CN111526812A - 外科解剖器和制造技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括端部执行器的外科器械。所述端部执行器包括一对钳口，每个钳口包括第一特征结构和第二特征结构，其中所述第一钳口构件的所述第一特征结构和所述第二钳口构件的所述第一特征结构中的至少一者能够由用户具体地在增材制造工艺中选择。

Description

外科解剖器和制造技术
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年8月24日提交的名称为“SURGICAL DISSECTORS ANDMANUFACTURING TECHNIQUES”的美国非临时专利申请序列号16/112,062的权益，该申请的公开内容全文以引用方式并入本文。本申请要求2018年4月19日提交的名称为“METHOD OFHUB COMMUNICATION”的美国临时专利申请序列号62/659,900的权益，该申请的公开内容全文以引用方式并入本文。本申请要求2018年5月1日提交的名称为“MODULAR SURGICALINSTRUMENTS”的美国临时专利申请序列号62/665,128，2018年5月1日提交的名称为“SURGICAL SUTURING SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/665,129，2018年5月1日提交的名称为“SURGICAL CLIP APPLIER”的美国临时专利申请序列号62/665,134，2018年5月1日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING CONTROL SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/665,139，2018年5月1日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENTSCOMPRISING HANDLE ARRANGEMENTS”的美国临时专利申请序列号62/665,177，以及2018年5月1日提交的名称为“SURGICAL DISSECTORS”的美国临时专利申请序列号62/665,192的权益，这些申请的公开内容全文以引用方式并入本文。本申请要求2018年3月28日提交的名称为“USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIESOF BACK SCATTERED LIGHT”的美国临时专利申请序列号62/649,291，2018年3月28日提交的名称为“DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATEANONYMIZED RECORD”的美国临时专利申请序列号62/649,294，2018年3月28日提交的名称为“ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES”的美国临时专利申请序列号62/649,296，2018年3月28日提交的名称为“SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS”的美国临时专利申请序列号62/649,300，2018年3月28日提交的名称为“INTERACTIVESURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES”的美国临时专利申请序列号62/649,302，2018年3月28日提交的名称为“AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FORROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS”的美国临时专利申请序列号62/649,307，2018年3月28日提交的名称为“SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES INOPERATING THEATER”的美国临时专利申请序列号62/649,309，2018年3月28日提交的名称为“COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/649,310，2018年3月28日提交的名称为“CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICALDEVICES”的美国临时专利申请序列号62/649,313，2018年3月28日提交的名称为“DATAHANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK”的美国临时专利申请序列号62/649,315，2018年3月28日提交的名称为“DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS”的美国临时专利申请序列号62/649,320，2018年3月28日提交的名称为“SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS”的美国临时专利申请序列号62/649,323，2018年3月28日提交的名称为“CLOUD-BASED MEDICALANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES”的美国临时专利申请序列号62/649,327，以及2018年3月28日提交的名称为“CLOUD-BASEDMEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER”的美国临时专利申请序列号62/649,333的权益，这些申请的公开内容全文以引用方式并入本文。本申请要求2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT HAVING DUAL ROTATABLEMEMBERS TO EFFECT DIFFERENT TYPES OF END EFFECTOR MOVEMENT”的美国非临时专利申请序列号15/908,012，2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH REMOTERELEASE”的美国非临时专利申请序列号15/908,021，2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE ENDEFFECTOR FUNCTIONS”的美国非临时专利申请序列号15/908,040，2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE ENDEFFECTOR FUNCTIONS”的美国非临时专利申请序列号15/908,057，2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH MODULAR POWER SOURCES”的美国非临时专利申请序列号15/908,058，以及2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH SENSORAND/OR CONTROL SYSTEMS”的美国非临时专利申请序列号15/908,143的权益，这些申请的公开内容全文以引用方式并入本文。本申请要求2017年12月28日提交的名称为“ROBOTASSISTED SURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/611,339，2017年12月28日提交的名称为“CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS”的美国临时专利申请序列号62/611,340，以及2017年12月28日提交的名称为“INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/611,341的权益，这些申请的公开内容全文以引用方式并入本文。本申请要求2017年10月30日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH REMOTE RELEASE”的美国临时专利申请序列号62/578,793，2017年10月30日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENTHAVING DUAL ROTATABLE MEMBERS TO EFFECT DIFFERENT TYPES OF END EFFECTORMOVEMENT”的美国临时专利申请序列号62/578,804，2017年10月30日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE ENDEFFECTOR FUNCTIONS”的美国临时专利申请序列号62/578,817，2017年10月30日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE ENDEFFECTOR FUNCTIONS”的美国临时专利申请序列号62/578,835，2017年10月30日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH MODULAR POWER SOURCES”的美国非临时专利申请序列号62/578,844，以及2017年10月30日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH SENSORAND/OR CONTROL SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/578,855的权益，这些申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
背景技术
本发明涉及外科系统，并且在各种布置中，涉及被设计成抓持患者组织的抓持器械，被构造成能够操纵患者组织的解剖器械，被构造成能够夹持患者组织的施夹钳，以及被构造成能够缝合患者组织的缝合器械等等。
附图说明
本文所述的实施方案的各种特征结构连同其优点可结合如下附图根据以下描述来加以理解：
图1示出了根据至少一个实施方案的包括柄部和多个轴组件的外科系统，其中轴组件中的每个可选择性地附接到柄部；
图2是图1的外科系统的柄部和轴组件中的一个的正视图；
图3是图2的轴组件的局部剖面透视图；
图4是图2的轴组件的另一局部剖面透视图；
图5是图2的轴组件的局部分解图；
图6是图2的轴组件的局部剖面正视图；
图7是图1的柄部的驱动模块的正视图；
图8是图7的驱动模块的剖面透视图；
图9是图7的驱动模块的端视图；
图10是处于锁定构型的图2的柄部和轴组件之间的互连的局部剖视图；
图11是处于解锁构型的图2的柄部和轴组件之间的互连的局部剖视图；
图12是图7的驱动模块的马达和减速齿轮组件的局部剖面透视图；
图13是图12的减速齿轮组件的端视图；
图14是处于打开构型的图2的轴组件的端部执行器的局部透视图；
图15是处于封闭构型的图14的端部执行器的局部透视图；
图16是在第一方向上进行关节运动的图14的端部执行器的局部透视图；
图17是在第二方向上进行关节运动的图14的端部执行器的局部透视图；
图18是在第一方向上旋转的图14的端部执行器的局部透视图；
图19是在第二方向上旋转的图14的端部执行器的局部透视图；
图20是与图2的轴组件分离的图14的端部执行器的局部剖面透视图；
图21是被示出为一些部件被移除的图14的端部执行器的分解图；
图22是图2的轴组件的远侧附接部分的分解图；
图22A是被示出为一些部件被移除的图2的轴组件的远侧部分的分解图；
图23是与图2的轴组件分离的图14的端部执行器的另一局部剖面透视图；
图24是附接到图2的轴组件的图14的端部执行器的局部剖面透视图；
图25是附接到图2的轴组件的图14的端部执行器的局部剖面透视图；
图26是附接到图2的轴组件的图14的端部执行器的另一局部剖面透视图；
图27是附接到图2的轴组件的图14的端部执行器的局部剖视图，该局部剖视图示出了端部执行器的第一离合器、第二离合器和第三离合器；
图28示出了处于未致动状态的图27的第一离合器；
图29示出了处于致动状态的图27的第一离合器；
图30示出了处于未致动状态的图27的第二离合器；
图31示出了处于致动状态的图27的第二离合器；
图32示出了处于未致动状态的图27的第三离合器；
图33示出了处于致动状态的图27的第三离合器；
图34示出了处于其未致动状态的图27的第二离合器和第三离合器以及锁定到图2的轴组件的图14的端部执行器；
图35示出了处于其未致动状态的图27的第二离合器和处于其致动状态的图27的第三离合器；
图36示出了处于其致动状态的图27的第二离合器和第三离合器以及从图2的轴组件解锁的图14的端部执行器；
图37是根据至少一个另选实施方案的轴组件的局部剖视图，该轴组件包括被构造成能够检测图27的第一离合器、第二离合器和第三离合器的状态的传感器；
图38是根据至少一个另选实施方案的轴组件的局部剖视图，该轴组件包括被构造成能够检测图27的第一离合器、第二离合器和第三离合器的状态的传感器；
图39示出了根据至少一个另选的实施方案的处于其未致动状态的图38的第一离合器和第二离合器以及传感器；
图40示出了根据至少一个另选的实施方案的处于其未致动状态的图38的第二离合器和第三离合器以及传感器；
图41是根据至少一个实施方案的轴组件的局部剖视图；
图42是包括被示出为处于未致动状态的离合器的图41的轴组件的局部剖视图；
图43是示出了离合器处于致动状态的图41的轴组件的局部剖视图；
图44是根据至少一个实施方案的包括被示出为处于未致动状态的第一离合器和第二离合器的轴组件的局部剖视图；
图45是图7的柄部驱动模块以及图1的外科系统的轴组件中的一个的透视图；
图46是图7的柄部驱动模块和图45的轴组件的另一透视图；
图47是附接到图1的柄部的图45的轴组件的局部剖视图；
图48是附接到图1的柄部的图45的轴组件的另一局部剖视图；
图49是图45的轴组件的局部剖面透视图；
图50是图1的外科器械的控制系统的示意图；
图51是根据至少一个实施方案的柄部以及图1的外科系统的轴组件中的一个的正视图；
图52A是被示出为处于第一旋转构型的图51的柄部的驱动模块的局部顶视图；
图52B是被示出为处于第二旋转构型的图52A的驱动模块的局部顶视图；
图53A是被示出为处于第一关节运动构型的图52A的驱动模块的局部顶视图；
图53B是被示出为处于第二关节运动构型的图52A的驱动模块的局部顶视图；
图54是根据至少一个实施方案的驱动模块的局部剖视透视图；
图55是被示出为一些部件被移除的图54的驱动模块的局部透视图；
图56是图54的驱动模块的局部剖视图，其示出了处于脱离状态的偏心驱动件；
图57是图54的驱动模块的局部剖视图，其示出了处于接合状态的图56的偏心驱动件；
图58是外科器械的实施方案的局部俯视平面图；
图59是外科器械的实施方案的局部侧正视图；
图60是外科器械的实施方案的各种可能构型的局部俯视平面图；
图61是外科器械的实施方案的各种可能构型的局部侧正视图；
图62是外科器械的实施方案的局部俯视平面图；
图63是图62所示的外科器械的实施方案的局部侧正视图；
图64是外科器械的实施方案的局部俯视平面图；
图65是外科器械的实施方案的局部俯视平面图；
图66是外科器械的实施方案的局部俯视平面图；
图67是外科器械的实施方案的局部俯视平面图；
图68是外科器械的实施方案的局部俯视平面图，其示出了形成外科器械的端部执行器的制造包壳；
图69是图68的外科器械的实施方案的局部侧正视图；
图70是外科器械的实施方案的局部俯视平面图，其示出了由其形成外科器械的端部执行器的制造包壳；
图71是图70所示的外科器械的实施方案的局部侧正视图，其示出了由其形成外科器械的端部执行器的制造包壳；
图72是外科器械的钳口的顶部透视图；
图73是图72所示的钳口的局部透视图；
图74是图72所示的钳口的俯视平面图；
图75是图72所示的钳口的底部透视图；
图76是外科器械的钳口的顶部透视图；
图77是图76所示的钳口的俯视平面图；
图78是图76所示的钳口的局部透视图；
图79是外科器械的钳口的局部透视图；
图80是根据至少一个实施方案的外科器械的局部剖视图，该外科器械包括能够抓持和解剖的钳口组件；
图81是示出根据至少一个实施方案的图80的钳口组件的力、速度和取向的曲线图；
图82是用于切割组织的双极夹钳的局部透视图；
图83是图82的双极夹钳的透视图；
图84是示出根据至少一个实施方案的图82的双极夹钳的钳口的力和速度的曲线图；并且
图85是示出根据至少一个实施方案的图82的双极夹钳的操作的另一曲线图。
在所述若干视图中，对应的参考符号指示对应的部件。本文所述的范例以一种形式示出了本发明的各种实施方案，且这种范例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
本专利申请的申请人拥有于2018年8月24日提交且各自全文以引用方式并入本文的以下美国专利申请：
-名称为“SURGICAL SUTURING INSTRUMENT CONFIGURED TO MANIPULATE TISSUEUSING MECHANICAL AND ELECTRICAL POWER”的美国专利申请序列号16/112,129；
-名称为“SURGICAL SUTURING INSTRUMENT COMPRISING A CAPTURE WIDTH WHICHIS LARGER THAN TROCAR DIAMETER”的美国专利申请序列号16/112,155；
-名称为“SURGICAL SUTURING INSTRUMENT COMPRISING A NON-CIRCULARNEEDLE”的美国专利申请序列号16/112,168；
-名称为“ELECTRICAL POWER OUTPUT CONTROL BASED ON MECHANICAL FORCES”的美国专利申请序列号16/112,180；
-名称为“REACTIVE ALGORITHM FOR SURGICAL SYSTEM”的美国专利申请序列号16/112,193；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ADAPTIVE ELECTRICAL SYSTEM”的美国专利申请序列号16/112,099；
-名称为“CONTROL SYSTEM ARRANGEMENTS FOR A MODULAR SURGICALINSTRUMENT”的美国专利申请序列号16/112,112；
-名称为“ADAPTIVE CONTROL PROGRAMS FOR A SURGICAL SYSTEM COMPRISINGMORE THAN ONE TYPE OF CARTRIDGE”的美国专利申请序列号16/112,119；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING BATTERY ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号16/112,097；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING HANDLE ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号16/112,109；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING FEEDBACK MECHANISMS”的美国专利申请序列号16/112,114；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING LOCKOUT MECHANISMS”的美国专利申请序列号16/112,117；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A LOCKABLE END EFFECTORSOCKET”的美国专利申请序列号16/112,095；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A SHIFTING MECHANISM”的美国专利申请序列号16/112,121；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A SYSTEM FOR ARTICULATION ANDROTATION COMPENSATION”的美国专利申请序列号16/112,151；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A BIASED SHIFTING MECHANISM”的美国专利申请序列号16/112,154；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING AN ARTICULATION DRIVE THATPROVIDES FOR HIGH ARTICULATION ANGLES”的美国专利申请序列号16/112,226；
-名称为“SURGICAL DISSECTORS CONFIGURED TO APPLY MECHANICAL ANDELECTRICAL ENERGY”的美国专利申请序列号16/112,098；
-名称为“SURGICAL CLIP APPLIER CONFIGURED TO STORE CLIPS IN A STOREDSTATE”的美国专利申请序列号16/112,237；
-名称为“SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING AN EMPTY CLIP CARTRIDGELOCKOUT”的美国专利申请序列号16/112,245；
-名称为“SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING AN AUTOMATIC CLIP FEEDINGSYSTEM”的美国专利申请序列号16/112,249；
-名称为“SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING ADAPTIVE FIRING CONTROL”的美国专利申请序列号16/112,253；以及
-名称为“SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING ADAPTIVE CONTROL IN RESPONSETO A STRAIN GAUGE CIRCUIT”的美国专利申请序列号16/112,257。
本专利申请的申请人拥有于2018年5月1日提交且各自全文以引用方式并入本文的以下美国专利申请：
-名称为“SURGICAL SUTURING SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/665,129；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING CONTROL SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/665,139；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING HANDLE ARRANGEMENTS”的美国临时专利申请序列号62/665,177；
-名称为“MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS”的美国临时专利申请序列号62/665,128；
-名称为“SURGICAL DISSECTORS”的美国临时专利申请序列号62/665,192；以及
-名称为“SURGICAL CLIP APPLIER”的美国临时专利申请序列号62/665,134。
本专利申请的申请人拥有于2018年2月28日提交且各自全文以引用方式并入本文的以下美国专利申请：
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH REMOTE RELEASE”的美国专利申请序列号15/908,021；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT HAVING DUAL ROTATABLE MEMBERS TO EFFECTDIFFERENT TYPES OF END EFFECTOR MOVEMENT”的美国专利申请序列号15/908,012；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATINGMULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS”的美国专利申请序列号15/908,040；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATINGMULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS”的美国专利申请序列号15/908,057；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH MODULAR POWER SOURCES”的美国专利申请序列号15/908,058；以及
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH SENSOR AND/OR CONTROL SYSTEMS”的美国专利申请序列号15/908,143。
本专利申请的申请人拥有于2017年10月30日提交且各自全文以引用方式并入本文的以下美国专利申请：
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH REMOTE RELEASE”的美国临时专利申请序列号62/578,793；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT HAVING DUAL ROTATABLE MEMBERS TO EFFECTDIFFERENT TYPES OF END EFFECTOR MOVEMENT”的美国临时专利申请序列号62/578,804；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATINGMULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS”的美国临时专利申请序列号62/578,817；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATINGMULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS”的美国临时专利申请序列号62/578,835；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH MODULAR POWER SOURCES”的美国临时专利申请序列号62/578,844；以及
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH SENSOR AND/OR CONTROL SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/578,855。
本专利申请的申请人拥有于2017年12月28日提交的以下美国临时专利申请，这些临时专利申请中的每个的公开内容全文以引用方式并入本文：
-名称为“INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/611,341；
-名称为“CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS”的美国临时专利申请序列号62/611,340；以及
-名称为“ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/611,339。
本专利申请的申请人拥有于2018年3月28日提交的以下美国临时专利申请，这些临时专利申请中的每个全文以引用方式并入本文：
-名称为“INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH encrypted COMMUNICATIONCAPABILITIES”的美国临时专利申请序列号62/649,302；
-名称为“DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS ANDCREATE ANONYMIZED RECORD”的美国临时专利申请序列号62/649,294；
-名称为“SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS”的美国临时专利申请序列号62/649,300；
-名称为“SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES INOPERATING THEATER”的美国临时专利申请序列号62/649,309；
-名称为“COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/649,310；
-名称为“USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINEPROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT”的美国临时专利申请序列号62/649,291；
-名称为“ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES”的美国临时专利申请序列号62/649,296；
-名称为“CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION ANDRECOMMENDATIONS TO A USER”的美国临时专利申请序列号62/649,333；
-名称为“CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATIONTRENDS AND REACTIVE MEASURES”的美国临时专利申请序列号62/649,327；
-名称为“DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICSNETWORK”的美国临时专利申请序列号62/649,315；
-名称为“CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES”的美国临时专利申请序列号62/649,313；
-名称为“DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS”的美国临时专利申请序列号62/649,320；
-名称为“AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICALPLATFORMS”的美国临时专利申请序列号62/649,307；以及
-名称为“SENSING ARRANGEMENTS FOR Robot-Assisted Surgical PlatformS”的美国临时专利申请序列号62/649,323。
本专利申请的申请人拥有于2018年3月29日提交的以下美国专利申请，这些专利申请中的每个全文以引用方式并入本文：
-名称为“INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH encrypted COMMUNICATIONCAPABILITIES”的美国专利申请序列号15/940,641；
-名称为“INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OFDEVICES AND DATA CAPABILITIES”的美国专利申请序列号15/940,648；
-名称为“Surgical hub coordination of control and communication ofoperating room devices”的美国专利申请序列号15/940,656；
-名称为“Spatial awareness of surgical hubs in operating rooms”的美国专利申请序列号15/940,666；
-名称为“Cooperative utilization of data derived from secondarysources by intelligent surgical hubs”的美国专利申请序列号15/940,670；
-名称为“Surgical hub control arrangements”的美国专利申请序列号15/940,677；
-名称为“DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS ANDCREATE ANONYMIZED RECORD”的美国专利申请序列号15/940,632；
-名称为“COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERSAND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHAREd WITH CLOUD BASED ANALYTICSSYSTEMS”的美国专利申请序列号15/940,640；
-名称为“SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUINGINSTRUMENT”的美国专利申请序列号15/940,645；
-名称为“DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITHAN OUTCOME”的美国专利申请序列号15/940,649；
-名称为“URGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS”的美国专利申请序列号15/940,654；
-名称为“SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING”的美国专利申请序列号15/940,663；
-名称为“AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA”的美国专利申请序列号15/940,668；
-名称为“SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES INOPERATING THEATER”的美国临时专利申请序列号15/940,671；
-名称为“DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEARSTAPLE LINE”的美国专利申请序列号15/940,686；
-名称为“STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS”的美国专利申请序列号15/940,700；
-名称为“COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS”的美国专利申请序列号15/940,629；
-名称为“USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINEPROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT”的美国临时专利申请序列号15/940,704；
-名称为“CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OFMONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY”的美国临时专利申请序列号15/940,722；以及
-名称为“DUAL CMOS ARRAY IMAGING”的美国专利申请序列号15/940,742。
本专利申请的申请人拥有于2018年3月29日提交的以下美国专利申请，这些专利申请中的每个全文以引用方式并入本文：
-名称为“ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES”的美国专利申请序列号15/940,636；
-名称为“ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS”的美国专利申请序列号15/940,653；
-名称为“CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION ANDRECOMMENDATIONS TO A USER”的美国临时专利申请序列号15/940,660；
-名称为“CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL USAGETRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGER DATA SET”的美国临时专利申请序列号15/940,679；
-名称为“Cloud-based Medical Analytics for Medical Facility SegmentedIndividualization of Instrument Function”的美国临时专利申请序列号15/940,694；
-名称为“CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATIONTRENDS AND REACTIVE MEASURES”的美国临时专利申请序列号15/940,634；
-名称为“DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICSNETWORK”的美国临时专利申请序列号15/940,706；以及
