外科工具以及机器人外科系统界面技术方案

本发明专利技术提供了各种示例性外科工具和机器人外科系统界面。一般来讲，无菌屏障可以定位在机器人外科系统与可释放地联接到所述机器人外科系统的外科工具之间。所述外科工具可以处于所述无菌屏障的一侧上的无菌环境中，并且所述机器人外科系统可以处于所述无菌屏障的另一相对侧上的非无菌环境中。所述机器人外科系统可以被构造成能够使用磁场控制可释放地联接到其上的所述外科工具的移动，所述磁场跨所述外科工具与所述机器人外科系统之间的所述无菌屏障延伸。

Surgical tools and robot surgical system interface

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】外科工具以及机器人外科系统界面
本专利技术提供了用于机器人手术的方法、系统和装置，尤其是提供了外科工具和机器人外科系统界面。
技术介绍
由于术后恢复时间减少且瘢痕形成最小化，因此微创外科手术(MIS)器械通常优于传统的开放式外科装置。腹腔镜式外科手术是一种类型的MIS手术，其中在腹部形成一个或多个小切口，并且通过切口插入套管针以形成进入腹腔的通路。套管针用于将各种器械和工具引入腹腔中，而且提供注气使腹壁升高到器官上方。器械和工具可用于以多种方式接合和/或处理组织以达到诊断或治疗效果。内窥镜式外科手术是另一种类型的MIS手术，其中将细长的柔性轴通过自然孔口引入体内。尽管传统的微创外科手术器械和技术已证明是高度有效的，但较新的系统可提供甚至更多的优点。例如，传统的微创外科手术器械通常不能为外科医生提供存在于开放式外科手术中的工具布置的灵活性。用器械通过小切口接近手术部位时遇到困难。另外，典型的内窥镜式器械的长度的增加通常会降低外科医生感觉由组织和器官施加在端部执行器上的力的能力。此外，如电视监视器上的图像中所观察到的器械的端部执行器的运动与端部执行器的实际运动的协调是特别困难的，因为如图像中所感知的运动通常不与端部执行器的实际运动直觉地对应。因此，通常缺乏对外科器械运动输入的直觉响应。已经发现，直觉性、灵巧性和灵敏度的此类缺乏使得增加微创外科手术的使用受阻。多年以来，已经开发出多种微创机器人系统以增加外科手术的灵巧性，并允许外科医生以直觉方式对患者进行手术。远程手术是使用系统进行的外科手术的一般术语，其中外科医生使用一些形式的远程控制(例如，伺服机构等)来操纵手术器械运动，而不是用手直接握持和移动工具。在此类远程外科手术系统中，通常在远离患者的位置处在视觉显示器上为外科医生提供外科手术部位的图像。外科医生通常可在远离患者的位置处执行外科手术，同时在外科手术期间观察视觉显示器上的端部执行器运动。通常在视觉显示器上观察手术部位的三维图像时，外科医生通过操纵远程位置处的主控制装置来对患者执行外科手术，该主控制装置控制远程控制式器械的动作。虽然在机器人外科手术领域已经取得了重大进展，但仍然需要用于机器人外科手术的改善的方法、系统和装置。
技术实现思路
一般来讲，本专利技术提供了外科工具和机器人外科系统界面。在一个方面，提供了一种外科系统，在一个实施方案中，该外科系统包括外科工具，该外科工具被构造成可释放地联接到机器人外科系统，其中无菌屏障定位在外科工具与机器人外科系统之间。外科工具包括其远侧端部处具有端部执行器的细长轴。端部执行器被构造成能够响应于在外科工具近侧的非无菌环境与外科工具所处的无菌环境之间延伸的磁场的生成而移动。所述外科系统可以任意种方式变化。例如，外科工具可以包括转子，并且所生成的磁场可以被构造成能够在转子与被包括在无菌屏障和机器人外科系统中的一者中的定子之间延伸。在至少一些实施方案中，外科系统可以包括无菌屏障，该无菌屏障可以包括定子。在至少一些实施方案中，外科系统可以包括机器人外科系统的工具驱动器，并且工具驱动器可以包括定子。