具有抗扭曲鏈節(jié)配置的高度鉸接的探針，形成該探針的方法和進(jìn)行執(zhí)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的方法
【專利摘要】一種鉸接探針包括：第一機(jī)構(gòu)，該第一機(jī)構(gòu)包括：第一鏈節(jié)，該第一鏈節(jié)包括第一縱軸、第一鉸接表面和第一限動(dòng)元件；以及第二鏈節(jié)，該第二鏈節(jié)包括第二縱軸、第二鉸接表面和第二限動(dòng)元件。鉸接接合部包括第一鉸接表面和第二鉸接表面并且被構(gòu)造和設(shè)置成允許第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的兩個(gè)自由度的鉸接。運(yùn)動(dòng)抑制組件包括第一限動(dòng)元件和第二限動(dòng)元件，其中運(yùn)動(dòng)抑制組件被構(gòu)造和設(shè)置成抑制第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的第一縱軸繞第二縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
【專利說明】具有抗扭曲鏈節(jié)配置的高度鉸接的探針，形成該探針的方法和進(jìn)行執(zhí)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的方法
[0001]本申請(qǐng)要求2011年9月13日提交的61/534，032號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0002]本申請(qǐng)要求2011年12月21日提交的61/578，582號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0003]本申請(qǐng)要求2012年6月7日提交的61/656，600號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0004]本申請(qǐng)要求2012年8月9日提交的61/681，340號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0005]本申請(qǐng)與2012年6月I日提交的PCT/US2012/040414號(hào)PCT申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0006]本申請(qǐng)與2011年6月2日提交的61/492，578號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0007]本申請(qǐng)與2012年4月5日提交的PCT/US2012/032279號(hào)PCT申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0008]本申請(qǐng)與2011年4月6日提交的61/472，344號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0009]本申請(qǐng)與2011年11月10日提交的PCT/US2011/060214號(hào)PCT申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0010]本申請(qǐng)與2010年11月11日提交的61/412，733號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0011]本申請(qǐng)與2011年10月21日提交的PCT/US2011/057282號(hào)PCT申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0012]本申請(qǐng)與2010年10月22日提交的61/406，032號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0013]本申請(qǐng)與2011年7月21日提交的PCT/US2011/044811號(hào)PCT申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0014]本申請(qǐng)與2010年7月28日提交的61/368，257號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)相關(guān)，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
[0015]本申請(qǐng)與2006年12月20日提交的11/630，279號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)相關(guān)，該申請(qǐng)公開為2009/0171151號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)公開，其全部?jī)?nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0016]本發(fā)明的實(shí)施例主要涉及機(jī)械領(lǐng)域，更具體地，涉及三維的、可靈活的、可轉(zhuǎn)向的機(jī)械裝置，以及形成和控制該機(jī)械裝置的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0017]如今微創(chuàng)醫(yī)學(xué)技術(shù)和手術(shù)正廣泛采用，醫(yī)學(xué)專業(yè)人員，例如外科醫(yī)生可以采用具有高度鉸接多鏈節(jié)探針的蛇狀機(jī)械系統(tǒng)，以便接觸到人體解剖的部分，否則該部分將難以接觸到。采用這種機(jī)械系統(tǒng)，醫(yī)學(xué)專業(yè)人員可以利用微創(chuàng)手術(shù)代替開腔的外科手術(shù)。
[0018]上述類型的機(jī)械系統(tǒng)可以具有被稱為工作通道的多個(gè)裝置通道，以用于在外科手術(shù)中引導(dǎo)各種外科和/或介入工具。通常包括一系列可轉(zhuǎn)向鏈節(jié)的常規(guī)的鉸接探針經(jīng)受扭曲，從鏈節(jié)到鏈節(jié)，這樣將不利地影響鉸接探針的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)一種鉸接的機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)用戶界面，用于控制機(jī)械系統(tǒng)的人類界面裝置和控制機(jī)械系統(tǒng)的方法。
[0020]在這一方面中，鉸接探針包括:第一機(jī)構(gòu)，該第一機(jī)構(gòu)包括:第一鏈節(jié)，該第一鏈節(jié)包括第一縱軸，第一鉸接表面和第一限動(dòng)元件；第二鏈節(jié)，該第二鏈節(jié)包括第二縱軸，第二鉸接表面和第二限動(dòng)元件；鉸接鏈節(jié)，其包括第一鉸接表面和第二鉸接表面并且被構(gòu)造和設(shè)置成允許第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)兩個(gè)的自由度的鉸接；和運(yùn)動(dòng)抑制組件，其包括第一限動(dòng)元件和第二限動(dòng)元件，其中運(yùn)動(dòng)抑制組件被構(gòu)造和設(shè)置成抑制第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的第一縱軸繞著第二縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0021]在一些實(shí)施例中，第一鉸接表面包括凸出表面，其中第二鉸接表面包括凹陷表面。
[0022]在一些實(shí)施例中，凸出的第二鉸接表面包括半球形表面。
[0023]在一些實(shí)施例中，凹陷的第二鉸接表面包括半球形表面。
[0024]在一些實(shí)施例中，第一限動(dòng)元件包括銷，其中第二限動(dòng)元件包括狹槽，其中第一鏈節(jié)的銷接合第二鏈節(jié)的狹槽。
[0025]在一些實(shí)施例中，凸出的第一鉸接表面包括半球形表面，其中銷從半球形表面的赤道平面延伸。
[0026]在一些實(shí)施例中，第一限動(dòng)元件包括第一和第二銷，其中，第二限動(dòng)元件包括第一和第二對(duì)應(yīng)的狹槽，其中在第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，第一和第二銷的至少一個(gè)至少部分地與對(duì)應(yīng)的第一和第二狹槽的至少一個(gè)接合。
[0027]在一些實(shí)施例中，在第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的零的鉸接角度上，第一和第二銷與第一和第二對(duì)應(yīng)的狹槽部分地接合。
[0028]在一些實(shí)施例中，第一和第二銷相對(duì)于第一鉸接表面關(guān)于第一縱軸分隔成角度地分隔180度。
[0029]在一些實(shí)施例中，第一和第二狹槽關(guān)于第二鉸接表面關(guān)于第二縱軸分隔成角度地分隔180度。
[0030]在一些實(shí)施例中，第一限動(dòng)元件包括一個(gè)銷,其中第二限動(dòng)元件包括一個(gè)狹槽，并且在第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，銷至少部分地與狹槽接合。
[0031]在一些實(shí)施例中，銷位于第一鉸接表面上，并且狹槽位于第二鉸接表面上。
[0032]在一些實(shí)施例中，狹槽位于第一鉸接表面上，并且其中銷位于第二鉸接表面上。
[0033]在一些實(shí)施例中，凸出的第一鉸接表面包括半球形表面，其中，銷位于第一鉸接表面上，在第一鉸接表面的赤道和極點(diǎn)之間，其中狹槽位于第二鉸接表面上。[0034]在一些實(shí)施例中，凸出的第一鉸接表面包括半球形表面，其中，狹槽位于半球形的第一鉸接表面上，在第一鉸接表面的赤道和極點(diǎn)之間，其中銷位于第二鉸接表面上。
[0035]在一些實(shí)施例中，第一限動(dòng)元件包括一個(gè)狹槽，其中第二限動(dòng)元件包括一個(gè)銷，并且在第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，銷至少部分地與狹槽接合。
[0036]在一些實(shí)施例中，凸出的第一鉸接表面包括半球形表面，其中狹槽位于半球形第一鉸接表面并且在朝著第一鏈節(jié)的第一鉸接表面的極點(diǎn)的方向上從第一鉸接表面的赤道延伸，其中銷位于第二鏈節(jié)的第二鉸接表面的下方。
[0037]在一些實(shí)施例中，銷位于第二鏈節(jié)上，在于第一連惡既不的半球形第一鉸接表面的赤道對(duì)齊的位置上，當(dāng)?shù)诙湽?jié)在相對(duì)于第一鏈節(jié)鉸接角度為零的位置上。
[0038]在一些實(shí)施例中，第二鏈節(jié)進(jìn)一步包括第三限動(dòng)元件，其包括一個(gè)狹槽，該狹槽相對(duì)于銷分隔120度，第三限動(dòng)元件包括第二限動(dòng)組件，該第二限動(dòng)組件被構(gòu)造和設(shè)置成抑制具有關(guān)于第三縱軸的匹配銷的第三鏈節(jié)相對(duì)于第二鏈節(jié)繞著第二縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0039]在一些實(shí)施例中，第一限動(dòng)元件包括至少一個(gè)肋條，其中第二限動(dòng)元件包括至少一個(gè)凹部，并且在第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，至少一個(gè)肋條至少部分地與至少一個(gè)凹部接合。
[0040]在一些實(shí)施例中，第一限動(dòng)元件包括多個(gè)肋條，其中第二限動(dòng)元件包括多個(gè)對(duì)應(yīng)的凹部，并且在第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，多個(gè)肋條的至少一個(gè)至少部分地與多個(gè)凹部的至少對(duì)應(yīng)的一個(gè)接合。
[0041 ] 在一些實(shí)施例中，凸出的第一鉸接表面包括半球形表面，其中，多個(gè)肋條關(guān)于半球形第一鉸接表面的赤道區(qū)域分隔，關(guān)于第一縱軸具有規(guī)律的角度間隔。
[0042]在一些實(shí)施例中，多個(gè)肋條包括關(guān)于第一鏈節(jié)的第一縱軸以180度分隔的兩個(gè)肋條。
[0043]在一些實(shí)施例中，多個(gè)凹部包括關(guān)于第二縱軸以180度分隔的兩個(gè)凹部。
[0044]在一些實(shí)施例中，多個(gè)肋條包括關(guān)于第一鏈節(jié)的第一縱軸以120度分隔的三個(gè)肋條。
[0045]在一些實(shí)施例中，多個(gè)凹部包括關(guān)于第二縱軸以120度分隔的三個(gè)凹部。
[0046]在一些實(shí)施例中，多個(gè)肋條包括關(guān)于第一鏈節(jié)的第一縱軸以90度分隔的四個(gè)肋條。
[0047]在一些實(shí)施例中，多個(gè)凹部包括關(guān)于第二縱軸以90度分隔的四個(gè)凹部。
[0048]在一些實(shí)施例中，多個(gè)肋條包括關(guān)于第一鏈節(jié)的第一縱軸以72度分隔的五個(gè)肋條。
[0049]在一些實(shí)施例中，多個(gè)凹部包括關(guān)于第二縱軸72度分隔的五個(gè)凹部。
[0050]在一些實(shí)施例中，多個(gè)肋條包括關(guān)于第一鏈節(jié)的第一縱軸以60度分隔的六個(gè)肋條。
[0051]在一些實(shí)施例中，多個(gè)凹部包括關(guān)于第二縱軸以60度分隔的六個(gè)凹部。
[0052]在一些實(shí)施例中，多個(gè)肋條包括關(guān)于第一鏈節(jié)的第一縱軸以360/7度分隔的七個(gè)肋條。
[0053]在一些實(shí)施例中，多個(gè)凹部包括關(guān)于第二縱軸以360/7度分隔的七個(gè)凹部。
[0054]在一些實(shí)施例中，多個(gè)肋條包括關(guān)于第一鏈節(jié)的第一縱軸以45度分隔的八個(gè)肋條。
[0055]在一些實(shí)施例中，多個(gè)凹部包括關(guān)于第二縱軸以45度分隔的八個(gè)凹部。
[0056]在一些實(shí)施例中，在相鄰肋條之間的部分上的第一鏈節(jié)的外表面是平面。
[0057]在一些實(shí)施例中，在相鄰凹部之間的部分上的第二鏈節(jié)的內(nèi)表面是平面。
[0058]在一些實(shí)施例中，在相鄰凹部之間的部分上的第二鏈節(jié)的內(nèi)表面是曲面。
[0059]在一些實(shí)施例中，第一鉸接表面包括凸出表面，其中第二鉸接表面包括凹陷表面。
[0060]在一些實(shí)施例中，凸出的第一鉸接表面包括半橢圓表面。
[0061 ] 在一些實(shí)施例中，凹陷的第二鉸接表面包括半橢圓表面。
[0062]在一些實(shí)施例中，第一鏈節(jié)的半橢圓的、凸出的第一鉸接表面包括第一限動(dòng)元件，并且第二鏈節(jié)的半橢圓的、凹陷的第二鉸接表面包括第二限動(dòng)元件。
[0063]在一些實(shí)施例中，第一鉸接表面的半橢圓表面具有關(guān)于各自的第一和第二縱軸的環(huán)形截面。
[0064]在一些實(shí)施例中，第一鉸接表面的半橢圓表面具有主軸和副軸，其中主軸的長(zhǎng)度大于副軸的長(zhǎng)度。
[0065]在一些實(shí)施例中，第二鉸接表面的半橢圓表面具有主軸和副軸，其中主軸的長(zhǎng)度大于副軸的長(zhǎng)度。
[0066]在一些實(shí)施例中，第一鉸接表面包括凸出和凹陷區(qū)域，其中第二鉸接表面包括對(duì)應(yīng)于第一鉸接表面的凸出和凹陷區(qū)域的的凹陷和凸出區(qū)域。
[0067]在一些實(shí)施例中，第一鏈節(jié)的第一鉸接表面包括第一限動(dòng)元件，并且第二鏈節(jié)的第二鉸接表面包括第二限動(dòng)元件。
[0068]在一些實(shí)施例中，第一和第二鏈節(jié)的最外表面具有關(guān)于各自第一和第二縱軸的環(huán)形截面。
[0069]在一些實(shí)施例中，第一和第二鏈節(jié)包括鉸接探針的外鏈節(jié)。
[0070]在一些實(shí)施例中，第一和第二鏈節(jié)包括鉸接探針的內(nèi)鏈節(jié)。
[0071]在一些實(shí)施例中，第一限動(dòng)元件包括第一磁體，其中第二限動(dòng)元件包括第二磁體，第一和第二磁體分別位于第一和第二鏈節(jié)上，從而互相磁性接合。
[0072]在一些實(shí)施例中，第一和第二磁體具有相反的極性。
[0073]在一些實(shí)施例中，第一磁體包括多個(gè)第一磁體，其中第二磁體包括多個(gè)第二磁體，多個(gè)第一和第二磁體定位成關(guān)于各自的第一和第二鏈節(jié)的縱軸具有規(guī)律的角度間隔。
[0074]在一些實(shí)施例中，第一鉸接表面包括凸出表面，其中第二鉸接表面具有凹陷表面。
[0075]在一些實(shí)施例中，凸出的第一鉸接表面包括半球形表面。
[0076]在一些實(shí)施例中，凹陷的第二鉸接表面包括半球形表面。
[0077]在一些實(shí)施例中，第一磁體位于第一鉸接表面上；第二磁體位于第二鉸接表面上，其中，第一和第二磁體相對(duì)于彼此對(duì)齊，從而互相磁接合。
[0078]在一些實(shí)施例中，第一和第二磁體具有相反的極性。
[0079]在一些實(shí)施例中，第一磁體的子集具有第一極性，第一磁體的剩余子集具有與第一極性相反的第二極性。
[0080]在一些實(shí)施例中，所有第一磁體具有相同的第一極性，所有第二磁體具有相同的第二極性。[0081]在一些實(shí)施例中，第一磁體包括多個(gè)第一磁體，第二磁體包括多個(gè)第二磁體，其中多個(gè)第一和第二磁體定位成關(guān)于各自的第一和第二鏈節(jié)具有規(guī)律的角度間隔。
[0082]在一些實(shí)施例中，多個(gè)第一和第二磁體包括嵌入各自的第一和第二鉸接表面中的分散的磁體元件。
[0083]在一些實(shí)施例中，多個(gè)第一和第二磁體包括嵌入各自的第一和的人鉸接表面中的磁體條。
[0084]在一些實(shí)施例中，第一鉸接表面包括凸出表面，其中第二鉸接表面包括凹陷表面。
