BR122022007761B1

BR122022007761B1 - Aparelho cirúrgico

Info

Publication number: BR122022007761B1
Application number: BR122022007761-7A
Authority: BR
Inventors: Daniel H. Kim; Dong Suk Shin; Taeho JANG; Yong Man Park
Original assignee: Board Of Regents Of The University Of Texas System
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2023-01-31
Also published as: CA3152866A1; AU2022218532B2; AU2021204243A1; US11504144B2; KR20220070571A; AU2020227057B2; CN112370009A; JP2022088422A; JP7047031B2; EP4218628A2; US11607238B2; KR102442440B1; KR102442442B1; MX2022009569A; JP2019511260A; KR102453163B1; AU2021204249B2; CN113303916A; US20210322045A1; MX2022009570A

Abstract

A presente invenção refere-se a um aparelho cirúrgico compreendendo: um membro direcionável (100) que pode ser flexionado e que compreende uma pluralidade de segmentos de flexão (110) com canais em seu interior; e uma pluralidade de fios de acionamento de flexão (400) que estão dispostos para passar através do membro direcionável (100) e causar uma flexão mesmo; o membro de flexão compreende pelo menos um lúmen (112) abrindo em um sentido para fora através do qual os fios de acionamento de flexão (400) passam.

Description

[001] Este pedido é uma divisão do pedido de patente brasileira BR 11 2018 009251-7 de 3 de fevereiro de 2017, para APARELHO CIRÚRGICO, correspondente à entrada em Fase Nacional do pedido de patente internacional PCT/US2017/016485, de 03/02/17 reivindicando a prioridade dos pedidos de patente norte-americana Nos 62/292,057 de 05/02/16 e 62/424,273 de 18/11/16, em nome de Board of Regents of the University of Texas System, que são aqui totalmente incorporados a título de referência.

Campo da Técnica

[002] A presente invenção se refere a um aparelho cirúrgico, e mais particularmente, a um aparelho cirúrgico o qual é capaz de realizar um movimento de flexão pela inclusão de um elemento de flexão na extremidade distal.

Antecedentes da Técnica Correlacionada

[003] Os aparelhos cirúrgicos usados em cirurgias têm estruturas diferentes dependendo da localização do local de cirurgia e como o local de cirurgia será tratado. Em anos mais recentes, diversos tipos de equipamento cirúrgico usando robôs foram desenvolvidos para realizar cirurgias em áreas onde o local da cirurgia é de difícil acesso pelos aparelhos cirúrgicos existentes ou para realizar uma cirurgia minimamente invasiva. Esses aparelhos cirúrgicos são configurados para se deslocar em várias direções no corpo humano pela inclusão de um elemento de flexão, o qual é revelado em diversos documentos incluindo a patente norte-americana No. US 6,858,005.

[004] Os aparelhos cirúrgicos flexíveis na extremidade distal se flexionam pela movimentação de fios em seu interior. Todavia, esses aparelhos cirúrgicos são difíceis manipular com precisão, o que revela alguns problemas como a geração de recuo (reação de retorno violento) quando os mesmos são flexionados através dos fios ou da restrição da movimentação de outros fios. Também, esses aparelhos cirúrgicos têm vários componentes embutidos nos mesmos os quais estão conectados uns aos outros de uma maneira complicada e, portanto, é difícil miniaturar os mesmos.

Sumário da Invenção

[005] As realizações da presente invenção podem proporcionar um aparelho cirúrgico compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado e compreende uma pluralidade de segmentos de flexão com canais nos mesmos; e uma pluralidade de fios de acionamento de flexão que estão dispostos para passar através do membro direcionável e causar uma flexão do membro direcionável, o membro direcionável compreendendo pelo menos um lúmen através do qual os fios de acionamento de flexão passam, o lúmen sendo parcialmente aberto para o exterior.

[006] Outras realizações do aparelho cirúrgico podem adicionalmente compreender um membro de reação de extremidade proporcionado na extremidade distal do membro direcionável; e um fio de acionamento do membro de reação conectado ao membro de reação de extremidade para acionar o membro de reação de extremidade, pelo menos uma porção do membro de reação de extremidade sendo proporcionada de forma destacável na extremidade distal do fio de acionamento do membro de reação.

[007] Um membro de terminação de fio para fixar as extremidades distais dos fios de acionamento de flexão pode ser proporcionado na extremidade distal do membro direcionável, e os fios de acionamento de flexão podem ser fixados por rosca no membro de terminação de fio.

[008] O aparelho cirúrgico pode adicionalmente compreender: um membro flexível compreendendo um material flexível que é proporcionado na extremidade proximal do membro direcionável e, pelo menos uma manga formando uma trajetória de passagem para um fio passando através do membro direcionável ou do membro flexível, ambas as extremidades dos quais são fixadas no lado interno do membro direcionável do membro flexível.

[009] Membros de parafuso podem ser proporcionados nos fios de acionamento de flexão, respectivamente, e o membro direcionável se flexiona à medida que os membros de parafuso se movem mecanicamente em sincronia um com o outro. Breve Descrição dos Desenhos

[010] Aqui a seguir, um aparelho cirúrgico de acordo com realizações exemplificativas da presente invenção será descrito concretamente com referência aos desenhos. Uma descrição do relacionamento posicional entre os componentes será agora realizada basicamente com referência aos desenhos. Nos desenhos, as estruturas das realizações podem ser simplificadas ou exageradas por uma questão de clareza. Consequentemente, a presente invenção não está limitada a essas realizações exemplificativas, mas, ao invés, vários tipos de dispositivos podem ser adicionados, mudados ou omitidos.

[011] As realizações exemplificativas serão descritas com relação a um aparelho cirúrgico que tem uma pluralidade de passagens no lado interno de uma porção de inserção. Com vários tipos de instrumentos cirúrgicos localizados em cada uma das passagens. Todavia, dever ser aqui notado e observado que a presente invenção não é limitada a esta realização exemplificativa e é aplicável a uma variedade de aparelhos cirúrgicos, incluindo cateteres, endoscópios, e robôs cirúrgicos, que são flexionáveis na extremidade distal.

[012] A Figura 1 é uma vista ilustrando um aparelho cirúrgico de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[013] a Figura 2 é uma vista em seção transversal de um dos instrumentos cirúrgicos da Figura 1;

[014] as Figuras 3 e 4 são vistas ilustrando esquematicamente uma folga em um fio devido a flexão de um membro direcionável;

[015] as Figuras 5 e 6 são vistas ilustrando uma estrutura de segmentos de flexão com 1 (um) grau de liberdade direcional;

[016] as Figuras 7 a 9 são vistas ilustrando uma estrutura de segmentos de flexão com 2 (dois) graus de liberdade direcional;

[017] as Figuras 10 e 11 são vistas ilustrando um membro direcionável usando uma estrutura de articulação flexível e um membro direcionável usando uma estrutura de pilar (espinha dorsal) flexível;

[018] as Figuras 12 a 14 são vistas ilustrando um membro direcionável com membro de suporte lateral;

[019] as Figuras 15 a 17 são vistas ilustrando um membro direcionável tendo segmentos de conexão usando uma estrutura de articulação dupla;

[020] as Figuras 18 e 19 são vistas ilustrando um membro direcionável usando um membro de ajuste de trajetória;

[021] a Figura 20 é uma vista ilustrando a flexão do membro direcionável;

[022] a Figura 21 é uma vista em seção transversal ilustrando a flexão de um membro direcionável de acordo com uma realização modificada;

[023] a Figura 22 é uma vista ilustrando um método de fixação de fios de acionamento de flexão por um membro de terminação de fio;

[024] a Figura 23 é uma vista ilustrando um exemplo de configuração para um membro de reação de extremidade como um membro de terminação de fio;

[025] as Figuras 24 e 25 são vistas ilustrando uma estrutura do membro de reação de extremidade;

[026] as Figuras 26 a 29 são vistas ilustrando vários exemplos de um aparelho cirúrgico com uma manga no mesmo;

[027] a Figura 30 é uma vista ilustrando uma estrutura de conexão da extremidade de um instrumento cirúrgico e uma porção de manipulação;

[028] as Figuras 31 e 32 esquematicamente ilustram as configurações da porção de manipulação para mover os fios de acionamento de flexão;

[029] a Figura 33 é uma vista ilustrando esquematicamente o comprimento de um fio de acionamento de flexão antes e depois da flexão em um braço flexível contínuo ideal, no qual a Figura 33 A mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão antes da flexão e a Figura 33 B mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão depois da flexão;

[030] a Figura 34, a qual é uma vista ilustrando esquematicamente o comprimento de um fio de acionamento de flexão antes de depois da flexão na condição real, na qual a Figura 34 A mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão antes da flexão e a Figura 34 B mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão depois da flexão;

[031] a Figura 35 é uma vista ilustrando um segmento de flexão exemplificativa de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[032] a Figura 36 é uma vista ilustrando um membro de controle de tensão exemplificativa na Figura 35 de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[033] a Figura 37 ilustra um movimento pivotante de uma dos membros de controle de tensão exemplificativas da Figura 36, no qual a Figura 37 A é uma vista frontal do membro de controle de tensão flexionando para o lado esquerdo, e a Figura 37 B é uma vista frontal do membro de controle de tensão flexionando para o lado direito;

[034] a Figura 38 é uma vista ilustrando esquematicamente uma folga em um fio sendo intensificada de acordo com a estrutura de membro de controle de tensão exemplificativa na Figura 36, na qual a Figura 38 A mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão antes da flexão, e a Figura 38 B mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão depois da flexão;

[035] a Figura 39 é um resultado de simulação ilustrando que a mudança total de comprimento (ΔL) do fio de acionamento de flexão muda em função do ângulo de flexão θ;

[036] a Figura 40 é um diagrama em bloco ilustrando um instrumento cirúrgico de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[037] a Figura 41 é uma vista esquemática ilustrando um instrumento cirúrgico de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[038] a Figura 42 é uma vista ilustrando um instrumento cirúrgico em uma posição de flexão de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[039] a Figura 43 é um diagrama em bloco ilustrando um instrumento cirúrgico de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção;

[040] a Figura 44 é uma vista esquemática em bloco ilustrando um instrumento cirúrgico de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção;

[041] a Figura 45 é um diagrama em bloco ilustrando um controlador principal personalizado de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[042] a Figura 46 é uma vista ilustrando esquematicamente um controlador principal personalizado de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[043] a Figura 47 é uma vista ilustrando esquematicamente uma plataforma de controle e uma porção de conexão de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[044] a Figura 48 é uma vista em perspectiva ilustrando três tipos de porções de manipulação intercambiáveis de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção, na qual a Figura 48 A é um tipo de porção de manipulação, a Figura 48 B é um porção de manipulação do tipo pinça, e a Figura 48 C é um do tipo de instrumento manual laparoscópico;

[045] a Figura 49 é uma vista ilustrando esquematicamente um controlador principal personalizado de acordo com outra realização da presente invenção;

[046] a Figura 50 é uma vista ilustrando esquematicamente partes (por exemplo, o membro de base, o membro móvel, e as três correntes paralelas cinéticas) da plataforma de controle do controlador principal personalizado na Figura 49;

[047] a Figura 51 é uma vista ampliada de uma porção da Figura 49 mostrando o porção de manipulação intercambiável sendo fixado ao membro móvel da plataforma de controle de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[048] a Figura 52 é uma vista ampliada de uma porção da Figura 49 mostrando a porção de manipulação intercambiável sendo destacado a partir do membro móvel da plataforma de controle de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção.

Descrição Detalhada da Realização Preferida

[049] A invenção e as várias características e detalhes vantajosos da mesma serão explicados de forma mais completa com referência as realizações não limitantes que estão ilustradas nos desenhos anexos e detalhadas na descrição aqui a seguir. As descrições de materiais bem conhecidos, técnicas de fabricação, partes/peças, e equipamento são omitidas para que não necessariamente torne a invenção algo obscuro em relação aos detalhes. Todavia, deve ser entendido que a descrição detalhada e os exemplos específicos, enquanto indicando realizações preferidas da invenção, são dados apenas como um meio de ilustração e não como um meio limitante. Várias substituições, modificações, adições e/ou rearranjos dentro do espírito e/ou escopo do conceito inventivo inerente se tornarão aparentes para aqueles indivíduos com especialização na técnica, a partir desta revelação.

[050] Aqui a seguir, um aparelho cirúrgico de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção será descrito concretamente com referência aos desenhos. Uma descrição do relacionamento posicional entre os componentes será agora realizada com base nas referências aos desenhos. Nos desenhos, as estruturas na realização podem ser simplificadas ou exageradas por uma questão de clareza. Consequentemente, a presente invenção não é limitada a esta realização exemplificativa, mas, ao invés, vários tipos de dispositivos podem ser adicionados, mudados ou omitidos.

[051] Esta realização exemplificativa será descrita com relação a um aparelho cirúrgico que tem uma pluralidade de passagens no lado interno de uma porção de inserção, com vários tipos de instrumento cirúrgicos localizados em cada uma das passagens. Todavia, deve ser aqui notado e observado que a presente invenção não está limitada a esta realização exemplificativa e é aplicável a uma variedade de aparelhos cirúrgicos, incluindo cateteres, endoscópios, e robôs cirúrgicos, que são flexionáveis na extremidade distal.

[052] A Figura 1 é uma vista ilustrando um aparelho cirúrgico de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. Conforme ilustrado na Figura 1, um aparelho cirúrgico 1 compreende uma porção de inserção 20 proporcionada na extremidade distal do aparelho cirúrgico e uma porção de manipulação 10 localizada na extremidade proximal da porção de inserção 20.

[053] A porção de inserção 20 forma uma porção que é inserida em um local de cirurgia durante a cirurgia. A porção de inserção 20 consiste em um tubo flexível, no qual pelo menos um instrumento cirúrgico 30 para o uso em uma operação cirúrgica está disposto. O instrumento cirúrgico 30 pode estar seletivamente localizado em pelo menos uma passagem oca que é formada no lado interno da porção de inserção 20. Alternativamente, o instrumento cirúrgico 30 pode ser embutido na porção de inserção 20. O instrumento cirúrgico 30 se projeta para fora da extremidade distal da porção de inserção 20 e pode ser usado em cirurgia ou na captação de imagens do local da cirurgia.

[054] O aparelho cirúrgico da Figura 1 compreende uma porção de inserção 20 com quatro passagens, cada uma das passagens incluindo quatro instrumentos cirúrgicos 30. Na Figura 1, dois de cada um dos quatro instrumentos cirúrgicos incluem pinças 31 como membros de reação de extremidade 300 na extremidade distal. Tais instrumentos cirúrgicos podem desempenhar várias operações cirúrgicas pela manipulação de pinças. Além disto, outros vários tipos de elementos cirúrgicos incluindo lâminas, unidades de sutura, agulhas e outros, podem ser usados. Um dos dois instrumentos cirúrgicos remanescentes é uma unidade de imagens 32. A unidade de imagens 32 pode capturar imagens da extremidade distal pela inclusão de um dispositivo ótico tal como uma fibra ótica. O outro instrumento cirúrgico pode ser uma unidade de lúmen 33, com um canal operacional na mesma, através do qual, vários instrumentos podem ser inseridos.

[055] Esses instrumentos cirúrgicos 30, que se projetam para fora da extremidade distal da porção de inserção 20, são configurados de tal maneira que a sua extremidade projetada pode flexionar. Consequentemente, a flexão dos instrumentos cirúrgicos 30 permite desempenhar uma operação cirúrgica em diferentes direções ou formar imagens a partir de diferentes direções. Os instrumentos cirúrgicos 30 podem ser flexionados pela movimentação de uma pluralidade de fios em seu interior, os quais serão descritos em detalhes aqui a seguir.

[056] A porção de manipulação 10 é proporcionada na extremidade proximal da porção de inserção 20, e configurada para manipular a porção de inserção 20 e/ou os instrumentos cirúrgicos 30. A extremidade distal da porção de manipulação 10 está conectada a extremidade proximal da porção de inserção 20 e pode estar conectada de forma destacável nesta realização exemplificativa. Pelo menos uma porção de acionamento é proporcionada na porção de manipulação 10. A porção de acionamento 40 está mecanicamente conectada a porção de inserção 20 e/ou aos vários tipos de membros de fios dos instrumentos cirúrgicos 30, e a porção de acionamento 40 permite vários movimentos da porção de inserção 20 e/ou dos instrumentos cirúrgicos 30, incluindo movimentos flexíveis dos instrumentos cirúrgicos 30.

[057] Aqui a seguir, uma configuração detalhada do aparelho cirúrgico acima descrito será explicada em maiores detalhes com referência aos desenhos.

[058] A Figura 2 é uma vista em seção transversal de um dos instrumentos cirúrgicos da Figura 1. Conforme ilustrado na Figura 2, o instrumento cirúrgico 30 compreende um membro direcionável 100 na extremidade distal que pode ser flexionado. O membro direcionável 100 tem uma pluralidade de segmentos de flexão 110 com canais ocos (não mostrados) que estão conectados em conjunto. Um membro flexível 200 compreendendo um material flexível é proporcionado na extremidade proximal do membro direcionável 100. O membro flexível 200 pode consistir em um tubo oco, onde vários tipos de membros de fio conectados a partir da extremidade distal do instrumento cirúrgico 30 estão localizados, Opcionalmente, um membro de reação de extremidade 300 é proporcionado na extremidade distal do membro direcionável 100, e o membro de reação de extremidade 300 pode ser seletivamente atuado por um fio membro de reação de acionamento 500.

[059] Cada segmento de flexão 110 do membro direcionável 100 está conectado a segmentos de flexão adjacentes de maneira a permitir um movimento de articulação e flexão pelos fios de acionamento de flexão 400. Os fios de acionamento de flexão 400 estão localizados de maneira a passar através do membro direcionável 100 e do membro flexível 200, e as extremidades distais dos fios de acionamento de flexão 400 estão conectadas ao membro direcionável 100 e suas extremidades proximais estão mecanicamente conectadas à porção de manipulação 10. Cada segmento de flexão 110 compreende uma pluralidade de lúmens 112 que são formadas ao longo do comprimento, e os fios de acionamento de flexão 400 são localizados no interior dos lúmens 112 (Figura 5A). Consequentemente, quando os fios de acionamento de flexão 400 são movidos pela porção de manipulação 10, a pluralidade de segmentos de flexão 110 se move articuladamente, assim sendo fazendo com que o membro direcionável 100 se flexione.

[060] A Figura 3 é uma vista ilustrando esquematicamente uma folga em um fio devido à flexão do membro direcionável. Os segmentos de flexão 110 tem um comprimento L e uma largura 2r. Segmentos de flexão adjacentes 110 são articulados no meio sobre seus lados frente a frente (o qual está a uma distância r a partir do perímetro externo). Os fios de acionamento de flexão 400 estão localizados sobre dois lados opostos da largura de segmento de flexão e passam através do meio do comprimento de cada segmento de flexão (o qual está a uma distância L a partir de cada uma das porções articuladas).

