CN112788976A - 用于执行医疗程序的摄像机和器械定位系统、方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于机器人手术设备的可视化装置可包含壳体，所述壳体被配置成可移除地附接到所述设备的安装接口并且被定位成与所述设备的插入装置相邻。所述壳体可包含定位在所述壳体的外部上的第一开口和第二开口。所述壳体可包含基本柔性的摄像管，其第一端附接到所述壳体且第二端包含至少一个摄像机。所述第二端可经由所述壳体中的所述第一开口插入、穿过所述壳体的内部，并经由所述壳体中的所述第二开口离开所述壳体。所述第二端可远离所述壳体朝向所述壳体外部的所关注区域延伸，或者可远离所述所关注区域并返回朝向所述壳体缩回。所述摄像管可围绕所述壳体的一部分形成环路。

Description

用于执行医疗程序的摄像机和器械定位系统、方法和设备

技术领域

本公开大体上涉及定位一个或多个器械或摄像机以进行成像，且更具体地说，涉及定位患者体腔内部的一个或多个器械或摄像机以用于执行医疗程序或在医疗程序期间捕获图像。

背景技术

在研究性医疗程序和手术程序(例如腹腔镜手术和计算机辅助机器人手术)期间使用手术器械或小型摄像机，以促进在患者体腔内执行程序或在患者体腔内产生程序部位的图像。摄像机大体上包含用于照明程序部位的照明源和用于捕获部位图像的透镜。已知的器械插入系统和摄像机系统具有多种缺点，包含在现场使用方面的困难、尺寸较大、分辨率差、被消毒方面的障碍、可靠性不足、在医疗程序中被替换方面的困难等。本公开克服了与已知的器械插入和摄像机系统、方法和设备相关联的这些和其它问题。

发明内容

在一些情况下，用于单端口机器人手术设备的可视化装置可包含壳体，所述壳体被配置成与所述机器人手术设备的插入装置相邻定位且附接到所述机器人手术设备的安装接口，所述壳体包含内部部分和多个开口，所述多个开口中的至少一些定位于所述壳体的外表面上。所述可视化装置还可包含摄像管，其包含附接到所述壳体的第一端和包含至少一个摄像机的第二端，所述第二端被配置成经由所述壳体中的所述多个开口中的第一开口插入、穿过所述壳体的所述内部部分、经由所述壳体中的所述多个开口中的第二开口在所述壳体外部延伸并进入所述插入装置中的通道，所述第二端的所述插入使得所述摄像管形成环路。所述可视化装置还可包含驱动开口，其在所述壳体中、被配置成接纳多个辊，所述多个辊被配置成邻接于在经由所述第一开口插入所述第二端时穿过所述驱动开口的所述摄像管的一部分，所述多个辊被配置成在经由所述第一开口插入所述第二端时使所述摄像管的所述部分移动穿过所述驱动开口并使得所述摄像管的所述第二端远离所述壳体延伸穿过所述第二开口或朝向所述壳体缩回或在所述壳体内部缩回。

前述段落中的任一个的可视化装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述多个辊可被配置成通过定位于所述机器人手术设备的所述安装接口的所述外部上的多个销在第一和第二方向上旋转，所述多个销可被配置成通过所述机器人手术设备的至少一个电机致动，所述第二方向与所述第一方向相反。所述多个辊在所述第一方向上的旋转可使得所述摄像管的所述第二端远离所述壳体延伸穿过所述第二开口。所述多个辊在所述第二方向上的旋转可使得所述摄像管的所述第二端朝向所述壳体缩回或在所述壳体内部缩回。所述摄像管的所述第一端可附接到所述壳体的外表面。所述第一端可在不同于第一和第二开口的位置的位置处附接到所述壳体的所述外表面。所述第二端到所述第一开口中的插入可使得所述摄像管在所述第一端与所述第一开口之间形成环路。

前述段落中的任一个的可视化装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述装置可包含多个开口，所述多个开口定位于所述壳体的所述外部上且被配置成可移除地接纳附接到所述机器人手术设备的所述安装接口的多个支撑销。所述多个辊的旋转可使得由所述摄像管形成的所述环路的直径发生改变。所述多个辊在所述第一方向上的旋转可使得所述环路的直径减小且所述多个辊在所述第二方向上的旋转可使得所述环路的直径增大。所述摄像管的所述第二端可被配置成响应于所述多个辊在第一方向上的旋转而远离所述壳体延伸穿过所述第二开口。所述摄像管的所述第二端可被配置成响应于所述多个辊在与所述第一方向相反的第二方向上的旋转而朝向所述壳体缩回或在所述壳体内部缩回。所述摄像管的所述环路被配置成响应于所述多个辊的旋转而改变直径。所述环路的直径可被配置成响应于所述多个辊在所述第一方向上的旋转而减小。所述环路的直径可被配置成响应于所述多个辊在所述第二方向上的旋转而增大。

前述段落中的任一个的可视化装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述摄像管可基本上为柔性的，所述第二端可包含终止于包含所述至少一个摄像机的一面中的铰接部分，所述铰接部分可被配置成引起包含所述至少一个摄像机的所述面的平移或倾斜中的至少一个，且所述铰接部分可基本上为刚性的以在所述第二端的所述铰接部分穿过并离开所述通道时大体上维持包含所述至少一个摄像机的所述面在平行于插入装置的所述通道的平面的平面中的定向。

前述段落中的任一个的可视化装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述可视化装置可包含至少一个致动器，所述至少一个致动器定位于所述壳体的所述外部上且被配置成在所述壳体附接到所述机器人手术设备的所述安装接口时通过所述机器人手术设备的至少一个电机致动，所述至少一个致动器被配置成改变所述铰接部分的形状以引起包含所述至少一个摄像机的所述面的所述平移或倾斜中的至少一个。所述形状的改变可包含在所述铰接部分中形成至少一个弯曲部。所述摄像管可围封多个连杆，所述多个连杆被配置成被推动或拉动以改变所述铰接部分的形状以引起包含所述至少一个摄像机的所述面的平移或倾斜中的至少一个，且所述至少一个致动器的致动可使得多根电缆中的至少一根电缆被推动或拉动。

前述段落中的任一个的可视化装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。至少一个摄像机可包含被配置成提供体腔中所关注区域的立体图像的两个摄像机，且所述装置进一步可包含被配置成照明所关注区域的光源。多个辊可包含具有摩擦力系数的表面，所述摩擦力系数允许所述多个辊沿着穿过所述壳体的所述驱动开口的所述摄像管的所述部分滑动以防止所述摄像管的所述部分的移动。当所述壳体附接到所述机器人手术设备的所述安装接口时，多个辊可在无菌摄像管与所述机器人手术设备的非无菌安装接口之间提供无菌屏障。

在一些情况下，可提供一种套件，其包含前述段落中的任一个的可视化装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个以及所述多个辊。所述壳体、摄像管和所述多个辊可为无菌的。

在一些情况下，用于单端口机器人手术设备的可视化装置可包含壳体，所述壳体被配置成可移除地附接到机器人手术设备的安装接口且与所述机器人手术设备的插入装置相邻定位，所述壳体包含定位于所述壳体的外部上的第一和第二开口。所述可视化装置还可包含基本上柔性的摄像管，其包含附接到所述壳体的第一端和包含至少一个摄像机的第二端，所述第二端被配置成经由所述壳体中的所述第一开口插入、穿过所述壳体的内部并经由所述壳体中的所述第二开口离开所述壳体，所述第二端被配置成远离所述壳体朝向所述壳体外部的所关注区域延伸或远离所关注区域并返回朝向所述壳体缩回。

前述段落中的任一个的可视化装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述第一和第二开口可彼此笔直对准。所述壳体可被配置成接纳至少一个驱动器，所述至少一个驱动器被配置成使得所述摄像管远离所述壳体和/或朝向所述壳体移动。所关注区域可包含体腔，末端执行器被配置成插入到体腔中。所述摄像管的所述第一端可以可移除地附接到所述壳体。所述摄像管可被配置成围绕所述壳体的至少一部分形成环路。

前述段落中的任一个的可视化装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。至少一个驱动器可包含多个辊，所述多个辊被配置成与所述摄像管接触且使所述摄像管朝向所关注区域前进并使所述摄像管远离所关注区域缩回。所述多个辊在所述第一方向上的旋转可使得所述摄像管前进并使得所述环路的直径减小。所述多个辊在与所述第一方向相反的所述第二方向上的旋转可使得所述摄像管缩回并使得所述环路的直径增大。至少一个驱动器可包含多个辊，且所述摄像管可被配置成与所述多个辊接触且响应于所述多个辊的旋转朝向所关注区域前进并远离所关注区域缩回。摄像管可被配置成响应于所述多个辊在第一方向上的旋转而前进并减小所述环路的直径。摄像管可被配置成响应于所述多个辊在与所述第一方向相反的第二方向上的旋转而缩回并增大所述环路的直径。所述第一开口可定位于所述壳体的第一外表面上。所述第二开口可定位于所述壳体的第二外表面上。所述壳体的第一和第二外表面可彼此平行。

在一些情况下，可提供一种机器人手术设备，其包含被配置成支撑前述段落中的任一个的可视化装置或下文描述的可视化装置中的任一个的安装接口。

在一些情况下，可提供一种套件，其包含前述段落中的任一个的可视化装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个与前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的可视化装置中的任一个。所述插入装置可包含定位在所述插入装置的内部体积中的通路。所述通路可被配置成准许所述摄像管的所述第二端穿过并离开所述插入装置。所述插入装置可包含被配置成接纳手术器械的至少一个器械通道。所述通路的至少一部分的中心轴可与所述至少一个器械通道的中心轴不平行。至少一个器械通道可基本上为笔直的且所述通路的至少一部分可为弯曲的。所述壳体、摄像管和所述插入装置可为无菌的。

前述段落中的任一个和/或下文描述的可视化装置中的任一个可以与本文中所描述的插入装置和/或机器人手术系统中的任一个一起使用。

在一些情况下，用于单端口机器人手术设备的插入装置可包含第一部分，所述第一部分包含定位在所述第一部分的内部中的多个器械通道且基本上沿着所述第一部分的整个长度延伸，所述多个器械通道被配置成可移除地容纳多个手术器械且第一和第二摄像机通道定位在所述第一部分的所述内部中并基本上沿着所述第一部分的整个长度延伸，所述第一摄像机通道被配置成可移除地容纳主要摄像管且所述第二摄像机通道包括次要摄像机。所述插入装置还可包含第二部分，其包含在第一端处终止于被配置成准许主要摄像管穿过的第一开口且在与第一端相对的第二端处终止于与第一部分的第一摄像机通道对准的第二开口的插入通道，所述插入通道被配置成准许主要摄像管穿过插入通道并进入第一摄像机通道。次要摄像机有助于将所述多个器械或主要摄像管中的至少一个插入到体腔中。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述第二部分可包含至少一个接口，其被配置成与至少一个封闭件接合和脱离以便使所述第二部分与机器人手术设备的安装接口附接和分离。所述第二部分可包含至少一个开口，所述至少一个开口被配置成接纳定位于所述机器人手术设备的安装接口上的销，且其中所述至少一个封闭件可被配置成与所述至少一个销接合和脱离。至少一个封闭件可包含凸轮锁。所述多个器械通道中的至少一个器械通道可在第一部分的近端处的第一器械开口与第一部分的与近端相对的远端处的第二器械开口之间延伸。至少一个器械通道在第一器械开口与第二器械开口之间可基本上为笔直的。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述第一开口可被配置成与包含主要摄像管的可视化装置中的开口对准，所述对准准许主要摄像管穿过插入通道和第一摄像机通道。所述第一开口可定位于被配置成面向可视化装置的壳体的所述第二部分的外表面上。可视化装置可包含主要摄像管。所述第二部分的外表面可包含顶部外表面。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。第一和第二摄像机通道可定位于第一部分的相对侧上。第一摄像机通道的直径可大于第二摄像机通道的直径。次要摄像机可包含定位于第一部分的远端处的一面。次要摄像机可包含二维成像器。次要摄像机可包含照明装置。次要摄像机可包含光学棱镜，所述光学棱镜被配置成重新引导在定位在不同于体腔的至少一部分的平面中的图像传感器上的体腔的至少一部分的检测到的图像。所述壳体的第一和第二部分以及次要摄像机可为无菌的。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述插入通道可包含弯曲部分，且其中所述多个器械通道基本上为笔直的。插入通道的弯曲部分的中心轴可与所述至少一个器械通道的中心轴不平行。第一开口或第一器械开口中的至少一个可包含基本上不透流体的密封件。第一器械开口可定位在所述壳体的后部中。第一器械开口可被配置成准许手术器械插入到所述至少一个器械通道中。所述壳体可包含与第一器械开口相邻定位的锥形开口。锥形开口的直径可大于第二器械开口的直径。所述多个器械通道中的每一器械通道可在第一部分的近端处的相应第一器械开口与第一部分的远端处的相应第二器械开口之间延伸。每一器械通道在近端处的相应第一器械开口与远端处的相应第二器械开口之间可基本上为笔直的。

在一些情况下，可提供一种套件，其包含前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个以及具有前述段落中的任一个和/或下文描述的主要摄像管的可视化装置。所述第一开口可被配置成与可视化装置中的开口对准，所述对准准许主要摄像管穿过插入通道和第一摄像机通道。

