手术机器人的主动接口和驱动方法技术

公开一种用于手术机器人的主动接口和驱动方法。所述主动接口被安装在主动机器人上，以操作与所述主动机器人连接的从动机器人，所述主动接口包括：主手柄，所述主手柄与所述主动机器人联结；子手柄，所述子手柄与所述主手柄联结；第一处理器，所述第一处理器被构造为产生与使用者在所述主手柄上的操作相对应的第一信号；以及第二处理器，所述第二处理器被构造为产生与使用者在所述子手柄上的操作相对应的第二信号，其中，所述第一信号和所述第二信号被分别传输到所述从动机器人。由于用于手术主动机器人的接口可以不仅包括用于操作所述机器人臂的所述手柄（主手柄），还包括用于腹腔镜等的其它控制器（子手柄），从而使得操作员可以在操作所述手柄的同时操作所述腹腔镜等，而不需要停止操作所述手柄或单独进行额外的操作。所述子手柄可以可拆卸地联结到所述主手柄上，从而，在必要时助手可以单独操作所述腹腔镜等。

【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。
技术介绍
在医学领域，手术是指对患者的皮肤、黏膜或其它组织进行切割或制造切口或 者进行操作以治疗病理状态的一种过程。诸如剖腹手术(切开皮肤并对内部器官等进行 治疗、修复或切除)的手术过程可能引起失血、副作用、疼痛和疤痕，就这点而论，目 前机器人的使用被认为是一种普及的替换。一组手术机器人可以包括主动机器人，其由外科医生操作以产生并传输必要 的信号；以及从动机器人，其接收来自主动机器人的信号，以对患者进行实际操作。在 手术室中，主动机器人和从动机器人可以被设置为集成单元，也可以被设置为分离的装置。可以在主动机器人上安装接口，外科医生可以通过所述接口输入操作。所述接 口可以包括监控器，所述监控器用于显示与手术相关的各种视觉信息；以及手柄，所 述手柄用于操作安装在从动机器人上的机器人臂等。监控器不仅可以显示腹腔镜拍摄的 手术位置的图像，还可以显示与患者的脉搏和心率、手术室的温度和湿度以及各种设备 的操作状态相关的信息。如果需要可以使用多个监控器，使得外科医生可以在实时地获 得所需信息的情况下正确地进行手术。可以在从动机器人上安装一个或多个机器人臂，并且在每个机器人臂的末端安 装手术仪器。在与从动机器人连接的主动机器人上，可以安装用于输入外科医生的操作 的手柄，并且当使用者操作手柄时，可以相应地操作安装在从动机器人上的仪器，以进 行机器人手术。在进行机器人手术时，外科医生不亲自操作手术所需的仪器，而是通过操作安 装在主动机器人上的手柄，利用安装在从动机器人上的各种仪器来进行手术。手柄可以 形成为多接头连杆组件等，以使外科医生可以完成与外科医生亲自进行手术时类似的动 作。当外科医生操作手柄时，可以产生相应的信号，并将所述信号传输到从动机器人。 然后，从动机器人可以接收由此从主动机器人传输来的信号并且根据外科医生的操作移 动仪器。然而，安装在传统的主动机器人上的手柄仅可以用于操作从动机器人臂，并且 当除了所述手术仪器之外的附加装置，诸如辅助仪器、腹腔镜等被加到所述从动机器人 上时，需要额外的人员专门操作所述附加装置。根据现有技术，为了利用相同的手柄来操作手术仪器以及操作辅助仪器或腹腔 镜等，可以在主动机器人上安装踏板(footpedal)。在此布置中，可以设置主动机器人的 接口，从而，不压下踏板操作手柄而使手术仪器移动，压下踏板操作所述手柄使腹腔镜 等移动。然而，即使在此情况下，外科医生也不能同时操作各种机器人手术装置。当操作手术装置中的一个时，其它设备必须保持静止。在外科医生只能够操作一个手术装置 的情况下，存在不能同时操作必要的手术装置而可能导致医疗事故的风险，例如，在需 要进行紧急手术同时用腹腔镜观察特定区域的情形。此外，如图5所示，传统主动机器人1的手柄150可以是这样的，操作手柄150 使得多接头连杆组件3移动和转动。因此，在手柄150周围需要用于安放折叠的多连杆 结构3的空间，这会使主动机器人1的设计受限。此外，当使用与传统的多连杆结构3连接的手柄150时，不能够使每个连杆部件 都对齐为一条直线，即连杆部件不可以延伸为180度角。反而，如图5所示，可以在接 头5上形成挡块，从而使连杆部件仅仅可以向上打开到特定的角度。如图5(b)所示，如 果所述连杆被设计为在没有挡块的情况下向上延伸到180度，那么当移动手柄150以缩回 多连杆结构3时，施加在手柄150上的力作用在所述连杆部件的轴向上。