CN105025852B - 用于插入植入件的设备以及使用此设备的方法 - Google Patents

Abstract

在多个实施方式中，可以设置一种用于将植入件插入人体或动物体上的设备。此设备可以包括可操作部分，可操作部分构造为在人体或动物体上作出切口并且构造为保持用于插入在人体或动物体上的植入件。此设备还可以包括联接到可操作部分的致动机构，此致动机构构造为使可操作部分沿着第一轴移动并且构造为使可操作部分沿着基本上与第一轴垂直的第二轴振动。

Description

用于插入植入件的设备以及使用此设备的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年9月12日提交的SG申请第201206799-7的优先权权益，为了全部目的将其全部内容通过引用的方式包含于此。

技术领域

本公开的多个方面涉及用于插入植入件的设备以及使用此设备的方法。

背景技术

渗出性中耳炎(OME)是由于由耳咽管的阻塞形成的负压而在中耳腔内出现流体的聚集。这可能纯粹地通过病毒性上呼吸道感染或者通过急性细菌性中耳炎发生。OME可以造成听力损害。在一段时间内，中耳流体可以变为极为稠密与胶黏状，这增加了耳部流体造成传导性听力损害的可能性。

发明内容

在多个实施方式中，可以设置用于将植入件插入人体或动物体上的设备。此设备可以包括可操作部分，所述可操作部分构造为在人体或动物体上作出切口并且构造为保持用于插入在人体或动物体上的植入件。此设备还可以包括联接到可操作部分的致动机构。致动机构可以构造为使可操作部分沿着第一轴移动并且构造为使可操作部分沿着基本上与第一轴垂直的第二轴移动或振动。

在多个实施方式中，一种利用此设备将植入件插入人体或动物体中的方法。此方法可以包括，操作此设备以使所述设备的可操作部分沿着第一轴移动并且使所述设备的所述可操作部分沿着与第一轴垂直的第二轴移动，以在人体或动物体上作出切口。此方法还可以包括，利用设备使植入件至少部分地插入通过人体或动物体上的切口。

在多个实施方式中，可以提供一种用于在将植入件插入到人体或动物体中的方法中使用的设备。此方法可以包括，操作此设备以使设备的可操作部分沿着第一轴移动并且使设备的可操作部分沿着与第一轴垂直的第二轴移动，以在人体或动物体上作出切口。此方法还可以包括，利用设备使植入件至少部分地插入通过人体或动物体上的切口。

附图说明

当结合非限定实例与附图考虑时，通过参照详细的描述将更好地理解本发明，在附图中：

图1示出了根据多个实施方式的用于将植入件插在人体或动物体上的设备的右侧视图。

图2A示出了根据多个实施方式的用于将植入件插在人体或动物体上的设备的右后俯视立体图。图2B示出了根据多个实施方式的图2A中的设备的右侧视图。图2C示出了根据多个实施方式的图2A中的设备的后视图。图2D示出了根据多个实施方式的图2A中的设备的俯视图。

图3A示出了根据多个实施方式的细长保持件的立体图。图3B示出了根据多个实施方式的图3A中的细长保持件的横截面俯视图(在图3A中通过箭头指示)。图3C示出了根据多个实施方式的另一个细长保持件的右前俯视立体图。

图4A示出了根据多个实施方式的保持植入件并且具有从保持件突出的切割工具的细长保持件的侧视图。图4B示出了根据多个实施方式的如图4A中示出的保持植入件并且具有从保持件突出的切割工具的细长保持件的横截面俯视图。图4C示出了根据多个实施方式的保持植入件并且具有容纳在保持件的腔体内的切割工具的细长保持件的侧视图。图4D示出了根据多个实施方式的如图4C中示出的保持植入件并且具有容纳在保持件的腔体中的切割工具的细长保持件的横截面俯视图。图4E是示出沿着第二轴(x轴)移动以释放植入件或使植入件脱离接合的保持件的侧视图。

图5A示出了根据多个实施方式的切割工具的侧视图。图5B示出了根据多个实施方式的切割工具的侧视图。

图6A是根据多个实施方式的收回机构的示意图。图6B示出了当切割工具位于第二位置时根据多个实施方式的收回机构的一部分的右侧视图。图6C示出了当切割工具位于第一位置时根据多个实施方式的收回机构的一部分的右侧视图。

图7A示出了根据多个实施方式的切割工具的左侧横截面视图。图7B是当将根据多个实施方式的设备布置在房间环境中时通过纤维镜看到的图片。图7C是当将根据多个实施方式的设备布置在暗道中时通过纤维镜看到的图片。

图8示出了根据多个实施方式的联接到反馈控制系统的两个自由度(DOF)阶段的框图。

图9示出了根据多个实施方式的设备的俯视图。

图10A-J示出了根据多个实施方式的利用设备将植入件插入人体或动物体中的方法；其中图10A是根据多个实施方式的具有诸如锁环的植入件的设备的可操作部分的侧视图；图10B是示出根据多个实施方式的利用切割工具的本体部分(例如，鼓膜切开术)的切口的侧视图；图10C是示出根据多个实施方式的用于插入植入件的身体部分的持续切口的侧视图；图10D是示出根据多个实施方式的切割工具的收回的侧视图；图10E是示出根据多个实施方式当可操作部分沿着第二轴移动时植入件的插入的侧视图；图10F是示出根据多个实施方式当可操作部分沿着第一轴移动时植入件的持续插入的侧视图；图10G是根据多个实施方式当可操作部分在与由图10E中的可操作部分移动的方向相对的方向上沿着第二轴移动时植入件的持续插入的侧视图；图10H是示出根据多个实施方式完全插入在切口中的植入件的侧视图；图10I是示出植入件的持续插入的侧视图；以及图10J是示出在植入件完全地或者至少部分地插入通过切口以后可操作部分的缩回的侧视图。

图11A是根据多个实施方式当使可操作部分沿着第二轴以不同频率振动时作出切口所耗费的时间的表格。图11B是根据多个实施方式当作出切口时可操作部分沿着作为时间的函数的第一轴的位移的图表。图11C是根据多个实施方式当作出切口时可操作部分沿着作为时间的函数的第二轴的位移的图表。图11D示出了根据多个实施方式当作出切口时可操作部分沿着作为可操作部分沿着第一轴的位移的函数的第二轴的位移的图表。

图12A是根据多个实施方式当插入植入件时可操作部分沿着作为时间的函数的第一轴的位移的图表。图12B是根据多个实施方式当插入植入件时可操作部分沿着作为时间的函数的第二轴的位移的图表。图12C是根据多个实施方式当插入植入件时可操作部分沿着作为可操作部分沿着第一轴的位移的函数的第二轴的位移的图表。

图13A是示出根据多个实施方式的作为时间的函数的传感器输出的图表。图13B是示出根据多个实施方式的作为时间的函数的过滤输出的图表。

图14A是利用耳镜拍摄的耳膜的图像。图14B是图14A中示出的参考图像的标记图像。图14C示出了图14A中示出的标记图像的缩放与旋转图像。图14D示出了在参考图像上叠加以标记的从纤维镜或内窥镜(也称作为纤维镜视野)获得的图像。图14E是从图7A中示出的切割工具的前面拍摄的纤维镜或内窥镜的横截面示意图。

图15是示出了根据多个实施方式的设备的子系统的示意图。

图16是示出了利用此设备将植入件插入人体或动物体中的方法的示意图。

具体实施方式

下面的详细描述涉及通过描述的方式示出了特定细节与可以实施本发明的实施方式的附图。足够详细地描述了这些实施方式以使本领域中的技术人员能够实践本发明。在不偏移本发明的范围的情况下可以利用其它实施方式并且可以作出结构以及逻辑性改变。多个实施方式不必要地是相互排它的，因为一些实施方式可以与一个或多个其它实施方式结合以形成新的实施方式。

