本发明专利技术提供了一种外科工具，所述外科工具包括驱动外壳、从所述驱动外壳延伸的轴、位于所述轴的端部处并具有相对的钳口和切割元件的端部执行器、以及被构造成能够使所述端部执行器在平面中旋转的能够进行关节运动的腕部。所述腕部经由一对驱动构件的对抗平移来进行关节运动。本发明专利技术提供了用于使引起所述腕部和/或所述端部执行器中的运动的一个或多个驱动输入部归位或用于控制所述驱动输入部的关节运动的各种系统。节运动的各种系统。节运动的各种系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括用于关节运动和校准的对抗控制的关节运动
技术介绍
[0001]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。最常见的MIS手术可以是内窥镜式手术，并且内窥镜式手术的最常见形式是腹腔镜式外科手术，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。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。
[0002]每个外科工具通常包括布置在其远侧端部处的端部执行器。示例性端部执行器包括夹钳、抓紧器、剪刀、缝合器和针保持器，并且类似于在常规(开放式)外科手术中使用的那些，不同的是每个工具的端部执行器通过约12英寸长的轴与其柄部分离。通常还将相机或图像捕获装置诸如内窥镜引入腹腔中，以使外科医生能够在操作期间观察外科手术视野和端部执行器的操作。外科医生能够通过与图像捕获装置通信的视觉显示器实时观察手术。
[0003]外科缝合器是一种类型的能够切割并同时缝合(紧固)所横切的组织的端部执行器。外科缝合器另选地被称为“直线切割器”，其包括能够打开和闭合以抓持和释放组织的相对钳口。一旦组织被抓持或夹持在相对的钳口之间，端部执行器就可被“击发”以朝远侧推进切割元件或刀以横切所抓持的组织。随着切割元件推进，容纳在端部执行器内的钉被渐进地部署以密封所横切的组织的相对侧。
[0004]外科工具包括能够进行关节运动的腕部，其被构造成能够允许端部执行器成角度进入期望取向。因此，需要一种能够进行关节运动的腕部，该腕部具有提供高自由度的接头。还需要一种系统，该系统用于对能够进行关节运动的腕部提供功率，使得其可以平滑地运动穿过组织，这在腕部上提供外部负载，并且保持其在经受此类外部负载时已进行关节运动的位置。此外，需要用于使外科手术的驱动输入部归位的系统，该系统在机器人操纵器中安装外科工具时，将能够进行关节运动的腕部重新定位成非关节运动取向，使得它可以通过套管针插入腹腔中。
附图说明
[0005]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。
[0006]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。
[0007]图2是图1的主控制台中的一个主控制台的示例性实施方案。
[0008]图3是根据一个或多个实施方案的图1的机器人操纵器的一个示例。
[0009]图4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侧视图。
[0010]图5示出了其中图4的腕部能够进行关节运动(枢转)的潜在自由度。
[0011]图6是根据一个或多个实施方案的图4的驱动外壳的底视图。
[0012]图7A和图7B是根据一个或多个实施方案的图4的驱动外壳的内部的暴露等轴视图。
[0013]图8A和图8B是描绘图7A至图7B的外科工具内的示例性齿轮系的暴露等轴视图。
[0014]图9A和图9B是图4的外科工具的暴露底视图。
[0015]图10A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的可用于图9A和图9B的外科工具中的示例性能够进行关节运动的腕部。
[0016]图10B是根据本公开的一个或多个实施方案的图10A的能够进行关节运动的腕部的分解图。
[0017]图11A至图11C示出了根据本公开的各种实施方案的可编程到图6的计算机系统中以控制图6的驱动器的操作的各种示例性算法。
[0018]图12示出了一组曲线图，示出根据本公开的一个或多个实施方案的示例性归位系统的示例性操作。
[0019]图13示出了图10A至图10B中的腕部的示例性接头的暴露视图。
[0020]图14是根据本公开的一个或多个实施方案的用于控制图13的接头的关节运动的示例性方法的示意图。
[0021]图15A和图15B是图13的腕部的顶部暴露视图，示出了图14的方法的示例性操作。
[0022]图16是根据本公开的一个或多个实施方案的用于控制图13的接头的关节运动的另一种示例性方法的示意图。
[0023]图17A和图17B是示出根据本公开的一个或多个实施方案的用于致动腕部的示例性差分控制的曲线图。
[0024]图18示出了根据本公开的一个或多个实施方案的示例性闭合系统的力对比距离曲线。
具体实施方式
[0025]本公开涉及机器人外科手术，并且更具体地，涉及能够进行关节运动的腕部或接头、用于使能够进行关节运动的腕部归位的系统、以及用于确保腕部的准确定位的系统，所述能够进行关节运动的腕部用于当经受外部负载时将外科工具的端部执行器定位到用于使腕部关节运动到期望位置的系统，并且当经受负载时维持所述位置。
[0026]图1至图3示出了示例性机器人外科系统及其相关联的部件的结构和操作。虽然适用于机器人外科系统，但应当注意，在不脱离本公开的范围的情况下，本公开的原理可等同地或另选地应用于非机器人外科系统。
