CN110248615A - 进行关节运动的电外科工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于进行关节运动的电外科工具的各种示例性系统、装置和方法。一般来讲,外科工具(200)可被构造成能够通过在外科工具(200)的第一接头(222)和第二接头(224)处选择性地枢转而在两个平面中进行关节运动。外科工具(200)可包括被构造成能够有利于该关节运动的多根缆线(226a‑d)。缆线(226a‑d)中的每一根可被构造成能够在第一接头(222)和第二接头(224)处挠曲或弯曲,并且可被构造成能够被选择性地致动以引起在第一接头(222)和第二接头(224)处的枢转。外科工具(200)可被构造成能够可剥离地联接到机器人外科系统(100),该机器人外科系统被构造成能够控制与外科工具(200)相关联的各种运动和动作,诸如在第一接头(222)和第二接头(224)处的枢转。
Description
技术领域
提供了用于机器人外科手术,并且具体地进行关节运动的电外科工具的方法和装置。
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已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运动工具。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,提供了用于进行关节运动的电外科工具的系统、装置和方法。
在一个方面,提供了一种外科装置,在一个实施方案中,该外科装置包括细长轴和被构造成能够接合组织并向该组织施加能量的端部执行器。端部执行器被构造成能够沿着第一平面并沿着横向于第二平面的第二平面相对于细长轴的纵向轴线以一角度选择性地进行关节运动。外科装置还包括位于端部执行器的近侧端部与端部执行器的远侧端部之间的连杆,各自横跨连杆延伸的第一对关节运动缆线,以及各自横跨连杆延伸的第二对关节运动缆线。第一对关节运动缆线被构造成能够被选择性地致动以引起连杆的枢转,并从而引起端部执行器沿着第一平面的关节运动。连杆被限制为沿着第一平面相对于细长轴枢转。第二对关节运动缆线被构造成能够被选择性地致动以引起端部执行器沿着第二平面的关节运动,并且端部执行器被限制为沿着第二平面相对于连杆枢转。
外科装置可以任意种方式变化。例如,关节运动缆线中的每一根可从第一平面和第二平面偏移。又如,关节运动缆线中的每一根可位于第一平面和第二平面中的一者中。
再如,外科装置可包括切割元件和切割元件缆线,该切割元件被构造成能够沿着端部执行器纵向运动以切割由端部执行器接合的组织,该切割元件缆线沿着连杆延伸并且被构造成能够被致动以引起切割元件的运动。在至少一些实施方案中,切割元件缆线可被构造成能够被朝远侧推动以引起切割元件的运动。在至少一些实施方案中,切割元件缆线可操作地联接到端部执行器的远侧端部处的滑轮。
又如,外科装置可包括闭合缆线,该闭合缆线沿着连杆延伸并且被构造成能够被致动以选择性地引起端部执行器的打开和端部执行器的闭合。在至少一些实施方案中,闭合缆线可被构造成能够被朝远侧推动以引起端部执行器的打开和端部执行器的闭合,闭合缆线可与细长轴的纵向轴线同轴延伸,闭合缆线可包括围绕细长轴的纵向轴线径向布置的一对缆线,并且/或者外科装置可包括切割元件,该切割元件被构造成能够沿着端部执行器纵向运动以切割由端部执行器接合的组织,并且可包括切割元件缆线,该切割元件缆线沿着连杆延伸并且被构造成能够被致动以引起切割元件的运动。
又如,关节运动缆线的致动可被配置成能够由机器人外科系统控制。
在另一个实施方案中,提供了一种外科装置,该外科装置包括细长轴和被构造成能够接合组织的端部执行器,该端部执行器被构造成能够向组织施加能量,并且被构造成能够沿着第一平面并沿着横向于第二平面的第二平面相对于细长轴的纵向轴线以一角度选择性地进行关节运动。端部执行器包括一对钳口,该一对钳口被构造成能够在打开位置和闭合位置之间运动。外科装置还包括沿着细长轴延伸的第一对关节运动缆线,其从细长轴的纵向轴线偏移并且基本上平行于细长轴的纵向轴线;沿着细长轴延伸的第二对关节运动缆线,其从细长轴的纵向轴线偏移并且基本平行于细长轴的纵向轴线;和一对闭合缆线,其沿着细长轴并且基本上平行于细长轴的纵向轴线延伸。第一对关节运动缆线被构造成能够被致动以使端部执行器相对于细长轴仅以偏航运动进行关节运动。第二对关节运动缆线被构造成能够被致动以使端部执行器相对于细长轴仅以俯仰运动进行关节运动。该一对闭合缆线被构造成能够被致动以使一对钳口在打开位置和闭合位置之间运动。
外科装置可具有任何数量的变型。例如,第一对关节运动缆线可被构造成能够被致动而第二对关节运动缆线不致动,使得端部执行器仅以偏航运动进行关节运动,第二对关节运动缆线可被构造成能够被致动而第一对关节运动缆线不致动,使得端部执行器仅以俯仰运动进行关节运动,并且第一对关节运动缆线和第二对关节运动缆线可被构造成能够被致动,使得端部执行器以俯仰运动和偏航运动进行关节运动。
又如,外科装置可包括切割元件,该切割元件被构造成能够沿着端部执行器纵向运动以切割由端部执行器接合的组织,外科装置可包括切割元件缆线,该切割元件缆线沿着细长轴并且基本上平行于细长轴的纵向轴线延伸,并且切割元件缆线可被构造成能够被致动以引起切割元件的运动。在至少一些实施方案中,切割元件缆线可被构造成能够被朝远侧推动以引起切割元件的运动。在至少一些实施方案中,切割元件缆线可操作地联接到端部执行器的远侧端部处的滑轮。
再如,第一对关节运动缆线和第二对关节运动缆线的致动以及一对闭合缆线的致动可各自被配置成能够由机器人外科系统控制。
在另一方面,提供了一种外科方法,在一个实施方案中,该外科方法包括将外科工具的远侧端部处的端部执行器推进到患者体内,从而使沿着细长轴延伸的多根关节运动缆线在第一枢转接头处围绕第一轴线各自弯曲,以从而引起端部执行器相对于外科工具的细长轴围绕第一轴线的关节运动;以及使多根关节运动缆线在第二枢转接头处围绕第二轴线各自弯曲,以从而引起端部执行器相对于外科工具的细长轴围绕第二轴线的关节运动。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。第一轴线基本上垂直于第二轴线,并且关节运动缆线被构造成能够围绕第一轴线和第二轴线弯曲,使得端部执行器围绕第一轴线和第二轴线中的每一者进行关节运动。
该外科方法可以任意种方式变化。例如,外科方法可包括使组织与端部执行器接合,该外科方法可包括致动沿着细长轴延伸的切割元件缆线,从而引起切割元件沿着端部执行器平移并切割组织,并且切割元件缆线可被构造成能够在第一枢转接头处围绕第一轴线弯曲并且在第二枢转接头处围绕第二轴线弯曲。又如,外科方法可包括致动沿着细长轴延伸的闭合缆线,从而引起端部执行器进行以下操作中的至少一种:从打开位置运动到闭合位置,以及从闭合位置运动到打开位置,并且闭合缆线可被构造成能够在第一枢转接头处围绕第一轴线弯曲并且在第二枢转接头处围绕第二轴线弯曲。再如,外科工具可操作地联接到机器人外科系统,并且机器人外科系统可被构造成能够使多根关节运动缆线在第一枢转接头处弯曲并且在第二枢转接头处弯曲。
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透视图;
图7为图6的外科工具的侧视图;
