[发明专利]柔性主从式机器人内窥镜检查系统

说明书

主从式机器人内窥镜检查系统包括：柔性主内窥镜探头，其具有至少一个工具通道，用于承载腱鞘驱动的机器臂和对应的端部执行器；以及用于承载成像内窥镜的副内窥镜探头通道。成像内窥镜借助于副内窥镜探头通道远开口从主内窥镜探头远端向近端偏移而相对于主内窥镜探头的远端提供增强的图象捕捉范围，在远端由主内窥镜探头承载的斜坡结构；和/或一个或多个可致动的远端成像内窥镜区域。机器臂可以包括接头基元，接头基元能够使机器臂/端部执行器根据预定的自由度操纵。一组快速连接/断开接口将致动控制器联接到可插入工具通道中的一个或多个致动组件，每个致动组件均包括腱鞘元件、机器臂和其对应的端部执行器。

技术领域

本发明涉及主从式机器人内窥镜检查系统，其中(a)柔性主内窥镜探头承载副内窥镜探头，副内窥镜探头被构造成用于相对于主内窥镜探头的远端的增强的定位；(b)承载端部执行器的腱鞘驱动的机器臂包括一种或多种类型的接头基元，接头基元使机器臂/端部执行器根据预定的自由度的操纵；和/或(c)快速连接/断开接口联接致动控制器和致动组件，致动组件包括腱鞘元件、机器臂、可插入主内窥镜探头中的对应的端部执行器。

背景技术

手术机器人已经实现了手术技术的变革，特别是最小侵入性外科手术。柔性机器人内窥镜检查的到来已经使诸如如下过程：不需要进入主体的经皮访问部位的经自然腔道的内镜手术(NOTES)或“免切口”手术过程，其中，柔性机器人内窥镜被插入对象的自然腔道，诸如对象的口腔，并且在诸如对象的消化道的一些部分的自然内通道中或沿着该自然内通道进一步行进，直到内窥镜的远端定位在或邻接对象内的所关心的目标部位。一旦内窥镜的远端定位在目标部位处，就可以借助于由内窥镜承载的一个或多个机器臂和对应的端部执行器实施手术介入，该一个或多个机器臂和对应的端部执行器超过内窥镜的远端可平移及可操纵。主从式柔性机器人内窥镜系统的代表性示例描述于国际专利申请PCT/SG2010/0000200(PCT公布No.WO2010/138083)。

发明内容

技术问题

期望在柔性机器人内窥镜检查系统中包括或整合有诸如成像内窥镜的成像装置，使得在外科医生借助于与其对应的一个或多个机器臂和端部执行器实施手术过程的同时，可以捕捉图像并将图像作为实时视觉反馈提供给外科医生。不幸的是，成像装置整合进现有机器人内窥镜检查系统的方式不能容易地有助于捕捉内窥镜的远端处或很靠近的位置的图像，和/或处在或跨越设置内窥镜的远端的环境中的足够空间图像捕捉范围的图像。已有柔性机器人内窥镜检查系统不能提供如下的足够或高度紧凑的内窥镜设备：该内窥镜设备具有整体上直接或概念上简单且机械上强健的结构，提供具有可适当定位或可适当地控制视场以增强或最大化图像捕捉范围的成像装置。

额外地，已有柔性机器人内窥镜检查系统不能提供足够或充分可选择的方式，在该方式中，借助于引导机器臂和端部执行器，可以由执行手术过程的外科医生或临床医生之外的人控制内窥镜和其承载的成像装置。

还可进一步地期望提供具有形状锁定能力的柔性内窥镜检查仪器。然而，已有的形状可锁定的柔性内窥镜检查系统往往不必要地较复杂，并且/或者不能提供由外科医生或临床医生之外的人选择性地控制形状锁定的方式。

另外，或除前述之外，现有柔性机器人内窥镜检查系统中的机器臂往往不需要地结构上较复杂(因而可以具有不需要的多的部件数目和高成本)，并且可能不能容易设计成提供想要或需要的通过大量自由度的运动类型。

最终，还期望提供如下方式：通过该方式，柔性机器人内窥镜检查系统可以可移除地、可靠地且快速地联接到驱动机器臂和执行器的致动系统或与该致动系统解除联接。已有柔性机器人内窥镜检查系统缺乏可以产生这种联接/断开的适当接口。

技术方案