[0085]在一些實(shí)施例中，第一限動(dòng)元件包括銷，第二限動(dòng)元件包括狹槽，第一鏈節(jié)的銷接合第二鏈節(jié)的狹槽，第一鏈節(jié)的銷與第二鏈節(jié)的狹槽的側(cè)壁連接，從而抑制第一鏈節(jié)相對(duì)于第二鏈節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0086]在一些實(shí)施例中，第一機(jī)構(gòu)包括鉸接探針的外鏈節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0087]在一些實(shí)施例中，第一機(jī)構(gòu)包括鉸接探針的內(nèi)鏈節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0088]在一些實(shí)施例中，限動(dòng)組件限制第二鏈節(jié)關(guān)于縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)I度。
[0089]在一些實(shí)施例中,鉸接探針進(jìn)一步包括經(jīng)過第一鏈節(jié)和第二鏈節(jié)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口該第一鏈節(jié)和第二鏈節(jié)在平行于各自的第一和第二縱軸的方向上延伸。
[0090]在一些實(shí)施例中，鉸接探針進(jìn)一步包括對(duì)應(yīng)于第一機(jī)構(gòu)中的鏈節(jié)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜可以選擇性地被拉緊從而保持第一和第二鏈節(jié)的第一和第二鉸接表面物理接觸并且可以選擇性地被放松從而允許第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)選擇的移動(dòng)。
[0091 ] 在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口包括多個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口，其中至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜包括多個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
[0092]在一些實(shí)施例中，鉸接探針包括兩個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口和兩個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
[0093]在一些實(shí)施例中，鉸接探針包括三個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口和三個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
[0094]在一些實(shí)施例中，鉸接探針包括四個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口和四個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
[0095]在一些實(shí)施例中，第一鏈節(jié)進(jìn)一步包括第一鉸接軸和第二鉸接軸，第一和第二鉸接軸互相垂直并且垂直于第一鏈節(jié)的第一縱軸；第二鏈節(jié)進(jìn)一步包括第一鉸接軸和第二鉸接軸，第一和第二鉸接軸互相垂直并且垂直于第二鏈節(jié)的第二縱軸；第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的兩個(gè)自由度的鉸接包括第二鏈節(jié)關(guān)于第一鏈節(jié)的第一和第二鉸接軸的角度運(yùn)動(dòng)。
[0096]在另一方面中，鉸接探針包括:多個(gè)外鏈節(jié)，每個(gè)外鏈節(jié)包括第一縱軸和內(nèi)表面，每個(gè)外鏈節(jié)的內(nèi)表面具有沿著第一縱軸的方向上延伸的至少一個(gè)第一凹陷區(qū)域；多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)，每個(gè)內(nèi)鏈節(jié)包括第二縱軸和外表面，每個(gè)內(nèi)鏈節(jié)的外表面具有沿著第二縱軸的方向延伸的至少一個(gè)第二凹陷區(qū)域；抗扭曲構(gòu)件，其位于多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)和多個(gè)外鏈節(jié)的第一凹陷區(qū)域和第二凹陷區(qū)域之間，以允許內(nèi)鏈節(jié)相對(duì)于彼此兩個(gè)自由度鉸接，允許外鏈節(jié)相對(duì)于彼此兩個(gè)自由度鉸接，限制內(nèi)鏈節(jié)相對(duì)于相鄰的內(nèi)鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)并且限制外鏈節(jié)相對(duì)于相鄰的外鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0097]在一些實(shí)施例中，外鏈節(jié)的第一凹陷區(qū)域和內(nèi)鏈節(jié)的第二凹陷區(qū)域包括探針的工作通道。
[0098]在一些實(shí)施例中，抗扭曲構(gòu)件包括管狀構(gòu)件。
[0099]在一些實(shí)施例中，抗扭曲構(gòu)件從多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)的近端鏈節(jié)至遠(yuǎn)端鏈節(jié)連續(xù)。[0100]在一些實(shí)施例中，抗扭曲構(gòu)件從多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)的近端鏈節(jié)至遠(yuǎn)端鏈節(jié)分割成段。
[0101]在另一方面中，進(jìn)行外科手術(shù)的方法包括:選擇這里所述的鉸接探針；操作該鉸接探針以將其放置于利用探針的至少一個(gè)工具中。
[0102]在另一方面中，進(jìn)行外科手術(shù)的系統(tǒng)包括這里所述的鉸接探針。
[0103]在另一個(gè)方面中，形成鉸接探針的方法包括:提供一種第一機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括:形成包括第一縱軸、第一鉸接表面和第一限動(dòng)元件的第一鏈節(jié)；形成包括第二縱軸、第二鉸接表面和第二限動(dòng)元件的第二鏈節(jié)；形成鉸接鏈節(jié)，其包括第一鉸接表面和第二鉸接表面并且被構(gòu)造和設(shè)置成允許第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)兩個(gè)自由度的鉸接；和形成包括第一限動(dòng)元件和第二限動(dòng)元的運(yùn)動(dòng)抑制組件，其中該運(yùn)動(dòng)抑制組件被構(gòu)造和設(shè)置成抑制第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的第一縱軸繞著第二縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0104]參考附圖，本發(fā)明的實(shí)施例的上述和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚，其中在不同的附圖中利用相同的參考數(shù)字表示相同的原件。在說明實(shí)施例的原則時(shí)，附圖不需要被放大，強(qiáng)調(diào)，而是正常狀態(tài)。
[0105]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的側(cè)視圖。圖1B是圖1A的第一和第二外鏈節(jié)的下部立體圖。圖1C是圖1A的第一和第二外鏈節(jié)的剖面?zhèn)纫晥D。圖1D是利用相對(duì)于第一鏈節(jié)鉸接的第二鏈節(jié)說明的圖1A的第一和第二外鏈節(jié)的剖面?zhèn)纫晥D。圖1E是圖1A的第一和第二外鏈節(jié)的一個(gè)側(cè)立體圖。
[0106]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的外鏈節(jié)的下部立體圖。
[0107]圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的立體圖。
[0108]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的立體圖。
[0109]圖5A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的側(cè)視圖。圖5B是圖5A的第一和第二外鏈節(jié)中的一個(gè)的特寫側(cè)視圖。圖5C是圖5B的鏈節(jié)的下部立體圖。
[0110]圖6A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的下部立體圖。圖6B是圖6A的第一和第二外鏈節(jié)中的一個(gè)的頂部立體圖。圖6C是圖6B的鏈節(jié)的下部立體圖。
[0111]圖7A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二內(nèi)鏈節(jié)的下部立體圖。圖7B是圖7A的第一和第二內(nèi)鏈節(jié)中的一個(gè)的頂部立體圖。
[0112]圖8A-8C是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的俯視圖。
[0113]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在其之間包括扭曲元件的內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)的截面圖。
[0114]圖10A-10C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高度鉸接探針裝置的說明圖。[0115]圖11A-11B說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由高度鉸接探針呈現(xiàn)的各種構(gòu)造。
[0116]圖12A-12D說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的外套管的鏈節(jié)的各種視圖。
[0117]圖13A和13B分別說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的內(nèi)核體的鏈節(jié)的端部和截面視圖。
[0118]圖14A和14B說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的饋送機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。
[0119]圖15說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于控制線纜張緊的裝置。
[0120]圖16說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于控制外套管的線纜張緊的裝置。
[0121]圖17說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于控制內(nèi)套管的線纜的張緊的裝置。
[0122]圖18是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制的組件和這些組件之間的信息流通的方塊不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0123]這里所用的術(shù)語(yǔ)目的在于說明特殊的實(shí)施例并且不是旨在限制本發(fā)明的主旨。如這里所用，單數(shù)形成“一”，“一個(gè)”和“該”也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指出。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，當(dāng)這里使用術(shù)語(yǔ)“包含”(comprises), “包含”(comprising), “含有”(includes)和/或“含有”(including),表示存在所述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或者其組合。
[0124]應(yīng)該理解，雖然術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各種限定、元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些限定、元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)所限制。這些術(shù)語(yǔ)只用于區(qū)分一種限制、元件、組件、區(qū)域、層和/或部分與另一種限制、元件、組件、區(qū)域、層和/或部分。因而，下面討論的第一限定、元件、組件、區(qū)域、層或者部分可以被稱為第二限定、元件、組件、區(qū)域、層或者部分，而不偏離本申請(qǐng)的教導(dǎo)。
[0125]進(jìn)一步應(yīng)該理解，當(dāng)元件被稱為“在......上”或者“連接”或者“聯(lián)接”到另一元
件時(shí)，它可以直接在另一元件上或上方，或者連接或聯(lián)接到另一元件，或者可以存在中間元
件。相反地，當(dāng)元件被稱為“直接在......上”或者“直接連接”或者“直接聯(lián)接”到另一
元件，不存在中間元件。用于描述元件之間關(guān)系的其他文字應(yīng)該以類似地方式理解(例如，
“在......之間”與“直接在......之間”，“相鄰”與“直接相鄰”等)。當(dāng)一個(gè)元件在這里
表述為在另一元件的“之上”時(shí)，它可以是在其他元件之上或之下，并且或者直接聯(lián)接到其他元件，或者可以存在中間元件，或者這些元件可以被一空隙或者間隙隔開。存在許多類型的可轉(zhuǎn)向的多鏈節(jié)的高度鉸接探針。全文通過參考而結(jié)合到本申請(qǐng)的Robert Sturgeon的5，759，151號(hào)美國(guó)專利公開了一種用于進(jìn)行探索性程序的靈活的、可轉(zhuǎn)向的裝置。該裝置包括至少一個(gè)心軸，每個(gè)心軸具有用于選擇性地致使心軸變硬并且沿著其長(zhǎng)度具有柔性的加強(qiáng)部件。柔性護(hù)套圍繞心軸并且相對(duì)于心軸可軸向地可滑動(dòng)地移動(dòng)，從而護(hù)套依照并且符合在堅(jiān)硬狀態(tài)下的心軸的形狀，并且抑制心軸處于放松狀態(tài)時(shí)的進(jìn)一步扭曲?？赊D(zhuǎn)向的遠(yuǎn)端頂部被設(shè)置在裝置的遠(yuǎn)端上。遠(yuǎn)端頂部的控制裝置被安裝在裝置的近端上。機(jī)構(gòu)被設(shè)置在裝置的遠(yuǎn)端上，用于選擇性地啟動(dòng)和解除心軸的加強(qiáng)部件。儀器管道可以被安裝在護(hù)套上。全文通過引用而結(jié)合在本申請(qǐng)中的Howard Choset的11/630，279號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)公開一種饋送機(jī)構(gòu)，該饋送機(jī)構(gòu)用于推進(jìn)和縮回內(nèi)核體和外套管，以及選擇性地將張力作用于控制轉(zhuǎn)向所用的線纜并且引起內(nèi)核體或者外套管在堅(jiān)硬狀態(tài)和柔軟狀態(tài)下的過渡。[0126]6，610，007號(hào)美國(guó)專利公開一種具有細(xì)長(zhǎng)本體的可轉(zhuǎn)向的內(nèi)窺鏡，其具有可選擇性地可轉(zhuǎn)向的遠(yuǎn)端部分和自動(dòng)控制的近端部分。內(nèi)窺鏡本體被插入病人內(nèi)并且選擇性地可轉(zhuǎn)向的遠(yuǎn)端部分用于在病人的體內(nèi)選擇期望的路徑。當(dāng)內(nèi)窺鏡本體前進(jìn)時(shí)，電子移動(dòng)控制器操作自動(dòng)控制的近端部分，以顯出選擇性地可轉(zhuǎn)向的遠(yuǎn)端部分的選擇曲線。利用可選擇性地可轉(zhuǎn)向的遠(yuǎn)端部分選擇另一期望的路徑，并且內(nèi)窺鏡本體再次前進(jìn)。當(dāng)內(nèi)窺鏡本體進(jìn)一步前進(jìn)時(shí)，選擇曲線沿著內(nèi)窺鏡本體最近地蔓延，并且當(dāng)內(nèi)窺鏡本體最近地取出時(shí)，則選擇曲線沿著內(nèi)窺鏡本體最遠(yuǎn)地蔓延。這樣就會(huì)引起內(nèi)窺鏡本體中的蛇形運(yùn)動(dòng)，允許其經(jīng)過或者繞著體內(nèi)的器官和在器官之間沿著期望的路徑越過扭曲曲線。
[0127]圖10A-10C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高度鉸接探針裝置的說明視圖。根據(jù)圖10A-10C所示的本實(shí)施例的高度鉸接的機(jī)械探針10基本包括兩個(gè)同軸機(jī)構(gòu)，外機(jī)構(gòu)和內(nèi)機(jī)構(gòu)，每個(gè)機(jī)構(gòu)能夠觀察作為可轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。圖10A-10C顯示如何操作不同實(shí)施例的探針10。參考圖10A，內(nèi)機(jī)構(gòu)能夠?yàn)榉Q為第一機(jī)構(gòu)，內(nèi)核體或者內(nèi)核體機(jī)構(gòu)12。外機(jī)構(gòu)能夠被稱為第二機(jī)構(gòu)，外套管或者外套管機(jī)構(gòu)14。每個(gè)機(jī)構(gòu)能夠在堅(jiān)硬和柔軟之間轉(zhuǎn)換。在堅(jiān)硬模式或者狀態(tài)下，機(jī)構(gòu)相對(duì)地不柔軟，從而不容易被再塑形。在柔軟模式或者狀態(tài)下，機(jī)構(gòu)高度柔軟，從而顯出其周圍的形狀或者能夠被再塑形。應(yīng)該注意，這里所用的術(shù)語(yǔ)“柔軟”不表示被動(dòng)地假定依靠重力和其環(huán)境的形狀的特殊結(jié)構(gòu)，而在本申請(qǐng)的“柔軟”結(jié)構(gòu)能夠假定裝置的操作者期望的位置和構(gòu)造，因此可以鉸接和控制，而不是松弛和被動(dòng)。