图8为图6的外科工具的近侧端部视图;
图9为图6的外科工具的远侧部分的透视图;
图10为图6的外科工具的远侧部分的另一透视图;
图11为图6的外科工具的远侧部分的顶视图;
图12为图6的外科工具的剖视图;
图13为图6的外科工具的远侧部分的另一透视图;
图14为图6的外科工具的示意性剖视图;
图15为图6的外科工具的透视图,包括外科工具的腕部部分;
图16为图6的外科工具的另一透视图,包括外科工具的腕部部分;
图17为图6的外科工具的示意性剖视图;
图18为具有热收缩管的图6的外科工具的剖视图;
图19为包括其腕部部分的外科工具的另一个实施方案的顶视图;
图20为图19的腕部部分的透视图;
图21为在一个平面中进行关节运动的图19的腕部部分的侧视图;
图22为在两个平面中进行关节运动的图19的腕部部分的透视图;
图23为图22的腕部部分的另一透视图;
图24为图19的外科工具的示意性剖视图;
图25为外科工具的另一个实施方案的远侧部分的透视图,其中其端部执行器处于打开位置;
图25A为图25的外科工具的远侧部分的局部透明视图;
图26为图25的外科工具的远侧部分的侧视图,其中端部执行器处于闭合位置;
图27为图25的外科工具的远侧部分的侧视图;
图28为包括其腕部部分的外科工具的另一个实施方案的侧视图;
图29为图28的外科工具的示意性剖视图;
图30为在两个平面中进行关节运动的图28的腕部部分的透视图;
图31为图30的腕部部分的另一透视图;
图32为图31的腕部部分的局部透视图;
图33为外科工具的另一个实施方案的远侧部分的局部透明顶视图;
图34为图33的外科工具的远侧部分的透视图;
图35为图33的外科工具的远侧部分的另一局部透明顶视图,其中其切割元件推进至最远侧位置;
图36为图35的外科工具的远侧部分的局部透明侧视图;
图37为外科工具的另一个实施方案的中间部分的局部透明侧视图;
图38为外科工具的又一个实施方案的中间部分的局部透明侧视图;
图39为外科工具的另一个实施方案的中间部分的局部透明侧视图;
图40为外科工具的另一个实施方案的透视图;
图41为图40的外科工具的侧视图;
图42为图40的外科工具的近侧端部视图;
图43为图40的外科工具的远侧部分的透视图;
图44为图40的外科工具的远侧部分的另一透视图;
图45为图40的外科工具的中间部分的透视图;
图46为外科工具的另一个实施方案的近侧部分的透视图;
图47为图46的外科工具的近侧部分的另一透视图;并且
图48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他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。
提供了用于进行关节运动的电外科工具的各种示例性系统、装置和方法。一般来讲,外科工具可被构造成能够通过在外科工具的第一接头和第二接头处选择性地枢转而在两个平面中进行关节运动。外科工具可包括被构造成能够有利于关节运动的多根缆线。缆线中的每一根可被构造成能够在第一接头和第二接头处挠曲或弯曲,并且可被构造成能够被选择性地致动以引起在第一接头和第二接头处的枢转。外科工具可被构造成能够可剥离地联接到机器人外科系统(在本文中也被称为“外科机器人”),该机器人外科系统被构造成能够控制与外科工具相关联的各种运动和动作,诸如在第一接头和第二接头处的枢转。
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运动,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以及因此联接到其上的端部执行器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,这些联接特征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运动,其中钳口20、22中的一者或两者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运动。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,枢转动作可被限制为单个平面上的运动,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者可沿轴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通常包括一个或多个机器人臂108、以及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通常包括用于观察患者104和/或外科部位的视觉系统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可包括多个部件,这些部件使得用户能够观察患者104的正在患者侧部分102进行手术的外科手术部位,并且/或者控制患者侧部分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)支撑和运动。
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。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)与联接到其的外科器械(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破坏无菌的外科手术区域。
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相关联的启动特征件(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8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的构造和使用大致类似于图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208,该工具外壳联接到轴202的近侧端部。工具外壳208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9所示,下钳口210和上钳口212中的每一者包括电极210e(上钳口的电极在图中被遮挡),该电极被构造成能够诸如通过电极210e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。如图6、图9和图10所示,下钳口210和上钳口212中的每一者还包括沿其纵向延伸的狭槽或沟槽210s(上钳口的狭槽或沟槽在图中被遮挡),该狭槽或沟槽被构造成能够在其中以能够滑动的方式接收切割元件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 Surgical Instrument 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。如图9和图11所示,工具200在腕部206处包括第一连杆216、第二连杆218和第三连杆220,该腕部将端部执行器204和轴202联接在一起。连杆216、218、220被构造成能够有利于端部执行器204相对于细长轴202的关节运动,例如,使端部执行器204相对于细长轴202的纵向轴线202A成角度。第一连杆216的远侧端部216d非枢转地联接到端部执行器204的近侧端部204p,例如,联接到底部钳口210的近侧端部210p。第一连杆216的近侧端部216p在第一或远侧接头222处枢转地联接到第二连杆218的远侧端部218d。第二连杆218的近侧端部218p在第二或近侧接头224处枢转地联接到第三连杆220的远侧端部。第三连杆220的近侧端部220p非枢转地联接细长轴202的远侧端部202d。
