【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、微创医疗技术的目的是在诊断或手术过程期间减少受损伤外部组织的量，从而减少患者的恢复时间、不适和有害的副作用。微创外科手术的一种效果例如是减少手术后的住院恢复时间。由于标准开放手术的平均住院时间通常比类似微创手术的平均逗留时间明显更长，增加微创技术的使用可以每年节省数百万美元的住院成本。虽然在美国每年进行的许多手术可能通过微创的方式进行，但由于微创手术器械和掌握微创手术涉及的额外手术培训，目前只有一部分手术使用这些先进技术。
2、微创机器人手术或远程手术系统已被开发以增加外科医生的灵巧并避免传统微创技术的某些局限。在远程手术中，外科医生使用某种形式的远程控制(例如，伺服机构等)操纵手术器械运动，而不是通过手直接握住器械并移动器械。在远程手术系统中，可以在手术工作站向外科医生提供手术部位的图像。当外科医生可以在显示器上观看手术部位的二维或三维图像时，通过操纵主控制装置，其进而控制伺服机构操作从器械的运动，执行患者的手术过程。
3、用于远程手术的伺服机构往往接收两个主控制器的输入(其中每个对应外科医生的每只手)并且可以包括两个或更多个机器人臂，手术器械被安装在所述两个或更多个机器人臂中的每个上。主控制器与关联机器人臂以及器械组件之间的操作通信通常通过控制系统实现。控制系统通常包括至少一个处理器，其将来自主控制器的输入命令中继到关联的机器人臂和器械组件并在例如力反馈等的情况下，从器械和臂组件中返回到关联主控制器。机器人手术系统的一个示例可以是通过加利福尼亚州桑尼维尔的intuitive surgi
4、各种结构布置被用于在机器人手术期间支撑手术部位的手术器械。从动连杆机构(linkage)或“从动装置”往往被称为机器人手术操纵器，并且在微创机器人手术期间用作机器人手术操纵器的示例性连杆机构布置在美国专利no.7594912(2004年9月30日提交)、6758843(2002年4月26日提交)、6246200(1999年8月3日提交)以及5800423(1995年7月20日提交)中描述，上述全部公开通过引用被合并于此。这些连杆机构往往操纵器械夹持器，具有轴的器械被安装在该器械夹持器上。这类操纵器结构可以包括产生器械夹持器运动的平行四边形连杆机构部分，所述平行四边形连杆机构部分被限制成围绕与沿器械轴的长度设置的远程操纵中心交叉的俯仰轴线转动。这类操纵器结构还可以包括产生器械夹持器运动的偏转关节/接头，所述偏转接头被限制成围绕与俯仰轴线垂直的偏转轴线转动并且该偏转轴线也与远程操纵中心交叉。通过使远程操纵中心与内部手术现场的切口点(例如，与在腹腔镜手术期间在腹壁的套管针或插管)对准，通过使用操纵器连杆机构来移动轴的近端，手术器械的端部执行器/受动器可以被安全定位，而没有对腹壁强加潜在危害的力。替代操纵器结构例如在美国专利no.6702805(2000年11月9日提交)、6676669(2002年1月16日提交)，5855583(1996年11月22日提交)、5808665(1996年9月9日提交)、5445166(1994年4月6日提交)以及5184601(1991年8月5日提交)中被描述，上述全部公开通过引用被合并于此。
5、虽然新的远程手术系统和装置已被证明是高效且有利的，但仍需进一步的改进。一般来说，提供改进的用于执行微创机器人手术的结构和系统将是可取的。更为具体地，提高这些系统的效率和易用性将是有益的。例如，改进通过机器人手术操纵器提供的运动范围而不对腹壁强加潜在危害的力，这一点将是特别有利的。
技术实现思路
1、为提供对本专利技术的基本理解，下面给出本专利技术的一些实施例的简要概述。本概述不是本专利技术的广泛综述。本概述并不旨在识别本专利技术的关键/重要元素或描绘本专利技术的范围。其唯一目的是作为后面陈述的具体实施方式的前奏，以简化方式陈述本专利技术的某些实施例。
2、公开了改进的远程中心操纵器，在微创机器人手术期间，该远程中心操纵器支撑手术器械并在器械的期望位置处提供远离任何轴承或机械支撑件的操纵中心。该远程中心操纵器限制器械在远程操纵中心附近移动，优选地，该远程操纵中心与患者的进入切口例如患者的腹壁重合。在许多实施例中，操纵器连杆机构包括(1)可转动联接接头，其产生用于围绕经过远程操纵中心的第一轴线俯仰手术器械的平行四边形运动，(2)可转动联接连杆，其产生用于围绕经过远程操纵中心的第二轴线滚动手术器械的运动，以及(3)至少一对附加连杆，其被联接围绕经过远程操纵中心的关联附加轴线转动。除了经过远程操纵中心以外，关联附加轴线不与第一轴线或第二轴线中的任一个重合，从而允许围绕一个或更多个附加轴线的转动被用于改进由机器人手术操纵器提供的运动范围，而不对腹壁强加潜在危害的力。