为了可以容易理解本发明并且付诸实施，现在将通过实例并且非限定地并且参照附图描述特定实施方式。

应该理解的是，当在下面的描述中使用术语“上”、“顶部”、“底部”、“下”、“侧面”、“后”、“左”、“右”、“前”等时，是为了方便使用并且有助于理解相对位置或方向，并且不旨在限定任何设备或结构或者任何设备或结构的任意部分的定向。

图1示出了根据多个实施方式的用于将植入件插在人体或动物体上的设备的右侧视图100。此设备可以包括可操作部分102，可操作部分102构造为在人体或动物体上作出切口并且构造为保持用于插入在人体或动物体上的植入件。此设备还可以包括联接到可操作部分102的致动机构104。致动机构104可以构造为使可操作部分102沿着第一轴移动并且构造为使可操作部分102沿着基本上与第一轴垂直的第二轴移动或振动。

换句话说，此设备可以构造为将植入件插入在人体或动物体上。此设备可以包括可操作部分102。可操作部分102可以构造为在人体或动物体上作出切口。可操作部分102还可以构造为保持用于插入在人体或动物体上的植入件。此设备还可以包括致动机构104。致动机构104可以构造为操作可操作部分102。致动机构104可以构造为使可操作部分102沿着第一轴移动并且可以进一步构造为使可操作部分沿着与第一轴垂直的第二轴移动或振动。

在多个实施方式中，此设备可以构造为治疗诸如渗出性中耳炎的耳部感染。此植入件可以是用于从耳部排放流体的索环或管子。可以在耳膜上作出切口。然后可以使索环或管子至少部分地插入通过在耳膜上作出的切口。可以通过索环或管子排出过多的流体。在整个手术过程中患者可以是醒着的。

在多个实施方式中，此设备可以是便携式或者手持设备。多个实施方式允许以诊所为基础的索环插入。不同的实施方式提供了简单、自动且快速的“指向、点击与插入”操作以插入索环或管子。多个实施方式可以去除或减轻对患者通常麻醉的管理、用于手动地执行操作的昂贵的专业人员与装置成本和/或降低了治疗迟延。多个实施方式可以允许诸如外科医生的操作者将此设备引导到耳膜上的期望点。多个实施方式还可以进一步构造为在膜上作出精确尺寸的切口并且自动地、安全地、快速地和/或对患者造成最小创伤地将索环至少部分地插入通过或者通过切口。

还可以设想的是此设备可以用于插入其它植入件。例如，此设备可以构造为保持微芯片。此设备可以构造为在皮肤上作出切口。此设备还可以进一步构造为将微芯片插入通过皮肤下的切口。还可以设想的是，可以单独地使用或者超越索环插入使用设备的多个系统、部件或部分。

致动机构104可以构造为使可操作部分102沿着第一轴移动并且构造为使可操作部分102沿着第二轴移动或振动以作出切口。另外地或另选地，致动机构104可以构造为使可操作部分102沿着第一轴移动并且构造为使可操作部分102沿着第二轴移动或振动以至少部分地插入植入件。

在多个实施方式中，可操作部分102可以包括具有从保持件的第一端延伸到保持件的第二端的长度的细长保持件。细长保持件可以是圆柱形状。细长保持件可以构造为将植入件保持在保持件的第一端。细长保持件还可以包括多个卡爪，诸如两个卡爪或三个卡爪，以将植入件保持在保持件的第一端。

可操作部分102还可以包括切割工具。切割工具可以构造为在人体或动物体上作出切口。切割工具可以包括两阶切割边缘。两阶切割边缘允许切割工具的尖端更锋利并且与诸如耳科鼓膜切开术叶片的传统外科手术刀相比仍保持相同的长度。在不同的其它实施方式中，切割工具可以包括多阶切割边缘。切割工具可以构造为保持或者接合植入件。

细长保持件可以包括从保持件的第一端延伸到保持件的第二端的腔体。细长保持件的腔体可以构造为容纳切割工具。

在多个实施方式中，切割工具可以包括中空通道。可操作部分还可以包括至少部分地布置在切割工具的中空通道内的纤维镜或内窥镜。纤维镜或内窥镜可以包括在纤维镜或内窥镜的第一端处的透镜。纤维镜或内窥镜可以包括在纤维镜或内窥镜的第二端处的摄像头或接目镜。纤维镜或内窥镜可以包括沿着中空通道布置的纤维线或光纤传输线。纤维线或者光纤传输线可以将透镜连接到摄像头或者接目镜。切割工具可以用作用于纤维镜或内窥镜的硬质防护件。切割工具还可以协助保持纤维镜或内窥镜的视野不受沿着耳道的诸如毛发或其它污物的障碍物的阻挡。还可以设想的是替代纤维镜或内窥镜，可操作部分可以包括用于捕获图像的任何其它光学元件或光学机构。术语“纤维镜”可以表示用于捕获图像的任何光学元件或者光学机构。

在多个实施方式中，可操作部分102可以包括具有保持件、切割工具与纤维镜的伸缩式设计。在多个实施方式中，保持件的长度可以是基本上平行于切割工具的长度以及纤维镜的长度。

在多个实施方式中，致动机构104还可以包括构造为使切割工具在第一位置与第二位置之间移动的切割器收回机构。第一位置与第二位置可以沿着基本上平行于保持件的长度的线。当切割工具处于第一位置时，切割工具可以容纳在细长保持件的腔体中。当切割工具位于第二位置中时，切割工具可以从细长保持件的腔体突出以便在人体或动物体上作出切口。另外地或另选地，切割工具可以构造为使切割工具在第一位置、第二位置与第一位置和第二位置之间的中间位置之间移动。

切割器收回机构可以包括伺服电机。伺服电机可以包括直流(DC)电机。伺服电机还可以包括齿轮箱以及联接到DC电机的电位器。

切割器收回机构还可以包括具有第一端与第二端的曲柄。(曲柄的)第一端可以联接到伺服电机。(曲柄的)第二端可以联接到切割工具。(曲柄的)第二端可以经由诸如杠的刚性元件联接到切割工具。曲柄可以构造或者定位为将伺服电机的旋转运动转换成切割工具在第一位置与第二位置(或者在第一位置、第二位置与中间位置之间)之间的线性运动。

在多个实施方式中，致动机构104可以包括致动器(诸如压电电机或者压电致动器，例如超声压电电机(USM))以使可操作部分沿着第一轴移动。致动机构还可以包括其它致动器(诸如压电电机或者压电致动器，例如超声压电电机(USM))以使可操作部分沿着第二轴移动或振动。致动器与其它致动器可以向可操作部分102提供两个自由度(2-DOF)的移动。换句话说，致动机构104可以包括具有致动器与其它致动器的2-DOF阶段。USM电机可以提供比其它压电电机或压电致动器更长的运行范围。

在多个实施方式中，此设备可以包括可移动部分与固定部分。可操作部分102可以安装在可移动部分上。可移动部分与可操作部分102可以视为单个刚性本体。力传感器可以联接在固定部分与可移动部分之间。力传感器可以构造为检测施加到可移动部分上的力。

在多个实施实施方式中，此设备可以包括植入件。

图2A示出了根据多个实施方式的用于将植入件206插在人体或动物体上的设备的右后俯视立体图200a。图2B示出了根据多个实施方式的图2A中的设备的右侧视图200b。图2B与当从由图2A中的箭头250指示的方向观察时的图像相应。图2C示出了根据多个实施方式的图2A中的设备的后视图200c。图2C与当从由图2A中的箭头252指示的方向观察时的图像相应。图2D示出了根据多个实施方式的图2A中的设备的俯视图200d。图2D与当从由图2A中的箭头254指示的方向观察时的图像相应。此设备可以包括可操作部分202，可操作部分202构造为在人体或动物体上作出切口并且构造为保持用于插入在人体或动物体上的植入件206。此设备还可以包括联接到可操作部分202的致动机构204。致动机构204可以构造为使可操作部分202沿着第一轴移动并且构造为使可操作部分202沿着基本上与第一轴垂直的第二轴移动或振动。

