BR112012006641B1

BR112012006641B1 - Sistema cirúrgico

Info

Publication number: BR112012006641B1
Application number: BR112012006641-2A
Authority: BR
Inventors: Giuseppe Maria Prisco; Samuel Kwok Wai Au; Craig R. Gerbi; Theodore W. Rogers; John Ryan Steger; Charles E. Swinehart
Original assignee: Intuitive Surgical Operations, Inc.
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2020-01-07
Also published as: US10842579B2; US9931173B2; US20140005687A1; US9254178B2; CN102510740B; US20140018823A1; US20110071541A1; CN102510740A; EP2480145B1; WO2011037718A1; JP2013505106A; US20160128791A1; KR20120089852A; US20180206927A1; EP2480145A1

Abstract

cânula curva e manipulador robótico. a presente invenção refere-se a um sistema cirúrgico robótico configurado com cãnulas curvas rígidas que se estendem através da mesma abertura no corpo de um paciente. os instrumentos cirúrgicos com eixos passivamente flexíveis se estendem através de cânulas curvas. as cânulas são orientadas para direcionar os instrumentos para um local cirúrgico. são descritas várias características de portal que sustentam as cânulas curvas dentro da única abertura. são descritos acessórios de suporte de cânula que sustentam as cânuas durante a inserção na única abertura e a montagem nos manipuladores robóticos. é descrito um sistema de controle de teleoperação que move as cânulas curvas e seus instrumentos associados em uma maneira que permite que um cirurgião experimente o controle intuitivo.

Description

MA CIRÚRGICO.

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS AFINS [001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente

Provisório Norte-Americano No. 61/245.171 (depositado em 23 de setembro de 2009) (que descreve Cânula Curva), que é aqui incorporado para referência.

ANTECEDENTES

1. Campo da Invenção [002] A presente invenção refere-se à cirurgia minimamente invasiva, mais particularmente, a sistemas cirúrgicos minimamente invasivos, e, ainda mais particularmente, a sistema cirúrgicos robóticos minimamente invasivos que trabalham através de um único ponto de entrada no corpo do paciente.

2. Técnica [003] Benefícios da cirurgia minimamente invasiva são bem conhecidos, e eles incluem um menor trauma para o paciente, menos perda de sangue, e tempos mais rápidos de recuperação, quando comparados à cirurgia de incisão aberta tradicional. Além disso, é conhecido o uso de sistemas cirúrgicos robóticos (por exemplo, sistemas robóticos teleoperados que proveem telepresença), tal como o Sistema Cirúrgico da Vinci®, fabricado pela Intuitive Surgical, Inc., de Sunnyvale, Califórnia. Tais sistemas cirúrgicos robóticos podem permitir que um cirurgião opere com controle intuitivo e maior precisão, quando em comparação com cirurgias manuais minimamente invasivas.

[004] Para adicionalmente reduzir o trauma para o paciente e para reter os benefícios dos sistemas cirúrgicos robóticos, os cirurgiões começaram a executar um procedimento cirúrgico para investigar ou tratar a condição de um paciente através de uma única incisão através

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 4/76

2/65 da pele. Em alguns exemplos, tais cirurgias por acesso de portal único foram executadas com instrumentos manuais ou com sistemas cirúrgicos robóticos existentes. O que é desejado, portanto, são um equipamento e métodos aperfeiçoados que permitam que os cirurgiões executem com uma maior eficácia cirurgias por acesso de portal único, conforme comparado com o uso do equipamento e dos métodos existentes. Também é desejado poder facilmente modificar os sistemas cirúrgicos robóticos existentes que são tipicamente usados para cirurgias de múltiplas incisões (múltiplos portais) para executar tais cirurgias por acesso de portal único.

SUMÁRIO [005] Em um aspecto, um sistema cirúrgico inclui um manipulador robótico, uma cânula curva, e um instrumento com um eixo passivamente flexível que se estende através da cânula curva. O manipulador robótico move a cânula curva em torno de um centro remoto de movimento que é colocado em uma abertura no corpo de um paciente (por exemplo, uma incisão, um orifício natural) de modo que a cânula curva proveja um ângulo de triangulação para o instrumento cirúrgico no local cirúrgico. Em uma implementação, um endoscópio e duas de tais cânulas curvas com extremidades distais orientadas para um local cirúrgico a partir de diferentes ângulos são usados de modo que a efetiva triangulação do instrumento seja alcançada, o que permite que o cirurgião efetivamente trabalhe no local cirúrgico e visualize o mesmo.

[006] Em outro aspecto, a cânula curva inclui uma seção reta e uma seção curva adjacente. Um suporte de montagem de manipulador robótico é acoplado à seção reta. Uma segunda seção reta pode ser acoplada à extremidade oposta da seção curva para facilitar o alinhamento de um instrumento cirúrgico passivamente flexível que se estende para fora da extremidade distal da cânula na direção de um local cirúrgico.

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 5/76

3/65 [007] Em outro aspecto, um instrumento cirúrgico inclui um eixo passivamente flexível e um operador terminal ('end effector') cirúrgico acoplado à extremidade distal do eixo. O eixo flexível se estende através de uma cânula curva, e uma seção distal do eixo flexível se estende em cantiléver além de uma extremidade distal da cânula curva. A seção distal do eixo flexível é suficientemente rígida para prover uma ação cirúrgica efetiva no local cirúrgico, sendo, porém, suficientemente flexível para permitir que ela seja inserida e retirada através da cânula curva. Em alguns aspectos, a rigidez da seção distal do eixo do instrumento é maior do que a rigidez da seção do eixo que permanece na seção curva da cânula durante um procedimento cirúrgico.

[008] Em outro aspecto, uma característica de portal cirúrgico é um único corpo que inclui canais entre suas superfícies superior e inferior. Os canais são angulados em direções opostas para reter as seções retas das cânulas curvas em um ângulo desejado. O corpo é suficientemente flexível para permitir que as cânulas curvas se movam em torno de centros remotos de movimento que são geralmente localizados dentro dos canais. Em alguns aspectos, a característica de portal também inclui um canal para uma cânula de endoscópio e/ou um ou mais canais auxiliares. Os canais podem incluir várias vedações.

[009] Em outro aspecto, é descrita uma segunda característica de portal que inclui uma porção de funil superior e uma lingueta inferior. Canais para instrumentos cirúrgicos, tais como as cânulas curvas, são definidos em uma seção de uma parte mais estreita que liga a porção de funil e a lingueta. Em um aspecto, esta segunda característica de portal é usada para cirurgias que requerem instrumentos para entrar no corpo do paciente em um ângulo relativamente pequeno (agudo), porque a característica de portal ajuda a impedir a tensão desnecessária entre os instrumentos e o corpo do paciente e vice-versa.

[0010] Em outro aspecto, são descritos acessórios de montagem

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 6/76

4/65 de cânula. Estes acessórios sustentam as cânulas para inserção e para encaixe em seus manipuladores robóticos associados. Em um aspecto, um acessório inclui braços que prendem uma cânula de endoscópio e uma cânula de instrumento curva. Em outro aspecto, um acessório é configurado como uma tampa que retém as extremidades distais de um endoscópio e de uma cânula curva. A tampa é pontuda para facilitar a inserção na abertura no paciente.

[0011] Em outro aspecto, é descrito um sistema de controle para um sistema cirúrgico robótico com uma cânula curva. O sistema de controle usa dados cinemáticos associados com a cânula curva. Para prover uma experiência de controle intuitivo para o cirurgião, o sistema de controle comanda um manipulador robótico para mover a cânula curva e seu instrumento em resposta às entradas do cirurgião em um manipulador mestre, como se o instrumento estivesse posicionado ao longo de um eixo reto que se estende da extremidade distal da cânula curva, geralmente tangente à extremidade distal da seção curva da cânula.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0012] A Figura 1A é uma vista em elevação frontal de um carro do paciente em um sistema cirúrgico robótico.

[0013] A Figura 1B é uma vista em elevação frontal de um console do cirurgião em um sistema cirúrgico robótico.

[0014] A Figura 1C é uma vista em elevação frontal de um carro de visualização em um sistema cirúrgico robótico.

[0015] A Figura 2A é uma vista em elevação lateral de um braço de instrumento.

[0016] A Figura 2B é uma vista em perspectiva de um manipulador com um instrumento montado.

[0017] A Figura 2C é uma vista em elevação lateral de uma porção de um braço de câmera com uma câmera montada.

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 7/76

5/65 [0018] A Figura 3 é uma vista diagramática de múltiplas cânulas e instrumentos associados inseridos através da parede de um corpo de modo a alcançar um local cirúrgico.

[0019] A Figura 4A é uma vista esquemática de uma porção de um manipulador robótico do paciente que sustenta e move uma combinação de cânula curva e instrumento cirúrgico passivamente flexível.

[0020] A Figura 4B é uma vista esquemática que mostra um segundo manipulador robótico do paciente que sustenta e move uma segunda combinação de cânula curva e instrumento cirúrgico passivamente flexível, acrescentada à vista da Figura 4A.

[0021] A Figura 4C é uma vista esquemática que mostra um manipulador de câmera telescópica que sustenta um endoscópio, acrescentada à vista da Figura 4B.

[0022] A Figura 5 é uma vista diagramática de um instrumento flexível.

[0023] a Figura 6 é uma vista inferior de um mecanismo de transmissão de força.

[0024] A Figura 7 é uma vista lateral diagramática de uma porção distal de um instrumento cirúrgico.

[0025] A Figura 8 é uma vista em perspectiva recortada de uma porção de um eixo de instrumento.

[0026] A Figura 9 é uma vista em perspectiva recortada de uma porção de outro eixo de instrumento.

[0027] A Figura 10 é uma vista diagramática de uma cânula curva.

[0028] A Figura 10A é uma vista diagramática de uma característica-chave de alinhamento.

[0029] As Figuras 11A e 11B ilustram orientações de cânula.

[0030] As Figuras 12A, 12B e 12C são vistas diagramáticas que mostram um eixo de instrumento que corre através de várias configurações de cânula e que se estende a partir destas.

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 8/76

6/65 [0031] A Figura 13 é uma vista esquemática que ilustra outra combinação de cânula curva e instrumento flexível.

[0032] A Figura 14A é uma vista plana diagramática de uma característica de portal.

[0033] A Figura 14B é uma vista em perspectiva diagramática de uma característica de portal.

[0034] A Figura 15A é uma vista em seção transversal diagramática tomada em uma linha de corte na Figura 14A.

[0035] A Figura 15B mostra um detalhe de uma vedação representada na Figura 15A.

[0036] A Figura 15C é uma vista em seção transversal diagramática tomada em outra linha de corte na Figura 14A.

[0037] A Figura 15D é uma vista em seção transversal diagramática que ilustra uma camada eletricamente condutiva em uma característica de portal.

[0038] A Figura 16A é uma vista diagramática de várias incisões de pele e fáscia.

[0039] A Figura 16B é uma vista em seção transversal em perspectiva diagramática de outra característica de portal.

[0040] As Figuras 17A e 17B são vistas diagramáticas de ainda outra característica de portal.

[0041] As Figuras 18A e 18B são vistas diagramáticas de ainda outra característica de portal.

[0042] A Figura 19A é uma vista em perspectiva de um acessório de inserção/estabilização de cânula.

[0043] A Figura 19B é outra vista em perspectiva de um acessório de inserção/estabilização de cânula.

[0044] A Figura 19C é uma vista em perspectiva diagramática de um acessório de estabilização de cânula.

[0045] As Figuras 20A-20D são vistas diagramáticas que ilustram

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 9/76

7/65 outra maneira de inserir cânulas.

[0046] A Figura 21 é uma vista diagramática de uma cânula curva e de vários eixos de referência.

[0047] A Figura 22 é uma vista diagramática de uma cânula curva e da extremidade distal de um instrumento flexível com sensores de tensão de fibra óptica associados.

[0048] A Figura 23 é uma vista diagramática de uma arquitetura de sistema de controle.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0049] Esta descrição e os desenhos anexos que ilustram os aspectos e as concretizações da invenção não devem ser assumidos como limitativos - as reivindicações definem a invenção protegida. Várias mudanças mecânicas, composicionais, estruturais, elétricas e operacionais podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo desta descrição e das reivindicações. Em alguns exemplos, circuitos, estruturas e técnicas bem conhecidos não foram mostrados ou descritos em detalhes a fim de não obscurecer a invenção. Números semelhantes em duas ou mais figuras representam os mesmos elementos ou elementos similares.

[0050] Adicionalmente, a terminologia desta descrição não se destina a limitar a invenção. Por exemplo, termos espacialmente relativos - tais como sob, abaixo, inferior, acima, superior, proximal, distal, e semelhantes - podem ser usados para descrever a relação de um elemento ou característica a outro elemento ou característica, conforme ilustrado nas figuras. Estes termos espacialmente relativos se destinam a abranger diferentes posições (isto é, localizações) e orientações (isto é, colocações rotacionais) de um dispositivo em uso ou operação além da posição e da orientação mostradas nas figuras. Por exemplo, se um dispositivo nas figuras for virado de cabeça para baixo, os elementos descritos como abaixo ou sob de outros elemenPetição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 10/76

8/65 tos ou características seriam então acima ou sobre os outros elementos ou características. Desse modo, o termo exemplificativo abaixo pode abranger tanto posições quanto orientações de acima e abaixo. Um dispositivo pode ser de outro modo orientado (girado a 90 graus ou em outras orientações) e as descritores espacialmente relativos usadas aqui interpretados de acordo. Do mesmo modo, as descrições de movimento ao longo e em torno dos vários eixos incluem várias posições e orientações especiais do dispositivo. Além disso, as formas singulares um/uma, e o/a se destinam a incluir as formas plurais também, a menos que o contexto indique de outra forma. E, os termos compreende, compreendendo, inclui, e semelhantes especificam a presença de características, etapas, operações, elementos, e/ou componentes determinados, mas não impedem a presença ou a adição de uma ou mais características, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos. Os componentes descritos como acoplados podem ser elétrica ou mecanicamente acoplados diretamente, ou podem ser indiretamente acoplados através de um ou mais componentes intermediários.

[0051] Elementos descritos em detalhes com referência a uma concretização podem, toda vez que for prático, ser incluídos em outras concretizações nas quais eles não são especificamente mostrados ou descritos. Por exemplo, se um elemento for descrito em detalhes com referência a uma concretização e não for descrito com referência a uma segunda concretização, o elemento poderá, contudo, ser reivindicado como incluso na segunda concretização.

[0052] O termo flexível em associação com uma estrutura ou componente mecânico deve ser amplamente construído. Na essência, o termo indica que a estrutura ou o componente pode ser repetidamente dobrado e restaurado à forma original sem danos. Muitos objetos rígidos têm uma leve sinuosidade resiliente inerente devido às

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 11/76

9/65 propriedades do material, embora tais objetos não sejam considerados flexíveis conforme o termo é usado aqui. Uma estrutura mecânica flexível pode ter graus infinitos de liberdade (DOF's). Exemplos de tais estruturas incluem tubos fechados dobráveis (formados, por exemplo, de NITINOL, polímero, borracha macia, e semelhante), molas espirais helicoidais, etc., que podem ser dobrados em várias curvas simples e compostas, geralmente sem deformação transversal significativa. Outras estruturas mecânicas flexíveis podem se aproximar de tal peça de grau de liberdade infinito com o uso de uma série de componentes rigorosamente espaçados que são similares a vértebras em uma disposição sinuosa. Em tal disposição vertebral, cada componente é um elo curto em uma cadeia cinemática, e restrições mecânicas móveis (por exemplo, articulação de pino, bilboquê, articulação viva, e semelhante) entre cada elo podem permitir um (por exemplo, inclinação) ou dois (por exemplo, inclinação e guinada) graus de liberdade de movimento relativo entre os elos. Uma estrutura curta flexível pode servir, e ser modelada, como uma única restrição mecânica (junção) que provê um ou mais graus de liberdade entre dois elos em uma cadeia cinemática, embora a própria estrutura flexível possa ser uma cadeia cinemática formada de vários elos acoplados. Aqueles versados na técnica irão entender que a flexibilidade de um componente pode ser expressa em termos de sua rigidez.

