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CN114098979B - 外科手术机器人系统 - Google Patents

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CN114098979B
CN114098979B CN202111345241.6A CN202111345241A CN114098979B CN 114098979 B CN114098979 B CN 114098979B CN 202111345241 A CN202111345241 A CN 202111345241A CN 114098979 B CN114098979 B CN 114098979B
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Mazor Robotics Ltd
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Abstract

一种外科手术机器人系统，该外科手术机器人系统的机器人臂被分成两个部分，并且该机器人臂在两个部分的接合处借助于骨连接器连接到患者。骨连接器和机器人基座之间的部段具有预定水平的灵活性，以实现骨连接器的有限移动。因此，患者的身体也可以移动，而骨连接器不对患者施加过大的力，并且骨连接器不与患者脱离。骨连接连杆和端部致动器之间的臂部段具有高的刚性，以便准确地保持端部致动器相对于患者的姿势。当患者经历小的移动时，诸如在呼吸或咳嗽中，骨连接器和基座连接臂部段与患者骨的运动一起移动，同时端部致动器相对于患者的姿势被准确地保持。

Description

外科手术机器人系统
本申请是申请日为2017年1月11日、申请号为201780010636.6、名称为“外科手术机器人系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及机器人系统领域，该机器人系统用于在患者身体的大范围区域上对患者进行外科手术，而患者的小运动不会降低手术工具的放置准确度，尤其用于整形外科手术。
背景技术
在本申请的共同发明人M.Shoham的美国专利8,571,638号“Miniature Bone-Attached Surgical Robot(微型骨附接式外科手术机器人)”中描述了一种微型骨安装式外科手术机器人，由于它安装在受治者的骨上，结合该机器人的小尺寸，因此在被致动到预期姿势时，确保机器人臂相对于其上安装机器人的受治者的骨精确地保持那个位置。实现这种情况是由于机器人基座与受治者的骨的刚性附接。
当在受治者身体的适当受限的区域上进行外科手术时，微型骨安装式外科手术机器人具有许多优点，如针对骨安装式机器人的各种应用的许多专利申请和授权专利所证明的，这些专利诸如US 8,838,205“Robot for use with Orthopedic Inserts(与整形外科插入物一起使用的机器人)”以及US 8,518,051“Robotic Total/Partial KneeArthroplastics(机器人的全部/部分膝关节成形术)”，这两者均与本申请具有共同发明人，等等。然而，由于能够被安装在骨上的微型机器人不可避免地具有有限的操作范围(operating envelope)，因此当在受治者身体的较大区域上进行手术时，这种系统可能有缺点。需要一种机器人系统，该机器人系统能够实现较大的可及范围，而不会丧失附接至骨的实质性优点，并且无需在若干个位置处进行释放和重新附接。
在现有技术中，诸如在B.Mittelstadt的美国专利5,806,518号“Method andSystem for Positioning Surgical Robot(用于定位外科手术机器人的方法和系统)”中，描述了一种机器人外科手术系统，其中相对于床或地板安装式外科手术机器人的基座刚性地固定受治者的骨。存在其它系统，其中受治者的骨被附接至位置监测装置，使得骨的运动以1比1的关系传递到系统控制器，以便可以对发生的任何骨运动进行补偿。然而，这些系统可能被认为是大而笨重的，并且需要附加的主动控制功能来监测骨位置。
因此，需要一种克服现有技术系统和方法的至少一些缺点的机器人外科手术系统。