[0128]在一些實(shí)施例中，一個(gè)機(jī)構(gòu)開始柔軟，另一個(gè)開始堅(jiān)硬。為了便于理解，假定外套管14堅(jiān)硬且內(nèi)核體12柔軟，如圖1OA的步驟I所示?，F(xiàn)在，內(nèi)核體12通過饋送機(jī)構(gòu)16被向前推，如下所述，其“頭部”或者遠(yuǎn)端被轉(zhuǎn)向，如圖1OA的步驟2所示。現(xiàn)在，內(nèi)核體12堅(jiān)硬并且外套管14柔軟。然后外套管14被向前推動(dòng)，直到到達(dá)內(nèi)核體12，或者共同延伸到內(nèi)核體12，如圖1OA的步驟3所示?，F(xiàn)在，外套管14堅(jiān)硬，內(nèi)核體12柔軟，程序重復(fù)。本方法的一個(gè)變形為使得外套管14同樣可轉(zhuǎn)向。圖1OB說明這種裝置的操作。在圖1OB中，可以看出每個(gè)機(jī)構(gòu)能夠到達(dá)另一個(gè)并且向前前進(jìn)一個(gè)鏈節(jié)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，外套管14可以被轉(zhuǎn)向并且內(nèi)核體12不行。圖1OC說明這種裝置的操作。
[0129]在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，一旦探針10到達(dá)期望的位置，操作者，特別是外科醫(yī)生，能夠滑動(dòng)一個(gè)以上的工具經(jīng)過外套管14、內(nèi)核體12的一個(gè)以上的通道或者經(jīng)過形成在外套管14和內(nèi)核體12之間的通道，來實(shí)施多種診斷和/或治療程序。在一些實(shí)施例中，通道被稱為工作通道，其例如能夠在形成在外鏈節(jié)的系統(tǒng)中的第一凹部和形成在內(nèi)鏈節(jié)的系統(tǒng)中的第二凹部之間延伸。在一些實(shí)施例中，內(nèi)和外鏈節(jié)是圖1-9具體所述的類型。
[0130]除了諸如外科手術(shù)之外的醫(yī)療手術(shù)，探針10能夠用在許多方面，包括且不僅限于:引擎檢查、修理或者翻新；槽檢查和修理；偵查和監(jiān)控應(yīng)用；炸彈解除；在緊密限制的空間中(例如潛水艇艙或者核武器)檢查或者修理；例如建立檢查的結(jié)構(gòu)檢查；危險(xiǎn)廢棄物整治；生物樣品恢復(fù)，例如炭疽恢復(fù)；和這些的組合?？梢郧宄目吹?，本公開的裝置具有各種應(yīng)用，并且不應(yīng)該限于任何特殊的應(yīng)用。
[0131]內(nèi)核體12和/或外套管14可轉(zhuǎn)向并且內(nèi)核體12和外套管14的每一個(gè)能夠堅(jiān)硬和柔軟，允許探針10在三維的任意位置上移動(dòng)。探針10能“記憶”其之前的結(jié)構(gòu)，由此，探針10能夠在三維體積中在任意位置(例如，諸如人類病人的病人的身體內(nèi)腔空間)移動(dòng)。圖11A-11B說明通過探針10假定的各種結(jié)構(gòu)的實(shí)例。[0132]如圖12A-12D和13A和13B所示，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，外套管14和內(nèi)核體12分別能夠由同軸的圓筒、外鏈節(jié)22和內(nèi)鏈節(jié)24組成，雖然可以采用其他形狀的鏈節(jié)，例如狗骨形結(jié)構(gòu)(未顯示)以及不同軸類型的鏈節(jié)，例如脊骨形結(jié)構(gòu)，和其他。在一些實(shí)施例中，鏈節(jié)22、24的端部不是扁平的，而是一端26是“外的”或者凸出的外匹配表面，另一端28是“內(nèi)的”或者凹陷的內(nèi)匹配表面。在一些實(shí)施例中，內(nèi)和外表面能夠包括具有相似的曲率半徑的半球形表面；但是，如這里所述，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。鏈節(jié)22是“鏈狀的”或者背對(duì)背嵌套，從而一個(gè)鏈節(jié)的凹陷端部28與鄰近的鏈節(jié)的凸出端部26匹配。類似地，鏈節(jié)24是鏈狀的，或者背對(duì)背嵌套。從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)來，結(jié)果是半球形結(jié)合。在目前的實(shí)施例中，每個(gè)鏈節(jié)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，或者在鄰近的鏈節(jié)的頭部上鉸接，作為球形鏈節(jié)，其具有在任何方向上大約10至20度的運(yùn)動(dòng)范圍，雖然運(yùn)動(dòng)的其他范圍是可能的并且可能有利的。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，鏈節(jié)22具有延伸經(jīng)過并且容納的多個(gè)通道30，或者線纜開口，在一些實(shí)施例中，多個(gè)控制線纜。另外，在一些實(shí)施例中，線纜開口 30能夠被構(gòu)造成容納諸如細(xì)長(zhǎng)工具的細(xì)長(zhǎng)形裝置。
[0133]在一些實(shí)施例中，外套管14和內(nèi)核體12的頭部(例如，遠(yuǎn)端鏈節(jié))可以利用例如彼此之間120°定位的三個(gè)線纜轉(zhuǎn)向。如圖12A-12D所示，三個(gè)小的圓筒形通道30分別用于線纜經(jīng)過。在圖13A和13B所示的實(shí)施例中，內(nèi)鏈節(jié)24只有一個(gè)線纜，這種情況下只有一個(gè)孔34經(jīng)過其中心。
[0134]應(yīng)該理解，雖然上述實(shí)施例利用諸如導(dǎo)電或者不導(dǎo)電線纜或者其他柔性的細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)，但是能夠采用其他的部件操控柔軟元件，例如位于單一的鏈節(jié)之間的微型氣動(dòng)或者液壓活塞或者其他機(jī)械鏈節(jié)，而不會(huì)超出本發(fā)明的范圍。
[0135]鏈節(jié)，和探針10事實(shí)上能夠包括任何材料，包括塑料或者其他磁性的磁共振成像的兼容材料。外套管14可以假定直徑的寬范圍，典型地大于5_。類似地，內(nèi)核體12可以假定直徑的寬范圍，小于外套管14的直徑并且典型地大于3_。外鏈節(jié)組件中的外鏈節(jié)的總數(shù)量，或者內(nèi)鏈節(jié)組件中的內(nèi)鏈節(jié)的總數(shù)量能夠在大范圍內(nèi)變化，但是典型地大于10個(gè)內(nèi)或者外鏈節(jié)。
[0136]可以注意到，內(nèi)核體12和外套管14能夠利用線纜或者其他柔性的細(xì)絲結(jié)構(gòu)制成堅(jiān)硬或者柔軟。在一些實(shí)施例中，外套管14包括系在三個(gè)線纜上的一組鏈節(jié)22。三個(gè)線纜能夠分隔120度，使得能夠在任意方向上轉(zhuǎn)向套管。探針10的曲率半徑取決于包括鏈節(jié)22的長(zhǎng)度以及匹配的鏈節(jié)22的端部之間的匹配尺寸的許多因素。當(dāng)線纜被朝著外套管14的后部拉動(dòng)時(shí)，鏈節(jié)22被朝著彼此拉動(dòng)。當(dāng)拉力增大時(shí),鄰近的鏈節(jié)22之間的摩擦力增大，直到整個(gè)外套管14變硬(例如，進(jìn)入堅(jiān)硬模式)。當(dāng)拉力增大時(shí)，外套管14變?nèi)彳?。因而，線纜以及它們的各自的張緊組件(例如，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)滑輪)形成鎖定裝置。張緊組件，以及用于控制張緊組件的電子設(shè)備形成用于控制線纜上的張力的部件。當(dāng)外套管14位于內(nèi)核體12的前方的一個(gè)結(jié)合位置，并且內(nèi)核體12堅(jiān)硬時(shí)，外套管14的遠(yuǎn)端鏈節(jié)能夠通過拉動(dòng)三個(gè)線纜中的一個(gè)以上的線纜而定向。除了前進(jìn)或者縮回線纜之外，能夠監(jiān)控或者控制作為用每個(gè)線纜上的拉力的大小。通過以相同量拉動(dòng)三個(gè)線纜，外套管14變堅(jiān)硬，而不改變其形狀。
[0137]正如外套管14，內(nèi)核體12由一組鏈節(jié)組成。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相對(duì)于外套管14，內(nèi)核體12不會(huì)獲得轉(zhuǎn)向能力。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向特征是可選擇的，并且能夠被采用，與內(nèi)核體12相關(guān)。在一些實(shí)施例中，內(nèi)核體12能夠在堅(jiān)硬模式和柔軟模式之間改變。因此，在內(nèi)核體12不需要被轉(zhuǎn)向的實(shí)施例中，內(nèi)核體12的鏈節(jié)可以系在一個(gè)線纜上，這樣減小探針10的直徑。
[0138]如上所述，饋送機(jī)構(gòu)16能夠用于控制探針10。如圖14A和14B所示，一種類型的饋送機(jī)構(gòu)16分別將探針10插入興趣區(qū)域(病人的食道，腹腔空間，心包腔或者其他內(nèi)部空間)和從興趣區(qū)域縮回。饋送機(jī)構(gòu)16具有兩個(gè)可移動(dòng)車。承載在第一固定盤43上的第一車42推進(jìn)和縮回外套管14，同時(shí)承載第二固定盤45上的第二車44推進(jìn)和縮回內(nèi)核體12。每個(gè)車42、44和內(nèi)核體12和外套管14的每一個(gè)分別通過單獨(dú)的現(xiàn)行驅(qū)動(dòng)器46、48獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)。線性致動(dòng)器46、48可以承載本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于位置控制的軸角編碼器(未顯示)。其他地或者另外地，馬達(dá)電流可以被監(jiān)控從而確定用于控制位置的線纜中的張力的值。可以利用一個(gè)以上的傳感器，例如稱重傳感器來監(jiān)控線纜張力?？梢园ㄔS多定位或者其他傳感器，從而提供相對(duì)于線纜張力；車位置；探針方位和構(gòu)造的信息和其他系統(tǒng)參數(shù)。典型的傳感器包括但不限于光學(xué)傳感器；磁性傳感器，例如霍爾效應(yīng)傳感器；力和壓力傳感器，例如加速計(jì)、應(yīng)變儀和機(jī)械開關(guān)；和這些的組合。一個(gè)以上的傳感器可以位于多個(gè)位置上，包括但不限于饋送機(jī)構(gòu)16，內(nèi)核體12和外套管14。
[0139]車42、44中的每一個(gè)承載用于控制內(nèi)核體12和外套管14的線纜的所需的一個(gè)以上的馬達(dá)。例如，如圖15和圖16所示，車42承載馬達(dá)50、51、52，該馬達(dá)控制外套管14的線纜54、55、56上的張力。如圖17所示，第二車44具有用于控制內(nèi)核體12的線纜59上的張力的馬達(dá)58。馬達(dá)50、51、52和58中的每一個(gè)可以設(shè)置有用于已知的位置控制的軸向編碼器(未顯示)。在內(nèi)核體12可被轉(zhuǎn)向的實(shí)施例中，內(nèi)核體12需要兩個(gè)以上的馬達(dá)(例如張緊兩個(gè)以上線纜)或者其他的線纜張緊機(jī)構(gòu)。
[0140]圖18是說明控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的組件和那些組件之間的信息流通的方塊示意圖。饋送機(jī)構(gòu)16通過總線轉(zhuǎn)換模塊64連接控制計(jì)算機(jī)62。從饋送機(jī)構(gòu)16流出的數(shù)據(jù)輸入到模塊64中以用于轉(zhuǎn)換到通信協(xié)議，諸如USB協(xié)議，然后輸入到計(jì)算機(jī)62上的USB端口 66。進(jìn)入到控制軟件68數(shù)據(jù)可以包括馬達(dá)電流數(shù)據(jù)，馬達(dá)編碼器數(shù)據(jù)和/或與饋送機(jī)構(gòu)16中每一個(gè)線纜相關(guān)的線纜張力數(shù)據(jù)。其他地或者另外地，進(jìn)入到控制軟件68的數(shù)據(jù)可以包括來自饋送機(jī)構(gòu)16的一個(gè)或多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，內(nèi)核體或者外套管，例如這里所述的內(nèi)核體12或者外套管14。操縱桿數(shù)據(jù)(位置數(shù)據(jù))可以從控制桿70接收。監(jiān)視器72可以響應(yīng)來自安裝在外套管14和/或內(nèi)核體12的遠(yuǎn)端上照相機(jī)的視頻數(shù)據(jù)，用于提供關(guān)于探針10的遠(yuǎn)端位置的視覺反饋。控制軟件68可以輸出輸入到饋送機(jī)構(gòu)16的馬達(dá)電流限制指令和馬達(dá)位置指令。
[0141]在鉸接探針的操作期間，外套管鏈節(jié)系統(tǒng)和內(nèi)核體鏈節(jié)系統(tǒng)經(jīng)受扭曲，從鏈節(jié)到鏈節(jié)。例如，在探針的操作期間，在鄰近的鏈節(jié)之間能夠發(fā)生固有量的扭曲。鏈節(jié)的扭曲能夠在鏈節(jié)系統(tǒng)上累積。因而，當(dāng)從單獨(dú)鄰近的鏈節(jié)到鏈節(jié)的錯(cuò)位角度較小時(shí)，系統(tǒng)的遠(yuǎn)端鏈節(jié)相對(duì)于近端鏈節(jié)的扭曲的總量能夠很大。當(dāng)系統(tǒng)中的鏈節(jié)的數(shù)量增大時(shí)，累積扭曲的量也增大。這種扭曲能夠不利地影響到鉸接探針的性能。
[0142]許多因素(包括轉(zhuǎn)向線纜的外半徑和轉(zhuǎn)向線纜開口的內(nèi)半徑之間的差)能夠產(chǎn)生扭曲。同樣，鄰近的鏈節(jié)可能在手術(shù)前，或者手術(shù)期間發(fā)生錯(cuò)位。鏈節(jié)相對(duì)于彼此的扭曲能夠引起轉(zhuǎn)向輸入和轉(zhuǎn)向輸出不一致。會(huì)產(chǎn)生用戶與機(jī)械坐標(biāo)系之間的錯(cuò)位。結(jié)果，操作者在特殊方向開始轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械手必須在不同的方向上移動(dòng)以彌補(bǔ)扭曲。另外，彼此扭曲的鏈節(jié)的轉(zhuǎn)向可能會(huì)被限制在一個(gè)范圍。扭曲還能夠引起鄰近的鏈節(jié)不經(jīng)意間鎖定在一起，并且轉(zhuǎn)向線纜能夠夾持在過度扭曲的鏈節(jié)之間的間隔中。反過來，這樣導(dǎo)致線纜捆綁，引起較高的轉(zhuǎn)向力，或者當(dāng)處于操作的柔軟模式時(shí)不完全的張力釋放。扭曲可能產(chǎn)生的問題還包括插入穿過鏈節(jié)系統(tǒng)的內(nèi)部通道的儀器的捆綁，內(nèi)部工具通道的可能阻塞，以及系統(tǒng)中的電導(dǎo)管的磨損增大。扭曲還導(dǎo)致內(nèi)外鏈節(jié)之間的磨損和摩擦增大，引起鄰近的鏈節(jié)捆綁，或者防止在手術(shù)期間推進(jìn)的能力。同樣，扭曲能夠?qū)е绿结樁撕湍繕?biāo)解剖體之間的錯(cuò)位。
[0143]鄰近的鏈節(jié)之間的扭曲能夠嚴(yán)重到5度的偏移量。在鏈節(jié)系統(tǒng)中的遠(yuǎn)端鏈節(jié)相對(duì)于近端鏈節(jié)的累積扭曲能夠達(dá)到45度。這里所述的實(shí)施例指向用于抑制或者放置第二鄰近鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的扭曲量，同時(shí)允許鏈節(jié)鉸接以用于轉(zhuǎn)向的目的。
[0144]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的側(cè)視圖。圖1B是圖1A的第一和第二外鏈節(jié)的下部立體圖。圖1C是圖1A的第一和第二外鏈節(jié)的剖面?zhèn)纫晥D。圖1D是利用相對(duì)于第一鏈節(jié)鉸接的第二鏈節(jié)說明的圖1A的第一和第二外鏈節(jié)的剖面?zhèn)纫晥D。圖1E是圖1A的第一和第二外鏈節(jié)的一個(gè)側(cè)立體圖。
[0145]參考圖1A，鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)100a、IOOb (—般地為100)的每一個(gè)構(gòu)造和設(shè)置成具有縱軸102Za，102Zb，鉸接鏈節(jié)(圖1C具體顯示由鉸接表面104和110形成的鏈節(jié))和限動(dòng)元件106。多個(gè)外鏈節(jié)100互相嵌套并且堆疊。鏈節(jié)被構(gòu)造成相互鉸接并且通過轉(zhuǎn)向線纜109防止彼此分離，轉(zhuǎn)向線纜109經(jīng)過多個(gè)鏈節(jié)100的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口 108。本實(shí)例公開了三個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口 108和三個(gè)線纜109顯示(見圖1B);但是根據(jù)鉸接探針的應(yīng)用，可以采用較少或者較多的轉(zhuǎn)向線纜開口和轉(zhuǎn)向線纜。
[0146]如圖1C所示，鉸接鏈節(jié)包括第一外鏈節(jié)IOOa的凸出的鉸接表面104a和第二外鏈節(jié)IOOb的凹陷的鉸接表面110b。在轉(zhuǎn)向線纜109的控制下，凸出和凹陷表面在第二外鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一外鏈節(jié)IOOa的鉸接范圍上相互接合。在至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜109上存在的張力，在任何給定的時(shí)間，在鉸接探針的近端和遠(yuǎn)端之間保持組件的各種鏈節(jié)的鉸接鏈節(jié)固定在位置上。