在一些情况下，用于机器人手术设备的插入装置可包含第一部分，所述第一部分包含定位在第一部分的内部中的第一和第二摄像机通道且沿着第一壳体的至少一部分延伸，第一摄像机通道被配置成可移除地围封主要摄像管且第二摄像机通道被配置成围封次要摄像机。所述插入装置可包含第二部分，所述第二部分包含被配置成准许主要摄像管穿过的通路，所述通路与第一摄像机通道对准以准许主要摄像管的至少一部分进入第一摄像机通道、穿过第一摄像机通道并离开第一摄像机通道。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。次要摄像机可与第二摄像机通道形成一个整体。第一部分可包含至少沿着所述壳体的所述部分延伸的器械通道，所述器械通道被配置成可移除地围封手术器械。至少一个器械通道可在第一部分的近端处的第一器械开口与第一部分的与近端相对的远端处的第二器械开口之间延伸。至少一个器械通道可被配置成可移除地围封手术器械。至少一个器械通道在第一器械开口与第二器械开口之间可为笔直的。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。器械通道可在第一部分的近端处的第一器械开口与第一部分的远端处的第二器械开口之间延伸，远端与近端相对。所述通路或第一器械开口中的至少一个可包含基本上不透流体的密封件。所述通路可定位在所述壳体的内部体积中。所述通路的至少一部分的中心轴可与所述至少一个器械通道的中心轴不平行。所述通路的至少一部分可为弯曲的，且所述器械通道可基本上为笔直的。所述通路可被配置成与可包含主要摄像管的可视化装置中的开口对准，所述对准准许主要摄像管穿过所述通路和第一摄像机通道。第一器械开口可定位在所述壳体的后部中。第一器械开口可被配置成准许所述手术器械插入到所述至少一个器械通道中。壳体可包含与第一器械开口相邻定位的锥形开口。锥形开口的直径可大于第二器械开口的直径。至少一个器械通道可包含多个器械通道。所述多个器械通道中的每一器械通道可在第一部分的近端处的相应第一器械开口与第一部分的远端处的相应第二器械开口之间延伸。每一器械通道在近端处的相应第一器械开口与远端处的相应第二器械开口之间可基本上为笔直的。

在一些情况下，可提供一种套件，其包含前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个以及前述段落中的任一个和/或下文描述的可视化装置。可视化装置可包含主要摄像管。所述通路可进一步被配置成与可视化装置中的开口对准，所述对准准许主要摄像管穿过所述通路并进入第一摄像机通道。插入装置和可视化装置可为无菌的。

在一些情况下，用于机器人手术设备的插入装置可包含定位在所述壳体的一部分的内部中且沿着所述壳体的所述部分延伸的第一和第二摄像机通道。第一摄像机通道可被配置成有助于主要摄像机的插入和移除。第二摄像机通道可被配置成容纳次要摄像机。插入装置可包含器械通道，其在所述壳体的所述部分的第一端处的第一器械开口与所述壳体的所述部分的与第一端相对的第二端处的第二器械开口之间延伸。器械通道可被配置成有助于手术器械的插入和移除。器械通道在第一器械开口与第二器械开口之间可基本上为笔直的。插入装置可包含被配置成准许主要摄像机穿过的通路。所述通路可以与第一摄像机通道中的开口对准以准许主要摄像机的至少一部分进入第一摄像机通道、穿过第一摄像机通道并离开第一摄像机通道。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述通路或第一器械开口中的至少一个可包含基本上不透流体的密封件。第一器械开口的直径可大于第二器械开口的直径。

在一些情况下，操作机器人手术设备的方法可包含将插入装置附接到机器人手术设备的安装接口。所述方法可包含将包含主要摄像机的可视化装置附接到安装接口。所述方法可至少部分地由用户，例如护士、外科医生等执行。插入装置和/或可视化装置可包含前述段落中的任一个或下文中所描述的特征中的任一个。

前述段落中的任一个的方法和/或下文描述的方法中的任一种可包含以下特征中的一个或多个。主要摄像机的远端可经由可视化装置中的一个或多个开口插入(如前述段落中的任一个或下文中所描述)。主要摄像机的远端可前进穿过可视化装置并进入插入装置(如前述段落中的任一个或下文中所描述)。此可通过致动一个或多个第一致动器而执行。主要摄像机的远端可前进穿过插入装置并离开插入装置(如前述段落中的任一个或下文中所描述)。远端可前进以与所关注部位相邻或进入所关注部位以获得所关注部位的至少一部分的一个或多个图像。至少一个手术器械可前进穿过插入装置中的通道以与所关注部位相邻或进入所关注部位。在使用中，主要摄像机的远端可前进或缩回。

前述段落中的任一个的方法和/或下文描述的方法中的任一种可包含以下特征中的一个或多个。主要摄像机的远端可通过致动一个或多个第二致动器而铰接，例如平移和/或倾斜。致动一个或多个第二致动器可使得主要摄像机的一个或多个柔性连杆被操纵，这可引起远端的铰接。一个或多个柔性连杆可被推动和/或拉动。插入装置可包含可提供所关注部位的至少一部分的一个或多个图像的次要摄像机。

前述段落中的任一个的方法和/或下文描述的方法中的任一种可包含以下特征中的一个或多个。插入装置、可视化装置或主要摄像机中的至少一个可为无菌的。机器人手术设备的安装接口可为非无菌的。无菌盖布可置于安装接口上方以提供无菌屏障。盖布中可形成一个或多个孔以准许穿过盖布安装插入装置和可视化装置。被配置成使主要摄像机前进和/或缩回的一个或多个驱动器，例如辊可插入到可视化装置中的开口中。一个或多个驱动器可附接到一个或多个第一致动器并由其致动，所述一个或多个第一致动器可定位于机器人手术设备的安装接口上。一个或多个驱动器可在可为非无菌的一个或多个第一致动器与可为无菌的可视化装置和主要摄像机之间提供无菌屏障。一个或多个无菌盖可用于在安装接口的其它组件(例如，一个或多个销、一个或多个第二致动器等)与插入装置或可视化装置中的一个或多个之间提供无菌屏障。

前述段落中的任一个和/或下文描述的插入装置中的任一个可以与本文中所描述的可视化装置和/或机器人手术系统中的任一个一起使用。

在一些情况下，可提供一种套件，其包含前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个以及前述段落中的任一个和/或下文描述的可视化装置。

在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的机器人手术设备。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的可视化装置。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的插入装置。

在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的使用和/或操作机器人手术设备的方法。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的使用和/或操作可视化装置的方法。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的使用和/或操作插入装置的方法。

在一些情况下，用于单端口机器人手术设备的插入装置包含壳体。所述壳体可包含定位在所述壳体的内部中且基本上沿着所述壳体的整个长度延伸的多个器械通道，所述多个器械通道被配置成可移除地容纳多个手术器械；所述壳体的后部外表面中的多个开口，所述多个开口提供到所述多个器械通道的通路且被配置成有助于所述多个手术器械到所述多个器械通道中的插入；以及至少部分地支撑在所述壳体的后部外表面处且被定位成接近所述多个开口的照明装置，所述照明装置被配置成照明所述开口以有助于所述多个器械经由所述多个开口的插入。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。照明装置可定位在所述壳体的后部外表面中的凹部中。凹部可定位于所述多个开口上方。插入装置可进一步包含覆盖所述多个开口的密封件和覆盖所述密封件且防止密封件移开的封闭件。密封件可被配置成防止流体或固体进入所述多个开口。封闭件可包含基本透明的材料，其准许在通过照明装置提供照明时观察所述多个开口。所述封闭件可包含多个开口，所述多个开口被配置成准许所述密封件中到多个开口的通路，所述封闭件中所述多个开口中的每一个朝向接近所述密封件中的所述多个开口的所述多个开口逐渐变窄。所述封闭件中所述多个开口中的每一个可包含具有大于远端中的开口的开口的近端。封闭件可为可移除的，以有助于密封件的移除和替换。封闭件可以可移除地紧固到壳体。封闭件可包含闩锁器。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述壳体可进一步包含围封摄像机的摄像机通道和被配置成为摄像机提供照明的光源。光源可包含光纤或发光二极管(LED)中的至少一个。照明装置可利用光源。照明装置可包含与被配置成为摄像机提供照明的光源分离的光源。单独光源可包含定位在壳体中的凹部中的LED。

前述段落中的任一个和/或下文描述的插入和/或可视化装置中的任一个可以与本文中所描述的插入装置、可视化装置和/或机器人手术系统中的任一个一起使用。

在一些情况下，用于单端口机器人手术设备的插入装置包含壳体。所述壳体可包含定位在所述壳体的内部中且基本上沿着所述壳体的整个长度延伸的多个器械通道，所述多个器械通道被配置成可移除地容纳多个手术器械；所述壳体的外表面中的多个开口，所述多个开口提供到所述多个器械通道的通路且被配置成有助于所述多个手术器械到所述多个器械通道中的插入；以及覆盖所述多个开口且被配置成防止流体或固体进入到所述开口中的密封件，所述密封件包含多个端口，所述端口中的每一个覆盖所述多个开口中的相应开口。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。多个端口可包含彼此接近的第一和第二端口，且其中第一和第二端口至少部分地重叠。第一端口可包含第一阀，且第二端口可包含第二阀。第一和第二端口中的每一个可包含被定位成接近相应器械通道的开口的近端和远端，且其中第一和第二端口的近端至少部分地重叠。第一和第二端口中的每一个可朝向远端逐渐变窄。密封件可为可移除的。

前述段落中的任一个的插入装置和/或下文描述的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。插入装置可包含覆盖密封件且防止密封件移开的封闭件。封闭件可为可移除的，以准许密封件的移除和替换。封闭件可以可移除地附接到壳体。封闭件可包含闩锁器。

前述段落中的任一个和/或下文描述的插入和/或可视化装置中的任一个可以与本文中所描述的插入装置、可视化装置或机器人手术系统中的任一个一起使用。

在一些情况下，使用和/或操作机器人手术设备的方法可包含将插入装置附接到机器人手术设备的安装接口。所述方法可包含将至少一个器械插入到插入装置的器械通道中，如前述段落中的任一个或下文中所描述。器械通道的开口和/或器械通道可经照明以有助于所述至少一个器械的插入。所述方法可至少部分地由用户，例如护士、外科医生等执行。

在一些情况下，使用和/或操作机器人手术设备的方法可包含移除和/或替换插入装置的一个或多个密封件，如前述段落中的任一个或下文中所描述。一个或多个密封件可包含覆盖与插入装置的至少一个器械通道相关联的开口的密封件。所述方法可至少部分地由用户，例如护士、外科医生等执行。

在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的使用和/或操作机器人手术设备的方法。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的使用和/或操作可视化装置的方法。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的使用和/或操作插入装置的方法。

前述段落中的任一个和/或下文描述的方法中的任一种可以与本文中所描述的插入装置、可视化装置或机器人手术系统中的任一个和/或操作和/或使用此类装置和/或系统的方法中的任一种一起使用。

用于单端口机器人手术设备的插入装置可包含具有沿着插入区段的至少一部分延伸的第一和第二摄像机通道和器械通道的插入区段。第一摄像机通道可被配置成有助于从插入区段插入和移除主要摄像机。第二摄像机通道可被配置成围封次要摄像机。器械通道可被配置成准许从插入区段插入和移除手术器械。插入装置可包含附接到插入区段的壳体。所述壳体可包含通路，其被配置成准许主要摄像机的至少一部分穿过壳体进入第一摄像机通道并离开第一摄像机通道。所述壳体可被配置成可移除地附接到机器人手术设备。次要摄像机可被配置成提供手术部位的图像数据以有助于插入到手术器械或主要摄像机中的至少一个的手术部位中。

前述段落的插入装置和/或本文中所公开的插入装置中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。次要摄像机可被配置成在将壳体附接到机器人手术设备之前提供手术部位的图像数据。将壳体附接到机器人手术设备可包含使用机器人手术设备的安装接口安装壳体。第二摄像机通道可包含围封多个次要摄像机的多个第二摄像机通道。第二摄像机通道可定位于第一摄像机通道与器械通道之间。所述多个第二摄像机通道可包含定位于第一摄像机通道的相对侧上且与第一摄像机通道相邻的两个第二摄像机通道。次要摄像机可包含定位于次要摄像机的远端处的棱镜，所述棱镜被配置成使得次要摄像机的视场向下定向。次要摄像机可包含透镜。棱镜可被定位成相较于次要摄像机的透镜更接近次要摄像机的远端。次要摄像机可包含鱼眼透镜。第二摄像机通道可被配置成围封装置，其被配置成对手术部位进行成像或在次要摄像机已经移除时执行另一功能。所述通路可与第一摄像机通道笔直对准。次要摄像机可与第二摄像机通道形成一个整体。器械通道可包含被配置成准许多个手术器械的插入和移除的多个器械通道。

机器人手术系统可包含前述段落中的任一个或本文中所描述的插入装置。所述系统可包含机器人手术工作站，其包含被配置成显示从主要或次要摄像机中的至少一个接收到的图像数据的第一显示器，和被配置成接收所述图像数据并控制第一显示器来显示所述图像数据的电子电路。

前述段落的机器人手术系统和/或本文中所公开的机器人手术系统中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。所述图像数据可包含次要摄像机所捕获的第一图像数据和主要摄像机所捕获的第二图像数据。电子电路可被配置成响应于主要摄像机经连接的确定而显示以显示第一图像数据并控制第一显示器以显示第二图像数据。主要摄像机经连接的确定可包含主要摄像机安装到系统的安装接口的确定、主要摄像机电连接到电子电路的确定，或主要摄像机的远端部分已离开第一摄像机通道的确定中的至少一个。电子电路可被配置成响应于主要摄像机经连接的确定而控制第一显示器以显示叠加在第二图像数据上的第一图像数据。所述系统可包含第二显示器。电子电路可被配置成在第一显示器显示第二图像数据而非第一图像数据时控制第二显示器以显示第一图像数据。电子电路可被配置成响应于主要摄像机断开连接的确定而控制第一显示器以显示第一图像。主要摄像机断开连接的确定可包含以下中的至少一个：主要摄像机未安装到系统的安装接口的确定、主要摄像机未电连接到电子电路的确定、主要摄像机的远端部分尚未离开第一摄像机通道的确定、主要摄像机已失效的确定，或主要摄像机未与电子电路通信的确定。

机器人手术系统可包含插入装置，其包含第一和第二摄像机通道和器械通道。第一摄像机通道可被配置成有助于从插入装置插入和移除主要摄像机。第二摄像机通道可被配置成围封次要摄像机。器械通道可被配置成准许从插入装置插入和移除手术器械。次要摄像机可被配置成提供手术部位的第一图像数据以有助于插入到手术器械或主要摄像机中的至少一个的手术部位中。所述系统可包含机器人手术工作站，其具有被配置成显示从主要摄像机或次要摄像机中的至少一个接收到的图像数据的第一显示器。工作站可包含被配置成接收所述图像数据且控制第一显示器以显示所述图像数据的电子电路。

