CN109219412A - 机器人双极器械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于机器人双极器械的各种示例性系统、装置和方法。一般来讲，外科工具可包括：细长轴；端部执行器；腕部，所述腕部将所述端部执行器在所述轴的远侧端部处联接到所述轴；以及工具外壳，所述工具外壳联接到所述轴的近侧端部，所述工具外壳被构造成能够控制与所述端部执行器相关联的各种特征部的操作并且操作地联接到机器人外科系统。

Description

机器人双极器械

交叉引用

本申请要求2016年3月7日提交的名称为“Robotic Bi-Polar Instruments”的美国临时专利申请62/304,716的优先权，该专利据此全文以引用方式并入。

技术领域

提供了用于机器人外科手术，并且具体地双极器械的方法、系统和装置。

背景技术

由于术后恢复时间减少且瘢痕形成最小化，因此微创外科手术(MIS)器械通常优于传统的开放式外科装置。腹腔镜式外科手术是一种类型的MIS手术，其中在腹部形成一个或多个小切口，并且通过切口插入套管针以形成进入腹腔的通路。套管针用于将各种器械和工具引入腹腔中，而且提供注气使腹壁升高到器官上方。器械和工具可用于以多种方式接合和/或处理组织以达到诊断或治疗效果。内窥镜式外科手术是另一种类型的MIS手术，其中将细长的柔性轴通过自然孔口引入体内。

尽管传统的微创外科手术器械和技术已证明是高度有效的，但较新的系统可提供甚至更多的优点。例如，传统的微创外科手术器械通常不能为外科医生提供存在于开放式外科手术中的工具布置的灵活性。用器械通过小切口接近手术部位时遇到困难。另外，典型的内窥镜式器械的长度的增加通常会降低外科医生感觉由组织和器官施加在端部执行器上的力的能力。此外，如电视监视器上的图像中所观察到的器械的端部执行器的运动与端部执行器的实际运动的协调是特别困难的，因为如图像中所感知的运动通常不与端部执行器的实际运动直觉地对应。因此，通常缺乏对外科器械运动输入的直觉响应。已经发现，直觉性、灵巧性和灵敏度的此类缺乏使得增加微创外科手术的使用受阻。

多年以来，已经开发出多种微创机器人系统以增加外科手术的灵巧性，并允许外科医生以直觉方式对患者进行手术。远程手术是使用系统进行的外科手术的一般术语，其中外科医生使用一些形式的远程控制(例如，伺服机构等)来操纵手术器械运动，而不是用手直接握持和移动工具。在此类远程外科手术系统中，通常在远离患者的位置处在视觉显示器上为外科医生提供外科手术部位的图像。外科医生通常可在远离患者的位置处执行外科手术，同时在外科手术期间观察视觉显示器上的端部执行器运动。通常在视觉显示器上观察手术部位的三维图像时，外科医生通过操纵远程位置处的主控制装置来对患者执行外科手术，该主控制装置控制远程控制式器械的动作。

虽然在机器人外科手术领域已经取得了重大进展，但仍然需要用于机器人外科手术的改善的方法、系统和装置。

发明内容

一般来讲，提供了用于机器人双极器械的系统、装置和方法。

在一个方面，提供了一种外科装置，该外科装置在一个实施方案中包括：细长轴；一对钳口，该一对钳口位于细长轴的远侧端部处；缆线，该缆线被构造成能够被致动并由此沿近侧方向移动；可滑动构件，该可滑动构件可与缆线操作地接合并且被构造成能够响应于缆线沿近侧方向的运动而沿远侧方向滑动；以及连接件，该连接件与可滑动构件以及缆线操作地联接。可滑动构件的滑动被构造成能够致使连接件枢转并由此致使该一对钳口打开。该一对钳口被构造成能够在该一对钳口之间接合组织并且向该组织施加能量。

外科装置可以任意种方式变化。例如，外科装置可包括第二缆线，该第二缆线与可滑动构件操作地接合，被构造成能够沿近侧方向移动以致使该一对钳口闭合，并且被构造成能够响应于第二缆线沿近侧方向的运动而沿近侧方向滑动，并且可滑动构件沿近侧方向的滑动可被构造成能够致使连接件枢转并由此致使该一对钳口闭合。在至少一些实施方案中，缆线可附接到可滑动构件的近侧端部和远侧端部中的一者，并且第二缆线可附接到可滑动构件的近侧端部和远侧端部中的另一者。在至少一些实施方案中，缆线可被构造成能够在第二缆线沿近侧方向移动时沿远侧方向移动，并且第二缆线可被构造成能够在缆线沿近侧方向移动时沿远侧方向移动。在至少一些实施方案中，外科装置可包括外壳，该外壳具有从该外壳朝远侧延伸的细长轴，并且外壳可包括第一旋转构件并且可包括第二旋转构件，该第一旋转构件被构造成能够旋转以导致缆线沿远侧方向的运动，该第二旋转构件被构造成能够旋转以导致第二缆线沿近侧方向的运动。外壳可被构造成能够联接到机器人外科系统的工具驱动器，该机器人外科系统向第一旋转构件和第二旋转构件提供输入以导致该第一旋转构件和该第二旋转构件的旋转。

另如，外科装置可包括滑轮，该滑轮具有与该滑轮操作地接合的缆线，其中缆线的后端从滑轮朝近侧延伸。又如，缆线可被构造成能够被致动并由此沿近侧方向移动，可滑动构件可被构造成能够响应于缆线沿近侧方向的运动而沿远侧方向滑动，并且可滑动构件沿远侧方向的滑动可被构造成能够致使连接件枢转并由此致使该一对钳口闭合。再如，外科装置可包括外壳，该外壳具有从该外壳朝远侧延伸的细长轴，并且外壳可包括第一旋转构件，该第一旋转构件被构造成能够旋转以导致缆线沿近侧方向的运动。另如，外科装置还可包括沿细长轴延伸的杆，并且可滑动构件可被构造成能够沿杆滑动。又如，外科装置可包括偏置构件，该偏置构件将该一对钳口偏置成闭合。另如，外科装置可包括：关节运动缆线，该关节运动缆线被构造成能够被致动并由此致使该一对钳口相对于细长轴进行关节运动；以及能量缆线，该能量缆线被构造成能够为该一对钳口递送能量以施加到所接合的组织。

在另一个实施方案中，外科装置包括：细长轴；端部执行器，该端部执行器被构造成能够接合组织并且向该组织施加能量；切割元件，该切割元件被构造成能够沿端部执行器纵向地移动以切割由端部执行器接合的组织；切割元件缆线，该切割元件缆线被构造成能够被致动以导致切割元件的运动；以及滑轮，该滑轮位于端部执行器的远侧端部处并且操作地联接到切割元件缆线使得切割元件缆线在切割元件的运动期间沿滑轮滑动。

外科装置可具有任何数量的变型。例如，切割元件缆线可被构造成能够被朝远侧推动以导致切割元件的运动。另如，外科装置可包括：关节运动缆线，该关节运动缆线被构造成能够被致动并由此致使该一对钳口相对于细长轴进行关节运动；闭合缆线，该闭合缆线被构造成能够被致动并由此致使该一对钳口闭合；以及能量缆线，该能量缆线被构造成能够为该一对钳口递送能量以施加到所接合的组织。

在另一个方面，提供了一种外科方法，该外科方法在一个实施方案中包括将在外科工具的远侧端部处的钳口推进到患者体内。外科工具被构造成能够向由端部执行器接合的组织施加能量。该外科方法还包括致使沿细长轴延伸的缆线朝近侧移动，以由此致使可滑动构件与缆线操作地接合以朝远侧滑动。可滑动构件的远侧滑动致使连接件枢转并由此致使钳口打开。

该外科方法可以任意种方式变化。例如，该外科方法可包括致使沿细长轴延伸的第二缆线朝近侧移动，以由此致使与第二缆线操作地接合的可滑动构件朝近侧滑动。可滑动构件响应于第二缆线的运动而进行的近侧滑动可致使连接件枢转并由此致使钳口闭合。在至少一些实施方案中，致使缆线朝近侧移动包括从联接有外科工具的机器人外科系统向外科工具提供输入，并且致使第二缆线朝近侧移动包括从联接有外科工具的机器人外科系统向外科工具提供另一输入。

另如，该外科方法可包括致使缆线朝远侧移动以由此致使可滑动构件朝近侧滑动。可滑动构件的近侧滑动可致使连接件枢转并由此致使钳口闭合。

又如，致使缆线朝近侧移动可包括从联接有外科工具的机器人外科系统向外科工具提供输入。

附图说明

结合附图阅读下述详细说明将更全面地理解本发明，其中：

图1为外科工具的一个实施方案的示意性侧视图；

图2为与六个自由度相关联的术语的图形表示；

图3为包括患者侧部分和用户侧部分的机器人外科系统的一个实施方案的透视图；

图4为机器人外科系统的机器人臂的一个实施方案的透视图，其中图1的外科工具可剥离地且可替换地联接到机器人臂；

图5为图4的机器人臂的工具驱动器的透视图；

图6为外科工具的另一个实施方案的远侧部分的透视图；

图7为图6的工具的远侧部分的另一个局部透明透视图；

图7A为图6的工具的远侧部分的又一个局部透明透视图；

图8为图6的工具的远侧部分的侧视图；

图8A为图6的工具的远侧部分的另一个局部透明透视图；

图8B为图6的工具的远侧部分的再一个局部透明透视图；

图8C为图6的工具的远侧部分的顶视图；

图9为图6的工具的远侧部分的局部透明侧视图；

图10为外科工具的另一个实施方案的一部分的局部透明侧视图，其中端部执行器处于打开位置；

图11为图10的工具的该部分的局部透明侧视图，其中端部执行器处于闭合位置；

图12为外科工具的又一个实施方案的一部分的局部透明侧视图，其中端部执行器处于打开位置；

图13为图12的工具的该部分的局部透明侧视图，其中端部执行器处于闭合位置；

图14为图11的工具的该部分的局部透明透视图，其中端部执行器处于打开位置；

图15为外科工具的另一个实施方案的一部分的局部透明透视图，其中端部执行器处于打开位置；

图16为外科工具的又一个实施方案的一部分的局部透明透视图，其中端部执行器处于打开位置；

图17为图16的工具的远侧部分的局部透明透视图，其中端部执行器处于闭合位置；

图18为图16的工具的一部分的局部透明透视图，其中端部执行器处于打开位置；

图19为图16的工具的一部分的侧视图；

图20为沿图19的工具的第一位置处的缆线布置的示意图；

图21为沿图19的工具的第二位置和第三位置处的缆线布置的示意图；

图22为沿图19的工具的第四位置处的缆线布置的示意图；

图23为图16的工具的工具外壳的局部透明顶视图；

图24为图23的工具外壳的另一局部透明顶视图；

图25为图23的工具外壳的部分切除之后的局部剖视透视图；

图26为图23的工具外壳的一部分的透视图，该部分包括绞机和偏置构件；

图27为图26的绞机和偏置构件的透视图；

图28为外科工具的又一个实施方案的近侧部分的示意性局部透明侧视图；

图29为外科工具的另一个实施方案的示意性局部视图；

图30为外科工具的再一个实施方案的近侧部分的局部透明透视图；

图31为图30的工具的第一关节运动机构的透视图；

图32为图30的工具的第二关节运动机构的透视图；

图33为图30的工具的切割元件平移机构的透视图；

图34为图30的工具的闭合机构的透视图；

图35为外科工具的另一个实施方案的示意性剖视图；

图36为图35的工具的一部分的侧面剖视图；

图37为图35的工具的一部分的侧视图；

图38为海波管的一个实施方案的一部分的侧视图；

图39为海波管的另一个实施方案的一部分的侧视图；

图40为海波管的又一个实施方案的一部分的透视图；

图41为外科工具的再一个实施方案的示意性剖视图；

图42为外科工具的又一个实施方案的示意性剖视图；

图43为外科工具的另一个实施方案的剖视图；

图44为图43的工具的远侧部分的侧视图；

图44A为图43的工具的一部分的透视图；

图45为外科工具的另一个实施方案的远侧部分的透视图；

图46为外科工具的又一个实施方案的远侧部分的透视图；

图47为图46的工具的远侧部分的透视图；

图48为图46的工具的远侧部分的顶视图；

图49为图46的工具的远侧部分的另一视图；

图50为图46的工具的近侧部分的局部透明透视图；

图51为图50的工具的关节运动和闭合机构的透视图；

图52为图50的工具的切割元件平移机构的透视图；

图53为外科工具的再一个实施方案的远侧部分的透视图；

图54为图53的工具上的力的示意图；

图55为外科工具的另一个实施方案的远侧部分的透视图；

图56为图55的工具的柔性颈部的透视图；

图57为图55的柔性颈部的局部侧视图，其中柔性颈部挠曲；

图58为图55的柔性颈部的局部侧视图，其中柔性颈部未挠曲；

图59为外科工具的再一个实施方案的远侧部分的透视图；并且

图60为计算机系统的一个实施方案的示意图。

具体实施方式

现在将描述某些示例性实施方案，以提供对本文所公开的装置和方法的结构、功能、制造和用途的原理全面理解。这些实施方案的一个或多个示例在附图中示出。本领域的技术人员将会理解，本文具体描述并在附图中示出的装置和方法是非限制性的示例性实施方案，本公开的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征部可与其它实施方案的特征部进行组合。此类修改和变型旨在包括在本发明的范围之内。

