[发明专利]用于经直肠探头的机器人辅助控制的系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于控制经直肠探头的控制的系统和设备的领域，并且特别地与例如在执行前列腺活组织检查（prostate biopsy）期间使用的类型的用于回波描记术（echography）的经直肠超声波探头的控制有关。

背景技术

已经在使用中的是以上指示的类型的设备，其包括由连接到关节臂（articulated arm）的远端的支承结构承载的超声波探头。这些设备辅助操作员精确地维持超声波探头的期望位置，但是在任何情况下都不怎么易于使用，也是由于必须由操作员支承的结构的重量所造成的。

同样地已经知道的是在提供由机器人控制的经直肠探头方面的尝试。例如，以John Hopkins大学的名义提交的专利文献号US 2015/0265354描述MRI（磁共振成像）类型的机器人控制的经直肠探头。然而，由于难以保证病人的安全以及同时由操作员进行的方便且精确的控制，这些尝试之中没有一个已经证明完全令人满意。

发明目的

本发明的目的是克服已知技术的缺点。

更一般地，本发明的目的是提供用于任何类型的经直肠探头的机器人辅助控制的系统，其对于医生而言用起来将极其方便且容易，将保证病人的必要的安全，将实现探头的移动和定位的极其精确的控制，以及最后将呈现相对限制的（contained）生产和维护成本。

发明内容

为了实现以上目的，本发明的主题是一种用于控制经直肠探头，例如用于回波描记术的经直肠超声波探头的系统，包括：

-经直肠探头；

-用于支承所述探头的结构；

-多轴机械手机器人，其具有承载用于支承所述探头的所述结构的手腕（wrist）；

-测压仪（load cell），其操作地设置在所述机器人手腕与所述经直肠探头之间；

-电子控制单元，其用于控制所述机器人；

-手动引导设备，其用于引导所述多轴机械手机器人，其被连接到机器人的所述电子控制单元并且包括手动引导构件，该手动引导构件可以由操作员操纵用于传给（impart）机器人作为传给所述引导构件的移动的函数的移动，

-鉴于驱动在病人的直肠内部的探头，机器人的所述电子控制单元被编程用于以由操作员手动传给所述手动引导构件的移动为基础来控制所述机器人；

-机器人的所述电子控制单元此外被编程用于接收由所述测压仪发射的信号，并且当所述测压仪信号超出由此检测到的应力的阈值时激活警报条件。

由于上述特性，根据本发明的系统使操作员能够以极其容易且方便的方式操纵探头，不过确保探头的移动和定位的极其精确的控制以及病人的最大的安全。

由机器人的电子控制单元激活的上述警报条件可以在于机器人的制动，和/或在于视觉警报信号和/或声学警报信号的发射。

在优选的实施例中，上述手动引导构件被预先布置用于向操作员供应例如振动类型的触觉反馈。优选地，触觉反馈具有与由所述测压仪检测到的应力成比例的强度。

再次在优选的实施例的情况下，手动引导设备优选地以可拆卸的方式，直接或间接地被刚性连接到机器人，并且特别地连接到与机器人的远端一起移动的元件。

附图说明

本发明的进一步的特性和优点将从参考附图的随后描述显露出，所述附图纯粹作为非限制性示例被提供，并且在其中：

图1是根据本发明的系统的示意性视图；

图1A是在图1中图示的一些细节的放大比例的视图；

图2是图示图1的系统的操作的框图；以及

图3和4示出在图1中图示的手动引导设备的两个透视图。

具体实施方式

图1图示用于经直肠探头的机器人辅助控制的根据本发明的系统1。在本文中图示的示例与可以用于例如执行前列腺活组织检查的超声波探头的情况有关。已知类型的任何超声波探头可以适用于该目的。例如，本申请人已经用由公司BK Ultrasound Systems生产并且以商品名BioJet Fusion销售的超声波探头实施第一实施例。在任何情况下都应该注意到本发明具有一般的应用并且适合用于控制任何类型的经直肠探头。