CN102006834A - 与床集成在一起的手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种与床集成在一起的手术机器人。所述与床集成在一起的手术机器人包括：支撑件；框架，所述框架由所述支撑件支撑；台子，所述台子由所述框架支撑，并且手术患者躺在所述台子上；手术机器人臂，所述手术机器人臂被安装在所述框架上，并且所述手术机器人臂被操作以到达手术患者，其中，所述机器人臂包括多个关节，并且通过驱动所述多个关节，所述机器人臂被放置在所述框架上，并且所述手术机器人容易放置、安装和移动，使助理外科医生在紧急情况下可以容易地接近患者，不需要安装所述机器人的额外空间，并且可以用作手术床。

Description

与床集成在一起的手术机器人

技术领域

本发明涉及一种与病床集成在一起的手术机器人。

背景技术

外科手术是指对患者的组织使用人工和器械操作技术来治疗病理状态的一种医学专科。已提出用手术机器人作为替代来进行需要在人体内切割组织以治疗或者移植器官的切除手术，从而减少失血、疼痛，并提高精确性。

手术机器人包括：主动机器人，其根据外科医生的操作产生并传输信号；以及从动机器人，其根据来自主动机器人的信号直接对患者进行操作。主动机器人可以与从动机器人集成在一起形成，也可以与从动机器人分离地形成。

然而，尽管手术机器人的发展迅速，但是由于价格和维修费用高、体积巨大、缺乏技术熟练的外科医生以及可靠性低，手术机器人并未得到积极的使用。尤其是，应该伸至手术台的机器人臂是造成体积巨大的主要原因。

体积巨大的手术机器人浪费空间并且移动不便，因此不适用于小型医院。此外，体积巨大的机器人使得助理外科医生难以接近患者，在紧急情况下这会威胁患者的生命。

发明内容

本发明意在提供一种体积小且重量轻的与床集成在一起的手术机器人，其容易存放、安装和移动、节省空间并且也具有手术床的功能。

根据本发明的一个方面，提供一种与床集成在一起的手术机器人，其包括：支撑件；框架，所述框架由所述支撑件支撑；台子，所述台子由所述框架支撑，并且手术患者躺在所述台子上；手术机器人臂，所述手术机器人臂被安装在所述框架上，并且所述手术机器人臂被操作以到达手术患者，其中，机器人臂包括多个关节，并且通过驱动多个关节所述机器人臂被放置在框架上。

根据本发明的另一方面，提供一种与床集成在一起的手术机器人，其包括：支撑件；框架，所述框架由所述支撑件支撑；台子，所述台子由所述框架支撑，并且手术患者躺在所述台子上；手术机器人臂，所述手术机器人臂被安装在所述框架上，并且所述手术机器人臂被操作以到达手术患者，其中，机器人臂包括多个关节并且通过驱动多个关节所述机器人臂的前端到达所述台子的预定区域。

所述支撑件可以包括用于移动机器人的移动装置。

所述框架可以结合有用于调节所述台子的高度的高度调节装置。

可以在调节台的高度时同步地调节机器人臂的高度。

所述台子可以包括多个分台，并且，枢转装置可以与所述框架结合，以与患者的姿势一致地单独枢转多个分台。

机器人臂可以与所述分台同步地枢转，由此使得机器人臂的前端到达分台的预定区域。

手术机器人可以进一步包括主体部件，所述主体部件与所述机器人臂连接并且传输驱动多个关节的信号。

主体部件可以传输与放置模式相对应的信号，并且当机器人臂接收与放置模式相对应的信号时，多个关节被驱动，从而将机器人臂放置到框架上。

主体部件可以传输与操作模式相对应的信号，并且当机器人臂接收与操作模式相对应的信号时，多个关节被驱动，从而使得机器人臂的前端到达所述台子的预定区域。

将在下面的附图、权利要求和说明书中阐明其它的方面、特征和优点。

本发明提供一种小尺寸的手术机器人，其容易放置、安装和移动。根据本发明的手术机器人使得助理外科医生在紧急情况下可以容易地接近患者，不需要安装所述机器人的额外空间，并且可以用作手术床。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的与病床集成在一起的手术机器人的透视图；

图2至图5是示出根据本发明实施例的手术机器人臂被放置在框架上的示意图；

图6是根据本发明另一实施例的与病床集成在一起的手术机器人的透视图。

具体实施方式

尽管已经示出和描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行改进，本发明的范围由所附的权利要求及其等同物限定。此外，为了使本发明的主旨明确，将省略对现有技术的具体描述。

说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等是用于区分相似组件的，而未必是用于描述顺序或时间顺序的。

本发明将要描述具体的实施例，并且参照某些附图，但是本发明仅由权利要求限定而不限于实施例和附图。当表示单数名词时使用不定冠词或定冠词，例如，“a”或“an”、“the”，除非具体说明，这表示多个该名词。

