[发明专利]用于机器人手术器械的联接件

说明书

本发明提供一种用于手术机器人的负荷感测设备，其包括负荷感测装置和安装到负荷感测装置的钩，其中联接件可纵向滑动并且可与用于致动手术器械的肌腱接合，使得钩的纵向移动在肌腱上施加负荷并且负荷感测装置测量这样的负荷。

技术领域

本发明涉及一种用于机器人手术器械的联接件。

背景技术

在机器人手术中，要具备的最重要的特征之一是快速可靠的器械交换，事实上它允许外科医生使用专门为外科手术的每个子任务设计的更多器械。因此，具有快速且可靠的系统来实现这一点对于减少手术工作流程中的“停滞时间”变得非常重要。

除此之外，另一个特征非常重要：力反馈。在过去几年中，手术机器人的采用一直在增加，但到目前为止，一直存在的已知问题是目前的手术机器人不带有力反馈。这主要是由于该领域的大部分工作集中于提供具有安装在尖端处的力传感器的器械。

本发明通过实现具有嵌入式力感测以测量机器人施加到肌腱的拉力的线性联接件来提出上述两个问题的解决方案。

正是在该背景下出现了本发明。

发明内容

本发明的一个方面提供了用于在外科手术期间快速更换手术工具以最小化手术期间的“停滞时间”的装置。特别地，一种在手术机器人和手术器械之间的附接接口包括：可滑动地安装到手术机器人的第一联接件和安装到机器人手术器械的第二联接件，其中所述第一联接件在第一位置和第二位置之间可移动，在所述第一位置所述第一联接件接合所述第二联接件并防止所述机器人手术器械相对于所述手术机器人的纵向移动，在所述第二位置所述第一联接件和所述第二联接件脱离，允许所述机器人手术器械相对于所述手术机器人的纵向移动。

本发明的另一方面将力感测集成到其致动中，以便通过避免将力传感器放置在手术器械尖端上以成本有效的方式实现力反馈，这是当前手术机器人中的感测集成的主要障碍。特别地，手术机器人包括用于致动可附接到其上的机器人手术器械的附接接口，其中附接接口包括用于测量由手术机器人施加到机器人手术器械的拉力的装置。

本发明的另一方面提供了一种安全系统，其测量多个肌腱中的每一个上的拉力。如果肌腱断裂，则拉力将立即减小到零，并且系统将立即限制手术机器人的进一步操作。特别地，用于手术机器人的负荷感测装置包括多个测力传感器和相同数量的钩，其中肌腱张力的测量从每个相应的测力传感器传输到控制器，并且控制器配置成在肌腱张力的测量指示相应的肌腱断裂时锁定手术器械的致动。

本发明的另一方面提供了一种手术工具，所述手术工具可以围绕其纵向轴线连续旋转，使得其旋转范围大于360°。特别地，手术机器人包括主体和安装接口，其中主体相对于安装接口可旋转。

本发明的另一方面提供了一种机器人手术器械，其包括定位在安装接头和手术工具之间的刚性中空轴，其中所述安装接头具有可滑动地安装到其上的多个联接件，其中每个联接件与穿过所述刚性中空轴并布置在所述联接件和所述手术工具之间的相应肌腱关联。

本发明的另一方面提供了用于机器人手术的装置，所述装置包括手术机器人和机器人手术器械，其中所述机器人手术器械包括具有至少两个移动自由度的手术工具，每个移动自由度由相应的肌腱控制，并且其中所述手术机器人包括至少两个电机，其中每个电机驱动相应的肌腱。

本发明的另一方面提供了一种测量施加到机器人手术器械的力的方法，所述方法包括：i)使用附接接口将具有多个肌腱的机器人手术器械附接到手术机器人；ii)将预负荷施加到每个肌腱；iii)使用所述肌腱致动所述机器人手术器械并保持所有非活动肌腱上的预负荷；以及iv)测量施加到每个活动肌腱的拉力。