[发明专利]用于机器人辅助手术系统的操作装置

说明书

本发明涉及一种用于机器人辅助手术系统(10)的操作装置(42)，该操作装置包括可手动致动的操作元件(124)以及用于将操作装置(42)附接到保持单元(50)的接口(100)。当附接到保持单元(50)时，操作元件(124)可相对于接口(100)围绕彼此正交延伸的三个旋转轴线(106,114,126)旋转，这三个旋转轴线(106，114,126)在共同的交点(150)处相交。

技术领域

本发明涉及一种用于机器人辅助手术系统的操作装置，该操作装置包括可手动致动的操作元件，该操作元件包括分别用于接纳使用者的一个手指(特别是用于接纳使用者的拇指和中指)的两个带子。此外，操作装置具有用于附接到保持单元的接口，操作装置在经由该接口附接到保持单元时能够围绕第一、第二和第三旋转轴线相对于接口旋转，这三个旋转轴线彼此正交。

背景技术

在微创手术中，越来越多地使用所谓的遥控操纵器系统(也被称为机器人辅助系统或通常作为用于机器人辅助手术的设备)。借助于用于机器人辅助手术的设备，根据使用者输入来控制手术器械的位置和取向。手术器械还机械地、电气地和/或光学地联接到遥控操纵器系统，以便能够实现手术器械的主动定位和定向以及手术器械的所需致动。为此，除了具有末端执行器的器械还包括要操作的内窥镜和医疗设备的手术器械具有可以设计为联接单元并且也被称为无菌单元的联接接口。用于机器人辅助手术的设备还具有至少一个操纵器臂，在所述操纵器臂的近端处设置有联接单元，无菌单元可连接到操纵器臂以便实现操纵器和手术器械之间的机械、电气和/或光学联接。

为了控制遥控操纵器系统，使用操作装置，其被布置在中央控制单元处，并且外科医生能够通过该操作装置尽可能精确地控制附接到机器人手臂的手术器械。

已知的操作装置的问题特别地在于，这些装置通常不允许手术器械的直观移动，特别是不像外科医生实际上将手术器械直接保持在他/她手中那样执行移动。通常，这样的原因在于，操作装置的各自的移动和旋转轴线明显不同于人的手的移动和旋转轴线，从而执行不同于手的运动。这样的后果是，外科医生总是不得不习惯于输入装置，并且在没有充分训练的情况下，不能保证对手术器械进行必要的精确控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机器人辅助手术系统的操作装置，通过该操作装置可以尽可能精确地控制机器人辅助手术系统。

该目的通过具有权利要求1的特征的操作装置来实现。从属权利要求中规定了有利的实施例。

根据本发明，操作装置被设计成使得操作元件可围绕其旋转的三个旋转轴线相交在公共的交点处。

在此，该交点尤其位于操作元件内，该交点尤其布置在手指穿过的两个带子之间。特别地，交点居中地布置在两个带子之间，并且优选地使得它与操作元件的中心重合。

事实证明，通过将旋转轴线布置成使得它们在公共点处相交，并且特别地该点布置在带子之间并因此在外科医生的手指之间，并且由于所产生的夹持和由操作装置感测到的移动在直觉上对应于外科医生直接用他/她的两根手指穿过带子来握持手术器械的那些移动，由此产生特别直观的、容易的控制。

带子特别是指手指可以通过的任何类型的环或其他元件。特别地，操作元件被设计成使得外科医生的拇指可以穿过一个带子并且中指可以穿过另一个带子。特别地，带子由柔性元件，特别是带状物形成。

此外，将三个旋转轴线布置成使得它们在一个点上相交并且该点位于操作元件内部的优点在于，由此待补偿的质量惯性矩和寄生力被最小化，其结果是实现了更容易的直观控制。

操作装置特别地包括具有接口的底座元件，使得操作装置能够经由该底座元件附接到保持单元，然后该底座元件尤其以抗旋转(在旋转方面是固定的)方式布置在保持单元上。保持单元可以特别地是支架的臂，该臂又特别地能够以平移方式在多达三个方向上移动，并且此外可以围绕关节在多达三个方向上可旋转。因此，实现了空间内实际上任何可能位置的取向都是可能的。