应该注意，权利要求中使用的术语“包括”不应该被理解为受到列在其后的装置限制；不排除包括其它组件或步骤。因此，术语“包括”应该被理解为详细列举所描述的特征、整体、步骤或元件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤或元件，或者其组合的情况。

在下文中，相同的附图标记在所有附图中表示相同或相似的部件，并且省略对相同附图标记的重复说明。

图1是根据本发明一个实施例的与病床集成在一起的手术机器人的透视图。在图1中图示了支撑件10、移动装置12、框架20、高度调节装置22、台子30、机器人臂40以及主体部件50。本实施例的特征在于，机器人臂40与操作台结合在一起，并且机器人臂40可以放置在台子30下面，从而使得外科医生可以在不分离手术机器人和操作台的情况下接近、放置和移动患者。

根据本实施例的与床集成在一起的机器人包括支撑件10、框架20和台子30。框架20支撑放置有患者的台子30，支撑件10支撑框架20。

与床集成在一起的机器人的特征在于，机器人臂40安装在框架20上，从而使得由若干个关节形成的机器人臂40伸展和/或枢转，从而对患者进行操作。

为了伸展，可以将滑动型、折叠型等的伸展系统用于机器人臂40，并且，为了枢转，可以应用枢转系统，诸如枢转轴、连杆等。

在机器人工作时，如图1所示，机器人臂40枢转并从操作台伸展出，从而使得结合在机器人臂40一端的手术器械到达患者的创口。

在机器人不工作时，机器人臂40收缩并枢转，从而被放置在台子30下面，也就是框架20上。

当机器人臂40被放置在操作台下面时，可以在不占用额外空间的情况下安装手术机器人。

以这种方式，通过减少手术机器人的体积，手术机器人可以被引进到小型医院，并且可以用救护车和电梯装载手术机器人，这有助于处理紧急情况。

为了收缩，机器人臂40可以使用铰链、滑轨或转轴等，稍后对其进行详细描述。

此外，与床集成在一起的机器人的特征在于，病床功能性地与手术机器人结合在一起。由于机器人臂40安装在所述床的框架20上，因此机器人臂40的坐标原点与框架20的预定位置相对应。

因此，机器人臂40可以被操作为，在不输入机器人和床或者机器人和患者之间的位置关系信息的情况下，使器械到达台子30或者患者的目标区域。

由于机器人臂40的运动坐标与床相关，所以坐标保持不变，因此即使当床移动或振动时，外科医生也可以进行操作。

支撑件10可以具有诸如轮子或滚轴的用于移动床的移动装置12。

床的框架20可以具有高度调节装置22，高度调节装置22可以调节台子30的高度。高度调节装置22的例子包括手柄、螺钉、涡轮传动件等。

在调节台子30的高度的同时可以调节机器人臂40的高度，由此，因为机器人臂40的运动坐标不受高度调节的影响，所以即使台子30的高度改变，也可以在相同坐标的基础上操作机器人臂40。

为了使机器人臂40与台子30的高度同步，机器人臂40可以与台子30连接，从而根据台子30的高度调节来调节机器人臂40的高度，或者可以存储与台子30经调节的高度相对应的输入值，从而根据所述输入值改变坐标。

在本实施例的手术机器人被用作从动机器人的情形中，主动机器人可以传输操作机器人臂40的信号，并且当单独的接口被放置在主动机器人和从动机器人之间时，信号从所述接口传输到从动机器人。

在下文中，主体部件50是指将信号传输到机器人臂40的系统，其实例为主动机器人或者接口系统。

根据本发明的与床集成在一起的手术机器人在设置为操作模式之前被放置在床的下面，因此主体部件50向从动机器人提供与放置模式和操作模式相对应的信号。

因此，通过根据所述信号驱动所述关节将机器人臂40转换到放置模式或者操作模式。

在主体部件50提供与放置模式相对应的信号时，如图1的虚线所示，机器人臂40变短并且枢转以被放置在台子30的下面，安装有机器人臂40的框架20上。

在提供与操作模式相对应的信号的情形中，机器人臂40枢转并且伸展，从而使得在机器人臂40的前端的器械可以到达患者。

如上所述，通过将机器人臂40放置在床下以及从床下退出机器人臂40可以克服现有从动机器人的缺点，诸如，在手术中难以接近患者以及在紧急情况下难以拆卸。

图2至图5是示出根据本发明实施例的手术机器人臂被放置在框架上的示意图。在图2至图5中图示了支撑件10、框架20、台子30和机器人臂40。

图2至图5示出放置机器人臂40的范例方法。

图2介绍一种方法，其中，机器人臂40在被放置到台子30下面之前缩短到预定的长度。根据此方法，机器人臂40的底部与框架的一端形成铰链结合体，从而使得机器人臂40枢转，以被放置在台子30下的框架20上。放置过程可以是机器人臂40的驱动机制的一部分，也可以通过手动进行。

