CN115151213A - 用于机器人手术的主工作站、无菌手术区域、手术机器人系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于手术机器人系统(300)的主工作站(301)，该主工作站适用于被定位在无菌手术区域(311)内，该主工作站包括：未接地的主输入手柄(310)，该未接地的主输入手柄适用于在手术期间由外科医生手持，以用于控制所述手术机器人系统(300)的从机器人组件(330)；控制台(302)，该控制台包括至少一个凸本体(309)；无菌盖布(303)，该无菌盖布遮盖所述控制台(302)的至少一部分；至少一个无菌支架(306)；其中，所述至少一个无菌支架(306)包括：至少一个腔体(345)；在所述腔体(345)内的至少一个搁置元件(307)，该至少一个搁置元件适用于当所述主输入手柄(310)不被手持时将主输入手柄(310)搁置在该至少一个搁置元件上；至少一个定位夹(308)，在保持无菌盖布(303)的完整性的情况下，该至少一个定位夹越过并穿过所述无菌盖布(303)与所述控制台(302)的所述至少一个凸本体(309)接合；所述定位夹(308)适用于将无菌支架(306)的腔体(345)定位在靠近控制台(302)且在无菌手术区域(311)内的期望位置处。

Description

用于机器人手术的主工作站、无菌手术区域、手术机器人系统 和方法

技术领域

本发明的一个目的是一种用于机器人手术的主工作站。

根据本发明的主工作站特别地适用于被定位于无菌手术区域(sterileoperatory field)内。

本发明还涉及一种手术区域和一种至少包括所述主工作站的手术机器人系统。

此外，本发明还涉及一种执行手术的方法。

背景技术

大体上在医疗领域，已经提供了如例如文件US-2005-0194507中所示的用于放下医疗吸管的无菌壳套(sterile holster)，以及已经提供了如文件US-2009-0301927中所示的用于医疗患者用的消耗性用品的组织器。

机器人手术装置被用于机器人辅助的手术中，并且通常包括用于接收来自外科医生的手动命令的外科医生主控制台、机器人从(slave)中央塔(或机器人推车)和多个机器人从臂，这些机器人从臂携带一个或多个手术器械(末端执行器)，该一个或多个手术器械(末端执行器)从该从中央塔延伸并且借助于所述外科医生主控制台控制。所述一个或多个从手术器械从远侧附接到机器人从臂，以便对躺在无菌手术区域内的患者执行手术程序。典型地设置了遮盖机器人装置的非一次性部分的手术盖布(surgical drape)以避免可能由机器人手术装置引起的无菌手术区域的污染。可以在手术盖布的外部表面上设置带子和绳子，以便将盖布系在机器人周围，以减小盖布的体积，因此使得盖布基本上紧密贴合。

例如，以同一申请人名义的文件WO-2017-064301和WO-2018-189729公开了机器人手术系统的解决方案，其适用于使手术器械小型化，从而尤其适用于机器人辅助的显微手术。传统的(非机器人)显微手术需要外科医生与能够放大手术区域的手术显微镜(典型为光学显微镜)一起操作，因此用于显微手术的机器人手术装置适当地配备有手术显微镜。

显微手术程序在生物组织重建的几个阶段中执行，比如在包括小直径血管和神经的血管吻合术的实施中，以及在创伤性损伤发生后解剖部分的重建中，在组织的再血管化、肢体的重新附着中，在移植和再植程序中。在显微手术的领域中，与传统显微手术相比，机器人装置允许手术器械高度小型化，并且同时允许减少震颤传输到机器人手术系统的从手术器械。

机器人手术装置也适用于机器人辅助的腹腔镜手术，在该手术中手术器械和至少一个相机借助于成组经皮套管针(percutaneous trocar)单独插入患者体内，并且其中可视化屏幕将由相机获取的患者体内的腹腔镜图像可视化。由于机器人辅助，在操纵传统(非机器人)腹腔镜手术器械期间，由于在每个经皮刚性套管针的长度上形成了杠杆臂/力臂，因此减少了手术期间的支点效应(fulcrum effect)。此外，由于机器人辅助，腹腔镜外科医生在手术期间的舒适度因外科医生主控制台的人体工程学特征而得以改善。

已经提供了如例如文件US-2014-0018960和EP-2845556中所示的远程外科医生主控制台。通常，这种远程外科医生主控制台包括可视化设备、外科医生座椅和/或外科医生前臂搁置元件、以及主输入附件，该主输入附件被铰接到主控制台的本体以接收来自外科医生的用于控制从手术器械的手动命令。因此，腹腔镜外科医生的舒适度甚至得以提高，因为他/她甚至不需要进入手术室的无菌区域，并且可以从非无菌的远程位置执行手术。

