專利名稱：機(jī)器人外科系統(tǒng)的器械對接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0004本發(fā)明一般涉及醫(yī)療的和/或機(jī)器人的裝置、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
0005微創(chuàng)醫(yī)療技術(shù)旨在減小在診斷或者外科手術(shù)期間損傷的體外組織 的程度，因此減小病人的康復(fù)時(shí)間、不適感以及有害的副作用。例如，微 創(chuàng)醫(yī)療技術(shù)的一個(gè)作用可能是縮短手術(shù)后的住院康復(fù)時(shí)間。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)手術(shù) 的平均住院時(shí)間一般比類似的微創(chuàng)手術(shù)的平均住院時(shí)間長很多，所以增加 使用微創(chuàng)技術(shù)能夠節(jié)省每年用于住院花費(fèi)的幾百萬美元。雖然每年在美國 執(zhí)行的許多手術(shù)能夠潛在地以微創(chuàng)的方式執(zhí)行，但是由于微創(chuàng)手術(shù)器械的 限制和掌控它們所需的附加外科訓(xùn)練，僅現(xiàn)代外科治療的一部分使用這些 有利的技術(shù)。
0006已經(jīng)開發(fā)出微創(chuàng)機(jī)器人外科或者遙控外科手術(shù)系統(tǒng)，從而增加外 科醫(yī)生的靈活性并且避免傳統(tǒng)微創(chuàng)技術(shù)的一些限制。在遙控外科手術(shù)中， 外科醫(yī)生使用如伺服機(jī)構(gòu)等一些遙控控制形式來操縱外科器械的運(yùn)動(dòng)，而 不是直接手持和移動(dòng)器械。在遙控外科手術(shù)系統(tǒng)中，能夠在外科工作臺(tái)為 外科醫(yī)生提供外科部位的圖象。在觀察顯示器上的外科部位的二維或者三 維圖象的同時(shí)，外科醫(yī)生通過操縱主控制裝置執(zhí)行外科程序，主控制裝置 反過來控制被以伺服機(jī)構(gòu)方式操作的器械的運(yùn)動(dòng)。
0007在機(jī)器人輔助外科手術(shù)中，外科醫(yī)生典型地在遠(yuǎn)離病人的位置(例 如，在手術(shù)室的對面、在不同的房間或者在與病人完全不同的建筑物內(nèi)) 操作主控制器以控制外科器械在外科部位的運(yùn)動(dòng)。主控制器通常包括一個(gè) 或者多于一個(gè)手輸入裝置，例如手持式腕關(guān)節(jié)萬向節(jié)、操縱桿、外骨骼手 套等，這些裝置可操作地聯(lián)結(jié)到外科器械上，所述外科器械可釋放地聯(lián)結(jié) 到病人側(cè)的外科操縱器("從動(dòng)裝置")。主控制器控制器械的位置、方向和 在外科部位的關(guān)節(jié)聯(lián)接。從動(dòng)裝置是包括連接在一起支撐和控制外科器械 的多個(gè)臂、關(guān)節(jié)、連桿、伺服電機(jī)等的電-機(jī)械組件。在外科程序中，外科
器械(包括內(nèi)診鏡)可以直接引入到敞開的外科部位中或者更典型地通過 套管針套進(jìn)入身體內(nèi)腔。根據(jù)外科程序，存在可利用的多種外科器械，例 如組織抓取器、測針驅(qū)動(dòng)器、電外科燒灼探針等等，以便執(zhí)行外科手術(shù)的 各種功能，例如，保持或者驅(qū)動(dòng)測針、縫合、抓取血管、或者解剖、燒灼 或者凝結(jié)組織。
0008外科操縱器組件被認(rèn)為可以分為包括有菌驅(qū)動(dòng)和控制部件、可 消毒的末端受動(dòng)器或者外科工具/器械以及中間的連接器部件三個(gè)主要 部件。中間的連接器部件包括用于將外科工具與驅(qū)動(dòng)和控制部件聯(lián)結(jié)并 且將運(yùn)動(dòng)從驅(qū)動(dòng)部件傳遞到外科工具的機(jī)械元件。
0009對遙控機(jī)器人外科系統(tǒng)的挑戰(zhàn)是在手術(shù)期間外科醫(yī)生一般將利
用很多不同的外科器械/工具。由于空間的限制和成本，操作臂的數(shù)量是
有限的，所以在手術(shù)期間這些外科器械中有許多將被連接到操作臂和從 操作臂上拆卸很多次。
0010雖然已經(jīng)證明遙控外科系統(tǒng)、裝置以及方法具有很高的效率和
優(yōu)勢，但希望有更進(jìn)一步的改良。 一般而言，希望提供在操作臂上的改 良器械對接裝置從而最小化在外科手術(shù)期間器械交換的時(shí)間和難度。

發(fā)明內(nèi)容
0011根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供機(jī)器人操縱器的器械對接裝置，該 器械對接裝置包括用于將軸向載荷和扭矩提供給能夠可操作地聯(lián)結(jié)器械 的無菌適配器的彈簧加載輸入。該器械對接裝置可以進(jìn)一步包括彈簧塞 和彈簧加載釋放桿。
0012根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供機(jī)器人外科操縱器系統(tǒng)，該 系統(tǒng)包含操縱器組件，該操縱器組件包括可操作地聯(lián)結(jié)到操作臂遠(yuǎn)端的 基部連桿和沿縱軸可移動(dòng)地聯(lián)結(jié)到基部連桿的滑架連桿，該滑架連桿包 括上述器械對接裝置。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括通過器械對接裝置可操作地聯(lián) 結(jié)到滑架連桿的器械，以及可操作地聯(lián)結(jié)到操縱器組件以便感測器械和/ 或無菌適配器的處理器。
0013有利的是，本發(fā)明提供器械無菌適配器(ISA)的簡單和有效 的裝卸和/或嚙合，同時(shí)使ISA和無菌屏障能夠有成本效益且易處理的設(shè) 計(jì)。提供了本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)。
0014發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定，這些權(quán)利要求通過參考并入這一 部分。通過下面的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)闡述將使本領(lǐng)域的技術(shù)人 員獲得對本發(fā)明實(shí)施例的更完整的理解和對其中附加的優(yōu)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。將 參考那些將首先簡要闡述的附圖。