[061] A Figura 3A ilustra o membro direcionável antes de se flexionar, e a Figura 3B ilustra o membro direcionável quando se flexiona em um raio de curvatura R. Na Figura 3B, o ângulo de flexão entre dois segmentos de flexão 110 é indicado por θ. A equação aqui a seguir é para comparar a soma dos comprimentos das duas porções de fios entre dois segmentos de flexão antes da flexão e a soma dos comprimentos de duas porções de fios depois da flexão. Se os comprimentos das duas porções de fio antes da flexão são indicados como L1 e L2, respectivamente, e os comprimentos das duas porções de fio depois da flexão são indicados como L1 ’ and L2’, respectivamente, a diferença ΔL entre os dois comprimentos é conforme aqui abaixo a seguir:

[062] Como visto acima, a soma dos comprimentos das duas porções de fio entre dois segmentos de flexão depois da flexão é menor que aquele antes da flexão. Consequentemente, quando os fios sobre ambos os lados são manipulados em conjunto um com o outro uma folga ΔL é produzida entre cada segmento de flexão. Isto acontece porque, quando a flexão ocorre, a quantidade de mudança (L1’-L1) no comprimento do fio no outro lado do centro de curvatura é menor que a quantidade de mudança (L2-L2’) no comprimento do fio próximo ao centro de curvatura. Consequentemente, um recuo é criado devido à flexão, assim sendo fazendo com que um ajuste fino e exato seja algo difícil.

[063] Em contraste, nesta realização exemplificativa, os segmentos de flexão podem ser configurados em vários formatos para minimizar o recuo causado pela flexão. A Figura 4 é uma vista ilustrando esquematicamente uma folga em um fio de acordo com uma estrutura de segmento de flexão intensificada. Conforme ilustrado na Figura 4, os segmentos de flexão aperfeiçoados 110 são configurados de tal maneira que parte dos lúmens 112 onde os fios de acionamento de flexão estão localizados é aberta (ver a Figura 5). Aqui, t indica o comprimento de uma porção de lúmen aberta. Enquanto o fio próximo ao centro da curvatura tem uma trajetória mais curta devido à porção de lúmen aberta, o fio sobre o outro lado do centro da curvatura tem uma trajetória na qual um comprimento extra é adicionado na porção de lúmen aberta correspondente. Neste caso, o percurso L2* do fio próximo ao centro da curvatura é igual em comprimento a trajetória prévia (L2’ da Figura 3), e a trajetória L1* do fio no outro lado do centro da curvatura é maior que a trajetória prévia (L1 ’ da Figura 3). Este aumento no comprimento de trajetória é porque uma parede lateral da porção de lúmen aberta (próxima ao centro dos segmentos de flexão) sobre o outro lado do centro da curvatura forma uma porção de obstrução 114 e o fio de acionamento de flexão 400 passando através da trajetória é obstruído contra a porção de obstrução 114 (ver a Figura 5). Consequentemente, quando a flexão ocorre usando os segmentos de flexão aperfeiçoados/intensificados, ΔL é conforme aqui a seguir:

[064] Conforme declarado acima, com os segmentos de flexão aperfeiçoados 110 configurados para reduzir o comprimento ΔL da folga, o movimento do aparelho cirúrgico 1 pode ser controlado de forma exata. Geralmente, o comprimento t das porções de lúmen abertas pode ser 10% ou mais do comprimento L dos segmentos de flexão. Embora a quantidade de redução em comprimento ΔL da folga difera dependendo da dimensão, do ângulo de flexão e outros, dos segmentos de flexão, o comprimento ΔL da folga pode ser reduzido por intermédio de aproximadamente 30% ou mais.

[065] Os segmentos de flexão aperfeiçoados podem ser projetados de várias maneiras. Aqui a seguir, várias realizações exemplificativas dos segmentos de flexão serão descritas em detalhe com referência as Figuras 5 a 11.

[066] A Figura 5 é uma vista ilustrando a estrutura de segmentos de flexão com 1 grau de liberdade. Os segmentos de flexão 110 mostrados na Figura 5 tem um corpo com canais ocos 111 formados no interior dos mesmos. Um par de porções de conexão 120 é proporcionado sobre uma extremidade do comprimento do corpo e outro par de porções de conexão 120 é proporcionado na extremidade oposta. Cada uma das porções de conexão 120 está localizada, uma de frente para a outra, sobre dois lados opostos da largura do corpo, com um canal oco 111 na metade do caminho entre os mesmos.

[067] Cada segmento de flexão 110 está articulado a um segmento de flexão adjacente, e conectado ao mesmo por porções de conexão acopladas àquelas dos adjacentes. Na Figura 5, as porções de conexão 120 estão conectadas uma à outra por rebites. Como todos os eixos de articulação das porções de conexão 120 tem a mesma orientação, o membro direcionável da Figura 5 tem 1 grau de liberdade no qual o mesmo flexiona para a esquerda ou direita (conforme é aqui mostrado no desenho).

[068] Cada segmento de flexão 110 inclui um par de lúmens 112 nos quais os fios de acionamento de flexão estão localizados. O par de lúmens 112 pode ser formado pela penetração através da superfície da parede de um corpo oco, e os mesmos estão dispostos simetricamente acerca do centro de uma seção transversal do segmento de flexão 110, espaçados um a partir do outro por uma distância predeterminada.

[069] Conforme é aqui mostrado na Figura 5, os lúmens dos segmentos de flexão 110 são parcialmente abertos. Especificamente, cada lúmen compreende uma porção de lúmen fechada 112b e uma porção de lúmen aberta 112a. Na porção de lúmen fechada 112b, o lado interno e o lado externo são envolvidos por superfícies de paredes conforme mostrado na Figura 5, de tal maneira que os fios de acionamento de flexão se movem apenas no interior do lúmen devido à estrutura de parede. Em contraste, na porção de lúmen aberta 112a, pelo menos parte das suas paredes laterais tem uma estrutura aberta. Consequentemente, o fio de acionamento de flexão localizado na porção de lúmen aberta 112a é móvel no lado exterior do lúmen através da porção aberta.

[070] Nesta realização exemplificativa, a porção de lúmen aberta 112a tem uma estrutura na qual uma parede lateral 113a sobre o lado externo do segmento de flexão (o qual se encontra sobre o lado oposto do centro de uma seção transversal do segmento de flexão) é aberta. Consequentemente, quando a flexão ocorre, o fio 400 próximo ao centro da curvatura se move para a porção aberta (em uma direção no sentido para fora) da porção de lúmen aberta, o que permite aos segmentos de flexão serem conectados por um comprimento mais curto, em comparação com a porção de lúmen fechada. Ao contrário, uma parede lateral 113b da porção de lúmen aberta (próximo ao centro da seção transversal do segmento de flexão), se localizada sobre o outro lado do centro da curvatura, forma uma porção de obstrução 114 contra a qual o fio é detido. Consequentemente, quando a flexão ocorre, o fio 400b sobre o outro lado do centro da curvatura é trazido a mais contato com o segmento de flexão conforme o mesmo é detido contra a porção de obstrução 114, desta forma reduzindo o comprimento da folga.

[071] Na Figura 5, cada lúmen 112 dos segmentos de flexão 110, é configurado de tal maneira que uma porção de lúmen fechada 112b é formada no meio do comprimento de lúmen e uma porção de lúmen aberta 112a está localizada sobre o outro lado da porção de lúmen fechada 112b. Isto é meramente um exemplo, e um lado do lúmen 112 ao longo do comprimento pode formar uma porção de lúmen aberta e o outro lado pode formar uma porção de lúmen fechada. Alternativamente, as porções de lúmen aberta de um par de segmentos de flexão adjacentes podem estar simetricamente dispostas com relação aos eixos articulados. Desta maneira, os lúmens onde os fios de acionamento de flexão estão localizados podem ser alterados de forma variada de tal maneira que uma superfície de parede (superfície de parede interna) 113b próxima ao centro de uma seção transversal do segmento de flexão é mais comprida do que uma superfície de parede (superfície de parede externa) 113a sobre o outro lado do centro da seção transversal dos mesmos.

[072] Embora a Figura 5 ilustre que a porção de lúmen aberta 112a não é mais comprida que a porção de lúmen fechada 112b, a presente invenção não está limitada a esta opção e pode ter várias configurações dependendo na estrutura dos segmentos de flexão e do ângulo de flexão. Deveria ser aqui notado e observado que a porção de lúmen aberta ocupando 20% ou mais de todo o comprimento do lúmen pode ser algo vantajoso para reduzir o comprimento da folga.

[073] As porções de conexão dos segmentos de flexão podem ser formadas em várias maneiras, outras além de reter as porções de conexão juntas com pinos conforme é aqui mostrado na Figura 5. A Figura 6 ilustra um exemplo de porções de conexão de tipo diferente.

[074] Cada segmento de flexão da Figura 6 inclui um par de porções de conexão 120 sobre um lado e um par de porções em recesso sobre o outro lado. As porções de conexão 110 de um segmento de flexão 110 são acomodadas nas porções em recesso 121 de um segmento de flexão adjacente e são articuladas conjuntamente aos mesmos. Cada uma das porções de conexão 120 de A da Figura 6 consiste em uma projeção com uma superfície arredondada, e cada uma das porções em recesso 121 é configurada para acomodar a projeção. Consequentemente, cada uma das porções de conexão 120 move articuladamente conforme a mesma gira no interior da porção em recesso correspondente 121. Cada uma das porções de conexão 120 de B da Figura 6 consiste em uma projeção com uma borda linear na extremidade, e as porções em recesso 121, cada uma delas, tem uma ranhura similar a um entalhe no formato de um V. Consequentemente, as porções de conexão 120 podem mover articuladamente conforme área de contato com as porções em recesso 121 giram acerca do eixo de rotação, enquanto as mesmas estão em contato linear com as porções em recesso 121.

[075] A Figura 7 é uma vista ilustrando uma estrutura de segmentos de flexão com 2 graus de liberdade. Cada segmento de flexão da Figura 7 está conectado a segmentos de flexão adjacentes de maneira a permitir um movimento articulado, e configurado de tal maneira que um eixo articulado h1 conectado a um segmento de flexão sobre um lado e um eixo articulado h2 conectado a um segmento de flexão sobre o outro lado tem orientações diferentes. Consequentemente, os segmentos de flexão 100 da Figura 7 constituem um membro direcionável que é móvel a 2 ou mais graus de liberdade, ao contrário daquela das Figuras 5 e 6.

[076] Especificamente, cada segmento de flexão 110 da Figura 7 inclui um par de porções de conexão 120 sobre um lado do comprimento e um par de porções em recesso 121 sobre o outro lado. O par de porções de conexão 120 fica de frente um para o outro com relação ao centro do segmento de flexão 110, e o par de porções em recesso 120 fazem a mesma coisa. Como é o caso na Figura 5, cada uma das porções de conexão 120 consiste em uma projeção com uma superfície arredondada, e as porções em recesso 121 são configuradas para ser rotativa e acomodar as porções de conexão.

[077] Conforme ilustrado na Figura 7, em cada segmento de flexão 110, um eixo que junta o par de porções de conexão 120 e um eixo posicionado entre o par de porções em recesso 121 são ortogonais um com relação ao outro. Isto é, o par de porções de conexão e o par de porções em recesso estão posicionados em localizações diferentes com relação a uma seção transversal do segmento de flexão 110 (mais especificamente, o par de porções de conexão e o par de porções em recesso se interseccionam a 90 graus ao redor do corpo).

[078] Assim sendo, o segmento de flexão 110 se move articuladamente com relação a um segmento adjacente sobre um lado sobre um primeiro eixo h1 e com relação a um segmento adjacente sobre o outro lado sobre um segundo eixo h2. Isto é, as porções de conexão dos segmentos de flexão são configuradas de tal maneira que o primeiro eixo articulado e o segundo eixo articulado estão dispostos de uma maneira alternada. Consequentemente, os segmentos de flexão da Figura 7 podem se mover em 2 graus de liberdade.

[079] Cada segmento de flexão compreende quatro lúmens que são formados ao longo de seu comprimento. Conforme ilustrado na Figura 7, cada lúmen 112 está disposto para penetrar uma porção de conexão 120 ou uma porção em recesso 121. Consequentemente, os quatro lúmens estão posicionados em localizações onde as porções de conexão e as porções em recesso são formadas, espaçadas com intervalos de 90 graus ao redor do corpo.

[080] Quatro fios de acionamento de flexão 400 estão dispostos nos quatro lúmens 112, respectivamente. Entre os mesmos, um par de fios induz uma flexão do membro direcionável em um eixo, e o outro par de fios induz uma flexão em um outro eixo.

[081] Cada lúmen é parcialmente aberto, conforme o exemplo acima mencionado. Conforme ilustrado na Figura 7, uma porção de cada lúmen 112 ao longo do comprimento onde uma porção de conexão 120 ou uma porção em recesso 121 é formada, forma uma porção de lúmen fechada 112b, e a outra porção onde a porção de conexão 120 ou a porção em recesso 121 não é formada, forma uma porção de lúmen aberta 112a. Não é necessário mencionar que a porção de lúmen fechada pode ser centralizada em cada lúmen, e a porção de lúmen aberta pode ser posicionada sobre qualquer lado da porção de lúmen fechada. Independente disto, a configuração mostrada na Figura 7 oferece a vantagem de adicionalmente reduzir o comprimento da folga.

[082] Além disto, embora a Figura 7 ilustre que o lúmen 112 penetra a porção de conexão 120 ou a porção em recesso 121, o lúmen 112 pode ser desviado a partir da porção de conexão 120 e da porção em recesso 121, Especificamente as porções de conexão 120 e as porções em recesso 121 podem ser espaçadas com intervalos de 90 graus ao redor do lado lateral do corpo (por exemplo, ao longo da circunferência) do segmento de flexão 110. Cada lúmen 112 pode ser localizado entre a porção de conexão 120 e a porção em recesso 121, especialmente em um ponto onde o mesmo esteja a 45 graus para a porção de conexão 120 e para a porção em recesso 121.

[083] Neste caso, conforme ilustrado na Figura 8, cada lúmen 112 pode ser configurado de tal maneira que uma porção de lúmen fechada 112b é formada na metade do comprimento do lúmen e uma porção de lúmen aberta 112a é formado sobre qualquer lado da porção de lúmen fechada 112b.

[084] As Figuras 7 e 8 foram explicadas com relação a uma porção de conexão 120 consistindo em uma projeção com uma superfície arredondada e uma porção em recesso 121 acomodando a porção de conexão 120. Todavia, isto é meramente um exemplo, e conforme é aqui mostrado em B da Figura 6, a porção de conexão pode consistir de uma projeção com uma borda linear e a porção em recesso pode ter uma ranhura similar a um entalhe com o formato de um V (ver a Figura 9). De outra maneira, conforme é aqui mostrado na Figura 5, duas porções de conexão podem ser conjuntamente ligadas por um pino de tal maneira que permita um movimento articulado, ao invés de cada uma compreendendo uma porção de conexão e uma porção em recesso.

[085] As realizações exemplificativas mostradas nas Figuras 7 a 9 envolvem uma estrutura de conexão para a rotação com relação a um eixo, na qual um par de porções de conexão é proporcionado em um segmento de flexão e um par de porções em recesso é proporcionado em outro segmento de flexão. Além disto, uma porção de conexão e uma porção em recesso podem ser localizadas sobre uma extremidade de um segmento de flexão para ficar uma de frente para a outra com um corpo oco entre as mesmas, e a porção de conexão e a porção em recesso de um segmento de flexão adjacente pode ser localizada de outra maneira, considerando o esboço/leiaute da porção de conexão e da porção em recesso do segmento de flexão conectado ao segmento de flexão adjacente.

[086] A Figura 10 é uma vista ilustrando um membro direcionável usando uma estrutura articulada flexível. Conforme ilustrado na Figura 10, os segmentos de flexão 110 tem o formato de uma placa similar a um disco, e estão conectados por porções de conexão flexíveis 120 situadas entre os segmentos de flexão 110. Enquanto o membro direcionável das Figuras 5 a 9 pode ser flexionado usando uma estrutura articulada mecânica das porções de conexão, o membro direcionável da Figura 10 pode ser flexionado usando a elasticidade do material das porções de conexão.

[087] Mais especificamente, o membro direcionável da Figura 10 consiste em uma pluralidade de segmentos de flexão 110 formados integralmente com outra de uma pluralidade de porções de conexão 120. Por exemplo, o mesmo pode ser fabricado por um método de moldagem usando resina plástica com flexão. Conforme ilustrado na Figura 10, cada segmento de flexão 110 e cada uma das porções de conexão 120, tem um canal oco 111 nos seus lados de dentro. As porções de conexão 120 são proporcionadas entre cada segmento de flexão 110, e tem uma estrutura de parede que se estende em uma direção radial externa a partir de dois lados opostos do canal oco. Uma porção de conexão 120 (estrutura de parede) está posicionada em uma direção perpendicular a direção na qual uma porção de conexão adjacente está posicionada. Consequentemente, o membro direcionável da Figura 10 pode ser flexionado a 2 graus de liberdade.

[088] Quatro lúmens 112 onde um fio de acionamento de flexão 400 está localizado estão dispostos em intervalos de 90 graus. Cada lúmen 112 é formado em um ponto onde o mesmo penetra a borda externa de uma porção de conexão 120. Neste caso, como na realização exemplificativa aqui acima mencionada, cada lúmen 112 é parcialmente uma porção de lúmen aberta 112. Conforme é ilustrado na Figura 12, a porção de lúmen fechada 112b de cada lúmen é formada em um ponto onde a mesma penetra a porção de conexão e a porção de lúmen aberta 112a é formada em um ponto onde a mesma penetra a porção de conexão e a porção de lúmen aberta 112a da mesma é formada sobre qualquer um dos lados da porção de lúmen fechada 112b onde o segmento de flexão é penetrado. Consequentemente, o membro direcionável 100 desta realização exemplificativa pode flexionar sobre as porções de conexão 120 conforme o fio de acionamento de flexão 400 é movido.

[089] A Figura 11 é uma vista ilustrando um membro direcionável usando uma estrutura de espinha dorsal flexível. O membro direcionável 100 da Figura 11 compreende segmentos de flexão 110, cada um deles consistindo em um disco similar a uma placa e porções de conexão 120 usando uma estrutura de espinha dorsal para conectar os centros dos segmentos de flexão. As porções de conexão 120 podem consistir de membros individuais proporcionados entre cada segmento de flexão, ou pode consistir de um simples membro que penetra através de uma pluralidade de segmentos de flexão. Neste caso, as porções de conexão 120 podem compreender um material flexível, e podem flexionar quando o fio de acionamento de flexão 400 é movido.

[090] O membro direcionável da Figura 10 também inclui quatro lúmens, e cada lúmen é parcialmente aberto. Especificamente, o lúmen 112 pode incluir uma porção de lúmen fechada 112b formado na parte do meio do comprimento do lúmen e uma porção de lúmen aberta 112a formada sobre qualquer lado da porção de lúmen fechada 112b.

[091] Nas realizações exemplificativas acima mencionadas, os segmentos de flexão são capazes de minimizar folgas são usados para prevenir recuos causados por flexão. O membro direcionável pode ser configurado de várias outras maneiras com o objetivo de prevenir o recuo.

[092] A Figuras 12 a 14 são vistas ilustrando um membro direcionável com um membro de suporte lateral 130. O membro de suporte lateral 130 compreende um material elástico ou um material superelástico, e exerce uma força de restauração para retornar ao formato original quando o seu formato é deformado. Isto é, o membro direcionável pode incluir pelo menos um membro de suporte lateral no seu interior, e pode ser configurado para restaurar a elasticidade do membro de suporte lateral para a posição inicial quando o mesmo é flexionado.