此外，在本公开中，各实施方案中名称相同的部件通常具有类似的特征部，因此在具体实施方案中，不一定完整地阐述每个名称相同的部件的每个特征部。另外，在所公开的系统、装置和方法的描述中使用线性或圆形尺寸的程度上，此类尺寸并非旨在限制可结合此类系统、装置和方法使用的形状的类型。本领域的技术人员将认识到，针对任何几何形状可容易地确定此类线性和圆形尺寸的等效尺寸。系统和装置及其部件的大小和形状可至少取决于系统和装置将用于其中的受治疗者的解剖结构、系统和装置将与其一起使用的部件的大小和形状、以及系统和装置将用于其中的方法和手术。

提供了用于机器人双极器械的各种示例性系统、装置和方法。

图1示出了外科工具10的一个实施方案，该外科工具包括：细长轴12；端部执行器14；腕部16，该腕部将端部执行器14在轴12的远侧端部处联接到轴12；以及工具外壳18，该工具外壳联接到轴12的近侧端部。端部执行器14被构造成能够例如通过在腕部16处枢转来在腕部16处相对于轴12移动，以在使用工具10期间将端部执行器14相对于外科手术部位定位在期望位置处。外壳18包括各种部件(例如，齿轮和/或致动器)，这些部件被构造成能够控制与端部执行器14相关联的各种特征部的操作(例如，夹持、击发、旋转、关节运动、能量递送等中的任何一者或多者)。在至少一些实施方案中，轴12以及因此联接到该轴的端部执行器14被构造成能够围绕轴12的纵向轴线A1旋转。在此类实施方案中，外壳18的各种部件被构造成能够控制轴12的旋转运动。在至少一些实施方案中，如在例示的实施方案中那样，外科工具10被构造成能够可剥离地联接到机器人外科系统，并且工具外壳18可包括联接特征部，这些联接特征部被构造成能够允许工具10可剥离地联接到机器人外科系统。下面进一步讨论轴12、端部执行器14、腕部16和外壳18中的每一者。

外科工具10可具有多种构型中的任一种。一般来讲，外科工具可被构造成能够执行至少一个外科功能并且可包括例如夹钳、抓紧器、针驱动器、剪刀、施加能量的电烙器工具、缝合器、施夹器、抽吸工具、冲洗工具、成像装置(例如，内窥镜或超声探头)等中的任一种。在至少一些实施方案中，外科工具10被构造成能够向组织施加能量(诸如射频(RF)能量)，而在其他实施方案中，外科工具10未被构造成能够向组织施加能量。

轴12可具有多种构型中的任一种。一般来讲，轴12为细长构件，其从外壳18朝远侧延伸并且具有延伸穿过其的至少一个内腔。轴12固定到外壳18，但在其他实施方案中，轴12可以可剥离地联接到外壳18，使得轴12可与其他轴互换。这可允许单个外壳18适用于具有不同端部执行器的各种轴。

端部执行器14可具有多种尺寸、形状和构型。端部执行器14包括具有一对相对钳口20、22的组织抓紧器，这些钳口被构造成能够在打开位置和闭合位置之间移动，其中钳口20、22中的一个或两个被构造成能够在腕部16处枢转以使端部执行器14在打开位置和闭合位置之间移动。在其他实施方案中，端部执行器14可具有其他构型，例如剪刀、babcock、牵开器等。

腕部16可具有多种构型中的任一种。外科工具的腕部和在腕部处实现关节运动的示例性实施方案在以下专利公布中有所描述：2014年3月13日提交的名称为“CompactRobotic Wrist”的国际专利公布WO 2014/151952；2014年3月13日提交的名称为“Hyperdexterous Surgical System”的国际专利公布WO 2014/151621；2012年2月17日提交的名称为“Fusing And Cutting Surgical Instrument And Related Methods”的美国专利9,055,961；2016年7月1日提交的名称为“Methods,Systems,And Devices ForInitializing A Surgical Tool”的美国专利申请15/200,283；以及2016年8月16日提交的名称为“Methods,Systems,And Devices For Causing End Effector Motion With ARobotic Surgical System”的美国专利申请15/237,648，这些专利据此全文以引用方式并入。一般来讲，腕部16可包括被构造成能够允许端部执行器14相对于轴12运动的接头，诸如钳口20、22枢转地附接在的枢转接头。在一些实施方案中，枢转动作可包括围绕腕部16的第一轴线(例如，X轴线)的俯仰运动、围绕腕部16的第二轴线(例如，Y轴线)的偏航运动以及它们的组合，以允许端部执行器14围绕腕部16的360°旋转运动。在其他实施方案中，枢转动作可限于单个平面上的运动，例如，仅围绕腕部16的第一轴线的俯仰运动或仅围绕腕部16的第二轴线的偏航运动，使得端部执行器14在单个平面上旋转。

图2示出了由三个平移或位置变量例如进退、升沉、摇摆以及由三个旋转或取向变量例如欧拉角或滚转、俯仰、偏航表示的系统的自由度，这些变量描述了外科系统的部件相对于给定笛卡尔参照系的位置和取向。如本文所用，并且如图2所示，术语“进退”是指向前和向后运动，术语“升沉”是指上下运动，并且术语“摇摆”是指左右运动。关于旋转术语，“滚转”是指左右倾斜，“俯仰”是指向前和向后倾斜，并且“偏航”是指左右转动。

在该例示的实施方案中，端部执行器14的运动包括端部执行器14在其中端部执行器14与轴12基本上纵向地对齐(例如，端部执行器14的纵向轴线A2与轴12的纵向轴线A1基本上对齐，使得端部执行器14相对于轴12成大致零角度)的非关节运动位置与其中端部执行器14相对于轴12成角度地取向(例如，端部执行器14的纵向轴线A2相对于轴12的纵向轴线A1成角度，使得端部执行器14相对于轴12成非零角度)的关节运动位置之间的关节运动。本领域的技术人员将会理解，端部执行器14可能不会与轴12精确地对齐(例如，可能不相对于轴成精确的零角度)，但由于诸如制造公差和测量装置的精度等任意数量的因素仍然被认为与轴12对齐(例如，基本上成零角度)。端部执行器14被示出为在图1中处于非关节运动位置。在该例示的实施方案中，端部执行器14的运动还包括端部执行器14的旋转运动，其中端部执行器14围绕其纵向轴线A2旋转，同时发生或不发生轴12围绕其纵向轴线A1的对应旋转。

外科工具10可包括被构造成能够有利于端部执行器14的运动的一个或多个致动轴。一个或多个致动轴中的每一个可沿轴12延伸(例如，在其内腔中)并且可操作地联接到外壳18和端部执行器14。以这种方式，联接到外壳18的工具驱动器可被构造成能够经由工具外壳18向外科工具10提供输入，并由此致动一个或多个致动轴以导致端部执行器14的运动。

本文公开的系统、装置和方法可使用机器人外科系统来实现。如本领域技术人员将理解的，机器人外科系统的各种部件之间的电子通信可以是有线的或无线的。本领域的技术人员也将会理解，机器人外科系统中的所有电子通信都可以是有线的，机器人外科系统中的所有电子通信都可以是无线的，或者机器人外科系统的一些部分可以进行有线通信同时系统的其他部分可以进行无线通信。

图3为机器人外科系统100的一个实施方案的透视图，该机器人外科系统包括与患者104相邻定位的患者侧部分102，以及位于距离患者一定距离处(在同一室内和/或在远程位置)的用户侧部分106。患者侧部分102一般来讲包括一个或多个机器人臂108和被构造成能够可剥离地联接到机器人臂108的一个或多个工具组件110。用户侧部分106一般来讲包括用于观察患者104和/或外科手术部位的视觉系统112，以及用于控制机器人臂108和每个工具组件110在外科手术期间的运动的控制系统114。

控制系统114可具有多种构型并且可邻近患者定位(例如，在手术室中)、远离患者(例如，在单独的控制室)或分布于两个或更多个位置(例如，手术室和/或一个或多个单独的控制室)。作为分布式系统的示例，专用系统控制台可位于手术室中，并且单独的控制台可位于远程位置。控制系统114可包括使得用户能够观察患者104的正在由患者侧部分102进行手术的外科手术部位和/或控制患者侧部分102的一个或多个部件(例如，以在外科手术部位执行外科手术)。在一些实施方案中，控制系统114还可包括一个或多个手动操作的输入装置，诸如操纵杆、外骨骼式手套、动力和重力补偿式操纵器等。一个或多个输入装置可控制遥控马达，这些遥控马达继而控制外科系统，包括机器人臂108和工具组件110的运动。

患者侧部分102可具有多种构型。如图3所示，患者侧部分102可联接到手术台116。然而，在其他实施方案中，患者侧部分102可安装到墙壁，安装到天花板，安装到地板或安装到其他手术室设备。另外，虽然患者侧部分102示为包括两个机器人臂108，但也可包括更多或更少的机器人臂108。此外，患者侧部分102可包括诸如相对于手术台116(如图3所示)安装在各种位置的单独的机器人臂108。另选地，患者侧部分102可包括单个组件，该单个组件包括从其延伸的一个或多个机器人臂108。

图4示出了图1的机器人臂118和外科工具10的另一个实施方案，该外科工具可剥离地且可替换地联接到机器人臂118。而其他外科器械可联接到臂118，如本文讨论。机器人臂118被构造成能够使相关联的工具10沿一个或多个自由度(例如，所有六个笛卡尔自由度，五个或更少的笛卡尔自由度等)支撑和移动。

机器人臂118可在机器人臂118的远侧端部处包括工具驱动器122，该工具驱动器可协助控制与工具10相关联的特征部。机器人臂118还可包括入口引导件123(例如，套管安装件、套管等)，该入口引导件可以是机器人臂118的一部分或者可以可剥离地且可替换地联接到机器人臂118，如图4所示。工具组件的轴可通过入口引导件123插入以插入患者体内，如图4所示，其中图1的工具10的轴12被示出为通过入口引导件123插入。

