本公開(kāi)內(nèi)容的方面主要涉及用于遠(yuǎn)程可控器械的器械適配器，以及相關(guān)的裝置、系統(tǒng)和方法。具體而言，本公開(kāi)內(nèi)容的方面涉及用于在無(wú)菌環(huán)境下進(jìn)行的程序(如醫(yī)學(xué)程序)中的器械無(wú)菌適配器及相關(guān)的裝置、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、如用于醫(yī)學(xué)程序、工業(yè)程序或其它程序的遠(yuǎn)程可控器械通常包括位于軸的一個(gè)端部處的末端執(zhí)行器和位于軸的相對(duì)端部處的力傳遞組件。末端執(zhí)行器執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)功能(例如夾持、切割、成像等)，并通過(guò)致動(dòng)元件而聯(lián)接到力傳遞組件的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)輸入。驅(qū)動(dòng)輸入接收驅(qū)動(dòng)力或其它輸入(例如電等)，以控制器械的運(yùn)動(dòng)自由度和/或功能。在某些系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)力或其它輸入通過(guò)與器械聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)輸出接口提供給力傳遞組件的驅(qū)動(dòng)輸入。例如，驅(qū)動(dòng)輸出接口可是器械可拆卸地聯(lián)接的計(jì)算機(jī)輔助遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的操縱器的一部分，其中該接口包括一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出以供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力或其它輸入。此類(lèi)計(jì)算機(jī)輔助遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)此類(lèi)操縱器，其可以支撐、移動(dòng)和/或提供力以操縱與之聯(lián)接的器械，操縱器及其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輸出可以在例如具有用戶(hù)操縱輸入裝置的控制臺(tái)處的操作員的遠(yuǎn)程控制下進(jìn)行操作。

2、在某些配置中，可在器械和提供驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)輸出接口之間插入器械適配器。例如，器械適配器可包含聯(lián)接器，這些聯(lián)接器將位于適配器一側(cè)上的接口的驅(qū)動(dòng)輸出與位于適配器的另一側(cè)上的器械的驅(qū)動(dòng)輸入相聯(lián)接。適配器的聯(lián)接器將驅(qū)動(dòng)輸出的驅(qū)動(dòng)力/運(yùn)動(dòng)機(jī)械地傳遞到驅(qū)動(dòng)輸入。器械適配器還可包含有助于將器械附接或安裝至接口的附接特征，其中適配器直接安裝至接口并且器械進(jìn)而安裝至適配器。

3、各種醫(yī)學(xué)程序，如手術(shù)、診斷、治療或成像程序，可需要在包括患者以及在患者周?chē)欢ň嚯x內(nèi)的環(huán)境中的無(wú)菌區(qū)。一些工業(yè)程序(例如敏感電子元件的制造)也可需要或受益于建立無(wú)菌區(qū)。無(wú)菌區(qū)是指區(qū)域內(nèi)對(duì)象的任何暴露表面都保持無(wú)菌狀態(tài)(即基本上不含一種或多種污染物(如生物病原體、灰塵、油等)的狀態(tài))的區(qū)域。無(wú)菌屏障裝置，如無(wú)菌簾布(drapes)等，可以通過(guò)覆蓋非無(wú)菌表面并將無(wú)菌屏障裝置的無(wú)菌表面暴露于無(wú)菌區(qū)的環(huán)境，而不是對(duì)象的現(xiàn)在被覆蓋的表面，來(lái)幫助建立此類(lèi)無(wú)菌區(qū)。以此方式，對(duì)象的被覆蓋表面的無(wú)菌性缺失不會(huì)影響無(wú)菌區(qū)的無(wú)菌性。

