用于机器人手术的无菌控制台制造技术

无菌控制台(302)，其包括至少一个主输入工具(306)，该主输入工具机械不接地并且适合于在手术期间由外科医生手持；至少一个手术座椅(309)，包括至少一个就座表面(310)，以用于使外科医生在手术期间坐在其上；至少一个追踪系统，适合于检测所述至少一个主输入工具(306)在预限定的追踪体积(308)内的位置和定向；至少一个工具支撑元件(324)，工具支撑元件在外科医生没有手持所述至少一个主输入工具(306)时，为所述至少一个主输入工具(306)提供支撑以将其搁置在工具支撑元件上；至少一个从动机器人组件(303)，包括被设计成对患者身体进行操作的至少一个手术器械(304)；控制单元(305)；控制单元(305)；追踪系统的所述场生成器(307)与手术座椅(309)的一部分是成一体的，使得当外科医生坐在手术座椅(309)的所述就座表面(310)上并手持所述至少一个主输入工具(306)时，所述主输入工具(306)位于所述追踪体积(308)内，并且其位置和定向可以被追踪系统检测。检测。检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机器人手术的无菌控制台


[0001]本专利技术的目的是无菌控制台(console，操纵台)。
[0002]特别地，所述无菌控制台适合于机器人手术。
[0003]本专利技术还涉及包括所述无菌控制台的机器人手术系统以及操作(operate，手术)场所。
[0004]此外，本专利技术的目的是执行手术的方法。

技术介绍

[0005]包括主对接件和从动手术工具的机器人手术组件在本领域中是众所周知的。具体地，已知类型的机器人手术组件包括控制站，该控制站包括显示器并且被连接至主对接件，如例如在文献WO-2016-201207中所示的，其中控制站的附件用作主输入工具，以控制在患者身体上操作的从动手术器械。
[0006]例如，文献US-2008-177285示出了主控制台，该主控制台配备有附接至座位元件的扶手，其中，机械约束的附件从每个扶手突出以形成自由端部，该自由端部包括被设计成适配在外科医生的手指上的可穿戴金属环，以检测由穿戴这样的环的外科医生提供的手动命令。主控制附件直接连接至铰接杠杆组件，以将命令传输至机器人的从动零件。
[0007]在上述文献中公开的手术主控制站由于这种可穿戴机械附件的负担而迫使外科医生的手臂和手在手术期间具有不舒适的姿势。
[0008]例如，文献EP-2845556示出了用于远程机器人手术的主控制台站，其配备有显示器和控制座椅，所述控制座椅包括从与座椅扶手成一体的框架结构突出的机械附件，所述机械附件用作主输入工具以控制从动手术机器人臂。这样的主输入附件连接至力/扭矩检测器和力补偿器，以用于检测目标外科医生的手动命令，并通过数据处理单元将这些信息传输到从动手术工具。
[0009]该远程控制台站迫使外科医生坐在专用控制室中的同时进行操作，因为该远程控制台站不适合进行消毒和放置在无菌操作场所内，即放置在操作台周围，并且同时，这样的控制台站被设计成不可移动的，换句话说，被设计成不易被重新放置在远程控制室的各个位置。
[0010]此外，这样的远程控制台站迫使外科医生操作以将他/她的手臂插入金属框架内以访问主控制附件。尽管在减小主要由于从外科医生传输至设置有力/扭矩检测器的主机械附件的机械振动而造成的噪声方面令人满意，但是该解决方案迫使外科医生在采取不舒适的位置和姿势的同时进行操作，特别是在持久的手术操作期间。在使用这样的远程控制台站执行机器人手术时，外科医生对手术的感知是不真实的，因为外科医生坐在放置于房间中的不可移动的控制台中，该房间在理想情况下可以被定位成远离操作场所并且可以操纵设置有力/扭矩检测器并具有控制杠杆外观的主控制附件。
