用于机器人辅助电外科的模块化设备制造技术

一种机器人辅助外科系统，其中用于提供电外科功能的设备可直接安装在机械臂上或集成在所述机械臂内。所述设备可以是可能够在相同环境中不同机械臂之间移动的可拆卸模块或胶囊。所述设备可包括多个模块，每个模块提供不同的治疗模态。根据待执行的规程，可选择不同的模块或模块组合并且将其安装在一个或多个机械臂上。机械臂上。机械臂上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机器人辅助电外科的模块化设备


[0001]本专利技术涉及用于机器人辅助电外科的设备。特别地，本专利技术涉及各种模块，所述各种模块可并入机器人外科系统中以使得所述系统能够利用电外科器械进行操作。所述模块可能够可拆卸地安装，例如以允许这些模块在相同手术室环境内不同机器人系统之间交换。所述模块可能够改装现有机器人外科系统。
[0002]所述模块可产生各种类型的电磁能量以供在电外科器械中使用。例如，可产生射频和/或微波能量以治疗或测量生物组织。例如，射频和/或微波能量可用于执行消融、止血(即，通过促进凝血来封闭破裂的血管)、切割、消毒等中的任一者。

技术介绍

[0003]已发现电磁(EM)能量，并且特别地微波和射频(RF)能量因其切割、凝固和消融身体组织的能力而在电外科手术中有用。通常，用于向身体组织递送EM能量的设备包括发生器，所述发生器包括EM能量源；以及电外科器械，所述电外科器械连接到发生器以用于向组织递送能量。
[0004]使用微波EM能量的组织消融是基于生物组织主要由水组成的事实。人软器官组织的含水量通常在70％与80％之间。水分子具有永久电偶极矩，从而意指跨分子存在电荷不平衡。这种电荷不平衡致使分子响应于通过施加时变电场产生的力而移动，因为分子旋转以使其电偶极矩与所施加电场的极性对齐。在微波频率下，快速的分子振荡导致摩擦加热和随之而来的场能量以热量形式的耗散。这被称为介电加热。
[0005]该原理在微波消融疗法中利用，在所述微波消融疗法中，目标组织中的水分子通过在微波频率下施加局部电磁场而被快速地加热，从而导致组织凝固和细胞死亡。已知使用微波发射探针来治疗肺和其他器官中的各种病症。例如，在肺中，微波辐射可用来治疗哮喘并且消融肿瘤或病灶。
[0006]外科切除术是从人体或动物体内移除器官切片的手段。此类器官可以是高度血管性的。当组织被切割(分割或横切)时，称为小动脉的小血管被损坏或破裂。初始出血之后是凝固级联，其中血液变成凝块以试图堵塞出血点。在手术期间，患者期望尽可能少地失血，因此已开发各种装置以试图提供无血切割。
[0007]代替锋利刀片，已知使用射频(RF)能量来切割生物组织。使用RF能量进行切割的方法使用如下原理进行操作：当电流(在细胞和细胞间电解质的离子含量的辅助下)穿过组织基质时，电子跨组织流动的阻抗产生热量。当向组织基质施加RF电压时，足够的热量在细胞内产生以蒸发组织的水含量。作为这种增加的干燥的结果，特别地邻近于具有通过组织的整个电流路径的最高电流密度的器械的RF发射区域(本文称为RF刀片)，邻近于RF刀片的切割极的组织失去与刀片的直接接触。然后，所施加电压几乎完全跨该空隙出现，作为结果所述空隙电离，从而形成等离子体，所述等离子体与组织相比具有非常高的体积电阻率。这种区分是重要的，因为它将所施加能量集中到完成RF刀片的切割极与组织之间的电路的等离子体。足够缓慢地进入等离子体的任何挥发性物质都被蒸发，并且因此感知到的是组织
解剖等离子体。
[0008]使用机器人装备辅助外科正在快速地增加。通常，机器人辅助外科涉及使用机械臂，所述机械臂可由外科医生直接或远程地控制以执行给定外科规程的各种移动或操纵。机械臂可在其远侧端部具有端部执行器。端部执行器可以是或可承载外科器械。机器人辅助外科系统可在开腹规程和腹腔镜规程中使用。
[0009]在电外科规程中使用机器人辅助外科系统是已知的。例如，由Intuitive Surgical制造的Da Vinci系统允许将发生器集成到影像台车中，所述影像台车可连接到承载机械臂的患者台车。

