CN107072732B - 用于机器人手术器械的驱动单元和齿条铺单 - Google Patents

用于机器人手术器械的驱动单元和齿条铺单 Download PDF

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Abstract

一种手术器械被构造用于与驱动手术器械的致动且操作地支撑手术器械的器械驱动单元联接。该手术器械包括外壳、从外壳向远侧延伸的细长体、从细长体向远侧延伸的末端执行器、以及相对于细长体能够被旋转地固定并且能够纵向移动的多个被驱动构件。多个被驱动构件能够相对于彼此纵向移动。多个驱动构件中的每个被驱动构件联接至附接到末端执行器的相应的线缆。多个被驱动构件被构造用于与器械驱动单元接合。

Description

用于机器人手术器械的驱动单元和齿条铺单
相关专利的交叉引用
本申请要求于2014年10月23日提交的申请号为62/067,644的美国临时专利申请的利益和优先权，其全部公开通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及手术器械，尤其涉及用于机器人手术器械的驱动单元和齿条铺单。
背景技术
机器人手术系统已经用于微创医疗操作中。一些机器人手术系统包括控制台支持的机器人臂和手术器械或至少一个包括安装到机器人臂的钳或抓取工具的末端执行器。机器人臂提供机械动力给手术器械以用于其操作和移动。每个机器人臂可以包括操作地连接到手术器械的器械驱动单元。
在使用机器人系统之前或期间，手术器械被选择并连接到每个机器人臂的器械驱动单元。为了完成适当的安装，手术器械的某些连接特征必须匹配地接合于器械驱动单元的相应的连接特征。一旦这些特征被匹配地接合，则器械驱动单元可以驱动手术器械的致动。然而，可能很难将手术器械连接到器械驱动单元以及将手术器械从器械驱动单元卸除。此外，一旦手术器械相对于器械驱动单元旋转，用于手术器械的致动功能的线缆可能变得纠缠在一起。
因此，需要一种具有最小化尺寸的器械驱动单元，其允许附接的手术器械具有更大的自由度，并且提供了更容易地卸除和附接的手术器械。另外，由于手术器械和器械驱动单元通常是可重复使用的，因此需要使对器械驱动单元的可能的污染最小化。
发明内容
根据本公开的方案，提供了一种手术组件。该手术组件包括手术器械和被配置为用于致动手术器械的器械驱动单元。手术器械可以包括外壳、从外壳向远侧延伸的细长体、从细长体向远侧延伸的末端执行器以及相对于细长体可被旋转地固定并且可纵向移动的第一圆齿条和第二圆齿条，其中，该第一圆齿条可滑动地接收在第二圆齿条内。器械驱动单元可以被配置为操作地并且可释放地支撑手术器械。器械驱动单元可以包括第一驱动电机，其可操作地连接到第一圆齿条以用于使第一圆齿条相对于细长体纵向移动；和第二驱动电机，其可操作地连接到第二圆齿条以用于使第二圆齿条相对于细长体纵向移动。
在实施例中，手术器械包括从第一圆齿条向远侧延伸的第一线缆和从第二圆齿条向远侧延伸的第二线缆。每根线缆都可以可操作地延伸到手术器械的末端执行器。第一驱动电机可以包括用于接合第一圆齿条的第一驱动齿轮，并且第二驱动电机可以包括用于接合第二圆齿条的第二驱动齿轮。
在一些实施例中，手术组件包括第三圆齿条和第四圆齿条。第四圆齿条可以可滑动地接收在第三圆齿条内。这些实施例的器械驱动单元包括用于可操作地连接到第三圆齿条的第三电机和用于可操作地连接到第四圆齿条的第四电机。手术组件包括从第三圆齿条向远侧延伸的第三线缆和从第四圆齿条向远侧延伸的第四线缆。
在实施例中，手术器械进一步包括被固定地支撑在细长体上以便于细长体围绕细长体的纵向轴线旋转的第一旋转齿轮。器械驱动单元可以包括用于可操作地连接到用于实现细长体围绕细长体的纵向轴线的旋转的第一旋转齿轮的第一旋转电机。器械驱动单元可以包括第一旋转齿轮，该第一旋转齿轮连接到第一旋转电机并且可操作地连接到手术器械的第一旋转齿轮，用于实现细长体围绕细长体的纵向轴线的旋转。第一旋转齿轮可以包括多个开口以用于能够滑动地接收穿过开口的线缆。
