[发明专利]用于初始化外科工具的方法、系统和装置

说明书

本发明提供了用于初始化外科工具的各种示例性方法、系统和装置。一般来讲，外科工具可包括端部执行器、细长轴和将所述端部执行器联接到所述轴的远侧端部的腕。所述腕可以被构造成能够便于所述端部执行器相对于所述轴的运动。所述外科工具可包括多个柔性构件，所述多个柔性构件被构造成能够单独移动或作为包括任何数量的所述柔性构件的组移动，以通过在所述腕处枢转引起所述端部执行器相对于所述轴的运动。所述端部执行器的运动可包括在未关节运动位置和关节运动位置之间的运动。所述外科工具还可包括一个或多个导航构件，所述一个或多个导航构件被构造成能够选择性地致动以迫使所述端部执行器进入所述未关节运动位置。

技术领域

本公开整体涉及用于初始化外科工具的方法、系统和装置。

背景技术

由于术后恢复时间减少且瘢痕形成最小化，因此微创外科手术(MIS)器械通常优于传统的开放式外科装置。腹腔镜式外科手术是一种类型的MIS手术，其中在腹部形成一个或多个小切口，并且通过切口插入套管针以形成进入腹腔的通路。套管针用于将各种器械和工具引入腹腔中，而且提供注气使腹壁升高到器官上方。器械和工具可用于以多种方式接合和/或处理组织以达到诊断或治疗效果。内窥镜式外科手术是另一种类型的MIS手术，其中将细长的柔性轴通过自然孔口引入体内。

已开发了多种机器人系统来辅助MIS手术。机器人系统可通过保持自然的手眼轴来实现更直观的手部运动。机器人系统还可通过在仪器上包括“腕”关节、形成更自然的手状关节来实现更大程度的运动自由度。然而，机器人系统的一个缺点是“腕”关节的起始位置随着时间的推移而变化，这是由于用于关节运动的柔性部件的弯曲，随着时间的推移在柔性部件中产生一定程度的松弛。因此，关节运动随着时间的推移变得较不精确地控制，导致器械不能如期望的那样精确定位。

因此，仍然需要用于初始化外科工具的改进的方法、系统和装置。

发明内容

一般来讲，提供了用于初始化外科工具的方法、系统和装置。

在一个方面，提供了一种外科工具，在一个实施方案中，该外科工具包括：工具轴；联接到工具轴的远侧端部的端部执行器；设置在工具轴和端部执行器之间的多轴腕；多个柔性缆线，多个柔性缆线沿着工具轴延伸并可操作地联接到端部执行器，使得选择性地施加到多个柔性缆线中的一个或多个的张力引起端部执行器进行俯仰和偏航运动中的至少一个；以及导航杆，该导航杆被构造成能够相对于端部执行器选择性地移动，以迫使端部执行器相对于工具轴进入基本上零角度位置。

该外科工具可以任意种方式变化。例如，端部执行器可包括第一钳口和第二钳口，并且导航杆可被构造成能够延伸到形成在第一钳口中的凹陷部中。又如，端部执行器可包括第一钳口和第二钳口，并且导航杆可包括第一杆和第二杆，第一杆被构造成能够延伸到形成于第一钳口中的第一凹陷部中，并且第二杆被构造成能够延伸到形成于第二钳口中的第二凹陷部。再如，导航杆可被构造成能够延伸穿过多轴腕中的孔以防止多轴腕运动。再如，端部执行器可包括第一钳口和第二钳口，并且多个柔性缆线可被构造成能够使第一钳口和第二钳口在打开位置和闭合位置之间移动。又如，外科工具可包括联接到端部执行器的近侧端部的外壳，并且该外壳可被构造成能够联接到外科机器人的驱动器，使得驱动器能控制多个柔性缆线的运动。又如，迫使端部执行器进入基本上零角度位置的导航杆可以防止端部执行器从基本上零角度位置移动到非零角度位置。再如，外科工具可包括多个传感器，该多个传感器被配置为能够在端部执行器处于基本上零角度位置时感测多个柔性缆线中的每一个的位置。再如，导航杆的运动可独立于多个柔性缆线的运动。又如，多个柔性缆线的运动可以在近侧方向上，并且刚性杆的运动可以在远侧方向上。