然而，在无菌手术区域中的团队(team)与在远程主控制台处操控主输入附件的外科医生之间具有很大的物理距离，这可能会在手术期间在团队之间、特别是与外科医生产生通信问题。

因此，即使在具有机器人手术系统的情况下，外科医生也需要进入无菌手术区域。

此外，在机器人辅助的显微手术的一些应用中，希望在机器人辅助的手术期间外科医生出现在无菌手术区域内。因此，在单次干预期间，显微外科医生可以从机器人辅助的显微手术切换到手持诸如镊子等传统显微手术工具的传统(非机器人)显微手术，并且/或者显微外科医生可以返回到外科医生主控制台。文件WO-2014-151621公开了一种用于使手动手术(hand surgery)和机器人手术交替的系统，该系统使用被设计成用于由外科医生手持的机械未接地的主控制器。

例如从文件WO-2019-099854和EP-2467082中也已知可穿戴的且机械未接地的主控制器，并且这些主控制器典型地包括成对环以适配与该未接地的主控制器的握持命令接口整体关联的外科医生手指。

同一申请人的文件WO-2019-220409公开了一种用于机器人手术的无菌控制台，该无菌控制台包括手术椅，该手术椅包括被附接到椅扶手的成对杯状部，以用于放下未接地的主输入工具。

因此，感觉需要一种允许外科医生有效地使机器人辅助的手术和传统手动手术交替的解决方案。

同时，感觉需要在单次干预中简化从机器人辅助的手术到传统手术的转换，且反之亦然。

发明内容

本发明的范围是克服参照已知技术所提及的缺点。

这些和其他范围通过根据权利要求1的主工作站(master workstation)来实现。

一些优选实施方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的一方面，一种用于手术机器人系统(surgical robotic system)的主工作站包括：未接地的主输入手柄，该未接地的主输入手柄适用于在手术期间由外科医生手持以用于控制所述手术机器人系统的从机器人组件；控制台，该控制台包括至少一个定位本体；无菌盖布，该无菌盖布遮盖所述控制台的至少一部分；以及至少一个无菌支架。

根据本发明的一方面，所述至少一个无菌支架界定至少一个腔体，并且该至少一个无菌支架包括：在所述腔体内的至少一个搁置元件以及至少一个定位元件，该至少一个搁置元件适用于在所述主输入手柄未被手持时将该主输入手柄搁置在该至少一个搁置元件上，该至少一个定位元件与控制台的所述至少一个定位本体接合。

因此，有可能将无菌支架的腔体定位在靠近控制台并且在无菌手术区域(sterileoperatory field)内的期望位置处。

所述定位元件可以包括定位夹，并且所述定位本体可以包括凸本体(convexbody)，使得在保持手术区域的无菌性的情况下定位夹穿过并且优选地也跨过无菌盖布弹性地接合凸本体。

由于所提出的解决方案，诸如手术椅等控制台在被无菌屏障组件遮盖时暴露出腔体，以便为主输入手柄提供搁置元件，该主输入手柄在例如手动手术期间搁置在该搁置元件上。

所提出的解决方案特别地适用于、但不局限于机器人辅助的显微手术。此外，所提出的解决方案特别地适用于、但不局限于设想使手动显微手术和机器人辅助的显微手术交替的显微手术程序。