在本说明书的本部分和其它部分中提及的每个出版物的公开内容均通过引用以其整体并入本文。
发明内容
本公开描述了一种新的外科手术机器人系统，其具有大的工作范围，其在机器人的端部致动器的位置和受治者的解剖结构部分之间提供明确和精确的关系，其中由端部致动器保持的工具意图在所述受治者的解剖结构部分上操作。同时，该系统允许受治者经历有限移动，诸如与呼吸或与外科医生施加的压力所引起的运动有关的有限移动，而不给受治者施加过度的约束，并且不会破坏端部执行器相对于身体部分(其中端部执行器在该身体部分上操作)的被准确限定的空间位置和取向。在当前描述的系统中，机器人臂借助于连接元件锚固至身体部分，该连接元件通常是刚性的，但是可以任选地具有可控制和受监测的伸展和收缩特征。使用在受治者上半身部分的区域中操作的系统的示例，受治者的呼吸或咳嗽所造成的受治者的胸椎或胸骨的运动范围通常不超过10mm至12mm的量级，尽管更大的运动也是可能的。全部机器人臂均具有一定的固有水平的灵活性。然而，在现有技术系统中，为了保持机器人运动的准确度，通常旨在通过使用具有与机器人的尺寸和重量相称的最高水平刚性的连杆和关节构型，使这种灵活性尽可能地受限。
本系统与这种现有技术系统的不同之处在于，机器人臂的一部分可以被构造成具有预定的更高水平的灵活性，使得尽管臂与受治者的身体部分连接，但机器人臂的从机器人的基座到臂与身体部分的连接部的那个部段可以吸收受治者的有限运动，而不会使受治者的身体承受过大的压力，也不会使从机器人臂到身体部分的连接脱离。通过适当选择机器人连杆的结构以及适当选择在到受治者的身体部分的连接部和机器人的基座之间的关节的结构，无论是在臂连杆本身的机械刚度中，还是在由于所使用的关节控制法则产生的臂中关节的刚度水平中，都可以实现这种预定的更高水平的灵活性。机器人基座臂(robotic base arm)的灵活性应该是用于补偿患者的运动，并且可以被建模为一系列“弹簧”，其中一些代表机器人基座臂的连杆，并且其中一些代表机器人基座臂的关节。
另一方面，从它附接至身体连接单元的点开始直到机器人端部致动器，机器人致动臂的特征在于刚性最大，自由运动尽可能少，使得机器人端部致动器的位置相对于身体连接单元的位置是精确知道的。这种刚性机器人致动臂包括臂或连杆或支柱元件，以及在身体连接点和端部致动器之间的旋转关节或移动关节(prismatic joint)。为了简化术语，在到受治者的身体部分的连接部和机器人的基座之间的机器人连接连杆以及关节在下文中称为“机器人基座臂”；而从与骨连接器连接的点到机器人端部致动器的整个机器人致动臂或多个臂，在下文中称为“机器人致动器臂”。因此，机器人致动器臂的连杆及其相关联的关节被构造成具有可实现的最高准确度和刚性，与由于外科手术机器人系统在操作中所处的环境而施加在机器人致动器臂上的任何尺寸或重量限制相称，并且结构的构造具有成本效益性和便利性。
在机器人臂结构中，连杆具有一定水平的可变形性，这取决于它们的机械结构，而关节控制器通常设计成具有尽可能小的跟踪误差以保持准确度。然而，根据当前所描述系统的其它示例性实施方式，虽然机器人基座臂的连杆被构造成具有预定水平的灵活性，但是通过选择用于控制关节位置的电子反馈回路的密合度(tightness)，可以使关节的刚度变得可控制。后一种效果使得能够提供可变刚度的机器人基座臂，以便可以电子地调节机器人基座臂的灵活性。该特征为这种实施方式提供了许多优点。首先，可以根据患者在连接元件的附接点处的预期运动来电子地调节机器人基座臂的刚度。因此，对于肥胖患者或呼吸沉重的患者，在这种可以预期更大运动的情况中，机器人基座臂的灵活性可以增加。在诸如呼吸微弱的受治者的预期运动小的情况下，或者在连接部附接至远离受治者的胸部的解剖结构部分的情况中，灵活性可以降低。
其次，可以根据机器人基座臂的姿势或构造来调节机器人基座臂的刚度。由于与患者躺卧在连接点靠近基座设置的位置中相比，当机器人基座臂延伸到达远离基座的受治者连接点，并且因此需要机器人基座臂呈大幅度折叠的构型时可能需要不同水平的灵活性，因此该特征可能是重要的。