如图12所示,第一接头222限定第一枢转轴线P1,第一连杆216以及因此非枢转地联接到其的端部执行器204被构造成能够相对于第二连杆218围绕该第一枢转轴线以俯仰动作枢转。因此,第一接头222限定第一平面,在该第一平面中第一连杆216以及因此端部执行器204被构造成能够相对于轴202运动,以调节端部执行器相对于轴202的俯仰。第二接头224限定第二枢转轴线P2,第二连杆218被构造成能够相对于第三连杆220以及因此非枢转地联接到第三连杆220的轴202围绕该第二枢转轴线以偏航动作枢转。因此,第二接头224限定第二平面,在该第二平面中第二连杆218被构造成能够相对于第三连杆220以及因此轴202运动,以调节端部执行器相对于轴202的偏航。端部执行器204在图6、图7、图9至图11和图13中被示出处于非关节运动位置。
如图9至图11、图13和图14所示,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引起联接到其的端部执行器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208并因此被构造成能够经由工具外壳208操作地联接到工具驱动器。因此,从工具驱动器到工具外壳208的输入可被构造成能够致动关节运动缆线226a、226b、226c、226d,以引起关节运动缆线226a、226b、226c、226d中的所选择的一者或多者的选择性运动,从而引起端部执行器204的所选择的关节运动。
在该例示的实施方案中,如图14所示,关节运动缆线226a、226b、226c、226d各自从第一枢转轴线P1和第二枢转轴线P2偏移,并且因此各自从分别由第一枢转轴线P1和第二枢转轴线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202A以相对于轴线P1、P2约45°彼此等距地径向间隔开。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。
如图9至图11和图13所示,关节运动缆线226a、226b、226c、226d各自纵向延伸穿过第一连杆216、第二连杆218和第三连杆220。关节运动缆线226a、226b、226c、226d中的每一者的远侧端部228a、228b、228c、229d固定地联接到端部执行器204,例如,联接到底部钳口210。如在该例示的实施方案中,关节运动缆线的远侧端部228a、228b、228c、229d可被扩大(例如,具有增大的直径),以有利于其经由附接机构(诸如焊接、粘合剂、压力配合、卷曲等)到端部执行器204的固定的附接。
如图9和图11所示,第一连杆216在其近侧端部处具有四个通道216c,这些通道被构造成能够在关节运动期间在第一接头222处引导关节运动缆线226a、226b、226c、226d。第二连杆218在其远侧端部处具有四个通道218c,这些通道被构造成能够在第一接头222处引导关节运动缆线226a、226b、226c、226d。第二连杆的远侧通道218c和第一连杆的近侧通道216c可配合以在第一接头222处围绕弯曲部引导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与连杆218和第一连杆216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222处径向向内或向外扭转或运动。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。类似地,在第二接头224处,第二连杆218在其近侧端部218p处具有四个通道218c,并且在第二接头224处,第三连杆220在其远侧端部220d处具有四个通道220c。第二连杆的近侧通道218c和第三连杆的远侧通道220c可配合以在第二接头224处围绕弯曲部引导226a、226b、226c、226d。
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运动。端部执行器204在图6、图7、图9至图11和图13中被示出处于打开位置。如图15所示,工具200包括第一闭合缆线230a和第二闭合缆线230b,这些闭合缆线被构造成能够被致动以引起端部执行器204的选择性打开和闭合。闭合缆线230a、230a操作地联接到工具外壳208并因此被构造成能够经由工具外壳208操作地联接到工具驱动器。因此,从工具驱动器到工具外壳208的输入可被构造成能够致动闭合缆线230a、230b,以引起闭合缆线230a、230b的选择性运动,从而引起端部执行器204的所选择的打开和闭合。
如图16所示,闭合缆线230a、230b可在其周围具有相应的远侧海波管232a、232b,以有助于保护闭合缆线230a、230b和/或有利于闭合缆线230a、230b操作连接到端部执行器204,例如附接到上钳口212。如图15所示,闭合缆线230a、230b也可在其周围具有相应的近侧海波管234a、234b,以有助于保护闭合缆线230a、230b和/或有利于闭合缆线230a、230b连接到工具外壳208。
如图9、图10、图13、图15和图16所示,工具200包括一对连接件236a、236b,该一对连接件被构造成能够有利于端部执行器204的打开和闭合。连接件236a、236b位于端部执行器204的相对侧上例如左侧和右侧上。连接件236a、236b各自具有枢转地附接到毂238的远侧端部(毂以能够滑动的方式附接到钳口支撑杆240),并且各自具有枢转地附接到顶钳口212的近侧端部。钳口支撑杆240的远侧端部用枢轴销240d枢转地附接到上钳口212。响应于第一闭合缆线230a和第二闭合缆线230b的致动,第一闭合缆线230a和第二闭合缆线230b纵向地平移,从而使毂238朝近侧滑动(响应于闭合缆线230a、230b被朝近侧拉动)或朝远侧滑动(响应于闭合缆线230a、230b被朝远侧推动)。毂238的远侧运动(例如,沿远侧方向推动闭合缆线230a、230b)使连接件236a、236b向下枢转,如图15和图16所示,以使端部执行器204打开。毂238的近侧运动(例如,沿近侧方向拉动闭合缆线230a、230b)使连接件236a、236b向上枢转,以使端部执行器204闭合。
