CN107666877B - 手术器械外壳及相关的系统和方法 - Google Patents

Abstract

手术器械的力传递机构包括外壳，所述力传递机构被配置为与位于遥控操作的手术系统的患者侧推车处的驱动器接口装置可释放地接合。所述外壳被配置为覆盖所述力传递机构的一个或多个驱动部件。所述外壳包括被配置为与所述驱动器接口装置可释放地接合的可释放耦接机构。所述外壳和所述可释放耦接机构为整体构造。

Description

手术器械外壳及相关的系统和方法

相关申请

本专利申请要求于2015年4月27日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENTHOUSING,AND RELATED SYSTEMS,AND METHODS(手术器械外壳，以及相关的系统和方法)”的美国临时专利申请62/153,242的申请日的优先权和权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于手术器械的力传递机构，并且具体涉及用于接合和分离力传递机构和驱动器接口部件的可释放耦接机构。

背景技术

远程控制的手术器械，包括遥控操作的手术器械(例如，至少部分用计算机辅助操作的手术器械，诸如用机器人技术操作的器械)和/或手动操作的手术器械，经常用于微创医疗过程中。在医疗过程中，手术器械轴的近侧端处的机械力传递机构可致动手术器械的运动。力传递机构通常接收输入(例如，通过遥控操作的手术系统或通过手动输入)并且作用于致动元件上，所述致动元件从传递机构沿手术器械的轴(并且在适用时通过腕部)向下延伸。致动元件进而致动手术器械的部分，诸如对位于手术器械的远侧端处的末端执行器进行取向和定位。手术器械可进一步包括腕部，诸如所述末端执行器所连接的接合的可关节移动的结构，使得末端执行器可相对于轴进行取向和定位。

手术器械的力传递机构可包括底盘和外壳。力传递机构可与各种致动驱动器接口连接，所述致动驱动器诸如例如遥控操作的手术系统的患者侧推车的致动驱动器。具体地，致动驱动器例如直接地或通过设置在力传递机构的驱动输入端和致动驱动器之间的无菌适配器与力传递机构的驱动输入接口接合。例如，希望力传递机构包括耦接机构，以有利于将力传递机构连接到另一个部件(诸如无菌适配器)或与其断开，或直接与另一个驱动器接口部件连接或断开。此外，例如，希望在将手术器械耦接到驱动器接口部件或与驱动器接口部件解耦时，将耦接机构布置和配置成相对容易地使用，并且还为力传递机构的其它部件留出空间。

发明内容

本公开的示例性实施例展示了上述所希望的特征中的一种或多种。其它特征和/或优点可从下面的描述中变得显而易见。

根据至少一个示例性实施例，手术器械的力传递机构包括外壳，所述力传递机构被配置为与位于遥控操作的手术系统的患者侧推车处的驱动器接口装置可释放地接合。所述外壳被配置为覆盖所述力传递机构的一个或多个驱动部件。所述外壳包括被配置为与驱动器接口装置可释放地接合的可释放耦接机构。所述外壳和所述可释放耦接机构为整体构造。

根据至少一个示例性实施例，一种制造用于手术器械的力传递机构的外壳的方法，所述外壳被配置为覆盖所述力传递机构的一个或多个驱动部件，所述力传递机构被配置为与驱动器接口装置接合以远程地致动手术器械，所述方法包括将所述外壳与可释放耦接机构模制为整体结构，所述可释放耦接机构被配置为与手术系统的驱动器接口装置可释放地接合。所述可释放接合准许所述手术器械可释放地耦接到所述驱动器接口装置。

根据至少一个示例性实施例，遥控操作的手术系统包括驱动器接口装置和手术器械。所述驱动器接口装置被配置为被从位于远离驱动器接口装置的用户输入机构传输的输入命令所控制。所述手术器械包括轴，位于所述轴的远侧端处的末端执行器，以及位于所述轴的近侧端处的力传递机构。所述力传递机构包括外壳，所述外壳具有可与所述驱动器接口装置可释放地接合的可释放耦接机构。所述外壳和所述可释放耦接机构是整体构造。所述力传递机构进一步包括一个或多个驱动部件，所述驱动部件被配置为在所述外壳与所述驱动器接口装置的接合状态下由所述驱动器接口装置驱动，以便致动所述末端执行器。所述一个或多个驱动部件被所述外壳封装。

附加的目的、特征和/或优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可通过实践本公开和/或权利要求书来获悉。这些目的和优点中的至少一些可通过所附权利要求书中特别指出的元件和组合来实现和获得。

应当理解，前述的一般描述和以下的详细描述两者仅仅是示例性和解释性的，而不是限制权利要求；相反，权利要求书应有权享有其全部范围，包括等同物。

附图说明

可从以下详细描述中单独地或与附图一起理解本公开。附图被包括以提供对本公开的进一步理解，并且被并入本说明书并构成其一部分。附图说明了本教导的一个或多个示例性实施例，并且与描述一起用于解释某些原理和操作。

图1是根据示例性实施例的遥控操作的手术系统的患者侧推车的透视图。

图2示出了根据示例性实施例的手术器械的一部分的示意性透视图。

图3是根据示例性实施例的包括传递机构的手术器械的局部视图。

图4是根据示例性实施例的力传递机构的底盘的示意性透视图。

图5是图4的底盘的底视图。

图6是根据示例性实施例的力传递机构的外壳的透视图。

图7是图6的外壳的侧视图。

图8是根据示例性实施例的耦接到无菌适配器的力传递机构的透视图。

图9是根据示例性实施例的无菌适配器的透视图。

图10是图9的无菌适配器的侧视图。

图11是沿着图8中的线11-11截取的剖视图，其中力传递机构的外壳未示出。

图12是根据示例性实施例的力传递机构的可释放耦接机构的透视图。

图13是图12的可释放耦接机构的侧视图。

图14是图6的外壳的底视图。

图15是沿图14的线15-15截取的剖视图。

图16是沿图14的线16-16截取的剖视图。

图17是具有处于断开状态的底盘和无菌适配器的图16的部分351的详细视图。

图18是根据另一个示例性实施例的力传递机构的外壳。

具体实施方式

说明示例性实施例的描述和附图不应被视为限制性的。在不偏离本说明书和权利要求书(包括等同物)的范围的情况下，可进行各种机械、组成、结构、电气和操作变化。在一些情况下，公知的结构和技术尚未被显示或详细描述，以便不模糊本公开。两个或更多个附图中的相同数字表示相同或类似的元件。此外，只要实际可行，参考一个实施例详细描述的元件及其相关联的特征可被包括在其中它们未被具体示出或描述的其它实施例中。例如，如果元件参考一个实施例进行详细描述而不参考第二个实施例进行描述，但是该元件可被要求保护为包括在第二个实施例中。