0015圖1是圖示說明機(jī)器人外科系統(tǒng)的一部分手術(shù)室的示意性平面 圖，該機(jī)器人外科系統(tǒng)包括用于輸入外科程序的主外科醫(yī)生控制臺(tái)或者 工作臺(tái)以及用于通過在病人內(nèi)的外科部位以機(jī)器人的方式移動(dòng)外科器械 的機(jī)器人操縱器系統(tǒng)。
0016圖2A和2B分別圖示說明操縱器系統(tǒng)的實(shí)施例的透視圖和正視 圖，該操縱器系統(tǒng)的實(shí)施例包括定位連桿裝置或者構(gòu)建關(guān)節(jié)，這些構(gòu)建 關(guān)節(jié)允許為外科手術(shù)預(yù)先配置病人側(cè)機(jī)器人操縱器和/或內(nèi)診鏡或者照 相機(jī)機(jī)器人操縱器。
0017圖3是用于圖1系統(tǒng)的外科器械的實(shí)例的透視圖。
0018圖4是包括多個(gè)定位連桿裝置的替代性操縱器系統(tǒng)的俯視透視 圖，每個(gè)定位連桿裝置支撐一個(gè)操作臂。
0019圖5A-5E和5B1-5E1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例包括伸縮插入軸的 操縱器的透視圖和各自的側(cè)視圖。
0020圖6A-6E圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的滑架連桿的器械對接 裝置構(gòu)件的不同視圖。
0021圖7A-7D圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的滑架連桿的內(nèi)部的不 同視圖。
0022圖8A-8B圖示說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無菌適配器嚙合桿的運(yùn)動(dòng)。
0023圖9A-9E是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分離器械輸入的不同視圖。
0024圖10A-10B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的器械輸入的截面圖。
0025圖11A-11B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的彈簧塞的側(cè)視圖。
0026圖12A-12C分別圖示說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無菌適配器的俯 視透視圖、仰視透視圖以及截面圖。
0027圖13圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無菌適配器的電觸點(diǎn)的放 大截面圖。
0028圖14A和14B分別圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無菌適配器 的圓盤的放大俯視透視圖和放大仰視透視圖。
0029圖15A和15B圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無菌適配器的頂 部牽引板的俯視透視圖和仰視透視圖。
0030圖16A-16F示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例無菌適配器安裝/嚙合到器械 對接裝置、外科器械安裝/嚙合到無菌適配器以及外科器械從無菌適配器 移除。
0031通過參考下面的詳細(xì)闡述可以很好地理解本發(fā)明的實(shí)施例和它 們的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在一個(gè)或者多于一個(gè)的圖中相同的參考數(shù)字用于 表示相同的元件。也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這些圖不是必須按比例繪制的。
具體實(shí)施例方式
0032本發(fā)明一般地提供用于插入器械的改良的機(jī)器人插入軸、系統(tǒng) 以及方法，并且特別地包括用于提供更大剛度和強(qiáng)度、更大運(yùn)動(dòng)范圍以 及外科手術(shù)區(qū)域的改良的可見度的伸縮插入軸。
0033本發(fā)明作為允許外科醫(yī)生在遠(yuǎn)離病人的位置通過伺服機(jī)構(gòu)操作 外科器械的遙控機(jī)器人外科系統(tǒng)的一部分是非常有用的。機(jī)器人外科系 統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是從加利福尼亞州桑尼維爾(Sunnyvale)的Intuitive Surgical 公司可獲得的da Vinci S^^外科系統(tǒng)。Da Vinci STH外科系統(tǒng)的用戶手 冊可以從Intuitive Surgical公司獲得，并且在此通過參考并入以用于各種 用途。
0034圖1-3圖示說明用于執(zhí)行微創(chuàng)機(jī)器人外科手術(shù)的機(jī)器人外科系
統(tǒng)1的部件。系統(tǒng)1與在序號(hào)為6,246,200的美國專利中更詳細(xì)闡述的系 統(tǒng)相似，該專利的全部公開通過參考合并于此。系統(tǒng)操作者O (通常是 外科醫(yī)生)對躺在手術(shù)臺(tái)T上的病人P執(zhí)行微創(chuàng)外科程序。系統(tǒng)操作者 O觀察由顯示器12呈現(xiàn)的圖象并且在外科醫(yī)生控制臺(tái)3上操縱一個(gè)或者 多于一個(gè)輸入裝置或者主控器2。響應(yīng)外科醫(yī)生的輸入指令，控制臺(tái)3 的計(jì)算機(jī)處理器4通過病人側(cè)機(jī)器人操縱器系統(tǒng)6 (在這個(gè)實(shí)例中是基 于手推車的系統(tǒng))指揮外科器械或者工具5的運(yùn)動(dòng)，并影響器械的伺服 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，病人側(cè)機(jī)器人操縱器系統(tǒng)6包括關(guān)節(jié)、連桿裝置以及操縱 臂，每個(gè)操縱臂具有一個(gè)伸縮插入軸。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器4與工 具5的末端受動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，從而末端受動(dòng)器的動(dòng)作遵循系統(tǒng)操作 者O手中的輸入裝置的運(yùn)動(dòng)。
0035處理器4將典型地包括數(shù)據(jù)處理硬件和軟件，其中軟件典型地 包含機(jī)器可讀代碼。機(jī)器可讀代碼將嵌入軟件編程指令從而執(zhí)行在此闡 述的一些或者全部的方法。雖然處理器4在圖1的簡化示意圖中顯示為 單個(gè)方框，但是處理器可以包含多個(gè)數(shù)據(jù)處理電路，其中處理過程的至