前述段落的机器人手术系统和/或本文中所公开的机器人手术系统中的任一个可包含以下特征中的一个或多个。电子电路可被配置成响应于主要摄像机经连接的确定而控制第一显示器以显示第一图像数据并控制第一显示器以显示主要摄像机所提供的第二图像数据。主要摄像机经连接的确定可包含主要摄像机安装到系统的安装接口的确定、主要摄像机电连接到电子电路的确定，或主要摄像机的远端部分已离开第一摄像机通道的确定中的至少一个。电子电路可被配置成响应于主要摄像机经连接的确定而控制第一显示器以显示叠加在第二图像数据上的第一图像数据。所述系统可包含第二显示器。电子电路可被配置成在第一显示器显示第二图像数据而非第一图像数据时控制第二显示器以显示第一图像数据。电子电路可被配置成响应于主要摄像机断开连接的确定而控制第一显示器以显示第一图像。主要摄像机断开连接的确定可包含以下中的至少一个：主要摄像机从系统的安装接口拆卸的确定、主要摄像机未电连接到电子电路的确定、主要摄像机的远端部分尚未离开第一摄像机通道的确定或主要摄像机的远端部分尚未离开第一摄像机通道的确定、主要摄像机已失效的确定，或主要摄像机未与电子电路通信的确定。

操作机器人手术系统的方法可包含通过机器人手术系统的电子电路从机器人手术系统的主要摄像机或次要摄像机中的至少一个接收图像数据。主要摄像机可围封于机器人手术系统的插入装置的第一摄像机通道中。次要摄像机可围封于插入装置的第二摄像机通道中。次要摄像机可有助于插入到手术器械或主要摄像机中的至少一个的手术部位中。所述方法可包含控制机器人手术系统的第一显示器以显示所述图像数据。

前述段落的方法和/或本文中所公开的方法中的任一种可包含以下特征中的一个或多个。次要摄像机可进一步有助于手术器械到手术部位中的插入。手术器械可围封于插入装置的器械通道中。所述方法可包含通过电子电路控制第一显示器以显示次要摄像机所捕获的第一图像数据。所述方法可包含响应于确定主要摄像机经连接而控制第一显示器以显示主要摄像机所捕获的第二图像数据。确定主要摄像机经连接可包含以下中的至少一个：确定主要摄像机安装到机器人手术系统的安装接口、确定主要摄像机电连接到电子电路，或确定主要摄像机的远端部分已离开第一摄像机通道。所述方法可包含响应于确定主要摄像机经连接而通过电子电路控制第一显示器以显示叠加在第二图像数据上的第一图像数据。所述方法可包含当第一显示器显示第二图像数据而非第一图像数据时通过电子电路控制机器人手术系统的第二显示器以显示第一图像数据。所述方法可包含响应于确定主要摄像机断开连接而通过电子电路控制第一显示器以显示第一图像。确定主要摄像机断开连接可包含以下中的至少一个：确定主要摄像机从系统的安装接口拆卸、确定主要摄像机未电连接到电子电路、确定主要摄像机的远端部分尚未离开第一摄像机通道、确定主要摄像机的远端部分尚未离开第一摄像机通道、确定主要摄像机已失效，或确定主要摄像机未与电子电路通信。

前述段落中的任一个和/或下文描述的插入装置中的任一个可以与本文中所描述的可视化装置和/或机器人手术系统中的任一个一起使用。

在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的机器人手术设备。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的可视化装置。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的插入装置。

在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的使用和/或操作机器人手术设备或其组件中的任一个的方法。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的使用和/或操作可视化装置的方法。在一些情况下，提供如所描述和/或所说明的使用和/或操作插入装置的方法。

前述段落中的任一个和/或下文描述的方法中的任一种可以与本文中所描述的插入装置、可视化装置和/或机器人手术系统中的任一个和/或操作和/或使用此类装置和/或系统的方法中的任一种一起使用。

前述段落中的任一个和/或下文描述的插入和/或可视化装置中的任一个可以与本文中所描述的插入和/或可视化装置和/或机器人手术系统中的任一个一起使用。

附图说明

现在将参考附图在下文中仅以举例的方式描述本公开的实施例，在附图中：

图1A示出了根据一些实施例的机器人手术系统；

图1B示出了根据一些实施例的机器人手术系统的患者推车；

图2A到2B示出了根据一些实施例的插入和可视化装置；

图3A到3E示出了根据一些实施例的插入装置；

图3F到3H示出了根据一些实施例的插入装置的密封件；

图3I示出了根据一些实施例的机器人手术系统的驱动单元的后视图；

图3J到3K示出了根据一些实施例的插入装置的后视图；

图4A到4C示出了根据一些实施例的可视化装置；

图5A到5E示出了根据一些实施例的机器人手术系统的驱动单元的安装接口；

图6A到6I示出了根据一些实施例的插入和可视化装置到机器人手术系统的驱动单元的安装接口的附接；

图7A到7H和8示出了根据一些实施例的具有成像器的可视化装置；

图9A到9B和10A到10B示出了根据一些实施例的可视化和/或插入装置；

图11和12A到12D示出了根据一些实施例的机器人手术系统的驱动单元；

图13、14、15A、15B、16A和16B示出了根据一些实施例的插入装置。

具体实施方式

概述

当执行医疗程序(例如，使用机器人手术系统辅助手术)时，一个或多个器械可插入到患者的体腔中。插入过程具有一定风险，因为器械在插入时可无意损坏器官或组织。体腔中一个或多个器械的不正确定位还可导致体腔内的运动范围受限。

作为实例，当执行腹部手术时，将在患者腹部的体壁中产生至少一个切口。可接着经由切口插入套管针或其它进入端口。摄像机可首先经由进入端口插入且由外科医生使用以捕获和中继手术部位的立体图像。一个或多个器械可在摄像机插入之后插入。摄像机所提供的视图有助于一个或多个器械的插入和其对手术部位的操纵。

参考图1A，大体上在100处示出根据一些实施例的机器人手术系统。在一些实施方案中，机器人手术系统100可被配置成有助于经由单个切口执行的医疗程序。单个进入端口可插入到切口中以供一个或多个器械和摄像机进入。

系统100可包含工作站102和患者推车104，其在图1B中更详细地说明。患者推车104可包含中央单元或驱动单元106，器械插入和可视化装置108可附接或安装到所述中央单元或驱动单元。工作站102可包含输入装置112，其接收操作员输入并产生输入信号；并且还可被配置成产生对操作员的反馈。反馈可为视觉的、听觉的、触觉的等。举例来说，输入装置112可使用可从瑞士的Force Dimension购得的触觉接口来实施。

工作站102可进一步包含主处理器电路114，其与输入装置112通信以用于接收输入信号且产生用于控制机器人手术系统的控制信号，所述信号可经由接口电缆116传输到患者推车104。在一些情况下，传输可以是无线的，并且可能不存在接口电缆116。输入装置112可以包含右手控制器122和左手控制器124，其被配置成被操作员的手抓住并且被移动以在输入装置112处产生输入信号。患者推车104可包含从处理器电路118，其从主处理器电路114接收控制信号并产生可用于在手术程序期间控制器械插入和可视化装置108以及一个或多个器械(和其相应末端执行器)的从控制信号。一个或多个器械可包含用于执行手术程序的灵巧工具，例如夹持器、针驱动器、钉合器、解剖器、切割器、卡钩、抓取器、剪刀、凝结器、冲洗器、抽吸装置。尽管示出了主和从处理器电路，但在其它实施例中，单个处理器电路可用于执行主和从功能。工作站102还可包含用户界面，例如与主处理器电路114通信以用于将所关注区域或部位(例如，手术部位、体腔等)的信息(例如，体腔图像)和其它信息显示给操作员的显示器120(其可称为主要显示器)。工作站102可包含辅助显示器123(其可称为次要显示器)，其用于显示辅助手术信息，例如患者病历、术前图像、在手术期间所获取的图像等。在一些情况下，次要显示器123可为触摸显示器且还可被配置成显示表示用于控制工作站102或患者推车104的额外输入的图形。工作站102还可包含用于控制机器人手术系统的一个或多个控制器，例如一个或多个踏板126。举例来说，一个或多个踏板126可包含离合器踏板，其允许重新定位一个或多个控制器122或124而无需相关联器械的对应移动。

工作站102可包含电子电路(主处理器电路114可以是其一部分)，其尤其被配置成控制显示器120或次要显示器123中的一个或多个。电子电路可从本文中所描述的一个或多个摄像机接收图像数据并操作显示器120或次要显示器123中的一个或多个以显示所述图像数据。电子电路可处理所述图像数据，例如滤波、解码、编码、重新译码、压缩、解压缩、组合等。

参考图2A，在一些实施例中，插入和可视化装置108可包含插入装置210和可视化装置220。插入装置210可包含壳体212和用于插入和导引一个或多个器械的多个通路、内腔或通道214。所述多个通道214可围封于另一壳体中。两个壳体可连接。如所示，所述多个通道，例如径向通道可形成于壳体内，所述壳体可为径向塑形的。所述多个通道214还可准许插入摄像机内腔、电缆、细长轴或管224。如所示，摄像管的远端224B可延伸超出包含所述多个通道214的壳体。远端224B的至少一部分可定位在所关注部位附近或中。一个或多个摄像机可定位于远端224B处。摄像管224还可包含如本文中所描述的近端224A。在一些实施例中，除了或替代摄像管224的一个或多个摄像机，所述多个通道214中的通道还可容纳或支撑摄像机。

可视化装置可包含壳体222，摄像管的近端224A可以可移除地(或不可移除地)附接到所述壳体。壳体222可包含开口，其中可定位有一个或多个驱动器，例如232A或232B中的至少一个。如本文中所描述，一个或多个驱动器可使摄像管224移动穿过壳体222中的开口和所述多个通道214中的通道使得远端224B远离壳体212或222中的一个或多个延伸或返回朝向壳体212或222中的一个或多个缩回或缩回到所述壳体中的一个或多个中。摄像管224可围绕壳体222的至少一部分形成环路，如图2A到2B中所示。所述环路的直径在远端224B朝向壳体212或222中的一个或多个缩回或缩回到所述壳体中的一个或多个中时可增大且在远端224B远离壳体212或222中的一个或多个延伸时可减小。参考图2B，举例来说，当远端224B基本上完全缩回时，所述环路可具有如所示的直径262。当远端224B远离壳体212或222中的所述一个或多个延伸时，所述环路的直径264相较于所述环路的直径264减小。当远端224B完全远离壳体212或222中的所述一个或多个延伸时，所述环路的直径268可小于直径262和264。在一些情况下，远离壳体212或222中的所述一个或多个延伸远端224B使得近端224A的长度减小，这使得所述环路的直径减小。

一根或多根电缆240可用于将控制信号和数据(例如由位于远端224B或插入装置210中的一个或多个摄像机提供的模拟或数字图像数据)传输到患者推车104。控制信号和数据可以传达到电子电路和从电子电路传达(例如，经由如本文中所描述的从处理器电路118)。一根或多根电缆240可以将电力传输到一个或多个摄像机。一根或多根电缆240可以插入位于患者推车104上的端口中。在一些情况下，传输可以是无线的，并且可能不存在一根或多根电缆240。

摄像管224的至少一部分可以是柔性的或基本上柔性的，以便形成环路和/或被导引穿过如本文中所描述的一个或多个开口和/或通道。在一些情况下，使摄像管224至少围绕如所描述的壳体222的所述部分向上成环可准许摄像管具有足够长度以到达所关注部位附近和/或中，同时排除或降低摄像管224接触非无菌物件，例如地板的风险。

插入装置

图3A示出了根据一些实施例的插入装置210的前透视图。插入装置的壳体212可以包含开口330，所述开口被配置(例如，设定大小和/或形状)成准许摄像管224穿过壳体212。开口330可以包含密封件，所述密封件可以由封闭件(例如闩锁器)覆盖，以防止流体、气体或固体进入到插入装置210中和/或防止流体、气体或固体从插入装置回流。本文中所描述的任何密封件可包含一个或多个阀，例如鸭嘴阀。如示出插入装置210的横截面图的图3E中所示，壳体212可包含内部通路322，其将开口330连接到通道320，被配置成(例如，设定大小和/或形状)准许摄像管224穿过所述通道。内部通路322可为定位在壳体内部中的通道。内部通路322可弯曲以有助于可视化装置220相对于插入装置210和尤其壳体222相对于壳体212的各种位置配置。内部通路322可包含与开口300对准或包含所述开口的开口和与通道320的开口对准或包含所述开口的另一开口。在一些情况下，除了或替代开口330中的密封件，密封材料可用于内部通路322上或周围。如图2A中所示，摄像管224的远端224B可离开通道320且远离插入装置210朝向所关注部位，例如手术部位、体腔、伤口等延伸。并且，摄像管224的远端224B可朝向插入装置210且远离所关注部位朝向通道320缩回或缩回到所述通道中。

所述多个通道214可包含一个或多个器械通道340，其被配置成(例如，设定大小和/或形状)准许一个或多个器械穿过并远离插入装置210朝向所关注部位延伸。如所示，左和右器械可存在两个通道。

在一些情况下，内部通路322包含中心轴平行于一个或多个器械通道340的中心轴的至少一部分。内部通路322可包含中心轴不平行于一个或多个器械通道340的中心轴的至少一部分(例如，图3E中所示出的弯曲部分)。

所述多个通道214可包含用于插入装置210的一个或多个摄像机的通道310。在一些实施方案中，摄像机可定位于所述多个通道的远端处(或箭头310的位置处或附近)。此类一个或多个摄像机(其可称为次要摄像机)可有助于定位成与一个或多个器械中的至少一个的所关注部位或可视化装置220的一个或多个摄像机中的至少一个相邻或插入到其中(此类摄像机可称为主要摄像机，其可为内窥镜或内窥镜摄像机)。次要摄像机可包含插入到通道310中的基本上柔性或基本上刚性的内腔、电缆或细长轴。次要摄像机可与插入装置210集成或为可移除的。通道310的开口可包含一个或多个密封件，其可由封闭件(例如闩锁器)覆盖，以防止流体、气体或固体进入。在一些情况下，除了或替代开口中的一个或多个密封件，密封材料可用于通道310的开口上或周围。

