ES3033586T3 - Master controller assembly for a robotic surgery system and method - Google Patents

Abstract

Conjunto controlador maestro (202) para un sistema de cirugía robótica que comprende además al menos un conjunto robótico esclavo (203) que comprende un dispositivo de agarre quirúrgico esclavo (217) capaz de proporcionar un grado de libertad de movimiento de agarre que se encuentra en un plano de agarre esclavo predefinido (218), y una unidad de control (205); en donde dicho conjunto controlador maestro (202) comprende al menos una herramienta de entrada maestra portátil (206), dicho conjunto controlador maestro (202) está conectado operativamente a dicho conjunto robótico esclavo (203); dicha herramienta de entrada maestra (206) comprende un cuerpo de herramienta maestra (209); dicho cuerpo de herramienta maestra (209) comprende al menos una superficie de manipulandum (210), diseñada para ser sostenida manualmente por los dedos del cirujano (211, 212), dicha herramienta de entrada maestra (206) no está restringida mecánicamente por dicho conjunto de robot esclavo (203), dicha al menos una superficie de manipulandum (210) es una superficie convexa, dicha herramienta de entrada maestra (206) comprende un dispositivo detector de comando de agarre (213); que comprende una porción operativa (214) que comprende al menos una superficie operativa (215) adecuada para estar orientada hacia los dedos del cirujano (211, 212); dicha porción operativa (214) es operable por dicho comando manual, siendo dicho comando manual una acción de presión dirigida radialmente (216) ejercida en cualquier punto de la superficie operativa (214); dicha herramienta de entrada maestra (206) comprende al menos un conjunto de detección (222) que detecta dicha acción de presión dirigida radialmente (216), de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente (216) ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa (215) determina una acción de movimiento de agarre esclavo emparejado (221) de dicho dispositivo de agarre esclavo quirúrgico (217), estando dicho movimiento de agarre emparejado de dicho dispositivo de agarre esclavo quirúrgico (217) en dicho plano de agarre esclavo predefinido (218). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de controlador maestro para un sistema de cirugía robótica y método

Campo de la invención

Un objeto de la presente invención es un conjunto de controlador maestro para un sistema de cirugía robótica.

La presente invención también se refiere a un sistema de cirugía robótica.

La presente invención también se refiere a un método de control de para un sistema de cirugía robótica.

Antecedentes

Se conocen generalmente en el campo conjuntos quirúrgicos robóticos que comprenden una interfaz maestra y una herramienta quirúrgica esclava. Específicamente, los conjuntos quirúrgicos robóticos del tipo conocido comprenden una estación de control maestra que puede controlar el movimiento de un efector de extremo quirúrgico esclavo, como se muestra, por ejemplo, en el documento US-5876325.Este documento da a conocer unos apéndices articulados no portátiles suspendidos de robots, que están suspendidos de una viga restringida de manera fija a la estación de control maestra, comprendiendo dichos apéndices herramientas maestras para controlar el efector de extremo quirúrgico esclavo que opera sobre anatomía de un paciente.

Soluciones similares de herramientas maestras no portátiles sostenidas por robots se muestran, por ejemplo, en los documentos US-6424885 y US-6594552,en las que el apéndice de la estación de control maestra que actúa como herramienta maestra para controlar el efector de externo quirúrgico esclavo comprende un cuerpo de apéndice restringido rígidamente a la estación de control maestra. La transmisión de movimiento al efector de extremo esclavo se basa en la detección de la tensión mecánica inducida al empujar el cuerpo de apéndice de la estación de control maestra en diversas direcciones espaciales. Tal cuerpo de apéndice puede estar asociado a un par de aletas opuestas, estando cada una de dichas aletas restringida en uno de sus extremos al cuerpo de apéndice de tal manera que forme unas aletas en voladizo, adecuadas para recibir un comando manual dirigido a activar el grado de libertad de agarre del efector de extremo esclavo.

Sin embargo, las soluciones de herramientas maestras no portátiles, suspendidas de robots o sostenidas por robots de los tipos descritos anteriormente presentan algunos inconvenientes. Proporcionar tal apéndice de control restringido mecánicamente a la estación de control maestra del conjunto quirúrgico robótico limita fuertemente la libertad de movimiento natural del cirujano durante la cirugía y fuerza al cirujano a operar en una ubicación predefinida desde la que la estación de control maestra, y en particular el apéndice de control unido a la misma, puede alcanzarse fácilmente. La incomodidad para el cirujano se ve todavía aumentada debido a la incapacidad de ajustar la ubicación de tal apéndice en tiempo real durante la cirugía, por ejemplo en lo que se refiere a la altura desde el suelo. Esto lleva al cirujano a un cansancio prematuro durante la cirugía y a una pérdida de concentración temprana.

Además, estas soluciones conocidas ocupan un enorme volumen dentro del quirófano y al mismo tiempo el apéndice articulado puede realizar un rango de movimiento mínimo. Adicionalmente, el cirujano está obligado a permanecer dentro de la consola maestra inmersiva, colocada habitualmente en una ubicación fija predeterminada fuera de la región estéril del quirófano. Además, dicho apéndice maestro está compuesto por varias partes mecánicas y componentes ensamblados entre sí, dando como resultado un tiempo y costes de fabricación elevados.

A menudo, los cirujanos se han formado durante años para manipular de manera apropiada herramientas quirúrgicas adecuadas para operar directamente sobre la anatomía de un paciente. Las herramientas quirúrgicas generalmente son herramientas portátiles y comprenden un asidero de herramienta, adecuado para sostenerse con la mano y para manipularse por el cirujano, estando dicho asidero conectado directamente de manera mecánica a una punta de herramienta, adecuada para operar sobre la anatomía de un paciente. Algunos ejemplos de herramientas quirúrgicas de cirugía oftálmica tradicionales se muestran en los documentos US-5634918 y WO-2012-064361.Tales herramientas de cirugía tradicionales hacen que el cirujano sepa con certeza cuándo la punta de herramienta no toca la anatomía del paciente, permitiendo de esta manera que el cirujano haga rodar el asidero de herramienta de manera segura (es decir, sin transmitir acciones sobre la anatomía del paciente) entre los dedos alrededor del eje longitudinal del asidero de herramienta, una necesidad gestual de reducción de tensión bastante común entre los cirujanos, por ejemplo, útil para relajar los músculos de la mano durante la cirugía y para prevenir espasmos musculares. Además, hacer rodar el asidero de herramienta entre los dedos alrededor de un eje longitudinal permite añadir al menos un grado de libertad de movimiento no accionado por la articulación de muñeca del cirujano.

En cambio, la microcirugía robótica fuerza al cirujano a usar herramientas maestras para controlar el movimiento de un efector de extremo esclavo asociado que opera sobre la anatomía de un paciente, y habitualmente dichas herramientas maestras limitan la comodidad del cirujano durante la cirugía y a menudo fuerzan al cirujano a un período de formación adicional para usar de manera apropiada la herramienta maestra para controlar el efector de extremo esclavo. El periodo de formación adicional puede incluso prolongarse si la forma y las funcionalidades de la herramienta maestra son diferentes de una herramienta quirúrgica tradicional.

Se ha proporcionado una herramienta maestra que puede llevarse puesta, tal como se da a conocer, por ejemplo, en el documento US-8996173, en la que se diseñan un par de anillos que se colocan en el dedo del cirujano y se conectan por cable al conjunto esclavo robótico. Un conjunto de gestos codificados del dedo del cirujano desencadena una acción predefinida del efector de extremo esclavo sobre la anatomía del paciente. Obviamente, esta solución requiere una formación muy prolongada del cirujano para manejar de manera adecuada tales anillos maestros que pueden llevarse puestos, con el fin de evitar transmitir comandos no intencionados al efector de extremo esclavo. Por razones de seguridad del paciente, debe evitarse la transmisión involuntaria de comandos al dispositivo esclavo.

Para superar las deficiencias de la solución conocida descrita anteriormente y con el fin de proporcionar una herramienta maestra de manipulación(manipulandum)(es decir, de latín: “algo que va a manipularse”) sostenida con la mano que tenga una forma que le resulte familiar a la mayoría de los cirujanos, los documentos WO-2017-064303 y WO-2017-064306, en nombre del mismo solicitante, muestran un dispositivo de herramienta maestra que reproduce sustancialmente el aspecto de unas pinzas quirúrgicas tradicionales. Tal dispositivo de herramienta maestro comprende un par de tiras metálicas flexibles soldadas entre sí en uno de sus extremos para formar un dispositivo de entrada maestro similar a unas pinzas. Unos sensores ubicados de manera adecuada ayudan a la almohadilla magnética a seguir el movimiento de las pinzas y detectar cuándo se cierran las pinzas y transmitir el movimiento detectado al efector de extremo quirúrgico esclavo.

