用于在微创介入时导引末端执行器的促动平台制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在微创介入时导引末端执行器例如照相机、外科或内科工具或器械等的通用的促动平台的新型结构，其中，相应的末端执行器在一个进入点处导入到身体内腔里，所述促动平台包括一个具有至少一个用于固定至少一个末端执行器的接口的运动装置、至少一个用于运动装置的驱动装置和一个驱动控制装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于导引末端执行器例如照相机、工具等的机器人或通用的促动平台(Aktorplattform)，对于微创介入，所述末端执行器在进入口或手术口导入到人或动物的身体的身体空间内。
技术介绍
用于使用在医疗介入或手术中的手术辅助机器人或者促动平台例如用于导引辅助器械例如照相机等原则上是已知的。也已知一些微创介入(intervention)，其中将一个器械例如外科器械、或光学或成像的器械例如内窥镜通过一个小型的手术口导入到病人身体的内腔里。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种用于在微创介入时导引末端执行器的通用的机器人系统或通用的促动平台，所述促动平台使得实际临床应用的多方面的并且部分也矛盾的要求完全合理，并且另外即使在较小的和紧凑的结构形式的情况下也在高强度的同时具有较小的重量，它不受干扰地允许使用完全不同类型的成像系统用于检查和/或监控人的或动物的身体内部，并且它的驱动装置和控制装置保证即使在外部的干扰影响下也精确地使末端执行器运动。为了解决这个目的，按权利要求1构成促动平台。按本专利技术，“成像的或产生图像的介质”例如是基于X射线、磁场或者电磁波的应用在医疗领域的成像方法或系统例如X射线仪的X射线、磁场或者电磁波，是基于X射线、核自旋或磁共振的计算机断层摄影系统或装置，是电磁的位置确定装置或系统等。“中性的材料”在本专利技术的意义上是一种材料，它对于成像的或者产生图像的介质是中性的或者接近中性的，也就是说，尤其对于相关的介质是通透的并且与成像或产生图像的介质没有或至少没有明显的反应。例如塑料适用为中性材料，但是也适用无机材料例如陶瓷，也可能适用软金属的合金例如铝合金。如果按本专利技术的手术辅助系统使用在手术台上，那么优选系统的至少这样的元件，而且包括驱动装置和铰链等，由一种或多种中性材料制成，所述元件位于手术台平面的上方。附图说明下面借助于实施例的附图详细解释本专利技术。附图1以简化的形式显示了一个手术台，它具有一个带有成像装置的C形臂以及具有在微创介入时用于导引末端执行器的促动平台。具体实施例方式在附图中总体上标记为1的手术台按已知的方式包括一个底脚部分2、一个升降柱3和真正的台元件4，该台元件在手术或微创介入期间构成病人5用的支承面。在所示实施形式中，与手术台2连接的是一个通用的促动平台(机器人系统)的在附图中总体上标记为6的运动装置。在所示的实施形式中，运动装置主要包括一个支承柱7和多个臂8、9、10，其中的臂10在其自由端部上构成一个接口或夹具11，一个末端执行器12可以通过电机绕着多条轴线运动地固定在该夹具上，该末端执行器在所示实施形式中是一个带有照相机13的内窥镜。运动装置6构成多条运动轴线，夹具11可绕着运动轴线摆动或者可以沿着运动轴线运动。为了手术(微创介入)，末端执行器12以其头部或以其器械尖端或末端执行器尖端12.1(例如内窥镜的透镜)通过手术口导入到病人5的身体内的手术区域并且可以由外科医生通过促动平台或运动装置6的相应驱动装置运动，而且经由驱动控制装置或控制电子装置的任意结构的输入装置14。控制电子装置是促动平台的一部分，通过控制电子装置15这样控制运动装置，使得器械尖端或末端执行器尖端12.1按期望的方式在病人5的身体空间内运动，而在作为不变的点的手术口处的末端执行器区域在这种运动时不改变或不明显改变其位置。在手术台1上另外有一个所谓的C形臂16，其上设有一个成像装置17，例如在X射线基础上的成像装置的射线源，而且用于病人的手术区域的成像检查和/或监控。除了这些在X射线基础上的装置或方法之外，也可以考虑其他成像方法或系统作为成像装置或方法，例如核自旋、磁共振等。另外还存在如下可能性，即为了精确确定和/或检验器械尖端或末端执行器尖端12.1的位置，设有一个电磁的位置确定装置18。为了能够在所有通常采用的方法和系统中不受干扰地成像地检查，运动装置6的至少在台元件4的平面上方的所有功能元件，尤其是所有的臂8-10、铰链以及驱动元件由一种对于所采用的成像的方法或系统或其介质为中性的材料制成，即尤其由不导电的材料和也不由铁磁的或抗磁性的材料制成。