技术实现思路

[0010]最一般地，本专利技术提供了一种机器人辅助外科系统，其中用于提供电外科功能的设备可直接安装在机械臂上或集成在所述机械臂内。所述设备可以是可能够在相同环境中不同机械臂之间移动的可拆卸模块(在本文成为“胶囊”)。所述设备可包括多个模块，每个模块提供不同的治疗模态。根据待执行的规程，可选择不同的模块或模块组合并且将其安装在一个或多个机械臂上。
[0011]本专利技术可提供许多优点。首先，通过将设备直接安装在机械臂上，用于产生电外科能量的装置可更接近电外科器械。这有利于减少或消除可在发生器与电外科器械之间传送能量时发生的损耗。其次，在机械臂上提供设备避免了需要一件单独的手术间家具来容纳电外科发生器。这可节省手术室中的空间。第三，提供模块化设置可使得多臂系统中的每个机械臂能够具有相同功能，而无需针对电外科独立地配置每个臂的成本。
[0012]在特别有利的布置中，本专利技术可提供用于机械臂的可拆卸电外科模块，其中电外科模块由机械臂的内部电源供电。例如，机械臂可具有可用于控制和移动端部执行器以及用于操纵机械臂本身的DC电源。电外科模块可被配置来利用DC电源产生其他形式的能量，例如射频或微波能量，以供应到由机械臂保持的电外科器械。所述布置可能是有利的，因为它避免了将单独电源设置在机械臂上的要求。
[0013]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于机器人辅助外科系统的电外科发生器单元，所述电外科发生器单元包括：外壳，所述外壳被配置来能够可拆卸地安装在所述机器人辅助外科系统的铰接机械臂上；信号发生器，所述信号发生器包含在所述外壳内，所述信号发生器被配置来产生电外科信号以供所述机器人辅助外科系统使用；以及能量递送结构，所述能量递送结构被配置来将所述电外科信号耦接到所述机器人辅助外科系统中。本专利技术的该方面提供一种可拆卸且因此可互换单元，所述单元提供了供外科器械使用的电外科信号的局部源。
[0014]电外科发生器单元还可包：括控制器，所述控制器包含在外壳内并且操作性地连接到信号发生器。控制器可被配置来接收控制信号并且基于所接收控制信号控制信号发生器。控制信号可优选地通过机器人辅助外科系统传输。例如，电外科发生器单元可还包括：输入部分，所述输入部分能够可通信地连接到所述机器人辅助外科系统的控制网络，其中所述控制器被配置来从所述机器人辅助外科系统的所述控制网络接收所述控制信号。这种布置可避免需要为电外科发生器单元提供单独的通信信道。
[0015]替代地或另外，控制器可包括被配置来无线地接收输入控制信号的无线通信模
块。
[0016]信号发生器可被配置来提供电外科信号以供在多种治疗模态中的一种或多种中使用。例如，电外科信号可以是微波信号或射频(RF)信号，所述微波信号或RF信号具有适于在外科器械的远侧端部处造成组织消融的功率电平。在另一个示例中，电外科信号可以是所具有的功率被选择成适于测量组织的性质而不会造成任何组织损伤的微波能量或RF能量。信号发生器可能够分别或同时产生RF信号和微波信号两者。如下详述，RF能量和/或微波能量可与流体(例如，气体)组合递送，以使得等离子体能够在外科器械的远侧端部处撞击。
[0017]类似地，RF能量和/或微波能量可与冷冻流体组合递送，以使得能够在外科器械的远侧端部处执行冷冻消融。
[0018]在其他示例中，信号发生器可包括脉冲发生器，所述脉冲发生器被配置来产生使其适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于机器人辅助外科系统的电外科发生器单元，所述电外科发生器单元包括：外壳，所述外壳被配置来能够可拆卸地安装在所述机器人辅助外科系统的铰接机械臂上；信号发生器，所述信号发生器包含在所述外壳内，所述信号发生器被配置来产生电外科信号以供所述机器人辅助外科系统使用；以及能量递送结构，所述能量递送结构被配置来将所述电外科信号耦接到所述机器人辅助外科系统中。2.如权利要求1所述的电外科发生器单元，其还包括：控制器，所述控制器包含在所述外壳内并且操作性地连接到所述信号发生器，其中所述控制器被配置来接收控制信号并且基于所接收控制信号控制所述信号发生器。3.如权利要求2所述的电外科发生器单元，其还包括：输入部分，所述输入部分能够可通信地连接到所述机器人辅助外科系统的控制网络，其中所述控制器被配置来从所述机器人辅助外科系统的所述控制网络接收所述控制信号。4.如权利要求2所述的电外科发生器单元，其中所述控制器包括无线通信模块，所述无线通信模块被配置来无线地接收输入控制信号。5.如任一前述权利要求所述的电外科发生器单元，其还包括：流体供应装置；以及流体导管，所述流体导管被配置来将流体从所述流体供应装置耦接到所述机器人辅助外科系统中。6.如权利要求5所述的电外科发生器单元，其中所述能量递送结构和所述流体导管包含在共同馈送结构中。7.如权利要求6所述的电外科发生器单元，其中所述共同馈送结构包括同轴传输线，所述同轴传输线具有通过介电材料与外导体分离的内导体，其中所述流体导管包括形成在所述内导体内的通道。8.如任一前述权利要求所述的电外科发生器单元，其还包括：信号检测器，所述信号检测器包含在所述外壳内并且连接到所述能量递送结构，其中所述信号检测器被配置来对所述能量递送结构上的信号特性进行采样，并且产生指示所述信号特性的检测信号。9.如任一前述权利要求所述的电外科发生器单元，其还包括：功率耦接单元，所述功率耦接单元被配置来从所述机器人辅助外科系统接收功率馈送。10.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗，
申请(专利权)人：克里奥医药有限公司，
类型：发明
国别省市：