基于跟踪的旋转器装载外科施夹器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于外科夹具施放器的端部执行器(1502)，该端部执行器包括主体(1510)，该主体具有夹具旋转器(1512)，该夹具旋转器可旋转地联接在主体的孔(1520)内并且包含一个或多个外科夹具(1508)；扭转构件(1514)，该扭转构件(1514)被约束在主体和夹具旋转器之间以将旋转力施加在夹具旋转器上；和夹具推进器(1516)，该夹具推进器滑动地联接在夹具旋转器的内孔内。夹具旋转器的内孔包括夹具推进器可以在其中平移的多个沟槽。随着夹具推进器在沟槽中的第一沟槽内行进，该夹具推进器与最远侧外科夹具对齐。随着夹具推进器从第一沟槽朝远侧行进，该扭转构件使夹具旋转器旋转，使得夹具推进器行进到沟槽中的第二沟槽中，使得夹具推进器与第二最远侧外科夹具对齐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于跟踪的旋转器装载外科施夹器
技术介绍
微创外科手术(MIS)器械由于术后恢复时间减少且瘢痕形成最小化而通常优于传统的开放式外科装置。内窥镜式外科手术是一种类型的MIS手术，在该手术中，将细长的柔性轴通过自然孔口引入患者的身体内。腹腔镜式外科手术是另一种类型的MIS手术，在该手术中，在患者的腹部中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。通过套管针(即，套管针套管)，可以将多种器械和外科工具引入腹腔中，以便以多种方式接合和/或处理组织，从而实现诊断或治疗效果。通常与套管针一起使用的一种外科器械是外科施夹器，其可用于在外科手术期间结扎血管、导管、分流管或身体组织的多个部分。传统的外科施夹器具有柄部和从柄部延伸的细长轴。一对能够运动的相对钳口定位在细长轴的端部处，以用于在其间保持并形成外科夹具或“结扎夹具”。在操作中，使用者(例如，外科医生或临床医生)将钳口定位在脉管或导管周围，并挤压柄部上的触发器以闭合钳口，从而使外科夹具在脉管上方折叠。然而，最近，已经开发了机器人系统来辅助MIS手术。现在，使用者能够经由通信地联接到机器人操纵器的电子接口来操纵和接合外科器械，而不是直接接合外科器械。随着机器人外科手术的进步，在外科手术期间，使用者甚至不需要与患者一起在手术室中。机器人外科系统现在也能够利用机器人控制的施夹器。此类施夹器包括用于自动地供给和形成外科夹具的特征部。一直需要对用于将外科夹具施加到脉管、导管、分流管等的方法和装置进行改进和改善，以使过程更加有效和安全。附图说明以下附图包括在内以示出本公开的某些方面，并且不应被视为排他性实施方案。在不脱离本公开的范围的情况下，本专利技术所公开的主题能够具有形式和功能上的大量修改、改变、组合和等同物。图1是可结合本公开的一些或全部原理的示例性机器人外科系统的框图。图2是可结合本公开的一些或全部原理的示例性外科工具的等轴顶视图。图3是图2的外科工具的等轴底视图。图4是图2和图3的外科工具的细长轴和端部执行器的分解图。图5是图2的外科工具的暴露等轴视图。图6是可结合本公开的一些或全部原理的示例性外科工具的侧视图。图7示出了其中图1的腕能够进行关节运动(枢转)的潜在自由度。图8是图6的外科工具的远侧端部的放大等轴视图。图9是图6的外科工具的驱动外壳的底视图。图10是图6的外科工具的驱动外壳的内部的等距展示图。图11是示例性端部执行器的暴露局部横截面侧视图。图12是图11的端部执行器的旋转器的放大等轴视图。图13是图11的外科工具的驱动外壳的内部的等轴暴露视图。图14A至图14E是图11的端部执行器在示例性操作期间的渐进暴露局部等轴视图。图15是另一个示例性端部执行器的放大等轴视图。图16是图15的端部执行器的旋转器的暴露部分横截面侧视图。图17A至图17B是图15的端部执行器在示例性装载操作期间的渐进暴露局部等轴视图。具体实施方式本专利技术涉及外科系统，更具体地涉及具有旋转夹具仓和将外科夹具选择性地供给到相对的钳口构件之间的供给杆的外科施夹器。本文所讨论的实施方案描述了对施夹器端部执行器的改进。本文所述的一些端部执行器实施方案包括具有夹具旋转器的主体，该夹具旋转器在其远侧端部附近可旋转地联接在主体内并且容纳一个或多个外科夹具。分度器可滑动地联接在主体内以接合旋转器并且导致其旋转，供给杆可布置在主体内并且延伸穿过旋转器和分度器以向远侧供给外科夹具。主体可包括限定多个导轨的旋转区域，并且偏置构件可布置在旋转区域内，使得旋转器被约束在偏置构件与导轨之间。第一凸轮表面可布置在分度器的远侧端部处，并且对应于第一凸轮表面的第二凸轮表面可布置在旋转器的近侧端部处。在示例性操作中，分度器在远侧方向上被致动，直到其第一凸轮表面接合旋转器的第二凸轮表面，这在远侧方向上推动旋转器，直到其越过旋转区域内的导轨，之后偏置构件导致旋转器旋转到外科夹具中的一个外科夹具与供给杆对齐的位置。