因此，连杆部 件在接头5处不会弯曲，或者需要用过大的力才会弯曲，这导致不能提供稳定和舒适的 操作。具体地，如果主动操作手柄是用于将操作员的手部移动直接传递到机器人臂的 手术机器人中时，存在操作中的不舒适会导致可能致命的医疗事故的风险。此外，对于图5所示的传统手柄结构来说，根据连杆部件形成的角度，移动或 转动所述连杆结构所需的力会不同。这会导致一些“奇异点(singularpoint)”，在此处， 当操作员想要将手柄移动到空间中的特定位置时，不能移动手柄或者需要比通常所需的 力更大的力来移动手柄。此外，在传统的机器人手术中，要使仪器进行特定的动作，需要在操作手柄时 进行相同的动作。例如，当进行缝合时，需要手柄重复转动，从而使仪器进行相同的重 复转动，这会导致因操作者手腕上过大的拉力而降低移动的稳定性以及存在出现故障的 风险。上述的
技术介绍
信息是专利技术人为了研究本专利技术而获得的，或者是在研究本专利技术 的过程中获得的。就此而论，应该理解，此信息不必然属于本专利技术的专利申请日之前的 公知领域。
技术实现思路
本专利技术的一个方面意在提供一种用于手术机器人的主动接口以及驱动所述手术 机器人的方法，通过所述主动接口和方法可以操作手术主动机器人的手柄，从而，操作 从动机器人的臂并且同时操作其它手术装置，诸如腹腔镜等。此外，本专利技术的另一方面提供一种用于主动机器人的操作装置，其使操作员可 以通过运用均勻的力稳定地将手柄移动到所需位置，并且在手柄周围不需要不必要的空 间。此外，本专利技术的又一方面提供一种用于手术机器人的主动接口，其使操作员可 以完成仪器的重复转动动作，而不需要重复地转动操作员的手腕，从而可以更加稳定地 进行手术。从下面的描述中可以容易地理解本专利技术所讨论的其它技术问题。本专利技术的其它方面提供一种用于手术机器人的主动接口。主动接口被安装在主动机器人上，以操作与所述主动机器人连接的从动机器人，并且所述主动接口包括主 手柄，所述主手柄与所述主动机器人联结；子手柄，所述子手柄与所述主手柄联结；第 一处理器，所述第一处理器被构造为产生与使用者在所述主手柄上的操作相对应的第一 信号；以及第二处理器，所述第二处理器被构造为产生与使用者在所述子手柄上的操作 相对应的第二信号，其中，所述第一信号和所述第二信号分别传输到所述从动机器人。可以在从动机器人上安装手术机器人臂和腹腔镜，在此情况下，所述第一信号 可以用于操作所述手术机器人臂，所述第二信号可以用于操作所述腹腔镜。子手柄可以 以下述方式与主手柄联结，使得所述子手柄在与主手柄分离时，同时与所述第二处理器 保持连接，并且使得所述子手柄在与所述主手柄分离期间可以通过无线通信与所述第二 处理器连接。主动机器人可以包括监控器，所述监控器被构造为显示操作所述从动机器人所 需的信息，在此情况中，所述第二信号可以用于操作监控器上的光标。离合按钮可以额 外地与所述主动机器人联结，并且所述第二信号可以用于根据离合按钮是否启动操作监 控器上的光标。所述第一处理器可以被构造为对根据在所述主手柄上的用户操作而获得的数据 和预设的参考数据进行比较，并且根据所获得的数据与预设的参考数据是否匹配来产生 所述第一信号。类似地，所述第二处理器可以被构造为对根据在所述子手柄上的用户操 作而获得的数据和预设的参考数据进行比较，并且根据所获得的数据与预设的参考数据 是否匹配来产生所述第二信号。本专利技术的另一方面提供一种驱动手术机器人的方法，其是一种通过操作与主动 机器人联结的主手柄和与所述主手柄联结的子手柄来驱动与所述主动机器人连接的从动 机器人的方法。所述方法包括产生与在所述主手柄上的用户操作相对应的第一信号； 产生与在所述子手柄上的用户操作相对应的第二信号；以及将所述第一信号和所述第二 信号分别传输到所述从动机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于手术机器人的主动接口，所述主动接口被安装在主动机器人上，以操作与所述主动机器人连接的从动机器人，所述主动接口包括：主手柄，所述主手柄与所述主动机器人联结；子手柄，所述子手柄与所述主手柄联结；第一处理器，所述第一处理器被配置为产生与使用者在所述主手柄上的操作相对应的第一信号；以及第二处理器，所述第二处理器被配置为产生与使用者在所述子手柄上的操作相对应的第二信号，其中，所述第一信号和所述第二信号被分别传输到所述从动机器人。