Aunque resulta satisfactorio para mejorar la comodidad del cirujano durante la cirugía, este tipo de solución es propensa a presentar inconvenientes. En particular, tales tiras metálicas flexibles que forman un dispositivo similar a unas pinzas fuerzan un movimiento no lineal de los sensores colocados en el extremo libre de las tiras metálicas, por lo que la detección del movimiento de cierre de las pinzas inducido manualmente, para imitar un tipo de agarre de objetos, a menudo conduce a incertidumbre en las mediciones y a baja resolución de detección. Las vibraciones mecánicas que surgen en cada tira metálica durante su flexión elástica generan ruido detectado por la almohadilla de seguimiento. Esto podría dar como resultado una respuesta de movimiento insatisfactoria del efector de extremo esclavo que podría incluso conducir a complicaciones graves en el cuerpo del paciente después de la cirugía. Además, la almohadilla de seguimiento es adecuada para generar un campo magnético de seguimiento sólo desde un lado de la almohadilla, forzando al cirujano a no mover la herramienta maestra sostenida con la mano de manipulación en el lado posterior de la almohadilla, donde no puede seguirse el movimiento, por lo que no puede transmitirse una señal de comando al efector de extremo.

Además, los documentos WO-2014-151621 y US-2015-038981 dan a conocer una herramienta de entrada maestra portátil, sostenida con la mano, que puede manipular un cirujano mientras se mueve por diversas ubicaciones de la zona de cirugía. Esta solución aprovecha el seguimiento por cámara de vídeo de bolas diseñadas de manera adecuada que sobresalen en voladizo desde el cuerpo de herramienta maestra portátil sostenida con la mano. Dicho de otro modo, puede realizarse el seguimiento de un conjunto de tres bolas no simétricas montadas en la herramienta maestra mediante un aparato de cámara proporcionado en el robot para determinar la posición y orientación de la herramienta de entrada maestra con el objetivo de transmitir una señal de comando al efector de extremo quirúrgico esclavo. Otros ejemplos de controladores portátiles de mano se dan a conocer en los documentos WO-2018-107062 y WO-2016-171757. Estas soluciones comprenden ambas una cámara anular interior dentro del cuerpo del controlador que aloja un motor para proporcionar retroalimentación táctil al usuario.

Aunque satisfactorias desde algunos puntos de vista, estas soluciones son propensas a presentar inconvenientes. Como el sistema de seguimiento basado en señales visuales permite que el cirujano opere mientras se mueve por diversas ubicaciones de la zona de cirugía, al mismo tiempo fuerza al robot a tener un sistema de control potente y puede dar como resultado un retardo no deseado de la transmisión de movimiento al efector de extremo esclavo, dando como resultado una incomodidad para el cirujano. Además, esta solución no consigue replicar la forma de una herramienta quirúrgica tradicional, lo que resulta poco familiar para el cirujano, forzando a los cirujanos a prologar los períodos de formación dedicados.

Se percibe la necesidad de proporcionar una solución de herramienta de entrada maestra para cirugía robótica que pueda superar los inconvenientes citados con referencia a la técnica anterior.

Se percibe la necesidad de proporcionar una herramienta de entrada maestra para cirugía robótica adecuada para mejorar la comodidad del cirujano y que al mismo tiempo pueda proporcionar una alta precisión de detección.

Se percibe la necesidad de proporcionar una herramienta de entrada maestra para cirugía robótica que pueda reducir al mínimo la duración de la formación del cirujano.

Se percibe la necesidad de proporcionar una herramienta de entrada maestra sostenida con la mano para cirugía robótica que pueda manipularse con la movilidad de los dedos evitando la necesidad de que se mueva con la muñeca del cirujano.

Se percibe la necesidad de proporcionar una herramienta de entrada maestra sostenida con la mano para cirugía robótica que sea estéril, que permita que el cirujano opere además la anatomía de un paciente.

Se percibe la necesidad de proporcionar una herramienta de entrada maestra para cirugía robótica adecuada para evitar la transmisión de la señal de comando no deseada al efector de extremo esclavo.

Se percibe la necesidad de proporcionar una herramienta de entrada maestra para cirugía robótica desprovista de restricciones mecánicas a la estación de control maestra o al robot esclavo.

Solución

Un alcance de la presente invención es superar los inconvenientes mencionados con referencia a la técnica anterior.

Estos y otros alcances se logran mediante un conjunto de controlador maestro según la reivindicación 1, así como un sistema de cirugía robótica según la reivindicación 14, así como un método según la reivindicación 17.

Algunas realizaciones preferidas son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

Según un aspecto de la invención, un conjunto de controlador maestro para un sistema de cirugía robótica comprende al menos una herramienta de entrada maestra portátil sostenida con la mano y al menos un conjunto de detección. La herramienta de entrada maestra comprende un cuerpo de herramienta maestra que define un eje longitudinal de herramienta, y un dispositivo detector de comando de agarre. Dicho cuerpo de herramienta maestra comprende al menos una superficie de manipulación, diseñada para sostenerse con la mano mediante los dedos del cirujano, es una superficie convexa, de modo que dicho cuerpo de herramienta maestra puede hacerse rodar entre los dedos del cirujano alrededor del eje longitudinal de herramienta. Dicha herramienta de entrada maestra no está restringida mecánicamente con respecto a dicho conjunto de robot esclavo, de tal manera que dicho cuerpo de herramienta maestra puede moverse, hacerse rotar y hacerse girar de manera natural por un cirujano.

El dispositivo detector de comando de agarre de la herramienta de entrada maestra detecta dicho comando manual, dirigiéndose dicho comando manual para accionar el grado de libertad de movimiento de agarre de dicho dispositivo de agarre quirúrgico esclavo, en el que dicho dispositivo detector de comando de agarre comprende una porción operativa que rodea el eje longitudinal de herramienta, en el que dicha porción operativa comprende al menos una superficie operativa orientada opuesta al eje longitudinal de herramienta y que es adecuada para orientarse hacia los dedos del cirujano, y en el que dicha porción operativa puede hacerse funcionar mediante dicho comando manual, siendo dicho comando manual una acción de presión dirigida radialmente ejercida en cualquier punto de la superficie operativa.

El al menos un conjunto de detección del conjunto de controlador maestro detecta dicha acción de presión dirigida radialmente, de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa determina una acción de movimiento de agarre esclavo emparejado de dicho dispositivo de agarre esclavo quirúrgico de modo que dicho movimiento de agarre emparejado de dicho dispositivo de agarre quirúrgico se encuentra en dicho plano de agarre esclavo predefinido.

Gracias a las soluciones propuestas, puede desacoplarse la orientación del maestro y del esclavo mientras se transmite una acción de comando de agarre al instrumento quirúrgico esclavo.

El comando de agarre puede detectarse por el conjunto de detección como un desplazamiento lineal de dos sensores recibidos en ranuras proporcionadas en el cuerpo de herramienta maestra del conjunto maestro.

Gracias a las soluciones propuestas, se proporciona un conjunto de controlador maestro particularmente adecuado para cirugía ocular asistida por robot.

Figuras

Características y ventajas adicionales de la invención aparecerán a partir de la descripción presentada a continuación de realizaciones preferidas, que se facilitan como ejemplos y pretenden ser no limitativos, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:

- las figuras 1 y 2 son vistas en perspectiva del sistema de cirugía robótica, según algunas realizaciones;

- la figura 2bis es una vista en perspectiva que muestra el conjunto de controlador maestro, según una realización;

- las figuras 3 y 4 son esquemas en vista en perspectiva que muestran el conjunto de controlador maestro y el dispositivo de agarre quirúrgico esclavo, según una realización;

- las figuras 5, 6 y 7 son vistas en perspectiva del conjunto de controlador maestro sostenido con la mano por un cirujano, según algunas realizaciones;

- las figuras 8 y 9 son vistas en perspectiva del conjunto de controlador maestro, en las que el conjunto de detección se muestra como piezas separadas, según algunas realizaciones;

- la figura 10 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del conjunto de controlador maestro, según una realización;

- figura 11 es una vista en perspectiva del cuerpo de herramienta maestra, según una realización;

- las figuras 12, 13, 14 y 15 son secciones transversales realizadas a lo largo de un plano de corte radial tal como se indica por las flechas XN-XN-XN-XN en la figura 6 que muestran el dispositivo detector de comando de agarre maestro;

- las figuras 16 y 17 son diagramas de bloques de un conjunto de cirugía robótica, según algunas realizaciones;

- la figura 18 es una sección transversal realizada a lo largo de un plano de corte radial tal como se indica por las flechas XN-XN-XN-XN en la figura 6, que muestra el conjunto de controlador maestro, según una realización, cuando se aplica la acción de presión dirigida radialmente;

- la figura 19 es una sección transversal realizada a lo largo de un plano de corte radial tal como se indica por las flechas XN-XII-XN-XN en la figura 6, que muestra el conjunto de controlador maestro, según una realización, cuando no se aplica ningún comando manual.