为了本说明书和所附权利要求书的目的，除非另有说明，表示数量、百分比或比例的所有数字以及在说明书和权利要求书中使用的其它数值应被理解为在所有情况下由术语“大约”修饰，在某种程度上它们尚未如此修饰。因此，除非有相反的指示，否则在以下说明书和所附权利要求书中阐述的数值参数是可根据寻求获得的期望性质而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求书的范围内，所以每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的数量并通过应用普通舍入技术来解释。

值得注意的是，如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个/种”，“一”和“所述/该”以及任何字词的任何单数使用都包括复数指示物，除非明显且明确地限定为一个指示物。如本文所使用的，术语“包括”及其语法变体旨在是非限制性的，使得列表中的项目的叙述不排除可替代或添加到列出的项目中的其它类似项目。

此外，本说明书的术语并不旨在限制本公开或权利要求书。例如，可使用诸如“下方”、“下面”、“下”、“上面”、“上方”、“近侧”、“远侧”等的空间相对术语来描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系，如附图中所示。这些空间相对术语旨在涵盖除了附图中所示的位置和取向之外的使用或操作中的装置的不同位置(即，位置)和取向(即，旋转放置)。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为“下面”或“下方”的其它元件或特征的元件将在其它元件或特征的“上面”或“上方”。因此，示例性术语“下面”可涵盖上面和下面的位置和取向。设备可以其它方式进行取向(旋转90度或以其它取向)，并且本文使用的空间相对描述词语据此解释。

根据各种示例性实施例，本公开考虑了力传递机构，所述力传递机构包括可释放耦接机构以有利于力传递机构与驱动器接口装置耦接，以及力传递机构从驱动器接口装置释放。这种可释放耦接器可促进力传递机构与遥控操作的手术系统中的患者侧推车的操纵器耦接。如下面进一步描述的，可释放耦接器可耦接到设置在力传递机构和患者侧推车操纵器的致动接口组件之间的无菌适配器，或者可直接耦接到操纵器的致动接口组件。

本文描述的各种示例性实施例进一步考虑了包括这种力传递机构的系统和手术器械，以及制造力传递机构的方法。例如，可释放耦接机构的至少一部分可结合到力传递机构的外壳中，其可通过避免包括待组装的多个零件的构造而有利于制造。根据示例性实施例，外壳和可释放耦接机构被一起制造成单件、整体构造。

根据示例性实施例的具有可释放耦接器的力传递外壳相对容易地操作，例如，以便准许手术器械单手连接到驱动器接口装置，以及与驱动器接口装置断开。此外，本公开的实施例考虑将可释放耦接机构布置为力传递外壳的一部分，使得这些部件不会突入到力传递底盘上的空间上，这可对于定位其它驱动部件是有价值的。在微创手术器械中，实现这种空间节省会是困难的并且是期望的。

现在参考图1，示出了遥控操作的手术系统的患者侧推车100的示例性实施例。遥控操作的手术系统进一步包括外科医生控制台(未示出)，用于接收来自用户的输入以控制安装在患者侧推车100处的器械。遥控操作的手术系统还可包括辅助设备/视觉推车(未示出)，其任选地包括系统的计算机控制设备和/或用于内窥镜成像控制的光源的至少一部分。进一步，本文描述的示例性实施例可与例如da

手术系统一起使用，诸如daVinci

手术系统或da Vinci

手术系统，这两者都具有或没有

单个孔口手术技术，其全部由直观外科手术操作公司(Intuitive Surgical,Inc.)商业化。

患者侧推车100包括基部102、主支柱104和连接到主支柱104的主吊杆106。患者侧推车100还包括多个遥控操作的操纵器臂110,111,112,113(有时称为患者侧操纵器(PSM)或操纵器)，其各自连接到主吊杆106。操纵器臂110,111,112,113各自包括器械130安装到其的器械安装部分120，其被示出为附接到操纵器臂110。根据用户在外科医生控制台处提供的命令，在手术期间操纵操纵器臂110,111,112,113的部分。在示例性实施例中，从外科医生控制台传输的(一个或多个)信号或(一个或多个)输入被传输到控制/视觉推车，其解释(一个或多个)输入并且生成(一个或多个)指令或(一个或多个)输出，该指令或输出例如通过驱动器接口装置被传输到患者侧推车100，并且最终到达手术器械传递机构，以引起操纵器械130(图1中仅安装一个这样的器械)和/或操纵器臂110的部分，器械130在患者侧推车100处耦接到操纵器臂110的部分。

器械安装部分120包括致动接口组件122和插管安装座124。器械130的轴132延伸穿过插管安装座124(并且在外科手术期间延伸到手术部位上)。根据示例性实施例，器械130的力传递机构134与致动接口组件122机械耦接。插管安装座124被配置为保持插管(图1中未示出)，器械130的轴132在外科手术期间可通过插管延伸到手术部位。致动接口组件122包含各种驱动器(例如，伺服操作的输出驱动器)和其它机构，其被控制以响应于外科医生控制台处的输入命令，并且将力传递到力传递机构134以致动器械130，如本领域技术人员在本领域中所熟悉，并且因此可被大致被分类为驱动器接口装置。例如，致动接口组件122的输出驱动器直接与力传递机构134的接口结构(未示出)接合，并且将力传递给力传递机构134，如将在下面进一步讨论的。

