CN113440259A - 由多个臂支撑的外科平台 - Google Patents

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G·S·古塔尔
S·P·迪马奥
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Abstract

本发明涉及由多个臂支撑的外科平台。一种外科模块由可移除地附接到外科模块的操纵器支撑。外科模块可通过在操纵器的致动机构与外科工具的致动机构之间提供集成来实现外科工具的操作。另选地或除此之外，外科模块可通过提供用于部署可操作地连接到操纵器的外科工具的物理通道来实现外科工具的操作。

Description

由多个臂支撑的外科平台
本申请是国际申请日为2017年3月16日、进入国家阶段日为2018年8月30日的名称为“由多个臂支撑的外科平台”的中国专利申请2017800142269(PCT/US2017/022667)的分案申请。
相关申请
本专利申请要求美国临时专利申请No.62/313,590(2016年3月25日提交)和No.62/313,599(2016年3月25日提交)的优先权和申请日权益，两个专利申请全文都以引用方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及医疗和机器人装置、系统以及方法。
背景技术
微创医疗技术通常减少在诊断或外科手术期间损伤的外部组织的量，由此减少患者康复时间、不适感以及有害副作用。由于标准手术的平均住院时间通常明显长于类似微创手术的平均住院时间，因此增加使用微创技术可大大降低每年的住院费用。
虽然在美国每年进行的手术中的许多外科手术有可能以微创方式进行，但是由于微创外科器械中的限制和控制微创外科器械所涉及的额外的手术训练，目前手术中的仅一部分使用这些有利的技术。因此，存在对用于微创外科手术的改进的装置、系统以及相关方法的需要。
发明内容
某些实施例通过外科模块来实现外科工具的改进的操作，所述外科模块由可移除地附接到外科模块的操纵器支撑。外科模块可通过在操纵器的致动机构与外科工具的致动机构之间提供集成来实现外科工具的操作。另选地或除此之外，外科模块可通过提供用于部署可操作地连接到操纵器的外科工具的物理访问来实现外科工具的操作。
根据一个实施例，一种计算机辅助的医疗系统包括外科模块、多个操纵器组件以及输入控制器。外科模块包括被配置成控制一个或多个外科工具的多个致动机构。多个操纵器组件被配置成支撑并控制外科模块，多个操纵器组件中的每一个操纵器组件在该操纵器组件的远侧部分处可移除地附接到外科模块，并且操纵器组件的远侧部分包括被配置成与外科模块的多个致动机构中的一个进行交互的致动机构。输入控制器经由处理器可操作地耦合到多个操纵器组件，并且被配置成通过多个操纵器组件的致动机构来控制操纵器组件和一个或多个外科工具。
另一个实施例涉及一种操作计算机辅助的医疗系统的方法。第一操作包括使用多个操纵器组件来支撑并控制外科模块，所述外科模块包括被配置成控制一个或多个外科工具的多个致动机构，并且多个操纵器组件中的每一个操纵器组件在操纵器组件的远侧部分处可移除地附接到外科模块，该操纵器组件的远侧部分包括被配置成与外科模块的多个致动机构中的一个进行交互的致动机构。第二操作包括经由处理器通过多个操纵器组件的致动机构控制操纵器组件和一个或多个外科工具。
根据另一个实施例，一种计算机辅助的医疗系统包括外科模块、多个操纵器组件以及输入控制器。外科模块包括被配置成部署多个外科工具的多个通道(例如，包括中空管)。多个操纵器组件被配置成支撑外科模块，多个操纵器组件中的每一个操纵器组件可操作地连接到多个外科工具中的对应的外科工具，并且多个操纵器组件中的每一个操纵器组件在该操纵器组件的远侧部分处可移除地附接到外科模块。输入控制器经由处理器可操作地耦合到多个操纵器组件，并且被配置成通过多个操纵器组件的致动机构控制操纵器组件和一个或多个外科工具。
