[发明专利]用于执行外科动作的系统、装置和方法

说明书

技术领域

本公开一般地涉及用于执行外科手术的系统、装置和方法，并且更具体地说，涉及用于执行体内外科动作的外科机器人系统、装置和方法，体内外科动作包括但不限于微创外科(MIS)手术和经自然腔道内镜外科(NOTES)手术。

背景技术

照惯例，在患者的体腔(比如腹腔)中执行的外科手术需要一个或更多个大的进入切口来进入患者以便使外科团队执行外科动作。随着医学科学和技术的发展，这样的常规的外科手术已经很大程度上被微创外科(MIS)手术(并且在适用情况下，经自然腔道内镜外科手术(NOTES))取代。

发明内容

关于计算机辅助和/或机器人外科技术的最近的发展对MIS和NOTES领域的发展做出了贡献，包括将外科医生的期望的外科动作转化为外科器械在患者的体腔内的精确运动的能力。尽管最近取得了这样的发展，但是在本公开中认识到一个或更多个问题在现代外科技术和方法中被遇到。例如，典型的MIS手术需要多个切口进入患者以便使得可以经由切口进入以用于将摄像头和各种其他的腹腔镜器械插入到患者的体腔中。

作为另一个实施例，外科机器人系统通常面临在患者的腔体内同时提供每个均具有主器械(比如附连到外科机器人臂的端部的切削或抓取器械)以及一个或更多个辅助器械(比如抓取器、牵开器、抽吸/冲洗和/或图像捕捉装置)的左外科机器人臂和右外科机器人臂的困难。

本示例实施方案一般地涉及用于解决外科机器人系统、装置和方法中的一个或更多个问题的系统、装置和方法，包括上面和本文所描述的那些。

在示例性实施方案中，一种用于执行体内外科动作的外科系统被描述。所述外科系统可以可配置来被插入到端口组件的内部通道中。端口组件可以用作进入患者的腔体中的进入点。所述外科系统可以包括外科臂、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件。外科臂可以包括多个段和关节组件，所述多个段和关节组件包括第一段和第二段、端部执行器组件、将第一段枢转地耦合到第二段的至少一个关节组件以及将第二段枢转地耦合到端部执行器组件的至少一个关节组件。旋转驱动组件可以可固定到第一段的近端的一部分。旋转驱动组件可以可配置来在相对于由第一段的细长部分形成的轴的第一方向上旋转外科臂并且在与第一方向相对的第二方向上旋转外科臂。伸缩式驱动组件可以可固定到端口组件的一部分和第一段的近端的一部分。伸缩式驱动组件可以可配置来提供外科臂在第一直线方向和与第一直线方向相反的第二直线方向上的直线位移。

在另一个示例性实施方案中，一种用于执行体内外科动作的外科系统被描述。所述外科系统可以包括端口组件、第一外科臂以及第二外科臂。端口组件可以可配置为进入患者的腔体中的进入点。第一外科臂可以可固定到端口组件。第一外科臂当被固定到端口组件时可以包括至少7个自由度。第一外科臂可以包括在第一外科臂中的多个内齿轮和电机组件，每个内齿轮和电机组件被配置为驱动所述至少7个自由度中的每个。第二外科臂可以可固定到端口组件。第二外科臂当被固定到端口组件时可以包括至少5个自由度。第二外科臂可以包括通过对一个或更多个线缆施加张力可驱动来相互运动的多个段和关节组件。第二外科臂可以包括第一段和第二段、端部执行器组件、将第一段枢转地耦合到第二段的至少一个关节组件以及将第二段枢转地耦合到端部执行器组件的至少一个关节组件。第二外科臂的第一自由度可以包括第二段相对于由第一段的细长部分形成的轴的旋转运动。第二外科臂的第二自由度可以包括第二外科臂在直线方向上的运动，当外科臂被固定到端口组件时，该直线方向平行于由端口组件形成的轴。

附图说明

为了更完整地理解本公开、示例实施方案以及它们的优点，现在参照以下结合附图进行的描述，在附图中，相似的标号指示相似的特征，并且：

图1A是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈向前配置的外科系统的示例实施方案的侧视图；

图1B是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈向前配置的外科系统的示例实施方案的顶视图；

图1C是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈向前配置的外科系统的示例实施方案的前视图；

图1D是具有外科臂、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈向前配置的外科系统的示例实施方案的侧视图；

图2A是具有主外科臂、辅助外科臂、端口组件、关节驱动组件、旋转驱动组件以及伸缩式驱动组件的呈反向配置的外科系统的示例实施方案的侧视图；