尽管图1的示例性实施例为了便于说明而示出了仅附接到操纵器臂110的器械130，但是可将器械附接到操纵器臂110,111,112,113中的任一个和每一个。器械130可以是具有末端执行器的手术器械，或者可以是在外科手术期间使用的内窥镜成像器械或其它感测器械，以提供关于远程手术部位和/或其周围环境的信息(例如，可视化、电生理活动、压力、流体流动和/或其它感测的数据)。在图1的示例性实施例中，具有末端执行器的手术器械或成像器械可附接到操纵器臂110,111,112,113中的任一个并与其一起使用。然而，本文描述的实施例不限于图1的患者侧推车的示例性实施例，并且包括患者侧推车配置的各种其它遥控操作的手术系统配置可与本文描述的示例性实施例一起使用。

转到图2，示出了手术器械200的示例性实施例的示意性侧视图。例如，手术器械200可用作图1的示例性实施例的具有患者侧推车100的器械130。手术器械200包括力传递机构210(在图2的示例性实施例中示出的底盘211，其中外壳未示出以露出内部的力传递机构210的部件)，在轴222的近侧端223处连接到力传递机构210的轴222，连接到轴222的远侧端224的腕部230，以及连接到腕部230的末端执行器220。根据示例性实施例，轴222是柔性的。轴222的各种直径在适于微创手术的范围内。根据示例性实施例，轴222具有从约3mm至约15mm的直径范围。例如，轴222具有3mm、5mm、8mm、13mm或15mm的直径。根据另一个示例性实施例，轴222的直径在例如为从约5mm至约8mm的范围。末端执行器220可具有各种配置，包括但不限于例如镊子、用于缝合的针驱动器、切割装置、消融装置、解剖装置、施夹器以及用于执行各种外科手术的其它末端执行器配置。

手术器械200包括一个或多个构件，用于在力传递机构210与末端执行器220之间和/或在力传递机构210与任选的腕部或关节机构230之间传递力。例如，致动元件242,244将力传递机构210连接到末端执行器220，以向末端执行器220提供致动力，诸如通过延伸穿过轴222的内部。通过利用致动元件242,244，力传递机构210沿着轴传递机械力以致动末端执行器220，从而控制例如末端执行器220的钳口(或末端执行器220的其它可移动部分)。在另一个示例中，致动元件242,244用于以一个或多个取向自由度(例如俯仰和/或偏航)致动腕部230。致动元件242,244可以是张紧元件，诸如当力传递机构210是拉-拉机构或一个或多个致动元件杆或推杆、管或缆线时，诸如当力传递机构110是推-拉机构时。

力传递机构210包括一个或多个部件，以例如通过一个或多个驱动器接口装置与遥控操作的手术系统的患者侧推车接合，以将由患者侧推车提供的力传递到图1的示例性实施例的手术器械100。本领域技术人员将熟悉手术器械力传递机构，其接收来自动力源(例如，来自支撑器械的操纵器的电动机)的机械输入力，并且将接收的力转换和/或重新定向为输出力以驱动器械上的部件(例如腕部和末端执行器)。例如，力传递机构210与图1的示例性实施例的患者侧推车100的致动接口组件122连接，因此致动接口组件122充当驱动器接口装置，其传递力以驱动力传递机构210的部件从而致动器械200。根据示例性实施例，力传递机构210包括与患者侧推车的操纵器(诸如患者侧推车100的致动接口组件122)接合的一个或多个致动输入机构212,214。根据另一个示例性实施例，致动输入机构212,214经由驱动器接口装置与患者侧推车的操纵器(诸如患者侧推车100的致动接口组件122)相互作用，所述驱动器接口装置用作无菌区域的边界(例如，未示出的无菌适配器)，并且设置在力传递机构210和患者侧推车100的致动接口组件122的中间，如下所述。

当力传递机构210是拉-拉机构并且致动元件242,244是张紧元件时，例如致动输入机构212,214可以是绞盘，所述绞盘由致动接口组件122旋转地驱动，以张紧致动元件242,244并且致动器械。因此，致动输入机构212,214利用来自致动接口组件的致动力来致动器械200。力传递机构210可包括其它致动输入机构，以接收输入到力传递机构210的力并且致动手术器械的各种功能部，诸如例如齿轮、离合器、杆、杠杆以及本领域普通技术人员熟悉的其它机构。进一步，力传递机构210可包括除了图2的示例性实施例中所示的其它数量的致动输入机构212,214，诸如例如一个、三个、四个、五个或更多个致动输入机构。

转到图3，示出了手术器械的一部分，所述手术器械包括力传递机构310和器械轴322的近侧部分，其连接到力传递机构310，并且在远侧方向上从力传递机构310延伸。轴322可根据图1和图2的示例性实施例来配置，并且可沿近侧-远侧方向从力传递机构310延伸，如图3中所示。力传递机构310可诸如经由图1的示例性实施例的致动接口组件122与操纵器臂的致动接口组件耦接，以接收来自致动接口组件的力用于诸如经由图2的示例性实施例的致动输入机构212,214致动器械。

如图3的示例性实施例所示，力传递机构310包括耦接到彼此的外壳330和底盘320。虽然本文描述了各种示例性实施例，其中底盘320和外壳330是连接到彼此的分离件，但是本文描述的各种示例性实施例考虑了力传递机构，其中底盘320和外壳330具有单件构造。根据示例性实施例，底盘320用作力传递机构310的部件(例如，图2的示例性实施例的致动输入机构212,214和致动元件242,242)安装在其上的平台，其中外壳330与底盘320耦接以完成力传递机构310的封装。

