控制检测故障情况的外科器械制造技术

本申请提供用于控制包括末端执行器的外科器械的方法和系统。方法包括检测指示外科器械的末端执行器组件位于第一位置和第二位置之间的第一信号和在检测到第一信号后的预定时间段内未接收到第二信号后，自动控制末端执行器组件的操作。第二信号指示末端执行器组件处于第一位置或第二位置其中之一。系统包括外科器械和实施方法的控制器。

A surgical instrument for controlling fault detection

The present application provides a method and system for controlling surgical instruments including end effector. The method includes detecting the operation of the terminal actuators component automatically when the first signal between the first position and the second position is detected and the second signal is not received within a predetermined time period after the first signal is detected. The second signal indicates that the end effector assembly is one of the first or second positions. The system includes a surgical instrument and a controller for its implementation.

【技术实现步骤摘要】
控制检测故障情况的外科器械本申请是于2012年5月30日提交的名称为“控制检测故障情况的外科器械”的中国专利申请201280026691.1的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求2011年5月31日提交的美国临时专利申请号61/491,671和2011年5月31日提交的美国临时专利申请号61/491,698的优先权，其全部内容均被引入本文作为参考。本申请涉及共同未决的美国专利申请号13/483,410(律师事务所案卷号ISRG03280/US)，名称为“SURGICALINSTRUCMENTWITHMOTOR”，与本申请同日提交并具有共同的受让人。
本公开的方面涉及外科器械，是这种器械的微创和控制技术。更具体地，本公开的方面涉及检测外科器械的末端执行器组件的位置，以控制器械。例如，本公开的方面包括基于其检测位置检测外科器械的故障情况，和执行控制操作以纠正故障情况。
技术介绍
微创外科技术一般试图执行外科手术，同时最小化对健康组织的损伤。一些微创外科手术通过应用机器人(robotically)控制的外科器械远程地执行。在机器人控制的外科系统中，外科医师在外科医师侧操作台操纵输入装置，并且与机器人控制外科器械接合的患者侧操作台能够基于外科医师在外科医师侧操作台的输入信息对患者进行操作。微创外科器械，无论手动或机器人致动式，均可用于多种操作，并且具有多种配置。多种这种器械包括被安装在长轴远端外科末端执行器，该长轴被配置以插入(例如，通过腹腔镜检查术或通过胸腔镜检查术)通过开口(例如，体壁切口，自然孔口)，以到达远处外科部位。在一些器械中，咬合腕关节机构被安装于器械轴远端以支撑末端执行器和相对于轴的纵轴线改变定向。末端执行器可被配置以执行多种功能，从而能够执行多种外科手术中的任一种。实例包括但不限于，烧灼、切除、缝合、切割、吻合等及其组合。因此，末端执行器可包括多种组件和/或组件组合以执行这些外科手术。致动末端执行器以执行外科手术一般通过在外科器械近端的输入——无论手动或机器人——的应用实现，并且各种齿轮、杠杠杆、滑轮等用于传递输入以致动末端执行器。在机器人控制外科器械的情况下，器械近端的传动机构与患者侧操作台(也被称为患侧车)的机器人臂上提供的各种伺服致动器接合。伺服致动器通过主控制器接收信号和提供输入，例如，从而在传动机构输入驱动(例如，使轴旋转)，各种齿轮、杠杠杆、齿条和小齿轮、滑轮等将其最终传递以致动末端执行器。根据这种末端执行器操作的远程属性，外科医师在一些情况下可能难以知晓致动过程中末端执行器组件的位置以执行外科手术。例如，在一些情况下，外科器械的其他部分——包括末端执行器本身——和/或患者身体的部位可遮掩致动手术过程中对组件的观看。而且，如果在试图执行外科手术时已被致动的末端执行器组件遭遇故障情况，可能难以矫正故障情况——因为器械操作的空间有限，因此与器械的接近有限，以及末端执行器距外科医师的位置遥远。因此，可期望提供检测致动过程中末端执行器的位置的技术。例如，可期望检测末端执行器的位置以确定已被致动的末端执行器是否已经成功地执行预期的外科手术。还可期望提供外科器械的自动控制以执行各种动作——如果外科手术未完成或如果在执行外科手术时末端执行器未到达预期位置。
技术实现思路
