用于钉仓状态和存在检测的方法和系统技术方案

外科手术系统和相关的方法验证安装到外科手术器械上的未发射的外科手术钉仓的存在。钉仓包含在发射方向上致动以操作钉仓的输入。产生限于小于或等于预定大小的致动输入。致动输入包含扭矩或力的至少一个。致动输入被转移到外科手术器械的输出，以尝试在与发射方向相反的方向上以预定量致动该输出。当钉仓被安装到外科手术器械时，输出与钉仓输入传动地耦接。得到的输出的致动被测量并且与阈值致动量比较。当得到的输出的致动小于阈值致动量时，确定钉仓存在且未发射。

【技术实现步骤摘要】
本申请是于2012年8月26日提交的名称为“用于钉仓状态和存在检测的方法和系统”的中国专利申请201280052714.6(PCT/US2012/062299)的分案申请。本申请要求2011年10月26日提交的美国临时申请No.61/551,880和2011年11月15日提交的美国临时申请No.61/560,213的利益，这些申请整体并入本文以供参考。
技术介绍
微创外科手术技术旨在减少诊断或外科手术程序期间损伤的外部组织的量，从而减少病人恢复时间、不舒服和有害的副作用。因此，利用微创外科手术技术可以显著地缩短用于标准外科手术的平均住院时间。另外，利用微创外科手术也可以减少病人恢复时间、病人不舒服、外科手术副作用和旷工时间。微创外科手术的常见形式是内窥镜检查，而内窥镜检查的常见形式是腹腔镜检查，其是在腹腔内的微创检查和外科手术。在标准的腹腔镜检查外科手术中，病人的腹部吹入气体，并且套管套筒穿过小的(大约二分之一英寸或更小)切口，以提供用于腹腔镜检查器械的进入端口。腹腔镜外科手术器械通常包含用于观察外科手术区域的内窥镜(例如，腹腔镜)和用于在外科手术部位工作的工具。除了通过伸缩管(也称为，例如，器械轴或主轴)将每一个工具的工作末端或末端执行器与它的手柄分离之外，工作工具通常类似于在常规的(开放式)外科手术中使用的那些工具。例如，末端执行器可以包含夹具、抓取器、剪刀、吻合器、烧灼工具、线性切割器或持针器。为了执行外科手术程序，外科医生将工作工具穿过套管套筒到内部的外科手术部位并且从腹部外部操纵它们。外科医生从显示由内窥镜获得的外科手术部位图像的监视器观察手术程序。例如，在关节镜检查、腹膜后镜检查、盆腔镜检查、肾镜检查、膀胱镜检查、脑池镜检查(cisternoscopy)、窦镜检查、子宫镜检查、尿道镜检查、等等中采用类似的内窥镜检查技术。正在开发微创远程手术机器人系统，以便当在内部外科手术部位工作时增加外科医生的敏捷度，以及允许外科医生从远程位置(无菌区域之外)为病人手术。在远程手术系统中，常常在控制台上为外科医生提供外科手术部位的图像。在适当的观察器或显示器上观察外科手术部位的三维图像时，外科医生通过操纵控制台的主控输入或控制设备对病人进行外科手术程序。每一个主控输入设备控制伺服-机械致动式/铰接式外科手术器械的运动。在外科手术程序期间，响应于主输入设备的操纵，远程手术系统可以提供多种外科手术器械或工具的机械致动和控制，其中所述外科手术器械或工具具有为外科医生执行多种功能(例如，握持或驱动针、抓取血管、解剖组织等)的末端执行器。这些末端执行器的操纵和控制是机器人外科手术系统的特别有益的方面。为此，期望提供外科手术工具，其包含提供末端执行器的三个自由度的旋转运动以模仿外科医生的手腕的自然动作的机构。这样的机构应该被适当设计尺寸以用于微创程序中并且应该在设计上相对简单以减少可能的故障点，另外，这样的机构应该提供足够的运动范围，以便允许在许多位置中操纵末端执行器。已经在很多不同的外科手术程序中采用外科手术夹持和切割器械(例如，非机器人线性夹持、吻合和切割设备，也称为外科手术吻合器；和电外科血管闭合设备)。