[0027]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台102a和至少一个机器人操纵器104。机器人操纵器104可以机械方式和/或电方式联接到一个或多个机器人臂106或以其他方式包括一个或多个机器人臂。在一些实施方案中，机器人操纵器104可安装到运输车(另选地被称为“臂车”)，该运输车使得机器人操纵器104和相关联的机器人臂106能够运动。每个机器人臂106可包括并以其他方式提供工具驱动器，其上可安装一个或多个外科器械或工具108，以对患者110执行各种外科手术任务。机器人臂106、对应的工具驱动器和相关联的工具108的操作可由临床医生112a(例如，外科医生)从主控制台102a进行指导。
[0028]在一些实施方案中，由第二临床医生112b操作的第二主控制台102b(以虚线示出)还可与第一临床医生112a一起帮助指导机器人臂106和工具108的操作。在此类实施方案中，例如，每个临床医生112a、112b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112a、112b之间传递。在一些实施方案中，可在外科手术期间对患者110使用具有附加机器人臂的附加机器人操纵器，并且这些附加机器人臂可由主控制台102a、102b中的一者或多者控制。
[0029]机器人操纵器104和主控制台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携带合适类型的信号(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链路。通信链路114可以是实际物理链路，或者它可以是使用一个或多个实际物理链路的逻辑链路。当链路为逻辑链路时，物理链路的类型可以是数据链路、上行链路、下行链路、光纤链路、点对点链路，例如，如计算机网络领域中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种外科工具，包括：驱动外壳；轴，所述轴从所述驱动外壳延伸；腕部，所述腕部被布置在所述轴的端部处；以及连杆组件，所述连杆组件能够致动以使所述腕部在平面中进行关节运动并且包括：第一驱动构件，所述第一驱动构件在所述轴内从所述驱动外壳延伸并且操作地连接到所述腕部；和第二驱动构件，所述第二驱动构件在所述轴内从所述驱动外壳延伸并且操作地连接到所述腕部，其中所述第一驱动构件和所述第二驱动构件在所述轴内在相反轴向方向上的致动使所述腕部在所述平面中进行关节运动。2.根据权利要求1所述的外科工具，其中，所述腕部包括基座和关节运动构件，所述关节运动构件在受到所述第一驱动构件和所述第二驱动构件的作用时能够相对于所述基座旋转。3.根据权利要求2所述的外科工具，其中，所述基座包括枢轴，所述枢轴设置在所述关节运动构件的孔内，所述枢轴限定关节运动轴线，所述关节运动构件围绕所述关节运动轴线旋转。4.根据权利要求2所述的外科工具，其中，所述第一驱动构件联接到所述关节运动构件的第一驱动销，并且所述第二驱动构件联接到所述关节运动构件的第二驱动销。5.根据权利要求4所述的外科工具，其中，所述连杆组件还包括远侧连接件，所述远侧连接件将所述第一驱动构件和所述第二驱动构件的远侧端部联接在所述腕部处。6.根据权利要求5所述的外科工具，其中，所述关节运动构件的所述第一驱动销设置在所述远侧连接件的第一孔内，并且所述关节运动构件的所述第二驱动销设置在所述远侧连接件的第二孔内。7.根据权利要求2所述的外科工具，其中，所述基座连接到在所述轴内朝近侧延伸的内接地轴。8.根据权利要求7所述的外科工具，其中，所述第一驱动构件和所述第二驱动构件分别被布置在限定于所述内接地构件内的第一狭槽和第二狭槽内。9.根据权利要求8所述的外科工具，其中，所述第一狭槽和所述第二狭槽的至少一部分限定在所述内接地构件的上表面与所述基座的下表面之间。10.根据权利要求1所述的外科工具，还包括：第一驱动轴，所述第一驱动轴可旋转地安装在所述驱动外壳内并且操作地联接到所述第一驱动构件，使得所述第一驱动轴的旋转引起所述第一驱动构件的轴向运动；以及第二驱动轴，所述第二驱动轴可旋转地安装在所述驱动外壳内并且操作地联接到所述第二驱动构件，使得所述第二驱动轴的旋转引起所述第二驱动构件的轴向运动。11.根据权利要求10所述的外科工具，其中，所述第一驱动轴经由具有大于或小于1:1的齿轮齿数比的第一齿轮布置操作地联接到所述第一驱动构件，并且所述第二驱动轴经由具有大于或小于1:1的齿轮齿数比的第二齿轮布置操作地联接到所述第二驱动构件。12.根据权利要求7所述的外科工具，还包括第一关节运动轭和第二关节运动轭，所述
第一关节运动轭围绕所述内接地轴布置并且操作地联接到所述第一驱动构件的近侧端部，所述第二关节运动轭围绕所述内接地轴布置并且操作地联接到所述第二驱动构件的近侧端部，其中所述第一关节运动轭和所述第二关节运动轭的轴向平移分别引起所述第一驱动构件和所述第二驱动构件的轴向平移。13.根据权利要求12所述的外科工具，其中，所述第一关节运动轭和所述第二关节运动轭围绕所述内接地轴布置，使得它们与所述内接地轴一起旋转。14.根据权利要求10所述的外科工具，...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：西拉格国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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