为了在使用外科系统时提供无菌手术区域，可在外科系统的致动部分(例如，机器人臂118)与联接到该致动部分的外科器械(例如，工具10等)之间布置阻隔件126。无菌部件诸如器械无菌适配器(ISA)也可布置在工具10与机器人臂118之间的连接接口处。ISA布置在工具10与机器人臂108之间可确保工具10和机器人臂118具有无菌联接点。这允许从机器人臂118移除外科器械以在外科手术过程中与其他外科器械交换而不损害无菌外科手术区域。

图5更详细地示出了工具驱动器122。如图所示，工具驱动器122包括一个或多个马达，例如，示出了五个马达124，这些马达控制与联接到臂118的工具10相关联的各种运动和动作。例如，每个马达124都可联接到与工具10相关联的启动特征部(例如，齿轮)和/或与其相互作用，用于控制可由工具10执行的一个或多个动作和运动，例如用于辅助执行外科手术。可在工具驱动器122的上表面上触及马达124，因此工具10(例如，其外壳18)被构造成能够安装在工具驱动器122的顶部上以联接到该工具驱动器。被构造成能够由工具驱动器马达控制的工具外壳(也称为“圆盘”)的马达操作和部件的示例性实施方案在先前提及的以下专利中进一步描述：2014年3月13日提交的名称为“Compact Robotic Wrist”的国际专利公布WO 2014/151952；和2014年3月13日提交的名称为“Hyperdexterous SurgicalSystem”的国际专利公布WO 2014/151621；2016年7月1日提交的名称为“Methods,Systems,And Devices For Initializing A Surgical Tool”的美国专利公布15/200,283；以及2016年8月16日提交的名称为“Methods,Systems,And Devices For Controlling A MotorOf A Robotic Surgical Systems”的美国专利公布15/237,653，这些专利据此全文以引用方式并入。

工具驱动器122还包括形成于其侧壁中的轴接纳通道126，以用于接纳工具10的轴12。在其他实施方案中，轴12可延伸穿过工具驱动器122中的开口，或两个部件的各种其他构型可配合。

图6至图9示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具200的另一个实施方案，例如，为电外科工具。工具200的构型和使用大体类似于图1的工具10，例如包括：细长轴202；端部执行器204；腕部206，该腕部将端部执行器204在轴202的远侧端部处联接到轴202；以及工具外壳(未示出)，该工具外壳联接到轴202的近侧端部。工具外壳可包括多个输入接口，该多个输入接口被构造成能够将外科工具的工具驱动器操作地联接到外科工具200。在该例示的实施方案中，端部执行器204包括相对的下钳口210和上钳口212。如图6和图7所示，下钳口210和上钳口212中的每一者包括电极210e、212e，该电极被构造成能够诸如通过电极210e、212e中的每一个向接合在钳口210、212之间的组织递送能量，该电极从双极能量源接收一个极以在电极之间产生足以熔合组织的双极能量。下钳口210和上钳口212中的每一个还包括沿其纵向地延伸的狭槽或凹槽210s(上钳口的狭槽或凹槽在图中被遮挡)，该狭槽或凹槽被构造成能够在其中可滑动地接纳切割元件214以允许切割元件214切割接合在钳口210、212之间的组织。被构造成能够向组织施加能量的电外科工具的示例性实施方案在先前提及的在2012年2月17日提交的名称为“Fusing And Cutting SurgicalInstrument And Related Methods”的美国专利9,055,961中进一步描述。

一般来讲，腕部206可允许端部执行器204相对于端部执行器204所联接到的细长轴202的精细运动和成角度。工具200在腕部206处包括一个连杆208，该连杆将端部执行器204和轴202联接在一起。连杆208被构造成能够便于端部执行器204相对于细长轴202进行关节运动，例如，使端部执行器204相对于细长轴202的纵向轴线成角度。连杆208的远侧端部在第一或远侧接头216处枢转地联接到端部执行器204的近侧端部，例如，联接到底部钳口210的近侧端部。连杆208的近侧端部在第二或近侧接头218处枢转地联接到轴202的远侧端部。第一接头216限定第一枢轴P1，端部执行器204被构造成能够围绕该第一枢轴相对于连杆208枢转。因此，第一接头216限定第一平面，其中端部执行器204被构造成能够相对于轴202移动。第二接头218限定第二枢轴P2，连杆208以及因此联接到该连杆的端部执行器204被构造成能够围绕该第二枢轴相对于轴202枢转。因此，第二接头218限定第二平面，其中端部执行器204被构造成能够相对于轴202移动。图6至图8A和图9示出了处于非关节运动位置的端部执行器204。图7A和图8B示出了处于关节运动位置的端部执行器204，在该例示性示例中，端部执行器204向右侧进行关节运动。

工具200包括第一关节运动缆线226a、第二关节运动缆线226b、第三关节运动缆线226c和第四关节运动缆线226d，这些关节运动缆线被构造成能够被致动以导致联接到该缆线的端部执行器204的关节运动。关节运动缆线226a、226b、226c、226d操作地联接到工具外壳并因此被构造成能够经由工具外壳操作地联接到工具驱动器。因此，从工具驱动器到工具外壳的输入可被构造成能够致动关节运动缆线226a、226b、226c、226d，以导致关节运动缆线226a、226b、226c、226d中的所选择的一个或多个的选择性运动，从而导致端部执行器204的所选择的关节运动。

在该例示的实施方案中，关节运动缆线226a、226b、226c、226d各自相对于第一枢轴P1和第二枢轴线P2偏移，因此各自相对于分别由第一枢轴P1和第二枢轴P2限定的第一平面和第二平面偏移。换句话讲，关节运动缆线226a、226b、226c、226d不在关节运动动作的两个轴线P1、P2上。关节运动缆线226a、226b、226c、226d也围绕细长轴202的纵向轴线径向间隔开，相对于轴线P1、P2以约45°相互之间等距离。关节运动缆线226a、226b、226c、226d的这种定位可允许端部执行器204沿俯仰方向和偏航方向中的每一个以约80°的最大关节运动角度(例如，对于每个轴线P1、P2，+/-80°)进行关节运动。

关节运动缆线226a、226b、226c、226d各自纵向地延伸穿过连杆208。关节运动缆线226a、226b、226c、226d中的每一个的远侧端部固定地联接到端部执行器204，例如，联接到底部钳口210。关节运动缆线的远侧端部可被扩大(例如，具有与缆线的其余部分相比扩大的直径)，以便于将其经由附接机构诸如焊接、粘合剂、压配合、压接等固定地附接到端部执行器204。为清楚说明，图8中省略了关节运动缆线226a、226b、226c、226d。

连杆208具有四个通道，这四个通道被构造成能够在关节运动期间在第一接头216和第二接头218处引导关节运动缆线226a、226b、226c、226d。连杆的通道在第一接头216和第二接头218处围绕弯曲部引导关节运动缆线226a、226b、226c、226d，从而有助于防止关节运动缆线226a、226b、226c、226d遇到任何锐角或半径，从而减少关节运动缆线226a、226b、226c、226d和连杆208之间的摩擦，和/或有助于防止关节运动缆线226a、226b、226c、226d在关节运动期间在第一接头216和第二接头218中的任一者处径向向内或向外扭转或移动。此类摩擦、锐角或半径遭遇以及扭转或径向运动可在关节运动缆线226a、226b、226c、226d上施加更大的力，这可能会增加关节运动缆线226a、226b、226c、226d上的磨损，从而降低它们的总体寿命。

端部执行器204被构造成能够在其中钳口210、212打开的打开位置与其中钳口210、212闭合的闭合位置之间移动。端部执行器204被示出为在图6至图7A和图9中处于打开位置以及被示出为在图8至图8B中处于闭合位置。如图7所示，工具200包括第一闭合缆线222a和第二闭合缆线222b，这些闭合缆线被构造成能够被致动以导致端部执行器204的选择性打开和闭合。闭合缆线222a、222b操作地联接到工具外壳并因此被构造成能够经由工具外壳操作地联接到工具驱动器。因此，从工具驱动器到工具外壳的输入可被构造成能够致动闭合缆线222a、222b，以导致闭合缆线222a、222b的选择性运动，从而导致端部执行器204的所选择的打开和闭合。为了清楚说明，从图6和图7中省略闭合缆线222a、222b。

工具200包括一对连接件224，该一对连接件被构造成能够便于端部执行器204的打开和闭合。连接件224位于端部执行器204的相对侧上例如左侧和右侧上。连接件224各自具有枢转地附接到可滑动构件或毂230的远侧端部(可滑动构件或毂可滑动地附接到支撑杆232)，并且各自具有枢转地附接到上钳口212的近侧端部。支撑杆240的远侧端部附接到上钳口212。响应于第一闭合缆线222a和第二闭合缆线222b的致动，第一闭合缆线222a和第二闭合缆线222b纵向地平移，从而致使毂230朝近侧滑动(响应于闭合缆线222a、222b被朝近侧拉动)或朝远侧滑动(响应于闭合缆线222a、222b被朝远侧推动)。毂230的远侧运动(例如，沿远侧方向推动闭合缆线222a、222b)使连接件224向下枢转，如图6、图7和图9所示，以致使端部执行器204打开。毂230的近侧运动(例如，沿近侧方向拉动闭合缆线222a、222b)使连接件224向上枢转，以致使端部执行器204闭合，如图8所示。

如上所述，工具200包括切割元件214，该切割元件被构造成能够沿端部执行器204平移。切割元件214被示出为在图6至图9中处于初始近侧位置。工具200包括切割元件或刀片缆线，该切割元件或刀片缆线被构造成能够被致动以导致切割元件214沿端部执行器204的平移。切割元件缆线操作地联接到工具外壳，并且因此被构造成能够经由工具外壳操作地联接到工具驱动器。因此，从工具驱动器到工具外壳的输入可被构造成能够致动切割元件缆线以导致切割元件缆线214的运动，从而导致切割元件214的平移，并因此导致接合在钳口210、212之间的组织的切割。

工具200包括能量或电力缆线，该能量或电力缆线被构造成能够向端部执行器204处的电极210e、212e提供能量。能量缆线操作地联接到工具外壳，并且因此被构造成能够经由工具外壳操作地联接到工具驱动器。因此，从工具驱动器到工具外壳的输入可被构造成能够致动能量缆线以选择性地致使能量被递送到电极210e、212e。

工具200包括用于电极210e、212e中的每一个的至少一根电线，该电线可从能量缆线接收能量并将能量递送到电极210e、212e。如图6、图7和图8A所示，工具200在底部钳口210处具有用于电极210e的两根电线210w。这些底部线210w纵向地延伸，而在钳口210、212的打开和闭合期间是静止的。如图7A和图8B所示，工具200在上钳口212处具有用于电极212e的两根电线212w。上部线212w在钳口210、212的打开和闭合期间移动。图8B表明，当端部执行器204闭合时，上部线212w具有某个松弛部S，而当端部执行器204打开时，上部线212w失去松弛部S，如图7A所示。电极210e、212e中的每一个具有多于一根电线可比电极210e、212e中的每一个仅具有一根电线更节省空间，因为多根线可各自具有的直径比用于为电极提供能量的单根线的直径更小。如果如下面进一步讨论的那样，接线容纳在热缩管中，则较大的线(即用于电极中的每一个的单根线)可节省空间。

如图6和图7所示，闭合缆线222a、222b、切割元件缆线(为了清楚说明而省略)和能量缆线(为了清楚起见而省略)可设置在中心管228中并延伸穿过中心管228。管228可有助于保护闭合缆线222a、222b、切割元件缆线和能量缆线。切割元件缆线可与轴202的纵向轴线基本上同轴，这可允许切割元件缆线与切割元件214平移穿过的端部执行器204中的狭槽线性地对齐，并由此有助于防止切割元件缆线的翘曲和/或提供直线切割。如图7所示，闭合缆线222a、222b可各自基本上平行于轴的纵向轴线延伸，这可有助于防止闭合缆线222a、222b在其纵向运动期间翘曲和/或可有助于闭合缆线222a、222b与它们所分别操作地联接的端部执行器204的相对侧适当地对齐。在示例性实施方案中，能量缆线在切割元件缆线上方(如图6和图7中示出的工具200)，但也可在另一个位置。