[093] A Figura 12 é uma vista ilustrando as propriedades de flexão proporcionadas por um membro de suporte lateral. Conforme ilustrado na Figura 12, se pelo menos um fio de acionamento de flexão 400 é puxado pela manipulação da porção de manipulação, o membro direcionável 100 flexiona na direção correspondente. Neste caso, o membro direcionável 100 compreende pelo menos um membro de suporte lateral 130, e o fio de acionamento de flexão 400 é manipulado para causar a flexão por intermédio de superar a elasticidade do membro de suporte lateral 130 (B da Figura 12). Logo depois disto, quando o fio de acionamento de flexão correspondente é liberado a partir de ser puxado (C da Figura 12), o membro direcionável 100 volta ao neutro da elasticidade do membro de suporte lateral 130.

[094] Convencionalmente, enquanto o fio de acionamento de flexão sobre um lado é manipulado para flexionar em uma direção, o fio de acionamento de flexão sobre o outro lado é manipulado para retornar ao neutro. Consequentemente, uma folga ocorre devido à flexão, causando um recuo. Todavia, com o uso do membro de suporte lateral conforme é aqui mostrado na Figura 12, o recuo causado pela folga no fio de acionamento de flexão pode não ser um problema durante a flexão.

[095] A Figura 13 é uma vista ilustrando várias realizações exemplificativas de um membro direcionável usando membros de suporte lateral. Conforme ilustrado na Figura 13, o membro direcionável 100 pode compreender uma pluralidade de fios de acionamento de flexão 400 e uma pluralidade de membros de suporte lateral 130. Os membros de suporte lateral 130 podem ser configurados com vários tipos de estruturas, tais como uma estrutura de fios ou uma estrutura de tubo oco, que pode funcionar como molas laterais. Os segmentos de flexão 110 do membro direcionável 100 são configurados para flexionar a 2 graus de liberdade e podem compreender uma pluralidade de lúmens 112 para permitir ao fio de acionamento de flexão 400 e aos membros de suporte lateral 130 passar através dos mesmos e ao longo de uma superfície de parede do corpo.

[096] Em A a C na Figura 13, uma pluralidade de fios de acionamento de flexão 400 e uma pluralidade de membros de suporte lateral 130 estão posicionados separadamente. Em A e B da Figura 13, quatro fios de acionamento de flexão 400 estão dispostos em intervalos de 90 graus ao redor do corpo dos segmentos de flexão 110, e quatro membros de suporte lateral 130 estão dispostos em intervalos de 45 graus entre cada um dos fios de acionamento de flexão 400. Neste caso, conforme é aqui mostrado em A da Figura 13, os quatro fios de acionamento de flexão 400 podem ser dispostos para passar através das porções de conexão 120 dos segmentos de flexão, e conforme é aqui mostrado em B da Figura 13, os quatro membros de suporte lateral 130 podem ser dispostos para passar através das porções de conexão 120 dos segmentos de flexão 110. Alternativamente, conforme é aqui mostrado em C da Figura 13, um fio de acionamento de flexão 400 e um membro de suporte lateral 130 podem ser dispostos como um par entre cada uma das localizações das porções de conexão ao longo de uma circunferência, de tal maneira a não passar através das porções de conexão dos segmentos de flexão 110.

[097] Em D e E da Figura 13, o membro de suporte lateral 130 tem uma estrutura de tubo oco, e os fios de acionamento de flexão 400 são localizados no lado interno do membro de suporte lateral 130, respectivamente. O membro de suporte lateral 130 e os fios de acionamento de flexão 400 podem ser dispostos em intervalos de 90 graus ao redor do corpo dos segmentos de flexão 110. Em D da Figura 13, o membro de suporte lateral 130 e os fios de acionamento de flexão estão dispostos para passar através das porções de conexão dos segmentos de flexão. Em E da Figura 13, o membro de suporte lateral 130 e os fios de acionamento de flexão 400 são localizados entre cada uma das localizações de porção de conexão de tal maneira a não passar através das porções de conexão.

[098] A Figura 14 é uma vista ilustrando propriedades de flexão proporcionadas por um membro de suporte lateral pré-formatado. O membro de suporte lateral das Figuras 12 e 13 tem um formato correspondendo a posição neutra do membro direcionável. Consequentemente, o membro direcionável é configurado para ser flexionado com o fio de acionamento de flexão e retornar ao neutro por intermédio do membro de suporte lateral. Em contraste, o membro de suporte lateral 130 da Figura 14 é configurado para ter um formato flexionado em uma direção de tal maneira que a elasticidade do membro de suporte lateral 130 contribua para a flexão do membro direcionável para um lado.

[099] Em um exemplo, o membro de suporte lateral 130 da Figura 14 é pré-formatado para flexionar para a esquerda. O membro direcionável com o membro de suporte lateral 13 permanece flexionado no mesmo, para a esquerda, sem qualquer manipulação usando o fio de acionamento de flexão (A da Figura 14). Também, se o fio de acionamento de flexão 400 mover por uma força de tensão F, o membro direcionável pode ser posicionado na posição neutra (B da Figura 14). A primeira força de tensão é grande o bastante para estar em equilíbrio com um momento criado pela elasticidade do membro de suporte lateral 130. Se o fio de acionamento de flexão 400 mover por uma segunda força de tensão F1, a qual é maior que a primeira força de tensão, o membro direcionável pode ser flexionado para a direita (C da Figura 14). Neste caso, se a força de tensão exercida sobre o fio de acionamento de flexão 400 é liberada pela primeira força de tensão, o membro direcionável pode mover para o neutro (B da Figura 14), ou se a força de tensão exercida sobre o fio de acionamento de flexão é completamente liberada, o membro direcionável pode ser flexionado para a esquerda (A da Figura 14).

[100] Neste caso, o membro direcionável move para a posição neutra ou posição inicial pela elasticidade do membro de suporte lateral, desta forma permitindo controle de flexão sem recuo. Embora a Figura 14 represente um mecanismo de flexão que tem 1 grau de liberdade usando um membro de suporte lateral e fios de acionamento de flexão pré-formatados, uma variedade de mecanismos de flexão usando um membro de suporte lateral pré-formatado pode ser usado.

[101] Adicionalmente, um mecanismo de flexão usando segmentos de conexão que não causam recuo, assim como os métodos aqui acima mencionados usando um membro de suporte lateral, pode ser usado, conforme é aqui mostrado desde a Figura 15 a 17.

[102] A Figura 15 é uma vista ilustrando uma diferença de trajetória de fios causada pela flexão dos segmentos de flexão conectados por intermédio de segmentos de conexão. Na realização exemplificativa aqui acima mencionada (por exemplo, das Figuras 3 a 9), cada segmento de flexão 110 pode ser acoplado diretamente a segmentos de flexão adjacentes por intermédios das porções de conexão 120 proporcionadas no corpo, e rotar em relação a um eixo articulado compartilhado entre cada um dos pares de segmentos de flexão adjacentes. Em contraste, conforme é aqui mostrado na Figura 15, um segmento de conexão 140 é proporcionado entre cada um dos pares de segmentos de flexão adjacentes 110, e dois segmentos de flexão adjacentes estão conectados a duas extremidades do segmento de conexão 140, respectivamente. O segmento de conexão 140 tem uma estrutura de junta articulada dupla que permite dois pontos sobre o segmento de conexão 140 ser articulado em dois membros diferentes. Consequentemente, um par de segmentos de flexão adjacentes 110 é acoplado a duas extremidades dos segmentos de conexão, respectivamente, de tal maneira a rotar em relação a diferentes eixos articulados, sem compartilhar um eixo articulado.

[103] A distância entre os fios sobre cada um dos lados de um segmento de flexão 110 ser 2r e a distância entre dois eixos articulados do segmento de conexão é L. O segmento de flexão 110 pode ser articulado ao segmento de conexão 140, em um ponto no meio do caminho entre um par de fios (por exemplo, a uma distância de r a partir de cada um dos fios).

[104] A da Figura 15 ilustra o segmento de flexão adjacente antes da flexão, e B da Figura 15 ilustra o segmento de flexão adjacente quando flexionado em um raio de curvatura R. Em B da Figura 15, o ângulo de flexão entre os dois segmentos de flexão 110 é indicado por θ. Também, pode-se assumir que os ângulos θ proximal e θ distal de flexão entre os segmentos de flexão e o segmento de conexão criado pela flexão, são iguais. Neste caso, a seguinte equação é para comparar a somados comprimentos das duas porções de fios entre os dois segmentos de flexão antes da flexão e a soma dos comprimentos das duas porções de fios depois da flexão. Os comprimentos das duas porções de fios antes da flexão são indicados por L1 e L2, respectivamente, e os comprimentos das duas porções de fio depois da flexão são indicados por L1’ and L2’, respectivamente.

[105] Isto é, se o membro direcionável 100 conectado por intermédio do segmento de conexão 14 é flexionado, a soma (L1+L2) dos comprimentos das duas porções de fios antes da flexão e a soma (L1’+L2‘) dos comprimentos das duas porções de fios depois da flexão são substancialmente iguais. Consequentemente, qualquer folga causada por intermédio de flexão pode ser prevenida.

[106] Não se faz necessário dizer que a Figura 15 assume que os ângulos θ proximal e θ distal de flexão entre os segmentos de flexão 140 e o segmento de conexão 110 são iguais porque a flexão ocorre em cada segmento de flexão devido ao mesmo fio. Todavia, quando a flexão real ocorre, os ângulos de flexão entre o segmento de conexão 140 e os segmentos de flexão 110 estão dentro de uma taxa substancialmente similar embora sejam levemente diferentes. Assim sendo, o comprimento da folga pode ser minimizado quando comparado a estrutura na qual dois segmentos de flexão são acoplados conjuntamente sobre um simples eixo articulado.

[107] A Figura 16 é uma vista em perspectiva ilustrando um segmento de conexão e segmentos de flexão conectados por intermédio do segmento de conexão. A Figura 17 é uma vista em perspective ilustrando um membro direcionável compreendendo segmentos de conexão.

[108] Conforme ilustrado na Figura 16, um segmento de conexão 140 é articulado a um primeiro segmento de flexão 110a e um segundo segmento de flexão 110b em pontos diferentes. O segmento de conexão 140 compreende dois corpos 141, um de frente para o outro. Cada um dos corpos 141 inclui uma primeira parte articulada 142a sobre uma extremidade do seu comprimento e uma segunda parte articulada 142b sobre a outra extremidade. O primeiro e o segundo segmento de flexão 110a e 110b são acoplados a primeira e a segunda parte articulada 142a e 142b, respectivamente, de tal maneira que movem articuladamente sobre eixos articulados diferentes.

[109] Na Figura 16, cada uma da primeira parte articulada 142a e da segunda parte articulada 142b consiste em uma projeção com uma superfície arredondada, acomodadas em porções em recesso 121b formadas nos segmentos de flexão 110 e se movem articuladamente. Todavia, isto é meramente um exemplo, e pelo menos uma das: primeira e segunda parte articulada pode ser uma porção em recesso para acomodar a projeção ou pode estar conectada por intermédio de outra estruturas de articulação tal como por intermédio de pinos.

[110] O segmento de conexão 140 adicionalmente compreende um membro de guia 143 com um espaço oco no seu lado interno que junta os dois corpos 141 conjuntamente, um de frente para o outro. Devido a isto, o segmento de conexão 130 pode formar um módulo. O espaço oco do membro de guia 143 permite vários tipos de membros de fio tal como o fio de acionamento de flexão ou o fio de acionamento de membro de reação para passar através, e prevenir componentes internos a partir de cair para fora durante a flexão. Uma seção transversal do membro de guia 143 pode ser similar a uma seção transversal dos segmentos de flexão. Neste caso, as porções através das quais o fio de acionamento de flexão passa, pode ser aberta de tal maneira a não restringir o movimento do fio de acionamento de flexão.

[111] O membro direcionável da Figura 17 compreende uma pluralidade de segmentos de conexão 140, e os segmentos de conexão adjacentes 140 são configurados para ter eixos articulados ortogonais um com relação ao outro. Cada segmento de flexão 110 tem quatro lúmens 112 de tal maneira que quatro fios de acionamento de flexão 400 estão respectivamente localizados nos mesmos. Portanto, o membro direcionável 100 pode flexionar em 2 graus de liberdade. Neste caso, o fio de acionamento de flexão 400 pode ser localizado entre cada uma das localizações de eixo articulado ao redor do corpo dos segmentos de flexão 110 de tal maneira a não passar através dos eixos articulados dos segmentos de conexão 140.

[112] Em outra realização exemplificativa, a Figura 18 é uma vista ilustrando esquematicamente uma folga em um fio que forma uma trajetória curva devido a flexão do membro direcionável. Enquanto a Figura 3 representa um fio que forma uma trajetória de flexão em uma linha reta quando a flexão ocorre, a Figura 18 representa um fio que forma uma trajetória curva quando a flexão ocorre. Se os comprimentos das duas porções de fio antes da flexão são representados por intermédio de L1 e L2, respectivamente, e os comprimentos das duas porções de fios depois da flexão são representados por intermédio de L1’ e L2’, respectivamente, a relação entre os comprimentos das duas porções de fios é conforme aqui a seguir:

[113] Quando comparado com o fio da Figura 3 que forma uma trajetória de flexão em linha reta quando a flexão ocorre, o fio da Figura 18 que forma uma trajetória curva pode ter aproximadamente uma redução de 30% no comprimento da folga. Usando este princípio, o fio de acionamento de flexão é configurado para formar uma trajetória curva quando a flexão ocorre por intermédio de incluir um membro de ajuste de trajetória, desta forma minimizando a folga.

[114] A Figura 19 é uma vista ilustrando um membro direcionável usando um membro de ajuste de trajetória. Conforme ilustrado na Figura 19, o membro direcionável 100 compreende segmentos de flexão similares a placas 110 e porções de conexão similares a paredes 120 localizadas entre os segmentos de flexão. Também, quatro lúmens 112 são formados para penetrar as bordas externas dos segmentos de flexão 100 e porções de conexão 120 (por favor, refira-se a descrição da Figura 10).

[115] Conforme ilustrado em B da Figura 19, os fios de acionamento de flexão são localizados no lado interno do membro de ajuste de trajetória 150 em cada lúmen, ao invés de serem localizados diretamente em cada lúmen. O membro de ajuste de trajetória m150 compreende um material elástico tal como um metal, e flexiona quando o membro direcionável 100 é flexionado, desta forma formando uma trajetória de fio curva (neste caso, a elasticidade do membro de ajuste de trajetória não precisa ser alta o bastante para produzir uma força de restauração conforme é aqui mostrado em D e E da Figura 13, e uma força elástica suficiente para formar uma trajetória curva será o bastante). Consequentemente, o fio de acionamento de flexão 400 de acordo com esta realização exemplificativa não flexiona ao longo de uma trajetória de flexão em linha reta, mas ao longo de uma trajetória curva, desta forma minimizando o comprimento de folga.

[116] Ao passo que esta realização exemplificativa foi descrita com relação a um exemplo no qual o membro de ajuste de trajetória é usado para o membro direcionável usando uma estrutura articulada flexível, modificações podem ser feitas, como posicionando fios no membro direcionável mostrado nas Figuras 11 a 17 com o uso do membro de ajuste de trajetória.

[117] A Figura 20 é uma vista ilustrando a flexão do membro direcionável. Conforme ilustrado na Figura 20, no estágio inicial da flexão, a flexão não é uniforme por todo o membro direcionável 100, mas é concentrada na extremidade distal do membro direcionável onde o fio de acionamento de flexão 300 termina (veja B da Figura 20). Assim sendo, uma força é transmitida diretamente para a extremidade distal do membro direcionável quando os fios movem, fazendo com que o membro direcionável flexione menos na extremidade proximal.

[118] A Figura 21 é uma vista de seção transversal de um membro direcionável de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. A, B e C da Figura 21 representam uma realização para aperfeiçoar e intensificar a concentração da flexão na extremidade distal do membro direcionável, a qual envolve uma estrutura geometricamente intensificada na qual o membro direcionável flexiona mais facilmente na extremidade distal do que na extremidade proximal.

[119] Especificamente, conforme é aqui mostrado em A da Figura 21, os segmentos de flexão 110 tem lúmens formados a uma distância a partir do centro de uma seção transversal do membro direcionável, e quanto mais próximo da extremidade proximal do membro direcionável, mais distantes os lúmens nos segmentos de flexão ficam a partir do centro da seção transversal do membro direcionável. Neste caso, o momento aplicado ao membro direcionável 100 é menor na extremidade distal e aumenta em um sentido a extremidade proximal. Assim sendo, o membro direcionável 100 flexiona mais facilmente em um sentido a extremidade proximal.

[120] Em B da Figura 21, as porções de conexão 120 podem ser configuradas para gradualmente mudar em formato ao longo do comprimento do membro direcionável 100 de tal maneira que o membro direcionável flexione mais facilmente na extremidade proximal do que na extremidade distal. Em um exemplo, conforme ilustrado em B na Figura 21, as propriedades de flexão ao longo do comprimento podem ser ajustadas pela configuração das porções de conexão para ter uma maior largura de seção transversal na extremidade distal do que na extremidade proximal. Alternativamente, além de ajustar a largura das porções de conexão, as porções de conexão podem ser configuradas em outras variadas maneiras com variação de formato, incluindo o ajuste da taxa de movimentação das porções de conexão tendo uma estrutura conjunta.

[121] Também, conforme é aqui mostrado em C da Figura 21, a distância entre os segmentos de flexão 110 pode mudar ao longo do comprimento. Especificamente, as porções de conexão 120 podem ser posicionadas de tal maneira que a distância entre os segmentos de flexão se torna menor em um sentido a extremidade distal e mais comprida em um sentido a extremidade proximal. Neste caso, quanto mais longa a distância entre os segmentos de flexão, mais fácil a flexão do membro direcionável. Isto resulta em restrição da flexão próxima a extremidade distal e aperfeiçoamento e intensificação nas propriedades de flexão próxima a extremidade proximal.

[122] O membro direcionável desta configuração tem uma pluralidade de fios de acionamento de flexão localizada ao longo dos lúmens, e a extremidade distal de cada um dos fios de acionamento de flexão é fixada por um membro de terminação de fio 410 proporcionado na extremidade distal do membro direcionável.

[123] A Figura 22 é uma vista ilustrando um método para a fixação do fio de acionamento de flexão por um membro de terminação de fio. Uma vez que o membro direcionável e o fio de acionamento de flexão são muito pequenos em tamanho, a fixação individual do fio de acionamento de flexão a extremidade distal do membro direcionável é altamente difícil. Consequentemente, esta realização exemplificativa usa um membro de terminação de fio capaz de facilmente fixar uma pluralidade de fio de acionamento de flexão.

[124] Conforme ilustrado na Figura 22, o membro de terminação de fio 410 tem uma rosca 411 sobre um lado, e é aparafusado na extremidade distal do membro direcionável 100. Também, o membro de terminação de fio inclui uma pluralidade de orifícios 412 através dos quais uma pluralidade de fios de acionamento de flexão passa, e os orifícios 412 são formados em localizações correspondentes a dos lúmens no membro direcionável. Consequentemente, conforme é aqui mostrado na Figura 22, o membro de terminação de fio pode ser aparafusado na extremidade distal do membro direcionável enquanto os fios de acionamento de flexão 400 são inseridos nos orifícios do membro de terminação de fio (A da Figura 22) desta forma tornando mais fácil fixar o fio de acionamento de flexão (B e C da Figura 22).