少一部分優(yōu)選地接近輸入裝置執(zhí)行， 一部分接近操縱器執(zhí)行，等等?？?以利用多種集中式和分散式數(shù)據(jù)處理架構(gòu)中的任何一種。類似地，編程 代碼可以作為多個(gè)獨(dú)立的程序或者子程序執(zhí)行或者可以集成到在此闡述 的機(jī)器人系統(tǒng)的多個(gè)其他的方面。
0036在一個(gè)實(shí)例中，操縱器系統(tǒng)6包括至少四個(gè)機(jī)器人操縱器組件。 三個(gè)連桿裝置7 (在這個(gè)實(shí)例中安裝在手推車的側(cè)面)支持和定位操縱 器8，其中在外科程序的至少一部分期間連桿裝置7通常在固定的位置 支撐操縱器8的基部。操縱器8移動(dòng)外科工具5以便以實(shí)現(xiàn)組織的機(jī)器 人操縱。 一個(gè)附加的連桿裝置9 (在這個(gè)實(shí)施例中安裝在手推車的中心) 支持和定位操縱器10，操縱器10控制內(nèi)診鏡/照相機(jī)探針11的運(yùn)動(dòng)從而 獲取內(nèi)部外科部位的圖象(優(yōu)選立體圖像)。病人側(cè)系統(tǒng)的定位連桿裝 置7、 9的可固定部分在此有時(shí)稱作"構(gòu)建臂"。
0037在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)部外科部位的圖象通過外科醫(yī)生控制臺(tái)3
中的立體顯示器12展示給操作者O。內(nèi)部外科部位同時(shí)通過輔助顯示器
14展示給助手A。
0038助手A使用構(gòu)建連桿裝置臂7、 9幫助相對病人P預(yù)先定位操 縱器組件8和10;幫助從一個(gè)或者多于一個(gè)的外科操縱器上用替代性外 科工具或者器械5'替換工具5;幫助操作相關(guān)的非機(jī)器人醫(yī)療器械和設(shè) 備；幫助手動(dòng)地移動(dòng)操縱器組件以便相關(guān)工具穿過不同的開孔進(jìn)入內(nèi)部 的外科部位，等等。
0039總體來說，連桿裝置7， 9主要在病人側(cè)系統(tǒng)6的構(gòu)建期間使用， 并且典型地在外科手術(shù)的至少一部分期間保持固定的構(gòu)形。每個(gè)操縱器 8、 10包含在外科醫(yī)生控制臺(tái)3的指揮下主動(dòng)用關(guān)節(jié)相連的驅(qū)動(dòng)連桿裝 置。雖然可以選擇性地驅(qū)動(dòng)和以機(jī)器人方式控制構(gòu)建臂的一個(gè)或者多于 一個(gè)關(guān)節(jié)，但是至少一些構(gòu)建臂關(guān)節(jié)可以被配置為由助手A手動(dòng)定位。
0040根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 一些操縱器包括伸縮插入軸100，盡管 在其他的實(shí)施例中，所有的操縱器都可以包括伸縮插入軸100。伸縮插 入軸100允許通過三個(gè)可操作地聯(lián)結(jié)的連桿使安裝的器械5運(yùn)動(dòng)，且與 以前的設(shè)計(jì)相比(除其他的優(yōu)點(diǎn)外)具有改良的剛度和強(qiáng)度、更大的運(yùn) 動(dòng)范圍以及改良的動(dòng)態(tài)性能和對于系統(tǒng)使用者接近外科手術(shù)區(qū)域的可見 度，這在下面會(huì)進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
0041為了方便起見，如支撐用于操縱組織的外科工具的操縱器8之 類的操縱器有時(shí)稱作病人側(cè)操縱器(PSM)，而控制如內(nèi)診鏡11之類的 圖象獲取或數(shù)據(jù)收集裝置的操縱器10可以稱作內(nèi)診鏡-照相機(jī)操縱器
(ECM)。操縱器可以隨意地驅(qū)使、操控和控制多種器械或者工具、圖 象獲取裝置以及對外科手術(shù)有用的類似裝置。
0042當(dāng)為外科程序構(gòu)建時(shí)、當(dāng)為不同階段的外科程序重新配置操縱 器系統(tǒng)6時(shí)、當(dāng)移動(dòng)器械和用替代性器械5'替換器械時(shí)，等等，可以手 動(dòng)地定位器械5和內(nèi)診鏡11。在這樣由助手A手動(dòng)重新配置操縱器組件 期間，可以以不同的模式安置操縱器組件而不采用在主/從遙控外科手術(shù) 期間使用的模式，其中手動(dòng)可重新定位模式有時(shí)稱作離合模式。操縱器組 件可以響應(yīng)例如按下按鈕或者接通操縱器8 (例如，圖6A-6C中的離合按
鈕/開關(guān)103)或者操縱器組件上的一些其他部件的輸入而在組織操縱模式 和離合模式之間改變，因此允許助手A改變操縱器模式。
0043從圖1和2A-2B可以看出，可以將指示器20設(shè)置于操縱器組 件上。在這個(gè)實(shí)施例中，將指示器20設(shè)置于靠近操縱器和它們的安裝的 工具5之間的對接裝置的操縱器8上。在替代性實(shí)施例中，取而代之可 以將指示器20設(shè)置于構(gòu)建關(guān)節(jié)7、 9上，工具5上，其他的操縱器8、 10上，等等。在2006年12月3日提交的序號(hào)為11/556,484的美國申請 中公開了指示器的一個(gè)實(shí)例，該申請的全部公開(包括其中通過參考并入 的所有參考)通過參考合并于此以用于各種用途。
0044圖3圖示說明用關(guān)節(jié)連接的外科工具或者器械5的透視圖。器 械5具有與操縱器的工具夾持器或者器械對接裝置接觸的近端外殼24， 通常通過無菌適配器或者對接裝置提供快速釋放的安裝嚙合，在2005 年12月20日提交的序號(hào)為11/314,040的美國專利申請中和在2006年3 月31日提交的序號(hào)為11/395,418的美國專利申請中公開了它的一個(gè)實(shí) 例，這些申請的全部公開通過參考合并于此以用于各種用途。工具5包括 支撐與近端外殼24相對的末端受動(dòng)器28的細(xì)長軸23。近端外殼24接收 并且傳送驅(qū)動(dòng)信號(hào)并且驅(qū)動(dòng)操縱器8與末端受動(dòng)器28之間的運(yùn)動(dòng)。用關(guān) 節(jié)連接的腕關(guān)節(jié)29可以提供末端受動(dòng)器28和軸23之間的兩個(gè)自由度的 運(yùn)動(dòng)，并且該軸可以相對近端外殼24繞軸的軸線旋轉(zhuǎn)從而在病人的體內(nèi) 給末端受動(dòng)器28提供三個(gè)方向的自由度。