器械驱动单元的实施例可以包括外壳和从器械驱动单元的外壳向外延伸的一对凸缘。每个凸缘都可以限定用于选择性地接收手术器械以使得手术器械偏置于器械驱动单元的外壳的凹部。器械驱动单元可以包括用于将手术器械选择性地固定在形成于器械驱动单元的凸缘中的凹部内的一对锁定件。
手术组件的实施例可以包括可操作地接收在器械驱动单元和手术器械之间的保护隔离物。保护隔离物可以包括带，其被构造用于当手术器械与器械驱动单元接合时与手术器械的第一圆齿条和第二圆齿条对准。保护隔离物可以被定尺寸为覆盖至少器械驱动单元。
手术组件的另一个实施例包括手术器械、器械驱动单元以及接收在手术器械和器械驱动单元之间的保护隔离物。保护隔离物可以包括带，其被构造用于当手术器械与器械驱动单元接合时与手术器械的第一圆齿条和第二圆齿条对准。保护隔离物的带可以包括有纹理的表面，以便于与手术器械的第一圆齿条和第二圆齿条接合。保护隔离物可以被定尺寸为覆盖至少器械驱动单元。
下面参考附图更详细地描述本公开的示例性实施例的进一步的细节和方案。
如本文所使用的，术语平行和垂直被理解为包括可达约+10度或-10度(+/–10°)的大致平行和大致垂直的相对构造。
附图说明
在此参照附图描述了本公开的实施例，其中：
图1是根据本公开的机器人手术系统的示意图；
图2是根据本公开的实施例的示出为附接到机器人手术系统的机器人臂的手术组件的立体图；
图3是图2中所示的手术组件的器械驱动单元的侧视立体图；
图4是图2中所示的手术组件的手术器械的侧视立体图；
图5是图3中所示的器械驱动单元和图4中所示的手术器械在将手术器械附接到器械驱动单元之前的侧视立体图；
图6是图3中所示的器械驱动单元和图4中所示的手术器械在将手术器械附接到器械驱动单元之后的俯视立体图；
图7是附接到图3中所示的器械驱动单元的图4中所示的手术器械在卸除了手术器械的外壳时的正视立体图；
图8是与图3中所示的器械驱动单元的第一驱动齿轮和第二驱动齿轮接合的图4中所示的手术器械的第一圆齿条和第二圆齿条在第一圆齿条部分地接收在第二圆齿条内时的放大的侧视图；
图9是图8中所示的第一圆齿条和第二圆齿条以及第一驱动齿轮和第二驱动齿轮在第一圆齿条和第二圆齿条处于间隔开的关系时的放大的侧视图；
图10是第一器械驱动单元和手术器械被定位为与第二器械驱动单元和手术器械相邻且平行的端视图；
图11是图10中所示的第一器械驱动单元和手术器械以及第二器械驱动单元和手术器械处于另一相邻且平行的构形的端视图；
图12是根据本公开的实施例的保护隔离物的俯视图；
图13是图3中所示的器械驱动单元和图12中所示的保护隔离物的侧视立体图；和
图14是图13中所示的器械驱动单元和保护隔离物以及图4中所示的手术器械在将手术器械附接到器械驱动单元之前的侧视立体图。
具体实施方式
现在参考附图详细描述本公开的包括器械驱动单元和手术器械的手术组件及其方法的实施例，其中相同的附图标记在若干视图中的每一个视图中表示相同或相应的元件。如本文所使用的，术语“远侧”是指手术器械和/或器械驱动单元的较靠近患者的部分，而术语“近侧”是指手术器械和/或器械驱动单元的较远离患者的部分。
首先参考图1，手术系统(例如，机器人手术系统)总体示出为手术系统1，并且总体上包括：多个机器人臂2、3；控制装置4；以及与控制装置4耦合的操作控制台5。操作控制台5包括：显示装置6，其被特别设置以显示三维图像；和手动输入装置7、8，其如本领域技术人员原则上已知的，借助于该手动输入装置7、8，例如外科医生等人(未示出)能够在第一操作模式下远程操作机器人臂2、3。机器人臂2、3中的每个机器人臂由通过接头连接的多个构件构成。
手术系统1还可以包括连接到机器人臂2、3中的每个机器人臂的远侧端的器械驱动单元100。支撑例如抓取器、钳、吻合单元的工具组件(未示出)的手术器械200可以被附接到器械驱动单元100。如将在下面更详细地描述的，根据本文公开的实施例的每个机器人臂2、3及其相应的驱动单元100和手术器械200被统称为手术组件50。