该系统的机器人端部执行器的位置和取向可以与受治者的解剖结构相关，并且因此利用本领域已知的配准方法(registration method)通过图像比较与受治者的解剖结构的任何术前图像关联。一种特别方便的方法是将具有被布置成已知三维图案的不透射线标记的靶标附接至端部执行器，并且生成受治者的解剖结构的包括靶标的一个或多个图像，同时机器人的姿势设置，即端部致动器的位置和取向是已知的。这样的一个或多个图像可以用于唯一地限定机器人端部致动器相对于受治者的解剖结构的术中坐标系，并且(多个)术中图像的解剖特征与那些术前图像的解剖特征的比较使得机器人坐标系能够被配准到受治者的解剖结构的术前图像，使得机器人端部执行器现在可以被指导以执行术前外科手术规划。显然，因为由于本系统的机器人致动器臂的高水平的刚性，机器人控制系统很好地限定了端部执行器相对于受治者的解剖结构的术中位置，所以这个配准操作以及随后的机器人引导的外科手术才能有效。
将在其上有利地使用本系统的最常用的受治者的解剖结构是骨，并且为了简化文本，本公开将参考骨连接的示例作为使用该系统的主要方法，尽管如此，但应当理解的是，这并不意图以任何方式限制该系统，只要该系统能够以牢固的方式将连接元件附接至受治者的解剖结构部分。
使用受治者的上半身部分中的骨连接的示例，通过使用这些系统，受治者的胸骨或胸椎的自由运动可以被限制到一定水平，并且这种限制应该不给受治者施加过度的不适。然而，为了使受治者的身体能够经受比机器人基座臂的灵活性所允许的更大的运动，本公开的外科手术机器人系统可任选地配备有诸如在名称为“Semi-Rigid Bone AttachmentRobotic Surgery System(半刚性骨骼附接机器人外科手术系统)”的被公布为WO2015/087335的PCT申请中所描述的装置。其中描述了一种用于将受治者的骨附接至外科手术机器人的骨连接系统，该外科手术机器人具有安装在受治者附近的基座，诸如安装在床上或地板上。该系统包含附接在受治者的骨和所选择的支撑点之间的可切换的骨连接单元，例如，在机器人基座臂和机器人致动器臂之间的连接连杆处。该单元具有其中骨大体上刚性地附接至支撑点的锁定状态和其中骨可以相对于支撑点移动的释放状态。该单元包括用于确定施加在骨和机器人的支撑点之间的力的力传感器，以及用于在该单元处于其释放状态时测量骨相对于机器人的支撑点的位置的位置传感器。当力超过预定水平时，该单元从其锁定状态切换到其释放状态，释放状态被选择成确保骨可以移动而不会与其骨连接元件脱离，并且静态连接的刚性不会对患者施加过度的不适。应该包括测量装置，以便机器人控制系统可以监测骨附接单元的操作，使得可以通过适当调节机器人致动臂来保持机器人致动臂相对于骨的已知位置。当这种骨连接单元结合到当前描述的系统中时，开始顺序地操作，并且除了使当前所述系统的灵活性增加的操作之外，并不会劣化本系统的操作。因此，它能够在不失去机器人姿势参考的情况下实现受治者的附接骨的总体移动，借此这些总体移动可以明显大于当前所述系统意图允许的有限运动。
本公开中描述的系统还可以具有提供新颖性和有用优点的许多附加特征。由于操作的体积范围增加，因此与骨安装式机器人系统相比，本系统应该包含防撞装置，以使由于与被错误引导的机器人臂的任何部分撞击而给受治者造成损伤的危险不存在。这可以通过使用光学扫描器方便地实现，该光学扫描器限定了患者在手术台上的外部范围，并且将输入信号应用到机器人控制器以控制机器人致动器臂的运动从而防止这种撞击发生。
作为另一个安全特征，机器人致动器臂的旋转关节或移动关节可以被构造成使得它们在电源故障或控制器错误的情况下可以向后驱动，以便医务人员可以用手将机器人致动器臂快速移动至安全位置。这种向后驱动可以通过本领域已知的多种驱动部件获得，诸如谐波驱动齿轮。
由于大的操作范围而在本机器人系统中实现的另一个特征是机器人致动器臂可以在超过90°角的范围上接近患者。在这种情况下，能够通过从后向取向和侧向取向两个方向接近来给以侧向位置躺卧的患者进行脊柱手术。由于脊柱手术最好从侧向入路执行，诸如XLIF(极外侧入路椎间融合)技术，因此这种应用具有重要的优点。从侧向入路进行此类手术是最安全和有效的，借此避开主要血管和腹部器官，这在先前常用的前向入路中形成巨大的挑战(对椎体间手术使用后向入路虽然可能但不常见)。另一方面，其它脊柱手术最好或甚至只能从后向入路进行，诸如经皮插入椎弓根螺钉以在椎骨之间施用融合杆。在现有技术中，当必须进行这两种手术时，通常的做法是在两个阶段中进行，并且患者在每个阶段之间重新定位。涉及插入椎间融合器的更复杂的XLIF手术通常首先在患者处于侧向位置时进行。当完成时，如果需要使用固定在通过经皮手术插入的椎弓根螺钉之间的融合杆来执行附加的稳定化，则患者必须在手术台上转到俯卧位置，以便可以更直接地实现手术的后向进入。出现这种要求是因为外科医生难以在患者处于侧向位置时进行后向经皮手术，这主要是因为难以从水平取向观察和进入正确的呈角度的入路。在手术期间转动和重新对准患者的过程是漫长的过程，并且导致显著更长的手术时间，这对患者来说是不利的，并且需要更多的手术室时间。