Descripción detallada de realizaciones preferidas

Según la invención, un sistema de cirugía robótica 201 comprende al menos un conjunto de controlador maestro 202, adecuado para detectar un comando manual 245, y al menos un conjunto de robot esclavo 203, que comprende al menos un instrumento quirúrgico esclavo 204. Dicho instrumento quirúrgico esclavo 204 está diseñado para operar sobre la anatomía de un paciente.

Dicho instrumento quirúrgico esclavo 204 comprende al menos un dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217 que puede dotar a dicho instrumento quirúrgico 204 de un grado de libertad de movimiento de agarre que se encuentra en un plano de agarre esclavo predefinido 218. Según una realización preferida, dicho dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217 comprende un primer elemento alargado 248 y un segundo elemento alargado 249, estando articulados dicho primer elemento alargado 248 y dicho segundo elemento alargado 249 uno con respecto al otro formando una junta de agarre quirúrgico 220, siendo preferiblemente dicha junta de agarre quirúrgico 220 una junta de pasador que proporciona un único grado de libertad de movimiento a dicho primer elemento alargado 248 y dicho segundo elemento alargado 249. Preferiblemente, cada uno de dicho primer elemento alargado 248 de dicho dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217 y dicho segundo elemento alargado 249 de dicho dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217 comprende una porción de junta 251, que forma al menos una porción de dicha junta de agarre quirúrgico 250 y un extremo libre en voladizo 255.

Según la invención, dicho sistema de cirugía robótica 201 comprende además una unidad de control 205, adecuada para recibir una primera señal de comando 246 que contiene información sobre dicho comando manual 245 y para transmitir una segunda señal de comando 247 que contiene información sobre dicho comando manual 245 al conjunto de robot esclavo 203 con el fin de accionar dicho instrumento quirúrgico esclavo 204.

Dicho conjunto de controlador maestro 202 comprende al menos una herramienta de entrada maestra portátil sostenida con la mano 206, adecuada para sostenerse con la mano y manipularse por un cirujano desde diversas ubicaciones de la zona de cirugía durante la cirugía. De este modo, dicho conjunto de controlador maestro 202 está dotado de portabilidad, por ejemplo durante la cirugía dentro de dicha zona de cirugía.

Dicha herramienta de entrada maestra 106 es adecuada para recibir dicho comando manual 245.

Según la invención, el término “portátil” referido a dicha herramienta de entrada maestra indica que la herramienta de entrada maestra puede transportarse o moverse, por ejemplo por el cirujano durante la cirugía. Según una realización preferida, el término “portátil” referido a dicha herramienta de entrada maestra indica que la herramienta de entrada maestra puede moverse en el espacio, puede palparse con las manos y/o los dedos, o puede cambiarse la orientación de dicho eje longitudinal.

Según la invención, el término “sostenido con la mano” referido a dicha herramienta de entrada maestra indica que la herramienta de entrada maestra está diseñada para hacerse funcionar mientras se sostiene en una mano, por ejemplo la mano del cirujano. Según una realización, pueden usarse los dedos del cirujano para hacer rodar o mover la herramienta de entrada maestra mientras se sostiene con la mano en la mano de un cirujano.

Según una realización preferida, el término “zona de cirugía” se refiere a una porción del espacio que rodea al menos parcialmente la anatomía de un paciente. Preferiblemente, dentro de la zona de cirugía están comprendidas diversas ubicaciones además de la anatomía del paciente.

Según una realización preferida, el término “manipulado” referido a dicha herramienta de entrada maestra indica que la herramienta de entrada maestra puede tratarse o hacerse funcionar con o como si fuera con las manos.

Según la invención, dicha herramienta de entrada maestra 206 está emparejada a lo largo de un par maestroesclavo con dicho instrumento quirúrgico esclavo 204. Según una realización preferida, dicha herramienta de entrada maestra 206 y dicho instrumento quirúrgico esclavo 204 forman, a través de dicha unidad de control 205, un par maestro-esclavo.

Dicho conjunto de controlador maestro 202 está conectado operativamente a dicho conjunto de robot esclavo 203.

Dicha herramienta de entrada maestra 206 comprende un cuerpo de herramienta maestra 209. Preferiblemente, dicho cuerpo de herramienta de entrada maestra 209 define el volumen ocupado de dicha herramienta de entrada maestra 206.

Dicho cuerpo de herramienta maestra 209 define un eje longitudinal de herramienta X-X, coincidente con el eje de desarrollo longitudinal de dicho cuerpo de herramienta maestra 209, una dirección radial de herramienta R-R, ortogonal al eje longitudinal de herramienta X-X, y una dirección circunferencial de herramienta C-C, ortogonal tanto al eje longitudinal de herramienta X-X como a la dirección radial de herramienta R-R.

Dicho cuerpo de herramienta maestra 209 comprende al menos una superficie de manipulación 210, diseñada para sostenerse con la mano mediante los dedos 211, 212 del cirujano. De este modo, se mejora la portabilidad de la herramienta de entrada maestra 206.

Dicha herramienta de entrada maestra 206 no está restringida mecánicamente con respecto a dicho conjunto de robot esclavo 203, de tal manera que dicho cuerpo de herramienta maestra 209 puede moverse, hacerse rotar y hacerse girar, preferiblemente de manera natural, por un cirujano. Según una realización, dicha herramienta de entrada maestra es inadecuada para proporcionar retroalimentación de fuerza. Dicha herramienta de entrada maestra 206 no está conectada mecánicamente a tierra. El conjunto de controlador maestro 202 tampoco está restringido mecánicamente y está sin conexión a tierra.

Dicha al menos una superficie de manipulación 210 es una superficie convexa, de modo que dicho cuerpo de herramienta maestra 209 puede hacerse rodar entre los dedos 211,212 del cirujano alrededor del eje longitudinal de herramienta X-X.

Según la invención, dicha herramienta de entrada maestra 206 comprende un dispositivo detector de comando de agarre 213 que detecta dicho comando manual 245. Preferiblemente, dicho comando manual 24 se dirige para accionar el grado de libertad de movimiento de agarre de dicho dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217.

Dicho dispositivo detector de comando de agarre 213 comprende una porción operativa 214 que rodea el eje longitudinal de herramienta X-X.

Dicha porción operativa 214 comprende al menos una superficie operativa 215 orientada opuesta al eje longitudinal de herramienta X-X y que es adecuada para orientarse hacia los dedos 211,212 del cirujano.

Dicha porción operativa 214 puede hacerse funcionar mediante dicho comando manual 245, siendo dicho comando manual 245 una acción de presión dirigida radialmente 216 ejercida en cualquier punto de la superficie operativa 214. De este modo, se permite que el cirujano dirija manualmente el dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217 presionando radialmente dicha porción operativa 214 de dicha herramienta de entrada maestra 206.

Ventajosamente, dicha herramienta de entrada maestra 206 comprende al menos un conjunto de detección 222 que detecta dicha acción de presión dirigida radialmente 216, de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente 216 ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa 215 determina una acción de movimiento de agarre esclavo emparejado 221 de dicho dispositivo de agarre esclavo quirúrgico 217.

Con ventaja adicional, dicha acción de movimiento de agarre esclavo emparejado 221 de dicho dispositivo de agarre quirúrgico 217 se encuentra en dicho plano de agarre esclavo predefinido 218.

Gracias a la provisión de una herramienta de entrada maestra 206 de este tipo, se permite que el cirujano dirija el dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217 para determinar dicha acción de movimiento de agarre esclavo 221 que se encuentra en un plano de agarre predefinido 218 por medio de la aplicación de una presión dirigida radialmente en cualquier punto de dicha porción operativa 214 de dicha herramienta de entrada maestra 204.

La provisión de un sistema de cirugía robótica 201 de este tipo hace que el cirujano pueda desacoplar o separar la orientación de la herramienta de entrada maestra 206 de la acción de movimiento de agarre esclavo 221 emparejado, a lo largo de un par maestro-esclavo, del dispositivo de agarre quirúrgico 217, ya que la acción de movimiento de agarre esclavo emparejado 221 se encuentra en un plano de agarre 218 mientras que el comando manual maestro 245 puede ejercerse en cualquier punto de dicha superficie operativa 215, siempre que se dirija a lo largo de dicha dirección radial de herramienta R-R.

Gracias a la provisión de dicha herramienta de entrada maestra 206, se permite el cirujano que haga rodar el cuerpo de herramienta de entrada maestra 209 alrededor del eje longitudinal de herramienta X-X dentro de los dedos 211, 212 del cirujano, evitando por este motivo perder la conexión operativa emparejada maestro-esclavo con el dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217.