致动机构204可以构造为使可操作部分202沿着第一轴移动并且构造为使可操作部分202沿着第二轴移动或振动以作出切口。另外地或另选地，致动机构204可以构造为使可操作部分202沿着第一轴移动并且构造为使可操作部分202沿着第二轴移动或振动以至少部分地插入植入件。

在多个实施方式中，可操作部分202可以包括细长保持件208。可操作部分202还可以包括切割工具210，切割工具210构造为在人体或动物体上作出切口。

图3A示出了根据多个实施方式的细长保持件302的立体图300a。图3B示出了根据多个实施方式的图3A中的细长保持件302的横截面俯视图(在图3A中通过箭头358指示)。细长保持件302可以与图2A-D中的细长保持件208相应。细长保持件208、302可以具有从保持件的第一端延伸到保持件的第二端的长度。细长保持件208、302可以是圆柱形状。细长保持件208、302可以构造为将植入件保持在保持件208、302的第一端。细长保持件208、302还可以包括两个卡爪304a、304b，以将植入件206保持在保持件208、302的第一端。细长保持件208、302还可以包括从保持件的第一端延伸到保持件208、352的第二端的腔体306。细长保持件208、302的腔体306可以构造为容纳切割工具210。

图3C示出了根据多个实施方式的另一个细长保持件352的右前俯视立体图300c。细长保持件352可以与图2A-D中的细长保持件208相应。细长保持件208、352可以具有从保持件的第一端延伸到保持件的第二端的长度。细长保持件208、352可以是圆柱形状。细长保持件208、352可以构造为将植入件保持在保持件208、352的第一端。细长保持件208、352还可以包括三个卡爪354a、354b、354c，以将植入件206保持在保持件208、352的第一端。细长保持件208、352还可以包括从保持件的第一端延伸到保持件208、352的第二端的腔体356。细长保持件208、352的腔体356可以构造为容纳切割工具210。

在多个实施方式中，致动机构204还可以包括构造为使切割工具210在第一位置与第二位置之间移动的切割器收回机构。图4A示出了根据多个实施方式的保持植入件408并且具有从保持件402突出的切割工具410的细长保持件402的侧视图。图4B示出了根据多个实施方式的如图4A中示出的保持植入件408并且具有从保持件突出的切割工具410的细长保持件402的横截面俯视图。在图4A和图4B中，切割工具410位于第二位置处。图4C示出了根据多个实施方式的保持植入件408并且具有容纳在保持件402的腔体406内的切割工具410的细长保持件402的侧视图。图4D示出了根据多个实施方式的如图4C中示出的保持植入件408并且具有容纳在保持件402的腔体406中的切割工具410的细长保持件402的横截面俯视图。在图4A和图4B中，切割工具410位于第一位置处。图4A-E中的保持件402可以与图2A-D中的保持件208相应。在图4A-E中的切割工具410可以与图2A-D中的切割工具210相应。在图4A-E中的植入件408可以与图2A-D中的植入件206相应。第一位置与第二位置可以沿着基本上平行于保持件208、402的长度的线。当切割工具210、410处于第一位置时，切割工具210、410可以容纳在细长保持件402、208的腔体中。当切割工具410位于第二位置中时，切割工具210、410可以从细长保持件208、402的腔体406突出以便在人体或动物体上作出切口。

在多个实施方式中，致动机构204可以构造为使可操作部分沿着第一轴移动并且可以构造为使可操作部分202沿着基本上与第一轴垂直的第二轴移动或振动以作出切口。致动机构204可以构造为使可操作部分沿着第一轴移动并且同时地使可操作部分202沿着第二轴移动或振动以作出切口。在多个实施方式中，致动机构204可以构造为使可操作部分沿着第一轴移动并且可以构造为使可操作部分沿着第一轴移动以将植入件插入通过或者至少部分地通过切口。在多个实施方式中，致动机构204可以构造为使可操作部分沿着第一轴移动并且可以构造为使可操作部分沿着第一轴移动以将植入件插入在人体或动物体210上。换句话说，可操作部分202可以构造为将植入件206、408编排在人体或动物体210上的适当位置中。

细长保持件208可以构造为当细长保持件208沿着第一轴(例如z轴)移动时保持植入件206。细长保持件208可以构造为当细长保持件沿着第二轴(例如，x轴)移动时释放植入件206(以及在人体或动物体上)。换句话说，在保持件208、402的第一端上的多个卡爪可以构造为使得当可操作部分202沿着第一轴移动时多个卡爪(例如，404a、404b)保持到植入件206、408上。可以通过卡爪(例如，404a,、404b)和/或保持件208、402防止植入件206、408移动束缚在轴向方向(即，沿着第一轴(x轴))上。可以通过切割工具210、410和/或卡爪将植入件206、408限定在径向方向(即，y轴和x轴)上。对于图3C中示出的保持件352来说，卡爪354c可以防止植入件在沿着第二轴(即，x轴)的一个方向上移动。致动机构部204可以构造为在切口以后使切割工具210至少部分地收回到保持件208、402的腔体中。当收回时，致动机构204可以构造为沿着第二轴(x轴)移动，以便当植入件206、408不再沿着第二轴(x轴)束缚时释放植入件206、408。图4E是示出沿着第二轴(x轴)移动以释放植入件206、408或使植入件206、408脱离接合的保持件208、402的侧视图。对于图3C中示出的保持件352来说，第三卡爪354c可以沿着第二轴(即，x轴)将植入件206限定在第一方向上。致动机构204可以构造为使保持件352移动，以使得在沿着与第一方向相反的第二轴的第二方向上释放植入件。

在多个实施方式中，植入件206可以是索环。索环可以构造为植入到耳膜上以便治疗诸如OME的耳部感染。索环可以是管状结构，具有从管状结构的第一端延伸到管状结构的第二端的通孔。索环可以具有横跨通孔的直径延伸的内径。索环可以具有沿着直线从沿着索环的周边的第一点横跨索环的中间点延伸到沿着索环的周边的第二点的外径。细长保持件208可以具有在细长保持件208的一个端部上横跨腔体的直径延伸的内径。细长保持件208可以具有沿着直线从沿着细长保持件208的周边的第一点横跨细长保持件208的中间点延伸到沿着在细长保持件的一端上的细长保持件208的周边的第二点的外径。细长保持件208可以具有通过细长保持件208的长度的均匀外径与均匀内径。在多个实施方式中，细长保持件208的外径可以小于或等于平均耳道直径的一半。内径可以基本上等于索环的内径。细长保持件208的长度可以是平均耳道的长度的大约1.5倍。