本文所公开的其他端部执行器实施方案描述了细长主体、保持多个外科夹具的旋转器、在旋转器内进行关节运动以选择性地接合每个外科夹具的推杆，以及围绕旋转器布置并且在一个端部处固定到细长主体的扭转构件。旋转器可包括各自与外科夹具中的一个外科夹具对齐的多个沟槽，并且推杆可被构造成在此类沟槽内行进(横穿)，从而约束旋转器的旋转。扭转构件可对旋转器施加力，从而促使旋转器旋转。当推杆定位在沟槽的远侧区域中时，经由扭转构件实现的旋转器的旋转通常可被抑制。然而，随着推杆朝近侧行进，沟槽可各自通往通向并连接至沟槽中的另一个沟槽的通道，使得扭转构件中储存的机械能可被释放以导致旋转。因此，随着推杆靠近沟槽行进，扭转构件可旋转旋转器，使得推杆行进到沟槽，然后行进入另一个沟槽中，从而分度旋转器。与常规的施夹器相比，保持外科夹具的旋转器可布置在能够进行关节运动的腕关节远侧的位置处，这有助于减轻本来将妨碍外科夹具必须横穿腕部的阻碍。此外，本专利技术所述的旋转器实施方案可被构造成存放以嵌套螺旋阵列的布置方式排列的外科夹具，这有利于存放更多数量的夹具，从而导致在操作期间较少需要重新装载或更换工具。图1是可结合本公开的一些或全部原理的示例性机器人外科系统100的框图。如图所示，系统100可包括至少一个主控制器102a和至少一个臂车104。臂车104可以机械的方式和/或电的方式联接到机器人操纵器，并且更具体地联接到一个或多个机器人臂106或“工具驱动器”。每个机器人臂106可包括并以其他方式提供用于安装有一个或多个外科工具或器械108的位置，以对患者110执行各种手术任务。机器人臂106和器械108的操作可由临床医生112a(例如，外科医生)从主控制器102a进行指导。在一些实施方案中，由第二临床医生112b操作的第二主控制器102b(以虚线示出)还可与第一临床医生112a一起指导机器人臂106和器械108的操作。在此类实施方案中，例如，每个临床医生102a、102b可控制不同的机器人臂106，或者在一些情况下，机器人臂106的完全控制可在临床医生102a、102b之间传递。在一些实施方案中，可在外科手术期间对患者110使用具有另外的机器人臂(未示出)的另外的臂车(未示出)，并且这些另外的机器人臂可由主控制器102a、102b中的一个或多个主控制器控制。臂车104和主控制器102a、102b可经由通信链路114彼此通信，该通信链路可以是被配置成能够根据任何通信协议承载多种通信信号(例如，电信号、光信号、红外信号等)的任何类型的有线或无线通信装置。主控制器102a、102b通常包括一个或多个实体控制器，该实体控制器可由临床医生112a、112b抓持并且在外科医生经由立体显示器观察手术时在空间中操纵。实体控制器通常包括手动输入装置，该手动输入装置能够多个自由度运动，并且通常包括用于致动外科器械108的可致动的柄部，例如用于打开和闭合相对钳口、向电极施加电势(电流)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于外科施夹器的端部执行器，包括：/n细长主体；/n夹具旋转器，所述夹具旋转器可旋转地定位在所述细长主体内并且提供内孔，所述内孔限定围绕所述内孔的内表面彼此成角度地间隔开的多个夹具狭槽，其中多个外科夹具能够以嵌套螺旋阵列的方式接收在所述多个夹具狭槽内；/n夹具推进器，所述夹具推进器能够在所述细长主体内纵向运动，并且能够基于所述夹具旋转器的旋转而与每个外科夹具选择性地接合；以及/n第一钳口构件和第二钳口构件，所述第一钳口构件和所述第二钳口构件延伸超过所述细长主体的远侧端部并且对齐以随着所述夹具推进器朝远侧推进而从所述夹具旋转器接收轴向对齐的外科夹具，其中所述夹具旋转器能够旋转以将每个外科夹具与所述第一钳口构件和所述第二钳口构件顺序地对齐。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180214 US 15/896,4961.一种用于外科施夹器的端部执行器，包括：
细长主体；
夹具旋转器，所述夹具旋转器可旋转地定位在所述细长主体内并且提供内孔，所述内孔限定围绕所述内孔的内表面彼此成角度地间隔开的多个夹具狭槽，其中多个外科夹具能够以嵌套螺旋阵列的方式接收在所述多个夹具狭槽内；
夹具推进器，所述夹具推进器能够在所述细长主体内纵向运动，并且能够基于所述夹具旋转器的旋转而与每个外科夹具选择性地接合；以及
第一钳口构件和第二钳口构件，所述第一钳口构件和所述第二钳口构件延伸超过所述细长主体的远侧端部并且对齐以随着所述夹具推进器朝远侧推进而从所述夹具旋转器接收轴向对齐的外科夹具，其中所述夹具旋转器能够旋转以将每个外科夹具与所述第一钳口构件和所述第二钳口构件顺序地对齐。