例如，外科手术吻合器可以用于从胃肠道切除癌组织或异常的组织。包含已知的外科手术吻合器的很多已知的外科手术夹持和切割器械具有夹持组织的相对的钳和切割夹住的组织的铰接式手术刀。很多外科手术夹持和切割器械被配置成与有限范围的病人组织相互作用。例如，外科手术吻合器通常被配置成用于夹持、吻合和切割有限长度的病人组织，特别是其中外科手术吻合器具有适于部署到限制性体腔内的紧凑大小的位置(例如，通过套管部署到骨盆内)。然而，涉及的外科手术程序可能需要超出有限长度的病人组织的吻合，因此必须使用另一外科手术吻合器和/或必须在可重新使用外科手术吻合器之前将吻合钉重装到吻合器内。为了利于再次使用，很多外科手术吻合器采用可拆卸地附连到末端执行器钳的吻合器钉仓(staplercartridge)。这样的吻合器钉仓能够包含需要的吻合钉和驱动机构，以部署吻合钉并且铰链手术刀，从而切割吻合的组织。在使用后，用过的吻合器钉仓能够被新吻合器钉仓替代，并且再利用外科手术吻合器。为了在腹腔镜检查外科手术器械中重新装载吻合器钉仓，必须从外科手术部位和从套管收回外科手术器械。移除是耗时的并且延误外科手术程序。同样地，期望的是，当外科手术器械具有还没有被发射的钉仓时，不发生器械的移除。然而，在外科手术程序中，可能发生的是，存在关于具体的外科手术器械是具有使用过的钉仓还是未使用过的钉仓的不确定性。另外，即使当外科手术器械易于检查钉仓时，钉仓是用过的还是未用过的可能不明显，特别是，对于未经训练过的眼睛。因而，确信需要一种验证安装到外科手术器械上的未发射的外科手术钉仓的存在的方法。优选地，这样的方法应该是自动化的并且能够合并到用于操纵外科手术器械的机器人外科手术系统中。
技术实现思路
公开一种自动验证安装到外科手术器械上的未发射的外科手术钉仓的存在的外科手术系统以及相关的方法。公开的方法尝试在与钉仓的发射方向相反的方向上以预定量驱动外科手术器械的致动输出。如果钉仓已经被发射或不存在，则致动输出能够被致动预定量。如果存在未发射的外科手术钉仓，则在尝试的致动停转之前，致动输出仅被致动小于阈值致动量。方法能够用于自动验证未发射的外科手术钉仓的存在，因此节约与手动验证相关联的时间和花费并且能够在不从外科手术部位移除外科手术器械的情况下验证安装到部署的外科手术器械上的未发射的外科手术钉仓的存在。该方法能够在任何适当的时间使用。例如，该方法能够用作初始检查。该方法也能够在周期基础上使用。该方法也能够在连续的基础上使用，诸如通过利用低致动水平(例如，力和/或扭矩)并且检查移动。因而，在一个方面中，公开了验证安装到外科手术器械上的未发射的外科手术钉仓的存在的方法。钉仓包含在发射方向上致动以操作钉仓的输入。该方法包含产生限于小于或等于预定大小的致动输入。致动输入包含扭矩或力的至少一个。致动输入被转移到外科手术器械的输出，以尝试在与发射方向相反的方向上以预定量致动输出。当钉仓被安装到外科器械上时，输出与钉仓输入传动地耦接。得到的输出的致动被测量并且与阈值致动量比较。当得到的输出的致动量小于阈值致动量时，做出钉仓存在且未发射的决定。在方法的很多实施例中，致动输入由电动机产生，该电动机被控制以限制产生的致动输入。例如，致动输入的产生可以包含限制供应给用于产生致动输入的电动机的电流。致动输入的预定大小能够基于用于将致动输入转移给外科手术器械输出的传动系的特征选择。例如，用于将致动输入转移给输出的传动系的摩擦力能够被测量，并且预定大小能够被设定为大于测量的摩擦力。在方法的很多实施例中，预定大小被设定为小于外科手术器械的正常的操作极限。例如，在很多实施例中，预定大小被设定为小于外科手术器械的正常操作极限的40％。并且在很多实施例中，预定大小被设定为小于正常操作极限的20％。在方法的很多实施例中，传感器用于测量得到的输出致动。