[0147]參考圖1A-1C，第一和第二外鏈節(jié)100a、IOOb的各自的縱軸102Za，102Zb基本對(duì)齊，或者相互之間成零度角。在該位置上，可以認(rèn)為第二外鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一外鏈節(jié)IOOa處于非鉸接的位置。但是，在圖1D中，第二鏈節(jié)IOOb的第二縱軸102Zb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa的第一縱軸102Za成非零度角。在該位置上，第二外鏈節(jié)IOOb能夠考慮處于相對(duì)于第一外鏈節(jié)IOOa的鉸接位置上。
[0148]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的外鏈節(jié)的下部立體圖。在該視圖中展示了外鏈節(jié)的第一和第二鉸接軸102X，102Y。第一和第二鉸接軸102Χ，102Υ互相垂直并且垂直于外鏈節(jié)的縱軸102Ζ。在鉸接的允許范圍上，相對(duì)于第一外鏈節(jié)IOOa的第一和第二鉸接軸，允許鄰近第一外鏈節(jié)IOOa的第二外鏈節(jié)IOOb關(guān)于第一鉸接軸102Χ在角度范圍內(nèi)鉸接，如箭頭103Χ所示，并且允許繞著第二鉸接軸102Υ在角度范圍內(nèi)鉸接，如箭頭103Υ所示。以這種方式，在兩個(gè)自由度上允許鉸接。由于這里所述的各種原因，第二外鏈節(jié)IOOb相對(duì)于鄰近的第一外鏈節(jié)IOOa在箭頭103Ζ所示的方向上扭曲或者轉(zhuǎn)動(dòng)是不期望的。這里所述的本發(fā)明的實(shí)施例包括用于限制、減輕或者抑制鉸接探針組件的第二外鏈節(jié)相對(duì)于鄰近的第一外鏈節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)或者扭曲，或者鉸接探針組件的第二內(nèi)鏈節(jié)相對(duì)于鄰近的第一內(nèi)鏈節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)或者扭曲的各種類型的任何運(yùn)動(dòng)抑制組件。
[0149]參考圖1A，第一和第二外鏈節(jié)100a，IOOb的每一個(gè)包括限動(dòng)元件，銷106 (圖1E的立體圖可視)，該銷與鄰近的鏈節(jié)的對(duì)應(yīng)的狹槽112協(xié)同地操作，從而提供適用于限制第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa運(yùn)動(dòng)的限動(dòng)組件106，112。特別地，運(yùn)動(dòng)抑制組件106、112適于限制第二鏈節(jié)IOOb關(guān)于其縱軸102Zb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa的縱軸102Za的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0150]同時(shí)，操作運(yùn)動(dòng)抑制組件106、112以限定第一鏈節(jié)IOOa相對(duì)于第二鏈節(jié)IOOb的轉(zhuǎn)動(dòng)。以這種方式，可以說，運(yùn)動(dòng)抑制組件106、112能夠限制第一鏈節(jié)IOOa和第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0151]在一些實(shí)施例中，銷106從外鏈節(jié)100的凸出的鉸接表面104的下部分沿著向外的方向延伸。在凸出的鉸接表面104是半球形的實(shí)施例中，銷106能夠位于，或者沿著半球形表面104的赤道。在一些實(shí)施例中，銷106可以具有環(huán)形的橫截面，以允許在鉸接時(shí)鄰近鏈節(jié)的狹槽112樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在另外的實(shí)施例中，銷106能夠具有除了環(huán)形以外的橫截面形狀。
[0152]在一些實(shí)施例中，狹槽112能夠形成在從鏈節(jié)100的下部分延伸的銷延伸部或者片114。狹槽112的寬度W可以容納銷106的寬度(參見圖1B)。在一些實(shí)施例中，能夠允許銷106沿著狹槽112在狹槽延伸的方向上自由地滑動(dòng)，同時(shí)限制狹槽112的側(cè)壁之間的銷106的間隔或者間隙。狹槽112能夠具有長(zhǎng)度L，該長(zhǎng)度足以允許銷106在鄰近的鏈節(jié)IOOaUOOb的期望的鉸接范圍之間滑動(dòng)。狹槽112的頂部分是圓形的從而與圓形的，對(duì)應(yīng)的銷106連接。
[0153]在一些實(shí)施例中，如圖1C所示，每個(gè)鏈節(jié)100包括兩個(gè)銷106和用于與鄰近的鏈節(jié)的銷匹配的兩個(gè)銷狹槽112。但是，根據(jù)具體應(yīng)用，每個(gè)鏈節(jié)能夠包括一個(gè)銷106，或者兩個(gè)以上的銷，或者一個(gè)狹槽112，或者一個(gè)以上狹槽112。在圖1C所示的實(shí)施例中，第一鏈節(jié)IOOa與第二鏈節(jié)IOOb對(duì)齊，從而它們各自的縱軸102Za、102Zb對(duì)齊。在這種非鉸接狀態(tài)下。第一和第二銷106至少部分地與鄰近的第二鏈節(jié)IOOb的各自的第一和第二狹槽112接合。在該位置上，隨著第一和第二銷106與各自的適配狹槽112接合，防止或者限制了第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa的縱軸102Za關(guān)于其縱軸102Zb轉(zhuǎn)動(dòng)或者扭曲。特別地，采用作用于第二鏈節(jié)IOOb的任意該扭曲力矩，第二鏈節(jié)的狹槽112的側(cè)壁抵接第一鏈節(jié)IOOa的銷106，從而防止第一鏈節(jié)IOOb繞著其縱軸102Zb轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，銷106和狹槽112的相互作用不會(huì)阻礙或者限制第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa的鉸接，例如，第二鏈節(jié)IOOb關(guān)于第一鏈節(jié)IOOa的第一和第二鉸接軸102x、102y的鉸接(見圖2)。第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa的自由鉸接得到維持，同時(shí)減輕或者防止第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的不期望的鉸接。
[0154]參考圖1D，一旦第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa進(jìn)一步鉸接，則在本實(shí)施例中，其中一個(gè)銷106-1與其對(duì)應(yīng)的狹槽112-1分離，同時(shí)另一個(gè)銷106-2更深地接合在其對(duì)應(yīng)的狹槽112-2。類似地，在鉸接位置上，與第一鏈節(jié)IOOa的對(duì)應(yīng)的銷106-2相互作用的第二鏈節(jié)IOOb的狹槽112-2的側(cè)壁防止第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa關(guān)于其縱軸102Zb扭曲。同時(shí)，第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa的自由鉸接得到維持。
[0155]參考圖1A-1E，鏈節(jié)100a、IOOb的每一個(gè)包括下部分126和上部分128。在一些實(shí)施例中，下部分126包括凹陷的鉸接表面110，上部分128包括結(jié)合從而形成鉸接鏈節(jié)的凸出的鉸接表面104。肩狀物120能夠設(shè)置在下部分126和上部分128的外表面的界面上。操作第一鏈節(jié)IOOa的肩狀物120和第二鏈節(jié)IOOb的下表面121，從而限制第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa的鉸接量。例如，能夠?qū)q接限制到對(duì)應(yīng)于第二鏈節(jié)IOOb的下表面121物理抵接第一鏈節(jié)IOOa的肩狀物120的位置的角度。
[0156]繼續(xù)參考圖1A-1E，在一些實(shí)施例中，凹部122在下部分的肩狀物120中形成。凹部122能夠形成的形狀可以容納銷延伸部或者片114。以這種方式，片114的狹槽112能夠結(jié)合其對(duì)應(yīng)銷106，同時(shí)維持鏈節(jié)IOOaUOOb的外輪廓，從而其的外周長(zhǎng)不會(huì)增大。在一些實(shí)施例中，片114和對(duì)應(yīng)的凹部122能夠被構(gòu)造和設(shè)置成它們不會(huì)限制第二鏈節(jié)IOOb相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOa的鉸接。換句話說，在鉸接的最大程度上，第一鏈節(jié)IOOa的肩狀物120與鄰近的鏈節(jié)IOOb的下表面121接觸，同時(shí)維持片114和對(duì)應(yīng)凹部122之間的間隙。在另一些實(shí)施例中，片114和對(duì)應(yīng)凹部122可以被構(gòu)造為使得片114的表面和凹部122提供鉸接限制功能，同時(shí)維持鄰近的鏈節(jié)100a、100b的肩狀物120和對(duì)應(yīng)的下表面121之間的間隙。
[0157]繼續(xù)參考圖1A-1E，在一些實(shí)施例中，鏈節(jié)IOOaUOOb包括具有多個(gè)鉸接內(nèi)鏈節(jié)和多個(gè)鉸接外鏈節(jié)的鉸接探針的外鏈節(jié)。在一些實(shí)施例中，凹部124設(shè)置在外鏈節(jié)的內(nèi)部區(qū)域和內(nèi)鏈節(jié)的對(duì)應(yīng)的外部區(qū)域之間的界面中。凹部124對(duì)應(yīng)于鉸接探針的工作通道從而允許從鉸接探針的近端將功能性元件運(yùn)送到其遠(yuǎn)端，如這里所述。
[0158]在一些實(shí)施例中，例如在圖1A-1E所述的實(shí)施例中，第一外鏈節(jié)IOOa的凸出的鉸接表面104a包括半球形凸出表面，第二外鏈節(jié)IOOb的凹陷的鉸接表面110包括半球形凹陷表面。在一些實(shí)施例中，第一外鏈節(jié)IOOa的凸出的鉸接表面104a的半徑能夠與第二外鏈節(jié)IOOb的凹陷的鉸接表面IlOb的半徑相同。在一些實(shí)施例中，第一外鏈節(jié)IOOa的凸出的鉸接表面104a的半徑能夠大于第二外鏈節(jié)IOOb的凹陷的鉸接表面IlOb的半徑。在一些實(shí)施例中，第一外鏈節(jié)IOOa的凸出的鉸接表面104a的半徑能夠小于第二外鏈節(jié)IOOb的凹陷的鉸接表面IlOb的半徑。
[0159]在一些實(shí)施例中，例如在圖1A-1E所示的實(shí)施例中，第一外鏈節(jié)IOOa的凸出的鉸接表面104a包括半球形凸出表面，并第二外鏈節(jié)IOOb的凹陷的鉸接表面IOOb包括半錐形凹陷表面。這種構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)在于引起的鉸接鏈節(jié)的接觸區(qū)域?qū)?yīng)于環(huán)形區(qū)域。結(jié)果，引起的界面不可能捆綁，由于接觸區(qū)域減小。同樣，凸出和凹陷的鉸接表面的匹配特性更容易被控制，由于界面不容易受到制造程序參數(shù)，例如質(zhì)地，材料，摩擦等，變化的影響。引起的界面允許鏈節(jié)中的較大的變化公差，這樣會(huì)降低制造成本。
[0160]在一個(gè)實(shí)例中，假定半球形凸出的鉸接表面，球形的直徑變化會(huì)影響到凸出和凹陷表面之間的表面接觸量。這樣導(dǎo)致操作力變化，鄰近的鏈節(jié)之間的壓縮量和鉸接表面的捆綁量的變化。假定半錐形凹陷的鉸接表面，由于制造或者使用所引起的凸出表面的變化不會(huì)影響凸出和凹陷的鉸接表面之間的接觸角度和接觸位置。凸出表面的尺寸變化可以影響半錐形表面與凸出表面接合程度，盡管存在變化，但是由于幾何形狀，接觸角度是相同的。
[0161]半錐形表面的角度能夠變化，從而容納權(quán)衡引起的鉸接探針的可轉(zhuǎn)向性和有效載荷。半錐形表面的角度控制凸出的、半球形鉸接表面和凹陷的、半錐形表面之間的接觸點(diǎn)。通常，當(dāng)接觸點(diǎn)下降到圓錐的較寬區(qū)域時(shí)，界面的強(qiáng)度，以及鉸接探針的強(qiáng)度因而得到提高。當(dāng)接觸點(diǎn)上升到圓錐的較窄區(qū)域時(shí)，鉸接探針的可轉(zhuǎn)向性得到提高。[0162]在一些實(shí)施例中，半錐形表面的角度能夠是包括大約23度或者46度。當(dāng)考慮到外鏈節(jié)的幾何形狀、材料強(qiáng)度和材料摩擦性能的總和因素，這個(gè)角度是適合的。角度的范圍經(jīng)過試驗(yàn)，表示23度的圓錐的壓縮試驗(yàn)提供最優(yōu)壓縮，換句話說，最小量的壓縮，由于凹陷的錐形表面與凸出的球形匹配表面接觸，同時(shí)，提供了在堅(jiān)硬狀態(tài)下鎖定能力的最優(yōu)摩擦，如摩擦/操作試驗(yàn)結(jié)果所記錄的。更傾斜的角度，例如14度角，導(dǎo)致外鏈節(jié)在壓縮狀態(tài)下粘附或者捆綁彼此，同時(shí)在更平緩的角度，例如，大于23度角，導(dǎo)致在堅(jiān)硬狀態(tài)下鎖定減弱。但是，由于幾何形狀、摩擦和材料強(qiáng)度的不同組合，所以小于23度或者大于23度的圓錐角度可以是滿足需要的。
[0163]在這里所述的實(shí)施例中，外鏈節(jié)100的系統(tǒng)采用彼此間隔120度的操作線纜。轉(zhuǎn)向線纜可選擇地被拉緊以將鏈節(jié)的鉸接表面保持在堅(jiān)硬位置上并且可選擇地釋放以使得鏈節(jié)在柔軟位置上選擇性地運(yùn)動(dòng)。可以采用其他數(shù)量的轉(zhuǎn)向線纜，例如，兩個(gè)，四個(gè)，或者更多，它們能夠以規(guī)律的角度或者不同的角度分離。
[0164]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的立體圖。
[0165]參考圖3A，在這個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)抑制組件包括位于鏈節(jié)IOOaUOOd的凸出的鉸接表面304的外部分上的一個(gè)以上的狹槽312。運(yùn)動(dòng)抑制組件進(jìn)一步包括一個(gè)以上的對(duì)應(yīng)的銷306，在本實(shí)例中兩個(gè)相對(duì)的銷位于片314上，該片314被構(gòu)造成接合鄰近的鏈節(jié)IOOcUOOd的對(duì)應(yīng)的狹槽312。
[0166]在一些實(shí)施例中，鏈節(jié)IOOaUOOd的凸出的鉸接表面304是半球形的。在這種配置中，鄰近的第二鏈節(jié)IOOd的銷306定位成當(dāng)鄰近的鏈節(jié)處于零度的鉸接角度時(shí)，并且因此它們各自的縱軸對(duì)齊時(shí)，鄰近的第二鏈節(jié)IOOd的銷306與第一鏈節(jié)IOOc的半球形凸出的鉸接表面304的赤道對(duì)齊。狹槽312能夠在子午線或者經(jīng)線的方向上，沿著半球形凸出的鉸接表面304的外表面，從表面304的赤道延伸到表面304的極點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，狹槽312的長(zhǎng)度L能夠延伸越過表面304的赤道，從而容納鄰近的第二鏈節(jié)IOOd相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOc的鉸接。在一些實(shí)施例中，在最大鉸接角度上，第二鏈節(jié)IOOd的下表面321抵接第一鏈節(jié)IOOc的肩狀物320，從而限制鉸接。形成在肩狀物320中的凹部322將片314容納在該位置上，而不會(huì)妨礙第二鏈節(jié)IOOd相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOc的自由鉸接。另外，片314和對(duì)應(yīng)的凹部322能夠被構(gòu)造成提供限制鉸接功能。
[0167]在本實(shí)施例中，采用作用于第二鏈節(jié)IOOd的任意這種扭曲力矩，第一鏈節(jié)IOOc的狹槽312的側(cè)壁抵接第二鏈節(jié)IOOd的銷306，從而防止第二鏈節(jié)IOOd相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOc繞著其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，銷306和狹槽312的相互作用不會(huì)阻礙或者限制第二鏈節(jié)IOOd相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOc的鉸接，例如，第二鏈節(jié)IOOd關(guān)于第一鏈節(jié)IOOc的第一和第二鉸接軸102x、102y的鉸接(見圖2)。第二鏈節(jié)IOOd相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOc的自由鉸接得到維持，同時(shí)減輕或者防止第二鏈節(jié)IOOd相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOc的不期望的鉸接。
[0168]在一些實(shí)施例中，兩個(gè)銷306和狹槽312能夠定位在每個(gè)鏈節(jié)IOOcUOOd上，在相對(duì)180度的位置上，如圖3A所示。