[0053] Nesta descrição, uma estrutura ou um componente mecânico flexível pode ser ou ativa ou passivamente flexível. Uma peça ativamente flexível pode ser dobrada com o uso de forças inerentemente associadas com a própria peça. Por exemplo, um ou mais tendões podem ser direcionados no sentido do comprimento ao longo da peça e deslocados do eixo longitudinal da peça de modo que essa tensão sobre um ou mais tendões faça com que a peça seja dobrada. Outras formas de ativamente dobrar uma peça ativamente flexível incluem,

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 12/76

10/65 sem limitação, o uso de força pneumática ou hidráulica, engrenagens, polímero eletroativo, e semelhantes. Uma peça passivamente flexível é dobrada com o uso de uma força externa à peça. Um exemplo de uma peça passivamente flexível com rigidez inerente é uma haste plástica ou um tubo de borracha resiliente. Uma peça ativamente flexível, quando não acionada por suas forças inerentemente associadas, pode ser passivamente flexível. Um componente único pode ser formado de uma ou mais porções passivamente flexíveis em série.

[0054] Aspectos da invenção são descritos principalmente em termos de uma implementação que usa um Sistema Cirúrgico da Vinci® (especificamente, um Modelo IS3000, comercializado como Sistema Cirúrgico da Vinci® Si™ HD™), fabricado pela Intuitive Surgical, Inc., de Sunnyvale, Califórnia. Aqueles versados na técnica irão entender, contudo, que os aspectos da invenção descritos aqui podem ser concretizados e implementados de várias maneiras, incluindo concretizações e implementações robóticas e não-robóticas. Implementações sobre os Sistemas Cirúrgicos da Vinci® (por exemplo, o Modelo IS3000, o Modelo IS2000, comercializados como o Sistema Cirúrgico da Vinci® S™ HD™) são meramente exemplificativas e não devem ser consideradas como limitando o escopo dos aspectos da invenção descritos aqui.

[0055] As Figuras 1A, 1B e 1C são vistas em elevação frontal de três componentes principais de um sistema cirúrgico robótico teleoperado para cirurgia minimamente invasiva. Estes três componentes são interconectados de modo a permitirem que um cirurgião, com a assistência de uma equipe cirúrgica, execute os procedimentos cirúrgicos de diagnóstico e corretivos em um paciente.

[0056] A Figura 1A é uma vista em elevação frontal do componente de carro do paciente 100 do Sistema Cirúrgico da Vinci®. O carro do paciente inclui uma base 102 que se apóia no chão, uma torre de suPetição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 13/76

11/65 porte 104 que é montada na base 102, e vários braços que sustentam ferramentas cirúrgicas (que incluem um endoscópio estereoscópico). Conforme mostrado na Figura 1A, os braços 106a, 106b são braços de instrumento que sustentam e movem os instrumentos cirúrgicos usados para manipular o tecido, e o braço 108 é um braço de câmera que sustenta e move o endoscópio. A Figura 1A também mostra um terceiro braço de instrumento opcional 106c que é sustentado no lado de trás da torre de suporte 104, e que pode ser posicionado ou no lado esquerdo ou no lado direito do carro do paciente, conforme necessário, para conduzir um procedimento cirúrgico. A Figura 1A adicionalmente mostra instrumentos cirúrgicos intercambiáveis 110a, 110b,

110c montados nos braços de instrumento 106a, 106b, 106c, e mostra o endoscópio 112 montado no braço da câmera 108. Os braços são discutidos em maiores detalhes abaixo. Aqueles versados na técnica irão apreciar que os braços que sustentam os instrumentos e a câmera podem também ser sustentados por uma plataforma de base (fixa ou móvel) montada em um teto ou em uma parede, ou, em alguns exemplos, em outra peça de equipamento na sala de operação (por exemplo, a mesa de operação). Do mesmo modo, eles irão apreciar que duas ou mais bases separadas podem ser usadas (por exemplo, uma base sustentando cada braço).

[0057] A Figura 1B é uma vista em elevação frontal de um componente do console do cirurgião 120 do Sistema Cirúrgico da Vinci®. O console do cirurgião é equipado com manipuladores de ferramentas mestres (MTM's) de múltiplos graus de liberdade esquerdo e direito 122a, 122b, que são cadeias cinemáticas que são usadas para controlar as ferramentas cirúrgicas (que incluem o endoscópio e várias cânulas). O cirurgião agarra uma montagem pinçadora 124a, 124b em cada manipulador de ferramentas mestre 122, tipicamente com o polegar e o dedo indicador, e pode mover a montagem pinçadora para várias

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 14/76

12/65 posições e orientações. Quando um modo de controle de ferramenta for selecionado, cada manipulador de ferramentas mestre 122 será acoplado para controlar um braço de instrumento correspondente 106 para o carro do paciente 100. Por exemplo, o manipulador de ferramentas mestre esquerdo 122a pode ser acoplado ao braço de instrumento de controle 106b e ao instrumento 110a, e o manipulador de ferramentas mestre direito 122b pode ser acoplado ao braço de controle de instrumento 106b e ao instrumento 110b. Se o terceiro braço de instrumento 106c for usado durante um procedimento cirúrgico e for posicionado no lado esquerdo, então, o manipulador de ferramentas mestre esquerdo 122a poderá ser mudado entre o braço de controle 106a e o instrumento 110a para o braço de controle 106c e o instrumento 110c. Do mesmo modo, se o terceiro braço de instrumento 106c for usado durante um procedimento cirúrgico e for posicionado no lado direito, então, o manipulador de ferramentas mestre direito 122a poderá ser mudado entre o braço de controle 106b e o instrumento 100b para o braço de controle 106c e o instrumento 110c. Em alguns exemplos, atribuições de controle entre manipuladores de ferramentas mestres 122a, 122b e a combinação de braço 106a/instrumento 110a e a combinação de braço 106b/instrumento 110b podem ser também trocadas. Isto pode ser feito, por exemplo, se o endoscópio for girado a 180 graus, de modo que o instrumento que se move no campo de visão do endoscópio pareça estar no mesmo lado que o manipulador de ferramentas mestre que o cirurgião está movendo. A montagem pinçadora é tipicamente usada para operar um operador terminal cirúrgico provido de garra (por exemplo, tesouras, retrator de agarre, acionador de agulha, e semelhante) na extremidade distal de um instrumento 110.

[0058] O console do cirurgião 120 também inclui um sistema de exibição de imagem estereoscópico 126. As imagens do lado esquer

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 15/76

13/65 do e do lado direito capturadas pelo endoscópio estereoscópico 112 são emitidas nos monitores esquerdo e direito correspondentes, que o cirurgião percebe como uma imagem tridimensional na tela de vídeo 126. Em uma configuração vantajosa, os manipuladores de ferramentas mestres 122 são posicionados abaixo da tela de vídeo 126 de modo que as imagens das ferramentas cirúrgicas mostradas no vidro pareçam estar co-localizadas com as mãos do cirurgião abaixo da imagem. Esta característica permite ao cirurgião intuitivamente controlar as várias ferramentas cirúrgicas na imagem tridimensional, como se estivesse olhando diretamente para suas mãos. Consequentemente, o servo controle de manipulador de ferramentas mestre do braço de instrumento associado e do instrumento se baseia no quadro de referência de imagem endoscópica.

[0059] O quadro de referência de imagem endoscópica será também usado, se os manipuladores de ferramentas mestres forem mudados para um modo de controle de câmera. No Sistema Cirúrgico da Vinci®, se o modo de controle de câmera for selecionado, o cirurgião poderá mover a extremidade distal do endoscópio com a movimentação de um ou ambos os manipuladores de ferramentas mestres juntos (porções dos dois manipuladores de ferramentas mestres podem ser servo mecanicamente acopladas de modo que as duas porções de manipulador de ferramentas mestre pareçam se mover mutuamente como uma unidade). O cirurgião pode então intuitivamente mover (por exemplo, panoramizar, inclinar, dar um zoom) a imagem estereoscópica exibida em movendo os manipuladores de ferramentas mestres como se retivesse a imagem nas mãos.

[0060] O console do cirurgião 120 é tipicamente localizado na mesma sala de operação que o carro do paciente 100, embora esteja posicionado de modo que o cirurgião que opera o console fique fora do campo estéril. Um ou mais assistentes tipicamente ajudam o cirurgião

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 16/76

14/65 em trabalhando dentro do campo cirúrgico (por exemplo, para trocar as ferramentas no carro do paciente, para executar a retração manual, etc.). Consequentemente, o cirurgião opera remoto do campo estéril, e assim o console pode ser localizado em uma sala ou edifício separado da sala de operação. Em algumas implementações, dois consoles 120 (seja co-localizados, seja remotos um do outro) podem ser trabalhos em rede juntos de modo que dois cirurgiões possam visualizar e controlar as ferramentas no local cirúrgico.

[0061] A Figura 1C é uma vista em elevação frontal de um componente de carro de visualização 140 do Sistema Cirúrgico da Vinci®. O carro de visualização 140 aloja a unidade de processamento de dados eletrônicos central do sistema cirúrgico 142 e o equipamento de visualização 144. A unidade de processamento de dados eletrônicos central inclui muito do processamento de dados usado para operar o sistema cirúrgico. Em várias outras implementações, contudo, o processamento de dados eletrônicos pode ser distribuído no console do cirurgião e no carro do paciente. O equipamento de visualização inclui unidades de controle de câmera para as funções de captura de imagem esquerda e direita do endoscópio estereoscópico 112. O equipamento de visualização também inclui equipamento de iluminação (por exemplo, lâmpada Xenon) que provê iluminação para a formação de imagem do local cirúrgico. Conforme mostrado na Figura 1C, o carro de visualização inclui um monitor de tela de toque de 609,6 mm (24 polegadas) opcional 146, que pode ser montado em qualquer outro lugar, tal como no carro do paciente 100. O carro de visualização 140 adicionalmente inclui o espaço 148 para equipamento cirúrgico auxiliar, tais como unidades e insufladores eletrocirúrgicos. O carro do paciente e o console do cirurgião são acoplados através de elos de comunicações de fibra óptica ao carro de visualização de modo que três componentes juntos atuem como um único sistema cirúrgico minimamente invasivo telePetição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 17/76

15/65 operado que provê uma telepresença intuitiva para o cirurgião. E, conforme mencionado acima, um segundo console do cirurgião pode ser incluído de modo que um segundo cirurgião possa, por exemplo, controlar o trabalho do primeiro cirurgião.

[0062] A Figura 2A é uma vista em elevação lateral de um braço de instrumento ilustrativo 106. Vestimentas estéreis e mecanismos associados que são normalmente usados durante a cirurgia são omitidos para fins de clareza. O braço é formado de uma série de elos e junções que acoplam os elos entre si. O braço é dividido em duas porções. A primeira porção é a porção configurada 202, na qual junções não-energizadas acoplam os elos. A segunda porção é a porção de manipulador robótico energizada 204 (manipulador do paciente (PSM) que sustenta e move o instrumento cirúrgico). Durante o uso, a porção configurada 202 é movida para colocar a porção de manipulador 204 na posição adequada para executar a tarefa cirúrgica desejada. As junções da porção configurada são então travadas (por exemplo, com mecanismos de freio) para impedir que esta porção do braço se mova.

[0063] A Figura 2B é uma vista em perspectiva do manipulador do paciente 204 com um instrumento ilustrativo 110 montado. O manipulador do paciente 204 inclui um servo atuador de guinada 206, um servo atuador de inclinação 208, e um atuador de inserção e de retirada (I/O) 210. Um instrumento cirúrgico ilustrativo 110 é mostrado montado em um carro de montagem de instrumento 212. Uma cânula reta ilustrativa 214 é mostrada montada no suporte de cânula 216. O eixo 218 do instrumento 110 se estende através da cânula 214. O manipulador do paciente 204 é mecanicamente limitado de modo que ele mova o instrumento 110 em torno de um centro remoto de movimento estacionário 220 localizado ao longo do eixo do instrumento. O atuador de guinada 206 provê o movimento de guinada 222 em torno do centro

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 18/76

16/65 remoto 220, o atuador de inclinação 208 provê movimento de inclinação 224 em torno do centro remoto 220, e o atuador I/O 210 provê o movimento de inserção e de retirada 226 através do centro remoto 220. A porção configurada 202 é tipicamente posicionada para colocar o centro remoto de movimento 220 na incisão na parede do corpo do paciente durante a cirurgia e para permitir que um movimento suficiente de guinada e inclinação seja disponibilizado para executar a determinada tarefa cirúrgica. Aqueles versados na técnica irão entender que o movimento em torno de um centro remoto de movimento pode ser também limitado unicamente pelo uso de software, do que por uma restrição física definida por uma montagem mecânica.

[0064] Discos de transmissão de força correspondentes no carrinho de montagem 212 e na montagem de transmissão de força do instrumento 230 acoplam forças de acionamento dos atuadores 232 no manipulador do paciente 204 para mover as várias partes do instrumento 110 a fim de posicionar, orientar e operar o operador terminal de instrumento 234. Tais forças de acionamento podem tipicamente girar o eixo do instrumento 218 (provendo assim outro grau de liberdade através do centro remoto), operar um êmbolo 236 que provê graus de liberdade de guinada e inclinação, e operar uma peça móvel ou garras de aperto de vários operadores terminais (por exemplo, tesouras, agarradores, ganchos eletrocauterização, retratores, etc.).

[0065] A Figura 2C é uma vista em elevação lateral de uma porção de um braço de câmera 108 com uma câmera ilustrativa 112 montada. Similar ao braço de instrumento 106, o braço de câmera 108 inclui uma porção configurada 240 e uma porção de manipulador 242 (manipulador de câmera endoscópica, (ECM). O manipulador de câmera endoscópica 242 é configurado de modo similar ao manipulador do paciente 204 e inclui um atuador de movimento de guinada 244, um atuador de movimento de inclinação 246, e um atuador de movimento

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 19/76

17/65

I/O 248. O endoscópio 112 é montado na montagem de carrinho 250 e a cânula de endoscópio 252 é montada no suporte de cânula da câmera 254. O manipulador de câmera endoscópica 242 move o endoscópio 112 em torno e através do centro remoto de movimento 256.

[0066] Durante um típico procedimento cirúrgico com o sistema cirúrgico robótico descrito com referência às Figuras 1A-2C, pelo menos duas incisões são feitas no corpo do paciente (geralmente com o uso de um trocarte para colocar a cânula associada). Uma incisão é para o instrumento de câmera de endoscópio, e as outras incisões são para os instrumentos cirúrgicos necessários. Tais incisões são, às vezes, referidas como portais, um termo que pode também significar uma peça do equipamento que é usado dentro de tal incisão, conforme descrito em detalhes abaixo. Em alguns procedimentos cirúrgicos, vários portais de instrumento e/ou câmera são necessários a fim de prover o acesso necessário e a formação de imagem para um local cirúrgico. Embora as incisões sejam relativamente pequenas em comparação a incisões maiores usadas para cirurgia aberta tradicional, há necessidade e desejo de adicionalmente reduzir o número de incisões para adicionalmente reduzir o trauma do paciente e para uma melhor cosmese.