图5A示出了根据多个实施方式的切割工具502的侧视图500a。切割工具502可以包括第一切割边缘504a与基本上平行于第一切割边缘504a的第二切割边缘504b。第一切割边缘504a可以长于第二切割边缘504b。第一切割边缘504a可以比第二切割边缘504b长长度1。切割工具502还可以包括使第一切割边缘504a与第二切割边缘504b接合在一起的第三切割边缘506。第三切割边缘506可以以角度α接合第一切割边缘504。第三切割边缘506可以是单阶切割边缘。换句话说，第三切割边缘506可以是接合第一切割边缘504a与第二切割边缘504b的直线。图5B示出了根据多个实施方式的切割工具552的侧视图500b。切割工具可以包括第一切割边缘554a与基本上平行于第一切割边缘554a的第二切割边缘554b。第一切割边缘554a可以长于第二切割边缘554b。第一切割边缘554a可以比第二切割边缘554b长长度1。切割工具552还可以包括使第一切割边缘554a与第二切割边缘554b接合在一起的第三切割边缘556。第三切割边缘556可以包括第一阶(或部分)556a与第二阶(或部分)556b。换句话说，切割工具可以包括两阶切割边缘556。第一阶(或部分)556a可以与第一切割边缘554a成角度β。第二阶(或部分)556b可以与第一切割边缘554a成角度γ。第一阶(或部分)556a可以与第一切割边缘554a形成尖端。角度β可以小于角度γ。具有两阶切割边缘允许较锋利的尖端(由于第一阶556a与第一切割边缘554a成较小角度)同时保持与图5A中示出的切割工具相同的长度1。切割工具502、552可以是针切割件或外科手术切割件。还可以设想具有多阶或多部分切割边缘的切割工具。

致动机构204可以构造为在通过切割器收回机构212切口以后将切割工具210收回到保持件208的腔体中。在多个实施方式中，致动机构204可以包括切割器收回机构212。切割器收回机构212可以构造为使切割工具210在第一位置与第二位置之间移动。当切割工具处于第一位置时，切割工具210可以容纳在细长保持件208的腔体中。当切割工具210位于第二位置中时，切割工具210可以从细长保持件208的腔体突出以便在人体或动物体上作出切口。切割器收回机构212可以替代地构造为使切割工具210在第一位置、第二位置与第一位置和第二位置之间的中间位置之间移动。当切割工具210位于第一位置和/或位于中间位置中时，植入件206可以不再与切割工具210接合。由于植入件206不再由切割工具210保持，因此可以通过可操作部分202使植入件206脱离接合或释放以便插入到人体或动物体中。切割器收回机构212可以将切割工具210收回到第一位置或中间位置并且由此从可操作部分202释放植入件206或者使植入件206脱离接合。

图6A示出了根据多个实施方式的收回机构的示意图600a。收回机构可以是正弦发生机构。图6B示出了当切割工具604位于第二位置时根据多个实施方式的收回机构的一部分的右侧视图。图6C示出了当切割工具604位于第一位置时根据多个实施方式的收回机构的一部分的右侧视图。在图6A-C中的切割工具604可以与图2A-D中的切割工具210相应。图6A-C中的切割器收回机构还可以与图2A-D中的切割器收回机构212相应。在多个实施方式中，切割器收回机构212可以包括伺服电机。切割器收回机构212还可以包括具有第一端与第二端的曲柄606。(曲柄606的)第一端可以联接到伺服电机。(曲柄606的)第二端可以联接到切割工具210、604。在不同的实施方式中，(曲柄606的)第二端可以经由杠608联接到切割工具210、604。切割工具210、604可以经由第一枢转件612联接到杠608。切割工具210、604可以附接或者固定到杠608。

曲柄606可以构造为将伺服电机的旋转运动转换成切割工具210、604在第一位置与第二位置之间的线性运动。伺服电机可以使曲柄606围绕第二枢转件610旋转。当曲柄围绕第二枢转件610旋转时，杠608可以移动。杠608可以以线性方式移动，即杠608可以从第一位置移动到第二位置，使得当杠608位于第一位置中时杠608的长度平行于当杠608位于第二位置中时的杠608的长度。在多个实施方式中，杠608可以围绕第一枢转件612旋转(顺时针或逆时针)。在多个实施方式中，第一枢转件612还可以沿着杠608的长度滑动。在多个实施方式中，曲柄606围绕第一枢转件612的枢转运动和/或第一枢转件612沿着杠608的长度的滑动运动可以致使切割工具210、604(其可以刚性地固定到杠608)沿着引导件602线性地移动。引导件602可以是保持件208。可以通过下面的等式提供正弦发生机构的冲程s：

S＝Lsinφ(1)

其中L是曲柄606的长度并且φ是曲柄606与轴614所成的角度。

当曲柄φ从30°(如图6B中所示)变化到90°(如图6C中所示)时，切割工具210、604可以收回到保持件208的腔体中。冲程s，可以从0.5L(当φ是30°时)改变到L(当φ是90°时)。如此，冲程的改变是0.5L。冲程的改变可以称作为切割器收回冲程。如有利地，正弦发生机构(其中冲程作为角度φ的正弦函数改变)可以允许切割工具210、604的实际线性移动经由正弦旋转角度φ容易地确定。曲柄606可以用作低成本旋转线性联接器并且在切割工具210、604的旋转角与线性位移之间提供简单的正弦关系。此外，连杆机构(例如，曲柄606与杠608)可以是容易制造的。此外与诸如使用引导螺钉的其它联接结构相比可以使可能影响设备的准确性的不期望的反冲最小化。

图7A示出了根据多个实施方式的切割工具的左侧横截面视图700a。在图7A中的切割工具702可以与图2A-D中的切割工具210相应。图7A中的内窥镜或纤维镜704可以与图2A-D中的内窥镜或纤维镜相应。在多个实施方式中，切割工具210、702还可以包括中空通道706。可操作部分202还可以包括至少部分地布置在切割工具210、702的中空通道706内的纤维镜或内窥镜214、704(例如，耳内窥镜)。纤维镜或内窥镜214、704可以包括在纤维镜或内窥镜214、704的第一端的透镜(未示出)。纤维镜或内窥镜214、704的第一端可以是更靠近切割工具214、704的尖端的纤维镜或内窥镜210、70的端部。纤维镜或内窥镜214、704可以包括在纤维镜或内窥镜214、704的第二端处的摄像头或接目镜(未示出)。纤维镜或内窥镜214、704可以包括沿着中空通道706布置的纤维线或光纤传输线。纤维线或者光纤传输线可以将透镜连接到摄像头或者接目镜。切割工具214、704可以用作用于纤维镜或内窥镜的硬质防护件。切割工具还可以协助保持纤维镜或内窥镜214、704的视野不受沿着耳道的诸如毛发或其它污物的障碍物的阻挡。为了减小设备的重量，联接到内窥镜或纤维镜214、704的成像系统的一部分可以容纳在设备外部。例如，光纤或电信号传输线可以将光或电信号从设备传送到显示器。

引导箭头(例如，红色引导箭头)可以叠加在显示器的检查视野上以提供切割工具210的放大图。可以通过图像处理软件叠加引导箭头。此箭头方便外科医生或者操作者例如在耳道内并且尤其当可操作部分202接近耳鼓时看到并且移动可操作部分202。图7B示出了当更具多个实施方式的设备布置在房间环境中时通过纤维镜214、704看到的图片700b。图7C示出了当更具多个实施方式的设备布置在暗道中时通过纤维镜214、704看到的图片700c。圆圈752示出了通过纤维镜214、704观察到的图像。引导箭头754指示切割工具的尖端。在视图752底部处并且通过引导箭头754标记的亮白的抛物线部分是切割工具尖端.