Gracias a un sistema de cirugía robótica 201 de este tipo, el cirujano dirige el dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217 para que se mueva con una acción de movimiento de agarre quirúrgico esclavo 221 en un plano de agarre esclavo predefinido 218 independientemente de la orientación del comando manual 245 aplicado a dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro 213, preferiblemente sobre dicha superficie operativa. Como consecuencia, el cirujano dirige el dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217 independientemente de la orientación de dicha herramienta de entrada maestra 216.

Según una realización, dicha herramienta de entrada maestra 206 está conectada al conjunto robótico esclavo 203, preferiblemente a través de dicha unidad de control 205, por medio de al menos una conexión por cable maestra 208.

Según una realización preferida, cuando dicha porción operativa 214 se somete a dicha acción de presión dirigida radialmente 216, el dispositivo de agarre quirúrgico esclavo emparejado 217 se somete a una acción de movimiento de agarre esclavo 221 dirigida para mover dicho extremo libre en voladizo 255 tanto de dicho primer elemento alargado 248 como de dicho segundo elemento alargado 249 acercándose entre sí.

Según una realización preferida, dicha al menos una superficie de manipulación 210 está ubicada sobre dicha porción operativa 214 de dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro 213. Dicho de otro modo, dicha porción operativa comprende dicha al menos una superficie de manipulación 210.

Según una realización preferida, dicha superficie operativa 215 de dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro 213 comprende dicha al menos una superficie de manipulación 210. Dicho de otro modo, dicha superficie operativa 215 comprende dicha al menos una superficie de manipulación 210.

La provisión de una superficie de manipulación 210 de este tipo permite que el cirujano sostenga con la mano de manera natural la herramienta de entrada maestra 206, así como que manipule de manera natural la herramienta de entrada maestra 206, por ejemplo haciendo rodar la herramienta de entrada maestra alrededor del eje longitudinal de herramienta X-X, y al mismo tiempo permite que el cirujano dirija el grado de libertad de agarre esclavo del instrumento quirúrgico esclavo 204 de dicho sistema de cirugía robótica 201.

Según la invención, dicha porción operativa 214 de dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro 213 rodea completamente dicho eje longitudinal de herramienta X-X. De este modo, puede maximizarse la extensión de dicha superficie operativa.

Según una realización preferida, dicha al menos una superficie de manipulación 210 es al menos una porción de una superficie cilíndrica.

Según una realización, dicha porción operativa 214 rodea una porción angular predominante de dicho eje longitudinal de herramienta X-X. Preferiblemente, dicha porción angular predominante cubre a lo largo de la dirección circunferencial C-C un ángulo mayor de 180 grados, preferiblemente mayor de 240 grados. Según una realización preferida, dicha porción angular predominante cubre a lo largo de la dirección circunferencial C-C un ángulo mayor de 270 grados.

Según una realización, dicha superficie operativa 215 es una superficie discontinua, formada preferiblemente por una pluralidad de porciones de superficie desunidas que se encuentran todas ellas sobre una superficie geométrica virtual que rodea al menos parcialmente dicho eje longitudinal de herramienta X-X.

Según una realización, dicha porción operativa 214 comprende una pluralidad de elementos de tira 235 dispuestos orientados sustancialmente en la longitudinal dirección X-X de la herramienta, extendiéndose dicha pluralidad de elementos de tira 235 longitudinalmente entre dicha primera porción de conexión 227 y dicha segunda porción de conexión 228 de la porción operativa 214, definiendo orificios longitudinales 236 entre las mismas.

Según una realización, dicha superficie operativa 215 es una superficie discontinua en la dirección circunferencial C-C.

Según una realización, dicho cuerpo de herramienta maestra 209 es extensible, para modificar el volumen ocupado de dicha herramienta maestra 206, cuando está en condiciones de funcionamiento. Preferiblemente, dicho cuerpo de herramienta maestra se extiende cuando dicha acción de presión dirigida radialmente 216 se aplica sobre dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro 213.

Según la invención, dicho cuerpo de herramienta maestra 209 comprende una primera porción de cuerpo 223 y una segunda porción de cuerpo 224, en el que dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224 pueden moverse una con respecto a la otra, y en el que dicho dispositivo detector de comando de agarre 213 actúa conjuntamente con dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224 de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente 216 ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa 215 determina el movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224 a lo largo de un eje de movimiento predefinido, siendo dicho eje de movimiento predefinido el eje longitudinal de herramienta X-X.

Según una realización, dicho conjunto de detección 222 detecta el movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224 a lo largo del eje de movimiento predefinido.

Según una realización, dicho movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224 está dirigido a alejar dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224 entre sí, preferiblemente cuando dicha acción de presión dirigida radialmente 216 se aplica sobre dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro 213.

Según una realización, al menos una entre dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224 comprende un dispositivo de guiado 225 que guía el movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224.

Según una realización, dicho dispositivo detector de comando de agarre 213 de dicha herramienta de entrada maestra 206 comprende un elemento elástico 226 que desvía dicha superficie operativa 215 alejándola del eje longitudinal de herramienta X-X. De este modo, se proporciona una precarga elástica en dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro 213 que desvía la superficie operativa 215 alejándola del eje longitudinal de herramienta X-X, haciendo que dicha porción operativa 214 esté preparada, después de haberse liberado, para recibir dicho comando manual, preferiblemente dicha acción de presión dirigida radialmente 216.

Según una realización, dicha porción operativa 214 comprende al menos una primera porción de conexión 227 conectada a dicha primera porción de cuerpo 223 de dicho cuerpo de herramienta maestra 209, y al menos una segunda porción de conexión 228 conectada a dicha segunda porción de cuerpo 224 de dicho cuerpo de herramienta maestra 209, de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente 216 ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa 215 carga dicho elemento elástico 226.

Según una realización, dicho elemento elástico 226 desvía dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224 de dicho cuerpo de herramienta maestra 209 aproximándolas entre sí.

Según una realización, dicho elemento elástico 226 comprende un resorte axial adecuado para cargar energía elástica cuando se comprime axialmente.

Según una realización, dicha primera porción de cuerpo 223 comprende una primera porción de tope 229, que forma una pared de tope para dicho elemento elástico 226, y en la que dicha segunda porción de cuerpo 224 comprende una segunda porción de tope 230, que forma una pared de tope para dicho elemento elástico 226.

Según una realización, dicha primera porción de tope 229 está orientada hacia dicha segunda porción de tope 230. Preferiblemente, dicha primera porción de tope 229 y dicha segunda porción de tope 230 están ubicadas de manera rebajada una con respecto a la otra, con respecto al movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo y dicha segunda porción de cuerpo de dicho cuerpo de herramienta maestra 209.

Según una realización, dicha primera porción de cuerpo 223 comprende un cuerpo de herramienta distal 231 y un elemento de vástago 232, recibiendo dicho cuerpo de herramienta distal 231 una porción de dicho elemento de vástago 232, de modo que dicho cuerpo de herramienta distal 231 es solidario con dicho elemento de vástago 232. Según una realización, dicho elemento de vástago 232 comprende dicha primera porción de tope 229.

Según una realización, dicha segunda porción de cuerpo 224 de dicho cuerpo de herramienta maestra 209 comprende una bobina hueca 233 y un cuerpo de herramienta proximal 234. Según una realización, dicha bobina hueca 223 comprende dicha segunda porción de tope 230. Preferiblemente, dicha bobina hueca delimita un orificio pasante dirigido a lo largo de la dirección longitudinal de herramienta X-X.

Según una realización preferida, dicha bobina hueca 233 se ajusta sobre dicho elemento de vástago 232, de tal manera que dicha primera porción de tope 229 del elemento de vástago 232 está orientada hacia dicha segunda porción de tope 230 de la bobina hueca 230. Según una realización, dicho elemento elástico se ajusta sobre dicho elemento de vástago 232 y se interpone entre dicha primera porción de tope 229 del elemento de vástago 232 y dicha segunda porción de tope 230 de la bobina hueca 230.

Según una realización preferida, dicha primera porción de cuerpo 223 comprende dicho cuerpo de herramienta distal 231 y dicha segunda porción de cuerpo 224 comprende dicho cuerpo de herramienta proximal 234, en las que dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224 pueden moverse una con respecto a la otra, y en las que dicho dispositivo detector de comando de agarre 213 actúa conjuntamente con dicha primera porción de cuerpo 223 y dicha segunda porción de cuerpo 224, de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente 216 ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa 215 determina el movimiento relativo de dicho cuerpo de herramienta distal 231 y dicho cuerpo de herramienta proximal 234 a lo largo de un eje de movimiento predefinido, preferiblemente siendo dicho eje de movimiento predefinido, el eje longitudinal de herramienta X-X.

Según una realización, dicho movimiento relativo de dicho cuerpo de herramienta distal 231 y dicho cuerpo de herramienta proximal 234 está dirigido a alejar dicho cuerpo de herramienta distal 231 y dicho cuerpo de herramienta proximal 234 entre sí, preferiblemente cuando dicha acción de presión dirigida radialmente 216 se aplica sobre dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro 213.