机器人臂2、3可以由连接到控制装置4的电传动装置(未示出)来驱动。控制装置4(例如，计算机)被设置为激活该传动装置，特别是借助于计算机程序，用这样的方式使得机器人臂2、3、它们的器械驱动单元100以及由此的手术器械200(包括附接的工具组件)根据借助于手动输入装置7、8所限定的移动来执行期望的移动。控制装置4还可以以使得其调节机器人臂2、3和/或传动装置的移动的方式而被设置。
手术系统1被构造用于躺在患者台12上的待借助于工具组件以微创方式而被治疗的患者13。手术系统1还可以包括多于两个机器人臂2、3的机器人臂，附加的机器人臂同样连接到控制装置4并且借助于操作控制台5而可被远程操纵。包括工具组件(未示出)的手术器械200还可以附接到附加的机器人臂。
可以参考于2011年11月3日提交的标题为“医疗工作站”的公开号为2012/0116416的美国专利，其全部内容通过引用并入本文，用于详细讨论示例性手术系统的构造和操作。
在图2中示出了手术组件50，其包括至少一个机器人臂(例如，机器人臂2)、连接到机器人臂2的器械驱动单元100和联接有或联接至器械驱动单元100的手术器械200。如下面将进一步详细描述的，手术器械200被侧装载到器械驱动单元100中。具体地，为了将手术器械200与器械驱动单元100附接，手术器械200被定位为邻近器械驱动单元100，使得手术器械200的各种部件与器械驱动单元100的相应的部件对准。器械驱动单元100随后移动至与器械驱动单元100接合，并被选择性地固定到器械驱动单元100。在替代实施例中，在将手术器械200与器械驱动单元100接合之前，将保护隔离物或铺单300接收在器械驱动单元100上方(图12至图14)以将手术器械200与器械驱动单元100隔开。
器械驱动单元100被构造用于驱动手术器械200的工具组件(未示出)的致动并且被构造为操作地支撑其中的手术器械200。器械驱动单元100将动力从电机110传递到手术器械200，以驱动附接到工具组件的线缆230(图7)的移动。器械驱动单元100包括与相应的驱动电机110可操作地接合的多个驱动构件，例如驱动齿轮112(图3)。驱动电机110可操作地接合手术器械200的圆齿条210，以使圆齿条210相对于彼此独立地纵向移动。圆齿条210将来自驱动电机110的旋转运动转换成纵向移动以推动和/或拉动手术器械200的线缆230(图7)，从而致动或实行固定到末端执行器206的工具组件(未示出)的某些功能。
参考图3，器械驱动单元100包括平台或外壳102，用于支撑器械驱动单元100的各种部件并用于将器械驱动单元100连接到机器人臂2。对于将外壳102连接到机器人臂2的详细描述，请参考于2014年5月13日提交的序列号为61/992,700的共有美国专利申请，其全部内容通过引用并入本文。
器械驱动单元100包括一组驱动电机110a、110b、110c、110d(统称为驱动电机110)和一组旋转电机120a、120b(统称为旋转电机120)。驱动电机110沿外壳102的纵向轴线“X”间隔开并且垂直于外壳102的纵向轴线“X”而延伸。每个驱动电机110a、110b、110c、110d分别包括从外壳102的侧边壁104延伸的驱动齿轮112a、112b、112c、112d。如下面将进一步详细描述的，驱动齿轮112被定位为接合手术器械200的圆齿条210，以使圆齿条210相对于彼此独立地纵向移动。更具体地，当手术器械200以第一构形(图6)固定到器械驱动单元100上时，即，随着末端执行器206从器械驱动单元100的外壳102沿第一方向延伸，器械驱动单元100的驱动齿轮112a、112b、112c、112d接合手术器械200的相应的圆齿条210a、210b、210c、210d，并且当手术器械200以第二构形(未示出)固定到器械驱动单元100上时，即，随着末端执行器206从器械驱动单元100的外壳102沿第二方向延伸，器械驱动单元100的驱动齿轮112a、112b、112c、112d接合手术器械200的相应的圆齿条210d、210c、210b、210a。虽然示出了四(4)个驱动电机110和四(4)个相应的驱动齿轮112，但是可以想到，器械驱动单元100可以包括任何数量的驱动电机，以将任何数量的圆齿条210容纳在手术器械200内。例如，器械驱动单元100可以仅包括两(2)个驱动电机110或者可以包括六(6)个驱动电机。