如图4所示，其示出了隔离的底盘320(具有诸如力传递机构310的致动输入机构和致动元件的部件，其未示出以有利于观察底盘320)，底盘320包括一个或多个隔室321，其各自容纳与驱动器接口装置的对应接口驱动机构耦接的接口结构。如图5的示例性实施例所示，底盘320包括一个或多个接口结构323，其可在数量上对应于一个或多个隔室321。接口结构323耦接到致动输入机构(例如，图2的致动输入机构212,214)，以传递从接口驱动装置接收的力，并且驱动力传递机构的致动元件(例如，图2的致动元件242,244)。

接口结构323可被配置为例如盘，如图5的示例性实施例中所示。接口结构可包括有利于接口结构和接口驱动装置的接口驱动机构之间的耦接的结构。例如，接口结构323包括凹陷部325，其尺寸设定成接收对应的驱动器接口装置的突出部(未示出)，如将在下面所讨论的，以有利于驱动器接口装置和接口结构323之间的耦接。根据另一个示例性实施例，凹陷部325和突出部的位置相反，其中接口结构323包括突出部并且驱动器接口装置包括凹陷部325以接收突出部。

图6示出了根据示例性实施例的图3的力传递机构310的力传递机构外壳330的示例性实施例。外壳330和底盘320可包括将外壳330和底盘320耦接到彼此的连接器结构，诸如当外壳330和底盘320被提供为分离件时。根据示例性实施例，连接外壳330和底盘320的结构与可释放耦接机构分离，从而将力传递机构310耦接到驱动器接口装置，这将在下面进一步讨论。根据示例性实施例，耦接外壳330和底盘320的连接器的至少一部分具有与外壳330的单件(即，整体)构造。例如，如图6的示例性实施例所示，外壳330包括一个或多个外壳连接器结构334。如图6和图7的示例性实施例所示，连接器结构334被制造成具有带有外壳330的单件(即，整体)构造，诸如具有外壳330的侧壁332。因此，可有效地制造力传递机构，而不需要进一步组装连接器结构334与外壳330，如果将连接器结构制造为与外壳330分离的结构，则可需要。当然，本领域普通技术人员将理解，本公开的范围不限于连接器结构334被整体地制造为与外壳330的其余部分一体的构造，而是可单独制造并通过任何合适的连接技术连接到外壳330。

底盘320可包括一个或多个对应的连接器结构，以与外壳330的连接器结构接合。例如，底盘320包括如图4的示例性实施例所示的凹陷部324，以接收外壳330的对应的连接器结构334。在各种示例性实施例中，连接器结构334是例如钩型紧固件，其插入在凹陷部324内以接合底盘320，从而使外壳330和底盘320耦接到彼此。然而，可使用其它类型的互补连接器结构来将底盘320和外壳330连接在一起。进一步，示出和描述的连接器结构可在其在底盘和外壳上的相对定位中相反。

根据示例性实施例，驱动器接口装置可被配置为在手术器械和患者侧推车的操纵器之间提供无菌边界。这种驱动器接口装置可耦接到手术器械的力传递机构，并且继而耦接到致动接口组件，以用作患者侧推车处的边界，其在外科手术期间分离无菌区域和非无菌区域。例如，无菌适配器的接口驱动机构与致动接口组件的输入驱动器接合，并且还与力传递机构的接口结构接合，使得由致动接口组件提供的力通过无菌适配器被传递到力传递机构。

如图8的示例性实施例所示，无菌适配器340连接到力传递机构310。无菌适配器340可用作将力传递机构310耦接到操纵器(例如，图1的患者侧推车100的致动接口组件122)的驱动器接口装置。根据示例性实施例，无菌适配器340还可附接到手术帷帘(未示出)以在外科手术期间限定无菌区域和非无菌区域。转到图9，示出了无菌适配器340的示例性实施例，其与手术器械和患者侧推车的致动接口组件隔离、断开。根据图9的示例性实施例，无菌适配器340包括基部341和一个或多个接口驱动机构342，所述接口驱动机构被配置为在一个侧面上以与力传递机构的驱动输入端接合，并且在另一个侧面上与致动接口组件(例如，致动接口组件的输出驱动器)接合。无菌适配器340进一步包括凸缘345，但是本文描述的各种示例性实施例不限于包括凸缘345的无菌适配器。根据示例性实施例，凸缘345连接到手术帷帘(未示出)，并且沿着无菌适配器340所耦接到的患者侧推车的操纵器臂的一部分引导手术帷帘。进一步，当力传递机构310连接到无菌适配器340时，凸缘345引导并对准力传递机构310。

如上面关于图1和图2的示例性实施例所讨论的，器械的力传递机构(例如，图1和图2的力传递机构134,210)直接与致动接口组件(例如，图1的致动接口组件122)耦接，因此力传递机构接收来自致动接口组件的力以致动器械。根据另一个示例性实施例，无菌适配器与致动接口组件耦接以接收来自致动接口组件的力，并且将力传递到力传递机构。因此，无菌适配器在致动接口组件的侧面上的无菌区域和力传递机构的侧面上的非无菌区域之间提供屏障。

例如，无菌适配器340设置在力传递机构310和操纵器臂的致动接口组件(诸如图1的致动接口组件122)之间。无菌适配器340的(一个或多个)接口驱动机构342与致动接口组件(例如，致动接口组件的输出驱动器)接合，并且将从致动接口组件接收的力传递到力传递机构310的对应的接口结构323。如上面关于图5的示例性实施例所讨论的，(一个或多个)接口驱动机构342包括例如被配置为与力传递机构310的对应的接口结构323接合以有利于无菌适配器340和力传递机构310之间的力传递的结构。根据示例性实施例，无菌适配器340的(一个或多个)接口驱动机构342包括突出部343，所述突出部343被配置为与力传递机构310的(一个或多个)接口结构323的对应和互补的凹陷部325耦接，使得无菌适配器340的(一个或多个)接口驱动机构和力传递机构310的接口结构323一起移动(例如，旋转)。根据示例性实施例，(一个或多个)接口驱动机构342包括被配置为与操纵器臂的致动接口组件的(一个或多个)输出驱动器的对应和互补的结构耦接的结构，诸如当力传递机构310与致动接口组件直接耦接时。