0045外科工具可以包括各種各樣的用關(guān)節(jié)連接的末端受動(dòng)器，例如 可以由電線、偏心凸輪、推桿或者其他機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的夾鉗、剪刀、抓緊器、 測針夾持器、微型解剖器、U形釘施夾鉗、縫合器、抽吸灌注工具以及 血管夾施夾鉗等。另外，外科工具可以包括非關(guān)節(jié)連接的器械，例如切割 刀片、探針、灌注器、導(dǎo)尿管或者抽吸口等。作為替代，外科工具可以 包含用于融化、切除、切割或者凝結(jié)組織的電外科探針。在序號(hào)為 6,331,181、 6，491，701和6,770,081的美國專利中闡述了可應(yīng)用的適配器、 工具或者器械以及附件的實(shí)例，這些專利的全部公開(包括其中通過參考 并入的所有參考)通過參考合并于此以用于各種用途。市場上也可買到來
自加利福尼亞州桑尼維爾的Intuitive Surgical公司的可應(yīng)用外科器械。
0046現(xiàn)在參考圖4，圖示說明了可以安裝到手術(shù)室天花板上的替代 性組合操縱器支撐組件30的透視圖。組合操縱器支撐30對準(zhǔn)并支撐與 病人體內(nèi)的一組期望的外科切開部位相對的機(jī)器人操縱器系統(tǒng)。組合操 縱器支撐組件30通常包括定向平臺(tái)36和多個(gè)可以聯(lián)結(jié)到該定向平臺(tái)的 可配置構(gòu)建連桿裝置臂38、 40、 42、 44。每個(gè)臂可移動(dòng)地支撐相關(guān)操縱 器32、 34，操縱器32、 34進(jìn)一步可移動(dòng)地支撐相關(guān)工具或者圖象獲取 裝置。定向平臺(tái)36也支撐輔助顯示器104，輔助顯示器104可用于構(gòu)建、 器械更換、觀察程序，等等。組合操縱器支撐組件30的任何構(gòu)件的結(jié)構(gòu) 和使用與上面闡述的有關(guān)操縱器6的內(nèi)容相似，并且在2005年1月24 日提交的序號(hào)為11/043,688并且題目為"Modular Manipulator Support For Robotic Surgery"的共同待決的美國專利申請中更全面地進(jìn)行了闡述，該 申請的全部公開通過參考合并于此以用于各種用途。如上面總體所述，組 合操縱器支撐30的每個(gè)操縱器32、 34也可以包括插入軸100。
0047現(xiàn)在參考圖5A-5E1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例更詳細(xì)地展示了包括 伸縮插入軸100的操縱器8。在一個(gè)實(shí)例中，本發(fā)明的插入軸由包括三 個(gè)連桿的三級(jí)伸縮線性軸構(gòu)成，這三個(gè)連桿通過軸承、軌道、滑輪以及 電纜彼此可移動(dòng)地聯(lián)結(jié)，其中從近端連桿朝向遠(yuǎn)端連桿移動(dòng)時(shí)連桿寬度 或形狀因子逐漸變窄。有利的是，本發(fā)明提供了單手的端口和單手的器 械離合、更大的運(yùn)動(dòng)范圍、更窄的插入臂和更大的插入軸剛度和強(qiáng)度以 及作為插入深度的函數(shù)的減小的慣性，因此有助于使能具有單一機(jī)構(gòu)的 兩象限外科手術(shù)(例如，結(jié)腸直腸的外科手術(shù))，并且提供更大的空間 和靠近外科手術(shù)區(qū)域的可見度。
0048圖5A-5E禾P 5B1-5E1圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的操縱器8 的透視圖和各自的側(cè)視圖，操縱器8包括操縱器臂50和可操作地聯(lián)結(jié)到 臂50的遠(yuǎn)端的伸縮插入軸100。伸縮插入軸100包括第一連桿或者基部 連桿102、可操作地聯(lián)結(jié)到基部連桿102的第二連桿或者空載連桿104 以及可操作地聯(lián)結(jié)到空載連桿104的第三連桿或者滑架連桿106。
0049基部連桿102可操作地聯(lián)結(jié)到操縱器臂50的遠(yuǎn)端，并且在一個(gè) 實(shí)例中具有連接到基部連桿102的遠(yuǎn)端的附件夾具108。附件110 (例如
套管)可以安裝在附件夾具108上。在2005年9月30日提交的序號(hào)為 11/240,087的待決的美國申請中公開了可應(yīng)用的附件夾具和附件的實(shí)例， 該申請的全部公開通過參考合并于此以用于各種用途。在2005年12月 20日提交的序號(hào)為11/314,040的美國申請中和2006年3月31日提交的序 號(hào)為11/395,418的美國申請中公開了可應(yīng)用的無菌適配器和器械外殼的 實(shí)例，該申請的全部公開通過參考合并于此以用于各種用途。
0050滑架連桿106包括用于可操作地聯(lián)結(jié)到器械無菌適配器(ISA) 109的器械對接裝置101，器械無菌適配器(ISA) 109能夠可操作地聯(lián) 結(jié)到器械的外殼(例如，圖3和圖5的外殼24)，并控制在病人內(nèi)部的 器械的深度。在一個(gè)實(shí)施例中，無菌適配器與可能遮蓋著機(jī)器人外科系 統(tǒng)特別是操縱器系統(tǒng)的遮蓋件集成在一起，從而在外科程序的有菌PSM 臂和無菌區(qū)域之間建立無菌屏障。在2005年9月30日提交的序號(hào)為 11/240,113的待決的美國申請中公開了可應(yīng)用的遮蓋件和適配器的實(shí)例， 該申請的全部公開通過參考合并于此以用于各種用途。
0051空載連桿104可移動(dòng)地聯(lián)結(jié)在基部連桿102和滑架連桿106之 間從而允許連桿102、 104和106以伸縮的方式沿縱向軸(例如，軸C) 相對于彼此移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，連桿102具有比連桿104更窄的形 狀因子，并且連桿104具有比連桿106更窄的形狀因子，因此提供了靠 近外科手術(shù)區(qū)域的更大的可見度。
0052如圖5A和5A1所示，根據(jù)本發(fā)明由至少在近端和遠(yuǎn)端連桿之 間延伸的電纜提供操縱器8中沿軸C-G的運(yùn)動(dòng)。隨后機(jī)器人臂能夠控制 可操作地聯(lián)結(jié)到該臂的工具和器械。電纜是傳送系統(tǒng)的部件，該傳送系 統(tǒng)還包括由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)滑輪、絞盤、空載滑輪和/或輸出滑輪?；?輪槽或斜坡位于基部連桿102的下側(cè)，用于在操縱器系統(tǒng)6的插入軸100 和操縱器臂50之間傳遞電纜和電線。除其他的元件之外，也可以提供多 個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)給構(gòu)件用于傳送運(yùn)動(dòng)。