另一个实施例涉及一种操作计算机辅助的医疗系统的方法。第一操作包括使用多个操纵器组件来支撑外科模块，所述外科模块包括被配置成部署多个外科工具的多个通道，多个操纵器组件中的每一个操纵器组件可操作地连接到多个外科工具中的对应的外科工具，并且多个操纵器组件中的每一个操纵器组件在该操纵器组件的远侧部分处可移除地附接到外科模块。第二操作包括经由处理器通过多个操纵器组件的致动机构控制多个操纵器组件和多个外科工具，经由外科模块的多个通道部署多个外科工具。
另一个实施例涉及用于实施以上描述的方法中的任一个的设备，其中该设备包括用于执行与该方法相关的指令的计算机。例如，计算机可包括用于执行指令中的至少一些的处理器。除此之外或另选地，计算机可包括用于执行指令中的至少一些的电路或其它专用硬件。在一些操作设置中，设备可被配置为包括一个或多个单元的系统，所述单元中的每一个被配置成以软件、硬件或其某些组合实施该方法中的一些方面。该方法的结果的至少一些值可被保存在包括存储器单元和存储装置的计算机可读介质中以供稍后使用。另一个实施例涉及计算机可读介质，该计算机可读介质存储(例如，有形地体现)用于用计算机实施以上描述的方法中的任一个的计算机程序。以这些方式，所公开的实施例的各方面实现在操纵器的致动机构与一个或多个外科工具的致动机构之间的改进的集成。
附图说明
示例以举例方式而非限制的方式在附图的图中示出某些实施例。
图1为示出示例性机器人外科系统的示意性平面图，该机器人外科系统包括用于输入外科手术的主外科医生控制台(也被称为工作站)和用于在患者体内的外科手术部位处通过机器人移动外科器械的机器人操纵器系统。
图2为示出具有用于通过机器人移动外科器械的多个机器人操纵器的示例性外科站的透视图。
图3为用于在图1的系统中使用的外科器械的示例的透视图。
图4为操纵器系统的实施例的侧视图。
图5为根据示例实施例的外科系统的透视图。
图6为根据另一个示例实施例的外科系统的侧视图。
图7为根据示例实施例的软件中心操纵器组件的图。
图8为根据示例性实施例示出的用于单端口机器人辅助微创配置的外科工具的透视图。
图9为根据示例性实施例示出的用于机器人辅助的柔性微创配置的外科工具的透视图。
图10为用于在图1的系统中使用的外科器械的另一个示例的透视图。
图11A为根据示例性实施例的包括部分运动机构的外科器械的远侧部分的部分透视图。
图11B为具有被致动到偏转配置中的平行运动机构的图11A的外科器械的远侧部分的部分透视图。
图12示出根据另一个示例实施例的操作外科系统的方法。
图13示出根据另一个示例实施例的操作外科系统的方法。
图14为示出计算机处理系统的框图，在该计算机处理系统内，可执行使得计算机执行在本文中论述的方法中的任一个的一组指令。
具体实施方式
以下描述包括说明本公开的实施例的系统、方法、技术、指令序列以及计算机程序产品。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体的细节以便提供对所公开的主题的各种实施例的理解。然而，对于本领域技术人员显来说而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实践所公开主题的实施例。通常，不详细示出众所周知的指令实例、协议、结构以及技术。
已经开发了微创机器人辅助的外科或远程外科系统以增加外科医生的灵活性并避免对手动微创手术/介入技术的限制中的一些。在远程外科手术中，外科医生坐在外科医生控制台/工作站处，远程地控制并操纵外科器械移动，而非直接地用手保持并移动器械。在外科医生工作站处向外科医生提供外科手术部位的图像。在显示器上观看外科手术部位的二维或三维图像时，外科医生通过操纵主控制/输入装置(也称为主控制器或输入控制器)来对患者执行外科手术，该主控制/输入装置继而控制伺服机械操作的器械的运动。