根据各种示例性实施例的无菌适配器可包括用于将无菌适配器可释放地耦接到力传递机构的一个或多个结构。例如，无菌适配器340包括一个或多个紧固构件344。紧固构件344包括例如朝向无菌适配器基部341的外周边设置的突片。在图9的示例性实施例中，紧固构件344包括配合特征，例如孔346，其被配置为接收力传递机构310的紧固构件的对应的配合特征，如下所述。尽管紧固构件344被描绘为包括在图9和图10的示例性实施例中完全穿过紧固构件344的孔346，紧固构件344可包括除孔346以外的其它结构，以与力传递机构310耦接，诸如代替孔的凹槽或凹入部。进一步，代替具有母配合特征，其带有具有互补的公配合特征，可颠倒母配合特征和公配合特征的定位。

根据各种示例性实施例的无菌适配器可包括用于将无菌适配器可释放地耦接到患者侧推车的操纵器臂的一个或多个结构，诸如操纵器臂的致动接口组件。如图10的示例性实施例所示，无菌适配器340包括一个或多个耦接构件370，以将无菌适配器340耦接到操纵器臂，诸如图1中的操纵器臂110-113中的一个的致动接口组件122。根据示例性实施例，耦接构件370连接到紧固构件344。以这种方式，当将无菌适配器340从操纵器臂释放时，紧固构件344和耦接构件370可同时起作用，这将在下面进一步讨论。

底盘320可包括一个或多个结构，以将底盘320和无菌适配器340耦接到彼此。如图4的示例性实施例所示，底盘320包括底盘紧固构件326，以将底盘320与无菌适配器紧固构件344耦接。底盘紧固构件326包括例如孔327，无菌适配器紧固构件344穿过孔327从底盘320下方插入，诸如沿着图4的示例性实施例中的箭头329指示的方向。无菌适配器紧固构件344插入穿过孔327，直到底盘紧固构件326的突出部328插入孔346内。底盘紧固构件326是柔性突片结构，其稍微向外偏压以提供孔346中的突出部328的有效对准。当突出部328抵靠无菌适配器紧固构件344的表面时，紧固构件344被稍微向外推动，直到突出部328到达孔346，在该点处，突出部328与孔346之间发生搭扣配合类型的接合，以将无菌适配器340和底盘320耦接到彼此。可在每个对应的底盘紧固构件326和无菌适配器紧固构件344之间形成这种连接。

参考图11，其描绘了处于耦接状态的底盘320和无菌适配器340的剖视图(为便于说明，在图11中省略了力传递机构310的外壳330)，无菌适配器紧固构件344完全插入孔327内，使得底盘紧固构件326的突出部328插入孔346内。无菌适配器紧固构件344的表面348在底盘紧固构件326(包括底盘紧固构件326的突出部328)上方延伸，使得当外壳330未耦接到底盘320时，暴露表面348，如图11的示例性实施例中所示。当底盘320和无菌适配器340耦接到彼此时，如图11所示，底盘320和无菌适配器340可通过压靠每个无菌适配器紧固构件344来解耦，所述无菌适配器紧固构件344使突出部328与孔346脱离，因此无菌适配器紧固构件344可从底盘320的孔327抽出，如下面将讨论的。

用于手术器械的力传递机构可设计成具有一种机构，其用于将力传递机构可释放地耦接到驱动器接口装置，例如直接耦接到(例如，患者侧推车的)致动接口组件和/或耦接到无菌适配器，以便准许将手术器械相对容易地安装到患者侧推车的操纵器，以及从患者侧推车的操纵器移除。根据各种示例性实施例，可释放耦接机构的至少一部分被设计为力传递机构外壳的一部分。作为外壳的一部分的可释放耦接机构的这种放置释放了底盘本身使用的其上面的空间，例如用于其它力传递机构部件(例如，齿轮、绞盘、连杆等)。此外，根据各种示例性实施例，结合这种耦接机构的力传递机构外壳可具有整体构造，从而准许外壳和可释放耦接机构被模制成单件。提供可与外壳模制(例如，为整体件、单件)的可释放耦接机构的能力可提供手术器械的坚固制造，因为外壳已经是例如通过模制制造的部件。因此，根据各种示例性实施例，可实现待制造的和在组装中待组合的分离零件的数量的减少。

在图6和图7中示出了结合到外壳330中的可释放耦接机构335的一个示例性实施例。如图6和图7的示例性实施例所示，可释放耦接机构335具有与外壳330的侧壁332的单件(即，整体)构造。图12和图13描绘了隔离的可释放耦接机构335。

如图12和图13的示例性实施例所示，可释放耦接机构335包括按钮部分331和从按钮部分331延伸的杠杆338。杠杆338包括表面339，以接合无菌适配器340的紧固构件344，如下面将讨论的。按钮部分331包括设置成从外壳330面向外的表面362。在各种示例性实施例中，表面362被配置为为用户(诸如用户的拇指和手指)提供舒适和功能性的抓握表面，以实现在将手术器械耦接到驱动器接口部件以及将手术器械从驱动器接口部件移除期间单手抓握外壳。因此，在所示的示例性实施例中，按钮部分331具有大致细长的形状(例如，矩形)，并且通常其尺寸被设定成稍微大于成年人的拇指或指尖。然而，本领域普通技术人员将理解，用于按钮部分331的其它形状，诸如例如正方形、圆形、椭圆形和其它形状和尺寸也可被使用，并且被认为在本公开的范围内。

从图12可看出，面向外的按钮部分331的表面362可至少稍微凹入以提供舒适性和自然表面，以接收拇指和/或手指的尖端的大致凸起的表面。此外，按钮部分331的表面362可任选地包括各种表面抓持特征，以帮助防止用户在可释放耦接机构的抓握操纵期间的滑动。合适的抓持特征可包括粗糙表面、滚花表面、凹坑表面和其它合适的表面特征以增强抓握。在附图中所示的示例性实施例中，抓持特征包括一个或多个凹陷部，诸如在大致垂直于可释放耦接构件335的纵向方向的方向上沿着表面362延伸的一系列凹陷部333(尽管预期凹陷部可在纵向方向上延伸在本公开的范围内)。凹陷部333被间隔开并由表面区域分开。除了通过分离凹陷部333的表面区域在按钮部分331上提供抓持特征之外，凹陷部333通过在按钮部分331中提供基本上均匀的壁厚而有利于可释放耦接机构335的模制，继而可在模制过程期间帮助实现按钮部分331中基本均匀的材料收缩，以产生用于按钮部分331的美观的表面。