[0067] A cirurgia de portal único é uma técnica na qual todos os instrumentos usados para a cirurgia minimamente invasiva são passados através de uma única incisão na parede do corpo do paciente, ou, em alguns exemplos, através de um único orifício natural. Tais métodos podem ser referidos por vários termos, tais como Acesso de Portal Único (SPA), Cirurgia Laparoendoscópica de Local Único (LESS), Cirurgia Laparoscópica de Incisão Única (SILS), Cirurgia Umbilical de um Portal (OPUS), Cirurgia utilizando Equipamento Convencional sem Incisão de Portal Único (SPICES), Cirurgia Transumbilical de Orifício Natural (NOTUS). O uso de um portal único pode ser feito usando ou insPetição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 20/76

18/65 trumentos manuais ou um sistema cirúrgico robótico, tal como aquele descrito acima. Uma dificuldade surge com tal técnica, entretanto, porque o portal único restringe o ângulo no qual um instrumento cirúrgico pode acessar o local cirúrgico. Dois instrumentos, por exemplo, são posicionados claramente lado a lado, sendo difícil assim obter ângulos de triangulação vantajosos no local cirúrgico. Além disso, uma vez que os instrumentos e o endoscópio entram através da mesma incisão, eixos de instrumento retos tendem a obscurecer uma grande parte do campo de visão do endoscópio. E, além disso, se um sistema cirúrgico robótico for usado, então, os múltiplos manipuladores poderão interferir mutuamente, devido tanto a seu tamanho quanto a seus movimentos, o que também limita o grau de movimento do operador terminal disponível para o cirurgião.

[0068] A Figura 3 ilustra a dificuldade de usar um sistema cirúrgico robótico de múltiplos braços para cirurgia de portal único. A Figura 3 é uma vista diagramática de múltiplas cânulas e instrumentos associados inseridos através de uma parede do corpo de modo a alcançar um local cirúrgico 300. Conforme representado na Figura 3, uma cânula de câmera 302 se estende através de uma incisão de câmera 304, uma primeira cânula de instrumento 306 se estende através de uma primeira incisão de instrumento 308, e uma segunda cânula de instrumento 310 se estende através de uma segunda incisão de instrumento 312. Pode ser visto que, se cada uma destas cânulas 302, 306, 310 fosse estendida através do mesmo orifício (ligeiramente maior) 304, devido à exigência de que cada uma se move em torno de um centro remoto de movimento e também devido ao volume e ao movimento dos manipuladores descritos acima que retêm as cânulas em ajustes de montagem 302a, 306a, 310a, então, muito pouco movimento dos operadores terminais de instrumento seria possível, as cânulas e os eixos de instrumento podendo obscurecer o local cirúrgico no campo

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 21/76

19/65 de visão do endoscópio.

[0069] Para cirurgia de portal único usando instrumentos manuais, foi feita uma tentativa de usar eixos de instrumento curvos rígidos para aperfeiçoar a triangulação. Tais eixos curvos tipicamente apresentam uma dobra em S composta que dentro do corpo permite que eles se curvem longe da incisão e depois novamente para o local cirúrgico, e fora do corpo se curvem longe da incisão para prover um espaço livre para as manipulações do instrumento e as mãos do cirurgião. Estes instrumentos curvos parecem ser ainda mais difíceis de serem usados do que os instrumentos manuais de eixo reto, porque os eixos curvos adicionalmente limitam a habilidade de um cirurgião para mover com precisão os instrumentos do operador terminal, seja com a movimentação do eixo, seja usando um mecanismo de êmbolo manualmente operado. Suturar, por exemplo, parece ser extremamente difícil com tais instrumentos rígidos de eixo curvo. Além disso, a habilidade do cirurgião para inserir e retirar tais instrumentos de eixo curvo diretamente entre a incisão e o local cirúrgico é limitada por causa de sua forma. E, devido a sua forma, a rotação de um instrumento curvo rígido pode fazer com que uma porção do eixo do instrumento entre em contato e, possivelmente, cause prejuízo ao tecido sem o conhecimento do cirurgião.

[0070] Para cirurgia de portal único usando sistemas cirúrgicos robóticos, são propostos métodos para prover maiores graus controláveis de liberdade para instrumentos cirúrgicos. Por exemplo, o uso de instrumentos sinuosos teleroboticamente controlados e de tubos de guia controláveis associados foi proposto como uma forma para acessar um local cirúrgico através de uma única incisão. Similarmente, o uso de instrumentos com um mecanismo de movimento paralelo mecânico em miniatura foi proposto. Vide, por exemplo, a Publicação de Pedido de Patente Norte-Americano No. US 20008/0065105 A1 (de

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 22/76

20/65 positado em 13 de junho de 2007) (que descreve um sistema cirúrgico minimamente invasivo). Enquanto tais instrumentos podem ser finalmente eficazes, eles são, muitas vezes, mecanicamente complexos. E, devido a suas maiores exigências de atuação de grau de liberdade, tais instrumentos podem não ser compatíveis com os sistemas cirúrgicos robóticos existentes.

Sistema de Cânula Curva [0071] A Figura 4A é uma vista esquemática de uma porção de um manipulador robótico de paciente que sustenta e move uma combinação de uma cânula curva e um instrumento cirúrgico passivamente flexível. Conforme representado na Figura 4A, um instrumento cirúrgico teleroboticamente operado 402a inclui um mecanismo de transmissão de força 404a, um eixo passivamente flexível 406a, e um operador terminal 408a. O instrumento 402a é montado em uma montagem de carrinho de instrumento 212a de um manipulador do paciente 204a. (componentes anteriormente descritos são esquematicamente representados para fins de clareza). Discos de interface 414a acoplam forças de acionamento de servoatuadores no manipulador do paciente 204a para mover os componentes do instrumento 402a. O operador terminal 408a ilustrativamente opera com um único grau de liberdade (por exemplo, garras de fechamento). Um êmbolo para prover um ou mais graus de liberdade de operador terminal (por exemplo, inclinação, guinada; vide, por exemplo, Patente Norte-Americana No. 6.817.974 (depositada em 28 de junho de 2002) (que descreve uma ferramenta cirúrgica apresentando junção de êmbolo de múltiplos discos acionada por tendão positivamente posicionável), que é aqui incorporada para referência) é opcional e não é mostrado. Muitas implementações de instrumento não incluem tal êmbolo. A omissão do êmbolo simplifica o número de interfaces de força de acionamento entre manipulador do paciente 204a e o instrumento 402a, e a omissão também reduz o

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 23/76

21/65 número de elementos de transmissão de força (e, consequentemente, a complexidade e as dimensões do instrumento) que seria necessário entre o mecanismo de transmissão de força proximal 404a e a peça distalmente acionada.

[0072] A Figura 4A adicionalmente mostra uma cânula curva 416a, que apresenta uma extremidade proximal 418a, uma extremidade distal 420a, e um canal central 422a que se estende entre a extremidade proximal 418a e a extremidade distal 420a. A cânula curva 416a é, em uma implementação, uma cânula rígida de peça única. Conforme representado na Figura 4A, a extremidade proximal 418a da cânula curva 416a é montada no suporte de cânula do manipulador do paciente 204a. Durante o uso, o eixo flexível 406a do instrumento 402a se estende através do canal central 422a da cânula curva 416a de modo que uma porção distal do eixo flexível 406a e o operador terminal 408a se estendam além da extremidade distal 410a da cânula 416a a fim de alcançar o local cirúrgico.424. Conforme descrito acima, as restrições mecânicas do manipulador do paciente 204 (ou, alternativamente, as restrições do software pré-programado no sistema de controle para manipulador do paciente 204a) fazem com que o instrumento 402a e a cânula curva 416a se movam em inclinação e guinada em torno do centro remoto de movimento 426 localizado ao longo da cânula 416a, que é tipicamente colocada em uma incisão na parede do corpo do paciente. O acionamento I/O do manipulador do paciente 204a, provido pelo carrinho 212a, insere e retira o instrumento 402a através da cânula 416a para mover o operador terminal 408a para dentro e para fora. Detalhes do instrumento 402a, da cânula 416a, e do controle destes dois componentes são descritos abaixo.

[0073] A Figura 4B é uma vista esquemática que mostra um segundo manipulador robótico de paciente que sustenta e move uma segunda combinação de cânula curva e instrumento cirúrgico passivaPetição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 24/76

22/65 mente flexível, acrescentada à vista da Figura 4A. Componentes do segundo manipulador do paciente 204b, do instrumento 402b, e da cânula curva 416b são substancialmente similares àqueles descritos na Figura 4A e funcionam de maneira substancialmente similar àqueles descritos na Figura 4A. A cânula curva 416b, contudo, se curva em uma direção oposta à direção na qual a cânula curva 416a se curva. A Figura 4B ilustra assim que duas cânulas curvas e instrumentos associados, que se curvam em direções opostas, são posicionados para se estenderem através de uma única incisão 428 na parede do corpo do paciente 430 para alcançar o local cirúrgico 424. Cada cânula curva inicialmente é angulada para longe de uma linha reta entre a incisão e o local cirúrgico, se curvando então novamente na direção da linha para direcionar os instrumentos estendidos para o local cirúrgico. Com a operação do manipulador do paciente 204a e 204b em inclinação e em guinada, as extremidades distais 420a, 420b das cânulas curvas se movem de acordo, e, por isso, os operadores terminais de instrumento 404a e 404b são movidos com referência ao local cirúrgico (e, consequentemente, com referência ao campo de visão do endoscópio). Pode ser visto que, embora os centros remotos de movimento para as duas combinações de cânula curva e instrumento flexível não sejam idênticos, eles estão suficientemente próximos o bastante (adjacentes) entre si de modo que possam ser ambos posicionados na única incisão 428.

[0074] A Figura 4C é uma vista esquemática que mostra um manipulador de câmera endoscópica que sustenta um endoscópio, acrescentado à vista da Figura 4B. Alguns números de referência previamente usados são omitidos para fins de clareza. Conforme mostrado na Figura 4C, o manipulador de câmera endoscópica 242 retém o endoscópio 112, de tal modo que ele se estenda através da incisão única 428, juntamente com as duas combinações de cânula curva e instru

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 25/76

23/65 mento flexível. O endoscópio 112 se estende através de uma cânula convencional 252 sustentada pelo suporte de cânula 254. Em algumas implementações, a cânula 252 provê insuflação para uma cavidade do corpo. O manipulador de câmera endoscópica 242 é posicionado para colocar o centro remoto de movimento do endoscópio 112 na incisão 428. Como acima, pode ser visto que os centros remotos de movimento para as duas combinações de cânula curva e instrumento e o endoscópio 112 não são idênticos, e eles podem ser posicionados suficientemente próximos para permitir que todos se estendam através da incisão única 428 sem que a incisão seja indevidamente grande. Em uma implementação exemplificativa, os três centros remotos podem ser posicionados aproximadamente em uma linha reta, conforme ilustrado na Figura 4C. Em outras implementações, tais como aquelas descritas abaixo, os centros remotos não são linearmente alinhados, embora sejam agrupados suficientemente perto.

[0075] A Figura 4C também ilustra esquematicamente que os manipuladores do paciente 204a, 204b e o manipulador de câmera endoscópica 242 podem ser posicionados de modo que cada um tenha um volume significativamente aperfeiçoado no qual se move em inclinação e guinada sem interferência mútua. Isto é, se forem usados instrumentos de eixo reto, então, os manipuladores do paciente têm, em geral, que permanecer em posições próxima umas das outras para manter os eixos em uma relação quase paralela para o trabalho efetivo através de uma incisão única. Mas, com as cânulas curvas, contudo, os manipuladores do paciente podem ser colocados mais distantes um do outro, e assim cada manipulador do paciente pode, em geral, se mover dentro de um volume relativamente maior do que com os instrumentos de eixo reto. Além disso, a Figura 4C ilustra como as cânulas curvas 416 proveem uma triangulação aperfeiçoada para os instrumentos cirúrgicos, de modo que o local cirúrgico 426 seja relativa

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 26/76

24/65 mente desobstruído no campo de visão 430 do endoscópio 112.

[0076] A Figura 4C ilustra adicionalmente que uma característica de portal 432 pode ser colocada na incisão 428. As cânulas 16a, 416a e 252 se estendem, cada qual, através da característica de portal 432. Tal característica de portal pode ter várias configurações, conforme descrito em detalhes abaixo.

[0077] A Figura 5 é uma vista diagramática de um instrumento flexível ilustrativo 500 usado com uma cânula curva. O instrumento 500 inclui um mecanismo de transmissão de força de extremidade proximal 502, um operador terminal cirúrgico de extremidade distal 504, e um eixo 506 que acopla o mecanismo de transmissão de força 502 e o operador terminal 504. Em algumas implementações, o eixo 506 é passivamente flexível e inclui três seções - uma seção proximal 506a, uma seção distal 506c, e uma seção intermediária 506b que está entre as seções proximal e distal 506a, 506c. Em algumas implementações, as seções 506a, 506b e 506c podem ser, cada qual, caracterizadas por sua rigidez diferente. A seção 506a é a porção do eixo 506 que se estende a partir do mecanismo de transmissão de força 502 na direção da cânula curva através da qual as ouras seções do eixo 506 se estendem. Consequentemente, a seção 506a é relativamente rígida em comparação às outras seções 506b, 506c. Em algumas implementações, a seção 506a ode ser efetivamente rígida. A seção 506b é relativamente mais flexível do que as outras duas seções 506a, 506c. A maior parte da seção 506b fica dentro da cânula curva durante um procedimento cirúrgico, e assim a seção 506b é formada relativamente flexível para reduzir o atrito com a parede interna da cânula curva, embora não seja assim formada tão flexível de modo a se deformar durante a inserção sob operação manual ou servo controlada. A seção 506x é relativamente mais rígida do que a seção 506b, porque a seção 506c se estende da extremidade distal da cânula curva. Consequen

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 27/76

25/65 temente, a seção 506c é formada flexível o bastante de modo que possa ser inserida através da dobra da cânula curva, embora seja rígida o suficiente para prover um suporte em cantiléver adequado para o operador terminal 504. Em algumas implementações, contudo, as seções de eixo 506a - 506c apresentam, cada qual, a mesma estrutura física - cada qual sendo composta do(s) mesmo(s) material(ais), e do(s) material (ais) escolhido(s) como tendo uma rigidez de dobramento aceitável para cada seção - de modo que as seções apresentem assim a mesma rigidez. Para instrumentos que exigem um grau de liberdade de rotação de operador terminal através da rotação de eixo, todas as três seções 506a-506c são torsionalmente rígidas o suficiente para transmitir o movimento de rotação da extremidade proximal do instrumento para o operador terminal cirúrgico distal 504. Um exemplo é descrito em referência à Figura 9 abaixo. Em uma implementação, o eixo 506 tem cerca de 43 cm de comprimento.

[0078] A Figura 6 é uma vista inferior de uma implementação de mecanismo de transmissão de força 502. Conforme mostrado na Figura 6, o mecanismo de transmissão de força de um instrumento cirúrgico usado em um Sistema Cirúrgico da Vinci® foi modificado para eliminar os mecanismos usados para controlar um mecanismo de êmbolo no instrumento e para controlar a garra de um operador terminal (ou outra parte móvel) usando apenas um único disco de interface. Desse modo, em uma implementação ilustrativa, um disco de interface 602 gira o eixo 506 de modo a prover um grau de liberdade de rotação para o operador terminal 504, e um segundo disco de interface 602b opera o mecanismo de garra do operador terminal 504. Em uma implementação, uma antepara no mecanismo de transmissão 502 sustenta tubos espirais que correm através do eixo de instrumento, conforme descrito em detalhes abaixo. O mecanismo de transmissão de força 502 pode ser acoplado ao manipulador do paciente 204 sem quaisquer

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 28/76

26/65 modificações mecânicas exigidas para o manipulador do paciente.