[0169]參考圖3B，在其他的實(shí)施例中，銷306和狹槽312能夠定位在每個(gè)鏈節(jié)100d，，100d，，，100d，，，上。在實(shí)施例中，每個(gè)鏈節(jié)100d，，100d，，，100d，，，的銷306和狹槽312能夠關(guān)于鏈節(jié)100d’，100d”，100d”’的外周定位在相互分隔120度的角度距離的位置上。在組裝中，每個(gè)各自的鏈節(jié)100d’，100d”，100d”’能夠通過每個(gè)鏈節(jié)相對(duì)于鄰近的鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)120度而位于各自的位置上，同時(shí)鏈節(jié)從鉸接探針的近端延續(xù)到遠(yuǎn)端。由于銷306和對(duì)應(yīng)的狹槽112在整個(gè)鉸接范圍上保持接合，所以一個(gè)銷306和狹槽312的接合足以減輕或者防止鏈節(jié)100d”相對(duì)于鄰近的鏈節(jié)，例如100d’，100d”’進(jìn)行不期望的扭曲。
[0170]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的立體圖。
[0171]參考圖4，在該實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)抑制組件包括位于鏈節(jié)400a、400b的凸出的鉸接表面404的外部分上的一個(gè)或多個(gè)銷406。運(yùn)動(dòng)抑制組件進(jìn)一步包括一個(gè)或更多的對(duì)應(yīng)的狹槽406，該狹槽406位于凹陷的鉸接表面410a內(nèi)并且被構(gòu)造成接合鄰近的鏈節(jié)400a、400b的對(duì)應(yīng)的銷406。在圖4所示的實(shí)施例中，采用一個(gè)銷406和一個(gè)對(duì)應(yīng)的狹槽412。
[0172]在一些實(shí)施例中，鏈節(jié)400a、400b的凸出的鉸接表面404是半球形。在這種配置中，每個(gè)鏈節(jié)的銷406能夠位于凸出的鉸接表面404上，在半球形的凸出的鉸接表面404的赤道的上方的位置上，并且在表面404的赤道和極點(diǎn)之間。
[0173]狹槽412能夠在子午線或者經(jīng)線的方向上，沿著半球形凹陷的鉸接表面410a的內(nèi)表面，從表面410a的赤道延伸到表面410a的極點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，狹槽412的長(zhǎng)度L能夠容納鄰近的第二鏈節(jié)400b相對(duì)于第一鏈節(jié)400a的鉸接。在一些實(shí)施例中，在最大鉸接角度上，第二鏈節(jié)400b的下表面421抵接第一鏈節(jié)400a的肩狀物420，從而限制鉸接。
[0174]在本實(shí)施例中，當(dāng)有任何該扭曲力矩作用于第二鏈節(jié)400b上時(shí)，第二鏈節(jié)400b的狹槽410的側(cè)壁抵接第一鏈節(jié)400a的銷406，從而防止第二鏈節(jié)400b相對(duì)于第一鏈節(jié)400a繞著其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，銷406和狹槽412的相互作用不會(huì)妨礙或者限制第二鏈節(jié)400b相對(duì)于第一鏈節(jié)400a的鉸接,例如,第二鏈節(jié)400b關(guān)于第一鏈節(jié)400a的第一和第二鉸接軸102x、102y的鉸接(見圖2)。第二鏈節(jié)400b相對(duì)于第一鏈節(jié)400a的自由鉸接得到維持，同時(shí)減輕或者防止第二鏈節(jié)400b相對(duì)于第一鏈節(jié)400a的不期望的扭曲。
[0175]圖5A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的側(cè)視圖。圖5B是圖5A的第一和第二外鏈節(jié)中的一個(gè)的特寫側(cè)視圖。圖5C是圖5B的鏈節(jié)的下部立體圖。
[0176]參考圖5A-5C，在一些實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)抑制組件包括一些凸輪或者肋條150，其關(guān)于鏈節(jié)IOOeUOOf的凸出的鉸接表面104的外周彼此分隔。在一些實(shí)施例中，凸出的鉸接表面104是半球形的并且多個(gè)凸輪150關(guān)于凸出的鉸接表面104的赤道區(qū)域分隔。在其他的實(shí)施例中，凸輪150能夠位于凸出的鉸接表面的赤道區(qū)域和極點(diǎn)區(qū)域之間。凸輪150能夠通過平坦的外鏈節(jié)表面152彼此鏈節(jié)；但是，根據(jù)具體應(yīng)用，鏈節(jié)表面另外地能夠扭曲或者傾斜。運(yùn)動(dòng)抑制組件進(jìn)一步包括多個(gè)凹部154，其關(guān)于凹陷的鉸接表面110的下部分的內(nèi)表面彼此分隔。凹部154類似地通過內(nèi)鏈節(jié)表面156彼此鏈節(jié)，根據(jù)具體應(yīng)用，鏈節(jié)表面能夠扭曲或者傾斜。第一鄰近鏈節(jié)IOOe的凸輪150和外連接表面152定位成與第二鄰近鏈節(jié)IOOf的凹部154和內(nèi)鏈節(jié)表面156對(duì)應(yīng)。以這種方式，在第二鏈節(jié)IOOf相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOe的鉸接的整個(gè)范圍上，多個(gè)凹部154和/或平坦的內(nèi)鏈節(jié)表面156的至少一個(gè)保持與鄰近的鏈節(jié)的對(duì)應(yīng)的凸輪150和/或外鏈節(jié)表面152接合。在一些實(shí)施例中，在第二鏈節(jié)IOOf處于相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOe零度的鉸接角度的位置上，至少所有凸輪150的頂部分和外鏈節(jié)表面152能夠位于接合至少所有凹部154的底部分和內(nèi)鏈節(jié)表面156的位置上。另一方面，在通過第二鏈節(jié)IOOf的下表面121和第一鏈節(jié)IOOe的肩狀物120的接觸限制的扭曲鉸接的位置上，諸如在圖5A所示的實(shí)例中，最左側(cè)的凸輪150和對(duì)應(yīng)的凹部154扭曲接合，中心凸輪150和凹部154部分地接合并且左右側(cè)的凸輪150和凹部154不接合。
[0177]在本實(shí)施例中，采用作用于第二鏈節(jié)IOOf的任意該扭曲力矩，凹部154的內(nèi)壁和第二鏈節(jié)IOOf的內(nèi)鏈節(jié)表面156抵接第一鏈節(jié)IOOe的凸輪150和外鏈節(jié)表面152，從而防止第二鏈節(jié)IOOf繞著其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，凹部和凸輪154、150和內(nèi)外鏈節(jié)表面156、152的相互作用不會(huì)阻礙或者限制第二鏈節(jié)IOOf相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOe的鉸接，例如，第二鏈節(jié)IOOf關(guān)于第一鏈節(jié)IOOe的第一和第二鉸接軸102x、102y的鉸接(見圖2)。第二鏈節(jié)IOOf相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOe的自由鉸接得到維持，同時(shí)減輕或者防止不期望的鉸接。
[0178]在圖5A-5C的實(shí)施例中，六個(gè)凸輪150和對(duì)應(yīng)的凹部154被描述為關(guān)于鏈節(jié)均勻地分布在匹配的六角形中。在許多實(shí)施例中，能夠采用任何數(shù)量的凸輪150和凹部154。例如，兩個(gè)至八個(gè)，或者更多的凸輪150能夠采用，兩個(gè)至八個(gè)，或者更多的凹部154能夠被采用，凸輪150的數(shù)量與凹部154的數(shù)量可以相同，或者不同。凸輪和/或凹部能夠關(guān)于鏈節(jié)以角度間隔均勻地分布或者能夠不均勻地分布。根據(jù)具體應(yīng)用，外鏈節(jié)表面152能夠是平坦的，或者扭曲的或者傾斜的。類似地，根據(jù)具體應(yīng)用，內(nèi)鏈節(jié)表面156能夠是平坦的，或者扭曲的或者傾斜的。
[0179]圖6A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的下部立體圖。圖6B是圖6A的第一和第二外鏈節(jié)中的一個(gè)的頂部立體圖。圖6C是圖6B的鏈節(jié)的下部立體圖。
[0180]參考圖6A-6C，在一些實(shí)施例中，限動(dòng)組件包括在第一鏈節(jié)IOOg的上部分128上的凸出的第一鉸接表面604和在鄰近第一鏈節(jié)IOOg的第二鏈節(jié)IOOh的下部分中的凹陷的第二鉸接表面610。
[0181]在一些實(shí)施例中，凸出的第一鉸接表面604是半橢圓形的。在一些實(shí)施例中，凹陷的第二鉸接表面610是半橢圓形的。在一些實(shí)施例中，半橢圓型表面在第一和第二鉸接軸102x、102y的平面中具有主軸Amajor和副軸Aminor (見圖2)。參考圖6B和6C，對(duì)于凸出的第一鉸接表面604和凹陷的第二鉸接表面610,主軸Amajor的長(zhǎng)度大于副軸Aminor的長(zhǎng)度。
[0182]鄰近的鏈節(jié)的對(duì)應(yīng)的凸出和凹陷的半橢圓形鉸接表面604、610的相互作用允許第二鏈節(jié)IOOh相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOg自由鉸接。例如通過將第二鏈節(jié)IOOh的下表面121相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOg的肩狀物120定位，可以限制鉸接，如許多其他實(shí)施例以及這里所述。
[0183]在本實(shí)施例中，采用作用于第二鏈節(jié)IOOh的任意該扭曲力矩，鄰近的鏈節(jié)的匹配的半橢圓形的表面604、610的細(xì)長(zhǎng)形狀放置第二鏈節(jié)IOOh相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOg的縱軸602Zh繞著其縱軸602Zg轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)半橢圓型表面604、610的相互作用不會(huì)阻礙或者限制第二鏈節(jié)IOOh相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOg的鉸接，例如，第二鏈節(jié)IOOh關(guān)于第一鏈節(jié)IOOg的第一和第二鉸接軸102x、102y的鉸接(見圖2)。第二鏈節(jié)IOOh相對(duì)于第一鏈節(jié)IOOg的自由鉸接得到維持，同時(shí)減輕或者防止第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的不期望的鉸接。
[0184]圖7A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二內(nèi)鏈節(jié)的下部立體圖。圖7B是圖7A的第一和第二內(nèi)鏈節(jié)中的一個(gè)的頂部立體圖
[0185]參考圖7A-7B，在一些實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)抑制組件包括在第一鏈節(jié)700i的上表面上的第一鉸接表面704和在鄰近第一鏈節(jié)700i的第二鏈節(jié)700j的下表面上的第二鉸接表面710。
[0186]在圖7A和7B的本實(shí)例中，第一和第二鏈節(jié)700i，700 j包括鉸接探針的內(nèi)鏈節(jié)。第一和第二內(nèi)鏈節(jié)700i，700j被構(gòu)造成定位在外鏈節(jié)的配置中的縱向開口內(nèi)。
[0187]在一些實(shí)施例中，第一和第二鏈節(jié)700i，700j(—般為700)包括中心線纜開口732，該中心線纜開口 732在鏈節(jié)700的縱向方向上沿著各自的縱軸702Zi，702Zj經(jīng)過鏈節(jié)700。線纜開口 732被構(gòu)造成接收用于鉸接探針的內(nèi)機(jī)構(gòu)的操作線纜。在一些實(shí)施例中，第一和第二鏈節(jié)的最外表面部分734處于圓圈中。在一些實(shí)施例中，凹部724能夠被設(shè)置為容納鉸接探針的通道，該通道形成在外鏈節(jié)的內(nèi)部區(qū)域和內(nèi)鏈節(jié)的外部區(qū)域之間，如這里所述。在存在三個(gè)工作通道凹部724時(shí)，鏈節(jié)的主要形狀為具有圍繞線纜開口 732的三個(gè)凸輪區(qū)域736a-c。 [0188]在一些實(shí)施例中，第一鉸接表面704包括凸出部件和凹陷部件。例如，參考圖7B，第一鉸接表面704在第一和第二凸輪736a、736b之間的表面704上在點(diǎn)G和H之間具有凸出輪廓。同時(shí)，在第一和第二凸輪736a、736b之間，在第三凸輪736c和鞍狀區(qū)域738之間的表面704上，第一鉸接表面704在點(diǎn)E和F之間具有凹陷輪廓。
[0189]類似地，如圖7A所示，第二鉸接表面710包括與鄰近鏈節(jié)的第一鉸接表面704的那些凸出部件和凹陷部件對(duì)應(yīng)的凹陷部件和凸出部件。特別地，第二鉸接表面710在第一和第二凸輪736a、736b之間的表面710上在點(diǎn)C和D之間具有凹陷輪廓。同時(shí)，第二鉸接表面710在第一和第二凸輪736a、736b，在第三凸輪736c和鞍狀區(qū)域738之間的表面710上在點(diǎn)A和B之間具有凸出的輪廓。
[0190]相應(yīng)地，第一鉸接表面704的凸出部件匹配或者連接鄰近的鏈節(jié)的第二鉸接表面710的凹陷部件。類似地，第一鉸接表面704的凹陷部件匹配或者連接鄰近的鏈節(jié)的第二鉸接表面710的凸出部件。
[0191]鄰近的鏈節(jié)的第一和第二鉸接表面704，710的鄰近的鏈節(jié)的第一和第二鉸接表面704，710的對(duì)飲的凸出和凹陷部件的相互作用允許第二鏈節(jié)700j相對(duì)于第一鏈節(jié)700i自由的鉸接。例如，在第二鉸接表面的點(diǎn)C和D之間的凹陷部件與鄰近的第一鉸接表面上的對(duì)應(yīng)的部件的相互作用允許在第一平面上的自由鉸接；同時(shí)在第二鉸接表面的點(diǎn)A和C之間的凸出部件與鄰近的第一鉸接表面上的對(duì)應(yīng)的部件的相互作用允許在第二平面上的自由鉸接。
[0192]在本實(shí)施例中，采用作用于第二鏈節(jié)700j的任意扭曲力矩，第一和第二鉸接表面704，710的相對(duì)的凸出和凹陷部件防止第二鏈節(jié)700 j相對(duì)于第一鏈節(jié)700i的縱軸702Zi繞著其縱軸702Zj轉(zhuǎn)動(dòng)，或者限制或減輕這種轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，相對(duì)的凸出和凹陷部件的相互作用不會(huì)阻礙或者限制第二鏈節(jié)700j相對(duì)于第一鏈節(jié)700i的鉸接，例如，第二鏈節(jié)700j關(guān)于第一鏈節(jié)700i的第一和第二鉸接軸702x，702y的鉸接。第二鏈節(jié)700j相對(duì)于第一鏈節(jié)700?的自由鉸接得到維持，同時(shí)減輕或者防止第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的不期望的扭曲。
[0193]包括相對(duì)的和匹配的凸出和凹陷部件的本實(shí)施例的發(fā)明性方面不僅應(yīng)用到鉸接探針的內(nèi)鏈節(jié)700，而且能應(yīng)用到外鏈節(jié)100。
[0194]圖8A-8C是根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例用于進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)的系統(tǒng)的鉸接探針的第一和第二外鏈節(jié)的俯視圖。[0195]參考圖8A的實(shí)施例，第一磁體802k設(shè)置在關(guān)于第一鏈節(jié)800k的肩狀物120。第一磁體802k可被設(shè)置在關(guān)于肩部120的常規(guī)角度間隔。在本實(shí)施例中，闡明了 90度間隔。類似地，第二磁體8021定位成繞著第二鏈節(jié)8001的下表面121從而與第一鏈節(jié)的相對(duì)應(yīng)。在一些實(shí)施例中，位于第一鏈節(jié)800k的肩狀物120上的第一磁體802k的端部具有第一極性，例如南極(S)，位于第二鏈節(jié)8001的下表面121上的第二磁體8021的端部具有第二極性，例如北極(N)。在其他的實(shí)施例中，能夠選擇匹配對(duì)第一和第二磁體802k，8021，從而具有相反的極性，給定的鏈節(jié)的所有磁體的極性不需要具有相同的取向。
[0196]參考圖8B的實(shí)施例，第一磁體802m設(shè)置在關(guān)于第一鏈節(jié)800m的凸出的第一鉸接表面804。第一磁體802m可被設(shè)置在關(guān)于第一鉸接表面804的常規(guī)角度間隔。在本實(shí)施例中，闡明了 90度間隔。類似地，第二磁體802η定位成繞著第二鏈節(jié)800η的凹陷的第二鉸接表面810從而與第一鏈節(jié)800m的相對(duì)應(yīng)。在一些實(shí)施例中，位于第一鏈節(jié)800m上的第一磁體802m的端部具有第一極性，例如南極(S)，位于第二鏈節(jié)800η上的第二磁體802η的端部具有第二極性，例如北極(N)。在其他的實(shí)施例中，能夠選擇匹配對(duì)第一和第二磁體802m, 802η，從而具有相反的極性，給定的鏈節(jié)的所有磁體的極性不需要具有相同的取向。
[0197]參考圖8C的實(shí)施例，第一磁體條802ρ定位成圓周地繞著第一鏈節(jié)800ρ的凸出的第一鉸接表面804。第一磁體條802ρ能夠定位成繞著第一鉸接表面804的規(guī)律的角度間隔中。在本示例實(shí)施例中，闡明了處于180度間隔的兩個(gè)條。類似地，第二磁體條802q繞著第二鏈節(jié)800q的凹陷的第二鉸接表面810，并且其指向與第一鏈節(jié)800p的相對(duì)應(yīng)。在一些實(shí)例中，位于第一鏈節(jié)800p的第一磁體條802p具有第一極性,例如南極(S),位于第二鏈節(jié)800q的第二磁體條802q具有第二極性，例如北極(N)。在其他的實(shí)施例中，可選擇配對(duì)的第一和第二磁體802p、802q，從而具有相反的極性，給定的鏈節(jié)的所有磁體的極性不需要具有相同的取向。
