CN110582239A - 微创装置及*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种引入(introducer)装置和***。所述引入装置包括纵长本体，所述纵长本体包括至少一个大小定制为和经配置为用于支持医疗器械从中输送的管腔。所述纵长本体的第一部分是可操纵的(steerable)，并且所述纵长本体的第二部分是可伸长和缩短的。

Description

微创装置及***
技术领域及背景技术
本发明是有关于一种用于微创(minimally invasive)外科手术的装置和***，特别是有关于一种可操纵的引入装置或引入***，其能与外科手术器械一起用于在身体的腔或通道里执行微创手术(minimally invasive procedure)。
微创手术中广泛使用诸如内窥镜和导尿管等医疗装置来观察或处理器官、腔体、通道和组织(tissues)。通常，这样的装置包括纵长的装置本体，其设计用来在身体/人体的腔室、血管或组织里运输和定位远程安装的器械(例如，手术刀、抓紧器、或照像机/照像机透镜)。
由于这样的装置通过运输端口或天然开孔来运送、并且在解剖学上受限的空间(anatomically constrained space)里进行使用，故而期望所述医疗器械或者至少它的一部分通过使用位于人体外(在所述医疗器械的近端处)的控制装置在人体内是可操纵的、或者容易操作的，所述运输端口通过形成在组织壁体(例如腹部壁体)里的切口定位。这样的操控可以使得操作人员在体内引导所述装置，并且准确定位所述远程安装的器械到某个解剖学标志处。
尽管可操控装置提高了外科医生准确定位远程安装的器械到某个解剖学标志处的能力，但是这些装置体积大、重量重、并且要求冗长和复杂的设置程序。另外，大多数可操控装置具有有限的运动范围并且使用大的接口控制台，这样的接口控制台会全使得外科医生距离病人远并且要求支持人员。
如此，需要能够用于在身体/人体腔内更准确定位效应器(effector)在解剖学标志处的微创装置和***，而免受现有技术的装置的前述限制。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种用于微创手术的***，包括：(a)具有纵长本体的第一装置，所述纵长本体包括具有远端开孔的第一管腔，所述纵长本体的至少一部分是可操纵的；(b)第二装置，其可位于所述第一管腔内、并具有从所述远端开孔伸出的远端部分；及(c)支撑架和独立联接到所述第一装置和所述第二部分的近端部分的轨道，其中所述轨道配置为使得所述第二装置相对所述第一装置沿所述轨道的纵轴是可移动的。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述第二装置的所述远端部分是可操纵的。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述***进一步包括可联接到所述第一装置的近端的第一电机组和可联接到所述第二装置的近端的第二电机。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述第一电机组配置为操纵所这纵长本体的所述至少一部分。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述第二电机组配置为操纵所述第二装置的所述远端部分。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述纵长本体经由进入位置可定位于身体的腔室/管腔里。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述第二装置包括具有远端开孔的第二管腔。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述***进一步包括在其远端具有工具的第三装置，所述第三装置可设于所述第二管腔里，所述工具从所述第二管腔的所述远端开孔伸出。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述工具是抓紧器、注射针或套子。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述轨道包括线性致动器，用于沿所述纵轴相对于所述第一装置移动所述第二装置。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述第二装置包括联接到所述远端部分的工具。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述工具是抓紧器、注射针或套子。