4、除了將器械與接口聯(lián)接外，器械適配器還可以配置為在器械與器械所聯(lián)接到的接口之間提供無(wú)菌屏障。在這種情況下，器械適配器可以被稱(chēng)為器械無(wú)菌適配器(“isa”)。isa可以與其它無(wú)菌屏障裝置(如無(wú)菌簾布)結(jié)合使用，以在環(huán)境或工作現(xiàn)場(chǎng)的至少一部分中或周?chē)o(wú)菌區(qū)。例如，在某些情況下，isa和無(wú)菌簾布可以聯(lián)接在一起，以形成共同在設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī)輔助遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的操縱器)的部分(包括器械可與之聯(lián)接的設(shè)備的接口)周?chē)鷦?chuàng)建無(wú)菌屏障的無(wú)菌簾布組件。在這些示例中，isa插入在設(shè)備的接口和安裝在其上的器械之間，與isa聯(lián)接的無(wú)菌簾布用于覆蓋設(shè)備的其余部分(例如，操縱器臂)。在器械和接口聯(lián)接在一起的區(qū)域使用isa的好處是，isa可以設(shè)計(jì)為在仍然保持無(wú)菌屏障的同時(shí)，促進(jìn)操縱器接口的驅(qū)動(dòng)輸出與器械的力傳遞組件的驅(qū)動(dòng)輸入之間的力和運(yùn)動(dòng)傳遞，而無(wú)菌簾布或其它屏障裝置可能并不總是適合這種用途，因?yàn)楹煵伎赡軙?huì)干擾驅(qū)動(dòng)輸出和驅(qū)動(dòng)輸入之間的接合，干擾驅(qū)動(dòng)輸出/驅(qū)動(dòng)輸入的運(yùn)動(dòng)，和/或被驅(qū)動(dòng)輸出的運(yùn)動(dòng)損壞。

5、當(dāng)使用器械適配器(無(wú)論是否無(wú)菌)將器械與驅(qū)動(dòng)輸出接口聯(lián)接時(shí)，適配器的每個(gè)聯(lián)接器與接口的對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)輸出和器械的對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)輸入正(剛性，positively)接合是重要的，以便可以實(shí)現(xiàn)上述的力/運(yùn)動(dòng)的傳遞。具體地，適配器的每個(gè)聯(lián)接器都包含接合特征(如凸和/或凹特征)，這些特征被配置為與驅(qū)動(dòng)輸出和驅(qū)動(dòng)輸入的對(duì)應(yīng)互補(bǔ)接合特征(分別為互補(bǔ)凹和/或凸特征)相匹配。當(dāng)這樣接合時(shí)，接合特征和互補(bǔ)接合特征將驅(qū)動(dòng)輸出、聯(lián)接器和驅(qū)動(dòng)輸入機(jī)械地聯(lián)接在一起，使得它們被限制以移動(dòng)在一起，從而將驅(qū)動(dòng)力/運(yùn)動(dòng)從驅(qū)動(dòng)輸出傳遞到驅(qū)動(dòng)輸入。為了使聯(lián)接器的接合特征與驅(qū)動(dòng)輸出/輸入的互補(bǔ)接合特征成功接合，接合和互補(bǔ)接合特征通常需要彼此對(duì)準(zhǔn)。然而，在適配器和/或器械的安裝/設(shè)置過(guò)程中，這種對(duì)準(zhǔn)最初可能不會(huì)發(fā)生。為了解決這個(gè)問(wèn)題，一些系統(tǒng)被配置為在isa和/或器械安裝后執(zhí)行聯(lián)接程序，以嘗試使接合和互補(bǔ)接合特征對(duì)準(zhǔn)。例如，聯(lián)接程序可包括以預(yù)定方式致動(dòng)驅(qū)動(dòng)輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出，同時(shí)迫使聯(lián)接器和驅(qū)動(dòng)輸出/輸入在一起，直到接合和互補(bǔ)特征對(duì)準(zhǔn)。然而，盡管執(zhí)行了聯(lián)接程序，適配器聯(lián)接器與其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輸出或驅(qū)動(dòng)輸入之間的正接合可仍然難以實(shí)現(xiàn)。因此，需要提高器械適配器的聯(lián)接器與驅(qū)動(dòng)輸出和/或驅(qū)動(dòng)輸入實(shí)現(xiàn)正接合的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)的多種實(shí)施方式可以解決上述問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)，和/或可以展示上述期望特征中的一個(gè)或多個(gè)。從下面的描述中，其它特征和/或優(yōu)點(diǎn)可能會(huì)變得顯而易見(jiàn)。