2.根据权利要求1所述的端部执行器，还包括分度器，所述分度器能够在所述细长主体内纵向运动并且能够与所述夹具旋转器接合以使所述夹具旋转器旋转。


3.根据权利要求2所述的端部执行器，其中，所述分度器包括一个或多个导轨，所述一个或多个导轨被接收在设置于所述细长主体的内表面中的一个或多个对应引导件内。


4.根据权利要求2所述的端部执行器，其中，所述分度器的凸轮作用表面能够与所述夹具旋转器的对应凸轮作用表面接合以使所述夹具旋转器旋转。


5.根据权利要求4所述的端部执行器，还包括：
多个轴向延伸的凸轮作用沟槽，所述多个轴向延伸的凸轮作用沟槽设置在所述主体的内径向表面上；以及
多个引导件，所述多个引导件从所述夹具旋转器的外表面径向延伸并且能够接收在所述多个凸轮作用沟槽内。


6.根据权利要求5所述的端部执行器，还包括偏置构件，所述偏置构件布置在所述主体内以将所述多个引导件偏置到所述多个凸轮作用沟槽中。


7.根据权利要求1所述的端部执行器，还包括：
扭转构件，所述扭转构件可操作地连接到所述细长主体和所述夹具旋转器，并且在所述夹具旋转器上施加扭转负载，所述扭转负载促使所述夹具旋转器相对于所述细长主体旋转；
多个轴向延伸的沟槽，所述多个轴向延伸的沟槽限定在所述夹具旋转器的所述内孔上；
一个或多个螺柱，所述一个或多个螺柱从所述夹具推进器侧向延伸，并且能够接收在所述多个轴向延伸的沟槽内，以防止所述夹具旋转器旋转；以及
通道沟槽，所述通道沟槽将所述多个轴向延伸的沟槽中的成角度地相邻的轴向延伸的沟槽互连。


8.根据权利要求7所述的端部执行器，其中，随着所述夹具推进器在所述多个轴向延伸的沟槽中的给定轴向延伸的沟槽内朝远侧推进，所述一个或多个螺柱绕过所述通道沟槽，
其中随着所述夹具推进器在所述给定轴向延伸的沟槽内朝近侧回缩，所述一个或多个螺柱被接收在所述通道沟槽内，并且
其中所述扭转负载使所述夹具旋转器旋转并且迫使所述一个或多个螺柱进入并沿循所述多个轴向延伸的沟槽中的成角度地相邻的轴向延伸的沟槽。


9.根据权利要求1所述的端部执行器，其中，所述多个夹具狭槽形成多对成角度地相对的夹具狭槽，并且每对成角度地相对的夹具狭槽接收所述多个外科夹具中的对应一个外科夹具，并且其中所述多个外科夹具能够接收在所述多对夹具狭槽内，使得每个外科夹具相对于所述端部执行器的纵向轴线驻留在不同径向平面中。


10.根据权利要求9所述的端部执行器，其中，所述多个外科夹具在所述多对夹具狭槽内彼此成角度地偏移，并且其中所述旋转器能够旋转以使所述多对夹具狭槽与所述第一钳口构件和所述第二钳口构件顺序地对齐。


11.根据权利要求9所述的端部执行器，其中，所述多个外科夹具能够接收在所述多个夹具狭槽内，使得更近侧外科夹具的冠部堆叠在更远侧外科夹具的冠部上，并且所述更近侧外科夹具的腿部延伸超过所述更远侧外科夹具的所述冠部。


12.一种操作外科施夹器的端部执行器的方法，包括：
将所述端部执行器定位成与患者相邻以用于操作，所述端部执行器包括：
细长主体；
夹具旋转器，所述夹具旋转器可旋转地定位在所述细长主体内并且提供内孔，所述内孔限定围绕所述内孔的内表面彼此成角度地间隔开的多个夹具狭槽；
多个外...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·杨，S·D·格雷塞，S·沃辛顿，D·哈里斯，
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