[0079] A Figura 6 também mostra que implementações do mecanismo de transmissão de força 502 podem incluir pinos de interface eletricamente condutivos 604 e uma memória de dados eletrônicos 606 que é eletricamente acoplada aos pinos de interface 604. Os parâmetros relevantes ao instrumento 500 e sua operação (por exemplo, número de vezes que o instrumento foi usado, parâmetros DenavitHartenberg para controle (descrito abaixo), etc.) podem ser armazenados na memória 606 e acessados pelo sistema cirúrgico robótico durante a operação para adequadamente usar o instrumento (vide, por exemplo, a Patente Norte-Americana No. 6.331.181 (depositada em 15 de outubro de 1999) (que descreve ferramentas robóticas cirúrgicas, arquitetura de dados, e uso), que é incorporada aqui para referência). Em uma implementação, dados cinemáticos específicos à cânula curva através da qual se estende o instrumento podem ser armazenados na memória 606, de modo que, se o sistema detectar que uma cânula curva está montada (vide, por exemplo, a Figura 10 e texto associado abaixo), o sistema poderá acessar e usar os dados de cânula armazenados. Se for usada mais do que uma configuração cinemática de cânula curva (por exemplo, diferentes comprimentos, raios de dobra, ângulos de dobra, etc.), então, dados específicos a cada configuração permissível poderão ser armazenados na memória do instrumento associado, e o sistema poderá acessar e usar os dados para a configuração de cânula específica que é montada. Além disso, em alguns exemplos, se o sistema cirúrgico robótico detectar que um instrumento flexível foi acoplado a um manipulador que retém uma cânula reta em vez de curva, então, o sistema poderá declarar esta situação como sendo um estado ilegal e impedir a operação.

[0080] A Figura 7 é uma vista lateral diagramática de uma implementação ilustrativa de uma porção distal do instrumento cirúrgico

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 29/76

27/65

500. Conforme mostrado na Figura 7, uma manilha proximal 702 é acoplada (por exemplo, soldada a laser, soldada, etc.) a uma luva 704, que, em um exemplo, é formada de aço inoxidável. A luva 704 é acoplada (por exemplo, dobrada, colada, etc.), por sua vez, à extremidade distal do eixo 506. Outros métodos de acoplamento conhecidos podem ser usados. A manilha proximal 702 é ilustrativa de componentes de muitos operadores terminais de instrumento cirúrgico que podem ser usados, incluindo acionadores de agulha, dissectores de nariz esférico, tesouras curvas, dissectores Maryland, aplicadores de grampo, ganchos de cauterização, etc.

[0081] A Figura 8 é uma vista em perspectiva recortada que permite uma estrutura ilustrativa de uma porção do eixo do instrumento 506. Dois elementos de tensão 802a, 802b se estendem através de uma porção distal do eixo 506 e são acoplados para operar o operador terminal (mostrado diagramaticamente; por exemplo, um operador terminal de classe cirúrgica de 5 mm usado nos instrumentos do Sistema Cirúrgico da Vinci®). Elementos de tensão 802a, 802b podem ser separados, ou eles podem ser partes do mesmo elemento que, por exemplo, envolve uma polia no operador terminal. Em uma implementação, os elementos de tensão 802a, 802b são fio de tungstênio de 0,4572 mm (0,018 polegadas). Conforme mostrado na Figura 8, as extremidades proximais dos elementos de tensão 802a, 802b são acopladas (por exemplo, dobradas, etc.) às extremidades distais dos segundos elementos de tensão 804a, 804b que adicionalmente se estendem proximalmente através da maior parte do eixo 506. Em uma implementação, os elementos de tensão 804a, 804b são hipotubos de aço inoxidável de 0,8128 mm (0,032 polegadas). Na extremidade proximal (não mostrada), os elementos de tensão 804a, 804b são acoplados ao mecanismo de transmissão 502 usando fios acoplados de maneira similar.

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 30/76

28/65 [0082] Conforme mostrado na Figura 8, os elementos de tensão

804a, 804b se estendem através de tubos de suporte 806a, 806b, respectivamente, que guiam elementos de tensão 804a, 804b e impede que eles sejam deformados ou enroscados dentro do eixo 506. Em uma implementação, os tubos de suporte 806a, 806b são tubos espiralados de aço inoxidável (por exemplo, 304V (material fundido a vácuo que reduz atrito) (diâmetro interno de 0,889 mm (0,035 polegadas) e diâmetro externo de 1,651 mm (0,065 polegadas)), podendo ser usados outros materiais e estruturas Para reduzir o atrito na medida em que cada elemento de tensão desliza dentro de seu tubo de suporte, uma coberta de redução de atrito 808a, 808b é colocada entre o elemento de tensão e a parede interna do tubo de suporte. Em uma implementação, as cobertas 808a, 808b são de politetrafluoroetileno (PTFE), podendo ser usados outros materiais. Ambos os tubos de suporte 806a, 806b são colocados dentro de um único tubo de eixo interno 810. Em uma implementação, um fio de aço inoxidável planoespiral é usado para o tubo de eixo interno 810 para prover a rigidez torsional durante a rotação. Um tubo de eixo externo 812 (por exemplo, malha de aço inoxidável trançada ou outro material adequado para proteger os componentes do eixo) circunda o tubo de eixo interno 810. Uma camada externa de elastômero 814 (por exemplo, Pellothane®, ou outro material adequado) circunda o tubo de eixo externo 812. A camada externa 814 protege os componentes internos do eixo 506 da contaminação direta, por exemplo, pelos fluidos do corpo durante a cirurgia, e o camada externa facilita o deslizamento do eixo 506 dentro da cânula curva. Em algumas implementações, o eixo 506 tem aproximadamente 5,5 mm (0,220 polegadas) de diâmetro externo.

[0083] Em uma implementação exemplificativa, as montagens de tubo de suporte e elemento de tensão podem ser revestidas por imersão em PTFE para prover uma coberta que reduz o atrito. O espaço

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 31/76

29/65 entre as espirais é enchido pelo material de revestimento por imersão para formar um tubo. Em outra implementação exemplificativa, o fio é pré-revestido antes que a espiral seja enrolada, e a espiral é então cozida para novamente fundir o revestimento e formar o tubo sólido. As extremidades do tubo podem ser vedadas em torno dos elementos de tensão para impedir que a contaminação (por exemplo, fluidos do corpo) penetre entre o elemento de tensão e o tubo espiralado.

[0084] O eixo 506 pode incluir componentes adicionais. Conforme mostrado na Figura 8, por exemplo, em algumas implementações, uma ou mais hastes de enrijecimento 816 correm através de várias porções do eixo 506. O número, o tamanho, e a composição das hastes 816 podem ser variados para prover as várias rigidezes das porções 506a-506c, conforme descrito acima. Por exemplo, em algumas implementações, as hastes 816 são de aço inoxidável. Além disso, em algumas implementações, uma ou mais hastes adicionais 818 de outro material podem correr através de uma ou mais porções do eixo 506. Por exemplo, a Figura 8 mostra uma segunda haste de poliarileteretercetona (PEEK) que, em uma implementação, corre através da seção distal 506c para prover rigidez além da rigidez das hastes 516. Além disso, um ou mais tubos suplementares para prover, por exemplo, sucção e/ou irrigação podem ser incluídos no eixo 506, seja adicionalmente às hastes de enrijecimento, seja no lugar destas. E, elementos de tensão adicionais podem ser incluídos para operar, por exemplo, um mecanismo opcional de êmbolo de múltiplos graus de liberdade na extremidade distal do eixo do instrumento.

[0085] A Figura 9 é uma vista em perspectiva recortada que mostra uma segunda estrutura ilustrativa de uma porção do eixo do instrumento 506. Os elementos de tensão 902a, 902b, 904a, 904b são similares aos elementos de tensão 802a, 802b, 804a e 804b descritos acima. Os elementos de tensão são, cada qual, direcionados através

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 32/76

30/65 de canais individuais no tubo de suporte de múltiplos canais 906. Em uma implementação, o tubo 906 é uma extrusão de propileno de etileno fluorado (FEP) com múltiplos canais 908, podendo ser usados outros materiais. FEP provê uma superfície de baixo atrito contra a qual deslizam os elementos de tensão. Uma ou mais hastes de enrijecimento (não mostradas) similares àquelas descritas acima na Figura 8 e no texto associado podem ser direcionadas através de vários outros canais 908 no tubo de suporte 906 para prover as rigidezes desejadas para cada das seções de eixo do instrumento 506a-506c. Um tubo de sete canais 906 é mostrado na Figura 9, e uma haste de enrijecimento ou outro elemento pode ser inserido no canal central. Cabos adicionais, por exemplo, para operar um mecanismo de êmbolo opcional de múltiplos graus de liberdade na extremidade distal do eixo 506, podem ser direcionados através de outros canais no tubo 906. Alternativamente, outras funções, tais como sucção e/ou irrigação, podem ser providas através dos canais.

[0086] A Figura 9 adicionalmente mostra um tubo de corpo de eixo

910 (por exemplo, PEEK extrusado ou outro material adequado) que circunda o tubo de suporte 908 para prover rigidez axial e torsional ao eixo 506. Uma camada externa ou revestimento externo 912 circunda o tubo do corpo 910 para reduzir o atrito na medida em que o eixo 506 desliza dentro da cânula curva e para proteger os componentes do eixo. Em uma implementação, a camada externa 912 é uma camada de 0,127 mm (0,005 polegadas) de FEP que é retrátil por calor em torno do tubo de suporte 910, podendo ser usados outros materiais adequados. Em uma implementação da estrutura mostrada na Figura 9, o diâmetro externo do eixo 506 tem aproximadamente 5,5 mm (0,220 polegadas), com um único tubo de corpo de PEEK de extrusão apresentando um diâmetro externo de aproximadamente 5,0 mm e um diâmetro interno de cerca de 3,5 mm. PEEK que é usado por causa de sua

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 33/76

31/65 rigidez (módulo de elasticidade, ou módulo Young) é pobre o suficiente para permitir a dobra com força radial baixa o suficiente para limitar o atrito dentro da cânula curva de modo que o instrumento I/O não seja afetado de maneira significativa, mas seu módulo de elasticidade é superior o suficiente para prover uma boa rigidez de feixe em cantiléver para a porção distal do eixo 506c que se estende além da extremidade distal da cânula curva, para resistir à deformação de qualquer porção do eixo entre o mecanismo de transmissão e a extremidade proximal da cânula, e para transmitir o movimento de rotação e o torque ao longo do comprimento do eixo do instrumento com rigidez e precisão adequadas.

[0087] Principalmente devido ao atrito, na medida em que o raio de dobra de uma cânula curva diminui, a rigidez do eixo do instrumento tem também que diminuir. Se um material isotrópico for usado para o eixo do instrumento, tal como ilustrado em associação com a Figura 9, então a rigidez da porção de eixo que se estende da extremidade distal da cânula também é reduzida. Em algum ponto, ou a rigidez da extremidade distal estendida do eixo ou a rigidez da porção do eixo entre o mecanismo de transmissão e a cânula pode ficar inaceitavelmente baixa. Por isso, uma faixa de rigidezes pode ser definida para um eixo de material isotrópico de dimensões fixas, dependendo do raio de dobra e do diâmetro interno de uma cânula.

[0088] A Figura 10 é uma vista diagramática de uma cânula curva ilustrativa 416. Conforme mostrado na Figura 10, a cânula 416 inclui uma seção de montagem 1002 e a seção de corpo da cânula 1004. A seção de montagem 1002 é configurada para ser montada em um manipulador de sistema robótico (por exemplo, manipulador do paciente 204). Em algumas implementações, uma ou mais características 1006 são colocadas na seção de montagem 102 para serem detectadas pelos sensores 1008 no suporte de cânula do manipulador. A presença

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 34/76

32/65 de uma característica 1006, conforme detectada pelos sensores 1008, pode indicar, por exemplo, que a cânula está adequadamente montada e o tipo de cânula (por exemplo, reta ou curva, comprimento da cânula, raio da curva, etc.). Em uma implementação, as características 1006 são anéis de metal anulares salientes e os correspondentes sensores 1008 são sensores de efeito Hall.

[0089] A seção de montagem 1002 pode também incluir uma característica de chave mecânica 1009 que se casa com uma característica correspondente sobre o manipulador para assegurar que a cânula seja montada com a orientação adequada com referência ao eixo de inserção do manipulador. Desta forma, por exemplo, cânulas curvas esquerdas e direitas podem ser formadas. Além disso, para distinguir orientação de curva esquerda versus direita, a característicachave pode ser usada para assegurar que a cânula seja girada no ângulo apropriado no suporte de manipulador de modo que instrumentos se aproximem do local cirúrgico em um ângulo desejado. Aqueles versados na técnica irão entender que muitas características-chaves podem ser usadas (por exemplo, pino/furos correspondentes, orelhas/ranhuras, esferas/detentores, e semelhantes). A Figura 10A ilustra uma caractarística-chave exemplificativa. Conforme mostrado na Figura 10A, a característica-chave 1030 é conectada (por exemplo, soldada) no lado de um suporte de montagem 1032 para uma cânula curva. A característica-chave 1030 inclui um rebaixo 1034 que recebe uma porção de um suporte de montagem de cânula do manipulador e dois pinos de alinhamento vertical 1036a e 1036b. Os pinos de alinhamento 1036a e 1036b se casam com fuso de alinhamento correspondentes no suporte de montagem do manipulador para assegurar a orientação de rotação adequada da cânula com referência ao manipulador.

[0090] As Figuras 11A e 11B são vistas diagramáticas das extre

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 35/76

33/65 midades distais 1102a e 1102b de duas cânulas curvas como um cirurgião poderia vê-las no monitor 3D do console do cirurgião 1104, que emite imagens capturadas no campo de visão do endoscópio. No monitor, as cânulas curvas se estendem para longe do endoscópio para permitir que os instrumentos 1106a e 1106b alcancem o tecido 1108 no local cirúrgico. As cânulas podem ser montadas nos manipuladores em vários ângulos de rotação, ou os manipuladores podem ser orientados durante a cirurgia, de modo que os instrumentos se aproximem do local cirúrgico em vários ângulos. Consequentemente, as orientações de rotação da cânula podem ser descritas de diversas maneiras. Por exemplo, os ângulos de rotação da cânula podem ser descritos um com relação ao outro. A Figura 1A mostra que, em uma implementação, as cânulas podem ser orientadas com suas curvas distais estando aproximadamente em um único plano comum, de modo que os instrumentos se estendam de ângulos diretamente opostos na direção do local cirúrgico. A Figura 11B mostra que, em uma implementação, as cânulas podem ser orientadas com suas curvas distais estando em planos que são angulados um com relação ao outro, por exemplo, a aproximadamente 60 graus, conforme mostrado, de modo que os instrumentos se estendem a partir de ângulos de deslocamento para o local cirúrgico. Muitos ângulos com relação ao plano da curva da cânula são possíveis (por exemplo, 120, 90, 45, 30, ou zero grau). Outra forma de expressar a orientação de rotação da cânula é a de defini-la como o ângulo entre o plano que inclui a curva da cânula e um plano de movimento para um dos graus de liberdade do manipulador (por exemplo, inclinação). Por exemplo, uma cânula pode ser montada de modo que sua curva fique em um plano que é angulado em 30 graus com relação ao grau de liberdade da inclinação do manipulador. Consequentemente, uma maneira ilustrativa para se obter a posição das cânulas do instrumento, conforme mostrado na Figura 11B, é a de po

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 36/76

34/65 sicionar os dois manipuladores do paciente virados um para o outro com seus planos de movimento de inclinação aproximadamente paralelos (os planos serão ligeiramente deslocados de modo que as duas cânulas não se intersectem em seus centros de movimento). Depois, cada cânula curva é orientada em aproximadamente 30 graus com referência a seu plano de movimento de inclinação do manipulador do paciente correspondente.