附图说明

根据本发明的主工作站、系统、无菌手术区域和方法的其他特征和优点从以下对作为指示性和非限制性示例给出的实施方案的优选示例的描述并参照附图将变得明显，在附图中：

-图1为根据一实施方案的示意性地示出了定位在无菌手术区域内并且具有主工作站的手术机器人系统的轴测图；

-图2为根据一实施方案的示意性地示出了定位在手术床附近的无菌手术区域内的手术机器人系统的轴测图；

-图3以轴测图示意性地示出了根据一实施方案的包括控制台、无菌支架和被遮盖的主输入手柄的主工作站；

-图4为根据一实施方案的示出了被手术盖布覆盖的控制台的一部分和无菌支架的轴测图；

-图5为根据一实施方案的示出了无菌支架的轴测图；

-图6-A为根据一实施方案的示意性地示出了无菌支架和无菌盖布的侧视图；

-图6-B为示出了根据一实施方案的从无菌盖布内侧与无菌盖布成一体的无菌支架的轴测图；

-图7以轴测图示出了根据一实施方案的无菌支架；

-图8以轴测图示出了根据一实施方案的无菌支架；

-图9示出了根据一实施方案的方法的可能操作模式；

-图10示意性地示出了根据一实施方案的包括被遮盖的控制台、成对无菌支架和被遮盖的主输入手柄的主工作站。

具体实施方式

根据一般实施方案，提供了用于手术机器人系统300的主工作站301。主工作站301适用于被定位在无菌手术区内311。

主工作站301包括机械未接地的主输入手柄310，该机械未接地的主输入手柄适用于在手术期间由外科医生手持，以用于控制所述手术机器人系统300的从机器人组件330。

如本文所用，“机械未接地的主输入手柄310”是指在大的工作环境(例如，手术区域或手术室)中不受可能的位置和取向运动的约束并且在运动学上与地面分离(例如不被控制台、支承件或其他附接到地面的物体机械地支承)的主控制器。在一些实施方式中，机械未接地的主输入手柄310可以与诸如控制处理器、数据源、传感器、电源等的一个或多个相关联的组件处于有线连接或无线连接。例如，主输入手柄310可以被有线连接，例如通过电缆或电线被物理地连接到这些组件，或者该主输入手柄被无线连接，例如不被物理地连接到这些组件而是经由无线通信信号与这些组件连通。根据一实施方案，主输入手柄310不受所述控制台302的机械约束。

此外，术语“手柄”是指被设计为在手术状态下被握在外科医生的手部中的未接地的主输入工具。例如，所述主输入手柄310可以包括适用于在手术状态下被外科医生的手部抓握的操纵器部分。例如，所述主输入手柄310可以包括外科医生的手部或手指或手腕佩戴的环或环形带或手镯。

主工作站301还包括控制台302和遮盖或覆盖所述控制台302的至少一部分的无菌盖布303。所述手术盖布303优选地具有本体，该本体具有内部表面304(或非无菌表面)以及外部表面305(或与所述内部非无菌表面304相反的无菌表面)。因此，手术盖布305的内部表面304被设计成面朝控制台302，而手术盖布303的外部表面305被设计成面朝无菌手术区域311。根据一优选的实施方案，所述手术盖布303形成用于封闭所述控制台302的一部分以便保持无菌手术区域311的无菌性的盖布腔体322。因此，内部表面304面朝腔体322，并且盖布腔体322可以紧密地密封或敞开，以形成通达腔体322的开口331，该腔体通向手术盖布303的所述外部表面305。例如，所述开口331的边沿或盖布303的其他部分可以通过与粘性条、弹性条、磁吸或任何合适的方式配合来适配控制台302的本体。例如，手术盖布303的本体由柔性片材制成，该柔性片材诸如是聚乙烯、和/或聚氨酯、和/或聚酯、和/或任何合适的盖布材料(诸如纸、和/或纺织织物、和/或非纺织织物、和/或上述的任何组合)。

控制台302包括至少一个定位本体309(例如，凸本体309)、以及遮盖或覆盖控制台302的所述凸本体309的至少一部分的无菌盖布303。

如本文所用，术语“凸本体”并不一定排除凸本体309可以具有凹表面，但是凸本体还必须包括凸部分或凸表面。例如，术语“凸本体”还涵盖具有大致圆柱形外部表面的控制台302的立柱，该立柱是包括限定凹部(该凹部进而限定凹表面)的局部凹表面、或部分或纵向凹槽的凸本体。

所述主工作站301包括无菌支架306，该无菌支架包括至少一个腔体345。因此，无菌支架306用作无菌篮。根据一实施方案，支架306由塑料制成，优选地由坚硬的塑料材料制成，并且腔体例如是模制的或热成型的。根据一实施方案，支架306由可灭菌的金属材料制成。根据一实施方案，支架306是一次性的。

有利地，无菌支架306包括在所述腔体345内的至少一个搁置元件307。

在所述无菌支架306的所述腔体345内设置所述至少一个搁置元件307(例如，至少一个搁置表面307)，这样当所述主输入手柄310不被手持时(例如，在手术期间暂时不由外科医生手持时)允许将主输入手柄310搁置在该至少一个搁置元件上。因此，至少一个搁置元件307将主输入手柄310至少部分地支承在所述无菌支架306的腔体345内。

根据一优选的实施方案，无菌支架308包括至少一个定位元件308(或定位夹308或夹308)，在保持至少部分地由无菌盖布303形成的无菌屏障的完整性的情况下，该至少一个定位元件穿过所述无菌盖布303与所述至少一个定位本体309(或凸本体309)接合。

根据一实施方案，无菌屏障由无菌盖布303和支架306的外部壁332的一部分形成。无菌盖布303可以被附接到支架306并且可以包括用于允许连接器308从中穿过的贯穿通道348。如例如图6B中所示，贯穿通道348的边界350可以被胶合或焊接或以其他方式固定到无菌支架306的外部壁332。因此，支架306的外部壁332的一部分与无菌盖布303一起用作为无菌屏障。

