相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求2011年5月31日提交的題為“機(jī)器人手術(shù)器械中的夾持力控制”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/491,804號(hào)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。

發(fā)明背景

微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)目的是減少在診斷或手術(shù)期間損壞的體外組織的量，從而減少病人恢復(fù)時(shí)間、不適和有害的副作用。因此，標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)住院期的平均長(zhǎng)度可以通過采用微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)而大大縮短。此外，采用微創(chuàng)手術(shù)也可以減少病人恢復(fù)時(shí)間、病人不適、手術(shù)副作用和離開工作的時(shí)間。

微創(chuàng)手術(shù)的一種常見形式是內(nèi)窺鏡檢查術(shù)，而內(nèi)窺鏡檢查術(shù)的一種常見形式是腹腔鏡檢查術(shù)，其是腹腔內(nèi)的微創(chuàng)檢查和手術(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡檢查手術(shù)中，病人腹部被充入氣體，然后插管套管通過小的(約半英寸或更小)切口來為腹腔鏡檢查器械提供入口。

腹腔鏡檢查手術(shù)器械一般包括用于查看手術(shù)區(qū)的內(nèi)窺鏡(例如，腹腔鏡)和在手術(shù)部位操作的工具。操作工具通常類似于傳統(tǒng)(開放式)手術(shù)中使用的那些，除了每個(gè)工具的操作端或末端執(zhí)行器通過伸縮管(也稱為，例如，器械軸或主軸)與其手柄隔開。所述末端執(zhí)行器可以包括例如，夾鉗、抓緊器、剪刀、吻合器(stapler)、燒灼工具、線切削器(linear cutter)或持針器。

為了進(jìn)行手術(shù)操作，外科醫(yī)生通過插管套管將操作工具傳遞到內(nèi)部手術(shù)部位，并從腹部外面操縱它們。外科醫(yī)生從顯示由內(nèi)窺鏡拍下的手術(shù)部位的圖像的監(jiān)視器查看操作。例如，在關(guān)節(jié)鏡檢查術(shù)、后腹腔鏡檢查術(shù)、盆腔鏡檢查術(shù)、腎鏡檢查術(shù)、膀胱鏡檢查術(shù)、腦池鏡檢查術(shù)(cisternoscopy)、竇鏡檢查術(shù)、子宮鏡檢查術(shù)、尿道鏡檢查術(shù)等中采用類似的內(nèi)窺鏡技術(shù)。

正在開發(fā)微創(chuàng)遙控手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)(minimally invasive telesurgical robotic systems)，以增加外科醫(yī)生在內(nèi)部手術(shù)部位上操作時(shí)的靈巧，以及允許外科醫(yī)生從(在無菌區(qū)以外的)遠(yuǎn)程位置在病人身上做手術(shù)。在遙控手術(shù)系統(tǒng)中，常常在操作臺(tái)向外科醫(yī)生提供手術(shù)部位的圖像。當(dāng)在適當(dāng)查看器或顯示器上查看該手術(shù)部位的三維圖像時(shí)，外科醫(yī)生通過操縱該操作臺(tái)的主輸入或控制設(shè)備在病人身上進(jìn)行手術(shù)操作。每個(gè)所述主輸入設(shè)備控制伺服機(jī)械致動(dòng)/鉸接的手術(shù)器械的運(yùn)動(dòng)。在手術(shù)操作過程中，遙控手術(shù)系統(tǒng)可以為外科醫(yī)生提供具有執(zhí)行各種功能的末端執(zhí)行器的多種手術(shù)器械或工具的機(jī)械致動(dòng)和控制，例如，響應(yīng)于主輸入設(shè)備的操縱，夾持或驅(qū)動(dòng)針、抓住血管、解剖組織等。

在許多不同的手術(shù)操作中已經(jīng)采用了非機(jī)器人直線夾緊、切割和吻合設(shè)備。例如，這樣的設(shè)備可以用來切除胃腸道的癌組織或異常組織。許多已知手術(shù)設(shè)備，包括已知的直線夾緊、切割和吻合設(shè)備，往往具有用來操縱病人組織的對(duì)置夾鉗。

對(duì)于具有對(duì)置夾鉗的已知設(shè)備，大量的機(jī)械動(dòng)力必須傳送到末端執(zhí)行器，以有效地例如，夾緊組織、吻合組織、切割組織等。必要量的機(jī)械動(dòng)力的傳送可以涉及具有高機(jī)械優(yōu)點(diǎn)的機(jī)構(gòu)，以將高運(yùn)動(dòng)低力致動(dòng)輸入轉(zhuǎn)換成高夾緊力。這樣的機(jī)構(gòu)通常是相對(duì)剛性的，且能夠產(chǎn)生過量的夾緊力。因此，這樣的高機(jī)械優(yōu)點(diǎn)機(jī)構(gòu)的使用可能在一些情況下導(dǎo)致?lián)p壞被夾緊組織的過大夾緊力的施加。

因此，認(rèn)為需要一種以可控的方式可操作產(chǎn)生夾緊力的手術(shù)組件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

公開了控制組織夾持力的手術(shù)組件、器械和相關(guān)方法。所公開的組件、器械和相關(guān)方法采用具有預(yù)載彈簧的機(jī)構(gòu)，所述預(yù)載彈簧在傳送到夾緊機(jī)構(gòu)的力/轉(zhuǎn)矩低于預(yù)定水平時(shí)使該機(jī)構(gòu)的構(gòu)件(components)一起偏置和在所傳送的力/轉(zhuǎn)矩高于預(yù)定水平時(shí)允許構(gòu)件之間的分離。所公開的組件、器械和方法可以用于任何適合的應(yīng)用。例如，本文所公開的手術(shù)組件、器械和/或方法可以在用于開放式或微創(chuàng)(單端口或多端口)操作的手動(dòng)或電動(dòng)、手持式或機(jī)器人式、直接控制或遙控操作的其他手術(shù)器械中使用。當(dāng)在微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)組件、器械和操作中采用時(shí)，所公開的組件、器械和方法可以是特別有利的。