-名称为“CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES”的美国专利申请序列号15/940,675。
本专利申请的申请人拥有于2018年3月29日提交的以下美国专利申请，这些专利申请中的每个全文以引用方式并入本文：
-名称为“DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMs”的美国专利申请序列号15/940,627；
-名称为“COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICALPLATFORMS”的美国专利申请序列号15/940,637；
-名称为“CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS”的美国专利申请序列号15/940,642；
-名称为“AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICALPLATFORMS”的美国临时专利申请序列号15/940,676；
-名称为“CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS”的美国专利申请序列号15/940,680；
-名称为“COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICALPLATFORMS”的美国临时专利申请序列号15/940,683；
-名称为“DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS”的美国专利申请序列号15/940,690；以及
-名称为“SENSING ARRANGEMENTS FOR Robot-Assisted Surgical PlatformS”的美国专利申请序列号15/940,711。
本专利申请的申请人拥有于2018年3月30日提交的以下美国临时专利申请，这些临时专利申请中的每个以引用方式全文并入本文：
-名称为“SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES”的美国临时专利申请序列号62/650,887；
-名称为“SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS”的美国临时专利申请序列号62/650,877；
-名称为“SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/650,882；以及
-名称为“CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAYELEMENTS”的美国临时专利申请序列号62/650,898。
本专利申请的申请人拥有于2018年4月19日提交的以下美国临时专利申请，该临时专利申请全文以引用方式并入本文：
-名称为“METHOD OF HUB COMMUNICATION”的美国临时专利申请序列号62/659,900。
本文列出了许多具体细节，以提供对说明书中所述和附图中所示的实施方案的整体结构、功能、制造和用途的透彻理解。没有详细描述熟知的操作、部件和元件，以免使说明书中描述的实施方案模糊不清。读者将会理解，本文所述和所示的实施方案为非限制性示例，从而可认识到，本文所公开的特定结构和功能细节可为代表性和例示性的。在不脱离权利要求的范围的情况下，可对这些实施方案进行变型和改变。
术语“包括(comprise)”(以及“包括(comprise)”的任何形式，诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有(have)”(以及“具有(have)”的任何形式，诸如“具有(has)”和“具有(having)”)、“包含(include)”(以及“包含(include)”的任何形式，诸如“包含(includes)”和“包含(including)”)、以及“含有(contain)”(以及“含有(contain)”的任何形式，诸如“含有(contains)”和“含有(containing)”)为开放式系动词。因此，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或多个元件的外科系统、装置、或设备具有那些一个或多个元件，但不限于仅具有那些一个或多个元件。同样，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或多个特征结构的系统、装置、或设备的元件具有那些一个或多个特征结构，但不限于仅具有那些一个或多个特征结构。
术语“近侧”和“远侧”在本文中是相对于操纵外科器械的柄部部分的临床医生来使用的。术语“近侧”是指最靠近临床医生的部分，术语“远侧”是指远离临床医生定位的部分。还应当理解，为简洁和清楚起见，本文可结合附图使用诸如“竖直”、“水平”、“上”和“下”等空间术语。然而，外科器械在许多方向和位置中使用，并且这些术语并非限制性的和/或绝对的。
提供各种示例性装置和方法以用于执行腹腔镜式和微创外科手术操作。然而，读者将容易理解，本文所公开的各种方法和装置可用于多种外科程序和应用中，包括例如与开放式外科程序结合。继续参阅本具体实施方式，读者将进一步理解，本文所公开的各种器械能够以任何方式插入体内，诸如通过自然腔道、通过成形于组织中的切口或穿刺孔等。器械的工作部分或端部执行器部分可直接插入患者体内或者可通过具有工作通道的进入装置插入，外科器械的端部执行器和细长轴可通过所述工作通道推进。
一种外科器械诸如抓紧器，例如可包括柄部、从该柄部延伸的轴、以及从该轴延伸的端部执行器。在各种情况下，该端部执行器包括第一钳口和第二钳口，其中钳口中的一者或两者能够相对于另一者移动以抓持患者的组织。也就是说，外科器械的端部执行器可包括任何合适的布置并且可执行任何合适的功能。例如，端部执行器可包括被构造成能够解剖或分离患者的组织的第一钳口和第二钳口。另外，例如，端部执行器可被构造成能够缝合和/或夹持患者的组织。在各种情况下，例如，外科器械的端部执行器和/或轴被构造成能够通过套管针或插管插入患者体内，并且可具有任何合适的直径，诸如大约5mm、8mm和/或12mm。名称为“MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING INSTRUMENT”的美国专利申请序列号11/013,924，现为美国专利7,371,227，全文以引用方式并入。轴可限定纵向轴线，并且端部执行器的至少一部分可围绕该纵向轴线旋转。此外，外科器械还可包括可允许端部执行器的至少一部分相对于轴进行关节运动的关节运动接头。在使用中，临床医生可旋转端部执行器和/或使端部执行器进行关节运动，以便在患者体内操纵端部执行器。
外科器械系统示于图1中。外科器械系统包括可选择性地与轴组件2000、轴组件3000、轴组件4000、轴组件5000和/或任何其他合适的轴组件一起使用的柄部组件1000。轴组件2000在图2中附接到柄部组件1000，并且轴组件4000在图45中附接到柄部组件1000。轴组件2000包括近侧部分2100、从该近侧部分2100延伸的细长轴2200、远侧附接部分2400、以及将该远侧附接部分2400可旋转地连接到细长轴2200的关节运动接头2300。轴组件2000还包括附接到远侧附接部分2400的可替换端部执行器组件7000。该可替换端部执行器组件7000包括被构造成能够打开和闭合以夹持和/或操纵患者的组织的钳口组件7100。在使用中，端部执行器组件7000可围绕关节运动接头2300进行关节运动并且/或者围绕纵向轴线相对于远侧附接部分2400旋转，以更好地将钳口组件7100定位在患者体内，如下文进一步更详细地描述的。
再次参见图1，柄部组件1000还包括驱动模块1100等。如下文更详细地描述的，驱动模块1100包括允许临床医生将例如轴组件2000、3000、4000和5000中的一者选择性地附接到驱动模块1100的远侧安装接口。因此，轴组件2000、3000、4000和5000中的每者包括相同或至少类似的被构造成能够接合驱动模块1100的远侧安装接口的近侧安装接口。如下文还更详细地描述的，驱动模块1100的安装接口将所选择的轴组件机械地固定并电联接到该驱动模块1100。驱动模块1100还包括至少一个电动马达、一个或多个控件和/或显示器以及被构造成能够操作电动马达的控制器，该电动马达的旋转输出被传输到附接到驱动模块1100的轴组件的驱动系统。此外，驱动模块1100可与一个或多个功率模块诸如功率模块1200和1300一起使用，例如，该一个或多个功率模块操作地附接到驱动模块1100以向其供电。
除上述之外，再次参见图1和图2，柄部驱动模块1100包括壳体1110、第一模块连接器1120和第二模块连接器1120'。功率模块1200包括壳体1210、连接器1220、一个或多个释放闩锁1250以及一个或多个电池1230。连接器1220被构造成能够与驱动模块1100的第一模块连接器1120接合，以便将功率模块1200附接到驱动模块1100。连接器1220包括将功率模块1200的壳体1210机械联接并牢固地固定到驱动模块1100的壳体1110的一个或多个闩锁1240。当释放闩锁1250被压下时，闩锁1240可移动到脱离位置，使得功率模块1200可与驱动模块1100分离。连接器1220还包括放置电池1230的一个或多个电触点，和/或包括电池1230的电路，该电路与驱动模块1100中的电路电通信。
除上述之外，再次参见图1和图2，功率模块1300包括壳体1310、连接器1320、一个或多个释放闩锁1350以及一个或多个电池1330(图47)。连接器1320被构造成能够与驱动模块1100的第二模块连接器1120'接合，以便将功率模块1300附接到驱动模块1100。连接器1320包括将功率模块1300的壳体1310机械联接并牢固地固定到驱动模块1100的壳体1110的一个或多个闩锁1340。当释放闩锁1350被压下时，闩锁1340可移动到脱离位置，使得功率模块1300可与驱动模块1100分离。连接器1320还包括放置功率模块1300的电池1330的一个或多个电触点，和/或包括电池1330的电功率电路，该电功率电路与驱动模块1100中的电功率电路电通信。
除上述之外，功率模块1200在附接到驱动模块1100时包括手枪式握持部，该手枪式握持部可允许临床医生以将驱动模块1100放置在临床医生的手上的方式握住柄部1000。功率模块1300在附接到驱动模块1100时包括端部握持部，该端部握持部允许临床医生像握棒一样握住柄部1000。功率模块1200比功率模块1300长，但功率模块1200和1300可包括任何合适的长度。功率模块1200具有比功率模块1300更多的电池单元，并且由于其长度可适当地适应这些附加的电池单元。在各种情况下，功率模块1200可比功率模块1300向驱动模块1100提供更多的功率，而在一些情况下，功率模块1200可提供更长时间的功率。在一些情况下，驱动模块1100的壳体1110包括防止功率模块1200连接到第二模块连接器1120'并且类似地防止功率模块1300连接到第一模块连接器1120的键和/或任何其他合适的特征结构。这种布置可确保较长的功率模块1200用于手枪式握持部布置，并且较短的功率模块1300用于棒式握持部布置。在另选的实施方案中，功率模块1200和功率模块1300可在第一模块连接器1120或第二模块连接器1120'处选择性地联接到驱动模块1100。此类实施方案为临床医生提供更多的选择，以便以适合于他们的方式定制柄部1000。
在各种情况下，除上述之外，功率模块1200和1300中的仅一者一次联接到驱动模块1100。在某些情况下，功率模块1200可以在轴组件4000例如附接到驱动模块1100时的方式。另选地，功率模块1200和1300两者可同时操作地联接到驱动模块1100。在此类情况下，驱动模块1100可访问由功率模块1200和1300两者提供的功率。此外，当功率模块1200和1300两者附接到驱动模块1100时，临床医生可在手枪式握持部和棒式握持部之间切换。此外，这种布置允许功率模块1300起到例如与附接到驱动模块1100的轴组件诸如轴组件2000、3000、4000或5000平衡的作用。
参见图7和图8，柄部驱动模块1100还包括框架1500、马达组件1600、与该马达组件1600操作地接合的驱动系统1700以及控制系统1800。框架1500包括延伸穿过马达组件1600的细长轴。该细长轴包括远侧端部1510和在该远侧端部1510中限定的电触点或承窝1520。电触点1520经由一个或多个电路与驱动模块1100的控制系统1800电通信，并且被构造成能够在控制系统1800与例如附接到驱动模块1100的轴组件诸如轴组件2000、3000、4000或5000之间传送信号和/或功率。控制系统1800包括印刷电路板(PCB)1810、至少一个微处理器1820和至少一个存储设备1830。板1810可以是刚性的和/或柔性的，并且可以包括任何合适数量的层。微处理器1820和存储设备1830是在板1810上限定的控制电路的一部分，该控制电路控制马达组件1600的操作，如下文更详细地描述的。
参见图12和图13，马达组件1600包括电动马达1610，该电动马达包括壳体1620、驱动轴1630和齿轮减速系统。电动马达1610还包括定子和转子，该钉子包括绕组1640并且该转子包括磁性元件1650。定子绕组1640被支撑在壳体1620中，并且转子磁性元件1650被安装到驱动轴1630。当由控制系统1800控制的电流使定子绕组1640通电时，驱动轴1630围绕纵向轴线旋转。驱动轴1630能够与第一行星齿轮系统1660操作地接合，该第一行星齿轮系统包括中央太阳齿轮和与该太阳齿轮操作地相互啮合的多个行星齿轮。第一行星齿轮系统1660的太阳齿轮被固定地安装到驱动轴1630，使得该太阳齿轮与驱动轴1630一起旋转。第一行星齿轮系统1660的行星齿轮被可旋转地安装到第二行星齿轮系统1670的太阳齿轮，并且还与马达壳体1620的齿轮式或键齿式内表面1625相互啮合。由于以上所述，第一太阳齿轮的旋转使第一行星齿轮旋转，而该第一行星齿轮使第二太阳齿轮旋转。与上述相似，第二行星齿轮系统1670还包括驱动第三行星齿轮系统并且最终驱动驱动轴1710的行星齿轮1665(图13)。行星齿轮系统1660、1670和1680协作以降低由马达轴1620施加到驱动轴1710的速度。设想了不具备减速系统的各种另选的实施方案。当期望快速驱动端部执行器功能时，此类实施方案是合适的。值得注意的是，驱动轴1630包括穿过其中延伸的孔口或中空芯，导线和/或电路可以延伸穿过该孔口或中空芯。
控制系统1800与驱动模块1100的马达组件1600和电功率电路通信。控制系统1800被构造成能够控制从电功率电路递送至马达组件1600的功率。电功率电路被构造成能够提供恒定的或至少接近恒定的直流(DC)电压。在至少一种情况下，电功率电路向控制系统1800提供3V的直流电。控制系统1800包括被构造成能够将电压脉冲递送至马达组件1600的脉宽调制(PWM)电路。可以控制由PWM电路提供的电压脉冲的持续时间或宽度，和/或电压脉冲之间的持续时间或宽度，以便控制施加到马达组件1600的功率。通过控制施加到马达组件1600的功率，PWM电路可以控制马达组件1600的输出轴的速度。除PWM电路之外或代替PWM电路，控制系统1800可以包括频率调制(FM)电路。如下文更详细地讨论的，控制系统1800可在多于一种的操作模式下操作，并且根据所使用的操作模式，控制系统1800可在确定为适合于该操作模式的速度或速度范围下操作马达组件1600。
除上述之外，再次参见图7和图8，驱动系统1700包括可旋转轴1710，该可旋转轴包括键齿式远侧端部1720和在其中限定的纵向孔口1730。可旋转轴1710操作地安装到马达组件1600的输出轴，使得该旋转轴1710与该马达输出轴一起旋转。柄部框架1510延伸穿过纵向孔口1730并且可旋转地支撑可旋转轴1710。因此，柄部框架1510用作可旋转轴1710的轴承。当将轴组件2000组装到驱动模块1100时，柄部框架1510和可旋转轴1710从驱动模块1110的安装接口1130朝远侧延伸，并且与轴组件2000上的相应部件联接。再次参见图3至图6，轴组件2000还包括框架2500和驱动系统2700。框架2500包括延伸穿过轴组件2000的纵向轴2510和从轴2510朝近侧延伸的多个电触点或销2520。当轴组件2000附接到驱动模块1100时，轴框架2510上的电触点2520接合柄部框架1510上的电触点1520并在其间形成电通路。
与上述相似，驱动系统2700包括可旋转的驱动轴2710，当将轴组件2000组装到驱动模块1100上时，该可旋转驱动轴操作地联接到柄部1000的可旋转驱动轴1710，使得驱动轴2710与驱动轴1710一起旋转。为此，驱动轴2710包括与驱动轴1710的键齿式远侧端部1720匹配的键齿式近侧端部2720，使得当驱动轴1710由马达组件1600旋转时，驱动轴1710和2710一起旋转。考虑到驱动轴1710和2710之间的键齿互连以及框架1510和2510之间的电互连的性质，将轴组件2000沿着纵向轴线组装到柄部1000；然而，驱动轴1710和2710之间的可操作互连以及框架1510和2510之间的电互连可以包括任何合适的构型，该构型可以允许轴组件以任何合适的方式组装到柄部1000上。
如上所述，参见图3至图8，驱动模块1110的安装接口1130被构造成能够联接到例如轴组件2000、3000、4000和5000上的对应的安装接口。例如，轴组件2000包括被构造成能够联接到驱动模块1100的安装接口1130的安装接口2130。更具体地，轴组件2000的近侧部分2100包括限定安装接口2130的壳体2110。主要参见图8，驱动模块1100包括闩锁1140，该闩锁被构造成能够抵靠驱动模块1100的安装接口1130可释放地保持轴组件2000的安装接口2130。如上所述，当驱动模块1100和轴组件2000沿着纵向轴线组合在一起时，闩锁1140接触安装接口2130并向外旋转到解锁位置。主要参见图8、图10和图11，每个闩锁1140包括锁定端部1142和枢转部分1144。每个闩锁1140的枢转部分1144可旋转地联接到驱动模块1100的壳体1110，并且当闩锁1140向外旋转时，如上所述，闩锁1140围绕枢转部分1144旋转。值得注意的是，每个闩锁1140还包括被构造成能够向内偏压闩锁1140到锁定位置的偏压弹簧1146。每个偏压弹簧1146在驱动模块1100的闩锁1140和壳体1110之间被压缩，使得偏压弹簧1146将偏压力施加到闩锁1140；然而，当闩锁1140由轴组件2000向外旋转到它们的解锁位置时，此类偏压力可被克服。也就是说，当闩锁1140在接触安装接口2130之后向外旋转时，闩锁1140的锁定端部1142可以进入限定在安装接口2130中的闩锁窗口2140中。一旦锁定端部1142穿过闩锁窗口2140，弹簧1146就可以将闩锁1140偏压回到其锁定位置。每个锁定端部1142包括将轴组件2000牢固地保持在驱动模块1100上的锁定肩部或表面。
除上述之外，偏压弹簧1146将闩锁1140保持在其锁定位置。远侧端部1142的尺寸和构造被设置成当闩锁1140处于其锁定位置时，防止或至少抑制轴组件2000和驱动模块1100之间的相对纵向移动，即沿着纵向轴线的平移。此外，闩锁1140和闩锁窗口1240的尺寸和构造被设置成防止轴组件2000和驱动模块1100之间的相对横向移动，即，横向于纵向轴线的平移。另外，闩锁1140和闩锁窗口2140的尺寸和构造被设置成防止轴组件2000相对于驱动模块1100旋转。驱动模块1100还包括释放致动器1150，当被临床医生按下时，释放致动器将闩锁1140从其锁定位置移动到其解锁位置。驱动模块1100包括可滑动地安装在柄部壳体1110的第一侧中限定的开口中的第一释放致动器1150和可滑动地安装在柄部壳体1110的第二侧或相对侧中限定的开口中的第二释放致动器1150。尽管释放致动器1150是可分别致动的，但通常需要按下两个释放致动器1150以将轴组件2000从驱动模块1100完全解锁，并允许轴组件2000与驱动模块1100分离。也就是说，有可能仅通过按下一个释放致动器1150就可以将轴组件2000与驱动模块1100分离。
一旦轴组件2000已经被固定到柄部1000上并且例如端部执行器7000已经被组装到轴组件2000上，则临床医生就可以操纵柄部1000以将端部执行器7000插入患者体内。在至少一种情况下，将端部执行器7000通过套管针插入患者体内，然后进行操作以便相对于患者组织定位端部执行器组件7000的钳口组件7100。通常，钳口组件7100必须处于其闭合或夹持的构型，以便穿过套管针装配。一旦穿过该套管针，钳口组件7100就可被打开，以使患者组织适配钳口组件7100的钳口之间。此时，钳口组件7100可以返回到其闭合构型，以将患者组织夹持在钳口之间。由钳口组件7100施加到患者组织的夹持力足以在外科手术过程中移动或操纵组织。然后，钳口组件7100可以重新打开，以从端部执行器7000释放患者组织。可以重复该过程，直到需要从患者体内移除端部执行器7000。此时，钳口组件7100可以返回到其闭合构型并且通过套管针回缩。设想了其他外科技术，其中端部执行器7000通过开放切口插入患者体内或者不使用套管针插入患者。在任何情况下，设想了在整个外科技术中，钳口组件7100可能必须被打开和闭合若干次。
再次参见图3至图6，轴组件2000还包括夹持触发器系统2600和控制系统2800。夹持触发器系统2600包括可旋转地连接到轴组件2000的近侧端壳体2110的夹持触发器2610。如下所述，当夹持触发器2610被致动时，夹持触发器2610致动马达1610以操作端部执行器7000的钳口驱动器。夹持触发器2610包括在握住柄部1000时可由临床医生抓持的细长部分。夹持触发器2610还包括可枢转地连接到近侧壳体2110的安装部分2120的安装部分2620，使得夹持触发器2610可围绕固定或至少基本上固定的轴线旋转。闭合触发器2610可在远侧位置和近侧位置之间旋转，其中闭合触发器2610的近侧位置比远侧位置更靠近柄部1000的手枪式握持部。闭合触发器2610还包括从其延伸的在近侧壳体2110内旋转的突片2615。当闭合触发器2610处于其远侧位置时，该突片2615定位在安装在近侧壳体2110上的开关2115上方，但不与该开关接触。开关2115是电路的一部分，该电路被构造成能够检测处于打开状态的闭合触发器2610的致动，闭合触发器2610处于其打开位置。当闭合触发器2610移动到其近侧位置时，突片2615与开关2115接触并闭合电路。在各种情况下，开关2115可以包括例如拨动开关，当被闭合触发器2610的突片2615接触时，该拨动开关在打开状态和闭合状态之间机械地切换。在某些情况下，开关2115可以包括例如接近传感器和/或任何合适类型的传感器。在至少一种情况下，开关2115包括霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器可以检测闭合触发器2610已经被旋转的量，并且基于该旋转量来控制马达1610的操作速度。在此类情况下，例如，闭合触发器2610的旋转越大则马达1610的速度较快，而旋转越小则速度越慢。在任何情况下，电路与轴组件2000的控制系统2800通信，这将在下文更详细地讨论。
除上述之外，轴组件2000的控制系统2800包括印刷电路板(PCB)2810、至少一个微处理器2820和至少一个存储装置2830。板2810可以是刚性的和/或柔性的，并且可以包括任何合适数量的层。微处理器2820和存储设备2830是在板2810上限定的控制电路的一部分，该控制电路与柄部1000的控制系统1800通信。轴组件2000还包括信号通信系统2900，并且柄部1000还包括信号通信系统1900，信号通信系统两者被构造成能够在轴控制系统2800和柄部控制系统1800之间传送数据。信号通信系统2900被构造成能够利用任何合适的模拟和/或数字部件将数据传输到信号通信系统1900。在各种情况下，通信系统2900和1900可以使用多个分立信道进行通信，这允许微处理器1820的输入门至少部分地由微处理器2820的输出门直接控制。在某些情况下，通信系统2900和1900可以利用多路复用。在至少一种此类情况下，控制系统2900包括多路复用设备，该多路复用设备以单个复信号的形式同时在载波信道上将多个信号发送到控制系统1900的从复信号中恢复分离信号的多路复用设备。
通信系统2900包括安装到电路板2810的电连接器2910。电连接器2910包括连接器主体和安装到该连接器主体的多个导电触点。这些导电触点包括例如被焊接到在电路板2810中限定的电迹线的凸销。在其他情况下，该凸销可以通过例如零插力(ZIF)插座与电路板迹线通信。通信系统1900包括安装到电路板1810的电连接器1910。电连接器1910包括连接器主体和安装到该连接器主体的多个导电触点。这些导电触点包括例如被焊接到在电路板1810中限定的电迹线的凹销。在其他情况下，该凹销可以通过例如零插力(ZIF)插座与电路板迹线通信。当轴组件2000组装到驱动模块1100时，电连接器2910操作地联接到电连接器1910，使得电触点在其间形成电通路。上文说过，连接器1910和2910可以包括任何合适的电触点。此外，通信系统1900和2900可以任何合适的方式彼此通信。在各种情况下，通信系统1900和2900进行无线通信。在至少一种此类情况下，通信系统2900包括无线信号传输器，并且通信系统1900包括无线信号接收器，使得轴组件2000可以将数据无线地传送到柄部1000。同样，通信系统1900可以包括无线信号传输器，并且通信系统2900可以包括无线信号接收器，使得柄部1000可以将数据无线地传送到轴组件2000。
如上所述，柄部1000的控制系统1800与柄部1000的电功率电路通信并被构造成能够控制柄部的电功率电路。柄部控制系统1800也由柄部1000的电功率电路供电。柄部通信系统1900与柄部控制系统1800进行信号通信，并且还由柄部1000的电功率电路供电。柄部通信系统1900经由柄部控制系统1800由柄部电功率电路供电，但是也可以直接由电功率电路供电。同样如上所述，柄部通信系统1900与轴通信系统2900进行信号通信。也就是说，轴通信系统2900也经由柄部通信系统1900由柄部电功率电路供电。为此，电连接器1910和2010在柄部1000和轴组件2000之间连接一个或多个信号电路以及一个或多个电功率电路。此外，如上所述，轴通信系统2900与轴控制系统2800进行信号通信，并且还被构造成能够向轴控制系统2800供电。因此，控制系统1800和2800以及通信系统1900和2900均由柄部1000的电功率电路供电；然而，设想了另选的实施方案，其中轴组件2000包括其自身的电源诸如一个或多个电池，以及例如被构造成能够从该电池向柄部系统2800和2900供电的电功率电路。在至少一个此类实施方案中，柄部控制系统1800和柄部通信系统1900由柄部电功率系统供电，并且轴控制系统2800和柄部通信系统2900由轴电功率系统供电。
除上述之外，夹持触发器2610的致动由轴控制系统2800检测，并且经由通信系统2900和1900传送到柄控制系统1800。当接收到夹持触发器2610已经被致动的信号时，柄部控制系统1800向马达组件1600的电动马达1610供电，以使柄部驱动系统1700的驱动轴1710和轴驱动系统2700的驱动轴2710在闭合端部执行器7000的钳口组件7100的方向上旋转。下文将更详细地讨论用于将驱动轴2710的旋转转换为钳口组件7100的闭合运动的机构。只要将夹持触发器2610保持在其致动位置，电动马达1610就会旋转驱动轴1710，直到钳口组件7100到达其完全夹持位置。当该钳口组件7100到达其完全夹持的位置时，柄部控制系统1800切断提供给电动马达1610的电功率。柄部控制系统1800可以任何合适的方式确定钳口组件7100何时到达其完全夹持位置。例如，柄部控制系统1800可以包括编码器系统，该编码器系统监视电动马达1610的输出轴的旋转并对其计数，一旦旋转数达到预先确定的阈值，则柄部控制系统1800可以中断向马达1610的供电。在至少一种情况下，端部执行器组件7000可以包括被构造成能够检测钳口组件7100何时到达其完全夹持位置的一个或多个传感器。在至少一种此类情况下，端部执行器7000中的传感器经由延伸穿过轴组件2000的电路与柄部控制系统1800进行信号通信，该轴组件可以包括例如电触点1520和2520。
当夹持触发器2610朝远侧旋转离开其近侧端部位置时，开关2115被打开，这由轴控制系统2800检测，并且经由通信系统2900和1900传送到柄部控制系统1800。在接收到夹持触发器2610已经从其致动位置移出的信号时，柄部控制系统1800反转施加到马达组件1600的电动马达1610的电压差的极性，以使柄部驱动系统1700的驱动轴1710和轴驱动系统2700的驱动轴2710在相反方向上旋转，其结果是打开端部执行器7000的钳口组件7100。当该钳口组件7100到达其完全打开的位置时，柄部控制系统1800切断提供给电动马达1610的电功率。柄部控制系统1800可以任何合适的方式确定钳口组件7100何时到达其完全打开位置。例如，柄部控制系统1800可以利用编码器系统和/或上述一个或多个传感器来确定钳口组件7100的构型。鉴于上述情况，临床医生需要注意将夹持触发器2610保持在其致动位置以便将钳口组件7100保持在其夹持构型，否则，控制系统1800将打开钳口组件7100。据此，轴组件2000还包括致动器闩锁2630，该致动器闩锁被构造成能够可释放地将夹持触发器2610保持在其致动位置，以防止钳口组件7100的意外打开。致动器闩锁2630可以由临床医生手动释放或以其他方式失效，以允许夹持触发器2610朝远侧旋转并打开钳口组件7100。
夹持触发器系统2600还包括例如被构造成能够抵抗夹持触发器系统2600闭合的弹性偏压构件，诸如扭转弹簧。该扭转弹簧还可帮助减少和/或减轻夹持触发器2610的突然移动和/或抖动。当释放夹持触发器2610时，这种扭转弹簧也可以使夹持触发器2610自动返回其未致动位置。上文讨论的致动器闩锁2630可以克服扭转弹簧的偏压力将夹持触发器2610适当地保持在其致动位置。
如上所述，控制系统1800操作电动马达1610以打开和闭合钳口组件7100。控制系统1800被构造成能够以相同的速度打开和闭合钳口组件7100。在此类情况下，当打开和闭合钳口组件7100时，控制系统1800将相同的电压脉冲施加到电动马达1610，尽管具有不同的电压极性。也就是说，控制系统1800可被构造成能够以不同的速度打开和闭合钳口组件7100。例如，可以第一速度闭合钳口组件7100并且以比该第一速度快的第二速度打开该钳口组件。在此类情况下，较慢的闭合速度为临床医生提供了在夹持组织的同时更好地定位钳口组件7100的机会。另选地，控制系统1800可以较慢的速度打开钳口组件7100。在此类情况下，较慢的打开速度会降低打开的钳口与相邻组织碰撞的可能性。在任一种情况下，控制系统1800均可以减少电压脉冲的持续时间并且/或者增加电压脉冲之间的持续时间，以减慢和/或加快钳口组件7100的移动。
如上所述，控制系统1800被构造成能够将夹持触发器2610的位置解释为将钳口组件7100定位在特定构型中的命令。例如，控制系统1800被构造成能够将夹持触发器2610的最近侧位置解释为闭合钳口组件7100的命令，并且将夹持触发器的任何其他位置解释为打开钳口组件7100的命令。也就是说，控制系统1800可被构造成能够将夹持触发器2610在近侧位置范围内的位置而不是单个位置解释为闭合钳口组件7100的命令。这种布置可以允许钳口组件7000更好地响应于临床医生的输入。在此类情况下，夹持触发器2610的运动范围被分为两个范围：被解释为闭合钳口组件7100的命令的近侧范围和被解释为打开钳口组件7100的命令的远侧范围。在至少一种情况下，夹持触发器2610的运动范围可以具有在该近侧范围和该远侧范围之间的中间范围。当夹持触发器2610处于中间范围内时，控制系统1800可以将夹持触发器2610的位置解释为既不打开也不闭合钳口组件7100的命令。这种中间范围可以防止或减小打开范围和闭合范围之间的抖动的可能性。在上述情况中，控制系统1800可被构造成能够忽略打开或闭合钳口组件7100的累积命令。例如，如果闭合触发器2610已经被回缩到其最近侧位置，则控制组件1800可以忽略夹持触发器2610在近侧或夹持范围内的运动，直到夹持触发器2610进入远侧或开口范围，其中在该点，控制系统1800然后可以致动电动马达1610以打开钳口组件7100。
在某些情况下，除上述之外，夹持触发器2610在夹持触发器范围内或夹持触发器范围的至少一部分内的位置可允许临床医生控制电动马达1610的速度，从而控制钳口组件7100被控制组件1800打开或闭合的速度。在至少一种情况下，传感器2115包括霍尔效应传感器和/或任何其他合适的传感器，该霍尔效应传感器被构造成能够在其远侧未致动位置与近侧全致动位置之间检测夹持触发器2610的位置。霍尔效应传感器被构造层能够经由轴控制系统2800将信号传输到柄部控制系统1800，使得柄部控制系统1800可以响应于夹持触发器2610的位置来控制电动马达1610的速度。在至少一种情况下，柄部控制系统1800成比例地或以线性方式将电动马达1610的速度控制到夹持触发器2610的位置。例如，如果夹持触发器2610在其范围内移动了一半，则柄部控制系统1800将以夹持触发器2610完全回缩时操作电动马达1610的速度的一半操作电动马达1610。类似地，如果夹持触发器2610在其范围内移动了四分之一，则柄部控制系统1800将以夹持触发器2610完全回缩时操作电动马达1610的速度的四分之一操作电动马达1610。设想了其他的实施方案，其中，柄部控制系统1800以非线性方式将电动马达1610的速度控制到夹持触发器2610的位置。在至少一种情况下，控制系统1800在夹持触发器范围的远侧部分中缓慢地操作电动马达1610，同时在夹持触发器范围的近侧部分中快速提高电动马达1610的速度。
如上所述，夹持触发器2610可移动以操作电动马达1610以打开或闭合端部执行器7000的钳口组件7100。该电动马达1610还可操作以使端部执行器7000围绕纵向轴线旋转并使端部执行器7000相对于细长轴2200围绕轴组件2000的关节运动接头2300进行关节运动。主要参见图7和图8，驱动模块1100可包括输入系统1400，该输入系统包括旋转制动器1420和关节运动制动器1430。输入系统1400还包括与控制系统1800的印刷电路板(PCB)1810信号通信的印刷电路板(PCB)1410。驱动模块1100包括例如允许输入系统1400与控制系统1800通信的电路，诸如柔性线束或带。旋转致动器1420可旋转地支撑在壳体1110上，并且与输入板1410和/或控制板1810信号通信，如下文更详细地描述的。关节运动致动器1430由输入板1410和/或控制板1810支撑并与其通信，如下文还更详细地描述的。
主要参见图8、图10和图11，除上述之外，柄部壳体1110包括邻近远侧安装接口1130限定在其中的环形沟槽或狭槽。旋转致动器1420包括可旋转地支撑在环形沟槽内的环形圈1422，并且由于环形沟槽的侧壁的构型，该环形圈1422被限制相对于柄部壳体1110纵向和/或横向平移。环形圈1422可围绕延伸穿过驱动模块1100的框架1500的纵向轴线在第一或顺时针方向和第二或逆时针方向上旋转。旋转致动器1420包括被构造成检测环形圈1422旋转的一个或多个传感器。在至少一种情况下，旋转致动器1420包括定位在驱动模块1100的第一侧上的第一传感器和定位在驱动模块1100的第二侧或相对侧上的第二传感器，并且环形圈1422包括可由该第一传感器和第二传感器检测到的可检测元素。该第一传感器被构造成能够检测环形圈1422何时在第一方向上旋转，并且该第二传感器被构造成能够检测环形圈1422何时在第二方向上旋转。当第一传感器检测到环形圈1422在第一方向上旋转时，柄部控制系统1800使柄部驱动轴1710、驱动轴2710和端部执行器7000在第一方向上旋转，如下文更详细地描述的。类似地，当第二传感器检测到环形圈1422在第二方向上旋转时，柄部控制系统1800使柄部驱动轴1710、驱动轴2710和端部执行器7000在第二方向上旋转。鉴于上述情况，读者应理解，夹持触发器2610和旋转致动器1420均可操作以旋转驱动轴2710。
在各种实施方案中，除上述之外，第一传感器和第二传感器包括可由环形圈1422的可检测元件机械地闭合的开关。当环形圈1422从中心位置在第一方向上旋转时，可检测元件闭合第一传感器的开关。当第一传感器的开关闭合时，控制系统1800操作电动马达1610以使端部执行器7000在第一方向上旋转。当环形圈1422朝中心位置在第二方向上旋转时，可检测元件与第一开关脱离，并且该第一开关重新打开。一旦该第一开关重新打开，控制系统1800就切断对电动马达1610的供电以停止端部执行器7000的旋转。类似地，当环形圈1422从中心位置在第二方向旋转时，可检测元件闭合第二传感器的开关。当第二传感器的开关闭合时，控制系统1800操作电动马达1610以使端部执行器7000在第二方向上旋转。当环形圈1422朝中心位置在第一方向上旋转时，可检测元件与第二开关脱离，并且该第二开关重新打开。一旦该第二开关重新打开，控制系统1800就切断对电动马达1610的供电以停止端部执行器7000的旋转。
在各种实施方案中，除上述之外，旋转致动器1420的第一传感器和第二传感器包括例如接近传感器。在某些实施方案中，旋转致动器1420的第一传感器和第二传感器包括霍尔效应传感器和/或任何合适的传感器，该霍尔效应传感器被配置为能够检测环形圈1422的可检测元件与第一传感器和第二传感器之间的距离。如果第一霍尔效应传感器检测到环形圈1422已在第一方向上旋转，则如上所述，控制系统1800将使端部执行器7000在第一方向上旋转。另外，与当可检测元件更远离第一霍尔效应传感器时相比，当可检测元件更接近第一霍尔效应传感器时，控制系统1800可以更快的速度旋转端部执行器7000。如果第二霍尔效应传感器检测到环形圈1422已在第二方向上旋转，则如上所述，控制系统1800将使端部执行器7000在第二方向上旋转。另外，与当可检测元件更远离第二霍尔效应传感器时相比，当可检测元件更接近第二霍尔效应传感器时，控制系统1800可以更快的速度旋转端部执行器7000。因此，端部执行器7000的旋转速度是环形圈1422旋转的量或程度的函数。控制系统1800还被构造成能够在确定旋转端部执行器7000的方向和速度时评估来自第一霍尔效应传感器和第二霍尔效应传感器两者的输入。在各种情况下，控制系统1800可以使用离环形圈1422的可检测元件最近的霍尔效应传感器作为主要数据源，并且使用离可检测元件最远的霍尔效应传感器作为数据的确认源，以复查主要数据源提供的数据。控制系统1800可以还包括数据完整性协议，以解决向控制系统1800提供冲突数据的情况。在任何情况下，柄部控制系统1800都可以进入中立状态，在这种状态中，当霍尔效应传感器检测到可检测元件处于其中心位置，或者处于第一霍尔效应传感器和第二霍尔效应传感器之间等距的位置时，柄部控制系统1800不会旋转端部执行器7000。在至少一种此类情况下，当可检测元件处于中心位置范围内时，控制系统1800可以进入其中立状态。当临床医生不打算旋转端部执行器7000时，这种布置将防止或至少减少旋转抖动的可能性。