Según una realización, dicho elemento elástico 226 es adecuado para ejercer una acción elástica cuando se carga mediante una carga axial compresiva.

Según una realización, dicho elemento elástico 226 desvía dicha primera porción de tope 229 del elemento de vástago 232 alejándola de dicha segunda porción de tope 230 de la bobina hueca 230.

Según una realización, dicho sistema de cirugía robótica 201, preferiblemente dicho conjunto de controlador maestro 202, comprende al menos un generador de campo 207 que genera un volumen de campo predefinido. Según una realización preferida, dicho al menos un generador de campo 207 genera un campo magnético.

Según una realización, dicho conjunto de robot esclavo 203 comprende además al menos un brazo quirúrgico 252 que manipula dicho instrumento quirúrgico esclavo 204. Según una realización, dicho conjunto de robot esclavo 203 comprende al menos un micromanipulador 253 que manipula dicho instrumento quirúrgico esclavo 204. Preferiblemente, dicho al menos un micromanipulador 253 está conectado directamente en serie a dicho brazo quirúrgico 252 formando una cadena cinemática con dicho brazo quirúrgico 252, manipulando dicho micromanipulador 253 dicho instrumento quirúrgico esclavo 204. Según una realización, al menos dos micromanipuladores 253 están conectados directamente en serie a dicho brazo quirúrgico 252 formando una cadena cinemática de al menos do ramas con dicho brazo quirúrgico 253.

Según una realización, dicho sistema de cirugía robótica 201 comprende al menos un carro de robot 254 que comprende al menos una unidad de contacto con el suelo 257 del carro y un asidero de carro 256, siendo dicho asidero de carro 256 adecuado para mover al menos una porción del sistema de cirugía robótica 201, preferiblemente dicho conjunto de robot esclavo 203, al menos dentro de la zona de cirugía. Preferiblemente, dicho carro de robot 254 forma un soporte mecánico y estructura, preferiblemente un soporte mecánico y estructural móvil, para el conjunto de robot esclavo 203.

Según una realización, dicho carro de robot 254 está conectada a un cable de fuente de alimentación 258.

Según una realización, dicho carro de robot 254 comprende dicha unidad de control 205. Preferiblemente, dicha unidad de control 205 está ubicada solidaria con dicho carro de robot 254.

Según una realización, dicho carro de robot 254 comprende dicho generador de campo 207. De este modo, el volumen de campo generado es solidario con dicho carro de robot 254.

Según una realización, dicho conjunto de controlador maestro 202 comprende además al menos una silla quirúrgica 250 que comprende al menos una superficie de asiento 259 para que el cirujano se siente en ella durante la cirugía.

Según una realización, dicha silla quirúrgica 250 no está restringida mecánicamente con respecto al conjunto de robot esclavo 203, para impedir la propagación mediante contacto mecánico del movimiento de vibración desde la silla quirúrgica 250 al conjunto de robot esclavo 203. De este modo, se resude el riesgo de que comandos no deseados se transmitan al robot quirúrgico esclavo 203, y particularmente a dicho instrumento quirúrgico esclavo 204.

Según una realización, dicha silla quirúrgica 250 comprende dicho generador de campo 207, de modo que dicho volumen de campo es solidario con al menos una porción de dicha silla quirúrgica 250.

Según una realización, dicha herramienta de entrada maestra 206 está conectado operativamente a dicha silla quirúrgica 250 por medio de una conexión operativa de silla 260. Según una realización, dicha conexión operativa de silla 260 es una conexión por cable. Según una realización, dicha conexión operativa de silla 260 es una conexión inalámbrica.

Según una realización, dicho conjunto de detección 222 comprende al menos un sensor de posición incremental capacitivo, por ejemplo un codificador capacitivo.

Según una realización, dicho al menos un conjunto de detección 222 detecta al menos la posición, preferiblemente al menos la posición y la orientación, de dicha herramienta de entrada maestra 206, preferiblemente dentro de dicho volumen de campo predefinido.

Según una realización, dicho generador de campo 207 define un punto cero de referencia solidario con dicho generador de campo 207, y en el que dicho al menos un conjunto de detección 222 que detecta el vector local de campo generado X1, Y1, Z1; X2, Y2, Z2, determina al menos la posición de dicho conjunto de detección 222. De este modo, el dispositivo de detección 222 determina al menos la posición, preferiblemente al menos la posición y la orientación, de dicho conjunto de herramienta maestra 206 solidario con dicho dispositivo de detección 222 dentro de dicho volumen de campo predefinido.

Según una realización, dicha herramienta de entrada maestra 206 no está restringida mecánicamente con respecto tanto al generador de campo 207 como al conjunto de robot esclavo 203, de tal manera que dicho cuerpo de herramienta maestra 209 puede moverse, hacerse rotar y hacerse girar de manera natural por un cirujano dentro de dicho volumen de campo predefinido.

Según una realización, dicho conjunto de controlador maestro 202 está conectado operativamente a dicho conjunto de robot esclavo 203 por medio de comunicación electromagnética.

Según una realización, dicha comunicación electromagnética es una comunicación de señal eléctrica o electromagnética.

Según una realización, dicho conjunto de controlador maestro 202 está conectado operativamente a dicho conjunto de robot esclavo 203 por medio de una conexión eléctrica por cable.

Según una realización, dicho conjunto de controlador maestro 202 está conectado operativamente a dicho conjunto de robot esclavo 203 por medio de una conexión inalámbrica.

Según una realización, dicho conjunto de detección 222 comprende al menos un primer sensor 237, dicho primer sensor 237 es solidario con dicha primera porción de cuerpo 223 de dicho cuerpo de herramienta maestra 209. Preferiblemente, dicho primer sensor 237 es solidario con dicha porción de herramienta distal 231 de dicha primera porción de cuerpo 223.

Según una realización preferida, dicha primera porción de cuerpo 223, preferiblemente dicha porción de herramienta distal 231, delimita al menos una primera ranura 238 que recibe al menos una porción de dicho conjunto de detección 222, preferiblemente que recibe dicho primer sensor 237. Según una realización, al menos una porción de dicho conjunto de detección 222, preferiblemente dicho primer sensor 237, se recibe de manera desmontable dentro de dicha primera ranura 238, de modo que la herramienta de entrada maestra 206 que comprende o está desprovista de dicho conjunto de detección 222 es desechable.

Preferiblemente, dicha primera ranura 238 recibe dicho primer sensor 237.

Según una realización, dicho conjunto de detección 222 comprende al menos un segundo sensor 240. Según una realización, dicho segundo sensor 240 es solidario con dicha segunda porción de cuerpo 224 de dicho cuerpo de herramienta maestra 209. Preferiblemente, dicho segundo sensor 240 es solidario con dicha porción de herramienta proximal 234 de dicha segunda porción de cuerpo 224.

Según una realización, dicha segunda porción de cuerpo 224, preferiblemente dicha porción de herramienta proximal 234, delimita al menos una segunda ranura 241 que recibe al menos una porción de dicho conjunto de detección 222, preferiblemente dicho segundo sensor 240. Según una realización, al menos una porción de dicho conjunto de detección 222, preferiblemente dicho segundo sensor 240, se recibe de manera desmontable dentro de dicha segunda ranura 241, de modo que la herramienta de entrada maestra 206 que comprende o está desprovista de dicho conjunto de detección 222 es desechable.

Preferiblemente, dicha segunda ranura 241 recibe dicho segundo sensor 240.

Según una realización, dicho conjunto de detección 222 comprende al menos un receptáculo de sensor estéril 263, que encierra al menos uno de dicho primer sensor 237 o dicho segundo sensor 240. De este modo, puede lograrse la esterilidad del conjunto de sensor 222 sin requerir por este motivo el reemplazo del sensor 237, 240. De este modo, puede lograrse la esterilidad del conjunto de sensor 222 evitando que se requiera el reemplazo del sensor después de una sola cirugía. Por ejemplo, dicha caja de sensor estéril 263 es una bolsa de plástico y/o una caja de plástico que encierra cada uno de dichos sensores. Preferiblemente, también las conexiones por cable a sensores 237, 240 están encerradas por cajas estériles o apéndices de las mismas.

Según una realización, dicha primera ranura 238 está orientada opuesta con respecto a dicha segunda ranura 241, de modo que se permite una disposición única de dicho dispositivo de detección 222. De este modo, las posibilidades de que conjunto de detección 222 se coloque erróneamente se reducen significativamente. Según una realización, dichas ranuras 238, 241 tienen un elemento indicador diferente entre sí, de modo que un sensor 237, 240 puede conectarse operativamente a solo una de las ranuras 238, 241.