因此，在第一個(gè)方面，提供微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)組件。所述手術(shù)組件包括包含可操作以夾持病人組織的夾鉗的末端執(zhí)行器和彈簧組件。所述彈簧組件包括與所述夾鉗驅(qū)動(dòng)地耦合的輸出連桿、驅(qū)動(dòng)地耦合到鉸接源的輸入連桿和與所述輸入和輸出連桿耦合以將鉸接力從所述輸入連桿轉(zhuǎn)移到所述輸出連桿的彈簧。所述彈簧被預(yù)載，以便當(dāng)所轉(zhuǎn)移的鉸接力低于預(yù)定水平時(shí)抑制所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，和以便當(dāng)所轉(zhuǎn)移的鉸接力高于所述預(yù)定水平時(shí)允許所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

在所述手術(shù)組件的許多實(shí)施例中，所轉(zhuǎn)移的鉸接力誘導(dǎo)所述夾鉗的夾持力。當(dāng)所轉(zhuǎn)移的鉸接力處于或高于所述預(yù)定水平時(shí)進(jìn)一步關(guān)閉所述夾鉗的所述輸入連桿的運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)與所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的彈簧的變形，以便當(dāng)變形彈簧將所述鉸接力從所述輸入連桿轉(zhuǎn)移到所述輸出連桿時(shí)控制轉(zhuǎn)移的鉸接力的增加。

所述彈簧組件的彈簧可以是拉伸彈簧。所述輸出連桿相對(duì)于所述末端執(zhí)行器的直線運(yùn)動(dòng)可以用來誘導(dǎo)所述夾鉗的鉸接。

在所述手術(shù)組件的許多實(shí)施例中，所述彈簧組件的彈簧包括扭力彈簧。并且，所述輸出連桿相對(duì)于所述末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以用來誘導(dǎo)所述夾鉗的鉸接。所述輸入和輸出連桿可以旋轉(zhuǎn)地安裝到底座，以圍繞共同旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。例如，所述輸出連桿可以固定地連接到中心軸，和所述輸入連桿可以旋轉(zhuǎn)地安裝到該中心軸?？蛇x擇地，所述輸入連桿可以固定地連接到中心軸，和所述輸出連桿可以旋轉(zhuǎn)地安裝到該中心軸。當(dāng)所述彈簧包括扭力彈簧時(shí)，所述扭力彈簧可以由所述輸入連桿的外表面或所述輸出連桿的外表面中的至少一個(gè)容納和約束。

在所述手術(shù)組件的許多實(shí)施例中，所述彈簧組件進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)地安裝到所述底座以圍繞共同旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)接合元件。所述一個(gè)或多個(gè)接合元件和所述彈簧的組合在所轉(zhuǎn)移的鉸接力低于所述預(yù)定水平時(shí)抑制所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，和在所轉(zhuǎn)移的鉸接力高于所述預(yù)定水平時(shí)允許所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所述一個(gè)或多個(gè)接合元件中的至少一個(gè)可以具有凸部，其被定形以在所轉(zhuǎn)移的鉸接力低于所述預(yù)定水平時(shí)與所述輸入連桿或所述輸出連桿中至少一個(gè)的互補(bǔ)定形的凸部接合。

在另一方面，提供了一種控制機(jī)器人手術(shù)器械中的夾持力的方法。該方法包括：致動(dòng)彈簧組件的輸入連桿；將致動(dòng)力從所述輸入連桿轉(zhuǎn)移到所述彈簧組件的輸出連桿；當(dāng)所轉(zhuǎn)移的致動(dòng)力低于所述彈簧組件的預(yù)載彈簧的預(yù)定水平時(shí)，抑制所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)所轉(zhuǎn)移的致動(dòng)力增加至高于所述預(yù)定水平時(shí)，通過使所述彈簧組件的預(yù)載彈簧變形，相對(duì)于所述輸出連桿移動(dòng)所述輸入連桿；和經(jīng)由所述輸出連桿致動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)，以便夾持病人組織。

該方法的動(dòng)作可以以各種合適的方式完成。例如，所述輸入連桿的致動(dòng)可以包括相對(duì)于所述夾持機(jī)構(gòu)平移所述輸入連桿。所述輸入連桿的致動(dòng)可以包括相對(duì)于所述夾持機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)所述輸入連桿。所述致動(dòng)力的轉(zhuǎn)移可以包括通過預(yù)載彈簧轉(zhuǎn)移所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的力。所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的抑制可以包括用預(yù)載彈簧使輸入和輸出彈簧相對(duì)于彼此約束。并且，所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的抑制可以包括接合所述輸入連桿與接合連桿及接合所述接合連桿與所述輸出連桿，所述輸入和輸出連桿通過預(yù)載彈簧與所述接合連桿保持接觸。所述輸入連桿、所述輸出連桿和所述接合連桿可以被約束以圍繞共同旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。所述預(yù)載彈簧可以包括在所述輸入連桿和所述輸出連桿之間耦合的扭力彈簧。

在另一方面，提供了一種與微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)的機(jī)器人機(jī)械手(manipulator)一起使用的手術(shù)器械，所述機(jī)器人機(jī)械手具有夾具。所述手術(shù)器械包括：在遠(yuǎn)端和近端之間延伸的器械軸；由所述遠(yuǎn)端支撐并包括可操作以夾持病人組織的夾鉗的末端執(zhí)行器；與所述夾鉗驅(qū)動(dòng)地耦合的驅(qū)動(dòng)元件；和設(shè)置在所述近端處的底架。所述底架包括支撐所述器械軸的框架、彈簧組件和輸入耦合器。所述彈簧組件包括：與所述驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)地耦合的輸出連桿；輸入連桿；和與所述輸入和輸出連桿耦合以將鉸接力從所述輸入連桿轉(zhuǎn)移到所述輸出連桿的彈簧。所述彈簧被預(yù)載，以便當(dāng)所轉(zhuǎn)移的鉸接力低于預(yù)定水平時(shí)抑制所述輸入連桿和輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，和以便當(dāng)所轉(zhuǎn)移的鉸接力高于所述預(yù)定水平時(shí)允許所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所述輸入耦合器是與所述輸入連桿驅(qū)動(dòng)地耦合，并經(jīng)配置與所述機(jī)器人機(jī)械手的相應(yīng)輸出耦合器驅(qū)動(dòng)地接合。

在所述手術(shù)器械的許多實(shí)施例中，所轉(zhuǎn)移的鉸接力誘導(dǎo)所述夾鉗的夾持力。并且，當(dāng)所轉(zhuǎn)移的鉸接力處于或高于所述預(yù)定水平時(shí)進(jìn)一步關(guān)閉所述夾鉗的輸入連桿的運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)與所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的彈簧的變形，以便當(dāng)變形彈簧將所述鉸接力從所述輸入連桿轉(zhuǎn)移到所述輸出連桿時(shí)控制轉(zhuǎn)移的鉸接力的增加。

