用于器官牵开和空间开放的系统和方法技术方案

本申请公开了机器人器官牵开系统，装置(200)和方法。器官牵开装置(200)可以包括顺应性牵开器尖端、关节式接头，集成式力传感器和自动牵开功能，以实现安全和有效的器官牵开。以实现安全和有效的器官牵开。以实现安全和有效的器官牵开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于器官牵开和空间开放的系统和方法


[0001]本申请大体涉及手术牵开器和空间开放器领域。

技术介绍

[0002]器官牵开是指将器官(例如肌肉、神经、心脏、肺、肝、肾、肠、血管等)保持在一边，以提供对于目标手术部位的观察和/或操作路径。类似地，空间开放指扩张体腔(例如结肠)中的空间，以提供对于目标手术部位的观察和/或操作路径。器官牵开和空间开放在空间有限的微创手术中是特别有用的。
[0003]现有的牵开器和空间开放器是手动操作的，并包括刚性结构，例如图1A
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C所示。图1A示出了抓握式牵开器。图1B示出了来自Covidien的扇形牵开器。图1C显示了用于达芬奇手术系统的机器人牵开器。医生在定位现有的牵开器的同时努力控制和最小化施加到组织上的力，并且还要保持对目标手术部位的最佳暴露，即，观察和/或操作路径。
[0004]因此，本领域需要一种可控制并能够使施加到组织上的力最小化的牵开器和空间开放器。本申请满足了这种需要和其它相关需要。
[0005]专利技术概述
[0006]本申请涉及机器人器官牵开和空间开放系统、装置和方法。本文所用的术语“牵开器”是指用于实现器官牵开和空间开放的装置。本文公开的技术集成了顺应性牵开器尖端、关节式接头、集成式力传感器和自动牵开功能中的一种或多种，以实现更安全和更有效的器官牵开，从而改善临床结果。
[0007]本申请解决了与现有牵开器相关的问题，现有牵开器具有有限的灵活性并且对正施加到组织上的力的量不能提供反馈，这可能导致产生不希望的组织损伤。本申请通过一个或多个关节式接头提供增加的灵活性，并且还利用顺应性尖端和力感测防止组织损伤，这两者都允许控制和最小化施加到牵开组织的力。所施加的力和牵开量可以是完全自动化的。
[0008]本申请可用于多种手术应用，包括微创手术。本申请提供的技术可以在不同的临床应用中用作牵开器和/或空间开放器，例如经口甲状腺牵开、肝脏牵开、结肠牵开和用于子宫操作的牵开器。
[0009]附图简要描述
[0010]通过以下详细描述并结合附图能容易理解本申请的内容，其中相似的附图标记表示相似的结构元件，并且其中：
[0011]图1A
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1C示出了现有技术的牵开装置。
[0012]图2A
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2D示出了本申请的手术牵开装置的一个实施方案。
[0013]图3示出了正在牵开器官的手术牵开装置。
[0014]图4A和4B示出了牵开器支杆中的集成式力传感器。
[0015]图5A和5B示出了牵开器支杆。
[0016]图6A
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6E示出了具有两对牵开器支杆的手术牵开装置的不同实施方案。
[0017]图7A
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7D示出了关节式接头。
[0018]图8示出了一对顺序连接的关节式接头。
[0019]图9A
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9B示出了关节式滚动接头的一个实施方案。
[0020]图10A
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10B示出了关节式接头的一个实施方案。
[0021]图10C
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10D示出了关节式接头的一个实施方案。
[0022]图11示出了手术牵开装置的一个实施方案，其具有多个轴杆，每一个轴杆具有一对牵开器支杆。