[125] O membro de terminação de fio pode ser um componente que é proporcionado entre o membro direcionável e o membro de reação de extremidade. Neste caso, o membro de terminação de fio pode ser aparafusado na extremidade distal do membro direcionável, e o membro de reação de extremidade pode estar conectado ao membro de terminação de fio. Alternativamente, conforme ilustrado na Figura 23, o membro de reação de extremidade 300 pode ser usado como o membro de terminação de fio pela fixação do fio de acionamento de flexão 400 no lado interno do membro de reação de extremidade 300 e aparafusando o membro de reação de extremidade 300 diretamente na extremidade distal do membro direcionável 100.

[126] Embora a Figura 22 tenha sido descrita com relação a um membro direcionável tendo a estrutura mostrada na Figura 10, não é necessário dizer que o fio de acionamento de flexão pode ser fixado de maneira similar mesmo se o membro direcionável tiver outras estruturas.

[127] Na discussão acima, várias realizações exemplificativas do membro direcionável foram descritas com referência as Figuras 5 a 22. O membro direcionável é descrito como um componente do aparelho cirúrgico que tem um membro de reação de extremidade, mas a presente invenção não é limitada ao mesmo. Por exemplo, a presente invenção é aplicável a membros dirigíveis flexíveis para vários tipos de instrumentos cirúrgicos, tais como unidades de imagem ou uma unidade de lúmen com um canal operacional.

[128] Com referência novamente a Figura 2, o membro de reação de extremidade 300 é proporcionado na extremidade distal do membro direcionável. Conforme acima descrito, o membro de reação de extremidade 300 pode ser acoplado diretamente na extremidade distal do membro direcionável 100 ou acoplado ao mesmo através de um componente tal como o membro de terminação de fio. O membro de reação de extremidade 300 compreende vários tipos de elementos cirúrgicos 311 para o uso em cirurgias. A Figura 2 ilustra um membro de reação de extremidade compreendendo uma pinça como um meio de exemplo.

[129] A extremidade proximal do membro de reação de extremidade 300 está conectada ao fio de acionamento de membro de reação 500. O fio de acionamento de membro de reação 500 está localizado nos canais 11 do membro direcionável 100, e é mecanicamente conectada a porção de manipulação 10 através do membro direcionável 100 e do membro flexível 200. Consequentemente, o fio de acionamento de membro de reação 500 aciona o membro de reação de extremidade 300 conforme o mesmo move ao longo do comprimento pela porção de manipulação 10.

[130] A Figura 24 é uma vista em seção transversal ilustrando esquematicamente o princípio operacional do membro de reação de extremidade. O membro de reação de extremidade 300 opera em um primeiro modo quando o fio de acionamento de membro de reação 500 é puxado na direção da porção de manipulação 10 (A da Figura 24), e opera em um segundo modo quando o fio de acionamento de membro de reação 500 é puxado na direção do membro de reação de extremidade 300 (B da Figura 24). O primeiro modo envolve fechar a pinça do membro de reação de extremidade, e o segundo modo envolve abrir a pinça. A ação de puxar o fio de acionamento de membro de reação 500 na direção da porção de manipulação pode ser realizada facilmente pela porção de acionamento da porção de manipulação, desta forma transmitindo a força para o membro de reação de extremidade. Por outro lado, a ação de trazer o fio de acionamento de membro de reação 500 de volta na direção do membro de reação de extremidade 300 pode não ser realizada apropriadamente pela porção de acionamento 400 porque o fio de acionamento de membro de reação tem uma estrutura de fio. Consequentemente, nesta realização exemplificativa, o membro de reação de extremidade 400 pode incluir um corpo elástico 341 para desempenhar um segundo modo de operação por intermédio de puxar o fio de acionamento de membro de reação 500 usando a elasticidade do corpo elástico 341.

[131] Especificamente, conforme ilustrado na Figura 24, um módulo membro de reação do membro de reação de extremidade compreende uma porção de instrumento 310 para desempenhar uma operação cirúrgica e uma porção de acionamento 320 para acionar a porção de instrumento 310. A porção de instrumento 310 é ligada a porção de acionamento 320, e é configurada de tal maneira que os elementos cirúrgicos 311 são abertos ou fechados em ambos os lados por intermédio do movimento da porção de acionamento 320 enquanto uma junta 330 da porção de instrumento 310 é fixada. O corpo elástico 341 pode ser localizado na extremidade proximal da porção de acionamento. Quando o fio de acionamento de membro de reação 500 é puxado pela porção de manipulação 10, a porção de acionamento 320 move em um sentido para trás enquanto empurra o corpo elástico 341 e os elementos cirúrgicos são, portanto, fechados (A da Figura 24). Também, quando a força atuando sobre o fio de acionamento membro de reação 500 é liberada pela porção de manipulação 10, a força de restauração do corpo elástico 341 faz com que a porção de acionamento 320 mova na direção da porção de instrumento 310, desta forma abrindo os elementos cirúrgicos 311 (B da Figura 24). Desta maneira, o mecanismo operacional do membro de reação de extremidade pode ser simplificado com o uso do corpo elástico.

[132] A estrutura do membro de reação de extremidade usando o corpo elástico pode ser desenhada em várias maneiras. A Figura 25 é uma vista ilustrando um exemplo de tal membro de reação de extremidade. Conforme ilustrado na Figura 25, o membro de reação de extremidade 300 pode compreender um módulo membro de reação 301 e uma porção de corpo 340 onde o módulo membro de reação 301 é montado. A porção de instrumento 310 do módulo membro de reação 301 é configurada para ser exposta a extremidade distal da porção do corpo 340, e a porção de acionamento 320 da mesma é acomodada no lado interno da porção de corpo 340. Uma junta 330 conectando a porção de instrumento 310 e a porção de acionamento 320 pode ser fixada na porção de corpo 340, e a porção de acionamento 320 pode causar a recíproca no lado interno da porção de corpo 340. O corpo elástico 341 proporcionado no lado interno da porção de corpo 340 está localizado atrás da porção de acionamento 320, e a extremidade proximal da porção de acionamento 320 está conectada ao fio de acionamento de membro de reação 500. Consequentemente, a porção de instrumento 310 pode ser manipulada por intermédio do movimento da porção de acionamento 320 com o fio de acionamento de membro de reação 500 e do corpo elástico 341.

[133] Também, todo ou uma parte do membro de reação de extremidade 300 pode estar conectado de forma destacável a extremidade distal do membro direcionável 100. Consequentemente, uma variedade de instrumentos necessária para cirurgia pode ser seletivamente presa e usada. Em um exemplo, o membro de reação de extremidade 300 da Figura 25 é configurado de tal maneira que o módulo membro de reação 301 é fixado a ou é destacado a partir da extremidade distal do fio de acionamento de membro de reação 500. O módulo membro de reação 301 e a extremidade distal do fio de acionamento de membro de reação 500 podem ser presos de forma destacável em varias maneiras; por exemplo, podem ser magneticamente presas em conjunto de acordo com a realização exemplificativa ilustrada na Figura 25. Consequentemente, pelo menos tanto a extremidade proximal da porção de acionamento 320 ou a extremidade distal do fio de acionamento de membro de reação 500 consistem de um corpo magnético, o qual permite ser preso.

[134] Conforme acima descrito, um instrumento cirúrgico de acordo com esta realização exemplificativa compreende um membro direcionável flexível 100 e um membro de reação de extremidade operável 300. Também, o membro direcionável 100 e o membro de reação de extremidade 300 são movidos por uma pluralidade de membros de fios tais como o fio de acionamento de flexão 400 e o fio de acionamento de membro de reação 500. Esses membros de fios estão dispostos para passar através do membro direcionável 100 e do membro flexível 200. Consequentemente, se os membros de fios são linearmente dispostos de tal maneira que cada um deles tem a menor trajetória, o movimento dos fios pode ser restrito ou afetado pela flexão do membro direcionável ou flexão do membro flexível. Portanto, nesta realização exemplificativa, pelo menos uma manga formando uma trajetória de um membro de fio pode ser proporcionada no lado interno do membro direcionável ou do membro flexível. Esta manga é mais comprida do que o comprimento máximo da porção onde a manga é proporcionada (por exemplo, o comprimento daquela porção quando flexionando ou quando flexionada), de tal maneira que os membros de fios tem uma trajetória longa o bastante mesmo quando o membro direcionável é flexionado ou o membro flexível é flexionado.

[135] A Figura 26 é uma vista em seção transversal ilustrando uma trajetória de percurso do fio de acionamento de membro de reação. Conforme ilustrado na Figura 26, uma extremidade do fio de acionamento de membro de reação 500 é montada na extremidade proximal do membro de reação de extremidade 300, e a outra extremidade é mecanicamente conectada a porção de manipulação 10 (Figura 1). Uma extremidade de uma manga 600 formando uma trajetória do fio de acionamento de membro de reação 500 é fixada no seu lugar na extremidade distal do membro direcionável 100 ou na extremidade proximal do membro de reação de extremidade 300. Também, a outra extremidade é fixada no seu lugar na extremidade proximal do membro flexível 200. Neste caso, a manga 600 é mais comprida do que o comprimento da porção onde as duas extremidades da manga são fixadas (a soma do comprimento do membro direcionável e do comprimento do membro flexível). Este comprimento extra adicionado a manga (A da Figura 26) permite mais espaço para a trajetória do fio de acionamento de membro de reação 500 mesmo quando o membro direcionável 100 é flexionado (B da Figura 26). Consequentemente, o movimento do membro de reação de extremidade 300 pode ser desacoplado a partir do movimento de flexão do membro direcionável 100 para prevenir o seu movimento a partir de ser afetado por intermédio do movimento de flexão do membro direcionável 100.

[136] A Figura 27 é uma vista ilustrando uma trajetória de percurso do fio de acionamento de flexão. Conforme ilustrado na Figura 27, uma manga 600 para segurar a trajetória do fio de acionamento de flexão 400 pode ser proporcionada. Neste caso, uma extremidade da manga 600 é fixada na extremidade proximal do membro direcionável 100 ou na extremidade distal do membro flexível 200, e a outra extremidade é fixada na extremidade proximal do membro flexível 200. A manga 600 é configurada para ter um comprimento extra adicionado ao comprimento linear da porção onde a manga é posicionada. Consequentemente, a flexão do membro direcionável 100 não será afetada pela flexão do membro flexível 200.

[137] As Figuras 28 e 29 são vistas ilustrando uma trajetória de percurso de um fio de acionamento de flexão 400 com duas porções flexíveis. Ao passo que os desenhos prévios ilustram uma estrutura na qual o membro direcionável 100 tem uma porção flexível, o membro direcionável 100 pode ser dividido em uma porção de direcionável de extremidade proximal 101 e uma porção de direcionável de extremidade distal 102, as quais podem flexionar separadamente. Neste caso, a porção direcionável de extremidade distal 101 é flexionada com uma extremidade distal de fio de acionamento de flexão 401, e a porção de direcionável de extremidade proximal 102 é flexionada com uma extremidade proximal do fio de acionamento de flexão 402. Uma extremidade da extremidade distal do fio de acionamento de flexão 401 é fixada na extremidade distal da porção de direcionável de extremidade distal 101, passa através dos lúmens na porção de direcionável de extremidade distal, e então se estende até a porção de manipulação 10 através de canais ocos do membro direcionável 100 e do membro flexível 200. Também, uma extremidade da extremidade proximal do fio de acionamento de flexão 403 é fixada na extremidade distal da porção de direcionável de extremidade proximal 102, passa através dos lúmens na porção de direcionável de extremidade proximal 102, e então se estende até a porção de manipulação 10 através de canais ocos do membro flexível 200.

[138] Neste caso, duas extremidades distais do fio de acionamento de flexão 401 e duas extremidades proximais de fio de acionamento de flexão 402 podem ser proporcionados e ter 1 grau de liberdade em cada uma das porções flexíveis, ou quatro extremidades distais de fio de acionamento de flexão 401 e quatro extremidades proximais de fio de acionamento de flexão 402 podem ser proporcionadas e ter 2 graus de liberdade em cada uma das porções flexíveis.

[139] Conforme ilustrado na Figura 28, uma manga 600 para segurar uma trajetória da extremidade distal do fio de acionamento de flexão 401 pode ser proporcionada. Uma extremidade desta manga 600 pode ser fixada na extremidade proximal da extremidade distal da porção de direcionável 101, e a outra extremidade pode ser fixada na extremidade proximal do membro flexível 200. Também, conforme ilustrado na Figura 29, uma manga 600 para segurar uma trajetória da extremidade proximal do fio de acionamento de flexão 402 pode ser proporcionada. Uma extremidade desta manga 600 pode ser fixada na extremidade proximal da extremidade proximal da porção de direcionável 102, e a outra extremidade pode ser fixada na extremidade proximal do membro flexível 200. Conforme é aqui o caso com as aqui acima mencionadas mangas, cada uma das mangas 600 tem um comprimento extra, de tal maneira que o movimento de flexão de cada uma das porções flexíveis pode ser desacoplado.

[140] Conforme acima descrito, as mangas 600 explicadas com referência as Figuras 26 a 28 tem um comprimento extra adicionado ao comprimento das porções onde as mesmas estão posicionadas, e podem compreender um material elástico, permitindo ao seu formato ser mudado em conjunto com o movimento dos componentes. Tal estrutura de manga permite o desacoplamento do movimento de cada um dos componentes a partir do movimento dos outros, e previne que os membros de fios em canais estreitos sejam torcidos ou danificados por intermédio de fricção. A Figura 30 é uma vista ilustrando uma estrutura de conexão da extremidade de um instrumento cirúrgico e da porção de manipulação. Conforme foi aqui acima explicado, os instrumentos cirúrgicos 30 são respectivamente localizados em passagens na porção de inserção 20, e a extremidade de um instrumento cirúrgico é mecanicamente conectada a porção de manipulação 10. A porção de manipulação 10 compreende membros de transmissão 700 correspondendo a uma pluralidade de membros de fios W do instrumento cirúrgico e de membro de acoplamento 701 a ser presos aos fios. Cada um dos membros de fios W do instrumento cirúrgico inclui um módulo M de extremidade proximal na extremidade proximal, e cada um dos módulos M de extremidade proximal é preso ao membro de acoplamento correspondente 701. Assim sendo, cada um dos membros de fios pode ser movido por cada uma das partes operacionais na porção de manipulação.

[141] Neste caso, a porção de inserção 20 e a porção de manipulação 10 são fixadas a ou são destacáveis, uma a partir da outra, e o instrumento cirúrgico 30 proporcionado na porção de inserção 20, também, é fixado a ou destacável a partir da porção de manipulação 20. Isto significa que a porção de inserção ou o instrumento cirúrgico pode ser limpo ou substituído com novos. O instrumento cirúrgico 30 e a porção de manipulação 10 podem ser presos de forma destacável de várias maneiras; por exemplo, podem ser magneticamente presos em conjunto, conforme é aqui mostrado na FIG 30. Consequentemente, a extremidade proximal do instrumento cirúrgico (especificamente, os módulos de extremidade proximal do fio de acionamento de flexão e fio de acionamento de membro de reação) ou a extremidade distal da porção de manipulação (especificamente, os membros de acoplamento dos membros de transmissão), podem consistir de um corpo magnético e ser fixado ou destacado um a partir do outro por intermédio de força magnética.

[142] As Figuras 31 e 32 ilustram esquematicamente a configuração da porção de manipulação 10 para mover o fio de acionamento de flexão 400. Os membros de fios W do acima descrito instrumento cirúrgico estão mecanicamente conectados a porção de acionamento 40 da porção de manipulação 10 e se movem linearmente em conjunto com o movimento da porção de acionamento 40. A porção de acionamento pode ser construída usando vários dispositivos tal como um atuador, um motor linear, um motor, e outros. Também, cada um dos membros de fios pode estar conectado a partes operacionais diferentes, de tal maneira que possam mover separadamente.

[143] Neste caso, um par de fios de acionamento de flexão 400 localizados um de frente para o outro no interior do membro direcionável 100 movem em direções opostas quando a flexão ocorre. Especificamente, quando a flexão ocorre, o fio de acionamento de flexão próximo ao centro de curvatura tem uma trajetória mais curta e o fio de acionamento de flexão sobre o outro lado do centro de curvatura tem uma trajetória mais longa. Consequentemente, o par de fios de frente, um para o outro, pode mover simultaneamente em direções opostas com o uso de uma simples porção de acionamento 40. Neste caso, a porção de manipulação pode ser desenhada para ser compacta pela redução do número de partes operacionais.

[144] Na Figura 31, a porção de manipulação compreende um membro de rosqueamento 41 e uma porção de acionamento 40 para rotar o membro de rosqueamento. O membro de rosqueamento 41 pode ser um parafuso de guia bidirecional, algo que significa que duas porções de rosca tendo orientações diferentes são formadas sobre um simples parafuso. Consequentemente, o membro de acoplamento de um membro de transmissão para estar conectado ao um primeiro fio de acionamento de flexão 403 é acoplado a uma primeira rosca 41a, e o membro de acoplamento de um membro de transmissão para estar conectado a um segundo fio de acionamento de flexão 404 é acoplado a uma segunda rosca 41b. Consequentemente, conforme a porção de acionamento rota, o primeiro fio de acionamento de flexão 403 e o segundo fio de acionamento de flexão 404 movem respectivamente uma distância correspondente, em direções opostas em uma linha reta, desta forma fazendo com que o membro direcionável flexione. Também, a direção de movimento do primeiro fio de acionamento de flexão 403 e do segundo fio de acionamento de flexão 404 podem reversas pela mudança da direção de rotação da porção de acionamento, assim sendo permitindo aos mesmos flexionar na direção reversa.

[145] Na Figura 32, a porção de manipulação compreende um par de membros de parafusos e uma porção de acionamento 40 para rotar os membros de parafuso. O par de parafusos consiste em um primeiro parafuso de guia 42 com uma primeira rosca e um segundo parafuso de guia 43 com uma segunda rosca orientada na direção oposta da primeira rosca. O primeiro parafuso de guia 42 e o segundo parafuso de guia estão conectados a porção de acionamento 40 por uma engrenagem 44 e gira na mesma direção juntamente com a rotação da porção de acionamento. O primeiro fio de acionamento de flexão 403 é mecanicamente conectado ao primeiro parafuso de guia 42, e o segundo fio de acionamento de flexão 404 é mecanicamente conectado ao segundo parafuso de guia 43. Consequentemente, conforme é o caso na Figura 31, quando o motor gira, o primeiro e o segundo fio de acionamento de flexão podem mover em direções opostas, fazendo com que o membro direcionável flexione.

[146] Embora as Figuras 31 e 32 representem o uso de um membro de rosqueamento como um exemplo para operar o fio de acionamento de flexão em um par, não é necessário dizer que modificações podem ser realizadas usando várias estruturas de ligação.

[147] A Figura 33 é uma vista ilustrando esquematicamente o comprimento de um fio de acionamento de flexão antes e depois da flexão em um braço flexível contínuo e ideal. A Figura 33 A mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão antes da flexão em um braço flexível contínuo e ideal, ao passo que a Figura 33 B mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão depois da flexão em um braço flexível contínuo e ideal sendo puxado com um mecanismo operado por fios A (por exemplo, uma roldana).

