機器人操縱器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人操縱器系統(tǒng)，用于操縱商用軟式內(nèi)窺鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]過去已有人嘗試進行微創(chuàng)手術(shù)(MIS)。這種MIS技術(shù)旨在減少外部組織于診斷或手術(shù)過程中所受的損傷，從而縮短病人的康復(fù)時間，紆緩不適感和降低有害的副作用。例如，這類手術(shù)的一種常見方式是使用內(nèi)窺鏡，用于在病人體內(nèi)施行微創(chuàng)檢查和手術(shù)。要施行這種微創(chuàng)手術(shù)，外科醫(yī)生需要醫(yī)療專用器具(即內(nèi)窺鏡)。外科醫(yī)生使器具通過體壁一個小切口進入手術(shù)部位，并且從體壁外操作器具，把醫(yī)療器具滑進和拉出體壁以及在體壁上旋轉(zhuǎn)和樞轉(zhuǎn)醫(yī)療器具。
[0003]但要精確地控制這種醫(yī)療器具需要高度的靈活性。而且，外科醫(yī)生也無法靈活更換工具。此外，外科醫(yī)生難以通過切口接近手術(shù)部位。不同醫(yī)療器具的長度和構(gòu)造降低外科醫(yī)生的能力去感覺手術(shù)部位對醫(yī)療器具施加的力。此外，人的手通常至少有一點震顫。震顫進一步增加微創(chuàng)手術(shù)的難度。所以，由于醫(yī)療器具、技術(shù)和手術(shù)訓(xùn)練上的限制，完成的手術(shù)量相對少。
[0004]美國專利公開號US2012004668A1公開了一種機器人導(dǎo)管系統(tǒng)，其包括一個具有主輸入裝置的控制器。儀器驅(qū)動器與控制器通信，并具有導(dǎo)向儀界面，其包括響應(yīng)至少部分由主輸入裝置產(chǎn)生的控制訊號的多個導(dǎo)向儀驅(qū)動元件。細(xì)長的導(dǎo)向儀具有基座、遠端，以及工作內(nèi)腔，其中，所述導(dǎo)向儀基座可操作地連接至導(dǎo)向儀界面。導(dǎo)向儀包括多個導(dǎo)向儀控制元件，其可操作地連接至各個導(dǎo)向驅(qū)動元件和固定在導(dǎo)向儀的遠端。導(dǎo)向儀控制元件可相對于導(dǎo)向儀軸向移動，使得導(dǎo)向儀遠端的移動可以由主輸入裝置控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請?zhí)峁┮环N機器人操縱器系統(tǒng)，用于操縱現(xiàn)有的醫(yī)療器具，使其在醫(yī)療過程到達目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的理想位置。所述機器人操縱器系統(tǒng)包括，至少一個能夠接收操作員輸入指令的控制單元；至少一個機器人操縱器，其與所述控制單元通信并響應(yīng)所述操作員輸入指令，所述機器人操縱器包括至少一個控制器，一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其與所述至少一個控制器通信和繞著第一軸旋轉(zhuǎn)，一個水平移動單元，其與所述至少一個控制器通信和沿第一路徑移位，以及一個能夠局部容置現(xiàn)有器具的偏轉(zhuǎn)致動器，所述偏轉(zhuǎn)致動器與所述至少一個控制器通信和沿第二路徑移位；其中偏轉(zhuǎn)機構(gòu)沿所述第二路徑的移位，導(dǎo)致現(xiàn)有醫(yī)療器具的遠端偏轉(zhuǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于操縱軟式內(nèi)窺鏡的機器人操縱器系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的另一個目的是提供一種機器人操縱器系統(tǒng)，使外科醫(yī)生不再需要在手術(shù)期間手持操縱器。
[0008]本發(fā)明的另一個目的是提供一種機器人操縱器系統(tǒng)，使外科醫(yī)生遠離X射線輻射區(qū)域。
[0009]本發(fā)明的另一個目的是提供一種縮短手術(shù)時間的機器人操縱器系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明的另一個目的是提供一種自動操作并保證精確和敏感的機器人操縱器系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0011]圖1示出了控制單元的示范性實施例。
[0012]圖2示出了機器人操縱器的示范性實施例。
[0013]圖3用另一角度示出了機器人操縱器的示范性實施例。
[0014]圖4用另一角度示出了控制單元的示范性實施例。
[0015]圖5示出了機器人操縱器的內(nèi)窺鏡連接結(jié)構(gòu)。
[0016]圖6示出了機器人操縱器的機械臂。
