使用电感耦合的手动刀应急监测制造技术

本发明专利技术提供了一种机器人外科工具，所述机器人外科工具包括：工具驱动器；驱动外壳，所述驱动外壳能够安装到所述工具驱动器并且包括由磁响应材料制成或包含磁响应材料的一个或多个组成部件；第一电感线圈，所述第一电感线圈被包括在所述工具驱动器上并且被构造成能够生成磁场；以及第二电感线圈，所述第二电感线圈被包括在所述驱动外壳上并且被构造成能够测量所述磁场的强度和由所述一个或多个组成部件引起的场畸变。所述场畸变的变化提供所述一个或多个组成部件的运动的指示。述一个或多个组成部件的运动的指示。述一个或多个组成部件的运动的指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用电感耦合的手动刀应急监测

技术介绍

[0001]由于术后恢复时间减少且瘢痕形成最小化，因此微创外科手术(MIS)器械通常优于传统的开放式外科装置。最常见的MIS手术可以是内窥镜式手术，并且内窥镜式手术的最常见形式是腹腔镜式外科手术，在该手术中，在患者的腹部中形成一个或多个小切口，并且通过切口插入套管针以形成进入腹腔的通路。套管针用于将各种器械和工具引入腹腔中，而且提供注气使腹壁升高到器官上方。器械可用于以多种方式接合和/或处理组织以达到诊断或治疗效果。
[0002]每个外科工具通常包括布置在其远侧端部处的端部执行器。示例性端部执行器包括夹钳、抓紧器、剪刀、缝合器和针保持器，并且类似于在常规(开放式)外科手术中使用的那些，不同的是每个工具的端部执行器通过约12英寸长的轴与其柄部分离。通常还将相机或图像捕获装置诸如内窥镜引入腹腔中，以使外科医生能够在操作期间观察外科手术视野和端部执行器的操作。外科医生能够通过与图像捕获装置通信的视觉显示器实时观察手术。
[0003]外科缝合器是一种能够切割并同时缝合(紧固)所横切的组织的端部执行器。外科缝合器另选地被称为“直线切割器”，其包括能够打开和闭合以抓持和释放组织的相对钳口。一旦组织被抓持或夹持在相对的钳口之间，端部执行器就可被“击发”以朝远侧推进切割元件或刀以横切所抓持的组织。随着切割元件推进，容纳在端部执行器内的钉被渐进地部署以密封所横切的组织的相对两侧。
[0004]一些外科缝合器包括刀应急机构或系统，该刀应急机构或系统允许用户在诸如失去动力的紧急情况下手动地回缩刀。可能期望将手动刀应急系统的状态传达给用户，但在端部执行器中包括各种传感器以感测刀是否正在被手动释放可能是不可行的。
附图说明
[0005]以下附图包括在内以示出本公开的某些方面，并且不应被视为排他性实施方案。在不脱离本公开的范围的情况下，本专利技术所公开的主题能够具有形式和功能上的大量修改、改变、组合和等同物。
[0006]图1是可结合本公开的一些或全部原理的示例性机器人外科系统的框图。
[0007]图2是图1的主控制台中的一个主控制台的示例性实施方案。
[0008]图3是根据一个或多个实施方案的图1的机器人操纵器的一个示例。
[0009]图4是可结合本公开的一些或全部原理的示例性外科工具的等轴侧视图。
[0010]图5示出了其中图4的腕部能够进行关节运动(枢转)的潜在自由度。
[0011]图6是图4的驱动外壳的放大等距视图。
[0012]图7是根据一个或多个实施方案的图4的驱动外壳的底视图。
[0013]图8A和图8B是根据一个或多个实施方案的电感耦合到图7的工具驱动器的图4和图7的驱动外壳的横截面侧视图。
[0014]图9示出了图7的计算机系统的示例性实施方案。
具体实施方式
[0015]本公开涉及机器人外科器械，并且更具体地涉及感测用于机器人外科工具的手动刀应急系统何时已被激活或即将被激活的系统和方法。
[0016]本文讨论的实施方案描述了一种机器人外科工具，该机器人外科工具具有与计算机系统通信的工具驱动器，以及驱动外壳，该驱动外壳能够安装到该工具驱动器并且包括由磁响应材料制成或包含磁响应材料的一个或多个组成部件。第一电感线圈可被包括在工具驱动器上并且被构造成能够生成磁场，并且第二电感线圈可被包括在驱动外壳上并且被构造成能够测量磁场强度和由一个或多个组成部件引起的场畸变。当测量到场畸变的变化时，其可以是一个或多个组成部件的运动的指示。在一些实施方案中，一个或多个组成部件形成手动刀应急系统的一部分，并且测量场畸变的变化可提供手动刀应急系统已被激活或将被激活的指示。当测量到场畸变的变化时，计算机系统可向用户(例如，外科医生、擦洗护士等)提供状态变化的通知。
[0017]图1至图3示出了示例性机器人外科系统及其相关联的部件的结构和操作。虽然适用于机器人外科系统，但应当注意，在不脱离本公开的范围的情况下，本公开的原理可另选地应用于非机器人外科系统。
[0018]图1是可结合本公开的一些或全部原理的示例性机器人外科系统100的框图。如图所示，系统100可包括至少一个主控制台102a和至少一个机器人操纵器104。机器人操纵器104可以机械方式和/或电方式耦合到一个或多个机器人臂106或以其他方式包括一个或多个机器人臂。在一些实施方案中，机器人操纵器104可安装到运输车(另选地被称为“臂车”)，该运输车使得机器人操纵器104和相关联的机器人臂106能够运动。每个机器人臂106可包括并以其他方式提供工具驱动器，其上可安装一个或多个外科器械或工具108，以对患者110执行各种手术任务。机器人臂106、对应的工具驱动器和相关联的工具108的操作可由临床医生112a(例如，外科医生)从主控制台102a进行指导。