外科医生通常从可远离患者(例如，穿过手术室，在与患者不同的房间中或完全不同的建筑中)的位置操作主控制器。主控制器通常包括一个或多个手动输入装置，诸如手持式腕部万向节、操纵杆、外骨骼手套等，该手动输入装置可操作地耦合到外科器械，该外科器械可释放地耦合到患者侧外科操纵器组件(也称为从动装置)。从动装置为电子-机械组件，所述电子-机械组件包括连接在一起以支撑并控制一个或多个外科器械的一个或多个臂、接头、连杆、伺服马达等。在外科手术中，外科器械(包括内窥镜)可被直接地引入到开放手术部位中，或更通常地通过套管针套筒被引入到体腔中。根据外科手术，多种外科器械为可用的，诸如组织抓取器、针驱动器、电外科灼烧探针等，以为外科医生执行各种功能，例如，保持或驱动针，缝合、抓握血管，或解剖、灼烧或凝结组织。从动装置可为如美国专利No.6,331,181(1999年10月15日提交)中示例性示出的多端口机器人、美国专利No.8,784,435(2010年8月12日提交)中示例性示出的单端口机器人或美国专利No.8,801,661(2013年11月7日提交)中示例性示出的柔性机器人。美国专利6,331,181、8,784,435和8,801,661的全部公开内容通过引用方式并入本文以用于所有目的。
可以说外科操纵器组件可被分成三个主要部件，其包括非无菌驱动和控制部件、可消毒端部执行器或外科工具/器械以及接口。接口包括机电以及所需软件，用于耦合外科工具与驱动和控制部件，并且用于将运动从驱动部件传递到外科工具。通常，外科医生在手术期间将需要不同的外科器械/工具。由此，这些外科器械将有可能在操作期间多次附接到操纵器臂以及与操纵器臂分离。
作为示例，图1示出用于执行微创机器人外科手术的多端口机器人外科系统100的部件。系统100类似于在美国专利No.6,246,200(1999年8月3日提交)中更详细描述的系统，该专利的全部公开内容通过引用方式并入本文。另外的相关细节在美国专利No.8,529,582(2011年5月20日提交)和专利No.8,823,308(2011年7月1日提交)中进行描述，这些专利的全部公开内容同样通过引用方式并入本文中。系统操作者102(通常为外科医生)对躺在手术台106上的患者104执行微创外科手术。系统操作者102查看通过显示器108呈现的图像并在外科医生的控制台(或工作站)112处操纵一个或多个输入装置(或主控器)110。响应于外科医生的输入命令，控制台112的计算机处理器113指导外科工具114(也称为器械114)的移动，经由机器人患者侧外科操纵器组件116(在该示例中为基于推车的系统)来实现器械的伺服机械移动，该操纵器组件包括接头、连杆以及每个具有可伸缩插入轴线的操纵器臂。在一个实施例中，处理器113使工具114的端部执行器的移动关联，使得端部执行器的运动遵循在系统操作者102的手中的输入装置的移动。
处理器113通常将包括数据处理硬件和软件，其中软件通常包括机器可读代码。机器可读代码将体现用于实现本文中描述的方法中的一些或全部的软件编程指令。虽然处理器113在图1的简化示意图中被示为单个方块，但是处理器可包括多个数据处理电路，其中处理中的至少一部分可选地邻近输入装置执行，一部分邻近操纵器执行，等等。可采用各种集中式或分布式数据处理架构中的任一个。类似地，编程代码可实现为多个单独的程序或子例程，或可集成到本文中描述的机器人系统的多个其它方面中。
在一个示例中，操纵器组件116包括至少四个机器人操纵器。三个连杆118(在此示例中安装在推车的侧面处)支撑并定位操纵器120，其中连杆118通常在外科手术的至少一部分期间将操纵器120的基部支撑在固定位置处。操纵器120移动外科工具114以用于对组织的机器人操纵。一个附加的连杆122(在该示例中安装在推车的中心处)支撑并定位操纵器124，该操纵器控制内窥镜/相机探针126的运动以捕获内部外科手术部位的图像(优选地为立体的)。患者侧系统的定位连杆118、122的可固定部分在本文中有时被称为“设置臂”。本领域的技术人员应清楚，连杆118还可安装到手术台106或安装到天花板。
在一个示例中，通过外科医生的控制台112中的立体显示器108向操作者102示出内部外科手术部位的图像。同时通过辅助显示器130向助手128示出内部外科手术部位。