纤维镜或内窥镜214、704(例如，耳内窥镜)在外科手术过程中可以用作外科医生或操作者的眼睛。通过外部显微镜来观察人体或动物体(例如，耳膜)的一部分可能是不可行的。例如可操作部分202可以在耳道内部并且利用外部显微镜来观察耳膜可能是不可行的。此外，对于以诊所为基础的手术来说外部显微镜可能是昂贵的。由于空间与视觉限制与可操作布恩202同时将耳镜插入到耳中是不可行的。多个实施方式允许观察机构在不占用额外空间的情况下融入到可操作部分202中。

在多个实施方式中，可操作部分202可以包括具有保持件208、切割工具210与纤维镜214的伸缩式设计。在多个实施方式中，保持件208的长度可以是基本上平行于切割工具210的长度以及纤维镜214的长度。

在多个实施方式中，可操作部分202还可以包括抽吸通道。抽吸通道可以允许吸入积聚在人体或动物体中，例如中耳中的流体。此抽吸通道可以布置在切割工具210的中空通道中。

在多个实施方式中，致动机构204可以包括使可操作部分沿着第一轴移动的致动器。在多个实施方式中，致动机构204可以包括使可操作部分沿着第二轴移动或振动的其它致动器。第二轴可以基本上垂直于第一轴。第一轴可以是z轴。第二轴可以是x轴。致动器与其它致动器可以组成或者包括在两个自由度(2-DOF)阶段216中。换句话说，致动机构204可以包括2-DOF阶段216。2-DOF阶段216可以构造为使可操作部分202沿着第一轴以及沿着基本上垂直于第一轴的第二轴移动。2-DOF阶段206可以包括致动器与其它致动器。

2-DOF阶段216可以构造为使可操作部分202同时沿着第一轴并且情沿着第二轴移动。2-DOF阶段216可以另外地或另选地构造为使可操作部分202顺序地仅沿着第一轴或者仅沿着第二轴移动。

植入件(例如，索环)的切口(例如，鼓膜切开)与插入可以要求可操作部分202的移动是准确、快速且可控的。此外，为了鼓膜切开与索环的插入，挑战包括有限的耳道空间以及在耳膜或耳鼓上的小的插入区域。致动器和/或其它致动器可以是或者可以包括压电致动器(PAs)和/或压电电机(PMs)。与手动程序相比，压电致动器(PAs)与压电电机(PMs)可以提供高准确性、快速响应、高速与高分辨率的优点。PAs/PMs根据压电效应操作。压电效应是晶体材料中的机械与电状态之间的线性机电相互作用。PAs/PMs可以包括超声电机(USMs)。可以通过USM的定子与转子表面之间的摩擦力从高频机械振荡(由压电材料产生)转换为USM的运动。与其它PAs/PMs(其直接地经由压电材料的变形产生运动)相比，通过对较小高频压电运动求和USM可以产生较长冲程或较长前进范围。换句话说，USMs利用共振来放大与转子接触的定子的振动。USMs还提供了任意大的旋转或滑动距离，同时其它压电致动器由可以在压电元件中感生的静态应变限定。

在多个实施方式中，致动器可以是或者可以包括USM。其它致动器可以是或者可以包括其它USM。包括两个USMs的此2-DOF阶段216可以用于产生可操作部分202用于诸如鼓膜切开与索环插入的操作的高度精确的运动。

在不同实施方式中，此致动机构可以遵循运动顺序或运动轮廓命令以便进行切口和/或植入插入。运动顺序或者运动轮廓指令可以是预先确定或者预编程的。运动顺序或者运动轮廓指令可以存储在联接到致动机构的处理器或者存储器中。运动顺序或运动轮廓指令可以是根据预定的方法，例如计算机算法或软件。

诸如USMs的致动器与其它致动器可以具有非线性效应。USMs包括压电材料，这可能会产生非线性滞后现象。摩擦是USMs中的非线性性的主要原因。此外，当包括用于构造或设定2-DOF阶段216的两个致动器时，如果在第一致动器与其它致动器之间的安装不完美或者如果载荷的重心位置不是精确地在阶段的中心处，那么可能发生联接现象。图8示出了根据多个实施方式的联接到反馈控制系统的2-DOF阶段804的框图800。两个致动器或电机驱动器802用于移动2-DOF阶段804以便移动可操作部分。可以利用线性编码器806来检测2-DOF阶段804的输出并且将2-DOF阶段804的机械运动转换成电信号。线性编码器可以联接到运动控制器812。运动控制器812可以是以比例-积分-微分(PID)控制器为基础的线性二次调节器(LQR)。运动控制器812可以包括构造为补偿非线性力与不确定性的线性补偿功能或者模块808。可以增加第一补偿以消除占主导地位的库伦摩擦，同时可以使用以滑动模式控制定律为基础的第二补偿以减小不确定摩擦。运动控制器812还可以包括构造为使两个压电阶段的动力解耦的解耦控制器812。

图9示出了根据多个实施方式的设备的俯视图。此设备可以包括固定部分920。固定部分920可以与图2A-D中的固定部分220相应。此设备还可以包括可移动部分218、918。移动部分918可以与图2A-D中的移动部分218相应。可移动部分218、918可以是移动基部。此设备还可以包括固定部分220、920。固定部分220、920可以是固定板。此设备可以构造为使得可移动部分218、918可以相对于固定部分220、920移动。可操作部分202、902可以安装在可移动部分218、918上。此设备可以包括固定部分220、920与可移动部分218、918之间的引导路径，以便当可移动部分218、918相对于固定部分220、920移动时减小摩擦。此设备还可以包括联接在固定部分220、920与可移动部分218、918之间的力传感器922(与图2A-D中的力传感器222相应)。力传感器222、922可以在固定部分220、920上，同时力传感器222、922的探针可以附接到可移动部分218、918。

此设备还可以包括与图2A-D中的滑动锁定件224相应的滑动锁定件924，使得可移动部分218、918可以仅沿着第一轴(例如，z轴)移动。滑动锁定件224、924可以构造为当可操作部分202、902位于第二位置中时允许可移动部分218、918仅沿着负z轴方向移动。滑动锁定件224、924可以进一步构造为当可操作部分202、902位于第一位置中时允许可移动部分218、918仅沿着正z轴方向移动。力传感器222、922可以构造为测量沿着第一轴(z轴)施加到可移动部分218、918的力。

由于切割工具210与保持件208相对于可移动部分218、918(由于切割工具210与保持件208安装在可移动部分218、918上)不能移动，因此切割工具210、保持件208与可移动部分218、918可以视为刚性本体。当将力施加到切割工具210和/或保持件208时，力可以传送到力传感器222、922以便测量。可以通过下面的等式提供测量的力Fm，：

Fm＝Fn-Ff (2)

在等式中Fm是测量的力，Fn是施加的力并且F_f是摩擦力。由于引导路径减小了可忽略的摩擦F_f，因此等式(2)可以简化为：

Fm≈Fn (3)

力传感器222、922可以补充视觉传感。力传感器222、922可以警告外科医生或者操作者诸如设备与人体或者动物体接触以及作出切口的关键实例。

图10A-J示出了根据多个实施方式的利用设备将植入件1006插入人体或动物体中的方法。在多个实施方式中，可以在耳膜(也称作为耳鼓膜)上作出切口。植入件1006可以至少部分地插入通过耳膜上的切口。植入件1006可以是索环。

此方法可以包括利用设备将植入件1006至少部分地插入通过人体或动物体上的切口。此方法可以包括操作此设备以使设备的可操作部分1002沿着第二轴移动。此方法还可以包括操作此设备以使设备的可操作部分1002沿着第一轴移动。可以顺序地或者同时地执行可操作部分1002沿着第一轴与第二轴的移动。