根据本公开的方法，在单个侧向位置中执行这两种手术是可能的。包括融合器和螺钉插入两者的整个手术在患者处于侧向位置的情况下完成。完成LIF(侧向入路椎间融合)手术后，机器人致动器臂可以被重新定位，以从后向入路进行椎弓根螺钉经皮插入手术，而患者处于侧卧位置不动、使用相同的初始配准操作并且无需改变患者的位置。应当理解，这样的手术也可以在具有或不具有本系统的骨连接单元和两部分灵活性的机器人关节臂的情况下，由具有足够大的操作范围的任何外科手术机器人系统来执行，而不旨在限于本公开的上述系统。
因此，根据本公开中描述的系统的示例性实施方式提供了一种机器人外科手术系统，该系统包括：
(i)用于相对于手术台固定该系统的基座，
(ii)用于实现手术工具的对准的端部致动器，该手术工具给手术台上的受治者进行手术，
(iii)连接在基座和端部致动器之间的一组机器人致动臂，该组机器人致动臂包括：
第一部段，该第一部段在一个端部处连接至基座，以及
第二部段，该第二部段远离该端部连接至第一部段，并且该第二部段在它的远离其与第一部段的连接部的端部区域处具有端部致动器，以及(iv)将第一部段和第二部段之间的点联接至受治者的解剖结构的一部分的连接元件，
其中第一部段的机械刚性被构造成小于第二部段的机械刚性。
在任何这样的系统中，第一部段的机械刚性可以至少部分地由第一部段的至少一个连杆的预定刚性或来自第一部段的至少一个关节的刚度产生。在后一种情况下，可以通过对控制关节的电子反馈的增益进行控制来调节关节的刚度。随后可以根据受治者的解剖结构的那部分的预期运动来电子地调节第一部段的机械刚性。替代性地，随后可以根据第一部段的姿势电子地调节第一部段的机械刚性。
此外，在任何上述系统中，连接元件可以连接到该组机器人致动臂的第一部段和第二部段之间的接合区域或接合部，或者连接到位于该组机器人致动臂的第一部段和第二部段之间的部件。
在任何前述机器人外科手术系统的另外的实施方式中，该组机器人致动臂的第一部段可具有至少一个关节，该关节被构造成具有与在这种类型的关节中可获得的最大刚性相比降低水平的刚性，使得第一部段的机械刚性小于第二部段的机械刚性。可以通过减小与关节相关联的控制电路的增益来产生这种降低水平的刚性。
其它示例性实施方式可以包含这种机器人外科手术系统，但其中该组机器人致动臂的第一部段可具有至少一个臂构件，该臂构件被构造成具有与这种类型的臂构件可获得的最大刚度相比降低水平的刚度，使得第一部段的机械刚性小于该组机器人致动臂的第二部段的机械刚性。
另外，在上述机器人外科手术系统中，该组机器人致动臂的第二部段应该具有足够的刚性，使得端部致动器的位置相对于联接至连接元件的点的位置保持在一定的水平内，该水平被确定以达到外科手术所需的准确度。
任何上述机器人外科手术系统还可包括用于检测受治者的身体的光学扫描系统，以及输入该组机器人致动臂的位置和身体的位置以防止该组机器人致动臂与身体或植入附件碰撞的控制系统。在这样的系统中，光学扫描系统可以位于该组机器人致动臂上或者位于附近的静态点上。
根据上文描述的机器人外科手术系统的其它实施方式，第一部段的机械刚性可以充分小于第二部段的机械刚性，使得受治者的解剖结构的联接至连接元件的那部分可以移动达到受治者的预期运动的估计范围，而不与连接元件脱离。另外，连接元件可以在刚性状态和释放状态之间切换以允许连接元件的纵向延伸，并且该系统还应该包括力传感器，使得当沿着连接元件的力超过预定水平时，连接元件从其刚性状态切换到其释放状态。在这种情况下，与第二部段的机械刚性相比，第一部段的机械刚性应该使得，在连接元件在其刚性状态和释放状态之间切换之前，受治者的解剖结构的联接至连接元件的那部分可以移动达到受治者的预期运动的估计范围。作为具体示例，例如与受治者的胸骨的连接，力的预定水平可以使受治者的解剖结构的联接至连接元件的那部分可以在达到力的预定水平之前移动达到12mm。另外，应该允许受治者的解剖结构的联接至连接元件的那部分的运动具有三个方向的自由度。最后，在包含可切换的连接元件的任何那些实施方式中，连接元件适于在释放之后在已知位置处重新连接。