参考图3D，次要摄像机324可包含具有近端324A和远端324B的基本上柔性或刚性的电缆。远端324B可包含保护器370(例如玻璃或塑料)。保护器370可防止次要摄像机的成像器和/或其它组件由于例如与所关注部位中的流体接触而破坏或故障。在其它实施例中，保护器可作为插入装置210的部分包含在通道310的远端处，并且因此保护器370可为任选的。次要摄像机可包含一个或多个透镜，其将来自所关注部位的至少所述部分和/或由至少所述部分反射的光聚焦于图像传感器384上。所述图像传感器可定位于近端324A和/或远端324B处。一个或多个透镜可包含凹透镜和/或凸透镜。在一些情况下，可移动一个或多个透镜以调整变焦(例如，光学变焦)。图像传感器384可检测光并将其转换为图像信息或数据。举例来说，图像传感器384可在多个点处测量亮度。图像传感器384可包含电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等中的至少一个。图像传感器384可为数字和/或模拟图像传感器。在一些实施方案中，次要摄像机可包含两个或多于两个摄像机(例如，以产生立体图像)。

在一些情况下，次要摄像机324可包含重新引导所检测到的光的光学系统382。举例来说，光学系统382可为将所检测到的光向下重新引导到图像传感器384上的棱镜。图像传感器384可定位在不同于正被成像的手术部位的一部分的平面中。在一些实施方案中，可省略光学系统382。举例来说，当图像传感器与正被成像的手术部位定位在同一平面中时，可省略光学系统382。

次要摄像机324可为可移除的。举例来说，次要摄像机电缆可插入到通道310中和/或从所述通道移除。当移除次要摄像机电缆时，通道310可用于所关注部位的抽吸或冲洗中的一项或多项。替代地或另外，通道310可用于准许器械(例如，第三器械)插入。所述器械可受机器人手术系统控制或由用户手动控制。当通道310用于抽吸、冲洗、器械操纵等中的一项或多项时，保护器将不包含在通道310的远端处或将以其它方式为可移除的。

在一些情况下，主要摄像机可为立体声或立体摄像机，其可产生所关注部位的至少一部分的三维表示，且次要摄像机可为二维摄像机。次要摄像机相较于主要摄像机可具有较低分辨率。举例来说，次要摄像机可具有1920x1080像素(或1080p)分辨率。主要摄像机可具有1080p、4K、8K等的分辨率。次要摄像机的通道310的大小相较于主要摄像机的通道320可较小(例如，较窄或具有较小直径)。次要摄像机还可包含用于照明所关注部位的照明源或装置。照明装置可作为次要摄像机的部分并入使得次要摄像机的照明装置和透镜系统均拟合在通道310的直径内。在一些情况下，照明装置可包含一个或多个光纤。举例来说，照明装置可为纤维束环绕透镜系统的环形系统，使得例如使用已知的光纤照明手段将照明提供到所关注部位。

在一些情况下，器械通道340极为接近一个或多个摄像机通道310或320可有助于单端口手术。

壳体212可包含一个或多个附接机构360。举例来说，一个或多个附接机构360可为定位于壳体212的相对侧上的按钮。所述按钮可被配置成将插入装置210可移除地附接到驱动单元106的安装接口(或在一些情况下，另外或替代地附接到可视化装置220的壳体222)。按下按钮可从安装接口(和/或可视化装置220的壳体222)释放插入装置210。一个或多个附接机构360可准许从安装接口(和/或壳体222)的支撑销附接到插入装置210并从其释放。

图3B示出根据一些实施例的插入装置210的后透视图。一个或多个器械通道340的开口可包含一个或多个密封件，其可由封闭件(例如闩锁器)覆盖，以防止流体、气体或固体进入。在一些情况下，除了或替代一个或多个开口中的一个或多个密封件，密封材料可用于一个或多个器械通道340的一个或多个开口中的至少一个上或周围。壳体212可包含一个或多个开口350以用于接纳销的一个或多个支撑杆，其可定位于安装接口上。一个或多个附接机构360可准许从支撑销(和/或从可视化装置220)附接到插入装置210并从其释放。举例来说，一个或多个附接机构360可激活或释放闩锁器或锁，例如凸轮锁、具有弹簧的凸轮锁等。

图3C示出了根据一些实施例的示出密封件392和396的插入装置210的后透视图。如本文中所描述，开口330(摄像管224如本文中所描述借以插入)可由通过封闭件398固持在适当位置的密封件396覆盖，所述封闭件可为闩锁器、夹片等。密封件396可防止流体、气体或固体进入插入装置210的内部部分和/或防止流体、气体或固体从插入装置210回流。密封件396可包含阀，例如鸭嘴阀。封闭件398可以可移除地紧固到插入装置210的壳体212以便提供到密封件396的通路，从而允许密封件396在手术程序之间的相同手术程序期间(例如，当插入装置210正被清洁和/或除菌时)经清洁和/或替换。封闭件398可以通过以可释放方式与壳体212的突起或突出部399的底部接合的封闭件398的突起或闩锁器397而可移除地紧固到壳体212。在图3C中，封闭件398示出为处于打开配置或模式以便示出密封件396。在操作中，密封件396插入到开口330中且封闭件398紧固到壳体212以便将密封件396固持在适当位置。图3B示出了处于闭合配置的封闭件398。

器械借以插入的一个或多个器械通道340中的一个或多个开口可由通过封闭件394固持在适当位置的密封件392覆盖，所述封闭件可为闩锁器、夹片等。密封件392可防止流体、气体或固体进入插入装置210的内部部分和/或防止流体、气体或固体从插入装置210回流。封闭件394可类似于封闭件398可移除地紧固到插入装置210的壳体212。封闭件394可提供到密封件392的通路，所述密封件在手术程序之间的相同手术程序期间(例如，当插入装置210正被清洁和/或除菌时)可经移除和/或替换。在图3C中，封闭件394示出为处于打开配置或模式以便示出密封件392。在操作中，密封件392插入到一个或多个器械通道340(参见图3K)的一个或多个开口中且封闭件394紧固到壳体212以便将密封件392固持在适当位置。图3B示出了处于闭合配置的封闭件394。密封件392、396或封闭件394、398中的一个或多个可为一次性的和/或可替换的。

如图3B和3C中所示，封闭件398包含与开口330重合的开口，且封闭件394包含与一个或多个器械通道340中的一个或多个开口重合的一个或多个开口。

在一些情况下，如图3C中所示，单个密封件392可覆盖一个或多个器械通道340的两个开口。尽管由于一个或多个器械通道340的一个或多个开口相对于彼此的接近定位，使用单独密封件可为优选的，但在一些情况下，密封件392可包含多个单独密封件。如图3F(俯视图)、3G(仰视图)和3H(透视图)中所示，单个密封件392可包含两个端口，其经设定大小和形状以覆盖一个或多个器械通道340中的一个或多个开口。端口352可包含密封件392的主体中的开口和突出部分。举例来说，端口352可为阀，例如鸭嘴阀，如图3F到3H中所示。端口352中的每一个可经塑形为漏斗(如本文中所描述)，其可有助于器械的插入。

在一些情况下，由于一个或多个器械通道340的一个或多个开口彼此的接近性，单个密封件392的端口352也可接近于彼此定位。这种极为接近可使得端口352至少部分地重叠，如图3F(俯视图/后视图)和3G(仰视图/正视图)中的区域356所示。端口352在单个密封件392(图3F)的顶部表面或单个密封件392(图3G)的底部表面中的一个或多个上可至少部分地重叠，所述表面面向一个或多个器械通道340的一个或多个开口。举例来说，如图3F到3H中所示，端口352可具有凹面形状(或漏斗形状)，其从远端朝向位于一个或多个器械通道340的开口的远端和/或插入到所述开口中的远端逐渐变窄。如图3F到3H中所示，端口352的近端在区域356中可重叠(在单个密封件392的顶部或底部表面中的一个或多个上)。举例来说，端口的近端可为环形或圆形，且圆在区域356中可重叠，如图3F到3H中所示。在一些情况下，所述重叠可小于或大于区域356中所示的重叠。在一些情况下，端口352不重叠。图3I示出了驱动单元106的后视图，其示出将一个或多个器械364装载到插入装置210中。器械364的装载可涉及将器械的尖端366插入到对应器械通道340的开口中。如所示，用户可体验尤其由于一个或多个器械通道340的开口彼此极为接近而难以插入器械，从而必须促进经由可缺乏光等的驱动单元106的后部插入。

为了促进一个或多个器械的插入，一个或多个器械通道340中的一个或多个开口可经照明。参考图3J，其示出了插入装置210的后视图，在一些情况下，照明装置362可通过壳体212支撑。照明装置362可定位在壳体212中的凹部中。举例来说，照明装置362可定位在图3K中所示出的壳体212的横截面图中所示的凹部365中。照明装置362可包含发射光的一个或多个光源，例如一个或多个发光二极管(LED)或光纤(与远端定位的光源组合)。在一些情况下，照明装置362可照明封闭件394中的一个或多个开口中的一个或多个、密封件392中的一个或多个端口352，或一个或多个器械通道340中的开口中的一个或多个。此类照明可有助于一个或多个器械到插入装置210中的插入。一个或多个光源可由防护罩、透镜(其也可充当防护罩)等中的一个或多个覆盖。

图3J示出了定位于一个或多个器械通道340的一个或多个开口上方的照明装置362。在一些情况下，照明装置362在壳体212的后部上可定位于底部、侧部等上。在一些情况下，多个照明装置可由壳体212支撑。此类多个照明装置可定位于壳体212的后部的相同或不同侧部上。举例来说，两个照明装置可各自定位于相应器械通道开口上方。在一些情况下，照明装置可定位于器械通道340的开口处或器械通道340内部。

在一些情况下，封闭件394可至少部分地由透明或基本透明的材料制成，使得通过照明装置362发射的光穿过封闭件394并照明一个或多个器械通道340的一个或多个开口。在一些情况下，封闭件394可至少部分地覆盖照明装置362(如图3J到3K中所示)。替代地或另外，封闭件394可包含开口或凹部使得照明装置362未至少部分地由封闭件394覆盖，使得发射光中的至少一些并不穿过封闭件394。图3J示出了透明或基本透明的封闭件394，因为密封件392穿过所述封闭件可见。在一些情况下，照明装置362可包含多个照明装置或被塑形成与封闭件394的较大区接触。

如本文中所描述，照明装置362可包含一个或多个光源，例如LED。在一些情况下，照明装置362可替代地或另外利用已经存在于插入装置210中或并入所述插入装置中的一个或多个光源，例如次要摄像机的照明源(如本文中所描述)；和/或已经存在于可视化装置220中或并入所述可视化装置中的一个或多个光源，例如主要摄像机的照明源(如本文中所描述)。插入装置210和/或可视化装置220可经由图1A到1B中所示的一根或多根电缆从一个或多个外部光源，例如患者推车104或从插入装置210和/或可视化装置220内部的一个或多个光源接收光。

在一些情况下，照明装置(未示出)可用于类似地照明本文中所公开的开口中的任一个，例如330、410、412等。

参考图3B到3C，封闭件394可塑形为漏斗以有助于一个或多个器械的插入。封闭件394可具有大于一个或多个远端开口的开口，其在一个或多个器械通道340的一个或多个开口的近端。封闭件394可被塑形成从近端到一个或多个远端开口逐渐变窄，从而促进将一个或多个器械引导或导引到一个或多个器械通道340的一个或多个开口中。

可视化装置

图4A示出了根据一些实施例的可视化装置220的前透视图。可视化装置的壳体222可包含开口410和412，其被配置成(例如，设定大小和/或形状)准许摄像管224穿过。如所示，摄像管224的近端224A(为方便起见而示出，没有中间部分)可附接到壳体。当远端224B经由开口410和412(参见图2A)中的一个或多个插入时，摄像管224可至少围绕壳体222的所述部分成环。开口410和412可对准以准许摄像管224穿过。与开口412对准的底部开口(未示出)可定位于壳体222的底部上以准许摄像管224在穿过壳体的内部部分(例如，图4C中所示出的内部部分)之后离开壳体222。当可视化装置220与插入装置相邻定位和/或附接到所述插入装置时，此底部开口可与插入装置210的壳体中的开口330相邻定位(例如在所述开口上方或顶部上)。开口410、412或底部开口中的一个或多个可包含密封件，其可由如本文中所描述的封闭件(例如闩锁器)覆盖。

壳体222可包含驱动开口414。如本文中所描述，驱动开口可定位于壳体222的一侧(例如，壳体的背面)上，所述侧附接到驱动单元106的安装接口。驱动开口414可被配置成(例如，设定大小和/或形状)接纳一个或多个驱动器(232A或232B中的至少一个)，例如本文中所描述的多个驱动辊(参见例如图2A)。参考图2A，所述多个驱动辊可包含右驱动辊232A和左驱动辊232B(统称为232)。当经由开口410插入时，摄像管224定位于右驱动辊232A与左驱动辊232B之间且与驱动辊接触。驱动辊232可接触、握持或邻接摄像管224。驱动辊可使摄像管224向下前进或使其向上缩回穿过驱动开口414。驱动辊232在第一方向上的移动可使摄像管224向前或向下前进穿过驱动开口414以便使远端224B朝向所关注部位前进。举例来说，右驱动辊232A可逆时针自旋且左驱动辊232B可顺时针自旋以便使摄像管224向前前进。驱动辊的逆时针和顺时针移动的此类组合可构成第一方向。驱动辊232在第二方向上的移动可使摄像管224向后或向上缩回穿过驱动开口414以便使远端224B远离所关注部位缩回。举例来说，右驱动辊232A可顺时针自旋且左驱动辊232B可逆时针自旋以便使摄像管224向后缩回。驱动辊的顺时针和逆时针移动的此类组合可构成第一方向。对于右和左驱动辊中的每一个，甚至在驱动辊在第一和/或截面方向上移动期间在相反方向上自旋的情况下，在所述第二方向上的移动也可与在所述第一方向上的移动相反。