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述纵长本体的所述至少一部分包括至少两个独立的可操纵区域。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述远端部分长度是10-50mm。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述支撑架可联接到床架或落地支架。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述第一装置包括至少一个控制把手用于手动控制所述纵长本体的所述至少部分。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述第一装置包括冲洗管腔和吸入管腔。
根据本发明的另一方面，提供一种用于微创手术的引入装置，包括：包括至少一个大小定制为和经配置为用于支持医疗器械从中输送的管腔的纵长本体，其中所述纵长本体的第一部分是可操纵的，并且所述纵长本体的第二部分是可伸长和缩短的。
根据本发明的另一方面，提供一种所述引入装置的***，并且所述医疗器械位于所述至少一个管腔里面。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述医疗器械包括可操纵的远端部分。
根据如下所描述的本发明的较佳实施例中的进一步特征，所述远端部分可锁至所述引入装置的所述第二部分，以使得当所述医疗器械相对于所述引入装置移动时，所述纵长本体的所述第二部分是可伸长和缩短的。
本发明通过提供一种可操纵的引入装置或引入***成功解决了现有技术的缺点，所述引入装置或引入***能够用于微创手术。
除非另行定义，本说明书中使用的所有技术和科学术语与本发明所属的技术领域一般技术人员所通常理解的具有相同含义。尽管可以在本发明的实施或测试中使用与本说明书中所描述的相似或等同的方法和材料，合适的方法和材料如下所述。为避免冲突，所述专利说明书，包括定义，优先适用。另外，所述材料、方法和实例仅为说明性的，而不是限制性的。
附图说明
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。现特别具体参考所述附图，要强调的是，所示各部件是通过示例的方式，并且仅用于说明性讨论本发明的较佳实施例，并且以相信是对于理解本发明的原理和概念各方面最有用和最容易的方式在此进行描述。于此，仅以对本发明的基本理解为必要来显示本发明的结构细节，本说明书及其附图会使得本领域一般技术人员清楚本发明在实施时可以展现的若干形式。
在所述附图中：
图1所示为本发明具有两个机动的(motorized)引入装置和机动的外科器械的实施例，所述机动的外科器械联接到支撑架的轨道。
图2A-C所示为图1所示的所述***的外部引入装置(图2A)、内部引入装置(图2B)和外科器械(图2C)。
图3A-D所示为所述外部引入装置(图3A、3D)、其电机界面部分(图3B)及其杆管腔(图3C)。
图4所示为本发明具有机动可伸缩的引入装置和机动的外科器械的另一实施例，所述引入装置联接到支撑架，所述外科器械联接到轨道。
图5A-B显示了所述轨道(图5A)及其线性致动器部分(图5B)。
图6显示了为图4的所述***的各种机动(主动)和非机动(被动)运动。
图7A-B所示为图4的所这可伸缩引入装置和用于在所述可伸缩引入装置(图7B)的管腔内定位的进入端口工具(图7A)。
图8A-C所示为本发明的所述可伸缩引入装置，显示了铰接区域(articulatingregion)和电机架联接器(motor pack connectors)。
图9A-D所示为所述外科器械电机组(图9A-B)和所述引入装置电机架(图9C-D)，显示了前部杆(图9A、9C)和后部电联接器(图9B、9D)。
图10A-B所示为未联接的(图10A)和已联接的(图10B)电机架和电缆联接器。
图11所示为具有电机架和线缆界面的所述外科器械。
图12A-B所示为位于可伸缩引入装置(图12A)和用于锁住所述外科器械的杆到所述可伸缩引入装置的杆的锁定机构(图12B)。
图13所示为所述外科器械的铰接区域，显示了铰接线缆(articulation wires)和驱动端部效应器(end effector)的中央线缆。
图14A-K所示为在微创手术中本发明***的安装和使用。
图15所示为根据本发明的教导而构建的引入装置***的原型。
具体实施方式
本发明提供一种能用于微创手术的装置和***。具体地，本发明能用于在微创手术中在体内腔室(例如：腹腔)或管腔(例如：胃肠道(GI tract))内引入、操纵和控制外科器械。