[148] Em um braço flexível contínuo e ideal, que um fio de acionamento de flexão seja localizado sobre dois lados opostos do mecanismo operacional por fios A tendo uma largura de 2r, no qual “r” indica um raio do mecanismo operacional por fios A; “L1” and “L2” respectivamente indicam o comprimento do fio de acionamento de flexão a partir de ambos os lados opostos do mecanismo operacional por fios A para o segmento de flexão (não mostrado) antes da flexão; “L1’” e “L2’“ respectivamente indicam o comprimento do fio de acionamento de flexão a partir de ambos os lados opostos do mecanismo operacional por fios A para o segmento de flexão (não mostrado) depois da flexão; “L” indica o comprimento a partir do centro do mecanismo operacional por fios A para o segmento de flexão; “R” indica um raio de curvatura quando o mecanismo operacional por fios A é puxado como uma seta apontada para, e o ângulo de flexão por intermédio do mecanismo operacional por fios A é indicado por intermédio de “θ”.

[149] No braço flexível contínuo e ideal mostrado na Figura 33, o comprimento total do fio de acionamento de flexão antes e depois da flexão pode ser aqui representado com a seguinte equação:

[150] Antes da flexão:

[151] Depois da flexão:

[152] Todavia, conforme é aqui mostrado na Figura 34, a qual é uma vista ilustrando esquematicamente o comprimento de um fio de acionamento de flexão antes (mostrado na Figura 34 A) e depois da flexão (mostrado na Figura 34 B) na condição real. Conforme a Figura 34 B ilustrou, o fio de acionamento de flexão é alongado por intermédio de ser puxado (indicado como um alongamento ΔL), resultando na folga B sobre o fio liberado, o qual causa recuo. Nesta condição, o comprimento total do fio de acionamento de flexão antes e depois da flexão pode aqui ser representado pelas seguintes equações:

[153] Antes da flexão:

[154] Depois da flexão:

[155] Em contraste, nesta realização exemplificativa, o segmento de flexão pode ser configurado para compreender uma série de juntas intermediárias tendo um membro de controle de tensão para minimizar a folga causada por intermédio do alongamento. A Figura 35 é uma vista ilustrando um segmento de flexão exemplificativa de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. Na Figura 35, o segmento de flexão 80 é ilustrado para incluir quatro juntas intermediárias 81, 82, 83, 84 arranjadas ao longo de uma direção do eixo longitudinal do segmento de flexão. Cada uma das juntas 81, 82, 83, 84 tem uma primeira porção de ligação 811, 821, 831 e 841 e uma segunda porção de ligação 812, 822, 832 and 842, respectivamente. Cada uma das juntas intermediárias 81, 82, 83, 84 pode ser ortogonalmente armazenada, em paralelo ou em qualquer ângulo, com a junta intermediária adjacente.

[156] O segmento de flexão 80 adicionalmente compreende uma pluralidade de lúmens 801 passando através de cada uma das juntas intermediárias 81, 82, 83, 84. O mesmo número de fios de acionamento de flexão (sendo omitido por uma questão de clareza) pode assim ser correspondentemente proporcionado para ser arranjado para passar através de cada lúmen 801, respectivamente, e fazer com que o segmento de flexão 80 flexione.

[157] Adicionalmente, cada uma das juntas intermediárias 81, 82, 83, 84 compreende dois membros de controle de tensão 813, 823, 833 e 843 acoplados a primeira porção de ligação 811, 821, 831 e 841 e a segunda porção de ligação 812, 822, 832 e 842. Cada um dos membros de controle de tensão 813, 823, 833 e 843 é configurado para compensar o alongamento do fio de acionamento de flexão quando os segmentos de flexão flexionam, e desta forma o comprimento do fio de acionamento de flexão é alterado e mantido em um comprimento predeterminado.

[158] Na Figura 36, o membro de controle de tensão 813 é uma junta articulada dupla compreendendo duas juntas articuladas fora de eixo. Cada uma das juntas articuladas fora de eixo 814 compreende uma primeira metade de interface 815, 815’ acoplada a primeira porção de ligação 811 e uma segunda metade de interface 816, 816’ acoplada a segunda porção de ligação 812 e correspondentemente pivotante a primeira metade de interface 815, 815’. Nesta realização exemplificativa, cada uma das primeiras metades de interface 815, 815’ pode ter uma extremidade de projeção, respectivamente, ao passo que a segunda metade de interface 816, 816’ correspondentemente pode ter uma extremidade de recesso. Em outra realização exemplificativa, cada uma das primeiras metades de interface pode, respectivamente, ter uma extremidade de recesso ao invés, ao passo que a segunda metade de interface correspondentemente tem uma extremidade de projeção.

[159] O movimento pivotante ocorrerá sobre uma das duas articulações fora de eixo 814 dependendo da orientação da flexão. A Figura 37 ilustra o movimento pivotante de um dos membros de controle de tensão da Figura 36, no qual a Figura 37A é uma vista frontal do membro de controle de tensão flexionando sobre o lado esquerdo, e a Figura 37B é uma vista frontal do membro de controle de tensão flexionando sobre o lado direito. Conforme é aqui mostrado na Figura 37A, a junta intermediária flexiona em uma orientação de flexão sobre o lado esquerdo sobre a articulação esquerda 814 a qual é deslocada a partir da direção do eixo longitudinal, e desta forma apenas a primeira metade de interface 815 move de forma pivotante sobre o lado esquerdo. Similarmente, apenas a primeira metade de interface 815’ move de forma pivotante sobre o lado direito quando a junta intermediária 81 flexiona sobre o lado direito conforme é aqui mostrado na Figura 37B.

[160] A Figura 38 é uma vista ilustrando esquematicamente uma folga em um fio causada por intermédio do alongamento do fio sendo minimizado usando a estrutura do membro de controle de tensão na Figura 36. A Figura 38 A mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão antes da estrutura do membro de controle de tensão flexionar, ao passo que a Figura 38 B mostra o comprimento do fio de acionamento de flexão depois da estrutura do membro de controle de tensão flexionar,

[161] Nas Figuras 38 A e B, “L” indica, respectivamente, a altura da primeira porção de ligação 811 ou da segunda porção de ligação 812 ao longo de uma direção do eixo central da junta intermediária 81. “L1” indica o comprimento de um fio de acionamento de flexão o qual passa através do lúmen entre o lado esquerdo da primeira porção de ligação 811 e da segunda porção de ligação 812 antes da flexão, ao passo que “L1’“ indica o comprimento do fio de acionamento de flexão no lado esquerdo depois da flexão. “L2” indica o comprimento de um fio de acionamento de flexão o qual passa através do lúmen entre o lado direito da primeira porção de ligação 811 e da segunda porção de ligação 812 antes da flexão, ao passo que “L2’” indica o comprimento do fio de acionamento de flexão no lado direito depois da flexão. “r” indica um raio a partir do eixo central de cada uma das porções de ligação para o lúmen que o fio de acionamento de flexão atravessa. “R” indica um raio de curvatura quando a junta intermediária 81 flexiona e o ângulo de flexão é indicado por intermédio de “θ”. "d” aqui indica uma distância a partir do eixo central de cada uma das porções de ligação para cada uma das juntas de articulação fora de eixo 814.

[162] Conforme é aqui mostrado na Figura 38 A e B, se o alongamento do fio é ignorado nesta realização exemplificativa, o comprimento total do fio de atualização de flexão antes e depois da flexão pode ser representado pela seguinte equação:

[163] A Figura 39 é o resultado de uma simulação ilustrando a mudança total de comprimento (ΔL) do fio de acionamento de flexão como uma função do ângulo θ de flexão calculado usando Matlab. Por exemplo, quando L = 2, d = 0.45, ΔL permanece <0 quando θ está dentro da taxa de movimento da junta desenhada (0 a 45 graus); de tal maneira que a folga causada pelo alongamento do fio pode ser compensada por intermédio de ΔL, o que é possível pelas juntas articuladas fora de eixo.

[164] Assim sendo, o movimento pivotante da junta intermediária 81 ocorre sobre a articulação 814 localizada deslocada a partir da direção do eixo longitudinal da junta intermediária 81. O comprimento do fio de acionamento de flexão é alterado e mantido em um comprimento predeterminado e no qual o alongamento do fio de acionamento de flexão é compensado por intermédio do movimento pivotante fora do eixo.

[165] A Figura 40 é um diagrama em bloco ilustrando um instrumento cirúrgico de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. A Figura 41 é uma vista esquemática ilustrando um instrumento cirúrgico de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. Conforme ilustrado na Figura 40 e na Figura 41, um membro direcionável 100 que pode ser flexionado é proporcionado na extremidade distal do instrumento cirúrgico 30. O membro direcionável 100 tem uma pluralidade de segmentos de flexão 110 com canais ocos (não mostrados nas Figuras 40 e 41) que estão conectados conjuntamente. Cada segmento de flexão 110 compreende uma pluralidade de lúmens 112 que são formados ao longo do comprimento. Um membro flexível 200 compreendendo um material flexível é proporcionado na extremidade proximal do membro direcionável 100. O membro flexível 200 pode compreender um tubo oco onde vários tipos de membros de fios conectados a partir da extremidade distal do aparelho cirúrgico 1, são localizados. Opcionalmente, um membro de reação de extremidade 300 é proporcionado na extremidade distal do membro direcionável 100, e o membro de reação de extremidade 300 pode ser seletivamente acionado por um fio de acionamento de membro de reação 500 (por exemplo, veja as Figuras 2, 24-26).

[166] Cada segmento de flexão 110 do membro direcionável 100 está conectado a segmentos de flexão adjacentes de maneira a permitir um movimento articulado, e flexiona por um fio de acionamento de flexão 400 (veja, por exemplo, a Figura 2). Nesta realização exemplificativa, um primeiro fio de acionamento de flexão 403a e um segundo fio de acionamento de flexão 403b que são localizados em lúmens separados 112 para passar através do membro direcionável 100 e do membro flexível 200, e a extremidade distal do primeiro fio de acionamento de flexão 403a e do segundo fio de acionamento de flexão 403b estão conectadas ao membro direcionável 100 e as suas extremidades proximais são mecanicamente conectadas a um membro de acionamento 160. Consequentemente, quando o primeiro fio de acionamento de flexão 403a e o segundo fio de acionamento de flexão 403b são movidos por intermédio do membro de acionamento 160, a pluralidade de segmentos de flexão 110 move de forma articulada, assim sendo causando um movimento de flexão 1-DOF do membro direcionável 100.

[167] O membro de acionamento 160 compreende um primeiro motor 161, um segundo motor 162, uma primeira unidade de transmissão de movimento 163 e uma segunda unidade de transmissão de movimento 164. O primeiro motor 161 é acoplado ao primeiro fio de acionamento de flexão 403a via a primeira unidade de transmissão de movimento 163, de tal maneira que a potência a partir do primeiro motor 161 possa ser transmitida para o primeiro fio de acionamento de flexão 403a para acioná- lo. Similarmente, o segundo motor 162 é acoplado ao segundo fio de acionamento de flexão 403b via uma segunda unidade de transmissão de movimento 164, transmitindo a potência a partir do segundo motor 162 para acionar o segundo fio de acionamento de flexão 403b. Nesta realização exemplificativa, a primeira unidade de transmissão de movimento 163 e a segunda unidade de transmissão de movimento 164 podem ser um parafuso de guia ou um parafuso de esfera, mas não sendo limitados a isto.

[168] Um membro de monitoramento de tensão 170 é adicionalmente proporcionado, compreendendo: um primeiro sensor 171 e um segundo sensor 172. O primeiro sensor 171 é acoplado à primeira unidade de transmissão de movimento 163 e é acoplado ao primeiro fio de acionamento de flexão 403a. O primeiro sensor 171 pode proporcionar um primeiro sinal de retorno S1 em resposta a uma mudança identificada na força de tensão do primeiro fio de acionamento de flexão 403a entre o movimento pré-flexão e o movimento de flexão desejado. Similarmente, um segundo sensor 172 é acoplado à segunda unidade de transmissão de movimento 164 e ao segundo fio de acionamento de flexão 403b. O segundo sensor 172 pode proporcionar um segundo sinal de retorno S2 em resposta a uma mudança identificada na força de tensão do segundo fio de acionamento de flexão 403b entre o movimento pré-flexão e o movimento de flexão desejado. Nesta realização, o primeiro sensor 171 e o segundo sensor 172 são células de carga, mas não sendo limitado a isto. A mudança em força de tensão do primeiro fio de acionamento de flexão 403a ou do segundo fio de acionamento de flexão 403b é proporcionada em uma mudança em valor elétrico (por exemplo, voltagem, corrente ou outros parâmetros) que é calibrada na carga posicionada sobre a célula de carga.

[169] O membro de acionamento 160 e o membro de monitoramento de tensão 170 conforme acima descrito é adicionalmente eletricamente conectado ao membro de controle 180. O membro de controle 180 pode proporcionar um primeiro sinal de saída S3 em resposta ao primeiro sinal de retorno S1 e transmitir para o primeiro motor. Quando do recebimento do primeiro sinal de saída S3, o primeiro motor 161 será operado para ajustar (por exemplo, puxar ou liberar) o primeiro fio de acionamento de flexão 403a. Similarmente, o membro de controle 180 pode proporcionar um segundo sinal de saída S4 em resposta ao segundo sinal de retorno S2, e transmitir para o segundo motor 162 para ajustar o segundo fio de acionamento de flexão 403b.

[170] A Figura 42 é uma vista ilustrando um instrumento cirúrgico em um estado flexionado de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. Quando o primeiro fio de acionamento de flexão 403a é acionado (por exemplo, puxado em um sentido a direção do primeiro motor 161 conforme é aqui mostrado na Figura 42)com o objetivo de flexionar o membro direcionável 100, a tensão do primeiro fio de acionamento de flexão 403a e/ou do segundo fio de acionamento de flexão 403b muda por causa de várias razões. Por exemplo, uma mudança no comprimento entre antes e depois da flexão ao longo da direção de flexão do segundo fio de acionamento de flexão 403b que é menor daquela do primeiro fio de acionamento de flexão 403a. Consequentemente, a tensão do segundo fio de acionamento de flexão 403b será mudada e recuo será criado devido a flexão, assim sendo tornando um ajuste exato algo muito difícil.

[171] Nesta realização exemplificativa, a mudança em força de tensão causada por intermédio do primeiro fio de acionamento de flexão 403a pode ser medida e monitorada, respectivamente, por intermédio do primeiro sensor 171 e do segundo sensor 172 via a mudança de voltagem induzida pela força de tensão. Então, o primeiro sinal de retorno S1 e o segundo sinal de retorno S2 são proporcionados ao membro de controle 180 em resposta a mudança de voltagem. Depois de receber e de processar o primeiro sinal de retorno S1 e o segundo sinal de retorno S2, o membro de controle 180 proporcionará o primeiro sinal de saída S3 e o segundo sinal de saída S4 para o primeiro motor 161 e para o segundo motor 162, separadamente. Então, o primeiro motor 161 ficará sem movimento em resposta ao primeiro sinal de saída S3, ao passo que o segundo motor 162 liberará o segundo fio de acionamento de flexão 403b em um sentido a direção do membro direcionável 100 até que o comprimento predeterminado em resposta ao segundo sinal de saída S4, de tal maneira que o primeiro fio de acionamento de flexão 403a e o segundo fio de acionamento de flexão 403b serão mantidos sob uma tensão predeterminada outra vez.

[172] A Figura 43 é um diagrama em bloco ilustrando a instrumento cirúrgico de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção. A Figura 44 é uma vista esquemática ilustrando um instrumento cirúrgico de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção. O membro de reação de extremidade 300 pode ser sujeito a várias forces externas conforme o mesmo é colocado em contato frequente com uma parede de corpo ou cria fricção contra um material de corpo enquanto sendo empurrado em um sentido para frente ao longo de uma trajetória no corpo ou cria uma força de reação quando opera o membro de reação de extremidade 300. Em uma cirurgia tradicional, um cirurgião sente tal força externa por meio de seus próprios dedos. Todavia, em uma cirurgia robótica, os cirurgiões não podem sentir a força externa diretamente e tudo que podem fazer é apenas adivinhar pela sua observação ou experiência.

[173] Assim sendo, nesta realização, o instrumento cirúrgico 30 aqui proporcionado funciona junto com uma estação de cirurgia 190 via um membro de comunicação 191.

[174] O primeiro sensor 171 e o segundo sensor 172 conforme acima descrito podem ser configurados para determinar se uma força externa é aplicada ou não, dependendo se a diferença potencial entre o valor identificado e o valor que a tensão é aplicada em operação normal ao membro direcionável 100 excede um valor limiar predeterminada ΔVth. Quando a força externa é determinada para ser aplicada, o primeiro sensor 171 e o segundo sensor 172 proporcionarão um primeiro sinal de força externa S5 e um segundo sinal de força externa S6, respectivamente, para o membro de controle 180. O membro de controle 180 adicionalmente proporcionará um sinal de instrução S7 transmitido via o membro de comunicação 191 em resposta ao primeiro sinal de força externa S5 e ao segundo sinal de força externa S6.

[175] O membro de comunicação 191 pode ser um embutido no interior do membro de controle 180 ou pode ser um externo. Também, o membro de comunicação 191 pode usar qualquer tecnologia de telecomunicação na técnica. Por exemplo, em algumas realizações, o membro de comunicação 191 pode compreender um transmissor sem fio e um receptor sem fio (não mostrados nas Figuras).

[176] Em outras realizações onde o sinal é digital, ou digitalizado, e modulado por intermédio do membro de controle 180, o transmissor sem fio pode ser configurado de acordo com um protocolo padrão, por exemplo, Bluetooth®. Alternativamente, qualquer outra configuração de transmissor com fios fixos ou sem fio, padrão ou proprietário, pode ser usada. Adicionalmente, transmissores sem fio podem incluir uma antena (não mostrada) se estendendo a partir do mesmo para facilitar a transmissão do sinal para o receptor sem fio.

[177] A estação de cirurgia 190 é adaptada para ser manualmente manipulada por intermédio de cirurgiões para, por sua vez, controlar o movimento do instrumento cirúrgico 30 em resposta a manipulação do cirurgião. Nesta realização, a estação de cirurgia 190 é configurada para expor informação relacionada à força de resistência ou vibração em resposta ao sinal de instrução S7 para a estação de cirurgia 190. Em uma realização, o membro de controle 180 conforme acima descrito, pode compreender um controlador de retorno aleatório (não mostrado nas Figuras) para processar e transmitir o sinal de instrução S7 na forma de um retorno aleatório. O retorno aleatório pode ser proporcionado através de várias formas, por exemplo, sensação mecânica, incluindo, mas não sendo limitado a, sensação vibratória (por exemplos, vibrações), sensação de força (por exemplo, resistência) e sensação de pressão, termo percepção (calor), e/ou crio percepção (frio). A estação de cirurgia 190 pode compreender um manche aleatório (não mostrado nas Figuras) para transferir retorno aleatório para os cirurgiões informando-os sobre a força externa.