驱动辊232可具有由例如橡胶、泡沫等软性材料制成和/或由所述材料覆盖的外表面，其握持摄像管224的外表面以便实现使摄像管前进或缩回中的一项或多项。在一些实施例中，定位于驱动辊232之间的摄像管224的一部分可沿着驱动辊滑动，且因此摄像管将不会前进或缩回。举例来说，当用户的四肢陷入由摄像管224形成的环路中时或在发生故障以防止或减轻用户受伤或损坏摄像管224、可视化装置220、插入装置210或系统100的任何其它部分中的一个或多个的风险的情况下，滑动可为有利的。驱动辊232的外表面上或摄像管224的外表面上的材料中的一种或多种或驱动辊232的外表面或摄像管224的外表面中的一个或多个的表面上的表面图案中的至少一个可选择为具有摩擦力系数，其在摄像管上的力超过最大力(例如，最大摩擦力)的情况下导致滑动。最大摩擦力可取决于驱动辊232与摄像管224之间的摩擦力系数或驱动辊232与摄像管224之间的夹持力中的一个或多个。在一些情况下，最大摩擦力可为5N或更小或更大、7N或更小或更大、10N或更小或更大等。驱动辊232的外表面(和/或摄像管224的外表面)上的表面图案可影响摩擦力系数。举例来说，相较于光滑或基本光滑表面图案，肋状表面图案、齿状表面图案等可增大摩擦力系数。

摄像管224的远端224B的至少一部分可经铰接以准许观察所关注部位的至少一部分。壳体222可包含被配置成控制摄像管224的远端224B的移动的一个或多个致动器420，所述摄像管可包含一个或多个摄像机。在一些情况下，第一致动器可控制远端224B的俯仰或倾斜(向上/向下移动)，且第二致动器可控制远端224B的偏航或平移(向左/向右移动)。第一和第二致动器可通过操纵定位在摄像管224的内部中的连杆来控制远端224B的移动，如本文中所描述(例如，参考图4B到4C)。

壳体222可包含一个或多个附接机构428。举例来说，一个或多个附接机构428可为定位于壳体222的相对侧上的按钮。所述按钮可被配置成将可视化装置220可移除地附接到驱动单元106的安装接口(或在一些情况下，另外或替代地附接到插入装置210的壳体212)。按下按钮可从安装接口(和/或壳体212)释放插入装置210。一个或多个附接机构428可准许从一个或多个支撑杆或销(和/或壳体212)附接到可视化装置220并从其释放。如本文中所描述，一个或多个附接机构428可激活或释放锁，例如凸轮锁、具有弹簧的凸轮锁等。壳体222可包含一个或多个开口424以用于接纳可定位于安装接口上的一个或多个支撑销。

图4B示出了根据一些实施例的摄像管224的远端224B的透视图。具有一个或多个摄像机的成像器430(其可为主要摄像机)可定位于远端224B的尖端处或附近。远端224B可包含用于控制远端224B的向上/向下移动的俯仰或倾斜片段或区段442，和用于控制远端224B的向左/向右移动的偏航或平移片段或区段444。如所示，倾斜区段442可与成像器430相邻定位，且平移区段444可与倾斜区段相邻定位。平移区段444可比倾斜区段442更远离远端224B的尖端定位。在一些情况下，区段442和444相对于尖端的定位可颠倒。在一些情况下，区段442和444可交替地与区段442和444的相应联接件或导引件(如下文所描述)混合。

区段442或444中的至少一个可包含一个或多个联接件或导引件434。一个或多个联接件434可彼此联接以允许远端224B的弯曲。区段442和444可由于拉动或推动定位在摄像管224的内部中的一个或多个柔性或基本柔性连杆448中的至少一项而弯曲(如本文中所描述)，所述一个或多个柔性或基本柔性连杆控制例如区段442或444中的一个或多个的空间定向的弯曲、曲率或另一方面。一个或多个连杆448可包含具有弹性的导线、电缆等，所述弹性可支撑张力或压缩中的至少一个而不会永久性变形。一个或多个连杆448可连接到一个或多个导引件434(例如，通过连接到摄像管224的内部中的一个或多个导引件)。一个或多个连杆448的移动，例如拉动和/或推动可引起对一个或多个导引件434和因此一个或多个区段442或444的空间定向的调整。

如本文中所描述，一个或多个致动器420可例如经由在第一和/或第二方向上的旋转来拉动和/或推动一个或多个连杆448。拉动连杆448可使其长度缩短，而推动连杆可使连杆伸长(例如，使连杆基本上回到其初始长度)。

片段或区段446可在摄像管224的远端224B处与平移区段444相邻定位。如本文中所描述，区段446可为柔性或基本上柔性的。区段442或444中的一个或多个可为刚性或基本上刚性的以至少防止远端224B的成像器430在远端224B离开插入装置的通道320时下垂或下陷。下垂或下陷可至少不当地导致所关注部位的至少一部分的暂时性视觉丧失或与所关注部位附近或外部的组织的无意接触。一个或多个区段442或444的刚性可防止远端224B在向下方向上移动(例如，在不存在如本文中所描述的使摄像管224主动倾斜的情况下)，而在摄像管224穿过一个或多个开口或通道时准许在相反方向上移动，如本文中所描述。当摄像管224的远端224B离开通道320时，刚性可帮助维持至少成像器430在通道320的同一平面中或通道320的平面上方的平面中的定向。后一平面可平行或基本上平行于通道320的平面。

在一些情况下，为了提高远端224B的刚性，支撑材料或机构可添加到远端224B以帮助维持至少成像器430在通道320的同一平面中的定向。此类设计可防止摄像机下垂和/或与所关注部位的非想要区接触。支撑材料或机构可允许远端224B在平面中在一个方向上挠曲(或弯曲)，同时防止其它挠曲(或弯曲)，由此允许远端224B移动穿过壳体212的内部通路322的弯曲部分。参考图3E，举例来说，可准许在内部通路322的弯曲方向上的挠曲，而可能并不准许在其它方向上的挠曲。

图4C示出了根据一些实施例的可视化装置220的壳体222和摄像管224的横截面图。所述图描绘经由壳体222中的开口412观察的壳体222的内部部分的视图。摄像管224的近端224A可如本文中所描述附接到壳体222。如所示，近端224A的内部可包含一个或多个连杆448，其沿着摄像管224的长度延伸到远端224B，如本文中所描述。在使用中，摄像管224穿过图4C中所示出的内部部分。

一个或多个致动器420可包含第一和第二致动器，其分别控制摄像管224的远端224B的倾斜或平移。举例来说，第一致动器可控制连接到倾斜区段442中的多个导引件的一个或多个连杆448的拉动和/或推动。第一致动器可控制至少成像器430的向上/向下倾斜。第二致动器可控制连接到平移区段444中的多个导引件的一个或多个连杆448的拉动和/或推动。第二致动器可控制倾斜区段442和/或成像器430中的至少一个的向左/向右移动。

可经由致动第一和/或第二致动器420而执行拉动和/或推动至少一个连杆448。参考第一致动器，举例来说，从壳体222突出的其外部部分可充当连接到位于壳体222的内部中的鼓轮450的轴。轴和鼓轮的旋转可使得对应连杆滑轮460在例如垂直于轴和鼓轮的旋转平面的平面中旋转。滑轮460可连接到鼓轮450使得鼓轮的旋转使得滑轮旋转。鼓轮450在表面上可具有螺纹，其与滑轮460的表面上的螺纹接触并将旋转转移到滑轮。滑轮460可连接到至少一个连杆448。举例来说，所述至少一个连杆可附接到滑轮。致动器420在第一方向上的旋转(例如，顺时针)可引起对应轴的旋转(例如，在同一顺时针方向上)。这可使得对应滑轮460旋转，并且举例来说，拉动(或推动)相关联至少一个连杆，这可引起至少成像器430的倾斜。在一些情况下，滑轮460可连接到一对连杆448，所述连杆中的一个被拉动而另一个被推动以控制倾斜。第二致动器可类似地操作以控制平移。

控制摄像管的远端224B的倾斜或平移中的一个或多个的额外细节类似于美国专利公开案第2016/0143633号和美国专利第9,629,688号中所描述的细节，所述美国专利被转让给本申请的受让人且所述美国专利中的每一个的公开内容以全文引用的方式并入本文中。

安装接口和无菌屏障

图5A示出了根据一些实施例的机器人手术系统100的驱动单元106。驱动单元106可以包含安装接口500，其被配置成支撑插入装置210或可视化装置220中的一个或多个。所述安装接口可以包含用于接纳摄像管224的环形部分的开口或狭缝504(参见例如图6I)。

图5B示出了根据一些实施例的安装接口500的透视图。安装接口500可以包含一个或多个柱或销510，其被配置成致动一个或多个驱动器232以如本文中所描述移动摄像管224。如所示，可以提供销510以支撑辊232A和232B。销510可被配置成(例如，设定大小和/或形状)附接到辊232A和232B。举例来说，销510可为六边形，且辊232A和232B可包含被配置成(例如，设定大小和/或形状)安装在销510的六边形表面上的六边形开口(参见例如图5D)。在一些情况下，除了六边形外或替代六边形，可使用例如正方形、圆形、三角形等一个或多个形状。

安装接口500可包含一个或多个致动器520以用于引起可视化装置220的一个或多个致动器420的移动。如所示，可提供两个致动器520，且所述致动器可包含被配置成(例如，设定大小和/或形状)接纳致动器420的突出外部部分的轴或凹部。在凹部内，致动器520可包含被配置成(例如，设定大小和/或形状)与致动器420的突出外部部分的表面配对的表面。所述配对可提供可视化装置220的致动器420到安装接口500的致动器520的附接。

如本文中所描述，安装接口500可支撑插入装置210或可视化装置220中的一个或多个。如图5B中所示，可视化装置220可由销510至少部分地支撑，所述销支撑置于壳体222的凹部414中的驱动器232。安装接口500可包含被配置成支撑插入装置210的一个或多个销530。一个或多个销530可被配置成(例如，设定大小和/或形状)接纳在插入装置210的一个或多个开口350中。一个或多个销可具有被配置成附接到插入装置210的大小、形状和/或表面图案。举例来说，如所示，左销530在其尖端处或附近可具有凹槽、图案或凹陷552。凹陷552可被配置成(例如，设定大小和/或形状)与左开口350的内部中的表面配对(参见例如图3B。这可提供插入装置210到安装接口500的附接。如本文中所描述，一个或多个附接机构360可操作以使可视化装置210与安装接口500脱离。举例来说，一个或多个附接机构360可被按压以使左开口350的内部中的表面与凹陷552的配对脱离。右销530在其面向左销的一侧上的尖端处可具有类似凹槽、图案或凹陷552。

图5C示出了根据一些实施例的安装接口500的后视图。安装接口可包含第一组致动器532、连接到或附接到第一组致动器532的第一组齿轮534，和与第一组齿轮534协作的第二组齿轮536。这些组件可共同地被配置成致动一个或多个销510。如所示，第一组致动器532可包含两个致动器，第一组齿轮534可包含两个齿轮，且第二组齿轮536可包含两个齿轮。在一些情况下，第一组致动器可为电机，例如电动机。

第一组齿轮534可与第二组齿轮536互锁。在一些情况下，第一组致动器532可被配置成使附接到第一组致动器532的第一组齿轮534旋转。第一组齿轮534的旋转可使得第二组齿轮536在垂直于第一组齿轮534的旋转平面的平面中旋转。一个或多个销510可连接或附接到第二组齿轮536。第二组齿轮536的旋转可引起一个或多个销510的旋转。一个或多个销510的旋转可引起一个或多个驱动器232的旋转和摄像管224的移动，如本文中所描述。一个或多个销510和一个或多个驱动器232的旋转可处于第一和/或第二方向上以使摄像管224前进和/或缩回，如本文中所描述。在第一和/或第二方向上的旋转可由一个或多个致动器在至少两个方向(例如，顺时针或逆时针)上的移动引起。

安装接口500可包含第二组致动器542、连接到或附接到第二组致动器542的第三组齿轮544，和与第三组齿轮544协作的第四组齿轮546。这些组件可共同地被配置成致动一个或多个致动器520。如所示，第二组致动器542可包含两个致动器，第三组齿轮544可包含两个齿轮，且第四组齿轮546可包含两个齿轮。在一些情况下，第一组致动器可为电机，例如电动机。

第二组致动器542、第三组齿轮544和第四组齿轮546可彼此协作且用以致动一个或多个致动器520，类似于致动一个或多个销510的先前描述。如本文中所描述，致动器520的移动和可视化装置220的致动器420的对应移动可使得摄像管224倾斜和/或平移。

图5D示出了根据一些实施例的准备用于支撑插入装置210或可视化装置220中的一个或多个的安装接口500。在一些实施方案中，无菌屏障可需要设置于非无菌驱动单元106的安装接口500与插入装置210和/或无菌可视化装置220之间。插入装置210和可视化装置220可需要为无菌的，以便在插入或可视化装置中的一个或多个与所关注部位或与系统100的另一无菌组件(例如，器械)接触的情况下防止所关注部位受到感染，所述无菌组件在用户执行或辅助手术的情况下可与所关注部位接触。

一个或多个驱动器232(例如，辊)可为无菌的并且可附接到或安装在非无菌安装接口500的一个或多个销510上。无菌盖550可经附接或安装以覆盖一个或多个销530和562(参见图5B)。参考图5B，盖550可安装于安装接口500的前表面上的区域560中。盖550可用一个或多个封闭件(未示出)固定。举例来说，一个或多个封闭件可为销，其在将盖550安装于区域560中时被所述盖推入。推动所述销可使得封闭件，例如闩锁器闭合。可例如通过按下定位于安装接口500的底部表面上的按钮(未示出)而将盖550从区域560移除，这可将销推向盖550并移开所述盖。

盖550可包含用于覆盖一个或多个销530的一组底部销盖。盖550可包含一组顶部销540，其可被配置成在将可视化装置220附接到安装接口500时支撑所述可视化装置。一组销540可经设定大小和/或形状以接纳在可视化装置220的一个或多个开口424中。一组销540可具有被配置成附接到可视化装置220的大小、形状和/或表面形状，如本文中结合销530所描述。

参考图5E，在一些实施方案中，安装接口500可包含被配置成(例如，设定大小和/或形状)支撑可视化装置220的一个或多个销530'。举例来说，一个或多个销530'可类似于一个或多个销540而起作用。一个或多个销530'可由盖550，例如销盖540覆盖。在一些情况下，如图5E中所示，个别盖550'可用于覆盖一个或多个销530和/或430'中的每一个。在一些实施例中，两个单独盖可分别用于覆盖一个或多个销530和430'。在一些实施方案中，单个盖550(如图5D中所示)可用于覆盖一个或多个销530和530'，但用销盖替换一组顶部销540。