[0011]因此，需要改善在机器人手术期间的外科医生的舒适度，且同时使外科医生能够操纵熟悉的主控制器。
[0012]例如，为同一申请人名义的文献WO-2017-064303和WO-2017-064306示出了具有控制工具的主对接件，该控制工具复制了一对普通手术镊子的外观，这些配备有传感器的镊子用以适当地检测由连接至镊子的平板(tablet，板件、输入板)产生的追踪场。尽管部分地令人满意并且由于熟悉操作这样的普通手术镊子对而专门用于缩短外科医生执行机器人手术的训练时间，这些解决方案容易出现缺点。
[0013]特别地，在这样的已知的解决方案中，由追踪平板检测到的体积被限制在位于追踪平板上方的空间的一部分。因此，不允许外科医生将主输入工具移动到主追踪平板下方，从而限制了外科医生在操作期间的运动范围以及舒适度。换句话说，当外科医生将主控制器移动到主追踪平板下方时，主追踪平板无法检测到主控制器的运动，并且相应地无法将运动传输至从动机器人端部效应器。
[0014]因此，需要改善外科医生在机器人手术期间的移动自由度，同时使外科医生适合操纵熟悉的主控制器。
[0015]文献US-2014-0018960公开了一种主对接件，该主对接件包括与控制系统联接的远程控制台，以用于致动对患者进行操作的远程操作的从动机械臂。控制台配备有机械不接地的主工具夹持装置，该主工具夹持装置限定了以身体为中心的参考系，换句话说，该参考系以操作这种机械地不受约束的主工具夹持装置的外科医生为中心。以此方式，检测以身体为中心的参考系的控制单元采集关于所述主工具夹持装置的位置和定向的信息，并且将命令信号发送到从动机器人臂以致动其端部效应器。在文献US-2018-0078319和US-2018-0092706中示出了远程控制台的其他示例。
[0016]从文献WO-2014-151621中已知一种用于腹腔镜手术的解决方案，该解决方案示出了一种主平台，该主平台包括：显示器，适合于显示腹腔镜视图；光学的或电磁追踪的有线或无线主控制器；以及适合于使站立的外科医生的前臂搁置在其上的搁置杆件。该解决方案的主要优点是能够追踪主控制器在搁置杆件上方和下方两者延伸的体积中的运动，引起了外科医生在腹腔镜手术期间的扩展的运动范围以及允许外科医生将他的前臂搁置在所述搁置杆件上。此外，这种解决方案还允许外科医生同时采用通过机器人的端部效应器进行操作的主控制器和适合于直接在活体身体上进行操作的惯用手术工具，为外科医生提供了广泛的可能的手术疗法。
[0017]尽管具有上述优点，但是所公开的解决方案未能在机器人手术期间为外科医生提供舒适而可靠的姿势。由于因该主平台解决方案迫使的固有的不舒适的外科医生的姿势，因此其中公开的主控制器的光学追踪准许外科医生在手术期间围绕操作场所行走，但通常会导致外科医生和/或手术团队无法集中，特别是对于持久的操作而言，以及很容易发生与机器人组件的不想要的意外碰撞。
[0018]需要提供一种用于机器人手术的无菌控制台的解决方案，该解决方案允许外科医生以舒适的姿势操作并且同时适合于在机器人手术期间提高患者和机器人零件的安全性。
[0019]需要提供一种无菌控制台的解决方案，该解决方案允许外科医生以舒适的姿势安全地操作，因为这个原因而避免了限制所允许的运动范围。
[0020]需要提供一种用于机器人手术的无菌控制台，该无菌控制台适合于改善机器人手术的精度、集中性以及因此的可靠性并且同时适合于持久操作，而不会因此导致外科医生的高度不舒适或不熟悉。

