[發明專利]用于機器人手術系統的光學力傳感器

有效

• 申請號: 201680065500.0
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN108348297B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 德懷特·梅格蘭
• 申請（專利權）人: 柯惠LP公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;G01L1/24;A61B34/00;A61B90/00
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;董領遜

根據本公開的方面，一種手術器械被提供并且包括：殼體；從所述殼體延伸的細長軸；以及由所述細長軸的遠側部分支撐的工具組件，所述工具組件包括第一鉗口構件和第二鉗口構件。所述第一鉗口構件和所述第二鉗口構件中的至少一個相對于另一鉗口構件在以下配置之間可移動：中性配置，其中所述第一鉗口構件和所述第二鉗口構件相對于彼此間隔開；以及夾緊配置，其中所述第一鉗口構件和所述第二鉗口構件彼此接近，且組織被抓緊在其間，所述第一鉗口構件限定腔。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年11月19日提交的美國臨時專利申請序列號62/257,564的權益和優先權，其全部內容通過引用合并于此。

背景技術

機器人手術系統已用于微創醫療程序。在醫療程序期間，機器人手術系統由與用戶接口交接的外科醫生控制。用戶接口允許外科醫生操縱作用于患者的末端執行器。用戶接口包括由外科醫生可移動以控制機器人手術系統的輸入控制器。

機器人手術系統包括與用戶接口關聯的手術機器人。手術機器人包括支撐手術器械的聯動裝置。手術器械可以包括在手術程序期間作用于患者的組織的一個或多個鉗口構件。當操縱末端執行器的臨床醫生遠離患者時，精確地確定由鉗口構件施加在組織上的力是重要的。

因此，需要精確地確定在手術程序期間施加在手術器械的鉗口構件上或由鉗口構件施加的力。

發明內容

本公開總體上涉及布置在機器人手術系統的手術器械的一個或多個鉗口構件中的光學力傳感器。光學力傳感器直接測量相應鉗口構件在一個或多個方向上的偏轉以確定施加在相應鉗口構件上或由相應鉗口構件施加的力。相應鉗口構件的偏轉的直接測量已顯示提供施加在相應鉗口構件上或由相應鉗口構件施加的力的精確測量。

測量的力可以用于向與機器人手術系統的用戶接口接合的臨床醫生提供反饋。另外，測量的力可以用于增強各種器械的功能，所述器械包括但不限于抓緊器，釘合器(整體或兩部分緊固件)，電外科鉗，和內窺鏡縫合裝置。例如，當手術器械是抓緊器時，測量的力可以用于確定由抓緊器施加在組織上的力或確定物品(例如，縫線)是否正在兩個抓緊器之間滑動。另外，當器械是釘合器時，測量的力可以用于在施用一部分或兩部分U形釘之前確定施加于鉗口構件之間的夾緊組織的力以防止組織夾緊不足或過度。此外，當器械是電外科鉗時，測量的力可以用于優化鉗口構件之間的組織的密封，切割和/或凝固。另外，當器械是內窺鏡縫合裝置時，測量的力可以用于優化施加在縫線上的力。

根據本公開的方面，一種手術器械被提供并且包括：殼體；從所述殼體延伸的細長軸；以及由所述細長軸的遠側部分支撐的工具組件，所述工具組件包括第一鉗口構件和第二鉗口構件。所述第一鉗口構件和所述第二鉗口構件中的至少一個相對于另一鉗口構件在以下配置之間可移動：中性配置，其中所述第一鉗口構件和所述第二鉗口構件相對于彼此間隔開；以及夾緊配置，其中所述第一鉗口構件和所述第二鉗口構件彼此接近，且組織被抓緊在其間，所述第一鉗口構件限定腔。

所述手術器械還包括配置成確定施加到組織的力的光學力傳感器。所述光學力傳感器包括：光源；反射器，所述反射器布置在所述第一鉗口構件的腔內并且配置成反射從所述光源發射的光；光接收器，所述光接收器配置成感測從所述光源反射的光量；以及處理器，所述處理器與所述光接收器通信并且配置成從感測光量確定所述第一鉗口構件的偏轉，所述第一鉗口構件的偏轉與由所述第一鉗口構件施加到組織的力相關。

所述光源可以布置在所述殼體內。

所述光學力傳感器可以包括在所述光源和所述腔之間延伸的光導。

所述光接收器可以布置在所述殼體內并且與所述光導連通，使得從所述反射器反射的光穿過所述光導。

在使用中，從所述反射器反射的光可以具有與朝向所述反射器發射的光不同的至少一種性質，所述至少一種性質是相位或波長中的至少一種。

所述光接收器可以布置在所述腔內。