医疗机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种紧凑医疗机器人(200)，该医疗机器人提供以五个或更多个自由度对医疗器械(400)的引导和致动。机器人具有能够在下平面内移动的下致动器臂。下万向架附连到下致动器臂。上致动器臂能够在上平面内移动并且上万向架附连到上致动器臂。引导管附连到下万向架和上万向架。线性致动器附连到引导管以纵向移动延伸通过引导管的医疗器械。线性致动器包括布置在线性致动器的主要主体部分内的致动杆和线性马达。用于旋转医疗器械的附加旋转致动器可以被提供并且被稳固地连接到致动杆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】医疗机器人
本专利技术大体涉及医疗机器人，并且更具体地讲，涉及用于图像引导介入的紧凑远程可控介入设备引导系统。
技术介绍
机器人辅助外科手术使用机器人系统来辅助外科手术程序。开发机器人辅助外科手术以克服现存的微创外科手术程序的局限性，并且增强外科医生执行开放外科手术的能力。在机器人辅助微创外科手术的情况中，外科医生不是直接移动器械，而是通过直接远程操纵或通过计算机控制来控制器械。这允许外科医生远离患者，从而实现图像引导程序，其中机器人存在于成像设备中，诸如在计算机断层摄影(CT)扫描仪或磁共振成像(MRI)设备处，而不会使外科医生暴露于辐射。医疗机器人已在有关精确控制身体上或身体中的点的许多外科手术或立体定向操作中证明了其价值。通过将器械引导与医疗成像组合，能够精确确定医疗器械的进入位置、进入深度和进入方向以到达身体上或身体中的定义目标点。常规医疗机器人价格昂贵、体积大且绑定到大型框架，例如安装在手术室的天花板。此类常规机器人的可变性通常受到限制。在专利技术人的美国专利申请公开2007/0276407中公开了一种用于控制有形结构的紧凑且低成本的设备，该申请以其整体通过引用合并于此。本公开提供了相对于US2007/0276407中描述的设备的附加改进。
技术实现思路
改进医疗机器人包括在下平面内可移动的下致动器臂。下万向架附连到下致动器臂。下万向架提供至少两个自由度，从而允许在下平面内的俯仰和滚转。上致动器臂在上平面内可移动。上万向架附连到上致动器臂。上万向架提供至少两个自由度，从而允许在上平面内的俯仰和滚转。引导管附连到下万向架和上万向架。线性致动器附连到引导管并且适于纵向移动延伸通过引导管的医疗器械。引导管可以被稳固地附连到下万向架并且可滑动地布置在上万向架内。更具体地，下万向架可以具有带螺纹开口的内万向节元件，螺钉通过该螺纹开口将引导管的下端夹持到内万向节元件。医疗机器人可以被很容易地重新配置以用于广泛的应用。可重新配置性通过使用不同形状的器械适配器来实现。医疗机器人可以使用下器械适配器，下器械适配器的后部稳固地附连到下致动器臂。在器械适配器的前部提供有接收开口形式的附连机构，该接收开口接收下万向架的附连轴。类似地，可以使用上器械适配器，该上器械适配器具有稳固地附连到上致动器臂的后部以及接收上万向架的附连轴的接收开口。下器械适配器和上器械适配器能够以各种形式提供，从而允许将医疗机器人重新配置用于需要不同器械、不同数量的器械和这些器械的不同相对布置的不同医疗程序。下万向架和上万向架的附连轴可以包括一个或多个周向凹槽。下万向架和上万向架的附连轴可以各自通过一个或多个弹簧加载的固定支架保持在下器械适配器和上器械适配器的相应接收开口内。弹簧加载的固定支架可以具有接合一个或多个周向凹槽的保持销。弹簧加载的固定支架可以将附连轴朝向相应接收开口的一侧拉动。因此，附连轴被偏置到稳固位置，但仍能够在接收开口内绕其纵向轴线旋转。附连到引导管的线性致动器可以具有围绕引导管的上端延伸的下主体部分和被布置成与下主体部分横向偏移的主要主体部分。具体地，在线性致动器的下主体部分内形成接收开口。可以提供夹持机构(例如夹持螺钉的形式)以将线性致动器的下主体部分牢固地夹持到引导管的上端。医疗器械可以延伸通过线性致动器的下主体部分。线性致动器可以包括致动杆和稳固地附连到致动杆的器械夹具。线性马达可以布置在线性致动器的主要主体部分内并且适于移动致动杆。线性马达可以是压电线性致动器。致动杆的纵向轴线可以与引导管的纵向轴线径向偏移且平行地延伸。替代固定器械夹具，可以将可选的旋转致动器稳固地连接到致动杆。然后，旋转致动器提供器械绕其纵向轴线的旋转移动。旋转致动器可以包括小齿轮，该小齿轮具有中心开口，医疗器械可以该通过中心开口插入并且医疗器械可以可释放地夹持到该中心开口中。