手術機器人手臂支撐系統及使用方法與流程

2023-06-17 15:56:31

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年5月13日提交的美國臨時專利申請第61/992,285號的權益和優先權，上述專利申請的全部公開通過引用合併於此。

背景技術：

機器人手術系統已經用於微創醫療手術中。一些機器人手術系統包括控制臺和多個機器人手臂。包括末端執行器(例如鉗子或抓握工具)的手術器械可安裝至一個或多個機器人手臂。機器人手臂向手術器械提供用於其操作和移動的機械動力。每個機器人手臂可以包括可操作地連接至手術器械的器械驅動單元。

機器人手術系統包括在手術期間可用的三個或更多個機器人手臂。這些臂定位在患者旁邊的不同位置，以使得在臂的端部處的器械能夠插入不同的套管針。在一些情況下，每個臂直接安裝至做手術的患者所定位的手術臺上。在其它情況下，這些臂安裝至可移動手推車，手推車沿著手術臺旁被推到期望的位置。

這些安裝的可選的方法需要使用位置傳感器和其它部件來在臂的定位期間識別每個臂相對於其它臂和/或攝像機的位置。這增加了機器人手臂的成本和複雜性。另外，難以創建用於將機器人手臂緊固地安裝至不同類型的手術臺以防止臂在手術期間不經意地移動的通用接口。

需要以如下方式定位手術機器人手臂：使得可以在沒有額外的位置傳感器或其它部件的情況下確定每個臂與其它臂和/或攝像機的相對位置。還需要獨立於所使用的手術臺來緊固地固定機器人手臂的位置，使得臂在手術期間不太可能移動。

技術實現要素：

機器人手臂支撐系統可以最初定位在手術臺旁的地板上。支撐系統可以具有成形為手術臺的一個或多個部分的形狀。臂支撐系統可以包括用於將每個機器人手臂電連接和/或機械連接至臂支撐系統的兩個或更多個電和/或機械連接件。在臂支撐系統上，每個連接件可以位於距離其它連接件的已知距離處。這些已知距離可用於在不需要額外的位置傳感器的情況下快速計算連接至支撐系統的每個臂的相對位置。

電連接件還可以用於向和從每個機器人手臂傳輸電力、指令和信號。這可以消除對沿著手術室的地板延伸到每個機器人手臂的額外電纜的需要。這些額外電纜可能對手術室工作人員造成絆倒的危險。

支撐系統可以具有至少部分地圍繞床的U形、L形、O形或其它形狀。支撐系統可以包括模塊件，一旦床已經定位在手術室中，這些模塊件可以聯接在一起。這些模塊件還可以預先組裝和/或預先定位在手術室中，然後手術臺可以相對於支撐系統移動到期望的位置。這些模塊件可以是可調節的，以適應不同的手術臺尺寸和類型。

手術機器人手臂支撐系統可以包括：基座，其構造成至少部分地圍繞手術臺；在基座上的兩個或更多個機器人手臂連接件；以及電連接，其構造為識別機器人手臂連接件中的與至少一個機器人手臂連接的至少一個機器人手臂連接件。電連接可以布置在連接的機器人手臂和基座之間。

每個機器人手臂連接件可以構造成將連接的機器人手臂的一部分保持在距離基座的預定位置處。每個機器人手臂連接件可以包括機械連接，所述機械連接限制所述連接的機器人手臂的至少一部分相對於基座的移動。

可以包括存儲器並且其可以配置為存儲兩個或多個機器人手臂連接件的地點信息。可以包括處理單元並且其可以配置為通過所存儲的地點信息來計算連接至不同的機器人手臂連接件的至少兩個機器人手臂的位置。處理單元可以配置為基於計算的位置將手術機器人手臂支撐系統的輸入裝置的移動與附加至機器人手臂的器械的對應的移動或來自與機器人手臂中的一個聯接的攝像機的顯示圖像的對應的移動對齊(align)。

電連接可以配置為通過與至少一個機器人手臂連接件相關聯的唯一標識符來識別機器人手臂連接件中的至少一個，以檢測機器人手臂聯接件，和/或識別聯接至至少一個機器人手臂連接件的特定機器人手臂。

基座可以包括至少一個模塊化連杆，所述模塊化連杆選擇性地能夠附接至至少一個其它模塊化連杆。

基座可以包括多於一個連杆，並且在一些情況下，可以包括至少三個模塊化連杆。至少一個模塊化連杆可以具有當至少三個模塊化連杆附接在一起時與至少兩個其它模塊化連杆的縱向軸線垂直的縱向軸線。

在一些情況下，至少一個模塊化連杆能夠沿著其相應的縱向軸線軸向移動，以調節基座的尺寸。在一些情況下，每個模塊化連杆能夠沿著其相應的縱向軸線軸向移動，以調節基座的至少寬度和長度。

一種方法可以包括將手術機器人手臂連接至在手術機器人手臂支撐系統基座上的兩個或更多個機器人手臂連接件中的至少一個；並且識別手術機器人手臂所連接至的至少一個機器人手臂連接件。手術機器人手臂支撐系統基座可以構造成至少部分地圍繞手術臺。