除上述之外，旋转致动器1420可包括一个或多个弹簧，该弹簧被构造成能够在临床医师释放旋转致动器1420时使该旋转致动器居中或至少基本上居中。在此类情况下，弹簧可起到关闭电动马达1610并且停止端部执行器7000的旋转的作用。在至少一种情况下，旋转致动器1420包括被构造成能够使旋转致动器1420在第一方向上旋转的第一扭转弹簧和被构造成能够使旋转致动器1420在第二方向上旋转的第二扭转弹簧。第一扭转弹簧和第二扭转弹簧可以具有相同或至少基本相同的弹簧常数，使得由第一扭转弹簧和第二扭转弹簧施加的力和/或扭矩平衡或至少基本上平衡旋转致动器1420处于其中心位置。
鉴于上述情况，读者应理解，夹持触发器2610和旋转致动器1420均可操作以旋转驱动轴2710，并且分别操作钳口组件7100或旋转端部执行器7000。下文更详细地描述使用驱动轴2710的旋转来选择性地执行这些功能的系统。
主要参见图7和图8，关节运动制动器1430包括第一下压按钮1432和第二下压按钮1434。该第一下压按钮1432是第一关节运动控制电路的一部分，并且该第二下压按钮1434是输入系统1400的第二关节运动电路的一部分。第一下压按钮1432包括第一开关，当按下第一下压按钮1432时，该第一开关闭合。柄部控制系统1800被构造成能够感测第一开关的闭合，并且此外，感测第一关节运动控制电路的闭合。当柄部控制系统1800检测到第一关节运动控制电路已经闭合时，柄部控制系统1800操作电动马达1610以使端部执行器7000围绕关节运动接头2300在第一关节运动方向上进行关节运动。当临床医生释放第一下压按钮1432时，第一关节运动控制电路断开，一旦被控制系统1800检测到，第一关节运动控制电路就使控制系统1800切断对电动马达1610供电以停止端部执行器7000的关节运动。
在各种情况下，除上述之外，端部执行器7000的关节运动范围受到限制，并且控制系统1800可以利用上述用于监视电动马达1610的旋转输出的编码器系统，来例如监视端部执行器7000在第一方向上旋转的量或角度。除编码器系统之外或代替编码器系统，轴组件2000可包括被构造成能够检测端部执行器7000何时已经在第一方向上达到其关节运动的极限的第一传感器。在任何情况下，当控制系统1800确定端部执行器7000已经在第一方向上达到关节运动的极限时，控制系统1800可以切断对电动马达1610供电以停止端部执行器7000的关节运动。
与上述相似，第二下压按钮1434包括第二开关，当按下第二下压按钮1434时，该第二开关闭合。柄部控制系统1800被构造成能够感测第二开关的闭合，并且此外，感测第二关节运动控制电路的闭合。当柄部控制系统1800检测到第二关节运动控制电路已经闭合时，柄部控制系统1800操作电动马达1610以使端部执行器7000围绕关节运动接头2300在第二方向上进行关节运动。当临床医生释放第二下压按钮1434时，第二关节运动控制电路断开，一旦被控制系统1800检测到，第二关节运动控制电路就使控制系统1800切断对电动马达1610供电以停止端部执行器7000的关节运动。
在各种情况下，端部执行器7000的关节运动范围受到限制，并且控制系统1800可以利用上述用于监视电动马达1610的旋转输出的编码器系统，来例如监视端部执行器7000在第二方向上旋转的量或角度。除编码器系统之外或代替编码器系统，轴组件2000可包括被构造成能够检测端部执行器7000何时已经在第二方向上达到其关节运动的极限的第二传感器。在任何情况下，当控制系统1800确定端部执行器7000已经在第二方向上达到关节运动的极限时，控制系统1800可以切断对电动马达1610供电以停止端部执行器7000的关节运动。
如上所述，端部执行器7000从中心或非关节运动的位置(图15)在第一方向(图16)和/或第二方向(图17)上进行关节运动。一旦端部执行器7000已经进行关节运动，临床医生就可以尝试通过使用第一关节运动下压按钮1432和第二关节运动下压按钮1434使端部执行器7000重新居中。如读者所理解的，临床医生可能难以使端部执行器7000重新居中，因为例如，一旦端部执行器7000定位在患者体内就可能不完全可见。在一些情况下，如果端部执行器7000未重新居中或至少基本上未重新居中，则端部执行器7000可能无法穿过套管针向后装配。据此，控制系统1800被构造成能够在端部执行器7000移动到非关节运动或居中的位置时向临床医生提供反馈。在至少一种情况下，该反馈包括音频反馈，并且柄部控制系统1800可以包括例如当端部执行器7000居中时发出声音诸如蜂鸣声的扬声器。在某些情况下，该反馈包括视觉反馈，并且柄部控制系统1800可以包括例如定位在柄部壳体1110上的发光二极管(LED)，当端部执行器7000居中时该发光二极管闪烁。在各种情况下，该反馈包括触觉反馈，并且柄部控制系统1800可以包括具有偏心元件的电动马达，当端部执行器7000居中时该偏心元件使柄部1000振动。通过控制系统1800在端部执行器7000接近其居中位置时使马达1610减速，可以促进以这种方式手动地使端部执行器7000重新居中。在至少一种情况下，例如当端部执行器7000在任一方向上的中心的大约5度内时，控制系统1800减慢端部执行器7000的关节运动。
除上述之外或替代上述，柄部控制系统1800可被构造成能够使端部执行器7000重新居中。在至少一种此类情况下，当同时按下关节运动致动器1430的两个关节运动下压按钮1432和1434时，柄部控制系统1800可以使端部执行器7000重新居中。例如，当柄部控制系统1800包括被构造成能够监视电动马达1610的旋转输出的编码器系统时，柄部控制系统1800可以确定使端部执行器7000重新居中或至少基本上重新居中所需的关节运动的量和方向。在各种情况下，输入系统1400可以包括例如主页按钮，例如该主页按钮在被按下时自动使端部执行器7000居中。
主要参见图5和图6，轴组件2000的细长轴2200包括安装到近侧部分2100的近侧壳体2110的外部壳体或管2210。该外部壳体2210包括穿过其中延伸的纵向孔口2230和将外部壳体2210固定到近侧壳体2110的近侧凸缘2220。轴组件2000的框架2500延伸穿过细长轴2200的纵向孔口2230。更具体地，轴框架2500的轴2510向下缩颈成延伸穿过纵向孔口2230的较小的轴2530。也就是说，轴架2500可包括任何合适的布置。轴组件2000的驱动系统2700还延伸穿过细长轴2200的纵向孔口2230。更具体地，轴驱动系统2700的驱动轴2710向下缩颈成延伸穿过纵向孔口2230的较小的驱动轴2730。也就是说，驱动轴2700可包括任何合适的布置。
主要参见图20、图23和图24，细长轴2200的外部壳体2210延伸到关节运动接头2300。该关节运动接头2300包括安装到外部壳体2210的近侧框架2310，使得在该近侧框架2310和该外部壳体2210之间几乎没有相对的平移和/或旋转(如果有的话)。主要参见图22，近侧框架2310包括安装到外部壳体2210的侧壁的环形部分2312和从该环形部分2312朝远侧延伸的突片2314。关节运动接头2300还包括可旋转地安装到框架2310并且安装到远侧附接部分2400的外部壳体2410的连接件2320和2340。连接件2320包括安装到外部壳体2410的远侧端部2322。更具体地，连接件2320的远侧端部2322被接纳并牢固地固定在外部壳体2410中限定的安装槽2412内。类似地，连接件2340包括安装到外部壳体2410的远侧端部2342。更具体地，连接件2340的远侧端部2342被接纳并牢固地固定在外部壳体2410中限定的安装槽内。连接件2320包括可旋转地联接到近侧关节运动框架2310的突片2314的近侧端部2324。尽管图22中未示出，但是销延伸穿过在近侧端部2324和突片2314中限定的孔口以在其间限定枢转轴线。类似地，连接件2340包括可旋转地联接到近侧关节运动框架2310的突片2314的近侧端部2344。尽管图22中未示出，但是销延伸穿过在近侧端部2344和突片2314中限定的孔口以在其间限定枢转轴线。这些枢转轴线是共线的或至少基本上是共线的，并且限定关节运动接头2300的关节运动轴线A。
主要参见图20、图23和图24，远侧附接部分2400的外部壳体2410包括延伸穿过其中的纵向孔口2430。纵向孔口2430被构造成能够接纳端部执行器7000的近侧附接部分7400。端部执行器7000包括紧密地接纳在远侧附接部分2400的纵向孔口2430内的外部壳体6230，使得端部执行器7000的近侧附接部分7400与轴组件2000的远侧附接部分2400之间几乎没有相对径向移动(如果有的话)。近侧附接部分7400还包括限定在外部壳体6230上的锁定凹陷部7410的环形阵列，该环形阵列由端部执行器锁定件6400可释放地接合在轴组件2000的远侧附接部分2400中。当端部执行器锁定件6400与锁定凹陷部7410的阵列接合时，该端部执行器锁定件6400防止或至少抑制端部执行器7000的近侧附接部分7400与轴组件2000的远侧附接部分2400之间的相对纵向移动。由于以上所述，仅允许端部执行器7000的近侧附接部分7400与轴组件2000的远侧附接部分2400之间的相对旋转。为此，端部执行器7000的外部壳体6230紧密地接纳在限定在轴组件2000的远侧附接部分2400中的纵向孔口2430内。
除上述之外，参见图21，外部壳体6230还包括在其中限定的环形狭槽或凹陷部6270，该环形狭槽或凹陷部被构造成能够在其中接纳O形环6275。当将端部执行器7000插入远侧附接部分2400中时，O形环6275被压缩在外部壳体6230和纵向孔口2430的侧壁之间。O形环6275构造成能够抵抗但允许端部执行器7000与远侧附接部分2400之间的相对旋转，使得O形环6275可以防止或减小端部执行器7000与远侧附接部分2400之间的无意相对旋转的可能性。在各种情况下，例如，O形环6275可在端部执行器7000与远侧附接部分2400之间提供密封，以防止或至少减小流体进入轴组件2000的可能性。
参见图14至图21，端部执行器7000的钳口组件7100包括第一钳口7110和第二钳口7120。每个钳口7110、7120均包括被构造成能够帮助临床医生利用端部执行器7000来解剖组织的远侧端部。每个钳口7110、7120还包括被构造成能够帮助临床医生利用端部执行器7000来抓持和保持在组织上的多个齿。此外，主要参见图21，每个钳口7110、7120包括近侧端部，即分别将钳口7110、7120可旋转地连接在一起的近侧端部7115、7125。每个近侧端部7115、7125包括延伸穿过其中的孔口，该孔口被构造成能够在其中紧密地接纳销7130。销7130包括紧密地接纳在限定在钳口7110、7120的近侧端部7115、7125的孔口内的中心主体7135，使得钳口7110、7120与销7130之间几乎没有相对平移。销7130限定钳口7110、7120可被旋转所围绕的钳口轴线J，并且还将该钳口7110、7120可旋转地安装到端部执行器7000的外部壳体6230。更具体地，外部壳体6230包括朝远侧延伸的突片6235，该突片具有在其中限定的还被构造成能够紧密地接纳销7130的孔口，使得钳口组件7100相对于端部执行器7000的轴部7200不平移。销7130还包括扩大的端部，该扩大的端部防止钳口7110、7120与销7130分离，并且还防止钳口组件7100与轴部分7200分离。该布置限定了旋转接头7300。
主要参见图21和图23，通过包括驱动连接件7140、驱动螺母7150和驱动螺杆6130的钳口组件驱动器，钳口7110和7120可在它们的打开位置和闭合位置之间旋转。如下文更详细地描述的，驱动螺杆6130可通过轴驱动系统2700的驱动轴2730选择性地旋转。驱动螺钉6130包括紧密地接纳在限定在端部执行器7000的外部壳体6230中的狭槽或沟槽6232(图25)内的环形凸缘6132。狭槽6232的侧壁被构造成能够防止或至少抑制驱动螺杆6130与外部壳体6230之间的纵向和/或径向平移，但仍允许驱动螺杆6130与外部壳体6230之间的相对旋转运动。驱动螺钉6130还包括与在驱动螺母7150中限定的螺纹孔口7160螺纹接合的螺纹端口6160。驱动螺母7150被限制不能与驱动螺杆6130一起旋转，因此，当驱动螺杆6130旋转时，驱动螺母7150平移。在使用中，驱动螺杆6130在第一方向上旋转以朝近侧位移驱动螺母7150，并且在第二方向或相反方向上旋转以朝远侧位移驱动螺母7150。驱动螺母7150还包括远侧端部7155，该远侧端部包括在其中限定的被构造成能够紧密地接纳从驱动连接件7140延伸的销7145的孔口。主要参见图21，第一驱动连接件7140被附接到远侧端部7155的一侧，并且第二驱动连接件7140被附接到远侧端部7155的相反侧。第一驱动连接件7140包括从其延伸的另一销7145，该另一销被紧密地接纳在限定在第一钳口7110的近侧端部7115中的孔口中，并且类似地，第二驱动连接件7140包括从其延伸的另一销，该另一销被紧密地接纳在限定在第二钳口7120的近侧端部7125中的孔口中。由于以上所述，驱动连接件7140将钳口7110和7120操作地连接到驱动螺母7150。如上所述，当驱动螺母7150由驱动螺杆6130朝近侧驱动时，钳口7110、7120被旋转成闭合或夹持构型。相应地，当驱动螺母7150由驱动螺杆6130朝远侧驱动时，钳口7110、7120被旋转成其打开构型。
如上所述，控制系统1800被改造成能够致动电动马达1610以执行三种不同的端部执行器功能：夹持/打开钳口组件7100(图14和15)，使端部执行器7000围绕纵向轴线旋转(图18和图19)，以及使端部执行器7000围绕关节运动轴线进行关节运行(图16和17)。主要参见图26和图27，控制系统1800被构造成能够操作传输装置6000以选择性地执行这三个端部执行器功能。传输装置6000包括第一离合器系统6100，该第一离合器系统被构造成能够根据驱动轴2730旋转的方向选择性地将驱动轴2730的旋转传输到端部执行器7000的驱动螺杆6130，以打开或闭合钳口组件7100。传输装置6000还包括第二离合器系统6200，该第二离合器系统被构造成能够选择性地将驱动轴2730的旋转传输到端部执行器7000的外部壳体6230以使端部执行器7000围绕纵向轴线L旋转。传输装置6000还包括第三离合器系统6300，该第三离合器系统被构造成能够选择性地将驱动轴2730的旋转传输到关节运动接头2300以使远侧附接部分2400和端部执行器7000围绕关节运动轴线A进行关节运动。该离合器系统6100、6200和6300经由例如延伸穿过轴2510、连接器销2520、连接器销1520和轴1510的电路与控制系统1800电通信。在至少一种情况下，这些离合器控制电路中的每个包括例如两个连接器销2520和两个连接器销1520。
在各种情况下，除上述之外，轴2510和/或轴1510包括柔性电路，该柔性电路包括形成离合器控制电路的一部分的电迹线。该柔性电路可以包括带或基板，在其中和/或在其上限定导电路径。该柔性电路还可以包括例如安装到其上的传感器和/或任何固态部件，诸如平滑电容器。在至少一种情况下，导电路径中的每个可以包括一个或多个信号平滑电容器，该电容器可以均匀通过导电路径传输的信号的波动等。在各种情况下，柔性电路可涂覆有例如可以密封柔性电路以防止流体进入的至少一种材料，诸如弹性体。
主要参见图28，第一离合器系统6100包括第一离合器6110、可扩展的第一驱动环6120和第一电磁致动器6140。第一离合器6110包括环形圈并且可滑动地设置在驱动轴2730上。该第一离合器6110由磁性材料构成，并且可通过由第一电磁致动器6140产生的电磁场EF在脱离的或未致动的位置(图28)与接合的或致动的位置(图29)之间移动。在各种情况下，该第一离合器6110至少部分地由例如铁和/或镍构成。在至少一种情况下，该第一离合器6110包括永磁体。如图22A所示，驱动轴2730包括限定在其中的一个或多个纵向键槽6115，该纵向键槽被构造成能够约束离合器6110相对于驱动轴2730的纵向移动。更具体地，离合器6110包括延伸到键槽6115中的一个或多个键，使得键槽6115的远侧端部停止离合器6110的远侧移动，并且键槽6115的近侧端部停止离合器6110的近侧移动。
当第一离合器6110处于其脱离位置时(图28)，第一离合器6110与驱动轴2130一起旋转，但是不将旋转运动传输到第一驱动环6120。如在图28中可见，第一离合器6110与第一驱动环6120分离或不与第一驱动环接触。因此，当第一离合器组件6100处于其脱离状态时，驱动轴2730和第一离合器6110的旋转不被传输到驱动螺杆6130。当第一离合器6110处于其接合位置时(图29)，第一离合器6110与第一驱动环6120接合，使得第一驱动环6120径向向外扩展或拉伸以与驱动螺杆6130接触。在至少一种情况下，例如，第一驱动轴6120包括弹性体的带。如在图29中可见，第一驱动环6120被压缩而抵靠驱动螺杆6130的环形内侧壁6135。因此，当第一离合器组件6100处于其接合状态时，驱动轴2730和第一离合器6110的旋转不被传输到驱动螺杆6130。根据驱动轴2730旋转的方向，当第一离合器组件6100处于其接合状态时，第一离合器组件6100可将钳口组件7100移动到其打开和闭合构型中。
如上所述，第一电磁致动器6140被构造成能够产生磁场以使第一离合器6110在其脱离位置(图28)和接合位置(图29)之间移动。例如，参见图28，第一电磁致动器6140被构造成能够发射磁场EFL，当第一离合器组件6100处于其脱离状态时，该磁场将第一离合器6110排斥或驱动远离第一驱动环6120。第一电磁致动器6140包括在轴框架2530中限定的腔中的一个或多个缠绕线圈，当电流在第一方向上流过包括该缠绕线圈的第一电气离合器电路时，该缠绕线圈产生磁场EFL。控制系统1800被构造成能够将第一电压极性施加到第一电气离合器电路，以产生在第一方向上流动的电流。控制系统1800可以将第一电压极性连续地施加到第一电气轴电路，以将第一离合器6110连续地保持在其脱离位置。尽管这种布置可以防止第一离合器6110意外接合第一驱动环6120，但是这种布置也可以消耗很多功率。另选地，控制系统1800可以将第一电压极性施加到第一电气离合器电路足够长的时间，以将第一离合器6110定位在其脱离位置，然后中断将第一电压极性施加到第一电气离合器电路，从而使得功率消耗降低。也就是说，第一离合器组件6100还包括安装在驱动螺杆6130中的第一离合器锁6150，该第一离合器锁被构造成能够将第一离合器6110可释放地保持在其脱离位置。第一离合器锁6150被构造成能够防止或至少减小第一离合器6110无意地与第一驱动环6120接合的可能性。当第一离合器6110处于其脱离位置时，如图28所示，第一离合器锁6150干扰第一离合器6110的自由移动，并且通过其间的摩擦力和/或干扰力将该第一离合器6110保持在适当位置。在至少一种情况下，第一离合器锁6150包括例如由橡胶构成的弹性插头、支座或止动器。在某些情况下，第一离合器锁6150包括通过电磁力将第一离合器6110保持在其脱离位置的永磁体。在任何情况下，第一电磁致动器6140可以将克服这些力的电磁拉力施加到第一离合器6110，如下文更详细地描述的。
除上述之外，参见图29，第一电磁致动器6140被构造成能够发射磁场EFD，当第一离合器组件6100处于其接合状态时，该磁场朝第一驱动环6120拉动或驱动第一离合器6110。当电流在第二方向或相反方向上流过第一电气离合器电路时，第一电磁致动器6140的线圈产生磁场EFD。控制系统1800被构造成能够将相反电压极性施加到第一电气离合器电路，以产生在相反方向上流动的电流。控制系统1800可以将相反电压极性连续地施加到第一电气离合器电路，以将第一离合器6110连续地保持在其接合位置，并保持第一驱动环6120和驱动螺杆6130之间的可操作接合。另选地，第一离合器6110可以被构造成能够在第一离合器6110处于其接合位置时楔入第一驱动环6120内，并且在此类情况下，控制系统1800可能不需要将电压极性连续地施加到第一电气离合器电路以将该第一离合器组件6100保持在其接合状态。在此类情况下，一旦第一离合器6110已经充分地楔入第一驱动环6120中，控制系统1800就可以中断施加电压极性。
值得注意的是，除上述之外，第一离合器锁6150还被构造成能够在第一离合器6110处于其脱离位置时闭锁钳口组件驱动器。更具体地，再次参见图28，当第一离合器6110处于其脱离位置时，第一离合器6110推动驱动螺杆6130中的第一离合器锁6150与端部执行器7000的外部壳体6230接合，使得驱动螺杆6130相对于外部壳体6230不旋转或至少基本上不旋转。外部壳体6230包括限定在其中的被构造成能够接纳第一离合器锁6150的狭槽6235。当第一离合器6110移动到其接合位置时，参见图29，第一离合器6110不再与第一离合器锁6150接合，因此，第一离合器锁6150不再被偏压成与外部壳体6230接合，并且驱动螺杆6130可以相对于外部壳体6230自由旋转。由于以上所述，第一离合器6110可以做至少两件事：当第一离合器6110处于其接合位置时操作钳口驱动器，并且当第一离合器6110处于其脱离位置时闭锁钳口驱动器。
此外，除上述之外，螺纹部分6160和7160的螺纹可被构造成能够防止或至少抵抗钳口驱动器的反向驱动。在至少一种情况下，例如，可以选择螺纹部分6160和7160的螺距和/或角度，以防止钳口组件7100反向驱动或意外打开。由于以上所述，防止了或至少减小了钳口组件7100意外打开或闭合的可能性。
主要参见图30，第二离合器系统6200包括第二离合器6210、可扩展的第二驱动环6220和第二电磁致动器6240。第二离合器6210包括环形圈并且可滑动地设置在驱动轴2730上。该第二离合器6210由磁性材料构成，并且可通过由第二电磁致动器6240产生的电磁场EF在脱离的或未致动的位置(图30)与接合的或致动的位置(图31)之间移动。在各种情况下，该第二离合器6210至少部分地由例如铁和/或镍构成。在至少一种情况下，该第二离合器6210包括永磁体。如图22A所示，驱动轴2730包括限定在其中的一个或多个纵向键槽6215，该纵向键槽被构造成能够约束第二离合器6210相对于驱动轴2730的纵向移动。更具体地，第二离合器6210包括延伸到键槽6215中的一个或多个键，使得键槽6215的远侧端部停止第二离合器6210的远侧移动，并且键槽6215的近侧端部停止第二离合器6210的近侧移动。
当第二离合器6210处于其脱离位置时，参见图30，第二离合器6210与驱动轴2730一起旋转，但是不将旋转运动传输到第二驱动环6220。如在图30中可见，第二离合器6210与第二驱动环6220分离或不与第二驱动环接触。因此，当第二离合器组件6200处于其脱离状态时，驱动轴2730和第二离合器6210的旋转不被传输到端部执行器7000的外部壳体6230。当第二离合器6210处于其接合位置时(图31)，第二离合器6210与第二驱动环6220接合，使得第二驱动环6220径向向外扩展或拉伸以与外部壳体6230接触。在至少一种情况下，例如，第二驱动轴6220包括弹性体的带。如在图31中可见，第二驱动环6220被压缩而抵靠外部壳体6230的环形内侧壁7415。因此，当第二离合器组件6200处于其接合状态时，驱动轴2730和第二离合器6210的旋转不被传输到外部壳体6230。根据驱动轴2730旋转的方向，当第二离合器组件6200处于其接合状态时，第二离合器组件6200可围绕纵向轴线L在第一方向或第二方向上旋转端部执行器7000。
如上所述，第二电磁致动器6240被构造成能够产生磁场以使第二离合器6210在其脱离位置(图30)和接合位置(图31)之间移动。例如，第二电磁致动器6240被构造成能够发射磁场EFL，当第二离合器组件6200处于其脱离状态时，该磁场将第二离合器6210排斥或驱动远离第二驱动环6220。第二电磁致动器6240包括在轴框架2530中限定的腔中的一个或多个缠绕线圈，当电流在第一方向上流过包括该缠绕线圈的第二电气离合器电路时，该缠绕线圈产生磁场EFL。控制系统1800被构造成能够将第一电压极性施加到第二电气离合器电路，以产生在第一方向上流动的电流。控制系统1800可以将第一电压极性连续地施加到第二电气离合器电路，以将第二离合器6120连续地保持在其脱离位置。尽管这种布置可以防止第二离合器6210意外接合第二驱动环6220，但是这种布置也可以消耗很多功率。另选地，控制系统1800可以将第一电压极性施加到第二电气离合器电路足够长的时间，以将第二离合器6210定位在其脱离位置，然后中断将第一电压极性施加到第二电气离合器电路，从而使得功率消耗降低。也就是说，第二离合器组件6200还包括安装在外部壳体6230中的第二离合器锁6250，该第二离合器锁被构造成能够将第二离合器6210可释放地保持在其脱离位置。与上述相似，第二离合器锁6250可以防止或至少减小第二离合器6210与第二驱动环6220意外接合的可能性。当第二离合器6210处于其脱离位置时，如图30所示，第二离合器锁6250干扰第二离合器6210的自由移动，并且通过其间的摩擦力和/或干扰力将该第二离合器6210保持在适当位置。在至少一种情况下，第二离合器锁6250包括例如由橡胶构成的弹性插头、支座或止动器。在某些情况下，第二离合器锁6250包括通过电磁力将第二离合器6210保持在其脱离位置的永磁体。也就是说，第二电磁致动器6240可以将克服这些力的电磁拉力施加到第二离合器6210，如下文更详细地描述的。
除上述之外，参见图31，第二电磁致动器6240被构造成能够发射磁场EFD，当第二离合器组件6200处于其接合状态时，该磁场朝第二驱动环6220拉动或驱动第二离合器6210。当电流在第二方向或相反方向上流过第二电气轴电路时，第二电磁致动器6240的线圈产生磁场EFD。控制系统1800被构造成能够将相反电压极性施加到第二电气轴电路，以产生在相反方向上流动的电流。控制系统1800可以将相反电压极性连续地施加到第二电气轴电路，以将第二离合器6210连续地保持在其接合位置，并保持第二驱动环6220和外部壳体6230之间的可操作接合。另选地，第二离合器6210可以被构造成能够在第二离合器6210处于其接合位置时楔入第二驱动环6220内，并且在此类情况下，控制系统1800可能不需要将电压极性连续地施加到第二轴电路以将第二离合器组件6200保持在其接合状态。在此类情况下，一旦第二离合器6210已经充分地楔入第二驱动环6220中，控制系统1800就可以中断施加电压极性。
值得注意的是，除上述之外，第二离合器锁6250还被构造成能够在第二离合器6210处于其脱离位置时闭锁端部执行器7000的旋转。更具体地，再次参见图30，当第二离合器6210处于其脱离位置时，第二离合器6210推动外轴6230中的第二离合器锁6250与关节运动连接件2340接合，使得端部执行器7000相对于轴组件2000的远侧附接部分2400不旋转或至少基本上不旋转。如图27所示，当第二离合器6210处于其脱离位置时，第二离合器锁6250被定位或楔入在限定在关节运动连接件2340中的狭槽或通道2345内。由于以上所述，防止了或至少减小了端部执行器7000意外旋转的可能性。此外，由于以上所述，第二离合器6210可以做至少两件事：当第二离合器6210处于其接合位置时操作端部执行器，并且当第二离合器6210处于其脱离位置时闭锁端部执行器。
主要参见图22、图24、和图25，轴组件2000还包括关节运动驱动系统，该关节运动驱动系统被构造成能够使远侧附接部分2400和端部执行器7000围绕关节运动接头2300进行关节运动。关节运动驱动系统包括可旋转地支撑在远侧附接部分2400内的关节运动驱动器6330。也就是说，关节运动驱动器6330紧密地接纳在远侧附接部分2400内，使得关节运动驱动器6330相对于远侧附接部分2400不平移或至少基本上不平移。轴组件2000的关节运动驱动系统还包括固定地安装到关节运动框架2310上的固定齿轮2330。更具体地，固定齿轮2330被固定地安装到连接关节运动框架2310的突片2314和关节运动连接件2340的销上，使得固定齿轮2330不相对于关节运动框架2310旋转。固定齿轮2330包括中心主体2335和围绕该中央主体2335的周边延伸的固定齿2332的环形阵列。关节运动驱动器6330包括驱动齿6332的环形阵列，该环形阵列与固定齿2332啮合接合。当关节运动驱动器6330旋转时，关节运动驱动器6330推压固定齿轮2330，并使轴组件2000的远侧附接部分2400和端部执行器7000围绕关节运动接头2300进行关节运动。
主要参见图32，第三离合器系统6300包括第三离合器6310、可扩展的第三驱动环6320和第三电磁致动器6340。第三离合器6310包括环形圈并且可滑动地设置在驱动轴2730上。该第三离合器6310由磁性材料构成，并且可通过由第三电磁致动器6340产生的电磁场EF在脱离的或未致动的位置(图32)与接合的或致动的位置(图33)之间移动。在各种情况下，该第三离合器6310至少部分地由例如铁和/或镍构成。在至少一种情况下，该第三离合器6310包括永磁体。如图22A所示，驱动轴2730包括限定在其中的一个或多个纵向键槽6315，该纵向键槽被构造成能够约束第三离合器6310相对于驱动轴2730的纵向移动。更具体地，第三离合器6310包括延伸到键槽6315中的一个或多个键，使得键槽6315的远侧端部停止第三离合器6310的远侧移动，并且键槽6315的近侧端部停止第三离合器6310的近侧移动。
当第三离合器6310处于其脱离位置时，参见图32，第三离合器6310与驱动轴2730一起旋转，但是不将旋转运动传输到第三驱动环6320。如在图32中可见，第三离合器6310与第三驱动环6320分离或不与第三驱动环接触。因此，当第三离合器组件6300处于其脱离状态时，驱动轴2730和第三离合器6310的旋转不被传输到关节运动驱动器6330。当第三离合器6310处于其接合位置时，参见图33，第三离合器6310与第三驱动环6320接合，使得第三驱动环6320径向向外扩展或拉伸以与关节运动驱动器6330接触。在至少一种情况下，例如，第三驱动轴6320包括弹性体的带。如在图33中可见，第三驱动环6320被压缩而抵靠关节运动驱动器6330的环形内侧壁6335。因此，当第三离合器组件6300处于其接合状态时，驱动轴2730和第三离合器6310的旋转被传输到关节运动驱动器6330。根据驱动轴2730旋转的方向，第三离合器组件6300可以使轴组件2000的远侧附接部分2400和端部执行器7000围绕关节运动接头2300在第一方向或第二方向上进行关节运动。
如上所述，第三电磁致动器6340被构造成能够产生磁场以使第三离合器6310在其脱离位置(图32)和接合位置(图33)之间移动。例如，参见图32，第三电磁致动器6340被构造成能够发射磁场EFL，当第三离合器组件6300处于其脱离状态时，该磁场将第三离合器6310排斥或驱动远离第三驱动环6320。第三电磁致动器6340包括在轴框架2530中限定的腔中的一个或多个缠绕线圈，当电流在第一方向上流过包括该缠绕线圈的第三电气离合器电路时，该缠绕线圈产生磁场EFL。控制系统1800被构造成能够将第一电压极性施加到第三电气离合器电路，以产生在第一方向上流动的电流。控制系统1800可以将第一电压极性连续地施加到第三电气离合器电路，以将第三离合器6310连续地保持在其脱离位置。尽管这种布置可以防止第三离合器6310意外接合第三驱动环6320，但是这种布置也可以消耗很多功率。另选地，控制系统1800可以将第一电压极性施加到第三电气离合器电路足够长的时间，以将第三离合器6310定位在其脱离位置，然后中断将第一电压极性施加到第三电气离合器电路，从而使得功率消耗降低。
除上述之外，第三电磁致动器6340被构造成能够发射磁场EFD，当第三离合器组件6300处于其接合状态时，该磁场朝第三驱动环6320拉动或驱动第三离合器6310。当电流在第二方向或相反方向上流过第三电气离合器电路时，第三电磁致动器6340的线圈产生磁场EFD。控制系统1800被构造成能够将相反电压极性施加到第三电气轴电路，以产生在相反方向上流动的电流。控制系统1800可以将相反电压极性连续地施加到第三电气轴电路，以将第三离合器6310连续地保持在其接合位置，并保持第三驱动环6320和关节运动驱动器6330之间的可操作接合。另选地，第三离合器6210可以被构造成能够在第三离合器6310处于其接合位置时楔入第三驱动环6320内，并且在此类情况下，控制系统1800可能不需要将电压极性连续地施加到第三轴电路以将第三离合器组件6300保持在其接合状态。在此类情况下，一旦第三离合器6310已经充分地楔入第三驱动环6320中，控制系统1800就可以中断施加电压极性。在任何情况下，当第三离合器组件6300处于其接合状态时，根据驱动轴2730旋转的方向，端部执行器7000在第一方向或第二方向上进行关节运动。
除上述之外，参见图22、图32和图33，关节运动驱动系统还包括闭锁件6350，当第三离合器6310处于其脱离位置(图32)时，该闭锁件防止或至少禁止轴组件2000的远侧附接部分2400和端部执行器7000围绕关节运动接头2300进行关节运动。主要参见图22，关节运动连接件2340包括限定在其中的狭槽或沟槽2350，其中闭锁件6350可滑动地定位在狭槽2350中并且至少部分地在固定关节运动齿轮2330下方延伸。闭锁件6350包括与第三离合器6310接合的附接钩6352。更具体地，第三离合器6310包括限定在其中的环形狭槽或沟槽6312，并且附接钩6352定位在环形狭槽6312中，使得闭锁件6350与第三离合器6310一起平移。然而，值得注意的是，闭锁件6350不与第三离合器6310一起旋转或至少基本上不旋转。相反，第三离合器6310中的环形沟槽6312允许第三离合器6310相对于闭锁件6350旋转。闭锁件6350还包括闭锁钩6354，该闭锁钩可滑动地定位在限定在固定齿轮2330的底部的径向延伸的闭锁狭槽2334中。当第三离合器6310处于其脱离位置时，如图32所示，闭锁件6350处于锁定位置，在该锁定位置中，闭锁钩6354防止端部执行器7000围绕关节运动接头2300旋转。当第三离合器6310处于其接合位置时，如图33所示，闭锁件6350处于解锁位置，在该解锁位置中，闭锁钩6354不再定位在闭锁狭槽2334中。相反，闭锁钩6354被定位在固定齿轮2330的中间或主体2335中限定的间隙狭槽中。在此类情况下，当端部执行器7000围绕关节运动接头2300旋转时，闭锁钩6354可在间隙狭槽内旋转。
除上述之外，图32和33所示的径向延伸的闭锁狭槽2334纵向延伸，即沿着平行于细长轴2200的纵向轴线的轴线延伸。然而，一旦已经使端部执行器7000进行关节运动，则闭锁钩6354不再与纵向闭锁狭槽2334对准。据此，固定齿轮2330包括限定在固定齿轮2330的底部中的多个径向延伸的闭锁狭槽2334或径向延伸的闭锁狭槽阵列，使得当第三离合器6310被解除致动并且在已经使端部执行器7000进行关节运动之后朝远侧拉动闭锁件6350时，闭锁钩6354可以进入闭锁狭槽2334中的一个并且将端部执行器7000锁定在其关节运动位置。从而，因此端部执行器7000可以被锁定在非关节运动位置和关节运动位置。在各种情况下，闭锁狭槽2334可以限定端部执行器7000的离散关节运动位置。例如，闭锁狭槽2334可以10度的间隔限定，例如，该闭锁狭槽可以10度的间隔限定端部执行器7000的离散关节运动取向。在其他情况下，例如，这些取向可以为5度的间隔。在另选的实施方案中，闭锁件6350包括制动器，当第三离合器6310从第三驱动环6320脱离时，该制动器接合限定在固定齿轮2330中的周向肩部。在这种实施方案中，端部执行器7000可以被锁定在任何合适的取向上。在任何情况下，闭锁件6350防止或至少减小了端部执行器7000意外地进行关节运动的可能性。由于以上所述，第三离合器6310可以做两件事：当第三离合器处于其接合位置时操作关节运动驱动器，并且当第三离合器处于其脱离位置时闭锁关节运动驱动器。
主要参见图24和图25，轴框架2530和驱动轴2730延伸穿过关节运动接头2300到达远侧附接部分2400中。当端部执行器7000进行关节运动时，如图16和图17所示，轴框架2530和驱动轴2730弯曲以适应端部执行器7000的关节运动。因此，轴框架2530和驱动轴2730由适应端部执行器7000的关节运动的任何合适的材料构成。此外，如上所述，轴框架2530接纳第一电磁致动器6140、第二电磁致动器6240和第三电磁致动器6340。在各种情况下，例如，第一电磁致动器6140、第二电磁致动器6240和第三电磁致动器6340每者均包括缠绕线圈，诸如铜线线圈，并且轴框架2530由绝缘材料构成以防止或至少减小第一电磁致动器6140、第二电磁致动器6240和第三电磁致动器6340之间短路的可能性。在各种情况下，延伸穿过轴框架2530的第一电气离合器电路、第二电气离合器电路和第三电气离合器电路例如由绝缘电线构成。除上述之外，第一电气离合器电路、第二电气离合器电路和第三电气离合器电路将电磁致动器6140、6240和6340与驱动模块1100中的控制系统1800通信。
如上所述，离合器6110、6210和/或6310可以被保持在它们的脱离位置，使得这些离合器不会意外移动到它们的接合位置。在各种布置中，离合器系统6000包括例如被构造成能够将第一离合器6110偏压到其脱离位置的第一偏压构件，诸如弹簧；例如被构造成能够将第二离合器6210偏压到其脱离位置的第二偏压构件，诸如弹簧；和/或例如被构造成能够将第三离合器6110偏压到其脱离位置的第三偏压构件，诸如弹簧。在此类布置中，当由电流供电时，由电磁致动器产生的电磁力可以选择性地克服弹簧的偏压力。除上述之外，离合器6110、6210和/或6310可分别由驱动环6120、6220和/或6320保持在它们的接合位置。更具体地，在至少一种情况下，驱动环6120、6220和/或6320由弹性材料构成，该弹性材料将离合器6110、6210和/或6310分别握持或摩擦地保持在它们的接合位置。在其他另选的实施方案中，离合器系统6000包括例如被构造成能够将第一离合器6110偏压到其接合位置的第一偏压构件，诸如弹簧；例如被构造成能够将第二离合器6210偏压到其接合位置的第二偏压构件，诸如弹簧；和/或例如被构造成能够将第三离合器6110偏压到其接合位置的第三偏压构件，诸如弹簧。在此类布置中，弹簧的偏压力可以通过分别由电磁致动器6140、6240和/或6340施加的电磁力来克服，以选择性地将离合器6110、6210和6310保持在其脱离位置。在外科系统的任一种操作模式中，控制组件1800可以使电磁致动器中的一个通电以接合离合器中的一个，同时使其他两个电磁致动器通电以使其他两个离合器脱离。
尽管离合器系统6000包括三个离合器以控制外科系统的三个驱动系统，但是离合器系统可以包括任何合适数量的离合器以控制任何合适数量的系统。此外，尽管离合器系统6000中的离合器在其接合位置和脱离位置之间朝近侧和朝远侧滑动，但是离合器系统中的离合器可以任何合适的方式移动。另外，尽管离合器系统6000中的离合器一次接合一个离合器以一次控制一个驱动运动，但是可以设想各种情况，其中可以接合多于一个的离合器以一次控制多于一个的驱动运动。
