[发明专利]机器人手术系统

说明书

本发明涉及一种机器人手术系统，其包括：承载柱；多个操纵器臂；吊杆，吊杆在其一个端部上与承载柱连接并且在其另一端部上具有用于将操纵器臂与对应于操纵器臂的数量的、多个针对操纵器臂(9)的联接装置联接的机构。根据相应的操纵器臂在吊杆上的位置，将第一部分数量的操纵器臂经由具有第一联接机构的第一联接装置与吊杆连接，将第二部分数量的操纵器臂经由具有第二联接机构的第二连接装置与吊杆连接，第一联接机构由第一转动铰接件构成，以及第二联接机构由第二转动铰接件、第三转动铰接件和传动件构成，第二转动铰接件和第三转动铰接件具有彼此平行而置的旋转轴线，并且借助传动件在沿着旋转轴线的方向上以及在垂直于旋转轴线的方向上彼此间隔开。

技术领域

本发明涉及一种机器人手术系统。这种手术系统包括选择性高度可调节的承载柱、多个操纵器臂和一个吊杆，该吊杆在其一端连接到承载柱，并且在其另一端具有用于联接操纵器臂的装置。机器人手术系统还包括用于控制机器人手术系统的控制装置，特别是用于在手术之前预先定位操纵器臂。

背景技术

在机器人手术系统中，手术人员、外科医生操纵一个或多个由机器人控制的、保持器械的臂，以便执行手术的各个步骤。外科医生通过操纵控制台或通过借助适当联接机构的相应运动来控制系统的操纵器臂，联接机构将外科医生的手的运动转换成相应器械的运动。操纵器臂是多部件系统，其中，各个部件通过铰接件彼此连接。一部分部件用于将操纵器臂相对于同一机器人系统的其他操纵器臂定位，使得操纵器臂不会相互阻碍。这部分部件也称为调整装置。所描述的定位在手术之前实现，因此也称为预定位。另一部分部件的用于将工具在物体上定位和引导，也就是例如将外科器械或内窥镜定位在患者的组织罩中的开口的区域中。这部分部件也称为器械载体设备。臂部件在运动学意义上作为开放式运动链彼此连接，因为在最后的部件上设置的不是另一个铰接件，而是工具。所有其他部件以链的方式借助铰接件彼此连接。

在没有保持器械的链条末端上，链条通过联接装置连接到载体装置，也包括承载柱和吊杆。载体装置尤其用于保持各个操纵器臂，但是用于向操纵器臂供电并控制操纵器臂的电线也在其中被引导。器械载体装置本身与器械一起在要保持无菌的区域中操作，在其上不允许暴露线路。

操纵器臂单独得到操控，但是连接到共同的载体装置，使得外科医生或医疗助理也继续容易接近被治疗的患者。由于臂的质量，如果载体装置支承在地面上的话，则载体装置的尺寸必须相应较大，以便针对操纵器臂产生足够的对重。另一方面，外科手术系统也应保持尽可能紧凑，以便例如当外科手术系统必须移动时，保证对患者的良好可接近性和外科手术系统的容易操作。

为了使手术系统的操纵器臂的最大可移动性成为可能，操纵器臂理想地应该彼此独立地悬挂，然而，这在实践中太复杂并且带来其他缺点。例如，四个操纵器臂可以布置在手术台上的固定位置。然而，这使得人员难以接近患者。因此，在实践中总是使用将大多是四个操纵器臂共同悬挂的方式，但是在某些情况下，这可能导致操纵器臂彼此阻碍，或者不能像所希望的最佳地执行治疗的情况那样调整。

在现有技术中，对于操纵器臂的悬挂，已知各种装置，即实现了以不同方式连接操纵器臂的装置。

在具有四个操纵器臂的DE102013004459A1中公开的手术系统中，操纵器臂通过相同的联接装置连接到具有T形或横向载体式结构的吊杆，并且可以绕横向载体的纵向轴线枢转。横向载体本身具有铰接件，该铰接件允许相对于横向载体的纵向轴线倾斜大约30°。然而，这可能会导致手术过程中手臂之间的碰撞。形成运动链的封闭端的操纵器臂部件总是在与载体装置的联接点的区域中，关于横向载体的纵向轴线沿着该纵向轴线均匀地间隔开。

US 6,837,883B2描述了一种机器人手术系统，其中四个操纵器臂分别安装到立方柱的四个侧面，这些臂可单独调节高度。因此，这里的四个臂不固定在共同的吊杆上，而是单独地固定在承载柱上，臂可以单独地调节高度。因此，承载柱整体上不需要高度可调节。在此，后臂具有另一臂分段，以便补偿与患者的更大距离。为了能够实现预定位的功能，臂分段必须相对较长，因此整个装置非常笨重，这使得难以操作。