[178] Em outras realizações, a informação relacionada a força de resistência ou a vibração pode ser mostrada como informação gráfica ou informação acústica. A estação de cirurgia 190 aqui pode ser de vários tipos conhecidos na técnica que compreende uma interface de usuário para exibir tal informação gráfica ou informação acústica. Com o instrumento cirúrgico 30 aqui proporcionado, a força externa pode ser detectada e monitorada por intermédio do membro de monitoramento de tensão 170 e exibida em uma forma visualizada ou ser identificada por um retorno aleatório. Assim sendo, os cirurgiões podem aplicar força adicional usando um dispositivo principal na estação de cirurgia em tempo contra a força externa, mesmo em uma condição de operação televisionada. Também, a exatidão para desempenhar cirurgias usando o instrumento cirúrgico será intensificada.

[179] Em um aspecto adicional, a presente invenção adicionalmente proporciona um controlador principal personalizado para o uso com robôs e com os similares, e particularmente para os dispositivos, sistemas e métodos robóticos. Nas cirurgias auxiliadas por robótica, tipicamente, o cirurgião opera um controlador principal para remotamente controlar o movimento dos dispositivos cirúrgicos robóticos no local Ada cirurgia. O controlador principal pode ser separado a partir do paciente por uma distância significativa (por exemplo, do outro lado da sala de operações, em uma sala diferente, ou em um edifício completamente diferente daquele onde se encontra o paciente). Alternativamente, um controlador principal pode ser posicionado muito próximo ao paciente na sala de operações. Independente disto, o controlador principal tipicamente incluirá um ou mais porções de manipulação de entrada manual de tal maneira para mover um aparelho cirúrgico 1 conforme é aqui mostrado na Figura 1 com base na manipulação do cirurgião da porção de manipulação de entrada manual. Tipicamente, a porção de manipulação de entrada manual pode ser desenhado de tal maneira a permitir um leve e suave movimento nos seis graus de liberdade os quais podem corresponder às translações em três eixos, assim como a rotação em três eixos.

[180] Adicionalmente, com o objetivo de operar o instrumento cirúrgico 30 para desempenhar várias operações cirúrgicas, a porção de manipulação de entrada manual propriamente dito pode proporcionar um grau de liberdade para o movimento seguro. Por exemplo, um dispositivo de segurar embutido pode ser adicionalmente proporcionado na extremidade proximal da porção de manipulação de entrada manual, de tal maneira que o dispositivo de segurar possa ser nivelado para permitir ao operador imitar o movimento de tesouras, pinças, ou um hemostato e controlar o acionamento do instrumento cirúrgico 30, de tal maneira que, para acionar o membro de reação de extremidade 300 (veja Figura 1) para mover tecido e/ou material no local da cirurgia por intermédio de segurar o mesmo. Todavia, um dispositivo de segurar pode não ser substituível, e assim sendo, operadores não tem escolha, mas são forçados a usar a porção de manipulação de entrada manual com o dispositivo de segurar que eles não são familiarizados com. O controle preciso e exato usando um controlador principal para operações cirúrgicas pode então se tornar ainda mais difícil.

[181] Pelas razões aqui acima delineadas, seria algo vantajoso proporcionar dispositivos, sistemas e métodos intensificados e aperfeiçoados para cirurgias robóticas, tele cirurgias, e outras aplicações robóticas. Em uma realização exemplificativa de acordo com a presente invenção, um controlador principal personalizado é aqui proporcionado.

[182] A Figura 45 é um diagrama em bloco ilustrando um controlador principal personalizado de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção. O controlador principal personalizado 9 pode ser acoplado a um processador P (por exemplo, um computador), que é eletricamente conectado ao aparelho cirúrgico 1. Conforme é aqui proporcionado, o controlador principal personalizado 9 pode compreender uma plataforma de controle 90, uma porção de conexão 91, e um porção de manipulação intercambiável 92. Conforme é aqui mostrado na Figura 45, a plataforma de controle 90 pode ser configurada para definira entrada de um ou mais sinais de movimento para controlar o movimento do aparelho cirúrgico 1 (veja, por exemplo Figura 1), via o processador P.

[183] Em algumas realizações alternativas, a plataforma de controle 90 pode ser um manipulador serial compreendendo: um número de ligações rígidas conectadas com juntas conforme é descrito nas patentes norte-americanas Nos. US 7,714,836, US 7,411,576, e US 6,417,638, os quais são aqui incorporados a título de referência em suas totalidades. Por exemplo, conforme é aqui mostrado na Figura 46, este tipo de plataforma de controle 90 pode compreender: um corpo 900 compreendendo uma base 900a, um porção de manipulação de entrada 901 e uma pluralidade de sensores 902. A base 900a pode rotar com relação a um primeiro eixo A01 tendo uma orientação substancialmente vertical. A porção de manipulação de entrada 901 pode compreender uma primeira ligação 903, uma segunda ligação 904 e uma estrutura de eixo cardan compreendendo um eixo cardan externo 907 e um eixo cardan interno 908. A primeira ligação 903 é pivotante em relação ao corpo 900 via uma primeira junta 905 a qual permite a primeira ligação 903 mover com relação a um segundo eixo A02 tendo uma orientação substancialmente perpendicular relativa ao primeiro eixo A01. A segunda ligação 904 é pivotante em relação a primeira ligação 903 via uma segunda junta 906 a qual permite a segunda ligação 904 mover com relação a um terceiro eixo A03 o qual é substancialmente paralelo ao segundo eixo A02.

[184] Uma estrutura de eixo cardan está montada na extremidade livre da segunda ligação 904 compreendendo um eixo cardan externo 907 e um eixo cardan interno 908. O eixo cardan externo 907 é suportado de forma pivotante pela segunda ligação 904 e é permitido rotar com relação a um quarto eixo A04 o qual é substancialmente perpendicular ao terceiro eixo A03. O eixo cardan interno 908 é suportado de forma pivotante por intermédio do eixo cardan externo 907 e é permitido rotar com relação a um quinto eixo A05, o qual é substancialmente perpendicular ao quarto eixo A04. Uma porção de conexão 91 (Figura 48A) é montada sobre a estrutura do eixo cardan interno 908 e permite à porção de manipulação intercambiável 92 que é eletricamente ali conectado, rotar com relação a um sexto eixo A06.

[185] A porção de conexão 91 montada sobre a estrutura de eixo cardan 908 eletricamente conecta a porção de manipulação de dar entrada 901 e a porção de manipulação intercambiável 92. A Figura 47 é uma vista em perspectiva ilustrando uma porção de conexão conectada a plataforma de controle de acordo com outra realização exemplificativa da invenção. Em uma realização, a porção de conexão 91 pode ser um de conexão do tipo plugue e soquete, mas não é limitado a isto. Conforme é aqui mostrado na Figura 47, em uma realização, um plugue de uma ponta 911 da porção de conexão 91 pode ser acoplado ao eixo cardan interno 908 enquanto uma estrutura de soquete correspondente 912 pode ser montada na extremidade distal da porção de manipulação intercambiável 92 (veja Figura 48), de tal maneira que a porção de manipulação intercambiável 92 pode estar conectado sobre a estrutura de eixo cardan interno 908 e ser permitido rotar com relação a um sexto eixo A06, o qual é substancialmente perpendicular ao quinto eixo A05. Alternativamente, em algumas realizações, o plugue de uma ponta 911 da porção de conexão 91 pode ser acoplado a extremidade distal 924 da porção de manipulação intercambiável 92 ao passo que a estrutura de soquete 912 pode ser montada no eixo cardan interno 908 (veja Figura 48)

[186] Assim sendo, a plataforma de controle 90 pode proporcionar um movimento de seis graus de liberdade incluindo três graus translacionais de liberdade (nas direções X, Y, e Z), e três graus rotacionais de liberdade (em movimento de inclinação, de guinada e de rolagem). A porção de manipulação de dar entrada 901 desta forma pode proporcionar uma pluralidade de parâmetros de posição P1 quando o mesmo é translado propriamente dito ou com a porção de manipulação intercambiável 92 montado na direção X, Y, e Z no que diz respeito à plataforma de controle 90 e/ou proporcionar uma pluralidade de parâmetros de orientação P2 quando é rotado propriamente dito ou com a porção de manipulação intercambiável 92 montado em um movimento de inclinação, de guinada e de rolagem com relação a plataforma de controle 90.

[187] Em uma realização, um ou mais primeiros sensores 902 podem ser montados na porção de manipulação de dar entrada 901 e configurados para e gerar um ou mais primeiros sinais de movimento S8 em resposta aos aqui acima mencionados parâmetros de posição P1 e/ou parâmetros de orientação P2. Os primeiros sensores 902 podem, por exemplo, ser montados na primeira junta 905, na segunda junta 906 e/ou na estrutura de eixo cardan 907.

[188] Em algumas realizações os primeiros sensores 902 podem ser de qualquer tipo de sensores capazes de medir os parâmetros de posição P1 e/ou os parâmetros de orientação P2 com base no estado ou nas mudanças tais como posição, orientação, força, torque, velocidade, aceleração, tensão, deformação, campo magnético, ângulo e/ou luz (mas não sendo limitado a estes), causados por intermédio do movimento da porção de manipulação de entrada 901 e/ou na porção de manipulação intercambiável 92 montado. Por exemplo, os primeiros sensores 902 podem ser sensores de pressão ou de força, incluindo, mas não sendo limitado a um sensor piezelétrico, um simples cristal piezelétrico, um efeito Hall ou um sensor resistivo medidor de tensão, etc., todos os quais podem ser solo ou podem ser integrados com equipamentos eletrônicos de condicionamento de sinais (amplificador Wheatstone Bridge Low-Noise, conversores A/D, etc.) em um simples chip ou módulo vedado de conjunto simples.

[189] Em outras realizações podem ser sensores de ângulo, ou sensores rotacionais, mas não sendo limitados a esses. Em uma realização específica o primeiro sensor 902 pode ser um sensor de efeito Hall. Como é conhecido na técnica, o sensor de efeito Hall pode ser usado na presença de um elemento magneto correspondente (não mostrado nas Figuras) para identificar o campo magnético em resposta ao parâmetro de posição P1 e/ou parâmetro de orientação P2. Então, o primeiro sensor 902 pode produzir um primeiro sinal de movimento S8 para controlar o movimento do aparelho cirúrgico 1 (por exemplo, movimentos de rolagem, translação, ou inclinação/ guinada).

[190] A Figura 48 é uma vista em perspectiva ilustrando uma porção de manipulação intercambiável de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção. Em uma realização, a porção de manipulação intercambiável 92 aqui proporcionado pode compreender um porção de manipulação destacável 921 para imitar porções de manipulação verdadeiros a partir de instrumentos cirúrgicos manuais, por exemplo, o mesmo pode ter o mesmo tamanho e formato, e pode ser de aperto ou fixado, com o objetivo de proporcionar realismo ao cirurgião. Por exemplo, as duas alavancas para segurar 922, 923 mostradas na Figura 49 A podem ser pivotantes com relação a extremidade proximal da porção de manipulação destacável 921 de tal amaneira a proporcionar um grau de liberdade com relação ao movimento de beliscar ou de segurar. Ambas as alavancas para segurar 922, 923 podem ser permitidas a mover em um sentido uma a outra relativamente à porção de manipulação destacável conforme é aqui indicado pelas setas H para proporcionar um grau de movimento de beliscar ou de segurar. Para imitar porções de manipulação de padrão real dependendo do campo, do cirurgião, ou da operação, a porção de manipulação destacável 921 e as alavancas para segurar 922, 923 podem ser desenhados para serem intercambiáveis como vários tipos de ferramentas cirúrgicas tais como pinças, instrumentos laparoscópicos de mão conforme é aqui mostrado nas Figura 48 e Figura 48C, respectivamente.

[191] Também, em algumas realizações, a porção de manipulação destacável 921 pode ser montado na ou destacado a partir da estrutura de soquete 912 na sua extremidade distal 924. A estrutura de soquete 912 aqui proporcionada pode ser capaz de eletricamente conectar a ou desconectar a partir do plugue de uma ponta 911 da porção de conexão 91, de tal maneira que a porção de manipulação destacável 921 possa ser instrumentalizado Consequentemente para receber entradas de movimento de segurar relevantes a partir dos cirurgiões e os sinais de controle correspondentes são subsequentemente produzidos e transmitidos para o aparelho cirúrgico 1 via a plataforma de controle 90.

[192] Para identificar o movimento de segurar da porção de manipulação intercambiável 92, em uma realização, a porção de manipulação destacável 921 pode definir um espaço tubular interno oco onde um segundo sensor 925 pode ser alojado para identificar pelo menos um parâmetro P3 com base no estado ou nas mudanças tais como de: posição, orientação força, torque, velocidade, aceleração, tensão, deformação, campo magnético, ângulo e/ou luz (mas não sendo limitado a isto) causado pelo movimento das alavancas para segurar 922, 923.

[193] Em algumas realizações, o segundo sensor 925 pode ser qualquer tipo de sensores conhecidos na técnica. Por exemplo, o segundo sensor 905 pode ser um sensor de pressão ou de força, incluindo, mas não sendo limitado a um sensor piezelétrico, um simples cristal piezelétrico, um sensor de efeito Hall ou um sensor de medição de tensão resistiva, etc., todos os quais podem ser tanto solos ou podem ser integrados com equipamentos eletrônicos de condicionamento de sinais (amplificador Wheatstone Bridge Low-Noise, conversores A/D, etc.) em um simples chip ou módulo vedado de conjunto simples.

[194] Em outras realizações, o segundo sensores 925 pode ser um sensor de ângulo, ou um sensor rotacional, mas não sendo limitado a isto. Em uma realização específica, o segundo sensor 902 pode ser um sensor de efeito Hall. O sensor de efeito Hall pode ser usado na presença de um elemento magneto correspondente (não mostrado nas Figuras) para identificar o campo magnético como é do conhecimento na técnica, tal como o sensor de efeito Hall pode medir os parâmetros de segurar P3 e/ou P4 com base no estado ou nas mudanças do campo magnético causado pelo movimento das alavancas para segurar 922, 923. Então o sensor de efeito Hall pode produzir um segundo sinal de movimento S9 que pode controlar o movimento do membro de reação de extremidade 300 mostrado na Figura 1 Consequentemente (por exemplo, abrindo e fechando o movimento (de segurar) do membro de reação de extremidade 300 que pode ser um dispositivo de segurar (por exemplo, mordentes ou lâminas)).

[195] A Figura 49 é uma vista ilustrando esquematicamente um controlador principal personalizado de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção. A Figura 50 é uma vista ilustrando esquematicamente partes da plataforma de controle do controlador principal personalizado na Figura 49. Nesta realização, a plataforma de controle 90 pode ser um dispositivo compreendendo estruturas paralelas cinemáticas, em particular, um dispositivo de estrutura paralela cinemática Delta (por exemplo, conforme é descrito no pedido de patente norte-americana publicado sob o No. US 2008/0223165 A1 o qual é aqui incorporado a título de referência em sua totalidade). Conforme é aqui mostrado na Figura 49, a plataforma de controle 90 é adaptada para proporcionar até seis graus de liberdade (por exemplo, até três graus translacionais de liberdade nas direções X, Y, e Z e até três graus rotativos de liberdade nas orientações inclinada, guinada e de rolagem para proporcionar um parâmetro de posição e um parâmetro de orientação, respectivamente.

[196] Nesta realização, a plataforma de controle 90 pode compreender: um membro de base 93, um membro móvel 94, e três cadeias cinemáticas paralelas 95 acoplando o membro de base 93 e o membro móvel 94, respectivamente. Cada uma das cadeias cinemáticas paralelas 95 tendo um primeiro braço 951 móvel em um respectivo plano de movimento 950 o qual está a uma distância de um eixo de simetria (por exemplo, a linha central perpendicular ao membro de base 93). Cada um dos primeiros braços 951 é acoplado com o seu membro de montagem associado 96 de tal maneira que cada um dos primeiros braços 951 pode ser rotado ou pode ser pivotante com relação ao membro de montagem associado 96 e, assim sendo, com relação ao membro de base 93.

[197] As cadeias cinemáticas paralelas 95 compreendendo um segundo braço 952 podem ser acopladas ao membro móvel 94. Cada um dos segundos braços 952 pode ser considerado como um paralelogramo incluindo duas barras de ligação 952a, 952b. Na extremidade proximal do segundo braço 952, cada barra de ligação 952a e 952b podem ser acopladas com o membro móvel 94 por uma junta ou uma articulação 97. Na extremidade distal do segundo braço 952, cada de ligação 952a, 952b é acoplada com uma extremidade do seu primeiro braço associado 951 por uma junta ou articulação 97. Cada um dos segundos braços 952, particularmente cada barra de ligação 952a, 952b, pode ter dois graus rotacionais de liberdade em ambas as extremidades.

[198] Assim sendo, cada uma das cadeias cinemáticas 95 conectada entre o membro de base 93 e o membro móvel 94 pode ser movida em um espaço de movimento definido por intermédio do membro de base 93, do membro móvel 94, e das três cadeias cinemáticas paralelas 95 para proporcionar até três graus translacionais de liberdade (ao longo das direções X, Y, e Z, respectivamente, conforme é aqui mostrado na Figura 50), gerando um ou mais parâmetros de posição P1. Mais detalhes do dispositivo de estrutura cinética paralela Delta podem ser referidos a, por exemplo, no pedido de patente norte-americana publicado sob o No. 2008/0223165 A1, o qual é aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.

[199] Adicionalmente, até três graus rotacionais de liberdade podem ser proporcionados por uma estrutura de punho 940 acoplada ao membro móvel 94, compreendendo a três conexões pivotantes 941, 942 e 943, por exemplo, na forma de juntas pivotantes. Cada uma das conexões pivotantes 941, 942 e 943 proporcionam um grau rotacional de liberdade com relação ao membro móvel 94 (em orientações de guinada, de inclinação e de rolagem, respectivamente na Figura 51), e ali geram um ou mais parâmetros de orientação P2.

[200] Há uma pluralidade de primeiros sensores 902 proporcionada para detector um ou mais parâmetros de posição P1 e/ou parâmetros de orientação P2 causados por intermédio do movimento das três cadeias cinemáticas paralelas 95 e do membro móvel 94, seguido pela geração dos primeiros sinais de movimento S8 em resposta aos parâmetros P1 e/ou P2. Por exemplo, algu7ns primeiros sensores 902 podem ser instalados em cada um dos membros de montagem 96, respectivamente, para detector pelo menos um parâmetro causado pelo movimento do primeiro braço associado 951. Outros primeiros sensores 902 podem ser instalados a todas ou parte das juntas ou articulações 97, respectivamente, para detectar pelo menos um parâmetro causado pelo movimento do segundo braço associado 952. Alternativamente, três primeiros sensores 902 podem ser proporcionados nas três conexões pivotantes 941, 942 e 943, respectivamente.