如上所述,并且如图15和图16所示,工具200包括切割元件214,该切割元件被构造成能够沿着端部执行器204平移。切割元件214在图15和图16中被示出处于初始近侧位置。如图15所示,工具200包括切割元件或刀缆线,该切割元件或刀缆线242被构造成能够被致动以引起切割元件214沿着端部执行器204的平移。切割元件缆线242操作地联接到工具外壳208,并且因此被构造成能够经由工具外壳208操作地联接到工具驱动器。因此,从工具驱动器到工具外壳208的输入可被构造成能够致动切割元件缆线242以引起切割元件缆线242的运动,从而引起切割元件214的平移,并因此引起接合在钳口210、212之间的组织的切割。如图16所示,切割元件缆线242可在其周围具有远侧海波管244,以有助于保护切割元件缆线242和/或有利于切割元件缆线242穿过毂238中的镗孔246的纵向运动。
如图15和图16所示,工具200包括能量或电力缆线248,该能量或电力缆线被构造成能够向端部执行器204处的电极提供能量。能量缆线248操作地联接到工具外壳208,并且因此被构造成能够经由工具外壳208操作地联接到工具驱动器。因此,从工具驱动器到工具外壳208的输入可被构造成能够致动能量缆线248以选择性地使能量被递送到电极。如图15所示,能量缆线248可在其周围具有远侧海波管250,以有助于保护能量缆线248。
如图10、图11和图17所示,闭合缆线230a、230b、切割元件缆线242和能量缆线248可设置在管252中并延伸穿过管252。管252可有助于保护闭合缆线230a、230b、切割元件缆线242和能量缆线248。如图17所示,切割元件缆线242可与轴202的纵向轴线202A基本上同轴,这可允许切割元件缆线242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242的翘曲和/或提供直线切割。同样如图17所示,闭合缆线230a、230b可各自基本上平行于轴的纵向轴线202A延伸,这可有助于防止闭合缆线230a、230b在其纵向运动期间的翘曲和/或可有助于闭合缆线230a、230b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。在该例示的实施方案中,能量缆线248位于切割元件缆线242上方,但可处于任何位置。
最初,如图18所示,管252可围绕闭合缆线230a、230b、切割元件缆线242和能量缆线248热收缩。管252的热收缩可使闭合缆线230a、230b、切割元件缆线242和能量缆线248彼此邻接,如图18所示。在热收缩管252中,闭合缆线230a、230b、切割元件缆线242和能量缆线248各自从轴202的纵向轴线202A偏移并且布置在其周围。热收缩管252可配合到工具200,并且闭合缆线230a、230b可从其在图18中的位置向外运动到其在图17中的位置,而切割元件缆线242从其在图18中的位置至其图17中的位置之间滑动。缆线230a、230b、242的这种运动以及能量缆线248的运动(也可能在该平移期间发生)可为足够缓和的,其可在对缆线的影响最小的情况下在5mm内发生。
关节运动缆线226a、226b、226c、226d、闭合缆线230a、230b、切割元件缆线242和能量缆线248至少沿着腕部206是柔性的,以允许它们在腕部206处在第一接头222和第二接头224处弯曲。诸如,通过管252由诸如弹性体的柔性材料形成并且是相对较薄的例如约0.2mm厚,管252至少沿着腕部206是柔性的,以允许该管位于腕部206处。
图19至图23示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的腕部300的另一个实施方案。外科工具的构造和使用类似于外科工具200,例如,包括细长轴302;端部执行器304;腕部300,该腕部将端部执行器304在轴302的远侧端部处联接到轴302;工具外壳(未示出),该工具外壳联接到轴302的近侧端部;电极(未示出),该电极被构造成能够向由端部执行器304接合的组织递送能量;四根关节运动缆线306a、306b、306c、306d;切割元件缆线308;闭合缆线312;能量缆线(未示出);连接件(未示出),该连接件有利于端部执行器的打开和闭合;连杆314,该连杆将端部执行器304和轴302联接在一起;以及切割元件(未示出)。为了清楚说明,在图19至图23中示出端部执行器304的仅近侧部分和轴302的仅远侧部分。在该例示的实施方案中,代替包括一对闭合缆线,图19至图23的外科工具包括一根闭合缆线312。同样如图24所示,四根关节运动缆线306a、306b、306c、306d从腕部300处的关节运动的轴线P3、P4偏移,并且切割元件缆线308和闭合缆线312是沿着轴线P3、P4中的每一者的。切割元件缆线308和闭合缆线312与细长轴302A的纵向轴线302A基本上同轴。切割元件缆线308和闭合缆线312设置在与工具200的管252类似的管316中并延伸穿过管316。
在该例示的实施方案中,工具在腕部300处具有一个连杆314。连杆314的远侧端部在第一或远侧接头318处枢转地联接到端部执行器304的近侧端部。连杆314的近侧端部在第二或近侧接头320处枢转地联接到轴302的远侧端部。类似于工具200的第二连杆218,连杆314在其近侧端部处具有四个通道314c,这些通道被构造成能够在关节运动期间在第一接头318处引导关节运动缆线306a、306b、306c、306d,并且在其远侧端部具有四个通道314c,这些通道被构造成能够在关节运动期间在第二接头320处引导关节运动缆线306a、306b、306c、306d。类似于工具200的第一连杆216,端部执行器304在其近侧端部处具有四个通道304c,这些通道被构造成能够在关节运动期间在第一接头320处引导关节运动缆线306a、306b、306c、306d。类似于工具200的第三连杆220,轴302在其远侧端部处具有四个通道302c,这些通道被构造成能够在关节运动期间在第二接头320处引导关节运动缆线306a、306b、306c、306d。
图19和图20示出了处于非关节运动位置的端部执行器304。图21示出了从非关节运动位置关节运动到关节运动位置的端部执行器304,在关节运动位置中腕部300在第二接头320处弯曲,例如,端部执行器304和连杆314相对于轴302成角度。因此,图21中的端部执行器304已经以偏航动作但不以俯仰动作从其非关节运动位置进行了调节。端部执行器304在图21中被示出处于最大偏航关节运动角度α,该角度在该例示的实施方案中为约80°。在该例示的实施方案中,端部执行器304被示出向右进行关节运动,但端部执行器304可类似地向左进行关节运动至多达最大偏航关节运动角度α。如图21所示,关节运动缆线306a、306b、306c、306d各自在第二接头320处弯曲,例如围绕第二接头320弯曲,但在第一接头318处保持为基本上直的。所有的关节运动缆线306a、306b、306c、306d在第二接头320处沿相同方向弯曲。关节运动缆线306a、306b、306c、306d在第二接头320处由连杆314的近侧端部处的四个通道314c引导并安置在其中,并且由轴302的远侧端部处的四个通道302c引导并安置在其中。切割元件缆线308、闭合缆线312和管316在第二接头320处类似地弯曲,但在第一接头318处不弯曲,如图21所示。
图22和图23示出了从非关节运动位置关节运动至另一个关节运动位置的端部执行器304,在另一个关节运动位置中腕部300在第一接头318和第二接头320中的每一者处弯曲,例如端部执行器304和连杆314相对于轴302成角度(在第二接头320处),并且端部执行器304也相对于连杆314成角度(在第一接头318处)。因此,图22和图23中的端部执行器304已经以偏航动作和俯仰动作进行了调节。端部执行器304在图22和图23中被示出以最大偏航关节运动角度α向左成角度并且以最大俯仰关节运动角度β向下成角度,该角度在该例示的实施方案中为约80°。端部执行器304可类似地向上进行关节运动至多达最大俯仰关节运动角度β。如图22和图23所示,关节运动缆线306a、306b、306c、306d各自在第二接头320处弯曲并且也在第一接头318处弯曲。所有的关节运动缆线306a、306b、306c、306d在第一接头318处沿相同方向弯曲,其为基本上垂直于在第二接头320处的方向的方向,例如围绕第一轴线P3的俯仰运动和围绕第二轴线P4的偏航运动。关节运动缆线306a、306b、306c、306d在第二接头320处由连杆314的近侧端部处的四个通道314c引导并安置在其中,并且由轴302的远侧端部处的四个通道302c引导并安置在其中。另外,关节运动缆线306a、306b、306c、306d在第一接头318处由连杆314的远侧端部处的四个通道314c引导并安置在其中,并且由端部执行器304的近侧端部处的四个通道302c引导并安置在其中。切割元件缆线308、闭合缆线312和管316在第一接头318和第二接头320处类似地弯曲,如图22和图23所示。
图25至图27示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具400的另一个实施方案。外科工具400(图25至图27中示出了外科工具的仅远侧部分)的构造和使用类似于外科工具200,例如,包括细长轴402;端部执行器404,该端部执行器包括下钳口406和上钳口408;腕部410,该腕部将端部执行器404在轴402的远侧端部处联接到轴402;工具外壳(未示出),该工具外壳联接到轴402的近侧端部;在下钳口406处的电极406e,该电极被构造成能够向由端部执行器404接合的组织递送能量;在上钳口408处的电极(未示出),该电极被构造成能够向由端部执行器404接合的组织递送能量;四根关节运动缆线412a、412b、412c、412d;切割元件缆线(未示出);一对闭合缆线414a、414b;能量缆线(未示出);一对连接件416,该一对连接件有利于端部执行器的打开和闭合;连杆418,该连杆将端部执行器404和轴402联接在一起;以及切割元件420。为了清楚说明,图26中省略了关节运动缆线412a、412b、412c、412d,并且图25和图25A中省略了闭合缆线414a、414b。类似于图19至图23的实施方案,图25至图27的实施方案中的腕部410包括单个连杆418,并且连杆418、端部执行器404和轴402包括通道424(图27中标记了通道中的仅两个),这些通道被构造成能够引导关节运动缆线412a、412b、412c、412d。同样类似于图19至图23的实施方案,闭合缆线414a、414b、切割元件缆线和能量缆线设置在中心管422中并延伸穿过中心管422,不同的是该例示的实施方案具有与图15的外科工具200的闭合缆线230a、230b类似的从中心偏移的一对闭合缆线414a、414b来代替一根闭合缆线312。图25、图25A和图27示出了处于打开位置的端部执行器404,并且图26示出了处于闭合位置的端部执行器404。图25至27示出了处于非关节运动位置的端部执行器404。
图26示出了被构造成能够在端部执行器404处于闭合位置时在端部执行器404的远侧末端处提供的夹持力F1。端部执行器404可向夹持在钳口406、408之间的组织提供夹持力F1。为了清楚说明,组织在图26中未被示出夹持在钳口406、408之间。图26还示出了在闭合缆线414a、414b上沿近侧方向施加以将端部执行器404保持在闭合位置的致动力F2。该一对连接件416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)中小,同时实现相同的夹持力F1。例如,用于端部执行器404的约22N(约5磅)的夹持力F1可用约115N(约26磅)的致动力F2实现。
图28至图32示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具的腕部500的另一个实施方案。外科工具的构造和使用类似于外科工具200,例如,包括细长轴502;端部执行器504;腕部500,该腕部将端部执行器504在轴502的远侧端部处联接到轴502;工具外壳(未示出),该工具外壳联接到轴502的近侧端部;电极(未示出),该电极被构造成能够向由端部执行器504接合的组织递送能量;四根关节运动缆线512a、512b、512c、512d;切割元件缆线,该切割元件缆线具有后端506a、506b;一对闭合缆线508a、508b;能量缆线(未示出);连接件(未示出),该连接件有利于端部执行器的打开和闭合;连杆516,该连杆将端部执行器504和轴502联接在一起;以及切割元件(未示出)。为了清楚说明,在图28至图31中示出端部执行器504的仅近侧部分和轴502的仅远侧部分。图28示出了处于非关节运动位置的端部执行器504,并且图30至图32示出了处于关节运动位置的端部执行器504,在关节运动位置中腕部500在工具的第一接头518和第二接头520处弯曲。
在该例示的实施方案中,如图29所示,关节运动缆线512a、512b、512c、512d各自与分别由第一接头518和第二接头520限定的第一枢转轴线P5和第二枢转轴线P6中的一者或另一者同轴的。因此,关节运动缆线512a、512b、512c、512d位于分别由第一枢转轴线P5和第二枢转轴线P6限定的第一平面和第二平面中。换句话讲,关节运动缆线512a、512b、512c、512d位于关节运动动作的轴线P5、P6上。关节运动缆线512a、512b、512c、512d也围绕细长轴的纵向轴线502A径向间隔开。另外,如图29所示,切割元件缆线的闭合缆线508a、508b和后端506a、506b各自从第一枢转轴线P5和第二枢转轴线P6偏移,并且围绕细长轴的纵向轴线502A径向间隔开。闭合缆线508a、508b彼此对角地相对,并且切割元件缆线的后端506a、506b彼此对角地相对。
彼此偏移约180°的两根关节运动缆线512c、512d具有附接到端部执行器504的远侧端部,使得关节运动缆线512c、512d横跨第一接头518和第二接头520两者延伸,类似于上文关于图6至图8的工具200所论述的。这两根关节运动缆线512c、512d被构造成能够在第二接头520处提供一个动作平面。彼此偏移约180°的另外两根关节运动缆线512a、512b具有附接到连杆516的远侧端部,使得关节运动缆线512a、512b横跨第一接头518延伸,并终止于第二接头520的近侧以便不横跨第二接头520延伸。这两根关节运动缆线512a、512b被构造成能够在第一接头518处提供另一个动作平面。