助手128使用设置连杆臂118、122而相对于患者104协助预定位操纵器组件120和124；协助将来自外科操纵器中的一个或多个的工具114换成另选的外科工具或器械132；协助操作相关的非机器人医疗器械和设备；协助手动地移动操纵器组件，使得相关联的工具通过不同的孔口进入内部外科手术部位，等等。
一般来说，连杆118、122主要在患者侧系统6(也称为操纵器系统6)的设置期间使用，并且通常在外科手术的至少一部分期间保持在固定配置中。操纵器120、124各自包括驱动连杆，该驱动连杆在外科医生的控制台112的指导下主动地铰接。尽管设置臂的接头中的一个或多个可任选地被驱动并通过机器人控制，但是设置臂接头中的至少一些可被配置用于通过助手128手动定位。
为了方便起见，支撑用于操纵组织的外科工具的诸如操纵器120的操纵器有时被称为患者侧操纵器(PSM)，而控制诸如内窥镜126的图像捕获或数据采集装置的操纵器124可称为内窥镜相机操纵器(ECM)。操纵器可任选地致动、操控并控制各种器械或工具、图像捕获装置以及对手术有用的装置。
工具114和内窥镜126可在以下情况中手动定位：当针对外科手术进行设置时，当针对外科手术的不同阶段重新配置操纵器系统6时，当移除器械并用替代的器械132替换器械时，等等。在通过助手128手动重新配置操纵器组件期间，操纵器组件可置于与在主/从远程外科手术期间使用的模式不同的模式中，其中可手动重新定位模式有时被称为离合器模式。操纵器组件可响应于输入(诸如推动操纵器120上的按钮或开关或操纵器组件的一些其它部件)而在组织操纵模式与离合器模式之间改变，由此允许助手128改变操纵器模式。
如图1中可见，指示器134可安置在操纵器组件上。在该实施例中，指示器134靠近操纵器与其安装的工具114之间的接口设置在操纵器120上。在另选的实施例中，指示器134可替代地设置在设置臂118、122上，设置在工具114上，设置在操纵器120、124上的其它位置上，等等。指示器的示例在美国专利No.8,273,076(2006年11月3日提交)中公开，该专利的全部公开内容通过引用方式并入本文。
图2示出多端口机器人患者侧外科操纵器组件116的实施例，操纵器组件116由加利福尼亚州森尼维尔市的Intuitive Surgical,Inc.出售。如图所示，外科操纵器组件116包括通过移动推车支撑的四个机器人操纵器。多端口机器人患者侧外科操纵器组件116的另一个实施例可包括分别由四个移动推车支撑的四个机器人操纵器。多端口机器人患者侧外科操纵器组件116的另一个实施例可包括用于将操纵器组件附接到手术床或天花板的支撑结构。
单端口和柔性机器人患者侧外科操纵器组件的示例分别在美国专利8,784,435和8,801,661中示出和描述。从这些描述来看，用于现有技术多端口机器人辅助系统、单端口机器人辅助系统以及柔性机器人辅助系统的患者侧外科操纵器组件彼此显著不同之处在于它们需要单独的设计、开发和生产线。除制造商的增加的制造成本和复杂性外，医院也需要购买用于多端口、单端口以及柔性医疗手术的单独的患者侧外科操纵器，这增加医疗机器人手术的成本。在卫生保健成本正经受严格审查的时候，任何增加的成本都是不期望的。
图3示出了外科工具(或器械)114，该外科工具包括通过器械的中间部分相对于外壳142支撑的外科端部执行器140，该中间部分通常包括细长轴144。端部执行器140可被远侧接头或腕部相对于轴进行支撑，以便有利于在内部外科手术工作空间内取向端部执行器。近侧外壳142通常将包括适用于耦合到操纵器120的保持器的接口146。如在美国专利No.6,331,181(1999年10月15日提交)(其全部公开内容通过引用方式并入本文)中更详细地描述，工具114通常将包括存储器148，其中存储器通常电耦合到数据接口(数据接口通常形成接口146的一部分)。这允许在器械安装在操纵器上时在存储器148与控制台112的机器人外科手术处理器113(见图1)之间的数据通信。
可使用不同类型和不同端部执行器140的各种替代机器人外科器械，其中操纵器中的至少一些的器械在外科手术期间被移除并替换。在美国专利No.8,823,308中提供另外的细节。