又如，端部执行器可以被构造成能够响应于磁场的生成而移动，而不需要由机器人外科系统机械地驱动外科工具。再如，端部执行器的移动可以包括以下中的至少一者：关闭端部执行器、打开端部执行器、使端部执行器相对于细长轴进行关节运动、使端部执行器相对于细长轴旋转、以及使端部执行器和细长轴作为一个单元围绕细长轴的纵向轴线旋转。在另一个实施方案中，提供了一种外科系统，该外科系统包括：无菌屏障；具有其远侧端部处具有端部执行器的细长轴的外科工具，该外科工具包括转子；机器人外科系统工具驱动器，该工具驱动器被构造成能够可释放地联接到外科工具，使得外科工具处于无菌屏障的第一侧上的无菌环境中，并且工具驱动器处于无菌屏障的第二相对侧上的非无菌环境中；以及定子，该定子被构造成能够当工具驱动器可释放地联接到外科工具时操作地联接到转子，转子与定子之间生成的磁场被构造成能够引起端部执行器的移动。所述外科系统可具有多种变型中的任一种。例如，定子可以与无菌屏障成为一体。又如，工具驱动器可以包括定子。再如，转子可以包括多个永磁体，并且定子可以包括多个电磁体。再如，磁场可以使端部执行器移动，而不需要由工具驱动器机械地驱动外科工具。又如，外科系统可以包括控制器，该控制器被构造成能够响应于用户输入而引起定子的移动，并且定子的移动可以生成磁场。再如，端部执行器的移动可以包括以下中的至少一者：关闭端部执行器、打开端部执行器、使端部执行器相对于细长轴进行关节运动、使端部执行器相对于细长轴旋转、以及使端部执行器和细长轴作为一个单元围绕细长轴的纵向轴线旋转。在另一个实施方案中，外科系统包括具有细长轴的外科工具，该细长轴在该细长轴的远侧端部处具有端部执行器。外科工具包括转子。外科系统还包括机器人外科系统工具驱动器和无菌屏障，该机器人外科系统工具驱动器被构造成能够电联接到外科工具以驱动端部执行器的功能，该无菌屏障位于工具驱动器与外科工具之间，并且被构造成能够与工具驱动器和外科工具机械地对准。外科系统可以具有任何数量的变型。例如，端部执行器的功能可以包括使端部执行器移动，并且/或者电联接可以包括利用跨转子与定子之间的无菌屏障延伸的磁场将外科工具的转子与工具驱动器的定子电联接。磁场可以驱动端部执行器的功能，而不需要由工具驱动器机械地驱动外科工具。又如，无菌屏障可以包括从其延伸出来的多个突起部，该多个突起部被构造成能够提供工具驱动器与外科工具之间的机械对准。在至少一些实施方案中，多个突起部可以被构造成能够响应于外科工具的转子相对于工具驱动器的定子移动而受到磨损。再如，无菌屏障可以包括多个电连接器，该多个电连接器被构造成能够提供工具驱动器与外科工具之间的机械对准。在至少一些实施方案中，多个电连接器可以被配置为提供用于在工具驱动器的第一天线与外科工具的第二天线之间传输数据的电路径。又如，当工具驱动器电联接到外科工具时，外科工具可以处于无菌屏障的第一侧上的无菌环境中，并且工具驱动器可以处于无菌屏障的第二相对侧上的非无菌环境中。在另一个实施方案中，外科系统包括具有细长轴的外科工具，该细长轴在该细长轴的远侧端部处具有端部执行器。外科工具包括转子。外科系统还包括被构造成能够可释放地联接到外科工具的机器人外科系统工具驱动器。工具驱动器包括定子。外科系统还包括位于工具驱动器与外科工具之间的无菌屏障，使得当工具驱动器可释放地联接到外科工具时，磁场被构造成能够延伸穿过无菌屏障的无菌侧上的转子与无菌屏障的非无菌侧上的定子之间的无菌屏障，并且从而驱动端部执行器的功能。外科系统还包括屏蔽件，该屏蔽件被构造成能够为磁场提供磁屏蔽。外科系统可以具有任何数量的变型。例如，屏蔽件可以是被构造成能够由工具驱动器组装的多部件屏蔽件，该工具驱动器可释放地联接到外科工具。在至少一些实施方案中，屏蔽件可以包括作为外科工具的一部分的第一屏蔽件以及作为工具驱动器的一部分的第二屏蔽件，并且第一屏蔽件和第二屏蔽件可以组装以在工具驱动器可释放地联接到外科工具时形成多部件屏蔽件。