[0091] Com referência novamente à Figura 10, a seção de corpo da cânula 1004 é, em algumas implementações, dividida em uma seção proximal 1004a, uma seção intermediária 1004b, e uma seção distal 1004c. A seção proximal 1004a é reta, e seu comprimento é formado suficiente para prover um espaço livre de movimento adequado para o manipulador do paciente de suporte. A seção intermediária 1004b é curvada para prover a triangulação de instrumento necessária para o local cirúrgico a partir de uma posição do manipulador que provê uma faixa de movimento suficiente para completar a tarefa cirúrgica sem colisões significativas. Em uma implementação, a seção intermediária 1004b é curvada a 60 graus com um raio de dobra de 127 mm (5 polegadas). Outros ângulos de curva e raios de dobra podem ser usados para procedimentos cirúrgicos específicos. Por exemplo, um comprimento de cânula, ângulo de curva, e raio de dobra podem ser melhor adequados para alcançar de um ponto de incisão específico (por exemplo, no umbigo) para uma estrutura anatômica específica (por exemplo, a vesícula biliar) enquanto outro comprimento de cânula, ângulo de dobra e/ou raio de dobra podem ser melhor adequados para alcançar do ponto de incisão específico na direção de uma segunda estrutura anatômica específica (por exemplo, o apêndice). E, em algumas implementações, podem ser usadas duas cânulas, cada qual apresentando diferentes comprimentos e/ou raios de dobra.

[0092] O espaço livre relativamente estanque entre a parede inter

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 37/76

35/65 na da seção curvada e o instrumento flexível que desliza dentro exige que a seção transversal da seção curvada tenha a forma circular ou quase circular por todo o seu comprimento. Em algumas implementações, a cânula curva é formada de aço inoxidável 304 (por encruamento mecânico), e a seção curva 1004b é dobrada usando, por exemplo, um acessório de dobrar ou um dobrador de tubo com comando numérico computadorizado (CNC). Para um instrumento de diâmetro externo de 5,5 mm (0,220 polegadas), em algumas implementações, o diâmetro interno da cânula curva é formado para ser de aproximadamente 6,0706 mm (0,239 polegadas), que provê uma tolerância aceitável para as variações de fabricação de diâmetro interno que irão ainda prover um bom desempenho de deslizamento para o eixo do instrumento.

[0093] A seção distal 1004c é uma seção reta curta do corpo da cânula. Com referência à Figura 12A, pode ser visto que, devido ao pequeno espaço (mostrado exagerado para ênfase) entre o diâmetro externo do eixo do instrumento e o diâmetro interno da cânula, e devido à resiliência do eixo do instrumento (embora passivamente flexível, pode impedir a tendência de ficar reto), a seção distal 1202 do eixo do instrumento entra em contato com o bordo externo da extremidade distal da cânula. Consequentemente, se a cânula curva terminar na seção curva 1004b, a seção distal 1202 do instrumento se estenderá para fora da cânula em um ângulo relativamente maior (novamente, mostrado exagerado) com referência à linha de centro estendida da cânula 1204. Além disso, o ângulo entre o eixo de instrumento e o bordo externo provoca um maior atrito (por exemplo, raspagem) durante a retirada do instrumento. Conforme mostrado na Figura 12B, entretanto, o acréscimo da seção distal 1004c à cânula diminui o ângulo entre a seção distal 1202 e a linha de centro estendida da cânula 1204 e também diminui o atrito entre o bordo externo do eixo de instrumento.

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 38/76

36/65 [0094] Conforme mostrado na Figura 12C, em algumas implementações, uma luva 1206 é inserida na extremidade distal da seção distal 1004c. A luva 1206 estrangula o diâmetro interno da cânula curva na extremidade distal, e assim ajuda adicionalmente a estender a seção distal 1202 do eixo do instrumento próximo da linha de centro estendida da cânula 1204. Em algumas implementações, o bordo externo da luva 1206 é arredondado, e o diâmetro interno da luva 1206 está relativamente próximo ao diâmetro externo do eixo do instrumento. Isto ajuda a reduzir os possíveis danos ao tecido em impedindo que o tecido seja pinçado entre o eixo do instrumento e a cânula durante a retirada do instrumento. Em algumas implementações, a luva 1206 é formada de aço inoxidável 304 e tem aproximadamente 12,7 mm (0,5 polegadas) de comprimento com um diâmetro interno de aproximadamente 5,715 mm (0,225 polegadas). A luva 1206 pode ser formada de um material de redução de atrito, tal como PTFE. Em uma implementação alternativa, diferentemente de usar uma luva separada 1206, a extremidade distal da cânula curva pode ser oscilada para reduzir o diâmetro interno da cânula de modo a produzir um efeito similar.

[0095] A Figura 13 é uma vista esquemática que ilustra uma implementação alternativa de uma combinação de cânula curva e instrumento flexível. Em vez de uma simples dobra na forma de C, conforme descrito acima, a cânula curva 1302 apresenta uma dobra na forma de S composta (seja planar ou volumétrica). Em uma implementação ilustrativa, cada dobra apresenta cerca de um raio de dobra de 76,2 mm (3 polegadas). A seção de dobra distal 1304 provê a triangulação para o instrumento cirúrgico, e a dobra proximal 1306 provê espaço livre para, por exemplo, o manipulador do paciente 204b (alternativamente, em uma implementação manual, para as manipulações do instrumento cirúrgico e as mãos do cirurgião). Conforme representado, o eixo passivamente flexível 404b de instrumento cirúrgico controlado

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 39/76

37/65 roboticamente 402b se estende através da cânula curva 1302 e além da extremidade distal da cânula 1308. Uma segunda combinação de cânula curva e instrumento flexível é omitida do desenho para fins de clareza. O uso de cânulas curvas na forma de S é similar ao uso de cânulas curvas na forma de C, conforme descrito aqui. Para uma cânula na forma de S, entretanto, em um quadro de referência definido para o campo de visão do endoscópio, o manipulador que controla o instrumento é posicionado no mesmo lado do local cirúrgico que o operador terminal correspondente. Uma vez que múltiplas dobras na cânula na forma de S causam o contato entre o eixo de instrumento e a parede da cânula em mais pontos ao longo do comprimento da cânula do que a cânula na forma de C, com forças normais similares em cada ponto, o atrito de I/O e de rotação entre o instrumento e a cânula é relativamente maior com uma cânula na forma de S.

Característica de Portal [0096] A Figura 14A é uma vista plana diagramática de uma implementação ilustrativa de uma característica de portal 1402 que pode ser usada com combinações de cânula curva e instrumento, e com um endoscópio e um ou mais outros instrumentos, conforme descrito aqui. A Figura 14B é uma vista em perspectiva superior da implementação mostrada na Figura 14A. A característica de portal 1402 é inserida em uma única incisão na parede do corpo de um paciente. Conforme mostrado na Figura 14A, a característica de portal 1402 é um corpo único que apresenta cinco canais que se estendem entre uma superfície superior 1404 e uma superfície inferior 1406. Um primeiro canal 1408 serve como um canal do endoscópio e é dimensionado para acomodar uma cânula do endoscópio. Em implementações alternativas, o canal 1408 pode ser dimensionado para acomodar um endoscópio sem uma cânula. Conforme mostrado na Figura 14A, o canal do endoscópio 1404 é deslocado do eixo central 1410 da característica de portal

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 40/76

38/65

1402. Se um procedimento cirúrgico exigir a insuflação, ele poderá ser provido através de características bem conhecidas na cânula do endoscópio.

[0097] A Figura 14A mostra mais dois canais 1412a e 1412b que servem como canais de instrumento e que são, cada qual, dimensionados para acomodar uma cânula curva, conforme descrito aqui. Os canais 1412a, 1412b se estendem através da característica de portal 1402 em ângulos opostos para acomodar o posicionamento das cânulas curvas. Desse modo, em algumas implementações, os canais 1412a, 1412b se estendem através de um plano que divide a característica de portal em lados esquerdo e direito em uma orientação mostrada na Figura 14A. Conforme mostrado na Figura 14A, os canais de instrumento 1412a e 1412b são deslocados do eixo central 1410. Durante o uso, os centros remotos de movimento para as cânulas do endoscópio e do instrumento estarão geralmente em posições verticais intermediárias dentro de seus respectivos canais. Com o deslocamento horizontal do canal do endoscópio 1408 e dos canais do instrumento 1412a, 1412b do eixo central 1410, um ponto central deste grupo de centros remotos pode ser posicionado aproximadamente no centro da característica de portal (isto é, no centro da incisão). A colocação dos centros remotos bem perto minimiza o trauma do paciente durante a cirurgia (por exemplo, devido ao estiramento do tecido durante o movimento da cânula). E, a característica de portal mantém as cânulas perto umas das outras, mas resiste à tendência de o tecido forçar as cânulas umas para as outras, impedindo assim que as cânulas interfiram umas com as outras. Vários ângulos de canal podem ser usados em várias implementações a fim de acomodar as configurações específicas das cânulas curvas que são usadas ou para facilitar a colocação da cânula curva exigida para um procedimento cirúrgico específico.

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 41/76

39/65 [0098] A Figura 14A mostra dois canais auxiliares opcionais ilustrativos 1414 e 1416 que se estendem verticalmente através da característica de portal 1402 (o número de canais auxiliares pode variar). O diâmetro do primeiro canal auxiliar 1414 é relativamente maior do que o diâmetro do segundo canal auxiliar 1416 (vários diâmetros dimensionados podem ser usados para cada canal auxiliar). O primeiro canal auxiliar 1414 pode ser usado para inserir outro instrumento cirúrgico (manual ou robótico, tal como um retrator ou um instrumento de sucção, com ou sem uma cânula) através da característica de portal 1402. Conforme mostrado na Figura 14A, o canal do endoscópio 1408, os canais de instrumento 1412a, 1412b, e o primeiro canal auxiliar 1414 incluem, cada qual, uma vedação (descrita abaixo), e o segundo canal auxiliar 1416 não. E, assim, um segundo canal auxiliar 1416 pode ser igualmente usado para inserir outro instrumento cirúrgico, ou pode ser usado para outra finalidade melhor servida por não ter uma vedação no canal, tal como para prover um canal para um tubo de sucção ou irrigação flexível (ou outro instrumento não-rígido), ou para prover um canal para insuflação ou evacuação (insuflação pode ser executada usando características típicas na cânula do endoscópio ou em outra cânula).

[0099] A Figura 14A mostra que, em algumas implementações, uma característica de orientação de orifício 1418 pode ser posicionada na superfície superior 1404. Durante o uso, o cirurgião insere a característica de portal 1402 na incisão e então orienta a característica de portal de modo que o indicador de orientação 1418 esteja geralmente na direção do local cirúrgico. Desse modo, a característica de portal é orientada para prover as posições necessárias para as cânulas do endoscópio e curva a fim de executar o procedimento cirúrgico. A característica de orientação 1418 pode ser formada de diversas maneiras, tal como moldada ou impressa na superfície superior 1404. Do mesmo

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 42/76

40/65 modo, a Figura 14A mostra que, em algumas implementações, as características de identificação de orifício de instrumento 1420a e 1420b (os numerais circundados 1 e 2 são mostrados) podem ser, cada qual, posicionadas próximo de um dos dois orifícios de instrumento para identificar o canal de instrumento. Uma característica de identificação similar pode ser colocada em cânulas destinadas para serem usadas nos lados esquerdo e direito, de modo que o pessoal médico possa facilmente colocar uma cânula curva em seu canal de orifício adequado em casando as identificações da cânula e do canal de portal.

[00100] Em algumas implementações, a característica de portal 1402 é formada de uma única peça de silicone moldado por injeção apresentando um valor de durômetro de cerca de 15 Shore A. Outras configurações da característica de portal 1402 podem ser usadas, incluindo características de portal de múltiplas partes com cânulas secundárias que podem acomodar, por exemplo, tanto cânulas de endoscópio quanto cânulas curvas, conforme descrito aqui.

[00101] Com referência à Figura 14B, em alguns exemplos, a superfície superior 1404 e a superfície inferior 1406 (não mostradas) têm a forma côncava. A Figura 14B mostra também que, em alguns exemplos, a característica de portal 1402 é provida de uma parte mais estreita. A parte mais estreita 1422 provê um flange superior 1424 e um flange inferior 1426 que ajudam a reter a característica de portal 1402 em posição dentro da incisão. Uma vez que a característica de portal 1402 pode ser formada de um material resiliente macio, os flanges 1424, 1426 formados pela parte mais estreita 1422 e as superfícies côncavas superfície e inferior são facilmente deformados para permitir que o cirurgião insira a característica de portal na incisão, retornando, então, os flanges para sua forma original para prender a característica de portal no lugar.

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 43/76

41/65 [00102] A Figura 15A é uma vista em seção transversal diagramática tomada na linha de corte A-A na Figura 14, e ilustra como o canal 1408b passa da superfície superior para a superfície inferior em um ângulo de um lado para ou outro através da característica de portal 1402. O canal 1408a é similarmente direcionado na direção oposta. A posição vertical na qual os dois canais se cruzam (na orientação da Figura 15A, o canal 1412a (não mostrado) está mais próximo do espectador, cruzando a característica de portal a partir da direita superior para a esquerda inferior) é aproximadamente a localização vertical dos respectivos centros remotos de movimento da cânula, quando adequadamente inseridos. Conforme mencionado acima, em algumas implementações, uma vedação pode ser colocada em um ou mais canais através da característica de portal 1402, e a Figura 15A mostra um exemplo de tal vedação ilustrativamente posicionada na localização vertical do centro remoto de movimento da cânula.

[00103] A Figura 15B é uma vista detalhada de uma implementação exemplificativa de uma vedação 1502 dentro do canal de instrumento 1412b. Conforme mostrado na Figura 15B, a vedação 1502 inclui um anel sólido integralmente moldado 1504 que se estende da parede interna 1506 do canal 1412b para dentro na direção da linha de centro longitudinal do canal 1412b. Uma pequena abertura 1508 permanece no centro do anel 1504 para permitir que o anel seja estirado para se abrir em torno de um objeto inserido, embora a abertura seja geralmente pequena o suficiente para impedir qualquer passagem de fluido significativa (por exemplo, escape de gás de insuflação). Desse modo, as vedações permitem a insuflação (por exemplo, através de um canal auxiliar na característica de portal) antes que quaisquer instrumentos (por exemplo, cânulas) sejam inseridos. As vedações também aperfeiçoarão a vedação entre a característica de portal e as cânulas, quando a característica de portal for flexionada, as formas do canal sendo cor

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 44/76

42/65 respondentemente destorcidas pelo movimento da cânula durante a cirurgia.

[00104] Aqueles versados na técnica irão entender que várias outras maneiras para implementar uma vedação efetiva podem ser usadas. Por exemplo, em outra implementação de vedação, uma membrana resiliente integralmente moldada bloqueia por completo o canal, e a membrana é perfurada a primeira vez que um objeto é inserido através do canal. A membrana forma então uma vedação com o objeto. Em ainda outras implementações, uma vedação que é uma peça separada pode ser inserida no canal. Por exemplo, um detentor anular pode ser moldado na parede do canal 1506, e então uma vedação pode ser posicionada e mantida no detentor.

[00105] A Figura 15C é uma vista em seção transversal diagramática tomada na linha de corte B-B na Figura 14A. A linha de corte B-B é tomada através da linha de centro do canal do endoscópio 1408, e assim a linha de corte B-B não inclui as linhas de centro do canal auxiliar 1414 ou 1416. A Figura 15C ilustra que, em algumas implementações, o canal do endoscópio 1408 inclui uma vedação 1508, e o canal auxiliar 1414 inclui uma vedação 1510, mas o canal auxiliar 1416 não apresenta nenhuma vedação. A Figura 15C adicionalmente ilustra que as vedações 1508 e 1510 são similares à vedação 1502, embora várias vedações possam ser usadas, conforme descrito acima.