旋转致动器还可以包括接合小齿轮的齿条，该齿条适于由布置在旋转致动器的壳体内的线性马达移动。另一个示例性医疗机器人可以包括下主体。下致动器臂可以延伸通过下主体的开口，该下致动器臂在下平面内可移动。机器人还可以包括上主体和延伸通过上主体的开口的上致动器臂。上致动器臂能够在上平面内移动。下平面和上平面可以平行。引导管可以连接到下致动器臂和上致动器臂。线性致动器可以附连到引导管。线性致动器可以适于移动布置在引导管上方的器械夹具。可替代地，旋转致动器可以附连到线性致动器而不是固定器械夹具。医疗机器人的上主体可以附连到下致动器臂并且相对于下主体移动。可替代地，医疗机器人的上主体可以不可移动地附连到下主体。具有定位标记的定位框架可以被稳固地附连到引导管。位置框架和定位标记可以通过可操作地连接到机器人的控制系统的医疗引导系统来观察。一种用于使用医疗机器人的方法可以包括：相对于患者中的切口点不可移动地布置医疗机器人；将医疗器械插入引导管中并且将医疗器械夹持到器械夹具；控制下致动器臂和上致动器臂以定位和定向医疗器械，使得医疗器械的路径与患者体内的目标对准；以及控制线性致动器以沿路径将医疗器械驱动到目标中。医疗机器人可以包括下主体和延伸通过下主体的开口的下致动器臂。下致动器臂能够在下平面内移动。下器械适配器可以附连到下致动器臂。下器械适配器可以具有保持用于第一器械的下引导件的第一附连机构以及保持用于第二器械的下引导件的第二附连机构。为了描述的清楚，在存在“上”元素的情况下，已经选择了对“下”元素(例如，下主体、下平面、下器械适配器等)的引用。然而，不应仅因为已提及“下”元件就推断出“上”元件的存在。类似地，对“第一”元素的引用并不要求“第二元素”的存在，除非特别提到这样的“第二元素”。用于第一器械的下引导件可以是万向节，该万向节将第一器械的x/y位置固定在下平面内并且允许第一器械围绕x/y位置的俯仰和滚转移动。用于第二器械的下引导件可以与用于第一器械的下引导件相同。可替代地，用于第二器械的下引导件可以具有不同的形状，并且例如是支架的形式。第一器械可以是活检针、注射针、电极、内窥镜或外窥镜。第二器械可以是医疗成像设备。更具体地，第二器械可以是超声换能器。通常，医疗机器人可以与外科手术中使用的任何类型的器械一起使用，并且优选与微创机器人外科手术中使用的医疗器械一起使用。第二附连机构和第二器械的下引导件可以包括可释放地连接的冠齿轮。由此，可以通过在不同相对位置接合冠齿轮来调整第二器械的滚转角。用于第一器械的下引导件和用于第二器械的下引导件可能以预定距离布置。下器械适配器还可以包括第三附连机构，该第三附连机构保持第三器械的下引导件。在该情况下，第一器械可以是第一电极并且第三器械可以是第二电极。第一电极和第二电极可以连接到电信号发生器以执行消融。医疗机器人还可以包括上主体和延伸通过上主体的开口的上致动器臂。上致动器臂能够在平行于下平面的上平面内移动。上器械适配器可以附连到上致动器臂。上器械适配器可以具有附连机构，该附连机构保持第一器械的上引导件。另一个示例性医疗机器人可以包括下主体和延伸通过下主体的开口的下致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医疗机器人，其包括：/n下致动器臂，所述下致动器臂能够在下平面内移动；/n下万向架，所述下万向架附连到所述下致动器臂，所述下万向架具有至少两个自由度，从而允许在所述下平面内的俯仰和滚转；/n上致动器臂，所述上致动器臂能够在上平面内移动；/n上万向架，所述上万向架附连到所述上致动器臂，所述上万向架具有至少两个自由度，从而允许在所述上平面内的俯仰和滚转；/n引导管，所述引导管附连到所述下万向架和所述上万向架；以及/n线性致动器，所述线性致动器附连到所述引导管，所述线性致动器适于使延伸通过所述引导管的医疗器械纵向移动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180413 US 62/657,2711.一种医疗机器人，其包括：
下致动器臂，所述下致动器臂能够在下平面内移动；
下万向架，所述下万向架附连到所述下致动器臂，所述下万向架具有至少两个自由度，从而允许在所述下平面内的俯仰和滚转；
上致动器臂，所述上致动器臂能够在上平面内移动；
上万向架，所述上万向架附连到所述上致动器臂，所述上万向架具有至少两个自由度，从而允许在所述上平面内的俯仰和滚转；
引导管，所述引导管附连到所述下万向架和所述上万向架；以及
线性致动器，所述线性致动器附连到所述引导管，所述线性致动器适于使延伸通过所述引导管的医疗器械纵向移动。