[201] A Figura51 é uma vista ampliada de uma porção da Figura 49 mostrando a porção de manipulação intercambiável sendo fixado ao membro móvel da plataforma de controle de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. A Figura 52 também é uma vista ampliada de uma porção da Figura 49 mostrando a porção de manipulação intercambiável sendo destacado a partir do membro móvel da plataforma de controle de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. Conforme é aqui mostrado na Figura 52, uma porção de conexão 91 é adicionalmente montada sobre a conexão pivotante 943, de tal maneira que a mesma pode eletricamente conectar a porção de manipulação de entrada 901 e a porção de manipulação intercambiável 92. Conforme é aqui mostrado na Figura 52, em uma realização, a porção de conexão 91 pode compreender um de conexão do tipo plugue e soquete, mas não é limitado a isto. Por exemplo, um plugue de uma ponta 91 da porção de conexão 91 pode ser acoplado à porção de manipulação destacável 921 da porção de manipulação intercambiável 92 via uma rosca 913, ao passo que uma estrutura de soquete correspondente 912 pode ser montada na conexão pivotante 943, de tal maneira que a porção de manipulação intercambiável pode ser fixado a (veja Figura 51) ou destacado a partir da (veja Figura 52) conexão pivotante 943 e permitido a rotar com relação ao eixo rotacional A10 da conexão pivotante 943.

[202] Conforme visto acima, de acordo com as realizações exemplificativas da presente invenção, vários aparelhos cirúrgicos foram descritos. Todavia, estas realizações exemplificativas de acordo com a presente invenção são apenas para propósitos ilustrativos. Por exemplo, os aqui acima mencionados instrumentos cirúrgicos podem ser configurados como aparelhos cirúrgicos individuais, ou os mesmos podem ser aplicados a uma variedade de dispositivos médicos, tais como unidades de lúmen ou unidades de imagem com um canal operacional, assim como a um aparelho cirúrgico com um membro de reação de extremidade. Adicionalmente, as várias realizações de um membro direcionável podem ser integradas ou de outra forma adaptados para uma variedade de aparelhos cirúrgicos, incluindo, mas não se limitando a, cateteres, endoscópios e robôs cirúrgicos que são flexíveis na extremidade distal dos mesmos.

[203] Conforme aqui usado, os termos “compreende,” “compreendendo”, “inclui”, “incluindo”, “tem”, “tendo”, ou quaisquer variações dos mesmos, são intencionados para cobrir uma inclusão não exclusiva. Por exemplo, um processo, um produto, um artigo, ou aparelho que compreende uma lista de elementos não é necessariamente limitado a esses elementos, mas os mesmos incluem outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tais processos, produtos, artigos, ou aparelhos.

[204] Adicionalmente, o termo “ou” conforme é aqui usado é geralmente intencionado para significar “e/ou” a não ser que seja indicado de outra forma. Por exemplo, uma condição A ou B é satisfeita por um dos seguintes: A é verdadeiro (ou presente) e B é falso (não presente/ausente), A é falso (ou não presente/;ausente) e B é verdadeiro (presente), e ambos A e B são verdadeiros (ou presentes). Conforme é aqui usado, o termo precedido por intermédio de “um” ou “uma” (e “o” ou “a” quando antecede uma base que é “um” ou “uma”), inclui ambos o singular e o plural de tais termos, a não ser que seja claramente indicado de outra forma (por exemplo, que a referência “um” ou “uma” claramente indica apenas o singular ou apenas o plural). Também, conforme é aqui usado na descrição, o significado de “no” inclui “no” e “na” e “sob” e “sobre”, a não ser que claramente ditado o contrário.

[205] Também será aqui apreciado que um ou mais elementos representados nos desenhos/ figuras também podem ser implementados de uma maneira mais separada ou mais integrada, ou até removidos ou tornados inoperáveis em certos casos, conforme for útil de acordo com uma aplicação em particular. Adicionalmente, quaisquer setas de sinalização nos desenhos/ figuras deveriam ser consideradas apenas como exemplificativas e não limitantes, a não ser que seja de outra maneira anotada. O escopo da revelação deveria ser determinado pelas reivindicações a seguir e os seus equivalentes legais.

[206] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado e compreende uma pluralidade de segmentos de flexão com canais nos mesmos; e uma pluralidade de fios de acionamento de flexão que estão dispostos para passar através do membro direcionável e causar uma flexão do membro direcionável, o membro flexível compreendendo pelo menos um lúmen através do qual os fios de acionamento de flexão passa, e o lúmen sendo parcialmente aberto para o exterior.

[207] Em algumas realizações os segmentos de flexão são articulados a segmentos de flexão adjacentes.

[208] Em outras realizações as porções de conexão de cada segmento de flexão são presas por pinos a um segmento de flexão adjacente.

[209] Em outras realizações as porções de conexão de cada segmento de flexão são acomodadas em porções em recesso do segmento de flexão adjacente e ali articuladas.

[210] Em outras realizações cada porção de conexão compreende uma projeção com uma superfície arredondada, e cada porção em recesso é formatada para acomodar cada porção de conexão de tal maneira que cada porção de conexão possa rotar.

[211] Em outras realizações cada porção de conexão compreende uma projeção com uma borda linear, e cada porção em recesso é formatada como um entalhe na forma de um V de tal maneira que cada porção de conexão possa rotar enquanto estiver em contato linear com cada porção em recesso. Em realizações alternativas, um par de porções de conexão é proporcionado, uma de frente para a outra sobre um lado do comprimento de cada segmento de flexão, um par de porções em recessos é proporcionado uma de frente para a outra sobre o outro lado do comprimento de cada segmento de flexão, e um par de porções de conexão e um par de porções em recessos estão dispostos em uma direção perpendicular um ao outro, de tal maneira a permitir a flexão em 2 graus de liberdade.

[212] Em outras realizações quatro lúmens são formados ao longo do comprimento de cada segmento de flexão, e cada lúmen passa através de pelo menos uma porção da porção de conexão ou da porção em recesso. Em alguns aspectos, cada lúmen compreende uma porção de lúmen fechada e uma porção de lúmen aberta, e uma porção de cada lúmen passando através da porção de conexão ou da porção em recesso forma uma porção de lúmen fechada e o outro lado da porção de conexão ou da porção em recesso forma uma porção de lúmen aberta.

[213] Em outras realizações cada segmento de flexão tem quarto lúmens ao longo do comprimento, e cada lúmen está localizado entre as localizações da porção de conexão e da porção em recesso ao longo da circunferência.

[214] Em outras realizações cada lúmen compreende uma porção de lúmen fechada e uma porção de lúmen aberta, no qual a porção de lúmen fechada é formada no meio do comprimento do lúmen e a porção de lúmen aberta é formada sobre ambos os lados da porção de porção de lúmen fechada.

[215] Em algumas realizações o membro direcionável compreende uma pluralidade de segmentos de flexão similares a placas e uma porção de conexão de material flexível localizada entre os segmentos de flexão.

[216] Em outras realizações as porções de conexão são formadas integralmente entre os segmentos de flexão e se estendem a partir de duas bordas dos canais proporcionados no centro dos segmentos de flexão em uma direção no sentido para fora, e as porções de conexão são formadas em uma direção perpendicular as porções de conexão adjacentes.

[217] Em outras realizações os fios de acionamento de flexão estão dispostos para passar através dos segmentos de flexão e das porções de conexão, e cada lúmen com um fio de acionamento de flexão ali proporcionado tem uma estrutura na qual uma porção localizada na porção de conexão forma um lúmen fechada e uma porção formada em um segmento de flexão é aberta em um sentido para fora.

[218] Em outras realizações as porções de conexão são configuradas para conectar os centros de segmentos de flexão adjacentes.

[219] Em algumas realizações, o aparelho cirúrgico adicionalmente compreende um membro de reação de extremidade proporcionado na extremidade distal do membro direcionável.

[220] Em algumas realizações o membro de reação de extremidade está conectado a um fio de acionamento de membro de reação localizado nos canais do membro direcionável de tal maneira que o mesmo pode ser acionado por intermédio do movimento do fio de acionamento de membro de reação, e pelo menos parte do membro de reação de extremidade é proporcionada de uma forma destacável na extremidade distal do fio de acionamento de membro de reação.

[221] Em algumas realizações pelo menos parte do membro de reação de extremidade é magneticamente conectado a extremidade distal do fio de acionamento de membro de reação.

[222] Em outras realizações o membro de reação de extremidade compreende um módulo membro de reação compreendendo: uma porção de instrumento para desempenhar uma operação cirúrgica; e uma porção de acionamento conectada ao fio de acionamento de membro de reação para acionar a porção de instrumento, na qual pelo menos tanto a extremidade proximal do módulo membro de reação ou a extremidade distal do fio de acionamento de membro de reação compreende um corpo magnético.

[223] Em algumas realizações o aparelho cirúrgico adicionalmente compreende um fio de acionamento de membro de reação que está localizado nos canais do membro direcionável e está conectado ao membro de reação de extremidade para acionar o membro de reação de extremidade, e o membro de reação de extremidade adicionalmente compreende um corpo elástico que é configurado para produzir uma força elástica na direção oposta para uma força aplicada por intermédio do fio de acionamento de membro de reação.

[224] Em outras realizações o fio de acionamento de membro de reação é configurado de tal maneira que o membro de reação de extremidade opera em um primeiro modo quando puxado por intermédio do fio de acionamento de membro de reação and opera em um segundo modo enquanto não é puxado por intermédio do fio de acionamento de membro de reação.

[225] Em outras realizações uma pinça do membro de reação de extremidade é fechada no primeiro modo e aberta no segundo modo.

[226] Em algumas realizações o membro de reação de extremidade compreende: uma porção de instrumento para desempenhar uma operação cirúrgica; uma porção de acionamento conectada ao fio de acionamento de membro de reação para acionar a porção de instrumento; e uma porção de corpo formando uma trajetória ao longo da qual a porção de acionamento causa uma recíproca, na qual o corpo elástico está localizado na extremidade proximal da porção de acionamento e aplica uma força elástica em uma direção que empurra a porção de acionamento.

[227] Em outras realizações a porção de acionamento e a extremidade distal do fio de acionamento de membro de reação são configuradas para serem fixadas a ou destacadas uma a partir da outra.

[228] Em outras realizações pelo menos tanto a porção de acionamento ou a extremidade distal do fio de acionamento de membro de reação compreende a um corpo magnético.

[229] Em algumas realizações do aparelho cirúrgico, um membro de terminação de fio para fixar a extremidade distal do fio de acionamento de flexão é proporcionado na extremidade distal do membro direcionável.

[230] Em algumas realizações o membro de terminação de fio tem uma rosca de tal maneira que o fio de acionamento de flexão é fixado por intermédio de aparafusar o membro de terminação de fio na extremidade distal do membro direcionável.

[231] Em outras realizações o fio de acionamento de flexão está disposto para ser fixado por intermédio de ser empurrado enquanto sendo enrolado entre a extremidade distal do membro direcionável e do membro de terminação de fio.

[232] Em algumas realizações o membro de terminação de fio compreende pelo menos um orifício através do qual a extremidade distal dos fios de acionamento de flexão passa, e o membro de terminação de fio é proporcionado na extremidade distal do membro direcionável.

[233] Em outras realizações os orifícios no membro de terminação de fio são formados em localizações correspondendo aos lúmens no membro direcionável.

[234] Em outras realizações o aparelho cirúrgico adicionalmente compreende um membro de reação de extremidade proporcionado na extremidade distal do membro direcionável, o membro de terminação de fio sendo o membro de reação de extremidade.

[235] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado e compreende uma pluralidade de segmentos de flexão com canais nos mesmos; uma pluralidade de fios de acionamento de flexão que estão dispostos para passar através do membro direcionável e causar uma flexão do membro direcionável, e o membro direcionável compreendendo pelo menos um lúmen através do qual o fio de acionamento de flexão passa; o qual aparelho cirúrgico adicionalmente compreende: um membro flexível compreendendo um material flexível que é proporcionado na extremidade proximal do membro direcionável; e pelo menos uma manga formando uma trajetória de percurso de um fio passando através do membro direcionável ou do membro flexível, ambas as extremidades dos quais são fixadas no lado interno dos mesmos.

[236] Em algumas realizações o fio compreende os fios de acionamento de flexão.

[237] Em algumas realizações o corpo da manga é mais comprido que a mais comprida possível trajetória que é formada entre os dois pontos nos quais as extremidades opostas da manga são fixadas quando o membro direcionável ou o membro flexível é flexionado, com o objetivo de minimizar o efeito de flexão do membro direcionável ou membro flexível sobre o movimento do fio na manga.

[238] Em algumas realizações o membro direcionável e o membro flexível tem um espaço oco para que a manga seja ali posicionada.

[239] Em algumas realizações uma segunda manga fora da pelo menos uma manga forma uma trajetória para a extremidade distal do fio de acionamento de flexão, uma extremidade da segunda manga sendo fixada na extremidade proximal da extremidade distal da porção direcionável ou da extremidade distal da extremidade proximal da porção direcionável e a outra extremidade sendo fixada na extremidade proximal do membro flexível. Em outra realização, a segunda manga compreende um material elástico de tal maneira que a extremidade distal do fio de acionamento de flexão está localizada ao longo de uma trajetória curva quando a extremidade distal da porção direcionável é flexionada. Em algumas realizações uma Terceira manga for a de pelo menos uma manga forma uma trajetória ao longo da extremidade proximal do fio de acionamento de flexão, uma extremidade da terceira manga sendo fixada na extremidade proximal da extremidade proximal da porção direcionável ou da extremidade distal do membro flexível e a outra extremidade sendo fixada na extremidade proximal do membro flexível.

[240] Em outras realizações a terceira manga compreende um material elástico de tal maneira que a extremidade proximal do fio de acionamento de flexão está localizada ao longo de uma trajetória curva quando a extremidade proximal da porção direcionável é flexionada.

[241] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico compreendendo: (emendada) um aparelho cirúrgico compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado e compreende uma pluralidade de segmentos de flexão com canais nos mesmos; uma pluralidade de fios de acionamento de flexão que estão dispostos para passar através o membro direcionável e causar uma flexão do membro direcionável, e o membro direcionável compreendendo pelo menos um lúmen através do qual os fios de acionamento de flexão passa; um membro flexível compreendendo um material flexível que é proporcionado na extremidade proximal do membro direcionável e forma uma trajetória ao longo da qual o fio de acionamento de flexão passa; e uma porção de manipulação que é proporcionada na extremidade proximal do membro flexível para acionar os fios de acionamento de flexão, no qual a extremidade proximal do fio de acionamento de flexão é fixada ou é destacada a partir da porção de manipulação.

[242] Em outras realizações a extremidade proximal do fio de acionamento de flexão e o fio de acionamento de membro de reação estão conectados magneticamente e de forma destacável a porção de manipulação.

[243] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico, no qual o fio de acionamento de flexão compreende um primeiro fio de acionamento de flexão, e um segundo fio de acionamento de flexão que faz com que o membro direcionável flexione na direção oposta a do primeiro fio de acionamento de flexão, no qual um membro de rosqueamento girando na mesma direção é proporcionado na extremidade proximal do primeiro fio de acionamento de flexão e na extremidade proximal do segundo fio de acionamento de flexão e são configuradas para mover em sincronia, um com o outro, em direções opostas.

[244] Em algumas realizações a extremidade proximal do primeiro fio de acionamento de flexão é configurado para mover ao longo de uma primeira rosca, e a extremidade proximal do segundo fio de acionamento de flexão é configurado para mover ao longo de uma segunda rosca orientada na direção oposta da primeira rosca.

[245] Em outras realizações a primeira rosca e a segunda rosca são configuradas para rotar na mesmas direções por uma simples porção de acionamento.

[246] Em outras realizações o membros de rosqueamento são parafusos de guia bidirecionais, cada um deles tendo uma primeira e uma segunda porção de roscas formadas sobre um simples corpo.

[247] Em outras realizações o membro de rosqueamento compreende um primeiro parafuso de guia com uma primeira rosca; e um segundo parafuso de guia com uma segunda rosca, nos quais o primeiro parafuso de guia e o Segundo parafuso de guia são configurados para mover em sincronia, um com o outro por uma engrenagem e rotar simultaneamente por uma simples porção de acionamento.

[248] Em algumas realizações do aparelho cirúrgico, o membro direcionável tem um formato geométrico configurado para flexionar mais facilmente na extremidade distal do que na extremidade proximal.

[249] Em algumas realizações os segmentos de flexão tem um formato geométrico configurado de tal maneira que o membro direcionável flexiona mais facilmente mais próximo a sua extremidade proximal.

[250] Em algumas realizações os segmentos de flexão tem lúmens formados a uma distância a partir do centro de uma seção transversal do membro direcionável, e mais próximo da extremidade proximal do membro direcionável, quanto mais distantes, os lúmens nos segmentos de flexão ficam mais longe do centro da seção transversal do membro direcionável.

[251] Em algumas realizações o membro direcionável adicionalmente compreende uma pluralidade de porções de conexão localizadas entre os segmentos de flexão, no qual as porções de conexão tem um formato geométrico configurado de tal maneira que o membro direcionável flexiona mais facilmente mais próximo a sua extremidade proximal.

[252] Em outras realizações as porções de conexão são configuradas para ter uma largura de seção transversal menor em um sentido a extremidade proximal do membro direcionável de tal maneira que as partes correspondentes do membro direcionável flexionam mais facilmente.

[253] Em outras realizações as porções de conexão são configuradas para aumentar em diâmetro ao longo do comprimento em um sentido a extremidade proximal do membro direcionável de tal maneira que as partes correspondentes do membro direcionável flexionem mais facilmente.

[254] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico, compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado; um membro de reação de extremidade proporcionado na extremidade distal do membro direcionável; e um fio de acionamento de membro de reação que está disposto para passar através do membro direcionável e conectar ao membro de reação de extremidade para acionar o membro de reação de extremidade, o membro de reação de extremidade compreendendo um corpo elástico que produz uma força elástica na direção oposta a da força aplicada por intermédio do fio de acionamento de membro de reação.

[255] Em algumas realizações o membro de reação de extremidade é configurado para operar em um primeiro modo quando puxado por intermédio do fio de acionamento de membro de reação and é configurado para operar em um segundo modo pela força elástica do corpo elástico quando não puxado por intermédio do fio de acionamento de membro de reação.

[256] Em outras realizações o membro de reação de extremidade é acionado de tal maneira que os elementos cirúrgicos na extremidade distal são fechados no primeiro modo e abertos no segundo modo.

[257] Em outras realizações o membro de reação de extremidade adicionalmente compreende um módulo de membro de reação compreendendo: uma porção de instrumento para desempenhar uma operação cirúrgica; uma porção de acionamento conectada ao fio de acionamento de membro de reação para acionar a porção de instrumento; e uma porção de corpo formando uma trajetória ao longo da qual a porção de acionamento causa uma ação recíproca.

[258] Em outras realizações o corpo elástico está localizado na extremidade proximal da porção de acionamento para aplicar uma força elástica para empurrar a porção de acionamento na direção da extremidade distal.

[259] Em algumas realizações o módulo membro de reação e a extremidade distal do fio de acionamento de membro de reação são configurados para serem fixadas a ou destacadas, uma a partir da outra.

[260] Em outras realizações o módulo membro de reação e o fio de acionamento de membro de reação são magneticamente conectados em conjunto.

[261] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico, compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado; uma pluralidade de fio de acionamentos de flexão que estão dispostos para passar através o membro direcionável e causar uma flexão do membro direcionável; e um membro de terminação de fio proporcionado na extremidade distal do membro direcionável para fixar os fios de acionamento de flexão, no qual o membro de terminação de fio tem uma rosca para engajar com a extremidade distal do membro direcionável, de tal maneira que o fio de acionamento de flexão é fixado por intermédio de aparafusar o membro de terminação de fio e o membro direcionável em conjunto.