根据一优选的实施方案，无菌支架306包括至少一个定位夹，在保持至少部分地由无菌盖布303形成的无菌屏障的完整性的情况下，该定位夹穿过所述无菌盖布303与所述至少一个凸本体309接合。因此，所述定位夹308覆盖无菌盖布303的外部表面305的一部分，从而导致被放置于无菌支架306的定位夹309与控制台302的凸本体309之间，以局部地保持靠近夹308的无菌手术区域311。同时，定位夹308与控制台302的所述凸本体309牢固地接合以将支架306定位在靠近外科医生在手术期间站立或就坐的期望位置处。

定位本体309也可以是凹的，或者可以包括狭槽，或者可以具有合适的经处理或经加工的定位表面，以便与定位元件接合。定位元件308可以具有与所述定位表面接合的任何形状和特征。例如，定位元件308可以包括卡扣适配设备，或者可以包括用于与所述定位本体接合的附接装置。

优选地，定位夹308机械地且可拆卸地接合凸本体309。

根据一实施方案，夹308卡扣适配到凸本体309。

所述定位夹308适用于将无菌支架306的腔体345定位在靠近控制台302并且在无菌手术区域311内的期望位置处。

设置所述无菌支架306的所述腔体345以允许外科医生将机械未接地的主输入手柄310放在腔体345内并使其搁置在所述至少一个搁置元件307上。由于无菌支架306的所述腔体345，使机械未接地的主输入手柄310在不由外科医生手持时被封装在无菌手术区域311内的无菌支架306中。此外，

优选地，所述无菌支架306具有盒状本体，该盒状本体设置有开口333以便通达腔体345，该开口优选地面朝外科医生和/或在手术状态下面朝上方。

定位夹308可以位于无菌支架306的外部表面332上，并且可以选择其特定位置以便定位无菌支架306，该无菌支架用于将机械未接地的主输入手柄310接收在无菌手术区域311内的期望位置中。

根据一优选的实施方案，如例如图6B中所示，无菌支架306与无菌盖布303是一体的。例如，无菌支架306被焊接或粘合到无菌盖布的外部表面。定位元件308可以与无菌盖布是一体的，并且同时与定位本体309可拆卸地接合。无菌盖布303可以被附接到支架306，并且优选地被附接到其外部表面332，并且可以包括贯穿通道348，在保持无菌屏障的完整性的情况下，该贯穿通道用于允许连接器308从中穿过。

根据一实施方案，定位夹308与无菌支架306的外部表面332是一体的，不过它们可以制成单独的零件，以便刚性地确定搁置元件307(例如，搁置表面307)相对于控制台302的凸本体309的位置和空间取向，例如夹308接合在该凸本体处。

根据一优选的实施方案，所述定位夹308用作约束元件，该约束元件用于相对于主无菌控制台302的所述凸本体309局部地约束手术盖布303，以便局部地减少手术盖布303的体积阻碍。手术盖布303可以具有遮盖除控制台302外的空气的松散本体，因此由于设置了所述至少一个夹308，允许将盖布的一部分约束到控制台302的一部分，优选地位于或靠近至少一个凸本体309。

因此，至少一个夹308同时局部地紧密适配相对于主无菌控制台302的凸本体309的无菌盖布303的本体，并将无菌支架306保持在无菌手术区域311内的适当位置。

根据一实施方案，所述至少一个夹308包括至少一个电缆引导件314，以用于引导例如控制台302的电缆式连接件315。因此，至少一个夹308具有引导例如所述主控制台302的电源和/或数据电缆等电缆式连接件315的进一步优点。例如，所述电缆引导件314包括用于接收长形本体的凹槽，该长形本体掘进夹308的面向手术盖布303的本体的外部表面305的壁中。

优选地，所述至少一个夹308具有拱形凹表面321，所述凹表面面朝手术盖布303的所述外部表面305，以便适用于适配所述控制台302的所述凸本体309。例如，所述至少一个夹308的拱形凹表面321基本上描述了“C”形的轮廓。

根据如例如图4中所示的优选的实施方案，所述至少一个搁置元件307包括搁置表面307，例如，所述搁置表面307是所述无菌支架306的底部壁347的面朝腔体345的表面。

根据一实施方案，用于支承主输入手柄310的至少一部分并将其搁置在其上的所述搁置表面是篮状部(即，基本上杯形状的容器)的底部表面，并且所述篮状部对应于无菌支架306。根据一优选的实施方案，所述支架306被设计成用于在无菌手术区域311内临时支承不由外科医生手持时的主输入工具310，并且至少一个搁置表面307包括支架306的底部表面。