又如，转子可以包括多个永磁体，定子可以包括多个电磁体，并且屏蔽件可以包围多个永磁体和多个电磁体。再如，转子可以包括多个转子，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外科装置，包括：外科工具的近侧柄部部分，所述近侧柄部部分包括定子；所述外科工具的远侧部分，所述远侧部分被构造成能够可移除且可替换地联接到所述近侧柄部部分，所述远侧部分包括转子并且包括端部执行器，所述端部执行器被构造成能够由在所述转子与所述定子之间延伸的磁场驱动；以及无菌屏障，所述无菌屏障联接到所述近侧柄部部分，并且被构造成能够在所述远侧部分可移除且可替换地联接到所述近侧柄部部分时为所述远侧部分提供无菌环境。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.09 US 15/374,108;2016.12.09 US 15/374,145;1.一种外科装置，包括：外科工具的近侧柄部部分，所述近侧柄部部分包括定子；所述外科工具的远侧部分，所述远侧部分被构造成能够可移除且可替换地联接到所述近侧柄部部分，所述远侧部分包括转子并且包括端部执行器，所述端部执行器被构造成能够由在所述转子与所述定子之间延伸的磁场驱动；以及无菌屏障，所述无菌屏障联接到所述近侧柄部部分，并且被构造成能够在所述远侧部分可移除且可替换地联接到所述近侧柄部部分时为所述远侧部分提供无菌环境。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述远侧部分被构造成能够通过使所述转子与所述定子接合来可移除且可替换地联接到所述近侧部分。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述无菌屏障可移除且可替换地联接到所述近侧柄部部分。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述定子一体地联接到所述近侧柄部部分。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述定子可移除且可替换地联接到所述近侧柄部部分。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述磁场驱动所述端部执行器移动，而不需要由所述工具驱动器机械地驱动所述外科工具。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述端部执行器被构造成能够被驱动以实现以下中的至少一者：关闭所述端部执行器、打开所述端部执行器、使所述端部执行器相对于其远侧端部处具有所述端部执行器的细长轴进行关节运动、使所述端部执行器相对于所述细长轴旋转、以及使所述端部执行器和所述细长轴作为一个单元围绕所述细长轴的纵向轴线旋转。8.一种外科装置，包括：细长轴，所述细长轴在所述细长轴的远侧端部处具有端部执行器，所述端部执行器被构造成能够接合组织；近侧柄部，所述近侧柄部被构造成能够被手持，并且可移除且可替换地联接到所述细长轴，使得所述细长轴从所述近侧柄部朝远侧延伸；无菌屏障，所述无菌屏障联接到所述近侧柄部，并且被构造成能够在所述无菌屏障的远侧提供无菌环境并且在所述无菌屏障的近侧提供非无菌环境，当所述近侧柄部可移除且可替换地联接到所述细长轴时，所述细长轴和所述端部执行器...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·奥尔梅亚，J·S·斯韦兹，F·E·谢尔顿四世，J·L·哈里斯，J·杨，D·C·亚特斯，K·L·豪泽，
申请(专利权)人：爱惜康有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US