关节运动缆线226a、226b、226c、226d、闭合缆线222a、222b、切割元件缆线和能量缆线至少沿腕部206是柔性的，以允许它们在腕部206处在第一接头216和第二接头218处弯曲。诸如，通过管228由诸如弹性体的柔性材料形成并且相对较薄例如约0.2mm厚，管228至少沿腕部206是柔性的，以允许该管位于腕部206处。

图8示出了被构造成能够在端部执行器204处于闭合位置时在端部执行器204的远侧末端处提供的夹持力F1。端部执行器204可向夹持在钳口210、212之间的组织提供夹持力F1。为了清楚说明，组织在图8中未示出为夹持在钳口210、212之间。图8还示出了在闭合缆线222a、222b上沿近侧方向施加以将端部执行器204保持在闭合位置的致动力F2。该一对连接件224允许致动力F2比在其他端部执行器(诸如使用了一个钳口的销的端部执行器，该销在另一个钳口的狭槽中滑动以实现钳口运动)中更小，同时实现相同的夹持力F1。例如，端部执行器204的夹持力F1可用致动力F2实现。

图8C示出了诸如通过组织或其他物质压靠端部执行器204而在端部执行器204的远侧末端处引起的侧向载荷或侧向力F3。关节运动缆线226a、226b、226c、226d(以及保持关节运动缆线226a、226b、226c、226d的任何海波管)被构造成能够抵抗侧向力F3，以有助于防止端部执行器204响应于侧向力F3进行关节运动。例如，关节运动缆线226a、226b、226c、226d(以及保持关节运动缆线226a、226b、226c、226d的任何海波管)被构造成能够抵抗侧向力F3。

图10和图11示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的另一个实施方案。图10和图11的工具的构型和使用类似于图6至图9的工具200，不同的是它具有与工具200不同的闭合机构。在图6至图9的工具200中，被构造成能够打开和闭合端部执行器204的闭合机构包括连接件224、可滑动构件230和闭合缆线222a、222b。在图10和图11的工具中，闭合机构包括一对销300(在图10和图11中，销300中的一个被遮挡)、可滑动构件302以及第一闭合缆线和第二闭合缆线(在图10和图11中被遮挡)。在图10和图11的例示的实施方案中，闭合机构不包括可有利于组装工具的连接件。相反，工具的上钳口304具有形成于其中的一对狭槽306(在图10和图11中，狭槽306中的一个被遮挡)，该一对狭槽具有可滑动地接纳于其中的销300。销300从可滑动构件302侧向向外延伸，该可滑动构件可滑动地附接到支撑杆308。响应于第一闭合缆线和第二闭合缆线的致动，第一闭合缆线和第二闭合缆线纵向地平移，从而致使毂302朝近侧滑动(响应于闭合缆线被朝近侧拉动)或朝远侧滑动(响应于闭合缆线被朝远侧推动)。毂302的远侧运动(例如，沿远侧方向推动闭合缆线)致使销300在狭槽306中向上滑动，如图10所示，以致使工具的端部执行器310打开。毂302的近侧运动(例如，沿近侧方向拉动闭合缆线)致使销300在狭槽306中向下滑动，以致使端部执行器310闭合，如图11所示。

图12至图14示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的另一个实施方案。图12至图14的工具的构型和使用类似于图6至图9的工具200，不同的是它具有与工具200不同的闭合机构。在图12至图14的工具中，被构造成能够打开和闭合工具的端部执行器400的闭合机构包括连接件402、可滑动构件404、第一闭合缆线406a和第二闭合缆线406b以及滑轮408。连接件402的远侧端部枢转地附接到工具的上钳口410，并且连接件402的近侧端部枢转地附接到可滑动构件404。可滑动构件404可滑动地附接到支撑杆412。图12和图14示出了处于打开位置的端部执行器400，并且图13示出了处于闭合位置的端部执行器400。

第一闭合缆线406a操作地联接到滑轮408，其中第一闭合缆线406a围绕滑轮408成环状，闭合缆线406a的后端从滑轮408朝近侧延伸。滑轮408位于可滑动构件404的远侧。第一闭合缆线406a的远侧端部附接到可滑动构件404的远侧端部。该工具还包括第二滑轮408a，该第二滑轮位于可滑动构件404的近侧。第二滑轮408a被构造成能够帮助将第一闭合缆线406a顺利地引导到工具的细长轴中(为了清楚说明，未在图12至图14中示出)。第一闭合缆线406a的近侧端部位于工具的工具外壳上，并且操作地联接到工具外壳的输入接口中的一个。第二闭合缆线406b的远侧端部附接到可滑动构件404的近侧端部。第二闭合缆线406b的近侧端部位于工具的工具外壳上，并且操作地联接到工具外壳的输入接口中的一个。因此，第一闭合缆线406a和第二闭合缆线406b可经由来自提供给第一闭合缆线406a、406b所分别操作地联接到的输入接口的机器人外科系统的输入来致动，例如，致使输入接口旋转并由此导致它们各自的闭合缆线406a、406b的纵向平移的输入。

响应于第一闭合缆线406a和第二闭合缆线406b的致动，第一和第二闭合缆线406纵向地平移，由此致使毂404朝近侧滑动(响应于第二闭合缆线406b被朝近侧拉动)以闭合端部执行器400或朝远侧滑动(响应于第一闭合缆线406a被朝近侧拉动并围绕滑轮408滑动)以打开端部执行器400。由于闭合缆线406a、406b都附接到毂404，因此当第二闭合缆线406b被朝近侧拉动时，第一闭合缆线406a被朝远侧推动，并且当第一闭合缆线406a被朝近侧拉动时，第二闭合缆线406b被朝远侧推动。换句话讲，第一闭合缆线406a和第二闭合缆线406b被构造成能够同时沿相反方向移动以实现端部执行器400的打开/闭合。因此，第一闭合缆线406a和第二闭合缆线406b所分别操作地联接到的输入接口被构造成能够彼此协作地工作，其中对输入接口的输入中的一个拉动并“卷起”缆线406a、406b中的一个而对输入接口的输入中的另一个以与拉力基本上相等的力推动并“放出”缆线406a、406b中的另一个。本领域的技术人员将会理解，推力和拉力可能并非精确地相等，但由于诸如制造公差和测量装置精度的任意数量的因素，它们被认为基本上相等。第一闭合缆线406a和第二闭合缆线406b为实现端部执行器的打开/闭合而进行的独立运动可适应每个闭合缆线406a、406b所需的不同力，这是因为闭合缆线406a、406b根据端部执行器400的关节运动角度的不同而挠曲不同的量和/或因为闭合缆线406a、406b随时间的推移经历不同的磨损，使得闭合缆线406a、406b中的一个随时间的推移变得比闭合缆线406a、406b中的另一个更松弛。对于图12至图14的工具来说，与图6至图9的工具200以及图10和图11的工具相比，致使端部执行器打开和闭合的拉力较小，这可提供对端部执行器打开/闭合的更精确控制。闭合缆线406a、406b中的每一个在工具的腕部414的上半部分中附接到毂404，这可有助于平衡施加到其的对抗力或反向力并且在端部执行器400的打开/闭合期间导致连接件402的平滑运动。

在另一个实施方案中，外科工具的构型和使用可类似于图12至图14的工具，不同的是该工具可包括除连接件402之外的第二连接件，与上文所讨论的包括一对连接件的外科工具类似。

图15示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的另一个实施方案。图15的工具的构型和使用类似于图12至图14的工具，不同的是其与图12至图14的工具相比，在工具的腕部420处在不同取向上具有用于其第一闭合缆线418a的滑轮416。图15的工具还具有一对连接件422，与图12至图14的仅具有一个连接件402的工具形成对照。在图12至图14的工具中，用于第一闭合缆线406a的滑轮408处于垂直取向，使得第一闭合缆线406a的后端垂直地布置，例如，其中一个后端在另一个后端的上方。在图15的工具中，滑轮416处于水平取向，使得第一闭合缆线418a的后端水平地布置，例如，后端彼此水平地间隔开。对于工具的关节运动缆线、能量缆线和接地缆线，滑轮416的水平取向可在工具的腕部420处释放更多空间。

图16至图18示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的另一个实施方案。图16至图18的工具的构型和使用类似于图12至图14的工具，不同的是其与图12至图14的工具和图15的工具相比，在工具的腕部430处在不同取向上具有用于其第一闭合缆线428a的滑轮426。图16至图18的工具还具有一对连接件432，与图12至图14的仅具有一个连接件402的工具形成对照。在图16至图18的工具中，滑轮426处于成角度的取向，使得第一闭合缆线428a的后端彼此成角度地偏移，例如，后端彼此横向间隔开并且彼此垂直偏移。在该例示的实施方案中，滑轮426处于约45°的角度，但滑轮426可以另一个角度成角度地偏移。本领域的技术人员将会理解，该角度可能不是精确地处于一个值(例如，精确在45°)，但是由于诸如制造公差和测量装置精度的任何数量的因素而被认为是基本上该值。滑轮426的成角度取向可允许滑轮426具有比滑轮水平布置时更小的直径(例如，约3mm的外径)，如图15的实施方案中那样，或者垂直地布置，如图12至图14的实施方案中那样。由于腕部430处的实际估值是有限的，因此腕部430处的较小部件可有助于容纳所有必要的部件。滑轮426的成角度取向仍然允许第一闭合缆线426a靠近工具的细长轴466的中心纵向轴线434(参见图19)，与图12至图14和图15的实施方案类似。第一闭合缆线426a和第二闭合缆线426b均尽可能靠近中心纵向轴线434，这可有助于防止工具的端部执行器436的轴外动作和/或限制对不同闭合缆线长度进行调整的需要，因为闭合缆线426a、426b从中心纵向轴线434径向地离得更远。

如上所述，缆线的远侧端部可被扩大以有助于其附接到另一个元件。图18示出了第二闭合缆线428b的扩大的远侧端部429，这有助于将第二闭合缆线428b附接到工具的可滑动构件438。如图18所示，可滑动构件438可滑动地附接到支撑杆440。

如图17所示，该工具在腕部430处包括三个连杆442、444、446。与上文关于图6至图9的连杆208所讨论的类似，连杆442、444、446被构造成能够有助于端部执行器436相对于细长轴466进行关节运动。第一连杆442的远侧端部非枢转地联接到端部执行器436的近侧端部，例如，联接到端部执行器的底部钳口448的近侧端部。第一连杆442的近侧端部在第一或远侧接头450处枢转地联接到第二连杆444的远侧端部。第二连杆444的近侧端部在第二或近侧接头452处枢转地联接到第三连杆446的远侧端部。第三连杆446的近侧端部非枢转地联接细长轴466的远侧端部。

第一接头450限定第一枢轴P3，第一连杆442以及因此非枢转地联接到该第一连杆的端部执行器被构造成能够围绕该第一枢轴相对于第二连杆444以俯仰动作枢转。因此，第一接头450限定第一平面，其中第一连杆442以及因此端部执行器被构造成能够相对于细长轴466运动，以调节端部执行器相对于细长轴466的俯仰。第二接头452限定第二枢轴P4，第二连杆444被构造成能够围绕该第二枢轴相对于第三连杆446以及因此非枢转地联接到第三连杆446的细长轴466以偏航动作枢转。因此，第二接头452限定第二平面，其中第二连杆444被构造成能够相对于第三连杆446以及因此细长轴466移动，以调节端部执行器相对于细长轴466的偏航。端部执行器436在图16至图18中处于非关节运动位置。