3、因此，在一个方面，公开了在微创机器人手术期间用于限制手术器械的位置的远程中心操纵器。手术器械包括细长轴。该轴具有远侧作业端构造，其经配置通过远程操纵中心沿插入轴线被插入到患者体腔中。该远程中心操纵器包括基座连杆，其经配置被保持在相对于患者的固定位置；器械夹持器，其经配置与手术器械联接；以及连杆机构，其将器械夹持器联接到基座连杆。该连杆机构的第一和第二连杆被联接以限制第二连杆相对于第一连杆围绕与远程操纵中心交叉的第一轴线转动的运动。该连杆机构进一步包括三个可转动联接转动接头，其经配置产生连杆机构的受限制平行四边形运动，所述器械夹持器藉此被限制围绕与远程操纵中心交叉的第二轴线转动。第二轴线不与第一轴线重合。该连杆机构的第三和第四连杆被联接以限制第四连杆相对于第三连杆围绕与远程操纵中心交叉的第三轴线转动的运动。第三轴线不与第一和第二轴线中的任一个重合。
4、在许多实施例中，第三与第四连杆之间的联接被布置在基座连杆与第一和第二连杆之间的联接之间。在这类实施例中，第四连杆的运动用于重新定位连杆机构的主要部分，而不相对于患者移动远程操纵中心。例如，第三连杆可以是基座连杆或相对于基座连杆至少是固定的。第四连杆可以是第一连杆或相对于第一连杆至少是固定的。在许多实施例中，第一轴线与第三轴线之间的角度在10度与30度之间。例如，第一轴线与第三轴线之间的角度是大约15度。在许多实施例中，第一轴线与第三轴线是垂直或大致(即，在可接受公差内)垂直的。
5、在许多实施例中，第一轴线与第二轴线是垂直或大致垂直的。这类构造对器械夹持器的移动提供了很好的调节控制。
6、在许多实施例中，连杆机构包括中间锥形摆动接头。例如，在许多实施例中，连杆机构的连杆形成连杆的串联连接组件。第三连杆可以被设置在连杆的串联连接组件中的第二连杆与器械夹持器之间。并且第四连杆可以相对于器械夹持器是固定的或是器械夹持器中的至少一者。在许多实施例中，连杆机构可操作相对于第三连杆定向第四连杆，以便手术器械细长轴位于由第一轴线和第三轴线限定的平面中。
7、在许多实施例中，远程中心操纵器包括正弦/余弦连杆，其可驱动联接三个可转动联接转动接头中的至少一对，其中所述三个可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种手术操纵器，其包括：
2.根据权利要求1所述的手术操纵器，其中所述第一俯仰轴线和所述重新定向轴线能够被取向为重合。
3.根据权利要求1所述的手术操纵器，其中所述偏转轴线和所述第一俯仰轴线以不是90度的角度交叉。
4.根据权利要求1所述的手术操纵器，其中所述器械夹持器、所述平行四边形连杆机构部分、所述偏转接头和所述重新定向机构在远侧到近侧的方向上串联设置。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的手术操纵器，其中：
6.一种被配置为操纵手术器械的机器人手术操纵器，所述手术操纵器包括：
7.根据权利要求6所述的手术操纵器，其中所述第一俯仰轴线、所述第一偏转轴线、所述第二俯仰轴线和所述第二偏转轴线在远程操纵中心处交叉。
8.根据权利要求7所述的手术操纵器，其中：
9.根据权利要求6所述的手术操纵器，其中所述第一俯仰轴线和所述第二俯仰轴线以不是90度的角度交叉。
10.根据权利要求6所述的手术操纵器，其中所述第一俯仰轴线和所述第二俯仰轴线是重合的。
11.根据权利
12.根据权利要求6、7、9、10和11中的任一项所述的手术操纵器，其中所述滑座组件被配置为沿着所述手术器械的插入轴线插入所述手术器械。
13.根据权利要求6-12中的任一项所述的手术操纵器，其中所述基座被安装到推车底座的设定臂、顶板底座、底板底座或柱脚底座并且由所述推车底座的设定臂、顶板底座、底板底座或柱脚底座支撑。
14.一种手术器械操纵器，其包括：
15.一种机器人手术系统，包括：
16.根据权利要求15所述的机器人手术系统，其中所述器械夹持器被配置为支撑所述手术器械，使得所述手术器械的中心线偏移到所述第二平行四边形连杆的一侧。
17.根据权利要求15所述的机器人手术系统，还包括外科医生控制台，所述外科医生控制台包括可由外科医生操作以控制所述操纵器的操作的输入控制装置。
18.根据权利要求17所述的机器人手术系统，其中所述外科医生控制台被配置为呈现能够进行深度感知的手术部位的视图。
19.根据权利要求17所述的机器人手术系统，其中所述输入控制装置被配置为向所述外科医生提供直接控制所述手术器械的强烈感觉。