如图28所示,第一枢轴销522位于将端部执行器504和连杆516枢转地连接的第一或远侧接头522处,并且第二枢轴销524位于将连杆516和轴502枢转地连接的第二或近侧接头524处。第二枢轴销524比第一枢轴销522短,这允许两根关节运动缆线512c、512d的间隙空间穿过第二接头520和连杆516,因此两根关节运动缆线512c、512d可延伸到端部执行器504并具有附接到端部执行器的其远侧端部,如上所论述。因此,这两根关节运动缆线512c、512d沿着连杆516在第二枢轴销524的外部或从第二枢轴销524径向向外延伸。闭合缆线512a、512b和切割元件缆线的后端506a、506b位于第一枢轴销522和第二枢轴销524之间的空间中。
切割元件缆线被构造成能够操作地联接到端部执行器504处的滑轮,以实现切割元件沿端部执行器504的平移运动。切割元件缆线的后端中的一个506a从滑轮的一侧朝近侧延伸,并且后端中的另一个506b从滑轮的另一侧朝近侧延伸。朝近侧拉动后端506a、506b中的一者被构造成能够使切割元件沿着端部执行器504朝远侧平移,例如,以引起由端部执行器504接合的组织的切割,其中切割元件缆线沿着滑轮滑动。朝近侧拉动后端506a、506b中的另一者被构造成能够使切割元件沿着端部执行器504朝近侧平移,例如,以回缩切割元件,其中切割元件缆线沿着滑轮滑动。当端部执行器504在接头518、520中的一者或两者处进行关节运动时,与朝远侧推动切割元件缆线相比,朝近侧拉动切割元件缆线以致动切割元件使切割元件缆线在枢转的接头518、520中的一者或两者处更容易弯曲或挠曲。因此,切割元件缆线可不承受屈曲载荷,从而减少缆线故障的机会和/或增加缆线的总体寿命。
图33至图36示出了包括滑轮602的端部执行器600的一个实施方案,该滑轮被构造成能够与具有第一后端604a和第二后端604b的切割元件缆线604(诸如图28至图32的切割元件缆线)操作地接合,以引起切割元件606沿着端部执行器600的选择性近侧平移和远侧平移。端部执行器600的构造和使用大致类似于图6至图8的工具200的端部执行器204,例如,包括一对相对的钳口608、610,包括位于钳口608、610中的每一者上的电极(在图33至图36中被遮挡),并且被构造成能够在腕部处相对于包括端部执行器600的外科工具的细长轴进行关节运动。在端部执行器600中例如在下钳口608中包括滑轮602不会在端部执行器600中增加任何死空间。
切割元件606附接到切割元件缆线604的后端中的第一后端604a。拉动切割元件缆线604的第一后端604a使切割元件606沿着端部执行器600朝远侧平移。图33示出了响应于切割元件缆线604的第一后端604a沿近侧方向的拉动,例如,响应于其由联接到外科工具的机器人外科系统的致动而从其初始位置朝远侧推进的切割元件606。图34示出了从其在图33中的位置朝远侧推进的切割元件606。图35和图36示出了从其在图34中的位置和在切割元件606相对于端部执行器600的最远侧位置处朝远侧推进的切割元件606。切割元件缆线604的第一后端604a与切割元件606在其最远侧位置处的进一步拉动将不会引起切割元件606的运动。相反,将切割元件缆线604的第二后端604b与切割元件606在其最远侧位置处拉动将使切割元件606沿着端部执行器600朝近侧运动回到其初始位置。
外科工具(诸如,被构造成能够向本文所述的组织施加能量的外科工具)可包括缆线管理引导件,该缆线管理引导件被构造成能够在工具的端部执行器的关节运动期间调节工具的关节运动缆线的任何松弛。图37示出了外科工具的缆线管理引导件700的一个实施方案。缆线管理引导件700被示出结合到图25至图27的工具400中,其中缆线管理引导件700处于细长轴402和连杆418之间的第二或近侧接头处。缆线管理引导件700包括一对相对的椭圆形板。板被构造成能够在端部执行器404的关节运动期间调节工具的关节运动缆线412a、412b、412c、412d的任何松弛。在该例示的实施方案中,当端部执行器404进行关节运动时,缆线管理引导件700具有约1.1mm的偏移,如图37所示,这可允许关节运动缆线412a、412b、412c、412d的长度为基本上恒定的,例如具有不大于约0.07mm的最大δ。缆线管理引导件可具有其他形状。例如,图38示出了在细长轴402和连杆418之间的第二或近侧接头处呈一对相对的圆形板形式的缆线管理引导件702的实施方案。图39示出了在细长轴402和连杆418之间的第二或近侧接头处呈一对相对的圆形板形式的缆线管理引导件704的另一个实施方案,该一对板的直径小于图38的板的直径。
图40至图42示出了被构造成能够向组织施加能量的外科工具900的另一个实施方案。外科工具900的构造和使用类似于外科工具200,例如包括细长轴902;端部执行器904,该端部执行器包括相对的钳口908、910;腕部911,该腕部将端部执行器904在轴902的远侧端部处联接到轴902;工具外壳906,该工具外壳联接到轴902的近侧端部;电极(在图40至图42中被遮挡),该电极被构造成能够向由端部执行器904接合的组织递送能量;围绕钳口908、910成圈并具有后端912a、912c的第一关节运动和闭合缆线和围绕钳口908、910成圈并具有后端912b、912d的第二关节运动和闭合缆线(参见图44和图45);一对切割元件缆线914a、914b(参见图44和图45);能量缆线(未示出);和切割元件(在图40至图42中被遮挡)。端部执行器904在图40、图41和图43至图45中被示出处于非关节运动位置和闭合位置。在该例示的实施方案中,工具外壳906具有六个输入接口。
如图43至图45所示,工具900在端部执行器904处包括一对沟槽或通道918、920,该一对沟槽或通道各自被构造成能够在其中安置关节运动缆线和闭合缆线中的一者。沟槽918中的一个在底部钳口908中形成,并且另一个沟槽920形成在上钳口910中。响应于缆线的致动,例如,缆线中的一根被朝近侧拉动并且缆线中的另一根被松弛,端部执行器904将打开或闭合。
同样如图43至图45所示,工具900包括一组倾斜的远侧滑轮922和一组倾斜的近侧滑轮924,该一组倾斜的近侧滑轮各自与倾斜的远侧滑轮922中的一个操作地相关联。滑轮922、924是相对于轴902的纵向轴线902A倾斜的。相关联的四对远侧滑轮922和近侧滑轮924各自被构造成能够与关节运动缆线和闭合缆线中的一者操作地接合。远侧滑轮922中的一个和近侧滑轮924中的一个在图43至图45中被遮挡。滑轮922、924的倾斜取向可允许与其联接的关节运动缆线和闭合缆线基本上平行于轴的纵向轴线902A延伸,但从其径向偏移,这可有助于在端部执行器904的关节运动期间减小关节运动缆线和闭合缆线与它们相应的滑轮922、924之间的摩擦。响应于关节运动缆线和闭合缆线中的所选择的缆线的致动,端部执行器904可围绕枢转点926以偏航运动选择性地进行关节运动。端部执行器904可通过向围绕端部执行器904缠绕的缆线施加力而沿偏航方向在期望的运动方向上运动,例如沿偏航方向向左运动,可拉动围绕下钳口908缠绕的缆线。端部执行器904可通过使腕部911相对于连接钳口908、910的销上下俯仰而沿俯仰方向运动。关节运动缆线和闭合缆线可围绕该销旋转钳口908、910。被构造成能够有利于端部执行器关节运动的滑轮的示例性实施方案进一步描述于2016年12月7日提交的名称为“Surgical Tool Wrists”的美国专利申请15/371,764,该专利申请据此全文以引用方式并入。
同样如图43至图45所示,工具900包括一对滑轮928a、928b,该一对滑轮各自被构造成能够与关节运动缆线和闭合缆线中的一者操作地接合。滑轮928a、928b被取向成基本上垂直于轴的纵向轴线902A。
外科工具(诸如,被构造成能够向本文所述的组织施加能量的外科工具)可包括工具外壳,该工具外壳被构造成能够从与其联接的机器人外科系统接收五个输入,以控制端部执行器的打开和闭合,端部执行器沿俯仰和偏航方向的关节运动,切割元件运动(推进和回缩)以及细长轴旋转(其也使端部执行器在轴的远侧端部旋转)。图46和图47示出了外科工具802的工具外壳800的一个实施方案,该工具外壳具有五个输入接口804、806、808、810、812,其各自被构造成能够接收来自联接到工具外壳800的机器人外科系统(例如,其工具驱动器)的输入。图46和图47中示出了工具802的仅近侧部分。
第一输入接口804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814的旋转。对第一输入接口804的输入被构造成能够引起第一齿轮816的旋转。因此,对第一输入接口804的输入可为旋转输入。第一齿轮816的旋转被构造成能够旋转与其操作地接合的第二齿轮818。第二齿轮818操作地联接到轴814,使得第二齿轮818的旋转使细长轴814(以及其远侧端部处的端部执行器)旋转。
第二输入接口806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外科工具的闭合缆线的齿条和小齿轮系统驱动选择性端部执行器的打开和闭合。对第二输入接口806的输入被构造成能够引起小齿轮820的旋转,该小齿轮与齿条(在图46和图47中被遮挡)操作地接合。因此,对第二输入接口806的输入可为旋转输入。小齿轮820的旋转被构造成能够引起齿条的纵向平移。齿条与闭合缆线操作地联接,使得齿条的平移运动引起闭合缆线的相对应的平移运动,从而实现端部执行器的打开(近侧平移,和小齿轮820沿一个方向的旋转)或端部执行器的闭合(远侧平移,和小齿轮820沿相反方向的旋转)。
第三输入接口808被构造成能够经由齿条和小齿轮系统接收来自机器人外科系统的输入以驱动切割元件平移,该齿条和小齿轮包括与用于驱动端部执行器的打开和闭合的齿条和小齿轮系统类似的齿条822和小齿轮824。因此,对第三输入接口808的输入可为旋转输入。齿条822与工具的切割元件缆线操作地联接,使得齿条822的平移运动引起切割元件缆线的相对应的平移运动,从而引起切割元件朝近侧(齿条822的近侧平移,和小齿轮824沿一个方向的旋转)或朝远侧(齿条822的远侧平移,和小齿轮824沿相反方向的旋转)的选择性平移。
第四输入接口810被构造成能够接收来自机器人外科系统的输入,以驱动工具的四根关节运动缆线中的两根,例如两根左侧关节运动缆线,诸如图6至图8的工具200的左侧关节运动缆线226a、226c,以有利于端部执行器的关节运动。对第四输入接口810的输入被构造成能够引起小齿轮826的旋转,继而引起例如经由关节运动杆(在图46和图47中被遮挡)与其操作地联接的两根关节运动缆线的纵向平移。因此,对第四输入接口810的输入可为旋转输入。
第五输入接口812被构造成能够接收来自机器人外科系统的输入,以驱动工具的四根关节运动缆线中的另外两根,例如两根右侧关节运动缆线,诸如图6至图8的工具200的右侧关节运动缆线226b、226d,以有利于端部执行器的关节运动。对第五输入接口812的输入被构造成能够引起小齿轮828的旋转,继而引起例如经由关节运动杆(在图46和图47中被遮挡)与其操作地联接的两根关节运动缆线的纵向平移。因此,对第五输入接口812的输入可为旋转输入。
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,所述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,包括但不限制为声音、语音或触觉输入。其他可能的输入装置包括但不限制为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48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以控制计算机系统1000的操作。“处理器”在本文中也被称为“控制器”。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/或各种专有或可商购获得的单处理器系统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,该存储器可以为待由处理器1002执行的代码提供临时存储,或者为从一个或多个用户、存储装置和/或数据库获取的数据提供临时存储。存储器1004可包括只读存储器(ROM)、闪存存储器、一种或多种随机存取存储器(RAM)(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的各种元件可联接到总线系统1012。图示的总线系统1012是抽象的,其表示通过适当的桥接器、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、通信管线/接口、和/或多点分支或点对点连接。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、以及一个或多个存储装置1010。
网络接口1006可以使计算机系统1000能够通过网络与远程装置(例如,其他计算机系统)通信,并且对于非限制性示例,可以是远程桌面连接接口、以太网适配器、和/或其他局域网(LAN)适配器。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,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,并因此IO接口1008可包括显示器、扬声器、键盘、点击装置、和/或各种其他视频、音频或字母数字接口。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,存储装置1010可以将数据和/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,仍保留值。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、各种介质卡、磁盘、光盘和/或它们的任何组合,并且可以直接连接到计算机系统1000,或例如通过网络而远程连接到该计算机系统。在示例性实施方案中,存储装置可包括被构造成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48所示的元件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web浏览器,用于:检索网页或其他标记语言流,呈现这些页面和/或流(在视觉上、听觉上或其他方面),在这些页面/流上执行脚本、控件和其他代码,接受关于这些页面/流的用户输入(例如,出于完成输入字段的目的),发布关于这些页面/流或其他方面的超文本传输协议(HTTP)请求(例如,用于从完成的输入字段中提交服务器信息)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web服务器,用于生成网页,以及/或者将网页传送至客户端计算机系统。