本发明的原理和运行可参考附图和随后的描述来更好地理解。
在具体说明本发明的至少一个实施例之前，应理解本发明不应限制于将在下文描述和举例说明的具体细节。本发明可以有其它实施例、或者可以实施或执行为其它方式。而且，应理解，本说明书中所使用的遣词造句和术语是用以描述本发明，而非用以限制本发明。
具有铰接区域(articulating region)且可从外部进行操纵的外科器械在本领域是已知的。这样的器械通过天然开口(例如：嘴巴或***)或人为形成的入口(在腹部壁体中的小切口)可被引入到体内腔室或管腔里面。
与非操纵型现有技术相比，可操纵式外科手术器械可更容易地被调动到解剖学位置处，并且因而，使用这样的器械提高外科手术的准确度和输出，同时降低手术时间。
当将本发明付诸实践，本发明人通过设计可操纵的引入装置和引入***来寻求提高可操纵及不可操纵的器械的可操控性能。如下进一步描述的，本发明引入装置可能用来在身体腔室或管腔内操控外科手术器械，或者提高可操纵外科手术器械的操控性能，从而提供效应装置端(effector end)(诸如抓紧器、注射针、篮(basket)、气囊(balloon)、照相机、刀片、套子(snare)，等)精准的体内定位。
如此，根据本发明的一方面提供一种用于微创手术装置和***。如在本说明书中所使用的，术语“微创手术(minimally invasive procedure)”指的是通过进入体内腔室(例如，腹部的的、胸部、颅骨的)或管腔(例如，胃肠道、管腔或血管)的自然或人为制造的进入位置来实施的外科手术(医疗的)或诊断程序。
本发明***包括一个或多个引入装置(于此还称为第一或第二装置)和外科手术器械(于此还称为第三装置)。
所述引入装置具有纵长的本体(杆)，所述本体包括一个或多个可操纵部分(具有铰接元件(articulating elements))，而所述外科手术器械可以是柔性的非可操纵器械(aflexible non-steerable instrument)(例如，照相机或光纤)，或具有带一个或多个可操纵部分的杆的可操纵的器械(a steerable instrument)。
本发明的每个引入装置包括用于容纳额外的引入装置(可操纵的或不可操纵的)或外科手术器械(可操纵的或不可操纵的)的中央管腔(也可称为第一管腔)。
本发明的所述引入装置可包括额外的管腔(第二、第三、第四和第五)，用于冲洗(irrigation)、发送(aspiration)、照相机/光纤和额外的外科手术器械。
所述引入装置还可包括可伸缩部分，其可手动或通过安装在其内的引入装置或外科手术器械的运动来被伸出或收缩。所述安装在其内的引入装置或外科手术器械的运动可以通过将外科手术器械的远端区域(在邻近所述可操纵部分的点)锁定到所述引入装置的所述可伸缩部分，使得所述外科手术器械在所述引入装置中的向内和向外的运动(分别)伸出和收缩所述可伸缩部分。
本发明所述引入装置和外科手术器械的可操纵部分可由铰接连杆(articulatinglink)、具有切口的导管或相似元件构建而得。本领域已知许多可操纵杆部分的实例，例如，第2,498,692、4,753,223、6,126,649、5,873,842、7,481,793、6,817,974、7,682,307号美国专利和公开号为20090259141的美国专利申请。
所述可操纵部分的偏离典型地是由一个或多个控制线缆来实现，所述控制线缆沿所述引入装置的所述杆延伸到所述可操纵部分的远端。
每个控制线缆的近端联接到设计用来拉所述线缆以施加力的齿轮机构，所述力使所述可操纵部分沿所述被拉的线缆的方向偏离。所述齿轮机构可以手动驱动(通过把手或操纵杆)或者通过联接的电机架(具有外部电控机构)来驱动。
所述装置效应器端(安装在远端处的器械)通过一个或多个额外的线缆来控制，所述额外的线缆类似地联接到所述齿轮机构。
本发明***的所述引入装置和外科手术器械可以独立地联接到支撑架，所述支撑架反过来联接到手术室的地板或固定设施(例如，床)。
所述支撑架相对于所述进入位置稳定所述引入装置，并且安装在所述架或引入装置上的轨道供所述外科手术器械通过线性致动器移动进入身体腔室/管腔、或从所述身体腔室/管腔出来。
所述引入装置和外科手术装置可以如下若干构造中的一种联接到所述支撑架和所述轨道：
(i)可伸缩式(可操纵或不可操纵的)引入装置-非可操纵的外科手术器械；该配置可用在身体腔室内(例如，腹腔镜手术)。
(ii)可伸缩式(可操纵或不可操纵的)引入装置-非可操纵的照相机；该配置可用于身体腔室内。
(iii)可伸缩式(可操纵或不可操纵的)引入装置-可操纵的外科手术器械；该配置可用于身体腔室内。