[00106] A Figura 15D é uma vista em seção transversal diagramática tomada na linha de corte A-A na Figura 14, e ilustra que, em algumas implementações, há uma camada de silicone eletricamente condutiva 1512 que se estende horizontalmente através do meio da característica de portal (por exemplo, na parte mais estreita 1422, conforme mostrado). A camada condutiva 1512 é mostrada espaçada a meio caminho entre as superfícies superior e inferior da característica de portal, incorporando assim vedações, conforme descrito acima. Em

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 45/76

43/65 outras implementações, a camada eletricamente condutiva pode estar em outra posição vertical que não incorpora as vedações, ou duas ou mais camadas eletricamente condutivas podem ser usadas. Em algumas implementações, o interior dos canais é estrangulado na camada condutiva, mas não necessariamente configurada como vedações, de modo a prover o contato elétrico necessário entre a camada condutiva e o instrumento. Em uma implementação, a camada condutiva 1512 é integralmente moldada com a porção superior 1514 e a porção inferior 1516 da característica de portal. O silicone eletricamente condutivo pode ter um valor de durômetro mais alto do que as porções superior e inferior devido a aditivos necessários, mas, uma vez que esteja localizado aproximadamente no nível dos centros de movimento da cânula, a rigidez mais alta não afeta significativamente o movimento da cânula, conforme comparado a uma característica de portal similar sem a camada eletricamente condutiva. Esta camada eletricamente condutiva forma um percurso eletricamente condutivo entre a parede do corpo do paciente, que está em contato com a superfície externa da característica de portal, e a cânula e/ou o instrumento que passam através do canal. Este percurso eletricamente condutivo provê um percurso para o aterramento elétrico durante a eletrocauterização.

[00107] Conforme descrito acima, em alguns casos, a característica de portal 1402 pode ser inserida através de toda a parede do corpo. Em outros casos, contudo, uma única incisão pode não ser formada através de toda a parede do corpo. Por exemplo, uma única incisão pode incluir uma única incisão percutânea feita no umbilicus (por exemplo, em uma forma de Z) e múltiplas incisões na fáscia subjacente. Consequentemente, em alguns casos, a característica de portal pode ser eliminada, e enquanto cada das cânulas, a cânula do endoscópio ou a cânula curva, se estende através da única incisão percutânea, as cânulas passam, cada qual, através de incisões separadas na

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 46/76

44/65 fáscia, e podem ser sustentadas por estas. A Figura 16A é uma vista diagramática que ilustra porções da cânula do endoscópio 1602, e cânulas curvas esquerda e direita 1604a e 1604b que passam através de uma única incisão de pele 1606, e então cada qual através de incisões de fáscia separadas 1608. Em alguns exemplos, o pessoal da sala de operação pode desejar suporte adicional para as cânulas em tal incisão única percutânea/facial múltipla (por exemplo, enquanto do encaixe as cânulas em seus manipuladores robóticos associados). Em tais exemplo, pode ser usado um portal configurado similar à porção superior 1514 (Figura 15D) ou a uma combinação de porção superior combinada 1514 e camada condutiva 1512.

[00108] A Figura 16B é uma vista em seção transversal em perspectiva diagramática de outra característica de portal que pode ser usada com um procedimento de incisão única de pele/múltiplas incisões de fáscia. A característica de portal 1620 é similar na configuração à característica de portal 1402, e as características descritas acima (por exemplo, orientação e indicadores de orifício, vedações, quando aplicáveis, material resiliente macio, etc.) podem ser aplicadas à característica de portal 1620 também. A característica de portal 1620 apresenta um corpo com uma forma geralmente cilíndrica que inclui uma superfície superior 1622, uma superfície interior 1624, e uma parte mais estreita de parede lateral estreitada 1626 entre as superfícies superfície e inferior. Consequentemente, um flange superior 1628 e um flange inferior 1630 são formados entre as paredes laterais e as superfícies superior e inferior. Durante o uso, a pele é mantida na parte mais estreita 1626 entre s flange superior e inferior, e a superfície inferior 1624 e o flange inferior 1630 se apóiam na camada de fáscia que está subjacente à pele.

[00109] A Figura 16B mostra quatro orifícios ilustrativos que se estendem entre as superfícies superior e inferior da característica de por

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 47/76

45/65 tal. O canal 1632 é um canal de endoscópio, e o canal 1634 é um canal auxiliar, similares a tais canais descritos acima com referência à característica de portal 1402. Igualmente, os canais 1636a e 1636b são canais de instrumento angulados que são similares a tais canais descritos acima, o canal 1636b que é angulado da direita superior para a esquerda inferior, conforme mostrado, e o canal 1636a que é angulado da esquerda superior para a direita inferior (oculto da visão). Diferentes dos canais de instrumento da característica de portal 1402, contudo, as linhas de centro dos canais de instrumento 1636a e 1636b da característica de portal 1620 não se estendem através da linha intermediária vegetal da característica de portal. Em vez disso, os canais de instrumento angulados param na linha intermediária da característica de portal 1620, de modo que os centros remotos de movimento das cânulas e dos instrumentos sejam posicionados nas incisões de fáscia subjacentes (uma posição ilustrativa do centro de movimento 1638 é ilustrada). Desse modo, pode ser visto que as localizações de saída dos canais de instrumento na superfície inferior da característica de portal podem ser variadas para colocar os centros de movimento em uma localização desejada com refer6encia ao tecido de um paciente. [00110] Para alguns procedimentos cirúrgicos, a linha reta entre uma única incisão e um local cirúrgico (por exemplo, entre o umbigo e a vesícula biliar) começa a se aproximar estando em um ângulo agudo com relação ao plano coronal (frontal) do paciente. Consequentemente, as cânulas entram na única incisão em um ângulo relativamente pequeno (agudo) com referência à superfície da pele, e a parede do corpo é torcida e exerce uma torção sobre as cânulas/instrumentos ou sobre o portal. A Figura 17A é uma vista superior diagramática, e a Figura 17B é uma vista lateral diagramática de ainda outra característica de portal 1702 que pode ser usada para guiar e sustentar duas ou mais cânulas que entram através de uma única incisão. Conforme

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 48/76

46/65 mostrado nas Figuras 17A e 17B, a característica de portal 1702 inclui uma seção de funil superior 1704, uma lingueta dianteira inferior 1706, e uma lingueta traseira inferior 1708. Em algumas implementações, a seção de funil e as linguetas são uma única peça. A característica de portal 1702 pode ser formada, por exemplo, de plástico moldado relativamente rígido, tais como PEEK, polieterimida (por exemplo, produtos Ultem®), polietileno, polipropileno, e semelhantes, de modo que a característica de portal 1702 retenha, em geral, sua forma durante o uso. Quando posicionadas em uma incisão 1710, as linguetas inferiores 1706, 1708 estão dentro do corpo, e a seção de funil 1704 permanece fora do corpo. Conforme mostrado nas figuras, em algumas implementações, a seção de funil 1704 é formada como um cone obliquo circular ou elíptico, que reduz a interferência com o equipamento posicionado sobre a seção de funil, quando a característica de portal for torcida na incisão, conforme descrito abaixo. Pode ser visto que, uma vez em posição, a extremidade distal 1712 da seção de funil 1704 pode ser pressionada na direção da superfície da pele. Esta ação faz com que a seção de parte mais estreita 1714 entre a porção de funil superior e as linguetas inferiores seja torcida na incisão, o que efetivamente reorienta a incisão, e assim proveja um percurso livre mais resistente ao local cirúrgico. A lingueta dianteira impede que a característica de portal 1702 saia da incisão durante esta torção. Além disso, o pressionamento na extremidade distal 1712 da seção de funil eleva a extremidade distal 1716 da lingueta dianteira. Em algumas implementações, a lingueta dianteira pode ser dimensionada e formada para retrair o tecido na medida em que a extremidade distal da lingueta é elevada. A lingueta traseira 1708 também ajuda a manter a característica de portal 1702 na incisão.

[00111] A característica de portal 1702 também inclui pelo menos dois canais de acesso para acomodar as cânulas do endoscópio e do

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 49/76

47/65 instrumento. Conforme ilustrado na Figura 17A, em algumas implementações, quatro canais exemplificativos estão dentro da porção de parte mais estreita 1714. Um canal de cânula de endoscópio 1720 é colocado no meio da porção de parte mais estreita 1714, e três canais de cânula de instrumento 1722 são posicionados em torno do canal de cânula de endoscópio 1720. Em algumas implementações, os canais são formados na única peça como a seção de funil e as linguetas. Em outras implementações, os canais são formados em uma peça cilíndrica 1723 que é montada para girar conforme indicado pelas setas 1723a na seção de parte mais estreita 1714. Em algumas implementações, os canais de cânula de instrumento 1722 são, cada qual, formados em uma junção esférica 1724, que é posicionada na seção de parte mais estreita 1714 (por exemplo, diretamente, ou na peça cilíndrica). Os centros remotos de movimento das cânulas são posicionados nas junções esféricas, que então permitem que as cânulas facilmente pivotem dentro da característica de portal 1702. Em outras implementações, os canais são configurados para receber uma esfera que é afixada (por exemplo, ajustada por pressão) em uma cânula no centro remoto de movimento, e a esfera da cânula pivota então no canal como uma junção esférica. Em algumas implementações, as superfícies superior e inferior da seção de parte mais estreita (por exemplo, as superfícies superior e inferior da peça cilíndrica) podem ser chanfradas para permitir uma maior faixa de movimento da cânula que se move na junção esférica. Em algumas implementações, o canal da cânula de endoscópio 1720 não inclui uma junção esférica. Em algumas implementações, um endoscópio e/ou instrumentos com eixos rígidos podem ser direcionados através de seus respectivos canais sem cânulas. [00112] A Figura 18A é uma vista superior diagramática, e a Figura 18B é uma vista lateral diagramática de ainda outra característica de portal 1802 que pode ser usada para guiar e sustentar duas ou mais

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 50/76

48/65 cânulas que entram através de uma única incisão. A configuração básica da característica de portal 1802 é similar àquela da característica de portal 1702 - por exemplo, a seção de funil, a lingueta superior, e os canais são geralmente similares. Na característica de portal 1802, contudo, a lingueta traseira 1804 pode ser gerada de uma posição alinhada com a lingueta dianteira 1806, conforme indicado pela posição alternada 1808, para uma posição oposta à lingueta dianteira, conforme mostrado na Figura 18B. Por isso, a lingueta traseira 1804 pode ser formada relativamente mais longa do que a lingueta traseira 1708 (Figura 17B), e a característica de portal 1802 pode ainda ser inserida em uma única incisão pequena. A lingueta traseira 1804 é alinhada com a lingueta dianteira 1806, quando a característica de portal 1802 for posicionada na incisão, e então girada para a posição traseira, quando a característica de portal estiver no lugar. Em uma implementação, a lingueta traseira 1804 é acoplada ao cilindro giratório que contém os canais, conforme descrito acima, e uma orelha 1810, localizada dentro da seção de funil, na peça de cilindro é girada, conforme indicado pelas setas a partir de sua posição de inserção alternativa 1812 na direção da frente para posicionar a lingueta traseira para uso cirúrgico.

[00113] Aspectos das características de portal, conforme descrito aqui não são limitados ao uso com uma ou mais cânulas curvas, e tais características de portal podem ser usadas, por exemplo, com cânulas de instrumento retas, eixos de instrumento rígidos (com ou sem cânulas), e para cirurgia tanto robótica quanto manual.

Acessório de Inserção [00114] Na cirurgia minimamente invasiva de múltiplos portais, o endoscópio é tipicamente o primeiro instrumento cirúrgico a ser inserido. Uma vez inserido, o endoscópio pode ser posicionado para visualizar outras inserções de cânula e de instrumento de modo que um instrumento inadvertidamente entre em contato e danifique o tecido. Com

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 51/76

49/65 uma única incisão, contudo, uma vez que o endoscópio é inserido, as outras cânulas e os outros instrumentos são inseridos pelo menos inicialmente fora do campo de visão do endoscópio. E, para cânulas curvas, é difícil assegurar que a ponta de uma cânula venha a ser movida diretamente no campo de visão do endoscópio sem contato com outro tecido. Além disso, manter as cânulas adequadamente posicionadas e orientadas na medida em que manipuladores robóticos são ajustados e então acoplados (encaixados) às cânulas pode exigir uma destreza manual considerável envolvendo mais de uma pessoa. Por isso, se fazem necessárias maneiras de inserir com segurança e facilidade múltiplos instrumentos através de uma única incisão. Durante alguns procedimentos cirúrgicos, as características de portal, tais como aquelas descritas acima, podem prover maneiras adequadas de inserir com segurança múltiplos instrumentos. Durante outros procedimentos cirúrgicos, ou devido à preferência do cirurgião, podem ser usadas outras maneiras de inserir com segurança múltiplos instrumentos.

[00115] A Figura 19A é uma vista em perspectiva de um exemplo de um acessório de inserção de cânula 1902. Conforme mostrado na Figura 19A, o acessório de inserção 1902 é capaz de guiar uma cânula de endoscópio e duas cânulas de instrumento curvas em uma única incisão. Outras implementações podem guiar mais ou menos cânulas. O acessório de inserção 1902 inclui uma base 1904, um braço de suporte de cânula de endoscópio 1906, e dois braços de suporte de cânula de instrumento 1908a e 1908b. Conforme mostrado na Figura 19A, o braço de suporte de cânula de endoscópio 1906 é rigidamente montado na base 1904, embora, em outras implementações, possa ser pivotavelmente montado. A extremidade distal do braço de suporte de cânula de endoscópio 1906 é curvada para baixo na direção do plano da base e contém uma fenda de suporte de cânula de endoscópio 1910. Os detentores 1912 na fenda de suporte 1910 permitem que

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 52/76

50/65 a cânula do endoscópio seja posicionada e mantida em vários ângulos.

[00116] A Figura 19A também mostra que um braço de suporte de cânula de instrumento 1908a é pivotavelmente montado na base 1904 na articulação 1914a. Um suporte de cânula de instrumento 1916a está na extremidade distal do braço de suporte de cânula 1908a e retém uma cânula de instrumento ilustrativa (por exemplo, uma cânula curva, conforme descrito acima). O suporte de cânula 1916a pode incluir uma ou mais características-chave mecânicas para assegurar que a cânula seja mantida em uma orientação de rotação desejada, conforme descrito acima. A Figura 19A mostra a posição do braço de suporte 1908a com sua cânula associada em uma posição inserida.

[00117] A Figura 19A adicionalmente mostra que outro braço de suporte de cânula de instrumento 1906b é pivotavelmente montado na base 1904 na articulação 1914b, em um lado oposto do braço de suporte 1908a. O braço de suporte 1908b inclui um suporte de cânula de instrumento 1916b que é similar ao suporte de cânula 1916a. A Figura 19A mostra a posição do braço de suporte 1908b com sua cânula associada antes de a cânula ser inserida através da incisão. As cânulas são mantidas pelos suportes de cânula 1916a,1916b de tal modo que os eixos de rotação para as articulações 1914a, 1914b estejam aproximadamente nos eixos de curvatura para as cânulas curvas. Desse modo, na medida em que os braços de suporte giram nas articulações, as cânulas curvas percorrem aproximadamente através da mesma área pequena, que é alinhada com uma única incisão ou outro portal de entrada no corpo. Com referência à Figura 19B, pode ser visto que o braço de suporte 1908b foi movido para inserir sua cânula associada, que percorre em um arco através da incisão. Além disso, as articulações 1914a, 1914b podem ser orientadas de tal modo que as duas cânulas percorram através de áreas ligeiramente diferentes na incisão

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 53/76

51/65 a fim de estabelecer um espaço livre desejado e uma disposição entre as várias cânulas na incisão.

