手术机器人定位系统及相关装置和方法制造方法及图纸

本文中所公开的各种实施例涉及在手术程序期间辅助手术装置的粗略定位的手术机器人定位系统和装置。举例来说，一种用于机器人手术装置的粗略定位系统可包含：定位主体；横摆机构，其在横摆旋转关节处以可操作方式耦接到所述定位主体；俯仰机构，其在俯仰旋转关节处以可操作方式耦接到所述定位主体；以及插入机构，其以可操作方式耦接到所述俯仰机构，其中所述插入机构被配置成滑动且可耦接到所述机器人手术装置。器人手术装置。器人手术装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】手术机器人定位系统及相关装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)要求2020年7月6日申请且标题为“手术机器人定位系统及相关装置和方法“(Surgical Robot Positioning System and Related Devices and Methods)”的美国临时申请63/048,620的权益，所述美国临时申请特此以全文引用的方式并入本文中。


[0003]本文中的各种实施例涉及机器人手术系统，并且更具体地，涉及在手术程序期间辅助手术装置的粗略定位的手术机器人定位系统和装置。粗略定位系统与体内手术装置的组合在不增加装置的大小的情况下促成体内装置的自由度的增加。

技术介绍

[0004]当前用于机器人手术的已知定位系统是大的且繁琐的。举例来说，Da Vinci SP Surgical System
TM
占据了手术室的相当大部分且在手术部位之上造成了拥挤空间，并且由早稻田大学创建的系统具有笨重的马达外壳，这产生比必要轮廓更大的轮廓。在另一实例中，Raven
TM
通过插入单个工具来模拟当前腹腔镜技术(与上文所论述的其它两个系统中所使用的体内机器人系统形成对比)。
[0005]这些已知系统中的某些系统包含已知的通用球形机构，其可用于到达患者的腹腔的范围。“球形机构”是物理机构或软件应用程序，其可使所有末端执行器运动穿过单个点，由此允许手术系统使用通过充当单个枢轴点的切口执行程序的长刚性工具。作为实例，COBRASurge和Raven两者都具有机械球形机构，而达芬奇(Da Vinci)具有基于软件的球形机构。
[0006]本领域中需要改进的定位系统。