旋转电机120a、120b被接收在外壳102的相对端内，并且均包括分别布置为邻近器械驱动单元100的外壳102的相应的近侧端和远侧端的驱动齿轮122a、122b。如将在以下进一步详细地描述，旋转齿轮122被定位为接合手术器械200的旋转齿轮220。更具体地，当手术器械200以第一构形(图6)固定到器械驱动单元100时，器械驱动单元100的旋转齿轮122a、122b接合手术器械200的相应的旋转齿轮220a、220b，并且当手术器械200以第二构形(未示出)固定到器械驱动单元100时，器械驱动单元100的驱动齿轮122a、122b接合手术器械200的相应的旋转齿轮220b、220a。
器械驱动单元100的外壳102被构造为选择性地并且可操作地接收处于偏置构形的手术器械200。具体地，器械驱动单元100包括一对凸缘106a、106b，凸缘106a、106b从外壳102的侧边壁104并且绕相应的驱动电机110的驱动齿轮112向外延伸，以形成纵向开口105。每个凸缘106a、106b分别限定半圆形凹部107a、107b，用于在纵向开口105内选择性地接收手术器械200的外壳202。凸缘106a、106b和相应的凹部107a、107b被构造为接收处于第一构形(图6)或处于第二构形(未示出)的手术器械200。以这种方式，当手术器械200分别接收在凸缘106a、106b的凹部107a、107b内，并且在凸缘106a、106b之间形成纵向开口105时，手术器械200的圆齿条210接合器械驱动单元100的驱动齿轮112并且手术器械200的旋转齿轮220接合器械驱动单元100的旋转齿轮122。锁定件108a、108b被定位在器械驱动单元100的外壳102上，用于将手术器械200分别选择性地固定在相应的凸缘106a、106b的凹部107a、107b内，从而固定到器械驱动单元100。
现在参考图4，手术器械200包括细长外壳202和细长体204，细长体204可旋转地支撑在细长外壳202内并从细长外壳202向远侧延伸。末端执行器206延伸穿过细长体204并从细长体204向远侧延伸。末端执行器206沿着手术器械200的纵向轴线“Y”相对于细长体204可旋转，并且被构造为选择性地接收工具组件(未示出)，例如抓取器、血管密封器、吻合单元。旋转驱动构件(未示出)可以延伸穿过末端执行器206，用于向被接收在末端执行器206上的工具组件(未示出)提供旋转运动。
手术器械200包括圆齿条210a、210b、210c、210d和旋转齿轮220a、220b。圆齿条210a、210b、210c、210d在手术器械200的细长体204上旋转地固定并且可纵向移动。更具体地，圆齿条210a、210b、210c、210d沿着外壳102的纵向轴线“Y”可独立地移动。圆齿条210a、210d被定大小和定尺寸为接收在相应的圆齿条210b、210c内，使得圆齿条210a、210b和圆齿条210c、210d可以至少部分重叠。如下面将进一步详细描述的，圆齿条210a、210b的重叠和圆齿条210c、210d的重叠在保持圆齿条210的运动的范围和手术器械200的功能性的同时，允许手术器械200的总长度减小。
手术器械200的外壳202限定纵向狭缝203，当手术器械200固定到器械驱动单元100上时，器械驱动单元100的相应的电机110a、110b、110c、110d(图3)的驱动齿轮112a、112b、112c、112d(图3)延伸穿过纵向狭缝203。如上所述，当手术器械200以第一构形固定到器械驱动单元100上时，器械驱动单元100的驱动齿轮112a、112b、112c、112d被定位为接合手术器械200的相应的圆齿条210a、210b、210c、210d，以使圆齿条210a、210b、210c、210d沿着手术器械200的纵向轴线“Y”独立地移动，并且当手术器械200以第二构形固定到器械驱动单元100上时，器械驱动单元100的驱动齿轮112a、112b、112c、112d被定位为接合手术器械200的相应的圆齿条210d、210c、210b、210a，以使圆齿条210d、210c、210b、210a沿着手术器械200的纵向轴线“Y”独立地移动。
线缆230从手术器械200的圆齿条210向远侧延伸，以实现被固定到末端执行器206的远侧端上的工具组件(未示出)的致动和操作。更具体地，线缆230a固定到圆齿条210a上并从圆齿条210a延伸，线缆230b固定到圆齿条210b上并从圆齿条210b延伸，线缆230c固定到圆齿条210c上并从圆齿条210c延伸，且线缆230d固定到圆齿条210d上并从圆齿条210d延伸。圆齿条210a、210b、210c、210d的纵向移动引起相应的线缆230a、230b、230c，230d的相应的纵向移动。如上所述，圆齿条210a、210b、210c、210d相对于彼此可独立地移动，使得相应的线缆230a、230b、230c、230d可以相对于彼此被推动和/或拉动。
线缆230的远侧端可操作地连接到工具组件(未示出)以实现其致动和操作。于2014年4月21日提交的且标题为“用于互连机电手术装置和手术装载单元的具有万向接头的适配器组件及其手术系统”的序列号14/257,063的共有美国专利申请，其全部内容通过引用并入本文，该美国专利申请描述了具有工具组件的手术吻合装置，其支撑操作地联接到可旋转导螺杆的可向远侧推进的滑块以发射手术吻合钉。可以设想，线缆230a、230b、230c、230d可以操作地联接到例如，类似于在2014年4月21日提交的序列号14/257,063的美国专利申请中描述的万向接头组件的工具组件。
虽然示出且描述为线缆230，但是可以想到，杆(未示出)或其它连接工具可以固定到圆齿条210上并从圆齿条210延伸，以实现工具组件的致动和操作。如上所述，手术器械200的替代实施例可以具有多于或少于四(4)个圆齿条210的圆齿条，则因此，可以包括多于或少于四(4)个线缆230的线缆。
手术器械200的远侧旋转齿轮220a被牢固地固定到细长体204，并且近端旋转齿轮220b被牢固地固定到末端执行器206或到延伸穿过末端执行器206的旋转驱动构件(未示出)。当手术器械200以第一构形(图6)固定到器械驱动单元100上时，远侧旋转齿轮220a和近侧旋转齿轮220b被定位为分别通过形成在外壳202中的狭缝205a、205b而被接收。当手术器械200以第二构形(未示出)固定到器械驱动单元100上时，手术器械200的远侧旋转齿轮220a和近侧旋转齿轮220b被定位为分别通过狭缝205a、205b(图4)而被接收。如上所述，根据手术器械200相对于器械驱动单元100的定向，器械驱动单元100的旋转齿轮122a、122b中的一个被定位为接合手术器械200的旋转齿轮220a，以使细长体204围绕纵向轴线“Y”旋转，并且器械驱动单元100的旋转齿轮122a、122b中的另一个被构造为接合手术器械200的旋转齿轮220b，以使末端执行器206和/或旋转驱动构件(未示出)围绕纵向轴线“Y”旋转。
远侧旋转齿轮220a限定了多个开口221a、221b、221c、221d，用于可滑动地接收穿过其中的相应的线缆230a、230b、230c、230d。以这种方式，远侧旋转齿轮220a在手术组件50(图2)的操作期间使线缆230保持间隔开的关系，以防止线缆230扭转和/或缠绕。在具有多于四(4)个线缆230的手术器械200的实施例中，第一旋转齿轮220a可以包括多于四(4)个的开口，用于容纳附加的线缆230。
参考图5至图7，通过首先将手术器械200的部件与器械驱动单元100的部件对准，将手术器械200固定到器械驱动单元100上。首先参考图5，圆齿条210a、210b、210c、210d分别与器械驱动单元100的驱动电机110a、110b、110c、110d的相应的驱动齿轮112a、112b、112c、112d对准，并且手术器械200的旋转齿轮220a、220b分别与器械驱动单元100的旋转电机120a、120b的相应的旋转齿轮122a、122b对准。可替换地，如上文详细描述的，手术器械200可以相对于器械驱动单元100定向，使得圆齿条210a、210b、210c、210d分别与器械驱动单元100的驱动电机110d、110c、110b、110a的相应的驱动齿轮112d、112c、112b、112a对准，并且使得手术器械200的旋转齿轮220a、220b分别与器械驱动单元100的旋转电机120b、120a的相应的旋转齿轮122b、122a对准。
现在转到图6和图7，手术器械200的外壳202随后被接收在形成于从器械驱动单元100的外壳102的侧边壁104延伸的相应的凸缘106a、106b中的凹部107a、107b内，使得手术器械200的外壳202接收在器械驱动单元100的纵向开口105内。将手术器械200的外壳202接收在凹部107a、107b和器械驱动单元100的外壳102的纵向开口105内引起手术器械200的圆齿条210a、210b、210c、210d分别与器械驱动单元100的驱动电机110a、110b、110c、110d的相应的驱动齿轮112a、112b、112c、112d接合，并且手术器械200的旋转齿轮220a、220b与器械驱动单元100的旋转电机120a、120b的相应的旋转齿轮122a、122b接合。手术器械200的外壳202通过锁定件108a、108b被选择性地固定在形成于器械驱动单元100的外壳102的相应的凸缘106a、106b中的凹部107a、107b内。
在将手术器械200附接到器械驱动单元100之前或之后，器械驱动单元100可以被附接到机器人臂2(图2)。如下面将进一步详细描述的，可以在将手术器械200附接到器械驱动单元100之前，将保护隔离物或铺单300(图13)接收在器械驱动单元100上方，以在器械驱动单元100和手术器械200之间提供无菌界面。
一旦器械驱动单元100固定到机器人臂2上并且手术器械200固定到器械驱动单元100上，控制装置4用于控制机器人臂2的移动并且致动器械驱动单元100内的驱动电机110和旋转电机120，以引起固定到手术器械200的末端执行器206上的工具组件(未示出)的定位和致动。更具体地，控制装置4可以被操作以单独地致动器械驱动单元100内的驱动电机110和旋转电机120，以分别使手术器械200的圆齿条210纵向移动并且使手术器械200的旋转齿轮220a、220b旋转，从而分别地推动和/或拉动手术器械200的线缆230并且旋转手术器械200的细长体204。
如上所述，驱动电机110a、110b、110c、110d的单独致动分别引起器械驱动单元100的驱动齿轮112a、112b、112c、112d的顺时针和/或逆时针旋转(如由图7中所示的相应的箭头“A”、“B”、“C”、“D”所指示)，这引起手术器械200的相应的圆齿条210a、210b、210c、210d的单独的纵向移动(如由图7中所示的相应的箭头“a”、“b”、“c”、“d”所指示)。还如上所述，手术器械200的圆齿条210a、210b、210c、210d的纵向移动引起推动和/或拉动相应的线缆230a、230b、230c、230d，从而致动固定至手术器械200的末端执行器206的工具组件(未示出)。
分别引起器械驱动单元100的相应的旋转齿轮122a、122b的顺时针和/或逆时针旋转(如由图7中所示的箭头“E”、“F”所指示)的旋转电机120a、120b的单独致动或同时致动，引起了相应的旋转齿轮220a、220b的顺时针和/或逆时针旋转(如由图7中所示的箭头“e”、“f”所指示)，从而引起了细长体204、末端执行器206和/或延伸穿过末端执行器206的旋转驱动构件(未示出)围绕纵向轴线“Y”独立的或同时的顺时针和/或逆时针的旋转。
如图8和图9中所示，手术器械200的圆齿条210a、210b被布置为使得圆齿条210a可接收在圆齿条210b内。以这种方式，在使手术器械200的外壳202的长度最小化的同时，使圆齿条210a、210b中的每一个可以相对于彼此移动的距离最大化。手术器械200的圆齿条210c、210d以类似的方式被布置以提供同样的益处。
现在参考图10和图11，手术器械200相对于器械驱动单元100的偏置定位由于手术器械200可以被放置为接近平行地邻近彼此而允许进入更大的工作空间。如图10所示，当器械驱动单元100的外壳102彼此平行延伸时，手术器械200可以定位为接近平行地邻近彼此。如图11所示，当器械驱动单元100的外壳102彼此共面时，手术器械200也可以定位为接近平行地邻近彼此。
现在参考图12至图14，如上所述，为了在手术操作期间保持器械驱动单元100和手术器械200之间的无菌界面，将保护隔离物或铺单300接收在器械驱动单元100和手术器械200之间。更具体地，在将手术器械200附接到器械驱动单元100之前，将保护隔离物300放置在器械驱动单元100的外壳102上方。
具体地参考图12，保护隔离物300包括片材302以及牢固地附接到片材302或与片材302一体形成的带304。在实施例中，片材302由柔性聚合物材料形成。片材302可以是透明的或半透明的。带304可以由与形成片材302的材料相同或不同的材料形成。带304可以包括齿或其它纹理，以便于器械驱动单元100的驱动齿轮110与手术器械200的圆齿条210之间的接合。
现在具体地参考图13，在将手术器械200附接到器械驱动单元100之前，将保护隔离物300覆盖在器械驱动单元100的外壳102上方，使得保护隔离物300的带304与器械驱动单元100的驱动齿轮112a、112b、112c、112d对准。保护片材300在器械驱动单元100的驱动齿轮112a、112b、112c、112d之间提供足够的松弛，以允许手术器械200的圆齿条210a、210b、210c、210d移动通过可操作的移动范围。在实施例中，移动范围是正或负一英寸(+/-1”)。如图所示，保护隔离物300被定尺寸为覆盖外壳102并在器械驱动单元100的凸缘106a、106b上方和之间延伸。替换地，保护隔离物300延伸超过器械驱动单元100的外壳102和凸缘106a、106b，并且可以部分地或整体地覆盖机器人臂2(图2)。
转到图14，一旦保护隔离物300被定位在外壳102上方以及在器械驱动单元100的凸缘106a、106b之间，并且带304与器械驱动单元100的驱动齿轮112对准，则将手术器械200以如上所述的方式附接到器械驱动单元100。提供在驱动齿轮112a、112b、112c、112d之间的保护隔离物300的松弛允许器械驱动单元100和手术器械200以上述方式进行操作。在将手术器械200从器械驱动单元100上拆卸之后，将保护隔离物300从器械驱动单元100卸除并以传统方式处置。
本领域技术人员将理解，本文具体描述和在附图中示出的装置和方法是非限制性的示例性实施例。可以设想，在不背离本公开的范围的情况下，与一个示例性实施例有关的所示出或描述的元件和特征可以与另一个示例性实施例的元件和特征组合。同样，本领域技术人员将理解基于上述实施例的本公开的进一步的特征和优点。因此，除非由所附权利要求书指出，否则本公开不限于已经具体示出和描述的内容。

Claims (17)

1.一种手术组件，其包括：
手术器械，其包括：
外壳；
细长体，其从所述外壳向远侧延伸；
末端执行器，其从所述细长体向远侧延伸；和
第一圆齿条和第二圆齿条，其相对于所述细长体能够被旋转地固定并且能够纵向移动，其中，所述第一圆齿条能够滑动地接收在所述第二圆齿条内；和
器械驱动单元，其被配置为操作地并且能够释放地支撑所述手术器械，所述器械驱动单元包括：