根据本公开中描述的其它实施方式，提供了一种给受治者进行脊柱外科手术的方法，包括：
(i)使受治者以侧向位置躺卧在手术台上，
(ii)提供具有使手术工具能够到达受治者的侧面和后向脊柱位置的操作范围的机器人外科手术系统，
(iii)给以侧向位置躺卧的受治者进行机器人侧向椎间融合手术，以及
(iv)指导机器人外科手术系统进行经皮后向脊柱手术，
其中进行两个手术而无需移动受治者。
在这种方法中，可以使用单个配准操作以机器人的方式执行椎间元件的侧向插入和经皮后向脊柱手术。此外，机器人外科手术系统可以附接至受治者的解剖结构部分而在手术之间并不脱离。最后，可以通过使用上文描述的任何机器人外科手术系统来获得操作范围。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述将更全面地理解和领会本发明，其中：
图1是本发明的地板安装式外科手术机器人系统的示意图；以及
图2至图4是其中机器人基座借助于支撑柱连接至手术台的替代性机器人外科手术系统的示意性等距视图。
具体实施方式
首先参考图1，图1是本发明的地板安装式外科手术机器人系统的示意图，示出患者19躺卧在手术台上并且借助于骨连接杆13附接至机器人臂的附接位置18。显示该系统的机器人臂由臂部分17组成，臂部分17通过旋转关节或移动关节16连接并且被分成两部分。被称为机器人基座臂的臂部段11位于骨连接杆13和机器人基座12之间，其具有的结构使得该部段具有预定水平的灵活性，使得骨连接杆13能够移动有限的范围。因此，患者的身体也可以移动该范围，而不会对患者施加过大的压力，或者患者也不会与骨连接杆13脱离。与该部段相比，位于机器人的骨连接杆13和端部致动器14之间的臂部段15(在此称为机器人致动器臂)具有高水平的刚度，使得端部致动器14相对于患者的解剖结构的姿势的准确度保持在尽可能高的水平。因此，当患者的身体经历诸如由呼吸或咳嗽产生的小移动时，骨连接杆13和附接位置18随着患者的骨的运动一起移动，借此在患者的身体位置移动时准确地保持机器人的端部致动器14相对于附接位置18并因此相对于患者的身体位置的姿势。在图1中，机器人的端部致动器14被示为保持手术工具的引导管，尽管如此，但这被理解为仅是使用端部致动器的一个示例，端部致动器可以保持钻机、手术刀和任何其它外科手术工具。
在图1中，机器人基座12被示为地板安装式基座，但是应该理解，机器人基座可以如下文图2至图4所示附接至与手术台附接的支撑柱，或者附接至附近的任何其它特征件，诸如手术台上方的天花板。该基座甚至可以支撑在推车上。尽管这种推车应该被锁定在适当的位置以确保安全操作，但是与安装在床或地板上的机器人相比，安装在推车上的机器人的固有灵活性可以部分地有助于基座系统意图包含的灵活性。在这种构型中，真正的基座可以被认为是锁定在手术室的地板上的推车的轮子，而推车本身可以被认为是机器人基座臂的一部分。另外，甚至支撑柱或类似物也可以具有固有灵活性，使得其也可以被认为是基座和骨连接杆13之间的灵活机械路径的一部分。
在图1所示的实施方式中，骨连接杆可以是静态杆，或者它可以包括自动骨连接单元10，如上述国际公布专利申请WO2015/087335中所描述的。
三维X射线靶标(未示出)可以由机器人致动器臂保持，使得关注区域的包括靶标的荧光X射线图像可以用于将机器人的参考系(frame of reference)配准到用于规划外科手术的任何术前图像。
现在参考图2，图2是替代性的机器人外科手术系统的示意性等距视图，其中机器人基座借助于支撑柱20连接至手术台21。机器人臂具有两个部段：
(i)机器人基座臂部段22，包括支柱23和旋转和移动关节24，机器人基座臂部段22的灵活性与支撑柱20的弯曲一起(支撑柱20因此也应该被认为是机器人基座臂的一部分)给基座臂部段提供所需程度的灵活性，以及
(ii)机器人致动器臂部段25，其是在这个示例性系统中由若干个旋转关节26和端部致动器27本身构成的被非常刚性地构造的部段。如果需要更大的机器人工作范围，则可以在旋转关节26之间包含附加的连杆。