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2008-6-9 10-2008-0053488;KR 2008-6-13 10-2008-01.一种用于手术机器人的主动接口，所述主动接口被安装在主动机器人上，以操作 与所述主动机器人连接的从动机器人，所述主动接口包括主手柄，所述主手柄与所述主动机器人联结；子手柄，所述子手柄与所述主手柄联结；第一处理器，所述第一处理器被配置为产生与使用者在所述主手柄上的操作相对应 的第一信号；以及第二处理器，所述第二处理器被配置为产生与使用者在所述子手柄上的操作相对应 的第二信号，其中，所述第一信号和所述第二信号被分别传输到所述从动机器人。2.根据权利要求1所述的主动接口，其中，在所述从动机器人上安装手术机器人臂和 腹腔镜，所述第一信号用于操作所述手术机器人臂，并且所述第二信号用于操作所述腹腔镜。3.根据权利要求1所述的主动接口，其中，所述子手柄与所述主手柄联结的方式是在 所述子手柄与所述主手柄分离的同时保持与第二处理器连接。4.根据权利要求3所述的主动接口，其中，所述子手柄在与所述主手柄分离时通过无 线通信与所述第二处理器连接。5.根据权利要求1所述的主动接口，其中，所述主动机器人包括监控器，所述监控器 被配置为显示操作所述从动机器人所需的信息，并且所述第二信号用于操作所述监控器上的光标。6.根据权利要求5所述的主动接口，其中，离合按钮与所述主动机器人联结，并且所述第二信号用于根据所述离合按钮是否启动来操作所述监控器上的所述光标。7.根据权利要求1所述的主动接口，其中，所述第一处理器被配置为对根据在所述主 手柄上的用户操作而获得的数据和预设的参考数据进行比较，并且根据所获得的数据与 预设的参考数据是否匹配来产生所述第一信号。8.根据权利要求1所述的主动接口，其中，所述第二处理器被配置为对根据在所述子 手柄上的用户操作而获得的数据和预设的参考数据进行比较，并且根据所获得的数据与 预设的参考数据是否匹配来产生所述第二信号。9.一种驱动手术机器人的方法，通过操作与主动机器人联结的主手柄和与所述主手 柄联结的子手柄来驱动与所述主动机器人连接的从动机器人，所述方法包括产生与在所述主手柄上的用户操作相对应的第一信号；产生与在所述子手柄上的用户操作相对应的第二信号；以及将所述第一信号和所述第二信号分别传输到所述从动机器人。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述子手柄可拆卸地联结到所述主手柄上，并且产生所述第二信号的操作包括在所述子手柄与所述主手柄分离时通过无线通信获得关于在所述子手柄上的用户操 作的数据。11.根据权利要求9所述的方法，其中，离合按钮被联结到所述主动机器人上，并且在产生所述第二信号的操作之前，所述方法进一步包括 判断所述离合按钮是否被启动。12.根据权利要求11所述的方法，其中，如果所述离合按钮被启动，则产生所述第二 信号的操作包括产生被所述手术机器人使用来执行特定功能的特定信号。13.根据权利要求9所述的方法，其中，产生所述第一信号的操作包括(a)根据所述主手柄上的用户操作获得数据；(b)将所获得的数据与预设的参考数据进行比较；(C)根据所获得的数据与所述预设的参考数据是否匹配来产生所述第一信号。14.根据权利要求13所述的方法，其中，操作(c)包括如果所获得的数据与所述预设的参考数据匹配，则产生被所述从动机器人使用来执 行特定功能的特定信号。15.根据权利要求9所述的方法，其中，产生所述第二信号的操作包括(d)根据在所述子手柄上的用户操作获得数据；(e)将所获得的数据与预设的参考数据进行比较；以及(f)根据所获得的数据与所述预设的参考数据是否匹配来产生所述第二信号。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述操作(f)包括如果所获得的数据与所述预设的参考数据匹配，则产生被所述从动机器人使用来执 行特定功能的特定信号。17.—种主动机器人的操作装置，所述操作装置与所述主动机器人连接，以操作与所 述主动机器人连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张焙相，崔胜旭，闵东明，元钟硕，河洸，
申请(专利权)人：韩商未来股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR