CN106963492A - 磁锚定机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明的示例实施方案一般地涉及一种外科系统，所述外科系统包括可配置来被插入到身体的腔体中并且被定位在该腔体内的内部锚定器组件。所述外科系统进一步包括可配置来磁耦合到内部锚定器组件的外部锚定器组件。外部锚定器组件可以包括磁组件。磁组件可以包括可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体。磁组件可以进一步包括用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体。外部锚定器组件可以进一步包括可配置来经由导电壳体控制所述一个或者更多个超导磁体的温度的温度控制部分。外部锚定器组件可以进一步包括可配置来接纳磁组件和温度控制部分的外部锚定器本体。外部锚定器本体可以固定地定位在身体外。

Description

磁锚定机器人系统

相关申请的交叉引用：本申请是2013年4月26日递交的序号为No.13/871,915的美国申请的部分继续申请案，该美国申请要求2012年4月26日递交的美国临时申请No.61/638,828和2012年10月25日递交的美国临时申请No.61/718,252的优先权，所有这些申请的内容都特此明确地通过引用被整体并入，包括其中所包含的任何参考文献的内容和教导。

另外，本申请涉及2013年3月15日递交的序号为13/835,653的美国申请、2013年3月15日递交的序号为13/835,680的美国申请(现在美国专利No.8,891,924)、以及2013年4月26日递交的序号为13/871,926、标题为“磁锚定机器人系统(Magnetic-AnchoredRobotic System)”的美国申请(现在美国专利No.9,020,640)，所有这些申请的内容全都特此明确地通过引用被整体并入，包括其中所包含的任何参考文献的内容。

背景技术

外科医生传统上依赖于来自手术室光照的外部照明和足够的暴露来获得良好的手术视野。这通常需要大的切口来提供用于进行手术的进入通路。现代内窥镜中的光纤的引入使得外科医生可以在体腔内部的良好照明下清楚地查看，而不必切开大切口。微创手术(MIS)现在已取代了大多数常规的开放性外科手术。计算机辅助技术或者机器人技术进一步推动了MIS的发展，因为机器人机器的计算机传感器能够可靠地且灵敏地将外科医生的手指和手腕的运动转变为体腔内部的从动腹腔镜器械的运动。这些发展允许在小的密闭空间中对用于精细重建性手术的手术器械进行良好的灵巧性和精度控制。

然而，MIS方法需要多个切口来插入摄像机和各种腹腔镜器械。过去几年里，单孔腹腔镜(LESS)手术技术已变为可以使用，但是这些极大地受到摄像机与工作器械之间缺乏适当的三角剖分的影响，摄像机与工作器械之间的适当的三角剖分对于良好的手术人体工学(因此，手术的简易性和成功)是重要的。

经自然腔道内镜手术(NOTES)是开腹手术的替代方案，NOTES使用内窥镜技术，以完全避免对外部腹壁切口的需要。理论上，NOTES通过使进入创伤和与外部切口相关联的各种并发症(包括伤口感染、疼痛、疝形成、难看的腹部疤痕和粘连)最小来提供益处。

然而，NOTES方法受到显著缺点的影响，包括手术器械的适当的三角剖分的不足(因此，工作中人体工学不佳)、不能施加离轴力以及难以将多个器械传递到腹腔中以进行适当的手术操纵。

发明内容

在实施方案中，机器人致动器包括内部锚定器和器械。内部锚定器适用于经由入口端口被插入到身体中，定位在身体内，并且与定位在身体外的外部锚定器磁耦合。器械适用于经由入口端口被插入到身体中，并且被固定到内部锚定器。所述器械包括端部执行器以及多个致动器，所述端部执行器具有通过多个轴的多个运动度，所述多个致动器提供所述多个运动度。

在另一示例性实施方案中，描述了外科系统。所述外科系统包括内部锚定器组件。内部锚定器组件可以可配置来被插入到身体的腔体中并且被定位在该腔体内。所述外科系统进一步包括外部锚定器组件。外部锚定器组件可以可配置来磁耦合到内部锚定器组件。外部锚定器组件可以包括磁组件。磁组件可以包括可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体。磁组件可以进一步包括用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体。外部锚定器组件可以进一步包括温度控制部分。温度控制部分可以可配置来经由导电壳体控制所述一个或者更多个超导磁体的温度。外部锚定器组件可以进一步包括可配置来接纳磁组件和温度控制部分的外部锚定器本体。外部锚定器本体可以固定地定位在身体外。

在另一示例性实施方案中，描述了外部锚定器组件。所述外部锚定器组件用于与外科系统一起使用。所述外科系统包括可配置来被插入到身体的腔体中并且被定位在该腔体内的内部锚定器组件。所述外部锚定器组件包括磁组件。磁组件包括可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体。磁组件进一步包括用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体。所述外部锚定器组件进一步包括温度控制部分。温度控制部分可以可配置来经由导电壳体控制所述一个或者更多个超导磁体的温度。所述外部锚定器组件进一步包括外部锚定器本体。外部锚定器本体可以可配置来接纳磁组件和温度控制部分。外部锚定器本体可以固定地定位在身体外。磁组件可以可配置来经由磁场磁耦合到内部锚定器组件。

在另一示例性实施方案中，描述了配置外科系统的方法。所述方法包括提供内部锚定器组件。内部锚定器组件可以可配置来被插入到身体的腔体中并且被定位在该腔体内。所述方法进一步包括提供外部锚定器组件。外部锚定器组件可以包括磁组件、温度控制部分和外部锚定器本体。磁组件可以包括可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体。磁组件可以进一步包括用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体。温度控制部分可以包括热棒和制冷器。热棒可以与导电壳体和制冷器接触。外部锚定器本体可以可配置来接纳磁组件和温度控制部分。所述方法可以进一步包括准备所述一个或者更多个超导磁体。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以包括提供充电场。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括将制冷器配置为第一温度。周围温度可以可操作来使所述一个或者更多个超导磁体的温度小于或等于第二温度。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括将磁组件带至充电场。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括使通过充电场产生的磁场以第一速率斜升。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括将制冷器配置为小于第一温度的第三温度。第三温度可以可操作来使所述一个或者更多个超导磁体的温度小于或等于小于第二温度的第四温度。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括使通过充电场产生的所述磁场以第二速率斜降。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括当通过充电场产生的磁场达到最终的磁场值时从充电场移除磁组件。

附图说明

图1是示例性手术机器人系统的一般性示意图。

图1A和图1B是示例性人机界面的前视图。

图2A和图2B是示例性入口端口的立体视图。

图3是示例性外科医生控制台的立体视图。

图4A是示例性外科医生控制台的侧视图。

图4B是示例性外科医生操纵器的侧视图。

图4C是示例性微型机器人操纵器的侧视图。

图4D是示例性外科医生操纵器的立体视图。

图4E是图4D的示例性外科医生操纵器在延伸位置的立体视图。

图4F是图4D的示例性外科医生操纵器的分解视图。

图4G是示例性外科医生控制台的侧视图。

图5是示例性病人检查台(patient table)的侧视图。

图6A和图6B是示出示例性微型机器人操纵器的7轴运动的侧视图。

图7A和图7B是示出示例性微型机器人操纵器的7轴运动的侧视图。

图8A是微型机器人操纵器的示例性可折叠围板的端视图，图8B是该示例性可折叠围板的侧视图。

图9是示出示例性2D微型机器人摄像机的2轴运动的侧视图。

图10是示出示例性2D微型机器人摄像机的2轴运动的侧视图。

图11A是微型机器人2D摄像机的示例性可折叠围板的端视图，图11B是该示例性可折叠围板的侧视图。

图12是示出示例性3D微型机器人摄像机的2轴运动的侧视图。

图13是示出示例性3D微型机器人摄像机的2轴运动的侧视图。

图14A是微型机器人3D摄像机的示例性可折叠围板的端视图，图14B是该示例性可折叠围板的侧视图。

图15是示例性3D微型机器人摄像机的立体视图。

图16A是处于折叠结构的示例性微型机器人致动器的端视图。

图16B是处于折叠结构的示例性微型机器人致动器的侧视图。

图16C是处于展开结构的示例性微型机器人致动器的端视图。

图16D是处于展开结构的示例性微型机器人致动器的侧视图。

图17是处于折叠态的示例性微型机器人致动器的立体视图。

图18是在壳体被移除的情况下处于折叠态的示例性微型机器人致动器的立体视图。

图19是示例性微型机器人致动器的分解视图。

图20是示例性端部执行器的分解视图。

图21是处于展开态的示例性微型机器人致动器的立体视图。

图22是在壳体被移除的情况下处于展开态的示例性微型机器人致动器的立体视图。

图23是示例性微型机器人操纵器在体内环境下的侧视图。

图24A和图24B是示例性微型机器人操纵器在体内环境下的侧视图。

图25是包括细金属丝的示例性手术机器人系统的示意图。

图26A和图26B是示例性人机界面的前视图。

图27是示出插入示例性细金属丝的侧视图。

图28是示出将示例性细金属丝锁固到小型机器人的侧视图。

图29是示出细金属丝的拉紧力的示例的侧视图。

图30是示出在有细金属丝的情况下微型机器人操纵器向左边的示例性X-Y运动的侧视图。

图31是示出在有细金属丝的情况下微型机器人操纵器向右边的示例性X-Y运动的侧视图。

图32是示出在没有细金属丝的情况下微型机器人操纵器向左边的示例性X-Y运动的侧视图。

图33是示出在没有细金属丝的情况下微型机器人操纵器向右边的示例性X-Y运动的侧视图。

图34是示例性腹内机械框架的侧视图。

图35A是示例性外部锚定器组件的截面图。

图35B是示例性外部锚定器组件的立体视图。

图35C是示例性外部锚定器组件的另一立体视图。

图35D是具有示例性外部锚定器组件的示例性系统的侧视图，该外部锚定器组件通过示例性支撑结构固定地定位在身体外，并且磁耦合到示例性内部锚定器组件。

图36A是具有一个或者更多个超导磁体的示例性磁组件的立体视图。

图36B是具有一个或者更多个超导磁体的示例性磁组件的截面图。

图36C是具有三个叠层的一个或者更多个超导磁体的示例性磁组件的截面图。

图37A是示例性制冷器的立体视图。

图37B是示例性制冷器的侧视图。

图37C是用于接纳示例性制冷器的示例性外部锚定器本体的一部分的立体视图。

图38A是示例性外部锚定器本体的一部分的侧视图。

图38B是示例性外部锚定器本体的一部分的立体视图。

图38C是示例性外部锚定器本体的一部分的另一个立体视图。

图39是示例性支撑夹具的示例性图示。

图40A和40B是示例性支撑结构的立体视图。

图41是示例性支撑结构的示例性可控转动组件的侧视图。

图42是配置外科系统的方法的示例图示。

图43是准备一个或者更多个超导磁体的方法的示例图示。

具体实施方式

磁锚定机器人系统(MRS)允许使用多个独立的体内小型机器人进行计算机辅助的微创手术，所述小型机器人可以具有在不同轴上运动的全部七个自由度(注意的是，除了以下讨论的小型机器人的运动自由度之外，还有两个自由度可以通过沿着腹壁平移小型机器人而为可获得的)。腹内手术可以在外科医生通过外部计算机控制台的远程控制下、在体内转动摄像机的监控下进行。小型机器人器械、摄像机和其他装置中的每个可以经由单个切口(例如，通过脐)或者通过自然腔道被插入到腹腔中，并且可以被腹壁外的、选定地点处的外部电磁锚定和定位装置固定到位，以提供手术人体工学以及摄像机与器械之间的三角剖分。根据病人的情况和病情，腹腔内的这样的小型机器人系统的控制可以例如经由有线通信或者有线通信和无线通信的混合组合。在一些布置中，电力将通过一对导体传送到小型机器人器械(执行器)，而电力的控制信号可以通过有线或者无线地传送。

摄像机以及所有腹腔镜器械可以通过单个切口或者通过自然腔道被插入到腹腔中。腹腔镜器械然后可以通过置于腹壁外的外部电磁体被锚定和定位。MRS因此可以允许MIS在具有以下二者益处的情况下进行：计算机辅助手术或者机器人手术以及仅使用单个切口或者通过自然腔道。示例性MRS可以包括：

(i)一个或者更多个外部安装的电磁锚定和定位装置；

(ii)多个内部电磁锚定装置，每个内部电磁锚定装置与能够具有例如经由多个轴运动的七个自由度的独立的小型机器人手术器械配合；以及

(iii)提供手术控制和操纵的外科医生的计算机控制台。

因而，可以实现示例性优点，包括最小化进入创伤、提供器械在腔体内的无约束的或者约束较少的、更灵巧的运动以及使得能够为了最佳的或者改进的手术人体工学而对器械进行适当的或者改进的三角剖分。

参照图1，所述系统可以包括置于外腹壁上的、与身体内的远程控制的机器人操纵器(一个或者更多个)2相关联的一个或者更多个磁或者电磁定位装置(一个或者更多个)1(以下，统称为电磁定位装置1，除非另有明确排除，否则电磁定位装置1包括这样的实施例，其中包括永磁体/非电磁体)。电磁定位装置1可以包括伺服机构，该伺服机构被远程控制以控制内部电磁锚定装置的位置。因此可以通过外部提供的磁场与内部电磁锚定装置一起来移动和定位人体内的机器人操纵器，所述磁场与包括在电磁定位装置1中的一个或者更多个永磁体或者电磁体相互作用。如图24所示，这样的外部提供的磁场可以被X-Y伺服机构移动到指定位置，从而将机器人臂24重新定位到该指定位置，然后再次重新固定。作为另一个实施例，图23所示的电磁定位装置23可以是腹壁外的线性感应定子的形式，以使得当合适频率的交变电流施加于腹壁外的定子时，内侧翼部24将悬浮并且向前移动。当以脉冲形式施加这样的交变电流时，内侧翼部24将以小步长向前移动。这样的控制也可以由控制计算机提供。

出于图示说明的目的，每个定位装置与一个机器人操纵器一起被示出；然而，对于一个定位装置，可以存在多个机器人操纵器，或者对于一个机器人操纵器，可以存在多个定位装置。例如，每个装置可以检测人体内的对应的多轴微型机器人操纵器2的端部执行器的当前位置。身体内的多轴微型机器人操纵器2可以检测端部执行器的当前位置。微型机器人操纵器2可以包括各种端部执行器，比如，分别用于执行给定处理和使体内环境可视化的抓取装置16(例如，如图6所示的)以及成像装置3。

操纵器2可以被折叠并且通过入口端口7被插入到体腔中，入口端口7为中空圆柱体的形式，被安装在病人的微创开口等上。它可以与穿过入口端口7的柔性电缆4连接，并且经由电线5或者无线地连接到中央控制计算机8。入口端口7的直径在一些实施例中在1.5-2cm的范围内，但是可以变化。1.5-2cm的范围是有利的，因为它大到足以使设备(操纵器等)穿过并且小到足以被大多数自然腔道容纳。

参照图2A和图2B，入口端口207'和207”可以被成形为以允许多个操纵器2通过同一个入口端口207插入的方式容纳柔性电缆204'和204”。入口端口207'和207”(包括207”)的内壁包括具有与导线204'和204”互补的形状的一个或更多个凹陷。

在图2A所示的实施例中，入口端口207'的内壁中的凹陷208'是槽形，并且包括容纳扁平电缆204'的平坦的表面。在一些实施例中，内壁的截面可以为多面体的形状，该多面体具有与相邻凹陷208'直接相接的凹陷208'。在其他实施例中，凹陷208'可以围绕入口端口207'的内表面周向分布。凹陷208'可以围绕入口端口207'的内表面相等地或者不等地分布。

在图2B所示的实施例中，入口端口207”的内壁中的凹陷208”被倒圆以容纳圆形电缆204”。在一些实施例中，凹陷208”与相邻凹陷208”直接相接。在其他实施例中，凹陷208”可以围绕入口端口207”的内表面周向分布。凹陷208”可以围绕入口端口207”的内表面相等地或者不等地分布。

将意识到，上述形状本质上是示例性的，并且可以根据具体实现方式从各种各样的其他形状进行选择。提供凹陷208考虑通过下述方式来对许多操纵器2使用同一入口端口，即，在电缆204的入口端口207的开口留出空隙以使得另一个操纵器2可通过。以这样的方式，与入口端口、套管针等的插入相关联的创伤可以通过对几个或者全部操纵器2重复利用同一个入口端口来最小化。

根据应用，远程控制的微型机器人操纵器2与中央控制计算机8之间的信号传输可以通过有线连接(例如，通过导电电缆或者光学电缆经由入口端口7)或者无线连接(例如，经由与包括在定位装置中(如所示的装置1a中)的拾波线圈的感应耦合)来执行。用于操纵器2的电力还可以无线地通过腹壁、经由定位装置1来供给。还可以使用比如有线电源和无线控制信号的混合。

此外，在电磁定位装置1可由中央控制计算机8控制的情况下，可以提供从中央控制计算机8到电磁定位装置1的有线或无线连接。可替换地，或者另外，电磁定位装置1可以与微型机器人操纵器2进行无线通信，以提供电磁定位装置1与中央控制计算机8之间的通信，微型机器人操纵器2通过有线连接(例如，经由入口端口7)与中央控制计算机8连接。中央控制计算机8可以控制电磁定位装置1的定位伺服机构以及启动/停用定位控制。定位控制可以是例如启动电磁定位装置1中的电磁体。定位控制不必是离散的开/关控制，而可以是可变的。

中央控制计算机8可以通过触发器单元10b、11b的对应运动来彼此独立地调整操纵器2的位置和动作，触发器单元10b、11b由操作者通过人机界面9进行控制，人机界面9经由电缆6与控制器连接。界面9可以包括显示屏幕10a、11a和一对触发器单元10b、11b，它可以是不同的类型，比如，图1A所示的远程操作类型10和图1B所示的多轴端部执行器模拟器类型11。在多轴端部执行器模拟器类型11中，触发器单元11b具有多轴机器人关节(joint)，该多轴机器人关节可以提供操纵器2的具有几个自由度的端部执行器的精细位置控制。运动控制还可以包括力反馈。

此外，插入的小型机器人的数量不限于一个操作者通过人机界面9可以控制的数量。如果手术需要的话，第二人机界面可以被提供给辅助操作者来同样控制小型机器人。

参照图3，主外科医生100控制一对控件102，而在同一外科医生控制台106或者另一个外科医生控制台上工作的辅助员104则控制附加的控件108。主外科医生100和/或辅助员104还可以控制各种摄像机。主外科医生100和辅助员104可以查看同一显示器110，或者他们可以查看分开的例如示出病人的不同视图的显示器。显示器110可以是2D显示器、3D显示器、肉眼3D显示器或者其他类型的合适显示器。辅助员104可以同时操作和辅助手术。两个或者更多个操作者可以有利地同时对同一病人进行操作，同时彼此保持对话。将意识到，尽管描述了主外科医生和辅助外科医生，但是控制台106一般地可以被任何一个或者两个(或者更多个)操作者操作。

参照图3和图4A，外科医生控制台106可以从人体工学意义上被布置为包括脚踏板114、臂架116和座位118中的一个或者更多个。脚踏板114可以包括用于切换控件102(和/或控件108)来控制摄像机而不是操纵器/机器人的开关，反之亦然。脚踏板114还可以包括用于控制摄像机(一个或多个)的手动聚焦的控件。脚踏板114、臂架116、控件102、控件108和/或它们的任何组合可以包括用于检测操作者的存在以便启用/禁用机器人系统的传感器/致动器。

外科医生控制台106还可以被布置为避免光反射。例如，显示器110可以被安放为使得至少一部分在外科医生所位于的桌120的高度以下。显示器110还可以成这样的角度，使得反射不被传递到桌120处的观察者或者到达桌120处的观察者的反射被减少。还可以提供遮光器122来减小可能引起反射的周围照明。

触觉反馈可以被提供给主外科医生100和/或辅助员104。阻力可以被体内的机器人操纵器2测量，例如，经由搭载的(onboard)传感器(比如，测压单元)。阻力还可以从操纵器2使用的能源(例如，电压、电流或者功率)的量来估计。基于阻力的力反馈可以分别经由操纵器102和108被提供给主外科医生100和/或辅助员104。

例如，参照图4B和图4D-4F，外科医生的操纵器102可以包括电机/编码器402、404、406、408、410、412以及414。电机/编码器402可以检测倾斜(pitch)并且提供倾斜的触觉反馈。例如，电机/编码器402可以耦合到关节元件403，在这二者间具有套管/衬垫405。因此，电机/编码器可以检测相对于关节元件403的旋转并且提供触觉反馈到该运动轴。电机/编码器404可以检测摇摆(sway)并且提供摇摆的触觉反馈。电机/编码器406可以检测腕部偏摇(wrist yaw)并且提供腕部偏摇的触觉反馈。电机/编码器408可以检测延伸/回缩并且提供延伸/回缩的触觉反馈。例如，电机/编码器408可以耦合到直线导轨409。当直线导轨由外科医生/操作者延伸/回缩时，电机/编码器408旋转。因此，电机/编码器408可以检测延伸/回缩并且提供触觉反馈到该运动轴。电机/编码器410和412可以检测抓取并且提供抓取的触觉反馈。电机/编码器414可以检测腕部倾斜(wrist pitch)并且提供腕部倾斜的触觉反馈。电机/编码器404、406、410、412以与上面结合电机/编码器402所描述的类似的方式来布置。

操纵器端部420、422对应于机器人致动器的操纵器端部。操纵器端部420、422包括接触部分424、426(例如，圆柱)来提供相对的表面，通过该相对的表面便利由外科医生在各方向上实现的操纵器端部的运动。操纵器420、422分别耦合到电机/编码器410、412。操纵器420、422可以被定位为彼此邻近，其中电机/编码器410、412以不同的(在某些情况中，为相对的)方向延伸离开操纵器420、422。电机/编码器410、412的相对的端部可以被固定到框架428，框架428可以为C形的。

框架428可以通过框架构件430被固定到电机编码器414。框架构件430可以在框架428的中心位置(central point)被固定到框架428，从而旋转轴居中。电机/编码器414也可以耦合到框架构件432。因此，电机/编码器414可以检测框架构件430相对于框架构件432的旋转运动，由此检测包括操纵器端部420、422以及电机/编码器410和412在内的整个组件的旋转运动。

框架构件432可以耦合到电机/编码器406并且可以包括弯曲部分(例如，大约90度)。由此，电机/编码器406可以检测包括操纵器端部420、422以及电机/编码器410、412和414在内的整个组件的旋转运动。

电机/编码器406例如通过框架构件436可以固定到直线导轨409的第一部分434，直线导轨409包括第一部分434、支架(carriage)435和第二部分438。如上面所论述的，电机/编码器408通过在第二部分(例如，齿条)438上运转的齿轮耦合到直线导轨409来检测第一部分(例如，滑动直线导轨)434的运动，以检测第一部分434相对于支架435的运动，支架435可以是固定的，安装到框架构件441。由此，电机/编码器408可以检测包括操纵器端部420、422以及电机/编码器406、410、412和414在内的整个组件的延伸/回缩。

电机/编码器404可以通过弯曲框架构件441耦合到电机/编码器408，弯曲框架构件441可以弯曲大约90度。由此，电机/编码器404可以检测包括操纵器端部420、422以及电机/编码器406、408、410、412和414在内的整个组件的旋转运动。电机/编码器402可以通过关节元件403耦合到电机/编码器404。关节元件403可以为在其不同的面处耦合电机/编码器402和404的框架构件或块状件。套管/衬垫(例如，405)可以被提供在电机/编码器402和404以及关节403之间。电机/编码器402可以固定到框架构件442，框架构件442可以是弯曲的，例如弯曲90度。框架构件442可以提供基座440。由此，电机/编码器402可以检测整个组件相对于基座440的旋转运动。

当操纵器端部420、422的位置被外科医生改变时，电机/编码器402、404、406、408、410、412以及414可以检测如上面所描述的沿着操纵器102的不同轴的运动。该运动可以与沿着体内机器人操纵器的各自的轴的运动直接相关。例如，直线导轨409的延伸可以直接对应于机器人操纵器围绕轴308的延伸；电机/编码器414的旋转可以直接对应于围绕轴314的旋转等。具体地，运动的程度可以以这样的方式受限，该方式对应于机器人操纵器的运动自由。因此，除了操纵器端部相对于基座的相对位置外，外科医生可以容易地控制整个机器人致动器的精确设置。这允许机器人操纵器的优良控制。

所描述的触觉反馈可以具有阻抗、振动的形式或者为其他形式的反馈。电机/编码器还可以能够将操纵器102设定到指定的位置。例如，在操作开始时，操纵器102可以被驱动到对应于相应机器人操纵器的位置的开始位置。就这一点而言，电机/编码器可以具有确定绝对位置(例如，通过电位计)或相对位置(例如，通过数字旋转分段输入)的能力。

电机/编码器402、404、406、408、410、412以及414可以基于一对一方式直接对应于图4C中所示的微型机器人致动器350的运动轴302、304、306、308、310、312以及314。因此，外科医生的操纵器可以准确地模仿对应的体内机器人臂的每个轴。这允许具有诸如良好的控制感觉和为外科医生提供人机工学等优点。

参照图4C，机器人操纵器350的基座340一般地被附连到腹壁内侧，通常手术将会在腹壁内侧上进行。操纵器端部在向下的方向上从机器人操纵器的基座延伸的这种布置可以通过以下方式来仿真：将外科医生的操纵器102的锚定点(anchor point)440定位在如图4G所示的结构中。外科医生的操纵器的锚定点440可以固定到具有垂直构件的框架，垂直构件将锚定构件442定位在臂架116上。因此，外科医生的操纵器以这样的定向被提供，该定向在手术过程期间对应于机器人操纵器340的定向。在外科医生的操纵器和机器人操纵器之间具有直接对应关系的该定向使得对于外科医生来说对每个运动轴的直接的且精确的触觉反馈是可能的。

参照图5，示出了示例性病人检查台130。多个电磁定位装置1可以与臂132耦合。臂132可以固定到或者耦合到台架134，台架134固定到或者耦合到检查台130。因而，整个系统可以与病人同时移动。这顾及在手术过程中改变在检查台附近的病人的位置，而无需从检查台分离机器人系统，并且使在外科手术过程期间需要改变病人位置的操作便利。此外，臂132可以被伺服驱动，以用于重新定位或者调整电磁定位装置1的定向。

参照图6A和图6B，微型机器人操纵器2的运动轴可以具有几种不同类型的结构。在图6A和图6B所示的实施例中，示出了7轴运动。关节13可以沿着轴I和II旋转，臂14可以沿着方向III平移。腕部15可以沿着轴IV旋转，沿着轴V弯曲，并且沿着轴VI弯曲。抓取器/端部执行器16还可以沿着轴VII打开和关闭，这可以包括旋转和/或平移运动。微型机器人操纵器2的具有以下关节的一部分为方便起见而被称为类型A，并且是非限制性的，该关节具有类似于关节13旋转轴的旋转轴以及如图6所示的轴I和2。

图7A和图7B示出操纵器2的7轴运动的另一种结构，在该结构中，关节13在另一个方向上沿着轴I旋转。微型机器人操纵器2的具有以下关节的一部分为方便起见而被称为类型B，并且是非限制性的，该关节具有类似于关节13旋转轴的旋转轴以及图7所示的轴I和II。

操纵器2的外壳可以便于将操纵器插入到身体中，并且在插入期间保护操纵器内的机器人臂和端部执行器。它可以包括基座21和在基座21的两侧的一对可折叠的翼部17。作为非限制性实施例，翼部17在折叠结构中可以具有18mm的最大直径。18mm的最大直径是有利的，因为它可以与大小适用于大多数自然腔道的入口端口一起很好地工作。

在初始状态或者插入期间，翼部17如图8所示那样折叠。在部署机器人臂或者端部执行器之前，可以通过从对应的电磁定位装置1触发的磁力来展开翼部17。

翼部17的展开可以通过腹壁的热、外部辐射或者外部供给的电力而被触发。例如，基座21可以包括通过供给电流或者通过从包括在电磁定位装置1中的发射机接收辐射能量而启动的加热装置。在从身体移除期间，可以通过冷却来重新折叠翼部17。冷却可以通过移除电流或者供给到加热装置的所发射的辐射和/或使操纵器2与腹壁分离来实施。加热和冷却还可以通过其他方法(比如，热电加热器/冷却器、热导管等等)来实现。这个操作可以反过来，其中折叠由加热触发，展开由冷却触发。

可替换地或者另外，翼部17可以是具有不同热膨胀系数的两种材料的层压件。因而，当翼部17被加热和冷却时，所述材料以不同的速率膨胀和收缩，从而使翼部17折叠和展开。所述材料可以是金属合金。翼部17可以由形状记忆合金构成。

可替换地或者另外，在所述操作之后，可以通过使用另一个操纵器操纵翼部17来重新折叠翼部17。

可替换地或者另外，翼部17可以具有帮助打开或者闭合翼部以及保持折叠的翼部的弹簧效应。例如，翼部17可以具有弹簧效应，其中所得力趋向于折叠翼部17。在存在定位装置1时，弹簧效应的强度不足以保持折叠的翼部17，并且翼部17通过磁力展开。当定位装置1被移除时，弹簧效应可以使翼部17折叠。

根据腹壁的状况，翼部17的平移运动可以由翼部17(例如，如图24中的翼部24所示)上的、可磁性切换的或者可电致动的辊提供。

操纵器2的平移运动可以通过电磁悬浮来提供。例如，可以使操纵器2与电磁定位装置1之间的吸引力减弱或者反向，以允许相对于腹壁的运动。电磁定位装置1然后可以通过伺服运输装置或者磁性运输装置(类似于图24中所示的电磁定位装置26和基座25)来在腹壁上运动。

在磁性运输装置的情况下，磁体可以设置在电磁定位装置1中。外部提供的磁场被供给来与电磁定位装置1或26的磁体相互作用，以使电磁定位装置1在X-Y方向上运动并且被相对于腹壁重新定位。

根据操纵器在操作期间的目的，操纵器2的端部执行器可以改装为抓取装置16、成像装置(比如，2D摄像机18或者3D立体摄像机19)或者其他装置。在2D摄像机或者3D摄像机的情况下，摄像机可以沿着两个垂直轴旋转，以获取不同定向的2D平面视图或者3D立体视图。在图9和图12(类型A)以及图10和图13(类型B)中示出具有两种不同类型的结构的实施例。摄像机的外壳可以便于将操纵器插入到身体中并且在插入期间保护操纵器内的2D摄像机或者3D摄像机。在初始状态或者插入2D摄像机或3D摄像机期间，翼部分别如图11和图14所示那样折叠。作为非限制性实施例，翼部可以具有18mm的最大直径。18mm的最大直径是有利的，因为它与大小适用于大多数自然腔道的入口端口一起很好地工作。在部署2D摄像机之前，翼部17通过从对应的远程控制的电磁定位装置1触发的磁力而展开。如图14A所示，对于3D摄像机，可以包括加载弹簧的(spring loaded)旋转关节20。

图15是示例性3D摄像机150的立体视图。摄像机150可以包括3个部分：摄像机本体152、可延伸连杆154以及可折叠的磁性锚定设备156。摄像机本体150可以包括转动头158和两个摄像机镜头160。摄像机镜头160可以沿着转动头158的主轴分隔开，并且提供3D图像。转动头的主轴在它的折叠结构中可以与摄像机150的纵轴一致。沿着纵轴或者“侧向”分隔摄像机镜头在可植入装置中可获得的有限直径中容纳两个摄像机镜头160，从而提供3D影像(否则不大可能)。当需要前看视图时，转动头158可以摆动大约90度(或者更多)，以使得“侧”看的摄像机可向前看。

柔性连接件162与本体部分164连接，柔性连接件162可以是铰链，本体部分164可以是管体或者管状控制单元。本体部分164经由柔性连接件166与可延伸连杆154连接，柔性连接件166可以是铰链。可延伸连杆154延伸和回缩，以允许将摄像机本体152安放在手术区域附近。可延伸连杆154的相对端例如通过2轴柔性连接件168a和168b与可折叠的磁性锚定设备156连接，并且在一些情况下，被锁固到可折叠的磁性锚定设备156。柔性连接件162、166、168a和168b可以被伺服驱动。可折叠的磁性锚定设备156可以被固定在腹壁/体壁上，例如通过激活外部磁体或者将永磁体定位在腹壁外。

柔性连接件162和166允许摄像机150在被锚定设备156固定的同时在困难的密闭空间中弯曲和定位。可折叠的磁性锚定设备156还可以随腹壁处的旋转中心稍微地转动(例如通过转动外部磁性锚定器)，来便于摄像机的轻微的侧向运动，以用于更清楚地显现感兴趣的区域。

图16示出具有7个自由度和由关节172、174、178和180提供的多个运动轴的示例性微型机器人致动器170。

附加的锚定力可以被提供给电磁定位装置1。例如，对于腹壁厚(例如，50mm厚或者更厚)的肥胖病人，可能难以将电磁定位装置1充分地固定到操纵器2以用于外科手术过程期间的精确运动。重要的是提供用于牢固地锚定小型机器人的稳定平台。此外，可用于容纳小外形的操纵器2的空间是有限的。因而，提供外部致动可以是符合期望的，来在外科手术期间抓取和移动器官或者组织时为全部七个运动轴提供充分的力矩。

图17示出处于折叠态的包括壳体1002的示例性微型机器人致动器1000。图18示出处于折叠态的没有壳体1002的示例性微型机器人致动器1000。图19示出微型机器人致动器1000的分解视图。图20示出微型机器人致动器1000的端部执行器1004的分解视图。图21示出处于展开态的微型机器人致动器1000。图22示出处于展开态的不具有壳体1002的微型机器人致动器1000。除非另有说明，下面的论述基本上是参照图17-22的。

微型机器人致动器1000包括致动器/电机1006、1008、1010、1012、1014、1016以及1018。致动器/电机1006、1008、1010、1012、1014、1016以及1018以整个包装尺寸中提供针对自由度(例如，七个)的体内力生成，所述尺寸适合于通过单个入口端口容易地插入人类身体。例如，处于折叠结构的微型机器人致动器1000可以一般地为圆柱形的，具有18mm或更少的直径以及200mm或更少的长度。

在示例性微型机器人致动器1000中并且还参照图16B和图16D，致动器/电机1006可以提供围绕关节172处的轴II的旋转；致动器/电机1008可以提供关于关节174处的轴I的旋转；致动器/电机1010可以提供围绕关节177处的轴IV的旋转；致动器/电机1012可以提供沿着关节175处的轴III的延伸和回缩；致动器/电机1014可以提供沿着关节180a处的轴V的抓取动作；致动器/电机1016可以提供沿着关节180b处的轴VI的抓取动作；以及致动器/电机1018可以提供围绕关节178处的轴VII的旋转。

例如，与行星变速箱(planetary gearbox)耦合的DC伺服电机、正齿轮以及90度相交蜗轮可以被安装在靠近操纵器基座的关节172和174处。靠近关节提供伺服电机允许生成更大的力。例如，两个电机可以被置于靠近微型机器人致动器的基座，来提供围绕基座处的两个运动度的运动，一个电机可以证实为处于微型机器人致动器的中心部分，从而提供延伸/回缩，并且三个电机可以置于两个基座电机的远侧并且邻近端部执行器来提供围绕微型机器人致动器的操纵器端部处的三个运动度的运动。

在某些实施例中，可以生成用于沿着轴I和II加载力的1-2Nm转矩。针对镊子(forceps)和针驱动器的抓取力大致分别为～10N和～20N，可以通过安装在关节178和180附近的压电致动器和小型DC伺服电机的组合来生成。该转矩和力足够来执行外科手术所需的各种操纵。操纵器的延伸和旋转可以由分别安装在关节175和177处的压电致动器和DC伺服电机来控制。

致动器/电机1006可以通过齿轮组件1020耦合到致动器/电机1008。齿轮组件1020可以包括耦合到致动器/电机1006的蜗轮1022和齿轮1024。致动器/电机1006输出的旋转则可以提供围绕齿轮1024的旋转，来提供围绕关节172处的轴II的旋转。齿轮组件1020还可以包括耦合到致动器/电机1006的蜗轮1028和齿轮1028。致动器/电机1008输出的旋转则可以提供围绕齿轮1026的旋转，来提供围绕关节174处的轴I的旋转。齿轮1024和齿轮1028可以通过齿轮1030来耦合，齿轮1030可以固定到壳体1002。90度相交齿轮1024和1030的使用是以简单、紧凑且轻量的方式来提供沿着轴I和II方向的X-Y摆动运动。集成的蜗轮蜗杆机构可以提供围绕轴I和II的增加的转矩(例如，1-2Nm)。

致动器/电机1008和1010可以直接固定在一起或者通过壳体1002固定在一起。致动器/电机1010的输出可以耦合到齿轮1032(齿轮1032可以固定到壳体1002)，来提供围绕关节177处的轴IV的旋转。

致动器/电机1012可以通过齿轮系统1040耦合到螺纹杆1036和1038。承载件1042可以固定到壳体1002的部分1003。当致动器/电机1012的输出旋转时，固定到部分1003的承载件1042沿着螺纹杆1036和1038行进，由此导致壳体1002的部分1003和1005相对于彼此延伸或回缩。

在某些实施例中，致动器/电机1012可以具有DC伺服电机的形式或者是沿着机器人臂的外周的多个压电电机的形式。在这样的实施例中，可以不包括螺纹杆1036和1038。

致动器/电机1014可以耦合到蜗轮1050。蜗轮1050可以耦合到齿轮1052，齿轮1052通过滑轮系统1056耦合到操纵器端部1054，滑轮系统1056包括线或带1058。致动器/电机1016可以耦合到蜗轮1060。蜗轮1060可以耦合到齿轮1062，齿轮1062通过滑轮系统1066耦合到操纵器端部1064，滑轮系统1066包括线或带1068。分别位于滑轮1070和1072处的滑轮系统1056和1066端部共用公共轴杆1074。滑轮1070和1072各自围绕公共轴杆1074自由旋转。滑轮1070和1072可以通过允许操纵器端部1054和1064围绕公共轴杆1076旋转的齿轮齿耦合到操纵器端部1054和1064，来提供沿着关节180a和180b处的轴V和VI的抓取动作。