鉴于上述情况，读者应当理解，控制系统1800被构造成能够：一、操作马达系统1600以使驱动轴系统2700在适当的方向上旋转，以及二、操作离合器系统6000以将驱动轴系统2700的旋转传递到端部执行器7000的适当功能。此外，如上所述，控制系统1800响应于来自轴组件2000的夹持触发器系统2600和柄部1000的输入系统1400的输入。如上所述，当夹持触发器系统2600被致动时，控制系统1800激活第一离合器组件6100，并停用第二离合器组件6200和第三离合器组件6300。在此类情况下，控制系统1800还向马达系统1600供电，以使驱动轴系统2700在第一方向上旋转以夹持端部执行器7000的钳口组件7100。当控制系统1800检测到钳口组件7100处于其夹持构型时，控制系统1800停止向马达组件1600供电并停用第一离合器组件6100。当控制系统1800检测到夹持触发器系统2600已经被移动到或将被移动到其未致动位置时，控制系统1800激活第一离合器组件6100或保持第一离合器组件的激活，并停用第二离合器组件6200和第三离合器组件6300或保持第二离合器组件和第三离合器组件的停用。在此类情况下，控制系统1800还向马达系统1600供电，以使驱动轴系统2700在第二方向上旋转以打开端部执行器7000的钳口组件7100。
当旋转致动器1420在第一方向上被致动时，除上述之外，控制系统1800激活第二离合器组件6200，并且停用第一离合器组件6100和第三离合器组件6300。在此类情况下，控制系统1800还向马达系统1600供电，以使驱动轴系统2700在第一方向上旋转以使端部执行器7000在第一方向上旋转。当控制系统1800检测到旋转制动器1420已经在第二方向上被致动时，控制系统1800激活第二离合器组件6200或保持第二离合器组件的激活，并停用第一离合器组件6100和第三离合器组件6300或保持第二离合器组件和第三离合器组件的停用。在此类情况下，控制系统1800还向马达系统1600供电，以使驱动轴系统2700在第二方向上旋转以使端部执行器7000在第二方向上旋转。当控制系统1800检测到旋转致动器1420未被致动时，控制系统1800停用第二离合器组件6200。
当第一关节运动致动器1432被压下时，除上述之外，控制系统1800致动第三离合器组件6300并且停用第一离合器组件6100和第二离合器组件6200。在此类情况下，控制系统1800还向马达系统1600供电，以使驱动轴系统2700在第一方向上旋转以使端部执行器7000在第一方向上进行关节运动。当控制系统1800检测到第二关节运动致动器1434被压下时，控制系统1800激活第三离合器组件6200或维持第三离合器组件的激活，并且停用第一离合器组件6100和第二离合器组件6200或维持第一离合器组件和第二离合器组件的停用。在此类情况下，控制系统1800还向马达系统1600供电，以使驱动轴系统2700在第二方向上旋转以使端部执行器7000在第二方向上进行关节运动。当控制系统1800检测到第一关节运动致动器1432和第二关节运动致动器1434均未被致动时，控制系统1800停用第三离合器组件6200。
除上述之外，控制系统1800被构造成能够基于其从轴组件2000的夹持触发器系统2600和柄部1000的输入系统1400接收的输入来改变缝合系统的操作模式。控制系统1800被构造成能够在旋转轴驱动系统2700以执行相应的端部执行器功能之前切换离合器系统6000。此外，控制系统1800被构造成能够在切换离合器系统6000之前停止轴驱动系统2700的旋转。这种布置可以防止端部执行器7000中的突然移动。另选地，控制系统1800可以在轴驱动系统2700旋转时使切换离合器系统600。这种布置可以允许控制系统1800在操作模式之间快速切换。
如上所述，参见图34，轴组件2000的远侧附接部分2400包括端部执行器锁6400，该端部执行器锁被构造成能够防止端部执行器7000从轴组件2000意外地脱离。端部执行器锁6400包括：锁定端6410、近侧端部6420和枢轴6430，该锁定端可选择性地与在端部执行器7000的近侧附接部分7400上限定的锁定凹陷部7410的阵列环形接合，该枢轴将端部执行器锁6400可旋转地连接到关节运动连接件2320。当第三离合器组件6300的第三离合器6310处于其脱离位置时，如图34所示，第三离合器6310与端部执行器锁6400的近侧端部6420接触，使得端部执行器锁6400的锁定端部6410与锁定凹陷部7410的阵列接合。在此类情况下，端部执行器7000可以相对于端部执行器锁6400旋转，但是不能相对于远侧附接部分2400平移。当第三离合器6310移动到其接合位置时，如图35所示，第三离合器6310不再与端部执行器锁6400的近侧端部6420接合。在此类情况下，端部执行器锁6400可以自由向上枢转，并允许端部执行器7000与轴组件2000分离。
上文说过，再次参见图34，当临床医生将轴组件2000与端部执行器7000分离或试图将该轴组件与该端部执行器分离时，第二离合器组件6200的第二离合器6210可能处于其脱离位置。如上所述，当第二离合器6210处于其脱离位置时，第二离合器6210与第二离合器锁6250接合，并且在此类情况下，第二离合器锁6250被推动成与关节运动连接件2340接合。更具体地，当第二离合器6210与第二离合器锁6250接合时，第二离合器锁6250定位在关节运动连接件2340中限定的通道2345中，这可以防止或至少阻碍端部执行器7000与轴组件2000分离。为了促进端部执行器7000从轴组件2000释放，控制系统1800除了将第三离合器6310移动到其接合位置之外，还可以将第二离合器6210移动到其接合位置。在此类情况下，当移除端部执行器7000时，端部执行器7000可以清除端部执行器锁6400和第二离合器锁6250。
在至少一种情况下，除上述之外，驱动模块1100包括输入开关和/或传感器，该输入开关和/或传感器经由输入系统1400和/或控制系统1800直接与控制系统1800通信，该输入开关和/或传感器在致动时使控制系统1800解锁端部执行器7000。在各种情况下，驱动模块1100包括与输入系统1400的板1410通信的输入屏幕1440，该输入屏幕被构造成能够接收来自临床医生的解锁输入。响应于该解锁输入，控制系统1800可以在马达系统1600正在运行的情况下停止该马达系统，并且如上所述地解锁端部执行器7000。输入屏幕1440还被构造成能够接收来自临床医生的锁定输入，其中输入系统1800将第二离合器组件6200和/或第三离合器组件6300移动到它们的未致动状态，以将端部执行器7000锁定到轴组件2000。
图37示出了根据至少一个另选的实施方案的轴组件2000'。轴组件2000'在许多方面类似于轴组件2000，为了简洁起见，本文将不再重复其中的大部分。类似于轴组件2000，轴组件2000'包括轴框架，即轴框架2530'。轴框架2530'包括纵向通道2535'，和另外，多个离合器位置传感器，即定位在轴框架2530'中的第一传感器6180'、第二传感器6280'和第三传感器6380'。作为第一感测电路的一部分，第一传感器6180'与控制系统1800进行信号通信。第一感测电路包括延伸穿过纵向通道2535'的信号线；然而，第一感测电路可以包括无线信号发射器和接收器，以使第一传感器6180'与控制系统1800进行信号通信。第一传感器6180'被定位和布置成检测第一离合器组件6100的第一离合器6110的位置。基于从第一传感器6180'接收的数据，控制系统1800可以确定第一离合器6110是处于其接合位置、其脱离位置还是处于该接合位置和脱离位置之间的某处。通过该信息，控制系统1800可以在外科器械的操作状态下评估第一离合器6110是否处于正确位置。例如，如果外科器械处于其钳口夹持/打开操作状态，则控制系统1800可以验证第一离合器6110是否正确地定位在其接合位置。在此类情况下，除下述所述，控制系统1800还可以通过第二传感器6280'来验证第二离合器6210处于其脱离位置，并且通过第三传感器6380'来验证第三离合器6310处于其脱离位置。相应地，如果外科器械未处于其钳口夹持/打开状态，则控制系统1800可以验证第一离合器6110是否正确地定位在其脱离位置。在第一离合器6110未处于其正确位置的情况下，控制系统1800可以致动第一电磁致动器6140，以试图正确地定位第一离合器6110。同样，如果需要，控制系统1800可以致动电磁致动器6240和/或6340以正确地定位离合器6210和/或6310。
作为第二感测电路的一部分，第二传感器6280'与控制系统1800进行信号通信。第二感测电路包括延伸穿过纵向通道2535'的信号线；然而，第二感测电路可以包括无线信号发射器和接收器，以使第二传感器6280'与控制系统1800进行信号通信。第二传感器6280'被定位和布置成检测第一离合器组件6200的第二离合器6210的位置。基于从第二传感器6280'接收的数据，控制系统1800可以确定第二离合器6210是处于其接合位置、其脱离位置还是处于该接合位置和脱离位置之间的某处。通过该信息，控制系统1800可以在外科器械的操作状态下评估第二离合器6210是否处于正确位置。例如，如果外科器械处于其端部执行器旋转操作状态，则控制系统1800可以验证第二离合器6210是否正确地定位在其接合位置。在此类情况下，控制系统1800还可以通过第一传感器6180'来验证第一离合器6110处于其脱离位置，并且除下述之外，控制系统1800还可以通过第三传感器6380'来验证第三离合器6310处于其脱离位置。相应地，如果外科器械未处于其端部执行器旋转状态，则控制系统1800可以验证第二离合器6110是否正确地定位在其脱离位置。在第二离合器6210未处于其正确位置的情况下，控制系统1800可以致动第二电磁致动器6240，以试图正确地定位第二离合器6210。同样，如果需要，控制系统1800可以致动电磁致动器6140和/或6340以正确地定位离合器6110和/或6310。
作为第三感测电路的一部分，第三传感器6380'与控制系统1800进行信号通信。第三感测电路包括延伸穿过纵向通道2535'的信号线；然而，第三感测电路可以包括无线信号发射器和接收器，以使第三传感器6380'与控制系统1800进行信号通信。第三传感器6380'被定位和布置成检测第三离合器组件6300的第三离合器6310的位置。基于从第三传感器6380'接收的数据，控制系统1800可以确定第三离合器6310是处于其接合位置、其脱离位置还是处于该接合位置和脱离位置之间的某处。通过该信息，控制系统1800可以在外科器械的操作状态下评估第三离合器6310是否处于正确位置。例如，如果外科器械处于其端部执行器旋转操作状态，则控制系统1800可以验证第三离合器6310是否正确地定位在其接合位置。在此类情况下，控制系统1800还可以通过第一传感器6180'来验证第一离合器6110处于其脱离位置，并且通过第二传感器6280'来验证第二离合器6210处于其脱离位置。相应地，如果外科器械未处于其端部执行器关节运动状态，则控制系统1800可以验证第三离合器6310是否正确地定位在其脱离位置。在第三离合器6310未处于其正确位置的情况下，控制系统1800可以致动第三电磁致动器6340，以试图正确地定位第三离合器6310。同样，如果需要，控制系统1800可以致动电磁致动器6140和/或6240以正确地定位离合器6110和/或6210。
除上述之外，离合器位置传感器，即第一传感器6180'、第二传感器6280'和第三传感器6380'可以包括任何合适类型的传感器。在各种情况下，第一传感器6180'、第二传感器6280'和第三传感器6380'均包括接近传感器。在这种布置中，传感器6180'、6280'和6380'被构造成能够检测离合器6110、6210和6310是否分别处于其接合位置。在各种情况下，第一传感器6180'、第二传感器6280'和第三传感器6380'各自包括例如霍尔效应传感器。在这种布置中，传感器6180'、6280'和6380'不仅可以分别检测离合器6110、6210和6310是否处于其接合位置，而且传感器6180'、6280'和6380还可以检测离合器6110、6210和6310相对于它们的接合位置或脱离位置有多近。
图38示出了根据至少一个另选的实施方案的轴组件2000”和端部执行器7000”。端部执行器7000”在许多方面类似于端部执行器7000，为了简洁起见，本文将不再重复其中的大部分。类似于端部执行器7000，端部执行器7000”包括钳口组件7100和钳口组件驱动器，该钳口组件驱动器被构造成能够使钳口组件7100在其打开构型和闭合构型之间移动。钳口组件驱动器包括驱动连接件7140、驱动螺母7150”和驱动螺杆6130”。驱动螺母7150”包括定位在其中的传感器7190”，该传感器被构造成能够检测定位在驱动螺杆6130”中的磁性元件6190”的位置。磁性元件6190”定位在驱动螺杆6130”中限定的细长孔口6134”中，并且可以包括永磁体并且/或者可以由例如铁、镍和/或任何合适的金属构成。在各种情况下，传感器7190”包括例如与控制系统1800进行信号通信的接近传感器。在某些情况下，传感器7190”包括例如与控制系统1800进行信号通信霍尔效应传感器。例如，在某些情况下，传感器7190”包括例如光学传感器，并且可检测元件6190”包括光学可检测元件，诸如反射元件。在任一种情况下，传感器7190”被构造成能够例如经由无线信号发射器和接收器和/或经由延伸穿过轴框架通道2532'的有线连接与控制系统1800进行无线通信。
除上述之外，传感器7190”被构造成能够检测磁性元件6190”何时与传感器7190”相邻，使得控制系统1800可以使用该数据来确定钳口组件7100已经到达其钳口夹持行程的末端。此时，控制系统1800可停止马达组件1600。传感器7190”和控制系统1800还被构造成能够确定驱动螺杆6130”当前定位的位置和驱动螺杆6130”在其闭合行程结束时应该定位的位置之间的距离，以便计算驱动螺杆6130”的闭合行程量，该闭合行程量仍需闭合钳口组件7100。此外，控制系统1800可以使用此类信息来评估钳口组件7100的当前构型，即，钳口组件7100是处于其打开构型、其闭合构型还是部分闭合构型。传感器系统可以用于确定钳口组件7100何时到达其完全打开位置并在那时停止马达组件1600。在各种情况下，控制系统1800可以使用该传感器系统通过在马达组件1600转动的同时确认钳口组件7100正在移动来确认第一离合器组件6100处于其致动状态。类似地，控制系统1800可以使用该传感器系统通过在马达组件1600转动的同时确认钳口组件7100未在移动来确认第一离合器组件6100处于其未致动状态。
图39示出了根据至少一个另选的实施方案的轴组件2000”'和端部执行器7000”'。轴组件2000”'在许多方面类似于轴组件2000和2000'，为了简洁起见，本文将不再重复其中的大部分。端部执行器7000”'在许多方面类似于端部执行器7000和7000”，为了简洁起见，本文将不再重复其中的大部分。类似于端部执行器7000，端部执行器7000”'包括钳口组件7100和钳口组件驱动器，该钳口组件驱动器被构造成能够使钳口组件7100在其打开构型和闭合构型之间移动，另外，端部执行器旋转驱动器使端部执行器7000”'相对于轴组件2000'的远侧附接部分2400旋转。端部执行器旋转驱动器包括外部壳体6230”'，该外部壳体通过第二离合器组件6200相对于端部执行器7000”'的轴框架2530”'旋转。轴框架2530”'包括定位在其中的传感器6290”'，该传感器被构造成能够检测定位在驱动外部壳体6230””中和/或定位在外部壳体上的磁性元件6190”'的位置。磁性元件6190”'可以包括永磁体并且/或者可以由例如铁、镍和/或任何合适的金属构成。在各种情况下，传感器6290”'包括例如与控制系统1800进行信号通信的接近传感器。在某些情况下，传感器6290”'包括例如与控制系统1800进行信号通信霍尔效应传感器。在任一种情况下，传感器6290”'被构造成能够例如经由无线信号发射器和接收器和/或经由延伸穿过轴框架通道2532'的有线连接与控制系统1800进行无线通信。在各种情况下，控制系统1800可以使用传感器6290”'来确认磁性元件6190'是否正在旋转，并且因此确认第二离合器组件6200处于其致动状态。类似地，控制系统1800可以使用传感器6290”'来确认磁性元件6190'是否未在旋转，并且因此确认第二离合器组件6200处于其未致动状态。控制系统1800还可以使用传感器6290”'通过确认第二离合器6210被定位成与传感器6290”'相邻来确认第二离合器组件6200处于其未致动状态。
图40示出了根据至少一个另选的实施方案的轴组件2000””。轴组件2000””在许多方面类似于轴组件2000、2000'和2000”'，为了简洁起见，本文将不再重复其中的大部分。例如，类似于轴组件2000，轴组件2000””包括细长轴2200、关节运动接头2300和远侧附接部分2400等，该远侧附接部分被构造成能够接纳端部执行器，诸如端部执行器7000'。类似于轴组件2000，轴组件2000””包括关节运动驱动器，即，被构造成能够使远侧附接部分2400和端部执行器7000'围绕关节运动接头2300旋转的关节运动驱动器6330””。与上述相似，轴框架2530””包括定位在其中的传感器，该传感器被构造成能够检测定位在关节运动驱动器6330””中和/或定位在该关节运动驱动器上的磁性元件6390””的位置和/或旋转。磁性元件6390””可以包括永磁体并且/或者可以由例如铁、镍和/或任何合适的金属构成。在各种情况下，传感器包括例如与控制系统1800进行信号通信的接近传感器。在某些情况下，传感器包括例如与控制系统1800进行信号通信的霍尔效应传感器。在任一种情况下，传感器被构造成能够例如经由无线信号发射器和接收器和/或经由延伸穿过轴架通道2532'的有线连接与控制系统1800进行无线通信。在各种情况下，控制系统1800可以使用该传感器来确认磁性元件6390””是否正在旋转，并且因此确认第三离合器组件6300处于其致动状态。类似地，控制系统1800可以使用该传感器来确认磁性元件6390””是否未在旋转，并且因此确认第三离合器组件6300处于其未致动状态。在某些情况下，控制系统1800可以使用传感器通过确认第三离合器6310被定位成与该传感器相邻来确认第三离合器组件6300处于其未致动状态。
再次参见图40，轴组件2000””包括被构造成能够例如将端部执行器7000'可释放地锁定到轴组件2000””的端部执行器锁6400'。端部执行器锁6400'在许多方面类似于端部执行器锁6400，为了简洁起见，本文将不再讨论其中的大部分。但是，值得注意的是，锁6400'的近侧端部6420'包括齿6422'，该齿被构造成能够与第三离合器6310的环形狭槽6312接合并将第三离合器6310可释放地保持在其脱离位置。也就是说，第三电磁组件6340的致动可使第三离合器6310与端部执行器锁6400'脱离。此外，在此类情况下，第三离合器6310朝近侧移动到其接合位置将端部执行器锁6400'旋转到锁定位置并与锁定凹陷部7410接合，以将端部执行器7000'锁定到轴组件2000””。相应地，第三离合器6310朝远侧移动到其脱离位置解锁端部执行器7000'并且允许端部执行器7000'从轴组件2000””拆卸。
除上述之外，包括柄部和附接到其上的轴组件的器械系统被构造成能够执行诊断检查，以评估离合器组件6100、6200和6300的状态。在至少一种情况下，控制系统1800以任何合适的顺序依次致动电磁致动器6140、6240和/或6340，以分别验证离合器6110、6210和/或6310的位置，并且/或者确认该离合器响应于该电磁制动器，并且因此没有卡住。控制系统1800可以使用包括本文公开的任何传感器的传感器来验证离合器6110、6120和6130的响应于由电磁制动器6140、6240和/或6340产生的电磁场的移动。另外，诊断检查还可以包括验证驱动系统的运动。在至少一种情况下，控制系统1800以任何合适的顺序依次致动电磁致动器6140、6240和/或6340，以验证例如钳口驱动器打开和/或闭合钳口组件7100，旋转驱动器旋转端部执行器7000，以及/或者关节运动驱动器使端部执行器7000进行关节运动。控制系统1800可以使用传感器来验证钳口组件7100和端部执行器7000的运动。
例如，控制系统1800可以在任何合适的时间执行诊断测试，诸如当轴组件附接到柄部上和/或当柄部通电时。如果控制系统1800确定器械系统通过了诊断测试，则控制系统1800可以允许器械系统的正常操作。在至少一种情况下，柄部可以包括例如指示已经通过诊断检查的指示器，诸如绿色LED。如果控制系统1800确定器械系统未能通过诊断测试，则控制系统1800可以阻止和/或改变器械系统的操作。例如，在至少一种情况下，控制系统1800可以将器械系统的功能限制为仅从患者身上移除器械系统所需的功能，诸如拉直端部执行器7000和/或打开和闭合钳口组件7100。在至少一种情况下，控制系统1800进入跛行模式。控制系统1800的跛行模式例如可以使马达1610的当前旋转速度降低选自约75％至约25％的范围内的任何百分比。在一个示例中，跛行模式使马达1610的当前旋转速度降低50％。在一个示例中，跛行模式使马达1610的当前旋转速度降低75％。跛行模式例如可以使马达1610的当前扭矩降低选自约75％至约25％的范围内的任何百分比。在一个示例中，跛行模式使马达1610的当前扭矩降低50％。柄部可以包括例如指示器械系统未能通过诊断检查和/或器械系统已进入跛行模式的指示器，诸如红色LED。例如，上文说过，可以使用任何合适的反馈来警示临床医生器械系统未正确运行，诸如听觉警示和/或触觉或振动警示。
图41至图43示出了根据至少一个实施方案的离合器系统6000'。离合器系统6000'在许多方面类似于离合器系统6000，为了简洁起见，本文将不再重复其中的大部分。类似于离合器系统6000，离合器系统6000'包括可致动以选择性地将可旋转驱动输入6030'与可旋转驱动输出6130'联接的离合器组件6100'。离合器组件6100'包括离合器片6110'和驱动环6120'。离合器片6110'由磁性材料诸如铁和/或镍构成，例如，并且可以包括永磁体。如下文更详细地描述的，离合器片6110'可在驱动输出6130'内的未致动位置(图42)和致动位置(图43)之间移动。离合器片6110'可滑动地定位在驱动输出6130'中限定的孔口中，使得离合器片6110'与驱动输出6130'一起旋转，无论离合器片6110'处于其未致动位置还是致动位置。
当离合器片6110'处于其未致动位置时，如图42所示，驱动输入6030'的旋转未被传递到驱动输出6130'。更具体地，当驱动输入6030'被旋转时，在此类情况下，驱动输入6030'滑过并相对于驱动环6120'旋转，并且因此驱动环6120'不驱动离合器片6110'和驱动输出6130'。当离合器片6110'处于其致动位置时，如图43所示，离合器片6110'将驱动环6120'弹性地压靠在驱动输入6030'上。例如，驱动环6120'由任何合适的可压缩材料诸如橡胶构成。在任何情况下，在此类情况下，驱动输入6030'的旋转通过驱动环6120'和离合器片6110'被传递到驱动输出6130'。离合器系统6000'包括被构造成能够将离合器片6110'移动到其致动位置的离合器致动器6140'。离合器止动器6140'由磁性材料诸如铁和/或镍构成，例如，并且可以包括永磁体。离合器致动器6140'可滑动地定位在延伸穿过驱动输入端6030'的纵向轴框架6050'中，并且可以通过离合器轴6060'在未致动位置(图42)和致动位置(图43)之间移动。在至少一种情况下，离合器轴6060'包括例如聚合物电缆。当离合器致动器6140'处于其致动位置时，如图43所示，离合器致动器6140'向内拉动离合器片6110'以压缩驱动环6120'，如上所述。当离合器致动器6140'移动到其未致动位置时，如图42所示，驱动环6120'弹性地扩展并且推动离合器片6110'远离驱动输入6030'。在各种另选的实施方案中，离合器致动器6140'可以包括电磁体。在这种布置中，离合器致动器6140'例如可以通过延伸穿过限定在离合器轴6060'中的纵向孔口的电路来致动。在各种情况下，离合器系统6000'还包括例如延伸穿过纵向孔口的电线6040'。
图44示出了根据至少一个另选的实施方案的端部执行器7000a，该端部执行器包括钳口组件7100a、钳口组件驱动器和离合器系统6000a。钳口组件7100a包括可选择性地围绕枢轴7130a旋转的第一钳口7110a和第二钳口7120a。钳口组件驱动器包括围绕枢轴7150a可枢转地联接到致动器杆7160a的可平移致动器杆7160a和驱动连接件7140a。驱动连接件7140a也可枢转地联接到钳口7110a和7120a，使得当朝近侧拉动致动器杆7160a时，钳口7110a和7120a旋转闭合，并且当朝远侧推动致动器杆7160a时，两个钳口旋转打开。离合器系统6000a在许多方面类似于离合器系统6000和6000'，为了简洁起见，本文将不再重复其中的大部分。离合器系统6000a包括第一离合器组件6100a和第二离合器组件6200a，该第一离合器组件和第二离合器组件被构造成能够选择性地传递驱动输入6030a的旋转，以分别使钳口组件7100a围绕纵向轴线旋转并使钳口组件7100a围绕关节运动接头7300a进行关节运动，如下文中更详细地描述的。
第一离合器组件6100a包括离合器片6110a和驱动环6120a，并且以与上述离合器片6110'和驱动环6120'相似的方式工作。当离合器片6110a由电磁致动器6140a致动时，驱动输入6030a的旋转被传递到外轴壳体7200a。更具体地，外轴壳体7200a包括近侧外部壳体7210a和远侧外部壳体7220a，该远侧外部壳体由近侧外部壳体7210a可旋转地支撑，并且当离合器片6110a处于其致动位置时通过驱动输入6030a相对于近侧外部壳体7210a旋转。由于钳口组件7100a的枢轴7130a安装到远侧外部壳体7220a，远侧外部壳体7220a的旋转使钳口组件7100a围绕纵向轴线旋转。因此，当外轴壳体7200a通过驱动输入6030a在第一方向上旋转时，外轴壳体7200a在第一方向上旋转钳口组件7100a。类似地，当外轴壳体7200a通过驱动输入6030a在第二方向上旋转时，外轴壳体7200a在第二方向上旋转钳口组件7100a。当电磁致动器6140a断电时，驱动环6120a扩展并且离合器片6110a移动到其未致动位置，从而将端部执行器旋转驱动与驱动输入6030a脱离。
第二离合器组件6200a包括离合器片6210a和驱动环6220a，并且以与上述离合器片6110'和驱动环6120'相似的方式工作。当离合器片6210a由电磁致动器6240a致动时，驱动输入6030a的旋转被传递到关节运动驱动器6230a。关节运动驱动器6230a可旋转地支撑在端部执行器附接部分7400a的外轴壳体7410a内，并且由延伸穿过外轴壳体7410a的轴框架6050a可旋转地支撑。关节运动驱动器6230a包括在其上限定的齿轮面，该齿轮面与在外轴壳体7200a的近侧外部壳体7210a上限定的固定齿轮面7230a操作地相互啮合。因此，当关节运动驱动器6230a通过驱动输入6030a在第一方向上旋转时，关节运动驱动器6230a使外轴壳体7200a和钳口组件7100a在第一方向上进行关节运动。类似地，当关节运动驱动器6230a通过驱动输入6030a在第二方向上旋转时，关节运动驱动器6230a使外轴壳体7200a和钳口组件7100a在第二方向上进行关节运动。当电磁致动器6240a断电时，驱动环6220a扩展并且离合器片6210a移动到其未致动位置，从而将端部执行器关节运动驱动与驱动输入6030a脱离。
除上述之外，轴组件4000在图45至图49中示出。轴组件4000在许多方面类似于轴组件2000、2000'、2000”'和2000””，为了简洁起见，本文将不再重复其中的大部分。轴组件4000包括近侧部分4100、细长轴4200、远侧附接部分2400、以及关节运动接头2300，该关节运动接头将该远侧附接部分2040可旋转地连接到细长轴4200。与近侧部分2100相似，近侧部分4100操作地附接到柄部1000的驱动模块1100。近侧部分4100包括壳体4110，该壳体包括附接接口4130，该附接接口被构造成能够将轴组件4000安装到柄部1000的附接接口1130。轴组件4000还包括框架4500，该框架包括轴4510，该轴被构造成能够在轴组件4000附接到柄部1000上时联接到柄部框架1500的轴1510。轴组件4000还包括驱动系统4700，该驱动系统包括可旋转驱动轴4710，该可旋转驱动轴被构造成能够在轴组件4000附接到柄部1000上时联接到柄部驱动系统1700的驱动轴1710。例如，远侧附接部分2400被构造成能够接纳端部执行器，诸如端部执行器8000。端部执行器8000在许多方面类似于端部执行器7000，为了简洁起见，本文将不再重复其中的大部分。也就是说，端部执行器8000包括被构造成能够抓持组织等的钳口组件8100。
如上所述，主要参见图47至图49所示，轴组件4000的框架4500包括框架轴4510。框架轴4510包括限定在其中的凹陷部或切口4530。如下文更详细地讨论的，切口4530被构造成能够为钳口闭合致动系统4600提供间隙。框架4500还包括远侧部分4550和将该远侧部分4550连接到框架轴4510的桥接件4540。框架4500还包括穿过细长轴4200延伸到远侧附接部分2400的纵向部分4560。与上述相似，框架轴4510包括在其上和/或其中限定的一个或多个电迹线。该电迹线穿过纵向部分4560、远侧部分4550、桥接件4540和/或框架轴4510的任何合适的部分延伸到电触点2520。主要参见图48，远侧部分4550和纵向部分4560包括在其中限定的纵向孔口，该纵向孔口被构造成能够接纳钳口闭合致动系统4600的杆4660，如下文更详细地描述的。
同样如上所述，参见图48和图49，轴组件4000的驱动系统4700包括驱动轴4710。驱动轴4710由框架轴4510可旋转地支撑在近侧轴壳体4110内，并且可围绕延伸穿过框架轴4510的纵向轴线旋转。驱动系统4700还包括传递轴4750和输出轴4780。传递轴4750也可旋转地支撑在近侧轴壳体4110内，并且可围绕平行于或至少基本上平行于框架轴4510和穿过框架轴限定的纵向轴线延伸的纵向轴线旋转。传递轴4750包括牢固地安装在其上的近侧正齿轮4740，使得近侧正齿轮4740与传递轴4750一起旋转。近侧正齿轮4740与围绕驱动轴4710的外周限定的环形齿轮面4730操作地相互啮合，使得驱动轴4710的旋转被传递到传递轴4750。传递轴4750还包括牢固地安装在其上远侧正齿轮4760，使得远侧正齿轮4760与传递轴4750一起旋转。远侧正齿轮4760与围绕输出轴4780的外周限定的环形齿轮4770操作地相互啮合，使得传递轴4750的旋转被传递到输出轴4780。与上述相似，输出轴4780由轴框架4500的远侧部分4550可旋转地支撑在近侧轴壳体4110内，使得输出轴4780围绕纵向轴轴线旋转。值得注意的是，输出轴4780不直接联接到输入轴4710；相反，输出轴4780通过传递轴4750操作地联接到输入轴4710。这种布置为下文讨论的手动致动的钳口闭合致动系统4600提供了空间。
除上述之外，主要参见图47至图48，钳口闭合致动系统4600包括围绕枢轴4620可旋转地联接到近侧轴壳体4110的致动或剪刀触发器4610。致动触发器4610包括细长部分4612、近侧端部4614和限定在近侧端部4614中的被构造成能够由临床医生握持的握持孔口4616。轴组件4000还包括从近侧壳体4110延伸的固定握持部4160。固定握持部4160包括细长部分4162、近侧端部4164和限定在近侧端部4164中的被构造成能够由临床医生握持的握持孔口4166。在使用中，如下文更详细地描述的，致动触发器4610可在未致动位置和致动位置之间旋转(图48)，即朝固定握持部4160旋转，以闭合端部执行器8000的钳口组件8100。
主要参见图48，钳口闭合致动系统4600还包括驱动连接件4640和致动杆4660；该驱动连接件围绕枢轴4650可旋转地联接到近侧轴壳体4110，此外，该致动杆操作地联到驱动连接件4640。致动杆4660延伸穿过限定在纵向框架部分4560中的孔口，并且可沿着轴框架4500的纵向轴线平移。致动杆4660包括操作地联接到钳口组件8100的远侧端部和定位在驱动连接件4640中限定的驱动狭槽4645中的近侧端部4665，使得当驱动连接件4640围绕枢轴4650旋转时，致动杆4660纵向地平移。值得注意的是，近侧端部4665可旋转地支撑在驱动狭槽4645内，使得致动杆4660可以与端部执行器8000一起旋转。
除上述之外，致动触发器4610还包括驱动臂4615，该驱动臂被构造成能够在致动触发器4610被致动(即，更靠近近侧轴壳体4110移动)时朝近侧接合并旋转驱动连接件4640，并朝近侧平移致动杆4660。在此类情况下，驱动连接件4640的近侧旋转弹性地压缩例如定位在驱动连接件4640和框架轴4510中间的偏压构件，诸如螺旋弹簧4670。当释放致动触发器4610时，被压缩的螺旋弹簧4670重新扩展并朝远侧推动驱动连接件4640和致动杆4660，以打开端部执行器8000的钳口组件8100。此外，驱动连接件4640的远侧旋转驱动致动触发器4610并使其自动旋转回到其未致动位置。也就是说，临床医生可以手动地将致动触发器4610返回到其未致动位置。在此类情况下，致动触发器4610可以被缓慢地打开。在任一种情况下，轴组件4000还包括锁，该锁被构造成能够可释放地将致动触发器4610保持在其致动位置，使得临床医生可以用他们的手来执行另一任务，而钳口组件8100不会意外打开。
在各种另选的实施方案中，除上述之外，可朝远侧推动致动杆4660以闭合钳口组件8100。在至少一种此类情况下，致动杆4660直接安装到致动触发器4610，使得当致动触发器4610被致动时，致动触发器4610朝远侧驱动致动杆4660。与上述相似，当致动触发器4610闭合时，致动触发器4610可压缩弹簧，使得当致动触发器4610被释放时，致动杆4660被朝近侧推动。
除上述之外，轴组件4000具有三个功能：打开/闭合端部执行器的钳口组件，使端部执行器围绕纵向轴线旋转以及使端部执行器围绕关节运动轴线进行关节运动。轴组件4000的端部执行器旋转和关节运动功能由马达组件1600和驱动模块1100的控制系统1800驱动，而钳口致动功能由钳口闭合致动系统4600手动驱动。钳口闭合致动系统4600可以是马达驱动的系统，但是，相反，钳口闭合致动系统4600已被保持为手动驱动的系统，使得临床医生可以对被夹持在端部执行器内的组织具有更好的感觉。虽然电动化端部执行器旋转和致动系统为控制端部执行器的位置提供了某些优点，但是电动化钳口闭合致动系统4600可能导致临床医生失去对施加到组织上的力的触觉，并且可能无法评估该力是不足还是过度。因此，即使端部执行器旋转和关节运动系统是马达驱动的，钳口闭合致动系统4600也是手动驱动的。
图50是根据至少一个实施方案的图1所示的外科系统的控制系统1800的逻辑图。控制系统1800包括控制电路。该控制电路包括微控制器1840，该微控制器包括处理器1820和存储器1830。一个或多个传感器诸如传感器1880、1890、6180'、6280'、6380'、7190”和/或6290”'，例如向处理器1820提供实时反馈。例如，控制系统1800还包括被构造成能够控制电动马达1610的马达驱动器1850和被构造成确定手术器械中的一个或多个纵向可移动部件(诸如离合器6110、6120和6130和/或钳口组件驱动器的纵向可移动驱动螺母7150)的位置的跟踪系统1860。例如，跟踪系统1860还被构造成能够确定手术器械中的一个或多个旋转部件(诸如驱动轴2530、外轴6230和/或关节运动驱动器6330)的位置。跟踪系统1860将位置信息提供给处理器1820，该位置信息可被编程或配置为确定离合器6110、6120和6130以及驱动螺母7150的位置以及钳口7110和7120的取向等。马达驱动器1850例如可以是可购自Allegro Microsystems公司的A3941；然而，其他马达驱动器可容易地取代以用于跟踪系统1860中。绝对定位系统的详细描述在名称为“SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING ASURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT”的美国专利申请公布2017/0296213中有所描述，该专利申请的全部公开内容据此以引用方式并入本文。
例如，微处理器1840可以是任何单核或多核处理器，诸如由Texas Instruments提供的商品名为ARM Cortex的那些处理器。在至少一种情况下，微处理器1840为例如购自Texas Instruments的LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F处理器内核，其包括例如：256KB的单循环闪存或其他非易失性存储器(最多至40MHZ)的片上存储器、用于使性能改善超过40MHz的预取缓冲器、32KB的单循环串行随机存取存储器(SRAM)、装载有Stellaris
Figure BDA0002557128280000591
软件的内部只读存储器(ROM)、2KB的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、一个或多个脉宽调制(PWM)模块和/或频率调制(FM)模块、一个或多个正交编码器输入(QEI)模拟、具有12个模拟输入信道的一个或多个12位模数转换器(ADC)，其细节可见于产品数据表。
在各种情况下，微控制器1840包括安全控制器，该安全控制器包括两个基于控制器的系列(诸如TMS570和RM4x)，已知同样由Texas Instruments生产的商品名为HerculesARM Cortex R4。安全控制器可被构造成能够专门用于IEC 61508和ISO 26262安全关键应用等等，以提供先进的集成安全特征结构，同时递送可定标的性能、连接性和存储器选项。
例如，微控制器1840被编程为执行各种功能，诸如精确地控制钳口闭合组件的驱动螺母7150的速度和/或位置。微控制器1840也被编程为精确地控制端部执行器7000的旋转速度和位置以及端部执行器7000的关节运动速度和位置。在各种情况下，微控制器1840计算微控制器1840的软件中的响应。将计算的响应与实际系统的所测量响应进行比较，以获得“观察到的”响应，其用于实际反馈决定。观察到的响应为有利的调谐值，该值使所模拟响应的平滑连续性质与所测量响应均衡，其可感测对系统的外部影响。