示出骨连杆28附接至其在基座臂部段22和机器人致动器臂部段25之间的固定位置。在骨连杆28的远侧端部处可以存在骨连接部件，诸如夹子或者尖头或螺纹端部，诸如克氏针(k-wire)。另外，骨连杆28可以包含诸如图1中所示的自动骨连接单元。光学扫描头29可以是小型传感器装置，其被安装在能够在机器人臂移动时扫描表面的位置，诸如在致动器臂27的端部处。示出可选的导航相机安装在支撑柱20上以追踪诸如手术工具的物品，即使在将所述物品导航到它们的目标过程中并不涉及。机器人基座可以通过使机器人基座和臂“浮动”的机构连接到床，以便护士可以将机器人基座容易地附接至床。
现在参考图3，图3是图2中所示系统的附加视图，图3从替代性的优势位置示出了图2中描述的部分。还示出了用于向执行手术的外科医生提供信息的显示屏30。
现在参考图4，图4是示出正在使用系统控制推车40进行手术并且外科医生41正在浏览手术台显示屏30上的数据的另一个示意图。示出骨连杆28将基座臂部段与机器人致动器臂部段的接合部附接至患者下部脊柱的一位置。
本领域技术人员可以理解，本发明不受上文具体示出和描述的内容的限制。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及本领域技术人员在阅读以上描述时将想到的并且不在现有技术中的各种特征的变型和修改。

Claims (25)

1.一种机器人外科手术系统，包括：
用于相对于手术台固定所述系统的基座；
用于实现手术工具的对准的端部致动器，所述手术工具用于给所述手术台上的受治者进行手术；
连接在所述基座和所述端部致动器之间的一组机器人致动臂，所述一组机器人致动臂包括：
第一部段，所述第一部段在一个端部处连接至所述基座，以及
第二部段，所述第二部段远离所述一个端部连接至所述第一部段，并且所述第二部段在远离所述第二部段与所述第一部段的连接部的端部区域处具有所述端部致动器；以及
位于所述第一部段和所述第二部段之间的点，所述点适于通过连接元件被附接至所述受治者的解剖结构的一部分，
其中所述第一部段被构造成具有小于所述第二部段的机械刚性的机械刚性。
2.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述第一部段的机械刚性至少部分地由所述第一部段的至少一个连杆的预定刚性产生。
3.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述第一部段的机械刚性至少部分地由所述第一部段的至少一个关节的刚度产生。
4.根据权利要求3所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述第一部段的至少一个关节的刚度通过对控制所述关节的控制电路的增益进行控制来调节。
5.根据权利要求4所述的机器人外科手术系统，其特征在于，根据所述受治者的解剖结构的所述一部分的预期运动来电子地调节所述第一部段的机械刚性。
6.根据权利要求4所述的机器人外科手术系统，其特征在于，根据所述第一部段的预期姿势来电子地调节所述第一部段的机械刚性。
7.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述连接元件连接到所述一组机器人致动臂的所述第一部段和所述第二部段之间的接合区域。
8.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述连接元件连接到位于所述一组机器人致动臂的所述第一部段和所述第二部段之间的部件。
9.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述连接元件连接到所述一组机器人致动臂的所述第一部段和所述第二部段之间的接合部。
10.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述一组机器人致动臂的所述第一部段具有至少一个关节，所述至少一个关节被构造成具有与在这种类型的关节中能够达到的最大刚性相比降低水平的刚性，使得所述第一部段的机械刚性小于所述第二部段的机械刚性。
11.根据权利要求10所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述至少一个关节的所述降低水平的刚性是通过减小与所述至少一个关节相关的控制电路的增益产生的。