如图17和图20至图22所示，在该例示的实施方案中，该工具包括：四个关节运动缆线454(左下方的关节运动缆线在图17中被遮挡但在图20至图22中可见)，这些关节运动缆线被构造成能够便于端部执行器436的关节运动；切割元件缆线456，该切割元件缆线被构造成能够便于工具的切割元件(在图16至图18中被遮挡)的运动；能量缆线458，该能量缆线被构造成能够便于将能量递送到联接到上钳口462和下钳口448的电极460；以及接地缆线464。图19至图22示出了闭合缆线428a、428b、关节运动缆线454、切割元件缆线456、能量缆线458和接地缆线464在沿工具纵向的四个位置N1、N2、N3、N4处的位置。第四位置N4在细长轴466的近侧端部处。关节运动缆线454、能量缆线458和接地缆线464在所有四个位置N1、N2、N3、N4中处于相同位置，例如，与中心纵向轴线434径向相同的距离和在相对于彼此相同距离的位置处。在第一位置N1中，如图20所示，第一闭合缆线428a和第二闭合缆线428b处于相对于彼此的横向或水平距离D1处，例如约9mm，以及相对于切割元件缆线456延伸所沿的中心纵向轴线434的垂直距离D2处，例如约1.4mm。在第二位置N2和第三位置N3中，如图21所示，水平距离D1与在第一位置N1时相同，并且垂直距离D2从第三位置N3减小，例如从约1.4mm减小到约0.9mm。在第四位置N4中，如图22所示，水平距离D1从第三位置N3增加，例如从0.9mm增加到约4.0mm，并且垂直距离D2从第三位置N3减小，例如从约0.9mm减小到约0.3mm。第一闭合缆线428a和第二闭合缆线428b在沿工具纵向的不同位置处的相对位置可反映第一闭合缆线从滑轮426成角度的延伸部分和/或可有助于促进包装和/或布局。

图23至图25示出了可联接到细长轴466的近侧端部的工具外壳468的一个实施方案。工具外壳468具有六个输入接口470、472、474、476、478、480，这六个输入接口各自被构造成能够从联接到工具外壳468的机器人外科系统(例如，其工具驱动器)接收输入。在该例示的实施方案中，输入接口470、472、474、476、478、480是旋转输入，例如，各自被构造成能够旋转以实现工具的功能。如图23所示，第一闭合缆线428a和第二闭合缆线428b、关节运动缆线454和切割元件缆线456通过塑料接口操作地联接到它们各自的输入接口以便于电隔离。第一和第二关节运动缆线464附接到第一塑料绞盘470a，第三和第四关节运动缆线464附接到第二塑料绞盘472a，第一闭合缆线426a附接到第三塑料绞盘474a，切割元件缆线456附接到第四塑料绞盘476a，并且第二闭合缆线426b附接到第五塑料绞盘480a。能量缆线458和接地缆线464从外壳468朝近侧延伸以连接到发生器(未示出)。

第一输入接口470被构造成能够接收来自机器人外科系统的输入以驱动工具的四个关节运动缆线464中的两个，从而有利于端部执行器436的关节运动。第二输入接口472被构造成能够接收来自机器人外科系统的输入以驱动工具的四个关节运动缆线464中的另外两个，从而有利于端部执行器436的关节运动。关节运动缆线464可在其各自的输入接口470、472处预张紧，这可有助于确保准确性和稳定性。如图25所示，第一输入接口470和第二输入接口472分别包括第一和第二绞盘或绞机470a、472b，这些绞盘或绞机操作地接合与其相关联的该一对关节运动缆线464，例如，关节运动缆线464的终端附接到其各自的绞机470b、472b。在图26和图27中还示出了第一绞机470a。第一输入接口470被构造成能够接收来自操作地联接到工具外壳468的工具驱动器的第一马达的输入，该输入驱动第一绞机470a的旋转，从而驱动操作地联接到第一输入接口470的该一对关节运动缆线464的纵向运动。因此，对第一输入接口470的输入可以是旋转输入。相似地，第二输入接口472被构造成能够接收来自操作地联接到工具外壳468的工具驱动器的第二马达的输入，该输入驱动第二绞机472a的旋转，从而驱动操作地联接到第二输入接口472的该一对关节运动缆线464的纵向运动。因此，对第二输入接口472的输入可以是旋转输入。绞机470a、472a中的每一个可操作地联接到第一偏置构件470c和第二偏置构件472c，在该例示的实施方案中，这些偏置构件包括盘绕其各自的绞机470a、472a的扭转弹簧。偏置构件470c、472c被构造成能够通过偏置它们各自的绞机470b、472来将端部执行器436偏置到非关节运动位置，以将它们各自的一对关节运动缆线464保持在使端部执行器436保持不进行关节运动的张力下。因此，即使当工具未联接到机器人外科系统时，端部执行器436也可经由偏置构件470c、472c偏置到非关节运动位置。偏置到非关节运动位置的端部执行器436可有利于从套管针或其他进入装置移除工具。

在该例示的实施方案中，工具外壳468包括布线和支撑构件482，该布线和支撑构件被构造成能够将穿过其的关节运动缆线464布线到第一输入接口470和第二输入接口472中的相关联的一个。布线和支撑构件482还被构造成能够支撑操作地联接到切割元件缆线456的杆484。

第三输入接口474和第六输入接口480各自被构造成能够接收来自机器人外科系统的输入以驱动端部执行器436的选择性打开和闭合。对第三输入接口474的输入被构造成能够导致与第一闭合缆线428a操作地接合的第三绞盘474a的旋转。因此，对第三输入接口474的输入可以是旋转输入。第三绞盘474a的旋转被构造成能够导致第一闭合缆线428a的纵向平移。相似地，第六输入接口480的输入被构造成能够导致与第二闭合缆线428b操作地接合的第六绞盘480a的旋转。因此，对第六输入接口480的输入可以是旋转输入。第六绞盘480a的旋转被构造成能够导致第二闭合缆线428b的纵向平移。如上所讨论的，第一闭合缆线428a被朝近侧拉动和第二闭合缆线428b被朝远侧推动会致使端部执行器436打开，并且第一闭合缆线428a被朝远侧推动和第二闭合缆线428b被朝近侧拉动会致使端部执行器436闭合。换句话讲，为打开端部执行器436，操作地联接到第三输入接口474的第三马达可以是驱动马达，而操作地联接到第六电动机接口480的第六马达可以是从动马达，并且为闭合端部执行器436，操作地联接到第三输入接口474的第三马达可以是从动马达，而操作地联接到第六马达接口480的第六马达可以是驱动马达。

第三绞机474a和第六绞机480a中的每一个可操作地联接到第一和第二偏置构件480c(联接到第三绞机474a的第一偏置构件在附图中被遮挡)，在该例示的实施方案中，这些偏置构件包括盘绕其各自绞机474a、480a的扭转弹簧。第一和第二偏置构件480c被构造成能够通过偏置它们各自的绞机474a、480a来将端部执行器436偏置到闭合位置，以将它们各自的闭合缆线428a、428b保持在使端部执行器436保持闭合的张力下。因此，即使当工具未联接到机器人外科系统时，端部执行器436也可经由第一和第二偏置构件480c偏置到闭合。偏置到闭合位置的端部执行器436可有利于从套管针或其他进入装置移除工具。

工具外壳468包括被构造成能够实现端部执行器436的手动打开和闭合的手动超控旋钮486。手动超控旋钮486可从工具外壳468的外部触及，例如，可触及以从工具外壳468的外部用手手动地移动。手动超控旋钮486可允许端部执行器436在不太可能的电源故障情况下打开/闭合，这防止端部执行器436经由对第三输入接口474和第六输入接口480的输入而打开/闭合。沿一个方向旋转手动超控旋钮486将通过旋转联接到第三绞机474a的对应齿轮488来致使端部执行器436打开，并且沿另一个方向旋转手动超控旋钮486将通过旋转联接到第三绞机474a的对应齿轮488来致使端部执行器436闭合。手动超控旋钮486可具有其他构型，诸如杆件、致动器、臂和触发器，以旋转相应的齿轮488并致使手动超控。

第四输入接口476被构造成能够接收来自机器人外科系统的输入，以经由操作地联接到切割元件缆线456的齿条和小齿轮系统驱动切割元件平移。对第四输入接口476的输入被构造成能够导致小齿轮490的旋转，该小齿轮与齿条492操作地接合，该齿条操作地联接到杆484。因此，对第四输入接口476的输入可以是旋转输入。齿条492经由杆484与切割元件缆线436操作地联接，使得齿条492的平移运动导致切割元件缆线436的对应平移运动，由此致使切割元件朝近侧(齿条492的近侧平移和小齿轮490的旋转，沿一个方向)或朝远侧(齿条492的远侧平移和小齿轮490的旋转，沿相反方向)的选择性平移。

工具外壳468包括偏置元件494，该偏置元件被构造成能够将切割元件偏置到远侧位置，这可有助于防止切割元件意外地切割端部执行器436的钳口之间的组织和/或其他材料。在该例示的实施方案中，偏置元件494是盘绕杆484的弹簧。偏置元件494的远侧端部邻接第二布线和支撑构件498，并且偏置元件的近侧端部邻接齿条292的延伸部。第二布线和支撑构件498被构造成能够将穿过其的闭合缆线428a、428b布线到其各自的输入接口474、480，以将切割元件缆线456布线到第四输入接口476并支撑杆484。

第五输入接口478被构造成能够接收来自机器人外科系统的输入，以经由齿轮系统驱动细长轴466的旋转。对第五输入接口478的输入被构造成能够导致第一齿轮478a的旋转。因此，对第五输入接口478的输入可以是旋转输入。第一齿轮478a的旋转被构造成能够旋转与其操作地接合的第二齿轮478b。第二齿轮478b操作地联接到轴466，使得第二齿轮478b的旋转使细长轴466(以及其远侧端部处的端部执行器436)旋转。工具外壳包括止动构件496，该止动构件被构造成能够防止轴466旋转超过约540°，例如，被构造成能够允许轴466自由旋转至多约540°。

图28示出了可联接到被构造成能够向组织施加能量的外科工具的细长轴的近侧端部的工具外壳700的另一个实施方案。在该例示的实施方案中，第一偏置构件702和第二偏置构件704(其呈恒力弹簧的形式)被构造成能够通过将其相应的相关联的一对关节运动缆线(未示出)保持在保持端部执行器不进行关节运动的张力下来将工具的端部执行器(未示出)偏置到非关节运动位置。偏置构件702、704的构型和使用大体类似于上文所讨论的第一偏置构件470c和第二偏置构件472c。图28示出了由偏置构件702、704施加的力的远侧方向R1和为推动关节运动缆线而施加的力的近侧方向R2。如图所示，偏置构件702、704位于工具外壳的远侧端部700处，这允许偏置构件702、704沿适当的方向提供力而不需要任何滑轮重定向力。图28还示出了齿条和小齿轮系统706，该齿条和小齿轮系统被构造成能够实现关节运动缆线的运动，与上文讨论的齿条和小齿轮系统类似。工具外壳700可包括用于实现其他功能的其他特征部，与上文所讨论的工具外壳类似，例如，轴旋转、端部执行器的打开/闭合等。在至少一些实施方案中，工具外壳可包括放大机构(例如，杆件等)，该放大机构被构造成能够将较弱的偏置构件放大到多达所需的力。