[262] Em algumas realizações o fio de acionamento de flexão é configurado para ser fixado por intermédio de ser enrolado entre a extremidade distal do membro direcionável e do membro de terminação de fio.

[263] Em outras realizações o membro de terminação de fio compreende pelo menos um orifício através do qual a extremidade distal do fio de acionamento de flexão passa, e o membro de terminação de fio é proporcionado na extremidade distal do membro direcionável.

[264] Em outras realizações os orifícios no membro de terminação de fio são formados em localizações correspondendo aos lúmens no membro direcionável.

[265] Em algumas realizações o membro de reação de extremidade é proporcionado sobre o membro de terminação de fio.

[266] Em algumas realizações o aparelho cirúrgico adicionalmente compreende um membro de reação de extremidade proporcionado na extremidade distal do membro direcionável, o membro de terminação de fio sendo o membro de reação de extremidade.

[267] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico, compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado; um primeiro fio de acionamento de flexão que está disposto para passar através o membro direcionável para causar uma flexão do membro direcionável em uma primeira direção; um segundo fio de acionamento de flexão que está disposto para passar através do membro direcionável para causar uma flexão do membro direcionável em uma segunda direção a qual é oposta a primeira direção; e pelo menos um membro de rosqueamento ao qual a extremidade proximal do primeiro fio de acionamento de flexão e a extremidade proximal do segundo fio de acionamento de flexão são acoplados, de tal maneira que o membro direcionável flexiona na primeira e na segunda direção pela rotação do pelo menos um membro de rosqueamento.

[268] Em algumas realizações o pelo menos um membro de rosqueamento está disposto para rotar acerca dos eixos longitudinais do primeiro e do segundos fios de acionamento de flexão.

[269] Em algumas realizações a extremidade proximal do primeiro fio de acionamento de flexão e a extremidade proximal do segundo fio de acionamento de flexão, são configuradas para mover em sincronia, um com o outro, em direções opostas pela rotação de pelo menos um membro de rosqueamento.

[270] Em outras realizações quando pelo menos um membro de rosqueamento é configurado para rotar em uma primeira direção de rotação para mover a extremidade proximal do primeiro fio de acionamento de flexão em um sentido para trás, e a extremidade proximal do segundo fio de acionamento de flexão em um sentido para frente, desta forma fazendo com que o membro direcionável flexione na primeira direção, e uma segunda direção de rotação para mover a extremidade proximal do primeiro fio de acionamento de flexão em um sentido para frente e a extremidade proximal do segundo fio de acionamento de flexão em um sentido para trás, desta forma fazendo com que o membro direcionável flexione na segunda direção.

[271] Em algumas realizações a extremidade proximal do primeiro fio de acionamento de flexão é engatada com e move ao longo de uma primeira rosca, e a extremidade proximal do segundo fio de acionamento de flexão é engatada com e move ao longo de uma segunda rosca orientada na direção oposta a da primeira rosca.

[272] Em outras realizações a primeira rosca e a segunda rosca são configuradas para rotar nas mesmas direções, de tal maneira que a extremidade proximal do primeiro fio de acionamento de flexão e a extremidade proximal do segundo fio de acionamento de flexão são configuradas para mover em sincronia uma com a outra em direções opostas.

[273] Em algumas realizações o pelo menos um membro de rosqueamento é um parafuso de guia bidirecional tendo uma primeira porção de rosca e uma segunda porção de rosca formada sobre um simples corpo.

[274] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico, compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado; e uma pluralidade de fios de acionamento de flexão que estão dispostos para passar através lúmens no membro direcionável e causar uma flexão do membro direcionável, o qual o membro direcionável tem um formato geométrico configurado de tal maneira que o membro direcionável flexiona mais facilmente mais próximo a sua extremidade distal.

[275] Em algumas realizações o formato geométrico é configurado para proporcionar um raio menor de curvatura mais próximo a extremidade proximal do membro direcionável.

[276] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico, compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado e compreende uma pluralidade de segmentos de flexão com canais nos mesmos; uma pluralidade de fios de acionamento de flexão que estão dispostos para passar através o membro direcionável e causar uma flexão do membro direcionável; e um membro de suporte lateral que compreende um material elástico e exerce uma força de restauração para retornar o membro direcionável para a posição inicial depois da flexão.

[277] Em algumas realizações o aparelho cirúrgico adicionalmente inclui uma pluralidade de membro de suporte lateral na qual o número de membro de suporte lateral é igual ao número de fio de acionamento de flexão.

[278] Em algumas realizações o membro de suporte lateral é configurado para flexionar em sincronia com o membro direcionável por intermédio do movimento do fio de acionamento de flexão, e o membro de suporte lateral tem uma elasticidade configurada de tal maneira que o mesmo retorna não seu formato original quando a força exercida sobre o fio de acionamento de flexão é liberada, assim sendo, trazendo o membro direcionável de volta para a posição inicial.

[279] Em algumas realizações o formato do membro de suporte lateral antes da flexão é linear.

[280] Em algumas realizações o formato do membro de suporte lateral antes da flexão é flexionado para um lado.

[281] Em outras realizações o membro de suporte lateral é configurado em um formato de tubo, e um fio de acionamento de flexão está localizado no lado interno do membro de suporte lateral.

[282] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico, compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado e compreende uma pluralidade de segmentos de flexão com canais nos mesmos e uma pluralidade segmentos de conexão localizados entre os segmentos de flexão; e uma pluralidade de fios de acionamento de flexão que estão dispostos para passar através o membro direcionável e causar uma flexão do membro direcionável, no qual duas extremidades de cada um dos segmentos de conexão são articuladas em diferentes segmentos de flexão.

[283] Em algumas realizações cada um dos segmentos de conexão compreende: um par de corpos que formam porções articuladas ao segmento de flexão; e um membro de guia que junta conjuntamente o par de corpos e tem um espaço oco no lado interno do mesmo onde os fios de acionamento de flexão são localizados.

[284] Em algumas realizações um segmento de flexão conectado a uma extremidade de cada um dos segmentos de conexão é rotativo acerca de um primeiro eixo articulado, e um segmento de flexão conectado a outra extremidade é rotativo acerca de um segundo eixo articulado, e o primeiro eixo articulado e o segundo eixo articulado são paralelos, um com relação ao outro.

[285] Em algumas realizações cada um dos segmentos de conexão está disposto em uma direção diferente a partir de segmentos de conexão adjacentes para fazer com que os segmentos de flexão conectados flexionem acerca de eixos de rotação diferentes, com o objetivo de permitir ao membro direcionável flexionar pelo menos em 2 graus de liberdade.

[286] Em algumas realizações cada segmento de flexão compreende uma pluralidade de lúmens onde os fios de acionamento de flexão são localizados, os lúmens sendo dispostos para não passar através das porções articuladas dos segmentos de conexão.

[287] Em algumas realizações os segmentos de flexão estão conectados rotativamente aos segmentos de conexão, e os eixos articulados acerca dos quais os segmentos de flexão giram estão no mesmo plano como as extremidades dos lúmens onde os fios de acionamento de flexão estão localizados.

[288] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico, compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado e compreende uma pluralidade de segmentos de flexão, no qual cada segmento de flexão inclui pelo menos uma junta intermediária tendo uma primeira porção de ligação e uma segunda porção de ligação e na qual a junta intermediária está posicionada ao longo de uma direção de eixo longitudinal de cada segmento de flexão; uma pluralidade de fios de acionamento de flexão que estão dispostos para passar através o membro direcionável para causar uma flexão do membro direcionável; o qual membro direcionável adicionalmente compreende pelo menos um lúmen através do qual o fio de acionamento de flexão passa; e a junta intermediária adicionalmente compreende um membro de controle de tensão o qual é acoplado na primeira porção de ligação e na segunda porção de ligação e é configurado para controlar a tensão do fio de acionamento de flexão pela compensação do alongamento do fio de acionamento de flexão quando os segmentos de flexão flexionam e, desta forma o comprimento do fio de acionamento de flexão é alterado e mantido em uma tensão predeterminada.

[289] Em outras realizações a primeira metade de interface tem uma extremidade de projeção, e a segunda metade de interface correspondentemente tem uma extremidade de recesso.

[290] Em outras realizações a primeira metade de interface tem uma extremidade de recesso, e a segunda metade de interface correspondentemente tem uma extremidade de projeção.

[291] Em algumas realizações o alongamento do fio de acionamento de flexão é compensado por ser deslocado das duas articulações fora de eixo.

[292] Em algumas realizações o segmento de flexão inclui uma série de juntas intermediárias inter estocadas.

[293] Em algumas realizações é proporcionado um aparelho cirúrgico, compreendendo: um membro direcionável que pode ser flexionado e compreende uma pluralidade de segmentos de flexão e uma pluralidade de lúmens; um membro de acionamento de flexão, compreendendo um primeiro fio de acionamento de flexão e um segundo fio de acionamento de flexão que estão dispostos para passar através de cada lúmen separadamente e causar uma flexão do membro direcionável; um membro de monitoramento de tensão, compreendendo: um primeiro sensor que é acoplado ao primeiro fio de acionamento de flexão e configurado para proporcionar um primeiro sinal de retorno em resposta a uma identificação de uma mudança na força de tensão do primeiro fio de acionamento de flexão entre um movimento pré flexão e um movimento de flexão desejada do membro direcionável; um segundo sensor que é acoplado ao segundo fio de acionamento de flexão e configurado para proporcionar um segundo sinal de retorno em resposta uma identificação de uma mudança na força de tensão do primeiro fio de acionamento de flexão entre um movimento pré flexão e um movimento de flexão desejada do membro direcionável; um membro de acionamento, compreendendo: um primeiro motor, acoplado ao primeiro fio de acionamento de flexão e adaptado para acionar o primeiro fio de acionamento de flexão; um segundo motor acoplado ao segundo fio de acionamento de flexão e adaptado para acionar o segundo fio de acionamento de flexão; um membro de controle que é eletricamente conectado ao membro de monitoramento de tensão e o membro de acionamento, no qual o membro de controle é configurado para proporcionar: um primeiro sinal de saída em resposta ao primeiro sinal de retorno, de tal maneira que o primeiro motor é operado para ajustar o comprimento do primeiro fio de acionamento de flexão para manter uma tensão predeterminada; e um segundo sinal de saída em resposta ao segundo sinal de retorno, de tal maneira que o segundo motor é operado para ajustar o comprimento do segundo fio de acionamento de flexão para manter um,a tensão predeterminada.

[294] Em algumas realizações o segundo fio de acionamento de flexão é móvel em uma direção oposta a do primeiro fio de acionamento de flexão.

[295] Em algumas realizações quando o primeiro fio de acionamento de flexão é configurado para ser acionado para flexionar o membro direcionável, e o segundo fio de acionamento de flexão é configurado para ser operado por intermédio do segundo motor, de tal maneira que o segundo fio de acionamento de flexão é liberado e mantido sob uma tensão predeterminada em resposta ao segundo sinal de saída.

[296] Em algumas realizações o primeiro sensor ou o segundo sensor é uma célula de carga.

[297] Em algumas realizações o primeiro sensor é adicionalmente configurado para proporcionar um primeiro sinal de força externa em resposta a identificação de uma força externa aplicada ao membro direcionável.

[298] Em algumas realizações o segundo sensor é adicionalmente configurado para proporcionar um segundo sinal de força externa em resposta a identificação de uma força externa aplicada ao membro direcionável.

[299] Em outras realizações o membro de controle é adicionalmente configurado para proporcionar um sinal de instrução em resposta ao primeiro sinal de força externa ou ao segundo sinal de força externa.

[300] Em outras realizações o membro de controle adicionalmente compreende um controlador de retorno aleatório que é configurado para processar e transferir a informação na forma de retorno aleatório.

[301] Em outras realizações a primeira unidade de transmissão de movimento ou a segunda unidade de transmissão de movimento é um parafuso de guia ou um parafuso de esfera.

[302] Em algumas realizações há um controlador principal personalizado para um aparelho cirúrgico, compreendendo: uma plataforma de controle que é configurada para definir e dar entrada a um ou mais sinais de movimentos para o robô cirúrgico, no qual a plataforma de controle compreende: um porção de manipulação de entrada que é translacional em uma primeira pluralidade de graus de liberdade para proporcionar uma pluralidade de parâmetros de posição e/ou rotativo em uma segunda pluralidade de graus de liberdade para proporcionar uma pluralidade de parâmetros de orientação; uma pluralidade de primeiros sensores que são acoplados à porção de manipulação de entrada e configurado para gerar primeiros sinais de movimento em resposta aos parâmetros de posição e/ou parâmetros de orientação da porção de manipulação de entrada; uma porção de conexão montada na porção de manipulação de entrada e eletricamente conectado à porção de manipulação de entrada; e um porção de manipulação intercambiável, compreendendo: um porção de manipulação intercambiável, compreendendo: um porção de manipulação destacável que é eletricamente conectado a porção de conexão; uma ou mais alavancas para segurar pivotantes no que diz respeito à porção de manipulação destacável, no qual cada uma das alavancas de segurar pé móvel em um terceiro grau de liberdade relativo à porção de manipulação destacável de tal maneira a proporcionar uma parâmetro de movimento para segurar; e um segundo sensor que é acoplado à porção de manipulação destacável e configurado para gerar um segundo sinal de movimento para a plataforma de controle em resposta ao parâmetro de movimento para segurar.

[303] Em algumas realizações a primeira pluralidade de sensores ou a segunda pluralidade de sensores inclui um codificador rotativo, um sensor de efeito Hall, um sensor de ângulo, um sensor rotativo ou qualquer combinação dos mesmos.

[304] Em algumas realizações a porção de conexão adicionalmente compreende uma rosca que é acoplada à porção de manipulação destacável e tem um primeiro terminal de conexão elétrico.

[305] Em outras realizações a porção de manipulação destacável adicionalmente compreende um segundo terminal de conexão elétrico que é eletricamente conectado ao primeiro terminal de conexão elétrico. Em algumas realizações a porção de manipulação intercambiável compreende duas alavancas para segurar que são correspondentemente pivotantes à porção de manipulação destacável e permitem mover uma no sentido da outra em relação à porção de manipulação destacável.

Claims

1. Aparelho cirúrgico caracterizado pelo fato que compreende: um membro direcionável (100) que é flexível e compreende uma pluralidade de segmentos de flexão (110) e uma pluralidade de lúmens (112); um membro de acionamento de flexão (160), compreendendo: um primeiro fio de acionamento de flexão (403a) e um segundo fio de acionamento de flexão (403b) posicionados para passar através de cada um dos lúmens (112) da pluralidade de lúmens (112) separadamente para fazer com que o membro direcionável (100) se flexione; um membro de monitoramento de tensão (170) compreendendo: um primeiro sensor (171) acoplado ao primeiro fio de acionamento de flexão (403a) e configurado para proporcionar um primeiro sinal de retorno responsivo a identificação de qualquer mudança na força de tensão do primeiro fio de atuação de flexão entre pré-flexão e o movimento desejado de flexão do membro direcionável (100); um segundo sensor (172) acoplado ao segundo fio de acionamento de flexão (403b) e configurado para proporcionar um segundo sinal de retorno responsivo a identificação de qualquer mudança na força de tensão do segundo fio de atuação de flexão entre pré-flexão e o movimento desejado de flexão do membro direcionável (100); um membro de acionamento compreendendo: um primeiro motor (161), acoplado ao primeiro fio de acionamento de flexão (403a) e adaptado para acionar o primeiro fio de acionamento de flexão (403a); um segundo motor (162) acoplado ao segundo fio de acionamento de flexão (403b) e adaptado para acionar o segundo fio de acionamento de flexão (403b); uma primeira unidade de transmissão de movimento (163) a partir do primeiro motor (161) e conectada ao primeiro sensor (171), a primeira unidade de transmissão de movimento (163) sendo móvel de uma forma translacional ao longo de um primeiro percurso definido pelo primeiro fio de acionamento de flexão (403a); uma segunda unidade de transmissão de movimento (164) se estendendo a partir do segundo motor (162) e conectada com o segundo sensor (172), a segunda unidade de transmissão de movimento (164) sendo móvel de uma forma translacional ao longo de um segundo percurso definido pelo segundo fio de acionamento de flexão (403b); e um membro de controle eletricamente conectado ao membro de monitoramento de tensão (170) e ao membro de acionamento, caracterizado pelo fato que o membro de controle é configurado para proporcionar: um primeiro sinal de saída responsivo ao primeiro sinal de retorno, de tal maneira que o primeiro motor (161) é acionado para ajustar o comprimento do primeiro fio de acionamento de flexão (403a) para manter uma tensão predeterminada; e um segundo sinal de saída responsivo ao segundo sinal de retorno, de tal maneira que o segundo motor (162) é acionado para ajustar o comprimento do segundo fio de acionamento de flexão (403b) para manter uma tensão predeterminada.

2. Aparelho cirúrgico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o segundo fio de acionamento de flexão (403b) é móvel em uma direção oposta à do primeiro fio de acionamento de flexão (403a).

3. Aparelho cirúrgico de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato que quando o primeiro fio de acionamento de flexão (403a) é configurado para ser acionado para flexionar o membro direcionável (100), e o segundo fio de acionamento de flexão (403b) é configurado para ser acionado pelo segundo motor (162), o segundo fio de acionamento de flexão (403b) é liberado e mantido sob a tensão predeterminada em resposta ao segundo sinal de saída.

4. Aparelho cirúrgico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato que o primeiro sensor (171) ou o segundo sensor (172) é uma célula de carga.

5. Aparelho cirúrgico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato que o primeiro sensor (171) é adicionalmente configurado para proporcionar um primeiro sinal de força externa responsivo a identificação de uma força externa sendo aplicada no membro direcionável (100).

6. Aparelho cirúrgico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato que o segundo sensor (172) é adicionalmente configurado para proporcionar um segundo sinal de força externa responsivo a identificação de uma força externa aplicada ao membro direcionável (100).

7. Aparelho cirúrgico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato que o membro de controle é configurado para proporcionar um sinal de instrução em resposta ao primeiro sinal de força externa ou ao segundo sinal de força externa.

8. Aparelho cirúrgico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende: um membro de comunicação configurado para transmitir o sinal de instrução; uma estação de cirurgião configurada para exibir uma informação a qual representa força de resistência ou vibração em resposta ao sinal de instrução, cuja estação de cirurgião adicionalmente compreende uma interface de usuário configurada para mostrara informação na forma de informação gráfica ou informação acústica.

9. Aparelho cirúrgico de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato que o membro de controle adicionalmente compreende um controlador de retorno tátil que é configurado para processar e para transferir a informação na forma de retorno tátil.

10. Aparelho cirúrgico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato que: a primeira unidade de transmissão de movimento (163) é adicionalmente conectada ao primeiro fio de acionamento de flexão (403a) e é configurada para transmitir uma potência proporcionada a partir do primeiro motor (161) para o primeiro fio de acionamento de flexão (403a); e a segunda unidade de transmissão de movimento (164) é adicionalmente conectada ao segundo fio de acionamento de flexão (403b) e é configurada para transmitir uma potência proporcionada a partir do segundo motor (162) para o segundo fio de acionamento de flexão (403b).

11. Aparelho cirúrgico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato que a primeira unidade de transmissão de movimento (163) ou a segunda unidade de transmissão de movimento (164) é um parafuso de avanço ou um parafuso de esferas.