20.根据权利要求17所述的机器人手术系统，还包括内窥镜和电子推车，其中所述电子推车包括处理器，所述处理器用于处理由所述内窥镜捕获的图像以显示给所述外科医生。
21.根据权利要求17所述的机器人手术系统，还包括内窥镜和电子推车，其中所述电子推车包括处理器，所述处理器用于处理由所述内窥镜捕获的图像，以便经由所述外科医生控制台显示给所述外科医生。
22.根据权利要求17所述的机器人手术系统，还包括显示器、内窥镜和电子推车，其中所述电子推车包括处理器，所述处理器用于处理由所述内窥镜捕获的图像以便在所述显示器上显示。
23.根据权利要求17所述的机器人手术系统，还包括内窥镜和电子推车，其中所述电子推车包括显示器和处理器，所述处理器用于处理由所述内窥镜捕获的图像以便在所述显示器上显示。
24.根据权利要求15所述的机器人手术系统，其中所述设定接头中的至少一个具有垂直取向的旋转轴线。
25.根据权利要求15所述的机器人手术系统，其中所述设定接头中的至少两个中的每一个都具有垂直取向的旋转轴线。
26.根据权利要求15所述的机器人手术系统，其中所述手术器械和所述器械夹持器被配置为将所述手术器械可移除地耦接到所述器械夹持器。
27.根据权利要求15所述的机器人手术系统，其中所述地板/柱脚底座包括轮子，所述轮子被配置用于在经由所述操纵器对所述患者进行手术之前相对于所述患者移动所述地板/柱脚底座。
28.根据权利要求15所述的机器人手术系统，还包括内窥镜和电子推车，其中所述电子推车包括处理器，所述处理器用于处理由所述内窥镜捕获的图像以便显示。
29.根据权利要求15所述的机器人手术系统，还包括显示器、内窥镜和电子推车，其中所述电子推车包括处理器，所述处理器用于处理由所述内窥镜捕获的图像以便在所述显示器上显示。
30.根据权利要求15所述的机器人手术系统，还包括内窥镜和电子推车，其中所述电子推车包括显示器和处理器，所述处理器用于处理由所述内窥镜捕获的图像以便在...
【技术特征摘要】
1.一种手术操纵器，其包括：
2.根据权利要求1所述的手术操纵器，其中所述第一俯仰轴线和所述重新定向轴线能够被取向为重合。
3.根据权利要求1所述的手术操纵器，其中所述偏转轴线和所述第一俯仰轴线以不是90度的角度交叉。
4.根据权利要求1所述的手术操纵器，其中所述器械夹持器、所述平行四边形连杆机构部分、所述偏转接头和所述重新定向机构在远侧到近侧的方向上串联设置。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的手术操纵器，其中：
6.一种被配置为操纵手术器械的机器人手术操纵器，所述手术操纵器包括：
7.根据权利要求6所述的手术操纵器，其中所述第一俯仰轴线、所述第一偏转轴线、所述第二俯仰轴线和所述第二偏转轴线在远程操纵中心处交叉。
8.根据权利要求7所述的手术操纵器，其中：
9.根据权利要求6所述的手术操纵器，其中所述第一俯仰轴线和所述第二俯仰轴线以不是90度的角度交叉。
10.根据权利要求6所述的手术操纵器，其中所述第一俯仰轴线和所述第二俯仰轴线是重合的。
11.根据权利要求6所述的手术操纵器，其中所述第一区段还包括第三连杆，所述第三连杆联接在所述基座和所述第一区段的所述第一连杆之间，并且其中所述第三连杆围绕第三偏转轴线转动所述第一区段的至少一部分。
12.根据权利要求6、7、9、10和11中的任一项所述的手术操纵器，其中所述滑座组件被配置为沿着所述手术器械的插入轴线插入所述手术器械。
13.根据权利要求6-12中的任一项所述的手术操纵器，其中所述基座被安装到推车底座的设定臂、顶板底座、底板底座或柱脚底座并且由所述推车底座的设定臂、顶板底座、底板底座或柱脚底座支撑。
14.一种手术器械操纵器，其包括：
15.一种机器人手术系统，包括：
16.根据权利要求15所述的机器人手术系统，其中所述器械夹持器被配置为支撑所述手术器械，使得所述手术器械的中心线偏移到所述第二平行四边形连杆的一侧。
17.根据权利要求15所述的机器人手术系统，还包括外科医生控制台，所述外科医生控制台包括可由外科医生操作以控制所述操纵器的操作的输入控制装置。
18.根据权利要求17所述的机器人手术系统，其中所述外科医...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·M·斯赫纳，R·L·迪万根佐，G·C·埃廷格，E·F·杜瓦尔，N·迪奥莱提，D·H·戈麦斯，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：
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