在一个示例性实施方案中,计算机系统1000可以作为单个单元提供,诸如,作为单个服务器、作为单个塔、包含在单个外壳内等。单个单元可以是模块化的,使得其各个方面可以根据需要换入和换出,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/或硬件组件中的任何一种,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,将所述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;
端部执行器,所述端部执行器被构造成能够接合组织并向组织施加能量,并且所述端部执行器被构造成能够沿着第一平面并沿着横向于第二平面的第二平面相对于所述细长轴的纵向轴线以一角度选择性地进行关节运动;
连杆,所述连杆位于所述端部执行器的近侧端部与所述端部执行器的远侧端部之间;
第一对关节运动缆线,所述第一对关节运动缆线各自横跨所述连杆延伸,所述第一对关节运动缆线被构造成能够被选择性地致动以引起所述连杆的枢转,并从而引起所述端部执行器沿着第一平面的关节运动,所述连杆被限制为沿着所述第一平面相对于所述细长轴枢转;和
第二对关节运动缆线,所述第二对关节运动缆线各自横跨所述连杆延伸,所述第二对关节运动缆线被构造成能够被选择性地致动以引起所述端部执行器沿着第二平面的关节运动,并且所述端部执行器被限制为沿着所述第二平面相对于所述连杆枢转。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述关节运动缆线中的每一根从所述第一平面和所述第二平面偏移。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述关节运动缆线中的每一根位于第一平面和所述第二平面中的一者中。
4.根据权利要求1所述的装置,还包括切割元件,所述切割元件被构造成能够沿着所述端部执行器纵向运动以切割由所述端部执行器接合的组织;和
切割元件缆线,所述切割元件缆线沿着所述连杆延伸并且被构造成能够被致动以引起所述切割元件的所述运动。
5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述切割元件缆线被构造成能够被朝远侧推动以引起所述切割元件的所述运动。
6.根据权利要求4所述的装置,其中,所述切割元件缆线操作地联接到所述端部执行器的远侧端部处的滑轮。
7.根据权利要求1所述的装置,还包括闭合缆线,所述闭合缆线沿着所述连杆延伸并且被构造成能够被致动以选择性地引起所述端部执行器的打开和所述端部执行器的闭合。
8.根据权利要求6所述的装置,其中,所述闭合缆线被构造成能够被朝远侧推动以引起所述端部执行器的打开和所述端部执行器的闭合。
9.根据权利要求6所述的装置,其中,所述闭合缆线与所述细长轴的纵向轴线同轴延伸。
10.根据权利要求6所述的装置,其中,所述闭合缆线包括围绕所述细长轴的纵向轴线径向布置的一对缆线。
11.根据权利要求6所述的装置,还包括切割元件,所述切割元件被构造成能够沿着所述端部执行器纵向运动以切割由所述端部执行器接合的组织;和
切割元件缆线,所述切割元件缆线沿着所述连杆延伸并且被构造成能够被致动以引起所述切割元件的所述运动。
12.根据权利要求1所述的装置,其中,所述关节运动缆线的所述致动被配置成能够由机器人外科系统控制。
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,被构造成能够向所述组织施加能量,并且被构造成能够沿着第一平面并沿着横向于第二平面的第二平面相对于所述细长轴的纵向轴线以一角度选择性地进行关节运动,所述端部执行器包括一对钳口,所述一对钳口被构造成能够在打开位置和闭合位置之间运动;
沿着所述细长轴延伸的第一对关节运动缆线,所述第一对关节运动缆线从所述细长轴的纵向轴线偏移并且基本上平行于所述细长轴的所述纵向轴线,所述第一对关节运动缆线被构造成能够被致动以使所述端部执行器相对于所述细长轴仅以偏航运动进行关节运动;
沿着所述细长轴延伸的第二对关节运动缆线,所述第二对关节运动缆线从所述细长轴的所述纵向轴线偏移并且基本上平行于所述细长轴的所述纵向轴线,所述第二对关节运动缆线被构造成能够被致动以使所述端部执行器相对于所述细长轴仅以俯仰运动进行关节运动;和
一对闭合缆线,所述一对闭合缆线沿着所述细长轴并且基本上平行于所述细长轴的所述纵向轴线延伸,所述一对闭合缆线被构造成能够被致动以使所述一对钳口在所述打开位置和所述闭合位置之间运动。
14.根据权利要求13所述的装置,其中,所述第一对关节运动缆线被构造成能够被致动而所述第二对关节运动缆线不致动,使得所述端部执行器仅以偏航运动进行关节运动,所述第二对关节运动缆线被构造成能够被致动而所述第一对关节运动缆线不致动,使得所述端部执行器仅以俯仰运动进行关节运动,并且所述第一对关节运动缆线和所述第二对关节运动缆线被构造成能够被致动,使得端部执行器以俯仰运动和偏航运动进行关节运动。
15.根据权利要求13所述的装置,还包括切割元件,所述切割元件被构造成能够沿着所述端部执行器纵向运动以切割由所述端部执行器接合的组织;和
切割元件缆线,所述切割元件缆线沿着所述细长轴并且基本上平行于所述细长轴的所述纵向轴线延伸,所述切割元件缆线被构造成能够被致动以引起所述切割元件的所述运动。
16.根据权利要求15所述的装置,其中,所述切割元件缆线被构造成能够被朝远侧推动以引起所述切割元件的所述运动。
17.根据权利要求15所述的装置,其中,所述切割元件缆线操作地联接到所述端部执行器的远侧端部处的滑轮。
18.一种外科方法,包括:
将外科工具的远侧端部处的端部执行器推进到患者体内,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;
使沿着细长轴延伸的多根关节运动缆线在第一枢转接头处围绕第一轴线各自弯曲,从而引起所述端部执行器相对于所述外科工具的细长轴围绕所述第一轴线的关节运动;以及
使所述多根关节运动缆线在第二枢转接头处围绕第二轴线各自弯曲,从而引起所述端部执行器相对于所述外科工具的细长轴围绕所述第二轴线的关节运动;
其中所述第一轴线基本上垂直于所述第二轴线,并且所述关节运动缆线被构造成能够围绕所述第一轴线和所述第二轴线弯曲,使得所述端部执行器围绕所述第一轴线和所述第二轴线中的每一者进行关节运动。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括使组织与所述端部执行器接合;以及
致动沿着所述细长轴延伸的切割元件缆线,从而引起切割元件沿着所述端部执行器平移并切割所述组织;
其中所述切割元件缆线被构造成能够在所述第一枢转接头处围绕所述第一轴线弯曲并且在所述第二枢转接头处围绕所述第二轴线弯曲。
20.根据权利要求18所述的方法,还包括致动沿着所述细长轴延伸的闭合缆线,从而引起所述端部执行器进行以下操作中的至少一者:从打开位置运动到闭合位置,以及从所述闭合位置运动到所述打开位置;
其中所述闭合缆线被构造成能够在所述第一枢转接头处围绕所述第一轴线弯曲并且在所述第二枢转接头处围绕所述第二轴线弯曲。
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