可以機械地限制連接的機器人手臂的至少一部分相對於基座的移動，作為將手術機器人手臂與至少一個機器人手臂連接件相連接的一部分。可以實現連接的機器人手臂和手術機器人手臂支撐系統基座之間的電連接，作為將機器人手臂與至少一個機器人手臂連接件相連接的一部分。

可以通過存儲在存儲器中的關於機器人手臂連接件的地點信息來計算連接至不同機器人手臂連接件的至少兩個機器人手臂的位置。

可以基於所計算的位置而將手術機器人手臂支撐系統的輸入裝置的移動與附加至連接的機器人手臂中的一個的器械或攝像機的對應的移動對齊。

實現在機器人手臂和連接所述臂的機器人手臂連接件之間的電連接的電路可以使得能夠識別每個連接的機器人手臂和連接每個所識別的機器人手臂的機器人手臂連接件。

兩個或更多個模塊化連杆可以圍繞手術臺聯接在一起，以形成手術機器人手臂支撐系統基座。可以將模塊化連杆中的至少一個沿著其相應的縱向軸線軸向移動，以調節基座相對於手術臺的尺寸。

可以通過處理裝置處理來自配置為檢測所述連杆中的至少一個的移動的位置傳感器的信號。可以通過處理來識別至少一個連杆的檢測到的移動量。可以將所識別的檢測到的移動量與閾值進行比較。當比較的量超過閾值時可以觸發通知。

一種手術機器人手臂支撐系統可以包括配置成至少部分地圍繞手術臺的基座。所述手術系統還可以包括至少一個柱，所述至少一個柱具有通過基座上的機械和/或電連接件支撐的第一端和支撐機器人手臂的第二端。所述柱可以認為是機器人手臂的一部分，或者它可以是可從機器人手臂分離的單獨部件。

所述基座可以包括彼此連接並且可相對於彼此選擇性地調節的多個連杆。每個連杆可以包括一個或多個電和/或機械連接件，機器人手臂可以連接至所述電和/或機械連接件。多個連杆可以包括第一L形連杆和第二L形連杆。第一L形連杆可以具有第一腿和第二腿。第二L形連杆可以具有第一腿和第二腿。第一L形連杆的第一腿和第二L形連杆的第一腿可以彼此連接並限定穿過其中的第一軸線。第一和第二L形連杆能夠沿著第一軸線相對於彼此移動，以調節基座的寬度。

在實施例中，多個連杆還可以包括第一直線連杆和第二直線連杆。第一直線連杆可以連接至第一L形連杆的第二腿。可以通過第一L形連杆的第二腿和第一直線連杆限定垂直於第一軸線的第二軸線。第一直線連杆能夠沿著第二軸線相對於第一L形連杆的第二腿移動以調節基座的長度。第二直線連杆可以連接至第二L形連杆的第二腿。可以通過第二L形連杆的第二腿和第二直線連杆限定垂直於第一軸線的第三軸線。第二直線連杆能夠沿著第三軸線相對於第二L形連杆的第二腿移動。

基座可以具有矩形構造。

在一些情況下，柱可以包括將其第一端和第二端可活動地連接至彼此的接頭。所述至少一個柱的第一端和第二端能夠沿著沿至少一個柱限定的軸線相對於彼此移動。所述接頭可以構造成可滑動地聯接至手術臺的軌道。

在實施例中，所述至少一個柱的第一端和第二端中的一個可以構造成可滑動地聯接至手術臺的軌道。所述至少一個柱的第一端可以可樞轉地聯接至基座。

在本公開的另一個方案中，提供了一種支撐手術機器人手臂的方法。所述方法包括提供手術機器人手臂支撐系統。所述支撐系統包括基座、至少一個第一柱和至少一個第二柱。所述基座構造成至少部分地圍繞手術臺。每個柱具有支撐在基座上的第一端和構造為支撐機器人手臂的第二端。這些柱構造為聯接至手術臺。所述方法還包括：將支撐系統的基座定位成至少部分地圍繞手術臺；將至少一個第一柱聯接至手術臺的第一軌道；將至少一個第二柱聯接至手術臺的第二軌道；並且將機器人手臂聯接至每個柱的第二端。

在實施例中，所述方法還可以包括選擇性地調節所述支撐系統的基座的寬度或長度中的至少一個。所述方法還可以包括使基座的多個連杆相對於彼此軸向移動。多個連杆中的每一個可以支撐其上的相應的柱。所述基座的多個連杆可以包括第一L形連杆和第二L形連杆。第一L形連杆可以具有第一腿和第二腿。第二L形連杆可以具有第一腿和第二腿。第一L形連杆的第一腿和第二L形連杆的第一腿可以彼此連接並限定穿過其中的第一軸線。所述方法還可以包括使第一和第二L形連杆沿著第一軸線相對於彼此移動以調節基座的寬度。