(iv)可伸缩式引入装置-可操纵的外科手术器械；该配置可用于身体腔室和天然开口内(例如，内窥镜诊断程序)。
(v)可操纵的第一引入装置-可操纵的第二引入装置和可操纵的-非可操纵的外科手术器械；该配置可用于身体腔室和天然开孔内。
当组合到***中时，所述引入装置和外科手术器械每一个都较佳地包括用于驱动操控和其它功能(例如，外科手术器械的效应器端)的联接的电机架。每个电机架单个地联接到(通过线缆或通过无线通讯)、并受控于用户界面(例如，如专利申请US20150164601、WO2015151093或US20160184040中所描述的手动操作界面)。所述用户界面控制电机驱动以提供以下项：
(i)所述引入装置可操纵部分的偏离(右/左，上/下)；
(ii)所述器械可操纵部分的偏离(右/左，上/下)；
(iii)所述器械的向内/外的运动；
(iv)所述器械杆的旋转或所述端部效应器尖端(诸如所述端部效应器口部或钩部)的旋转；及/或
(v)所述端部效应器机构的驱动(诸如所述端部效应器口部的开/关)。
如此，所述用户界面提供三个单独的功能，相对于所述组织进入位置处(tissueaccess site)定位所述器械(通过所述引入装置向内/外、上/下、右/左，及转向控制(steering))、所述杆的所述远端可操纵部分的偏离、和远端安装的效应器端部的驱动。
现在参阅图1-3D，显示了本发明***的一个实施例，于此指示为***10。
***10包括外部引入装置12(在图2A中单独示出)、内部引入装置14(在图2B中单独示出)和外科手术器械16(在图2C中单独示出)，带有效应器端17(切割钳(cuttingforeps))。
外部和内部引入装置(分别是12和14)各包括一个或多个可操纵部分，而外科手术器械可以是柔性非可操纵装置，例如内镜柔性活检钳(endoscopic flexible biopsyforceps)。在图1-3D中所示的配置中，外部装置12包括具有150mm典型长度的远端可操纵部分，而内部引入装置14包括远端铰接部分(distal articulation portion)，所述远端铰接部分包括两个或多个独立的可操纵区段。
外部引入装置12和内部引入装置14各包括具有近端(图2A的26，图2B的28)和远端(图2A的30，图2B的32)开孔的管腔(分别是图2A和2B的22和24)。外部引入装置的管腔22设计来收容内部引入装置14，而内部引入装置14的中央管腔24设计来容纳外科手术器械16。所述管腔开孔包括密封装置(X-切或O-圈)，用于密封定位于所述管腔里面的装置(内部引入装置14或外科手术器械16)的杆。
外部引入装置12的典型尺寸是长度：50-150cm，直径：12-24mm，远端可操纵长度：30-150mm和管腔直径：3-8mm。外部引入装置12可以由刚性联杆金属线圈(rigid linksmetal coils)和金属网(metal mesh)的复合材料制成，金属网具有设置在所述联杆里面或上面的控制电缆/线缆(用于操纵)。
内部引入装置14可以是长度为70-155cm、直径为3-6mm，具有20-40mm的远端可操纵长度、和1.5-4mm的管腔直径。内部引入装置14可以由刚性联杆金属线圈和金属网的复合材料制成。控制电缆/线缆(用于操纵)可以设置在所述联杆的里面或上面。外科手术器械16可以是现成的仪器(off-the-shelf instrument)(例如，活检钳(biopsy forcep)、电动活检钳、抓钳(grasping forcep)、钩、套子(snare)、注射针、血管夹(hemoclip)、气囊导管(balloon catheter))，具有100-180cm的长度和1.5-4mm的直径。
外部引入装置12可以直接联接到支撑架20。内部引入装置14可沿着所述外部引入装置管腔移动或者固定到最远端点，在所述外部引入装置电机架14的顶部。外科手术器械16安装在轨道18上。
轨道18包括线性致动器，用于使联接的装置向上和向下(沿其纵轴)移动。轨道18和所述线性致动器将在下文参考图5A-B详细描述。
在此配置中外部引入装置12联接到架20，内部引入装置固定到沿所述外部引入装置管腔的任何期望的点。外科手术器械16通过所述线性致动器向内和向外移入或移出内部引入装置14来沿着轨道18可移动。这样的配置使得用户可独立将所述外部引入装置布置在可操作的位置处、相对于外部引入装置远端来调整内部引入装置远端可操纵部分的位置、调整外科手术器械16相对所述进入位置的高度、并且调整穿过所述引入装置(外部或内部)的远端开孔突伸的杆的长度。
