[發明專利]外科工具以及機器人外科系統界面

有效

• 申請號: 201780076355.0
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN110381868B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: M·D·奧爾梅亞;J·S·斯韋茲;F·E·謝爾頓四世;J·L·哈里斯;J·楊;D·C·亞特斯;K·L·豪澤
• 申請（專利權）人: 愛惜康有限責任公司
• 主分類號: A61B18/00
• 分類號: A61B18/00;A61B34/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 易詠梅

本發明提供了各種示例性外科工具和機器人外科系統界面。一般來講，無菌屏障可以定位在機器人外科系統與可釋放地聯接到所述機器人外科系統的外科工具之間。所述外科工具可以處于所述無菌屏障的一側上的無菌環境中，并且所述機器人外科系統可以處于所述無菌屏障的另一相對側上的非無菌環境中。所述機器人外科系統可以被構造成能夠使用磁場控制可釋放地聯接到其上的所述外科工具的移動，所述磁場跨所述外科工具與所述機器人外科系統之間的所述無菌屏障延伸。

技術領域

本發明提供了用于機器人手術的方法、系統和裝置，尤其是提供了外科工具和機器人外科系統界面。

背景技術

由于術后恢復時間減少且瘢痕形成最小化，因此微創外科手術(MIS)器械通常優于傳統的開放式外科裝置。腹腔鏡式外科手術是一種類型的MIS手術，其中在腹部形成一個或多個小切口，并且通過切口插入套管針以形成進入腹腔的通路。套管針用于將各種器械和工具引入腹腔中，而且提供注氣使腹壁升高到器官上方。器械和工具可用于以多種方式接合和/或處理組織以達到診斷或治療效果。內窺鏡式外科手術是另一種類型的MIS手術，其中將細長的柔性軸通過自然孔口引入體內。

盡管傳統的微創外科手術器械和技術已證明是高度有效的，但較新的系統可提供甚至更多的優點。例如，傳統的微創外科手術器械通常不能為外科醫生提供存在于開放式外科手術中的工具布置的靈活性。用器械通過小切口接近手術部位時遇到困難。另外，典型的內窺鏡式器械的長度的增加通常會降低外科醫生感覺由組織和器官施加在端部執行器上的力的能力。此外，如電視監視器上的圖像中所觀察到的器械的端部執行器的運動與端部執行器的實際運動的協調是特別困難的，因為如圖像中所感知的運動通常不與端部執行器的實際運動直覺地對應。因此，通常缺乏對外科器械運動輸入的直覺響應。已經發現，直覺性、靈巧性和靈敏度的此類缺乏使得增加微創外科手術的使用受阻。

多年以來，已經開發出多種微創機器人系統以增加外科手術的靈巧性，并允許外科醫生以直覺方式對患者進行手術。遠程手術是使用系統進行的外科手術的一般術語，其中外科醫生使用一些形式的遠程控制(例如，伺服機構等)來操縱手術器械運動，而不是用手直接握持和移動工具。在此類遠程外科手術系統中，通常在遠離患者的位置處在視覺顯示器上為外科醫生提供外科手術部位的圖像。外科醫生通常可在遠離患者的位置處執行外科手術，同時在外科手術期間觀察視覺顯示器上的端部執行器運動。通常在視覺顯示器上觀察手術部位的三維圖像時，外科醫生通過操縱遠程位置處的主控制裝置來對患者執行外科手術，該主控制裝置控制遠程控制式器械的動作。

雖然在機器人外科手術領域已經取得了重大進展，但仍然需要用于機器人外科手術的改善的方法、系統和裝置。

發明內容

一般來講，本發明提供了外科工具和機器人外科系統界面。

在一個方面，提供了一種外科系統，在一個實施方案中，該外科系統包括外科工具，該外科工具被構造成可釋放地聯接到機器人外科系統，其中無菌屏障定位在外科工具與機器人外科系統之間。外科工具包括其遠側端部處具有端部執行器的細長軸。端部執行器被構造成能夠響應于在外科工具近側的非無菌環境與外科工具所處的無菌環境之間延伸的磁場的生成而移動。

所述外科系統可以任意種方式變化。例如，外科工具可以包括轉子，并且所生成的磁場可以被構造成能夠在轉子與被包括在無菌屏障和機器人外科系統中的一者中的定子之間延伸。在至少一些實施方案中，外科系統可以包括無菌屏障，該無菌屏障可以包括定子。在至少一些實施方案中，外科系統可以包括機器人外科系統的工具驅動器，并且工具驅動器可以包括定子。

又如，端部執行器可以被構造成能夠響應于磁場的生成而移動，而不需要由機器人外科系統機械地驅動外科工具。再如，端部執行器的移動可以包括以下中的至少一者：關閉端部執行器、打開端部執行器、使端部執行器相對于細長軸進行關節運動、使端部執行器相對于細長軸旋轉、以及使端部執行器和細長軸作為一個單元圍繞細長軸的縱向軸線旋轉。