图10A是根据多个实施方式的具有诸如锁环的植入件1006的设备的可操作部分1002的侧视图1000a。可操作部分1002可以包括保持件1008。可操作部分1002还可以包括切割工具1010。可以将植入件植入在诸如耳鼓膜的身体部分1050上。可以通过切割工具1010接合或保持植入件1006。切割工具1010可以穿过植入件1006的孔以接合或保持植入件1006。可以通过诸如外科医生的人在产生身体部分1050的图像的纤维镜的帮助下选择切入与插入位置。然后可以手动地或者自动地调节可操作部分(沿着第二轴)，以使得切割工具的尖端指向期望的切入与插入位置。纤维镜可以协助调节。人们可以利用纤维镜来寻找期望的切入与插入点。可操作部分1002沿着第二轴的移动可以是基于联接到可操作部分1002的致动机构。可操作部分1002可以前进直到可操作部分1002在接触点处触碰到本体部分1050。可操作部分1002可以通过联接到可操作部分1002的致动机构沿着第一轴移动。致动机构可以包括致动器以使可操作部分1002沿着第一轴移动。致动机构还可以包括其它致动器以使可操作部分1002沿着第二轴移动。可以通过力传感器检测到通过可操作部分1002(即，切割工具1010的尖端)对身体部分1050的接触。图10B是示出根据多个实施方式的利用切割工具1010的本体部分1050(例如，鼓膜切开术)的切口的侧视图1000b。此方法可以包括操作此设备以使设备的可操作部分1002沿着第一轴移动并且使设备的可操作部分沿着与第一轴垂直的第二轴移动或振动以在人体或动物体上作出切入。可以通过切割工具1010作出切口。可以同时地，即在相同时刻执行沿着第一轴与沿着第二轴的移动。沿着第一轴移动可以包括在预定频率下的振动。切割工具1010的尖端从接触点的穿透位移可以小于2mm。穿透位移可以限定切割工具1010的尖端不会伤害到身体(诸如内耳)的内部。可以根据植入件的尺寸形成切口尺寸。可以调节具有改变尺寸的植入件或者标准索环的全部范围。

图10C是示出根据多个实施方式的用于植入件1010的插入的身体部分1050的持续切入的侧视图1000c。此方法可以包括操作此设备以使设备的可操作部分1002沿着第一轴移动直到力传感器检测到植入件与身体部分1050接触。图10D是示出根据多个实施方式的切割工具1010的收回的侧视图1000d。切割工具1010可以构造为在第一位置、第二位置或者第一位置与第二位置之间的中间位置之间移动。当切割工具处于第一位置时，切割工具1010可以容纳在细长保持件1008的腔体中。当切割工具1010位于第二位置中时，切割工具1010可以从细长保持件1008的腔体突出以便在人体或动物体上作出切口。切割工具1010可以部分地容纳在细长保持件1008的腔体中，使得通过切割工具保持或接合植入件1010，并且当切割工具1010处于中间位置时，切割工具1010未从植入件1010突出。此方法可以包括将切割工具1010从第二位置收回到中间位置。当切割工具处于中间位置时，切割工具1010可以部分地容纳在细长保持件1008中。当切割工具1010位于中间位置时，切割工具1010还可以保持植入件1006。切割工具1010可以利用切割器收回机构从第二位置移动到第一位置或者中间位置。当在随后的步骤中向前推动植入件(例如，索环)时，中间位置距第二位置的距离可以刚好足以防止损伤或者伤害到其它身体部分(例如，中耳)。

图10E是示出根据多个实施方式当可操作部分1002沿着第二轴移动时植入件1006的插入的侧视图1000e。图10F是示出根据多个实施方式当可操作部分1002沿着第一轴移动时植入件1006的持续插入的侧视图1000f。图10G是根据多个实施方式当可操作部分1002沿着第二轴在与图10E中的可操作部分1002移动方向相对的方向上移动时植入件1006的持续插入的侧视图1000g。植入件1006的一部分插入在切口中。可以首先将植入件的一部分(植入件1006的此长部分或者端部)插入到切口中。植入件可以沿着四分之一圆路径织入到身体部分1050(例如，耳鼓膜)中。图10H是示出根据多个实施方式的完全插入在切口中的植入件1006的侧视图1000h。可操作部分1002可以构造为在第一顺序中沿着第一轴并且然后沿着第二轴移动或者构造为在第二顺序中沿着第二轴并且然后沿着第一轴移动以便完全地插入植入件1006。换句话说，植入件的完全插入可能需要两个短的步骤。

此方法可以包括将切割工具1010从中间位置收回到第一位置。可以在将植入件1006插入通过切口时执行切割工具1010从中间位置到第一位置的移动。图10I是示出植入件1006的持续插入的侧视图1000g。此方法还可以包括操作此设备，使得在植入件1006完全地或者至少部分地插入通过切口时可操作部分1002与植入件1006脱离接合。可操作部分1002可以沿着第二轴移动，使得植入件1006与保持件1008的第一端部上的多个卡爪脱离接合。图10J是示出在植入件1006完全地或者至少部分地插入通过切口以后可操作部分1006的缩回的侧视图1000j。在植入件1006与保持件1008的第一端部上的多个卡爪脱离接合以后可操作部分1006可以沿着第一轴移动。此方法的一部分可以是自动的。例如，利用设备以在人体或动物体上作出切口可以是自动的。利用所述设备以将植入件1006至少部分地插入通过人体或动物体上的切口可以是自动的。此外，利用此设备使植入件1006与可操作部分1002脱离或从可操作部分1002取出和/或可操作部分1002的在脱离或取出出以后的缩回也可以是自动的。

可以通过致动器与其它致动器来控制可操作部分1002的移动。致动器可以控制可操作部分1002沿着第一轴的移动。其它致动器可以控制可操作部分1002沿着第二轴的移动。可以通过切割器收回机构控制切割工具1010沿着保持件1008的移动。换句话说，可以通过切割器收回机构控制切割工具1010在第一位置、第二位置与第一位置与第二位置之间的中间位置之间的移动。切割器收回机构可以包括伺服电机。

在多个实施方式中，此方法可以包括操作此设备以使设备的可操作部分1002沿着第一轴移动并且同时地使设备可操作部分1002的沿着与第一轴垂直的第二轴振动以在人体或动物体上作出切口。可操作部分1002沿着第二轴的振动可以在预定频率或者频率组下。设备的可操作部分1002沿着第二轴的振动可以是在约3Hz以上或者约5Hz以上或者约10Hz以上或者约20Hz以上或者约30Hz以上或者在约3Hz到约50Hz之间，例如在约5Hz到约40Hz之间，例如约20Hz到约30Hz之间，例如约30Hz的频率或频率组下。可操作部分1002沿着第二轴振动同时可操作部分1002沿着第一轴移动以作出切口可以在不损失准确性的情况下增加速度和/或减小诸如耳鼓膜的身体部分的变形以及减小对患者的创伤。

例如，由于耳膜是弹性的，因此不会仅使切割工具1010沿着第一轴移动0.2mm(其延伸超过膜的厚度)的小移动来穿透耳膜。然而，沿着第一轴的较大位移可以导致膜的大的变形，该变形将会造成患者的不舒适或者甚至撕裂此膜。在可操作部分1002沿着第一轴移动以穿过诸如耳鼓膜的身体部分的同时可操作部分1002沿着第二轴振动可以允许在不引起很多变形的情况下以较快的速度实现此切口。图11A示出了根据多个实施方式的当可操作部分1002沿着第二轴以不同频率振动时作出切口所耗费的时间的表1100a。图11A中示出的结果显示，振动的频率越高，用于作出切口的时间越短。图11B示出了根据多个实施方式当作出切口时时可操作部分1002沿着作为时间的函数的第一轴的位移的图表1100b。图11C示出了根据多个实施方式当作出切口时可操作部分1002沿着作为时间函数的第一轴的位移的图表1100c。图11D示出了根据多个实施方式的当作出切口时可操作部分1002沿着作为可操作部分1002沿着第一轴的位移的函数的第二轴的位移的图表1100d。线1102指示沿着作为沿着第一轴的位移的函数的沿着第二轴的实际位移，同时线1104指示可操作部分1002的沿着作为可操作部分1002沿着第一轴的位移函数的第二轴的平均位移。在多个实施方式中，致动机构可以构造为根据在图11B中看到的锯齿轮廓沿着第一轴移动可操作部分。在多个实施方式中，致动机构可以构造为根据在图11B中看到的振动轮廓使可操作部分沿着第二轴移动。