例如，通过将内部引入装置14向内和向外移入或移出外部引入装置12，用户可以调整外部引入装置的杆伸出外部引入装置12的中央管腔的远端开孔的程度。通过操纵内部引入装置14的所述远端部分，外科医生将外科手术器械16的所述杆相对于待处理的组织以预期角度定位。通过将外科手术器械16沿轨道18向上/下移动，使得效应器端部相对所述组织定位。
外部引入装置12、内部引入装置14和外科手术器械16可以各包括电机架(分别是31，33，35)，用于驱动可操纵部分(在引入装置和器械中)和效应器端部(在器械中)的偏离/偏斜。所述电机架参阅图9A-10B描述细节。
图3A-B所示为外部引入装置12的所述近端，显示有电机架联接器37。凸舌41机械联接外部引入装置的所述近端到外部引入装置电机架(未在图中显示)。联接器39允许联接的电机架的电机杆快速联接/释放配合。联接器37包括联接到控制线缆用于偏离所述可操纵部分的内齿轮、用于相对于所述支撑架旋转所述引入装置的齿轮、和用于如图5A-B详细显示地旋转轨道116的丝杆(leading screw)的齿轮。电机架31、33和35各自由有线或无线联接的用户界面控制。
外部引入装置12还可包括一个或多个控制把手43(显示了两个)，用于手动控制杆45的偏离。
如图3C-D所示，外部引入装置12包括额外的管腔40、46用于冲洗、送气，管腔42、44用于***手动操作的支架式柔性内窥镜手术工具(shelf flexible endoscopic surgicaltool)或额外的小直径照相机或光源。管腔40、42、44和46具有2.0-3.2mm的典型直径。
图4显示了本发明***的另一个实施例，于此可参考为***100。
***100包括可伸缩(telescopic)引入装置102和显示定位在可伸缩引入装置102的中央管腔106内的外科手术器械104。
可伸缩引入装置102包括若干部分，长度为50-200mm和直径为5-10mm的近端刚性杆、长度为20-40mm和直径为5-10mm的可操纵部分和长度为50-150mm(当展开时)和直径为5-10mm(远端渐缩)的可伸缩组件。可伸缩引入装置102可以由合金或聚合物(polymer)制成。
如图7A所示，可伸缩引入装置102包括杆103，杆103具有邻近于可伸缩部分108的可操纵部分109。可伸缩部分108包括一个或多个区段(图7B显示了两个108’和108”)。
***100进一步包括支撑架110，支撑架110通过联接器112可联接到固定设施(例如，床架)。支撑架包括两个或多个联接到器械外壳114的铰接杆113。
图5A-B显示了轨道116的细节；图5A显示了具有罩117的轨道116，而图5B显示了轨道116的内部机构。
如上所提到的，轨道116提供引入装置/器械相对于进入位置的向内/外运动。为了实施这样的运动，轨道116包括轨道安装支架126，其包括可联接到电机架的联接器(例如图10B的205)的插座127。在外科手术工具和轨道支架126之间的连接如图14H所示。
轨道116是一个机械模组，其可移动整个外科手术工具通过线性路径。轨道116通过夹具122固定到主引入装置(例如，外部引入装置12)电机架。为了正确地将轨道116以正确的方向固定到引入装置外壳160(如图7A所示)，锁片(snaps)124嵌入到引入装置外壳160的槽106，而齿轮123与引入装置外壳160的齿轮37(图7B，图3A)配合。
当齿轮37由电机旋转时，固定到丝杆(leading screw)125的齿轮123也旋转。支架126包括配合到丝杆125的螺纹和配合在光滑杆128上的2个线性轴承。当丝杆125旋转时，杆128防止支架126旋转，导致支架126线性向上/下的运动和从联接的器械/引入装置的相应运动。
如此，轨道116使得外科手术器械104向上和向下运动(在可伸缩引入装置102内)。另外，外科手术器械104的所述杆可以其可操纵部分来偏离/偏斜，经由联接的电机架来通过驱动控制线来实施。
可伸缩引入装置102可以通过人为制造的进入位置用在腹腔镜手术。这样的进入位置可以通过在可伸缩引入装置102内安装具有切割远端152的进入端口工具150(图7A-B)，以及通过使用该组件来打通组织壁体进入到体内的腔室内(例如，通过腹部壁体进入到腹腔里)。一旦制造好这样的入口位置并且可伸缩引入装置102从中定位好，可移除进入端口工具150，并且可伸缩引入装置102联接到支撑架110。电机架140联接到引入装置，轨道116夹紧到所述引入装置(如图4所示)。外科手术器械104然后被定位穿过在电机架140中的中央管腔和可伸缩引入装置102的中央管腔154，并且联接到轨道的插座127。当完成此建立过程时，所述***即可用于外科手术。上面所描述的程序将参考图14A-H进行更详细的描述。