马达1610由电动驱动器1850控制。在各种形式中，马达1610为例如具有约25,000RPM的最大旋转速度的DC有刷驱动马达。在其他布置中，马达1610包括无刷马达、无绳马达、同步马达、步进马达、或任何其他合适的电动马达。马达驱动器1850可包括例如包括场效应晶体管(FET)的H桥驱动器。马达驱动器1850例如可以是可购自Allegro Microsystems公司的A3941。A3941驱动器1850为全桥控制器，其用于与针对电感负荷(诸如有刷DC马达)特别设计的外部N信道功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)一起使用。在各种情况下，驱动器1850包括独特的电荷泵稳压器，其为低至7V的电池电压提供完整的(>10V)门极驱动并且允许A3941在低至5.5V的减速门极驱动下工作。可采用自举电容器提供N-通道MOSFET所需的上述电池供电电压。高边驱动装置的内部电荷泵允许直流(100％占空比)操作。可使用二极管或同步整流在快衰减模式或慢衰减模式下驱动全桥。在慢衰减模式下，电流再循环可穿过高边或低边FET。通过电阻器可调式空载时间保护功率FET不被击穿。整体诊断指示欠压、过热和功率桥故障，并且可被构造成能够在大多数短路情况下保护功率MOSFET。其他马达驱动器可被容易地取代。
例如，跟踪系统1860包括受控的马达驱动电路布置，该马达驱动电路布置包括一个或多个位置传感器，诸如传感器1880、1890、6180'、6280'、6380'、7190”和/或6290”'。用于绝对定位系统的位置传感器提供对应于位移构件的位置的独特位置信号。如本文所用，术语移位构件通常用于指外科系统的任何可移动构件。在各种情况下，位移构件可联接到适于测量线性位移的任何位置传感器。线性位移传感器可包括接触式位移传感器或非接触式位移传感器。线性位移传感器可包括线性可变差分变压器(LVDT)、差分可变磁阻换能器(DVRT)、滑动电位计、包括可移动磁体和一系列线性布置的霍尔效应传感器的磁感测系统、包括固定磁体和一系列可移动的线性布置的霍尔效应传感器的磁感测系统、包括可移动光源和一系列线性布置的光电二极管或光电检测器的光学感测系统、或包括固定光源和一系列可移动的线性布置的光电二极管或光电检测器的光学感测系统或它们的任何组合。
位置传感器1880、1890、6180'、6280'、6380'、7190”和/或6290”'例如可包括任何数量的磁性感测元件，诸如根据它们是测量磁场的总磁场还是矢量分量而被分类的磁性传感器。用于产生上述两种类型磁性传感器的技术涵盖物理学和电子学的多个方面。用于磁场感测的技术包括探测线圈、磁通门、光泵、核旋、超导量子干涉仪(SQUID)、霍尔效应、各向异性磁电阻、巨磁电阻、磁性隧道结、巨磁阻抗、磁致伸缩/压电复合材料、磁敏二极管、磁敏晶体管、光纤、磁光，以及基于微机电系统的磁传感器等。
在各种情况下，跟踪系统1860中的一个或多个位置传感器包括磁性旋转绝对定位系统。此类位置传感器可以被实现为可购自奥地利微系统公司(Austria Microsystems,AG)的AS5055EQFT单芯片磁性旋转位置传感器，并且可以与控制器1840交接以提供绝对定位系统。在某些情况下，位置传感器包括低电压和低功率部件，并且包括位于位置传感器的邻近磁体的区域中的四个霍尔效应元件。在芯片上还提供了高分辨率ADC和智能功率管理控制器。提供了CORDIC处理器(针对坐标旋转数字计算机)，也称为逐位法和Volder算法，以执行简单有效的算法来计算双曲线函数和三角函数，其仅需要加法、减法、位位移和表格查找操作。角位置、报警位和磁场信息通过诸如SPI接口的标准串行通信接口传输到控制器1840。位置传感器可提供例如12或14位分辨率。位置传感器可以是以例如小QFN 16引脚4×4×0.85mm封装提供的AS5055芯片。
跟踪系统1860可包括并且/或者可被编程以实现反馈控制器，诸如PID、状态反馈和自适应控制器。电源将来自反馈控制器的信号转换为对系统的物理输入，在这种情况下为电压。其他示例包括电压、电流和力的脉宽调制(PWM)和/或频率调制(FM)。除位置之外，可提供其他传感器以测量物理系统的物理参数。在各种情况下，其他传感器可包括传感器布置，诸如在名称为“STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM”的美国专利9,345,481中所描述的那些，该专利全文以引用方式并入本文；名称为“STAPLE CARTRIDGETISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM”的美国专利申请公布2014/0263552，该专利申请公开全文以引用方式并入本文；以及名称为“TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTORVELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT”的美国专利申请序列号15/628,175，该专利申请全文以引用方式并入本文。在数字信号处理系统中，绝对定位系统联接到数字数据采集系统，其中绝对定位系统的输出将具有有限分辨率和采样频率。绝对定位系统可包括比较和组合电路，以使用算法(诸如加权平均和理论控制环路)将计算的响应与测得的响应进行组合，该算法驱动计算的响应朝向测得的响应。物理系统的计算响应将特性如质量、惯性、粘性摩擦、电感电阻考虑在内，以通过得知输入预测物理系统的状态和输出。
绝对定位系统在器械上电时提供位移构件的绝对位置，而不使位移构件回缩或推进到如常规旋转编码器可能需要的复位(零位或本位)位置，这些常规旋转编码器仅对马达1610采取的向前或向后的步骤数进行计数以推断装置致动器、驱动棒、刀等的位置。
例如，包括应变仪或微应变仪的传感器1880被构造成能够测量端部执行器的一个或多个参数，诸如在夹持操作期间钳口7110和7120经受的应变。将测得的应变转换成数字信号并提供给处理器1820。除传感器1880之外或代替该传感器，例如包括负荷传感器的传感器1890可以测量由闭合驱动系统施加到钳口7110和7120的闭合力。在各种情况下，可以采用电流传感器1870来测量由马达1610消耗的电流。夹持钳口构件7100所需的力可以对应于例如由马达1610消耗的电流。将测得的力转换成数字信号并提供给处理器1820。可采用磁场传感器来测量捕集的组织的厚度。还可将磁场传感器的测量结果转换成数字信号并提供给处理器1820。
控制器1840可以使用由传感器测量的组织压缩、组织厚度和/或闭合组织上的端部执行器所需的力的测量来表征被跟踪的可移动构件的位置和/或速度。在至少一种情况下，存储器1830可以存储可由控制器1840在评估中采用的技术、公式和/或查找表。在各种情况下，控制器1840可以为外科器械的用户提供关于该外科器械应以何种方式进行操作的选择。为此，显示器1440可以显示器械的各种操作条件并且可以包括用于数据输入的触摸屏功能。此外，在显示器1440上显示的信息可以覆盖有经由在外科手术期间使用的一个或多个内窥镜和/或一个或多个附加的外科器械的成像模块获取的图像。
如上所述，柄部1000的驱动模块1100和/或例如附接到其上的轴组件2000、3000、4000和/或5000包括控制系统。控制系统中的每一者可以包括具有一个或多个处理器和/或存储设备的电路板。除此之外，控制系统被构造成能够存储例如传感器数据。控制系统还被构造成能够存储将轴组件识别为柄部1000的数据。此外，控制系统还被构造成能够存储包括先前是否已经使用了轴组件和/或已经使用了多少次轴组件的数据。例如，可通过柄部1000获取该信息，以评估轴组件是否适合使用和/或已使用小于预先确定的次数。
图51至图53示出了根据至少一个另选的实施方案的驱动模块1100'。驱动模块1100'在许多方面与驱动模块1100类似，为了简洁起见，其中的大多数方面本文将不再讨论。驱动模块1100'包括致动器1420'，该致动器被构造成能够控制端部执行器7000的旋转和关节运动。如上所述，类似于致动器1420，致动器1420'可围绕延伸穿过附接到驱动模块1100的轴组件的纵向轴线LA旋转。例如，当轴组件3000组装到驱动模块1100'时，纵向轴线LA延伸穿过轴组件3000的细长轴2200的中心位置或基本上中心位置(图1)。例如，当端部执行器7000附接到轴组件3000时，纵向轴线LA也延伸穿过端部执行器7000的中心位置或基本上中心位置。
致动器1420'可在限定于壳体1110中的通道1190'内在第一方向上旋转以使端部执行器7000在第一方向上旋转，并且类似地，可在第二方向或相反方向上旋转以使端部执行器7000在第二方向上旋转。类似于驱动模块1100，驱动模块1100'包括与控制系统1800通信的传感器系统，该传感器系统被构造成能够检测致动器1420'围绕纵向轴线LA的旋转。在至少一种情况下，传感器系统包括被构造成能够检测致动器1420'围绕纵向轴线LA在第一方向上的旋转的第一传感器1422'(图52A)和被构造成能够检测致动器1420'围绕纵向轴线LA在第二方向上的旋转的第二传感器1424'(图52B)。第一传感器1422'和第二传感器1424'包括例如霍尔效应传感器，但可包括任何合适类型的传感器。在至少一种此类情况下，除上述之外，致动器1420'包括定位在致动器1420'的顶部中的中心磁性元件1426'，该中心磁性元件可由第一传感器1422'和第二传感器1424'检测以确定致动器1420'的旋转。中心磁性元件1426'可以包括永磁体并且/或者可以由例如铁和/或镍构成。
除上述之外，当致动器1420'围绕纵向轴线LA在第一方向上旋转时，控制系统1800被构造成能够控制马达组件1600和离合器系统6000以使端部执行器7000围绕纵向轴线LA在第一方向上旋转。类似地，当致动器1420'围绕纵向轴线LA在第二方向上旋转时，控制系统1800被构造成能够控制马达组件1600和离合器系统6000以使端部执行器7000围绕纵向轴线LA在第二方向上旋转。通过将端部执行器7000围绕纵向轴线LA的旋转与致动器1420'围绕纵向轴线LA的旋转相关联，为临床医生提供了使用起来非常直观的系统。
如上所述，端部执行器7000被构造成能够在限定于轴组件2000的远侧附接部分2400中的承窝内围绕纵向轴线旋转。根据所需的旋转量，端部执行器7000可在任一方向上旋转小于360度或大于360度。在各种情况下，端部执行器7000可在任一方向上旋转若干次旋转。在另选的实施方案中，可限制端部执行器7000围绕纵向轴线的旋转。在至少一个实施方案中，轴组件2000包括一个或多个止动件，该一个或多个止动件将端部执行器7000的旋转限制为小于一次旋转。在某些实施方案中，控制系统1800例如通过编码器和/或绝对定位传感器系统来监测驱动轴1710的旋转，并且当端部执行器7000已达到其允许范围时，通过停止或暂停马达1610来限制端部执行器7000的旋转。在至少一种情况下，控制系统1800可使第二离合器6210与驱动轴2730脱离，以在端部执行器7000已达到其允许范围时停止或暂停端部执行器7000的旋转。
除上述之外，驱动模块1100'和/或附接到驱动模块1100'的轴模块可向临床医生提供端部执行器7000已经结束旋转的反馈。驱动模块1100'和/或附接到其上的轴模块可包括模块壳体1110'的第一侧上的指示灯1427'，诸如红色LED，当端部执行器7000已经结束其在第一方向上的允许旋转时，该指示灯由控制系统1800照明，如图52A所示。在至少一种情况下，驱动模块1100'和/或附接到其上的轴模块可包括模块壳体1110'的第二侧上的指示灯1429'，诸如红色LED，当端部执行器7000已经结束其在第二方向上的允许旋转时，该指示灯由控制系统1800照明，如图52B所示。在各种情况下，除上述之外，第一灯1427'或第二灯1429'的照明可向临床医生指示马达1610已被暂停并且端部执行器7000不再旋转。在至少一种情况下，当马达1610被暂停时，第一灯1427'和/或第二灯1429'可闪烁。
除上述之外或代替上述，驱动模块1100'和/或附接到其上的轴组件可包括围绕其周边延伸的指示灯1428'的环形系列或阵列，该指示灯与控制系统1800通信并且可指示端部执行器7000的旋转取向。在至少一种情况下，控制系统1800被构造成能够照明特定指示灯，该特定指示灯对应于或至少基本上对应于端部执行器7000的顶部取向的位置。在至少一种情况下，第一钳口7110的中心可被视为例如端部执行器7000的顶部。在此类情况下，被照明的光指示端部执行器7000的上止点位置。在其他情况下，控制系统1800可照明特定指示灯，该特定指示灯对应于或至少基本上对应于端部执行器7000的底部或下止点取向的位置。在至少一种情况下，第二钳口7210的中心可被视为例如端部执行器7000的底部。由于以上所述，照明的指示灯可跟随端部执行器7000围绕指示灯1428'阵列的旋转。
除上述之外，致动器1420'还可在壳体通道1190'内围绕横向轴线TA旋转或倾斜。驱动模块1100'的传感器系统还被构造成能够检测致动器1420'围绕横向轴线TA在第一倾斜方向和第二倾斜方向上的旋转。在至少一种情况下，传感器系统包括被构造成能够检测致动器1420'围绕横向轴线TA在第一倾斜方向上的旋转的第一倾斜传感器1423'(图53A)和被构造成能够检测致动器1420'在第二倾斜方向上的旋转的第二倾斜传感器1425'(图53B)。第一倾斜传感器1423'和第二倾斜传感器1425'包括例如霍尔效应传感器，但可包括任何合适类型的传感器。致动器1420'还包括与第一倾斜传感器1423'相邻的第一侧向磁性元件，该第一侧向磁性元件的运动可由第一倾斜传感器1423'检测。致动器1420'还包括与第二倾斜传感器1425'相邻的第二侧向磁性元件，该第二侧向磁性元件的运动可由第二倾斜传感器1425'检测。第一侧向磁性元件和第二侧向磁性元件可以包括永磁体并且/或者可以由例如铁和/或镍构成。如图53A和图53B所示，致动器1420'的侧面可围绕横向轴线TA朝近侧和朝远侧移动，因此，第一侧向磁性元件和第二侧向磁性元件也可相对于第一倾斜传感器和第二倾斜传感器朝近侧和朝远侧移动。读者应当理解，虽然第一侧向磁性元件和第二侧向磁性元件实际上围绕横向轴线TA沿着弓形路径行进，但是第一侧向磁性元件和第二侧向磁性元件移动的距离较小，因此，第一侧向磁性元件和第二侧向磁性元件的弓形运动近似于在近侧方向和远侧方向上的平移。
在各种实施方案中，除上述之外，整个致动器1420'包括可由驱动模块1100'的倾斜传感器1423'和1425'检测的磁性材料环。在此类实施方案中，当致动器1420'倾斜时，致动器1420'围绕纵向轴线LA的旋转不会相对于倾斜传感器产生复合运动。磁性材料环可以包括永磁体并且/或者可以由例如铁和/或镍构成。
在任何情况下，当传感器系统检测到致动器1420'已经在第一方向上倾斜时，如图53A所示，控制系统1800操作马达组件1600和离合器系统6000以使端部执行器7000围绕关节运动接头2300在第一方向上进行关节运动。类似地，当传感器系统检测到致动器1420'已经在第二方向上倾斜时，如图53B所示，控制系统1800操作马达组件1600和离合器系统6000以使端部执行器7000围绕关节运动接头2300在第二方向上进行关节运动。通过将端部执行器7000围绕关节运动接头2300的旋转与致动器1420'围绕横向轴线TA的旋转相关联，为临床医生提供了使用起来非常直观的系统。
除上述之外，致动器1420'包括被构造成能够使致动器1420'居中于其未旋转和未倾斜位置的偏压系统。在各种情况下，偏压系统包括被构造成能够使致动器1420'居中于其未旋转位置的第一旋转弹簧和第二旋转弹簧，以及被构造成能够将致动器1420'居中于其未倾斜位置的第一倾斜弹簧和第二倾斜弹簧。这些弹簧可包括例如扭转弹簧和/或线性位移弹簧。
如上所述，端部执行器7000相对于轴组件3000的远侧附接部分2400旋转。这种布置允许端部执行器7000在不必旋转轴组件3000的情况下旋转，但其中端部执行器和轴组件一起旋转的实施方案是可能的。也就是说，通过相对于轴组件3000旋转端部执行器7000，外科系统的所有旋转相对于关节运动接头2300朝远侧发生。当端部执行器7000进行关节运动并随后旋转时，这种布置防止端部执行器7000的大扫掠。此外，关节运动接头2300不与端部执行器7000一起旋转，并且因此关节运动接头2300的关节运动轴线不受端部执行器7000的旋转的影响。为了模拟这种布置，横向轴线TA不与致动器1420'一起旋转；相反，横向轴线TA相对于驱动模块1100'保持静止。也就是说，在另选的实施方案中，当关节运动接头与端部执行器一起旋转时，横向轴线TA可旋转或跟踪端部执行器7000。这种布置可保持致动器1420'的运动与端部执行器7000的运动之间的直观关系。
除上述之外，横向轴线TA正交于或至少基本上于正交纵向轴线LA。类似地，关节运动接头2300的关节运动轴线正交于或至少基本上正交于纵向轴线LA。因此，横向轴线TA平行于或至少基本上平行于关节运动轴线。
在各种另选的实施方案中，可倾斜致动器1420'仅用于控制端部执行器7000的关节运动，并且不可围绕纵向轴线LA旋转。相反，在此类实施方案中，致动器1420'仅可围绕横向轴线TA旋转。在至少一种情况下，驱动模块1100'的壳体包括两个柱形件1421'(图51)，致动器1120'围绕该柱形件可旋转地安装，从而限定横向轴线TA。柱形件1421'沿着公共轴线对齐。上文说过，柱形件1421'或任何合适的结构可用于其中致动器1420'既可旋转又可倾斜以控制端部执行器7000的旋转和关节运动的实施方案中。在至少一种此类情况下，致动器1420'包括限定在其中的环形沟槽，柱形件1421'定位在该环形沟槽中。
在各种情况下，驱动模块1100和/或附接到其上的轴组件可包括指示灯1438'的环形系列或阵列，该指示灯与控制系统1800通信并且可指示端部执行器7000的关节运动取向。在至少一种情况下，控制系统1800被构造成能够照明特定指示灯，该特定指示灯对应于或至少基本上对应于端部执行器7000进行关节运动的位置的。由于以上所述，照明的指示灯可跟随端部执行器7000的关节运动。这种指示灯阵列可在尝试通过套管针从患者身上移除端部执行器7000之前，协助临床医生拉直端部执行器7000。在各种情况下，未拉直的端部执行器可不穿过套管针并且防止端部执行器从患者身上移除。
图54至图57示出了根据至少一个另选的实施方案的驱动模块1100”。驱动模块1100”在许多方面与驱动模块1100和1100'类似，为了简洁起见，其中的大多数方面本文将不再讨论。驱动模块1100”包括反馈系统，该反馈系统被构造成能够通知使用外科器械系统的临床医生外科器械系统的驱动轴和/或任何其他可旋转部件正在旋转。反馈系统可使用例如视觉反馈、听觉反馈和/或触觉反馈。主要参见图55，驱动模块1100”包括触觉反馈系统，该触觉反馈系统与驱动模块1100”的驱动轴1710”操作地接合。触觉反馈系统包括可滑动离合器1730”、可旋转驱动环1750”和安装到驱动环1750”的偏心或偏移块1770”。离合器1730”可沿着驱动轴1710”在未致动位置(图56)和致动位置(图57)之间滑动。驱动轴1710”包括限定于其中的一个或多个狭槽1740”，该一个或多个狭槽被构造成能够约束可滑动离合器1730”相对于驱动轴1710”的移动，使得离合器1730”相对于驱动轴1710”纵向平移，也与驱动轴1710”一起旋转。柄部框架1500”的框架轴1510”包括嵌入其中的电磁体1530”，该电磁体被构造成能够发射第一电磁场以使离合器1730”朝向其致动位置滑动，如图57所示；以及发射第二电磁场或相反电磁场以使离合器1730”朝向其未致动位置滑动，如图56所示。离合器1730”由永磁体和/或磁性材料诸如铁和/或镍构成。电磁体1530”由控制系统1800控制，以将第一电压极性施加到包括电磁体1530”的电路以产生第一电磁场，并且将第二电压极性或相反电压极性施加到该电路以产生第二电磁场。
当离合器1730”处于其未致动位置时，如图56所示，离合器1730”不与驱动环1750”操作地接合。在此类情况下，离合器1730”与驱动轴1710”一起旋转，但相对于驱动环1750”旋转。换句话讲，当离合器1730”处于其未致动位置时，驱动环1750”是静止的。当离合器1730”处于其致动位置时，如图57所示，离合器1730”与驱动环1750”的成角度面1760”操作地接合，使得当驱动轴1710”旋转时，驱动轴1710”的旋转经由离合器1730”传输到驱动环1750”。偏心或偏移块1770”安装到驱动环1750”，使得偏心块1770”与驱动环1750”一起旋转。在至少一种情况下，偏心块1770”与驱动环1750”一体形成。当驱动环1750”和偏心块1770”与驱动轴1710”一起旋转时，偏心块1770”产生临床医生可通过驱动模块1100”和/或组装到其上的功率模块感觉到的振动。该振动向临床医生确认驱动轴1710”正在旋转。在至少一种情况下，当离合器系统6000的离合器中的一个通电时，控制系统1800使电磁体1530”通电。在此类情况下，该振动可向临床医生确认驱动轴1710”正在旋转并且离合器系统6000中的离合器中的一个与驱动轴1710”接合。在至少一种情况下，离合器1730”可例如在钳口组件7100已到达或正到达其闭合位置时被致动，使得临床医生知道组织已被夹持在钳口组件7100内并且外科器械可用于操纵该组织。上文说过，驱动模块1100”的触觉反馈系统和/或任何其他反馈系统可用于在适当时提供触觉反馈。
随着外科技术的继续推进和发展，需要专门的外科器械。随着3-D打印和增材制造的出现，已经开发出生产专用外科器械的新方法和技术。定制的外科器械可允许技术人员或外科医生生产和使用根据患者的生理状况或特定外科手术定制的外科器械。
出于谨慎考虑，许多外科器械已成为一次性设备以防止污染或疾病在患者之间传播。当外科装置正成为单个患者和一次性使用的装置时，为特定患者定制装置可为患者提供更好的效果和更快的恢复时间。由于患者的恢复时间对医疗保健系统来说是一笔相当大的成本，因此具有允许外科医生专门针对和解决患者疾病的定制外科装置可极大地减少总体医疗保健花费。
外科器械诸如外科解剖器已经广泛用于各种外科手术中。这些器械允许外科医生操纵、分离和移除患者组织的特定区域。具有开发用于特定外科手术和用于患者生理状况的定制解剖器的能力可能是非常有价值的。
由于不同的外科手术和患者状况需要不同的外科器械，因此本公开涉及定制的外科装置、生产定制装置的方法以及使用各种技术(诸如增材制造和/或3-D打印)生产定制的外科装置的设备。
在开发定制的外科装置时，外科医生可基于具体手术、患者(即儿童vs.成人)的一般体型、或通过患者的扫描和/或x射线来确定所需装置的细节，以确定外科器械所需的具体轮廓。
当外科医生正在定制用于特定手术的外科器械时，他们可查阅预定义外科器械形状和构型的目录以确定哪个装置可最佳地适合手头的手术。用于生产超声刀的此类工序在授予Conlon的名称为“ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT WITH AS HOC FORMED BLADE”的美国专利申请公布No.2018/0014844A1中有所讨论，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入。
一旦外科医生确定所需的装置特征，该外科医生就可采用基部装置，诸如具有芯或短插芯的端部执行器连接器，并且使用增材制造工艺来生产所选择的端部执行器构型。除此之外或另选地，外科医生可根据患者的体型来确定外科器械的所需尺寸。外科医生可使用各种生理标准，诸如患者手、胫骨、腹部的尺寸或可提供外科器械的所需尺寸的充分表示的其他生理标记。除此之外或另选地，外科医生可对患者进行扫描或x射线，以确定执行所需手术需要的外科装置的具体尺寸、形状和特征。
图58示出了具有标准连接部分100050和可定制的端部执行器部分100060的外科端部执行器100000。标准连接部分100050包括第一钳口部分100006和第二钳口部分100008。第一钳口部分100006和第二钳口部分100008可围绕接头100004旋转。外科端部执行器100000的标准连接部分100050可被连接到外科器械的轴。该外科器械的轴可具有直径D。可定制的端部执行器部分100060可在定制区域100002内定制，使得定制区域100002的直径等于或小于该外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100060被限制在定制区域100002的边界的情况下，外科端部执行器100000可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
端部执行器部分100060的第一钳口部分100006包括可通过增材制造技术适应的芯/短插芯部分100010。芯/短插芯部分100010提供用于构建和定制可定制的钳口100012的几何形状和特征的基部。根据外科手术的各种需要，可修改可定制的钳口100012并且使其适于满足外科医生的需要。
在某些实施方案中，外科端部执行器100000可包括实心可定制的区域100002。例如，实心可定制的区域100002可由各种材料诸如各种金属和/或塑料制成。当外科医生确定外科手术所需的构型时，外科医生可使用制造技术移除多余的材料以留下可定制的钳口100012的所需形状。另选地，外科医生可利用外科端部执行器100000开始，该外科端部执行器不具有芯/短插芯部分100100，相反仅具有标准连接器部分100050。仅利用标准连接器部分100050，外科医生可使用制造工艺在定制区域100002的边界内形成定制钳口100012的所需形状和特征结构。
在另一个实施方案中，外科器械可具有外科端部执行器100100，如图59所示。外科端部执行器100100具有标准连接部分100150和可定制的端部执行器部分100160。标准连接部分100150包括第一钳口部分100106和第二钳口部分100108。第一钳口部分100106和第二钳口部分100108可围绕接头100104旋转。外科端部执行器100100的标准连接部分100150可被连接到外科器械的轴。该外科器械的轴可具有直径D。可定制的端部执行器部分100160可在定制区域100102内定制，使得定制区域100102的直径等于或小于该外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100160被限制在定制区域100102的边界的情况下，外科端部执行器100100可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
端部执行器部分100160的第一钳口部分100106包括可通过增材制造技术适应的芯/短插芯部分100110。芯/短插芯部分100110提供用于构建和定制第一可定制的钳口100112和第二可定制的钳口100114的几何形状和特征的基部。根据外科手术的各种需要，可修改第一可定制的钳口100112和第二可定制的钳口100114并且使其适于满足外科医生的需要。第一可定制的钳口100112和第二可定制的钳口100114具有多个近侧特征结构100118和多个远侧特征结构100116。如图59所示，多个近侧特征结构100118包括多个近侧齿。多个远侧特征结构100116包括多个远侧齿。近侧齿小于远侧齿并且具有比远侧齿更小的高度。当使用第一可定制的钳口100112和第二可定制的钳口100114的远侧部分时，较大远侧齿到较小近侧齿的行进可允许更有力地保持和操纵组织。然而，在各种实施方案中，多个近侧齿和多个远侧齿可基于外科手术的需要采取各种构型，诸如多个对称齿、多个非对称齿以及/或者从大齿到小齿的行进或从小齿到大齿的行进。
在某些实施方案中，外科端部执行器100100包括实心定制区域100102。例如，实心可定制的区域100002可由各种材料诸如各种金属和/或塑料制成。当外科医生确定外科手术所需的端部执行器100100的构型时，外科医生可使用例如制造技术(诸如研磨、线切割和/或抛光)移除多余的材料以留下可定制的钳口101012的所需形状。另选地，外科医生可利用仅具有标准连接器部分100150的外科端部执行器100100开始。仅利用标准连接器部分100150，外科医生可使用制造工艺在定制区域100102的边界内形成定制钳口100112的所需形状和特征结构。
图60示出了外科端部执行器100200，其被构造成能够由外科医生自行决定使用各种制造技术进行修改和调节。外科端部执行器100200包括标准连接部分100250和可定制的端部执行器部分100260。标准连接部分100250包括第一钳口部分100206和第二钳口部分100208。
可定制的端部执行器部分100260可在定制区域100202内定制，使得定制区域100202的直径等于或小于该外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100260被限制在定制区域100202的边界的情况下，外科端部执行器100200可在微创外科手术期间通过套管针插入患者的体腔中。
外科端部执行器100200被示出为具有各种不同的定制钳口构型100212a-e。外科医生或临床医生可根据手术的类型和患者的生理状况来选择各种定制钳口构型100212a-e。各种定制钳口构型100212a-e可包括不同的形状轮廓、不同的直径、不同的几何形状，并且可由各种材料构成。在一个实施方案中，各种定制钳口构型100212a-e可由具有不同硬度和变形特征的各种塑料构成。在另一个实施方案中，各种定制钳口构型100212a-e可包括金属材料和具有更大刚度的材料。除此之外或另选地，各种定制钳口构型100212a-e还可包括金属材料和塑料材料的组合，以向外科端部执行器100200提供所需特征。
在某些实施方案中，各种定制钳口构型100212a-e可具有金属芯，其中塑料和/或金属覆盖在芯上。各种定制钳口构型100212a-e中使用的各种材料可形成满足外科医生、手术和/或患者的需要的端部执行器。
图61示出了外科端部执行器100300，其被构造成能够由外科医生自行决定使用各种制造技术进行修改和调节。外科端部执行器100300包括标准连接部分100350和可定制的端部执行器部分100360。标准连接部分100350包括第一钳口部分100306和第二钳口部分100308。第一钳口部分100306和第二钳口部分100308可围绕接头100304旋转。
可定制的端部执行器部分100360可在定制区域100302内定制，使得定制区域100302的直径等于或小于该外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100360被限制在定制区域100302的边界的情况下，外科端部执行器100300可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
端部执行器部分100360的第一钳口部分100306包括可通过增材制造技术适应的芯/短插芯部分100310。芯/短插芯部分100310提供用于构建和定制第一可定制的钳口100312和第二可定制的钳口100314的几何形状和特征的基部。根据外科手术的各种需要，可修改第一可定制的钳口100312和第二可定制的钳口100314并且使其适于满足外科医生的需要。第一可定制的钳口100312和第二可定制的钳口100314具有多个近侧特征结构100318和多个远侧特征结构100316。如图61所示，多个近侧特征结构100318包括多个近侧齿。多个远侧特征结构100316包括多个远侧齿。多个近侧齿与多个远侧齿具有大致相同的高度。然而，在各种实施方案中，多个近侧齿和多个远侧齿可基于外科手术的需要采取各种构型，例如，多个对称齿、多个非对称齿以及/或者从大齿到小齿的行进或从小齿到大齿的行进。另选地，外科端部执行器100300可包括多个微型或细小齿100320。根据外科端部执行器100300的所需构型，各种特征结构100316、100318和微型齿100320可以各种长度沿着第一可定制的钳口100312和第二可定制的钳口100314延伸，可具有平滑的轮廓，并且/或者可具有更尖锐的轮廓。
图61示出了各种不同的定制钳口构型100322a-c。在第一实施方案中，定制钳口构型100322a可包括弯曲的端部执行器区域。在第二另选的实施方案中，定制钳口构型100322b可包括突起的外轮廓，当第一钳口部分100306和第二钳口部分100308围绕接头100304在打开构型和闭合构型之间旋转时，该突起的外轮廓可允许外科端部执行器100300用作解剖器并分离组织。在第三另选的实施方案中，定制钳口构型100322c可包括纵向线性主体。外科端部执行器100300的其他实施方案和构型也是可能的。对可定制的端部执行器部分100360的构型的一个约束是，该端部执行器部分的构型应被限制在定制区域100302的边界，使得外科端部执行器100300可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。在外科端部执行器100300用于开放式外科手术的实施方案中，可定制的端部执行器部分100360可超过定制区域100302的边界。另外，设想了其中端部执行器的一部分为可塌缩的以允许腹腔镜式端部执行器配合穿过套管针的实施方案。在此类实施方案中，可定制的区域的边界可大于轴的直径D。
图62和图63示出了外科端部执行器100400。外科端部执行器100400被构造成能够由外科医生自行决定使用各种制造技术进行修改和调节。外科端部执行器100400包括标准连接部分100450和可定制的端部执行器部分100460。标准连接部分100450包括第一钳口部分100406和第二钳口部分100408。第一钳口部分100406和第二钳口部分100408可围绕接头100404旋转。
可定制的端部执行器部分100460可在定制区域100402内定制，使得定制区域100402的直径等于或小于该外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100460被限制在定制区域100402的边界的情况下，外科端部执行器100400可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
端部执行器部分100460的第一钳口部分100406包括可通过增材制造技术适应的芯/短插芯部分100410。芯/短插芯部分100410提供用于构建和定制第一可定制的钳口100412和第二可定制的钳口100414的几何形状和特征的基部。根据外科手术的各种需要，可修改第一可定制的钳口100412和第二可定制的钳口100414并且使其适于满足外科医生的需要。第一可定制的钳口100412和第二可定制的钳口100414具有多个近侧特征结构100418和多个远侧特征结构100416。如图63所示，多个近侧特征结构100418包括多个近侧齿。多个远侧特征结构100416包括多个远侧齿。多个近侧齿与多个远侧齿具有大致相同的高度。然而，在各种实施方案中，多个近侧齿和多个远侧齿可基于外科手术的需要采取各种构型，诸如多个对称齿、多个非对称齿以及/或者从大齿到小齿的行进或从小齿到大齿的行进。
此外，第一可定制的钳口100412和第二可定制的钳口100414分别具有定位在第一可定制钳口100412和第二可定制的钳口100414的外部部分上的多个特征结构100430和100432。如图63所示，特征结构100430、100432可包括允许外科端部执行器100400接合、抓持和/或操纵组织的脊或齿。
当选择外科端部执行器100400、外部特征结构100430和100432、近侧特征结构100418、远侧特征结构100416的构型和各种特征结构时，第一可定制的钳口100412和第二可定制的钳口100414的总体几何形状以及用于形成可定制的端部执行器部分100460的材料是在定制工艺期间考虑的自变量。例如，当外科端部执行器100400被定制用于微创外科手术时，各种自变量必须产生落入定制区域100402内的总体轮廓，使得外科端部执行器100400可穿过套管针插入患者的体腔中。
图64至图67示出了具有各种结构和轮廓的外科端部执行器。图64示出了外科端部执行器100500，其被构造成能够由外科医生自行决定使用各种制造技术进行修改和调节。外科端部执行器100500包括标准连接部分100550和可定制的端部执行器部分100560。标准连接部分100550包括第一钳口部分100506和第二钳口部分100508。第一钳口部分100506和第二钳口部分100508可围绕接头100504旋转。
可定制的端部执行器部分100560可在定制区域100502内定制，使得定制区域100502的直径等于或小于该外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100560被限制在定制区域100502的边界的情况下，外科端部执行器100500可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
可定制的端部执行器部分100560可通过各种增材制造技术来生产，以产生第一可定制的钳口100512和第二可定制的钳口100514的定制几何形状和特征。根据外科手术的各种需要，可修改第一可定制的钳口100512和第二可定制的钳口100514并且使其适于满足外科医生的需要。第一可定制的钳口100512和第二可定制的钳口100514具有多个近侧特征结构100518和多个远侧特征结构100516。如图64所示，多个近侧特征结构100518包括多个小的对称近侧齿。多个远侧特征结构100516包括多个小的对称远侧齿。多个近侧齿与多个远侧齿具有大致相同的高度，并且沿着第一可定制的钳口100512和第二可定制的钳口100514的内表面是连续的。此外，第一可定制的钳口100512和第二可定制的钳口100514分别包括外表面特征结构100530、100532。如图64所示，外表面特征结构100530、100532包括基本上平滑的表面。然而，在另选的实施方案中，外表面特征结构100530、100532可包括齿、凸块和/或其他突起以有助于外科端部执行器100500的组织相互作用。
图65示出了外科端部执行器100600，其被构造成能够由外科医生自行决定使用各种制造技术进行修改和调节。外科端部执行器100600包括标准连接部分100650和可定制的端部执行器部分100660。标准连接部分100650包括第一钳口部分100606和第二钳口部分100608。第一钳口部分100606和第二钳口部分100608可围绕接头100604旋转。
可定制的端部执行器部分100660可在定制区域100602内定制，使得定制区域100602的直径等于或小于该外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100660被限制在定制区域100602的边界的情况下，外科端部执行器100600可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
可定制的端部执行器部分100660可通过各种增材制造技术来生产，以产生第一可定制的钳口100612和第二可定制的钳口100614的定制几何形状和特征。根据外科手术的各种需要，可修改第一可定制的钳口100612和第二可定制的钳口100614并且使其适于满足外科医生的需要。第一可定制的钳口100612和第二可定制的钳口100614具有多个近侧特征结构100618和多个远侧特征结构100616。如图65所示，多个近侧特征结构100618包括基本上平滑的表面。多个远侧特征结构100616包括多个大的远侧齿。多个大的远侧齿仅形成在第一可定制的钳口100612和第二可定制的钳口100614的内表面的一部分上。此外，第一可定制的钳口100612和第二可定制的钳口100614分别包括外表面特征结构100630、100632。如图65所示，外表面特征结构100630、100632包括基本上平滑的表面。然而，在另选的实施方案中，外表面特征结构100630、100632可包括齿、凸块和/或其他突起以有助于外科端部执行器100600的组织相互作用。
