[发明专利]机器人辅助手术系统及控制方法

说明书

本发明涉及机器人辅助手术系统及控制方法，其包括手术装置、以及手术装置的操控装置；手术装置包括手术台、设置在手术台侧边上的机械臂装置、以及设置在机械臂装置上的机械手臂。操控装置包括台架、设置在台架两侧且用于输入动作的双手控制台、设置在台架之前的椅子、以及设置在台架上的监控器、主控制器、与脚踏开关面板；主控制器包括旋转设置在台架上且用于输入位移参数的旋转按钮，旋转按钮转动连接有联动臂的根部，在联动臂悬臂端铰接有驱动臂，在驱动臂悬臂端设置有施力弹性销，在旋转按钮设置有用于与施力弹性销接触并传递压力数值的压力传感器。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

技术领域

本发明涉及机器人辅助手术系统及控制方法。

背景技术

当在受治者身体的适当受限的区域上进行外科手术时，微型骨安装式外科手术机器人具有许多优点，如针对骨安装式机器人的各种应用的许多专利申请和授权专利所证明的，这些专利诸如US8,838,205“RobotforusewithOrthopedicInserts(与整形外科插入物一起使用的机器人)”以及US8,518,051“RoboticTotal/PartialKneeArthroplastics(机器人的全部/部分膝关节成形术)”，这两者均与本申请具有共同发明人，等等。然而，由于能够被安装在骨上的微型机器人不可避免地具有有限的操作范围(operatingenvelope)，因此当在受治者身体的较大区域上进行手术时，这种系统可能有缺点。需要一种机器人系统，该机器人系统能够实现较大的可及范围，而不会丧失附接至骨的实质性优点，并且无需在若干个位置处进行释放和重新附接。

在现有技术中，诸如在B.Mittelstadt的美国专利5,806,518号“MethodandSystemforPositioningSurgicalRobot(用于定位外科手术机器人的方法和系统)”中，描述了一种机器人外科手术系统，其中相对于床或地板安装式外科手术机器人的基座刚性地固定受治者的骨。存在其它系统，其中受治者的骨被附接至位置监测装置，使得骨的运动以1比1的关系传递到系统控制器，以便可以对发生的任何骨运动进行补偿。然而，这些系统可能被认为是大而笨重的，并且需要附加的主动控制功能来监测骨位置。

因此，需要一种克服现有技术系统和方法的至少一些缺点的机器人辅助手术系统及控制方法。

很多商用机器人辅助微创手术系统(以下统称系统)已经问世，例如：DA Vinci,AESOP,MIRO-MICA,ROBODOC和ZEUS，这些机器人辅助微创手术系统已经在全世界应用。其中DA Vinci是这些系统的领头羊，它也是最有名和最成功的。已问世的系统存在两个缺点：笨重和没有触觉反馈。系统占据了手术桌的大部分位置，当其接触病人时，也没有触觉反馈，如果压力过大，病人会异常难受。这些系统还受制于机械臂的移动，使用强力反馈的话可能会增强人机交互界面。然而，原本就笨重的机器会因惯性和驱动摩擦使得这一增加不可能实现。

为了解决这些问题，本发明将这些不同系统的特点结合起来，形成手术室的一个系统。这些特点包括：在机器人手臂的所有轴上使用力传感器，以增强来自ROBODOC系统的力反馈信号；触觉设备作为主控制器在外科控制台上，其配备了触觉传感器。在手术过程中外科医生可以查看的被应用于Da Vinci系统监控意见的程序和一个轻量级的多功能机械臂，其可以附加在床上从宙斯和MIRO-MICA系统中获取并执行外科医生的想法。

在本说明书的本部分和其它部分中提及的每个出版物的公开内容均通过引用以其整体并入本文。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种机器人辅助手术系统及控制方法；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种机器人辅助手术系统，包括手术装置、以及手术装置的操控装置；