第一驱动电机，其能够操作地连接到所述第一圆齿条，用于使所述第一圆齿条相对于所述细长体纵向移动；和
第二驱动电机，其能够操作地连接到所述第二圆齿条，用于使所述第二圆齿条相对于所述细长体纵向移动，
所述手术组件进一步包括能够操作地接收在所述器械驱动单元和所述手术器械之间的保护隔离物，其中，所述保护隔离物包括带，所述带被构造用于当所述手术器械与所述器械驱动单元接合时与所述手术器械的所述第一圆齿条和所述第二圆齿条对准。
2.根据权利要求1所述的手术组件，其中，所述手术器械包括从所述第一圆齿条向远侧延伸的第一线缆和从所述第二圆齿条向远侧延伸的第二线缆。
3.根据权利要求2所述的手术组件，其中，每根线缆能够操作地延伸到所述手术器械的所述末端执行器。
4.根据权利要求1所述的手术组件，其中，所述第一驱动电机包括用于接合所述第一圆齿条的第一驱动齿轮，并且所述第二驱动电机包括用于接合所述第二圆齿条的第二驱动齿轮。
5.根据权利要求1所述的手术组件，其中，所述手术组件包括第三圆齿条和第四圆齿条，所述第四圆齿条能够滑动地接收在所述第三圆齿条内。
6.根据权利要求5所述的手术组件，其中，所述器械驱动单元包括用于能够操作地连接到所述第三圆齿条的第三电机和用于能够操作地连接到所述第四圆齿条的第四电机。
7.根据权利要求5所述的手术组件，其中，所述手术组件包括从所述第三圆齿条向远侧延伸的第三线缆和从所述第四圆齿条向远侧延伸的第四线缆。
8.根据权利要求1所述的手术组件，其中，所述手术器械进一步包括被固定地支撑在所述细长体上以便于所述细长体围绕所述细长体的纵向轴线旋转的第一旋转齿轮。
9.根据权利要求8所述的手术组件，其中，所述器械驱动单元包括用于能够操作地连接到所述第一旋转齿轮的第一旋转电机以用于实现所述细长体围绕所述细长体的所述纵向轴线的旋转。
10.根据权利要求9所述的手术组件，其中，所述器械驱动单元包括第一旋转齿轮，该第一旋转齿轮连接到所述第一旋转电机并且能够操作地连接到所述手术器械的第一旋转齿轮以用于实现所述细长体围绕所述细长体的所述纵向轴线的旋转。
11.根据权利要求8所述的手术组件，其中，所述第一旋转齿轮包括多个开口以用于能够滑动地接收穿过所述开口的线缆。
12.根据权利要求1所述的手术组件，其中，所述器械驱动单元包括外壳和从所述器械驱动单元的所述外壳向外延伸的一对凸缘，每个凸缘都限定凹部以用于选择性地接收所述手术器械以使得所述手术器械偏置于所述器械驱动单元的所述外壳。
13.根据权利要求12所述的手术组件，其中，所述器械驱动单元包括用于将所述手术器械选择性地固定在形成于所述器械驱动单元的所述凸缘中的所述凹部内的一对锁定件。
14.根据权利要求1所述的手术组件，其中，所述保护隔离物被定尺寸为覆盖至少所述器械驱动单元。
15.一种手术组件，其包括：
手术器械，其包括：
细长体；和
第一圆齿条和第二圆齿条，其相对于所述细长体能够被旋转地固定并且能够纵向移动，其中，所述第一圆齿条能够滑动地接收在所述第二圆齿条内；
器械驱动单元，其被配置为操作地并且能够释放地支撑所述手术器械，所述器械驱动单元包括：
第一驱动电机，其能够操作地连接到所述第一圆齿条，用于使所述第一圆齿条相对于所述细长体纵向移动；和
第二驱动电机，其能够操作地连接到所述第二圆齿条，用于使所述第二圆齿条相对于所述细长体纵向移动；和
保护隔离物，其接收在所述手术器械和所述器械驱动单元之间，其中，所述保护隔离物包括带，所述带被构造用于当所述手术器械与所述器械驱动单元接合时与所述手术器械的所述第一圆齿条和所述第二圆齿条对准。
16.根据权利要求15所述的手术组件，其中，所述保护隔离物的所述带包括有纹理的表面，以便于与所述手术器械的所述第一圆齿条和所述第二圆齿条接合。
17.根据权利要求15所述的手术组件，其中，所述保护隔离物被定尺寸为覆盖至少所述器械驱动单元。
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