在所述手術(shù)器械的許多實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)元件包括與所述夾持機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)地耦合的驅(qū)動(dòng)軸。所述輸入連桿和所述輸出連桿可以旋轉(zhuǎn)地安裝到所述框架，以圍繞共同旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。并且，所述預(yù)載彈簧可以包括扭力彈簧。

在所述手術(shù)器械的許多實(shí)施例中，所述彈簧組件進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)地安裝到所述底座以圍繞共同旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)接合元件。所述一個(gè)或多個(gè)接合元件和所述彈簧的組合在所轉(zhuǎn)移的鉸接力低于所述預(yù)定水平時(shí)抑制所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，和在所轉(zhuǎn)移的鉸接力高于所述預(yù)定水平時(shí)允許所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所述一個(gè)或多個(gè)接合元件中的至少一個(gè)可以具有凸部，其被定形以在所轉(zhuǎn)移的鉸接力低于所述預(yù)定水平時(shí)與所述輸入連桿或所述輸出連桿中至少一個(gè)的互補(bǔ)定形的凸部接合。

為了更完全地理解本發(fā)明的性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該參考隨后的詳細(xì)描述和附圖。從下面的附圖和詳細(xì)描述看，本發(fā)明的其他方面、目的和優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。

附圖說明

圖1是根據(jù)許多實(shí)施例的用來進(jìn)行手術(shù)的微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的平面圖。

圖2是根據(jù)許多實(shí)施例的用于機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的外科醫(yī)生的操作臺(tái)的透視圖。

圖3是根據(jù)許多實(shí)施例的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)電子推車的透視圖。

圖4示意地示出了根據(jù)許多實(shí)施例的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)。

圖5A是根據(jù)許多實(shí)施例的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的病人側(cè)推車(手術(shù)機(jī)器人)的前視圖。

圖5B是根據(jù)許多實(shí)施例的機(jī)器人手術(shù)工具的前視圖。

圖6A是根據(jù)許多實(shí)施例的包括具有對(duì)置夾鉗的末端執(zhí)行器的機(jī)器人手術(shù)工具的透視圖。

圖6B是圖6A的末端執(zhí)行器的特寫透視圖。

圖7是圖6A的末端執(zhí)行器的分解透視圖，其示出用來將驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成對(duì)置夾鉗的鉸接的機(jī)構(gòu)。

圖8A和圖8B是根據(jù)許多實(shí)施例的具有對(duì)置夾鉗的末端執(zhí)行器和用來將驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成對(duì)置夾鉗的鉸接的機(jī)構(gòu)的透視圖。

圖9是示出根據(jù)許多實(shí)施例的控制手術(shù)器械中的夾緊力的方法的簡(jiǎn)化示意圖。

圖10以圖表形式示出根據(jù)許多實(shí)施例的控制手術(shù)器械中的夾緊力的方法。

圖11以圖表形式示出根據(jù)許多實(shí)施例的在控制手術(shù)器械中的夾緊力的方法中使用的拉伸彈簧的工作范圍。

圖12A是根據(jù)許多實(shí)施例的用來控制手術(shù)器械中的夾緊力的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的橫截面視圖。

圖12B是簡(jiǎn)化示意圖，其示出當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳送的轉(zhuǎn)矩小于預(yù)定水平時(shí)圖12A的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的構(gòu)件的配置。

圖12C是簡(jiǎn)化示意圖，其示出當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳送的轉(zhuǎn)矩大于預(yù)定水平時(shí)圖12A的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的構(gòu)件的配置。

圖13以圖表形式示出根據(jù)許多實(shí)施例的在控制手術(shù)器械中的夾緊力的方法中使用的扭力彈簧的工作范圍。

圖14是機(jī)器人手術(shù)工具的近端底架的透視圖，其示出根據(jù)許多實(shí)施例的用于控制轉(zhuǎn)移到用來致動(dòng)末端執(zhí)行器的夾鉗的驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

圖15A是根據(jù)許多實(shí)施例的用于控制轉(zhuǎn)移到用來致動(dòng)末端執(zhí)行器的夾鉗的驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的透視圖。

圖15B是圖15A的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的分解透視圖。

圖15C示出在圖15A的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中用于將扭力彈簧耦合到輸入連桿的輸入連桿的細(xì)節(jié)。

圖16示出根據(jù)許多實(shí)施例的控制手術(shù)器械中的夾持力的方法的動(dòng)作。

具體實(shí)施方式

在下列描述中，將描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。為了說明的目的，闡釋具體配置和細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)實(shí)施例的完全理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員也將明顯的是，本發(fā)明可以在無具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。此外，可能省略或簡(jiǎn)化熟知的特征，以便不遮掩正在描述的實(shí)施例。

微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)

現(xiàn)在參考附圖，其中貫穿若干視圖，相同參考標(biāo)號(hào)表示相同部件，圖1是示出微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)(MIRS)系統(tǒng)10的平面圖，該系統(tǒng)通常用于對(duì)躺在手術(shù)臺(tái)14上的病人12進(jìn)行微創(chuàng)診斷或手術(shù)操作。該系統(tǒng)可以包括由外科醫(yī)生18在操作過程中使用的外科醫(yī)生的操作臺(tái)16。一個(gè)或多個(gè)助手20也可以參與操作。所述MIRS系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括病人側(cè)推車22(手術(shù)機(jī)器人)和電子推車24。當(dāng)外科醫(yī)生18通過操作臺(tái)16查看手術(shù)部位時(shí)，病人側(cè)推車22可以通過病人12的身體內(nèi)的微創(chuàng)切口操縱至少一個(gè)可拆卸耦合的工具組件26(以下簡(jiǎn)稱為“工具”)。手術(shù)部位的圖像可以由內(nèi)窺鏡28如立體內(nèi)窺鏡獲得，可以由病人側(cè)推車22操縱以便定向內(nèi)窺鏡28。電子推車24可以用來處理隨后通過外科醫(yī)生的操作臺(tái)16顯示給外科醫(yī)生18的手術(shù)部位的圖像。同時(shí)使用的手術(shù)工具26的數(shù)量一般將取決于診斷或手術(shù)操作以及手術(shù)室內(nèi)的空間限制及其他因素。如果有必要改變?cè)诓僮鬟^程中使用的一個(gè)或多個(gè)所述工具26，助手20可以從病人側(cè)推車22移除工具26，并用手術(shù)室中來自托盤30的另一工具26將其替換。