根据示例性实施例，可释放耦接机构335被构造为相对于外壳330的侧壁332枢转。例如，可释放耦接机构335通过一种结构连接到侧壁332，所述结构准许耦接机构335和侧壁332之间的相对移动。因此，可释放耦接机构335的部分(例如，杠杆338和表面339)可相对于侧壁332枢转。可释放耦接机构335和侧壁332可经由壁构件336连接，如图16所示。例如，壁构件336是外壳330桥接侧壁332和可释放耦接机构335的一部分。根据示例性实施例，壁构件336、侧壁332和可释放耦接机构335具有单件(即，整体)构造。例如，侧壁332、壁构件336和可释放耦接机构335形成为在形状和/或厚度上变化的外壳330的单个连续壁的不同部分。根据另一个示例性实施例，壁构件336是模制到外壳330中的分离零件，诸如例如模制到外壳330中的金属条。如图16的示例性实施例所示，壁构件336大致位于按钮部分331和杠杆338之间。根据示例性实施例，壁构件336可相对较薄，诸如相比于侧壁332和/或可释放耦接机构335。因此，壁构件336可以是侧壁332的薄的部分，其充当铰链以准许可释放耦接机构335相对于(例如，相对于图17所示的轴线360枢转)侧壁332移动。如图17的示例性实施例所示，枢转轴线360大致垂直于可释放耦接机构335的纵向轴线。

为了允许可释放耦接机构335相对于侧壁332移动，外壳330可包括在可释放耦接机构335和侧壁332之间的开放空间，其中可释放耦接机构335和侧壁332不连接。如图7和图15或许最佳的示出，例如，外壳330可包括在可释放耦接机构335和侧壁332之间的间隙337。例如在制造外壳330的模制过程期间，间隙337可形成为在可释放耦接机构335和侧壁332之间的开放空间。如图7的示例性实施例所示，可释放耦接机构335的按钮部分331形成侧壁332的一部分，其中间隙337划定侧壁332和按钮部分331之间的边界。根据示例性实施例，间隙337和壁构件336被成形为使得可释放耦接机构335(例如，经由壁构件336)在可释放耦接机构335的仅仅一个侧面上连接到(具有与侧壁332的单件(即，整体)构造)侧壁332，如图7中所示。例如，可释放耦接机构335经由壁构件336仅在可释放耦接机构335的一个侧面上连接到侧壁332。

参考图16，将描述可释放耦接机构335的操作。图16示出处于连接状态的外壳330、底盘320和无菌适配器340。例如，外壳330和底盘320经由外壳连接器结构334和324(图16中未示出)连接，并且底盘320和无菌适配器340经由互补的紧固构件344和326的插入连接，如同样在图16中示出并且如上所描述。进一步，可释放耦接机构335可与无菌适配器紧固构件344接触。例如，诸如通过杠杆338的表面339与无菌适配器紧固构件344的表面348接触，可释放耦接机构335的杠杆338与紧固构件344接触，如图16的示例性实施例所示。

为了致动可释放耦接机构335，用户按下按钮部分331。例如，在图16的示例性实施例中，用户沿箭头352指示的总体方向压靠按钮部分331。所施加的力继而使得可释放耦接机构335相对于侧壁332移动。也就是说，可释放耦接机构335枢转并且因此沿着箭头354所示的方向(例如，围绕图17中的轴线360)相对于侧壁332部分地旋转。如图16的示例性实施例所示，外壳330包括设置在外壳330的相对侧面上并且大体上彼此对准两个可释放耦接机构335。以这种方式布置可释放耦接机构335准许用户用单手(例如，通过单手的拇指和食指)来抓握并致动可释放耦接机构335。然而，本文描述的各种示例性实施例不限于图16所示的配置，并且可包括可释放耦接机构的其它数量和布置。

随着可释放耦接机构335通过沿着方向354旋转而相对于侧壁332移动，杠杆338压靠无菌适配器紧固构件344。例如，杠杆338的表面339压靠紧固构件344的表面348。转到图17，图16的部分351被示出为处于在可释放耦接机构335已经相对于侧壁332沿着方向354移动之后的状态。因此，杠杆338还沿着方向354枢转，使得杠杆338压靠无菌适配器紧固构件344，诸如通过使杠杆338的表面339压靠紧固构件344的表面346。当杠杆沿着方向354移动时，杠杆338迫使紧固构件344相对于无菌适配器340的基部341并且相对于底盘320移动。具体地，紧固构件344沿着图17中的箭头356指示的方向枢转。通过从无菌适配器紧固构件344的孔346释放底盘紧固构件326的突出部328，该移动使无菌适配器紧固构件344从底盘紧固构件326脱开。在紧固构件326和344彼此脱开的情况下，可从无菌适配器340移除力传递机构310，诸如通过沿着图17中的方向358抽出力传递机构310，继而通过紧固构件326的孔抽出紧固构件344。

在示例性实施例中，当无菌适配器紧固构件344和底盘紧固构件326从彼此释放时，产生反作用力，使得底盘320和外壳330沿着方向358被推离无菌适配器340。因此，将手术器械从无菌适配器340推开。进一步，在示例性实施例中，诸如例如由于无菌适配器紧固构件344和底盘紧固构件326中的一个或多个从弹性变形状态恢复，当无菌适配器紧固构件344和底盘紧固构件326从彼此释放时，也产生可听的噪声。这样的反馈可向用户确认手术器械已经脱开。