2、根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式，用于將驅(qū)動(dòng)輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出可操作地聯(lián)接到器械的驅(qū)動(dòng)輸入的適配器包括框架和聯(lián)接到框架的聯(lián)接器?？蚣馨ㄅ渲脼榘惭b至驅(qū)動(dòng)輸出接口的第一面和配置為接收安裝在其上的器械的第二面。聯(lián)接器包括配置為在框架安裝至驅(qū)動(dòng)輸出接口的狀態(tài)下與驅(qū)動(dòng)輸出接合的一個(gè)或多個(gè)輸出接合特征。聯(lián)接器還包括配置為在器械安裝至框架的狀態(tài)下與驅(qū)動(dòng)輸入接合的一個(gè)或多個(gè)輸入接合特征。聯(lián)接器還包括一個(gè)或多個(gè)順應(yīng)性特征，所述一個(gè)或多個(gè)順應(yīng)性特征配置為允許輸入接合特征中的第一輸入接合特征在聯(lián)接器與驅(qū)動(dòng)輸出接合并且輸入接合特征中的第二輸入接合特征與驅(qū)動(dòng)輸入的面向聯(lián)接器表面接觸的狀態(tài)下朝向器械移動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，順應(yīng)性特征包括傾斜特征，傾斜特征被配置為接觸驅(qū)動(dòng)輸出，使得在聯(lián)接器與驅(qū)動(dòng)輸出接合的狀態(tài)下，聯(lián)接器可繞由傾斜特征限定的傾斜軸線傾斜。在一些實(shí)施方式中，順應(yīng)性特征包括柔性支撐構(gòu)件，該柔性支撐構(gòu)件將第二輸入接合特征聯(lián)接到聯(lián)接器的其余部分，使得第二輸入接合特征可通過(guò)柔性支撐構(gòu)件的撓曲相對(duì)于聯(lián)接器的其余部分移動(dòng)。

3、根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式，用于將驅(qū)動(dòng)輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出可操作地聯(lián)接到器械的驅(qū)動(dòng)輸入的適配器包括框架和聯(lián)接到框架的聯(lián)接器?？蚣馨ū慌渲脼榘惭b至驅(qū)動(dòng)輸出接口的第一面和被配置為接收安裝在其上的器械的第二面。聯(lián)接器包括被配置為在框架安裝至驅(qū)動(dòng)輸出接口的狀態(tài)下與驅(qū)動(dòng)輸出接合的一個(gè)或多個(gè)第一接合特征。聯(lián)接器還包括被配置為在器械安裝至框架的狀態(tài)下與驅(qū)動(dòng)輸入接合的一個(gè)或多個(gè)第二接合特征。聯(lián)接器還包括一個(gè)或多個(gè)順應(yīng)性特征，一個(gè)或多個(gè)順應(yīng)性特征被配置為在聯(lián)接器與驅(qū)動(dòng)輸出接合的狀態(tài)下允許與第二接合特征相切的接合軸線響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)輸入的面向聯(lián)接器表面與第二接合特征中的一個(gè)的接觸而相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輸入傾斜。在一些實(shí)施方式中，順應(yīng)性特征包括傾斜特征。在一些實(shí)施方式中，順應(yīng)性特征包括柔性支撐構(gòu)件。