在實施例中，基座的多個連杆還可以包括第一直線連杆和第二直線連杆。所述第一直線連杆可以連接至第一L形連杆的第二腿。可以通過第一L形連杆的第二腿和第一直線連杆限定垂直於第一軸線的第二軸線。所述第二直線連杆可以連接至第二L形連杆的第二腿。可以通過第二L形連杆的第二腿和第二直線連杆限定垂直於第一軸線的第三軸線。所述方法還可以包括：使第一直線連杆沿著第二軸線相對於第一L形連杆的第二腿移動以調節基座的第一長度；以及使第二直線連杆沿著第三軸線相對於第二L形連杆的第二腿移動以調節基座的第二長度。

在實施例中，所述方法還可以包括調節基座的構造以對應手術臺的輪廓。

在本公開的一些方案中，所述方法還可以包括使每個柱的第一端相對於每個柱的第二端圍繞其相應的接頭運動。所述方法還可以包括使每個柱的第一端和第二端沿著沿相應的柱延伸的軸線相對於彼此移動。

可以想到的是，所述方法還可以包括沿著手術臺的軌道滑動每個柱的第二端。所述方法還可以包括相對於基座樞轉每個柱的第一端。

所述方法還可以包括：處理來自配置為檢測連杆中的至少一個連杆的移動的位置傳感器的信號和/或來自配置為識別至少一個柱或機器人手臂的角度對齊變化的角度傳感器的信號。可以通過處理的直線傳感器信號來識別檢測到的移動量。可以通過處理的角度傳感器信號來識別至少一個柱或機器人手臂的角度對齊變化量。可以將所識別的檢測到的移動量和角度對齊變化量與相應的閾值進行比較。當比較的量中的一個或更多個超過其相應的閾值時，可以觸發一個或更多個通知。

在本公開的另一個方案中，提供了一種手術機器人手臂支撐系統的另一實施方式。所述支撐系統包括基座和多個柱。所述基座具有構造成至少部分地圍繞手術臺的矩形構造。所述基座包括第一、第二和第三連杆。所述第一連杆具有第一端和第二端並且在其間限定第一軸線。所述第二連杆可活動地聯接至第一連杆的第一端並且沿其限定第二軸線。所述第二軸線垂直於第一軸線。所述第二連杆能夠沿第二軸線相對於第一連杆軸向移動，以調整基座的第一長度。所述第三連杆可活動地聯接至第一連杆的第二端並且沿其限定第三軸線。所述第三軸線垂直於第一軸線。所述第三連杆能夠沿第三軸線相對於第一連杆軸向移動，以調整基座的第二長度。多個柱中的每個柱支撐在基座的第二和第三連杆中的一個上，並且構造為聯接至機器人手臂。多個柱構造為聯接至手術臺。多個柱中的每個柱包括接頭。

在實施例中，所述第一連杆的第一端和第二端能夠沿第一軸線相對於彼此軸向移動，以調節基座的寬度。

在實施例中，手術機器人手臂支撐系統可以包括構造成至少部分地圍繞手術臺的基座以及在基座上的兩個或更多個機器人手臂連接件。每個機器人手臂連接件可以將連接的機器人手臂的一部分保持在距離基座的預定位置。手術機器人手臂支撐系統還可以包括識別至少一個機器人手臂連接件的檢測器，其中至少一個機器人手臂連接至所述至少一個機器人手臂連接件。

每個機器人手臂連接件可以包括限制所連接的機器人手臂的至少一部分相對於基座的移動的機械連接。每個機器人手臂連接件還可以包括在所連接的機器人手臂和手術機器人支撐系統之間的電連接。

手術機器人支撐系統還可以包括存儲兩個或更多個機器人手臂連接件的地點信息的存儲器。手術機器人支撐系統還可以包括處理單元，所述處理單元配置為通過存儲在存儲器中的地點信息來計算連接至不同機器人手臂連接件的至少兩個機器人手臂的位置。

所述處理單元還可以配置為將手術機器人支撐系統的輸入裝置的移動與附加至機器人手臂的器械的對應的移動或來自聯接至機器人手臂中的一個的攝像機的顯示圖像的對應的移動對齊。該對齊可以根據所計算的機器人手臂的位置來確定。

所述檢測器可以包括電路，所述電路配置為通過與至少一個機器人手臂連接件相關聯的唯一標識符來識別機器人手臂連接件中的至少一個。所述檢測器可以包括在至少一個機器人手臂連接件處的傳感器。所述傳感器可以配置為檢測聯接至連接件的機器人手臂。所述傳感器還可以配置為識別聯接至至少一個機器人手臂連接件的特定機器人手臂。

手術機器人支撐系統的基座可以包括至少一個模塊化連杆，所述模塊化連杆可選擇性地附加至至少一個其它模塊化連杆。在一些情況下，所述基座可以包括至少三個模塊化連杆，其中至少一個模塊化連杆具有當三個模塊化連杆附接在一起時垂直於至少兩個其它模塊化連杆的縱向軸線的縱向軸線。

模塊化連杆中的至少一個可沿著其相應的縱向軸線軸向移動，以調節基座的尺寸。在一些情況下，每個模塊化連杆可以沿著其相應的縱向軸線軸向移動，以調節基座的至少寬度和長度。