2.根据权利要求1所述的医疗机器人，其中所述引导管稳固地附连到所述下万向架并且可滑动地布置在所述上万向架内。


3.根据权利要求2所述的医疗机器人，其中所述下万向架包括具有螺纹开口的内万向节元件，螺钉通过所述螺纹开口将所述引导管的下端夹持到所述内万向节元件。


4.根据权利要求1所述的医疗机器人，还包括
下器械适配器，所述下器械适配器具有稳固地附连到所述下致动器臂的后部以及接收所述下万向架的附连轴的接收开口；以及
上器械适配器，所述上器械适配器具有稳固地附连到所述上致动器臂的后部以及接收所述上万向架的附连轴的接收开口。


5.根据权利要求4所述的医疗机器人，
其中所述下万向架和所述上万向架的所述附连轴各自包括两个周向凹槽，并且
其中所述下万向架和所述上万向架的所述附连轴各自通过两个弹簧加载的固定支架来保持在所述上器械适配器和所述下器械适配器的相应接收开口内，所述弹簧加载的固定支架具有接合所述周向凹槽的保持销。


6.根据权利要求1所述的医疗机器人，其中所述线性致动器包括
下主体部分，所述下主体部分围绕所述引导管的上端延伸，以及
主要主体部分，所述主要主体部分被布置成与所述下主体部分横向偏移。


7.根据权利要求1所述的医疗机器人，
其中在所述线性致动器的下主体部分内形成接收开口，并且
其中夹持螺钉被提供以将所述线性致动器的所述下主体部分牢固地夹持到所述引导管的上端。


8.根据权利要求7所述的医疗机器人，其中所述医疗器械延伸通过所述线性致动器的所述下主体部分。


9.根据权利要求1所述的医疗机器人，其中所述线性致动器包括：
致动杆；
器械夹具，所述器械夹具稳固地附连到所述致动杆；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·沃格勒，
申请(专利权)人：艾斯伊医疗技术公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT