ES2971504T3 - Conjunto de microcirugía robótica y zona de operaciones - Google Patents

Abstract

Conjunto de cirugía robótica (401) para microcirugía asistida por robot que comprende al menos un componente de transmisión (410); al menos un manipulador motorizado (420, 520) que comprende al menos un deslizador lineal motorizado (423; 424; 425); al menos un adaptador estéril (430, 530), que comprende un dispositivo de acoplamiento (433) adecuado para conectarse a un instrumento quirúrgico (440, 540); en el que dicho componente de transmisión (410) está interpuesto entre dicho al menos un manipulador motorizado (420, 520) y al menos un adaptador estéril (430, 530), para determinar rígidamente al menos la posición mutua relativa de dicho al menos un adaptador lineal motorizado. deslizador (423; 424; 425) del manipulador motorizado (420) y dicho dispositivo de acoplamiento (433) adaptador estéril (430, 530). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de microcirugía robótica y zona de operaciones

Campo de la invención

Un objeto de la presente invención es un conjunto robótico para cirugía.

En particular, la presente invención se refiere a un conjunto robótico adecuado para microcirugía asistida por robot.

La presente invención también se refiere a un componente de transmisión para un conjunto de cirugía robótica.

La presente invención también se refiere a una zona de operaciones.

La presente divulgación también se refiere a un método de posicionamiento de un sistema de cirugía robótica.

Antecedentes

Los aparatos de cirugía robótica se conocen en general en la técnica y normalmente comprenden una torre central (o carro robótico) robótica esclava y una pluralidad de brazos robóticos que se extienden desde la torre central. Cada brazo robótico comprende un sistema (o manipulador) de posicionamiento motorizado robótico teleoperado para mover un efector final quirúrgico unido distalmente al mismo, estando diseñado el efector final quirúrgico para realizar procedimientos quirúrgicos a un paciente. Se proporciona un controlador maestro para controlar el sistema de posicionamiento motorizado esclavo y el efector final quirúrgico.

Normalmente, la torre central del robot es extensible telescópicamente en la dirección vertical para ajustar la altura de la pluralidad de brazos robóticos con respecto a la cama operatoria. La torre central también puede ser extensible telescópicamente en dirección horizontal para alejar los brazos robóticos del carro. Cada brazo robótico tiene una pluralidad de juntas rotacionales motorizadas que articulan una serie de bielas de modo que cada brazo resulta extensible desde una configuración plegada cerca de la torre central hasta una configuración extendida en la que la biela más distal está a una distancia máxima de la torre central. La biela más distal lleva habitualmente un adaptador estéril para la conexión a un instrumento endoscópico quirúrgico o a una cámara laparoscópica a través de una capa de recubrimiento estéril interpuesta. La elección del número y del tamaño de las bielas articuladas permite que cada brazo robótico adopte una orientación individual particular con respecto al plano horizontal. También se conoce articular la raíz proximal de cada brazo robótico a la misma porción telescópica de la torre robótica para levantar todos los brazos robóticos simultáneamente. Aparatos robóticos de este tipo se muestran, por ejemplo, en los documentos US-2019-223969 y US-2011-27777.

En los documentos US-2006-0087746, US-6731988,WO-2016-201207,CN-106175851,EP-1815949 y US-2018-0116741 se muestran ejemplos adicionales de robots teleoperados.

También se conocen uno o más brazos quirúrgicos robóticos sujetos directamente a la cama de operaciones, tal como se muestra, por ejemplo, en los documentos WO-2017-083253,US-5876325,WO-97-29690 y US-2014-0069437.

El paciente normalmente yace en una cama de operaciones ubicada en una zona de operaciones estéril, por ejemplo, dentro de un quirófano en un hospital. Habitualmente, un paño quirúrgico desechable envuelve partes del robot para proteger el entorno estéril de la zona de operaciones de la contaminación. La esterilización del sistema robótico mediante recubrimiento desechable evita la contaminación bacteriana debido a las partes no estériles del aparato robótico.

Los procedimientos de microcirugía se llevan a cabo en varias fases de la reconstrucción de tejidos biológicos, tal como por ejemplo en la ejecución de anastomosis de vasos sanguíneos que comprenden vasos y nervios de pequeño diámetro, así como en la reconstrucción de partes anatómicas después de la aparición de lesiones traumáticas, en revascularización de tejidos, reinserción de extremidades, en procedimientos de trasplante y reimplantación. En el campo de la microcirugía, los aparatos robóticos permiten un alto grado de miniaturización del instrumento quirúrgico en comparación con la microcirugía tradicional y permiten, al mismo tiempo, reducir la transmisión de temblor al instrumento quirúrgico esclavo del sistema de cirugía robótica. La microcirugía es una técnica de cirugía abierta. La microcirugía tradicional (no robótica) requiere que el cirujano opere junto con un microscopio quirúrgico, normalmente un microscopio óptico, capaz de ampliar la anatomía del paciente y, por tanto, los aparatos de cirugía robótica para microcirugía están equipados de manera adecuada con un microscopio quirúrgico. El campo de visión del microscopio sobre la anatomía del paciente normalmente oscila con aumento y en un tamaño entre 20 y 70 mm. En el documento DE-102005031557 se muestra un ejemplo de sistema de visión óptica conocido para aplicaciones quirúrgicas.

Los aparatos de cirugía robótica conocidos también son adecuados para cirugía laparoscópica asistida por robot, donde los instrumentos quirúrgicos y al menos una cámara se insertan individualmente dentro del cuerpo del paciente por medio de un conjunto de trócares percutáneos, y en los que una pantalla de visualización presenta visualmente las imágenes laparoscópicas del interior del cuerpo del paciente adquiridas a partir la cámara. En el documento US-2014-0179997 se muestra un ejemplo de cirugía laparoscópica asistida por robot.

La zona de operaciones que rodea la cama de operaciones donde yace la anatomía del paciente durante la microcirugía asistida por robot a menudo se encuentra abarrotada debido a la presencia de la parte esclava del robot, el microscopio y todo el equipo de cirugía asistida por robot.

Además, algunas aplicaciones de microcirugía asistida por robot requieren la presencia del cirujano dentro de la zona de operaciones estéril durante la cirugía asistida por robot. De ese modo, durante una única intervención, el mismo microcirujano pretende cambiar de microcirugía asistida por robot a microcirugía tradicional (no robótica), por lo que agarra con la mano herramientas de microcirugía tradicionales, tales como pinzas, y luego de vuelta a la consola maestra robótica del cirujano, agarrando con la mano los controladores maestros del sistema robótico.

Se considera necesario proporcionar un sistema de cirugía robótica de versatilidad mejorada con respecto a las soluciones conocidas y, al mismo tiempo, capaz de adaptarse a varias configuraciones de funcionamiento, pudiendo excluir algunas de ellas también temporalmente el uso de un robot, sin por ello aumentar la complejidad del sistema robótico o reducir la comodidad del cirujano durante la cirugía.

Se considera necesario proporcionar un sistema de cirugía robótica que permita al cirujano cambiar de microcirugía asistida por robot a microcirugía no robótica, reduciendo así la carga del sistema de microcirugía robótica dentro del campo de visión del microcirujano, sin por esta razón aumentar la carga volumétrica del aparato robótico esclavo ni reducir la comodidad del microcirujano durante la microcirugía.

Se considera necesario proporcionar un sistema de cirugía robótica que permita posicionar al menos un par de instrumentos robóticos con el mismo y único movimiento en el campo quirúrgico abierto y bajo la visión ampliada del microscopio.

Se considera necesario proporcionar un sistema de cirugía robótica que permita mover con precisión instrumentos dentro del mismo espacio de trabajo microquirúrgico, o parcialmente superpuesto.

Los documentos WO-2017-064301 y US-10864051 del mismo solicitante dan a conocer, entre otras cosas, una solución del conjunto de cirugía robótica en la que un único brazo robótico se extiende desde el carro robótico y comprende en el extremo distal del mismo un par de sistemas de posicionamiento motorizados robóticos teleoperados esclavos, dispuestos en paralelo y conectados al mismo elemento conector distal del único brazo robótico. Dicho único elemento conector distal del brazo robótico tiene dos articulaciones, uniendo cada articulación uno de dichos dos sistemas de posicionamiento motorizados. Cada sistema de posicionamiento motorizado comprende tres deslizadores motorizados ortogonales para posicionar el instrumento quirúrgico que tiene un árbol unido distalmente al mismo a lo largo de un conjunto ortogonal de tres direcciones. Los dos sistemas de posicionamiento motorizados se extienden convergiendo entre sí, de modo que las dos puntas de los instrumentos quirúrgicos están contenidas en un único volumen operativo. El sistema de control que controla el accionamiento de los deslizadores motorizados del par de sistemas de posicionamiento motorizados convergentes debe tener en cuenta también la componente de la gravedad aplicada al elemento deslizante.

A pesar de ser ventajosa desde varios puntos de vista, tal solución de árboles de instrumentos quirúrgicos convergentes es propensa a inconvenientes relacionados con el control del posicionamiento de ambas puntas quirúrgicas dentro de un mismo volumen de trabajo, y los manipuladores motorizados que tienen dichos deslizadores motorizados están orientados desviados uno con respecto al otro.

Se considera necesario simplificar el control sobre un sistema de cirugía robótica, sin por ello perder la capacidad de que los dos instrumentos quirúrgicos respectivamente unidos de manera distal al mismo alcancen el mismo volumen operativo.

Solución

Un alcance de la presente invención es superar los inconvenientes mencionados con referencia a la técnica conocida y proporcionar un sistema de cirugía robótica particularmente adecuado para microcirugía.

Estos y otros alcances se logran mediante un conjunto de cirugía robótica según la reivindicación 1, así como mediante una zona de operaciones según la reivindicación 15.

Algunas realizaciones preferidas son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

Según una realización, un conjunto de cirugía robótica para microcirugía asistida por robot comprende un brazo de macroposicionamiento, y un par de manipuladores motorizados, unidos ambos a un mismo primer elemento conector de dicho brazo de macroposicionamiento. El brazo de macroposicionamiento puede ser un brazo de macroposicionamiento pasivo. El mismo primer elemento conector puede ser el elemento conector más distal del brazo de macroposicionamiento. El mismo primer elemento conector puede ser un elemento conector rígido capaz de determinar rígidamente la posición y orientación mutuas de dicho par de manipuladores motorizados. El brazo de macroposicionamiento pasivo puede comprender frenos magnéticos, así como medios electromagnéticos, por ejemplo, una o más válvulas de solenoide, para bloquear/desbloquear al menos algunos de dichos frenos.

Según una realización, cada manipulador motorizado comprende al menos tres deslizadores lineales motorizados mutuamente ortogonales. Cada deslizador puede estar asociado a un elemento de guiado respectivo, tal como una hendidura y/o un carril. Cada manipulador puede ser un manipulador cartesiano. Los dos manipuladores pueden estar dispuestos de modo que estén flanqueados entre sí, y pueden estar sustancialmente a la misma distancia del mismo primer elemento conector del dispositivo de macroposicionamiento.

Según una realización, cada manipulador motorizado está conectado a un adaptador estéril que comprende un dispositivo de acoplamiento adecuado para conectarse a un instrumento quirúrgico. El instrumento quirúrgico preferiblemente puede separarse del adaptador estéril. El adaptador estéril puede separarse preferiblemente del manipulador respectivo. Puede proporcionarse al menos un conjunto de caja de motor interpuesto entre dicho componente de transmisión y cada uno de dichos adaptadores estériles, y el conjunto de caja de motor puede comprender un motor de rodillo adecuado para hacer pivotar el instrumento quirúrgico respectivo que comprende dicho árbol alrededor del eje de desarrollo longitudinal del árbol. El eje de rotación puede ser excéntrico con respecto al árbol.

Según una realización, entre cada manipulador motorizado y el adaptador estéril respectivo está interpuesto un componente de transmisión respectivo para determinar rígidamente la posición y orientación mutuas relativas de al menos un deslizador lineal motorizado del manipulador motorizado y dicho dispositivo de acoplamiento del adaptador estéril respectivo.

El componente de transmisión puede definir una desviación tanto linear como angular, de modo que el árbol de cada adaptador estéril está desviado con respecto a todas y cada una de las direcciones de deslizamiento de dichos deslizadores lineales motorizados del manipulador motorizado respectivo.

Puede conectarse un instrumento quirúrgico de forma separable a cada adaptador estéril.

Los árboles de los instrumentos quirúrgicos pueden extenderse de manera convergente.

Los deslizadores lineales motorizados de un primer manipulador motorizado de dicho par de manipuladores motorizados pueden ser paralelos a los deslizadores lineales motorizados de un segundo manipulador motorizado de dicho par de manipuladores motorizados.

Uno de dichos deslizadores lineales motorizados de al menos un manipulador motorizado de dicho par de manipuladores motorizados puede extenderse verticalmente.

Los árboles de los instrumentos quirúrgicos pueden extenderse convergiendo uno hacia el otro apuntando con los extremos distales respectivos hacia delante.

Puede proporcionarse una carcasa flexible y/o rígida con el fin de que encerrar individualmente cada manipulador motorizado de dicho par de manipuladores motorizados, pudiendo dichas carcasas estar distanciadas entre sí en una dirección horizontal, de modo que una ventana quede delimitada al menos parcialmente por dichas dos carcasas. Dicho mismo primer elemento conector del brazo de macroposicionamiento y dicho par de manipuladores motorizados encerrados forman una estructura en forma de “U” invertida que delimita parcialmente dicha ventana.

Una junta rotatoria distal puede conectar a medio camino dicho mismo primer elemento conector a un segundo elemento conector proximal del brazo de macroposicionamiento, de modo que una acción de pivotado que hace pivotar el mismo primer elemento conector alrededor de la junta rotatoria distal de un ángulo de pivotado, determina que los manipuladores motorizados volteen su posición con respecto al segundo elemento conector del brazo de macroposicionamiento.

El brazo de macroposicionamiento puede conectarse a un carro robótico que tiene al menos una unidad de contacto con el suelo, tal como una pluralidad de ruedas. El carro puede incluir una porción superior que tiene una forma poligonal y que define un perímetro de porción superior que forma una pluralidad de porciones de esquina en el que está conectado dicho brazo de macroposicionamiento, a través de un elemento conector vertical interpuesto, cerca de una de dichas porciones de esquina, dicho de otro modo, el brazo de macroposicionamiento no está conectado en el centro geométrico del carro, de modo que el robot sea direccional y de modo que se minimice la distancia entre el mismo primer elemento conector del brazo de macroposicionamiento y la mesa de operaciones.

Según una realización, una zona de operaciones comprende al menos un conjunto de cirugía robótica, una mesa de operaciones y un conjunto de microscopio, en la que al menos un ocular del conjunto de microscopio está al menos parcialmente dentro de dicha ventana definida entre dichos dos manipuladores motorizados.

Según una realización, una zona de operaciones comprende al menos un conjunto de cirugía robótica y una mesa de operaciones, y una pantalla para presentar visualmente el campo operatorio.

Figuras

Características y ventajas adicionales del conjunto y del componente resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción proporcionada a continuación de realizaciones preferidas de los mismos, facilitadas a modo de ejemplos no limitativos, con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

- la figura 1 es una vista axonométrica de un conjunto de cirugía robótica, según una realización;

- la figura 2 es una vista desde arriba desde el punto de vista indicado por la flecha II de la figura 1;

- la figura 3 es un esquema que representa una vista desde arriba de un conjunto de cirugía robótica, según una realización, en un estado de funcionamiento, en el que el primer lado del carro robótico está orientado hacia el cirujano, y en el que en línea de puntos se muestra un brazo de macroposicionamiento en una posición de transición;

- la figura 4 es un esquema como la figura 3 que representa el conjunto de cirugía robótica en un estado de funcionamiento en el que el segundo lado opuesto del carro robótico está orientado hacia el cirujano;

- las figuras 5 y 6 son vistas axonométricas que muestran un conjunto de cirugía robótica, según una realización, en las condiciones de funcionamiento de la figura 3 y figura 4, respectivamente, en las que no se muestran ni el recubrimiento ni el cableado para mayor claridad;

- la figura 7 es una vista axonométrica que deja ver parcialmente el interior que representa una porción de un conjunto de cirugía robótica, según una realización, y un cirujano;

- la figura 8 es una vista axonométrica que deja ver parcialmente el interior desde el punto de vista indicado por la flecha VIII de la figura 7;

- la figura 9 es un esquema que muestra como vista axonométrica una zona de operaciones que comprende un conjunto de cirugía robótica, según una realización, un conjunto de microscopio y una mesa de operaciones; - la figura 10 es una vista axonométrica frontal de una porción de un conjunto de cirugía robótica, según una realización;

- la figura 11 es una vista axonométrica desde atrás de una porción del conjunto de cirugía robótica mostrada en la figura 10;

- las figuras 12, 13 y 14 son vistas axonométricas de una porción de un sistema de cirugía robótica, según una realización, en las que algunas partes son transparentes para mayor claridad;

- la figura 15 es una vista axonométrica de una consola estéril, según una realización.

- la figura 16 es una vista en planta de un componente de transmisión para un conjunto de cirugía robótica, según una realización;

- la figura 17 es una vista según la dirección indicada por la flecha XVII de la figura 16;

- la figura 18 es una vista axonométrica que muestra un componente de transmisión para un conjunto de cirugía robótica, según una realización;

- la figura 19 es una vista axonométrica que muestra una herramienta terminal articulada en el extremo distal de un árbol, según una realización.

Descripción detallada de algunas realizaciones

Según una realización general, se proporciona un componente de transmisión 410 para un conjunto de cirugía robótica 401.

Según una realización, dicho componente de transmisión está hecho de material metálico.

Según una realización, en dicho conjunto de cirugía robótica 401 se define una dirección proximal-distal W-W. Según una realización, dicha dirección proximal-distal W-W coincide sustancialmente con la dirección de desarrollo longitudinal del conjunto de cirugía robótica 401. Según una realización, dicha dirección proximal-distal W-W que coincide sustancialmente con la dirección de desarrollo longitudinal del conjunto de cirugía robótica 401 coincide con la dirección de transmisión de las fuerzas entre el brazo de macroposicionamiento pasivo y el adaptador estéril, y preferiblemente entre el brazo de macroposicionamiento pasivo y el árbol de un instrumento quirúrgico unido distalmente al adaptador estéril. Los expertos en la técnica apreciarán que cuando el conjunto 401 comprende un par de manipuladores motorizados, ambos conectados al mismo brazo de macroposicionamiento, puede definirse una dirección distal proximal local para cada una de las dos ramas, es decir, entre cada manipulador motorizado y el adaptador estéril respectivo, y preferiblemente entre cada manipulador motorizado y el árbol de un instrumento quirúrgico unido distalmente al adaptador estéril respectivo.

Dicho componente de transmisión 410 comprende al menos una primera porción de fijación 411, o porción de fijación proximal 411, adecuada para conectarse rígidamente a un manipulador motorizado 420, 520. Según una realización, dicha primera porción de fijación 411 comprende medios de fijación proximales 421, que comprenden, por ejemplo, al menos un elemento hembra y/o al menos un elemento macho, dirigidos localmente a lo largo de la dirección proximal-distal W-W.

Según una realización, dicho componente de transmisión 410 comprende al menos una segunda porción de fijación 412, o porción de fijación distal 412, adecuada para conectarse rígidamente a un adaptador estéril 430, 530. Según una realización, dicha segunda porción de fijación 412 comprende medios de fijación distales 422, que comprenden, por ejemplo, al menos un elemento hembra y/o al menos un elemento macho, dirigidos localmente a lo largo de la dirección proximal-distal local W-W.

Por ejemplo, dichos medios de fijación 421 y/o 422 comprenden orificios pasantes roscados adecuados para recibir tornillos roscados para conectarse directa o indirectamente, mediante la interposición de elementos de transmisión adicionales, respectivamente a dicho manipulador motorizado 420, 520 y dicho adaptador estéril 430, 530.

Según una realización, dicha dirección proximal-distal local W-W coincide localmente con la dirección de transmisión de la acción mecánica desde dicho manipulador motorizado a dicho adaptador estéril.

Dicho componente 410 comprende un cuerpo de componente 415 entre dicha primera porción de fijación 411 y dicha segunda porción de fijación 412.

Dicha primera porción de fijación 411 y dicha segunda porción de fijación 412 se mantienen en la posición mutua respectiva por dicho cuerpo de componente 415. Según una realización, dicho cuerpo de componente 415 tiene una carga volumétrica que comprende un grosor de cuerpo 414. Según una realización, dicho grosor de cuerpo 414 se extiende localmente en paralelo a la dirección proximal-distal local W-W cuando está en condiciones de funcionamiento [es decir, conectado al manipulador motorizado 420, 520].

Según una realización, dicho cuerpo de componente 415 comprende al menos una porción de una placa 413.

Según una realización, dicha placa 413 de dicho cuerpo de componente 415 comprende una primera superficie de placa 416 adecuada para orientarse proximalmente hacia una segunda superficie de placa 417, opuesta con respecto a dicha primera superficie de placa 416.

Según una realización preferida, dicha primera porción de fijación 411 y dicha segunda porción de fijación 412 están distanciadas a una distancia de desviación d1 entre sí. La distancia de desviación d puede evaluarse con respecto a la dirección vertical Z-Z, cuando está en estado de funcionamiento y depende de la orientación del componente de transmisión 410 con respecto al manipulador motorizado 420, 520 aguas arriba del mismo. Según una realización, al menos un borde 473 de la placa 413 está orientado en paralelo a dicha distancia de desviación d.

La distancia de desviación d puede evaluarse en una dirección ortogonal a la dirección proximal-distal local W-W, de modo que una acción de manipulación recibida desde el manipulador motorizado 420, 520 se transmite desplazada de dicha distancia de desviación d1 a dicho adaptador estéril 430, 530. Preferiblemente, la acción de manipulación es una acción de traslación dirigida a lo largo de tres direcciones mutuamente ortogonales X-X, Y-Y, Z-Z. De ese modo, la dirección proximal-distal local W-W aguas abajo del componente 410 está desviada de dicha distancia de desviación d1 con respecto a la dirección proximal-distal local W-W aguas arriba del componente 410. Dicho de otro modo, la dirección proximal-distal local W-W evaluada en dicha primera porción de fijación 411 está desviada de dicha distancia de desviación d1 con respecto a la dirección proximal-distal W-W evaluada en dicha segunda porción de fijación 412. Para el fin de evaluación de dicha distancia de desviación d, si la primera porción de fijación 411 y/o la segunda porción de fijación 412 tienen un área superficial global dada A1 y/o A2, la porción de fijación 411 y/o 412 respectiva se evalúa como el centro geométrico G1 y/o G2 de dicha área superficial global dada A1 y/o A2.

Según una realización, la orientación mutua del área superficial global A1 de la primera porción de fijación 411 y el área superficial global A2 de la segunda porción de fijación 412 está desviada angularmente en al menos un plano, por ejemplo, en al menos un plano horizontal y/o una planta vertical. Preferiblemente, la orientación mutua del área superficial global A1 de la primera porción de fijación 411 y el área superficial global A2 de la segunda porción de fijación 412 está desviada angularmente en al menos dos planos [es decir horizontal y vertical] de modo que forman un ángulo sólido Q.

Según una realización, dicho cuerpo de componente 415 comprende al menos una junta bloqueada rígidamente 418 adecuada para proporcionar una primera desviación angular entre el área superficial global A1 de la primera porción de fijación 411 y el área superficial global A2 de la segunda porción de fijación 412. De ese modo, la dirección proximal-distal local W-W evaluada distalmente con respecto a dicho componente 410 está orientada desviada de dicha primera desviación angular con respecto a dicha dirección proximal-distal local W-W evaluada proximalmente con respecto a dicho componente 410. Según una realización, la segunda porción de fijación 412 está montada en un soporte 419, 419', estando dicho soporte 419, 419' a su vez orientado desviado de una segunda desviación angular con respecto a la primera porción de fijación 411. Según una realización, la distancia d2 entre dicho soporte 419 y dicha primera porción de fijación 411 es mayor que dicha distancia de desviación d1.

Según una realización, dicho cuerpo de componente 415 comprende al menos un soporte 419, 419' que conecta dicha segunda superficie 417 de la placa 413 a dicha segunda porción de fijación 412. Según una realización, dicho al menos un soporte 419, 419' comprende al menos una junta bloqueada rígidamente 418, y dicha junta bloqueada rígidamente 418 está interpuesta entre una primera porción de soporte 419 y una segunda porción de soporte 419'. Según una realización, se define una distancia d3 entre dicha segunda superficie 417 y dicha junta 418. Según una realización, dicha al menos una segunda porción de soporte 419' comprende dicha segunda porción de fijación 412 y preferiblemente tiene forma de “L”. Gracias a que se proporciona una pluralidad de partes de soporte 419, 419' conectadas de manera solidaria a una placa 413 a través de medios de fijación tales como elementos de conexión roscados y similares, se permite ajustar la posición y orientación recíprocas de las porciones de soporte 419, 419' y la placa 413 de modo que se ajuste la posición y orientación mutuas de la primera porción de fijación 411 y la segunda porción de fijación 412.

Según una realización, “junta bloqueada rígidamente 418” significa que la junta bloqueada rígidamente es un elemento rígido desprovisto de partes relativamente móviles, y dicho elemento rígido desprovisto de partes relativamente móviles puede estar realizado en una sola pieza. Según una realización, “junta bloqueada rígidamente 418” no significa necesariamente una junta rotatoria robótica/junta prismática que está bloqueada.

Según una realización, dicho cuerpo de componente 415 está conformado como un elemento sólido convexo en una sola pieza, tal como se muestra, por ejemplo, en la figura 18.

Según una realización general, se proporciona un conjunto de cirugía robótica 401.

Según una realización, dicho conjunto de cirugía robótica 401 comprende al menos un componente de transmisión 410 según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente.

Dicho conjunto de cirugía robótica 401 comprende al menos un manipulador motorizado 420, 520 que comprende al menos un deslizador lineal motorizado 423; 424; 425.

Según una realización, dicho al menos un deslizador lineal motorizado 423, 424, 425 es adecuado para deslizarse con respecto a una guía lineal 423', 424', 425' respectiva.

Según una realización, dicho al menos un manipulador motorizado 420, 520 comprende tres deslizadores lineales motorizados 423, 424, 425, siendo adecuado cada uno de dichos deslizadores lineales motorizados para deslizarse a lo largo de una dirección X-X, Y-Y, Z-Z ortogonal a la dirección de deslizamiento de los otros deslizadores lineales motorizados. De ese modo, dicho manipulador motorizado 420, 520 es un manipulador motorizado cartesiano 420, 520. Según una realización preferida, dicho al menos un deslizador lineal motorizado 423; 424; 425 comprende al menos un deslizador vertical 425, adecuado para deslizarse a lo largo de una dirección sustancialmente vertical Z-Z con respecto a una guía vertical 425'. Gracias a que se proporciona un deslizador lineal vertical 425 y dos deslizadores 423, 424 adicionales adecuados para deslizarse a lo largo de dos direcciones horizontales mutuamente ortogonales X-X, Y-Y respectivamente, la gravedad afecta sólo al deslizamiento del deslizador lineal vertical 425. De ese modo, se simplifica el control de los manipuladores motorizados. Además, los movimientos naturales no necesitan componer los movimientos respectivos para cada deslizador, simplificando así adicionalmente el control.

Según una realización, dicho deslizador lineal vertical 425 está asociado a un contrapeso 426 para compensar la aceleración gravitacional que tiene efecto sobre dicho deslizador lineal vertical 425.

Según una realización, dicho deslizador lineal vertical 425 es el deslizador más distal entre dichos al menos uno, y preferiblemente tres, deslizadores lineales motorizados 423, 424, 425.

Según una realización, dicho manipulador motorizado cartesiano 420, 520 comprende una primera guía lineal horizontal 424' y un primer deslizador lineal motorizado horizontal 424 adecuado para deslizarse a lo largo de una primera dirección horizontal Y-Y con respecto a dicha primera guía lineal horizontal 424'; dicho primer deslizador lineal motorizado horizontal 424 es solidario con una segunda guía lineal horizontal 423'; y dicho manipulador motorizado cartesiano 420, 520 comprende un segundo deslizador lineal motorizado horizontal 423 adecuado para deslizarse a lo largo de una segunda dirección horizontal X-X con respecto a dicha segunda guía lineal horizontal 423'; y dicho segundo deslizador lineal motorizado horizontal 423 es solidario con dicha guía vertical 425'; y dicho deslizador motorizado vertical 425 es adecuado para deslizarse a lo largo de la dirección vertical Z-Z con respecto a dicha guía vertical 425'.

Según una realización, el uno o más deslizadores lineales motorizados 423; 424; 425 de un primer manipulador motorizado 420 de dicho par de manipuladores motorizados 420, 520 son paralelos al uno o más deslizadores lineales motorizados 423; 424; 425 de un segundo manipulador motorizado 520 de dicho par de manipuladores motorizados 420, 520.

Preferiblemente, ambos manipuladores motorizados 420, 520 están unidos a un mismo elemento conector 454 de un brazo pasivo de macroposicionamiento 450.

Gracias a que se proporciona dicho componente de transmisión 410 fijado a través de dicha primera porción de fijación 411 a dicho deslizador motorizado vertical 425 se permite al menos trasladar la acción de manipulación aplicada por dicho manipulador motorizado 420, 520 en la dirección horizontal X-X de dicha distancia de desviación d1.

Según una realización, dicho conjunto de cirugía robótica 401 comprende además al menos un adaptador estéril 430, 530, que comprende un dispositivo de acoplamiento 433 adecuado para conectarse a un instrumento quirúrgico 440, 540. Según una realización, dicho adaptador estéril 430, 530 forma junto con un paño quirúrgico 431 un conjunto de recubrimiento 432 adecuado para impedir la contaminación mutua entre la parte del conjunto de cirugía robótica 401 proximal al adaptador estéril 430, 530 y el instrumento quirúrgico 440, 540.

Según una realización, una dirección proximal-distal local se define W-W y el término “aguas arriba” significa equivalente a “proximalmente” y el término “aguas abajo” significa equivalente al término “distalmente”.

Según una realización, dicho componente de transmisión 410 está interpuesto directa o indirectamente entre dicho al menos un manipulador motorizado 420, 520 y al menos un adaptador estéril 430, 530. De ese modo, dicho componente de transmisión 410 determina rígidamente la posición y/u orientación mutuas relativas de dicho al menos un deslizador lineal motorizado 423, 424, 425, y preferiblemente de dicho deslizador lineal vertical motorizado 425, del manipulador motorizado 420, 520 y dicho dispositivo de acoplamiento 433 del adaptador estéril 430, 530.

Según una realización preferida, un conjunto de caja de motor 460 está interpuesto entre dicho componente de transmisión 410 y dicho adaptador estéril 430, 530. De ese modo, dicho componente de transmisión 410 determina rígidamente la posición y/u orientación mutuas relativas de dicho al menos un deslizador lineal motorizado 423, 424, 425 del manipulador motorizado 420, 520 y dicho conjunto de caja de motor 460. Según una realización preferida, dicho deslizador motorizado vertical 425 comprende una porción de fijación distal de deslizador vertical 435 conectado a dicha porción de fijación proximal 411 de dicho componente de transmisión. De ese modo, el componente de transmisión 410 conecta dicho deslizador motorizado vertical 425 a dicho conjunto de caja de motor 460.

Según una realización, dicho conjunto de cirugía robótica 401 comprende al menos un instrumento quirúrgico 440, 540 que puede conectarse a dicho dispositivo de acoplamiento 433 del adaptador estéril 430, 530. Según una realización, dicho al menos un instrumento quirúrgico 440, 540 puede conectarse de manera separable a dicho adaptador estéril 430, 530. Según una realización, dicho al menos un instrumento quirúrgico 440, 540 comprende un árbol 441, 541, y dicho árbol 441, 541 se extiende de manera preferible localmente a lo largo de la dirección proximal-distal local W-W.

De ese modo, dicho árbol 441, 541 está desviado con respecto a la dirección de deslizamiento X-X, Y-Y, Z-Z de dicho al menos un deslizador lineal motorizado 423, 424, 425. Según una realización, dicho árbol 441, 541 está desviado con respecto a todas y cada una de las direcciones de deslizamiento X-X, Y-Y, Z-Z de dichos tres deslizadores lineales motorizados 423, 424, 425.

Según una realización, dicho conjunto de caja de motor 460 comprende al menos un accionador adecuado para accionar al menos un grado de libertad respectivo de dicho instrumento quirúrgico 440, 540 con respecto a dicho adaptador estéril 430, 530. Según una realización, dicho conjunto de caja de motor 460 comprende un motor de rodillo 461 y un accionador de rodillo, que comprenden, por ejemplo, una correa de transmisión 462, adecuada para hacer pivotar dicho instrumento quirúrgico 440, 540 que comprende dicho árbol 441, 541 alrededor del eje de desarrollo longitudinal del árbol 441, 541, y preferiblemente alrededor de la dirección proximal-distal local W-W. Según una realización, dicho conjunto de caja de motor 460 comprende un motor de rodillo 461 y un accionador de rodillo 462 adecuado para hacer pivotar dicho adaptador estéril 430, 530 alrededor de la dirección proximaldistal local W-W y preferiblemente alrededor del eje del desarrollo longitudinal del árbol 441, 541. Preferiblemente, dicho instrumento quirúrgico 440, 540 es solidario con dicho adaptador estéril 430, 530 cuando el instrumento quirúrgico 440, 540 está conectado a dicho adaptador estéril 430, 530. De ese modo, el motor de rodillo 461 está aguas arriba con respecto a dicho conjunto de recubrimiento 432.

Según una realización preferida, dicho conjunto de cirugía robótica 401 comprende dos manipuladores motorizados 420, 520 que forman un par de manipuladores motorizados 420, 520. De ese modo, dicho conjunto de cirugía robótica 401 comprende un primer manipulador motorizado 420 y un segundo manipulador motorizado 520. Según una realización, cada manipulador motorizado 420, 520 comprende una carcasa 427, 527 que encierra individualmente cada uno de dichos al menos dos manipuladores motorizados 420, 520. De ese modo, dicho conjunto de cirugía robótica 401 comprende dos carcasas 427, 527, concretamente una primera carcasa 427 y una segunda carcasa 527.

Según una realización preferida, ambos de dichos manipuladores motorizados 420, 520 están fijados a un brazo de macroposicionamiento 450 sustancialmente a la misma altura, de modo que dichos dos manipuladores motorizados 420, 520 se flanquean entre sí en la dirección horizontal X-X. Según una realización, cada manipulador motorizado 420, 520 comprende una porción de fijación 451, por ejemplo, un soporte de fijación, para la fijación a dicho brazo de macroposicionamiento 450. Según una realización, dicha porción de fijación 451 es solidaria con una de dichas guías lineales 423', 424', 425', y preferiblemente con una guía lineal horizontal 423', 424', y más preferiblemente con dicha segunda guía lineal horizontal 424'.

Según una realización preferida, cada una de dichas carcasas 427, 527 encierra al menos uno de dicho componente de transmisión 410. Según una realización, cada carcasa 427, 527 comprende una porción de carcasa proximal 428, 528 y una porción de carcasa distal 429, 529, distal con respecto a dicha porción de carcasa proximal 428, 528, en la que dicha porción de carcasa proximal 428, 528 encierra un manipulador motorizado respectivo 430, 530, y en la que dicha porción de carcasa distal 429, 529 encierra un componente de transmisión respectivo 410.

Proporcionar dichos componentes de transmisión 410 aguas abajo de los manipuladores motorizados 420, 520, hace respectivamente que los dos árboles 441, 541 de los instrumentos quirúrgicos 440, 540 converjan uno hacia el otro. De ese modo, el extremo distal 442, 542 de cada árbol 441, 541 alcanza un mismo volumen de trabajo compartido 404. Puede proporcionarse una herramienta terminal articulada 475, por ejemplo un efector de extremo, en el extremo distal de cada árbol 441, 541, tal como una pulsera para cirugía robótica que tiene una porción de punta adecuada para realizar cirugía en un paciente. Según una realización, dicha herramienta terminal articulada 475 proporcionada en el extremo distal de cada árbol 441, 541 tiene uno o más grados de libertad P, Y, G, preferiblemente al menos un grado de libertad de paso P, al menos un grado de libertad de guiñada Y y al menos un grado de libertad de agarre G. Según una realización, dicha herramienta terminal articulada 475 comprende una pluralidad de elementos conectores 476, 477, 478, 479 articulados entre sí y una pluralidad de cables de accionamiento 480,481,482 para accionar los grados de libertad P, Y, G de los elementos conectores 476, 477, 478, 479 de la herramienta terminal articulada 475. Cada elemento conector 476, 477, 478, 479 se realiza preferiblemente de una sola pieza por medio de mecanizado por electrodescarga. Los cables de accionamiento 480,481,482 se deslizan sobre superficies externas convexas de dichos elementos conectores 476, 477, 478, 479.

Según una realización, cada carcasa 427, 527 está lo más ajustada posible al manipulador motorizado respectivo 420, 520 y al componente de transmisión 401 y forma un codo entre la porción de carcasa proximal 428, 528 respectiva y la porción de carcasa distal 429, 529. De ese modo, las dos carcasas 427, 527 tienen una porción cóncava [es decir, el codo] enfrentadas entre sí de modo que los árboles 441, 541 de los instrumentos quirúrgicos 440, 540 unidos distalmente a las mismas convergen uno hacia el otro alcanzando ambos dicho volumen de trabajo compartido 404 con un extremo distal 442, 542 del mismo.

Según una realización, un extremo distal 442 de un primer árbol 441 alcanza un primer volumen de trabajo 403 y un extremo distal 542 de un segundo árbol 541 alcanza un segundo volumen de trabajo 503, en el que dicho primer volumen de trabajo 403 y dicho segundo volumen de trabajo 503 se co-penetran definiendo dicho volumen de trabajo compartido 404, pudiendo alcanzarse dicho volumen de trabajo compartido 404 por ambas porciones distales 442, 542 de cada árbol 441, 541 para cualquier posición de funcionamiento de los deslizadores 523, 524, 525. Dicho de otro modo, el volumen de trabajo compartido 404 viene dado por el volumen de intersección del primer volumen de trabajo 403 y el segundo volumen de trabajo 503.

Gracias a que se proporcionan dichos deslizadores, cada volumen de trabajo 403, 503 es paralelo a las direcciones de deslizamiento X-X, Y-Y, Z-Z de los deslizadores 423, 424, 425 del manipulador motorizado respectivo 420, 520. Gracias a que se proporciona dicho deslizador vertical 425 y dichos deslizadores horizontales 423, 424, el mismo volumen de trabajo compartido 404 es un paralelepípedo horizontal. La palabra “paralelepípedo” usada en el presente documento engloba también el caso en el que el mismo volumen de trabajo compartido 404 es un cubo. Preferiblemente, dicho mismo volumen de trabajo compartido 404 es al menos el 50 % de cada uno de dichos volúmenes de trabajo primero y segundo 403, 503, y preferiblemente es al menos los dos tercios de cada uno de dichos volúmenes de trabajo primero y segundo 403, 503, y más preferiblemente es sustancialmente el 90 %. Según una realización, dichos volúmenes de trabajo primero y segundo 403, 503 están completamente co penetrados formando un único volumen de trabajo compartido 404.

Gracias a tal sistema de cirugía robótica, ambos extremos distales de los árboles 441, 541 alcanzan un volumen de trabajo compartido y pueden moverse dentro de dicho volumen de trabajo compartido en paralelo entre sí.

El operador, por ejemplo, un cirujano que controla el conjunto de cirugía robótica esclavo desde una consola maestra puede sentirse así cuándo uno o ambos árboles han alcanzado el límite del volumen de trabajo compartido. De este modo, se mejora la comodidad para el cirujano.

Según una realización preferida, dichas carcasas 427, 527 están distanciadas entre sí en una dirección horizontal X-X, Y-Y, y preferiblemente a lo largo de dicha primera dirección horizontal X-X, una distancia horizontal predefinida X2. Según una realización preferida, dicha distancia horizontal predefinida X2 es mayor que dicha distancia de desviación d1. Según una realización preferida, dicha distancia horizontal predefinida X2 es mayor que el doble de dicha distancia de desviación d1.

La distancia horizontal predefinida X2 puede variar a lo largo de la dirección proximal-distal local W-W. Según una realización preferida, dicha distancia horizontal predefinida X2 es mayor en las porciones de carcasa proximales 428, 528 que encierran el manipulador motorizado respectivo 430, 530 que en las porciones de carcasa distales 429, 529 que encierran el componente de transmisión respectivo 410. De ese modo, la distancia horizontal predefinida X2 disminuye preferiblemente moviéndose aguas abajo hacia el adaptador estéril.

Ventajosamente, una ventana 434, o paso 434, está delimitada al menos parcialmente por dichas dos carcasas 427, 527. Preferiblemente, dicha ventana 434 está delimitada por dichas dos carcasas 427, 527 en la primera dirección horizontal X-X. Proporcionar dicha ventana 434 forma un paso a lo largo de la segunda dirección horizontal Y-Y entre dichos dos manipuladores motorizados 420, 520. Gracias a dicha ventana 434 se proporciona un volumen, que puede dejarse libre, entre las carcasas 427, 527 que encierran dichos manipuladores motorizados 420, 520. La ventana 434 es preferiblemente tan ancha como la distancia horizontal predefinida X2 en la primera dirección horizontal X-X.

Gracias a la posición y orientación recíprocas de los dos manipuladores motorizados 420, 520 encerrados dentro de dichas carcasas 427, 527 respectivas que delimitan dicha ventana 434, un cirujano 402 puede ocupar una posición detrás de dicha ventana 434, de modo que los manipuladores 420, 520 queden posicionados por encima de los hombros 402' del cirujano 402.

Según una realización, dicho conjunto de cirugía robótica 401 está asociado a un conjunto de microscopio 470 que comprende una porción de adquisición de imágenes 471 conectada a un dispositivo de visión 472 adecuado para proporcionar al cirujano una imagen ampliada del volumen de trabajo compartido 404. El dispositivo de visión 472 comprende preferiblemente al menos un ocular y preferiblemente un par de oculares. Según una realización preferida, dicha porción de adquisición de imágenes 471 es un microscopio óptico para microcirugía. Puede proporcionarse un paño de microscopio para cubrir al menos los oculares del dispositivo de visión 472.

Según una realización preferida tal como se muestra, por ejemplo, en la figura 9, dicho al menos un ocular 472 del conjunto de microscopio 470 está al menos parcialmente dentro de dicha ventana 434. De ese modo, dicho al menos un ocular 472 está entre dichas carcasas 427, 527.

Gracias a que se proporciona dicho componente de transmisión 410 dentro de cada carcasa 427, 527, también se proporciona una desviación angular a lo largo de la segunda dirección horizontal Y-Y de modo que los árboles 441, 541 de los instrumentos quirúrgicos 440, 540 converjan uno hacia el otro apuntando con los extremos distales 442, 542 de los mismos hacia una posición adelantada con respecto al deslizador vertical 425 a lo largo de la segunda dirección horizontal Y-Y. De ese modo, el volumen de trabajo compartido 404 se encuentra sobre o por encima de una mesa de operaciones 405 ubicada adelantada con respecto al cirujano 402. De ese modo, el cirujano 402 puede alternar microcirugía asistida por robot mirando por los oculares 472 y microcirugía manual tradicional mirando directamente hacia abajo a la anatomía del paciente sobre dicha mesa de operaciones 405. Cuando un cirujano 402 mira a la ventana 434 en condiciones de funcionamiento, la segunda dirección horizontal Y-Y es sustancialmente paralela al plano sagital del cirujano 402.

Gracias a que se proporciona dicho componente de transmisión 410 dentro de cada carcasa 427, 527 tal como se describió anteriormente, los oculares 427, 527 quedan por encima de los instrumentos quirúrgicos 440, 540, estando los instrumentos quirúrgicos 440, 540 a su vez por encima de la mesa de operaciones 405. El cirujano 402 se aproxima frontalmente [es decir, a lo largo de la segunda dirección horizontal Y-Y] a la mesa de operaciones.

Los árboles 441, 541 de los instrumentos quirúrgicos 440, 540 se aproximan ambos con los extremos distales 442, 542 de los mismos al volumen de trabajo compartido 404, frontalmente [es decir, a lo largo de la segunda dirección horizontal Y-Y] y desde arriba [es decir, a lo largo de la dirección vertical Z-Z] y convergiendo uno hacia el otro en la primera dirección horizontal X-X [es decir, lateralmente]. De ese modo, la carga volumétrica del sistema de cirugía robótica 401 permite que el cirujano 402 vea el volumen de trabajo compartido 404 y la porción relevante de la anatomía del paciente con sus ojos 402” con y sin los oculares 472 del conjunto de microscopio 470 simplemente dirigiendo su vista. Dicho de otro modo, la carga volumétrica del sistema de cirugía robótica 401, gracias a los componentes de transmisión 401 encerrados dentro de dichas carcasas 427, 527, evita ocultar el volumen de trabajo 404 de la vista del cirujano.

Según una realización, dicho sistema de cirugía robótica 401 comprende un brazo de macroposicionamiento 450.

Preferiblemente, dicho brazo de macroposicionamiento 450 puede moverse de manera pasiva y no requerir motores para su posicionamiento. De ese modo, el brazo de macroposicionamiento 450 comprende al menos un asidero 453 para la manipulación manual del brazo de macroposicionamiento 450 por un operario, por ejemplo, un cirujano 402 y/o un miembro del equipo quirúrgico. Pueden proporcionarse frenos dinámicos dentro de las juntas rotacionales para amortiguar el desplazamiento del brazo de macroposicionamiento 450.

Según una realización, dicho brazo de macroposicionamiento 450 comprende una pluralidad de elementos conectores de brazo 454, 455, 456 conectados entre sí en serie y articulados a través de juntas rotacionales 457, 458, 459. De ese modo, dicho brazo de macroposicionamiento 450 comprende un elemento conector más distal 454, o primer elemento conector 454, que tiene un cuerpo alargado de elemento conector distal orientado de manera sustancialmente horizontal y conectado proximalmente a un segundo elemento conector 455 a través de una junta rotatoria distal 457. Preferiblemente, dicha junta rotatoria distal 457 se conecta sustancialmente a una porción central 444 del elemento conector distal 454 de modo que el elemento conector distal 454 puede rotar alrededor de la junta rotatoria distal 457. Preferiblemente, la porción central 444 está a la mitad de la longitud del elemento conector distal 454. Según una realización preferida, el eje de la junta rotatoria distal 457 está orientado verticalmente.

Según una realización, dicho brazo de macroposicionamiento 450 comprende dicho elemento conector distal 454 conectado a dicho par de manipuladores motorizados 420, 520, proximalmente a dicho elemento conector distal 454 comprende un segundo elemento conector 455 conectado a dicho elemento conector distal 454 a través de dicha junta rotatoria distal 457 que tiene un eje de rotación sustancialmente vertical, y proximalmente a dicho segundo elemento conector 455 comprende un tercer elemento conector 456 conectado a dicho segundo elemento conector a través de una segunda junta rotatoria 458 que tiene un eje de rotación sustancialmente vertical, y en el que dicho segundo elemento conector 455 está orientado horizontalmente y se extiende por encima tanto de dicho elemento conector distal 454 como de dicho primer elemento conector 456, de modo que el elemento conector distal 454 y el primer elemento conector 456 estén sustancialmente a la misma altura. Según una realización preferida, dicho tercer elemento conector 456 está conectado a través de una tercera junta rotatoria 459 a una porción extensible telescópicamente 446, adecuada para extenderse en la dirección vertical Y-Y para ajustar la altura del brazo de macroposicionamiento 450 con respecto a la mesa de operaciones 405 y al cirujano 402, comprendiendo además el conjunto de cirugía robótica 401 un carro robótico 447 o torre 447 y dicha porción extensible telescópicamente 446 es extensible con respecto a dicho carro 447. Según una realización, dicho carro 447 comprende unidades de contacto con el suelo 448, tales como ruedas 448. Al menos puede proporcionar un paño quirúrgico 431 para cubrir el brazo de macroposicionamiento 450 y al menos una porción del carro 447. El carro 447 puede comprender al menos un asidero de carro 449 para mover el carro 447 alrededor de la cama de operaciones 405. Según una realización, dicho brazo de macroposicionamiento 450 está conectado a dicho carro robótico 447.

Según una realización, dicho elemento conector distal 454 comprende además dos porciones de unión 445, 545 cada una adecuada para conectarse a un manipulador motorizado 420, 520, y preferiblemente a la porción de fijación 451 del manipulador motorizado 430, 530 respectivo, estando la junta rotatoria distal 457 entre las porciones de unión 445, 545 del elemento conector distal 454 de modo que una acción de pivotado P4 que hace pivotar el elemento conector distal 454 alrededor de la junta rotatoria distal 457 de un ángulo de pivotado, por ejemplo, un ángulo de pivotado que mide sustancialmente 180 grados o media vuelta, determina que los manipuladores motorizados 420, 520 volteen su posición, por ejemplo con respecto al segundo elemento conector 455 del brazo de macroposicionamiento 450, y/o con respecto al carro 477, y/o con respecto al cirujano 402, y/o la mesa de operaciones 405.

Según una realización preferida, la posición de las porciones de unión 445, 545 del elemento conector distal 454 está dispuesta simétricamente con respecto a la junta rotatoria distal 457. Dicho de otro modo, una primera distancia X4 entre el eje de rotación de la junta rotatoria distal 457, que es preferiblemente vertical, y la primera porción de unión 445 que conecta al primer manipulador motorizado 420, 520 es igual a una segunda distancia X5 entre el eje de rotación de la junta rotatoria distal 457 y la segunda porción de unión 545. De ese modo, se potencia el equilibrio dinámico y estático de los elementos robóticos aguas abajo del brazo de macroposicionamiento 450, mejorando la estabilidad de los mismos en condiciones de funcionamiento.

Según una realización preferida, el elemento conector distal 454 y los manipuladores motorizados 420, 520 encerrados dentro de las carcasas 427, 527 respectivas delimitan juntos dicha ventana 434 hacia arriba y lateralmente. Según una realización preferida, el elemento conector distal 454 y los manipuladores motorizados 420, 520 encerrados dentro de las carcasas 427, 527 respectivas forman una estructura en forma de “U invertida” que delimita parcialmente dicha ventana 434. Dicho de otro modo, el elemento conector distal 454 y los manipuladores motorizados 420, 520 encerrados dentro de las carcasas 427, 527 respectivas forman una estructura en forma de herradura que delimita parcialmente dicha ventana 434. Según una realización, dichos al menos dos manipuladores motorizados 420, 520 están unidos a un mismo elemento conector 454 del brazo pasivo de macroposicionamiento 450.

Según una realización, el carro robótico 447 comprende un primer lado 437 y un segundo lado 438, siendo el primer lado 437 y el segundo lado 438 opuestos entre sí en una dirección horizontal con respecto a dicha porción extensible telescópicamente 446, y de manera preferible son opuestos entre sí en dicha primera dirección horizontal X-X. Proporcionar de manera combinada dicho brazo de macroposicionamiento 450 que tiene dicha pluralidad de juntas rotacionales 457, 458, 459 que conectan y articulan dicha pluralidad de elementos conectores 454, 455, 456, en el que dicho elemento conector distal 454 está conectado en su porción central 444 al segundo elemento conector 455, y el carro robótico 477 que tiene dicho lado opuestos 437, 438, permite posicionar el volumen de trabajo compartido 404 orientado o bien hacia dicho primer lado 437 o bien hacia dicho segundo lado 438, mejorando de ese modo la versatilidad del conjunto de cirugía robótica 401. De ese modo, el carro robótico 477 puede colocarse sustancialmente en cualquier posición con respecto a la cama de operaciones 405. De ese modo, el cirujano 402 puede orientarse hacia dicha ventana 434 y acceder a la anatomía del paciente a través de dicha ventana 434 en cualquier posición mutua del carro robótico 477 y la cama de operaciones, mientras que los extremos distales 442, 542 de los árboles 441, 541 de los instrumentos quirúrgicos 440, 540 siempre se aproximan frontalmente a la cama de operaciones 405 y los manipuladores 420, 520 están en la misma posición horizontal con respecto al cirujano 402.

Según una realización, el carro 477 comprende una porción superior 439 que tiene una forma poligonal y que define un perímetro de la porción superior 435 que forma una pluralidad de porciones de esquina 436, y en el que dicho brazo de macroposicionamiento 450 está conectado a una de dichas porciones de esquina 436. La porción superior 439 del carro 477 puede comprender una pantalla 452 para presentar visualmente información sobre el estado del conjunto de cirugía robótica 401.

Según una realización, dicho conjunto de cirugía robótica 401 comprende una porción esclava robótica 407 formada por dicho al menos un instrumento quirúrgico 440, 540, dichos manipuladores motorizados 420, 520 y dicho al menos un conjunto de caja de motor 460. Según una realización, dicho conjunto de cirugía robótica 401 comprende un conjunto de controlador maestro 406 que comprende al menos una herramienta de entrada maestra 465, 565 adecuada para detectar una orden manual y adecuada para activar dicha parte esclava del robot 407, por ejemplo para activar dicho al menos uno de dichos instrumentos quirúrgicos 440, 540 y/o al menos uno de dichos manipuladores motorizados 420, 520. Por ejemplo, la posición y orientación de dicha al menos una herramienta de entrada maestra 465, 565 se rastrea mediante un dispositivo de rastreo electromagnético y/u óptico que comprende un generador de campo 443 que genera un campo, con el fin de detectar al menos la posición y preferiblemente también la orientación de la herramienta de entrada maestra 465, 565 dentro de dicho campo para transmitir señales de control a dicha parte esclava del robot 407.

Según una realización, dicho conjunto de controlador maestro 406 comprende además una consola estéril 463 que comprende un sillón quirúrgico 464 y un conjunto de paño maestro 467 que cubre el sillón quirúrgico 434 y preferiblemente que también cubre dicha al menos una herramienta de entrada maestra 465, 565. Según una realización, dicho sillón quirúrgico 464 comprende al menos un elemento de reposo 468, 568, por ejemplo en forma de cúpula, para que el cirujano 402 repose su codo en el mismo durante la cirugía, de modo que se define un cono de libertad de movimiento 469, 569 para la herramienta de entrada maestra 465, 565 cuando el cirujano la agarra con la mano. También puede proporcionarse una funda de caída 474, 574 en el conjunto de controlador maestro 406 para que el cirujano 402 deje caer la al menos una herramienta de entrada maestra 465, 565 con el fin de promover la alternancia de la microcirugía manual y la microcirugía asistida por robot. También pueden proporcionarse herramientas de cirugía manual 466, 566 en el conjunto de consola maestra 406 para promover que el cirujano 402 alterne la microcirugía manual y la microcirugía asistida por robot.

Preferiblemente, se proporcionan dos herramientas de entrada maestras 465, 565, controlando cada herramienta de entrada maestra una rama del sistema robótico, comprendiendo cada rama uno de dichos manipuladores motorizados y los elementos aguas abajo unidos al mismo.

Según una realización general, una zona de operaciones 408 comprende al menos un conjunto de cirugía robótica 401 según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, y una mesa de operaciones 405 según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, y un conjunto de microscopio 470 según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente. Tal como apreciarán los expertos en la técnica, “mesa de operaciones” significa cualquier ubicación que soporte al paciente durante la cirugía.

Según una realización, dicha zona de operaciones 408 comprende un conjunto de controlador maestro 406 según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente. Preferiblemente, se proporcionan dos herramientas de entrada maestra, controlando cada herramienta de entrada maestra una rama del sistema robótico, comprendiendo cada rama uno de dichos manipuladores motorizados y los elementos aguas abajo unidos al mismo.

Según un modo de funcionamiento general, un método de reposicionamiento de una parte robótica esclava 407 de un conjunto de cirugía robótica 401 dentro de una zona de operaciones 408 según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente comprende las siguientes etapas.

El método comprende la etapa de ejercer una acción de pivotado P4 haciendo pivotar el elemento conector distal 454 alrededor de la junta rotatoria distal 457 de un ángulo de pivotado, de modo que los manipuladores motorizados 420, 520 voltean su posición con respecto a un segundo elemento conector 455 del brazo de macroposicionamiento 450.

Según un posible modo de funcionamiento, el método comprende la etapa de ejercer una acción de translación T4 sobre dicha junta rotatoria distal 457, de modo que se hace que dicho elemento conector distal 454 se oriente o bien hacia un lado o bien hacia un lado opuesto del carro robótico 477.

Según un posible modo de funcionamiento, el método comprende la etapa de hacer pivotar dicho brazo de macroposicionamiento 450 con respecto a dicho carro robótico 477, preferiblemente alrededor de una junta rotatoria que tiene un eje vertical.

El método comprende la etapa de reposicionar dicho carro robótico 477 con respecto a la mesa de operaciones 405, mientras se mantiene dicho volumen de trabajo compartido 404 en o por encima de la cama de operaciones 405.

En virtud de las características descritas anteriormente, proporcionadas o bien de manera separada o bien en cualquier combinación de las mismas en realizaciones particulares, es posible responder a las necesidades mencionadas anteriormente proporcionando las ventajas citadas anteriormente, y en particular:

- los árboles de los instrumentos quirúrgicos convergen uno hacia el otro;

- los árboles de los instrumentos quirúrgicos no son paralelos a los deslizadores;

- los deslizadores de cada manipulador motorizado son respectivamente paralelos;

- el volumen de trabajo compartido se maximiza y se aproxima frontalmente, desde arriba y lateralmente por el extremo distal de los árboles, y por los efectores de extremo unidos respectivamente a los mismos;

- la carga volumétrica de la parte esclava del robot permite que el cirujano se posicione dentro de la zona de operaciones de manera que sean visibles tanto el microscopio como la anatomía del paciente;

- se permite que el cirujano cambie de microcirugía manual a microcirugía asistida por robot con mínimo esfuerzo y sin necesidad de sentarse/levantarse en otra ubicación;

- se permite que el cirujano se posicione o bien en el lado derecho o bien en el lado izquierdo del carro robótico;

- el brazo de macroposicionamiento pasivo [es decir, desprovisto de grados de libertad motorizados] también puede moverse durante la cirugía gracias a los frenos proporcionados en las juntas rotacionales del mismo;

- la parte esclava del robot se hace simétrica con respecto a la dirección vertical.

Los expertos en la técnica pueden realizar muchos cambios y adaptaciones a las realizaciones descritas anteriormente o pueden reemplazar elementos por otros que sean funcionalmente equivalentes con el fin de satisfacer necesidades contingentes, sin apartarse sin embargo del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Lista de referencias

401Conjunto de cirugía robótica

402Cirujano

402'Hombros del cirujano

403, 503Volumen de trabajo

404Volumen de trabajo compartido

405Mesa de operaciones, o cama de operaciones

406Conjunto de consola maestra

407Conjunto esclavo

408Zona de operaciones

410Componente de transmisión

411Primera porción de fijación del componente de transmisión412Segunda porción de fijación del componente de transmisión413Placa

414Grosor

415Cuerpo del componente de transmisión, o cuerpo de componente416Superficie proximal de la placa

417Superficie distal de la placa

418Junta del componente de transmisión

419'Freno del componente de transmisión

520Manipulador motorizado

421Medios de fijación proximales

422Medios de fijación distales

423Segundo deslizador motorizado horizontal

424Primer deslizador motorizado horizontal

425Deslizador motorizado vertical

426Contrapeso

7,527Carcasa

528Porción proximal de la carcasa

529Porción distal de la carcasa

530Adaptador estéril

431Paño quirúrgico

432Conjunto de recubrimiento

433Porción de acoplamiento distal del adaptador estéril

434Ventana o paso

435Perímetro poligonal

436Porción de esquina de la porción superior del carro

437Primer lado del carro

438Segundo lado opuesto del carro

439Porción superior del carro

540Instrumento quirúrgico

1,541Árbol

542Extremo distal del árbol

443Generador de campo

444Porción central del elemento conector distal

545Porción de unión del elemento conector distal

446Porción que se extiende telescópicamente

447Carro robótico o torre

448Unidad de contacto con el suelo, o rueda del carro robótico449Asidero del carro robótico

450Brazo de macroposicionamiento

451Porción de fijación del manipulador motorizado

452Pantalla

453Asidero del brazo de macroposicionamiento

454<Elemento conector distal, del primer elemento conector del brazo de>macroposicionamiento

455Segundo elemento conector del brazo de macroposicionamiento456Tercer elemento conector del brazo de macroposicionamiento

457Junta rotatoria distal, o primera junta del brazo de macroposicionamiento458Segunda junta rotatoria del brazo de macroposicionamiento

459Tercera junta rotatoria del brazo de macroposicionamiento

460Conjunto de caja de motor

461Motor de rodillo

462Correa de transmisión

463Consola estéril

464Sillón quirúrgico

465, 565Herramienta de entrada maestra

466, 566Herramienta de cirugía manual

467Paño maestro

468, 568Elemento de reposo

469, 569Cono de libertad

470Conjunto de microscopio

471Porción de adquisición de imágenes del microscopio

472Dispositivo de visión

473Borde

474, 574Funda de caída

, 477, 478,

479Elementos conectores de la herramienta terminal articulada

, 481, 482Cables de accionamiento de la herramienta terminal articulada

PPaso

YGuiñada

GAgarre

X-XPrimera dirección horizontal

Y-YSegunda dirección horizontal, o dirección frontal

Z-ZDirección vertical

W-WDirección proximal-distal local

A1Área superficial global de la primera porción de fijación

A2Área superficial global de la al menos una segunda porción de fijaciónG1<Centro geométrico del área superficial global de la primera porción de>fijación

G2<Centro geométrico del área superficial global de la segunda porción de>fijación

d1Distancia de desviación del componente de transmisión

X2Distancia horizontal predefinida

X4Primera distancia

X5Segunda distancia

P4Acción de pivotado

T4Acción de traslación

nÁngulo sólido

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   Conjunto de cirugía robótica (401) para microcirugía asistida por robot que comprende:

   - un brazo pasivo de macroposicionamiento (450);

   - un par de manipuladores motorizados (420, 520) comprendiendo cada uno tres deslizadores lineales motorizados mutuamente ortogonales (423, 424, 425) en el que los deslizadores lineales motorizados (423, 424, 425) de un manipulador motorizado (420) de dicho par son paralelos a los deslizadores lineales motorizados (423, 424, 425) del otro manipulador motorizado (520) de dicho par; en el que ambos manipuladores motorizados de dicho par están unidos a un mismo elemento conector (454) del brazo pasivo de macroposicionamiento (450);