[0198]在一些實(shí)施例中，第一和第二磁體定位成在第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的鉸接角度的范圍上互相磁性接合。鄰近的鏈節(jié)的磁體之間的磁性接合允許第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)鉸接。例如通過相對(duì)于第一鏈節(jié)的下表面121相對(duì)于第二鏈節(jié)的肩狀物120的定位，能夠限制鉸接，如這里和許多其他實(shí)施例所述。
[0199]在圖8A-8C的實(shí)施例中，采用作用于第二鏈節(jié)的任意該扭曲力矩，鄰近的鏈節(jié)的磁體相互作用防止第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的縱軸繞著其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，或者限制或者減輕這種轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，磁性相互作用不會(huì)阻礙或者限制第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的鉸接。第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的自由鉸接得到維持，同時(shí)減輕或者防止第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的不期望的扭曲。能夠在這里所述的任何的其他實(shí)施例中采用圖8A-8C的實(shí)施例，從而進(jìn)一步約束或者限制鏈節(jié)的扭曲。
[0200]在本示例實(shí)施例中，磁體被說明為施加到鉸接探頭的外鏈節(jié)，然而，本發(fā)明該概念的原則同樣等同地適用于內(nèi)鏈節(jié)。
[0201]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在其之間包括扭曲元件的內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)的截面圖。
[0202]參考圖9，鉸接探針包括具有中心開口的外鏈節(jié)IOOr的組件。內(nèi)鏈節(jié)700s的組件定位成經(jīng)過內(nèi)鏈節(jié)的中心開口。如這里所述，多個(gè)外鏈節(jié)IOOr在其內(nèi)側(cè)壁上具有凹部124并且多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)700s在其外側(cè)壁上具有凹部724。同時(shí)，相對(duì)的凹部124、724形成用于鉸接探針的工作通道，用于這里所述的目的以及其他目的。
[0203]抗扭曲構(gòu)件942位于至少一個(gè)工作通道125中。在一些實(shí)施例中，抗扭曲構(gòu)件包括中空或者實(shí)心的橫截面的管狀構(gòu)件。在其他實(shí)施例中，抗扭曲構(gòu)件942包括允許鄰近的內(nèi)鏈節(jié)的鉸接和鄰近的外鏈節(jié)的鉸接的柔性材料。同時(shí)，管可在經(jīng)受鄰近的鏈節(jié)之間的扭曲運(yùn)動(dòng)時(shí)展示強(qiáng)度或者硬度。在一些實(shí)施例中，抗扭曲構(gòu)件942能夠被構(gòu)造成沿著鉸接探針的工作通道125的全部長(zhǎng)度或者近似全部長(zhǎng)度從近端至遠(yuǎn)端延伸。在一些實(shí)施例中，抗扭曲構(gòu)件942能夠被分割成段，從而延伸通過工作通道125的部分。在一些實(shí)施例中，抗扭曲構(gòu)件942能夠被粘附到內(nèi)鏈節(jié)700s的凹部724或者外鏈節(jié)IOOr的凹部124。在一些實(shí)施例中，抗扭曲構(gòu)件942能夠被粘附到內(nèi)鏈節(jié)700s的凹部724和外鏈節(jié)IOOr的凹部124。
[0204]在一些實(shí)施例中，管狀抗扭曲構(gòu)件942能夠被固定在其近端和遠(yuǎn)端上?？古で鷺?gòu)件942的扭轉(zhuǎn)硬度決定防止扭曲的程度。
[0205]在圖9的本實(shí)施例中，采用作用于鄰近第一鏈節(jié)的第二鏈節(jié)的任意該扭曲力矩，抗扭曲構(gòu)件的存在防止第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的縱軸繞著其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，抗扭曲構(gòu)件不會(huì)阻礙或者限制，或者最小程度地阻礙或者限制第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的鉸接。第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的自由鉸接得到維持，同時(shí)減輕或者防止不期望的扭曲。能夠在這里所述的任何的其他實(shí)施例中采用圖9的實(shí)施例，從而進(jìn)一步約束或者限制鏈節(jié)的扭曲。
[0206]如這里所述，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，防止或，減輕或者限制高度鉸接的機(jī)械系統(tǒng)中的鏈節(jié)的系統(tǒng)中的鏈節(jié)的扭轉(zhuǎn)或者扭曲。該系統(tǒng)和方法能夠應(yīng)用到機(jī)械系統(tǒng)的內(nèi)鏈節(jié)機(jī)構(gòu)和外鏈節(jié)機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，第二鏈節(jié)相對(duì)于第一鏈節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)限制到I度轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)構(gòu)造，同樣可以采用其他的轉(zhuǎn)動(dòng)限制量，本發(fā)明的發(fā)明不限于此。
[0207]雖然參考示意性實(shí)施例特別地顯示和說明了本發(fā)明的概念，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不背離所附權(quán)利要求書所說明和限定的本發(fā)明的主旨和范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)修改。
【權(quán)利要求】
1.一種鉸接探針,包括: 第一機(jī)構(gòu)，該第一機(jī)構(gòu)包括: 第一鏈節(jié)，其包括第一縱軸、第一鉸接表面和第一限動(dòng)元件； 第二鏈節(jié)，其包括第二縱軸、第二鉸接表面和第二限動(dòng)元件； 鉸接接合部，其包括所述第一鉸接表面和所述第二鉸接表面并且被構(gòu)造和設(shè)置成允許所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的兩個(gè)自由度的鉸接；和 運(yùn)動(dòng)抑制組件，其包括第一限動(dòng)元件和第二限動(dòng)元件，其中所述運(yùn)動(dòng)抑制組件被構(gòu)造和設(shè)置成抑制所述第二鏈節(jié)部相對(duì)于所述第一鏈節(jié)部的所述第一縱軸繞所述第二縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出表面，其中所述第二鉸接表面包括凹陷表面。
3.如權(quán)利要求2所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半球形表面。
4.如權(quán)利要求2所述的鉸接探針，其中所述凹陷的第二鉸接表面包括半球形表面。
5.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括銷，其中所述第二限動(dòng)元件包括狹槽，其中所述第一鏈節(jié)的所述銷接合所述第二鏈節(jié)的所述狹槽。
6.如權(quán)利要求5所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半球形表面，并且其中所述銷定位成從所述半球形表面的赤道平面延伸。
7.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括第一銷和第二銷，并且其中所述第二限動(dòng)元件包括第一和第二對(duì)應(yīng)的狹槽，并且其中在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述第一銷和所述第二銷的至少一個(gè)至少部分地與所述對(duì)應(yīng)的第一和第二狹槽的至少一個(gè)接合。
8.如權(quán)利要求7所述的鉸接探針，其中在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的零鉸接角度上，所述第一和第二銷部分地與第一和第二對(duì)應(yīng)的狹槽接合。
9.如權(quán)利要求7所述的鉸接探針，其中所述第一銷和所述第二銷相對(duì)于所述第一鉸接表面關(guān)于所述第一縱軸成角度地分隔180度。
10.如權(quán)利要求7所述的鉸接探針，其中所述第一狹槽和所述第二狹槽相對(duì)于所述第二鉸接表面關(guān)于所述第二縱軸成角度地分隔180度。
11.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括單一銷，所述第二限動(dòng)元件包括單一狹槽，并且其中在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述銷至少部分地與狹槽接合。
12.如權(quán)利要求11所述的鉸接探針，其中所述銷位于所述第一鉸接表面上，并且其中所述狹槽位于所述第二鉸接表面上。
13.如權(quán)利要求11所述的鉸接探針，其中所述狹槽位于所述第一鉸接表面上，并且其中所述銷位于所述第二鉸接表面上。
14.如權(quán)利要求11所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出的半球形表面，并且其中所述銷位于所述第一鉸接表面上，在所述第一鉸接表面的赤道和極點(diǎn)之間，并且其中所述狹槽位于所述第二鉸接表面上。
15.如權(quán)利要求11所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凹陷的半球形表面，并且其中所述狹槽位于所述半球形的第一鉸接表面上，在所述第一鉸接表面的赤道和極點(diǎn)之間，并且其中所述銷位于所述第二鉸接表面上。
16.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括單一狹槽，所述第二限動(dòng)元件包括單一銷，并且在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述銷至少部分地與所述狹槽接合。
17.如權(quán)利要求16所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出的半球形表面，所述狹槽位于所述半球形第一鉸接表面上并且在朝著所述第一鏈節(jié)的所述第一鉸接表面的極點(diǎn)的方向上從所述第一鉸接表面的赤道延伸，并且其中所述銷位于所述第二鏈節(jié)的所述第二鉸接表面的下方。
18.如權(quán)利要求16所述的鉸接探針，其中當(dāng)所述第二鏈節(jié)在相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的零鉸接角度的位置時(shí)，所述銷位于所述第二鏈節(jié)上，在與所述第一鏈節(jié)的所述半球形第一鉸接表面的赤道對(duì)齊的位 置上。
19.如權(quán)利要求16所述的鉸接探針，其中所述第二鏈節(jié)進(jìn)一步包括第三限動(dòng)元件，其包括單一狹槽，所述狹槽相對(duì)于所述銷分隔120度，所述第三限動(dòng)元件包括第二限動(dòng)組件，所述第二限動(dòng)組件被構(gòu)造和設(shè)置成抑制具有匹配銷的第三鏈節(jié)繞第三縱軸相對(duì)于繞著所述第二縱軸的所述第二鏈節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
20.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括至少一個(gè)肋條，并且其中所述第二限動(dòng)元件包括至少一個(gè)凹部，并且其中在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述至少一個(gè)肋條至少部分地與所述至少一個(gè)凹部接合。
21.如權(quán)利要求20所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括多個(gè)肋條，所述第二限動(dòng)元件包括多個(gè)對(duì)應(yīng)的凹部，并且其中在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述多個(gè)肋條中的至少一個(gè)至少部分地與所述多個(gè)凹部中的對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)接口 ο
22.如權(quán)利要求21所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出的半球形表面，并且其中所述多個(gè)肋條關(guān)于所述半球形第一鉸接表面的赤道區(qū)域分隔，關(guān)于所述第一縱軸以規(guī)律的角度間隔。
23.如權(quán)利要求22所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以180度分隔的兩個(gè)肋條。
24.如權(quán)利要求23所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以180度分隔的兩個(gè)凹部。
25.如權(quán)利要求22所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以120度分隔的三個(gè)肋條。
26.如權(quán)利要求25所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以120度分隔的三個(gè)凹部。
27.如權(quán)利要求22所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以90度分隔的四個(gè)肋條。
28.如權(quán)利要求27所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以90度分隔的四個(gè)凹部。
29.如權(quán)利要求22所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以72度分隔的五個(gè)肋條。
30.如權(quán)利要求29所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以72度分隔的五個(gè)凹部。
31.如權(quán)利要求22所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以60度分隔的六個(gè)肋條。
32.如權(quán)利要求31所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以60度分隔的六個(gè)凹部。
33.如權(quán)利要求22所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以360/7度分隔的七個(gè)肋條。
34.如權(quán)利要求33所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以360/7度分隔的七個(gè)凹部。
35.如權(quán)利要求22所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以45度分隔的八個(gè)肋條。
36.如權(quán)利要求35所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以45度分隔的八個(gè)凹部。
37.如權(quán)利要求21所述的鉸接探針，其中在相鄰肋條之間的部分上的所述第一鏈節(jié)的外表面是平面。
38.如權(quán)利要求 37所述的鉸接探針，其中在相鄰凹部之間的部分上的所述第二鏈節(jié)的內(nèi)表面是平面。
39.如權(quán)利要求37所述的鉸接探針，其中在相鄰凹部之間的部分上的所述第二鏈節(jié)的內(nèi)表面是曲面。
40.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出表面，所述第二鉸接表面包括凹陷表面。
41.如權(quán)利要求40所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半橢圓表面。
42.如權(quán)利要求41所述的鉸接探針，其中所述凹陷的第二鉸接表面包括半橢圓表面。
43.如權(quán)利要求42所述的鉸接探針，其中: 所述第一鏈節(jié)的所述半橢圓的、凸出的第一鉸接表面包括所述第一限動(dòng)元件；并且 所述第二鏈節(jié)的所述半橢圓的、凹陷的第二鉸接表面包括所述第二限動(dòng)元件。
44.如權(quán)利要求41所述的鉸接探針，其中所述第一和第二鏈節(jié)的最外表面具有關(guān)于所述各自的第一和第二縱軸的環(huán)形截面。
45.如權(quán)利要求41所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面的所述半橢圓表面具有主軸和副軸，所述主軸的長(zhǎng)度大于所述副軸的長(zhǎng)度。
46.如權(quán)利要求41所述的鉸接探針，其中所述第二鉸接表面的所述半橢圓表面具有主軸和副軸，所述主軸的長(zhǎng)度大于所述副軸的長(zhǎng)度。
47.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出和凹陷區(qū)域，并且其中所述第二鉸接表面包括對(duì)應(yīng)于所述第一鉸接表面的所述凸出和凹陷區(qū)域的的凹陷和凸出區(qū)域。