[00118] Um uso ilustração do acessório de inserção é com a única incisão percutânea/multifascial, tal como aquela descrita acima. O cirurgião primeiro faz a única incisão percutânea. Depois, o cirurgião insere um obturador de dissecação (por exemplo, pontudo) em uma cânula do endoscópio e acopla a cânula do endoscópio no acessório de inserção em um ângulo desejado. Neste momento, o cirurgião pode inserir um endoscópio através da cânula do endoscópio para observar inserções adicionais, seja montando a cânula do endoscópio e o endoscópio em um manipulador robótico, seja temporariamente sustentando o endoscópio com a mão. O cirurgião pode então mover as cânulas ao longo de seu arco de inserção até que elas entrem em contato com a parede do corpo. Com o uso de um obturador de dissecação, o cirurgião pode então inserir cada cânula através da fáscia. O cirurgião pode então opcionalmente remover os obturadores de dissecação das cânulas e ou deixar as cânulas vazias ou inserir os obturadores cegos. Depois, o cirurgião pode continuar a mover as cânulas do instrumento para suas posições totalmente inseridas, com suas extremidades distais posicionadas para aparecer no campo de visão do endoscópio. Uma vez que as cânulas são inseridas, os manipuladores robóticos podem ser movidos para posição, e as cânulas do instrumento podem ser então montadas (encaixados) em seus manipuladores robóticos. O acessório de inserção é então removido, e os instrumentos de eixo flexível são inseridos através das cânulas na direção do local cirúrgico sob visão endoscópica. Este procedimento de inserção ilustrativo é um exemplo de muitas variações possíveis para usar o acessório de inserção para inserir e sustentar qualquer número de cânulas através de várias incisões e aberturas do corpo.

[00119] Em alguns casos, uma implementação de um acessório de

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 54/76

52/65 inserção pode ser usada para sustentar as cânulas enquanto um ou mais instrumentos manualmente operados são inseridos através da(s) cânula(s) e usados no local cirúrgico.

[00120] Em algumas implementações alternativas, o acessório de inserção pode ser simplificado para apenas prover uma forma de reter as cânulas em uma posição fixa durante o encaixe em seus manipuladores associados. Por exemplo, isto pode ser conseguido primeiro com a inserção das cânulas, em seguida, com a aplicação do acessório na cânula da câmera, e depois com a conexão do acessório nas cânulas curvas. Uma vez que as cânulas inseridas são acopladas ao acessório, o robô do paciente e seus manipuladores são movidos para posições apropriadas com referência ao paciente. Depois, enquanto o acessório retém a cânula da câmera e as cânulas curvas no lugar, cada cânula é encaixada em seu manipulador associado. De modo geral, a cânula da câmera é encaixada primeiro.

[00121] A Figura 19C é uma vista em perspectiva de um acessório de estabilização de cânula 1930. O acessório 1930 inclui uma base 1932, dois suportes de cânula 1934a, 1934b. O braço 1936a acopla o suporte de cânula 1934a à base 1932, e o braço 1936b acopla o suporte de cânula 1934b à base 1932. A base 1932 é configurada para receber uma cânula do endoscópio em uma abertura 1938, e dois grampos de mola integrais 1940a e 1940b em cada lado da abertura 1938 firmemente prendem a base na cânula do endoscópio. Cada suporte de cânula 1934a, 1934b é configurado para reter uma cânula do instrumento com o recebimento de uma característica-chave similar à característica-chave descrita acima com referência à Figura 10A. Furos nos suportes de cânula recebem pinos 1036, conforme mostrado na Figura 10A. Os braços 1936a, 1936b são, em uma implementação ilustrativa, fio de alumínio pesado coberto por tubagem de silicone, e assim os braços podem ser posicionados, conforme desejado. Cada

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 55/76

53/65 braço sustenta seu suporte de cânula associado e a cânula do instrumento, de modo que as cânulas do instrumento sejam mantidas estacionárias com referência à cânula do endoscópio, quando todas estiverem posicionadas dentro de uma única incisão da pele. Aqueles versados na técnica irão entender que muitas variações deste acessório são possíveis para reter as várias cânulas de modo efetivo como uma unidade exclusiva em posição durante a inserção e durante o encaixe em um manipulador robótico.

[00122] As Figuras 20A-20D são vistas diagramáticas que ilustram outra forma de inserir cânulas em uma única incisão. A Figura 20A mostra, por exemplo, uma cânula do endoscópio 2002 e duas cânulas curvas 2004a e 2004b. Em alguns exemplos, um endoscópio 2006 pode ser inserido na cânula do endoscópio 2002. As extremidades distais das cânulas, e, caso aplicável, a extremidade distal de formação de imagem de um endoscópio, são agrupadas juntas dentro de uma tampa 2008. Em algumas implementações, a tampa 2008 pode ser um cone circular direito formado de um material suficientemente rígido para funcionar como um obturador para penetrar uma parede do corpo. Em algumas implementações, um cirurgião primeiramente faz uma incisão, e depois a tampa 2008 com as cânulas agrupadas atrás é inserida através da incisão. Em alguns exemplos, a tampa pode ser formada de um material transparente que permite que o endoscópio represente em imagem o percurso de inserção em frente da tampa. Em algumas implementações, a tampa 2008 pode ser grupada junto com uma característica de portal 2010, tal como aquela descrita acima ou outra característica de portal adequada. Desse modo, em alguns exemplos, a característica de portal pode funcionar como uma ou mais cânulas para o endoscópio e/ou instrumentos. (Conforme mostrado, a característica de portal 2010 também ilustra que a insuflação através de um canal de insuflação 2012 em qualquer característica de portal

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 56/76

54/65 pode ser provida em algumas implementações, embora, conforme descrito acima, a insuflação possa ser provida em várias maneiras, tal como através de uma das cânulas). Uma corda 2014 é conectada à tampa 2008, e a corda se estende para fora do corpo.

[00123] A Figura 20B mostra que as extremidades distais das cânulas (ou instrumentos, conforme aplicável) permanecem agrupadas na tampa 2008 na medida em ela que é inserida mais avançada no paciente. Como a característica de portal 2010 permanece presa na parede do corpo 2016, as cânulas (ou instrumentos, quando aplicáveis) deslizam através dela a fim de ficarem dentro da tampa 2008. Em alguns exemplos, a tampa é movida mais para dentro com o pressionamento de uma ou mais das cânulas (ou instrumentos, conforme aplicável). Por exemplo, a cânula do endoscópio e/ou a cânula podem ser montadas em um manipulador de câmera robótico, e o manipulador pode ser usado para inserir a tampa mais além para dentro.

[00124] A Figura 20C mostra que, uma vez que as extremidades distais das cânulas (ou instrumentos, conforme aplicável) tenham alcançado uma profundidade desejada, as cânulas poderão ser acopladas a seus manipuladores robóticos associados (por exemplo, a cânula 2004a ao manipulador 2018a e a cânula 2004b ao manipulador 2018b). O instrumento cirúrgico pode ser então usado para remover a tampa das extremidades distais das cânulas (ou outros instrumentos, conforme aplicável). A Figura 20D mostra que a tampa 2008 pode ser colocada longe do local cirúrgico dentro do paciente durante um procedimento cirúrgico usando o telescópio e ambos os instrumentos roboticamente controlados 2020a e 2020b. A tampa 2008 pode opcionalmente incorporar um saco de espécime 2022 para recuperação de espécimes na extremidade do procedimento. Este saco de espécime pode opcionalmente incorporar um cordão de puxar para fechar o saco, e o cordão de puxar do saco de espécime pode opcionalmente ser

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 57/76

55/65 integral com a corda de tampa 2014. Depois de a cirurgia estar completa e os instrumentos, as cânulas e a característica de portal serem removidos, a tampa 2008 (e o saco opcional) poderá ser removida em puxando a corda 2014.

Aspectos de Controle [00125] O controle de sistemas robóticos cirúrgicos minimamente invasivos é conhecido (vide, por exemplo, as Patentes NorteAmericanas No. 5.859.934 (depositada em 14 de janeiro de 1997) (que descreve um método e um aparelho para transformar sistemas de coordenadas em um sistema de telemanipulação), No. 6.223.100 (depositada em 25 de março de 1998) (que descreve um aparelho e um método para executar a cirurgia aperfeiçoada por computador com instrumento articulado), No. 7.087.049 (depositada em 15 de janeiro de 2002) (que descreve o reposicionamento e a reorientação da relação mestre/escravo em telecirurgia minimamente invasiva), e No. 7.155.315 (depositada em 12 de dezembro de 2005) (que descreve o controle referenciado da câmera em um aparelho cirúrgico minimamente invasivo), e a Publicação de Pedido de Patente NorteAmericana No. US 2006/0178559 (depositada em 27 de dezembro de 2005) (que descreve um sistema robótico médico de múltiplos usuários para colaboração ou treinamento em procedimentos cirúrgicos minimamente invasivo), todas as quais são incorporadas para referência). Sistemas de controle para operar um sistema robótico cirúrgico podem ser modificados, conforme descrito aqui, para uso com cânulas curvas e instrumentos cirúrgicos passivamente flexíveis. Em uma implementação ilustrativa, o sistema de controle de um Sistema Cirúrgico da Vinci® é assim modificado.

[00126] A Figura 21 é uma vista diagramática de uma cânula curva 2102, que apresenta uma extremidade proximal 2104 que é montada em um manipulador robótico, uma extremidade distal 2106, e uma sePetição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 58/76

56/65 ção curva (por exemplo, dobra de 60 graus) entre as extremidades proximal e distal. Um eixo de linha de centro longitudinal 2110 é definido entre as extremidades proximal e distal da cânula curva 2102. Além disso, um eixo de inserção e de retirada 2112 é definido para incluir uma linha de centro que se estende ao longo do eixo longitudinal 2110 em uma linha reta a partir da extremidade distal da cânula curva. Uma vez que a seção distal (506c, Figura 5) do eixo de instrumento passivamente flexível é relativamente rígida, ela se moverá aproximadamente ao longo do eixo de inserção e de retirada 2112 na medida em que ela se estende para fora da extremidade distal da cânula curva. Por isso, o sistema de controle é configurado para assumir que o eixo flexível atua como um eixo rígido reto apresentando um eixo de inserção e de retirada 2112. Isto é, o eixo I/O do instrumento é assumido como sendo a linha de centro longitudinal reta estendida da extremidade distal da cânula curva, e o sistema determina uma localização virtual da ponta do instrumento como sendo ao longo do eixo I/O 2112. Este movimento I/O do instrumento na extremidade distal da cânula é ilustrado pela seta de cabeça dupla 2114. Para impedir o movimento lateral excessivo na seção do eixo flexível que se estende além da extremidade distal da cânula, em uma implementação, a distância de extensão é regulada pelo software do sistema de controle e pode depender, por exemplo, da rigidez da seção distal do eixo flexível para o instrumento especifico que é usado. E, em uma implementação, o sistema de controle não permitirá que o manipulador mestre mova a cânula ou o instrumento até que a ponta do instrumento se estenda além da extremidade distal da cânula.

[00127] O sistema de controle é também modificado para incorporar limites cinemáticos associados com a cânula curva. O movimento da ponta do instrumento que se estende para fora da cânula é descrito como se produzido por uma cadeia cinemática serial virtual de quadros

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 59/76

57/65 de referência, exclusivamente descrita por um conjunto de parâmetros Denavit-Hartenberg. Por exemplo, condições limítrofes na extremidade distal da cânula 2106 são definidas como a posição da ponta, a orientação da ponta, e o comprimento ao longo da seção curva. Tais condições limítrofes são usadas para definir os parâmetros DenavitHartenberg apropriados. Conforme ilustrado na Figura 21, um quadro de referência pode ser definido apresentando uma origem em uma localização ao longo do eixo longitudinal 2110 (por exemplo, no centro remoto de movimento da cânula 2116, conforme mostrado). Um eixo 2118 de tal quadro de referência pode ser definido para intersectar o eixo I/O estendido 2112 em um ponto 2120. Uma distância mínima pode ser determinada entre a origem do quadro de referência e a extremidade distal da cânula 2106. Várias configurações de cânula diferentes (por exemplo, comprimento, ângulo de dobra, rotação, quando montada no manipulador, etc.) terão várias limitações cinemáticas associadas. Para a I/O do instrumento, contudo, o comprimento efetivo do percurso ao longo da seção curva é usado em vez da distância mínima entre o centro remoto de movimento e a ponta distal do instrumento. Aqueles versados na técnica irão entender que vários métodos podem ser usados para descrever as limitações cinemáticas. Por exemplo, uma maneira alternativa de solucionar o problema é a de incorporar a transformação homogênea que descreve a geometria da cânula curva na cadeia cinemática serial explicitamente.

[00128] Modificações adicionais ao sistema de controle permitem que o cirurgião receba o feedback háptico nos manipuladores mestre (por exemplo, 122a, 122b, conforme na Figura 1b). Em vários sistemas cirúrgicos robóticos, o cirurgião experimenta uma força háptica de servo motores nos manipuladores mestre. Por exemplo, se o sistema detectar (por exemplo, disparado por um codificador) que um limite de junção lateral escravo é alcançado ou quase alcançado, então, o cirur

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 60/76

58/65 gião experimentará uma força no manipulador mestre que tende a impedir que o cirurgião mova o manipulador mestre na direção de limite de junção lateral escravo. Como outro exemplo, se o sistema detectar que uma força externa é aplicada ao instrumento no local cirúrgico (por exemplo, com a detecção da corrente de motor excessivo que é usada na medida em que o sistema tenta manter o instrumento em sua posição comandada), então, o cirurgião poderá experimentar de uma força no manipulador mestre que indica uma direção e uma magnitude da força externa que atua no lado escravo.

[00129] O feedback háptico nos manipuladores mestres é usado em uma implementação de um sistema de controle usado para prover o cirurgião com uma experiência de controle intuitivo enquanto do uso de cânulas curvas. Para instrumentos flexíveis que não apresentam um êmbolo, o sistema de controle provê forças hápticas nos manipuladores mestres para impedir que o cirurgião mova o manipulador mestre de múltiplos graus de liberdade com um movimento de êmbolo. Isto é, os servo motores do manipulador mestre tentam manter a orientação do manipulador mestre estacionária nas orientações de inclinação e de guinada na medida em que o cirurgião muda a posição do manipulador mestre. Esta característica é similar a uma característica usada nos sistemas cirúrgicos robóticos comuns para instrumentos com eixos rígidos retos e nenhum êmbolo. O sistema detecta o tipo de instrumento (por exemplo, provido de êmbolo, não-provido de êmbolo) e aplica o feedback háptico de acordo.

[00130] O feedback háptico é também usado em uma implementação para prover o cirurgião com um sentido de uma força externa aplicada a vários pontos na cadeia cinemática do instrumento. O feedback háptico é provido ao cirurgião para qualquer força externa detectada aplicada ao manipulador (por exemplo, como poderia ocorrer, se o manipulador colidisse com outro manipulador) ou à porção proximal

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 61/76

59/65 direta da cânula curva. Uma vez que a cânula é curva, contudo, o sistema não pode prover um feedback háptico adequado para uma força externa aplicada à seção curva da cânula (por exemplo, com a colisão com outra cânula curva, seja dentro, seja fora do campo de visão do endoscópio), porque o sistema não pode determinar a direção e a magnitude da força aplicada. A fim de minimizar tal feedback háptico não-intuitivo para esta implementação ilustrativa, a colisão da cânula é minimizada pelo posicionamento adequado dos manipuladores robóticos e suas cânulas associadas, por exemplo, inicialmente com o uso de um acessório e/ou durante a cirurgia com o uso de uma característica de portal, conforme descrito acima. Similarmente, o feedback háptico que o sistema provê ao cirurgião que é causado pela força externa aplicada à porção do instrumento que se estende da extremidade distal da cânula não será preciso (a menos que experimentado diretamente ao longo do eixo I/O). Na prática, contudo, tais forças nas extremidades distais do instrumento são baixas comparadas à quantidade de atrito e conformidade no instrumento/transmissão, e assim qualquer feedback háptico gerado é insignificante.