4、根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式，用于將驅(qū)動(dòng)輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出可操作地聯(lián)接到器械的驅(qū)動(dòng)輸入的適配器包括框架和聯(lián)接到框架的聯(lián)接器?？蚣馨ū慌渲脼榘惭b至驅(qū)動(dòng)輸出接口的第一面和被配置為接收安裝在其上的器械的第二面。聯(lián)接器包括被配置為在框架安裝至驅(qū)動(dòng)輸出接口的狀態(tài)下與驅(qū)動(dòng)輸出接合的一個(gè)或多個(gè)第一接合特征。聯(lián)接器還包括被配置為在器械安裝至框架的狀態(tài)下與驅(qū)動(dòng)輸入接合的一個(gè)或多個(gè)第二接合特征。聯(lián)接器還包括一個(gè)或多個(gè)傾斜特征，一個(gè)或多個(gè)傾斜特征被配置為接觸驅(qū)動(dòng)輸出，使得在聯(lián)接器與驅(qū)動(dòng)輸出接合的狀態(tài)下，聯(lián)接器可繞由傾斜特征限定的傾斜軸線傾斜。

5、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施方式，適配器包括框架和可移動(dòng)地聯(lián)接到框架的聯(lián)接器。框架包括被配置為安裝至驅(qū)動(dòng)輸出接口的第一面和被配置為接收安裝在其上的器械的第二面。聯(lián)接器被配置為將驅(qū)動(dòng)輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出聯(lián)接到器械的驅(qū)動(dòng)輸入并且能夠繞第一軸線旋轉(zhuǎn)。在聯(lián)接器與驅(qū)動(dòng)輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出接合的狀態(tài)下，聯(lián)接器能夠繞垂直于第一軸線的第二軸線相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輸出傾斜。

6、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施方式，無(wú)菌簾布組件包括器械無(wú)菌適配器和與器械無(wú)菌適配器聯(lián)接的簾布。器械無(wú)菌適配器包括框架和可移動(dòng)地聯(lián)接到框架的聯(lián)接器?？蚣馨ū慌渲脼榘惭b至設(shè)備的驅(qū)動(dòng)輸出接口的第一面和被配置為接收安裝在其上的器械的第二面。簾布聯(lián)接到框架并被配置為覆蓋設(shè)備的一部分。聯(lián)接器包括被配置為在框架安裝至驅(qū)動(dòng)輸出接口的狀態(tài)下與驅(qū)動(dòng)輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出接合的一個(gè)或多個(gè)第一接合特征。聯(lián)接器還包括被配置為在器械安裝至框架的狀態(tài)下與器械的驅(qū)動(dòng)輸入接合的一個(gè)或多個(gè)第二接合特征。聯(lián)接器還包括一個(gè)或多個(gè)傾斜特征，所述一個(gè)或多個(gè)傾斜特征被配置為接觸驅(qū)動(dòng)輸出，使得在聯(lián)接器與驅(qū)動(dòng)輸出接合的狀態(tài)下，聯(lián)接器可繞傾斜特征定義的傾斜軸線傾斜。

7、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施方式，使用適配器將驅(qū)動(dòng)輸出接口與器械聯(lián)接的方法包括：將適配器安裝至驅(qū)動(dòng)輸出接口，將適配器的聯(lián)接器與驅(qū)動(dòng)輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出接合，將器械安裝至適配器，以及通過(guò)使聯(lián)接器相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輸出傾斜同時(shí)旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器，將聯(lián)接器與器械的驅(qū)動(dòng)輸入接合。

8、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施方式，一種將器械與適配器聯(lián)接的方法，該適配器與驅(qū)動(dòng)輸出接口聯(lián)接，該方法包括在適配器的聯(lián)接器與驅(qū)動(dòng)輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出接合的狀態(tài)下，通過(guò)以下步驟將聯(lián)接器的第二接合特征與器械的驅(qū)動(dòng)輸入接合：旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器，以及使聯(lián)接器相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輸出傾斜并同時(shí)旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器。