根据一实施方案，所述无菌支架306包括用于通达所述腔体345的开口333。优选地，所述开口333相对于所述腔体345与所述搁置表面307相对。根据一实施方案，支架306还包括界定开口333和腔体345的侧表面332。因此，允许外科医生在手术期间将主输入工具310放在暴露于无菌手术区域311内的无菌搁置表面307上。

由于设置了这种表面307，外科医生可以在单次干预期间内交替进行手动显微手术和机器人辅助的显微手术，而不会因此损害无菌手术区域311的无菌性。因此，外科医生不需要在单次手术干预期间每次从手动显微手术切换到机器人辅助的显微手术(且反之亦然)时对主输入工具310进行消毒。

所述侧表面332'面朝腔体345，并且所述外部表面332面朝相反方向，优选地，所述定位夹308与所述外部表面332中的至少一者一体连接。根据一实施方案，所述外部表面332基本上是平的以有利于夹308的附接。夹308的取向，即由支架306的所述夹308的所述拱形表面321限定的“C”形座部346的纵向延伸方向，可以与无菌支架306的腔体345的延展方向基本上对齐。因此，腔体345可以由所述搁置表面307、所述底部壁347、所述侧表面332'界定。

根据一变型，所述定位夹308和限定所述腔体345的无菌支架306的侧表面332'可以具有用于在夹308与凸本体309接合时调节腔体345的位置的相对自由度，例如铰链或诸如万向接头的旋转接头可以设置成铰接夹308和无菌支架306的侧表面332'，以用于在夹308与控制台302的所述凸本体309接合时和/或滑动件连接所述夹308和所述支架306的外部表面332时使支架306旋转。

根据一优选的实施方案，所述凸本体309面朝手术盖布303的内部表面304。因此，不需要对主无菌控制台302的凸本体308进行消毒。

根据一实施方案，所述至少一个凸本体309包括至少一个凸表面313，以使得所述夹308与所述凸表面313接合。根据一实施方案，无菌盖布303插置于凸本体309与支架306之间。根据一实施方案，无菌盖布303的本体插置于夹308与凸本体309之间，优选地与这两者都接触。根据一实施方案，无菌盖布303的本体插置于配件306的夹308的所述拱形表面314与凸本体308的所述凸表面313之间，优选地与这两者都接触。

根据如例如图3中所示的实施方案，所述控制台302包括椅320。本文所使用的“椅”一词还旨在涵盖“鞍凳(saddle stool)”。根据一优选的实施方案，所述至少一个凸本体309是主无菌控制台302的手术椅320的立柱319。根据一优选的实施方案，所述至少一个凸本体309是手术椅320的、用于支承扶手340的立柱319，该扶手优选为圆形，以便外科医生可以将肘部搁置在该扶手上。

根据一实施方案，所述椅320包括至少一个扶手340，该扶手具有所述凸本体309(例如，将扶手连接到所述椅320的就座表面318的连接元件)，并且无菌支架306的所述定位夹308与扶手340的凸本体309接合。优选地，所述控制台302(例如，所述椅320)设置有所述跟踪场发生器339，该跟踪场发生器被设计成跟踪至少一个机械未接地的主输入手柄310的位置和取向。跟踪场发生器339可以是光学跟踪场发生器，诸如立体相机组的至少一个相机。

根据一实施方案，所述至少一个无菌支架306被关联到手术盖布303的外部表面305。根据一实施方案，至少一个无菌支架306的所述开口333在手术盖布303的外部表面305上敞开。

根据一实施方案，在保持无菌屏障的完整性的情况下，至少一个无菌支架306的所述至少一个定位元件308穿过所述无菌盖布303与控制台302的至少一个定位本体309接合。根据一实施方案，所述定位元件308刚性地确定所述腔体345内的所述搁置表面307与所述控制台302的所述凸本体309的相对位置和空间取向。

根据一实施方案，所述定位元件308可拆卸地与控制台302的所述定位本体309接合。

根据一实施方案，所述定位元件308包括与控制台302的定位本体309弹性接合的定位夹。夹优选地为弹性加载的。根据一实施方案，所述定位元件308包括至少一个翼片(flap)312，该翼片用于使定位元件308从控制台302的定位本体309脱离。翼片312可以为弹性加载的并且与定位元件308的夹配合。所述定位元件308可以包括成对翼片312。翼片312可以用作释放定位元件308的夹的手柄。夹可以由弹性连接的两个件形成，并且至少一个翼片312被附接到夹的所述两个件中的一个件。可以设置两个翼片312，每个翼片312被附接到夹的所述两个件中的一个件。设置所述至少一个翼片312可以确定打开定位元件的夹，因此避免在夹脱离期间刮伤手术盖布303。因此，夹可以具有更强的弹性夹持力而不损害无菌盖布303的完整性。