图8A-C所示为可伸缩引入装置102，显示了可伸缩部分108、可操纵部分109和电机架界面160的细节。电机架界面160(图8A-B)包括扣入引入装置电机架(如图9A所示)中的插口91的联接凸舌41。当将电机架170夹紧到引入装置电机架界面160时，电机头部92(图9A)与插口39配合。
可伸缩引入装置102包括气体阀165，气体阀165使得其在手术中的使用处用CO2来充满/膨胀腔室。气体阀165包括密封件167，密封件167允许外科手术器械的杆(例如，104)在引入装置102的所述中央管腔里平滑滑动，同时防止气体从腹腔漏泄。
引入装置外壳162通过活塞164将所述引入装置联接到支撑架110，并通过U形夹具163固定。夹具163允许引入装置外壳162旋转。位于外壳162的齿轮166配合到齿轮105，齿轮105从所述引入装置界面外壳162(如图7B所示)处升起。当齿轮105通过电机架170被旋转时，引入装置102相对于引入装置外壳162旋转，结果导致图6所示的旋转运动。
可操纵部分109实施图6所示的铰接。通过由位于引入装置界面外壳162内的滑轮机构驱动的线缆来实施操控/操纵。所述引入装置的旋转和可操纵部分109的偏离的联合运动允许将效应器端部定位在腔室的任何位置处。
图9A-D显示了电机架的2种类型。电机架140包含操作外科手术器械104的电机。电机头部92从电机架的较低表面升起。锁眼93用来确保每个电机和所述外科手术器械中的对应插口配合。电机架还包括(未显示)电路，用来控制电机、与其它电机架或手术室中的其它***通信、存储数据，等。所述电机架还具有电池储存装置。所述电机架可用作控制所述外科手术器械的独立单元，或可作为具有中央控制单元的***的一部分工作。所述电机架可通过物理线缆联接到用户界面，或可联接到任意数量的无线用户界面。
电机架140具有圆柱形状，具有壳体95。壳体95包括在上表面的联接插口94和在下表面的联接插口91。如图9B所示，电机架140的上表面包括用于电联接器96的开孔，以用于所述电机架和所述用户界面或/和机器人***的其它功能之间的通信。能量插座97从外部源(例如，墙壁联接的能量供应)向所述电机架提供能量。
图9C-D所示为适用于与引入装置(例如12，14或102)使用的电机架170。所述电机架相似于图9A-B的所述电机架，除了其包括中央管腔99之外。中央管腔99与引入装置杆的管腔是连续延伸的，并且使得外科手术器械能够从中穿过***。凸台98用来确保当所述电机架联接到所述引入装置时所述电机架的正确定向。
图10A-B所示为电机架联接器组件200。联接器组件200可用来向所述电机架提供外部能量，并可用作所述电机架和所述机器人***的其它模组或手术室内其它***之间的通信端口。所述联接器可被技术支持人员用来检查所述电机架和软件升级。通过图10B所示的滑动按钮205，联接器组件200还可用作所述外科手术器械和轨道116之间的机械联接器。为了将所述外科手术器械联接到轨道116，滑动按钮205被夹紧到轨道116里的插口127中。图10A显示了联接器组件200的联接凸片204，其嵌入到电机架140的上侧中的插口94中。电联接器203和外部能量插头202凸出于联接器组件200的所述较低表面。外部能量和数据线201通过插头202提供外部能量，并通过联接器203提供数据通信。
图11所示为外科手术器械104。所述外科手术器械的所述近端由器械齿轮外壳310组成。刚性杆320从齿轮外壳310的远端延伸出。柔性杆330联接到刚性杆320的远端。柔性杆330的远端联接到可操纵部分360。所述刚性杆和所述柔性杆用来从所述齿轮外壳到可操纵部分360引导铰接线缆，如图13详细描述的。驱动端部效应器350的线缆从齿轮外壳310延伸穿过刚性杆320、柔性杆330和可操纵部分360到达端部效应器350，如在下面图13将详细描述的。齿轮外壳310包括用于拉铰接线缆以及用于拉、推和旋转所述中央线缆的机构。器械齿轮外壳310的联接凸舌41与电机架140的插口(图9A中的94)配合。
图12A-B所示为可伸缩引入装置102，外科手术器械104安装在其内，并且外科手术器械104的可操纵部分360从可伸缩引入装置102有开孔103突伸出来。可伸缩部分108’使用拉/推线缆可伸长或收缩，或者通过将外科手术器械104的杆330的远端锁固到可伸缩部分108’的远端经由外科手术器械104来进行伸长或收缩。这样的锁固设计可以经由锁定机构200来实施，锁定机构200包括弹簧凸片，弹簧凸片与杆330的铰接杆202之间的空间配合。当锁定时，外科手术器械104在可伸缩引入装置102的管腔内向上/下的运动使得可伸缩部分108’和其它可伸缩导管108”-108”””伸长/收缩。