   - un par de adaptadores estériles (430, 530), comprendiendo cada uno un dispositivo de acoplamiento (433) adecuado para conectarse a un instrumento quirúrgico (440, 540);

   - un par de instrumentos quirúrgicos (440, 540) conectados respectivamente a dicho par de adaptadores estériles (430, 530), en el que cada instrumento quirúrgico comprende un árbol (441, 541);

   - un par de componentes de transmisión (410) en el que cada componente de transmisión (410) de dicho par que comprende:

   - una primera porción de fijación (411) adecuada para conectarse rígidamente a dicho al menos un manipulador motorizado (420, 520); y

   - una segunda porción de fijación (412) que se conecta rígidamente a dicho al menos un adaptador estéril (430, 530); y

   - un cuerpo de componente (415) entre dicha primera porción de fijación (411) y dicha segunda porción de fijación (412) que mantiene en una posición mutua respectiva dicha primera porción de fijación (411) y dicha segunda porción de fijación (412);

   y en el que:

   - dicho cuerpo de componente (415) de cada componente de transmisión (410) espacia dicha primera porción de fijación (411) y dicha segunda porción de fijación (412) de una distancia de desviación (d1) en una primera dirección horizontal (X-X), de modo que una acción de manipulación recibida desde cada manipulador motorizado (420, 520) se transmite desplazada de dicha distancia de desviación (d1) al adaptador estéril (430, 530) respectivo;

   - dicho cuerpo de componente (415) de cada componente de transmisión (410) comprende al menos una junta bloqueada rígidamente (418) que proporciona una desviación angular que forma un ángulo sólido (Q) en dicha primera dirección horizontal (X-X) y en una segunda dirección horizontal (Y-Y) que es ortogonal a dicha primera dirección horizontal entre dicha primera porción de fijación (411) y dicha segunda porción de fijación (412) de cada componente de transmisión (410);

   - cada componente de transmisión (410) está interpuesto entre un manipulador motorizado (420, 520) y el adaptador estéril (430, 530) respectivo, para determinar rígidamente la posición mutua relativa y la orientación de dichos tres deslizadores lineales motorizados mutuamente ortogonales (423, 424, 425) del manipulador motorizado (420, 530) y dicho dispositivo de acoplamiento (433) del adaptador estéril (430, 530) respectivo;

   y en el que:

   - el árbol (441, 541) de cada instrumento quirúrgico (430, 530) está desviado con respecto a todas y cada una de las direcciones de deslizamiento (X-X, Y-Y, Z-Z) de dichos deslizadores lineales motorizados (423, 424, 425) del manipulador motorizado (420, 520) respectivo;

   - los árboles (441, 541) de los dos instrumentos quirúrgicos (430, 530) se extienden convergiendo uno hacia el otro apuntando con los extremos distales (442, 542) respectivos hacia delante;

   y en el que:

   - cada manipulador motorizado (420, 520) comprende una carcasa (427, 527) respectiva que encierra individualmente un manipulador motorizado (420, 520) respectivo de dicho par;

   - dichas carcasas (427, 527) están distanciadas entre sí a lo largo de dicha primera dirección horizontal (X-X) de una distancia horizontal predefinida (X2) de modo que una ventana (434) está delimitada al menos parcialmente por dichas dos carcasas (427, 527);

   - dicha ventana (434) está diseñada para que un cirujano (402) ocupe una posición detrás de ella de modo que los dos manipuladores motorizados (420, 520) queden posicionados por encima de los hombros del cirujano (402').
2. 2. Conjunto de cirugía robótica (401) según la reivindicación 1, que comprende al menos un conjunto de caja de motor (460) interpuesto entre cada componente de transmisión (410) respectivo y cada adaptador estéril (430, 530) respectivo y que comprende un motor de rodillo (461) adecuado para hacer pivotar el instrumento quirúrgico (440, 540) respectivo con su árbol (441, 541) alrededor del eje de desarrollo longitudinal del árbol (441, 541).
3. 3. Conjunto de cirugía robótica (401) según la reivindicación 1 o 2, en el que un extremo distal (442) de un primer árbol (441) alcanza un primer volumen de trabajo (403) y un extremo distal (542) de un segundo árbol (541) alcanza un segundo volumen de trabajo (503), en el que dicho primer volumen de trabajo (403) y dicho segundo volumen de trabajo (503) se co-penetran definiendo dicho volumen de trabajo compartido (404) que puede alcanzarse por ambas porciones distales (442, 542) de cada árbol (441, 541) para cualquier posición de funcionamiento de los deslizadores (523, 524, 525).
4. 4. Conjunto de cirugía robótica (401) según la reivindicación anterior 3, en el que dicho volumen de trabajo compartido (404) es un paralelepípedo.
5. 5. Conjunto de cirugía robótica (401) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que uno de dichos deslizadores lineales motorizados (423, 424, 425) de cada manipulador motorizado (420, 520) de dicho par se extiende a lo largo de una dirección vertical (Z-Z).
6. 6. Conjunto de cirugía robótica (401) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:

   - dicha distancia horizontal predefinida (X2) es mayor que dicha distancia de desviación (d1);

   - cada carcasa de dichas carcasas (427, 527) encierra al menos un componente de transmisión (410);

   - las dos carcasas (427, 527) tienen una porción cóncava enfrentadas entre sí de modo que los árboles (441, 541) de los instrumentos quirúrgicos (440, 540) unidos distalmente a las mismas convergen uno hacia el otro alcanzando ambos, dicho volumen de trabajo compartido (404) con un extremo distal (442, 542) del mismo.
7. 7. Conjunto de cirugía robótica (401) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho primer elemento conector (454) del brazo de macroposicionamiento (450) y el par de manipuladores motorizados (420, 520) forman una estructura en forma de “U” invertida que delimita parcialmente dicha ventana (434).
8. 8. Conjunto de cirugía robótica (401) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho brazo pasivo de macroposicionamiento (450) comprende una pluralidad de elementos conectores de brazo (454, 455, 456) que incluyen dicho mismo primer elemento conector (454), estando conectados dicha pluralidad de elementos conectores de brazo (454, 455, 456) entre sí en serie y articulados a través de juntas rotacionales (457, 458, 459), en el que dicho mismo primer elemento conector (454) al que están unidos dicho par de manipuladores motorizados (420, 520) comprende además dos porciones de unión (445, 545), siendo adecuada cada porción de unión (445, 545) para conectarse a un manipulador motorizado (420, 520),

   y en el que:

   - una junta rotatoria distal (457) conecta dicho mismo primer elemento conector (454) y un segundo elemento conector (455),

   - dicha junta rotatoria distal (457) se proporciona entre las porciones de unión (445, 545) del mismo primer elemento conector (454), de modo que una acción de pivotado (P4) que hace pivotar el mismo primer elemento conector (454) alrededor de la junta rotatoria distal (457) de un ángulo de pivotado, determina que los manipuladores motorizados (420, 520) volteen su posición con respecto al segundo elemento conector (455) del brazo de macroposicionamiento (450).
9. 9. Conjunto de cirugía robótica (401) según la reivindicación 8, en el que la posición de las porciones de unión (445, 545) del primer elemento conector (454) están dispuestas simétricamente con respecto a la junta rotatoria distal (457).
10. 10. Conjunto de cirugía robótica (401) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho brazo de macroposicionamiento (450) está conectado a un carro robótico (477) que tiene al menos una unidad de contacto con el suelo (478), en el que preferiblemente dicha al menos una unidad de contacto con el suelo (478) comprende una pluralidad de ruedas.
11. 11. Conjunto de cirugía robótica (401) según la reivindicación 10, en el que el carro (477) comprende una porción superior (439) que tiene una forma poligonal y que define un perímetro de porción superior (435) que forma una pluralidad de porciones de esquina (436), en el que dicho brazo de macroposicionamiento (450) está conectado a una parte cerca de una de dichas porciones de esquina (436).
12. 12. Conjunto de cirugía robótica (401) según la reivindicación 11, en el que la porción superior (439) del carro (477) comprende una pantalla (452) para presentar visualmente información sobre el estado del conjunto de cirugía robótica (401).
13. 13. Conjunto de cirugía robótica (401) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un conjunto de controlador maestro (460) que comprende al menos una herramienta de entrada maestra (465, 565) para controlar al menos uno de dichos instrumentos quirúrgicos (440, 540) y/o al menos uno de dichos manipuladores motorizados (420, 520), en el que preferiblemente la al menos herramienta de entrada maestra (465, 565) no está restringida mecánicamente y se rastrea mediante un dispositivo de rastreo, por ejemplo, un dispositivo de rastreo óptico y/o electromagnético.
14. 14. Conjunto de cirugía robótica (401) según la reivindicación 13, en el que el conjunto de controlador maestro (460) comprende una consola estéril (463).
15. 15. Zona de operaciones (408) que comprende:

    - al menos un conjunto de cirugía robótica (401) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y

    - una mesa de operaciones (405), y

    un conjunto de microscopio (470),

    en el que al menos un ocular (472) del conjunto de microscopio (470) está al menos parcialmente dentro de dicha ventana (434).