Según una realización, la disposición de dichas ranuras 238, 241 es asimétrica. Según una realización, la disposición de dichos sensores 237, 240 es asimétrica. Según una realización, dicha primera ranura 238 es opuesta a dicha segunda ranura 241 con respecto a dicho eje longitudinal de herramienta X-X.

Según una realización, dicha primera porción de cuerpo 223, preferiblemente dicha porción de herramienta distal 231, de dicha herramienta de entrada maestra 206 define un primer lado longitudinal 261. Preferiblemente, un segundo lado longitudinal 262 está definido opuesto a dicho primer lado longitudinal 261 con respecto a dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro 213. Según una realización, dicha segunda porción de cuerpo 224, preferiblemente dicha porción de herramienta proximal 234, define dicho segundo lado longitudinal 262.

Según una realización, dicha primera conexión de sensor 239 y dicha segunda conexión de sensor 242 son ambas conexiones por cable, y en las que los cables de dicha primera conexión de sensor 239 y dicha segunda conexión de sensor 242 están ambos reunidos en un mismo lado longitudinal 261; 262 de dicho cuerpo de herramienta maestra 209. De este modo, se reduce el volumen de dichas conexiones de sensor. Preferiblemente, dicha primera conexión de sensor 239 y dicha segunda conexión de sensor 242 comparten una misma unidad de cable.

Según una realización, dicho cuerpo de herramienta maestra 209 comprende al menos una porción de reposo del dorso de la mano 243, diseñada para tocar al menos una porción del dorso de la mano 244 del cirujano, cuando está en condiciones de funcionamiento.

Según una realización general, se proporciona un conjunto de controlador maestro 202 para un sistema de cirugía robótica 201 según una cualquiera de las realizaciones descritas antes. Preferiblemente, dicho sistema de cirugía robótica 201 comprende además un conjunto de robot esclavo 203 que comprende un instrumento quirúrgico esclavo 204 que tiene un dispositivo de agarre quirúrgico que puede dotar a dicho instrumento quirúrgico 204 de un grado de libertad de movimiento de agarre que se encuentra en un plano de agarre esclavo predefinido 218.

Según una realización preferida, dicha herramienta de entrada maestra 206 es adecuada para sostenerse con la mano y manipularse por un cirujano desde diversas ubicaciones de una zona de cirugía durante la cirugía; dicha herramienta de entrada maestra 206 es adecuada para recibir un comando manual 245.

Según una realización preferida, dicha herramienta de entrada maestra 206 comprende un cuerpo de herramienta maestra 209, definiendo dicho cuerpo de herramienta maestra 209 un eje longitudinal de herramienta X-X, coincidente sustancialmente con el eje de desarrollo longitudinal de dicho cuerpo de herramienta maestra 209, una dirección radial de herramienta R-R, ortogonal al eje longitudinal de herramienta X-X, y una dirección circunferencial de herramienta C-C, ortogonal tanto al eje longitudinal de herramienta X-X como a la dirección radial de herramienta R-R. Según una realización preferida, dicho cuerpo de herramienta maestra 209 comprende al menos una superficie de manipulación 210, diseñada para sostenerse con la mano mediante los dedos 211, 212 del cirujano.

Según una realización preferida, dicha herramienta de entrada maestra 206 no está restringida mecánicamente con respecto a dicho conjunto de robot esclavo 203, de tal manera que dicho cuerpo de herramienta maestra 209 puede moverse, hacerse rotar y hacerse girar de manera natural por un cirujano.

Según una realización, la terminología “no restringido mecánicamente” significa que ninguna característica mecánica tiene un efecto de restricción sobre el movimiento libre de la herramienta de entrada maestra portátil sostenida con la mano, cuando está en condiciones de funcionamiento. Según una realización, la herramienta de entrada maestra se conecta a una porción de dicho sistema de cirugía robótica por medio de una conexión por cable, siendo dicha conexión por cable inadecuada para restringir mecánicamente dicha herramienta de entrada maestra, cuando está en condiciones de funcionamiento. La provisión de una conexión por cable de este tipo sirve para la transmisión de datos y/o la fuente de alimentación, aunque dicha conexión por cable, en determinadas condiciones, puede suspender la herramienta de entrada maestra, en particular cuando está en condiciones de fallo.

Según una realización preferida, dicha al menos una superficie de manipulación 210 es una superficie convexa, de modo que dicho cuerpo de herramienta maestra 209 puede hacerse rodar entre los dedos 211, 212 del cirujano alrededor del eje longitudinal de herramienta X-X. hacer rodar la herramienta de entrada maestra entre los dedos del cirujano alrededor del eje longitudinal de herramienta añade al menos un grado de libertad de movimiento a la herramienta de entrada maestra, no accionándose dicho al menos un grado de libertad adicional por la articulación de muñeca del cirujano.

Según una realización preferida, dicha herramienta de entrada maestra 206 comprende un dispositivo detector de comando de agarre 213 que detecta dicho comando manual, dirigiéndose dicho comando manual para accionar el grado de libertad de movimiento de agarre de dicho dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217, comprendiendo dicho dispositivo detector de comando de agarre 213 una porción operativa 214 que rodea el eje longitudinal de herramienta X-X.

Según una realización preferida, dicha porción operativa 214 comprende al menos una superficie operativa 215 orientada opuesta al eje longitudinal de herramienta X-X y es adecuada para orientarse hacia los dedos 211, 212 del cirujano, pudiendo hacerse funcionar dicha porción operativa 214 mediante dicho comando manual, siendo dicho comando manual una acción de presión dirigida radialmente 216 ejercida en cualquier punto de la superficie operativa 214.

Según una realización preferida, dicha herramienta de entrada maestra 206 comprende al menos un conjunto de detección 222 que detecta dicha acción de presión dirigida radialmente 216, de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente 216 ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa 215 está diseñada para determinar una acción de movimiento de agarre esclavo emparejado 221 de dicho dispositivo de agarre esclavo quirúrgico 217, encontrándose dicho movimiento de agarre emparejado de dicho dispositivo de agarre quirúrgico 217 en dicho plano de agarre esclavo predefinido 218.

Según una realización, dicho conjunto de detección 222 comprende una pluralidad de partes ubicadas en diversas ubicaciones de la herramienta de entrada maestra.

A continuación se describe un método de control de un grado de libertad de agarre esclavo en un sistema de cirugía robótica 201.

Preferiblemente, dicho sistema de cirugía robótica 201 comprende al menos un conjunto de controlador maestro 202, adecuado para detectar un comando manual 245, comprendiendo dicho conjunto de controlador maestro 202 al menos una herramienta de entrada maestra 206, y en el que dicho conjunto de cirugía robótica 201 comprende además al menos un conjunto de robot esclavo 203, que comprende un instrumento quirúrgico esclavo 204, diseñado para operar sobre la anatomía de un paciente, comprendiendo dicho instrumento quirúrgico esclavo 204 al menos un dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 217 que puede proporcionar un grado de libertad de movimiento de agarre en un plano de agarre esclavo predefinido 218. Preferiblemente, dicho conjunto de cirugía robótica 201 comprende además una unidad de control 205, adecuada para recibir información sobre dicho comando manual y para transmitir una señal de comando al conjunto de robot esclavo 203 con el fin de accionar dicho instrumento quirúrgico 204. Preferiblemente, dicha herramienta de entrada maestra 206 comprende un cuerpo de herramienta maestra 209, que define el volumen ocupado de dicha herramienta de entrada maestra 206, y en el que dicho cuerpo de herramienta maestra 209 define un eje longitudinal de herramienta X-X, coincidente sustancialmente con el eje de desarrollo longitudinal de dicho cuerpo de herramienta maestra 209, una dirección radial de herramienta R-R, ortogonal al eje longitudinal de herramienta X-X, y una dirección circunferencial, ortogonal tanto al eje longitudinal de herramienta X-X como a la dirección radial de herramienta R-R.

Según una realización, dicho conjunto de cirugía robótica 201 es tal como se describe en una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente.

Según un modo de funcionamiento general, un método de control de un grado de libertad de agarre esclavo en un sistema de cirugía robótica 201 comprende las etapas siguientes:

- aplicar una acción de presión dirigida radialmente 216 ejercida en cualquier punto de una superficie operativa 215 de dicha herramienta de entrada maestra 206;

- determinar una acción de movimiento de agarre esclavo emparejado 221 de dicho dispositivo de agarre esclavo quirúrgico 217, en el que dicho movimiento de agarre emparejado de dicho dispositivo de agarre quirúrgico 217 se encuentra en dicho plano de agarre esclavo predefinido 218.

Según un modo de funcionamiento, el método comprende la etapa adicional de hacer rodar de manera natural el cuerpo de herramienta maestra 209 entre los dedos 211, 212 del cirujano alrededor del eje de herramienta longitudinal X-X.