铰接线缆(articulation cables)235-238和中央线缆240由位于所述外科手术器械齿轮外壳310(图11)处的所述机构驱动。所述线缆从位于外科手术器械104的近端处的齿轮外壳310穿过刚性杆320和柔性杆330到达可操纵部分360和外科手术器械104的远端处的端部效应器350。
中央线缆240典型地是具有比铰接线缆235-238大的直径，因其用于将旋转扭矩和推/拉力传递给端部效应器350。中央线缆240联接到齿轮外壳310，并延伸穿过刚性杆320、柔性杆330和可操纵部分360的中央管腔。铰接线缆235-238围绕刚性杆320中的所述中央管腔径向排布。
铰接线缆235-238在柔性杆330内成对设置。每一对位于线缆240的中央管腔的一侧，如图13所示。柔性杆330的结构限制了铰接线缆235-238在所述柔性杆330的中间部分跟随中央线缆。由于柔性杆330的所述结构使得只能在一处弯曲，当柔性杆330弯曲时铰接线缆235-238不会从它们排布的位置挪开，从而不会发生可操纵部分360的铰接耦合运动(articulation coupled movement)。这样的线缆排布方式(this cables routingapproach)确保了当所述引入装置弯曲时，可操纵部分360和端部效应器350不会发生任何不期望的耦合运动。
可操纵部分360可以由单个区段或多个区段制成，图13中显示了2个区段，近端区段360p和远端区段360d。当线缆235-238离开柔性杆330的远端时，它们被分开穿过可操纵部分360的近端基座230中的孔洞255p-258p，到达上部线路(线缆236、238)和下部线路(线缆235、237)。线缆235-238在可操纵部分360的中央基座231穿过孔洞255c-258c出来，并且通过孔洞255d-258d联接到可操纵部分360的远端基座232。
图14A-K所示为在病人身上建立和使用***100。
图14A显示了引入装置(所示为可伸缩引入装置102)***到充气的腹腔里。所述***过程类似于典型的穿刺套针的***过程：在外科医生在腹部壁体上制造一个小切口之后，使用进入端口工具150将引入装置102推入通过所述切口，以扩大所述切口到引入装置102的确切直径大小。
将所述引入装置102***一定深度(图14B)之后，所述外科医生移除进入端口工具150(图14C)，并将引入装置102联接到支撑架110(具有床架联接夹具)，从而相对于病人身体(图14D)稳定所述引入装置。所述外科医生然后将电机架160联接到引入装置102(图14E)，并将电联接器联接到电机架160(图14F)。然后将轨道116联接到电机架160(图14G)，并将外科手术器械104(诸如图11所示的)***通过电机架160和引入装置102(图14H)。外科手术器械104于是被联接到轨道116(图14I)。
图14J所示为外科手术方式，其中所述外科医生坐着控制***100、机器人照相机和随机地额外机器人器械。在这样的设置里，所述外科医生无需靠近病人的床或者甚至不必在手术室里(远程手术(tele surgery))。
图14K所示为外科手术方式，其中所述外科医生控制***100、机器人照相机和随机额外的机器人器械，控制界面联接到所述外科医生的身体(躯体或臀部)。这使得所述外科医生在手术过程中能近距离地监控病人，同时可在手术室内自由移动，站在病人床边并执行其它任务，诸如触摸检查外科手术位置、开关外科手术器械或清洁照相机透镜。
如本说明书中所使用的，术语“大约(about)”指±10％。
当了解了以下实例之后，本领域一般技术人员会清楚本发明的其它目的、优点和新颖特点，所述实例不是限制性的。
实例
现请参考下列实例，其与本说明书上文的描述一起以非限制性方式来阐述本发明。
使用3D打印技术(图15)来设计和制造可伸缩引入装置的原型(prototype)。所述原型包括圆柱形状的电机架外壳(95)，其由ABS材料打印而来。所述外壳具有100mm的直径和180mm的长度。所述外壳包括2套电机和用于控制所述引入装置(102)和安装在其内的外科手术器械(104)的电路。第一电机组驱动联接在所述电机外壳底部的所述引入装置。第二电机组驱动所述内部外科手术器械。
所述电机联接到提供能量和与用户界面通信的线缆(201)。所述用户界面控制所述引入装置和所述外科手术器械的所述运动。
所述引入装置包括近端刚性杆(320)，其具有13mm的直径和150mm的长度。所述引入装置的可操纵部分(109)具有12mm的直径和50mm的长度。所述可操纵部分由尼龙(nylon)打印为具有一体的铰接设置的单个整体件。所述可操纵部分具有±110度的弯曲范围。