图66示出了外科端部执行器100700，其被构造成能够由外科医生自行决定使用各种制造技术进行修改和调节。外科端部执行器100700包括标准连接部分100750和可定制的端部执行器部分100760。标准连接部分100750包括第一钳口部分100706和第二钳口部分100708。第一钳口部分100706和第二钳口部分100708可围绕接头100704旋转。
可定制的端部执行器部分100760可在定制区域100702内定制。定制区域100702的直径等于或小于外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100760被限制在定制区域100702的边界的情况下，外科端部执行器100700可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
可定制的端部执行器部分100760可通过各种增材制造技术来生产，以产生第一可定制的钳口100712和第二可定制的钳口100714的定制几何形状和特征。根据外科手术的各种要求，可修改第一可定制的钳口100712和第二可定制的钳口100714并且使其适于满足外科医生的需要。第一可定制的钳口100712和第二可定制的钳口100714具有多个近侧特征结构100718和多个远侧特征结构100716。如图66所示，多个近侧特征结构100718包括基本上平滑的表面。多个远侧特征结构100716包括多个平滑的远侧齿。多个平滑的远侧齿仅形成在第一可定制的钳口100712和第二可定制的钳口100714的内表面的一部分上。此外，第一可定制的钳口100712和第二可定制的钳口100714分别包括外表面特征结构100730、100732。如图66所示，外表面特征结构100730、100732包括基本上平滑的表面。然而，在另选的实施方案中，外表面特征结构100730、100732可包括齿、凸块和/或其他突起以有助于外科端部执行器100700的组织相互作用。
图67示出了外科端部执行器100800，其被构造成能够由外科医生自行决定使用各种制造技术进行修改和调节。外科端部执行器100800包括标准连接部分100850和可定制的端部执行器部分100860。标准连接部分100850包括第一钳口部分100806和第二钳口部分100808。第一钳口部分100806和第二钳口部分100808可围绕接头100804旋转。
可定制的端部执行器部分100860可在定制区域100802内定制，使得定制区域100802的直径等于或小于该外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100860被限制在定制区域100802的边界的情况下，外科端部执行器100800可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
可定制的端部执行器部分100860可通过各种增材制造技术来生产，以产生第一可定制的钳口100812和第二可定制的钳口100814的定制几何形状和特征。根据外科手术的各种要求，可修改第一可定制的钳口100812和第二可定制的钳口100814并且使其适于满足外科医生的需要。第一可定制的钳口100812和第二可定制的钳口100814具有多个近侧特征结构100818和多个远侧特征结构100816。如图67所示，多个近侧特征结构100818包括基本上平滑的表面。多个远侧特征结构100816包括低硬度材料的基本上平滑的表面。低硬度材料允许第一可定制的钳口100812和第二可定制的钳口100814的内表面抓持和操纵对象，诸如患者的组织。
低硬度材料的基本上平滑的表面仅形成在第一可定制的钳口100812和第二可定制的钳口100814的内表面的一部分上。该基本上平滑的表面可指例如基本上不含突起或不均匀、大致上平坦或不起皱和/或基本上具有均匀稠度的表面。此外，第一可定制的钳口100812和第二可定制的钳口100814分别包括外表面特征结构100830、100832。如图67所示，外表面特征结构100830、100832包括基本上平滑的表面。然而，在另选的实施方案中，外表面特征结构100830、100832可包括齿、凸块和/或其他突起以有助于外科端部执行器100800的组织相互作用。
图68和图69示出了外科端部执行器100900的另一个实施方案。外科端部执行器100900被构造成能够由外科医生自行决定使用各种制造技术进行修改和调节。外科端部执行器100900包括标准连接部分100950和可定制的端部执行器部分100960。标准连接部分100950包括第一钳口部分100906和第二钳口部分100908。第一钳口部分100906和第二钳口部分100908可围绕接头100904旋转。
可定制的端部执行器部分100960可在定制区域100902内定制。定制区域100902的直径等于或小于外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分100960被限制在定制区域100902的边界的情况下，外科端部执行器100900可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
外科端部执行器100900包括可通过增材制造技术适应的芯/短插芯部分100910。芯/短插芯部分100910提供用于构建和定制第一可定制的钳口100912和第二可定制的钳口100914的几何形状和特征的基部。根据外科手术的各种需要，可修改第一可定制的钳口100912和第二可定制的钳口100914并且使其适于满足外科医生的需要。第一可定制的钳口100912和第二可定制的钳口100914具有多个近侧特征结构100918和多个远侧特征结构100916。如图69所示，多个近侧特征结构100918包括多个近侧齿。多个远侧特征结构100916包括多个远侧齿。多个近侧齿与多个远侧齿具有大致相同的高度。然而，在各种实施方案中，多个近侧齿和多个远侧齿可基于外科手术的需要采取各种构型，例如，多个对称齿、多个非对称齿以及/或者从大齿到小齿的行进或从小齿到大齿的行进。
此外，第一可定制的钳口100912和第二可定制的钳口100914分别具有定位在第一可定制钳口100912和第二可定制的钳口100914的外部部分上的多个特征结构100930和100932。如图69所示，特征结构100930、100932可包括允许外科端部执行器100900接合、抓持和/或操纵物体例如患者组织的脊和/或基本上平滑的表面。
图68示出了外科端部执行器100900的俯视平面图。图69示出了外科端部执行器100900的侧正视图。外科端部执行器100900的总体几何形状为弯曲构型。从图68和图69中的外科端部执行器100900的图示中可看出，对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，外科端部执行器100900的总体轮廓具有三维弯曲几何形状。
当选择外科端部执行器100900、外部特征结构100930和100932、近侧特征结构100918、远侧特征结构100916的构型和各种特征结构时，第一可定制的钳口100912和第二可定制的钳口100914的总体几何形状以及用于形成可定制的端部执行器部分100960的材料是在定制工艺期间考虑的自变量。例如，当外科端部执行器100900被定制用于微创外科手术时，各种自变量必须产生落入定制区域100902内的外科器械的总体轮廓，使得外科端部执行器100900可穿过套管针插入患者的体腔中。
图70和图71示出了外科端部执行器101000的另一个实施方案。外科端部执行器101000被构造成能够由外科医生自行决定使用各种制造技术进行修改和调节。外科端部执行器101000包括标准连接部分101050和可定制的端部执行器部分101060。标准连接部分101050包括第一钳口部分101006和第二钳口部分101008。第一钳口部分101006和第二钳口部分101008可围绕接头101004旋转。
可定制的端部执行器部分101060可在定制区域101002内定制。定制区域101002的直径等于或小于外科器械的轴的直径D。在可定制的端部执行器部分101060被限制在定制区域101002的边界的情况下，外科端部执行器101000可通过微创外科手术通过套管针插入患者的体腔中。
外科端部执行器101000包括可通过增材制造技术适应的芯/短插芯部分101010。芯/短插芯部分101010提供用于构建和定制第一可定制的钳口101012和第二可定制的钳口101014的几何形状和特征的基部。根据外科手术的各种需要，可修改第一可定制的钳口101012和第二可定制的钳口101014并且使其适于满足外科医生的需要。第一可定制的钳口101012和第二可定制的钳口101014具有多个近侧特征结构101018和多个远侧特征结构101016。如图71所示，多个近侧特征结构101018包括多个近侧齿。多个远侧特征结构101016包括多个远侧齿。多个近侧齿与多个远侧齿具有大致相同的高度。然而，在各种实施方案中，多个近侧齿和多个远侧齿可基于外科手术的需要采取各种构型，诸如多个对称齿、多个非对称齿以及/或者从大齿到小齿的行进或从小齿到大齿的行进。
此外，第一可定制的钳口101012和第二可定制的钳口101014分别具有定位在第一可定制钳口101012和第二可定制的钳口101014的外部部分上的多个特征结构101030a-d和101032a-d。如图71所示，特征结构101030a和101032a包括远侧凹形特征结构。特征结构101030a和101032a可具有触摸起来有粘性的低硬度表面并且可用于操纵对象诸如组织。在至少一种情况下，低硬度特征结构101030a和101032a具有例如介于约15和约70肖氏硬度OO之间的硬度。在某些情况下，低硬度特征结构101030a和101032a具有例如介于约15和约70肖氏硬度A之间的硬度。特征结构101030b和101032b包括凸形突起特征结构。特征结构101030b和101032b可具有触摸起来有粘性的低硬度表面并且可用于操纵对象诸如组织。在至少一种情况下，低硬度特征结构101030b和101032b具有例如介于约15和约70肖氏硬度OO之间的硬度。在某些情况下，低硬度特征结构101030b和101032b具有例如介于约15和约70肖氏硬度A之间的硬度。特征结构101030c和101032c包括凹形特征结构。特征结构101030c和101032c可具有触摸起来有粘性的低硬度表面并且可用于操纵对象诸如组织。特征结构101030d和101032d包括基本上平滑的表面。特征结构101030d和101032d可具有触摸起来有粘性的低硬度表面并且可用于操纵对象诸如组织。
除此之外或另选地，用于特征结构101030a-d和101032a-d的各种附加构型是可能的。特征结构101030a-d和101032a-d可包括允许外科端部执行器101000接合、抓持和/或操纵物体例如患者组织的脊和/或基本上平滑的表面。
图70示出了外科端部执行器101000的俯视平面图。图71示出了外科端部执行器101000的侧正视图。外科端部执行器101000的总体几何形状为基本上线性构型。
当选择外科端部执行器101000、外部特征结构101030a-d和101032a-d、近侧特征结构101018、远侧特征结构101016的构型和各种特征结构时，第一可定制的钳口101012和第二可定制的钳口101014的总体几何形状以及用于形成可定制的端部执行器部分101060的材料是在定制工艺期间考虑的自变量。例如，当外科端部执行器101000被定制用于微创外科手术时，各种自变量必须产生落入定制区域101002内的总体轮廓，使得外科端部执行器101000可穿过套管针插入患者的体腔中。
上文相对于图58至图71所述的各种端部执行器可通过多步骤工艺生产，其中端部执行器的第一部分(诸如标准连接部分)例如在制造设施中生产并运送到医院或分配到制造中心。一旦标准连接部分处于其末端位置(诸如医院)或制造设施处，就可定制标准连接部分以生产满足使用者需求的端部执行器。此类定制可允许针对特定手术和/或特定患者生产外科端部执行器。
上文相对于图58和图71所述的定制的端部执行器可通过各种技术生产。临床医生可访问例如专用的人机界面以选择和设计端部执行器的所需属性。人机界面可包括例如计算机的图形用户界面。计算机可连接到制造设备。计算机制造设备接口可以是有线的、无线的和/或远程的，例如经由互联网。当临床医生访问人机界面时，他们可选择端部执行器所需的各种属性。
当选择端部执行器的各种属性时，临床医生可使用从患者获得的信息或关于特定手术的信息来引导他们设计端部执行器。例如，当临床医生正在使用关于特定患者的信息时，该患者的信息可来自各种患者检查，诸如MRI、X-射线、CT扫描和/或其他医学检查。这些检查结果可被输入到计算机中并且用于控制端部执行器的设计参数。例如，当临床医生使用MRI的结果来检测患者的肿瘤时，该患者的肿瘤的尺寸和形状可用作生产定制端部执行器时的设计参数。
除此之外或另选地，临床医生可使用来自特定外科手术的参数来设计定制的端部执行器。例如，当端部执行器被设计用于各种减肥手术时，特定手术的要求(诸如胃旁路术复位的尺寸)可用作生产定制端部执行器时的设计参数。
在为端部执行器选择各种特征结构时，临床医生可使用各种软件程序来设计端部执行器的所需特征结构。临床医生例如可将患者的扫描和/或医疗检查信息输入到计算机中，并且软件程序可确定端部执行器的设计特征以匹配患者的状况。一旦软件程序接近端部执行器的必要特征，临床医生就可使用人机界面查看和/或修改端部执行器的参数。
除此之外或另选地，临床医生可使用人机界面访问软件程序以设计端部执行器的特征结构。临床医生例如可访问软件程序并选择各种预先确定的形状、特征结构和/或设计来组合以生产具有所需特征结构的端部执行器。临床医生还可使用软件中的自由形式命令来自由地设计端部执行器的所需特征结构。
一旦确定定制端部执行器的特征结构，临床医生和/或制造人员就可将芯/短插芯部分插入制造设备中。制造设备经由有线、无线和/或远程互联网连接与计算机的人机界面通信。临床医生使用软件程序可将设计参数发送至制造设备以生产端部执行器。
制造设备可被设计成使用各种制造工艺或技术。制造设备例如可以是金属注塑设备、塑料注塑设备、CNC机器、EDM设备、3-D打印设备和/或各种其他制造设备，诸如增材制造设备。
在将设计参数从计算机传输到制造设备之后，控制制造设备的软件使制造设备执行制造过程以生产定制端部执行器。制造工序可将材料添加到端部执行器的芯/短插芯部分。另选地，制造工序可从端部执行器的芯/短插芯部分移除材料。制造设备可在定制端部执行器的生产中使用上述技术中的一种或多种。一旦制造设备已完成定制端部执行器的总体设计和结构，就可使用精加工机器和/或工艺对定制端部执行器进行精加工或抛光。精加工机器可以是制造设备的一部分，或者可以是单独的机器/设备。
一旦定制端部执行器的结构完成，就可对定制的端部执行器进行测试、清洁和/或消毒。测试过程可确保定制端部执行器被设计成符合特定医疗设备的必要标准。清洁工艺可从制造工艺中移除剩余的任何过量残余材料。消毒工艺可对端部执行器进行消毒，使得其可用于外科手术中。在对定制端部执行器进行消毒之后，该端部执行器可被包装以便储存，直到在外科手术中需要，或者可由临床医生在外科手术中直接使用。
本发明公开了一种用于生产定制端部执行器的方法，该方法包括生产用于定制的端部执行器连接部分。端部执行器连接部分包括被构造成能够附接到外科器械的远侧端部的近侧连接器。近侧连接器包括致动器。一旦生产了标准连接部分，用户就通过与患者交互来确定外科端部执行器的第一所需特征和端部执行器的第二所需特征。一旦确定了端部执行器的特征，就在具有第一所需特征的标准连接部分上形成第一钳口构件。接下来，在具有第二所需特征的标准连接部分上形成第二钳口构件。第一钳口构件和第二钳口构件可通过增材制造工艺诸如3-D打印来形成。
外科器械可包括使用机械能来执行外科手术的设备。例如，某些端部执行器(诸如抓持钳)可用于抓持目标，诸如患者的组织。其他端部执行器(诸如解剖器)可用于使用机械能来分离和/或撕裂组织。其他类型的端部执行器(诸如电外科端部执行器)可使用电外科能量将能量递送到患者的组织并且破坏和/或移除目标组织。这些类型的外科器械已彼此独立地使用。
例如，外科解剖器(诸如名称为“SURGICAL DISSECTOR”的美国专利申请公布2010/0198248中所公开的解剖器，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文)例如使用解剖器的钳口(诸如齿)上的机械力和机械特征结构来操纵患者的组织。这些齿可用于拉伸和/或撕裂患者的组织。根据机械解剖器遇到的组织的类型和/或量，机械解剖器可向组织施加各种量的机械力。
外科解剖器包括可在打开位置和闭合位置之间旋转的一对钳口。每个钳口可包括可接合例如钳口的内表面和/或外表面上的患者组织的多个特征结构，诸如齿或脊。当钳口在患者组织的一部分上闭合时，一对外科解剖器钳口的内表面上的特征结构(诸如齿)可用于夹持和/或操纵组织。除此之外或另选地，当一对外科解剖器钳口在其外表面上包括齿和/或脊时，此类齿可例如在钳口移动到打开位置时增加钳口与患者组织之间的牵引和相互作用。当一对外科解剖器钳口打开时，钳口外表面上的齿可夹持、拉伸和/或撕裂组织。
用于将电能施加到组织以治疗和/或破坏组织的电外科装置在外科手术中得到日益广泛的应用。电外科装置通常包括手持件和在远侧安装有端部执行器(例如，一个或多个电极)的器械。该端部执行器可抵靠组织定位，使得电流被引入组织中。电外科装置可被构造成能够与为用于双极和/或单极操作。在双极操作期间，电流分别通过端部执行器的有源电极和返回电极被引入到组织中并从组织返回。在单极操作期间，电流通过端部执行器的有源电极被引入组织中并且通过单独设置在患者身体上的返回电极(例如，接地垫)返回。流过组织的电流所产生的热可在组织内和/或在组织之间形成止血密封，并因此可尤其适用于例如密封血管。在一些情况下，所使用的电压和电流消融组织。电外科装置的端部执行器也可包括能够相对于组织运动的切割构件以及用以横切组织的电极。
由电外科装置施加的电能可通过与手持件通信的发生器发射至器械。电能可以是射频(RF)能量的形式，该RF能量可在EN60601-2-2:2009+A11:2011，定义201.3.218-高频率中所述的频率范围内，其公开内容全文以引用方式并入本文。在某些情况下，例如，单极RF应用中的频率通常被限制为小于5MHz。然而，在双极RF应用中，该频率可以是任何合适的频率。例如，单极应用通常使用高于200kHz的频率，以避免由于使用低频电流而导致不希望的对神经和肌肉的刺激。如果风险分析显示神经肌肉刺激的可能性已减轻至可接受的水平，则双极技术可使用较低频率。通常，不使用高于5MHz的频率以最小化与高频渗漏电流相关联的问题。但是，就双极技术而言可使用较高频率。在许多情况下，需要最少10mA以在组织内产生热效应。
在应用中，电外科装置可通过组织传递低频RF能量，这会引起离子振荡或摩擦，造成电阻加热，从而升高受影响的组织的温度。由于受影响的组织与周围组织之间形成明显的边界，因此外科医生能够以高精确度进行操作，并在不损伤相邻的非目标组织的情况下进行控制。RF能量的低操作温度可用于在密封血管的同时移除软组织、收缩软组织和/或对软组织进行塑形。RF能量对结缔组织尤其奏效，所述结缔组织主要由胶原构成并且在接触热时收缩。
其他电外科器械包括但不限于不可逆和/或可逆电穿孔、和/或微波技术等等。本文所公开的技术可适用于超声、双极或单极RF(电外科)、不可逆和/或可逆电穿孔、和/或基于微波的外科器械等等。授予Wiener等人的名称为“TECHNIQUES FOR OPERATINGGENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICALINSTRUMENTS”的美国专利申请公布2017/0086914A1提供了可与本文所述的器械一起使用的电外科器械和电外科发生器的示例，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入。
图72至图79示出了包括外科解剖器的机械特征结构和电外科装置的电外科特征结构的外科器械。外科解剖器和电外科器械的组合可允许图72至图79中所示的外科器械执行各种外科手术。此外，机械特征结构和电外科特征结构的组合可允许外科医生执行外科手术，而不必在不同的外科器械之间切换。如下文相对于图80更详细地讨论，机械解剖器和电外科器械的组合可提供协同效应并且改善外科端部执行器的总体效率和能力。
图72至图79所公开的实施方案示出了包括机械解剖器特征结构和电外科装置特征结构的各种端部执行器钳口。这些端部执行器钳口可与外科器械一起使用以将机械能以及电能递送到患者的组织。外科器械可包括近侧端部执行器部分和远侧端部执行器部分。近侧部分可包括用户界面(诸如柄部部分)和/或可将外科器械连接到机器人系统的连接器。外科器械的远侧部分可包括外科端部执行器。外科端部执行器可包括可在打开位置和闭合位置之间旋转的一对钳口。图72至图79所公开的实施方案示出了可用于外科端部执行器的一对钳口中的端部执行器钳口。
图72至图75示出了包括框架101102、金属芯101130和覆盖物101126的外科端部执行器钳口101100。端部执行器钳口101100包括内表面101118和外表面101108。当端部执行器钳口101100用于外科器械的一对钳口中时，端部执行器钳口101100的内表面101118被定位成彼此相邻。端部执行器钳口101100的外表面101108定位在端部执行器钳口101100的相对侧上。
外科端部执行器钳口101100的框架101102包括承窝101104。当端部执行器钳口101100用于外科器械的一对钳口中时，两个端部执行器钳口101100的插座101104对齐并且销可插入穿过承窝101104。该对端部执行器钳口101100可围绕销在打开位置和闭合位置之间旋转。外科器械还可包括致动器，该致动器可使端部执行器钳口101100在打开位置和闭合位置之间移动。
外科端部执行器钳口101100包括近侧部分101106和远侧部分101110。端部执行器钳口101100的总体几何形状在近侧部分101106和远侧部分101110之间弯曲。此外，端部执行器钳口101100从较宽的近侧部分101106到较窄的远侧部分101110呈锥形。端部执行器钳口101100的锥形轮廓可允许外科医生瞄准患者体内的特定位置。
除此之外或另选地，外科端部执行器钳口101100可包括其他几何形状，诸如对称几何形状和/或具有较大远侧部分101110和较窄近侧部分101106的锥形几何形状。当外科端部执行器钳口101100包括对称轮廓时，外科端部执行器钳口101100可将患者的组织均匀地抓持在整个端部执行器钳口101100上。当外科端部执行器钳口101100包括具有较大远侧部分101110和较窄近侧部分101106的锥形几何形状时，较大远侧部分101110可允许外科端部执行器101100抓持患者组织的较大部分。
外表面101108的近侧部分101106包括基本上平滑的表面。该基本上平滑的表面可指例如基本上不含突起或不均匀、大致上平坦或不起皱和/或基本上具有均匀稠度的表面。外表面101108的远侧部分101110包括多个特征结构。该多个特征结构包括中心特征结构101120、周边特征结构101122和侧向特征结构101132和/或任何其他合适的特征结构。
中心特征结构101120、周边特征结构101122和侧向特征结构101132包括脊或齿，但可包括任何合适的构型。中心特征结构101120、周边特征结构101122和侧向特征结构101132可由各种材料构成。中心特征结构101120、周边特征结构101122和/或侧向特征结构101132可由第一材料构成，并且端部执行器钳口101100的外表面101108可由第二材料构成。第一材料可以具有比第二材料更大的弹性。第二材料可以具有比第一材料更大的刚度。利用刚性较小且弹性较大的材料，中心特征结构101120、周边特征结构101122和/或侧向特征结构101132可抵靠目标(诸如患者的组织)变形，并且增加外科端部执行器钳口101100与目标对象之间的牵引和相互作用。
多个中心特征结构101120可基本上垂直于钳口101108的弧的弦。多个中心特征结构101120在钳口101108的外表面上方凸起。另外，中心特征结构101120可与可沿着钳口101108定位的侧向特征结构101132重叠或包覆模制。侧向特征结构101132可由具有不同刚度和弹性的不同材料构成。例如，侧向特征结构101132可比中心特征结构101120更具弹性和/或具有更大的顺应性，这可允许侧向特征结构101132具有与目标(诸如患者的组织)相互作用的更大能力。多个中心特征结构101120可具有例如相对于端部执行器钳口101100的近侧部分101106的略微的凹陷。多个周边特征结构101122可包括例如相对于端部执行器钳口101100的近侧部分101106的凸形形状。周边-中心-周边特征结构组合的凸形-凹形-凸形图案可允许与目标(诸如患者的组织)进行更大的相互作用。
在中心特征结构101120基本上垂直于外科端部执行器钳口101100上的弧的弦对准的情况下，中心特征结构101120可有利于与患者组织进行所需的相互作用。该构型可允许外科端部执行器钳口101100被牵拉穿过组织平面并形成组织的分模动作。此外，在外科器械的末端处的中心特征结构101120的图案与外科端部执行器钳口101100的弧的弦对准的情况下，该图案有利于外科端部执行器钳口101100的侧向移动以形成组织分模动作。
端部执行器钳口101100的中心特征结构101120、周边特征结构101122和侧向特征结构101132可包括沿着端部执行器钳口101100延伸的对称或非对称图案。中心特征结构101120、周边特征结构101122和/或侧向特征结构101132的图案可以是连续的或互锁的，并且随着它们朝向端部执行器钳口101100的近侧部分101106和/或远侧部分101110延伸而变得更加间断和交错。中心特征结构101120、周边特征结构101122和侧向特征结构101132的各种构型可产生可增强这些特征结构与目标对象(诸如患者的组织)的相互作用的柱或直立柱。
中心特征结构101120、周边特征结构101122和侧向特征结构101132可包括包覆模制的塑料和/或聚合物。中心特征结构101120、周边特征结构101122和侧向特征结构101132可包括具有不同密度和/或特性的各种聚合物或塑料。第一塑料层可包覆模制到端部执行器钳口101100的金属芯101130的部分上。该第一塑料层可具有第一密度、刚度和弹性。第二塑料层可包覆模制到第一包覆模制的塑料层的部分上和/或金属芯101130的部分上。该第二塑料层可具有第二密度、刚度和弹性。该第一密度、刚度和/或弹性可与该第二密度、刚度和/或弹性相同或不同。
覆盖物101126的各个区段可包括包覆模制的塑料和/或聚合物。覆盖物101126的各个区段可包括具有不同密度和/或特性的各种聚合物或塑料。第一塑料层可包覆模制到端部执行器钳口101100的金属芯101130的部分上。该第一塑料层可具有第一密度、刚度和弹性。第二塑料层可包覆模制到第一包覆模制的塑料层的部分上和/或金属芯101130的部分上。该第二塑料层可具有第二密度、刚度和弹性。该第一密度、刚度和/或弹性可与该第二密度、刚度和/或弹性相同或不同。
在一个实施方案中，第一层可包括可与金属芯101130一起为端部执行器钳口101100提供结构支撑或主干的刚性层。第二层可包括弹性较大并且/或者刚性较小的层。第二层可更易变形以形成允许抓持和固定组织的组织相互作用外表面。更具刚性的第一层可具有更尖锐的轮廓和边缘，该轮廓和边缘可保持其形状并且主动地剪切组织，同时外部较软的层更像缓冲器那样起作用以防止在外科端部执行器钳口101100与组织的所需位置或区段接合之前切割组织。
端部执行器钳口101100的内表面101118包括在端部执行器钳口101100的近侧部分101106和远侧部分101110之间延伸的多个齿101116。该多个齿101116在内表面101118的宽度上延伸并沿循端部执行器钳口101100的锥形轮廓。该多个齿101116的中心部分包括金属芯101130的暴露区段。金属芯101130的暴露区段在近侧部分101106和远侧部分101110之间沿多个齿10116的中心部分基本上均匀地向下延伸。另选地，金属芯101130可例如以非对称图案延伸到端部执行器钳口101100的内表面101118。金属芯101130的不同暴露图案可允许端部执行器钳口101100以不同方式将电外科能量传输到患者的组织，如下文更详细地描述的。
当患者的组织与金属芯101130接触时，外科医生可通过金属芯101130将电外科能量施加到目标组织。该电外科能量可引起目标组织的消融和/或烧灼。
内表面101118的最远侧部分包括远侧缓冲器部分101124和远侧末端101128。远侧缓冲器部分101124包括弹性和/或可变形材料，该弹性和/或可变形材料可允许端部执行器钳口101100与目标对象相互作用，而对该对象的刺激较小。远侧末端101128包括金属芯101130并且被构造成能够将电外科能量递送至目标对象，诸如患者的组织。由弹性较大且刚性较小的材料构造的远侧缓冲器部分101124可允许外科端部执行器钳口101100的用户更有力，而不会增加对目标对象(诸如患者的组织)的刺激。
除此之外或另选地，包括外科端部执行器钳口101100的各种聚合物和/或塑料可包括疏水性塑料或材料。疏水性材料可排斥液体(诸如体液和/或水)以保持解剖特征自由解剖。此外，当在微创手术中使用该设备时，疏水性材料可通过排斥流体而允许用户更清楚地看到该设备的相互作用部分。疏水性材料还可在外科器械的使用期间通过排斥流体并将流体保持远离相互作用位点而允许一致的解剖表面。
图76至图78示出了包括框架101202、金属芯101230和覆盖物101226的外科端部执行器钳口101200。端部执行器钳口101200包括内表面101218和外表面101208。当端部执行器钳口101200用于外科器械的一对钳口中时，端部执行器钳口101200的内表面101218被定位成彼此相邻。端部执行器钳口101200的外表面101208定位在端部执行器钳口101200的相对侧上。
外科端部执行器钳口101200的框架101202包括承窝101204。当端部执行器钳口101200用于外科器械的一对钳口中时，该两个端部执行器钳口101200的承窝101204对准并且销可被插入穿过承窝101204。该对端部执行器钳口101200可围绕销在打开位置和闭合位置之间旋转。外科器械还可包括致动器，该致动器可使端部执行器钳口101200在打开位置和闭合位置之间移动。
外科端部执行器钳口101200包括近侧部分101206和远侧部分101210。端部执行器钳口101200的总体几何形状在近侧部分101206和远侧部分101210之间弯曲。此外，端部执行器钳口101200从较宽的近侧部分101206到较窄的远侧部分101210呈锥形。端部执行器钳口101200的锥形轮廓可允许外科医生瞄准患者体内的特定位置。
除此之外或另选地，外科端部执行器钳口101200可包括其他几何形状，诸如对称几何形状和/或具有较大远侧部分101210和较窄近侧部分101206的锥形几何形状。当外科端部执行器钳口101200包括对称轮廓时，外科端部执行器钳口101200可将患者的组织均匀地抓持在整个端部执行器钳口101200上方。当外科端部执行器钳口101200包括具有较大远侧部分101210和较窄近侧部分101206的锥形几何形状时，较大远侧部分101210可允许外科端部执行器101200抓持患者组织的较大部分。
外表面101208的近侧部分101206包括基本上平滑的表面。该基本上平滑的表面可指例如基本上不含突起或不均匀、大致上平坦或不起皱和/或基本上具有均匀稠度的表面。外表面101208的远侧部分101210包括多个特征结构。该多个特征结构包括中心特征结构101220、周边特征结构101222、和侧向特征结构101232、和/或任何其他合适的特征结构。
中心特征结构101220、周边特征结构101222和侧向特征结构101232包括凹陷部或通孔，但可包括任何合适的构型。凹陷部或通孔将金属芯101230暴露于外表面101208和患者组织。中心特征结构101220、周边特征结构101122和侧向特征结构101232可包括不同直径和/或深度，或相同直径和/或深度。中心特征结构101220、周边特征结构101122和侧向特征结构101232还可包括沿着外科端部执行器钳口101200的外表面101208的不同图案和/或取向。
中心特征结构101220、周边特征结构101222和侧向特征结构101232允许患者的组织与外科端部执行器钳口101200的金属芯101230接触。当一对端部执行器钳口101200用于拉伸出组织时，用于拉伸出该组织的机械力可导致该组织流入中心特征部101220、周边特征部101222和/或侧向特征部101232中。一旦组织与中心特征部101220、周边特征部101222和/或侧向特征部101232内的金属芯101230接触，临床医生就可将电外科能量施加到该组织。机械力和电外科能量的组合可允许在不撕裂组织的情况下消融该组织。除此之外或另选地，当组织被展开和/或撕裂时，电外科能量可允许端部执行器钳口101200烧灼该组织。电外科能量和机械力的组合可允许外科医生使用较小的机械力来执行外科手术，因为该电外科能量和该机械力的影响是累积的。
在各种情况下，例如，当施加较多的电外科能量时，解剖组织所需的机械力较小。相应地，当施加较少的电外科能量时，解剖组织所需的机械力较大。也就是说，机械力与电外科能量之比可在解剖器钳口的整个打开行程中保持恒定。在其他情况下，机械力与电外科能量之比可在解剖器钳口的整个打开行程中改变。在至少一种情况下，电外科能量可随着解剖器钳口打开而增加。当最有可能发生组织撕裂和/或出血时，这种布置可施加电外科能量。在其他情况下，电外科能量可随着解剖器钳口打开而减小。这种布置可形成或开始初始的切口，然后通过机械力将该切口拉伸打开。
端部执行器钳口101200的内表面101218包括在端部执行器钳口101200的近侧部分101206和远侧部分101210之间延伸的多个齿101216。该多个齿101216在内表面101218的宽度上延伸并沿循端部执行器钳口101200的锥形轮廓。该多个齿101216的中心部分包括金属芯101230的暴露区段。金属芯101230的暴露区段在近侧部分101206和远侧部分101210之间沿多个齿10126的中心部分基本上均匀地向下延伸。另选地，金属芯101230可例如以非对称图案延伸到端部执行器钳口101200的内表面101218。金属芯101230的不同暴露图案可允许端部执行器钳口101200以不同方式将电外科能量传输到患者的组织，如下文更详细地描述的。
当患者的组织与金属芯101230接触时，外科医生可通过金属芯101230将电外科能量施加到目标组织。该电外科能量可引起目标组织的消融和/或烧灼。
内表面101218的最远侧部分包括远侧缓冲器部分101224和远侧末端101228。远侧缓冲器部分101224包括弹性和/或可变形材料，该弹性和/或可变形材料可允许端部执行器钳口101200与目标对象相互作用，而对该对象的刺激较小。远侧末端101228包括金属芯101230并且被构造成能够将电外科能量递送至目标对象，诸如患者的组织。由弹性较大且刚性较小的材料构造的远侧缓冲器部分101224可允许外科端部执行器钳口101200的用户更有力，而不会增加对目标对象(诸如患者的组织)的刺激。
覆盖物101226的各个区段可包括包覆模制的塑料和/或聚合物。覆盖物101226的各个区段可包括具有不同密度和/或特性的各种聚合物或塑料。第一塑料层可包覆模制到端部执行器钳口101200的金属芯101230的部分上。该第一塑料层可具有第一密度、刚度和弹性。第二塑料层可包覆模制到第一包覆模制的塑料层的部分上和/或金属芯101230的部分上。该第二塑料层可具有第二密度、刚度和弹性。该第一密度、刚度和/或弹性可与该第二密度、刚度和/或弹性相同或不同。
除此之外或另选地，包括外科端部执行器钳口101200的各种聚合物和/或塑料可包括疏水性塑料或材料。疏水性材料可排斥液体(诸如体液和/或水)以保持解剖特征自由解剖。此外，当在微创手术中使用该设备时，疏水性材料可通过排斥流体而允许用户更清楚地看到该设备的相互作用部分。疏水性材料还可在外科器械的使用期间通过排斥流体并将流体保持远离相互作用位点而允许一致的解剖表面。
图79示出了类似于如上所述的端部执行器101300的实施方案。端部执行器101300包括定位在端部执行器钳口101300的远侧鼻部上的中心远侧特征结构101336和侧向远侧特征结构101334。中心远侧特征结构101336和侧向远侧特征结构101334包括凹陷部或通孔。凹陷部或通孔将金属芯101330暴露于外表面101308。中心远侧特征结构101336和侧向远侧特征结构101334可包括不同直径和/或深度，或相同直径和/或深度。中心远侧特征结构101336和侧向远侧特征结构101334还可包括沿着外科端部执行器钳口101300的外表面101308的不同图案和/或取向。
中心远侧特征结构101336和侧向远侧特征结构101334允许患者的组织与外科端部执行器钳口101300的金属芯101330接触。当外科医生利用外科端部执行器钳口101300的鼻部推动组织时，用于将钳口101300推动到组织中以拉伸出该组织的机械力可使该组织流入中心远侧特征结构101336和侧向远侧特征结构101334中。一旦组织与中心远侧特征结构101336和/或侧向远侧特征结构101334内的金属芯101330接触，电外科能量就可传输到该组织。机械力和电外科能量的组合可允许在不撕裂组织的情况下消融该组织。除此之外或另选地，当组织被展开和/或撕裂时，电外科能量可允许端部执行器钳口101300烧灼该组织。电外科能量和机械力的组合可允许外科医生使用较小的机械力来执行外科手术，因为该电外科能量和该机械力的影响是累积的。
在各种情况下，例如，当施加较多的电外科能量时，解剖组织所需的机械力较小。相应地，当施加较少的电外科能量时，解剖组织所需的机械力较大。也就是说，机械力与电外科能量之比可在解剖器钳口的整个打开行程中保持恒定。在其他情况下，机械力与电外科能量之比可在解剖器钳口的整个打开行程中改变。在至少一种情况下，电外科能量可随着解剖器钳口打开而增加。当最有可能发生组织撕裂和/或出血时，这种布置可施加电外科能量。在其他情况下，电外科能量可随着解剖器钳口打开而减小。这种布置可形成或开始初始的切口，然后通过机械力将该切口拉伸打开。