根据一实施方案，主工作站301包括另一个无菌支架306(因此包括至少两个无菌支架306)以及另一个未接地的主输入手柄310(因此包括两个主输入手柄310)，其中优选地每个无菌支架306用于单独容纳一个主输入手柄310。根据一实施方案，所述两个无菌支架306在同一手术盖布303的同一外部表面305上间隔开。

根据一实施方案，所述控制台302包括椅320，并且其中，所述手术盖布303覆盖所述椅320。

根据一实施方案，所述两个无菌支架306被附接到控制台302的不同定位本体309。例如，控制台302的所述不同定位本体309是间隔开的。

根据一实施方案，所述两个无菌支架306被附接到控制台302的同一定位本体309。

根据一实施方案，如例如图10中示意性地所示的，所述控制台302包括塔315，并且其中，所述手术盖布303覆盖所述塔315。塔可以包括屏幕316。屏幕316可以显示无菌手术区域311的一部分，诸如至少一个手术器械337操作的从工作空间的一部分。塔315可以包括诸如多个轮子的地面接触单元。光学和/或磁跟踪场发生器339可以设置成与所述塔315成一体以跟踪至少一个未接地的主输入手柄310的位置和取向。控制台302的塔315可以配备有例如凸本体的所述定位本体309。

根据一般的实施方案，设置了包括至少一个根据上述实施方案中的任一实施方案的主工作站301的无菌手术区域311。

无菌手术区域311包括至少一个手术床341，该手术床为要治疗的患者的解剖结构提供支承。

根据一实施方案，无菌手术区域311由至少一个无菌盖布303形成的无菌屏障界定。根据一实施方案，无菌屏障由至少一个无菌盖布303和支架306的至少一部分形成，并且优选地由支架306的外部壁332的至少一部分形成。支架306的连接器308可以被定位在无菌手术区域311内或可以被定位在无菌手术区域311外。

由于这种主工作站，保持了无菌手术区域311的完整性以及手术区域311的无菌性。

根据一实施方案，所述无菌手术区域311还包括由所述主工作站310控制的从机器人组件330。

根据一般实施方案，设置了包括至少一个根据上述实施方案中的任一实施方案的主工作站301的手术机器人系统300。

根据一优选的实施方案，所述系统300还包括从机器人组件330，该从机器人组件包括适用于操纵至少一个手术器械337的至少一个手术臂334，并且优选地，所述至少一个手术臂包括至少一个机动化操纵器335，该操纵器由所述主工作站301控制、操纵所述至少一个手术器械337。

根据一实施方案，所述从机器人组件330包括操纵所述手术器械337的至少一个手术臂334。根据一实施方案，所述从动机器人组件330包括操纵所述手术器械304的至少一个显微操纵器335。优选地，所述至少一个显微操纵器335直接被串联连接到所述手术臂334，与所述手术臂334形成运动链，并且操纵所述手术器械337。根据一实施方案，至少两个显微操纵器335直接被串联连接到所述手术臂334，与所述手术臂334形成至少双分支的运动链。根据一实施方案，所述从机器人组件330包括至少一个机器人推车336，并且所述至少一个臂334从机器人推车336延伸。

优选地，所述系统300包括控制单元，该控制单元适用于接收被关联到所述机械未接地的主输入手柄310的至少一个位置和方向，并且适用于将命令信号传输到从机器人组件330以便致动所述手术器械337。

根据一优选的实施方案，所述控制单元适用于接收包含关于所述手动命令的信息的第一命令信号并且将包含关于所述手动命令的信息的第二命令信号传输到从机器人组件330以便致动所述手术器械337。根据一优选的实施方案，所述机器人显微手术系统300，并且优选地所述机器人显微手术系统300的所述被遮盖的控制台302还包括至少一个跟踪系统，该跟踪系统包括场发生器339，该场发生器适用于在预定跟踪体积内探测所述主输入工具310的位置和取向。例如，所述磁场发生器339被定位成与控制台302的椅320的就座表面318成一体。可以设置至少一个从盖布338来遮盖机器人从组件330的至少一部分。

根据一优选的实施方案，所述机器人显微手术系统300还包括至少一个手术显微镜342。可以设置显微镜盖布343以用于遮盖显微镜342的至少一部分。

根据一实施方案，所述无菌手术区域311包括所述机器人手术系统300。

根据一优选的实施方案，所述无菌手术区域311还包括至少一个根据上述实施方案中的任一实施方案的机器人从操纵器330的至少一部分。因此，所述无菌手术区域311还包括至少一个根据上述实施方案中的任一实施方案的机器人手术系统300的至少一部分。