在一些情况下，无菌屏障可以以下方式中的一个或多个形成于可视化装置(参见例如图4A)的一个或多个致动器420与安装接口(参见例如图5B)的一个或多个致动器520之间。一个或多个致动器420可如本文中所描述由一个或多个无菌盖覆盖。无菌盖布可置于驱动单元106和安装接口上方。盖布材料可挠曲和/或滑动以提供无菌屏障。盖布材料可具有适合的厚度和/或其它属性以允许挠曲和/或滑动。盖布可包含在一个或多个致动器420与一个或多个致动器520之间转移运动的一个或多个无菌盖(其可用作致动器)。一个或多个无菌盖可嵌入或集成到盖布中。

一个或多个驱动器232和一个或多个盖550可至少充当安装接口500与插入和可视化装置以及摄像管224之间的部分无菌屏障。驱动器232中的任何一个或多个、盖550中的一个或多个，或本文中所公开的任何其它无菌屏障可为一次性的或在除菌之后可重复使用。举例来说，一个或多个无菌盖550可由塑料制成且为一次性的。作为另一实例，辊232A和232B可为一次性的。

本文中所描述的无菌组件中的任一个可由流体或气体(例如环氧乙烷(EtO))、热(例如高压处理)、幅射(例如伽玛幅射)等除菌。举例来说，插入装置210和/或可视化装置220中的一个或多个开口可在除菌期间有助于流体或气体接触外表面和内表面。

对接插入和可视化装置

图6A示出了根据一些实施例的插入装置210、可视化装置220、一个或多个盖550、驱动器(例如辊)232A和232B，以及驱动单元106的安装接口500。如图6B中所示，无菌盖布600可置于驱动单元106(且在一些情况下，机器人手术系统的其它部分)上方以提供额外或替代无菌屏障。举例来说，盖布600可充当无菌屏障，其准许用户执行或辅助手术来触摸驱动单元106。盖布600中可形成一个或多个孔610以准许接近一个或多个销510、530和/或540或530'。一个或多个孔610的位置和大小可对应于一个或多个销的位置和大小。可将盖布600围绕系统100的驱动单元106和其它组件拉紧，如图6C中所示。盖布600可用绳、粘性附接件、磁性附接件等中的一个或多个固持在适当位置。

驱动器232A和232B可安装在一个或多个销510上，如图6D中所示且如本文中所描述。一个或多个销510可经由盖布600中的对应一个或多个孔610暴露。一个或多个盖550可安装在一个或多个销530和/或530'上，如图6E中所示且如本文中所描述。一个或多个销530和/或530'可经由盖布600中的对应一个或多个孔610暴露。

可视化装置220可安装在安装接口500上(或对接到所述安装接口)，如图6F中所示且如本文中所描述。摄像管224(其可为无菌的)可插入到可视化装置220中，如本文中所描述。如所示，摄像管224的环路的至少一部分可定位在狭缝504中。盖布600可包含足够的松弛部分以允许摄像管224和周围盖布材料置于狭缝504中。在一些情况下，盖布600可包含被塑形成大体上与狭缝504对应以有助于摄像管224的环路的所述部分在狭缝504中的定位的部分。

插入装置210可以安装在(或对接到)安装接口500上，如图6G中所示并且如本文中所描述。在一些情况下，插入装置210在安装在安装接口500上之前可能已经置于所关注部位附近或中。在这类情况下，可使驱动单元106朝向插入装置210以与插入装置对接。安装(或连接或对接)的顺序可以互换。举例来说，可视化装置220可在驱动单元106已经与插入装置210对接之后安装在安装接口500上。可视化装置220和插入装置210可彼此独立(例如，模块化)使得可视化装置220可在其出现故障或以其它方式变得无响应时在手术期间更换，而不需要首先拆开插入装置210(和可能已经由插入装置放置的任何器械)。

摄像管224可前进穿过可视化装置220并插入到插入装置210的内部中，如图6H中所示且如本文中所描述。摄像管224可进一步前进穿过插入装置210的内部使得远端224B离开插入装置210，如图6I中所示且如本文中所描述。摄像管224的远端224B可前进到所关注部位附近或中。接着，一个或多个器械(其可为无菌的)可插入并前进到所关注部位附近或中。

在一些情况下，用户，例如护士可插入一个或多个器械，将可视化装置或插入装置中的一个或多个对接在安装接口500上，并使摄像管224前进和/或缩回。操作机器人手术系统100的外科医生可使得摄像管224前进和/或缩回。举例来说，一旦摄像管的远端224B已经插入到开口410中并通过开口412，外科医生就可操作摄像管224。

可视化装置的操作

如本文中所描述，可视化装置220可以包含成像器，例如图4B中所示的成像器430。成像器可以定位在摄像管224的远端224B的尖端处或附近。如下所述，可以将成像器定向在摄像管224中的各个位置。

图7A示出了可以类似于成像器430的成像模块或成像器702与插入装置210的远端750的组合700A。成像器702可包含一个或多个摄像机710和其中可定位有一个或多个照明装置720的一个或多个照明通道。一个或多个照明源或装置720可照明所关注部位的至少一部分以准许观察所述至少一个部分。一个或多个照明装置可包含一个或多个光源，例如发光二极管(LED)、一个或多个光纤等。光纤可沿着插入装置210的长度(或插入装置的长度的部分)横穿。如所示，在一些情况下，可使用两个(或更多)摄像机710以使成像器702用作立体成像器，并产生所关注部位的至少一部分的三维表示。摄像机710中的每一个可包含一个或多个透镜730，其将来自所关注部位的至少所述部分和/或由至少所述部分反射的光聚焦在图像传感器740上。一个或多个透镜730可包含凹透镜和/或凸透镜。在一些情况下，可移动一个或多个透镜730以调整变焦(例如，光学变焦)。图像传感器740可检测光并将其转换为图像信息或数据。举例来说，图像传感器740可在多个点处测量亮度。图像传感器740可包含电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等中的至少一个。图像传感器740可为数字和/或模拟图像传感器。在一些实施方案中，可使用一个摄像机710或可使用多于两个摄像机。

成像器702可定位在摄像管224中，例如摄像管的远端224B的尖端处或附近。举例来说，成像器702可至少部分地插入到摄像管224中。如图7A中所示且如本文中所描述，具有远端224B的摄像管224可插入于插入装置210的所述多个通道214中的通道中。如本文中所描述，此类通道可为通道320。保护器760(例如玻璃或塑料)可定位在相较于成像器702更接近尖端的摄像管224中。保护器760可防止成像器702由于例如接触所关注部位中的流体而发生破坏或故障。成像器702可充当主要摄像机，如本文中所描述。次要摄像机可定位在通道310中，如本文中所描述。

在一些情况下，成像器702可包含于可被气密密封且联接或以其它方式安装到摄像管的远端224B的成像模块(未示出)内部。围封成像器702的成像模块可以可移除地安装并允许具有在单独位置处制造和/或封装成像模块和摄像管224的能力。可如本文中所描述提供各种成像模块(例如，具有不同定向)。

可视化装置220的摄像管224中成像器702的不同定向可提供用于探索所关注部位的不同优点。在一些实施例中，成像器702可沿着或基本上沿着摄像管224的远端224B的中心轴792定位，如图7B的布置700B中所示。在此定向中，当近端远离插入装置210朝向所关注部位延伸时，成像器不会相对于摄像管的远端224B向下或向上倾斜。可沿着或基本上沿着中心轴792定向成像器702的视场770，其可表示成像器获得或捕获图像数据的区或区域。视场770可涵盖在摄像管224的远端224B正前方的区域。

有利地，在一些情况下，布置700B的成像器702可在所关注部位位于插入装置210前方时提供所述部位的至少一部分的图像数据。举例来说，当摄像管224的远端224B离开插入装置210的通道时，成像器702可“向前看”或提供前方区域的图像数据。当插入装置210与所关注部位相邻定位时，位于布置700B中的成像器可准许观察所关注部位。举例来说，这对于促进远端224B的至少一部分(以及例如主要摄像机)到所关注部位中的安全插入可至关重要。

在一些情况下，一个或多个器械通道340位于摄像管224的远端224B穿过的通道320下方。参考图7C，当一个或多个器械经由一个或多个器械通道340插入时，可能需要定向布置700B的成像器702以获得至少部分地向下定向的视场。举例来说，成像器702可被定位成在一个或多个器械处“向下看”。至少部分地向下定向视场770可有利地准许观察一个或多个器械758到所关注部位中的插入。这可有助于一个或多个器械到所关注部位中的安全插入。

如图7C中所示，为了至少部分地向下定向视场770，摄像管224的远端224B可沿着多个片段或区段762B和764B弯曲。如本文中所描述，区段764B可对应于倾斜区段442，且区段762B可对应于平移区段444。两个区段762B和764B均可弯曲以定向成像器702，从而提供关于一个或多个器械758的位置的图像数据。

图7D示出了布置700D，其中成像器702相对于中心轴792以角度θ向下倾斜。角度θ形成于成像器702的中心轴792与中心轴794之间。角度θ可为10度或更小或更大、15度或更小或更大、20度或更小或更大等。使成像器702向下倾斜可使得视场770至少部分地向下定向。有利地，视场770可捕获前方区域的至少一部分(其例如可为如本文中所描述的所关注部位)以及成像器702下方的区域的至少一部分。布置700D可准许观察一个或多个器械758的位置以及观察所关注部位的至少所述部分。这可有助于主要摄像机和一个或多个器械758两者的插入。

如图7E中所示，布置700D中的视场770可通过使摄像管224的远端224B沿着多个片段或区段762D和764D弯曲而进一步向下定向。这些区段可分别类似于布置700B(图7C中所示)的区段762B和764B。区段762D和764D中的至少一个中弯曲的角度或曲率可分别小于区段762B和764B中的至少一个中。此减小最初可由于使成像器702以角度θ向下倾斜。

图7F示出了布置700F，其中成像器702相对于中心轴792以大致90度角向下定位。视场770捕获成像器702下方的区域。这可有利于促进一个或多个器械758的插入。视场770可不捕获或基本上不捕获成像器702前方的区域的至少一部分。为了捕获此区域的至少所述部分，摄像管224的远端224B可沿着片段或区段762F弯曲，如图7G中所示。此定向可有助于主要摄像机的插入。与布置700B和700D相比，对单个片段762F的定向的调整可为足够的。

如图7H的布置700H中所示，为了捕获成像器702后方的区域的至少一部分，摄像管224的远端224B可沿着多个片段或区段762H和764H弯曲。这些区段可分别类似于布置700B的区段762B和764B。布置700H的视场770可准许观察前进穿过插入装置210中的一个或多个器械通道的一个或多个器械758。

在一些情况下，第二或另一成像器可设置于布置700F中，其中成像器702基本上向下定位。举例来说，如图8中所示，此类第二成像器802可类似于布置700B沿着或基本上沿着摄像管224的远端224B的中心轴定位。第二成像器802可向成像器702的视场770提供额外视场870。视场870可捕获第二成像器802前方的区域的至少一部分。这可有助于可包含成像器702和802两者的主要摄像机的插入。

在一些实施方案中，成像器702可向上倾斜。举例来说，当一个或多个器械借以插入的一个或多个器械通道定位于摄像管224的远端224B穿过的通道320上方时，此可为有利的。

如本文中所描述，成像器702可相对于摄像管224的远端224B的中心轴792以不同方式定向。成像器702可基本上沿着中心轴792定位，垂直于所述中心轴定位，或相对于所述中心轴以介于0度与90度之间的任何角度(面向上或向下)定位。改变成像器702的定向可调整成像器的视场770的定向。成像器702的合适的定向可基于所需视场770而选择。

在一些情况下，可提供被配置成调整成像器702的定向的一个或多个致动器。举例来说，一个或多个致动器可包含一个或多个电机。有利地，可在操作中调整成像器702的定向。

主要摄像机的移动

可使用用于使摄像管前进和/或缩回的其它机构。在一些情况下，移动装置可与摄像管一起行进。举例来说，图9A到9B示出了插入和/或可视化装置920，其具有被配置成笔直地(或在一些情况下，水平地)行进以使摄像管924前进和/或缩回的移动装置930。图9A示出了摄像管924的远端924B，所述远端朝向所关注部位以最大距离延伸(例如，完全延伸)。在所述位置，移动装置930向下移动，例如到壳体922中的底部位置，以使远端924B前进。图9B示出了摄像管924的远端924B，其远离所关注部位以最大距离延伸(例如，完全缩回)。在所述位置，移动装置930向上移动，例如到壳体922中的顶部位置，以使远端924B缩回。

移动装置930可包含一个或多个致动器(例如，一个或多个电机)，所述致动器在壳体922内使移动装置向上和/或向下移动(或在一些情况下，向左和/或向右移动)。举例来说，移动装置930可沿着轨道或柱940移动。在一些情况下，轨道940可包含用于促进或导引移动装置的移动的链条。移动装置可包含额外的一个或多个致动器，其被配置成使定位在摄像管924中的一个或多个摄像机倾斜和/或平移。

如图10A到10B中所示，移动装置1030可位于插入和/或可视化装置1020的壳体外部和/或远离所述壳体定位。移动装置1030可向下移动以使摄像管的远端1024B朝向所关注部位前进。移动装置1030可向上移动以使远端1024B缩回。如所示，移动装置1030可相对于笔直轴以一定角度向下和/或向上。

在一些情况下，移动装置可基本上静止且摄像管可不形成如本文中所描述的环路。举例来说，图11示出了驱动单元1106，其支撑被配置成使包含近端1124A和远端1124B的摄像管1124前进和/或缩回的移动装置1130(例如，在所述移动装置顶部上)。移动装置1130可使摄像管1124的远端1124B基本上沿着水平方向(或在一些情况下，笔直方向)前进和/或缩回。摄像管1124的近端1124A可提供“松弛部分”或足够的摄像管长度以使远端1124B朝向所关注部位(或远离驱动单元1106)前进到最大距离。在一些情况下，移动装置1130可定位于驱动单元1106上的另一位置处或由机器人手术系统的另一组件支撑。

在一些情况下，摄像管的至少一部分可基本上为刚性的。举例来说，图12A示出了由驱动单元1206支撑的移动装置1230的透视图。移动装置1230可定位于驱动单元1206的后部处。移动装置1230可被配置成使包含近端1224A和远端1224B的摄像管1224前进和/或缩回。图12B示出了仰视图，其示出一个或多个器械(未示出)的一个或多个开口1240。在操作中，一个或多个器械可与摄像管1224相邻定位。在一些情况下，移动装置1230可定位于驱动单元1206上的另一位置处或由机器人手术系统的另一组件支撑。