在多个实施方式中，此方法可以包括利用设备使植入件1006至少部分地插入通过人体或动物体上的切口。此方法可以包括操作可操作部分1006以将植入件1006至少部分地插入通过人体或动物体上的切口。图12A示出了根据多个实施方式当插入植入件1006时可操作部分1002的沿着作为时间函数的第一轴的位移的图表1200a。图12B示出了根据多个实施方式当插入植入件1006时可操作部分1002的沿着作为时间函数的第二轴的位移的图表1200b。图12C示出了根据多个实施方式当插入植入件1006时可操作部分1002的沿着作为可操作部分1002沿着第一轴的位移函数的第二轴的位移的图表1200c。在多个实施方式中，此致动机构可以遵循运动顺序或运动轮廓命令以便切入和/或植入件插入。运动顺序或者运动轮廓指令可以是预先确定或者预编程的。运动顺序或者运动轮廓指令可以存储在联接到致动机构的处理器或者存储器中。

在图10A-J中示出的过程中，通过力传感器检测的力Fm可以变化。在多个实施方式中，此方法包括将力传感器联接在固定部分与可移动部分之间。由于可移动部分与可操作部分可以认为是一个刚性本体，因此此方法可以包括通过检测或测量在可移动部分上的力来检测或测量施加在可操作部分上的力。图13A是示出根据多个实施方式的作为时间函数的传感器输出的图表1300a。传感器输出(以伏特)与通过力传感器检测到的力Fm成比例。图13B是示出根据多个实施方式的作为时间函数的过滤输出的图表1300b。图13A和图13B示出力Fm可以基于下述情形而改变：切割工具是否仅接触本体部分，即膜(在1302中)，膜是否被穿透(在1304中)，植入件1006(即索环)是否接触身体部分(在1306中)，植入件是否插入通过切口(1308中)或者可操作部分(即，全部工具组)是否被缩回(在1310中)。在切割工具收回以前发生1302和1304，同时在切割工具收回以后发生1306、1308和1310。当切割工具未收回时，力传感器可以测量在切割工具的尖端上的力。当切割工具收回时，力传感器可以测量在保持件的第一端或者在植入件上的力。多个实施方式允许仅利用一个传感器测量或检测以确定切割工具是否接触膜、该膜是否被穿透以及索环是否插入在膜上。此方法还可以包括确定根据力传感器的输出执行此设备的步骤。此设备能够跟踪该程序的当前状态，使处理时间最小化和/或提高成功率。

此方法还可以包括将纤维镜或内窥镜至少部分地布置在切割工具1010的中空通道内。此方法可以包括在通过纤维镜或内窥镜获得的图像上标记出目标切口位置，使得目标切口位置可以与引导箭头对准。引导箭头在切割工具1010的尖端上。尽管外科医生或者操作者能够视觉地确定目标位置，但是使目标切口位置与引导箭头对准可以减轻任务并且使外科医生或者操作者能够更有效地完成该程序。

此方法还可以包括将利用纤维镜或内窥镜拍摄的图像与参考图像进行比较。可以利用图像比较软件或算法执行利用纤维镜或内窥镜拍摄的图像与参考图像进行比较。此方法还可以包括在操作设备的可操作部分1002以前利用诸如耳镜的检查设备来检查例如耳鼓膜的身体部分。外科医生以及人们出于诊断目的检查身体部分并且可以决定利用此设备的植入件插入是否是允许的。可以拍摄用于植入件的身体部分的图像。图14A示出了利用耳镜拍摄的耳膜的图像1400a。图14B示出了图14A中示出的参考图像1400a的标记图像1400b。可以利用图像处理软件或算法标记图像1400a。可以标记指示相关区域的框1402。可以通过识别参考位置1404(指示为A)标记框1402，并且通过将位置1404(A)用作相关区域的顶部上角限定框1402。可以通过作为底部右角的目标切入点(指示为X)限定框1402。标记图像1404可以旋转并且缩放以便与通过纤维镜或内窥镜获得的图像进行比较和匹配。图14C示出了图14A中示出的标记图像1400b的缩放与旋转图像1400c。图像比较软件或算法可以构造为使得尽管从纤维镜或内窥镜获得的图像与参考图像的尺寸与旋转定向不同，仍可以智能地进行比较与匹配任务。参考图像可以是缩放与旋转图像1400c或者标记图像1400b。

在此程序期间，来自纤维镜或内窥镜的图像可以与参考图像进行比较与匹配。可以利用图像处理软件或算法进行比较与匹配。图像比较软件或算法可以是用于标记图像的图像处理软件或算法的一部分，或者图像比较软件或算法可以是单独软件。

此方法还可以包括将利用纤维镜或内窥镜拍摄的图像与参考图像进行比较以使切割工具的尖端与目标切入位置1406对准。图14D示出了在参考图像上叠加以标记的从纤维镜或内窥镜(也称作为纤维镜视野1408)获得的图像。可以在参考图像上标记目标切入位置1406。此方法可以包括将标记叠加在参考图像上，包括从纤维镜或内窥镜(也称作为纤维镜视野1408)获得的图像上的目标切入位置1406。此方法可以包括计算从目标切入位置1406到纤维镜视野1410的中心的第一距离1412。可以以像素测量第一距离1412并且将第一距离1412转换成现实世界坐标(real world coordinates)。图14E是从图7A中示出的切割工具的前面拍摄的纤维镜或内窥镜的横截面示意图1400e。图7A中的箭头750指示与示意图1400e相应的视图。图14E示出了布置在切割工具1418的中空通道中的纤维镜1408的横截面。从切割工具1420到纤维镜视野1414的中心的距离可以是已知的。此方法可以包括根据第一距离1412与从切割工具1420的尖端到纤维镜视野1414的中心的距离计算第二距离1416。第二距离1416可以是从切割工具的尖端到目标切入位置1406的距离。此方法可以包括将切割工具1420的尖端与目标切入位置1406对准。此对准可以以计算的第二距离1416为基础。可以通过外科医生或者操作者手动地或者自动地实现运动控制系统(包括致动机构)的对准。

图15是示出了根据多个实施方式的设备的子系统的示意图1500。此设备可以包括传感与引导子系统1502。传感与引导子系统1502可以包括纤维镜摄像系统1504。纤维镜摄像系统1504可以包括纤维镜或内窥镜。传感与引导子系统1502可以包括力传感系统1504。力传感系统1504可以包括力传感器。传感与引导子系统的输出可以通过处理器或计算机1508进行处理。处理器或计算机1508可以控制运动控制系统1508。运动控制系统1508可以包括致动机构。致动机构可以包括切割器收回机构。运动控制系统1508还可以包括联接到致动机构的运动控制器。运动控制系统1508控制操纵系统1510。操纵系统1510包括保持件与切割工具。

图16是示出利用此设备将植入件插入人体或动物体中的方法的示意图1600。此方法可以包括(在1602中)操作此设备以使设备的可操作部分沿着第一轴移动并且使设备的可操作部分沿着与第一轴垂直的第二轴移动或振动以在人体或动物体上作出切口。此方法还可以包括(在1604中)利用设备将植入件至少部分地插入通过人体或动物体上的切口。

换句话说，此方法可以包括使设备的可操作部分沿着第一轴并且沿着第二轴移动，以首先地在人体或动物体上作出切口并且其次将植入件至少部分地插入通过切口。

在多个实施方式中，可以提供一种在将植入件插入到人体或动物体中的方法中使用的设备。此方法可以包括操作此设备以使设备的可操作部分沿着第一轴移动并且使设备的可操作部分沿着与第一轴垂直的第二轴移动或振动以在人体或动物体上作出切口。此方法还可以包括利用设备将植入件至少部分地插入通过人体或动物体上的切口。