圖2是外科醫(yī)生的操作臺(tái)16的透視圖。外科醫(yī)生的操作臺(tái)16包括用于給外科醫(yī)生18呈現(xiàn)能夠深度感知的手術(shù)部位的協(xié)調(diào)立體圖的左眼顯示器32和右眼顯示器34。所述操作臺(tái)16進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)輸入控制設(shè)備36，其進(jìn)而導(dǎo)致(圖1中所示的)病人側(cè)推車22操縱一個(gè)或多個(gè)工具。所述輸入控制設(shè)備36可以提供與(圖1中所示的)其關(guān)聯(lián)工具26相同的自由度，以便向外科醫(yī)生提供遠(yuǎn)程監(jiān)控或者所述輸入控制設(shè)備36與所述工具26是一個(gè)整體的感知，這樣外科醫(yī)生具有直接控制所述工具26的強(qiáng)烈感覺。為此，可以采用位置、力和觸覺反饋傳感器(未示出)，以通過所述輸入控制設(shè)備36將位置、力和觸覺感受從所述工具26傳送回到外科醫(yī)生的雙手。

外科醫(yī)生的操作臺(tái)16通常位于與病人相同的房間內(nèi)，以便外科醫(yī)生可以直接監(jiān)控操作，如果有必要親自到場(chǎng)，并直接而不是通過電話或其他通信媒介對(duì)助手講話。然而，外科醫(yī)生可以位于不同的房間、完全不同的建筑物或允許遠(yuǎn)程手術(shù)操作的遠(yuǎn)離病人的其他位置。

圖3是電子推車24的透視圖。所述電子推車24可以與所述內(nèi)窺鏡28耦合，并可以包括處理器，以處理隨后顯示的捕獲圖像，如在外科醫(yī)生的操作臺(tái)上或在本地和/或遠(yuǎn)程位置的另一合適顯示器上隨后顯示給外科醫(yī)生的捕獲圖像。例如，在使用立體內(nèi)窺鏡的情況下，電子推車24可以處理捕獲的圖像，以便向外科醫(yī)生呈現(xiàn)手術(shù)部位的協(xié)調(diào)立體圖。這樣的協(xié)調(diào)可以包括對(duì)置圖像之間的對(duì)準(zhǔn)，且可以包括調(diào)整所述立體內(nèi)窺鏡的立體工作距離。作為另一示例，圖像處理可以包括先前確定的攝像機(jī)校準(zhǔn)參數(shù)的使用，以便補(bǔ)償該圖像捕獲設(shè)備的成像誤差，如光學(xué)像差。

圖4示意地示出機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)50(如圖1的MIRS系統(tǒng)10)。如上面所討論的，外科醫(yī)生的操作臺(tái)52(如圖1中的外科醫(yī)生的操作臺(tái)16)可以由外科醫(yī)生使用來在微創(chuàng)手術(shù)操作過程中控制病人側(cè)推車(手術(shù)機(jī)器人)54(如圖1中的病人側(cè)推車22)。所述病人側(cè)推車54可以使用成像設(shè)備，如立體內(nèi)窺鏡，以捕獲操作部位的圖像，并輸出捕獲的圖像到電子推車56(如圖1中的電子推車24)。如上面所討論的，所述電子推車56可以在任何隨后顯示之前以各種方式處理捕獲的圖像。例如，所述電子推車56可以在經(jīng)由外科醫(yī)生的操作臺(tái)52顯示組合的圖像給外科醫(yī)生之前用虛擬控制界面覆蓋捕獲的圖像。所述病人側(cè)推車54可以輸出用于在電子推車56的外面處理的捕獲圖像。例如，所述病人側(cè)推車54可以輸出捕獲的圖像到處理器58，處理器58可以用來處理捕獲的圖像。所述圖像也可以由電子推車56和處理器58的組合加以處理，所述電子推車56和處理器58可以耦合在一起，以便共同地、相繼地和/或其組合地處理捕獲的圖像。一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的顯示器60也可以與所述處理器58和/或所述電子推車56耦合，用于圖像的本地和/或遠(yuǎn)程顯示，如手術(shù)操作部位的圖像或其他相關(guān)圖像。

圖5A和圖5B分別示出病人側(cè)推車22和手術(shù)工具62。所述手術(shù)工具62是手術(shù)工具26的一個(gè)示例。所示的病人側(cè)推車22提供了三個(gè)手術(shù)工具26和一個(gè)成像設(shè)備28的操縱，該成像設(shè)備28如用于操作部位的圖像捕獲的立體內(nèi)窺鏡。由具有多個(gè)機(jī)器人接頭的機(jī)器人機(jī)構(gòu)提供操縱。所述成像設(shè)備28和所述手術(shù)工具26可以通過病人的切口被定位和操縱，以便運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)程中心保持在該切口處以最小化該切口的大小。該手術(shù)部位的圖像可以包括當(dāng)位于所述成像設(shè)備28的視場(chǎng)內(nèi)時(shí)所述手術(shù)工具26的遠(yuǎn)端圖像。

組織夾持末端執(zhí)行器

圖6A示出了手術(shù)工具70，其包括近側(cè)底架72、器械軸74和具有可以鉸接以夾持病人組織的夾鉗78的遠(yuǎn)端執(zhí)行器76。所述近側(cè)底架包括經(jīng)配置與病人側(cè)推車22的輸出耦合器接合并由其驅(qū)動(dòng)的輸入耦合器。所述輸入耦合器與彈簧組件80的輸入連桿驅(qū)動(dòng)地耦合。所述彈簧組件80安裝到所述近側(cè)底架72的框架82，并包括與設(shè)置在所述器械軸74內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)地耦合的輸出連桿。所述驅(qū)動(dòng)軸與所述夾鉗78驅(qū)動(dòng)地耦合。圖6B提供所述末端執(zhí)行器76的夾鉗78的特寫視圖。