技术实现思路

[0007]本文中论述了用于例如体内手术装置等机器人手术装置的各种粗略定位系统。
[0008]在实例1中，一种用于机器人手术装置的粗略定位系统包括：定位主体；横摆机构，其在第一旋转关节处以可操作方式耦接到定位主体；俯仰机构，其在第二旋转关节处以可操作方式耦接到定位主体；以及插入机构，其以可滑动方式耦接到俯仰机构，使得插入机构可沿着插入轴的长度移动，其中插入机构被配置成可耦接到机器人手术装置。
[0009]实例2涉及根据实例1所述的粗略定位系统，其中横摆机构进一步包括马达，其与输出轴杆以可操作方式接合，所述输出轴杆被配置成使定位主体围绕第一旋转关节旋转。
[0010]实例3涉及根据实例2所述的粗略定位系统，其中横摆机构进一步包括：驱动齿轮，其耦接到马达；从动齿轮，其与驱动齿轮以可操作方式接合；螺杆，其耦接到从动齿轮；以及转轮，其耦接到输出轴杆，其中转轮与螺杆以可操作方式接合。
[0011]实例4涉及根据实例1所述的粗略定位系统，其中俯仰机构进一步包括马达，其与
弯曲输出轨道以可操作方式接合，所述弯曲输出轨道被配置成使插入机构围绕第二旋转关节旋转。
[0012]实例5涉及根据实例4所述的粗略定位系统，其中俯仰机构进一步包括：螺杆，其耦接到马达；转轮，其与螺杆以可操作方式接合；以及可旋转齿轮，其以可操作方式耦接到转轮，其中可旋转齿轮与弯曲输出轨道以可操作方式接合。
[0013]实例6涉及根据实例1所述的粗略定位系统，其中插入机构进一步包括马达，其与细长输出轨道以可操作方式接合，所述细长输出轨道被配置成使插入机构沿着插入轴平移地移动。
[0014]实例7涉及根据实例1所述的粗略定位系统，其中插入机构进一步包括夹钳，其被配置成可耦接到机器人手术装置。
[0015]实例8涉及根据实例1所述的粗略定位系统，其中第一旋转关节的第一旋转轴、第二旋转关节的第二旋转轴和插入轴在单个相交点处相交。
[0016]实例9涉及根据实例8所述的粗略定位系统，其进一步包括两个或更多个激光器，其被配置成发射在单个相交点处相交的光束。
[0017]实例10涉及根据实例1所述的粗略定位系统，其进一步包括以可操作方式耦接到粗略定位系统和机器人手术装置的控制器，其中粗略定位系统和机器人手术装置被配置成一起操作以将机器人手术装置定位在患者的体腔内。
[0018]在实例11中，一种用于机器人手术装置的粗略定位系统包括：定位主体；横摆机构，其在第一旋转关节处以可操作方式耦接到定位主体；俯仰机构，其在第二旋转关节处以可操作方式耦接到定位主体；插入机构，其以可滑动方式耦接到俯仰机构，使得插入机构可沿着插入轴的长度移动，其中插入机构被配置成使机器人手术装置沿着插入轴的长度平移地移动；以及机器人手术装置，其以可操作方式耦接到插入机构，机器人手术装置包括装置主体和以可操作方式耦接到装置主体的臂，臂包括末端执行器，其中机器人手术装置可通过患者体内的插入点定位，使得臂以及装置主体的至少部分可定位在患者的体腔内。
[0019]实例12涉及根据实例11所述的粗略定位系统，其中第一旋转关节的第一旋转轴、第二旋转关节的第二旋转轴和插入轴在单个相交点处相交。
[0020]实例13涉及根据实例12所述的粗略定位系统，其中单个相交点安置在沿着机器人手术装置的部分的某一点处。
[0021]实例14涉及根据实例12所述的粗略定位系统，其中单个相交点安置在患者的插入点处，并且臂部分地通过单个相交点安置。
[0022]实例15涉及根据实例14所述的粗略定位系统，其中插入点包括切口或自然孔口。
[0023]在实例16中，一种用于内部机器人手术装置的外部粗略定位系统包括：支撑臂；定位主体，其以可操作方式耦接到支撑臂；横摆机构，其在第一旋转关节处以可操作方式耦接到定位主体；俯仰机构，其在第二旋转关节处以可操作方式耦接到定位主体；插入机构，其以可滑动方式耦接到俯仰机构，使得插入机构可沿着插入轴的长度移动，其中插入机构被配置成可耦接到内部机器人手术装置；以及第一旋转关节的旋转轴、第二旋转关节的旋转轴和插入轴的单个相交点。
[0024]实例17涉及根据实例16所述的外部粗略定位系统，其中支撑臂进一步包括：夹钳，其被配置成与床轨耦接；棒，其耦接到夹钳；第一细长臂，其在第三旋转关节处以可操作方
式耦接到棒；以及第二细长臂，其在第四旋转关节处以可操作方式耦接到第一细长臂且在第五旋转关节处以可操作方式耦接到定位主体。
[0025]实例18涉及根据实例17所述的外部粗略定位系统，其中第三旋转关节、第四旋转关节和第五旋转关节各自被配置成围绕平行轴旋转。
[0026]实例19涉及根据实例16所述的外部粗略定位系统，其中机器人手术装置包括至少一个臂，其中外部粗略定位系统和机器人手术装置被配置成一起操作以将机器人手术装置定位在患者的体腔内。
[0027]实例20涉及根据实例19所述的外部粗略定位系统，其进一步包括：中央处理单元，其以可操作方式耦接到外部粗略定位系统和机器人手术装置，其中中央处理单元包括软件，其被配置成将控制指令传输到外部粗略定位系统和机器人手术装置；以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于机器人手术装置的粗略定位系统，所述系统包括：(a)定位主体；(b)横摆机构，其在第一旋转关节处以可操作方式耦接到所述定位主体；(c)俯仰机构，其在第二旋转关节处以可操作方式耦接到所述定位主体；以及(d)插入机构，其以可滑动方式耦接到所述俯仰机构，使得所述插入机构能够沿着插入轴的长度移动，其中所述插入机构被配置成能够耦接到所述机器人手术装置。2.根据权利要求1所述的粗略定位系统，其中所述横摆机构进一步包括马达，其与输出轴杆以可操作方式接合，所述输出轴杆被配置成使所述定位主体围绕所述第一旋转关节旋转。3.根据权利要求2所述的粗略定位系统，其中所述横摆机构进一步包括：(a)驱动齿轮，其耦接到所述马达；(b)从动齿轮，其与所述驱动齿轮以可操作方式接合；(c)螺杆，其耦接到所述从动齿轮；以及(d)转轮，其耦接到所述输出轴杆，其中所述转轮与所述螺杆以可操作方式接合。4.根据权利要求1所述的粗略定位系统，其中所述俯仰机构进一步包括马达，其与弯曲输出轨道以可操作方式接合，所述弯曲输出轨道被配置成使所述插入机构围绕所述第二旋转关节旋转。5.根据权利要求4所述的粗略定位系统，其中所述俯仰机构进一步包括：(a)螺杆，其耦接到所述马达；(b)转轮，其与所述螺杆以可操作方式接合；以及(c)可旋转齿轮，其以可操作方式耦接到所述转轮，其中所述可旋转齿轮与所述弯曲输出轨道以可操作方式接合。6.根据权利要求1所述的粗略定位系统，其中所述插入机构进一步包括马达，其与细长输出轨道以可操作方式接合，所述细长输出轨道被配置成使所述插入机构沿着所述插入轴平移地移动。7.根据权利要求1所述的粗略定位系统，其中所述插入机构进一步包括被配置成能够耦接到所述机器人手术装置的夹钳。8.根据权利要求1所述的粗略定位系统，其中所述第一旋转关节的第一旋转轴、所述第二旋转关节的第二旋转轴和所述插入轴在单个相交点处相交。9.根据权利要求8所述的粗略定位系统，其进一步包括被配置成发射在所述单个相交点处相交的光束的两个或更多个激光器。10.根据权利要求1所述的粗略定位系统，其进一步包括以可操作方式耦接到所述粗略定位系统和所述机器人手术装置的控制器，其中所述粗略定位系统和机器人手术装置被配置成一起操作以将所述机器人手术装置定位在患者的体腔内。11.一种用于机器人手术装置的粗略定位系统，所述系统包括：(a)定位主体；(b)横摆机构，其在第一旋转关节处以可操作方式耦接到所述定位主体；(c)俯仰机构，其在第二旋转关节处以可操作方式耦接到所述定位主体；(d)插入机构，其以可滑动方式耦接到所述俯仰机构，使得所述插入机构能够沿着插入
轴的长度移动，其中所述插入机...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：虚拟切割有限公司，
类型：发明
国别省市：