图12C示出了远离所关注部位以最大距离延伸的摄像管(例如，完全缩回)。在此位置，移动部分或移动器1232可完全缩回。举例来说，移动器1232可向后缩回并定向在驱动单元1206的内部部分外部。移动器1232的移动可使得移动装置1230在相同的方向上移动。摄像管1224可附接或连接到移动装置1230，且移动装置1230的移动可使得摄像管1224在相同的方向上移动。还示出了被配置成控制定位在摄像管1224中的一个或多个摄像机的倾斜和/或平移的一个或多个致动器1220。

图12D示出了朝向所关注部位以最大距离延伸的摄像管(例如，完全延伸)。在此位置，移动器1232可完全延伸。举例来说，移动器1232可向前延伸并定向在驱动单元1206的内部部分中。如所描述，摄像管1224的至少一部分可至少因为近端1224A可维持为基本上笔直而基本上为刚性的。举例来说，与例如图11)相比，近端1224A可能并不弯曲。近端1224A可包含基本上刚性部分。有利地，由于松弛部分的长度，具有基本上刚性部分可防止摄像管1224接触非无菌表面或物件，例如地板。

有利地，使用被配置成使得摄像管形成如本文中所描述的环路的可视化装置可降低或消除摄像管接触非无菌表面或物件的风险。有利地，被配置成使旋转以如本文中所描述使摄像管前进/缩回的驱动器(例如，辊)可有助于减小可视化装置的大小。

所关注成像部位

图13示出了插入装置1300，其可以与本文中所描述的任何插入装置相同或类似。插入装置1300可包含壳体214、主要摄像机1330、次要摄像机324和一个或多个器械通道340，其中的每一个可与本文中所描述的具有相同或相似名称或参考数字的组件中的任一个相同或类似。示出了主要摄像机1330的视场1370。与一个或多个器械通道相邻的区域1380示出了主要摄像机的视场中的盲点。当一个或多个手术器械经由一个或多个器械通道340装载或定位于所关注部位(例如，手术部位)处时，一个或多个器械可穿过区域1380。在不能够观察穿过区域1380的一个或多个器械的情况下，可能并不需要将一个或多个器械装载或定位于所关注部位中。举例来说，可能存在阻塞一个或多个器械通道340的一个或多个开口或定位在区域1380中的组织或器官。在一些情况下，在装载一个或多个器械之后装载主要摄像机1330。在这类情形下，区域1380可大于或以其它方式不同于图13中所示出的区域。

如本文中所描述，次要摄像机324可有助于将一个或多个器械或一个或多个主要摄像机装载或定位在所关注部位中。次要摄像机324可捕获包含区域1380的所关注部位的至少一部分的图像数据。使用次要摄像机324可能够避免一个或多个器械或主要摄像机的盲目装载或定位，这提高了安全性。次要摄像机324可为操作员(例如，外科医生)提供观察区域1380的能力。举例来说，这可避免与组织或器官的任何不期望的接触。

如本文中所描述，在插入装置(例如，插入装置210)联接到驱动单元(例如，驱动单元106)之前，次要摄像机324可定位在通道(例如，通道310)中且由机器人手术系统用以在主要或次要显示器中的一个或多个上显示从次要摄像机获得的图像数据。这可有利于促进插入装置在所关注部位中(例如，在已经产生初始切口之后到患者腹部中)的安全插入或定位。这可为操作员(例如，外科医生)提供在将插入装置与驱动单元联接之前移动插入装置(例如，使插入装置围绕切口点枢转)以找到插入装置的理想位置的能力。这还可提供检查所关注部位的任何异常，例如多余疤痕组织以找到插入装置的较佳位置，从而避免接触组织或器官等的能力。次要摄像机324可为操作员提供当使用不具有次要摄像机的插入装置时或当使用套管针以用于腹腔镜和/或机器人手术程序时原本将不可用的可视性。

通过次要摄像机捕获的图像数据可传输到工作站102的电子电路并显示于主要显示器120或次要显示器123中的一个或多个上，如本文中所描述。在一些情况下，通过次要摄像机捕获的图像数据可显示于主要显示器(或其部分)上。通过次要摄像机捕获的图像数据可显示于主要和次要显示器两者上或所述显示器中的一个上。举例来说，当主要摄像机未连接时(如本文中所描述)，通过次要摄像机捕获的图像数据可显示于主要显示器上。当主要摄像机经连接时，主要显示器可切换到显示通过主要摄像机捕获的图像数据，且通过次要摄像机捕获的图像数据可显示于次要显示器上或作为叠加显示于主要显示器上。来自次要摄像机的图像数据可通过覆盖来自主要摄像机的图像数据的一部分(例如，通过将来自次要摄像机的图像数据显示为画中画)而显示于主要显示器上。在一些情况下，来自次要摄像机的图像数据可始终显示于次要显示器(或其部分)上或至少显示于次要显示器上直到另一功能需要次要显示器(或其部分)。

当主要摄像机断开连接时，例如在替换主要摄像机期间，出于清洁主要摄像机(例如，清洁主要摄像机的透镜)的目的或由于主要摄像机的故障，通过次要摄像机捕获的图像数据可显示于主要显示器上。在主要显示器被配置成在连接时显示通过主要摄像机捕获的图像数据的情况下，主要显示器上所显示的图像可在主要摄像机断开连接时切换到通过次要摄像机捕获的图像数据。当主要摄像机重新连接时，主要显示器上所显示的图像可切换到通过主要摄像机捕获的图像数据。

在一些情况下，当插入装置或可视化装置中的一个或多个未安装在安装接口上(或用安装接口安装)时(安装插入和/或可视化装置可确立成像数据从主要摄像机到电子电路的传输)、当主要摄像机未联接到驱动单元106或患者推车104中的一个或多个时(例如经由电缆，例如电缆240的此类联接可确立成像数据从主要摄像机的传输)、当主要摄像机的远端(例如，远端224B)尚未离开插入装置的通道(例如，通道320)时等，主要摄像机未连接(或断开连接)。确定主要摄像机已经或尚未连接可包含确定主要摄像机的失效或故障并确定主要摄像机未以其它方式传达图像数据(例如，传达到工作站的电子电路)。

确定主要摄像机已经或尚未连接可例如由工作站的电子电路进行。此确定可基于来自一个或多个传感器的数据来进行，所述一个或多个传感器例如定位于安装接口(例如，安装接口500)上、驱动单元(例如，驱动单元106)上、患者推车(例如，患者推车104)上、通道(例如，通道320；例如在通道的出口处)中等的传感器。一个或多个传感器可为电传感器、机电传感器、光学传感器等。

在一些情况下，来自次要摄像机(和/或主要摄像机)的图像数据可经传输以供显示于远程显示器上。远程显示器可位于机器人手术系统(例如，系统100)所处的手术室内部或外部。

图14示出了插入装置1400，其可与本文中所描述的插入装置中的任一个相同或类似。插入装置可包含位于一个或多个器械通道340下方且被配置成接纳或围封次要摄像机的通道310c。如本文中所描述，可在一些情况下使用多个次要摄像机。如所示，插入装置1400可包含多个通道，其中定位有多个次要摄像机。所述多个次要摄像机中的每一个可与本文中所描述的次要摄像机中的任一个，例如次要摄像机324相同或类似。在一些情况下，一个或多个次要摄像机可定位于一个或多个器械通道340上方。这可使操作员能够从升高位置(一个或多个器械上方)观察一个或多个器械，这可有助于更自然地观察一个或多个器械和/或所关注部位。这可另外或替代地促进由一个或多个次要摄像机捕获的图像数据对于操作员的有效性。

如所示，通道310a可定位于一个或多个器械通道340上方。通道310a可接纳或围封次要摄像机，其视场被示出为1470。有利地，将在视场1470中至少部分地捕获一个或多个器械的装载和定位。替代地或另外，被配置成接纳或围封次要摄像机的至少两个通道可定位在与被配置成接纳主要摄像机的通道320相邻的区域310b中。区域310b可定位于通道320的左侧和右侧上。一对次要摄像机1324a和1324b可分别定位于通道320的左侧和右侧上，如图15A中所示。在一些情况下，被配置成接纳或围封次要摄像机的通道可定位于通道320上方。插入装置1400的通道中的任一个可类似于本文中所描述的具有相同或相似的名称或参考数字的通道中的任一个。在一些情况下，被配置成接纳或围封一个或多个次要摄像机的额外一个或多个通道可定位在插入装置1400的其它区中。

通过多个次要摄像机捕获的图像数据可经处理(例如，通过电子电路)以提供增强的图像数据。增强的图像数据可为立体图像，其可示出所关注部位的三维表示。增强的图像数据可提供景深控制，其可与图像的前景和背景中的焦点距离有关。

在一些情况下，本文中所描述的次要摄像机中的任一个可包含超广角透镜(有时被称作鱼眼透镜)。这可有助于宽全景或半球形图像数据的捕获。用此类透镜捕获的图像数据可包含所关注部位中或与所关注部位相邻的周围物件，例如组织和器官，且可有助于插入装置中的一个或多个、一个或多个器械或主要摄像机中的一个或多个的放置，如本文中所描述。此类透镜可集成到次要摄像机中或用作次要摄像机的保护器，例如保护器370。

在一些情况下，一旦主要摄像机已经装载和定位在所关注部位中(或与所关注部位相邻)(例如如图7C、7E和7G中的任一个中所示)，以全文引用的方式并入本文中的美国专利第10,058,396号中所公开的一种或多种处理技术就可用于提供所关注部位的复合(有时被称作“鸟瞰”)视图。有利地，可将所关注部位的真实视图呈现给操作员。

在一些情况下，本文中所描述的次要摄像机中的任一个的视场可向下、向上、向左或向右定向或成角度。举例来说，定位于一个或多个器械通道上方的次要摄像机中的任一个的视场可向下成角度，如视场1470所示。这可有助于观察所关注部位中的一个或多个器械。为了使本文中所公开的次要摄像机中的任一个的视场向下(或在另一方向上)成角度，可使用棱镜。棱镜可定位于次要摄像机的远端处或与其相邻，例如在次要摄像机的透镜前方。棱镜可与次要摄像机的远端，例如图3C中所示出的远端324B相邻定位。在一些情况下，楔形棱镜可用于使光偏转固定(或可变)角度。替代地或另外，一个或多个镜面、透镜等可用于使视场向下(或在另一方向上)成角度。

图15B示出了图15A所示的插入装置1500的横截面图。插入装置1500可以与本文中所描述的任何插入装置相同或类似。次要摄像机1324b可具有向下成角度的视场1570。在一些情况下，视场1570可向下成5度、10度、20度、30度、45度等的角度。棱镜1510可如所示定位。棱镜可定位在前方(或更接近次要摄像机1324b的远端)。

在一些情况下，棱镜1510前方的区域1520可包含开放空腔或以基本透明或光学澄清的材料，例如晶体、玻璃、塑料、膜等填充。举例来说，区域1520可为玻璃窗。定位在区域1520中或填充所述区域的材料可不(或可仅轻微地)影响穿过区域1520的光并且不会(或仅轻微地)使通过次要摄像机1324b捕获的图像数据失真。棱镜1510的材料、区域1520的材料，和区域1520的尺寸，例如直径1530中的一个或多个可经选择，使得图像数据得以捕获而没有障碍(或基本上没有障碍)。

图16A示出了插入装置1600，其可以与本文中所描述的任何插入装置相同或类似。插入装置1600可包含次要摄像机1624(其可与本文中所公开的次要摄像机中的任一个相同或类似)，其与被配置成接纳或围封主要摄像机的通道320相邻定位(或处于所述通道中)。如所示出，次要摄像机1624可定位于通道320上方。次要摄像机1624在装置1600中的定位可有助于主要摄像机在所关注部位中的装载和定位。图16B示出了装置1600的横截面图。次要摄像机1624可包含棱镜1610(其可与棱镜1510类似或相同)。棱镜可使得次要摄像机的视场1670向下成角度，如本文中所描述。视场1670可捕获所关注部位(或至少其一部分)。区域1620可与区域1520类似或相同。如本文中所描述，区域1620可包含开放空腔或以基本透明或光学澄清的材料，例如晶体、玻璃、膜等填充。区域1620可与通道320的内表面(例如，壁)相邻定位或与其齐平，如图16B中所示。如图16A中所示，此类定位可允许次要摄像机1624经由光学透明区域1620(例如，玻璃窗)通过通道320向下看。区域1620的一个或多个尺寸，例如宽度1630可经选择，使得图像数据得以捕获而没有障碍(或基本上没有障碍)，如本文中结合图15B所描述。在一些情况下，棱镜1610的材料、区域1620中包含的材料，和区域的一个或多个尺寸中的一个或多个可经选择，使得视场1670与通道320的横截面1640的整体重合或基本上捕获所述整体，和/或通过次要摄像机1624捕获的图像数据可得以捕获而没有障碍(或基本上没有障碍)。

如本文中所描述，一个或多个照明装置可包含或集成在本文中所描述的插入装置中的任一个中。一个或多个照明装置可定位于插入装置的前远端面上以照明所关注部位。除了或替代主要摄像机的一个或多个照明装置，还可使用一个或多个照明装置。一个或多个照明装置可定位在插入装置的前远端面上未被摄像机通道或器械通道中的任一个占据的区域中。

在一些情况下，一个或多个照明装置可照明图13中所示出的区域1380。举例来说，一个或多个照明装置可位于一个或多个器械通道340下方或定位成与一个或多个器械通道成一直线或在一个或多个器械通道上方，并向下成角度，如本文中所描述。照明装置中的任一个可在任何方向上成角度，如本文中所描述。照明装置可包含沿着插入装置的至少一部分延伸并横穿插入装置的至少一部分的光纤，以承载从远离前远端面的区(包含例如插入装置的近端部分)或从系统或手术室的另一部分产生的光。在其它情况下，照明装置可包含放置在远端的发光装置，例如发光二极管(LED)，包含例如更易于使光沿多个方向耗散以更好地照亮手术部位的多侧LED。此LED的实例包含高功率LED-韩国的首尔半导体有限公司制造的WICOP-19。