圖7是圖6A的末端執(zhí)行器76的分解透視圖，其示出用來將驅(qū)動(dòng)軸84的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成所述末端執(zhí)行器76的對(duì)置夾鉗的鉸接的夾緊機(jī)構(gòu)。所述末端執(zhí)行器包括上夾鉗86、下夾鉗88、框架90、用于樞轉(zhuǎn)地安裝上夾鉗86和下夾鉗88到框架90的銷92和與所述驅(qū)動(dòng)軸84驅(qū)動(dòng)地耦合的導(dǎo)螺桿機(jī)構(gòu)94。所述導(dǎo)螺桿機(jī)構(gòu)94包括導(dǎo)螺桿96和經(jīng)由所述導(dǎo)螺桿96的旋轉(zhuǎn)沿所述框架90內(nèi)的狹槽100推進(jìn)和縮回的配合移動(dòng)螺母98。所述移動(dòng)螺母98包括與在上夾鉗86中的狹槽102和下夾鉗88中的狹槽104接合的相對(duì)延伸的凸部，從而導(dǎo)致在所述移動(dòng)螺母98沿所述狹槽100推進(jìn)或縮回時(shí)上夾鉗86和下夾鉗88圍繞所述銷92的鉸接。

圖8A和圖8B示出與圖7的夾緊機(jī)構(gòu)類似的一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)的操作。在所示的方向上旋轉(zhuǎn)所述驅(qū)動(dòng)軸84導(dǎo)致移動(dòng)螺母98向樞軸銷92進(jìn)行遠(yuǎn)側(cè)推進(jìn)，所述下夾鉗88和所述上夾鉗86通過該樞軸銷92樞轉(zhuǎn)地安裝到末端執(zhí)行器的框架90。如圖8B中所示，移動(dòng)螺母98的凸部嚙合在所述上夾鉗86中的狹槽102。所述移動(dòng)螺母98向所述樞軸銷92的遠(yuǎn)側(cè)推進(jìn)導(dǎo)致所述上夾鉗在所示的方向上旋轉(zhuǎn)，并導(dǎo)致所述下夾鉗88在相反方向上旋轉(zhuǎn)，從而打開該夾鉗。同樣地，所述移動(dòng)螺母98遠(yuǎn)離所述樞軸銷92的近側(cè)推進(jìn)導(dǎo)致該夾鉗關(guān)閉。因此，該夾鉗可以鉸接以夾持病人組織。

圖7、圖8A和圖8B中顯示的導(dǎo)螺桿型的夾緊機(jī)構(gòu)提供顯著的機(jī)械優(yōu)勢(shì)，其將由所述驅(qū)動(dòng)軸傳送的相對(duì)低的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成相對(duì)高的夾緊力。為了避免經(jīng)由具有這樣的顯著機(jī)械優(yōu)勢(shì)的機(jī)構(gòu)使組織遭受過大夾緊力，可以控制由所述驅(qū)動(dòng)軸傳送到所述夾緊機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩。

致動(dòng)力/轉(zhuǎn)矩的控制

圖9示意地示出用于控制傳送到末端執(zhí)行器的夾鉗的夾緊力的量的彈簧組件110。所述彈簧組件110包括由輸入耦合器(也稱為“針盤傳動(dòng)滑輪(dog)”)驅(qū)動(dòng)的輸入連桿112、與所述末端執(zhí)行器夾鉗驅(qū)動(dòng)地耦合的輸出連桿114和在所述輸入連桿112和所述輸出連桿114之間耦合的預(yù)載拉伸彈簧116。參照?qǐng)D9，當(dāng)所述輸入連桿112由所述輸入耦合器向右驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述拉伸彈簧116向右拉動(dòng)所述輸出連桿114，從而導(dǎo)致所述末端執(zhí)行器的夾鉗關(guān)閉。隨著該夾鉗開始夾持組織，進(jìn)一步關(guān)閉該夾鉗所需的力開始增加。為了進(jìn)一步關(guān)閉該夾鉗，傳送到該夾鉗的夾緊力增加。隨著該夾鉗繼續(xù)關(guān)閉，傳送到該夾鉗的漸增的夾緊力到達(dá)等于所述預(yù)載拉伸彈簧116中的力的水平。在該點(diǎn)處，所述輸入連桿112的進(jìn)一步向右運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述預(yù)載拉伸彈簧116開始拉伸，從而允許所述輸入連桿和所述輸出連桿開始分離。此后，所產(chǎn)生的傳送到該夾鉗的夾緊力受所述彈簧剛度(spring rate)和所述拉伸彈簧116的總撓度(deflection)的組合限制。

圖10示意地示出隨著所述輸入耦合器從其中所述夾鉗不夾持組織的初始位置(P(i))移動(dòng)到其中所述夾鉗開始夾持組織的接觸位置(P(c))，再移動(dòng)到其中通過所述彈簧組件110傳送的力到達(dá)其中所述預(yù)載拉伸彈簧116開始拉伸的點(diǎn)的中間位置(P(sep))，以及最后移動(dòng)到最終位置(P(f))，通過所述彈簧組件110傳送到所述末端執(zhí)行器夾鉗的夾緊力(也稱為“夾持力”)。當(dāng)所述輸入耦合器在初始位置(P(i))至接觸位置(P(c))之間移動(dòng)時(shí)，通過所述彈簧組件110傳送的力118保持為低，因?yàn)樗瞿┒藞?zhí)行器夾鉗尚未開始夾持組織。一旦所述末端執(zhí)行器夾鉗開始夾持組織(當(dāng)所述輸入耦合器到達(dá)接觸位置(P(c))時(shí))，所述輸入耦合器的進(jìn)一步向右運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致通過所述彈簧組件110傳送的力118以取決于由夾持的組織提供的阻力的速率增加。當(dāng)通過所述彈簧組件傳送的力到達(dá)預(yù)定水平(G_F(i))時(shí)，所述預(yù)載拉伸彈簧116開始拉伸，從而隨著所述輸入耦合器在中間位置(P(sep))和最終位置(P(f))之間繼續(xù)向右移動(dòng)，控制通過所述彈簧組件110傳送的力118的量。在沒有彈簧組件110的情況下，所述輸入耦合器在中間位置(P(sep))和最終位置(P(f))之間的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生未受控制的夾緊力120，其超過在所述輸入耦合器到達(dá)最終位置(P(f))時(shí)通過所述彈簧組件110傳送的最大控制夾緊力(G_F(f))。