手術機器人手臂可以連接至在手術機器人手臂支撐系統基座上的兩個或更多個機器人手臂連接件中的至少一個。所述基座可以構造成至少部分地圍繞手術臺。可以使用傳感器、邏輯、檢測器、電路或其它裝置來自動識別與手術機器人手臂連接的機器人手臂連接件。

將手術機器人手臂與至少一個機器人手臂連接件相連接的一部分可以包括機械地限制所連接的機器人手臂的至少一部分相對於基座的移動。將機器人手臂與至少一個機器人手臂連接件相連接的一部分可以包括實現連接的機器人手臂和手術機器人支撐系統之間的電連接。

可以通過存儲的關於機器人手臂連接件的地點信息來自動計算連接至不同機器人手臂連接件的至少兩個機器人手臂的位置。手術機器人支撐系統的輸入裝置的移動可以基於所計算的位置而與附加至所連接的機器人手臂中的一個的器械或攝像機的對應的移動自動對齊。

可以使用傳感器、邏輯、檢測器、電路或其它裝置來自動識別每個連接的機器人手臂和連接每個所識別的機器人手臂的機器人手臂連接件。

兩個或更多個模塊化連杆可圍繞手術臺聯接在一起以形成手術機器人手臂支撐系統基座。模塊化連杆中的至少一個可以沿著其相應的縱向軸線軸向移動，以調節基座相對於手術臺的尺寸。

手術機器人手臂支撐系統可以包括至少一個直線傳感器和/或至少一個角度傳感器。所述直線傳感器可以配置為識別由於至少一個連杆的移動導致的位置變化。處理裝置可以配置為當所識別的位置變化超過閾值時觸發通知。

角度傳感器可以配置為識別至少一個柱或機器人手臂的角度對齊變化。處理裝置可以配置為當所識別的角度對齊變化超過閾值時觸發通知。

以下參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例的進一步的細節和方案。

附圖說明

在此參照附圖描述本公開的實施例，其中：

圖1是第一示例性手術機器人支撐系統和手術臺的立體圖；

圖2是圖1所示的支撐系統的剖視圖；

圖3是圖1所示的支撐系統的立體圖，示出了手術操作；

圖4是第二示例性手術機器人支撐系統的示意性俯視圖；

圖5是第三示例性手術機器人支撐系統的示意性俯視圖；和

圖6是示例性框圖。

如本文所用的，術語平行和垂直應理解為包括與精確地平行和精確地垂直在上至約+10度或-10度的範圍內基本上平行和基本上垂直的相對構造。

具體實施方式

參考附圖詳細描述本公開的手術機器人支撐系統及其使用方法的實施例，其中在附圖中，在幾個視圖中的每一個中，相同的附圖標記指代相同或對應的元件。在本文中使用的術語「遠側」是指支撐系統的較遠離支撐系統所定位的地板的那部分，而術語「近側」是指支撐系統的較靠近所述地板的那部分。

轉向圖1至圖3，提供了手術機器人手臂支撐系統10。支撐系統10構造為定位在手術室的地板「F」上並且至少部分地圍繞手術臺「ST」。支撐系統10大體包括基座20和從基座20垂直地且向上地延伸的多個柱40a、40b、40c、40d。如下面更詳細地描述的，每個柱40a、40b、40c、40d構造為在其中或其上支撐機器人手臂60a、60b、60c、60d並且聯接至手術臺「ST」。

支撐系統10的基座20定大小和定尺寸為至少部分地圍繞手術臺「ST」。基座20具有構造成容納或環繞手術臺「ST」的周邊的大致矩形構造。可以設想，基座20可以不同地構造，以匹配各種尺寸的手術臺的輪廓或至少部分地圍繞各種尺寸的手術臺。例如，在一些實施例中，基座20可以是圓形、橢圓形、正方形、三角形、橢球形、多邊形、均勻的、非均勻的和/或錐形。因此，形成基座20的各種部件中的一些或全部可以根據需要或期望而具有直線、弓形或其它輪廓。

基座20包括多個連杆，例如，彼此連接並且相對於彼此可選擇性地調節以調節基座20的總寬度和總長度的第一L形連杆22a、第二L形連杆22b、第一直線連杆22c和第二直線連杆22d。因此，基座20的尺寸可以調節以更好地適應手術臺的特定尺寸、支撐在手術臺上的患者的尺寸和/或外科醫生的偏好。此外，附接至對應的連杆22a、22b、22c、22d的柱40a、40b、40c、40d可以通過多個連杆22a、22b、22c、22d的相對移動而相對於手術臺「ST」在多個選定位置之間移動。

第一和第二L形連杆22a、22b各自包括第一腿22a1、22b1和第二腿22a2、22b2。第一腿22a1、22b1連接至相應的第二腿22a2、22b2，使得L形連杆22a、22b一起形成基本上正方形的構造。L形連杆22a、22b的第一腿22a1、22b1限定穿過其中的第一縱向軸線「X1」(參見圖2)。第一腿22a1、22b1具有構造為對應於手術臺「ST」的寬度的可調節長度。第一腿22a1、22b1可相對於彼此沿著第一縱向軸線「X1」移動。具體地，第一腿22a1、22b1可以相對於彼此在接近位置和各種間隔開的位置之間移動。

