[发明专利]计算机辅助远程操作手术系统和方法

说明书

本申请描述了用于微创计算机辅助远程手术的系统和方法。计算机辅助远程操作手术系统包括远程操作器械致动舱。手术器械致动舱包括围绕手术器械布置的多个线性致动器。线性致动器与器械上的致动器接合构件接合，从而驱动器械上的可移动零件。致动舱安装在远程操作操纵器上。器械舱质量接近于远程操作的操纵器，以使该舱对操纵器的惯性、动量和重力影响最小化。

版权声明

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相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请第62/395,095号(2016年9月15日提交)的优先权，该临时专利申请通过引用合并于此。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

不适用。

背景技术

远程操作手术系统(由于使用机器人技术通常被称为“机器人”手术系统)和其他计算机辅助装置通常包括一个或多个器械操纵器以操纵用于在手术工作部位执行任务的器械以及用于支持捕获手术工作部位的图像的图像捕获装置的至少一个操纵器。操纵臂包括通过一个或多个主动控制关节耦接在一起的多个连杆。在许多实施例中，可以提供多个主动控制关节。机器人臂还可以包括一个或多个被动关节，其不被主动控制但是符合主动控制关节的运动。这种主动关节和被动关节可以是各种类型，包括旋转关节或棱柱关节。操纵臂及其相关器械或图像捕获装置的运动姿态可以通过关节的方位和结构的知识和连杆的耦接和已知运动学计算的应用来确定。

正在开发用于手术的微创远程手术系统，以增加外科医生的灵活性，并允许外科医生从远程位置对患者进行操作。远程手术是手术系统的总称，其中外科医生使用某种形式的远程控制(例如伺服机构等)来操纵手术器械运动而不是用手直接握持和移动器械。在这种远程手术系统中，在远程位置处向外科医生提供手术部位的图像。在观察通常在合适的观察器或显示器上提供深度假象的手术部位的立体图像的同时，外科医生通过操纵主控制输入装置对患者执行手术程序，该主控制输入装置进而控制相应的远程操作器械的运动。远程操作手术器械可以通过小的微创手术开口或天然孔口插入，以治疗患者体内的手术部位处的组织，通常避免通常与通过开放手术技术进入手术工作部位相关联的创伤。这些计算机辅助远程操作系统可以以足够的灵活性移动手术器械的工作端(末端执行器)以执行相当复杂的手术任务，这通常通过在微创开口处枢转器械的轴、使轴穿过开口轴向滑动、使轴在开口内旋转等来实现。

发明内容

以下发明内容介绍了本发明主题的某些方面，以便提供基本的理解。该发明内容不是对本发明主题的广泛概述，并且不旨在识别关键或重要元素或描绘本发明主题的范围。尽管该发明内容包含与本发明主题的各个方面和实施例相关的信息，但是其唯一目的是以一般形式呈现一些方面和实施例作为下面更详细描述的序言。

在一个方面，一种远程手术系统包括致动舱(pod)和安装在致动舱中的器械。致动舱具有纵向轴线，并且器械的轴与该舱的纵向轴线重合。该舱具有线性致动器(例如，马达、导螺杆和旋拧在每个导螺杆上的螺母)。线性致动器各自接合器械上的致动器输入构件。在另外的方面，舱部件被布置成将舱的质心放置在舱的纵向轴线上并且向远侧朝向患者，使得当操纵器以俯仰和偏航来定向该舱上的纵向轴线时，惯性、动量和重力对该舱的影响被最小化。

更一般地，本公开提供了使用计算机辅助远程操作手术装置进行微创机器人手术的装置和方法。例如，本公开提供了用于计算机辅助远程操作手术系统的手术器械致动舱。在一些实施例中，手术器械致动舱包括多个螺纹螺母，这些螺纹螺母可沿着舱的纵向轴线同时定位在共同方位。一些实施例包括多个防旋转轴，并且每个防旋转轴与两个且不超过两个螺纹螺母可滑动地耦接。