圖11示意地示出在所述輸入耦合器在初始位置(P(i))和最終位置(P(f))之間的運(yùn)動(dòng)過程中所述預(yù)載拉伸彈簧116中的力。在所述拉伸彈簧116的零撓度(L(0))處，所述拉伸彈簧產(chǎn)生零彈簧力。在所述彈簧組件110中，所述拉伸彈簧116處于預(yù)載狀態(tài)，從而由于傳送的轉(zhuǎn)矩小于和等于所述預(yù)定水平而將所述輸入連桿和所述輸出連桿偏置在一起。因此，在所述輸入耦合器在初始位置(P(i))和中間位置(P(sep))之間的運(yùn)動(dòng)過程中，未發(fā)生所述拉伸彈簧116的拉伸(即所述彈簧撓度保持恒定L(i))和所產(chǎn)生的彈簧力在F(i)處保持恒定)。隨著所述輸入耦合器從中間位置(P(sep))移動(dòng)到最終位置(P(f))，所述拉伸彈簧116的彈簧撓度從L(i)增加到L(f)，從而導(dǎo)致所述彈簧力從F(i)增加到F(f)。因此，當(dāng)所述輸入耦合器從中間位置(P(sep))移動(dòng)到最終位置(P(f))時(shí)傳送到所述夾鉗的力是彈簧預(yù)載力(F(i))、拉伸彈簧116的彈簧剛度和拉伸彈簧116從L(i)到L(f)的撓曲量的函數(shù)。

圖12A示意地示出用于控制傳送到末端執(zhí)行器的夾鉗的夾緊力的量的扭力彈簧組件130。所述扭力彈簧組件130包括：與輸入耦合器(也稱為“針盤傳動(dòng)滑輪”)旋轉(zhuǎn)地耦合的輸入連桿132；與驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)地耦合的輸出連桿134，所述驅(qū)動(dòng)軸與所述末端執(zhí)行器夾鉗驅(qū)動(dòng)地耦合；接合元件136；和在所述輸入連桿132和所述輸出連桿134之間耦合的扭力彈簧138。所述輸出連桿134固定地連接到中心軸140(或與中心軸140是整體)。所述扭力彈簧組件130經(jīng)由軸承142旋轉(zhuǎn)地安裝到所述近端底架72的框架82。所述輸入連桿132和所述接合元件136經(jīng)安裝以圍繞所述中心軸140的中心軸線144旋轉(zhuǎn)。在所述輸入連桿132和所述輸出連桿134之間耦合的扭力彈簧138處于預(yù)載狀態(tài)。

在操作中，所述扭力彈簧組件130將轉(zhuǎn)矩從所述輸入連桿132傳送到所述輸出連桿134。參照?qǐng)D12B，當(dāng)傳送的轉(zhuǎn)矩146低于預(yù)定水平(即所述扭力彈簧138中預(yù)載的轉(zhuǎn)矩)時(shí)，所述扭力彈簧138中的預(yù)載水平足以偏置所述輸出連桿134以與所述接合元件136接觸，所述接合元件136進(jìn)而被偏置以與所述輸入連桿132接觸。參照?qǐng)D12C，當(dāng)傳送的轉(zhuǎn)矩146超過所述預(yù)定水平時(shí)，所述扭力彈簧138中的預(yù)載水平不足以保持在所述輸出連桿134、所述接合元件136和所述輸入連桿132之間的接觸，因此發(fā)生所述扭力彈簧138的額外旋轉(zhuǎn)變形。并且，當(dāng)傳送的轉(zhuǎn)矩146超過所述預(yù)定水平時(shí)，通過所述扭力彈簧組件130傳送的轉(zhuǎn)矩是通過所述扭力彈簧138傳送的。

所述接合元件136用于若干目的。對(duì)于小于所述預(yù)定水平的通過所述扭力彈簧組件130傳送的轉(zhuǎn)矩，所述接合元件136和所述輸入和輸出連桿132、134之間的接觸保持所述輸入連桿132和所述輸出連桿134之間的相對(duì)成角定向。對(duì)于超過所述預(yù)定水平的通過扭力彈簧組件130傳送的轉(zhuǎn)矩，所述接合元件136也用于增加可以發(fā)生在所述輸入連桿132和所述輸出連桿134之間的可能角偏轉(zhuǎn)量。例如，通過將所述輸入和輸出連桿配置有提供類似于由所述接合元件(例如，所述接合元件136可以與所述輸入連桿132制成整體，或所述接合元件136可以與所述輸出連桿134制成整體)提供的接觸的輸入和輸出連桿之間的直接接觸的特征，可以配置沒有接合元件的所述扭力彈簧組件130。在沒有接合元件136的這種實(shí)施例中，可以存在于所述輸入連桿132和所述輸出連桿134之間的可能角偏轉(zhuǎn)量可限于略小于360度(例如，約345度)。在具有可以圍繞所述中心軸線144旋轉(zhuǎn)的接合元件136的情況下，可以存在于所述輸入連桿132和所述輸出連桿134之間的可能角偏轉(zhuǎn)量可以較大(例如，約690度)?？梢允褂萌魏魏线m數(shù)量的接合元件136(例如，0、1、2、3或更多個(gè)等)，適用于所述輸入連桿132和所述輸出連桿134之間所需的可能角偏轉(zhuǎn)量。

所述扭力彈簧組件130，如同所述拉伸彈簧組件110，經(jīng)配置以控制在一個(gè)方向(即在對(duì)應(yīng)于所述末端執(zhí)行夾鉗關(guān)閉的方向)傳送的轉(zhuǎn)矩/力的量。對(duì)于在對(duì)應(yīng)于所述末端執(zhí)行器夾鉗打開的方向傳送的轉(zhuǎn)矩/力，所傳送的轉(zhuǎn)矩/力的方向進(jìn)一步增加至預(yù)載彈簧力，防止所述輸入連桿132和所述輸出連桿134之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)雙向控制，可以與所述扭力彈簧組件130串聯(lián)地添加相對(duì)配置的扭力彈簧組件(即控制在對(duì)應(yīng)于所述末端執(zhí)行器夾鉗打開的方向的轉(zhuǎn)矩的扭力彈簧組件)。