例如，霍尔传感器可以用于追踪传动系的致动，所述传动系用于将致动输入转移给外科手术器械输出。作为另一个示例，编码器能够用于追踪传动系的致动，所述传动系用于将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测外科手术钉仓存在且未发射的方法，所述方法包含：命令驱动元件的受到第一力极限的第一移动，所述第一移动在与所述驱动元件的发射移动相反的方向上；检测到所述驱动元件不能完成受到所述第一力极限的命令的第一移动；响应于检测到所述驱动元件不能完成受到所述第一力极限的所述命令的第一移动，确定钉仓存在且未发射；和为用户显示所述钉仓存在且未发射。

【技术特征摘要】
2011.10.26 US 61/551,880;2011.11.15 US 61/560,2131.一种检测外科手术钉仓存在且未发射的方法，所述方法包含：命令驱动元件的受到第一力极限的第一移动，所述第一移动在与所述驱动元件的发射移动相反的方向上；检测到所述驱动元件不能完成受到所述第一力极限的命令的第一移动；响应于检测到所述驱动元件不能完成受到所述第一力极限的所述命令的第一移动，确定钉仓存在且未发射；和为用户显示所述钉仓存在且未发射。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一力极限包括第一扭矩极限。3.根据权利要求1所述的方法，其中命令所述驱动元件的受到所述第一力极限的所述第一移动包括限制供应给电动机的电流，所述电动机用于产生所述驱动元件的所述第一移动。4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：测量用于致动所述驱动元件的传动系中的摩擦力；将所述第一力极限设定为大于测量的摩擦力。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述第一力极限设定为小于所述外科手术钉仓安装到的外科手术器械的正常操作极限。6.根据权利要求5所述的方法，包括将所述第一力极限设定为小于所述正常操作极限的20％。7.根据权利要求1所述的方法，其中检测到所述驱动元件不能完成受到所述第一力极限的命令的第一移动包括追踪被配置为追踪传动系的致动的传感器的输出，其中所述传动系用于产生所述驱动元件的所述第一移动。8.根据权利要求7所述的方法，其中追踪所述传感器的所述输出包括监视用于所述驱动系的致动的停转的所述传感器的输出。9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：响应于检测到所述传动系的致动的停转，终止所述传动系的致动。10.根据权利要求1所述的方法，其中：所述外科手术钉仓包括铰接的手术刀；并且所述驱动元件的所述第一移动小于当应用于发射配置中的所述外科手术钉仓时可能导致所述手术刀的暴露的量。11.可操作用于致动外科手术钉仓的外科手术器械，其中所述外科手术钉仓安装到所述外科手术器械，所述外科手术器械包括：致动输出，当所述外科手术钉仓被安装到所述外科手术器械上时，所述外科手术钉仓的钉仓输入与所述致动输出传动地耦接，所述钉仓输入在发射方向上致动以操作所述外科手术钉仓；与所述外科手术器械致动输出传动地耦接的驱动源；被配置为检测所述外科手术器械致动输出的移动的传感器；和与所述传感器和所述驱动源通信地耦合的控制器，所述控制器包括处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·韦尔，K·杜伦特，W·伯班克，P·弗拉纳干，
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