在一些情况下，如本文中所描述，插入装置中的任一个可包含用于抽吸或冲洗所关注部位、从所关注部位移除烟雾等中的一项或多项的开口或端口。本文中所公开的主要或次要摄像机中的任一个可捕获热图像数据、荧光图像数据等。在一些情况下，本文中所公开的次要摄像机中的任一个可在使用期间移除并用具有类似或不同功能的另一次要摄像机替换。举例来说，被配置成捕获图像数据的次要摄像机可经移除并用被配置成捕获热成像数据的红外次要摄像机替换。本文中所公开的次要摄像机中的任一个可在使用期间移除并用被配置成执行不同于对所关注部位进行成像的功能的另一装置(例如，抽吸装置、冲洗装置、排烟器等)替换，或用可通过驱动单元(例如，驱动单元106)致动的器械或可手动致动或可以其它方式控制的器械(例如，可手动致动的腹腔镜器械)替换。这可有助于经由经形成用于定位插入装置的单个切口(或多个切口)使具有不同功能的装置定位在所关注部位中(或与其相邻)。

其它变化

所属领域的技术人员将了解，在一些实施例中，可利用额外组件和/或步骤，且所公开的组件和/或步骤可经组合或省略。举例来说，尽管结合机器人手术系统描述了一些实施例，但本公开不限于此。本文中所描述的系统、装置和方法通常可适用于医疗程序，以及其它用途。作为另一实例，某些组件可被示出和/或描述为圆形或圆柱形。在一些实施方案中，组件可另外或替代地包含非圆形部分，例如具有直线的部分。作为又一实例，本文中所描述的致动器中的任一个可包含一个或多个电机，例如电动机。作为又一实例，除了或替代控制摄像机的倾斜和/或平移，可控制横摇(或自旋)。举例来说，可提供一个或多个致动器以用于控制自旋。

先前描述详述了本文中所公开的系统、装置和方法的某些实施例。然而，应了解，不管前述内容在文本中如何详细地显现，皆可以许多方式来实践所述系统、装置和方法。在描述本公开的某些特征或方面时使用特定术语不应被理解为暗示所述术语在本文中被重新定义为限于包含所述术语所相关联的技术的特征或方面的任何特定特性。

所属领域的技术人员将了解，在不脱离所描述的技术的范围的情况下可以作出各种修改和改变。希望这些修改和改变属于实施例的范围。所属领域的技术人员还将了解，在一个实施例中包含的部分可与其它实施例互换；来自所描绘的实施例的一个或多个部分可与其它所描绘的实施例以任何组合包含在一起。举例来说，可将本文中所描述和/或图中所描绘的各种组件中的任何组件进行组合、互换或从其它实施例排除。

相对于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，所属领域的技术人员可在适于上下文和/或应用的情况下将复数转换成单数和/或将单数转换成复数。为了清楚起见，在本文中可明确地阐述各种单数/复数置换。

本文中所使用的方向性术语(例如，顶部、底部、侧部、向上、向下、向内、向外等)通常参考图中所示的定向或视角使用且并不希望为限制性的。举例来说，本文中所描述的定位“上方”可以指定位在侧部中的一个下方或侧部中的一个上。因此，被描述为“上方”的特征可包含在侧部中的一个下方、在侧部中的一个上等。

所属领域的技术人员将理解，一般来说，本文中所使用的术语大体上既定为“开放”术语(例如，术语“包含(including)”应解释为“包含但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应解释为“包含但不限于”等)。所属领域的技术人员另外应理解，如果希望特定数目的一种所引入权利要求叙述，那么将在所述权利要求中明确叙述这一意图，并且在不存在这类叙述的情况下，不存在这种意图。举例来说，为了辅助理解，所附权利要求书可含有介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用，以便引入权利要求叙述。然而，此类短语的使用不应解释为暗示通过不定冠词“一”引入权利要求叙述将含有如此引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限于仅含有一个此类叙述的实施例，即使在同一个权利要求包含介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和例如“一(a或an)”的不定冠词时也如此(例如，“一(a和/或an)”通常应被解译为意味“至少一个”或“一个或多个”)；这同样适用于使用定冠词来引入权利要求叙述的情况。另外，即使明确叙述特定数目的引入权利要求叙述，所属领域的技术人员也应认识到，这类叙述通常应解释为意味着至少所述数目(例如无其它修饰语的明确叙述“两个叙述”通常意味着至少两个叙述或两个或更多个叙述)。

如本文中所使用的术语“包括”与“包含”、“含有”或“特征在于”同义，且为包括性的或开放式的且不排除额外未叙述的要素或方法步骤。

除非确切地陈述是其它情况，或另外在如所使用的上下文内进行理解，否则条件性语言(例如，“可(can、could、might或may)”)一般旨在传达某些实施例包含而其它实施例并不包含某些特征、元件和/或步骤。因此，此条件性语言通常并非意图暗示特征、元件和/或步骤无论如何都是一个或多个实施例所需要的，或者所述一个或多个实施例必须包含用于在具有或不具有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或步骤是否包含于任一特定实施例中或有待于在任一特定实施例中执行的逻辑。

本文中所使用的程度语言，例如如本文中所使用的术语“大致”、“约”、“大体上”以及“基本上”表示仍执行所希望的功能和/或实现所希望的结果的接近所陈述的值、量或特性的值、量或特性。举例来说，术语“大致”、“约”、“大体上”和“基本上”可以指所陈述量的小于10％内、小于5％内、小于1％内、小于0.1％内和/或小于0.01％内的量。

所属领域的技术人员应进一步理解，任何表示两个或更多个替代性术语的转折性词语和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是图式中，都可理解为涵盖包含所述术语中的一个、所述术语中的任一个或这两个术语的可能性。举例来说，短语“A或B”将理解为包含“A”或“B”或“A和B”的可能性。此外，如本文中所使用的术语“每个”除具有其普遍含义之外还可意味着术语“每个”所应用到的一组元素的任何子集。

除非另外具体陈述，否则例如短语“X、Y和Z中的至少一个”的连接性语言在所使用的上下文中一般另外理解为传达某一条目、项等可以是X、Y或Z中的任一个。因此，此连接性语言并非大体上意图暗示某些实施例需要存在X中的至少一个、Y中的至少一个和Z中的至少一个。

以上描述公开本公开的系统、设备、装置、方法和材料的实施例。本公开易于对组件、部分、元件、步骤和材料进行修改，以及对制造方法和装备进行更改。对于所属领域的技术人员，通过考虑本公开或实践本公开，这类修改将变得显而易见。因此，这并不意味着本公开限于本文中所公开的特定实施例，而是涵盖如所附权利要求书中实施的落入主题的范围和精神内的所有修改和替代方案。

Claims (35)

1.一种用于单端口机器人手术设备的可视化装置，所述可视化装置包括：

壳体，其被配置成与所述机器人手术设备的插入装置相邻定位且附接到所述机器人手术设备的安装接口，所述壳体包括内部部分和多个开口，所述多个开口中的至少一些定位于所述壳体的外表面上；

摄像管，其包含附接到所述壳体的第一端和包括至少一个摄像机的第二端，所述第二端被配置成经由所述壳体中的所述多个开口中的第一开口插入、穿过所述壳体的所述内部部分、经由所述壳体中的所述多个开口中的第二开口在所述壳体外部延伸并进入所述插入装置中的通道，所述第二端的所述插入使得所述摄像管形成环路；

驱动开口，其在所述壳体中、被配置成接纳多个辊，所述多个辊被配置成邻接于在经由所述第一开口插入所述第二端时穿过所述驱动开口的所述摄像管的一部分，所述多个辊被配置成在经由所述第一开口插入所述第二端时使所述摄像管的所述部分移动穿过所述驱动开口并使得所述摄像管的所述第二端远离所述壳体延伸穿过所述第二开口或朝向所述壳体缩回或在所述壳体内部缩回。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个辊被配置成通过定位于所述机器人手术设备的所述安装接口的所述外部上的多个销在第一和第二方向上旋转，所述多个销被配置成由所述机器人手术设备的至少一个电机致动，所述第二方向与所述第一方向相反，其中：

所述多个辊在所述第一方向上的旋转使得所述摄像管的所述第二端远离所述壳体延伸穿过所述第二开口；且

所述多个辊在所述第二方向上的旋转使得所述摄像管的所述第二端朝向所述壳体缩回或在所述壳体内部缩回。

3.根据权利要求2所述的装置，其进一步包括多个开口，所述多个开口定位于所述壳体的所述外部上且被配置成可移除地接纳附接到所述机器人手术设备的所述安装接口的多个支撑销。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的装置，其中所述多个辊的旋转使得由所述摄像管形成的所述环路的直径改变。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述多个辊在所述第一方向上的旋转使得所述环路的所述直径减小且所述多个辊在所述第二方向上的旋转使得所述环路的所述直径增大。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中：

所述摄像管基本上为柔性的；

所述第二端包括终止于包括所述至少一个摄像机的一面中的铰接部分；

所述铰接部分被配置成引起包括所述至少一个摄像机的所述面的平移或倾斜中的至少一种；且

所述铰接部分基本上为刚性的以在所述第二端的所述铰接部分穿过并离开所述通道时大体上维持包括所述至少一个摄像机的所述面在平行于所述插入装置的所述通道的平面的平面中的定向。

7.根据权利要求6所述的装置，其进一步包括至少一个致动器，所述至少一个致动器定位于所述壳体的所述外部上且被配置成在所述壳体附接到所述机器人手术设备的所述安装接口时由所述机器人手术设备的至少一个电机致动，所述至少一个致动器被配置成改变所述铰接部分的形状以引起包括所述至少一个摄像机的所述面的所述平移或倾斜中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述形状的改变包括在所述铰接部分中形成至少一个弯曲部。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的装置，其中：

所述摄像管围封多个连杆，所述多个连杆被配置成被推动或拉动以改变所述铰接部分的所述形状以引起包括所述至少一个摄像机的所述面的所述平移或倾斜中的至少一种；且

所述至少一个致动器的致动使得多根电缆中的至少一根电缆被推动或拉动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述至少一个摄像机包括被配置成提供体腔中的所关注区域的立体图像的两个摄像机，且所述装置进一步包括被配置成照明所述所关注区域的光源。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述多个辊包含具有摩擦力系数的表面，所述摩擦力系数允许所述多个辊沿着穿过所述壳体的所述驱动开口的所述摄像管的所述部分滑动以防止所述摄像管的所述部分的移动。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述多个辊在所述壳体附接到所述机器人手术设备的所述安装接口时在无菌摄像管与所述机器人手术设备的非无菌安装接口之间提供无菌屏障。

13.一种套件，其包括根据前述权利要求中任一项所述的可视化装置和所述多个辊，其中所述壳体、摄像管和所述多个辊为无菌的。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述摄像管被配置成围绕所述壳体的至少一部分形成所述环路。

15.一种机器人手术设备，其包括被配置成支撑根据权利要求1至12或14中任一项所述的可视化装置的安装接口。

16.一种套件，其包括根据前述权利要求中任一项所述的可视化装置和所述插入装置。

17.根据权利要求16所述的套件，其中所述插入装置包括定位在所述插入装置的内部体积中的通路，所述通路被配置成准许所述摄像管的所述第二端穿过并离开所述插入装置，且其中所述插入装置包括被配置成接纳手术器械的至少一个器械通道。

18.根据权利要求17所述的套件，其中所述通路的至少一部分的中心轴与所述至少一个器械通道的中心轴不平行。

19.根据权利要求17至18中任一项所述的套件，其中所述至少一个器械通道为基本上笔直的且所述通路的至少一部分为弯曲的。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的套件，其中所述壳体、摄像管和所述插入装置为无菌的。

21.一种用于单端口机器人手术设备的插入装置，所述插入装置包括壳体，所述壳体包含：

多个器械通道，其定位在所述壳体的内部中且基本上沿着所述壳体的整个长度延伸，所述多个器械通道被配置成可移除地容纳多个手术器械；

多个开口，其在所述壳体的后部外表面中，所述多个开口提供到所述多个器械通道的通路且被配置成有助于所述多个手术器械到所述多个器械通道中的插入；以及

照明装置，其至少部分地支撑在所述壳体的所述后部外表面处且被定位成接近所述多个开口，所述照明装置被配置成照明所述开口以有助于所述多个器械经由所述多个开口的插入。

22.根据权利要求21所述的装置，其中所述照明装置定位在所述壳体的所述后部外表面中的凹部中。

23.根据权利要求22所述的装置，其中所述凹部定位于所述多个开口上方。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的装置，其进一步包括覆盖所述多个开口的密封件和覆盖所述密封件并防止所述密封件移开的封闭件，其中所述密封件被配置成防止流体或固体进入所述多个开口，且其中所述封闭件包括在通过所述照明装置提供照明时准许观察所述多个开口的基本透明材料。

25.根据权利要求24所述的装置，其中所述封闭件包括多个开口，所述多个开口被配置成准许到所述密封件中的多个开口的通路，所述封闭件中的所述多个开口中的每一个朝向接近所述密封件中的所述多个开口的所述多个开口逐渐变窄。

26.根据权利要求25所述的装置，其中所述封闭件中的所述多个开口中的每一个包含具有大于远端中的开口的开口的近端。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的装置，其中能够移除所述封闭件以有助于所述密封件的移除和替换。

28.根据权利要求27所述的装置，其中所述封闭件可移除地紧固到所述壳体。

29.根据权利要求24至28中任一项所述的装置，其中所述封闭件包括闩锁器。

30.根据权利要求21至29中任一项所述的装置，其中所述壳体进一步包含围封摄像机的摄像机通道和被配置成为所述摄像机提供照明的光源。

31.根据权利要求30所述的装置，其中所述光源包括光纤或发光二极管(LED)中的至少一个。

32.根据权利要求30所述的装置，其中所述照明装置利用所述光源。

33.根据权利要求30所述的装置，其中所述照明装置包括与被配置成为所述摄像机提供照明的所述光源分离的光源。

34.根据权利要求33所述的装置，其中所述单独光源包括定位在所述壳体中的凹部中的LED。

35.根据权利要求21至34中任一项所述的装置，其中多个端口包括彼此接近的第一端口和第二端口，且其中所述第一端口和所述第二端口至少部分地重叠。

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