在另选的实施方案中，第一偏置构件和第二偏置构件可位于工具外壳的近侧端部，其中偏置构件中的每一个包括滑轮以沿适当的远侧方向R1重定向它们的力。偏置构件位于工具外壳的近侧端部处可允许偏置构件更大并提供更大的力。图29示出了具有向近侧定位的偏置构件的工具外壳的一个实施方案，但是为了清楚说明，仅示出了偏置构件708及其相关联的滑轮710中的一个。例如，可由工具的致动器712(例如，工具的输入接口)提供力F4，并且偏置构件708可被构造成能够沿力F4的相反方向提供力F5，其中在偏置构件的相关联的关节运动缆线714上沿这两个方向具有力F6。可能需要关节运动缆线行进约10mm来使工具的端部执行器716完全地关节运动。

图30示出了可联接到被构造成能够向组织施加能量的外科工具的细长轴的近侧端部的工具外壳800的另一个实施方案。在该例示的实施方案中，工具外壳800具有延伸的近侧部分802，该近侧部分被构造成能够将与工具外壳800的各种输入接口相关联的偏置构件容纳于其中，如下文进一步讨论的。在该例示的实施方案中，工具外壳800具有六个输入接口，其中第一输入接口和第二输入接口用于工具端部执行器的关节运动，第三输入接口用于端部执行器的打开/闭合，第四输入接口用于切割元件平移，第五输入接口用于工具的细长轴的旋转，并且第六输入接口可供其他用途。在该例示的实施方案中，第一输入接口和第二输入接口是旋转机构，并且第三输入接口、第四输入接口、第五输入接口和第六输入接口是线性机构。

如图30至图32所示，用于关节运动的第一输入接口包括第一关节运动机构804，并且用于关节运动的第二输入接口包括第二关节运动机构806。第一关节运动机构804包括齿条和小齿轮系统808，该齿条和小齿轮系统被构造成能够实现第一对关节运动缆线810的关节运动缆线运动，与上文讨论的齿条和小齿轮系统类似。第一关节运动机构804还包括一对偏置构件812，在该例示的实施方案中，该一对偏置构件呈恒力弹簧的形式。第二关节运动机构806包括齿轮系统814，该齿轮系统被构造成能够实现第二对关节运动缆线816经由齿轮旋转的关节运动缆线运动，这导致用偏置构件820偏置的平移构件818的纵向平移，在该例示的实施方案中，该偏置构件呈线圈弹簧的形式。可通过改变传动装置和导螺杆节距来调节第二关节运动机构806的灵敏度。例如，第一关节运动机构804和第二关节运动机构806可各自被构造成能够提供约10mm的平移关节运动缆线运动，这可足以导致端部执行器的完全关节运动(例如，+/-约160°)并抵抗端部执行器远侧末端处的侧向载荷。图31和图32还示出了容纳关节运动缆线810、816的远侧部分的海波管810h、816h。

如图30和图34所示，第三输入接口可包括闭合机构822，该闭合机构包括齿条和小齿轮系统824，该齿条和小齿轮系统被构造成能够实现端部执行器的打开/闭合，与上面讨论的齿条和小齿轮系统类似。闭合机构822还包括偏置元件826和滑轮828，该偏置元件在该例示的实施方案中呈恒力弹簧的形式，该滑轮用于沿适当的远侧方向指引动作。例如，闭合机构822可被构造成能够提供约5mm的平移闭合缆线828运动以完全打开/闭合端部执行器(例如，其中端部执行器的钳口呈约30°的角度)以及足够的力以在端部执行器的远侧末端处获得夹持力。在该例示的实施方案中，一个输入接口用于端部执行器打开/闭合，因为它可提供足够的力来在端部执行器的远侧末端处获得夹持力，从而有效地将组织夹持在端部执行器的钳口之间。图34还示出容纳闭合缆线830的远侧部分的海波管830h。

如图30和图33所示，第四输入接口可包括切割元件平移机构832，该切割元件平移机构包括平移构件834，该平移构件被构造成能够纵向地平移以实现切割元件缆线836的纵向平移运动。切割元件平移机构832还包括偏置元件838和滑轮840，该偏置元件在该例示的实施方案中呈恒力弹簧的形式，并且该滑轮用于沿适当的远侧方向指引动作。例如，切割元件平移机构832可被构造成能够提供约24mm的切割元件平移运动以使切割元件完全地沿端部执行器完全平移以及足够的力以克服在端部执行器完全关节运动时的摩擦。

图35至图37示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的另一个实施方案。图35至图37的工具的构型和使用大体类似于图16至图18的工具。在该例示的实施方案中，该工具包括：四个关节运动缆线500，该四个关节运动缆线围绕中心纵向轴线502径向地布置；切割元件缆线504，该切割元件缆线基本上沿中心纵向轴线502延伸；以及钳口闭合管506，该钳口闭合管围绕切割元件缆线504同轴地布置。因此，图35至图37的工具不包括任何闭合缆线，而是被构造成能够经由钳口闭合管506的平移运动打开和闭合其端部执行器的钳口。切割元件缆线504和钳口闭合管506被构造成能够经由推/拉动作被致动(例如，推/拉切割元件缆线504以致使切割元件运动，并且推/拉钳口闭合管506以致使钳口打开/闭合)并可在端部执行器的整个关节运动范围内自由滑动，包括当工具的端部执行器完全关节运动时，而不会屈曲。切割元件缆线504和钳口闭合管506围绕中心纵向轴线502布置，使得它们各自的致动力将沿工具的中心线引导，这可帮助防止屈曲和/或允许均匀的力分布。

如图36和图37所示，可通过该例示的实施方案的缆线布置使弯曲半径最大化。图36示出了钳口闭合管206的例如约0.95mm的直径506d、切割元件缆线504的例如约0.58mm的直径504d以及第三连杆508的例如约5.4mm的直径508d。该工具还具有第一连杆510和第二连杆512。图36还示出了围绕钳口闭合管506和切割元件缆线504的海波管514。海波管514具有例如约2.0mm的直径514d。图36还示出了切割元件缆线504的例如约5.1mm的弯曲半径504b以及海波管514的例如约4.1mm的弯曲半径514b。可通过打开第三连杆508的壁508w来增大弯曲半径504b、514b。海波管514以及因此容纳于其中的钳口闭合管506和切割元件缆线504被构造成能够偏离中心纵向轴线502以允许更大的半径504b、514b。

为有利于在端部执行器进行关节运动时钳口闭合管506和切割元件缆线504的弯曲，海波管514可诸如通过在其中进行激光切割而在其中包括多个切口。图38示出了海波管514的一个实施方案，该海波管中包括多个切口516，这些切口呈螺旋图案，间距为约0.35mm。图39示出了海波管514的另一个实施方案，该海波管中包括多个切口518，这些切口呈螺旋图案，间距为约0.20mm。随着切口间距的减小，海波管514的弯曲半径514b增大，并且海波管514在切口之间的段更薄且更弱。图40示出了海波管514的另一个实施方案，其中包括多个切口520，这些切口呈梯形图案。在梯形图案中，每个切割切口指的是具有交替的梯形取向的全圆周切口，从而产生轴向互锁的单个段。图案中切割切口的数量的增加会导致弯曲半径变小。具有梯形切口图案的海波管能够支撑比具有螺旋切口图案的海波管更高的轴向载荷。

图41示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的另一个实施方案。图41的工具的构型和使用大体类似于图16至图18的工具。在该例示的实施方案中，该工具包括：四个关节运动缆线522，该四个关节运动缆线围绕中心纵向轴线524径向地布置；切割元件缆线526，该切割元件缆线基本上平行于且在中心纵向轴线524的下面延伸；以及闭合缆线528，该闭合缆线基本上平行于且在中心纵向轴线524的上方延伸。闭合缆线528的偏心位置在工具的腕部接头处产生力矩或力。关节运动缆线522被构造成能够抵抗力矩或力。

图42示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的另一个实施方案。图42的工具的构型和使用大体类似于图16至图18的工具。在该例示的实施方案中，该工具包括闭合缆线530、切割元件缆线532、能量缆线534和接地缆线536，这些缆线各自设置在管538中并延伸穿过管。管538可有助于保护闭合缆线530、切割元件缆线532、能量缆线534和接地缆线536。闭合缆线530和切割元件缆线532也各自容纳在聚酰胺编织管材538、540中，这也可有助于保护它们的相应缆线530、532。最初，如图42所示，管538可围绕闭合缆线530、切割元件缆线532、能量缆线534和接地缆线536热收缩。管538的热收缩可致使闭合缆线530、切割元件缆线532、能量缆线534和接地缆线536彼此邻接，如图42所示。在热收缩的管538中，闭合缆线530、切割元件缆线532、能量缆线534和接地缆线536各自相对于中心纵向轴线偏移并且布置在其周围。热收缩的管538可装配到工具上，并且能量缆线534和接地缆线536可从它们在图42中的位置向外移动，同时切割元件缆线532在能量缆线和接地缆线之间滑动以基本上沿中心纵向轴线延伸。缆线532、534、536的这种运动以及闭合缆线530的运动(也可能在该平移期间发生)可足够平缓，这使得它可在对缆线的影响最小的情况下发生。

在被构造成能够向组织施加能量的外科工具的至少一些实施方案中，如本文所讨论的，切割元件缆线例如经由焊接、压接等附接到切割元件，以实现切割元件沿工具的端部执行器的平移运动。如图所示，在图43所示的这个外科工具的一个实施方案中，切割元件缆线600附接到切割元件602，该切割元件沿工具的端部执行器604平移，该端部执行器包括上钳口606和下钳口608。上钳口606和下钳口608中的每一个具有形成于其中的纵向狭槽606s、608s，切割元件602平移穿过该纵向狭槽。上钳口606和下钳口608中的每一个在其组织接合表面上还具有电极606e、608e。电极606e、608e的焊盘606p、608p的边缘606d、608d在切割元件602的每一侧上被倒角，如图43所示，以在切割元件600的平移期间支撑切割元件缆线600，因为切割元件缆线600比切割元件602更宽，也如图43所示。

在被构造成能够向组织施加能量的外科工具的至少一些实施方案中，如本文所讨论的，端部执行器包括一个或多个间隔件，该一个或多个间隔件被构造成能够确保在端部执行器的上钳口和下钳口的组织接触表面之间存在间隙，这可有助于防止组织接触表面上的电极发生短路。如图43至图44A所示，此类端部执行器604的一个实施方案在纵向狭槽612的远侧端部处包括单个间隔件610，切割元件602通过该间隔件沿端部执行器604平移。因此，切割元件604在其沿端部执行器604的纵向平移期间不通过任何间隔件，同时在狭槽612中移动并切割由钳口606、608接合的组织，这可防止切割元件602和切割元件缆线600(其比切割元件602更宽)在一个或多个附接点(例如，切割元件602与切割元件缆线600之间的一个或多个焊接点)被捕获。在该例示的实施方案中，间隔件610位于下钳口608上并朝向上钳口606延伸，但间隔件相反可位于上钳口606上并朝向下钳口608延伸。

图45示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具614的另一个实施方案。工具614的构型和使用大体类似于图6至图9的工具200，例如包括：细长轴616；端部执行器618，该端部执行器包括上钳口620和下钳口622；腕部624，该腕部将端部执行器618在轴616的远侧端部处联接到轴616；连杆634，该连杆将端部执行器618和轴616联接在一起；工具外壳(未示出)，该工具外壳联接到轴616的近侧端部；切割元件620，该切割元件沿端部执行器618平移；四个关节运动缆线622；两个闭合缆线；中心管624；一对连接件626(连接件中的一个在图45中被遮挡)；能量缆线；一对电线628，该一对电线用于工具的电极630a、630b中的每一个；以及切割元件缆线632。