48.如權(quán)利要求47所述的鉸接探針，其中: 所述第一鏈節(jié)的所述第一鉸接表面包括第一限動(dòng)元件；并且 所述第二鏈節(jié)的所述第二鉸接表面包括第二限動(dòng)元件。
49.如權(quán)利要求47所述的鉸接探針，其中所述第一和第二鏈節(jié)的最外表面具有關(guān)于所述各自的第一和第二縱軸的環(huán)形截面。
50.如權(quán)利要求47所述的鉸接探針，其中所述第一和第二鏈節(jié)包括鉸接探針的外鏈節(jié)。
51.如權(quán)利要求47所述的鉸接探針,其中所述第一和第二鏈節(jié)包括鉸接探針的內(nèi)鏈節(jié)。
52.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括第一磁體，所述第二限動(dòng)元件包括第二磁體，所述第一和第二磁體分別位于所述第一和第二鏈節(jié)上，從而互相磁性接合。
53.如權(quán)利要求52所述的鉸接探針，其中所述第一和第二鏈節(jié)的每一個(gè)包括基部，所述基部具有下表面和上肩狀物，并且其中: 所述第一磁體位于所述基部的所述上肩狀物上；并且 所述第二磁體位于所述基部的所述下表面上， 并且其中所述第一和第二磁體彼此對(duì)齊從而互相磁性接合。
54.如權(quán)利要求53所述的鉸接探針，其中所述第一和第二磁體具有相反的極性。
55.如權(quán)利要求 53所述的鉸接探針，其中所述第一磁體包括多個(gè)第一磁體，并且其中所述第二磁體包括多個(gè)第二磁體，所述多個(gè)第一和第二磁體定位成關(guān)于所述各自的第一和第二鏈節(jié)的縱軸具有規(guī)律的角度間隔。
56.如權(quán)利要求52所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出表面，所述第二鉸接表面包括凹陷表面。
57.如權(quán)利要求56所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半球形表面。
58.如權(quán)利要求57所述的鉸接探針，其中所述凹陷的第二鉸接表面包括半球形表面。
59.如權(quán)利要求58所述的鉸接探針，其中: 所述第一磁體位于所述第一鉸接表面上；并且 所述第二磁體位于所述第二鉸接表面上， 并且其中所述第一和第二磁體相對(duì)于彼此對(duì)齊，從而互相磁接合。
60.如權(quán)利要求59所述的鉸接探針，其中所述第一和第二磁體具有相反的極性。
61.如權(quán)利要求59所述的鉸接探針，其中所述第一磁體的子集具有第一極性，所述第一磁體的剩余子集具有與所述第一極性相反的第二極性。
62.如權(quán)利要求59所述的鉸接探針，其中所有所述第一磁體具有相同的第一極性，所述第二磁體均具有相同的第二極性。
63.如權(quán)利要求59所述的鉸接探針，其中所述第一磁體包括多個(gè)第一磁體，所述第二磁體包括多個(gè)第二磁體，所述多個(gè)第一和第二磁體定位成關(guān)于所述各自的第一和第二鏈節(jié)具有規(guī)律的角度間隔。
64.如權(quán)利要求63所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)第一和第二磁體包括嵌入所述各自的第一和第二鉸接表面中的分散的磁體元件。
65.如權(quán)利要求63所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)第一和第二磁體包括嵌入所述各自的第一和第二鉸接表面中的磁體條。
66.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出表面，所述第二鉸接表面包括凹陷表面。
67.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括銷，所述第二限動(dòng)元件包括狹槽，所述第一鏈節(jié)的所述銷接合所述第二鏈節(jié)的所述狹槽，所述第一鏈節(jié)的所述銷與所述第二鏈節(jié)的所述狹槽的側(cè)壁連接，從而抑制所述第一鏈節(jié)相對(duì)于所述第二鏈節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
68.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一機(jī)構(gòu)包括所述鉸接探針的外鏈節(jié)機(jī)構(gòu)。
69.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述第一機(jī)構(gòu)包括所述鉸接探針的內(nèi)鏈節(jié)機(jī)構(gòu)。
70.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述限動(dòng)組件限制所述第二鏈節(jié)關(guān)于所述其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)I度。
71.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針，其中所述鉸接探針進(jìn)一步包括經(jīng)過所述第一鏈節(jié)和所述第二鏈節(jié)的至少一個(gè)的轉(zhuǎn)向線纜開口，所述第一鏈節(jié)和所述第二鏈節(jié)在平行于所述各自的第一和第二縱軸的方向上延伸。
72.如權(quán)利要求71所述的鉸接探針，其中所述鉸接探針進(jìn)一步包括對(duì)應(yīng)于所述第一機(jī)構(gòu)中的鏈節(jié)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜，所述操作線纜被選擇性地拉緊從而保持所述第一和第二鏈節(jié)的所述第一和第二鉸接 表面物理接觸并且可以選擇性地被放松從而允許所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)選擇的移動(dòng)。
73.如權(quán)利要求72所述的鉸接探針，其中所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口包括多個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜包括多個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
74.如權(quán)利要求73所述的鉸接探針，其中所述鉸接探針包括兩個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口和兩個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
75.如權(quán)利要求73所述的鉸接探針，其中所述鉸接探針包括三個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口和三個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。 75a.如權(quán)利要求73所述的鉸接探針，其中所述鉸接探針包括四個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口和四個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
76.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針,其中: 所述第一鏈節(jié)進(jìn)一步包括第一鉸接軸和第二鉸接軸，所述第一和第二鉸接軸互相垂直并且垂直于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸； 所述第二鏈節(jié)進(jìn)一步包括第一鉸接軸和第二鉸接軸，所述第一和第二鉸接軸互相垂直并且垂直于所述第二鏈節(jié)的所述第二縱軸； 所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的兩個(gè)自由度的鉸接包括所述第二鏈節(jié)關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一和第二鉸接軸的角度運(yùn)動(dòng)。
77.如權(quán)利要求1所述的鉸接探針,其中所述鉸接探針包括: 多個(gè)外鏈節(jié)，每個(gè)外鏈節(jié)包括第一縱軸和內(nèi)表面，每個(gè)外鏈節(jié)的內(nèi)表面具有沿著所述第一縱軸的方向上延伸的至少一個(gè)第一凹陷區(qū)域； 多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)，每個(gè)內(nèi)鏈節(jié)包括第二縱軸和外表面，每個(gè)內(nèi)鏈節(jié)的外表面具有沿著所述第二縱軸的方向延伸的至少一個(gè)第二凹陷區(qū)域； 抗扭曲構(gòu)件，其位于所述多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)和多個(gè)外鏈節(jié)的所述第一凹陷區(qū)域和所述第二凹陷區(qū)域之間，以允許所述內(nèi)鏈節(jié)相對(duì)于彼此兩個(gè)自由度鉸接，允許所述外鏈節(jié)相對(duì)于彼此兩個(gè)自由度鉸接，限制所述內(nèi)鏈節(jié)相對(duì)于相鄰的內(nèi)鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)并且限制所述外鏈節(jié)相對(duì)于相鄰的外鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。
78.如權(quán)利要求77所述的鉸接探針，其中所述外鏈節(jié)的所述第一凹陷區(qū)域和所述內(nèi)鏈節(jié)的所述第二凹陷區(qū)域包括探針的工作通道。
79.如權(quán)利要求77所述的鉸接探針，其中所述抗扭曲構(gòu)件包括管狀構(gòu)件。
80.如權(quán)利要求77所述的鉸接探針，其中所述抗扭曲構(gòu)件從所述多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)的近端鏈節(jié)至遠(yuǎn)端鏈節(jié)連續(xù)。
81.如權(quán)利要求77所述的鉸接探針，其中所述抗扭曲構(gòu)件從所述多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)的近端鏈節(jié)至遠(yuǎn)端鏈節(jié)分割成段。
82.一種進(jìn)行外科手術(shù)的方法包括: 選擇權(quán)利要求1至81任一項(xiàng)所述的鉸接探針；和 操作所述鉸接探針以將其放置于利用所述探針的至少一個(gè)工具中。
83.—種參考附圖所述的系統(tǒng)。
84.—種鉸接探針包括: 第一機(jī)構(gòu)，該第一 機(jī)構(gòu)包括: 第一鏈節(jié)，其包括第一縱軸，第一鉸接表面和第一限動(dòng)元件； 第二鏈節(jié)，其包括第二縱軸，第二鉸接表面和第二限動(dòng)元件； 鉸接接合部，其包括所述第一鉸接表面和所述第二鉸接表面并且被構(gòu)造和設(shè)置成允許所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的兩個(gè)自由度的鉸接；和 運(yùn)動(dòng)抑制組件，其包括第一限動(dòng)元件和第二限動(dòng)元件，其中所述運(yùn)動(dòng)抑制組件被構(gòu)造和設(shè)置成抑制所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸繞著所述第二縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
85.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出表面，其中所述第二鉸接表面包括凹陷表面。
86.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半球形表面。
87.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述凹陷的第二鉸接表面包括半球形表面。
88.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括銷，所述第二限動(dòng)元件包括狹槽，所述第一鏈節(jié)的所述銷接合所述第二鏈節(jié)的所述狹槽。
89.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半球形表面，其中所述銷定位成從所述半球形表面的赤道平面延伸。
90.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括第一銷和第二銷，其中，所述第二限動(dòng)元件包括第一和第二對(duì)應(yīng)的狹槽，其中在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述第一銷和所述第二銷的至少一個(gè)至少部分地與所述對(duì)應(yīng)的第一和第二狹槽的至少一個(gè)接合。
91.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的零鉸接角度上，所述第一和第二銷與第一和第二對(duì)應(yīng)的狹槽部分地接合。
92.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一銷和所述第二銷相對(duì)于所述第一鉸接表面關(guān)于所述第一縱軸成角度地分隔間隔180度。
93.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一狹槽和所述第二狹槽相對(duì)于所述第二鉸接表面關(guān)于所述第二縱軸成角度地分隔180度。
94.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括一個(gè)銷，所述第二限動(dòng)元件包括一個(gè)狹槽，并且在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述銷至少部分地與狹槽接合。
95.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述銷位于所述第一鉸接表面上，并且所述狹槽位于所述第二鉸接表面上。
96.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述狹槽位于所述第一鉸接表面上，并且所述銷位于所述第二鉸接表面上。
97.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半球形表面，其中，所述銷位于所述第一鉸接表面上，在所述第一鉸接表面的赤道和極點(diǎn)之間，所述狹槽位于所述第二鉸接表面上。
98.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半球形表面，其中，所述狹槽位于所述半球形的第一鉸接表面上，在所述第一鉸接表面的赤道和極點(diǎn)之間，其中所述銷位于所述第二鉸接表面上。
99.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括一個(gè)狹槽，所述第二限動(dòng)元件包括一個(gè)銷，并且在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述銷至少部 分地與所述狹槽接合。
100.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出的半球形表面，所述狹槽位于所述半球形第一鉸接表面上并且在朝著所述第一鏈節(jié)的所述第一鉸接表面的極點(diǎn)的方向上從所述第一鉸接表面的赤道延伸，所述銷位于所述第二鏈節(jié)的所述第二鉸接表面的下方。
101.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述銷位于所述第二鏈節(jié)上，在與所述第一鏈節(jié)的所述半球形第一鉸接表面的赤道對(duì)齊的位置上，當(dāng)所述第二鏈節(jié)在相對(duì)于所述第一鏈節(jié)鉸接角度為零的位置上。
102.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第二鏈節(jié)進(jìn)一步包括第三限動(dòng)元件，其包括一個(gè)狹槽，所述狹槽相對(duì)于所述銷分隔120度，所述第三限動(dòng)元件包括第二限動(dòng)組件，所述第二限動(dòng)組件被構(gòu)造和設(shè)置成抑制具有匹配銷的第三鏈節(jié)關(guān)于第三縱軸的相對(duì)于所述第二鏈節(jié)繞所述第二縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
103.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括至少一個(gè)肋條，所述第二限動(dòng)元件包括至少一個(gè)凹部，并且在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述至少一個(gè)肋條至少部分地與所述至少一個(gè)凹部接合。
104.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括多個(gè)肋條，所述第二限動(dòng)元件包括多個(gè)對(duì)應(yīng)的凹部，并且在所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的鉸接運(yùn)動(dòng)的范圍上，所述多個(gè)肋條的至少一個(gè)至少部分地與所述多個(gè)凹部的對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)接合。
105.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出的半球形表面，所述多個(gè)肋條關(guān)于所述半球形第一鉸接表面的赤道區(qū)域分隔，關(guān)于所述第一縱軸具有規(guī)律的角度間隔。