[0023]图12示出了具有手术牵开装置和照相机的系统的一个实施方案。
[0024]图13显示了用于甲状腺牵开的手术牵开装置。
[0025]图14显示了用于子宫操作的手术牵开装置。
[0026]图15示出了牵开器支杆的力和弯曲的示意性图谱。
[0027]专利技术详细描述
[0028]出于解释的目的，在整个说明书中阐述了许多具体细节，以便提供对本文所公开的多个方面和实施方案的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，在没有这些具体细节中的一部分的情况下，也可以实践许多方面和实施方案。在其它情况下，以图表或示意图形式展示已知结构和装置，以避免使所描述方面和实施方案的基础原理模糊。
[0029]牵开装置
[0030]图2A示出了手术牵开装置200。手术牵开装置200可用于牵开手术开口和/或器官，以便提供对目标手术部位的观察和/或操作路径。在一些实施方案中，手术牵开装置包括牵开器端部、外部致动部分和将牵开器端部连接到外部部分的一个或多个轴杆。牵开器端部可包括顺应性牵开器元件，并且可相对于装置的其它部分发生关节样活动。例如，如图2A中所示，手术牵开装置200包括牵开器端部202。牵开器端部202包括第一轴杆204，第一轴杆204包括远端206和近端208，近端208沿第一轴杆204的纵向轴线210延伸。在一些实施方案中，第一轴杆是直的，然而在一些实施方案中，第一轴杆和/或其它轴杆可以包括一个或多个弯曲部分。牵开器端部202还包括一对牵开器支杆212A和212B。牵开器支杆212A和212B从第一轴杆204的远端206向第一轴杆的近端208延伸。牵开器支杆212A和212B的靠近远端206的端部连接到第一轴杆204。在一些实施方案中，连接可以是通过铰链的可旋转式连接方式，也可以是固定连接方式，例如通过粘合剂、焊接、压合、螺钉和/或铆钉固定。
[0031]在一些实施方案中，牵开器端部202还包括沿第一轴杆204的纵向轴线210延伸的第二轴杆214。牵开器支杆212A和212B的远离远端206的端部连接到第二轴杆214。第二轴杆214可相对于第一轴杆204平移。第一和/或第二轴杆可以通过装置的另一个轴杆内的致动器使其相对于两个轴杆中的另一个轴杆平移和/或可以机械地连接到外部致动部分。轴杆的平移可以是缆线驱动的、连杆驱动的、气动驱动的、液压驱动的和/或磁性驱动的。相对于第一轴杆204平移第二轴杆214，使得远端206更靠近第二轴杆214，使得牵开器支杆212A和212B从例如图2B所示的收缩构型转变为例如图2C所示的展开构型。在一些实施方案中，第二轴杆214包括内腔215，第一轴杆204定位成在内腔215中平移，如图2D的截面图所示，并且在这种构型中，第一轴杆可以被称为伸缩式推拉杆。在一些实施方案中，第一轴杆包括内腔，第二轴杆定位在该内腔内，使得第一轴杆在第二轴杆的外部移动。
[0032]如图2B所示，在收缩构型中，牵开器支杆212A和212B在平行于纵向轴线210的基本
直的线上延伸，并与第一轴杆204齐平。在一些实施方案中，第一轴杆可以包括用于使每个牵开器支杆连接到第一轴杆的平坦侧部，并且牵开器支杆可以具有平坦侧部，以便接触第一轴杆的相应平坦侧部，从而在收缩构型中实现紧凑截面，其中牵开器支杆抵靠第一轴杆折叠并接触第一轴杆。在将装置通过患者身体引导到目标牵开位置时，收缩构型中的紧凑截面是有益的。在一些实施方案中，在器官牵开完成之后，通过相对于第一轴杆平移第二轴杆，可以使牵开器支杆212A和212B从展开构型返回到收缩构型，以便以更紧凑的形式将装置引导出患者的身体，从而防止由牵开装置的抽出引起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于器官牵开的系统，所述系统包括：手术牵开装置，所述装置包括：第一轴杆，所述第一轴杆包括沿纵向轴线延伸的远端和近端；自所述远端向所述近端延伸的第一对牵开器支杆，其中所述第一对牵开器支杆被配置为可在收缩构型和展开构型之间定位，在所述收缩构型下，所述第一对牵开器支杆基本上平行于所述纵向轴线，在所述展开构型下，所述第一对牵开器支杆的中部远离所述纵向轴线弯曲，其中在所述展开构型下，所述第一对牵开器支杆被配置为在手术过程中牵开患者的器官；和控制器，所述控制器被配置为在所述收缩构型和所述展开构型之间致动所述第一对牵开器支杆，确定所述第一对牵开器支杆的弯曲量或由所述第一对牵开器支杆实施的器官牵开量，并且基于所确定的量，在所述手术过程中调节所述第一对牵开器支杆的弯曲。