在该例示的实施方案中，切割元件缆线632操作地联接到端部执行器618处的滑轮636，以实现切割元件620沿端部执行器618的平移运动。切割元件缆线632的后端中的一个从滑轮636的一侧朝近侧延伸，并且切割元件缆线的后端中的另一个从滑轮636的另一侧朝近侧延伸。将切割元件缆线的后端中的第一个例如经由对工具外壳处的输入接口的输入朝近侧拉动被构造成能够使切割元件620沿端部执行器618朝远侧平移，例如，以致使由端部执行器618接合的组织被切割，其中切割元件缆线632沿滑轮636滑动。当切割元件620沿端部执行器618位于其最远侧位置时，拉动切割构件缆线632的后端中的第一个不会导致切割元件620的运动。将切割元件缆线的后端中的另一个例如经由对工具外壳处的输入接口的输入朝近侧拉动被构造成能够使切割元件620沿端部执行器618朝近侧平移，例如，以回缩切割元件620，其中切割元件缆线632沿滑轮636滑动。当切割元件620沿端部执行器618位于其最近侧位置时，如图45所示，拉动切割构件缆线632的后端中的第二个不会导致切割元件620的运动。当端部执行器618在工具的接头638、640中的一个或两个处进行关节运动时，与切割元件缆线632被朝远侧推动相比，切割元件缆线632被朝近侧拉动以致动切割元件620，会使切割元件缆线632在枢转的一个或两个接头638、640处更容易弯曲或挠曲。因此，切割元件缆线632可不承受屈曲载荷，从而减少缆线故障的机会和/或增加缆线632的总体寿命。如图所示，在端部执行器600中例如在下钳口622中包括滑轮636，不会在端部执行器618中增加任何死空间。

图46至图50示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的另一个实施方案。该工具的构型和使用大体类似于图1的工具10，例如包括：细长轴900；端部执行器902；腕部904，该腕部将端部执行器902在轴的远侧端部处联接到轴；以及工具外壳906，该工具外壳联接到轴900的近侧端部。在该例示的实施方案中，端部执行器902包括相对的下钳口908和上钳口910，该下钳口和上钳口在其面向组织的表面上各自包括电极908e、910e。与图6至图9的工具200类似，工具的腕部904包括连杆912，该连杆被构造成能够便于端部执行器902相对于细长轴900围绕第一枢轴P5和第二枢轴P6进行关节运动。

该工具包括四个关节运动缆线和闭合缆线914a、914b、914c、914d，其中第一对关节运动缆线和闭合缆线914a、914b在工具的一侧上，并且第二对关节运动缆线和闭合缆线914c、914d在相对侧上。第一关节运动和闭合缆线914a以及第二关节运动和闭合缆线914b的远侧端部在端部执行器902的远侧端部处附接到第一滑轮916a，并且第三关节运动和闭合缆线914c以及第四关节运动和闭合缆线914d的远侧端部在端部执行器902的远侧端部处附接到第二滑轮916b。关节运动缆线914a、914b、914c、914d被构造成能够被选择性地致动(例如，响应于对工具外壳906处的输入接口的输入而被推动/拉动)以导致在第一枢轴P5和第二枢轴P6中的一个或两个处的枢转动作或钳口908、910的打开/闭合。因此，相同的缆线914a、914b、914c、914d被构造成能够实现端部执行器902的关节运动以及闭合/打开，这可有助于简化工具的制造和/或允许工具更小，因为需要使用更少的缆线。如图49所示，因为相同的缆线914a、914b、914c、914d可提供关节运动和夹持，因此当施加侧向载荷F9时夹持力F8减小，并且每对缆线914a、914b、914c、914d都提供力F10。

该工具包括能量缆线916，该能量缆线被构造成能够被致动以将能量递送到电极908e、910e。该工具还包括切割元件缆线918(参见图50)，该切割元件缆线被构造成能够实现切割元件920沿端部执行器902的平移运动。

在该例示的实施方案中，工具外壳906具有六个输入接口，其中第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口用于工具的端部执行器902的选择性的关节运动和打开/闭合，第五输入接口用于切割元件920的平移，并且第六输入接口可供其他用途。在该例示的实施方案中，第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口是线性机构，并且第五输入接口和第六输入接口是旋转机构。

如图50所示，第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口中的每一个包括关节运动和闭合机构，该关节运动和闭合机构包括平移构件，该平移构件被构造成能够纵向地平移以实现操作地联接到该平移构件的缆线914a、914b、914c、914d中的一个的纵向平移运动。图51示出了用于缆线914b中的一个的关节运动和闭合机构922以及平移构件924中的一个作为四个关节运动和闭合机构的代表性示例。关节运动和闭合机构922还包括偏置元件926，该偏置元件在该例示的实施方案中呈恒力弹簧的形式，使其相关联的缆线914b沿远侧方向偏置。关节运动和闭合机构922还包括滑轮928，以沿适当的远侧方向指引动作。滑轮928位于致动器安装点之间的中心位置。例如，关节运动和闭合机构中的每一个可被构造成能够提供约10.5mm的平移关节运动和闭合缆线运动，这可能足以导致端部执行器902的完全关节运动(例如，+/-约160°)。

如图50和图52所示，第五输入接口包括切割元件平移机构930，该切割元件平移机构包括齿轮系统932，该齿轮系统被构造成能够经由用齿轮连接到导螺杆938的辅助马达936实现切割元件缆线918的纵向平移运动。切割元件平移机构930还包括滑轮934，以沿适当的远侧方向指引动作。可通过改变传动装置和导螺杆节距来调节切割元件平移机构930的灵敏度。例如，切割元件平移机构930可被构造成能够提供约24mm的切割元件平移运动以使切割元件完全沿端部执行器902完全平移。

图53示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具940的另一个实施方案。工具940的构型和使用大体类似于图46至图50的工具，例如包括：细长轴942；端部执行器944；腕部946，该腕部将端部执行器944在轴942的远侧端部处联接到轴942；工具外壳(未示出)，该工具外壳联接到轴942的近侧端部；四个关节运动和闭合缆线948a、948b、948c(第四缆线在图53中被遮挡)；第一滑轮950，该第一滑轮与第一缆线948a和第二缆线948b操作地接合；第二滑轮952，该第二滑轮与第三缆线和第四缆线948c操作地接合；能量缆线954；第三滑轮956，该第三滑轮与能量缆线954操作地接合；以及切割元件缆线(在图53中被遮挡)。在该例示的实施方案中，腕部946不具有任何枢转连杆，而是包括柔性颈部958。柔性颈部958被构造成能够侧向地弯曲(例如，沿向左方向和向右方向)，以有利于端部执行器944侧向地进行关节运动。柔性颈部958由一种或多种柔性材料制成，例如聚醚酰亚胺(PEI)材料(诸如ULTEM^TM树脂)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯、尼龙、高密度聚乙烯、聚酯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。柔性颈部958包括：形成在其相对侧的两排狭槽960，这些狭槽限定第一和第二相对的纵向脊962(其中一个脊在图53中被遮挡)；以及沿柔性颈部958的圆周在脊之间延伸的第一排和第二排弓形肋964。柔性颈部的示例性实施方案在以下专利中进一步描述：2011年9月19日提交的名称为“Articulation Joint Features For Articulating SurgicalDevice”的美国专利9,402,682；以及2015年3月16日提交的名称为“Flexible Neck ForSurgical Instruments”的美国专利公布2016/0270839，这些专利据此全文以引用方式并入。

取决于柔性颈部958的长度，端部执行器944的完全关节运动F7可采取各种关节运动缆线力，在该示例中，端部执行器944具有约28.6mm的长度L1和约2.375mm的开口半径U1。关节运动和闭合缆线中的可用关节运动力F7可“消耗”约20％的可用力F7。为使端部执行器944沿端部执行器闭合或夹持的方向进行完全关节运动，关节运动和闭合缆线可行进约8mm。将工具的近侧端部处的缆线力加倍，使缆线在工具的远侧端部处行进约12.5mm，这足以实现端部执行器的完全的关节运动。在没有考虑任何额外的力(摩擦力、关节运动力)的情况下关节运动力F7产生夹持力F8。如果柔性颈部958进行关节运动所需的力被包括在内，则在完全关节运动时，端部执行器夹持力减小。

图55示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具966的另一个实施方案。工具966的构型和使用大体类似于图53的工具，例如包括：细长轴(未示出)；端部执行器974；腕部980，该腕部将端部执行器974在轴的远侧端部处联接到轴；工具外壳(未示出)，该工具外壳联接到轴的近侧端部；四个关节运动和闭合缆线968a、968b、968c、968d；第一滑轮(在图55中被遮挡)，该第一滑轮与第一缆线968a和第二缆线968b操作地接合；第二滑轮(在图55中被遮挡)，该第二滑轮与第三缆线968c和第四缆线968d操作地接合；能量缆线(在图55中被遮挡)；以及切割元件缆线970，该切割元件缆线用于使切割元件972沿端部执行器974的上钳口976和下钳口978平移。在该例示的实施方案中，腕部980包括柔性颈部982，也如图56所示，该柔性颈部的构型和使用大体类似于图53的工具的柔性颈部958。如图57和图58所示，柔性颈部982每个平面具有两个挠曲接头984。在该例示的实施方案中，接头984中的每一个被构造成能够经受约40°的挠曲(总共约80°的挠曲)以进行俯仰和偏航动作。

图59示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具986的另一个实施方案。工具986的构型和使用大体类似于图46至图50的工具，例如包括：细长轴(未示出)；端部执行器988；腕部990，该腕部将端部执行器988在轴的远侧端部处联接到轴；工具外壳(未示出)，该工具外壳联接到轴的近侧端部；两个关节运动和闭合缆线992a、992b；以及切割元件缆线994。端部执行器988包括位于纵向狭槽998的远侧端部处的单个间隔件996，切割元件999通过该间隔件沿端部执行器988平移，与图43至图44A的间隔件610类似。在该例示的实施方案中，关节运动和闭合缆线992a中的一个通过绕其远侧端部环绕而与端部执行器988的下钳口988a操作地接合，而关节运动和闭合缆线992b中的另一个通过绕其远侧端部环绕而与端部执行器988的上钳口988b操作地接合。缆线992a、992b中的一个或两个的选择性运动被构造成能够选择性地使端部执行器988关节运动和打开/闭合钳口988a、988b。

本文所公开的系统、装置和方法可使用一个或多个计算机系统来实现，该计算机系统也可在本文中被称为数字数据处理系统和可编程系统。

可在数字电子电路、集成电路、专门设计的专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现本文描述的主题的一个或多个方面或特征。这些不同方面或特征可包括一个或多个计算机程序中的具体实施，该一个或多个计算机程序是在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上可执行的和/或可解释的，该至少一个可编程处理器可以是特殊的或通用的，耦合以从存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收数据和指令并向它们传输数据和指令。可编程系统或计算机系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器一般来讲彼此远程，并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系是借助于在各自计算机上运行的、彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序得到的。

这些计算机程序(也可称为程序、软件、软件应用程序、组件或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且能够以高级程序、面向对象的编程语言、函数编程语言、逻辑编程语言来实现和/或以汇编/机器语言来实现。如本文所用，术语“机器可读介质”是指用来向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、设备和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”是指用来向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。机器可读介质可非暂态地存储此类机器指令，例如非瞬时固态存储器或磁性硬盘驱动器或任何等同的存储介质。另选地或除此之外，机器可读介质可以瞬态方式存储此类机器指令，例如处理器高速缓存或与一个或多个物理处理器核相关联的其他随机存取存储器。

为提供与用户的交互，可在具有用于向用户显示信息的显示装置诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)监视器、以及用户能向计算机提供输入的键盘和指示装置诸如鼠标、跟踪球等的计算机上实现本文所述主题的一个或多个方面或特征。也可使用其他类型的装置来提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)；并且可通过任何形式接收来自用户的输入，包括但不限于声音、语音或触觉输入。其他可能的输入装置包括但不限于触摸屏或其他触敏装置，诸如单点或多点电阻性或电容式触控板、语音识别硬件和软件、光学扫描仪、光学指针、数字图像捕获装置和相关联的解释软件等。

