[发明专利]用于机器人手术系统特别是用于显微手术的主控制器组件

说明书

用于包括至少一个从动机器人组件(103)、控制单元(105)的机器人手术系统(101)的主控制器组件(102)，该从动机器人组件包括从动手术器械(104)；其中所述主控制器组件(102)包括至少一个便携的手持式主输入工具(106)，被设计为由外科医生的手指(111、112)手持的至少一个操纵表面(109、110)；所述主输入工具(106)在机械上不受所述从动机器人组件(103)的约束，使得所述主输入工具(106)能够由外科医生自然地移动、转动和旋转；所述至少一个操纵表面(109、110)是凸面表面；并且其中，所述主输入工具(106)包括具有第一元件长形本体(114)的第一长形元件(113)，其中所述第一元件长形本体(114)是刚性本体；所述主输入工具(106)包括具有第二元件长形本体(116)的第二长形元件(115)，其中所述第二元件长形本体(116)是刚性本体；所述主输入工具(106)包括使所述第一元件长形本体(114)和所述第二元件长形本体(116)连接和铰接的工具接头(118)；所述主控制器组件(102)包括至少一个感测组件(119)，该至少一个感测组件至少检测所述第一元件长形本体(114)和所述第二元件长形本体(116)的相互位置，使得由外科医生的手指(111、112)施加在所述主输入工具(106)上的使所述第一元件长形本体(114)和所述第二元件长形体(116)靠近彼此移动的夹持压力作用确定所述手术夹持装置(117)的配对夹持运动。

技术领域

本发明的目的是一种用于机器人手术系统的主控制器组件。

此外，本发明涉及一种机器人手术系统。

特别地，所述机器人手术系统适合于显微手术。

背景技术

本领域通常已知包括主界面和从动(slave，从、从属)手术工具的机器人手术组件。具体地，已知类型的机器人手术组件包括能够控制从动手术末端执行器的运动的主控制站，如例如文献US-5876325中所示。该文献公开了一种非便携的机器人悬挂式铰接附件，该附件被悬挂至固定地约束至主控制站的梁，所述附件包括主工具，以控制在患者解剖学结构(anatomy，人体、解剖体、身体)上操作的从动手术末端执行器。

类似的非便携的机器人保持式主工具解决方案在例如文献US-6063095、US-6424885和US-6594552中示出，其中主控制站的充当主工具以控制从动手术末端执行器的附件包括刚性地约束至主控制站的附件本体。到从动末端执行器的运动的传递基于对下述机械应力的检测，所述机械应力是通过沿不同空间方向推进主控制站的附件本体引起的。这样的附件本体可以与一对相对的翅片相关联，所述翅片中的每一者在其端部之一上被约束至附件本体，使得形成适合于接收下述手动命令的悬臂式翅片，所述手动命令用于激活从动末端执行器的夹持(grip，夹、夹紧、握持)自由度。

然而，上述类型的非便携的机器人悬挂式或机器人保持式主工具解决方案表现出一些缺点。提供这样的在机械上被约束至机器人手术组件的主控制站的控制附件强力地限制了外科医生在手术期间的自然的运动自由度，并迫使外科医生在预定位置操作，从该预定位置能够容易地够到主控制站，并且特别地附接到该主控制站的控制附件。外科医生的不适感仍然被增强，因为在手术期间不能够实时调整这样的附件的位置，例如在距离地面的高度方面。这就使得外科医生在手术期间过早地疲惫，并提早损失专注。

往往，外科医生经过多年的培训以适当地处理适合于直接在患者解剖学结构上进行操作的手术工具。手术工具通常是便携的工具，并且包括适于由外科医生手持和操纵的工具手柄，所述手柄在机械上直接连接到适合于在患者解剖学结构上操作的工具尖端。文献US-5634918和WO-2012-064361中示出了传统眼科手术的手术工具的一些示例。这样的传统手术工具使得外科医生确定地知道工具尖端何时不接触患者解剖学结构，这样允许外科医生绕工具手柄的纵向轴线在手指之间安全地(即不会对患者解剖学结构传递动作)滚转工具手柄——在外科医生中相当常见的一种降低手势应力的需求，例如对于在手术期间放松手部肌肉和防止肌肉痉挛有用。