[0017]圖7示出了控制單元的顯示器和控制器。
[0018]圖8和9示出了機器人操縱器的內(nèi)窺鏡連接結(jié)構(gòu)和機械臂的連接細(xì)節(jié)。
[0019]圖10示出了機器人操縱器的另一個示范性實施例。
[0020]圖中使用的附圖標(biāo)記可以具有以下含義。
[0021]機器人操縱器(1)
[0022]控制單元⑵
[0023]軟式內(nèi)窺鏡(3)
[0024]連接單元(4)
[0025]機械臂(5)
[0026]偏轉(zhuǎn)致動器(6)
[0027]激光纖維致動器(7)
[0028]水平移動單元(8)
[0029]垂直移動單元(9)
[0030]控制臺(10)
[0031]座椅(11)
[0032]顯示器(12)
[0033]踏板(13)
[0034]控制裝置(14)
[0035]偏轉(zhuǎn)手柄(14a)
[0036]旋轉(zhuǎn)與插入手柄(14b)
[0037]手柄桿(14c)
[0038]偏轉(zhuǎn)桿親合器(15)
[0039]激光纖維夾持器(16)
[0040]激光纖維連接適配器(17)
[0041]偏轉(zhuǎn)桿(18)
[0042]連接桿(19)
[0043]顯示裝置(20)
[0044]上板(21)
[0045]承板(22)
[0046]直線軸承(23)
[0047]內(nèi)窺鏡夾持器(24)
[0048]臂凸緣(25)
[0049]軸承系統(tǒng)(26)
[0050]減速器(27)
[0051]電機凸緣(28)
[0052]旋轉(zhuǎn)電機(29)
[0053]軸承裝配(30)
[0054]滾珠螺母凸緣(31)
[0055]旋轉(zhuǎn)反饋傳感器(32)
[0056]滾珠螺母(33)
[0057]帶與滑輪(34)
[0058]水平移動電機(35)
[0059]下板(36)
[0060]外殼(37)
[0061]直線滑動軸承(38)
[0062]直線滑動件(39)
[0063]信號連接器(40)
[0064]精密輪(41)
[0065]偏轉(zhuǎn)控制傳感器(42)
[0066]電磁制動器(43)
[0067]同步齒形帶(44)
[0068]扶手(45)
[0069]灌溉栗(46)
【具體實施方式】
[0070]在治療腎結(jié)石時，可以使用幾種不同的方法。所述方法中的其中一種，便是使用內(nèi)窺鏡治療。軟式內(nèi)窺鏡(軟式輸尿管鏡或fURs)包括一種長和相對薄的插入管，其通過輸尿管插入到病人的身體，以及至少一個裝置，用于控制所述軟式內(nèi)窺鏡。所述插入管包括在其頂端的柔性部分，其中所述柔性部分能夠偏轉(zhuǎn)。柔性尖端的偏轉(zhuǎn)由放置在手柄上的偏轉(zhuǎn)桿控制。通過上下移動所述偏轉(zhuǎn)桿，內(nèi)窺鏡的柔性尖端偏轉(zhuǎn)到一個或另一相反方向。
[0071]在治療腎結(jié)石的外科手術(shù)中，所述插入管通過輸尿管插入到病人的身體直到柔性尖端延伸到腎。當(dāng)尖端進入到腎臟，柔性尖端到達腎結(jié)石，所述腎結(jié)石被擊碎或清掃(例如，通過使用激光)。為了到達腎結(jié)石，軟式內(nèi)窺鏡需要被多重操作，如旋轉(zhuǎn)軟式內(nèi)窺鏡，將插入管插入到病人體內(nèi)和偏轉(zhuǎn)尖端。由于所述外科手術(shù)需要45-60分鐘，所述操作以及需要保持站立對操作員來說很麻煩。因此，本發(fā)明提供了一種用于操縱軟式內(nèi)窺鏡的機器人操縱器系統(tǒng)。
[0072]本發(fā)明的機器人操縱器系統(tǒng)的示范性實施例示于圖1-9中。所述機器人操縱器系統(tǒng)包括至少一個能夠接收操作員輸入指令的控制單元(2)和至少一個機器人操縱器(1)，所述至少一個機器人操縱器(1)與所述控制單元(2)通信并響應(yīng)所述操作員輸入指令。所述機器人操縱器(1)包括:至少一個控制器；一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其通過所述操作員輸入指令與所述至少一個控制器通信，并繞著插入管的縱軸旋轉(zhuǎn)；一個水平移動單元(8)，其通過所述操作員輸入指令與所述至少一個控制器通信，并且沿平行的或與插入管的縱軸一致的第一路徑移位；以及一個能夠局部容置現(xiàn)有器具的偏轉(zhuǎn)致動器￠)，所述偏轉(zhuǎn)致動器(6)通過所述操作員輸入指令與所述至少一個控制器通信和沿第二路徑移位。偏轉(zhuǎn)機構(gòu)沿所述第二路徑的移位導(dǎo)致醫(yī)療器具的遠端偏轉(zhuǎn)。所述醫(yī)療器具可以是軟式內(nèi)窺鏡(3)或輸尿管鏡。所述機器人操縱器⑴和控制單元⑵可以通過電纜相互連接(如以太網(wǎng)電纜，USB電纜)或無線連接。
[0073]優(yōu)選的是，所述機器人操縱器包括至少一條機械臂(5)，其使得旋轉(zhuǎn)移動產(chǎn)生和與所述醫(yī)療器具連接。所述機械臂(5)包括至少一個連接單元(4)，連接單元(