本教导可解决一个或多个上述问题和/或可证实一个或多个上述期望特征。其他特征和/或优势可通过下文描述显而易见。根据本教导的各种示例性实施方式，本教导考虑控制包括末端执行器的外科器械的方法。该方法包括检测第一信号，该第一信号指示外科器械的末端执行器组件位于第一位置和第二位置之间，和在检测到第一信号后的预定时间段内未接收到第二信号后，自动控制末端执行器组件的操作。第二信号指示末端执行器组件处于第一位置或第二位置其中之一。根据至少一个示例性实施方式，本教导考虑检测外科器械故障情况的系统。该系统包括外科器械和控制器。外科器械包括末端执行器组件，该末端执行器组件被配置以在第一位置和第二位置之间移动。控制器与外科器械信号连通，并被配置以检测第一信号——指示末端执行器组件位于第一位置和第二位置之间，和检测第二信号——指示末端执行器组件处于第一位置或第二位置其中之一。控制器进一步被配置以传递控制信号，从而在控制器检测到第一信号后的预定时间段内未接收到第二信号后控制末端执行器组件。另外的目标和优势将在下文描述中被部分提出，部分将通过描述显而易见，或可通过本公开和/或权利要求的实践获知。这些目标和优势中至少一些可通过所附权利要求中具体指出的要素和组合被理解和获得。要理解，前文总体描述和后文详细描述对所要保护的本专利技术而言均仅具有示例性和说明性，而不具有限制性；相反，权利要求应享有其充分的范围宽度，包括等同形式。附图说明可单独通过下文详细描述或结合附图理解本公开。附图被包括以提供对本公开的进一步理解，被合并为一体，并且构成说明书的部分。附图示例本教导的一个或多个示例性实施方式，并且连同说明书用于解释某些理论和操作。在附图中，图1是根据本公开的示例性实施方式的微创外科器械的透视图；图2是对应于根据示例性实施方式的图1外科器械的部分的末端执行器的透视图；图3A和3B是图2的末端执行器的部分透视图，显示根据示例性实施方式分别处于第一位置和第二位置的切割元件；图3C是根据示例性实施方式的图3A和3B的末端执行器的切割元件和切割元件驱动组件的侧视图；图4A和4B是对应于根据示例性实施方式的图1外科器械的部分的详细顶视图和底视图；图5是根据示例性实施方式的图4传动机构的部分的正视图；图6是根据示例性实施方式的图4的传动机构的部分的部分后透视图；图7A-7B是与马达和图4传动机构的机架的部分配合的驱动系统的不同透视图；图8是单独显示的根据示例性实施方式的图7A和7B的驱动系统的齿轮组件的透视图；图9A和9B是与分别处于充分延伸的最远侧位置和充分缩回的最近侧位置的外科器械的切割元件驱动组件一起显示的图7A和7B的马达和驱动系统的部分正视图；图10是示例根据至少一个示例性实施方式用于检测机器人控制外科器械的末端执行器组件的故障情况的示例性方法流程图；图11是示例根据至少一个示例性实施方用于控制机器人控制外科器械的末端执行器组件的示例性方法的流程图；图12A是根据示例性实施方式、被配置以操作机器人控制外科器械的示例机器人外科系统的示意图；图12B是图12A的系统的图解视图；图12C是根据示例性实施方式的图12A和12B的系统的部分示意性状态图；和图13是单独显示的根据至少一个示例性实施方式的图4传动机构的机架的透视图。具体实施方式举例说明示例性实施方式的本文描述和附图不应被用作限制，权利要求限定本公开的范围。可做出各种机械、组成、结构、电力和和操作方面的改变，而不脱离本文描述和所要保护的本专利技术范围，包括等同形式。在一些情况下，公知结构和技术未被详细显示或描述，从而不使本公开难以理解。两个或更多个图中相同的编号表示相同或相似的元件。此外，参考一个实施方式详细描述的元件及其相关特征可在任何可实践的时候被包括在其未被具体显示或描述的其他实施方式中。例如，如果元件被参考一个实施方式详细描述而未参考第二个实施方式描述，则仍可主张该元件被包括在第二个实施方式中。对于本说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
控制包括末端执行器的外科器械的方法，所述方法包括：检测第一信号，所述第一信号指示外科器械的末端执行器组件位于第一位置和第二位置之间；和在检测到所述第一信号后的预定时间段内未接收到第二信号后，自动控制所述末端执行器组件的操作，其中所述第二信号指示所述末端执行器组件处于所述第一位置或所述第二位置其中之一。

【技术特征摘要】
2011.05.31 US 61/491,698;2011.05.31 US 61/491,6711.控制包括末端执行器的外科器械的方法，所述方法包括：检测第一信号，所述第一信号指示外科器械的末端执行器组件位于第一位置和第二位置之间；和在检测到所述第一信号后的预定时间段内未接收到第二信号后，自动控制所述末端执行器组件的操作，其中所述第二信号指示所述末端执行器组件处于所述第一位置或所述第二位置其中之一。2.根据权利要求1所述的方法，其中自动控制所述末端执行器组件的操作包括向所述末端执行器组件传递摆动驱动力。3.根据权利要求2所述的方法，其中传递所述摆动驱动力包括传递第一摆动方向高于第二摆动方向的定向驱动力。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一方向朝向所述外科器械的近侧方向，而所述第二方向朝向所述外科器械的远侧方向。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：K·杜伦特，G·F·布里森，S·曼邹，W·A·伯班克，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国,US