返回參照?qǐng)D10和相關(guān)討論，圖13示意地示出在初始角定向(對(duì)應(yīng)于圖10中的P(i))和最終角定向(對(duì)應(yīng)于圖10中的P(f))之間的輸入耦合器旋轉(zhuǎn)過程中所述扭力彈簧138的轉(zhuǎn)矩。在所述扭力彈簧138的零角撓度(角度(O))處，所述扭力彈簧產(chǎn)生零彈簧轉(zhuǎn)矩。在所述扭力彈簧組件130中，所述扭力彈簧138處于預(yù)載狀態(tài)，從而對(duì)于小于和等于預(yù)定水平的傳送轉(zhuǎn)矩而言將所述輸入連桿和所述輸出連桿偏置在一起。因此，在初始角定向和中間角定向(對(duì)應(yīng)于圖10中的P(sep))之間的輸入耦合器旋轉(zhuǎn)過程中，未發(fā)生所述扭力彈簧138的角偏轉(zhuǎn)(即所述彈簧角撓度保持恒定角度(i)，且所產(chǎn)生的彈簧轉(zhuǎn)矩在T(i)保持恒定)。隨著所述輸入耦合器從中間角定向移動(dòng)到最終角定向(對(duì)應(yīng)于圖10中的P(f))，所述扭力彈簧138的角撓度從角度(i)增加到角度(f)，從而將所述彈簧轉(zhuǎn)矩從T(i)增加到T(f)。因此，當(dāng)所述輸入耦合器從中間位置移動(dòng)到最終位置時(shí)傳送到所述夾鉗的轉(zhuǎn)矩是彈簧預(yù)載轉(zhuǎn)矩(T(i))、扭力彈簧138的彈簧剛度和從角度(i)到角度(f)的扭力彈簧138的角偏轉(zhuǎn)量的函數(shù)。

圖14示出所述機(jī)器人手術(shù)工具70的近側(cè)底架72。所述近側(cè)底架72包括所述框架82和與圖5A中所示的手術(shù)機(jī)器人的相應(yīng)輸出耦合器驅(qū)動(dòng)地接合的輸入耦合器(未示出)。安裝到所述框架82的是控制經(jīng)傳送以致動(dòng)所述末端執(zhí)行器夾鉗的轉(zhuǎn)矩的量的扭力彈簧組件150。所述扭力彈簧組件150經(jīng)由與相應(yīng)的一個(gè)所述輸入耦合器驅(qū)動(dòng)地耦合的輸入驅(qū)動(dòng)軸152接收輸入轉(zhuǎn)矩，和經(jīng)由輸出小齒輪154傳送輸出轉(zhuǎn)矩，該輸出小齒輪154與所述末端執(zhí)行器夾鉗經(jīng)由與支撐所述末端執(zhí)行器76的器械軸74的管腔一起設(shè)置的內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)地耦合。

圖15A單獨(dú)地示出所述扭力彈簧組件150。并且，圖15B示出所述扭力彈簧組件150的構(gòu)件的分解視圖。所述扭力彈簧組件150包括安裝到所述近側(cè)底架72的所述框架82的殼體156。所述殼體156支撐所述扭力彈簧組件150的子組件，包括輸入小齒輪子組件158和轉(zhuǎn)矩控制子組件160。

所述輸入小齒輪子組件158包括將從所述輸入驅(qū)動(dòng)軸152接收的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)移到所述轉(zhuǎn)矩控制子組件160的輸入小齒輪162。所述輸入小齒輪162由銷164支撐。所述銷164具有扁平外部166，和所述輸入小齒輪162具有被定形以與所述銷164和該銷的扁平外部166接合的孔168，以便與所述銷164一起旋轉(zhuǎn)。所述銷164經(jīng)由軸承170、172安裝到所述殼體。

所述轉(zhuǎn)矩控制子組件160包括輸入連桿174、接合元件176、輸出連桿178、支撐軸180、扭力彈簧182、支撐軸承184、186、188和輸出小齒輪190。所述支撐軸180被安裝，以經(jīng)由所述軸承184、188相對(duì)于所述殼體156旋轉(zhuǎn)。所述輸出小齒輪190由所述支撐軸180支撐，且包括其被定形以防止所述輸入小齒輪190相對(duì)于所述支撐軸180旋轉(zhuǎn)的孔192，從而使得所述輸出小齒輪190與所述支撐軸180一起旋轉(zhuǎn)。所述輸出連桿178由所述支撐軸180支撐。所述支撐軸180具有凸?fàn)畈糠?94。所述輸出連桿178具有孔196，其被定形以與所述支撐軸180及其凸?fàn)畈糠?94接合，以便與所述支撐軸180一起旋轉(zhuǎn)。所述輸出連桿178具有圓柱形外表面198，其被設(shè)定尺寸以容納和支撐所述扭力彈簧182。所述輸出連桿178也具有四個(gè)凸部200，其經(jīng)配置以與所述扭力彈簧182的端部202接合，以旋轉(zhuǎn)地耦合所述扭力彈簧182和所述輸出連桿178。所述輸入連桿174由所述支撐軸180支撐，以相對(duì)于所述支撐軸180旋轉(zhuǎn)。所述輸入連桿174具有圓柱形外表面204，其被設(shè)定尺寸以容納和支撐所述扭力彈簧182。所述接合元件176由所述支撐軸180支撐，以相對(duì)于所述支撐軸180旋轉(zhuǎn)。所述接合元件176包括與所述輸入和輸出連桿的內(nèi)部突出部分接合的縱向凸部208。所述扭力彈簧182以預(yù)載配置安裝，從而當(dāng)通過所述轉(zhuǎn)矩控制子組件160傳送的轉(zhuǎn)矩小于所述扭力彈簧182的預(yù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)旋轉(zhuǎn)地偏置所述輸入和輸出連桿以與所述接合元件176的縱向凸部208接觸。

圖15C示出所述輸入連桿174如何經(jīng)配置以與所述扭力彈簧182耦合。如截面C-C中所示，所述輸入連桿174具有孔206，其接收所述扭力彈簧182的彎曲端，從而耦合所述扭力彈簧182的該端與所述輸入連桿174。

在操作中，所述轉(zhuǎn)矩控制組件160通過采用圖12A、12B和12C的扭力彈簧組件130所用的相同方法經(jīng)由所述輸出小齒輪190控制轉(zhuǎn)移到所述末端執(zhí)行器夾鉗的轉(zhuǎn)矩水平。例如，對(duì)于小于所述扭力彈簧182的預(yù)載轉(zhuǎn)矩的傳送轉(zhuǎn)矩，所述輸出連桿178以與所述輸入連桿174相同的速率旋轉(zhuǎn)。當(dāng)傳送轉(zhuǎn)矩超過所述扭力彈簧182的預(yù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，傳送轉(zhuǎn)矩的任何額外增加導(dǎo)致所述扭力彈簧182的額外角偏轉(zhuǎn)，這允許所述輸出連桿178以比所述輸入連桿174更慢的速率旋轉(zhuǎn)，從而控制傳送到所述末端執(zhí)行器夾鉗的轉(zhuǎn)矩量，進(jìn)而控制所述末端執(zhí)行器夾鉗的夾持力的量。