Según un modo de funcionamiento, el método comprende la etapa de repetir dichas etapas de aplicar una presión dirigida radial y de determinar una acción de movimiento de agarre esclavo emparejado, preferiblemente después de haber hecho rodar de manera natural el cuerpo de herramienta maestra 209 entre los dedos 211, 212 del cirujano alrededor del eje de herramienta longitudinal X-X.

En virtud de las características descritas anteriormente, proporcionadas o bien por separado o bien en combinación, cuando sea aplicable, en realizaciones particulares, es posible satisfacer las necesidades a veces contrapuestas dadas a conocer anteriormente, y obtener las ventajas mencionadas antes, y en particular:

- se proporciona un conjunto de controlador maestro que tiene una forma familiar para el cirujano;

- el comando de usuario para que el efector de extremo esclavo logre el agarre puede aplicarse en cualquier punto de la superficie anular del controlador maestro, desacoplando de ese modo la orientación relativa del maestro y el esclavo;

- se proporciona un campo de seguimiento magnético para detectar el desplazamiento de los sensores del controlador maestro mientras el cirujano acciona la superficie anular para transmitir el comando de agarre. Los expertos en la técnica pueden realizar muchos cambios y adaptaciones a las realizaciones descritas anteriormente o pueden reemplazar elementos por otros que son funcionalmente equivalentes con el fin de satisfacer necesidades contingentes sin apartarse, sin embargo, del alcance de las reivindicaciones adjuntas.Lista de referencias

201 Sistema de cirugía robótica

202 Conjunto de controlador maestro

203 Conjunto de robot esclavo

204 Instrumento quirúrgico, o instrumento quirúrgico esclavo

205 Unidad de control

206 Herramienta de entrada maestra

207 Generador de campo

209 Cuerpo de herramienta maestra

210 Superficie de manipulación

211 Dedo del cirujano

212 Dedo adicional del cirujano

213 Dispositivo detector de comando de agarre, o dispositivo detector de comando de agarre maestro

214 Porción operativa

215 Superficie operativa

216 Acción de presión dirigida radialmente

217 Dispositivo de agarre quirúrgico esclavo, o dispositivo de agarre quirúrgico

218 Plano de agarre quirúrgico esclavo

219 Objeto agarrado

220 Junta de agarre esclava

221 Acción de movimiento de agarre esclavo

222 Conjunto de detección

223 Primera porción de cuerpo del cuerpo de herramienta maestra

224 Segunda porción de cuerpo del cuerpo de herramienta maestra

225 Dispositivo de guía

226 Elemento elástico

227 Primera porción de conexión del dispositivo detector de comando de agarre 228 Segunda porción de conexión del dispositivo detector de comando de agarre 229 Primera porción de tope de la primera porción de cuerpo

230 Segunda porción de tope de la segunda porción de cuerpo

231 Porción de cuerpo de herramienta distal de la primera porción de cuerpo 232 Elemento de vástago de la primera porción de cuerpo

233 Bobina hueca de la segunda porción de cuerpo

234 Porción de cuerpo de herramienta proximal de la segunda porción de cuerpo 235 Tira

236 Orificios

237 Primer sensor

238 Ranura de primer sensor

239 Primera conexión de sensor

240 Segundo sensor

241 Ranura de segundo sensor

242 Segunda conexión de sensor

243 Porción de reposo del dorso de la mano del cuerpo de herramienta maestra 244 Dorso de la mano del cirujano

245 Comando manual

246 Primera señal de comando

247 Segundo señal de comando

248 Primer elemento alargado de dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 249 Segundo elemento alargado del dispositivo de agarre quirúrgico esclavo 250 Silla quirúrgica

251 Porción de junta de dispositivo de agarre quirúrgico esclavo

252 Brazo quirúrgico

253 Micromanipulador

254 Carro de robot

255 Extremo libre en voladizo

256 Asidero de carro

257 Unidad de contacto con el suelo del carro

258 Cable de fuente de alimentación

259 Superficie de asiento de la silla quirúrgica

260 Conexión operativa de silla

261 Primer lado longitudinal

262 Segundo lado longitudinal

263 Receptáculo de sensor estéril

X-X Eje longitudinal de herramienta

R-R Dirección radial

C-C Dirección circunferencial

Y-Y Eje longitudinal de instrumento quirúrgico esclavo

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES

   Conjunto de controlador maestro (202) para un sistema de cirugía robótica (201), comprendiendo además el sistema de cirugía robótica (201) al menos un conjunto de robot esclavo (203), que comprende un instrumento quirúrgico esclavo (204) diseñado para operar sobre la anatomía de un paciente, comprendiendo dicho instrumento quirúrgico esclavo (204) al menos un dispositivo de agarre quirúrgico esclavo (217) que puede dotar a dicho instrumento quirúrgico (204) de un grado de libertad de movimiento de agarre que se encuentra en un plano de agarre esclavo predefinido (218) y una unidad de control (205), adecuada para recibir una primera señal de comando que contiene información sobre dicho comando manual y para transmitir una segunda señal de comando que contiene información sobre dicho comando manual al conjunto de robot esclavo (203) con el fin de accionar dicho instrumento quirúrgico esclavo (204);

   en el que dicho conjunto de controlador maestro (202) es adecuado para detectar un comando manual y comprende al menos una herramienta de entrada maestra portátil sostenida con la mano (206), adecuada para sostenerse con la mano y manipularse por un cirujano desde diversas ubicaciones de la zona de cirugía durante la cirugía; siendo adecuada dicha herramienta de entrada maestra (206) para recibir dicho comando manual;

   y en el que:

   - dicho conjunto de controlador maestro (202) está conectado operativamente a dicho conjunto de robot esclavo (203);

   - dicha herramienta de entrada maestra (206) comprende un cuerpo de herramienta maestra (209);

   - dicho cuerpo de herramienta maestra (209) define un eje longitudinal de herramienta (X-X), coincidente sustancialmente con el eje de desarrollo longitudinal de dicho cuerpo de herramienta maestra (209), una dirección radial de herramienta (R-R), ortogonal al eje longitudinal de herramienta (X-X), y una dirección circunferencial de herramienta (C-C), ortogonal tanto al eje longitudinal de herramienta (X-X) como a la dirección radial de herramienta (R-R);

   - dicho cuerpo de herramienta maestra (209) comprende al menos una superficie de manipulación (210), diseñada para sostenerse con la mano mediante los dedos (211, 212) del cirujano;

   - dicha herramienta de entrada maestra (206) no está restringida mecánicamente con respecto a dicho conjunto de robot esclavo (203), de tal manera que dicho cuerpo de herramienta maestra (209) puede moverse, hacerse rotar y hacerse girar de manera natural por un cirujano;

   - dicha al menos una superficie de manipulación (210) es una superficie convexa, de modo que dicho cuerpo de herramienta maestra (209) puede hacerse rodar entre los dedos (211, 212) del cirujano alrededor del eje longitudinal de herramienta (X-X);

   y en el que:

   - dicha herramienta de entrada maestra (206) comprende además un dispositivo detector de comando de agarre (213) que detecta dicho comando manual, dirigiéndose dicho comando manual para accionar el grado de libertad de movimiento de agarre de dicho dispositivo de agarre quirúrgico esclavo (217);

   - dicho dispositivo detector de comando de agarre (213) comprende una porción operativa (214) que rodea el eje longitudinal de herramienta (X-X);

   - dicha porción operativa (214) comprende al menos una superficie operativa (215) orientada opuesta al eje longitudinal de herramienta (X-X) y que es adecuada para orientarse hacia los dedos (211, 212) del cirujano;

   - dicha porción operativa (214) puede hacerse funcionar mediante dicho comando manual, siendo dicho comando manual una acción de presión dirigida radialmente (216) ejercida en cualquier punto de la superficie operativa (214);

   - dicho conjunto de controlador maestro (202) comprende además al menos un conjunto de detección (222) que detecta dicha acción de presión dirigida radialmente (216), de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente (216) ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa (215) determina una acción de movimiento de agarre esclavo emparejado (221) de dicho dispositivo de agarre esclavo quirúrgico (217), de modo que dicho movimiento de agarre emparejado de dicho dispositivo de agarre quirúrgico (217) se encuentra en dicho plano de agarre esclavo predefinido (218);

   caracterizado porque

   - dicho cuerpo de herramienta maestra (209) comprende una primera porción de cuerpo (223) y una segunda porción de cuerpo (224), en el que dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224) pueden moverse una con respecto a la otra;