基座20包括第一聯接部24a，第一聯接部24a將對應的第一和第二L形連杆22a、22b的第一腿22a1、22b1相互連接，從而使得可以選擇性地調節第一腿22a1、22b1的相對位置。在一些實施例中，第一聯接部24a可以是伸縮特徵件或布置成可彼此滑動的嵌套管的形式。還可以想到，例如，相應的第一和第二L形連杆22a、22b的第一腿22a1、22b1通過各種緊固接合(諸如螺紋接合)而可活動地連接至彼此。

第一直線連杆22c連接至第一L形連杆22a的第二腿22a2。垂直於第一縱向軸線「X1」的第二縱向軸線「X2」(參見圖2)限定為通過第一直線連杆22c和第一L形連杆22a的第二腿22a2。第一直線連杆22c可沿著第二縱向軸線「X2」相對於第一L形連杆22a的第二腿22a2移動，以調節基座20的第一長度「L1」。基座20包括類似於第一聯接部24a的第二聯接部24b，第二聯接部24b將第一直線連杆22c和第一L形連杆22a的第二腿22a2相互連接，使得可以選擇性地調節第一直線連杆22c和第一L形連杆22a的第二腿22a2的相對位置。在一些實施例中，第二聯接部24b可以是伸縮特徵件或布置成可彼此滑動的嵌套管的形式。

第二直線連杆22d連接至L形連杆22b的第二腿22b2。垂直於第一軸線「X1」並平行於第二軸線「X2」的第三軸線「X3」(參見圖2)限定為通過第二直線連杆22d和第二L形連杆22b的第二腿22b2。第二直線連杆22d可相對於第二L形連杆22b的第二腿22b2沿第三軸線「X3」移動。基座20包括類似於第二聯接部24b的第三聯接部24c，第三聯接部24c將第二直線連杆22d和第二L形連杆22b的第二腿22b2相互連接，使得可以選擇性地調節第二直線連杆22d和第二L形連杆22b的第二腿22b2的相對位置。在一些實施例中，第三聯接部24c可以是伸縮特徵件或布置成可彼此滑動的嵌套管的形式。可以設想，例如，連杆20a、20b、20c、20d可以不同地構造，諸如，非直線的、弓形、錐形、波浪形和/或彎曲的。

如上所述，支撐系統10包括多個柱40a、40b、40c、40d，例如，所述多個柱40a、40b、40c、40d連接至基座20並且構造成聯接至手術臺，諸如手術臺「ST」。每個柱40a、40b、40c、40d具有相應的第一端40a1、40b1、40c1、40d1，相應的第二端40a2、40b2、40c2、40d2，並且沿著其限定相應的縱向軸線「Y」。第一端40a1、40b1、40c1、40d1分別支撐在連杆20a、20b、20c、20d上，並且第二端40a2、40b2、40c2、40d2各自構造成支撐相應的機器人手臂60a、60b、60c、60d。機器人手臂60a、60b、60c、60d設計為且適於對躺在手術臺「ST」上的患者「P」執行手術操作。機器人手臂60a、60b、60c、60d可以各自包括具有用於執行至少一種功能的末端執行器64的手術器械62。機器人手臂60a、60b、60c、60d可由布置在柱40a、40b、40c、40d中的且連接至控制裝置(未示出)的電驅動器(未示出)驅動。

支撐系統10可以包括一個或多個角編碼器或傳感器41，以識別一個或多個柱40a、40b、40c、40d相對於另一個物體的角度，所述另一個物體包括但不限於基座20、手術臺ST、或患者P。來自角度傳感器41的信號可以用於輔助柱40和/或機器人手臂60的正確的角度對齊。可以通過將期望的角位置與從角度傳感器41獲得的實際角位置進行比較然後基於差提供反饋來給出對齊輔助。例如，如果來自角度傳感器41的信號指示柱40和/或機器人手臂60處於過度銳角，則可以觸發和/或傳輸指示應該增加角度的通知。在一些情況下，通知可以提供特定的推薦角度變化，或者通知可以更泛泛地識別柱40和/或機器人手臂60不是處於正確的角度對齊，例如通過激活警告燈、發出警報和/或顯示警告消息。

柱40a、40b、40c、40d的第一端40a1、40b1、40c1、40d1和第二端40a2、40b2、40c2、40d2可分別沿著相應的軸線「Y」相對於彼此移動。柱40a、40c的第二端40a2、40c2各自構造為可滑動地聯接至手術臺「ST」的沿手術臺「ST」的第一側延伸的第一軌道「R1」(參見圖1)。柱40b、40d的第二端40b2、40d2各自構造為可滑動地聯接至手術臺「ST」的沿手術臺「ST」的第二側延伸的第二軌道「R2」(參見圖1)。因此，在柱40a、40b、40c、40d附接至手術臺「ST」的情況下，手術臺「ST」可沿平行於縱向軸線「Y」的方向升高和/或降低。在一些實施例中，例如，柱40a、40b、40c、40d包括機械驅動器(未示出)，諸如，曲柄、電動機、絞盤、千斤頂等，所述機械驅動器構造為相對於第一端40a1、40b1、40c1、40d1驅動第二端40a2、40b2、40c2、40d2的軸向移動，以驅動手術臺「ST」的升高和/或降低。可以設想，例如，柱40a、40b、40c、40d經由各種聯接機構(諸如，C形鉤、磁性聯接器等)可滑動地聯接至第一和第二軌道「R1」、「R2」。