應(yīng)用

本文公開的手術(shù)組件和器械可以在任何合適的應(yīng)用中使用。例如，本文公開的手術(shù)組件可以在用于開放式或微創(chuàng)(單端口或多端口)操作的手動(dòng)或電動(dòng)、手持式或機(jī)器人式、直接控制或遙控操作的其他手術(shù)器械中使用。

控制手術(shù)器械中的夾持力的方法

圖16示出根據(jù)許多實(shí)施例的用于控制手術(shù)器械中的夾持力的方法210的動(dòng)作。方法210可以例如通過使用本文公開的手術(shù)組件和器械中的任何一個(gè)進(jìn)行實(shí)踐。

方法210包括致動(dòng)彈簧組件的輸入連桿(動(dòng)作212)。例如，輸入連桿的致動(dòng)可以包括相對(duì)于手術(shù)器械的夾持機(jī)構(gòu)平移所述輸入連桿。作為另一示例，輸入連桿的致動(dòng)可以包括相對(duì)于手術(shù)器械的夾持機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)所述輸入連桿。

方法210進(jìn)一步包括將致動(dòng)力從所述輸入連桿轉(zhuǎn)移到所述彈簧組件的輸出連桿(動(dòng)作214)。所述致動(dòng)力的轉(zhuǎn)移可以包括通過所述彈簧組件的預(yù)載彈簧轉(zhuǎn)移所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的力。

方法210進(jìn)一步包括當(dāng)所轉(zhuǎn)移的致動(dòng)力低于所述彈簧組件的預(yù)載彈簧的預(yù)定水平時(shí)，抑制所述輸入連桿和所述輸出連桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(動(dòng)作216)。所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的抑制可以包括用預(yù)載彈簧使所述輸入連桿和所述輸出連桿相對(duì)于彼此約束。并且，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的抑制可以包括接合所述輸入連桿與接合連桿以及接合所述接合連桿與所述輸出連桿，所述輸入和輸出連桿通過所述預(yù)載彈簧與所述接合連桿保持接觸。在許多實(shí)施例中，所述輸入連桿、所述輸出連桿和所述接合連桿被約束以圍繞共同旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且所述預(yù)載彈簧包括在所述輸入連桿和所述輸出連桿之間耦合的扭力彈簧。

方法210進(jìn)一步包括當(dāng)所轉(zhuǎn)移的致動(dòng)力增加至高于所述預(yù)定水平時(shí)通過使所述預(yù)載彈簧變形而相對(duì)于所述輸出連桿移動(dòng)所述輸入連桿(動(dòng)作218)。并且，方法210進(jìn)一步包括經(jīng)由所述輸出連桿致動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)(動(dòng)作220)。在許多實(shí)施例中，致動(dòng)所述夾持機(jī)構(gòu)，以便夾持病人組織。

方法應(yīng)用

本文公開的方法可以在任何合適的應(yīng)用中使用。例如，本文公開的方法可以在用于開放式或微創(chuàng)(單端口或多端口)操作的手動(dòng)或電動(dòng)、手持式或機(jī)器人式、直接控制或遙控操作的手術(shù)器械中使用。這樣的手術(shù)器械的示例包括微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)器械，如本文所公開的那些。

其他變化是在本發(fā)明的精神內(nèi)。因此，雖然本發(fā)明可以容許各種修改和替代結(jié)構(gòu)，但某些其示出的實(shí)施例在附圖中顯示且已在上文詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)該理解的是，無意圖將本發(fā)明限制到具體形式或所公開的形式，但相反，意圖是涵蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、替代結(jié)構(gòu)和等同物，如在所附權(quán)利要求書中所限定的那樣。

術(shù)語“力”被解釋為包括力和轉(zhuǎn)矩(特別是在所附權(quán)利要求書的背景下)，除非本文另有說明外，或與上下文明顯相矛盾。術(shù)語“一(a)”和“一個(gè)(an)”和“該(the)”及在描述本發(fā)明的背景下(特別是在所附權(quán)利要求書的背景下)的類似指代被解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非本文另有說明或與上下明顯相矛盾。術(shù)語“包含”、“具有”、“包括”和“含有”被解釋為開放式術(shù)語(即，指“包括但不限于”)，除非另有說明。術(shù)語“連接”被解釋為部分或全部被包含在其中、附著于其或結(jié)合在一起，即使有一些事物介于其間。本文中的各值的范圍的敘述僅意圖充當(dāng)分別指代落在該范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)值的簡(jiǎn)化方法，除非本文另有明確指出，并且每個(gè)單獨(dú)的值包含在本說明書內(nèi)，如同其被本文單獨(dú)敘述。本文描述的所有方法可以以任何合適的順序執(zhí)行，除非本文另有明確指出或與上下文明顯相矛盾。本文提供的任何和所有示例或示例性語言(例如，“如”)的使用僅意圖更好地闡明本發(fā)明的實(shí)施例，并不限制本發(fā)明的范圍，除非另有要求。本說明書中的語言不應(yīng)被解釋為將任何非要求的元件指示是對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐必不可少的。

本文描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括用于實(shí)施本發(fā)明的發(fā)明人已知的最佳方式。在閱讀上述說明時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說那些優(yōu)選實(shí)施例的變化可能變得明顯。本發(fā)明人預(yù)期熟練的技術(shù)人員適當(dāng)?shù)夭捎眠@樣的變化，且本發(fā)明人意圖在本文具體描述以外實(shí)踐本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括適用法律所允許的所附權(quán)利要求書中敘述的主題的所有修改和等同物。此外，本發(fā)明包含上述元件在其所有可能變化中的任何組合，除非本文另有明確指出或與上下文明顯相矛盾。

本文引用的所有參考文獻(xiàn)，包括出版物、專利申請(qǐng)和專利，通過引用并入本文，達(dá)到與如果每個(gè)參考文獻(xiàn)單獨(dú)地和特別地指出通過引用而并入以及在本文中全部闡述的相同的程度。