[发明专利]手术系统、外科手术系统、控制设备、变形生成体、外科手术器具和外力检测系统

说明书

提供检测作用在端部执行器上的力的手术系统、外科手术系统、控制设备、变形生成体、外科手术器具等。手术系统包含：具有一个或多个连杆的臂；设置在臂的前端的端部执行器；检测端部执行器中发生的变形的第一变形检测单元；检测连杆中发生的变形的第二变形检测单元；以及处理单元，基于来自第一变形检测单元和第二变形检测单元的检测结果来计算在作用在体内端部执行器上的力。

技术领域

本说明书中公开的技术涉及用于检测作用在端部执行器上的力的手术系统、外科手术系统、控制设备、变形生成体、外科手术器具和外力检测系统。

背景技术

机器人技术的最新进展是显着的，并且机器人技术广泛应用于各种工业领域的作业现场。例如，在主从机器人系统中，人(操作者)可以操作手边的主臂并且远程从臂可以跟踪其运动，从而实现操纵器的远程操作。主从机器人系统用于其中计算机控制的完全自主操作仍然是困难的工业领域，例如医疗机器人。

例如，来自美国Intuitive Surgical公司的“da Vinci Surgical System(daVinci)”是首先为腹腔和胸腔内窥镜外科手术开发的主从手术机器人。da Vinci配备有各种类型的机器人钳子，并且操作者可以通过在观看三维监视器屏幕获得手术区域的同时来远程操作从臂来操作。

在该主从机器人系统中，对于能够检测作用在诸如夹持单元(夹持器)的端部执行器上的力的医疗机器人系统也提出了一些建议(例如，参见非专利文献1)。

在用于内窥镜外科手术的手术机器人中，必要的是使端部执行器的构造小型化，并且驱动机构通过缆索传递由远离端部执行器布置的诸如致动器的驱动单元产生的驱动力，从而打开/关闭端部执行器是常见的。在上述力可检测的医疗机器人系统中，力传感器布置在端部执行器与驱动端部执行器的驱动单元之间。在这种构造中，例如，缆索的用于打开和关闭端部执行器的牵引力干扰在端部执行器的长轴方向上施加的外力，从而担心力传感器的灵敏度发生劣化或校准变得困难。

引用列表

非专利文件

非专利文献1：Ulrich Seibold et al.Prototype of Instrument forMinimally Invasive Surgery with 6-Axis Force Sensing Capability,Proceedingsof the 2005 IEEE International Conference on Robotics and AutomationBarcelona,Spain,April 2005,pp.498-503。

发明内容

本发明要解决的问题

本说明书中公开的技术的目的是提供能够优选地检测作用在端部执行器上的力的优异的手术系统、外科手术系统、控制设备、变形生成体、外科手术器具以及外力检测系统。

解决问题的方法

本说明书中公开的技术是考虑到上述问题而作出的，并且其第一方面是

一种手术系统包括：

包括一个或多个连杆的臂；

设置在臂的前端的端部执行器；

检测端部执行器中产生的变形的第一变形检测单元；

检测连杆中产生的变形的第二变形检测单元；以及

处理单元，其基于第一变形检测单元和第二变形检测单元的检测结果来计算作用在端部执行器上的力。

端部执行器包括钳子单元，钳子单元包括第一刀片、第二刀片和钳子旋转轴，钳子旋转轴将第一刀片和第二刀片耦接成相对于彼此可旋转。