支撐系統10可包括一個或多個直線編碼器或傳感器43，以識別一個或多個柱40a、40b、40c、40d的第一端40a1、40b1、40c1、40d1和第二端40a2、40b2、40c2、40d2中的一個或多個相對於彼此和/或另一個物體的位置。來自一個或多個直線傳感器43的信號可用於在柱40沿相應的軌道R1、R2滑動時，輔助柱40a、40b、40c和40d中的一個或多個的正確定位。可以通過將期望位置與從一個或多個直線傳感器43獲得的實際位置進行比較然後基於差提供反饋來給出定位輔助。例如，如果來自直線傳感器43的信號指示柱40還沒有滑動到期望的位置，則可以觸發通知以指示應當移動柱40。在一些情況下，例如，通知可以提供移動柱40的特定推薦距離，或者通知可以更泛泛地識別柱40不處於正確位置，諸如，通過激活警告燈、發出警報和/或顯示警告消息。

一些支撐系統10可以包括角度傳感器41和直線傳感器43，儘管其它系統10可以僅包括角度傳感器41、僅包括直線傳感器43、或者既不包括角度傳感器41也不包括直線傳感器43。包括角度傳感器41和直線傳感器43兩者可以提供對一個或多個柱40的角度對齊和正確定位的額外驗證。

繼續參考圖1，每個柱40a、40b、40c、40d包括第一接頭44a、第二接頭44b和第三接頭44c。例如，接頭44a、44b、44c可以具有一個或多個自由度並且可以構造成諸如轉向節接頭、絲口接頭、銷接頭、扁銷接頭、螺栓接頭、螺釘接頭、焊接接頭、萬向接頭等。第一接頭44a將柱40a、40b、40c、40d的相應的第一端40a1、40b1、40c1、40d1和第二端40a2、40b2、40c2、40d可活動地連接至彼此。在一個實施例中，第一接頭44a可滑動地聯接至手術臺「ST」的軌道「R1」。以這種方式，手術臺「ST」可以在多個方位之間樞轉(例如，傾斜)。

每個柱40a、40b、40c、40d的第二接頭44b為柱40a、40b、40c、40d提供增加的自由度。第一端40a1、40b1、40c1、40d1各自包括將柱40a、40b、40c、40d分別可樞轉地聯接至連杆22a、22b、22c、22d的第三接頭44c。雖然柱40a、40b、40c、40d示出和描述為具有三個接頭，但是應當理解，柱40a、40b、40c、40d可以包括更多或更少的接頭。

在操作中，基座20定位成至少部分地圍繞手術臺「ST」。具體地，基座20相對於手術臺「ST」定向，使得第一和第二L形連杆22a、22b的第一腿22a1、22b1鄰近並平行於手術臺「ST」的腳或頭，並且第一和第二L形連杆22a、22b的第二腿22a2、22b2和第一和第二直線連杆22c、22d鄰近並平行於手術臺「ST」的相應側。基座20可包括附接至其底表面的輪(未示出)，使得基座20可相對於手術臺「ST」滾動到地板「F」上的選定位置。在一些實施例中，充氣墊(未示出)附接至基座20以提供手術室工作人員可以站立的軟表面。

在一些情況下，可能需要調節基座20的構造(例如，長度和/或寬度)以對應於特定手術臺的輪廓。因此，第一和第二L形連杆22a、22b可以沿著第一縱向軸線「X1」相對於彼此移動，以調節基座20的寬度「W」。第一直線連杆22c可以相對於第一L形連杆22a的第二腿22a2沿著第二縱向軸線「X2」移動，以調節基座20的第一長度「L1」。第二直線連杆22d可以沿著第三縱向軸線「X3」相對於第二L形連杆22b的第二腿22b2移動，以調節基座20的第二長度「L2」。

在基座20布置圍繞手術臺「ST」並處於選定構造的情況下，柱40a、40b、40c、40d的第二端40a2、40c2或接頭44a聯接至手術臺「ST」的第一軌道「R1」，並且柱40b、40d的第二端40b2、40d2或接頭44a聯接至第二軌道「R2」。機器人手臂60a、60b、60c、60d分別聯接或插入柱40a、40b、40c、40d的第二端40a2、40b2、40c2、40d2。可以想到，柱40a、40b、40c、40d包含電源和用於機器人手臂60a、60b、60c、60d的通信的裝置。當柱40a、40b、40c、40d與第一和第二軌道「R1」、「R2」聯接時，手術臺「ST」可以相對於基座20樞轉(例如，傾斜)、降低和/升高至選定位置。還可以調節基座20的長度「L1」和/或「L2」以使柱40a、40b、40c、40d相對於軌道「R1」和/或「R2」沿著軌道「R1」和/或「R2」滑動到選定位置。基座20可以調節或重新構造為具有相對小的總尺寸或佔用面積、具有相對大的總尺寸或佔用面積、或者其間的任何尺寸。