12.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述一组机器人致动臂的所述第一部段具有至少一个臂构件，所述至少一个臂构件被构造成具有与在这种类型的臂构件中能够达到的最大刚度相比降低水平的刚度，使得所述第一部段的机械刚性小于所述一组机器人致动臂的所述第二部段的机械刚性。
13.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述一组机器人致动臂的所述第二部段具有足够的刚性，使得所述端部致动器的位置相对于联接到所述连接元件的所述点的位置保持在一定水平内，所述一定水平被确定以达到所述手术所需的准确度。
14.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述机器人外科手术系统还包括：用于检测所述受治者的位置的光学扫描系统，且所述一组机器人致动臂的位置被至少部分地基于所述受治者的被检测的位置来控制，以防止所述一组机器人致动臂与所述受治者或与植入附件发生碰撞。
15.根据权利要求14所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述光学扫描系统被定位在所述一组机器人致动臂上或所述一组机器人致动臂附近的静态点上。
16.根据权利要求15所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述第一部段的机械刚性充分小于所述第二部段的机械刚性，以使所述受治者的解剖结构的联接至所述连接元件的所述一部分能够移动达到所述受治者的预估运动的范围，而不会与所述连接元件分离。
17.根据权利要求16所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述受治者的解剖结构的联接至所述连接元件的所述一部分能够在具有三个方向的自由度的情况下移动。
18.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述连接元件能够在刚性状态和释放状态之间切换，所述释放状态允许所述连接元件的纵向延伸，所述系统还包括力传感器，使得当沿着所述连接元件的被感测的力超过预定水平时，所述连接元件从所述刚性状态切换到所述释放状态。
19.根据权利要求18所述的机器人外科手术系统，其特征在于，与所述第二部段的机械刚性相比，所述第一部段的所述机械刚性使得，在所述连接元件在所述刚性状态和所述释放状态之间切换之前，所述受治者的解剖结构的联接至所述连接元件的所述一部分能够移动达到所述受治者的运动的预估范围。
20.根据权利要求18所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述受治者的解剖结构的所述一部分是所述受治者的胸骨，且被感测的所述力的所述预定水平使得在达到所述力的预定水平之前，所述受治者的胸骨能够移动达到12mm。
21.根据权利要求18所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述连接元件适于在释放之后在已知位置处重新连接。
22.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述第一部段的机械刚性被构造成小于所述第二部段的机械刚性，使得位于所述第一部段和所述第二部段之间的联接点能够与所述受治者的解剖结构的所述一部分的运动一起移动。
23.一种机器人外科手术系统，包括：
相对于手术台被定位于固定位置的机器人的基座；
所述机器人的受控的致动器臂，其适于实现用于执行外科手术的外科手术工具的对准；
所述机器人的附接点，其适于通过连接元件被附接到所述手术台上的受治者的解剖结构的一部分上，所述附接点还支撑所述受控的致动器臂并且通过所述机器人的基座臂被附接到所述基座，
其中所述基座臂具有小于所述受控的致动器臂的机械刚性的机械刚性，所述基座臂的机械刚性给所述附接点提供了一定范围的自由运动。
24.根据权利要求23所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述连接元件的任何移动使所述受控的致动器臂同等地移动。
25.根据权利要求23所述的机器人外科手术系统，其特征在于，所述受治者的解剖结构的所述一部分的运动通过所述连接元件被传递到所述附接点。
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