外科端部执行器钳口还可具有包覆模制的具有分形外部几何形状的塑料主体。分形外部几何形状可使得端部执行器钳口的远侧末端更有力，而不会与组织产生不期望的相互作用。在另一个实施方案中，端部执行器钳口的金属芯可在外表面附近和远侧末端处定位以及沿着外科端部执行器的脊定位，如图76至图79所示。金属芯可通过沿着端部执行器钳口的外表面的各种特征结构和凹陷部暴露于组织。金属芯可凹陷在外表面的0.0001mm至0.001mm内并且与外科器械的轴电接触，以允许沿着端部执行器钳口传输电外科能量。随着金属芯暴露于组织，该金属芯可将电外科能量递送至患者的组织。在该构型中，外科器械可作为机械外科解剖器和电外科器械之间的混合来操作。
关于图58至图79中所示的外科器械和端部执行器所述的各种特征结构和特征可由各种材料构成。图72至图79中所示的端部执行器可包括可将电外科能量从电外科器械递送至患者的组织的金属芯。以上所述的各种特征结构可包括包覆模制的塑料或聚合物。特征结构可包括具有各种密度和特性的聚合物或塑料。第一塑料层可包覆模制到端部执行器的金属芯的部分上。该第一塑料层可具有第一密度、刚度和弹性。第二塑料层可包覆模制到第一包覆模制的塑料层的部分上和/或金属芯的部分上。该第二塑料层可具有第二密度、刚度和弹性。第一密度、刚度和/或弹性可与第二密度、刚度和/或弹性相同或不同。
在一个实施方案中，第一层可包括可为端部执行器提供结构支撑或主干的刚性层。第二层可包括弹性较大且刚性较小的层。第二层可更易变形以形成允许抓持和固定组织的组织相互作用外表面。更具刚性的第一层可具有更尖锐的轮廓和边缘，该轮廓和边缘可保持其形状并且主动地剪切组织，同时外部较软的层更像缓冲器那样起作用以防止在外科端部执行器与组织的所需部分或区段接合之前切割组织。
图72至图79中所示的外科器械可通过传统制造工艺来生产。除此之外或另选地，图72至图79中所示的外科器械可通过上文相对于图58至图71所述的增材制造工序来生产。图72至图79的外科器械可包括金属芯，并且端部执行器的外部形状和特征结构可通过增材制造工艺来生产，以生产具有所需特征结构和/或形状的定制的外科端部执行器。
如上文关于图72至图79所述的外科端部执行器钳口可用于对受影响的组织施加电外科力和机械力的组合。图80示出了具有机械特征结构和电外科特征结构的外科器械的各种参数之间的关系的图形表示101400。各种参数包括递送至组织的电流101402、电压与电流之比101404、正被治疗的组织的阻抗101406、以及正被施加到组织的机械力101408。例如，参考外科手术(诸如解剖手术101410)的各个方面示出了各种参数。解剖手术101410包括初始力加载条件101412、组织扩散条件101414和力卸载条件101416。
在初始力加载条件101412期间，递送至组织的电流101402、电压与电流之比101404以及正被治疗的组织的阻抗101406初始增加。在初始力加载条件101412下，递送至组织的电流101402和电压与电流之比101404继续增加，同时正被治疗的组织的阻抗101406减小，然后平稳。正被施加到组织的机械力101408也在初始力加载条件101412下而增加。随着正被施加到组织的机械力101408增加，外科端部执行器钳口开始推动远离组织层。
一旦完成初始力加载条件101412，就发生组织扩散条件101414。在组织扩散条件101414的第一阶段下，递送到组织的电流101402和正被治疗的组织的阻抗101406保持相对稳定，而电压与电流之比101404波动。此外，在组织扩散条件101414的第一阶段下，正被施加到组织的机械力101408增加并且开始超过较高的增强阈值。当超过较高的增强阈值时，递送至组织的电流101402和电压与电流之比101404增加以增强组织扩散，这继而减小了正被治疗的组织的阻抗101406。正被端部执行器钳口施加到组织的机械力101408由于电外科能量的辅助而下降，因此，递送至组织的电流101402以及电压与电流之比101404的水平减小。当正被施加到组织的机械力101408下降到低于较低增强阈值时，由于减少了来自外科器械的电外科方面的增强辅助的需要，递送至组织的电流101402和电压与电流之比101404减小。一旦正被施加到组织的机械力101408爬升到高于较低增强阈值，递送至组织的电流101402以及电压与电流之比101404就返回到其先前的水平。
在组织扩散条件101414发生之后，正被施加的机械力和电外科能量减小，如卸载条件101416所表示的。在力卸载条件101416期间，递送至组织101402的电流、电压与电流之比101404、正被治疗的组织的阻抗101406以及正被施加到组织的机械力101408均减小到初始卸载条件。正被施加到组织的机械力101408和电外科能量的组合允许外科器械使用较少的机械能来执行外科手术，这可导致较少的组织撕裂。电外科能量的施加还可在组织被端部执行器钳口的开口分开时密封该组织。
为了检测上述各种阈值水平，外科器械可具有传感器以监测压力、电流、电压、组织的阻抗以及在外科手术期间所施加的力，并且修改参数以防止超过任何阈值。除此之外或另选地，可向外科医生提供关于参数的触觉反馈并手动控制各种参数。
图80中示出了外科系统128000。外科系统128000包括柄部、从该柄部延伸的轴128020，以及从轴128020延伸的端部执行器128030。在另选的实施方案中，外科系统128000包括被构造成能够安装到机器人外科系统的壳体。在至少一个此类实施方案中，轴128020从机器人壳体安装架而不是柄部延伸。在任一种情况下，例如，端部执行器128030包括钳口128040和128050和/或缝合针，这些钳口可闭合以抓持目标诸如患者的组织T，如下文更详细地讨论的。例如，钳口128040和128050也可打开以解剖患者的组织。在至少一种情况下，钳口128040和128050能够插入患者组织以在其中形成切口，然后展开以打开该切口，如下文更详细地讨论的。
再次参见图80，钳口128040和128050围绕枢转接头128060以能够枢转的方式联接到轴128020。枢转接头128060限定固定的旋转轴线，但可使用任何合适的布置。钳口128040包括远侧端部或远侧末端128041以及从其近侧端部到其远侧端部128041变窄的细长轮廓。类似地，钳口128050包括远侧端部或末端128051以及从其近侧端部到其远侧端部128051变窄的细长轮廓。末端128041和128051之间的距离限定端部执行器128030的口部宽度或开口128032。当末端128041和128051彼此靠近或彼此接触时，口部128032较小或闭合，并且口部角较小或为零。当末端128041和128051相隔很远时，口部128032较大并且口部角θ较大。
除上述之外，端部执行器128030的钳口由包括电动马达的钳口驱动系统驱动。在使用中，将电压电势施加到电动马达以使电动马达的驱动轴旋转并驱动钳口驱动系统。外科系统128000包括被构造成能够将电压电势施加到电动马达的马达控制系统。在至少一种情况下，马达控制系统被构造成能够将恒定直流电压电势施加到电动马达。在此类情况下，电动马达将以恒定速度或至少基本上恒定的速度运行。在各种情况下，马达控制系统包括可将电压脉冲施加到电动马达的脉宽调制(PWM)电路和/或频率调制(FM)电路。PWM和/或FM电路可通过控制供应给电动马达的电压脉冲的频率、供应给电动马达的电压脉冲的持续时间、和/或供应给电动马达的电压脉冲之间的持续时间来控制电动马达的速度。
马达控制系统还被构造成能够作为用于监测正由端部执行器128030的钳口施加的力的装置监测由电动马达消耗的电流。当由电动马达消耗的电流低时，钳口上的加载力低。相应地，当由电动马达消耗的电流高时，钳口上的加载力高。在各种情况下，正被施加到电动马达的电压是固定的或保持恒定的，并且允许马达电流根据钳口处的力加载而波动。在某些情况下，马达控制系统被构造成能够限制由电动马达消耗的电流从而限制可由钳口施加的力。在至少一个实施方案中，马达控制系统可包括电流调节电路，该电流调节电路保持由电动马达消耗的电流恒定或至少基本上恒定，以保持钳口处的加载力恒定。
根据钳口正被用于执行的任务，在端部执行器128030的钳口之间和/或在端部执行器128030的钳口上产生的力可以不同。例如，保持缝合针所需的力可以是高的，因为缝合针通常较小并且有可能缝合针在使用期间可滑动。因此，端部执行器128030的钳口通常用于在钳口彼此靠近时生成较大的力。另一方面，例如，端部执行器128030的钳口通常用于在钳口彼此分开放置时施加较小的力，以执行较大的或总体组织操纵。
参见图81所示的曲线图128100的上部部分128110，端部执行器128030的钳口所经受的加载力f可受到存储在马达控制系统中的力分布曲线的限制。用于打开钳口128040和128050的力限制分布曲线128110o不同于用于闭合钳口128040和128050的力限制分布曲线128110c。这是因为当迫使钳口128040和128050打开时执行的手术通常不同于当迫使钳口128040和128050闭合时执行的手术。也就是说，打开力限制分布曲线和闭合力限制分布曲线可以是相同的。虽然无论钳口128050正被打开还是闭合，钳口128040和128050都可能将经受一些力加载，但是当钳口128040和128050正被用于在患者体内执行特定手术时，力限制分布曲线通常会起作用。例如，如分别由曲线图128100的曲线图区段128115和128116所表示的，钳口128040和128050被迫使打开以在患者的组织中形成并扩展切口，而如分别由曲线图128100的曲线图区段128111和128112所表示的，钳口128040和128050被迫使闭合以抓持针和/或患者组织。
再次参见图81，打开钳口力限制分布曲线128110o和闭合钳口力限制分布曲线128110c分别绘制在曲线图128100中所示的零力线的相对侧上。如曲线图128100的上部区段128110中可见，当钳口128040和128050恰好正从其完全闭合位置被打开时，钳口力限制阈值对于力限制分布曲线128110o和128110c两者是较高的。还如曲线图128100的上部区段128110中可见，当钳口128040和128050到达其完全打开位置时，钳口力限制阈值对于力限制分布曲线128110o和128110c两者是较低的。这种布置可降低例如钳口128040和128050在完全打开时损坏相邻组织的可能性。在任何情况下，允许钳口128040和128050施加的力是钳口之间的口部开口尺寸和/或钳口正被移动的方向的函数。例如，与当钳口128040和128050被更闭合地以执行总体组织操纵时(参见上部曲线图区段128110的曲线图区段128113)相比，当钳口128040和128050被大幅打开或最大程度地打开以抓持大的对象时(参见上部曲线图区段128110的曲线图区段128114)，钳口力f限制非常低。，此外，不同的钳口力限制分布曲线可用于不同的钳口构型。例如，具有窄且尖的钳口的Maryland解剖器可具有与例如具有钝的钳口的抓紧器不同的钳口力限制分布曲线。
除上述之外或代替上述，钳口128040和128050的速度可由马达控制系统根据钳口128040和128050之间的口部开口尺寸和/或钳口被移动的方向来控制和/或限制。参见图81中的曲线图128100的中间区段128120和下部区段128130，用于移动钳口128040和128050的速率限制分布曲线允许钳口在钳口接近其闭合位置时缓慢移动，并且在钳口接近其打开位置时快速移动。在此类情况下，钳口128040和128050在钳口打开时被加速。这种布置可例如在钳口128040和128050闭合在一起时对其提供精细控制，以有利于组织的精细解剖。值得注意的是，用于打开和闭合钳口128040和128050的速率限制分布曲线是相同的，但这些打开和闭合钳口在其他实施方案中可以是不同的。在另选的实施方案中，用于移动钳口128040和128050的速率限制分布曲线允许钳口在钳口接近其闭合位置时快速移动，并且在钳口接近其打开位置时缓慢移动。在此类情况下，钳口128040和128050在钳口打开时被减速。例如，当钳口128040和128050正被用于拉伸切口时，这种布置可提供对这些钳口的精细控制。上文说过，一旦钳口经受例如来自患者组织的加载阻力，就可调节钳口128040和128050的速度。在至少一种此类情况下，一旦钳口128040和128050开始经受例如高于阈值的力阻力，就可降低钳口打开速率和/或钳口闭合速率。
在各种情况下，除上述之外，外科系统128000的柄部包括致动器，该致动器的运动追踪或被认为追踪端部执行器128030的钳口128040和128050的运动。例如，致动器可包括剪刀式握持部构型，该剪刀式握持部构型可打开和闭合以模仿端部执行器钳口128040和128050的打开和闭合。外科系统128000的控制系统可包括一个或多个传感器系统，该一个或多个传感器系统被构造成能够监测端部执行器钳口128040和128050的状态以及柄部致动器的状态，并且如果这两种状态之间存在差异，则一旦该差异超过阈值和/或阈值范围，该控制系统就可采取纠正措施。在至少一种情况下，控制系统可例如向临床医生提供存在差异的反馈(诸如音频、触觉和/或触觉反馈)和/或向临床医生提供差异程度。在此类情况下，临床医生可对该差异进行心理补偿。除上述之外或代替上述，控制系统可调整其对钳口128040和128050的控制程序以匹配致动器的运动。在至少一种情况下，控制系统可监测正被施加到钳口的加载力，并且当钳口在抓持组织时经受峰值力加载条件时，将致动器的闭合位置与钳口的位置对准。类似地，当钳口在抓持组织时经受最小力加载条件时，控制系统可将致动器的打开位置与钳口的位置对准。在各种情况下，控制系统被构造成能够向临床医生提供覆盖这些调节的控制，并且允许临床医生使用其自己的判断以适当的方式使用外科系统128000。
图82和图83中示出了外科系统128700。外科系统128700包括柄部、从该柄部延伸的轴组件128720，以及从轴组件128720延伸的端部执行器128730。在另选的实施方案中，外科系统128700包括被构造成能够安装到机器人外科系统的壳体。在至少一个此类实施方案中，轴128720从机器人壳体安装架而不是柄部延伸。在任一种情况下，端部执行器128730包括被构造成能够横切患者的组织的剪切件。剪切件包括两个钳口128740和128750，该两个钳口被构造成能够在钳口128740和128750闭合时横切定位在钳口128740和128750之间的患者组织。钳口128740和128750中的每一者包括锋利边缘，该锋利边缘被构造成能够切割组织并且围绕枢转接头128760可枢转地安装到轴128720。这种布置可包括绕过剪刀式剪切件。设想了其他的实施方案，其中钳口128740和128750中的一者包括刀刃，并且另一者包括抵靠被支撑和横切的组织的芯轴。这种布置可包括刀楔形件，其中该刀楔形件朝向芯轴移动。在至少一个实施方案中，包括刀刃的钳口是活动的，并且包括芯轴的钳口是固定的。上文说过，设想了实施方案，其中钳口128740和128750中的一者或两者的组织接合边缘不一定是锋利的。
如上所述，端部执行器128730包括可在打开位置和闭合位置之间移动以切割患者的组织的两个剪刀式钳口128740和128750。钳口128740包括锋利远侧端部128741，并且钳口128750包括锋利远侧端部128751，这两个锋利远侧端部被构造成能够例如在端部执行器128730的口部128731处剪断患者的组织。也就是说，设想了其他实施方案，其中远侧端部128741和128751是钝的并且可用于例如解剖组织。在任何情况下，钳口由包括电驱动马达的钳口驱动系统驱动，该电驱动马达的速度是可调节的以调节钳口的闭合速率和/或打开速率。参见图84的曲线图128400，外科系统的控制系统被构造成能够在钳口128740和128750闭合时监测钳口128740和128750上的加载或剪切力，并且在钳口128740和128750经受大的力或高于阈值Fc的力时自适应地减慢驱动马达。例如，当正被钳口128740和128750切割的组织T较厚时，通常会产生此类大的力。与上述相似，控制系统可监测由驱动马达消耗的电流，作为钳口128740和128750所经受的加载力的替代。除该方法之外或代替该方法，控制系统可被构造成能够例如通过一个或多个测力传感器和/或应变仪直接测量钳口加载力。一旦钳口128740和128750所经受的加载力下降到低于力阈值Fc，控制系统就可以自适应地加速钳口闭合速率。另选地，即使不再超过力阈值，控制系统也可保持钳口128740和128750的较低闭合速率。
上文相对于外科系统128700所提供的讨论可向患者的组织提供机械能或机械切割力。也就是说，外科系统128700还被构造成能够向患者的组织提供电外科能量或电外科切割力。在各种情况下，电外科能量包括例如RF能量；然而，电外科能量可以任何合适的频率供应给患者组织。除交流电之外或代替交流电，外科系统128700可被构造成能够向患者组织供应直流电。外科系统128700包括与限定在器械轴128720中的一个或多个电通路电通信的发生器，该发生器可向钳口128740和128750供应电力并且还为电流提供返回路径。在至少一种情况下，钳口128740包括与轴128720中的第一电通路电通信的电极128742，并且钳口128750包括与轴128720中的第二电通路电通信的电极128752。第一电通路和第二电通路彼此电绝缘或至少基本上电绝缘，并且周围轴结构使得第一电通路和第二电通路、电极128742和128752以及定位在电极128742和128752之间的组织形成电路。这种布置在电极128742和128752之间提供双极布置。也就是说，设想了其中可使用单极布置的实施方案。在这种布置中，用于电流的返回路径穿过患者并且进入例如定位在患者上方或下方的返回电极。
如上所述，可通过使用机械力和/或电力来切割患者的组织。此类机械力和电力可同时和/或顺序地施加。例如，可在组织切割致动开始时施加这两个力，然后可中止机械力以有利于结束组织切割致动的电外科力。这种方法可在机械切割已完成之后将能量形成的止血密封施加到组织。在此类布置中，在组织切割致动的整个持续时间内施加电外科力。在其他情况下，在没有电外科切割力的情况下，机械切割力可用于开始组织切割致动，然后在机械切割力已停止之后开始电外科切割力。在此类布置中，机械力和电外科力不重叠或共延伸。在各种情况下，机械力和电外科力两者在整个组织切割致动期间重叠并且共延伸。在至少一种情况下，两个力在整个组织切割致动期间重叠并且共延伸，但是量值或强度在组织切割致动期间改变。上文说过，可使用机械切割力和电外科切割力和能量的任何合适的组合、图案和/或序列。
除上述之外，外科系统128700包括控制系统，该控制系统被构造成能够协调向患者组织施加机械力和电外科能量。在各种情况下，控制系统与驱动钳口128740和128750的马达控制器通信，并且发电机包括用于监测正被施加到组织的机械力和电外科能量的一个或多个感测系统。用于监测机械驱动系统内的力的系统在本文其他地方公开。用于监测正被施加到患者组织的电外科能量的系统包括经由电外科电路的电通路监测患者组织的阻抗或阻抗的变化。在至少一种情况下，参见图85中的曲线图128800，通过监测正由发生器供应的功率的电流和电压来评估正由发生器施加到患者组织的电外科功率的RF电流/电压之比。组织的阻抗和电外科功率的RF电流/电压之比是许多变量的函数，诸如组织的温度、组织的密度、组织的厚度、钳口128740和128750之间的组织的类型、向组织施加功率的持续时间等，这些变量在电外科能量的整个施加过程中改变。
除上述之外，外科系统128700的控制系统和/或发生器包括一个或多个电流表电路和/或电压表电路，该一个或多个电流表电路和/或电压表电路被构造成能够分别监测正被施加到患者组织的电外科电流和/或电压。再次参见图85，正被施加到患者组织的电流的最小振幅极限和/或最大振幅极限可在控制系统中预设并且/或者可由外科器械系统的用户通过一个或多个输入控件控制。最小振幅极限和最大振幅极限可限定电流包络，外科系统128700的电外科部分在该电流包络内操作。
在各种情况下，外科系统128700的控制系统被构造成能够在驱动马达减慢时自适应地增加施加到患者组织的电外科能量。马达减慢可以是对组织切割负载的增加和/或控制系统的适应的反应。类似地，外科系统128700的控制系统被构造成能够在驱动马达停止时自适应地增加施加到患者组织的电外科能量。同样，马达停止可以是对组织切割负载的增加和/或控制系统的适应的反应。当电动马达减慢和/或停止时增加电外科能量可补偿机械切割能量的减小。在另选的实施方案中，当电动马达减慢和/或停止时，可减少和/或停止电外科能量。此类实施方案可让临床医生评估低能量环境中的情况。
在各种情况下，外科系统128700的控制系统被构造成能够在驱动马达加速时自适应地减小施加到患者组织的电外科能量。马达加速可以是对切割负载的减小和/或控制系统的适应的反应。当电动马达减慢和/或停止时，减小电外科能量可补偿或平衡机械切割能量的增加。在另选的实施方案中，当电动马达加速时，电外科能量可增加。此类实施方案可加速钳口的闭合并且提供干净、快速的切割运动。
在各种情况下，外科系统128700的控制系统被构造成能够在施加到患者组织的电外科能量减小时自适应地增加驱动马达的速度。电外科能量减小可以是对组织特性改变和/或控制系统适应的反应。类似地，外科系统128700的控制系统被构造成能够在施加到患者组织的电外科能量响应于控制系统的适应而停止时自适应地增加驱动马达的速度。当电外科能量减小或停止时，增加驱动马达的速度可补偿电外科切割能量的减小。在另选的实施方案中，当电外科能量减小和/或停止时，可减小和/或停止驱动马达的速度。此类实施方案可让临床医生评估低能量和/或静态环境中的情况。
在各种情况下，外科系统128700的控制系统被构造成能够在施加到患者组织的电外科能量增加时自适应地降低电动马达的速度。电外科能量增加可以是对组织特性改变和/或控制系统适应的反应。当电外科能量增加时，降低驱动马达速度可补偿或平衡电外科切割能量的增加。在另选的实施方案中，当电外科能量增加时，可增加驱动马达速度。此类实施方案可加速钳口的闭合并且提供干净、快速的切割运动。
在各种情况下，外科系统128700包括控件，诸如外科系统128700的柄部上的控件，例如，临床医生可使用该控件来控制何时施加机械力和/或电外科力。除手动控制之外或代替手动控制，外科系统128700的控制系统被构造成能够监测正被施加到组织的机械力和电能，并在需要时调节其中一个或另一个，以根据一个或多个预先确定的力-能量曲线和/或矩阵以期望的方式切割组织。在至少一种情况下，一旦正被施加的机械力达到阈值极限，控制系统就可增加递送到组织的电能。此外，当对正被施加到组织的机械力和/或电能进行调节时，控制系统被构造成能够考虑其他参数，诸如正被切割的组织的阻抗。
本文所述的外科器械系统由电动马达促动；但是本文所述的外科器械系统可以任何合适的方式促动。在某些实例中，本文公开的马达可包括机器人控制系统的一部分或多个部分。例如，名称为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLEDEPLOYMENT ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号13/118,241(现为美国专利9,072,535)更详细地公开了机器人外科器械系统的若干示例，该公开内容全文以引用方式并入本文。
本文所述的外科器械系统可与钉的部署和变形结合使用。例如，设想了部署除钉之外的紧固件诸如夹具或大头钉的各种实施方案。此外，还设想了利用用于密封组织的任何合适装置的各种实施方案。例如，根据各种实施方案的端部执行器可包括被构造成能够加热和密封组织的电极。另外，例如，根据某些实施方案的端部执行器可施加振动能量来密封组织。另外，设想了利用合适的切割装置来切割组织的各种实施方案。
实施例
实施例1-一种用于与外科器械一起使用的外科端部执行器。该外科端部执行器包括被构造成能够附接到外科器械的远侧端部的近侧连接器。近侧连接器包括致动器。外科端部执行器还包括第一钳口构件。该第一钳口构件包括具有第一特征结构的第一部分和具有第二特征结构的第二部分。外科端部执行器还包括第二钳口构件。第一钳口构件和第二钳口构件中的至少一者能够相对于该第一钳口构件和该第二钳口构件中的另一者在打开构型和闭合构型之间移动。该第二钳口构件包括具有第一特征结构的第一部分和具有第二特征结构的第二部分。由用户在增材制造工艺中选择第一钳口构件的第一特征结构和第二钳口构件的第一特征结构中的至少一者。
实施例2-根据实施例1所述的外科端部执行器，其中，增材制造工艺包括3-D打印。
实施例3-根据实施例1或2所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件包括内表面和外表面，其中第二钳口构件包括内表面和外表面，并且其中当外科端部执行器处于闭合构型时，第一钳口构件的内表面和第二钳口构件的内表面具有配合关系。
实施例4-根据实施例1、2或3所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括齿，其中第二钳口构件的第一特征结构包括空隙，并且其中当外科端部执行器处于闭合构型时，该齿被接纳在该空隙中。
实施例5-根据实施例1、2、3或4所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一材料，其中第一钳口构件的第二特征结构包括第二材料，并且其中该第一材料不同于该第二材料。
实施例6-根据实施例1、2、3或4所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一材料，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二材料，并且其中该第一材料不同于该第二材料。
实施例7-根据实施例1、2、3、4、5或6所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一对称图案的突起，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二对称图案的突起，并且其中该第一对称图案的突起和该第二对称图案的突起是互补的。
实施例8-根据实施例1、2、3、4、5或6所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一对称图案的突起，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二对称图案的突起，并且其中该第一对称图案的突起不同于该第二对称图案的突起。
实施例9-根据实施例1、2、3、4、5或6所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一非对称图案的突起，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二非对称图案的突起，并且其中该第一非对称图案的突起和该第二非对称图案的突起是互补的。
实施例10-根据实施例1、2、3、4、5或6所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一非对称图案的突起，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二非对称图案的突起，并且其中该第一非对称图案的突起不同于该第二非对称图案的突起。
实施例11-根据实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一部分位于该第一钳口构件的第二部分的近侧。
实施例12-根据实施例1、2、3、4、5、6或11所述的外科端部器械，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括多个突起。
实施例13-根据实施例1、2、3、4、5、6、11或12所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第二特征结构包括多个突起。
实施例14-根据实施例1、2、3、4、5、6、11、12或13所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括多个突起，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括基本上平滑的表面。
实施例15-根据实施例1或2所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件包括内侧表面和外侧表面，并且其中该第一钳口构件的第一部分沿着第一钳口构件的内侧表面定位，并且其中该第一钳口构件的第二部分沿着第一钳口构件的外侧表面定位。
实施例16-根据实施例1、2或15所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括多个突起，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括基本上平滑的表面。
实施例17-根据实施例1、2或15所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括基本上平滑的表面，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括多个突起。
实施例18-根据实施例1、2或15所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括多个第一突起，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括多个第二突起。
实施例19-根据实施例18所述的外科端部执行器，其中，多个第一突起不同于多个第二突起。
实施例20-根据实施例1、2或15所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括非对称轮廓，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括对称轮廓。
实施例21-根据实施例1、2、15或20所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括低硬度表面。
实施例22-根据实施例1、2、15、20或21所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第二特征结构包括低硬度表面。
实施例23-根据实施例1、2或15所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括弯曲轮廓。
实施例24-根据实施例1、2或15所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第二特征结构包括弯曲轮廓。
实施例25-根据实施例1、2、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括金属材料。
实施例26-根据实施例1、2、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25所述的外科端部执行器，其中第一钳口构件的第二特征结构包括金属材料。
实施例27-一种用于与外科器械一起使用的外科端部执行器。该外科端部执行器包括被构造成能够附接到外科器械的远侧端部的近侧连接器。近侧连接器包括致动器。外科端部执行器还包括第一钳口构件。该第一钳口构件包括具有第一特征结构的第一部分和具有第二特征结构的第二部分。外科端部执行器还包括第二钳口构件。第一钳口构件和第二钳口构件中的至少一者能够相对于该第一钳口构件和该第二钳口构件中的另一者在打开构型和闭合构型之间移动。该第二钳口构件包括具有第一特征结构的第一部分和具有第二特征结构的第二部分。外科端部执行器还包括用于由用户选择第一钳口构件的第一特征结构和第二钳口构件的第一特征结构中的至少一者的装置。
实施例28-根据实施例27所述的外科端部执行器，其中，装置包括增材制造工艺。
实施例29-根据实施例27或28所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件包括内表面和外表面，其中第二钳口构件包括内表面和外表面，并且其中当外科端部执行器处于闭合构型时，第一钳口构件的内表面和第二钳口构件的内表面具有配合关系。
实施例30-根据实施例27、28或29所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括齿，其中第二钳口构件的第一特征结构包括空隙，并且其中当外科端部执行器处于闭合构型时，该齿被接纳在该空隙中。
实施例31-根据实施例27、28、29或30所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一材料，其中该第一钳口构件的第二特征结构包括第二材料，并且其中该第一材料不同于该第二材料。
实施例32-根据实施例27、28、29或30所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一材料，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二材料，并且其中该第一材料不同于该第二材料。
实施例33-根据实施例27、28、29、30、31或32所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一对称图案的突起，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二对称图案的突起，并且其中该第一对称图案的突起和该第二对称图案的突起是互补的。
实施例34-根据实施例27、28、29、30、31或32所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一对称图案的突起，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二对称图案的突起，并且其中该第一对称图案的突起不同于该第二对称图案的突起。
实施例35-根据实施例27、28、29、30、31或32所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一非对称图案的突起，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二非对称图案的突起，并且其中该第一非对称图案的突起和该第二非对称图案的突起是互补的。
实施例36-根据实施例27、28、29、30、31或32所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括第一非对称图案的突起，其中第二钳口构件的第一特征结构包括第二非对称图案的突起，并且其中该第一非对称图案的突起不同于该第二非对称图案的突起。
实施例37-根据实施例27、28、29、30、31、32、33、34、35或36所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一部分位于该第一钳口构件的第二部分的近侧。
实施例38-根据实施例27、28、29、30、31、32或37所述的外科端部器械，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括多个突起。
实施例39-根据实施例27、28、29、30、31、32、37或38所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第二特征结构包括多个突起。
实施例40-根据实施例27、28、29、30、31、32、37、38或39所述的外科端部执行器，其中第一钳口构件的第一特征结构包括多个突起，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括基本上平滑的表面。
实施例41-根据实施例27或28所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件包括内侧表面和外侧表面，并且其中该第一钳口构件的第一部分沿着第一钳口构件的内侧表面定位，并且其中该第一钳口构件的第二部分沿着第一钳口构件的外侧表面定位。
实施例42-根据实施例27、28或41所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括多个突起，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括基本上平滑的表面。
实施例43-根据实施例27、28或41所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括基本上平滑的表面，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括多个突起。
实施例44-根据实施例27、28或43所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括多个第一突起，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括多个第二突起。
实施例45-根据实施例44所述的外科端部执行器，其中，多个第一突起不同于多个第二突起。
实施例46-根据实施例27、28或41所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括非对称轮廓，并且其中该第一钳口构件的第二特征结构包括对称轮廓。
实施例47-根据实施例27、28、41或46所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括低硬度表面。
实施例48-根据实施例27、28、41、46或47所述的外科端部执行器，其中第一钳口构件的第二特征结构包括低硬度表面。
实施例49-根据实施例27、28或41所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括弯曲轮廓。
实施例50-根据实施例27、28或41所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第二特征结构包括弯曲轮廓。
实施例51-根据实施例27、28、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第一特征结构包括金属材料。
实施例52-根据实施例27、28、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50或51所述的外科端部执行器，其中，第一钳口构件的第二特征结构包括金属材料。
实施例53-一种用于生产定制的端部执行器的方法。该方法包括生产用于定制的端部执行器连接器。端部执行器连接器包括被构造成能够附接到外科器械的远侧端部的近侧连接器。近侧连接器包括致动器。该方法还包括通过与患者的相互作用来确定端部执行器的第一期望特征、通过与患者的相互作用来确定端部执行器的第二期望特征，以及形成具有第一期望特征的第一钳口构件。第一钳口构件附接到端部执行器的远侧部分。该方法还包括形成具有第二期望特征的第二钳口构件。第二钳口构件附接到端部执行器的远侧部分。