齿轮1052和1062可以是行星变速箱来提供致动器/电机1014和1016的输出的减速和力倍增(force multiplication)。耦合到行星变速箱的滑轮系统1056和1066的灵活性提供机械优点和运动自由。到操纵器端部1054和1064的最终连接可以被调节来增加操纵器末端处的抓取力。行星变速箱和操纵器端部处的齿轮装置的齿轮传速比(gear ratio)可以是不同的。此外，双蜗轮(1050和1060)和双致动器/电机(1014和1016)的使用允许在最小距离的情况下增加转矩。由此，可以实现增加的抓取力(例如，10-20N)。

致动器/电机1018可以耦合到齿轮1080，齿轮1080耦合到齿轮1082。齿轮1082可以固定到壳体1002的部分1007，来提供围绕关节178处的轴VII的旋转。齿轮1080可以是成斜角的并且以大约九十度的角与齿轮1082相交。

微型机器人致动器1000可以包括电路板1090和1092。电路板1090和1092可以是柔性的(例如，柔性PCB电路)来与壳体1002的形状一致，例如圆柱，并且可以沿着壳体1002的内壁被设置。电路板1090和1092可以包括电子驱动器和/或集成联网能力。在微型机器人致动器1000中包括电子驱动器和/或集成联网能力允许将外部电缆减少为导线束中的更少的导电件或者整体上更少的导线束。

参照图25-图27，柔韧的(flexible)或者半柔韧的磁性片材22可以通过入口端口7被插入到体腔中。当被插入时，磁性片材22可以卷起或者折叠。一旦被插入，它就可以展开或者铺开，并且被沿着腹壁定位。磁性片材22可以通过机械机制被展开/铺开，或者它可以通过使它经受磁场(可以由外部电磁体提供)来被展开/铺开，和/或通过凭借供给的能量进行加热或者冷却来被展开/铺开。

磁性片材22可以被提供为足以覆盖大面积的内部腹壁的单个大片材。磁性片材还可以由一个或者更多个小号尺寸或者中等尺寸的片材提供，以提供对腹壁的某一区域的覆盖。

腹内机械框架(例如，图34所示的腹内机械框架27)可以通过下述方式来构造，即，将各个磁性片材与可延伸杆连接来提供供小型机器人操作的稳定平台。该腹内机械框架在一些情况下可以在不需要使用覆盖腹部的大部分的大的柔韧磁性片材的情况下，提供与这样的大片材的锚定支撑类似的锚定支撑。

磁性片材22的位置可以被外部电磁体1b固定。磁性片材22提供供微型机器人操纵器2附连的稳定平台。磁性片材22可以提供聚集磁通量的介质，并且提供微型机器人操纵器(比如，微型机器人操纵器2)的牢固锚定。提供这样的聚集通量的介质的示例性材料包括铁基材料和硅铁基材料。将意识到，该牢固锚定可以被提供给任何微型机器人操纵器以及其他相关装置(比如，摄像机)。还将意识到，磁性片材可以与所描述的实施例(包括图1和图23-34的那些实施例)中的任何一个一起使用，但是不是这些实施例中的任何一个所必需的。

为了提供附加锚定力，可以包括细丝28。细丝28(可以是金属丝)从外部电磁体1b延伸，并且可以经由细针或者以细针的形式通过腹壁引入。为了便于经由针或者皮下注射器引入细金属丝28，丝28可以具有1mm的最大直径。1mm的最大直径是优选的，以使得刺孔保持远低于将被认为是切口的大小并且不留下明显的可见疤痕。将意识到，其他材料(比如，柔性纤维或者刚性纤维、生物相容性聚合物/塑料以及可以包括金属或者可以不包括金属的多材料复合物)可以代替金属用于丝28。

作为实施例，细金属丝28可以从外部电磁体1b经由圆形通孔、槽或者电磁体1b中的另一个孔径提供。孔、槽或者其他孔径可以设置在电磁体1b的中心处。

锁固机构(比如，一对间隔小于细丝28或者其末端的厚度的倾斜金属舌)可以被提供来将微型操纵器2可释放地锁固在细丝28的末端上。在使用金属舌的锁固机构的实施例中，金属舌可以经受偏置力(比如，弹簧)，以使细丝28保持被锁固在微型机器人操纵器2中。移除偏置力或者提供反力可以允许细丝28被释放。细丝28的释放可以由远程控制的电致动器或者通过腹部内的例如内窥镜的机械动作来提供。

参照图28，金属丝28的末端可以被可释放的止回机构锁固。细丝28的末端可以被扩大来提供更牢固的锁固。

参照图29，当细丝28在外部电磁体1b的基座处被拉紧时，外部电磁体1b和小型机器人2从相对侧压抵腹壁，以使得附加锁固力被提供给微型机器人操纵器2以附连到稳定平台。因此，在进行外科手术时提供微型机器人操纵器2的可靠的且稳定的运动。

孔径可以被提供在外部电磁体1b中，细丝28穿过外部电磁体1b。孔径可以是槽、十字形、大的单个开口或者另一种形状的形式。提供孔径顾及在细丝28被插入在腹壁中之后重新定位微型机器人操纵器2，而无需重新插入细丝28。因而，丝可以被弄松以使得外部电磁体1b和微型机器人操纵器2可移动，并且随后被重新拉紧以顾及重新定位微型机器人操纵器2。

除了提供附加锚定力之外，细丝28还可以被用来提供电力或者将信号提供至微型机器人操纵器2/提供来自微型机器人操纵器2的信号。

参照图30-33，当小型机器人与电磁体紧密地耦合时，微型机器人操纵器2的运动可以由外部电磁体1b的转动动作引起。例如，运动中心可以被安置在腹壁的中间点处。

外部致动可以补充微型致动器在微型机器人操纵器2上的X-Y运动。由于杠杆效应，电磁体1b的小的角运动将导致微型机器人操纵器2的大的二维X-Y运动。在不紧密耦合的情况下，以这种方式移动微型机器人操纵器2的尝试将可能导致微型机器人操纵器2和外部电磁体1b的分离，并且将不会实现X-Y运动。

现在参照至少图35至43，磁锚定机器人系统(MRS)(在下文中被称为“外科系统”)的示例实施方案可以包括可配置来被插入到身体的腔体中并且被定位在该腔体内的内部锚定器组件。所述外科系统可以进一步包括可配置来磁耦合到内部锚定器组件的外部锚定器组件。外部锚定器组件可以包括磁组件，磁组件具有可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体以及用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体。外部锚定器组件可以进一步包括可配置来经由导电壳体控制所述一个或者更多个超导磁体的温度的温度控制部分。温度控制部分可以包括制冷器组件和一个或者更多个热棒，并且还可以包括用于所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体。外部锚定器组件可以进一步包括可配置来接纳磁组件和温度控制部分的外部锚定器本体，外部锚定器本体在身体外固定到位。外部锚定器组件可以可配置来选择性地改变施加于内部锚定器组件的磁场。例如，当外部锚定器组件磁耦合到内部锚定器组件时，并且当磁组件在离内部锚定器组件第一间隔距离处磁耦合到内部锚定器组件时，外部锚定器组件可以可配置来通过改变第一间隔距离来改变施加于内部锚定器组件的磁场的幅值。就这一点而言，外部锚定器组件可以进一步包括支撑结构，该支撑结构可选择性地配置来将外部锚定器本体定位在身体外，并且在内部锚定器组件处施加的磁场可以通过选择性地配置支撑结构以分别增大或缩小第一间隔距离来减小或增大。所述外科系统可以进一步包括定位在外部锚定器组件和内部锚定器组件之间的中间构件，其中第一间隔距离可以通过选择性地改变中间构件的尺寸来改变。外部锚定器组件还可以可配置来选择性地改变所产生的磁场(例如，由所述一个或者更多个超导磁体产生的磁场)。例如，外部锚定器组件可以可配置来通过改变所述一个或者更多个超导磁体的温度来选择性地改变所产生的磁场。此外，外部锚定器组件可以可配置来通过使所述一个或者更多个超导磁体的温度升至等于或大于临界温度来选择性地减小所产生的磁场。关于所述一个或者更多个超导磁体，磁组件可以包括按一种或者更多种垂直堆叠的布置配置的多个超导磁体。所述外科系统可以进一步包括器械组件，该器械组件具有在第一端部处的器械以及在第二端部处的器械组件附连部分，并且器械组件可以可配置来通过将器械组件的器械组件附连部分固定到内部锚定器组件的内部锚定器附连部分来固定到内部锚定器组件。所述外科系统可以进一步包括可配置来配置磁组件在内部锚定器组件处施加的磁场的幅值的控制器、处理器等。这可以例如通过比如经由温度控制部分(其可以包括制冷器组件、一个或者更多个热棒、加热器中的一个或者更多个，并且还可以包括用于所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体)控制或配置所述一个或者更多个超导磁体的温度来实现。

仍参照图35至43，用于与具有内部锚定器组件的磁锚定机器人系统(MRS)(在下文中也被称为“外科系统”)一起使用的外部锚定器组件的示例实施方案可以包括磁组件，该磁组件具有可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体以及用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体。所述外部锚定器组件可以进一步包括可配置来经由导电壳体控制所述一个或者更多个超导磁体的温度温度控制部分。所述外部锚定器组件可以进一步包括可配置来接纳磁组件和温度控制部分的外部锚定器本体，该外部锚定器本体在身体外固定到位。外部锚定器组件的磁组件可以可配置来经由磁场磁耦合到内部锚定器组件。

仍参照图35至43，特别是图42和43，配置磁锚定机器人系统(MRS)(在下文中也被称为“外科系统”)的方法可以包括提供内部锚定器组件，该内部锚定器组件可配置来被插入到身体的腔体中并且被定位在该腔体内。所述方法可以进一步包括外部锚定器组件。外部锚定器组件可以包括磁组件，该磁组件具有可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体以及用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体。外部锚定器组件可以进一步包括具有热棒和制冷器的温度控制部分，热棒与导电壳体和制冷器接触。外部锚定器组件可以进一步包括可配置来接纳磁组件和温度控制部分的外部锚定器本体。所述方法可以进一步包括通过以下操作来准备所述一个或者更多个超导磁体，即，提供充电场(或磁体)，并且将制冷器配置为第一温度，第一温度可操作来使所述一个或者更多个超导磁体的温度小于或等于第二温度。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括将磁组件带至充电场。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括使通过充电场产生的磁场以第一速率斜升。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括将制冷器配置为小于第一温度的第三温度，第三温度可操作来使所述一个或者更多个超导磁体的温度小于或等于小于第二温度的第四温度。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括使通过充电场产生的磁场以第二速率斜降。准备所述一个或者更多个超导磁体的操作可以进一步包括当通过充电场产生的磁场达到最终的磁场值时从充电场移除磁组件。所述方法可以进一步包括将内部锚定器组件插入到身体的腔体中并且将内部锚定器组件定位在身体的腔体的内表面处。所述方法可以进一步包括在准备好所述一个或者更多个超导磁体之后，配置支撑结构以基于内部锚定器组件的定位将外部锚定器组件定位在身体的外表面处，并且经由由磁组件的所述一个或者更多个超导磁体产生的磁场将外部锚定器组件磁耦合到内部锚定器组件。所述方法可以进一步包括提供器械组件，该器械组件具有在第一端部处的器械以及在第二端部处的器械组件附连部分。所述方法可以进一步包括将器械组件插入到身体的腔体中。所述方法可以进一步包括通过将内部锚定器组件的内部锚定器附连部分固定到器械组件附连部分来将器械组件固定到内部锚定器组件。所述方法可以进一步包括配置控制器以配置磁组件在内部锚定器组件处施加的磁场的幅值。所述方法可以进一步包括配置控制器以配置温度控制部分来控制所述一个或者更多个超导磁体的温度。

现在在下面将参照至少图35至43来更详细地进一步描述外科系统的这些及其他示例实施方案。

如至少图35A、图35B、图35C和图35D所示，外科系统3500的示例实施方案(包括在上面以及在本公开中描述的那些)可以包括外部锚定器组件1(例如，在本公开中记载的元件1)。如图35D所示，示例实施方案可以进一步包括内部锚定器组件17(例如，在本公开中记载的元件17、21、22和/或156)。如至少图35D所示，示例实施方案可以进一步包括器械组件2(例如，在本公开中记载的元件2、18、19、150和/或1000)。如至少图35D所示，示例实施方案可以进一步包括支撑结构1c。支撑结构1c可以是外部锚定器组件1(例如，在本公开中记载的元件1)的一部分和/或独立的单元。如至少图35D所示，示例实施方案可以进一步包括中间构件1d，比如可充气囊袋等。中间构件1d可以是外部锚定器组件1(例如，在本公开中记载的元件1)的一部分和/或独立的单元。下面参照图35至43进一步描述外科系统的这些元件。

内部锚定器组件(例如，元件17、21、22和/或156)

在示例实施方案中，内部锚定器组件17(例如，在本公开中记载的元件17、21、22和/或156)可以是可操作来磁耦合(或磁固定)到外部锚定器组件1(例如，在本公开中记载的元件1)的任何内部锚定器等。例如，内部锚定器组件17可以是包括形状和结构上可折叠的、可弯曲的和/或可卷起的铁磁部分的锚定器，并且可以包括记忆形状合金。

在示例实施方案中，内部锚定器组件17可以附连到器械组件2和/或与器械组件2集成。在示例实施方案中，内部锚定器组件17还可以可附连到器械组件2并且可从器械组件2移除或拆卸。在其中内部锚定器组件17可附连到器械组件2并且可从器械组件2移除的示例实施方案中，内部锚定器组件17可以包括内部锚定器附连部分，器械组件2可以包括器械组件附连部分。就这一点而言，器械组件2可以可配置来通过将器械组件附连部分固定到至少内部锚定器附连部分来固定到内部锚定器组件17。

如图35所示，内部锚定器组件17可以可配置来比如经由入口端口7(例如，在本公开中记载的元件7、207'和/或207")被插入到身体的腔体中，并且被定位在身体的腔体内。内部锚定器组件17还可以可配置来比如经由入口端口7(例如，在本公开中记载的元件7、207'和/或207")从身体的腔体移除。

在示例实施方案中，内部锚定器组件17可以形成为多种形状中的任何一种或者更多种或者它们的组合，包括正方形、矩形、圆形、椭圆、六边形等形状。例如，除了其他方面外，内部锚定器组件17的形状可以基于以下中的一个或者更多个来选择：外部锚定器组件1的一部分(比如端部3502a)的形状；磁组件3510的一部分的形状；导电壳体3514的一部分的形状；所述一个或者更多个超导磁体3512的结构的形状；入口端口7(例如，在本公开中记载的元件7、207'和/或207")的一部分的形状。

内部锚定器组件17的宽度可以为大约5mm至75mm之间，内部锚定器组件17的长度可以为大约5mm至75mm之间，内部锚定器组件17的厚度可以为大约0.1mm至10mm之间。内部锚定器组件17的前述尺寸可以为最大尺寸、平均尺寸、典型尺寸、最小尺寸等。

内部锚定器组件17(例如，在本公开中记载的元件21、22和/或156)(包括内部锚定器附连部分)可以使用固体块、圆柱和/或粉末浸渍树脂的形式的多种强铁磁性材料中的任何一种或者更多种来形成。

在示例实施方案中，内部锚定器组件17可以可操作来磁耦合(或磁固定)到外部锚定器组件1。

外部锚定器组件(例如，元件1)

在示例实施方案中，外部锚定器组件(例如，在本公开中记载的元件1)可以包括一个或者更多个外部锚定器本体(例如，元件3502)。外部锚定器组件1可以进一步包括一个或者更多个磁组件(例如，元件3510)。外部锚定器组件1可以进一步包括一个或者更多个制冷器组件、冷头等(或“制冷器组件”)(例如，组件3520)。外部锚定器组件1可以进一步包括一个或者更多个热棒(例如，元件3530)。外部锚定器组件1可以进一步包括一个或者更多个支撑棒(例如，元件3540)。外部锚定器组件1可以进一步包括一个或者更多个连接部分(例如，元件3508)。外部锚定器组件1可以进一步包括一个或者更多个支撑夹具(例如，元件3550)。外部锚定器组件1可以进一步包括一个或者更多个中间构件(例如，元件1d)。外部锚定器组件1可以进一步包括一个或者更多个支撑结构(例如，元件1c)。下面参照附图来进一步描述外部锚定器组件1的这些元件。

外部锚定器本体(例如，元件3502)

如至少图35A-D、图37C、图38A、图38B和图38C所示，外部锚定器本体3502可以共同构成具有第一端部3502a、第二端部3502b以及形成基本中空的内部的一个或者更多个壁的本体，比如细长本体。外部锚定器本体3502可以包括主要外部锚定器本体3504。外部锚定器本体3502可以进一步包括制冷器壳体3506。外部锚定器本体3502可以进一步包括用于将主要外部锚定器本体3504连接到制冷器壳体3506的连接器部分3508。在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，主要外部锚定器本体3504、制冷器壳体3506以及连接器部分3508中的一个或者更多个可以形成为一个整体物品，或者可替换地，形成为几个单独的元件。下面参照附图来进一步描述外部锚定器本体3502的这些元件。

主要外部锚定器本体3504可以可操作来在第一端部3502a处接纳和容纳磁组件3150。主要外部锚定器本体3504可以进一步可操作来接纳和容纳所述一个或者更多个热棒3530。主要外部锚定器本体3504可以进一步可操作来接纳和容纳所述一个或者更多个支撑棒3540。主要外部锚定器本体3504可以进一步可操作来接纳、容纳支撑夹具3550并且将支撑夹具3550固定到位，在示例实施方案中，支撑夹具3550可以可操作来将所述一个或者更多个热棒3550和/或一个或者更多个支撑棒3540在主要内部锚定器本体3504内固定到位。

主要外部锚定器本体3504可以形成为多种形状中的任何一种或者更多种或者它们的组合，包括具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、六边形等的一个或者更多个截面的形状。例如，除了其他方面外，主要外部锚定器本体3504的形状可以基于以下中的一个或者更多个来选择：磁组件3150的一部分的形状；导电壳体3514的一部分的形状；所述一个或者更多个超导磁体3512的一部分的形状；制冷器组件3520的一部分的形状；制冷器3522的一部分的形状；所述一个或者更多个热棒3530的一部分的形状；所述一个或者更多个支撑棒3540的一部分的形状；连接器部分3508的形状；等等。

在示例实施方案中，主要外部锚定器本体3504可以可操作来接纳支撑结构1c的至少一部分并且固定到支撑结构1c。主要外部锚定器本体3504可以进一步可操作来在第一端部3502a处可安装地固定到中间构件1d。

主要外部锚定器本体3504的长度(或高度)可以为大约500mm至1500mm之间，主要外部锚定器本体3504的直径可以为大约35mm至85mm之间，主要外部锚定器本体3504的壁厚度可以为大约1mm至5mm之间。主要外部锚定器本体3504的前述尺寸可以为最大尺寸、平均尺寸、典型尺寸、最小尺寸等。

主要外部锚定器本体3504可以使用多种材料中的任何一种或者更多种形成，比如外科级金属、不锈钢等。

在示例实施方案中，制冷器壳体3506可以形成为多种形状中的任何一种或者更多种或者它们的组合，包括具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、六边形等的一个或者更多个截面的形状。例如，除了其他方面外，制冷器壳体3506的形状可以基于以下中的一个或者更多个来选择：制冷器3522的一部分的形状；所述一个或者更多个热棒3530的一部分的形状；连接器部分3508的形状；磁组件3510的一部分的形状；导电壳体3514的一部分的形状；等等。

制冷器壳体3506的长度(或高度)可以为大约95mm至250mm之间，制冷器壳体3506的直径可以为大约85mm至300mm之间，制冷器壳体3506的壁厚度可以为大约2mm至10mm之间。制冷器壳体3506的前述尺寸可以为最大尺寸、平均尺寸、典型尺寸、最小尺寸等。

制冷器壳体3506可以使用多种材料中的任何一种或者更多种形成，比如外科级金属、铝、不锈钢、塑料等。

尽管示例实施方案描绘了主要外部锚定器本体3504和制冷器壳体3506是两个单独的元件，但是在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，主要外部锚定器本体3504和制冷器壳体3506的示例实施方案可以形成为一个整体物品，或者可替换地，形成为多于两个的单独的元件。

在示例实施方案中，连接器部分3508用于将主要外部锚定器本体3504与制冷器壳体3506连接和固定。在本公开中要理解的是，在示例实施方案中，在不需要连接器部分3508的情况下，并且在不脱离本公开的教导的情况下，主要外部锚定器本体3504可以与制冷器壳体3506直接连接和固定。

连接器部分3508可以形成为多种形状中的任何一种或者更多种或者它们的组合，包括具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、六边形等的一个或者更多个截面的形状。例如，除了其他方面外，连接器部分3508的形状可以基于以下中的一个或者更多个来选择：制冷器组件3520的一部分的形状；制冷器壳体3506的一部分的形状；制冷器3522的一部分的形状；主要外部锚定器本体3504的一部分的形状；磁组件3510的一部分的形状；导电壳体3514的一部分的形状；等等。

连接器部分3508的长度(或高度)可以为大约300mm至1500mm之间，连接器部分3508的直径可以为大约10mm至50mm之间。连接器部分3508的前述尺寸可以为最大尺寸、平均尺寸、典型尺寸、最小尺寸等。

连接器部分3508可以使用多种材料中的任何一种或者更多种形成，比如外科级金属、铜、铝等。

磁组件(例如，元件3510)

磁组件3510可以包括一个或者更多个超导磁体(例如，元件3512)。磁组件3510可以进一步包括导电壳体(例如，元件3514)。磁组件3510可以进一步包括一个或者更多个第一热棒接纳部分(例如，元件3516)。下面参照附图来进一步描述磁组件3510的这些元件。

在示例实施方案中，磁组件3510可以包括一个或者更多个超导磁体3512。所述一个或者更多个超导磁体3512可以包括高温超导体(或HTS)、低温超导体和/或可操作来产生大磁场的任何其他形式和/或类型的超导体。

所述一个或者更多个超导磁体3512可以按一个或者更多个叠层配置。例如，所述一个或者更多个超导磁体3512可以按单叠层布置配置，比如图36A和36B所示的示例实施方案。所述一个或者更多个超导磁体3512还可以按多个叠层配置，比如图36C所示的示例实施方案。尽管图36B图示了3个叠层的超导磁体3512的布置，但是在本公开中要理解的是，在不脱离本公开的教导的情况下，多于或少于3个叠层的超导磁体3512的布置被设想。

在具有单个叠层的超导磁体3512的示例实施方案(比如图36A所示的示例实施方案)中，每个超导磁体3512可以具有圆形截面，并且包括大约5mm至65mm之间的半径。此外，每个超导磁体3512可以包括大约1mm至30mm之间的高度。此外，超导磁体3512的叠层可以包括大约1mm至75mm之间的高度(即，叠层中所有超导磁体3512的总高度)。超导磁体3512的叠层的高度可以等于或大于叠层中每个超导磁体3512的半径。

在具有单个叠层的超导磁体3512的示例实施方案中，每个超导磁体3512可以具有其他截面形状。例如，每个超导磁体3512可以包括六边形截面，并且包括六边形截面的直径上相对的拐角(或点)之间的大约5mm至65mm之间的距离。此外，每个超导磁体3512可以包括大约1mm至30mm之间的高度。此外，超导磁体3512的叠层可以包括大约1mm至75mm之间的高度(即，叠层中所有超导磁体3512的总高度)。超导磁体3512的叠层的高度可以等于或大于叠层中每个超导磁体3512的六边形截面的直径上相对的挂角(或点)之间的距离。

在具有多个叠层的超导磁体3512的示例实施方案(比如图36B所示的示例实施方案)中，每个超导磁体3512可以具有圆形截面，并且包括大约5mm至65mm之间的半径。此外，每个超导磁体3512可以包括大约1mm至30mm之间的高度。此外，超导磁体3512的每个叠层可以包括大约1mm至75mm之间的高度(即，叠层中所有超导磁体3512的总高度)。超导磁体3512的每个叠层的高度可以等于或大于每个超导磁体3512的半径。

在本公开中要理解的是，单个叠层的超导磁体3512和多个叠层的超导磁体3512中的每个超导磁体3512可以包括其他尺寸和/或截面形状。此外，在不脱离本公开的教导的情况下，多个叠层的超导磁体3512中的每个叠层可以包括具有与一个或者更多个其他叠层的超导磁体3512相同的或不同的尺寸和/或截面形状的超导磁体3512。

所述一个或者更多个超导磁体3512和/或其一个或者更多个叠层的前述尺寸可以为最大尺寸、平均尺寸、典型尺寸、最小尺寸等。

在示例实施方案中，所述一个或者更多个超导磁体3512和/或其一个或者更多个叠层中的每个可以形成为多种形状中的任何一种或者更多种或者它们的组合，包括具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、六边形等的一个或者更多个截面的形状。例如，除了其他方面外，所述一个或者更多个超导磁体3512和/或其一个或者更多个叠层中的每个的形状可以基于以下中的一个或者更多个来选择：磁组件3510的一部分的形状；导电壳体3514的一部分的形状；所述一个或者更多个超导磁体3512的期望结构；将由磁组件3510产生的磁场的期望幅值、形状和/或方向；内部锚定器组件17的一部分的形状；等等。

所述一个或者更多个超导磁体3512可以使用多种材料中的任何一种或者更多种形成，包括以下中的一个或者更多个：钡(Ba)、铜(Cu)、氧(O)、稀土金属等。稀土金属可以包括钇(Y)、镱(Yb)、铕(Eu)、钆(Gd)、钐(Sm)和/或钕(Nd)。所述一个或者更多个超导磁体3512可以进一步包括银(Ag)、铁(Fe)、镁(Mg)、硼(B)和/或其他金属和金属氧化物化合物。

在示例实施方案中，所述一个或者更多个超导磁体3512可以可操作来在大约20至94K的操作温度范围内产生(或者支持/发射)幅值为大约0至20特斯拉之间的磁场。所述一个或者更多个超导磁体3512可以具有大约94+/-1K之间的临界温度。在示例实施方案中，随着所述一个或者更多个超导磁体3512的温度升高，所述一个或者更多个超导磁体3512的临界电流(Jc)将减小。此外，当所述一个或者更多个超导磁体3512的温度达到和/或超过前述临界温度时，所述一个或者更多个超导磁体产生的磁场的幅值可能减小，也就是说，在示例实施方案中降至大约0特斯拉的幅值。就这一点而言，当内部锚定器组件17磁耦合到外部锚定器组件1并且需要或期望外部锚定器组件1立即从内部锚定器组件17移除或解耦时，如在上面以及在本公开中描述的，示例实施方案可以可操作来经由温度控制部分(其可以包括制冷器组件3520、制冷器3522、加热器和/或所述一个或者更多个热棒3530中的一个或者更多个，并且还可以包括导电壳体3514)使所述一个或者更多个超导磁体3512的温度升至等于或大于临界温度的温度，以便减小所述一个或者更多个超导磁体3512的磁场的幅值。

在示例实施方案中，当内部锚定器组件1经由(磁组件3510的)所述一个或者更多个超导磁体3512的施加磁场磁耦合到内部锚定器组件17时，所述一个或者更多个超导磁体3512与内部锚定器组件17之间的磁耦合或吸引力可以足以抵抗施加于附连到内部锚定器组件17的器械组件2或者由器械组件2施加的大约0.1至10N之间的力。

导电壳体3514可以形成为一个整体物品，或者可替换地，形成为多个部分的集合。导电壳体3514可以包括主要导电壳体本体，该主要导电壳体本体具有用于接纳和容纳所述一个或者更多个超导磁体3512的一个或者更多个超导磁体接纳部分。导电壳体3514可以进一步包括用于接纳和容纳一个或者更多个热棒3530的至少一部分(端部)的一个或者更多个第一热棒接纳部分3516。例如，如图36A所示，导电壳体3514可以包括一个超导磁体接纳部分(在示例实施方案中，该超导磁体接纳部分具有单个叠层的超导磁体3512)以及用于接纳热棒3530的端部的一个第一热棒接纳部分3516。作为另一个实施例，如图36B所示，导电壳体3514可以包括多个接纳部分(3个接纳部分在图36B中被示出)(在示例实施方案中，所述多个接纳部分具有多个叠层(如图36B所示，3个叠层)的超导磁体3512)以及用于接纳热棒3530的端部的一个第一热棒接纳部分3516。

在示例实施方案中，导电壳体3514可以形成为多种形状中的任何一种或者更多种或者它们的组合，包括具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、六边形等的一个或者更多个截面的形状。例如，除了其他方面外，导电壳体3514的形状可以基于以下中的一个或者更多个来选择：磁组件3510的一部分的形状；超导磁体3512中的一个或者更多个的形状；所述一个或者更多个超导磁体3512的期望结构；将由磁组件3510产生的磁场的期望幅值、形状和/或方向；所述一个或者更多个超导磁体3512期望的温度控制的期望程度或敏捷度；内部锚定器组件17的一部分的形状；等等。

导电壳体3514的高度可以为大约15mm至100mm之间，导电壳体3514的直径可以为大约25mm至80mm之间，导电壳体3514的用于接纳部分(其接纳超导磁体3512的叠层)的最小壁厚度可以为大约0.5mm至10mm之间。导电壳体3514的前述尺寸可以为最大尺寸、平均尺寸、典型尺寸、最小尺寸等。

在示例实施方案中，导电壳体3514可以设为经由超导磁体接纳部分与所述一个或者更多个超导磁体3512直接物理接触。此外，导电壳体3514可以设为经由所述一个或者更多个第一热棒接纳部分3516与所述一个或者更多个热棒3530直接物理接触。

导电壳体3514可以使用多种导电材料中的任何一种或者更多种形成，比如铜、铝等。

制冷器组件(例如，元件3520)

如图37A和37B所示，制冷器组件3520可以包括制冷器3522。制冷器组件3520可以进一步包括用于接纳所述一个或者更多个热棒3530的端部的第二热棒接纳部分3526。在示例实施方案中，制冷器组件3520可以固定地定位在端部3502b处。

制冷器3522可以是可以可配置来控制所述一个或者更多个超导磁体3512的温度的任何制冷器等。制冷器3522可以进一步可配置来产生、发射所述一个或者更多个超导磁体3512的温度和/或使所述一个或者更多个超导磁体3512的温度降低和/或升高。例如，制冷器3522可以可配置来经由所述一个或者更多个热棒3530以及导电壳体3514控制所述一个或者更多个超导磁体3512的温度和/或使所述一个或者更多个超导磁体3512的温度降低和/或升高。

制冷器3522可以是本领域的普通技术人员已知的任何制冷器等。

一个或者更多个热棒(例如，元件3530)

所述一个或者更多个热棒3530可以是可操作来从制冷器组件3520传送所述一个或者更多个超导磁体3512的温度和/或引起所述一个或者更多个超导磁体3512的温度的控制、降低和/或升高的任何热棒等。在示例实施方案中，所述一个或者更多个热棒3530可以与导电壳体3514直接物理接触。此外，在示例实施方案中，所述一个或者更多个热棒3530可以与制冷器组件3520直接物理接触。

在示例实施方案中，所述一个或者更多个热棒3530中的每个可以形成为多种形状中的任何一种或者更多种或者它们的组合，包括具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、六边形等的一个或者更多个截面的形状。例如，除了其他方面外，每个热棒3530的形状可以基于以下中的一个或者更多个来选择：磁组件3510的一部分的形状；超导磁体3512中的一个或者更多个的形状；所述一个或者更多个超导磁体3512的期望结构；将由磁组件3510产生的磁场的期望幅值、形状和/或方向；所述一个或者更多个超导磁体3512期望的温度控制的期望程度或敏捷度；内部锚定器组件17的一部分的形状；等等。

所述一个或者更多个热棒3530的长度可以为大约50mm至1000mm之间，所述一个或者更多个热棒3530的直径可以为大约10mm至75mm之间。所述一个或者更多个热棒3530的前述尺寸可以为最大尺寸、平均尺寸、典型尺寸、最小尺寸等。

所述一个或者更多个热棒3530可以使用多种材料中的任何一种或者更多种形成，比如铜、铝等。

所述一个或者更多个支撑棒(例如，元件3540)

所述一个或者更多个支撑棒3540可以是可操作来在外部锚定器本体3502中支撑和定位所述一个或者更多个热棒3530的任何结构强度高的/刚性的棒等。

在示例实施方案中，所述一个或者更多个支撑棒3540中的每个可以形成为多种形状中的任何一种或者更多种或者它们的组合，包括具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、六边形等的一个或者更多个截面的形状。

所述一个或者更多个支撑棒3540的长度可以为大约100mm至750mm之间，所述一个或者更多个支撑棒3540的直径可以为大约2mm至10mm之间。所述一个或者更多个支撑棒3540的前述尺寸可以为最大尺寸、平均尺寸、典型尺寸、最小尺寸等。

所述一个或者更多个支撑棒3540可以使用多种材料中的任何一种或者更多种形成，比如碳纤维、玻璃纤维、塑料、不锈钢、其他金属等。

中间构件(例如，元件1d)

中间构件1d可以是可配置来控制磁组件3510(或者外部锚定器组件1或者一个或者更多个超导磁体3512)与内部锚定器组件17之间的间隔距离的任何物体、组件或装置。例如，中间构件1d可以是可充气囊袋，其可配置来接纳气体并且充气，从而使磁组件3510(或者外部锚定器组件1或者一个或者更多个超导磁体3512)与内部锚定器组件17之间的间隔距离增大。在示例实施方案中，中间构件1d可以可配置来提供磁组件3510(或者外部锚定器组件1或者一个或者更多个超导磁体3512)与内部锚定器组件17之间的大约1mm至50mm的间隔距离。

支撑结构(例如，元件1c)

如图40A和40B所示，支撑结构1c的示例实施方案可以包括彼此经由关节或连接部分4004、4008和4012连通的多个段4002、4006、4010和4014以及外部锚定器组件接触部分4016。支撑结构1c可以可操作来牢固地固定外部锚定器组件1的位置和/或方位(在下文中“位置”)，并且还可以可操作来在手术动作或过程期间提供足以抵抗器械组件2的至少一个或者更多个器械期望或者有必要施加的力而稳定的锚定和/或反作用力。

在示例实施方案中，支撑结构1c可以进一步可配置来移动外部锚定器组件1，包括控制、缩小和/或增大外部锚定器组件1与内部锚定器组件17之间的间隔距离。就这一点而言，在本公开中认识到，在示例实施方案中，外部锚定器组件1与内部锚定器组件17之间的间隔距离的控制、缩小和/或增大可以由支撑结构1c和/或中间构件1d执行。

如图41所示，支撑结构1c可以进一步包括可控转动组件1e'，可控转动组件1e'包括第一转动部分4102、第二转动部分4104和/或第三转动部分4106中的一个或者更多个。可控转动组件1e'可以进一步包括用于第一转动部分4102的电机4102a、用于第二转动部分4104的电机4104a、用于第三转动部分4106的电机4106a、一个或者更多个支撑臂4108以及一个或者更多个锁4110。

包括可控转动组件1e'的支撑结构1e'可以被锚定到一个或者更多个静止物体，比如图40A所示的手术台/床的侧轨。

配置外科系统的方法(例如，方法4200)

如图42所示，配置外科系统的方法的示例实施方案(例如，方法4200)可以包括提供内部锚定器组件(例如，动作4210)。所提供的内部锚定器组件可以包括在上面以及在本公开中描述的内部锚定器组件(例如，元件17、21、22和/或156)的示例实施方案。内部锚定器组件可以可配置来被插入到身体(例如，病人身体)的腔体中并且被定位在该腔体内。

所述方法(例如，方法4200)可以进一步包括提供外部锚定器组件(例如，动作4220)。所提供的外部锚定器组件可以包括在上面以及在本公开中描述的外部锚定器组件(例如，元件1)的示例实施方案。在示例实施方案中，外部锚定器组件可以包括磁组件、温度控制部分以及外部锚定器本体。

所提供的磁组件可以包括在上面以及在本公开中描述的磁组件3510的示例实施方案。在示例实施方案中，磁组件可以包括可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体。所述一个或者更多个超导磁体可以包括在上面以及在本公开中描述的超导磁体3512的示例实施方案以及它们的结构和布置。磁组件可以进一步包括用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体。导电壳体可以包括在上面以及在本公开中描述的导电壳体3514(包括其接纳部分)的示例实施方案。

所提供的温度控制部分可以包括在上面以及在本公开中描述的制冷器组件3520以及所述一个或者更多个热棒3530的示例实施方案。例如，制冷器组件可以包括制冷器3522以及用于接纳所述一个或者更多个热棒3530的端部的接纳部分。此外，所述一个或者更多个热棒3530可以与制冷器组件以及磁组件的导电壳体直接物理接触。

所提供的外部锚定器本体可以包括在上面以及在本公开中描述的外部锚定器本体3502(包括端部3502a和3502b)的示例实施方案。在示例实施方案中，外部锚定器本体可配置来在端部3502a处接纳磁组件并且在端部3502b处接纳温度控制部分(包括制冷器组件)。外部锚定器本体可以进一步可配置来接纳所述一个或者更多个热棒。

所述方法(例如，方法4200)可以进一步包括准备所述一个或者更多个超导磁体(例如，动作4230)。

如图43所示，准备所述一个或者更多个超导磁体的方法(例如，方法4300、动作4230)可以包括提供充电磁体(例如，动作4310)。所提供的充电磁体可以是可操作来与所述一个或者更多个超导磁体相互作用(或者给所述一个或者更多个超导磁体充电)的任何磁体，并且可以包括电磁体、超导磁体等。

所述方法(例如，方法4300)可以进一步包括将制冷器组件(例如，制冷器)配置为第一温度(例如，动作4320)。第一温度可以为大约90至300K之间。在示例实施方案中，第一温度可以是可操作来使所述一个或者更多个超导磁体的温度小于或等于第二温度的温度。第二温度可以为大约90至100K之间。例如，第一温度可以是大约90K的设置点温度，第二温度可以是大约100K的温度。

所述方法(例如，方法4300)可以进一步包括将磁组件带至充电场(或者磁体)(例如，动作4330)。例如，可以使外部锚定器组件3502的磁组件3510被定位到的端部3502a与充电场接触或者靠近。

所述方法(例如，方法4300)可以进一步包括使通过充电场产生的磁场以第一速率斜升(或者逐渐地增大)(例如，动作4340)。第一速率可以为大约0.01至5特斯拉/分钟之间。例如，第一速率可以为大约0.5特斯拉/分钟的速率。

所述方法(例如，方法4300)可以进一步包括将制冷器组件(例如，制冷器)配置第三温度(例如，动作4350)。第三温度可以小于第一温度。第三温度可以为大约为50K至65K之间。在示例实施方案中，第三温度可以是可操作来使所述一个或者更多个超导磁体的温度小于或等于第四温度。第四温度可以小于第二温度。第四温度可以为大约50K至65K之间。例如，第三温度可以为大约50至70K，第四温度可以为大约60至80K。

所述方法(例如，方法4300)可以进一步包括使通过充电场产生的磁场以第二速率斜降(或者逐渐地减小)(例如，动作4360)。第二速率可以为大约0.01至5特斯拉/分钟之间。例如，第二速率可以为大约0.5特斯拉/分钟的速率。

所述方法(例如，方法4300)可以进一步包括冲充电场移除磁组件(例如，动作4370)。也就是说，可以使外部锚定器组件3502的容纳磁组件3510的端部3502a离开(或远离)充电场。在示例实施方案中，当通过充电场产生的磁场达到最终的磁场值时(即，在此时或者在此之后)，该动作(例如，动作4370)可以被执行。最终的磁场值可以为大约0至+/-0.1特斯拉之间。例如，最终的磁场值可以为大约0特斯拉。

在所述一个或者更多个超导磁体的准备完成(例如，方法4300和动作4230)之前、期间或者之后，内部锚定器组件可以被插入到身体(即，病人身体)的腔体中，并且被定位在身体的腔体的内表面处。

在所述一个或者更多个超导磁体的准备完成(例如，方法4300和动作4230)之前、期间或者之后，支撑结构可以被配置。支撑结构可以包括在上面以及在本公开中描述的支撑结构(例如，元件1c)和/或可控转动组件(例如，元件1c')的示例实施方案。支撑结构可以被配置为接纳外部锚定器组件并且将外部锚定器组件固定地定位在身体(即，病人身体)的外表面处。在示例实施方案中，外部锚定器组件基于内部锚定器组件的位置或期望位置固定地定位。例如，在内部锚定器组件被插入到身体的腔体中并且被定位在该腔体内之后，支撑结构可以基于内部锚定器组件在身体的腔体内的位置来固定外部锚定器组件的位置。作为另一个实施例，在内部锚定器组件被插入到身体的腔体中并且被定位在该腔体内期望位置处之前(或者与此同时地)，支撑结构可以基于内部锚定器组件在身体的腔体内的位置来固定外部锚定器组件的位置。

外部锚定器组件然后可以经由磁组件的所述一个或者更多个超导磁体产生的磁场磁耦合到内部锚定器组件。

在内部锚定器组件被插入和定位在身体(即，病人身体)的腔体中之前、期间或者之后，器械组件可以被提供。器械组件可以包括在上面以及在本公开中描述的器械组件(例如，元件2、18、19、150和/或1000)的示例实施方案。在示例实施方案中，器械组件可以包括在器械组件的第一端部处的器械(比如端部执行器、抓取器、切割工具、摄像机、视频摄像机、照明等)以及在器械组件的第二端部处的器械组件附连部分。

在内部锚定器组件被插入和定位在身体(即，病人身体)的腔体中之前、期间或者之后，器械组件可以被插入到身体的腔体中。在内部锚定器组件被插入到身体的腔体中之后，器械组件可以被固定到内部锚定器组件。器械组件可以通过将内部锚定器组件的内部锚定器附连部分固定到器械组件附连部分而被固定到内部锚定器组件。

在本公开中认识到，在示例实施方案中，内部锚定器组件和器械组件可能已经被附连/固定在一起，或者可替换地，可能已经形成为一个整体物品。

在示例实施方案中，磁组件可以可配置来产生幅值为大约0至1.5特斯拉的磁场(当在锚定器表面处测量时)。磁组件可以可配置来产生特定或期望方向、区域或体积(即，朝向内部锚定器组件和/或内部锚定器组件在病人身体的腔体内的期望位置)的磁场的峰值或者该整个磁场。

在示例实施方案中，外部锚定器组件可以可配置来选择性地在大约0至2特斯拉的幅值之间改变施加于内部锚定器组件的磁场。例如，当外部锚定器组件磁耦合到内部锚定器组件时，并且当磁组件在离内部锚定器组件第一间隔距离(比如大约0至50mm的第一间隔距离)处磁耦合到内部锚定器组件时，外部锚定器组件可以可配置来通过改变第一间隔距离来改变施加于内部锚定器组件的(或者在内部锚定器组件处施加的)磁场的幅值。在示例实施方案中，在内部锚定器组件处施加的磁场可以通过选择性地配置支撑结构以增大第一间隔距离来减小。类似地，在内部锚定器组件处施加的磁场可以通过选择性地配置支撑结构以缩小第一间隔距离来增大。

作为另一个实施例，第一间隔距离可以由中间构件改变。例如，如果中间构件是可充气囊袋，则第一间隔距离可以通过改变中间构件的尺寸(比如厚度)来改变。

在示例实施方案中，外部锚定器组件可以可配置来在大约0至5特斯拉的幅值之间选择性地改变所产生的磁场。外部锚定器组件可以可配置来通过改变所述一个或者更多个超导磁体的温度来选择性地改变所产生的磁场。此外，外部锚定器组件可以可配置来通过使所述一个或者更多个超导磁体的温度升至等于或大于大约90至100K之间的临界温度来选择性地减小所产生的磁场。在这样的情况下，磁场可以减小至零。

在示例实施方案中，当外部锚定器组件经由施加的磁场磁耦合到内部锚定器组件并且器械组件被固定到内部锚定器组件时，器械组件的器械可操作来提供大约1至5N之间的施加力。

示例实施方案可以进一步包括控制器等。控制器可以可配置来配置磁组件在内部锚定器组件处施加的磁场的幅值。控制器可以进一步可配置来配置温度控制部分以控制所述一个或者更多个超导磁体的温度。控制器可以可选择性地配置来执行在上面以及在本公开中描述的外科系统的任何元件的配置和/或选择性配置。除了其他方面之外，这样的选择性配置可以基于用户/操作者指令、来自用户/操作者指令和/或动作的反馈、来自外科系统的一个或者更多个传感器和/或元件的测量和/或读数、历史信息(比如测量、读数、用户/操作者指令、来自用户/操作者指令和/或动作的反馈)、特定病人信息和/或记录、预编程的和/或默认的信息等。控制器可以是可操作来与外科系统的一个或者更多个元件进行通信的任何装置，并且可以包括计算装置、通信装置、虚拟机、计算机、节点、实例、主机或者联网计算环境下的机器。控制器可以包括存储在非暂时性计算机可读介质中的逻辑，该逻辑当被控制器和/或控制器的处理器或者与控制器相关联的处理器执行时，可操作来执行如本公开中描述的一个或者更多个操作、配置动作和/或与外科系统的一个或者更多个元件的通信。例如，控制器可以可操作来与温度控制部分(包括制冷器组件)、支撑结构、中间构件、器械组件等中的一个或者更多个进行通信或者对这些中的一个或者更多个进行配置。

在本公开中要理解的是，一个或者更多个器械组件和/或内部锚定器组件可以被插入到身体(即，病人身体)的腔体中并且被定位在该腔体内，并且一个或者更多个外部锚定器组件可以可配置来磁耦合(或者磁固定)到所述一个或者更多个内部锚定器组件(以及一个或者更多个器械组件)。例如，一个外部锚定器组件可以可配置来磁耦合(或者磁固定)到多个内部锚定器组件(以及一个或者更多个器械组件)。此外，多个外部锚定器组件可以可配置来磁耦合(或者磁固定)到一个内部锚定器组件(以及一个或者更多个器械组件)。

尽管已在微型机器人操纵器和外部磁体的上下文中描述了以上描述的附加锚定力的提供，但是将意识到，这仅仅是示例性的应用，并且所描述的设备和方法还可以应用于期望锚定到体腔内的稳定平台上的任何各种各样的其他器械。

尽管以上已描述了根据公开的原理的各种实施方案，应理解这些实施方案仅以示例的方式被提出，而非限制性的。因此，所述发明(一个或多个)的宽度和范围不应受任何上述的示例性实施方案限制，而应仅根据本公开公布的权利要求以及它们的等同形式来限定。而且，以上优点和特征在所描述的实施方案中提供，但不应将这些公布的权利要求的应用限制为实现以上优点的任一或全部的方法和结构。具体地讲，除非另外阐述，所描述的实施方案的各个特征和方面可以分开使用和/或以任何组合的方式可互换地使用，并且不限于上述布置。

例如，如本公开中所论及的，控制器可以是任何控制器、计算装置、处理器和/或通信装置，并且可以包括虚拟机、计算机、节点、实例、主机和/或联网计算环境下的机器。此外，如在本公开中所论及的，网络、云或联网计算环境可以是由便利机器之间的通信并且允许机器共享资源的通信信道连接的机器集合。网络也可以是指同一个机器上的处理之间的通信介质。此外，如本文中所论及的，网络元件、节点或者服务器可以是被部署来执行作为套接字监听器操作的程序的机器，并且可以包括软件实例。

此外，如本公开中所论及的，比如“组件”、“设备”、“部分(portion)”、“段”、“构件”、“本体”、“部分(section)”、“子系统”、“系统”的术语或者其他类似的和/或等同的术语一般应被广义地解释为包括一个部分或者附连、连接、固定和/或耦合在一起的多于一个的部分或元件。

本文中使用的各种术语在本技术领域内具有特殊意义。特定术语是否应被解释为这样的“技术术语”取决于该术语的使用的上下文。例如，“连接”、“被连接的”、“连接的”、“可连接的”、“附连”、“被附连的”、“附连的”、“可附连的”、“固定”、“被固定的”、“固定的”、“可固定的”、“锁固”、“被锁固的”、“锁固的”、“可锁固的”、“锚定”、“被锚定的”、“锚定的”、“可锚定的”、“安装”、“被安装的”、“安装的”、“可安装的”、“耦合”、“被耦合的”、“耦合的”、“可耦合的”、“与......连通”、“连通......”、“与.......相关联的”、“与.......相关联”或者其他类似术语一般应被广义地解释为包括附连、连接、安装和锚定在所论及的部件之间是直接的，或者是在所论及的部件之间是通过一个或者更多个中间物的。作为另一个实施例，“断开”、“被断开的”、“断开的”、“可断开的”、“卸装”、“被卸装的”、“卸装的”、“可卸装的”、“松开”、“被松开的”、“松开的”、“可松开的”、“解锁”、“被解锁的”、“解锁的”、“可解锁的”、“解除”、“被解除的”、“解除的”、“可解除的”、“拆卸”、“被拆卸的”、“拆卸的”、“可拆卸的”、“解耦”、“被解耦的”“解耦的”、“可解耦的”或者其他类似术语一般应被广义地解释为包括分离、移除和拆开在所论及的部件之间是直接的，或者在所论及的部件之间是来自于一个或者更多个中间物的。这些及其他术语要根据它们在本公开中的使用上下文来解释，并且要按照本领域的普通技术人员在所公开的上下文下理解这些术语那样来进行解释。以上定义不排除基于所公开的上下文可能给予这些术语的其他意义。

比如“在.......时”、“等同的”、“在.......期间”、“完成”等的比较、测量和时序的词语应被理解为意指“基本上在........时”、“基本上等同的”、“基本上在.......期间”、“基本上完成”等，其中“基本上”意指这样的比较、测量和时序对于实现隐含地或明确地陈述的期望结构是可实行的。

此外，本文的段落标题是被提供来与37 CFR 1.77的建议一致，或者用于提供本文的结构线索。这些标题不应限制或特征化可以从本公开公布的任何权利要求中所阐述的发明(一个或多个)。具体地并且以举例的方式，“背景技术”中的技术的描述不是要被解读为承认本技术是本公开中的任何发明(一个或多个)的现有技术。“发明内容”也不是要被认为是在公布的权利要求中所阐述的发明(一个或多个)的特征描述。另外，该公开中对单数的“发明”的任何引用不应被用于证明在该公开中仅有一个新颖点。多个发明可以根据从本公开公布的多个权利要求的限定来进行阐述，并且这些权利要求相应地定义了由其保护的发明(一个或多个)及其等同形式。在所有例子中，这些权利要求的范围根据本公开按照这些权利要求本身的实质来考虑，而不应被本文所陈述的标题限制。

Claims (42)

1.一种外科系统，所述外科系统包括：

内部锚定器组件，所述内部锚定器组件可配置来被插入到身体的腔体中并且被定位在所述腔体内；以及

外部锚定器组件，所述外部锚定器组件可配置来磁耦合到所述内部锚定器组件，所述外部锚定器组件包括：

磁组件，所述磁组件具有可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体以及用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体；

温度控制部分，所述温度控制部分可配置来经由所述导电壳体控制所述一个或者更多个超导磁体的温度；以及

外部锚定器本体，所述外部锚定器本体可配置来接纳所述磁组件和所述温度控制部分，所述外部锚定器本体可以固定地定位在所述身体外。

2.如权利要求1所述的外科系统，其中所述磁组件可配置来产生幅值为大约0至5特斯拉的磁场。

3.如权利要求1所述的外科系统，其中所述外部锚定器组件可配置来在大约0至2特斯拉的幅值之间选择性地改变在所述内部锚定器组件处施加的磁场。

4.如权利要求3所述的外科系统，其中所述外部锚定器组件磁耦合到所述内部锚定器组件，并且当所述磁组件在离所述内部锚定器组件第一间隔距离处磁耦合到所述内部锚定器组件时，所述外部锚定器组件可配置来通过改变所述第一间隔距离来改变施加于所述内部锚定器组件的磁场的幅值。

5.如权利要求4所述的外科系统，其中

所述外部锚定器组件进一步包括支撑结构，所述支撑结构可选择性地配置来将所述外部锚定器组件固定地定位在所述身体外，

在所述内部锚定器组件处施加的所述磁场通过选择性地配置所述支撑结构以增大所述第一间隔距离来减小，并且

在所述内部锚定器组件处施加的所述磁场通过选择性地配置所述支撑结构以缩小所述第一间隔距离来增大。

6.如权利要求4所述的外科系统，进一步包括可定位在所述外部锚定器组件和所述内部锚定器组件之间的中间构件，

其中所述第一间隔距离通过选择性地改变所述中间构件的尺寸来改变。

7.如权利要求6所述的外科系统，其中所述中间构件是可充气囊袋。

8.如权利要求1所述的外科系统，其中所述外部锚定器组件可配置来在大约0至5特斯拉的幅值之间选择性地改变所产生的磁场。

9.如权利要求8所述的外科系统，其中所述外部锚定器组件可配置来通过改变所述一个或者更多个超导磁体的温度来选择性地改变所产生的磁场。

10.如权利要求9所述的外科系统，其中所述外部锚定器组件可配置来通过使所述一个或者更多个超导磁体的温度升至等于或大于大约90至100K之间的临界温度来选择性地减小所产生的磁场。

11.如权利要求1所述的外科系统，其中所述磁组件包括按一种或者更多种垂直堆叠的布置配置的多个超导磁体。

12.如权利要求11所述的外科系统，其中

所述超导磁体中的每个包括具有半径的圆形截面形状，

所述超导磁体的所述一种或者更多种垂直堆叠的布置中的每个具有集体高度，并且

所述集体高度等于或大于所述半径。

13.如权利要求11所述的外科系统，其中

所述超导磁体中的每个包括其中对置的拐角之间具有第一距离的六边形截面形状，

所述超导磁体的所述一种或者更多种垂直堆叠的布置中的每个具有集体高度，并且

所述集体高度等于或大于对置的拐角之间的所述第一距离。

14.如权利要求1所述的外科系统，其中所述一个或者更多个超导磁体包括Ba、Cu和O。

15.如权利要求1所述的外科系统，其中：

所述温度控制部分包括热棒和制冷器，

所述热棒与所述导电壳体和所述制冷器接触，

所述制冷器可配置来经由所述热棒和所述导电壳体控制所述超导磁体的温度，

所述外部锚定器本体包括细长本体，所述细长本体包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，

所述外部锚定器本体的所述细长本体可配置来在所述第一端部处接纳所述磁组件，

所述外部锚定器本体的所述细长本体可配置来在所述第二端部处接纳所述制冷器，并且

所述外部锚定器本体的所述细长本体可配置来至少在所述第一端部和所述第二端部之间接纳所述热棒。

16.如权利要求1所述的外科系统，进一步包括器械组件，所述器械组件具有在第一端部处的器械以及在第二端部处的器械组件附连部分，

其中所述内部锚定器组件进一步包括内部锚定器附连部分，并且

其中所述器械组件可配置来通过将所述器械组件附连部分固定到所述内部锚定器附连部分来固定到所述内部锚定器组件。

17.如权利要求16所述的外科系统，其中，当所述外部锚定器组件经由所施加的磁场磁耦合到所述内部锚定器组件并且所述器械组件被固定到所述内部锚定器组件时，所述器械组件的所述器械可操作来提供大约0至5N之间的施加力。

18.如权利要求1所述的外科系统，进一步包括控制器，所述控制器可配置来：

配置所述磁组件在所述内部锚定器组件处施加的磁场的幅值；以及

配置所述温度控制部分以控制所述一个或者更多个超导磁体的温度。

19.一种用于与外科系统一起使用的外部锚定器组件，所述外科系统具有内部锚定器组件，所述内部锚定器组件可配置来被插入到身体的腔体中并且被定位在所述腔体内，所述外部锚定器组件包括：

磁组件，所述磁组件具有可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体以及用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体；

温度控制部分，所述温度控制部分可配置来经由所述导电壳体控制所述一个或者更多个超导磁体的温度；以及

外部锚定器本体，所述外部锚定器本体可配置来接纳所述磁组件和所述温度控制部分，所述外部锚定器本体可以固定地定位在所述身体外；

其中所述磁组件可配置来经由所述磁场磁耦合到所述内部锚定器组件。

20.如权利要求19所述的外部锚定器组件，其中所述磁组件可配置来产生幅值为大约0至5特斯拉的磁场。

21.如权利要求19所述的外部锚定器组件，其中所述外部锚定器组件可配置来在大约0至2特斯拉的幅值之间选择性地改变在所述内部锚定器组件处施加的磁场。

22.如权利要求21所述的外部锚定器组件，其中，当所述外部锚定器组件磁耦合到所述内部锚定器组件时，并且当所述磁组件在离所述内部锚定器组件第一间隔距离处磁耦合到所述内部锚定器组件时，所述外部锚定器组件可配置来通过改变所述第一间隔距离来改变在所述内部锚定器组件处施加的磁场的幅值。

23.如权利要求21所述的外部锚定器组件，其中

所述外部锚定器组件进一步包括支撑结构，所述支撑结构可选择性地配置来将所述外部锚定器组件固定地定位在所述身体外，

在所述内部锚定器组件处施加的所述磁场通过选择性地配置所述支撑结构以增大所述第一间隔距离来减小，并且

在所述内部锚定器组件处施加的所述磁场通过选择性地配置所述支撑结构以缩小所述第一间隔距离来增大。

24.如权利要求21所述的外部锚定器组件，进一步包括可定位在所述外部锚定器组件和所述内部锚定器组件之间的中间构件，

其中所述第一间隔距离通过选择性地改变所述中间构件的尺寸来改变。

25.如权利要求24所述的外部锚定器组件，其中所述中间构件是可充气囊袋。

26.如权利要求19所述的外部锚定器组件，其中所述外部锚定器组件可配置来在大约0至5特斯拉的幅值之间选择性地改变所产生的磁场。

27.如权利要求26所述的外部锚定器组件，其中所述外部锚定器组件可配置来通过改变所述一个或者更多个超导磁体的温度来选择性地改变所产生的磁场。

28.如权利要求27所述的外部锚定器组件，其中所述外部锚定器组件可配置来通过使所述一个或者更多个超导磁体的温度升至等于或大于大约90至100K之间的临界温度来选择性地减小所产生的磁场。

29.如权利要求19所述的外部锚定器组件，其中所述磁组件包括按一种或者更多种垂直堆叠的布置配置的多个超导磁体。

30.如权利要求29所述的外部锚定器组件，其中

所述超导磁体中的每个包括具有半径的圆形截面形状，

所述超导磁体的所述一种或者更多种垂直堆叠的布置中的每个具有集体高度，并且

所述集体高度等于或大于所述半径。

31.如权利要求29所述的外部锚定器组件，其中

所述超导磁体中的每个包括其中对置的拐角之间具有第一距离的六边形截面形状，

所述超导磁体的所述一种或者更多种垂直堆叠的布置中的每个具有集体高度，并且

所述集体高度等于或大于对置的拐角之间的所述第一距离。

32.如权利要求19所述的外部锚定器组件，其中所述一个或者更多个超导磁体包括Ba、Cu和O。

33.如权利要求19所述的外部锚定器组件，其中

所述温度控制部分包括热棒和制冷器，

所述热棒与所述导电壳体和所述制冷器接触，

所述制冷器可配置来经由所述热棒和所述导电壳体控制所述超导磁体的温度，

所述外部锚定器本体包括细长本体，所述细长本体包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，

所述外部锚定器本体的所述细长本体可配置来在所述第一端部处接纳所述磁组件，

所述外部锚定器本体的所述细长本体可配置来在所述第二端部处接纳所述制冷器，并且

所述外部锚定器本体的所述细长本体可配置来至少在所述第一端部和所述第二端部之间接纳所述热棒。

34.如权利要求19所述的外部锚定器组件，进一步包括器械组件，所述器械组件具有在第一端部处的器械以及在第二端部处的器械组件附连部分，

其中所述内部锚定器组件进一步包括内部锚定器附连部分，并且

其中所述器械组件可配置来通过将所述器械组件附连部分固定到所述内部锚定器附连部分来固定到所述内部锚定器组件。

35.如权利要求33所述的外部锚定器组件，其中，当所述外部锚定器组件经由所施加的磁场磁耦合到所述内部锚定器组件并且所述器械组件被固定到所述内部锚定器组件时，所述器械组件的所述器械可操作来提供大约0至5N之间的施加力。

36.如权利要求19所述的外部锚定器组件，进一步包括控制器，所述控制器可配置来：

配置所述磁组件在所述内部锚定器组件处施加的磁场的幅值；以及

配置所述温度控制部分以控制所述一个或者更多个超导磁体的温度。

37.一种配置外科系统的方法，所述方法包括：

提供内部锚定器组件，所述内部锚定器组件可配置来被插入到身体的腔体中并且被定位在所述腔体内；

提供外部锚定器组件，所述外部锚定器组件包括：

磁组件，所述磁组件具有可配置来产生磁场的一个或者更多个超导磁体以及用于接纳所述一个或者更多个超导磁体的导电壳体；

温度控制部分，所述温度控制部分具有热棒和制冷器，所述热棒与所述导电壳体和所述制冷器接触；以及

外部锚定器本体，所述外部锚定器本体可配置来接纳所述磁组件和所述温度控制部分；以及

通过以下操作来准备所述一个或者更多个超导磁体：

提供充电场；

将所述制冷器配置为第一温度，所述第一温度可操作来使所述一个或者更多个超导磁体的温度小于或等于第二温度；

将所述磁组件带至所述充电场；

使通过所述充电场产生的磁场以第一速率斜升；

将所述制冷器配置为小于所述第一温度的第三温度，所述第三温度可操作来使所述一个或者更多个超导磁体的温度小于或等于小于所述第二温度的第四温度；

使通过所述充电场产生的所述磁场以第二速率斜降；以及

当通过所述充电场产生的所述磁场达到最终的磁场值时，从所述充电场移除所述磁组件。

38.如权利要求37所述的方法，进一步包括将所述内部锚定器组件插入到身体的腔体中并且将所述内部锚定器组件定位在所述身体的所述腔体的内表面处。

39.如权利要求38所述的方法，进一步包括：

在准备好所述一个或者更多个超导磁体之后：

配置支撑结构以基于所述内部锚定器组件的定位将所述外部锚定器组件固定地定位在所述身体的外表面处；以及

经由由所述磁组件的所述一个或者更多个超导磁体产生的磁场将所述外部锚定器组件磁耦合到所述内部锚定器组件。

40.如权利要求38所述的方法，进一步包括：

提供器械组件，所述器械组件具有在第一端部处的器械以及在第二端部处的器械组件附连部分，

将所述器械组件插入到所述身体的所述腔体中；以及

通过将所述内部锚定器组件的内部锚定器附连部分固定到所述器械组件附连部分来将所述器械组件固定到所述内部锚定器组件。

41.如权利要求37所述的方法，其中：

所述第一温度约为90K至100K，

所述第二温度约为90K至100K，

所述第三温度约为50K至65K，

所述第四温度约为50K至65K，

所述第一速率约为0.01特斯拉/分钟至5特斯拉/分钟，

所述第二速率约为0.01特斯拉/分钟至5特斯拉/分钟，并且

所述最终的磁场值约为0特斯拉至±0.1T。

42.如权利要求37所述的方法，进一步包括配置控制器以配置所述磁组件在所述内部锚定器组件处施加的磁场的幅值；以及

配置所述控制器以配置所述温度控制部分来控制所述一个或者更多个超导磁体的温度。