0053驅(qū)動(dòng)組件可以進(jìn)一步包括多個(gè)聯(lián)結(jié)到臂用于隨其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電 機(jī)。偏航和俯仰電機(jī)分別控制臂繞軸A和軸B (圖5A)的運(yùn)動(dòng)，而驅(qū)動(dòng)
電機(jī)控制腕關(guān)節(jié)單元的運(yùn)動(dòng)和插入位置。在一個(gè)實(shí)施例中，將四個(gè)驅(qū)動(dòng)電 機(jī)鄰近地安裝于臂上從而控制安裝在臂的遠(yuǎn)端的工具的四個(gè)自由度(D、E、 F和G軸)。同時(shí)，鄰近地安裝的電機(jī)控制在臂的遠(yuǎn)端的工具的插入位置 (沿C軸)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)將優(yōu)選地聯(lián)結(jié)到編碼器和電位器(未示出)上從而
使能伺服機(jī)構(gòu)。例如在序號(hào)為6,331,181、 6,491,701和6,770,081的美國專 利中闡述了驅(qū)動(dòng)組件、臂和其他的可應(yīng)用零件的實(shí)施例，這些專利的全部 公開(包括其中通過參考并入的公開)通過參考合并于此以用于各種用途。 操縱器臂和驅(qū)動(dòng)組件也可以與寬范圍的定位裝置一起使用。對遙控中心定 位裝置更完整的說明可以在1995年7月20日提交的序號(hào)為08/504,301而 現(xiàn)在的美國專利號(hào)為5,931,832的美國專利申請中找到，該專利的全部公 開通過參考合并于此以用于各種用途。
0054現(xiàn)在參考圖6A-6E，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例圖示說明了用于裝納 器械無菌適配器的滑架連桿106的器械對接裝置101和最終器械(例如， 器械5)的透視圖。器械對接裝置101包括隔離電觸點(diǎn)510 (例如，避免 意外的接觸)的覆蓋件502、用于給ISA圓盤提供預(yù)加載的彈簧加載輸 入504、用于提供預(yù)加載到ISA的牽引板的彈簧塞506、用于將ISA109 保持在適當(dāng)位置的托架508、用于加固/釋放ISA的桿511以及同樣用于 相對于機(jī)器人操縱器固定無菌適配器的位置的基準(zhǔn)512，其中每個(gè)彈簧 加載輸入具有用于將扭矩傳送到外科器械的凸起部505。在一個(gè)實(shí)例中， 器械對接裝置101包括四個(gè)彈簧加載輸入504、四個(gè)彈簧塞506以及七 個(gè)電觸點(diǎn)510，其中每個(gè)彈簧加載輸入具有兩個(gè)凸起部505。
0055現(xiàn)在參考圖7A-7D，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例圖示說明了滑架連桿 和與滑架連桿的剩余部分分離的器械對接裝置蓋101a。本發(fā)明提供了有 效地在外科機(jī)器人的輸出端封裝器械對接裝置部件的緊湊設(shè)備和方法。 這些構(gòu)件包括但不限于電路板、電纜傳送元件、傳感器以及水平儀。圖 7A圖示說明了滑架連桿106的器械對接裝置蓋101a和內(nèi)部器械對接裝 置構(gòu)件101b。蓋101a包括基準(zhǔn)512、覆蓋件502、安裝托架508、用于 容納桿511的開口 520、用于容納彈簧塞506的開口 524以及用于容納 彈簧加載輸入504的開口 526，其中覆蓋件502包括用于容納電觸點(diǎn)510
的開口 522。器械對接裝置的這個(gè)"蛤殼"或者蓋的設(shè)計(jì)允許當(dāng)必要時(shí)很 容易接觸內(nèi)部的機(jī)械裝置、電路板以及插入軸的電纜傳送元件。
0056圖7A-7C也圖示說明了電觸點(diǎn)510和可操作地安裝到印刷電路 組件(PCA)516的霍爾效應(yīng)傳感器514。電觸點(diǎn)510提供接口從而在ISA 109和PCA之間傳遞電信號(hào)，并且在一個(gè)實(shí)例中可以包括"彈簧單高蹺 引腳(pogopins)"。在一個(gè)實(shí)施例中，遙控PCA516可以具有用于供電 和/或與發(fā)光二極管(LED)、霍爾效應(yīng)傳感器、無菌適配器、器械以及 用戶界面按鈕(例如，用于離合操作)通信的輸入和輸出。遙控PCA516 也可以包括用于接收電能的輸入和用于與主PCA (例如，圖1的處理器 4)通信的輸入/輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，主PCA可以具有用于供電和/ 或通過串行通信總線與電機(jī)(例如，主PCA將位置控制傳送到電機(jī)并處 理電位和編碼信號(hào))、傳感器、用戶界面按鈕、遙控PCA以及在病人側(cè) 手推車系統(tǒng)上的其他印刷電路板通信的輸入和輸出。在2006年12月20 日提交的名稱為"Wireless Communication In A Robotic Surgical System"
的序號(hào)為_(代理人案號(hào)M-16315-5US)的美國專利中闡述了可應(yīng)用
的PCA的輸入和輸出的實(shí)例，該申請完整的公開已經(jīng)在前面通過參考合 并于此以用于各種用途。在一個(gè)實(shí)例中，遙控PCA可以包括器械對接裝 置的嵌入式串化器(ESII) PCA，而主PCA在一個(gè)實(shí)例中可以包括嵌入 式串化器病人操縱器(ESPM) PCA，兩者都可從加利福尼亞州桑尼維爾 的Intuitive Surgical公司獲得。
0057霍爾效應(yīng)傳感器514用于提供堅(jiān)固的裝備和方法來探測安裝在 ISA 109上的器械存在與否。需要霍爾效應(yīng)傳感器是因?yàn)樗遣粠в幸?動(dòng)構(gòu)件的固態(tài)裝置。圖7A和7C圖示說明了沒有保護(hù)蓋的霍爾效應(yīng)傳感 器514，而圖7B圖示說明了帶有保護(hù)蓋的霍爾效應(yīng)傳感器514的側(cè)視圖。 在一個(gè)實(shí)施例中，在器械底盤中有磁體的情況下，兩個(gè)鄰近的霍爾效應(yīng) 傳感器可以用于改變狀態(tài)。當(dāng)器械磁體很接近霍爾效應(yīng)傳感器時(shí)，傳感 器的電輸出狀態(tài)改變。PCA 516探測傳感器的狀態(tài)改變并通知系統(tǒng)安裝 了器械。PCA 516通過現(xiàn)有探測電路也能夠探測其他系統(tǒng)部件(例如ISA 或者器械)存在與否。0058在另一個(gè)實(shí)例中，除霍爾效應(yīng)傳感器之外，安裝了第三個(gè)輸入， 系統(tǒng)可能需要該輸入來識(shí)別器械。霍爾效應(yīng)傳感器514的輸出可以與在 器械存在時(shí)閉合的電路(例如，回環(huán)電路)結(jié)合使用，因此提供冗余存