实施例54-根据实施例53所述的方法，还包括使用增材制造工艺生产第一钳口构件和第二钳口构件。
实施例55-根据实施例54所述的方法，其中，增材制造工艺包括3-D打印。
实施例56-根据实施例53、54或55所述的方法，其中，第一钳口构件的第一特征包括齿，其中第二钳口构件的第二特征包括空隙。
实施例57-根据实施例53、54、55或56所述的方法，其中，第一特征包括第一材料，其中第二特征包括第二材料，并且其中第一材料不同于第二材料。
实施例58-根据实施例53、54、55、56或57所述的方法，其中，第一特征包括第一对称图案的突起，其中第二特征包括第二对称图案的突起，并且其中该第一对称图案的突起和该第二对称图案的突起是互补的。
实施例59-根据实施例53、54、55、56或57所述的方法，其中，第一特征包括第一对称图案的突起，其中第二特征包括第二对称图案的突起，并且其中该第一对称图案的突起不同于该第二对称图案的突起。
实施例60-根据实施例53、54、55、56或57所述的方法，其中，第一特征包括第一非对称图案的突起，其中第二特征包括第二非对称图案的突起，并且其中该第一非对称图案的突起和该第二非对称图案的突起是互补的。
实施例61-根据实施例53、54、55、56或57所述的方法，其中，第一特征包括第一非对称图案的突起，其中第二特征包括第二非对称图案的突起，并且其中该第一非对称图案的突起不同于该第二非对称图案的突起。
实施例62-根据实施例53所述的方法，还包括在第一钳口构件上形成第三期望特征，以及在第二钳口构件上形成第四期望特征。
实施例63-根据实施例62所述的方法，其中，第一特征包括多个突起。
实施例64-根据实施例62或63所述的方法，其中，第三特征包括多个突起。
实施例65-根据实施例62或64所述的方法，其中，第一特征包括多个突起，并且其中第三特征包括基本上平滑的表面。
实施例66-根据实施例62、63、64或65所述的方法，其中，第一钳口构件包括内侧表面和外侧表面，并且其中第一特征沿着第一钳口构件的内侧表面定位，并且其中第三特征沿着第一钳口构件的外侧表面定位。
实施例67-根据实施例62、63、64、65或66所述的方法，其中，第一特征包括多个突起，并且其中第三特征包括基本上平滑的表面。
实施例68-根据实施例62、63、64、65或66所述的方法，其中，第一特征包括基本上平滑的表面，并且其中第三特征包括多个突起。
实施例69-根据实施例62、63、64、65或66所述的方法，其中，第一特征包括多个第一突起，并且其中第三特征包括多个第二突起。
实施例70-根据实施例69所述的方法，其中，多个第一突起不同于多个第二突起。
实施例71-根据实施例62、63、64、65或66所述的方法，其中，第一特征包括非对称轮廓，并且其中第三特征包括对称轮廓。
实施例72-根据实施例62、63、64、65或66所述的方法，其中，第一特征包括低硬度表面。
实施例73-根据实施例62、63、64、65或66所述的方法，其中，第三特征包括低硬度表面。
实施例74-根据实施例62、63、64、65或66所述的方法，其中，第一特征包括弯曲轮廓。
实施例75-根据实施例62、63、64、65或66所述的方法，其中，第三特征包括弯曲轮廓。
实施例76-根据实施例62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74或75所述的方法，其中，第一特征包括金属材料。
实施例77-根据实施例62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75或76所述的方法，其中，第三特征包括金属材料。
实施例78-一种外科器械，包括复合解剖器钳口。复合解剖器钳口包括第一钳口。第一钳口包括近侧部分、远侧部分、组织接触表面、金属芯、以及金属芯上的至少一个模制塑料层。该至少一个模制塑料层限定图案。该图案限定组织接触表面的至少一部分。该组织接触表面还包括金属芯的至少一部分。复合解剖器钳口还包括第二钳口。第一钳口和第二钳口中的至少一者能够相对于该第一钳口和该第二钳口中的另一者旋转。
实施例79-根据实施例78所述的外科器械，其中，图案包括近侧部分上的第一图案和远侧部分上的第二图案。
实施例80-根据实施例79所述的外科器械，其中，第一图案不同于第二图案。
实施例81-根据实施例79或80所述的外科器械，其中，第一图案包括至少一个模制塑料层的第一厚度，其中第二图案包括至少一个模制塑料层的第二厚度，并且其中该第一厚度不同于该第二厚度。
实施例82-根据实施例81所述的外科器械，其中，第一厚度大于第二厚度。
实施例83-根据实施例81所述的外科器械，其中，第一厚度小于第二厚度。
实施例84-根据实施例78、79、80、81、82或83所述的外科器械，其中，至少一个模制塑料层包括第一层和第二层。
实施例85-根据实施例84所述的外科器械，其中，第一层不同于第二层。
实施例86-根据实施例84或85所述的外科器械，其中，第一层包括第一材料，其中第二层包括第二材料，并且其中该第一材料不同于该第二材料。
实施例87-根据实施例84、85或86所述的外科器械，其中，第一层与金属芯接触，并且其中第二层与第一层接触。
实施例88-根据实施例84、85或86所述的外科器械，其中，第一层定位在近侧部分上，并且其中第二层定位在远侧部分上。
实施例89-根据实施例84、85、86、87或88所述的外科器械，其中，第一层包括第一刚度，其中第二层包括第二刚度，其中该第一刚度不同于该第二刚度。
实施例90-根据实施例89所述的外科器械，其中，第一刚度大于第二刚度。
实施例91-根据实施例89所述的外科器械，其中，第一刚度小于第二刚度。
实施例92-根据实施例78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90或91所述的外科器械，其中，第一图案包括多个凹陷部。
实施例93-根据实施例78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91或92所述的外科器械，其中，第一图案包括多个脊。
实施例94-根据实施例78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92或93所述的外科器械，其中，第一图案是对称的。
实施例95-根据实施例78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92或93所述的外科器械，其中，第一图案是非对称的。
实施例96-根据实施例78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94或95所述的外科器械，其中，金属芯上的至少一个模制塑料层包括开口，并且其中金属芯经由这些开口暴露于组织。
实施例97-根据实施例78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95或96所述的外科器械，其中，第一钳口和第二钳口被机械地驱动打开以形成造口。
实施例98-一种外科解剖器，包括第一钳口构件。该第一钳口构件包括近侧端部、远侧端部、第一组织接触表面、第二组织接触表面、金属芯和非金属层。第一钳口构件的金属芯被构造成能够传输电外科能量。非金属层设置在第一钳口构件的金属芯的至少一部分上方。外科解剖器还包括第二钳口构件。第二钳口构件包括近侧端部、远侧端部、第一组织接触表面、第二组织接触表面、金属芯和非金属层。第二钳口构件的金属芯被构造成能够传输电外科能量。非金属层设置在第二钳口构件的金属芯的至少一部分上方。该外科解剖器还包括接头。第一钳口构件和第二钳口构件能够围绕接头在闭合位置和打开位置之间旋转。
实施例99-根据实施例98所述的外科解剖器，其中，当第一钳口构件和第二钳口构件处于闭合位置时，第一钳口构件的第一组织接触表面邻近第二钳口构件的第一组织接触表面定位。
实施例100-根据实施例98或99所述的外科解剖器，其中，第一钳口构件的第一组织接触表面包括第一图案，并且其中第二钳口构件的第一组织接触表面包括第二图案，并且其中该第一图案不同于该第二图案。
实施例101-根据实施例98或99所述的外科解剖器，其中，第一钳口构件的第一组织接触表面包括第一图案，并且其中第二钳口构件的第一组织接触表面包括第二图案，并且其中该第一图案与该第二图案互补。
实施例102-根据实施例98或99所述的外科解剖器，其中，第一钳口构件的第一组织接触表面包括第一图案，并且其中第二钳口构件的第一组织接触表面包括第二图案，其中第一图案包括多个第一齿，并且其中第二图案包括多个第二齿。
实施例103-根据实施例98或99所述的外科解剖器，其中，第一钳口构件的第一组织接触表面包括第一图案，并且其中第二钳口构件的第一组织接触表面包括第二图案，其中第一图案包括多个第一凹陷部，并且其中第二图案包括多个第二凹陷部。
实施例104-根据实施例98、99、100、101、102或103所述的外科解剖器，其中，第一钳口构件的非金属层包括第一非金属层和第二非金属层。
实施例105-根据实施例104所述的外科器械，其中，第一非金属层不同于第二非金属层。
实施例106-根据实施例104或105所述的外科器械，其中，第一非金属层包括第一刚度，其中第二非金属层包括第二刚度，并且其中第一刚度不同于第二刚度。
实施例107-根据实施例98所述的外科解剖器，其中，第一钳口构件的第一组织接触表面包括第一图案，其中第一钳口构件的第二组织接触表面包括第二图案，并且其中该第一图案不同于该第二图案。
实施例108-根据实施例107所述的外科解剖器，其中，第一图案包括对称图案，并且其中第二图案包括非对称图案。
实施例109-根据实施例107或108所述的外科器械，其中，第一图案包括多个齿，并且其中第二图案包括多个腔体。
实施例110-根据实施例107或108所述的外科解剖器，其中，第一图案包括多个第一腔体，其中第二图案包括多个第二腔体。
实施例111-根据实施例110所述的外科解剖器，其中，多个第一腔体包括第一深度，其中多个第二腔体包括第二深度，并且其中该第一深度不同于该第二深度。
实施例112-一种外科器械，包括钳口。该钳口包括金属芯和外皮。该外皮包括将金属芯暴露于钳口的外表面的多个第一通孔。该多个第一通孔具有第一通孔尺寸。外皮还包括将金属芯暴露于钳口的外表面的多个第二通孔。该多个第二通孔具有第二通孔尺寸。该第一通孔尺寸不同于该第二通孔尺寸。
实施例113-根据实施例112所述的外科器械，其中，钳口还包括第一区域。该多个第一通孔定位在第一区域内。钳口还包括第二区域。该多个第二通孔定位在第二区域内。该第一区域不同于该第二区域。
实施例114-根据实施例112或113所述的外科器械，其中，钳口包括末端区域，其中第一通孔尺寸小于第二通孔尺寸，并且其中该多个第一通孔定位在该末端区域内。
实施例115-根据实施例112或113所述的外科器械，其中，钳口包括末端区域，其中第一通孔尺寸大于第二通孔尺寸，并且其中该多个第一通孔定位在该末端区域内。
实施例116-根据实施例112、113、114或115所述的外科器械，其中，该多个第一通孔和该多个第二通孔沿着外皮混合。
实施例117-根据实施例112、113、114、115或116所述的外科器械，其中，该多个第一通孔是圆形的，并且其中该多个第二通孔是圆形的。
实施例118-根据实施例112、113、114、115或116所述的外科器械，其中，该多个第一通孔是圆形的，并且其中该多个第二通孔是非圆形的。
实施例119-根据实施例112、113、114、115或116所述的外科器械，其中，该多个第一通孔是非圆形的，并且其中该多个第二通孔是非圆形的。
实施例120-根据实施例112、113、114、115、116、117、118或119所述的外科器械，其中，外皮包括绝缘塑料。
实施例121-根据实施例112、113、114、115、116、117、118或119所述的外科器械，其中，外皮包括半导体塑料。
实施例122-根据实施例112、113、114、115、116、117、118或119所述的外科器械，其中，外皮是半导体。
实施例123-根据实施例112、113、114、115、116、117、118或119所述的外科器械，其中，外皮包括本征导电聚合物。
实施例124-一种外科解剖器，包括第一钳口构件。该第一钳口构件包括第一组织接触表面。该第一组织接触表面包括第一导电部分和第一电绝缘部分。外科解剖器还包括第二钳口构件。该第二钳口构件包括第二组织接触表面。该第二组织接触表面包括第二导电部分和第二电绝缘部分。外科器械还包括枢轴。第一钳口构件和第二钳口构件能够围绕枢轴旋转。外科解剖器还包括用于分离组织的装置。该用于分离组织的装置包括用于通过第一钳口构件和第二钳口构件中的至少一者的旋转向患者的组织施加机械力的装置，以及用于通过第一导电部分和第二导电部分中的至少一者向组织施加电外科力的装置。
实施例125-根据实施例124所述的外科解剖器，其中，用于分离组织的装置包括以小于分离组织所需的分离压力的量施加机械力，以及施加补充机械力以分离组织的电外科力。
可以将本主题申请中公开的设备、系统和方法与以下专利中公开的设备、系统和方法一起使用：于2018年4月19日提交的名称为“METHOD OF HUB COMMUNICATION”的美国临时专利申请序列号62/659,900，于2017年12月28日提交的名称为“INTERACTIVE SURGICALPLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/611,341，于2017年12月28日提交的名称为“CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS”的美国临时专利申请序列号62/611,340，于2017年12月28日提交的名称为“ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/611,339，这些申请的公开内容全文并入本文。本主题申请中公开的设备、系统和方法还可以与以下专利中公开的设备、系统和方法一起使用：于2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH REMOTE RELEASE”的美国专利申请序列号15/908,021，于2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT HAVING DUAL ROTATABLE MEMBERSTO EFFECT DIFFERENT TYPES OF END EFFECTOR MOVEMENT”的美国专利申请序列号15/908,012，于2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVESELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS”的美国专利申请序列号15/908,040，于2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVESELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS”的美国专利申请序列号15/908,057，于2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH MODULAR POWERSOURCES”的美国专利申请序列号15/908,058，以及于2018年2月28日提交的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH SENSOR AND/OR CONTROL SYSTEMS”的美国专利申请序列号15/908,143，这些申请的公开内容全文并入本文。可以将本主题申请中公开的设备、系统和方法与于2014年3月26日提交的名称为“MODULAR SURGICAL INSTRUMENT SYSTEM”的美国专利申请序列号14/226,133(现为美国专利申请公布2015/0272557)中公开的设备、系统和方法一起使用，该专利申请据此全文并入本文。
下述专利的全部公开内容据此以引用方式并入本文：
-名称为“TROCAR SEAL ASSEMBLY”的美国专利申请序列号11/013,924，现为美国专利7,371,227；
-名称为“ELECTROACTIVE POLYMER-BASED ARTICULATION MECHANISM FORGRASPER”的美国专利申请序列号11/162,991，现为美国专利7,862,579；
-名称为“SURGICAL DISSECTOR”的美国专利申请序列号12/364,256，现为美国专利申请公布2010/0198248；
-名称为“EMPTY CLIP CARTRIDGE LOCKOUT”的美国专利申请序列号13/536,386，现为美国专利9,282,974；
-名称为“CIRCULAR NEEDLE APPLIER WITH OFFSET NEEDLE AND CARRIERTRACKS”的美国专利申请序列号13/832,786，现为美国专利9,398,905；
-名称为“APPARATUS AND METHOD FOR MINIMALLY INVASIVE SUTURING”的美国专利申请序列号12/592,174，现为美国专利8,123,764；
-名称为“ENDOSCOPIC STITCHING DEVICES”的美国专利申请序列号12/482,049，现为美国专利8,628,545；
-名称为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLEDEPLOYMENT ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号13/118,241，现为美国专利9,072,535；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES”的美国专利申请序列号11/343,803，现为美国专利7,845,537；
-名称为“CONTROL SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号14/200,111，现为美国专利9,629,629；
-名称为“DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH LOCKABLE DUAL DRIVE SHAFTS”的美国专利申请序列号14/248,590，现为美国专利9,826,976；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING SYSTEMS FOR ASSURING THEPROPER SEQUENTIAL OPERATION OF THE SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请序列号14/813,242，现为美国专利申请公布2017/0027571；
-名称为“POWERED SURGICAL STAPLER”的美国专利申请序列号14/248,587，现为美国专利9,867,612；
-名称为“SURGICAL TOOL WITH A TWO DEGREE OF FREEDOM WRIST”的美国专利申请序列号12/945,748，现为美国专利8,852,174；
-名称为“METHOD FOR PASSIVELY DECOUPLING TORQUE APPLIED BY A REMOTEACTUATOR INTO AN INDEPENDENTLY ROTATING MEMBER”的美国专利申请序列号13/297,158，现为美国专利9,095,362；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH SHIFTABLE TRANSMISSION”的国际申请PCT/US2015/023636，现为国际专利公布WO 2015/153642 A1；
-名称为“HANDHELD ELECTROMECHANICAL SURGICAL SYSTEM”的国际申请PCT/US2015/051837，现为国际专利公布WO 2016/057225 A1；
-名称为“SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICALDEVICES”的美国专利申请序列号14/657,876，现为美国专利申请公布2015/0182277；
-名称为“MODULAR BATTERY POWERED HANDHELD SURGICAL INSTRUMENT ANDMETHODS THEREFOR”的美国专利申请序列号15/382,515，现为美国专利申请公布2017/0202605；
-名称为“SURGICAL GENERATOR SYSTEMS AND RELATED METHODS”的美国专利申请序列号14/683,358，现为美国专利申请公布2016/0296271；
-名称为“HARVESTING ENERGY FROM A SURGICAL GENERATOR”的美国专利申请序列号14/149,294，现为美国专利9,795,436；
-名称为“TECHNIQUES FOR CIRCUIT TOPOLOGIES FOR COMBINED GENERATOR”的美国专利申请序列号15/265,293，现为美国专利申请公布2017/0086910；以及
-名称为“TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATINGELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号15/265,279，现为美国专利申请公布2017/0086914。
虽然本文已结合某些实施方案描述了各种装置，但也可实施对这些实施方案的许多修改和变型。在一个或多个实施方案中，具体特征结构、结构或特征可以任何合适的方式进行组合。因此，在无限制的情况下，结合一个实施方案示出或描述的具体特征结构、结构或特征可全部或部分地与一个或多个其他实施方案的特征结构、结构或特征组合。另外，在公开了用于某些部件的材料的情况下，也可使用其他材料。此外，根据多种实施方案，单个部件可被替换为多个部件，并且多个部件也可被替换为单个部件，以执行给定的一种或多种功能。上述具体实施方式和下述权利要求旨在涵盖所有此类修改和变型。
本文所公开的装置可被设计成在单次使用之后废弃，或者其可被设计成多次使用。然而无论是哪种情况，该装置都可在至少使用一次后经过修整再行使用。修复可包括以下步骤的任意组合，这些步骤包括但不限于拆卸装置、之后进行装置具体部件的清洁或更换、以及随后重新组装装置。具体地，修复设施和/或外科团队可拆卸装置，并且在清洁和/或更换装置的特定部件之后，可重新组装装置以供后续使用。本领域的技术人员将会理解，修整装置可利用各种技术来进行拆卸、清洁/替换和重新组装。此类技术的使用以及所得的修复装置均在本申请的范围内。
本文所公开的装置可在手术之前进行处理。首先，可获得新的或用过的器械，并且根据需要进行清洁。然后，可对器械进行消毒。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。然后可将容器和器械置于可穿透容器的辐射场，诸如γ辐射、X射线和/或高能电子。辐射可杀死器械上和容器中的细菌。经消毒的器械随后可被储存在无菌容器中。密封容器可将器械保持为无菌的，直至在医疗设施中将该容器打开。还可使用本领域已知的任何其他技术对装置进行消毒，所述技术包括但不限于β辐射、γ辐射、环氧乙烷、等离子过氧化物和/或蒸汽。
尽管本发明已被描述为具有示例性设计，但可在本公开的实质和范围内进一步修改本发明。因此，本申请旨在涵盖使用本发明的一般原理的本发明的任何变型、用途或改型。
以引用方式全文或部分地并入本文的任何专利、公布或其他公开材料均仅在所并入的材料不与本发明所述的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的范围内并入本文。因此，并且在必要的程度下，本文明确列出的公开内容代替以引用方式并入本文的任何冲突材料。据称以引用方式并入本文但与本文列出的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的任何材料或其部分，将仅在所并入的材料与现有的公开材料之间不产生冲突的程度下并入。

Claims (52)

1.一种用于与外科器械一起使用的外科端部执行器，所述外科端部执行器包括：
近侧连接器，所述近侧连接器被构造成能够附接到所述外科器械的远侧端部，其中所述近侧连接器包括致动器；
第一钳口构件，所述第一钳口构件包括：
第一部分，该第一部分包括第一特征结构；以及
第二部分，该第二部分包括第二特征结构；以及
第二钳口构件，其中所述第一钳口构件和所述第二钳口构件中的至少一者能够相对于所述第一钳口构件和所述第二钳口构件中的另一者在打开构型和闭合构型之间移动，并且其中所述第二钳口构件包括：
第一部分，该第一部分包括第一特征结构；以及
第二部分，该第二部分包括第二特征结构；
其中所述第一钳口构件的所述第一特征结构和所述第二钳口构件的所述第一特征结构中的至少一者由用户在增材制造工艺中选择。
2.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述增材制造工艺包括3-D打印。
3.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件包括内表面和外表面，其中所述第二钳口构件包括内表面和外表面，并且其中当所述外科端部执行器处于所述闭合构型时，所述第一钳口构件的所述内表面和所述第二钳口构件的所述内表面具有配合关系。
4.根据权利要求3所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括齿，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括空隙，并且其中当所述外科端部执行器处于所述闭合构型时，所述齿被接纳在所述空隙中。
5.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一材料，其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括第二材料，并且其中所述第一材料不同于所述第二材料。
6.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一材料，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二材料，并且其中所述第一材料不同于所述第二材料。
7.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一对称图案的突起，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二对称图案的突起，并且其中所述第一对称图案的突起和所述第二对称图案的突起是互补的。
8.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一对称图案的突起，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二对称图案的突起，并且其中所述第一对称图案的突起不同于所述第二对称图案的突起。
9.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一非对称图案的突起，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二非对称图案的突起，并且其中所述第一非对称图案的突起和所述第二非对称图案的突起是互补的。
10.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一非对称图案的突起，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二非对称图案的突起，并且其中所述第一非对称图案的突起不同于所述第二非对称图案的突起。
11.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一部分位于所述第一钳口构件的所述第二部分的近侧。
12.根据权利要求11所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括多个突起。
13.根据权利要求11所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括多个突起。
14.根据权利要求11所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括多个突起，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括基本上平滑的表面。
15.根据权利要求1所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件包括内侧表面和外侧表面，并且其中所述第一钳口构件的所述第一部分沿着所述第一钳口构件的所述内侧表面定位，并且其中所述第一钳口构件的所述第二部分沿着所述第一钳口构件的所述外侧表面定位。
16.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括多个突起，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括基本上平滑的表面。
17.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括基本上平滑的表面，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括多个突起。
18.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括多个第一突起，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括多个第二突起。
19.根据权利要求18所述的外科端部执行器，其中，所述多个第一突起不同于所述多个第二突起。
20.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括非对称轮廓，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括对称轮廓。
21.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括低硬度表面。
22.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括低硬度表面。
23.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括弯曲轮廓。
24.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括弯曲轮廓。
25.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括金属材料。
26.根据权利要求15所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括金属材料。
27.一种用于与外科器械一起使用的外科端部执行器，所述外科端部执行器包括：
近侧连接器，所述近侧连接器被构造成能够附接到所述外科器械的远侧端部，其中所述近侧连接器包括致动器；
第一钳口构件，所述第一钳口构件包括：
第一部分，该第一部分包括第一特征结构；以及
第二部分，该第二部分包括第二特征结构；以及
第二钳口构件，其中所述第一钳口构件和所述第二钳口构件中的至少一者能够相对于所述第一钳口构件和所述第二钳口构件中的另一者在打开构型和闭合构型之间移动，并且其中所述第二钳口构件包括：
第一部分，该第一部分包括第一特征结构；以及
第二部分，该第二部分包括第二特征结构；以及
用于由用户选择所述第一钳口构件的所述第一特征结构和所述第二钳口构件的所述第一特征结构中的至少一者的装置。
28.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述装置包括增材制造工艺。
29.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件包括内表面和外表面，其中所述第二钳口构件包括内表面和外表面，并且其中当所述外科端部执行器处于所述闭合构型时，所述第一钳口构件的所述内表面和所述第二钳口构件的所述内表面具有配合关系。
30.根据权利要求29所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括齿，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括空隙，并且其中当所述外科端部执行器处于所述闭合构型时，所述齿被接纳在所述空隙中。
31.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一材料，其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括第二材料，并且其中所述第一材料不同于所述第二材料。
32.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一材料，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二材料，并且其中所述第一材料不同于所述第二材料。
33.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一对称图案的突起，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二对称图案的突起，并且其中所述第一对称图案的突起和所述第二对称图案的突起是互补的。
34.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一对称图案的突起，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二对称图案的突起，并且其中所述第一对称图案的突起不同于所述第二对称图案的突起。
35.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一非对称图案的突起，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二非对称图案的突起，并且其中所述第一非对称图案的突起和所述第二非对称图案的突起是互补的。
36.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括第一非对称图案的突起，其中所述第二钳口构件的所述第一特征结构包括第二非对称图案的突起，并且其中所述第一非对称图案的突起不同于所述第二非对称图案的突起。
37.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一部分位于所述第一钳口构件的所述第二部分的近侧。
38.根据权利要求37所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括多个突起。
39.根据权利要求37所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括多个突起。
40.根据权利要求37所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括多个突起，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括基本上平滑的表面。
41.根据权利要求27所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件包括内侧表面和外侧表面，并且其中所述第一钳口构件的所述第一部分沿着所述第一钳口构件的所述内侧表面定位，并且其中所述第一钳口构件的所述第二部分沿着所述第一钳口构件的所述外侧表面定位。
42.根据权利要求41所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括多个突起，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括基本上平滑的表面。
43.根据权利要求41所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括基本上平滑的表面，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括多个突起。
44.根据权利要求43所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括多个第一突起，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括多个第二突起。
45.根据权利要求44所述的外科端部执行器，其中，所述多个第一突起不同于所述多个第二突起。
46.根据权利要求41所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括非对称轮廓，并且其中所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括对称轮廓。
47.根据权利要求41所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括低硬度表面。
48.根据权利要求41所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括低硬度表面。
49.根据权利要求41所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括弯曲轮廓。
50.根据权利要求41所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括弯曲轮廓。
51.根据权利要求41所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第一特征结构包括金属材料。
52.根据权利要求41所述的外科端部执行器，其中，所述第一钳口构件的所述第二特征结构包括金属材料。
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