[发明专利]可快速部署的柔性机器人器械

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35篇第119条(e)款主张2010年7月27日提交的美国临时专利申请号61/368,193和2011年4月1日提交的美国临时专利申请号61/470,730的权益，所述美国临时专利申请均在此以引用方式全部并入本文。

背景技术

在传统的外科手术中，外科医生必须在患者中切开足够大的开口以允许观测手术位点和手动接近手术位点。然而，在过去二十年中，医学外科手术已经稳步发展到涵盖微创外科手术(MIS)的水平，这包括比传统的外科手术创伤更小的手术技术。

微创诊断和/或手术操作通过使医师和外科医生经由在患者身体中的有限数目的小切口来接近内部器官，而使患者获得损伤降低和愈合时间更快的好处。通常，将插管或套管插入小切口以提供手术器械通过的入口。然而，这些入口将手术仪器限制在只有四个自由度(DoF)并且限制其远端灵活性。为了帮助医师和外科医生克服这些困难，已经设计了大量的机器人装置和系统用于许多微创操作。

然而，尽管以前进行了大量的研究，当前的机器人仪器对于一些临床应用仍然太大和/或灵活性不足。例如，由于尺寸和灵活性限制，特征为深部和狭窄诊断/手术领域的临床应用如神经外科、胎儿外科手术和经尿道切除膀胱肿瘤超出了现有商业化诊断/手术系统的能力

此外，当前的机器人仪器需要长时间手术前和手术中的准备来部署。例如，对于外科手术部署所述机器人仪器需要在将患者带到手术室之前将仪器精确定位在手术室中并且随后还要在将患者带到手术室之后进一步调节以使仪器定向于手术位点。对于预先计划的外科手术来说该手术前准备可能是麻烦的，并且对于不能预先计划的外科手术(如紧急手术)来说这是一个关键性的瓶颈。实际上，由于不能接受部署机器人仪器的延迟，紧急手术中的外科医生除了回到传统的开口外科手术往往没有选择。

发明内容

提供了可快速部署的柔性机器人系统和方法。本公开主题允许快速部署用于微创诊断和干预的柔性机器人器械。本公开主题还有助于深部手术位点中的微创外科手术，在这些位点中刚性手动仪器(如刚性内窥镜检查和腹腔镜(laparascopy)设备)是笨重的，或不能通行并进入目标组织或器官。

在一个实施方案中，提供了机器人系统。所述机器人系统包括连续型机器人、驱动单元和柔性定位轴。所述连续型机器人经配置执行微创诊断、手术或治疗技术，并且包括至少一个包括多个骨架的连续部分。所述连续部分在具有多个器械通道的柔性器械外壳中携带至少一种诊断、手术或治疗仪器。所述驱动单元经配置通过向各个所述多个骨架提供线性驱动来驱动所述连续型机器人并且包括用于测量驱动力的力传感器。所述柔性定位轴经配置引导所述连续型机器人的位置和定向并且将所述驱动单元接合至所述连续型机器人。

在另一个实施方案中，提供了一种用于部署机器人装置的方法。所述方法包括：提供包括驱动单元、柔性定位轴和由所述驱动单元驱动用于执行微创操作的连续型机器人的机器人装置，其中所述机器人装置被安装在线性平台上，并且其中所述柔性定位轴经配置将所述驱动单元接合至所述连续型机器人；相对于手术床定位所述机器人装置；调节所述柔性定位轴以使所述机器人装置定向于目标手术位点的入口；以及通过推进所述线性平台将所述机器人装置插入所述入口。

在又一个实施方案中，提供了用于微创泌尿道外科手术的机器人系统。所述机器人系统包括连续型机器人、驱动单元和柔性轴部分。所述连续型机器人经配置用于执行微创泌尿道外科手术并且包括串联接合至远端连续部分的近端连续部分。所述串联接合的部分包括多个骨架并且携带至少一种诊断、手术或治疗仪器。所述驱动单元经配置通过向各个所述多个骨架提供线性驱动来驱动所述连续型机器人并且包括用于测量驱动力的力传感器。所述柔性轴部分经配置用于引导所述连续型机器人的定位和定向并且用于将所述驱动单元接合至经尿道电切镜。所述经尿道电切镜指导柔性仪器外壳和所述至少一种仪器从所述驱动单元到所述连续型机器人。调节臂刚性地锚固所述柔性轴的近端和远端以将所述柔性轴部分调节至希望的位置和定向。

附图说明

图1是根据本公开主题的一些实施方案的用于微创诊断和手术的可快速部署的柔性机器人系统的示意图。

图2是根据本公开主题的一些实施方案的可以通过可快速部署的柔性机器人系统来部署的柔性器械外壳的示意图。

图3A至图3B是根据本公开主题的一些实施方案的用于微创诊断和手术的可快速部署的柔性机器人系统的示意图。