[00131] Em outras implementações, contudo, sensores de força podem ser usados para prover ao cirurgião uma experiência precisa de uma força externa aplicada ou à seção curva da cânula ou à extremidade distal estendida do instrumento. Por exemplo, os sensores de força que usam a detecção de tensão de fibra óptica são conhecidos (vide, por exemplo, as Publicações de Pedido de Patente NorteAmericanas No. US 2007/0151390 A1 (depositada em 29 de setembro de 2006) (que descreve a detecção de torque de força para instrumentos cirúrgicos), No. US 2007/0151391 A1 (depositada em 26 de outubro de 2006) (que descreve um sensor de força modular), No. US 2008/0065111 A1 (depositada em 29 de setembro de 2007) (que descreve a detecção de força para instrumentos cirúrgicos), No. US

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 62/76

60/65

2009/0157092 A1 (depositada em 18 de dezembro de 2007) (que descreve um sensor de força nervurado), e No. US 2009/0192522 A1 (depositada em 30 de março de 2009) (que descreve uma compensação de temperatura de sensor de força), todas as quais são aqui incorporadas para referência. A Figura 22 é uma vista diagramática de uma cânula curva e a porção distal de um instrumento flexível, e mostra que, em uma implementação ilustrativa, uma ou mais fibras ópticas de detecção de força 2202a, 2202b podem ser posicionadas (por exemplo, quatro fibras igualmente espaçadas em torno do lado de fora) na cânula curva 2204 (componentes de interrogação de detecção de tensão e de determinação de tensão para as fibras ópticas são omitidos para fins de clareza). Similarmente, a seção distal 2206 do instrumento flexível pode incorporar (por exemplo, internamente direcionada) uma ou mais fibras ópticas de detecção de tensão 2208 que detectam a dobra em uma localização na seção distal, ou na forma da seção distal, e o grau de deslocamento e a localização com referência à extremidade distal da cânula podem ser usados para determinar a força externa no instrumento estendido.

[00132] A Figura 23 é uma vista diagramática de uma arquitetura de sistema de controle 2300 para um sistema cirúrgico robótico teleoperado com a telepresença. Conforme mostrado na Figura 23, fb = forças humanas

Xb = posição mestre e_m,_s = valores de codificador (mestre, escravo) im, s = corrente de motor (mestre, escrava) 0m,x = posições de junção (mestres, escravas) Tm,s = torques de junção (mestres, escravos) fm,s = forças Cartesianas (mestres, escravas) Xm,s = posições Cartesianas (mestres, escravas) fe = forças ambientais

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 63/76

61/65

Xe = posição escrava [00133] Em uma implementação, as modificações do sistema de controle, conforme descrito acima, são feitas na porção de Cinemática Escrava 2302 da arquitetura do sistema de controle 2300. Detalhes adicionais que descrevem a arquitetura do sistema de controle 2300 são encontrados, por exemplo, nas referências citadas acima. O processamento de dados do sistema de controle 2300 pode ser implementado na unidade de processamento de dados eletrônicos 142 (Figura 1), ou pode ser distribuído em várias unidades de processamento por todo o sistema cirúrgico.

[00134] Com referência às Figuras 11A e 11B, juntamente com a Figura 1B e a Figura 4C, pode ser visto que, em muitas implementações, o operador terminal do instrumento acionador pelo manipulador robótico esquerdo aparece no lado direito do campo de visão do endoscópio, e o operador terminal do instrumento acionado pelo manipulador robótico direito aparece no lado esquerdo do campo de visão do manipulador robótico. Consequentemente, para preservar o controle intuitivo dos operadores terminais, conforme visto por um cirurgião no monitor do console do cirurgião, o manipulador mestre direito controla o manipulador robótico esquerdo e o manipulador mestre esquerdo controla o manipulador robótico direito. Esta configuração é oposta à configuração tipicamente usada com os instrumentos cirúrgicos retos, nos quais o manipulador robótico e seu instrumento associado são ambos posicionados no mesmo lado com referência a uma divisão vertical do campo de visão do endoscópio. Durante o uso com cânulas curvas, o manipulador robótico e seu instrumento associado são posicionados nos lados opostos do quadro de referência de endoscópio. Isto não se aplicaria, contudo, ao uso de certas cânulas curvas compostas, tal como ilustrado pela Figura 13 e pelo texto associado.

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 64/76

62/65 [00135] Desse modo, várias implementações do sistema de controle permitem que o cirurgião experimente o controle intuitivo dos operadores terminais do instrumento e a telepresença resultante mesmo sem o uso de um êmbolo de instrumento que provê movimentos de inclinação e guinada. O movimento de um manipulador mestre (por exemplo, 122a, Figura 1B) resulta em um movimento correspondente ou da extremidade distal da cânula curva associada (para movimentos de inclinação e guinada no local cirúrgico) ou do operador terminal do instrumento (para I/O, rotação, e agarre (ou outros graus de liberdade do operador terminal)). Consequentemente, o movimento da mão de um cirurgião em um controle mestre pode ser razoavelmente bem aproximado com um movimento escravo correspondente no local cirúrgico sem o uso de um mecanismo de êmbolo separado no instrumento. As pontas do instrumento se movem em respostas às mudanças de posição do manipulador mestre, não às mudanças de orientação do manipulador mestre. O sistema de controle não interpreta tais mudanças de orientação de movimento de êmbolo do cirurgião.

[00136] Em algumas implementações, o sistema de controle de um sistema cirúrgico robótico pode ser configurado para automaticamente mudar entre o uso de cânulas retas com instrumento de eixo reto associados, e o uso de cânulas curvas com instrumentos de eixo flexível associados. Por exemplo, o sistema pode detectar que tanto uma cânula curva como um instrumento de eixo flexível são montados em um manipulador, conforme descrito acima com referência à Figura 6 e à Figura 10, e assim mudar para um modo de controle associado com a cânula curva e o instrumento flexível. Se, contudo, o sistema detectar uma cânula reta e um instrumento flexível montados no manipulador, então esta detecção poderá disparar um estado ilegal, e o sistema não irá operar.

[00137] Em algumas implementações para sistemas cirúrgicos ro

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 65/76

63/65 bóticos com múltiplos manipuladores robóticos, o software do controle poderá permitir que o cirurgião use uma mistura de cânulas curvas de várias formas diferentes, instrumentos de eixo flexível de vários comprimentos diferentes, juntamente com cânulas retas e instrumentos de eixo reto rígido. O movimento da ponta de todos estes instrumentos irá parecer semelhante, e assim o cirurgião irá experimentar o controle intuitivo por causa da manipulação automática das restrições cinemáticas da cânula, conforme descrito acima.

[00138] Em um aspecto, um sistema cirúrgico compreende um manipulador robótico, uma cânula rígida, onde a cânula compreende uma extremidade proximal, uma extremidade distal, e uma seção curva entre as extremidades proximal e distal, onde a extremidade proximal da cânula é montada no manipulador robótico, e onde o manipulador robótico é configurado para mover a cânula ao redor de um centro remoto de movimento em pelo menos um grau de liberdade de inclinação ou guinada, e um instrumento cirúrgico compreendendo um eixo flexível e um operador terminal acoplado a uma extremidade distal do eixo flexível, onde uma primeira porção do eixo flexível se estende através da seção curva da cânula, e onde uma segunda porção do eixo flexível se estende além da extremidade distal da cânula.

[00139] Em outro aspecto, um sistema cirúrgico compreende um primeiro manipulador robótico, uma primeira cânula curva acoplada ao primeiro manipulador robótico, e um primeiro instrumento cirúrgico compreendendo um eixo flexível que se estende através da primeira cânula curva, onde o primeiro manipulador robótico é configurado para mover a primeira cânula acoplada ao segundo manipulador robótico, e um segundo instrumento cirúrgico compreendendo um eixo flexível que se estende através da segunda cânula curva, onde o segundo manipulador robótico é configurado para mover a segunda cânula ao redor de um segundo centro de movimento, onde o primeiro e o sePetição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 66/76

64/65 gundo centros de movimento são posicionados próximos um do outro, e onde as extremidades distais das primeira e segunda cânulas curvas são orientadas para direcionar as extremidades distais dos primeiro e segundo instrumentos cirúrgicos na direção de um local cirúrgico.

[00140] Em outro aspecto, uma cânula compreende um tubo rígido apresentando uma seção reta proximal e uma seção curva adjacente à seção reta proximal, e um suporte de manipulador robótico acoplado à extremidade proximal do tubo.

[00141] Em outro aspecto, um instrumento cirúrgico compreende um eixo passivamente flexível que compreende uma seção intermediária e uma seção distal, e um operador terminal cirúrgico acoplado à seção distal do eixo flexível, onde a rigidez da seção distal do eixo passivamente flexível é maior do que a rigidez da seção intermediária do eixo passivamente flexível.

[00142] Em outro aspecto, uma característica de portal cirúrgica compreende um corpo de característica de portal compreendendo uma superfície superior e uma superfície inferior, um canal de instrumento cirúrgico que se estende em uma primeira direção através de uma seção intermediária vertical do corpo de característica de portal da superfície superior para a superfície inferior, e um segundo canal de instrumento cirúrgico que se estende em uma segunda direção, oposta à primeira direção, através da seção intermediária vertical do corpo de característica de portal da superfície superior para a superfície inferior.

[00143] Em outro aspecto, uma característica de portal cirúrgica compreende uma porção de funil, uma lingueta, uma porção de parte mais estreita entre a porção de funil e a lingueta, e pelo menos dois canais de instrumento cirúrgico definidos na seção de parte mais estreita.

[00144] Em outro aspecto, um acessório de montagem de cânula compreende um primeiro braço compreendendo um suporte de mon

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 67/76

65/65 tagem de cânula do endoscópio, e um segundo braço compreendendo um suporte de montagem de cânula de instrumento cirúrgico, onde o suporte de montagem de cânula do endoscópio e o suporte de montagem de instrumento cirúrgico são, cada qual orientados para reter uma cânula na mesma abertura no corpo de um paciente.

[00145] Em outro aspecto, um acessório de montagem de cânula compreende uma tampa pontuda que compreende um interior, onde o interior da tampa é configurado para removivelmente reter uma extremidade distal de um endoscópio e uma extremidade distal de uma cânula de instrumento cirúrgico.

[00146] Em outro aspecto, um sistema cirúrgico robótico compreende um manipulador mestre, um manipulador escravo robótico, uma cânula curva acoplada ao manipulador escravo robótico, um eixo instrumento passivamente flexível que se estende além de uma extremidade distal da cânula curva, e um sistema de controle, onde um eixo de inserção e de retirada de instrumento de linha reta é definido se estendendo de um eixo central longitudinal da cânula curva em uma extremidade distal da cânula curva, e onde, em resposta a um movimento do manipulador mestre, o sistema de controle comanda o manipulador robótico para mover a extremidade distal da cânula curva em torno de um centro remoto de movimento, como se o instrumento fosse posicionado reto ao longo do eixo de inserção e de retirada do instrumento.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema cirúrgico caracterizado pelo fato de que compreende:

um primeiro manipulador robótico (204a), uma primeira cânula curva (416a, 2004a, 2102) acoplada ao primeiro manipulador robótico (204a), e um primeiro instrumento cirúrgico (110, 402a, 500) compreendendo um eixo flexível (406a) que se estende através da primeira cânula curva (416a, 2004a, 2102), em que o primeiro manipulador robótico (204a) é configurado para mover a primeira cânula curva (416a, 2004a, 2102) em torno de um primeiro centro de movimento;

um segundo manipulador robótico (204b), uma segunda cânula curva (416b, 2004b) acoplada ao segundo manipulador robótico (204b), e um segundo instrumento cirúrgico (110, 402b, 500) compreendendo um eixo flexível (406b) que se estende através da segunda cânula curva (416b, 2004b), em que o segundo manipulador robótico (204b) é configurado para mover a segunda cânula curva (416b, 2004b) em torno de um segundo centro de movimento;

em que o primeiro e o segundo centros de movimento são posicionados próximos um do outro; e em que extremidades distais das primeira e segunda cânulas curvas (416a, 2004a, 2102, 416b, 2004b) são orientadas para direcionar as extremidades distais dos primeiro e segundo instrumentos cirúrgicos (110, 402a, 402b, 500) na direção de um local cirúrgico (424).
2. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

a primeira cânula curva (416a, 2004a, 2102) compreende um tubo rígido possuindo uma porção reta proximal e uma seção curva adjacente à seção reta proximal; e em que o primeiro manipulador robótico (204a) é acoplado

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 69/76

2/4 à porção reta proximal da primeira cânula curva (416a, 2004a, 2102).
3. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que:

o eixo flexível (406a) do primeiro instrumento cirúrgico (110, 402a, 500) compreende um eixo passivamente flexível;

em que o eixo passivamente flexível compreende uma seção intermediária em uma seção distal; e em que uma rigidez da seção distal do eixo passivamente flexível é maior do que uma rigidez da seção intermediária do eixo passivamente flexível.
4. Sistema cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

uma característica de portal (1402);

em que a característica de portal (1402) compreende um corpo de característica de portal compreendendo uma superfície superior (1404, 1622) e uma superfície inferior (1406, 1624);

em que a característica de portal (1402) compreende um primeiro canal (1412a) através do qual o primeiro instrumento cirúrgico (402a) se estende em uma primeira direção em direção a uma seção intermediária vertical do corpo da característica de portal a partir da superfície superior (1404, 1622) para a superfície inferior (1406, 1624); e em que a característica de portal (1402) compreende um segundo canal (1412b) através do qual o segundo instrumento cirúrgico (110, 402b, 500) se estende em uma segunda direção, oposta à primeira direção, na direção da seção intermediária vertical do corpo de característica de portal a partir da superfície superior para a superfície inferior.
5. Sistema cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 70/76

3/4 uma característica de portal (1702);

em que a característica de portal (1702) compreende uma porção de funil (1704), uma lingueta (1706, 1708), uma porção de parte mais estreita (1714) entre a porção de funil (1704) e a lingueta (1706, 1708), um primeiro canal de instrumento (1720, 1722) definido na porção de parte mais estreita (1714) através do qual o primeiro instrumento cirúrgico (402a) se estende, e um segundo canal de instrumento (1720, 1722) definido na porção de parte mais estreita (1714) através do qual o segundo instrumento cirúrgico (110, 402b, 500) se estende.
6. Sistema cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

um acessório de montagem de cânula (1902);

em que o acessório de montagem de cânula (1902) compreende um suporte de montagem de cânula de endoscópio (254) e um suporte de montagem de cânula curva (1908a, 1908b); e em que o suporte de montagem de cânula de endoscópio (254) e o suporte de montagem de cânula curva (1908a, 1908b) são, cada qual, orientados para reter uma cânula na mesma abertura no corpo de um paciente.
7. Sistema cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

uma tampa pontuda (2008) compreendendo um interior;

em que o interior da tampa (2008) é configurado para removivelmente reter uma extremidade distal de um endoscópio (2006) e uma extremidade distal da primeira cânula curva (416a, 2004a, 2102).
8. Sistema cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

um manipulador mestre (122, 122a); e um sistema de controle (2300);

Petição 870190087467, de 05/09/2019, pág. 71/76

4/4 em que um eixo de inserção e de retirada de instrumento de linha reta (2112) é definido se estendendo a partir de um eixo central longitudinal (2110) da primeira cânula curva (416a, 2004a, 2102) em uma extremidade distal da primeira cânula curva (416a, 2004a,

2102); e em que, em resposta a um movimento do manipulador mestre (122, 122a), o sistema de controle (2300) comanda o primeiro manipulador robótico (204a) para mover a extremidade distal (2106) da primeira cânula curva (416a, 2004a, 2102) em torno do primeiro centro remoto de movimento como se o primeiro instrumento cirúrgico (110, 402a, 500) fosse posicionado reto ao longo do eixo de inserção e de retirada do instrumento (2112).