所述可伸缩组件(108)包括三个导管，各自由尼龙打印而得。每个导管具有0.8mm的壁厚。所述可伸缩部分的外部导管具有13mm的外直径，而内部导管具有8mm的内直径。所述三个导管中的每个长度大约是60mm，允许90mm的总的线性行程。
所述外科手术器械联接到所述第二电机组，所述第二电机组在所述电机架外壳内向上和向下移动所述外科手术器械。由于所述外科手术器械杆联接到所述可伸缩组件的远端导管，这样的运动将伸长和收缩所述可伸缩部分。所述第二电机组的其它电机驱动所述外科手术器械的所述远端铰接设置360和端部效应器350(注射针座)。气体阀167抵靠所述外科手术器械的所述杆密封所述引入装置杆管腔。
所述外科手术器械包括刚性不锈钢杆，具有8mm外部直径和160mm的长度。所述柔性杆330和远端可操纵部分360由尼龙打印为整体件。所述柔性部分330具有8mm直径和150mm的长度。所述远端可操纵部分360具有7mm直径和25mm的长度。三脚架(110)将所述原型引入装置-器械***固定到桌子(400)。
可以理解，本发明中的特定特征，为清楚起见，在分开的实施例的内容中描述，也可以在单一实施例的组合中提供。相反地，本发明中，为简洁起见，在单一实施例的内容中所描述的各种特征，也可以分开地、或者以任何合适的子组合提供。
虽然本发明结合其具体实施例而被描述，显然，许多替代、修改及变化对于那些本领域的技术人员将是显而易见的。因此，其意在包括落入所附权利要求书的范围内的所有替代、修改及变化。在本说明书中提及的所有出版物、专利及专利申请以其整体在此通过引用并入本说明书中，其程度如同各单独的出版物、专利或专利申请被具体及单独地指明而通过引用并入本说明书中。此外，在本申请中所引用的或指出的任何参考文献不应被解释为承认这些参考文献可作为本发明的现有技术。

Claims (21)

1.一种用于微创手术的***，包括：
(a)具有纵长本体的第一装置，所述纵长本体包括具有远端开孔的第一管腔，所述纵长本体的至少一部分是可操纵的；
(b)第二装置，其可位于所述第一管腔内、并具有从所述远端开孔伸出的远端部分；及
(c)支撑架和独立联接到所述第一装置和所述第二部分的近端部分的轨道，其中所述轨道配置为使得所述第二装置相对所述第一装置沿所述轨道的纵轴是可移动的。
2.如前述权利要求1所述的***，其中所述第二装置的所述远端部分是可操纵的。
3.如前述权利要求2所述的***，进一步包括可联接到所述第一装置的近端的第一电机组和可联接到所述第二装置的近端的第二电机。
4.如前述权利要求3所述的***，其中所述第一电机组配置为操纵所这纵长本体的所述至少一部分。
5.如前述权利要求3所述的***，其中所述第二电机组配置为操纵所述第二装置的所述远端部分。
6.如前述权利要求1所述的***，其中所述纵长本体经由进入位置可设于身体的腔室/管腔里。
7.如前述权利要求1所述的***，其中所述第二装置包括具有远端开孔的第二管腔。
8.如前述权利要求7所述的***，进一步包括在其远端具有工具的第三装置，所述第三装置可设于所述第二管腔里，所述工具从所述第二管腔的所述远端开孔伸出。
9.如权利要求8所述的***，其中所述工具是抓紧器、注射针或套子。
10.如前述权利要求1所述的***，其中所述轨道包括线性致动器，用于沿所述纵轴相对于所述第一装置移动所述第二装置。
11.如前述权利要求1所述的***，其中所述第二装置包括联接到所述远端部分的工具。
12.如前述权利要求11所述的***，其中所述工具是抓紧器、注射针或套子。
13.如权利要求1所述的***，其中所述纵长本体的所述至少一部分包括至少两个独立的可操纵区域。
14.如权利要求2所述的***，其中所述远端部分长度是10-50mm。
15.如权利要求1所述的***，其中所述支撑架可联接到床架或落地支架。
16.如权利要求1所述的***，至少一个控制把手用于手动控制所述纵长本体的所述至少部分。
17.如权利要求1所述的***，其中所述第一装置包括冲洗管腔和吸入管腔。
18.一种用于微创外科手术的引入装置，包括：包括至少一个大小定制为和经配置为用于支持医疗器械从中输送的管腔的纵长本体，其中所述纵长本体的第一部分是可操纵的，并且所述纵长本体的第二部分是可伸长和缩短的。
19.一种包括权利要求18的所述引入装置的***，并且所述医疗器械位于所述至少一个管腔里面。
20.如权利要求19所述的***，其中所述医疗器械包括可操纵的远端部分。
21.如权利要求20所述的***，其中所述远端部分可锁至所述引入装置的所述第二部分，以使得当所述医疗器械相对于所述引入装置移动时，所述纵长本体的所述第二部分是可伸长和缩短的。
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