因此，允许外科医生在单次干预期间交替进行手动显微手术和机器人辅助的显微手术，而无需为此对主控制台进行消毒。

由于设置了这种支架306，所以提供了一种如下解决方案，该解决方案能够遮盖主控制台302以保持无菌，并且同时使主输入手柄310更容易在无菌手术区域311内操纵，即使当外科医生切换到手动显微手术时亦如此，使得外科医生能够根据期望切换回到机器人辅助的显微手术，同时允许外科医生以最小的努力放下或抓住机械未接地的主输入手柄310，因为支架306的腔体345被定位在无菌手术区域311附近/内的期望位置中。

根据一实施方案，无菌支架306的腔体345具有比主输入手柄310的长度更浅的深度，使得主输入手柄310的一部分从开口333中弹出，使外科医生更容易从无菌支架306的腔体345内的搁置元件307抓住机械未接地的主输入手柄310。

下面将描述用于执行手术的方法。

一种用于执行手术、优选地执行机器人辅助的手术的方法包括以下步骤。

该方法包括：在无菌手术区域311内设置主工作站301的步骤，其中优选地，主工作站301包括至少一个机械未接地的主输入手柄310，该主输入手柄适用于被外科医生握在手部中以控制从机器人组件，该从机器人组件包括至少一个手术器械337。主工作站310、无菌手术区域311和从机器人组件330可以是上述实施方案中的任一实施方案中所描述的任何主工作站、无菌手术区域和从机器人组件。优选地，夹308机械地接合凸本体309。

该方法包括遮盖主工作站301的控制台302的步骤，优选地借助于手术盖布303进行遮盖。

该方法包括以下步骤：将无菌支架306夹持到控制台302的凸本体309，使得支架腔体345在无菌手术区域311内。

根据一操作模式，该方法包括将至少一个无菌支架306关联到手术盖布303的外部表面305的步骤。这可以打开用于通达手术盖布303的外部表面305上的腔体345的至少一个开口333。

根据一操作模式，该方法包括以可拆卸方式将至少一个无菌支架306关联到手术盖布303的外部表面305的步骤。根据一操作模式，该方法包括使至少一个无菌支架306从手术盖布303的外部表面305脱离的步骤。

根据一操作模式，该方法包括以下步骤：通过机械地接合至少一个无菌支架306的所述定位元件308(例如，所述夹)与控制台302的定位本体309(定位本体309优选为凸本体)，以可拆卸方式将至少一个无菌支架306关联到手术盖布303的外部表面305。该步骤可以包括作用在至少一个无菌支架306的所述至少一个翼片312上。作用在所述至少一个翼片312上可以确定定位元件308(诸如所述夹)敞开。根据一操作模式，该方法包括通过将所述定位元件308(例如，所述夹)从控制台302的所述定位本体309(定位本体309优选为凸本体)机械地分离而使至少一个无菌支架306从手术盖布303的外部表面305脱离的步骤。

根据一操作模式，该方法包括在无菌手术区域311内限定期望位置的步骤，目的是将无菌支架306定位在该期望位置。

根据一操作模式，该方法包括将机械未接地的主输入手柄310握在手部中的步骤，目的是控制从机器人组件330的所述手术器械337。

该方法包括以下的另一步骤：将主输入手柄310放在或搁置在所述腔体345内，使得主输入手柄310搁置在腔体345内的搁置元件307上。

根据一操作模式，该方法包括以下的另一步骤：将主输入手柄310从无菌支架306，优选地从放置在无菌手术区域311内的期望位置中的无菌支架306的腔体345内的搁置元件307提起或抓住，因此再次将主输入手柄302握在手部中。

优选地，该方法由根据上述实施方案中的任一实施方案的主工作站310和/或无菌手术区域311和/或手术机器人系统300执行。

由于特定实施方案中单独或一起提供的上述特征，可以响应上述需要、提供上述优点，并且特别是：

-外科医生能够在手术过程中随时容易地将未接地的主控制器放在无菌支架的腔体内；

-维持手术区域的无菌性；

-可以减少覆盖控制台的无菌盖布的体积负担；

-降低了无菌盖布破裂的风险；

-维持围绕无菌手术区域的无菌屏障的完整性；

-在未被手持时，例如手动手术和机器人显微手术的交替期间，支架可以用作无菌手术区域中的无菌壳套，用于接收主输入工具；

-无菌盖布可以通过具有定位夹的无菌支架被保持在适当位置。

对于上述实施方案，为了满足偶然和特定的需要，本领域技术人员可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下，对这些元件进行许多修改、适应性调整以及用功能等同的其他元件来替换这些元件。