图60示出了计算机系统1000的一个示例性实施方案。如图所示，计算机系统1000包括一个或多个处理器1002，该一个或多个处理器可控制计算机系统1000的操作。“处理器”在本文中也被称为“控制器”。一个或多个处理器1002可包括任何类型的微处理器或中央处理单元(CPU)，包括可编程通用或专用微处理器和/或各种专有或商业上可用的单处理器或多处理器系统中的任一种。计算机系统1000还可包括一个或多个存储器1004，该一个或多个存储器可为将由一个或多个处理器1002执行的代码或从一个或多个用户、存储装置和/或数据库采集的数据提供临时存储区。存储器1004可包括只读存储器(ROM)、闪存存储器、随机存取存储器(RAM)的一个或多个变体(例如，静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)或同步DRAM(SDRAM))和/或存储器技术的组合。

计算机系统1000的各个元件可耦合到总线系统1012。示出的总线系统1012是抽象，其表示通过适当的桥、适配器和/或控制器连接的任何一个或多个单独的物理总线、通信线路/接口和/或多点或点对点连接。计算机系统1000还可包括一个或多个网络接口1006、一个或多个输入/输出(IO)接口1008和一个或多个存储装置1010。

一个或多个网络接口1006可使得计算机系统1000能够通过网络与远程装置(例如，其他计算机系统)进行通信，并且对于非限制性示例，可为远程桌面连接接口、以太网适配器和/或其他局域网(LAN)适配器。一个或多个IO接口1008可包括一个或多个接口部件以将计算机系统1000与其他电子设备连接。对于非限制性示例，一个或多个IO接口1008可包括高速数据端口，诸如通用串行总线(USB)端口、1394端口、Wi-Fi、蓝牙等。另外，计算机系统1000可以是人类用户可访问的，并且因此一个或多个IO接口1008可包括显示器、扬声器、键盘、指示装置和/或各种其他视频、音频或字母数字接口。一个或多个存储装置1010可包括用于以非易失性和/或非瞬态方式存储数据的任何常规介质。因此，一个或多个存储装置1010可将数据和/或指令保持在持久状态，即，尽管中断对计算机系统1000的供电，仍保留一个或多个值。一个或多个存储装置1010可包括一个或多个硬盘驱动器、闪存驱动器、USB驱动器、光盘驱动器、各种媒体卡、磁盘、光盘和/或它们的任何组合，并且可直接连接到计算机系统1000或诸如通过网络远程连接到该计算机系统。在示例性实施方案中，一个或多个存储装置可包括被构造成能够存储数据的有形或非暂态计算机可读介质，例如硬盘驱动器、闪存驱动器、USB驱动器、光盘驱动器、媒体卡、磁盘、光盘等。

图60中示出的元件包括可以是单个物理机器的一些或所有元件。此外，并非所有例示的元件都需要位于同一物理机器上或同一物理机器中。示例性计算机系统包括传统台式计算机、工作站、小型计算机、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等。

计算机系统1000可包括网络浏览器，用于检索网页或其他标记语言流，呈现那些页面和/或流(在视觉上、听觉上或以其他方面)，在那些页面/流上执行脚本、控件和其他代码，接受关于那些页面/流的用户输入(例如，为了完成输入字段)；发布关于那些页面/流或其他的超文本传输协议(HTTP)请求(例如，用于从完成的输入字段提交服务器信息)，等等。网页或其他标记语言可以是超文本标记语言(HTML)或其他传统形式，包括嵌入式可扩展标记语言(XML)、脚本、控件等。计算机系统1000还可包括用于生成网页和/或将网页递送至客户端计算机系统的web服务器。

在示例性实施方案中，计算机系统1000可设置为单个单元，例如设置为单个服务器、设置为单个塔、容纳在单个外壳内等。单个单元可以是模块化的，使得其各个方面可根据需要交换进出，例如升级、更换、维护等，而不会中断系统的任何其他方面的功能。因此，单个单元也可以是可扩展的，具有作为附加模块添加的能力和/或期望和/或改善现有模块的附加功能。

计算机系统还可包括各种其他软件和/或硬件组件中的任一种，包括(作为非限制性示例)操作系统和数据库管理系统。尽管本文描绘和描述了示例性计算机系统，但应当理解，这是出于普遍性和方便性的原因。在其他实施方案中，计算机系统的架构和操作可与这里示出和描述的不同。

优选地，本文所述的本发明的部件将在使用之前处理。首先，获取新的或用过的器械，并根据需要进行清洁。然后可对器械进行灭菌。在一种灭菌技术中，将器械放置在密闭且密封的容器(诸如，塑料或TYVEK袋)中。然后将容器和器械放置在可穿透该容器的辐射场诸如γ辐射、x射线或高能电子中。辐射杀死器械上和容器中的细菌。然后可将经灭菌的器械储存在无菌容器中。密封容器使器械保持无菌，直到其在医疗设施中被打开。

通常，对该装置进行灭菌。这以通过本领域的技术人员已知的任何多种方式来完成，包括β辐射或γ辐射、环氧乙烷、蒸汽以及液浴(例如冷浸)。在2008年2月8日提交的名称为“System And Method Of Sterilizing An Implantable Medical Device”的美国专利8,114,345中更详细地描述了对包括内部电路的装置进行灭菌的示例性实施方案。优选的是，如果植入的话，将装置气密密封。这可通过本领域技术人员已知的任何数量的方式而完成。

根据上述实施方案，本领域的技术人员将会认识到本发明的另外的特征和优点。因此，本发明不应受到已具体示出和描述内容的限制，除非所附权利要求有所指示。本文引用的所有出版物和参考文献全文明确地以引用方式并入本文中。

Claims (20)

1.一种外科装置，包括：

细长轴；

一对钳口，所述一对钳口位于所述细长轴的远侧端部处，所述一对钳口被构造成能够接合所述一对钳口之间的组织并且向所述组织施加能量；

缆线，所述缆线被构造成能够被致动并由此沿近侧方向移动；

可滑动构件，所述可滑动构件与所述缆线操作地接合并且被构造成能够响应于所述缆线沿所述近侧方向的运动而沿远侧方向滑动；以及

连接件，所述连接件与所述可滑动构件以及所述缆线操作地联接，所述可滑动构件的所述滑动被构造成能够致使所述连接件枢转并由此致使所述一对钳口打开。

2.根据权利要求5所述的装置，还包括第二缆线，所述第二缆线与所述可滑动构件操作地接合并且被构造成能够沿所述近侧方向移动以致使所述一对钳口闭合，所述可滑动构件被构造成能够响应于所述第二缆线沿所述近侧方向的运动而沿所述近侧方向滑动，并且所述可滑动构件沿所述近侧方向的所述滑动被构造成能够致使所述连接件枢转并由此致使所述一对钳口闭合。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述缆线附接到所述可滑动构件的近侧端部和远侧端部中的一者，并且所述第二缆线附接到所述可滑动构件的所述近侧端部和所述远侧端部中的另一者。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述缆线被构造成能够在所述第二缆线沿所述近侧方向移动时沿所述远侧方向移动，并且所述第二缆线被构造成能够在所述缆线沿所述近侧方向移动时沿所述远侧方向移动。

5.根据权利要求2所述的装置，还包括外壳，所述外壳具有从所述外壳朝远侧延伸的所述细长轴，所述外壳包括第一旋转构件并且包括第二旋转构件，所述第一旋转构件被构造成能够旋转以导致所述缆线沿所述远侧方向的运动，所述第二旋转构件被构造成能够旋转以导致所述第二缆线沿所述近侧方向的运动。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述外壳被构造成能够联接到机器人外科系统的工具驱动器，所述机器人外科系统向所述第一旋转构件和所述第二旋转构件提供输入以导致所述第一旋转构件和所述第二旋转构件的旋转。

7.根据权利要求5所述的装置，还包括滑轮，所述滑轮具有与所述滑轮操作地接合的所述缆线，其中所述缆线的后端从所述滑轮朝近侧延伸。

8.根据权利要求5所述的装置，其中所述缆线被构造成能够被致动并由此沿所述近侧方向移动，所述可滑动构件被构造成能够响应于所述缆线沿所述近侧方向的所述运动而沿所述远侧方向滑动，并且所述可滑动构件沿所述远侧方向的所述滑动被构造成能够致使所述连接件枢转并由此致使所述一对钳口闭合。

9.根据权利要求5所述的装置，还包括外壳，所述外壳具有从所述外壳朝远侧延伸的所述细长轴，所述外壳包括第一旋转构件，所述第一旋转构件被构造成能够旋转以导致所述缆线沿所述近侧方向的所述运动。

10.根据权利要求5所述的装置，还包括沿所述细长轴延伸的杆，所述可滑动构件被构造成能够沿所述杆滑动。

11.根据权利要求5所述的装置，还包括偏置构件，所述偏置构件将所述一对钳口偏置成闭合。

12.根据权利要求5所述的装置，还包括关节运动缆线，所述关节运动缆线被构造成能够被致动并由此致使所述一对钳口相对于所述细长轴进行关节运动；以及

能量缆线，所述能量缆线被构造成能够为所述一对钳口递送能量以施加到所接合的组织。

13.一种外科装置，包括：

细长轴；

端部执行器，所述端部执行器被构造成能够接合组织并且向所述组织施加能量；

切割元件，所述切割元件被构造成能够沿所述端部执行器纵向地移动以切割由所述端部执行器接合的组织；

切割元件缆线，所述切割元件缆线被构造成能够被致动以导致所述切割元件的运动；以及

滑轮，所述滑轮位于所述端部执行器的远侧端部处并且操作地联接到所述切割元件缆线使得所述切割元件缆线在所述切割元件的运动期间沿所述滑轮滑动。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述切割元件缆线被构造成能够朝远侧推动以导致所述切割元件的所述运动。

15.根据权利要求13所述的装置，还包括关节运动缆线，所述关节运动缆线被构造成能够被致动并由此致使所述一对钳口相对于所述细长轴进行关节运动；

闭合缆线，所述闭合缆线被构造成能够被致动并由此致使所述一对钳口闭合；以及

能量缆线，所述能量缆线被构造成能够为所述一对钳口递送能量以施加到所接合的组织。

16.一种外科方法，包括：

将在外科工具的远侧端部处的钳口推进到患者体内，所述外科工具被构造成能够向由所述端部执行器接合的组织施加能量；以及

致使沿细长轴延伸的缆线朝近侧移动，以由此致使与所述缆线操作地接合的可滑动构件朝远侧滑动，所述可滑动构件的所述远侧滑动致使连接件枢转并由此致使所述钳口打开。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括致使沿所述细长轴延伸的第二缆线朝近侧移动，以由此致使与所述第二缆线操作地接合的所述可滑动构件朝近侧滑动，所述可滑动构件响应于所述第二缆线的运动而进行的所述近侧滑动致使所述连接件枢转并由此致使所述钳口闭合。

18.根据权利要求17所述的方法，其中致使所述缆线朝近侧移动包括从联接有所述外科工具的机器人外科系统向所述外科工具提供输入，并且致使所述第二缆线朝近侧移动包括从联接有所述外科工具的所述机器人外科系统向所述外科工具提供另一输入。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括致使所述缆线朝远侧移动以由此致使所述可滑动构件朝近侧滑动，所述可滑动构件的所述近侧滑动致使所述连接件枢转并由此致使所述钳口闭合。

20.根据权利要求16所述的方法，其中致使所述缆线朝近侧移动包括从联接有所述外科工具的机器人外科系统向所述外科工具提供输入。