图3示出了另一种方法，其中，通过滑动放置和退出机器人臂40的底部。与图2的方法相同，放置过程可以是机器人臂40的驱动机制的一部分，也可以通过手动进行。

图4示出了一种机制，通过该机制完成手术的机器人臂40枢转到在图2和图3中的虚线所示的“可以放置的状态”。机器人臂40的前端通过折叠方法等被收纳在所述底部中，通过该折叠方法机器人臂40的长度变短，并且所述底部绕安装在框架20上的轴转动，形成所述“可以放置的状态”。

图5示出了另一种方法，其中，弧形的机器人臂40的底部形成在台子30的下面，机器人臂40离开所述底部，从而使得机器人臂40的前端可以到达台子30的预定区域。弧形形状使得退出的机器人臂40位于台子30之上，由此便于放置和退出机器人臂40。

图6是根据本发明另一实施例的与病床集成在一起的手术机器人的透视图。在图6中图示了支撑件10、移动装置12、框架20、高度调节装置22、台子30、分台32、机器人臂40以及主体部件50。

本实施例的台子30可以包括单个板或者多个分台32。

如图6所示，为了调节患者具体部分的位置，台子30可包括多个分台32。

在这种情况下，枢转装置可以与框架20结合，从而转动并调节每个分台32。例如，当需要患者抬头使身体倾斜时，支撑头部的分台32被升高并且向身体转动，用于支撑头部的分台32的枢转装置因此而被驱动。

可以手动或自动地操作各个分台32的枢转装置，如高度调节装置22.

此外，机器人臂40可以被构造为与各个分台32的枢转同步枢转，由此使得机器人臂40关于各个分台的运动坐标保持不变，这使得不论分台32如何枢转，都可以基于相同的坐标操作机器人臂40。

为了实现这点，可以将机器人臂40安装为与分台32连接，或者可以存储与分台32的枢转相对应的输入值，从而可以在操作机器人臂40之前根据所述输入值改变坐标。

利用所述结构，即使当台子30包括单独地枢转的多个分台32时，也可以在没有指引手术区域的额外设置的情况下操作机器人臂40。

尽管本发明是参照其中一个优选实施例来描述的，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对本发明进行变型，本发明的范围由所附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (10)

1.一种与床集成在一起的手术机器人，包括：

支撑件；

框架，所述框架由所述支撑件支撑；

台子，所述台子由所述框架支撑，并且手术患者躺在所述台子上；

手术机器人臂，所述手术机器人臂被安装在所述框架上，并且所述手术机器人臂被操作以到达手术患者，

其中，所述机器人臂包括多个关节，并且通过驱动所述多个关节，所述机器人臂被放置在所述框架上。

2.一种与床集成在一起的手术机器人，包括：

支撑件；

框架，所述框架由所述支撑件支撑；

台子，所述台子由所述框架支撑，并且手术患者躺在所述台子上；

手术机器人臂，所述手术机器人臂被安装在所述框架上，并且所述手术机器人臂被操作以到达手术患者，

其中，所述机器人臂包括多个关节，并且通过驱动所述多个关节，所述机器人臂的前端到达所述台子的预定区域。

3.根据权利要求1或2所述的与床集成在一起的手术机器人，其中，所述支撑件包括用于移动所述机器人的移动装置。

4.根据权利要求1或2所述的与床集成在一起的手术机器人，其中，所述框架结合有用于调节所述台子的高度的高度调节装置。

5.根据权利要求4所述的与床集成在一起的手术机器人，其中，所述机器人臂的高度与所述台子同步调节。

6.根据权利要求1或2所述的与床集成在一起的手术机器人，其中，所述台子包括多个分台，并且，枢转装置与所述框架结合，以与所述患者的姿势一致地单独枢转所述多个分台。

7.根据权利要求6所述的与床集成在一起的手术机器人，所述机器人臂与所述分台同步地枢转，由此使得所述机器人臂的所述前端到达所述分台的预定区域。

8.根据权利要求1或2所述的与床集成在一起的手术机器人，所述手术机器人进一步包括主体部件，所述主体部件与所述机器人臂连接并且传输用于驱动所述多个关节的信号。

9.根据权利要求8所述的与床集成在一起的手术机器人，其中，所述主体部件传输与放置模式相对应的信号，并且当所述机器人臂接收所述与放置模式相对应的信号时，所述多个关节被驱动，从而将所述机器人臂放置到所述框架上。

10.根据权利要求8所述的与床集成在一起的手术机器人，其中，所述主体部件传输与操作模式相对应的信号，并且当所述机器人臂接收所述与操作模式相对应的信号时，所述多个关节被驱动，从而使得所述机器人臂的前端到达所述台子的预定区域。

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