在的確認(rèn)。PCA516也探測這個(gè)電路的閉合。圖7D圖示說明了用于加固/ 釋放ISA的桿511。桿511包括桿主體511a和用于安裝軸511c的安裝螺 釘511b，桿主體511a可以繞軸511c旋轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)彈簧511e和硬擋塊511d 致使當(dāng)安裝上ISA時(shí)杠桿主體511a處于靜止的"向上"位置，而在安裝或者 移去ISA的過程中桿主體511a處于旋轉(zhuǎn)的位置。桿主體511a可以從水平 線向下旋轉(zhuǎn)大約25度。圖8A和8B分別圖示說明了處于靜止位置和處于 旋轉(zhuǎn)位置的桿511。
0059圖9A-9E是分離的器械輸入504的不同視圖，而圖10A-10B是 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的器械輸入的截面圖。圖9A、 9B和9D圖示說明 了處于靜止(伸長)位置的輸入504，而圖9C和9E展示了處于縮回位 置的輸入504a。輸入504包括彈簧504a、徑向滾珠軸承504b、輸出滑 輪504c、線性滾珠花鍵滑動(dòng)單元504d、滾珠花鍵軸504e、螺桿504f以 及包括凸起部505的輸入桿504g。其他的裝備也可以用于實(shí)現(xiàn)線性運(yùn)動(dòng) 和扭矩傳遞，例如線性滑塊、V形滾輪、滑套、滾珠螺桿等等。
0060彈簧504a提供了在軸504e的軸向方向的彈簧力(軸向載荷) (如圖9D的雙向箭頭所示)，因此允許輸入桿504g沿軸向方向線性地 平移。徑向滾珠軸承504b使組件能夠繞軸504e的縱向(或者徑向)軸 作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且滾珠花鍵滑動(dòng)單元504d支撐組件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，特別地 支撐軸504e的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并因此支撐輸入桿504g的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這允許通 過ISA圓盤304 (圖12A)將扭矩從輸出滑輪504c傳遞到器械。在一個(gè) 實(shí)例中，滾珠花鍵滑動(dòng)單元504d被裝夾到輸出滑輪并且包括用作在花鍵 軸504e的運(yùn)動(dòng)方向上的滾動(dòng)元件的兩排循環(huán)滾珠。輸出滑輪504c由電 纜驅(qū)動(dòng)，如在2006年12月20日提交的名稱為"Cable Tensioning In A
Robotic Surgical System"的序號(hào)為_ (代理人案號(hào)M-16315-1 US)的
美國專利中所公開，該申請的全部公開(包括其中通過參考并入的所有參 考文獻(xiàn))已經(jīng)在前面通過參考合并于此以用于各種用途。在一個(gè)實(shí)例中，
花鍵軸504e包括沿它的長度方向的兩個(gè)凹槽，循環(huán)滾珠進(jìn)入這些凹槽內(nèi)。 將螺桿504f擰入花鍵軸504e內(nèi)從而提供在軸向方向上的硬檔塊。在一 個(gè)實(shí)例中，輸入桿504g被壓入到花鍵軸504e上，并提供與無菌適配器 圓盤中的孔嚙合的凸起部505。
0061圖11A-11B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的彈簧塞的側(cè)視圖。圖11B 圖示說明了處于靜止(伸長)位置的彈簧塞506，而圖11C圖示說明了 當(dāng)提供對ISA 109的牽引板的偏壓力時(shí)處于縮回位置的彈簧塞506。
0062彈簧加載輸入504、彈簧塞506以及桿511提供了在操縱器上 的彈簧元件，因此允許ISA和無菌屏障用后即可丟棄的設(shè)計(jì)。有利的是， 操縱器和ISA的安裝和嚙合更容易使用、更可靠并需要更少的作用力， 同時(shí)使能ISA和無菌障礙遮蓋件的劃算且易處理的設(shè)計(jì)。
0063現(xiàn)在參考圖12A、 12B以及12C,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例分別圖 示說明了ISA109的俯視透視圖、仰視透視圖以及截面圖。ISA 109包括 外殼302、圓盤304、頂部牽引板306、外殼302的器械阻擋特征308、 外殼302的軌道特征301、觸點(diǎn)310以及底部牽引板312。頂部牽引板 306和底部牽引板312形成相對于外殼302移動(dòng)的牽引板組件313。圓盤 304陷入牽引板組件313內(nèi)并且相對于牽引板組件移動(dòng)。
0064圖13圖示說明了觸點(diǎn)310的放大截面圖，在一個(gè)實(shí)施例中該觸 點(diǎn)被插入模壓到外殼內(nèi)。
0065圖14A和14B根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例分別圖示說明了圓盤304的 放大俯視透視圖和放大仰視透視圖，圓盤304包括在圓盤304的基部的 齒314、在圓盤304的主體上用于裝納外科器械5 (見圖16D和16E)的 銷253的孔316、在圓盤304的底部用于裝納彈簧加載輸入504 (見圖9 和10)的凸起部505的孔317以及用于將圓盤304移到死區(qū)外的突出件 315。在這個(gè)實(shí)施例中，ISA 109包括四個(gè)圓盤304，每個(gè)圓盤304包括 四個(gè)齒314和兩個(gè)孔316。在一個(gè)實(shí)施例中，四個(gè)齒314彼此相隔90度 放置。注意在其他的實(shí)施例中，更多或更少的圓盤、齒以及切口是可能 的，但需要可操作地聯(lián)結(jié)到在操縱器和外科器械上的適配器裝納部分。
0066圖15A和15B根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例圖示說明了頂部牽引板306
的俯視透視圖和仰視透視圖。頂部牽引板306包括用于與器械底盤24
嚙合的橫桿318和用于根據(jù)相對位置與圓盤304的齒314緊密配合的齒 319。如圖所示，頂部牽引板306包括與四個(gè)圓盤304相應(yīng)的四個(gè)開孔 307。
0067現(xiàn)在參考圖16A至16F，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例圖示說明了器械 無菌適配器(ISA) 109安裝/嚙合到器械對接裝置101 (圖16A)、外科 器械5安裝/嚙合到ISA 109 (圖16B-16E)以及從ISA 109移除外科器 械5 (圖16F)。