參考圖4，提供了類似於上文關於圖1至圖3描述的支撐系統10的可選的手術機器人支撐系統100。支撐系統100包括基座120和類似於上文關於圖1至圖3討論的柱40a、40b、40c、40d的多個柱140a、140b、140c、140d。例如，基座120具有構造成至少部分地圍繞手術臺(諸如，手術臺「ST」)的矩形構造。

基座120包括第一直線連杆122a、第二直線連杆122b和第三直線連杆122c。第一直線連杆122a具有第一端122a1和第二端122a2，並且第一直線連杆122a在第一端122a1和第二端122a2之間限定第一縱向軸線「A1」。第一直線連杆122a的第一端122a1和第二端122a2可沿著第一縱向軸線「A1」相對於彼此軸向移動，以調節基座20的寬度「W」。第二直線連杆122b可活動地聯接至第一直線連杆122a的第一端122a1並沿其限定第二縱向軸線「A2」。第二縱向軸線「A2」垂直於第一縱向軸線「A3」。第二直線連杆122b可沿著第二縱向軸線「A2」相對於第一直線連杆122a軸向移動，以調節基座120的第一長度「L1」。第三直線連杆122c可活動地聯接至第一直線連杆122a的第二端122a2並沿其限定第三縱向軸線「A3」。第三縱向軸線「A3」垂直於第一縱向軸線「A1」並平行於第二縱向軸線「A2」。第三直線連杆122c可沿著第三縱向軸線「A3」相對於第一直線連杆122a軸向移動，以調節基座120的第二長度「L2」。在一些實施例中，第二和第三直線連杆122b、122c中的每一個包括至少兩段，所述至少兩段可相對於彼此軸向移動，以調節基座120的第一和/或第二長度「L1」、「L2」。

柱140a、140b、140c、140d構造為聯接至手術臺「ST」。每個柱140a、140b、140c、140d具有第一端和第二端。柱140a、140b、140c、140d的第一端分別支撐在第二和第三連杆122b、122c上。柱140a、140b、140c、140d的第二端各自構造為聯接至機器人手臂60a、60b、60c、60d。

在操作中，基座120定位成至少部分地圍繞手術臺「ST」。具體地，基座120相對於手術臺「ST」定向，使得第一直線連杆122a鄰近並平行於手術臺「ST」的腳或頭，並且第二和第三直線連杆122b、122c鄰近並平行於手術臺的「ST」的相應側。在一些情況下，可能需要調節基座120的構造(例如，長度和/或寬度)以對應特定手術臺的輪廓。因此，第一直線連杆122a的第一端122a1和第二端122a2可以沿著第一縱向軸線「A1」相對於彼此移動，以調節基座120的寬度「W'」。第二直線連杆122b可以沿著第二縱向軸線「A2」相對於第一直線連杆122a移動，以調節基座120的第一長度「L1」。第三直線連杆122c還可以沿著第三縱向軸線「A3」相對於第一直線連杆122a移動，以調節基座120的第二長度「L2」。

在基座120布置為圍繞手術臺「ST」並且處於選定構造的情況下，柱140a、140c聯接至手術臺「ST」的第一側，並且柱140b、140d聯接至手術臺「ST」的第二側。機器人手臂60a、60b、60c、60d分別聯接或插入柱140a、140b、140c、140d的第二端。當柱140a、140b、140c、140d與手術臺「ST」聯接時，手術臺「ST」可以樞轉(例如，傾斜)、降低和/或升高到選定位置。還可以調節基座120的長度「L1」和/或「L2」，以將柱140a、140b、140c、140d沿著手術臺「ST」相對於手術臺「ST」的第一和/或第二側滑動到選定位置。

參考圖5，提供了類似於上文關於圖1至圖4描述的支撐系統10和100的第二可選的手術機器人支撐系統200。支撐系統200包括基座220和多個連接件260。每個連接件260可以包括在支撐系統200和相應的連接的機器人手臂之間的機械連接261和/或電連接262，其中，例如，所述機器人手臂諸如為圖3中所示的機器人手臂60a-d。

機械連接261可以包括將機器人手臂相對於其相應的連接件260保持在已知位置的機構、開口、狹槽、閂鎖、接頭、夾具、溝槽、外形、力或裝置。每個機器人手臂可以包括類似於柱40a-d的通過機械連接261聯接至連接件260的柱。緊固件可以用於將柱保持在正確位置。也可以僅通過柱和基座220之間的摩擦力而不需要任何額外的機械緊固件將柱保持在正確位置。

電連接262可以包括用於在連接的機器人手臂和聯接至基座220的處理單元264之間傳輸電信號的電導體、傳感器和/或電路。電連接262可以包括用於在機器人手臂和與基座220相關聯的支撐系統200的處理單元264之間傳輸電力和/或數據信號的導體。這些信號可以用於在手術期間驅動機器人手臂和/或附接至機器人手臂的器械(例如，圖3所示的末端執行器64)。這些信號還可以包含用於識別機器人手臂、末端執行器64和/或機器人手臂所聯接至的連接件260的信息。一些信號還可以通過來自機器人手臂和/或附接至機器人手臂的末端執行器64的數據編碼，並且傳輸回支撐系統200的處理單元264。編碼的數據可以由支撐系統200使用以改善系統性能或執行另一個任務。