根据示例性实施例，底盘紧固构件326从无菌适配器紧固构件344的释放不会使无菌适配器340从无菌适配器340耦接到的操纵器臂释放。例如，无菌适配器340和操纵器臂之间的连接需要相对于操纵器臂(例如，诸如沿着图17中的方向354)旋转无菌适配器340，以便使无菌适配器从操纵器臂释放，或者将无菌适配器连接到操纵器臂。然而，无菌适配器340和操纵器臂之间的连接不限于该实施例，并且可包括用于将无菌适配器340连接到操纵器臂的其它连接机构。根据示例性实施例，可释放耦接机构335的致动致动耦接构件370以从无菌适配器340耦接到的操纵器臂释放无菌适配器340。如上述示例性实施例中所讨论的，耦接构件370连接到无菌适配器340的紧固构件344。如图16的示例性实施例所示，紧固构件344和耦接构件370具有例如单件、整体构造。如上所述，当由于可释放耦接机构335的致动而迫使紧固构件344移动时，耦接构件370也通过沿着图17的示例性实施例中的箭头356所示的方向枢转而相对于外壳330移动。因此，耦接构件370与操纵器臂的对应的紧固构件(未示出)脱开，并且无菌适配器340也从操纵器臂释放。

力传递机构的外壳可包括一个或多个结构以限制可释放耦接机构的移动，例如以防止损坏可释放耦接机构和/或力传递机构的其它部分或驱动器接口部件。根据示例性实施例，外壳330包括止动件350，如图14和图16所示。止动件350被构造为在可释放耦接机构335相对于侧壁332枢转时由于可释放耦接机构335接触止动件350而阻止可释放耦接机构335相对于侧壁332的移动。外壳330可包括被定位为对应于每个可释放耦接机构335的止动件350。止动件350可相对于可释放耦接机构335定位，以限制可释放耦接机构335的移动。例如，止动件350限制了可释放耦接机构335的移动，使得当用户诸如通过压下可释放耦接机构335的按钮部分331来致动可释放耦接机构335时，由于与止动件350的接合，可释放耦接机构335的杠杆338移动有限的量。因此，当底盘320或无菌适配器340连接到外壳330时，最小化或防止底盘320或无菌适配器340的部件(例如，紧固构件344)与杠杆338之间的接触。因此，最小化或防止由于接触对可释放耦接机构335的损坏。

如上所述，可释放耦接机构335可与外壳330的侧壁332具有单件、整体构造。这在图14中进一步示出，其是露出外壳330的内部的底视图，其中可释放耦接机构335被示为侧壁332的一部分。外壳330可例如通过模制工艺制造。这种成型工艺有利地提供具有单件、整体构造的外壳330和可释放耦接机构335。允许可释放耦接机构作为外壳330的一部分，具体是作为整体配置的这种构造是有益的，因为可减少在单独的工艺中制造的部件的数量，以及/或者在完成模制之后可需要很少或不需要修整。根据各种示例性实施例，外壳330由聚合物材料模制而成。例如，外壳由聚碳酸酯、包含玻璃填料(例如，约8-10重量％的玻璃填料)的聚碳酸酯以及本领域普通技术人员熟悉的其它材料模制而成。

根据本公开的各种示例性实施例可利用除了以上描述的那些配置之外的配置。例如，力传递机构的各种部件包括凹陷部以有利于模制部件，诸如提供基本上均匀的壁厚而有利于在模制期间基本上均匀的材料收缩，如上面关于可释放耦接机构335的按钮部分331所讨论的。转到图18，示出了用于力传递机构的外壳430的示例性实施例。外壳430包括可释放耦接机构435和一个或多个紧固构件434，以将外壳430耦接到力传递机构的底盘(未示出)，如上面关于图3至图17的示例性实施例所描述。外壳430可进一步包括一个或多个凹陷部433，以向外壳430提供基本上均匀的壁厚，因此有利于模制外壳430。

虽然本文已经描述了关于有利于将力传递机构耦接到无菌适配器的可释放耦接器的各种示例性实施例，诸如当无菌适配器设置在力传递机构和操纵器的致动接口组件之间时，本文描述的各种示例性实施例的可释放耦接器不限于将器械的力传递机构耦接到无菌适配器。例如，各种示例性实施例进一步考虑有利于将力传递机构直接耦接到致动器的可释放耦接器，诸如将力传递机构直接耦接到患者侧推车的操纵器臂的致动接口组件，或者耦接到提供驱动力来致动器械的另一个致动器。

提供将可释放耦接机构与力传递机构的外壳结合的力传递机构可有利于手术器械的制造和设计。具体地，根据本文公开的配置，提供可释放耦接机构准许例如通过模制将结合了这些机构的外壳制成为单件、整体结构，其可以是期望的以提供手术器械的稳健制造，以减少单独制造的零件的数量，和/或为力传递机构的底盘上的零件留出空间。

本文描述的示例性实施例和方法已被描述为与用于遥控操作的手术系统的手术器械一起使用。然而，本文描述的示例性实施例和方法可与其它手术装置一起使用，诸如腹腔镜器械和其它手持器械。进一步，示例性实施例和方法可用于使用可远程致动的腕部或多个关节结构的其它应用中，诸如远程地定位附接到腕部或关节结构的物体。例如，本文描述的各种示例性实施例的示例性实施例和方法可用于各种非手术领域，诸如例如勘探、石油开采以及使用可远程致动结构的其它领域。

鉴于本文的公开内容，对于本领域普通技术人员来说，进一步的修改和替代实施例将是显而易见的。例如，系统和方法可包括为了清楚操作而从附图和描述中省略的附加部件或步骤。因此，该描述仅被解释为说明性的，并且是为了教导本领域技术人员执行本教导的一般方式的目的。应当理解，本文示出和描述的各种实施例被认为是示例性的。元件和材料以及这些元件和材料的布置可代替本文示出和描述的布置，零件和工艺可颠倒，并且本教导的某些特征可被独立地利用，这一切都对于受益于本文的描述之后的本领域技术人员来说将是显而易见的。在不偏离本教导和所附权利要求书的精神和范围的情况下，可对本文描述的元件进行改变。