   - dicho dispositivo detector de comando de agarre (213) actúa conjuntamente con dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224) de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente (216) ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa (215) determina el movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224) a lo largo de un eje de movimiento predefinido, en el que dicho eje de movimiento predefinido es el eje longitudinal de herramienta (X-X);

   dicho conjunto de detección (222) detecta el movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224) a lo largo del eje de movimiento predefinido, de modo que se detecta la acción de presión dirigida radialmente (216) mediante la detección del movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224).
2. 2. Conjunto de controlador maestro (202) según la reivindicación 1, en el que dicha porción operativa (214) rodea completamente dicho eje longitudinal de herramienta (X-X).
3. 3. Conjunto de controlador maestro (202) según la reivindicación 1 o 2, en el que dicho cuerpo de herramienta maestra (209) es extensible, para modificar el volumen ocupado de dicha herramienta maestra (206), cuando está en condiciones de funcionamiento.
4. 4. Conjunto de controlador maestro (202) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224) está dirigido a alejar dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224) entre sí.
5. 5. Conjunto de controlador maestro (202) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos una entre dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224) comprende un dispositivo de guiado (225) que guía el movimiento relativo de dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224).
6. 6. Conjunto de controlador maestro (202) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho conjunto de detección (222) comprende al menos un primer sensor (237); y

   dicha primera porción de cuerpo (223) delimita al menos una primera ranura (238) que recibe dicho primer sensor (237); preferiblemente de manera desmontable, de modo que la herramienta de entrada maestra (206) que comprende o está desprovista de dicho conjunto de detección (222) es desechable.
7. 7. Conjunto de controlador maestro (202) según la reivindicación 6, en el que dicho conjunto de detección (222) comprende al menos un segundo sensor (240); y dicha segunda porción de cuerpo (224) delimita al menos una segunda ranura (241) que recibe dicho segundo sensor (240); preferiblemente de manera desmontable, de modo que la herramienta de entrada maestra (206) que comprende o está desprovista de dicho conjunto de detección (222) es desechable.
8. 8. Conjunto de controlador maestro (202) según la reivindicación 6 o 7, en el que la herramienta de entrada maestra es dicha primera conexión de sensor (239) y dicha segunda conexión de sensor (242) que son ambas conexiones por cable, y en el que los cables de dicha primera conexión de sensor (239) y dicha segunda conexión de sensor (242) están ambos reunidos en un mismo lado longitudinal de dicho cuerpo de herramienta maestra (209).
9. 9. Conjunto de controlador maestro (202) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho conjunto de detección (222) comprende al menos un receptáculo de sensor estéril (263), que encierra al menos uno de dicho primer sensor (237) y/o dicho segundo sensor (240); y/o en el que

   - dicho receptáculo de sensor estéril (263) es una bolsa de plástico y/o una caja de plástico que encierra cada uno de dichos sensores.
10. 10. Conjunto de controlador maestro (202) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una superficie de manipulación (210) está ubicada sobre dicha porción operativa (214) de dicho dispositivo detector de comando de agarre maestro (213).
11. 11. Conjunto de controlador maestro (202) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho dispositivo detector de comando de agarre (213) de dicha herramienta de entrada maestra (206) comprende un elemento elástico (226) que desvía dicha superficie operativa (215) alejándola del eje longitudinal de herramienta (X-X).
12. 12. Conjunto de controlador maestro (202) según la reivindicación 11, en el que dicha porción operativa (214) comprende al menos una primera porción de conexión (227) conectada a dicha primera porción de cuerpo (223) de dicho cuerpo de herramienta maestra (209), y al menos una segunda porción de conexión (228) conectada a dicha segunda porción de cuerpo (224) de dicho cuerpo de herramienta maestra (209), de tal manera que dicha acción de presión dirigida radialmente (216) ejercida en cualquier punto de dicha superficie operativa (215) carga dicho elemento elástico (226); y/o en el que

    - dicho elemento elástico (226) desvía dicha primera porción de cuerpo (223) y dicha segunda porción de cuerpo (224) de dicho cuerpo de herramienta maestra (209) aproximándolas entre sí; y/o en el que

    - dicha primera porción de cuerpo (223) comprende una primera porción de tope (229), que forma una pared de tope para dicho elemento elástico (226), y en el que dicha segunda porción de cuerpo (224) comprende una segunda porción de tope (230), que forma una pared de tope para dicho elemento elástico (226); y/o en el que

    - dicha primera porción de tope (229) está orientada hacia dicha segunda porción de tope (230).
13. 13. Conjunto de controlador maestro (202) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho conjunto de detección (222) comprende al menos un sensor de posición.
14. 14. Sistema de cirugía robótica (201) que comprende:

    - un conjunto de controlador maestro (202) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores;

    - al menos un conjunto de robot esclavo (203), que comprende un instrumento quirúrgico esclavo (204) diseñado para operar sobre la anatomía de un paciente, comprendiendo dicho instrumento quirúrgico esclavo (204) al menos un dispositivo de agarre quirúrgico esclavo (217) que puede dotar a dicho instrumento quirúrgico (204) de un grado de libertad de movimiento de agarre que se encuentra en un plano de agarre esclavo predefinido (218)

    - una unidad de control (205), adecuada para recibir una primera señal de comando que contiene información sobre dicho comando manual y para transmitir una segunda señal de comando que contiene información sobre dicho comando manual al conjunto de robot esclavo (203) con el fin de accionar dicho instrumento quirúrgico esclavo (204);

    en el que dicho movimiento de agarre emparejado de dicho dispositivo de agarre quirúrgico (217) se encuentra en dicho plano de agarre esclavo predefinido (218).
15. 15. Sistema de cirugía robótica (201) según la reivindicación 14, que comprende al menos un generador de campo magnético (207) que genera un volumen de campo predefinido (208); y en el que

    dicho conjunto de detección (222) detecta al menos la posición de dicha herramienta de entrada maestra (206) dentro de dicho volumen de campo predefinido (208).
16. 16. Sistema de cirugía robótica (201) según la reivindicación 14 o 15, en el que la herramienta de entrada maestra (206) está conectada a una porción de dicho sistema de cirugía robótica (101) por medio de una conexión por cable.
17. 17. Método de control de un grado de libertad de agarre esclavo en un sistema de cirugía robótica (201), comprendiendo dicho sistema de cirugía robótica (201):

    - al menos un conjunto de controlador maestro (202), adecuado para detectar un comando manual, que comprende una herramienta de entrada maestra (206);

    - al menos un conjunto de robot esclavo (203), que comprende un instrumento quirúrgico esclavo (204), diseñado para operar sobre la anatomía de un paciente, comprendiendo dicho instrumento quirúrgico esclavo (204) al menos un dispositivo de agarre quirúrgico esclavo (217) que puede proporcionar un grado de libertad de movimiento de agarre que se encuentra en un plano de agarre esclavo predefinido (218);

    - una unidad de control (205), adecuada para recibir información sobre dicho comando manual y para transmitir una señal de comando al conjunto de robot esclavo (203) con el fin de accionar dicho instrumento quirúrgico (204);

    en el que:

    - dicha herramienta de entrada maestra (206) comprende un cuerpo de herramienta maestra (209), que define el volumen ocupado de dicha herramienta de entrada maestra (206);

    - dicho cuerpo de herramienta maestra (209) define un eje longitudinal de herramienta (X-X), coincidente sustancialmente con el eje de desarrollo longitudinal de dicho cuerpo de herramienta maestra (209), una dirección radial de herramienta (R-R), ortogonal al eje longitudinal de herramienta (X-X), y una dirección circunferencial, ortogonal tanto al eje longitudinal de herramienta (X-X) como a la dirección radial de herramienta (R-R);

    comprendiendo el método las etapas siguientes:

    - A- aplicar una acción de presión dirigida radialmente (216) ejercida en cualquier punto de una superficie operativa (215) de dicha herramienta de entrada maestra (206);

    - determinar un movimiento relativo de una primera porción de cuerpo (223) y una segunda porción de cuerpo (224) del cuerpo del cuerpo de herramienta maestra a lo largo de un eje de movimiento predefinido como efecto de dicha aplicación de la acción de presión dirigida radialmente (216);

    - detectar dicho movimiento relativo de una primera porción de cuerpo (223) y una segunda porción de cuerpo (224) a lo largo de un eje de movimiento predefinido;

    B- determinar una acción de movimiento de agarre esclavo emparejado (221) de dicho dispositivo de agarre esclavo quirúrgico (217), en el que dicho movimiento de agarre emparejado de dicho dispositivo de agarre quirúrgico (217) se encuentra en dicho plano de agarre esclavo predefinido (218).

    Método según la reivindicación 17, que comprende la etapa adicional de:

    - hacer rodar de manera natural el cuerpo de herramienta maestra (209) entre los dedos (211, 212) del cirujano alrededor del eje de herramienta longitudinal (X-X);

    - y/o repetir las etapas -A- y -B-.

    Método según la reivindicación 17 o 18, en el que dicha porción operativa (214) rodea completamente dicho eje longitudinal de herramienta (X-X), desacoplando de ese modo la orientación relativa del maestro y el esclavo alrededor del eje longitudinal (X-X), de modo que cualquier orientación de maestro siempre puede asociarse a cualquier orientación de esclavo alrededor del eje longitudinal.