圖6示出了支撐系統200中的一些部件的框圖。支撐系統200可以包括配置為存儲機器人手臂連接件260的地點信息的存儲器272。處理單元264可以配置為通過存儲在存儲器272中的地點信息來計算連接至不同機器人手臂連接件260的至少兩個機器人手臂的位置。處理單元264可以聯接至基座220、存儲器272和輸入裝置268。處理單元264可以使用從基座220、存儲器272和/或輸入裝置268獲得的信息以在手術期間驅動機器人手臂和/或附接至機器人手臂的器械(例如，圖3所示的末端執行器64)。

電連接262還可以包括配置成識別已經連接至特定機器人手臂的特定連接件260的檢測器或者是上述檢測器的形式。檢測器可以包括傳感器、導體和/或電路。例如，當機器人手臂聯接至特定連接件260時，可以向每個機器人手臂和連接件260分配由檢測器讀取的唯一標識符。

在一些情況下，電連接262可以包括導體，導體傳播包含關於機器人手臂或機器人手臂所附接至的特定連接件260的識別信息的電信號。例如，當關於機器人手臂和/或機器人手臂所附接至的特定連接件260的識別信息被從傳感器、存儲器或機器人手臂上的其它源獲得並且然後被從機器人手臂通過電連接262傳輸至基座時，可能發生上述情況。電連接262還可以包括發送和/或接收來自機器人手臂或其它源的有線或無線信號的發射器和/或接收器。

檢測器可以包括檢測機器人手臂與特定連接件260的聯接和/或唯一地識別不同的機器人手臂的傳感器或者為上述傳感器的形式。一旦已經識別每個機器人手臂的特定連接件260，就可以計算每個機器人手臂相對於其它臂的位置。該信息然後可以被用於將輸入裝置268(例如，計算機)的移動與聯接至一個機器人手臂的器械或末端執行器64的對應的移動或由手術醫生在顯示屏上看到的來自攝像機270的圖像的對應的移動對齊。

支撐系統200可以包括可以感測機器人手臂是否已經正確地附接至特定連接件260的一個或多個傳感器。這些傳感器可以是但不必一定是機械連接261或電連接262的一部分。可以根據從傳感器接收的信號來傳達關於機器人手臂至特定連接件260的附接狀態的通知。例如，如果臂沒有正確地附接至特定連接件260，則可以觸發與不正確附接相關聯的視覺指示器、可聽聲音和/或通知消息以警告人，從而可以採取合適的補救措施。視覺指示器可以是物理裝置的一部分，例如位於臂和/或特定連接件260上或附近的用於指示臂正確地附接(例如，綠光)還是沒有正確地附接(例如，紅光)的紅/綠光，或者視覺指示器可以是虛擬物：通知消息、虛擬光或其它指示符顯示在顯示屏上。

例如，基座220可以具有至少部分地圍繞手術臺(諸如手術臺「ST」)的矩形U形構造。基座220可以包括延伸寬度W的第一模塊化直線連杆222a、延伸長度L1的第二模塊化直線連杆222b、以及延伸可以與長度L1相同或不同長度L2的第三模塊化直線連杆222c。

每個模塊化連杆222a-c可以選擇性地附接至其它連杆222a-c並且可以從其拆卸。例如，連杆222a可以在附接點231處附接至連杆222b，並且連杆222a可在附接點232處附接至連杆222c。在其它示例中，可以提供不同的附接點。第一直線連杆222a可以具有分別垂直於第二和第三連杆222b和222c的縱向軸線「A2」和「A3」的縱向軸線「A1」。第一直線連杆222a的一個或多個部分可以沿著第一縱向軸線「A1」相對於彼此軸向移動，以調節基座220的寬度「W」。類似地，第二和第三連杆222b和222c的一個或多個部分可以沿著相應的縱向軸線「A2」和「A3」軸向移動，以調節基座220的長度「L1」和「L2」。

每個連杆222可以聯接至可以感測兩個或更多個連杆是否正確地聯接在一起的一個或多個傳感器。可以根據從一個或多個傳感器接收的關於連杆聯接狀態的信號來傳達關於兩個或更多個連杆的聯接狀態的通知。例如，如果其中一個連杆沒有正確地聯接，則可以觸發與不正確聯接的連杆相關聯的視覺指示器、可聽聲音和/或通知消息，以警告人關於不正確的聯接，從而可以採取合適的補救行動。視覺指示器可以是物理裝置的一部分，諸如位於連杆附近的提供關於連杆的狀態信息的紅/綠光，或者視覺指示器可以是虛擬物：其在顯示屏上的呈現為通知消息、虛擬光、或其它指示器。

應當理解，可以對本文公開的實施例進行各種修改。因此，上述描述不應解釋為限制性的，而僅僅是各種實施例的示例。本領域技術人員將想到在所附權利要求的範圍和構思內的其它修改。