应当理解，本文阐述的特定实例和实施例是非限制性的，并且在不偏离本教导的范围的情况下可对结构、尺寸、材料和方法进行修改。

通过考虑本文公开的本发明的说明书和实践，根据本公开的其它实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。旨在将说明书和实例视为仅是示例性的，同时权利要求书有权享有其全部宽度和范围，包括等同物。

Claims (20)

1.一种手术器械的力传递机构，所述力传递机构被配置为与位于遥控操作的手术系统的患者侧推车处的驱动器接口装置可释放地接合，所述力传递机构包括：

外壳，其包括围绕所述外壳的内部的侧壁；

在所述外壳的所述内部的一个或多个驱动部件；

被配置为使得所述力传递机构与所述驱动器接口装置可释放地接合的可释放耦接机构；

将所述可释放耦接机构连接到所述外壳的所述侧壁的铰链；以及

所述侧壁、所述铰链和所述可释放耦接机构为整体构造。

2.根据权利要求1所述的力传递机构，其中所述可释放耦接机构包括从所述外壳的外部可通达的一部分。

3.根据权利要求2所述的力传递机构，其中：

所述外壳的所述侧壁包括内表面；

所述可释放耦接机构包括杠杆；

所述杠杆包括被配置为接合所述驱动器接口装置的紧固构件的自由端；并且

所述杠杆被耦接到所述铰链并且与所述外壳的所述侧壁的所述内表面间隔开。

4.根据权利要求1所述的力传递机构，其中：

所述力传递机构包括支撑所述一个或多个驱动部件的底盘；

所述底盘包括被配置为与所述驱动器接口装置接合的至少一个接口结构；并且

所述至少一个接口结构可操作地耦接到致动元件，所述致动元件被配置为将力传递到所述手术器械的远侧端部分。

5.根据权利要求4所述的力传递机构，其中所述底盘和所述外壳被配置为可移除地耦接到彼此。

6.根据权利要求4所述的力传递机构，其中所述底盘和所述外壳具有整体构造。

7.根据权利要求4所述的力传递机构，其中：

所述驱动器接口装置是无菌适配器，所述无菌适配器包括至少一个接口驱动机构，所述至少一个接口驱动机构被配置为与遥控操作的操纵器的输出驱动器接合；并且

所述底盘的所述至少一个接口结构被配置为接合所述接口驱动机构，以接收通过所述接口驱动机构从所述输出驱动器传递的力。

8.根据权利要求2所述的力传递机构，其中：

所述可释放耦接机构的从所述外壳的外部可通达的所述一部分是按钮部分；

杠杆被耦接到所述按钮部分；并且

所述杠杆响应于所述按钮部分的致动而可移动。

9.根据权利要求8所述的力传递机构，其中所述铰链位于所述按钮部分和所述杠杆之间。

10.根据权利要求9所述的力传递机构，其中所述按钮部分在所述外壳的所述侧壁内。

11.根据权利要求10所述的力传递机构，其中所述按钮部分具有凹外部表面。

12.根据权利要求9所述的力传递机构，进一步包括在所述按钮部分和所述侧壁之间的间隙。

13.根据权利要求1所述的力传递机构，其中所述可释放耦接机构相对于所述侧壁绕所述铰链可枢转。

14.根据权利要求13所述的力传递机构，其中所述可释放耦接机构具有纵向轴线并且可围绕大致垂直于所述纵向轴线取向的轴线枢转。

15.根据权利要求1所述的力传递机构，其中：

所述力传递机构包括附加的可释放耦接机构；

所述可释放耦接机构和所述附加的可释放耦接机构在所述外壳的彼此相对的侧面上；并且

所述可释放耦接机构和所述附加的可释放耦接机构被布置为准许分别由拇指和手指抓握。

16.根据权利要求1所述的力传递机构，其中所述外壳包括止动件，该止动件被定位成限制所述可释放耦接机构朝向所述外壳的所述内部的移动。

17.一种制造用于手术器械的力传递机构的外壳的方法，所述外壳被配置为覆盖所述力传递机构的一个或多个驱动部件，所述力传递机构被配置为与手术系统的驱动器接口装置接合以远程地致动所述手术器械，所述方法包括：

将所述外壳、所述外壳的侧壁中的可释放耦接机构以及连接所述可释放耦接机构和所述侧壁的铰链模制为整体结构，

其中所述可释放耦接机构被配置为与所述驱动器接口装置可释放地接合，所述可释放地接合准许所述手术器械可释放地耦接到所述驱动器接口装置。

18.根据权利要求17所述的方法，其中：

所述模制进一步包括模制在所述外壳的与所述可释放耦接机构相对的侧面上的附加的可释放耦接机构；以及

所述可释放耦接机构和所述附加的可释放耦接机构被布置为准许分别由拇指和手指抓握。

19.一种遥控操作的手术系统，其包括：

驱动器接口装置和手术器械；

其中所述驱动器接口装置被配置为被从位于远离所述驱动器接口装置的用户输入机构传输的输入命令所控制；

其中所述手术器械包括：包括近侧端和远侧端的轴；在所述轴的所述远侧端处的末端执行器；以及在所述轴的所述近侧端处的力传递机构；

其中所述力传递机构包括外壳和被所述外壳封装的一个或多个驱动部件；

其中所述外壳包括侧壁、可释放耦接机构和将所述可释放耦接机构连接到所述外壳的所述侧壁的铰链，并且所述侧壁、所述可释放耦接机构和所述铰链为整体构造；

其中所述可释放耦接机构使得所述力传递机构可释放地接合所述驱动器接口装置；并且

其中所述一个或多个驱动部件被配置为在所述外壳与所述驱动器接口装置的接合状态期间被所述驱动器接口装置驱动，以便致动所述末端执行器。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述驱动器接口装置是所述遥控操作的手术系统的患者侧推车的操纵器臂的一部分。

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