附图标记清单

Claims (19)

1.一种用于手术机器人系统(300)的主工作站(301)，所述主工作站适用于被定位在无菌手术区域(311)内，所述主工作站包括：

-未接地的主输入手柄(310)，所述未接地的主输入手柄适用于在手术期间由外科医生手持，以用于控制所述手术机器人系统(300)的从机器人组件(330)；

-控制台(302)，所述控制台包括至少一个定位本体(309)；

-无菌盖布(303)，所述无菌盖布遮盖所述控制台(302)的至少一部分，以至少部分地形成无菌屏障；

-至少一个无菌支架(306)；

其中，所述至少一个无菌支架(306)包括：

-至少一个腔体(345)；

-在所述腔体(345)内的至少一个搁置元件(307)，所述至少一个搁置元件适用于当所述主输入手柄(310)不被手持时将所述主输入手柄(310)搁置在所述至少一个搁置元件上；

-至少一个定位元件(308)，在保持所述无菌屏障的完整性的情况下，所述至少一个定位元件穿过所述无菌盖布(303)与所述控制台(302)的至少一个定位本体(309)接合。

2.根据权利要求1所述的主工作站(301)，其中，所述定位元件(308)适用于将所述无菌支架(306)的所述腔体(345)定位在靠近所述控制台(302)并且在所述无菌手术区域(311)内的期望位置处。

3.根据权利要求1或2所述的主工作站(301)，其中，所述定位元件(308)包括定位夹，所述定位夹弹性地接合所述控制台(302)的所述定位本体(309)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述控制台(302)的所述定位本体(309)包括凸本体。

5.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述无菌支架(306)与所述无菌盖布(303)成一体；和/或，其中，

所述无菌支架(306)的外部表面(332)与所述无菌盖布(303)一起形成所述无菌屏障。

6.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述定位元件(308)用作约束元件，所述约束元件用于相对于主无菌控制台(302)的所述定位本体(309)局部地约束所述手术盖布(303)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述控制台(302)包括椅(320)；和/或，其中，

所述椅(320)包括至少一个扶手(340)，所述扶手具有所述定位本体(309)，例如，将所述扶手连接到所述椅(320)的就座表面(318)的连接元件，并且所述无菌支架(306)的所述定位元件(308)与所述扶手(340)的所述定位本体(309)接合。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述控制台(302)包括塔(315)，并且其中，所述手术盖布(303)覆盖所述塔(315)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述至少一个搁置元件(307)包括搁置表面，例如，界定所述腔体(345)的所述无菌支架(306)的底部表面；和/或，其中，

所述无菌支架(306)包括用于通达所述腔体(345)的开口(333)，其中，优选地所述开口(333)相对于所述腔体(345)与所述搁置表面(307)相对。

10.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述定位元件(308)与所述定位本体(309)可拆卸地接合。

11.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述定位元件(308)刚性地确定所述腔体(345)内的所述搁置表面(307)与所述控制台(302)的所述凸本体(309)的相对位置和空间取向。

12.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述未接地的主输入手柄(310)包括电缆式连接件(325)，并且定位元件(308)用作约束元件，所述约束元件用于相对于主无菌控制台(302)的所述定位本体(309)局部地约束所述电缆式连接件(325)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述定位元件(308)与所述控制台(302)的所述定位本体(309)可拆卸地接合。

14.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，其中，所述定位元件(308)包括至少一个翼片(312)，所述至少一个翼片用于使所述定位元件(308)从所述控制台(302)的定位本体(309)脱离。

15.根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)，所述主工作站包括另一个无菌支架(306)，以便包括至少两个无菌支架(306)，并且所述主工作站还包括另一未接地的主输入手柄(310)，以便包括两个主输入手柄(310)，其中，优选地每个无菌支架(306)用于单独地容纳一个主输入手柄(310)。

16.根据权利要求15所述的主工作站(301)，其中，所述两个无菌支架(306)在同一手术盖布(303)的同一外部表面(305)上间隔开。

17.一种机器人手术系统(300)，所述机器人手术系统包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的主工作站(301)和由所述主工作站(310)控制的从机器人组件(330)。

18.一种无菌手术区域(311)，所述无菌手术区域包括：

-至少一个根据前述权利要求任一项所述的主工作站(301)；

-至少一个手术床(341)，所述至少一个手术床为要治疗的患者的解剖结构提供支承。

19.一种无菌手术区域(311)，所述无菌手术区域包括根据权利要求17所述的机器人手术系统。

Images