[发明专利]磁锚定机器人系统

说明书

相关申请的交叉引用：本申请要求2012年4月26日递交的、序号为No.61/638,828的美国临时申请，2012年10月25日递交的、序号为No.61/718,252的美国临时申请，2013年3月15日递交的、序号为No.13/835,653的美国实用申请以及2013年3月15日递交的、序号为No.13/835,680的美国实用申请的优先权，这些申请中的每个特此通过引用被整体并入本文。

背景技术

外科医生传统上依赖于来自手术室光照的外部照明和足够的暴露来获得良好的手术视野。这通常需要大的切口（尤其是如果外科医生的手比较大的话）来提供用于进行手术的进入通路。现代内窥镜中的光纤的引入使得外科医生可以在体腔内部的良好照明下清楚地查看，而不必切开大切口。微创手术（MIS）现在已取代了大多数常规的开放性外科手术。计算机辅助技术或者机器人技术进一步推动了MIS的发展，因为机器人机器的计算机传感器能够可靠地且灵敏地将外科医生的手指和手腕的运动转变为体腔内部的从动腹腔镜器械的运动。这些发展允许在小的密闭空间中对用于精细重建性手术的手术器械进行良好的灵巧性和精度控制。

然而，MIS方法需要多个切口来插入摄像机和各种腹腔镜器械。过去几年里，单孔腹腔镜（LESS）手术技术已变为可以使用，但是这些极大地受到摄像机与工作器械之间缺乏适当的三角剖分的影响，摄像机与工作器械之间的适当的三角剖分对于良好的手术人体工学（因此，手术的简易性和成功）是重要的。

经自然腔道内镜手术（NOTES）是开腹手术的替代方案，NOTES使用内窥镜技术，以完全避免对外部腹壁切口的需要。理论上，NOTES通过使进入创伤和与外部切口相关联的各种并发症（包括伤口感染、疼痛、疝形成、难看的腹部疤痕和粘连）最小来提供益处。

然而，NOTES方法受到大量缺点的影响，包括手术器械的适当的三角剖分的不足（因此，工作中人体工学不佳）、不能施加离轴力以及难以将多个器械传递到腹腔中以进行适当的手术操纵。

发明内容

在实施方案中，一种手术系统包括外部锚定器、内部锚定器以及器械。所述外部锚定器适用于被定位在身体外。所述内部锚定器适用于经由单个入口端口被插入到身体中，定位在身体内，并且与所述外部锚定器磁耦合。器械适用于经由所述单个入口端口被插入到身体中，并且被固定到所述内部锚定器。器械包括端部执行器以及可折叠围板。端部执行器具有通过多个轴的多个运动度。所述可折叠围板具有至少第一和第二结构。所述第一结构以处于折叠状态而适用于被插入到身体中的方式提供所述围板，所述第二结构以处于展开状态的方式提供所述围板。

在另一实施方案中，一种手术系统包括外部锚定器、内部锚定器、器械以及丝。所述外部锚定器适用于被定位在身体外。所述内部锚定器适用于经由单个入口端口被插入到身体中，定位在身体内，并且与所述外部锚定器磁耦合。所述器械适用于经由所述单个入口端口被插入到身体中，并且被固定到所述内部锚定器。所述器械包括具有通过多个轴的多个运动度的端部执行器；所述外部锚定器包括所述丝能够通过的孔径。

在另一实施方案中，一种手术系统包括外部锚定器、内部锚定器、器械以及柔韧的磁性片材。所述外部锚定器适用于被定位在身体外。所述内部锚定器适用于经由单个入口端口被插入到身体中，定位在身体内，并且与所述外部锚定器磁耦合。所述器械适用于经由所述单个入口端口被插入到身体中，并且被固定到所述内部锚定器。所述器械包括具有通过多个轴的多个运动度的端部执行器。所述柔韧的磁性片材适用于经由所述单个入口端口被插入到身体中。

在另一实施方案中，一种手术方法包括：通过单个入口端口将至少两个内部锚定器和器械插入到身体中，所述器械是可固定到内部锚定器的并且每个包括具有通过多个轴的多个运动度的端部执行器；将所述内部锚定器从插入结构重新配置到操作结构，所述操作结构分别与身体壁具有比所述插入结构更大的接触面积；以及将至少一个外部锚定器定位在身体外，以使所述内部锚定器和所述外部锚定器跨身体壁磁耦合。

附图说明

图1是示例性手术机器人系统的一般性示意图。

图1A和图1B是示例性人机界面的前视图。

图2A和图2B是示例性入口端口的立体视图。

图3是示例性外科医生控制台的立体视图。

图4是示例性外科医生控制台的侧视图。

图5是示例性病人检查台（patient table）的侧视图。

图6A和图6B是示出示例性微形机器人操纵器的7轴运动的侧视图。