106.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸分隔180度的兩個(gè)肋條。
107.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸分隔180度的兩個(gè)凹部。
108.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以120度分隔的三個(gè)肋條。
109.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以120度分隔的三個(gè)凹部。
110.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸 以90度分隔的四個(gè)肋條。
111.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以90度分隔的四個(gè)凹部。
112.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以72度分隔的五個(gè)肋條。
113.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以72度分隔的五個(gè)凹部。
114.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以60度分隔的六個(gè)肋條。
115.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以60度分隔的六個(gè)凹部。
116.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以360/7度分隔的七個(gè)肋條。
117.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以360/7度分隔的七個(gè)凹部。
118.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)肋條包括關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸以45度分隔的八個(gè)肋條。
119.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)凹部包括關(guān)于所述第二縱軸以45度分隔的八個(gè)凹部。
120.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中在相鄰肋條之間的部分上的所述第一鏈節(jié)的外表面是平面。
121.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中在相鄰凹部之間的部分上的所述第二鏈節(jié)的內(nèi)表面是平面。
122.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中在相鄰凹部之間的部分上的所述第二鏈節(jié)的內(nèi)表面是曲面。
123.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出表面，所述第二鉸接表面包括凹陷表面。
124.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半橢圓表面。
125.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述凹陷的第二鉸接表面包括半橢圓表面。
126.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中: 所述第一鏈節(jié)的所述半橢圓的、凸出的第一鉸接表面包括所述第一限動(dòng)元件；并且 所述第二鏈節(jié)的所述半橢圓的、凹陷的第二鉸接表面包括所述第二限動(dòng)元件。
127.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一和第二鏈節(jié)的最外表面具有關(guān)于所述各自的第一和第二縱軸的環(huán)形截面。
128.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面的所述半橢圓表面具有主軸和副軸，所述主軸的長(zhǎng)度大于所述副軸的長(zhǎng)度。
129.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第二鉸接表面的所述半橢圓表面具有主軸和副軸，所述主軸的長(zhǎng)度大于所述副軸的長(zhǎng)度。
130.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出和凹陷區(qū)域，所述第二鉸接表面包括對(duì)應(yīng)于所述第一鉸接表面的所述凸出和凹陷區(qū)域的的凹陷和凸出區(qū)域。
131.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中: 所述第一鏈節(jié)的所述第一鉸接表面包括第一限動(dòng)元件；并且 所述第二鏈節(jié)的所述第二鉸接表面包括第二限動(dòng)元件。
132.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一和第二鏈節(jié)的最外表面具有關(guān)于所述各自的第一和第二縱軸的環(huán)形截面。
133.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一和第二鏈節(jié)包括鉸接探針的外鏈節(jié)。
134.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一和第二鏈節(jié)包括鉸接探針的內(nèi)鏈節(jié)。
135.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括第一磁體，所述第二限動(dòng)元件包括第二磁體，所述第一和第二磁體分別位于所述第一和第二鏈節(jié)上，從而互相磁性接合。
136.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一和第二鏈節(jié)的每一個(gè)包括基部，所述基部具有下表面和上肩狀物，其中: 所述第一磁體位于所述基部的所述上肩狀物上；和 所述第二磁體位于所述基部的所述下表面上， 并且其中所述第一和第二磁體彼此對(duì)齊從而互相磁性接合。
137.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一和第二磁體具有相反的極性。
138.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一磁體包括多個(gè)第一磁體，所述第二磁體包括多個(gè)第二磁體，所述多個(gè)第一和第二磁體定位成關(guān)于所述各自的第一和第二鏈節(jié)的縱軸具有規(guī)律的角度間隔。
139.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出表面，所述第二鉸接表面具有凹陷表面。
140.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述凸出的第一鉸接表面包括半球形表面。
141.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述凹陷的第二鉸接表面包括半球形表面。
142.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中: 所述第一磁體位于所述第一鉸接表面上；并且 所述第二磁體位于所述第二鉸接表面上， 并且其中所述第一和第二磁體相對(duì)于彼此對(duì)齊，從而互相磁接合。
143.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一和第二磁體具有相反的極性。
144.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一磁體的子集具有第一極性，所述第一磁體的剩余子集具有與所述第一極性相反的第二極性。
145.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一磁體均具有相同的第一極性，所述第二磁體均具有相同的第二極性。
146.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一磁體包括多個(gè)第一磁體，所述第二磁體包括多個(gè)第二磁體，所述多個(gè)第一和第二磁體定位成關(guān)于所述各自的第一和第二鏈節(jié)具有規(guī) 律的角度間隔。
147.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)第一和第二磁體包括嵌入所述各自的第一和第二鉸接表面中的分散的磁體元件。
148.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述多個(gè)第一和第二磁體包括嵌入所述各自的第一和第二鉸接表面中的磁體條。
149.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一鉸接表面包括凸出表面，所述第二鉸接表面包括凹陷表面。
150.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一限動(dòng)元件包括銷，所述第二限動(dòng)元件包括狹槽，所述第一鏈節(jié)的所述銷接合所述第二鏈節(jié)的所述狹槽，所述第一鏈節(jié)的所述銷與所述第二鏈節(jié)的所述狹槽的側(cè)壁連接，從而抑制所述第一鏈節(jié)相對(duì)于所述第二鏈節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
151.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一機(jī)構(gòu)包括所述鉸接探針的外鏈節(jié)機(jī)構(gòu)。
152.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述第一機(jī)構(gòu)包括所述鉸接探針的內(nèi)鏈節(jié)機(jī)構(gòu)。
153.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述限動(dòng)組件限制所述第二鏈節(jié)關(guān)于所述其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)I度。
154.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針,其中所述鉸接探針進(jìn)一步包括經(jīng)過所述第一鏈節(jié)和所述第二鏈節(jié)的至少一個(gè)的轉(zhuǎn)向線纜開口，所述第一鏈節(jié)和所述第二鏈節(jié)在平行于所述各自的第一和第二縱軸的方向上延伸。
155.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針,其中所述鉸接探針進(jìn)一步包括對(duì)應(yīng)于所述第一機(jī)構(gòu)中的鏈節(jié)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜，所述操作線纜被選擇性地拉緊從而保持所述第一和第二鏈節(jié)的所述第一和第二鉸接表面物理接觸并且可以選擇性地被放松從而允許所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)選擇的移動(dòng)。
156.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口包括多個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)向線纜包括多個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
157.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述鉸接探針包括兩個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口和兩個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
158.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述鉸接探針包括三個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口和三個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
159.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述鉸接探針包括四個(gè)轉(zhuǎn)向線纜開口和四個(gè)轉(zhuǎn)向線纜。
160.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中， 所述第一鏈節(jié)進(jìn)一步包括第一鉸接軸和第二鉸接軸，所述第一和第二鉸接軸互相垂直并且垂直于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸； 所述第二鏈節(jié)進(jìn)一步包括第一鉸接軸和第二鉸接軸，所述第一和第二鉸接軸互相垂直并且垂直于所述第二鏈節(jié)的所述第二縱軸； 所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的兩個(gè)自由度的鉸接包括所述第二鏈節(jié)關(guān)于所述第一鏈節(jié)的所述第一和第二鉸接軸的角度運(yùn)動(dòng)。
161.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述鉸接探針包括: 多個(gè)外鏈節(jié)，每個(gè)外鏈 節(jié)包括第一縱軸和內(nèi)表面，每個(gè)外鏈節(jié)的內(nèi)表面具有沿著所述第一縱軸的方向上延伸的至少一個(gè)第一凹陷區(qū)域； 多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)，每個(gè)內(nèi)鏈節(jié)包括第二縱軸和外表面，每個(gè)內(nèi)鏈節(jié)的外表面具有沿著所述第二縱軸的方向延伸的至少一個(gè)第二凹陷區(qū)域； 抗扭曲構(gòu)件，其位于所述多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)和多個(gè)外鏈節(jié)的所述第一凹陷區(qū)域和所述第二凹陷區(qū)域之間，以允許所述內(nèi)鏈節(jié)相對(duì)于彼此兩個(gè)自由度鉸接，允許所述外鏈節(jié)相對(duì)于彼此兩個(gè)自由度鉸接，限制所述內(nèi)鏈節(jié)相對(duì)于相鄰的內(nèi)鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)并且限制所述外鏈節(jié)相對(duì)于相鄰的外鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。
162.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述外鏈節(jié)的所述第一凹陷區(qū)域和所述內(nèi)鏈節(jié)的所述第二凹陷區(qū)域包括探針的工作通道。
163.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述抗扭曲構(gòu)件包括管狀構(gòu)件。
164.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述抗扭曲構(gòu)件從所述多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)的近端鏈節(jié)至遠(yuǎn)端鏈節(jié)連續(xù)。
165.如上述權(quán)利要求的至少一項(xiàng)所述的鉸接探針，其中所述抗扭曲構(gòu)件從所述多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)的近端鏈節(jié)至遠(yuǎn)端鏈節(jié)分割成段。
166.—種進(jìn)行外科手術(shù)的方法包括: 選擇上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的鉸接探針；和 操作所述鉸接探針以將其放置于利用所述探針的至少一個(gè)工具中。
167.—種參考附圖所述的系統(tǒng)。
168.—種參考附圖所述的進(jìn)行醫(yī)療手術(shù)的方法。
169.—種形成鉸接探針的方法包括: 提供一種第一機(jī)構(gòu)，所述第一機(jī)構(gòu)包括:形成包括第一縱軸、第一鉸接表面和第一限動(dòng)元件的第一鏈節(jié)； 形成包括第二縱軸、第二鉸接表面和第二限動(dòng)元件的第二鏈節(jié)； 形成鉸接鏈節(jié)，所述鉸接鏈節(jié)包括所述第一鉸接表面和所述第二鉸接表面并且被構(gòu)造和設(shè)置成允許所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)兩個(gè)自由度的鉸接；和 形成包括所述第一限動(dòng)元件和所述第二限動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)抑制組件，其中所述運(yùn)動(dòng)抑制組件被構(gòu)造和設(shè)置成抑制所述第二鏈節(jié)相對(duì)于所述第一鏈節(jié)的所述第一縱軸繞著所述第二縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B25J17/00GK104010773SQ201280055547
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月13日
【發(fā)明者】阿諾德·奧約拉, 柏雷特·朱比亞特, 戴爾·惠普爾, 約瑟夫·A·斯丹, 羅伯特·蒂多梅尼科, 威廉姆·H·肯內(nèi)菲克, J·克里斯多夫·弗萊厄蒂 申請(qǐng)人:美的洛博迪克斯公司