[发明专利]由机器人手臂的手动运动控制的可移动手术安装平台

说明书

本申请公开由机器人手臂的手动运动控制的可移动手术安装平台。机器人和/或手术装置、系统和方法，包括运动学联动装置结构和被配置为促进准备供使用的系统的相关联的控制系统。一个或多个运动学联动装置子系统可包括主动地驱动的、被动的或二者的混合的关节，并可利用这样的装配模式：其中响应运动链的一个或多个其它关节的手动铰接而主动驱动关节的一个或多个。在示例性实施方式中，主动驱动的关节响应所述操纵器之一的移动而移动支撑多个操纵器的平台结构，通过使这些多个操纵器作为单元移动成与工作空间对准而促进和加速整个系统的布置。通过相对于平台支撑所述操纵器的被动装配关节系统，可提供操纵器的手动独立定位。

本申请是国际申请日为2013年8月15日的名称为“由机器人手臂的手动运动控制的可移动手术安装平台”的分案申请201810693557.6的分案申请，分案申请201810693557.6为中国专利申请201380053734.X(PCT/US2013/055074)的分案申请。

发明背景

微创医疗技术旨在减少诊断或手术过程中损伤的无关联组织的量，从而减少患者恢复时间、不适和有害的副作用。例如，微创手术的一个作用是减少医院术后恢复时间。由于标准手术的平均住院时间通常显著长于相似的微创手术的平均住院时间，微创技术使用的增加每年可节省数百万美元的医院费用。虽然在美国每年进行的许多手术可潜在地以微创的方式进行，但由于微创手术器械和掌握它们所涉及的额外的手术训练的限制，只有一部分目前手术利用这些具有优势的技术。

已经开发了微创机器人手术或远程手术系统来提高外科医生的灵巧性和避免传统微创技术的一些限制。在远程手术中，外科医生利用一些形式的远程控制(例如，自动控制装置等)来操纵手术器械移动，而不是直接用手握住和移动器械。在远程手术系统中，可在手术工作台向外科医生提供手术部位的图像。在观察显示器上的手术部位二维或三维图像的同时，外科医生通过操纵主控装置对患者进行手术过程，主控装置进而控制自动控制装置操作的器械的运动。

用于远程手术的自动控制装置通常接受来自两个主控器(对应于外科医生的每一只手)的输入信息，并可包括两只或更多只机器人手臂，手术器械安装于机器人手臂的每一只上。主控器与相关联的机器人手臂以及器械组件之间的操作连通通常通过控制系统实现。该控制系统通常包括至少一个处理器，处理器将输入命令从主控器输送至相关机器人手臂和器械组件，并在例如力反馈等情况下从器械和手臂组件返回至相关联的主控器。机器人手术系统的一个实例是可从Calif,Sunnyvale的Intuitive Surgical,Inc.获得的DA系统。

多种结构布置可用于在机器人手术过程中在手术部位支撑手术器械。受驱动联动装置(driven linkage)或“从动装置(slave)”通常被称作机器人手术操纵器，在微创机器人手术过程中用作机器人手术操纵器的示例性联动装置的布置描述于美国专利号7,594,912、6,758,843、6,246,200、和5,800,423中，其全部公开内容通过引用并入本文中。这些联动装置通常利用平行四边形布置来保持具有轴的器械。这种操纵器结构可约束器械的移动，使得器械围绕位于沿着刚性轴长度的空间内的操纵的远程中心枢轴转动。通过将操纵的远程中心与内部手术部位的切口点对准(例如，与在腹腔镜手术过程中腹壁处的套管针或插管对准)，手术器械的末端执行器通过使用操纵器联动装置移动轴的近端而被安全定位，不对腹壁强加潜在危险的力量。可选的操纵器结构描述于例如美国专利号7,763,015、6,702,805、6,676,669、5,855,583、5,808,665、5,445,166和5,184,601中，其全部公开内容通过引用并入本文中。

多种结构布置也可用于在机器人手术过程中在手术部位支撑和定位机器人手术操纵器和手术器械。支撑联动装置机构有时称为装配(set-up)关节或装配关节手臂，其通常用于将每个操纵器定位并对准患者体内各自的切口点。支撑联动装置机构促进手术操纵器对准期望的手术切口点和目标解剖机构。示例性支撑联动装置机构描述于美国专利号6,246,200和6,788,018中，其全部公开内容通过引用并入本文中。