0068圖16A展示了安裝和嚙合到操縱器8的適配器裝納部分101的 ISA 109。 ISA觸點(diǎn)310聯(lián)結(jié)到操縱器觸點(diǎn)510，圓盤304與彈簧加載輸 入504嚙合，底部牽引板312與彈簧塞506嚙合，并且凸緣特性305 (圖 16A和16F)與托架508緊密配合。器械阻擋特征308允許當(dāng)器械安裝 到ISA上時(shí)如果用戶滑離了軌道301阻止住器械(為了病人的安全)。 當(dāng)安裝上器械時(shí)器械完全被頂部牽引板306上的橫桿318阻止。在安裝 之前，彈簧加載輸入504和彈簧塞506處于它們的最大伸長位置，而ISA 的圓盤304在牽引板組件內(nèi)能夠自由旋轉(zhuǎn)到任何隨機(jī)位置。在一個(gè)實(shí)施 例中，為了將ISA 109安裝到對接裝置101的適配器裝納部分上，用戶 將ISA外殼的凸緣放置于托架內(nèi)并向下敲擊后端，因此使杠桿/鎖銷511 嚙合。
0069在這個(gè)安裝而預(yù)嚙合的位置上，彈簧加載輸入504向上擠壓圓 盤304以抵頂頂部牽引板306，并且彈簧加載輸入504和彈簧塞506向 上擠壓牽引板組件313。在每個(gè)圓盤位置(牽引板306的開孔307)，在 牽引板306上有一個(gè)與圓盤304的齒314相嚙合的齒319。齒構(gòu)形具有 多重功能，其中之一是將圓盤304推出"死區(qū)"，死區(qū)是指在圓盤304的 底部的孔317處于可能未與彈簧加載輸入504的凸起部505緊密配合位 置的角度方向，因?yàn)檫@些孔未旋轉(zhuǎn)完整的360度。齒構(gòu)形的另一個(gè)功能 是在無菌適配器嚙合步驟期間防止圓盤304旋轉(zhuǎn)超過90度。
0070在嚙合步驟期間，當(dāng)彈簧加載輸入504被驅(qū)使以通過凸起部505 和圓盤304的底部表面之間的摩擦和與突出件315的接觸促使圓盤304
運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，圓盤齒314與牽引板齒319相嚙合。當(dāng)彈簧加載輸入504 轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，四個(gè)齒314的存在阻止圓盤304的這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并 且允許當(dāng)彈簧加載輸入504相對圓盤304旋轉(zhuǎn)的時(shí)候凸起部505對準(zhǔn)圓 盤304的孔317。當(dāng)在圓盤304的底部的孔317與彈簧加載輸入504的 凸起部505對齊的時(shí)候，圓盤304落至彈簧加載輸入504上。在這一點(diǎn) 上，當(dāng)圓盤304落下時(shí)頂部牽引板306的齒319錯(cuò)過圓盤304的齒314， 因此允許圓盤304相對于牽引板306自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)圓盤304嚙合到彈 簧加載輸入504上時(shí)，ISA 109與適配器裝納部分101嚙合。
0071在一個(gè)實(shí)施例中，在ISA 109安裝到適配器裝納部分101之后 的幾毫秒內(nèi)嚙合步驟發(fā)生。當(dāng)將ISA109敲入適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，電觸點(diǎn)310 嚙合電觸點(diǎn)510 (例如，彈簧單高蹺引腳(pogo pins))，這樣在操縱 器8上的初始斷開的電路被閉合，以此激發(fā)ISA嚙合步驟。應(yīng)該注意在 外殼302中的插入模壓觸點(diǎn)310可能具有多個(gè)電通路(通孔)，這些電 通路與適配器裝納部分101上的電觸點(diǎn)嚙合，并且還被用于通過器械的 電觸點(diǎn)255 (圖16C和16D)建立與外科器械5的通信。
0072圖16B示出了局部安裝的外科器械5，而圖16C示出了完全安 裝并與ISA 109嚙合的外科器械5。初始，當(dāng)用戶將外科器械5安裝到 ISA 109上時(shí)，隨著與中心橫桿318嚙合的器械5壓下頂部牽引板306， 牽引板組件313被向下推向適配器裝納部分101。在器械5和ISA 109 之間電嚙合之前，橫桿318上的倒角嚙合器械5的底部上的倒角，并且 當(dāng)這兩個(gè)倒角對準(zhǔn)時(shí)，由于彈簧加載輸入和彈簧塞的彈簧力，器械被拉 入到它的收容位置中。當(dāng)器械被拉入到它的收容位置中時(shí)，牽引板組件 313開始升起到外科器械中，并且在幾乎同一運(yùn)動(dòng)中，器械5的電觸點(diǎn) 255開始與ISA 109的電觸點(diǎn)310接觸。當(dāng)器械5被安裝到ISA 109上時(shí)， 頂部牽引板306被壓在器械的底部上并且橫桿38位于器械外殼的間隙狹 縫內(nèi)。在器械嚙合之前，因?yàn)樵谄餍瞪系妮斎氩慌c圓盤304頂部上的孔 316嚙合，所以圓盤304和彈簧加載輸入504被推離器械。
0073圖16D和16E圖示說明了圓盤314與器械5的嚙合步驟。在圖 16D中，圓盤304直到圓盤304旋轉(zhuǎn)到對準(zhǔn)器械圓盤251的位置才與器
械5嚙合，圓盤304初始時(shí)處于隨機(jī)位置。如關(guān)于ISA 109和適配器裝 納部分101之間的嚙合步驟前面提到的，當(dāng)器械的電觸點(diǎn)嚙合ISA 109 的電觸點(diǎn)310時(shí)，ESII印刷電路板和器械之間的常開電路通過ISA閉合 從而激發(fā)器械嚙合步驟。彈簧加載輸入504和圓盤304作為一個(gè)組件一 起旋轉(zhuǎn)直到圓盤304的孔316與器械圓板251的銷253嚙合。當(dāng)孔對準(zhǔn) 銷時(shí)，允許圓盤304和彈簧加載輸入504向上移動(dòng)。圖16E示出了具有 與圓盤304的孔316嚙合的銷253的器械圓板251，在這一點(diǎn)上，認(rèn)為 器械5與ISA 109嚙合。應(yīng)該注意在ISA 109上的其他電觸點(diǎn)可以在外 科系統(tǒng)和器械"可重復(fù)放置的工具對接裝置"(RTI)板之間傳送電信號(hào)。
0074當(dāng)器械完全安裝上時(shí)，它被保持在沿它的外殼的三點(diǎn)位置上。 兩個(gè)點(diǎn)位于沿器械的邊側(cè)的軌道特征301處，第三個(gè)點(diǎn)位于沿器械的前 側(cè)中心的中心壓制突出部309處。有利的是，通過在三個(gè)位置壓制器械， 器械不會(huì)被過度限制且安裝和移除變得更容易。