合适的材料例如是绝缘的并且同时也磁中性的材料，例如具有足够强度的塑料例如PA(聚酰胺)、POM或PE(聚乙烯)。在一定程度上铝合金也是合适的。对于运动装置6至少在台元件4的平面上方的功能元件不合适的是，任何情况下所有磁性的和/或金属的材料例如钢，也尤其是不锈钢；以及具有高密度的材料。在本专利技术中，作为驱动机构或调节机构适用调节缸例如液压调节缸，如这在附图中以19表示。调节机构同样由一种对于成像介质为中性的材料制成。器械尖端或末端执行器尖端12.1例如这样构成，使得它由成像系统检测，因此通过成像系统同样显示该尖端的位置。下面描述通用的促动平台6或其组成部分的其他具体的特征。运动装置6运动装置6构成为使得它允许末端执行器12或其头部或尖端12.1绕着末端执行器12的由相应手术口构成的进入点360°地运动进入到病人5的身体内腔里，而且如已经描述的，末端执行器12的那个区域的位置不改变或者不明显改变，末端执行器12在所述区域在进入点或在手术口处进入到身体内。另外，运动装置6构成为使其允许末端执行器12以相对于铅垂线至少75°在进入面上倾斜，手术口或进入口设在该进入面上。除了它由中性材料制造之外，对运动装置6还要求如下它较小并且紧凑地构成并且不会使围绕手术台1或台元件4的空间狭窄，也就是说，即使在极端运动的情况下，运动装置6的空间需求也仅基本上相当于人的外科医生的空间需求，但是优选小于人的外科医生所要求的空间。另外对于运动装置要求较小的重量，即小于15kg的总重量，因此运动装置可以毫无问题地并且轻易地固定在台元件上，或者必要时也在使用快速锁合机构(Schnellverschluβ)或快速夹紧机构的情况下固定在那里的固定轨道(例如导轨)上，并且又可以从手术台上取下。运动装置6的另一重要的特征也在于，它在紧急情况下可以快速脱开，因此然后相应的末端执行器12可以手动地从病人5的身体中除去。例如在运动装置6的至少一个在两个相邻臂之间的铰链处进行所述脱开。为了允许对运动装置6有效地清洁和杀菌，运动装置6具有一个相应的封闭的结构形式，这例如可以如下实现，即运动装置的外表面至少在铰链的区域内由一种柔性的软管构成。用于运动装置6的驱动装置优选是流态的例如液态的驱动装置，他们在较小结构尺寸的情况下允许较高的力和力矩并且尤其也保证运动装置6的较高刚性。另外，流体-驱动装置使得缓慢的且精确的运动成为可能。为了可以将运动装置6安装在系统中，所述系统基于磁共振和/或X射线和/或电磁场，在运动装置中的驱动装置优选是次级驱动装置或从动装置，它由初级驱动装置或主动装置在磁共振、X射线或电磁场之外设置。主动驱动装置例如是泵或主动缸。从动驱动装置例如是缸。驱动控制装置或控制电子装置15另外，控制电子装置15是通用的促动平台的组成部分，该控制电子装置通过输入端14(用于形成理论值)允许也以小的步长(Schritt)以及非常简单地控制运动装置6。输入端14可以任意构成并且例如允许手动控制或手动输入控制命令。原则上存在如下可能性，即输入端14设置在医疗工具上，外科医生除了使用安装在运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在微创介入时导引末端执行器（１２）例如照相机、外科或医疗工具或器械等的通用的促动平台，其中，相应的末端执行器（１２）在一个进入点处导入到身体内腔里，所述促动平台包括一个具有至少一个用于固定至少一个末端执行器（１２）的接口的运动装置（６）、至少一个用于运动装置（６）的驱动装置（１９）和一个驱动控制装置（１５），其特征在于：所述促动平台还具有下列组合的特征：－运动装置（６）允许所述至少一个末端执行器（１２）绕着进入点３６０°的运动以及相对于铅垂线至少７５°地在进入点的平面上倾斜；－运动装置（６）在至少一个分区域内由一种对于成像的和／或确定位置和／或定向的装置的介质为系统中性的材料制成；－运动装置（６）具有用于固定在手术台（１）上的装置或者在那里的固定元件例如导轨；－运动装置（６）具有封闭的、可杀菌的结构形式；－运动装置（６）可以手动脱开或分离；－驱动控制装置（１５）具有一个输入端（１４）用于形成理论值；－驱动控制装置（１５）构成为用于补偿干扰量，尤其是机械的、电的或温度相关的干扰量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H福伊斯纳，E扎梅赖尔，M泽伦，JM克纳普，R盖格尔，L基尔申霍费尔，
申请(专利权)人：微型E测量技术有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]