2.如权利要求1所述的系统，还包括：沿所述纵向轴线延伸的第二轴杆；其中所述第二轴杆被配置为能相对于所述第一轴杆沿所述纵向轴线平移；其中所述第一对牵开器支杆中的每一个的远端部分固定在所述第一轴杆的远端附近，并且所述第一对牵开器支杆中的每一个的近端部分固定在所述第二轴杆，其中朝向所述第一轴杆的远端平移所述第二轴杆使得所述第一对牵开器支杆在所述收缩构型与所述展开构型之间转换；并且其中所述控制器被配置为能使所述第二轴杆相对于所述第一轴杆平移。3.如权利要求2所述的系统，其中所述第二轴杆定位成在所述第一轴杆内平移。4.如权利要求2所述的系统，其中所述第一对牵开器支杆的弯曲程度基于所述第一轴杆和所述第二轴杆的相对位置。5.如权利要求4所述的系统，其中所述控制器被配置为基于期望的器官牵开量，连续地选择所述第一对牵开器支杆的弯曲程度或形状。6.如权利要求1所述的系统，其中在所述展开状态下，弯曲的所述第一对牵开器支杆被配置为是顺应性的，以限制牵开器官上受到的力的量。7.如权利要求1或2所述的系统，其中所述第一对牵开器支杆中的每一个包括金属梁、塑料梁或复合梁，并且其中所述控制器被配置为基于构成所述第一对牵开器支杆的材料的材料特性，确定所述第一对牵开器支杆的弯曲量或由所述第一对牵开器支杆实施的器官牵开量。8.如权利要求7所述的系统，其中所述第一对牵开器支杆中的每一个包括金属梁，并且其中所述金属梁是形状金属合金。9.如权利要求8所述的系统，其中所述形状金属合金是镍钛诺。10.如权利要求7、8或9所述的系统，其中所述金属梁包被有包被材料，所述包被材料被配置为相比于所述金属梁对器官具有更大的摩擦，从而为器官牵开提供保持摩擦，减少所述器官和所述第一对牵开器支杆之间的滑动；并且其中所述控制器被配置为基于所述包被材料和所述器官之间的摩擦，确定由所述第一对牵开器支杆实施的器官牵开量。11.如权利要求10所述的系统，其中所述包被材料是编织材料，
其中所述控制器被配置为基于所述编织材料和所述器官之间的摩擦，确定由所述第一对牵开器支杆实施的器官牵开量。12.如权利要求11所述的系统，其中所述包被材料是硅酮，其中所述控制器被配置为基于所述硅酮和所述器官之间的摩擦，确定由所述第一对牵开器支杆实施的器官牵开量。13.如权利要求2所述的系统，还包括使用者接口主体，其中所述使用者接口主体包括致动机构，所述致动机构连接到所述控制器并被配置为相对于所述第一轴杆平移所述第二轴杆。14.如权利要求13所述的系统，其中所述致动机构包括电机。15.如权利要求1所述的系统，还包括自所述远端向所述近端延伸的第二对牵开器支杆，其中所述第二对牵开器支杆被配置为可在所述收缩构型和所述展开构型之间定位，在所述收缩构型下，所述第二对牵开器支杆基本上平行于所述纵向轴线，在所述展开构型下，所述第二对牵开器支杆的中间部分远离所述纵向轴线弯曲，其中所述控制器被配置为分别致动所述第一对牵开器支杆和所述第二对牵开器支杆。16.如权利要求15所述的系统，其中在所述展开构型下，所述第一对牵开器支杆在第一平面内弯曲，所述第二对牵开器支杆在与所述第一平面正交的第二平面内弯曲。17.如权利要求1所述的系统，还包括通过关节式接头连接到所述第一轴杆的第三轴杆，其中所述第三轴杆沿第二纵向轴线延伸，其中所述关节式接头包括：相对于所述纵向轴线连接至所述第一轴杆的第一滚动齿轮，和相对于所述第二纵向轴线连接至所述第三轴杆的第二滚动齿轮，其中所述第一滚动齿轮与所述第二滚动齿轮啮合，以允许所述第一轴杆与所述第三轴杆之间的相对角运动，从而改变所述纵向轴线与所述第二纵向轴线之间的角度。18.手术牵开装置，所述装置包括：第一轴杆，所述第一轴杆包括沿纵向轴线延伸的远端和近端；自所述远端向所述近端延伸的第一对牵开器支杆，其中所述第一对牵开器支杆被配置为可在收缩构型和展开构型之间定位，在所述收缩构型下，所述第一对牵开器支杆基本上平行于所述纵向轴线，在所述展开构型下，所述第一对牵开器支杆的中部远离所述纵向轴线弯曲，其中在所述展开构型下，所述第一对牵开器支杆被配置为在手术过程中牵开患者的器官；和通过关节式接头连接到所述第一轴杆的第三轴杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧国威，叶海活，锺子贤，斯图尔特，
申请(专利权)人：回缩有限公司，
类型：发明
国别省市：