0075圖16F圖示說明了從ISA 109移除器械5 (未示出)。當(dāng)用戶 想要移除器械時(shí)，壓下在器械底盤任一側(cè)的桿，器械將從ISA中被向后 拉出。在器械上的桿作用于頂部牽引板的中心橫桿318，牽引板的中心 橫桿318進(jìn)一步下推牽引板使其遠(yuǎn)離器械。當(dāng)牽引板移動(dòng)越來越遠(yuǎn)時(shí)， 圓盤304脫離器械的銷從而允許器械的移除。
0076上述實(shí)施例圖示說明而不限制本發(fā)明。也應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施例許多的修改和變化是可能的。例如，系統(tǒng)不限于四個(gè)機(jī)器人 操縱器組件，而在其他的實(shí)例中可以包括兩個(gè)或者多于兩個(gè)機(jī)器人操縱 器組件。因此，發(fā)明的范圍僅由附屬的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人操縱器的集成的器械對接裝置，其包含用于將軸向載荷和扭矩提供給能夠可操作地聯(lián)結(jié)器械的無菌適配器的彈簧加載輸入。
2. 如權(quán)利要求1所述的器械對接裝置，其中所述彈簧加載輸入包括聯(lián) 結(jié)到軸的輸入桿，所述軸可操作地聯(lián)結(jié)到輸出滑輪。
3. 如權(quán)利要求2所述的器械對接裝置，其中所述輸入桿包括用于嚙合 所述無菌適配器的凸起部。
4. 如權(quán)利要求1所述的器械對接裝置，進(jìn)一步包含用于可操作地嚙合所述無菌適配器的多個(gè)彈簧加載輸入。
5. 如權(quán)利要求1所述的器械對接裝置，進(jìn)一步包含用于連接或者釋放 所述無菌適配器的彈簧加載釋放桿。
6. 如權(quán)利要求5所述的器械對接裝置，其中所述釋放桿包括用于偏壓 桿主體的扭矩彈簧。
7. 如權(quán)利要求1所述的器械對接裝置，進(jìn)一步包含用于探測所述器械 的存在的霍爾效應(yīng)傳感器。
8. 如權(quán)利要求7所述的器械對接裝置，其中所述霍爾效應(yīng)傳感器能夠 感測安裝在所述器械內(nèi)的磁體。
9. 如權(quán)利要求1所述的器械對接裝置，進(jìn)一步包含用于相對于所述機(jī) 器人操縱器的位置固定所述無菌適配器的基準(zhǔn)。
10. 如權(quán)利要求1所述的器械對接裝置，進(jìn)一步包含用于提供軸向力對抗所述無菌適配器的彈簧塞。
11. 如權(quán)利要求1所述的器械對接裝置，進(jìn)一步包含無菌適配器安裝 托架。
12. 如權(quán)利要求1所述的器械對接裝置，進(jìn)一步包含用于在所述無菌 適配器和印刷電路組件之間對接的電接口。
13. 如權(quán)利要求12所述的器械對接裝置，進(jìn)一步包含圍繞所述電接口 的保護(hù)性遮蓋件。
14. 如權(quán)利要求1所述的器械對接裝置，其中所述器械選自于由夾鉗、剪刀、抓緊器、測針夾持器、微型解剖器、u形釘施夾鉗、縫合器、抽吸灌注工具、血管夾施夾鉗、切割刀片、燒灼探測器、灌注器、導(dǎo)尿管 以及抽吸口組成的組。
15. —種機(jī)器人外科操縱器系統(tǒng)，其包含 操縱器組件，其包括可操作地聯(lián)結(jié)到操作臂遠(yuǎn)端的基部連桿；以及沿縱軸可移動(dòng)地聯(lián)結(jié)到所述基部連桿的滑架連桿，所述滑架連 桿包括具有彈簧加載輸入的集成的器械對接裝置，所述彈簧加載輸入用于將軸向載荷和扭矩提供給能夠可操作地聯(lián)結(jié)器械的無菌適配器；通過所述器械對接裝置可操作地聯(lián)結(jié)到所述滑架連桿的器械；以及 可操作地聯(lián)結(jié)到所述操縱器組件用于感測所述器械的存在的處理器。
16. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述彈簧加載輸入包括聯(lián)結(jié)到軸 的輸入桿，所述軸可操作地聯(lián)結(jié)到輸出滑輪。
17. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述器械對接裝置進(jìn)一步包括用 于可操作地嚙合所述無菌適配器的多個(gè)彈簧加載輸入。
18. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述器械對接裝置進(jìn)一步包括用 于感測所述器械的存在的霍爾效應(yīng)傳感器。
19. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述霍爾效應(yīng)傳感器能夠感測安 裝在所述器械內(nèi)的磁體。
20. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述器械選自于由夾鉗、剪刀、 抓緊器、測針夾持器、微型解剖器、U形釘施夾鉗、縫合器、抽吸灌注 工具、血管夾施夾鉗、切割刀片、燒灼探測器、灌注器、導(dǎo)尿管以及抽 吸口組成的組。
21. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述無菌適配器與無菌遮蓋件結(jié) 合以便使所述機(jī)器人外科系統(tǒng)的一部分與外科手術(shù)區(qū)域隔離。
22. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述器械對接裝置進(jìn)一步包括用 于連接或者釋放所述無菌適配器的彈簧加載釋放桿。
全文摘要
提供了機(jī)器人操縱器的器械對接裝置和包括該器械對接裝置的外科系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，器械對接裝置包括用于將軸向載荷和扭矩提供給能夠可操作地聯(lián)結(jié)器械的無菌適配器的彈簧加載輸入。在另一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人外科操縱器系統(tǒng)包括操縱器組件，該操縱器組件包括可操作地聯(lián)結(jié)到操作臂遠(yuǎn)端的基部連桿以及沿縱軸可移動(dòng)地聯(lián)結(jié)到基部連桿的滑架連桿，該滑架連桿包括集成的器械對接裝置。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括通過器械對接裝置可操作地聯(lián)結(jié)到滑架連桿的器械，以及可操作地聯(lián)結(jié)到操縱器組件用于檢測器械存在與否的處理器。
文檔編號(hào)A61B19/00GK101340852SQ200680047317
公開日2009年1月7日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者A·羅, B·舍納, C·S·安德森, J·P·奧爾班三世, R·L·德文根佐, T·G·庫珀 申請人:直觀外科手術(shù)公司