此方法可以包括操作此设备以使设备的可操作部分沿着第一轴移动并且使设备的可操作部分沿着第二轴移动或振动以将植入件至少部分地插入通过人体或动物体上的切口。

可操作部分可以包括具有从保持件的第一端延伸到保持件的第二端的长度的细长保持件。细长保持件可以构造为将植入件保持在保持件的第一端。可操作部分还可以包括切割工具。切割工具可以构造为在人体或动物体上作出切口。此方法可以包括使用在保持件的第一端处的多个卡爪以保持或固定植入件。此方法还可以包括利用切割工具来保持或固定植入件。切割工具可以包括两阶切割边缘。

保持件可以包括从保持件的第一端延伸到保持件的第二端的腔体，细长保持件的腔体构造为容纳切割工具。此设备可以包括构造为使切割工具在第一位置与第二位置之间移动的切割器收回机构。当切割工具处于第一位置时，切割工具可以容纳在细长保持件的腔体中。当切割工具位于第二位置中时，切割工具可以从细长保持件的腔体突出以便在人体或动物体上作出切口。

另外地或另选地，切割工具可以构造为使切割工具在第一位置、第二位置与第一位置和第二位置之间的中间位置之间移动。

此方法可以包括使切割工具在第一位置与第二位置之间移动。此方法可以包括使切割工具在第一位置、第二位置与第一位置和第二位置之间的中间位置之间移动。可以通过切割器收回机构致动切割工具的移动。

切割器收回机构可以包括伺服电机。切割器收回机构还可以包括具有第一端与第二端的曲柄。第一端可以联接到伺服电机。第二端可以联接到切割工具。曲柄可以构造为将伺服电机的旋转运动转换成切割工具在第一位置与第二位置之间的线性运动。此方法可以包括通过将伺服电机的旋转运动转换为切割工具在第一位置与第二位置之间(或者第一位置、第二位置与中间位置之间)的线性运动而使切割工具在第一位置与第二位置之间移动(或者使切割工具在第一位置、第二位置以及第一位置与第二位置之间的中间位置之间移动)。

切割工具可以包括中空通道。

可操作部分还可以包括至少部分地布置在切割工具的中空通道内的纤维镜或内窥镜。还可以设想的是替代纤维镜或内窥镜，可操作部分可以包括用于捕获图像的任何其它光学元件或光学机构。此方法可以包括利用纤维镜或内窥镜或光学元件/机构捕获人体或动物体的图像。此方法还可以包括识别或确定目标切入位置以便从图像作出切口。此方法还可以包括手动地或者自动地使切割工具的尖端与目标切口位置对准。

致动机构可以包括使可操作部分沿着第一轴移动的致动器。致动机构还可以包括用于使可操作部分沿着第二轴移动的其它致动器。

可以同时地或者顺序地执行使可操作部分沿着第一轴移动以及使可操作部分沿着第二轴移动(或者振动)。

在多个实施方式中，此设备可以包括可移动部分与固定部分。可操作部分可以安装在可移动部分上。此设备可以包括联接在固定部分与可移动部分之间的力传感器，该力传感器构造为检测施加到可移动部分的力。此方法可以包括通过检测或测量在可移动部分上的力来检测或测量施加在可操作部分上的力。可移动部分与可操作部分可以认为是一个刚性本体。

在多个实施实施方式中，此设备可以包括植入件。植入件可以是索环。在多个实施方式中，此方法可以是部分或者完全自动的。可以通过计算机算法或软件控制设备的可操作部分沿着第一轴的移动与设备的可操作部分沿着第二轴的移动以在人体或动物体上作出切口。利用设备以将植入件至少部分地插入通过人体或动物体上的切口可以是通过计算机算法或软件控制的。

多个实施方式可以允许在不需要全身麻醉的情况下有效的手术。在外科手术过程中患者可以是醒着的。此设备动作快速、精确并且产生智能化控制运动顺序，这使在患者上的创伤最小化。多个实施方式可以提高此程序的成功。

多个实施方式可以减少对外科医生或操作者的技能的依赖性。人的努力可以主要地减小到相对于诸如耳鼓膜的身体部分引导与定位设备的初始部分。可以通过设备自动地完成切入与植入件插入。

多个实施方式可以导致降低的成本与延迟。由于对有经验的外科医生和/或具有支持的外科手术室的需要的降低，可以有效地管控此程序以降低成本与延迟。

尽管已经参照特定实施方式特别地示出并且描述了本发明，但是本领域中的技术人员将会理解的是在不偏离如通过所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可以在其中对形式与细节做出多种改变。由此通过所附权利要求指示本发明的范围并且由此旨在包括此权利要求的含义与等效范围内的全部改变。

Claims (14)

1.一种用于将植入件插在人体或动物体上的设备，所述设备包括：

可操作部分，其构造为在人体或动物体上作出切口并且构造为保持用于插入在人体或动物体上的所述植入件；以及

致动机构，其联接到所述可操作部分，所述致动机构构造为使可操作部分沿着第一轴移动并且构造为使所述可操作部分沿着基本上与所述第一轴垂直的第二轴移动；

其中，所述致动机构包括构造为使所述可操作部分沿着所述第一轴移动的电机驱动器以及构造为在作出切口和插入植入件的至少一个的过程中使所述可操作部分沿着基本上与所述第一轴垂直的所述第二轴移动或振动的其它电机驱动器。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述可操作部分包括：细长保持件，其具有从所述保持件的第一端部延伸到所述保持件的第二端部的长度，所述细长保持件构造为将所述植入件保持在所述保持件的所述第一端处。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述细长保持件还包括用于将所述植入件保持在所述保持件的所述第一端的多个卡爪。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述可操作部分还包括切割工具，所述切割工具构造为在人体或动物体上作出所述切口。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述切割工具包括两阶切割边缘。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述细长保持件包括从所述保持件的所述第一端延伸到所述保持件的所述第二端的腔体，所述细长保持件的所述腔体构造为容纳所述切割工具。

7.根据权利要求6所述的设备，所述致动机构还包括：

切割器收回机构，其构造为使切割工具在第一位置与第二位置之间移动；

其中，当所述切割工具位于所述第一位置中时，所述切割工具容纳在所述细长保持件的所述腔体中；以及

其中，当切割工具位于所述第二位置中时，所述切割工具从所述细长保持件的所述腔体突出以便在人体或动物体上作出切口。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述切割器收回机构包括：

伺服电机；

曲柄，其具有第一端与第二端，所述第一端联接到所述伺服电机，所述第二端联接到所述切割工具；

其中所述曲柄构造为将所述伺服电机的旋转运动转换成所述切割工具在所述第一位置与所述第二位置之间的线性运动。

9.根据权利要求4所述的设备，

其中所述切割工具包括中空通道；以及

其中所述可操作部分还包括至少部分地布置在所述切割工具的所述中空通道内的纤维镜。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括可移动部分与固定部分；并且其中，所述可操作部分安装在所述可移动部分上。

11.根据权利要求10所述的设备，所述设备还包括：

力传感器，其联接在所述固定部分与所述可移动部分之间，所述力传感器构造为检测施加到所述可移动部分上的力。

12.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括所述植入件。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述植入件是索环。

14.一种用于在将植入件插入到人体或动物体中的方法中使用的设备，所述方法包括：

操作所述设备以使所述设备的可操作部分沿着第一轴移动并且使所述设备的所述可操作部分沿着与所述第一轴垂直的第二轴移动或振动，以在人体或动物体上作出切口并且使所述植入件至少部分地插入通过人体或动物体上的所述切口；

其中通过电机驱动器来执行所述可操作部分沿着所述第一轴的移动；

其中通过其它电机驱动器来执行所述可操作部分沿着基本上垂直于所述第一轴的所述第二轴的移动或振动。