技术实现思路

[0021]本专利技术的范围是克服参照已知技术所提到的缺点。
[0022]本专利技术的范围是提供用于机器人手术系统的无菌控制台，其被设计成改善机器人手术期间外科医生的舒适度，避免因此而导致机器人手术的可靠性。
[0023]通过根据权利要求1所述的无菌控制台、以及根据权利要求12所述的机器人手术系统、以及根据权利要求14所述的操作场所、以及根据权利要求16所述的方法来实现这些和其它范围。
[0024]一些优选的实施方式是从属权利要求的主题。
[0025]根据本专利技术的一方面，用于机器人手术系统的无菌控制台包括：至少一个主输入工具，机械不接地并且适合于在手术期间由外科医生手持；至少一个手术座椅，包括至少一个就座表面，以用于使外科医生在手术期间坐在其上；至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于机器人手术系统(301)的无菌控制台(302)，所述无菌控制台适合于检测手动命令，包括：-至少一个主输入工具(306)，所述至少一个主输入工具机械不接地并且适合于在手术期间由外科医生手持；-至少一个手术座椅(309)，所述至少一个手术座椅包括至少一个就座表面(310)，以用于使所述外科医生在手术期间坐在其上；-至少一个追踪系统，所述至少一个追踪系统适合于检测所述至少一个主输入工具(306)在预限定的追踪体积(308)内的位置和定向；-至少一个工具搁置元件(324)，所述至少一个工具搁置元件在所述外科医生没有手持所述至少一个主输入工具(306)时，为所述至少一个主输入工具(306)提供支撑，以将其搁置在所述至少一个工具搁置元件上；其中：-所述至少一个主输入工具(306)限定依附于其的至少一个第一参考系(X1，Y1，Z1；Y2，Y2，Z2)；-所述追踪系统包括场生成器(307)，所述场生成器限定依附于其的第二参考系(X0，Y0，Z0)；-所述追踪体积(308)与所述追踪系统的所述场生成器(307)是成一体的；以及其中：-由所述追踪系统检测到的位置和定向是所述至少一个第一参考系(X1，Y1，Z1；X2，Y2，Z2)相对于所述第二参考系(X0，Y0，Z0)的位置和定向，使得机器人手术组件(301)的控制单元(305)适合于接收关于所述至少一个主输入工具(306)在所述追踪体积(308)内的所述位置和定向的信息，并且适合于将命令信号传输至从动机器人组件(303)，以便致动所述至少一个手术器械(304)；-所述追踪系统的所述场生成器(307)与所述手术座椅(309)的一部分是成一体的，使得当所述外科医生坐在所述手术座椅(309)的所述就座表面(310)上并手持所述至少一个主输入工具(306)时，所述主输入工具(306)位于所述追踪体积(308)内并且其位置和定向能够被所述追踪系统检测。2.根据权利要求1所述的无菌控制台(302)，其中，所述手术座椅(309)的所述就座表面(310)能够围绕基本上竖向的滚转轴线(V-V)枢转；并且所述追踪系统的所述场生成器(307)与所述就座表面(310)是成一体的，使得在所述就座表面(310)围绕基本上竖向的滚转轴线(V-V)枢转期间，所述追踪体积(308)与所述无菌控制台(302)的手术座椅(309)的就座表面(310)是成一体的。3.根据权利要求1或2所述的无菌控制台(302)，其中，所述手术座椅(309)包括与所述就座表面(310)成一体的座位下部支撑部分(315)以及为座位下部部分(315)提供结构支撑的座椅基部结构(314)；以及所述座位下部支撑部分(315)能够相对于所述座位基部结构(314)围绕基本上竖向的滚转轴线(V-V)枢转；以及所述场生成器(307)与所述座位下部支撑部分(315)是成一体的，使得所述无菌控制台(302)的手术座椅(309)的就座表面(310)在围绕基本上竖向的滚转轴线(V-V)滚转期间，所
述追踪体积(308)与所述就座表面是成一体的。4.根据前述权利要求中任一项所述的无菌控制台(302)，包括覆盖所述手术座椅(309)的所述就座表面(310)的无菌盖布(361)。5.根据前述权利要求中任一项所述的无菌控制台(302)，其中所述手术座椅(309)包括座位调节装置(322)，所述座位调节装置为所述手术座椅(309)且优选地为所述手术座椅(309)的所述座位下部支撑部分(315)提供围绕基本上竖向的滚转轴线(V-V)滚转的能力。6.根据前述权利要求中任一项所述的无菌控制台(302)，其中所述手术座椅(309)的所述就座表面(310)能够在高度上进行调节。7.根据前述权利要求中任一项所述的无菌控制台(302)，其中所述座椅基部结构(314)包括至少一个地面接触轮(323)。8.根据权利要求6所述的无菌控制台(302)，包括锁定装置(329)，所述锁定装置适合于选择性地阻挡由所述手术座椅(309)的至少一个地面接触轮(323)提供的至少运动自由度。9.根据前述权利要求中任一项所述的无菌控制台(302)，其中，所述手术座椅(309)能够在所述操作场所(333)内在与所述就座表面(310)基本上共面的至少一个方向上和/或在水平面或近水平面中的方向上移动。10.根据前述权利要求中任一项所述的无菌控制台(302)，其中：-所述至少一个主输入工具(306)借助于工具有线连接(330)可操作地连接至所述手术座椅(309)；以及/或者其中-所述主输入工具(302)具有手动的显微手术器械诸如持针器或镊子的形状和尺寸。11.根据前述权利要求中任一项所述的无菌控制台(302)，其中：-所述工具支撑元件(324)与所述手术座椅(309)的一部分是成一体的，使得当外科医生坐在所述手术座椅(309)的所述就座表面(310)上时，所述外科医生本身能够将所述至少一个主输入工具(306)手动地放置到所述工具支撑元件(324)上；以及/或者其中-当所述工具支撑元件(324)支撑所述主输入工具(306)时，在所述手术座椅(309)相对于所述从动机器人组件(303)移动例如转动的情况下，由所述追踪系统检测到的所述主输入工具(306)的位置和定向也能够保持不变；以及/或者其中-所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马西米利亚诺，
申请(专利权)人：医疗显微器具股份公司，
类型：发明
国别省市：