[0019]在一些实施方案中，由第二临床医生112b操作的第二主控制台102b(以虚线示出)还可与第一临床医生112a一起帮助指导机器人臂106和工具108的操作。在此类实施方案中，例如，每个临床医生112a、112b可控制不同的机器人臂106，或者在一些情况下，机器人臂106的完全控制可在临床医生112a、112b之间传递。在一些实施方案中，可在外科手术期间对患者110使用具有附加机器人臂的附加机器人操纵器，并且这些附加机器人臂可由主控制台102a、102b中的一个或多个主控制台控制。
[0020]机器人操纵器104和主控制台102a、102b可经由通信链路114彼此通信，该通信链路可以是被配置成能够根据任何通信协议携带合适类型的信号(例如，电信号、光信号、红外信号等)的任何类型的有线或无线通信链路。通信链路114可以是实际物理链路，或者它可以是使用一个或多个实际物理链路的逻辑链路。当链路为逻辑链路时，物理链路的类型可以是数据链路、上行链路、下行链路、光纤链路、点对点链路，例如，如计算机网络领域中所熟知的用于指代连接网络节点的通信设施的那些。因此，临床医生112a、112b能够经由通信链路114远程控制机器人臂106的操作，从而使得临床医生112a、112b能够远程对患者110进行手术。
[0021]图2是可用于控制图1的机器人操纵器104的操作的主控制台102a的一个示例性实施方案。如图所示，主控制台102a可包括支撑件202，临床医生112a、112b(图1)可将他/她的
前臂搁置在该支撑件上，同时抓持一个或多个用户输入装置(未示出)。用户输入装置可包括例如物理控制器，诸如但不限于手持致动器模块、操纵杆、外骨骼手套、主操纵器等，并且能够在多个自由度上运动以控制外科工具108(图1)的位置和操作。主控制台102a还可包括一个或多个脚踏板204，这些脚踏板能够由临床医生112a、112b接合以改变外科系统的构型和/或生成附加控制信号以控制外科工具108的操作。
[0022]当临床医生112a、112b(图1)经由视觉显示器206观察手术时，可操纵用户输入装置和/或脚踏板204。在视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人外科工具，包括：工具驱动器，所述工具驱动器与计算机系统通信；驱动外壳，所述驱动外壳能够安装到所述工具驱动器并且包括由磁响应材料制成或包含磁响应材料的一个或多个组成部件；第一电感线圈，所述第一电感线圈被包括在所述工具驱动器上并且被构造成能够生成磁场；第二电感线圈，所述第二电感线圈被包括在所述驱动外壳上并且被构造成能够测量所述磁场的强度和由所述一个或多个组成部件引起的场畸变，其中所述场畸变的变化提供所述一个或多个组成部件的运动的指示。2.根据权利要求1所述的机器人外科系统，其中，所述磁响应材料包括选自由以下项组成的组的磁响应材料：导电金属、导电聚合物、石墨、碳纤维、以及它们的任何组合。3.根据权利要求1所述的机器人外科系统，其中，所述驱动外壳还包括内部计算机，所述内部计算机与所述第二电感线圈通信并被编程以处理所述磁场的所述强度和所述场畸变的所述变化。4.根据权利要求1所述的机器人外科系统，其中，所述计算机系统被编程以在检测到所述场畸变的所述变化时提供通知。5.根据权利要求4所述的机器人外科系统，其中，所述通知包括在视觉显示器上提供的视觉通知。6.根据权利要求4所述的机器人外科系统，其中，所述通知包括听觉或触觉通知。7.根据权利要求1所述的机器人外科系统，其中，所述驱动外壳的所述一个或多个组成部件形成手动刀应急系统的一部分，并且其中测量所述场畸变的所述变化提供所述手动刀应急系统已被激活的指示。8.一种操作机器人外科工具的方法，包括：将驱动外壳安装到与计算机系统通信的工具驱动器，所述驱动外壳包括由磁响应材料制成或包含磁响应材料的一个或多个组成部件；通过利用被包括在所述工具驱动器上的第一电感线圈生成磁场并且利用被包括在所述驱动外壳上的第二电感线圈感测所述磁场来将所述驱动外壳电感耦合到所述工具驱动器；利用所述第二电感线圈测量所述磁场的强度和由所述一个或多个组成部件引起的场畸变；以及利用所述第二电感线圈检测所述场畸变的变化，并由此提供所述一个或多个组成部件的运动的指示。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述驱动外壳还包括与所述第二电感线圈通信的内部计算机，所述方法还包括利用所述内部计算机处理所述磁场的所述强度和所述场畸变的所述变化。10.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括当检测到所述场畸变的所述变化时向所述计算机系统提供通知。11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：西拉格国际有限公司，
类型：发明
国别省市：