在一些操作设置中，以上描述的工具114和端部执行器140可组合成具有多个能力的组合。在美国专利No.7,725,214(2007年6月13日提交)中提供与这些组合相关的另外细节，该专利案公开内容全文通过引用方式并入本文。在美国专利No.7,955,322(2006年12月20日提交)、美国专利No.8,666,544(2013年7月10提交)以及美国专利No.8,529,582中提供与工具114和操纵器120之间的接口相关的细节，这些专利的公开内容全文通过引用方式并入本文。
图4示出与图1的实施例相关的外科站400的简化侧视图。与在图1中类似，患者404由与操纵器系统416相邻的台406支撑，操纵器系统的支撑件未示出。支撑具有相关联的工具414的三个操纵器420的操纵器系统416通常将在外科手术的至少一部分期间保持在患者404上方的固定位置中。
在以上公开的实施例中，每一个外科工具114由单个操纵器120支撑。图5-6公开了本发明的示例实施例的各方面，其中相同类型的多个操纵器支撑单个外科模块，一个或多个外科工具通过该外科模块进行部署。在本发明的方面中，操纵器120被配置成用于多端口机器人辅助的微创手术中(例如，其中每个操纵器支撑外科工具114)，用于单端口机器人辅助的微创手术中(例如，其中操纵器中的两个或更多个支撑用于单端口外科手术的单个外科模块)，并且用于柔性机器人辅助的微创手术中(例如，其中操纵器中的两个或更多个支撑被配置用于柔性微创手术的单个外科模块)。这样做，需要较少的设计、开发以及制造资源以及因此较少的成本来设计并构建操纵器120，因为相同的操纵器随后被配置并用于在多端口、单端口以及柔性机器人辅助的微创手术中使用。
图5示出根据示例实施例的外科系统500的一部分的透视图。参考图1的系统100，支撑多个操纵器120的单个操纵器组件116已被“分离”成多个四个单独的操纵器504(也称为操纵器组件504)。如图所示，操纵器504在操纵器支撑结构502处安装到地板。但是，本领域技术人员应清楚，操纵器504可各自安装到其自身的推车、手术台或天花板。尽管操纵器支撑结构502和操纵器504被表示为简化结构，但是先前附图中的更详细表示是完全适用的。四个操纵器504支撑包括致动机构的外科模块506，该致动机构被配置成通过操纵器504的致动机构来控制可能被护套围闭的一个或多个外科工具508。在操作中，输入控制器(例如，在控制台112处)可操作地耦合到操纵器504，并且被配置成通过操纵器504的致动机构控制操纵器504和一个或多个外科工具508。
在图5中，每一个操纵器504的远侧部分510可移除地附接到外科模块506，使得每一个操纵器504的致动机构根据以上参考图1-3和相关专利(例如，美国专利No.7,955,322、No.8,666,544、No.8,529,582、No.7,725,214以及No.8,801,661)讨论的接口与外科模块506的对应的致动机构进行交互。也就是说，先前讨论的在操纵器120与外科工具114之间的接口由在操纵器504与外科模块506之间的等效接口替换，其包括集成单元512，该集成单元组合操纵器504的致动机构的作用以用于控制一个或多个外科工具508。任选地，可使用其它接口设计，诸如使用杠杆、滑块、万向节、齿轮等的接口。除控制一个或多个外科工具508的部署外，操纵器系统502为外科模块506提供物理支撑，并且控制外科模块506相对于在手术台516上的患者514的位置和取向。虽然该实施例包括四个操纵器504，但是根据操作设置的要求，具有不同数量(例如，两个、三个、五个或更多个)的操纵器的其它配置是可能的。
来自操纵器的致动力或扭矩通过外科模块机械地传输到集成单元上的器械接口，器械安装到所述器械接口，并且因此操纵器经由外科模块和其集成单元来驱动器械。因此，如果两个操纵器支撑外科模块，可驱动则安装到集成单元的至多两个器械。同样地，如果三个操纵器支撑外科模块，则可驱动安装到集成单元的至多三个器械，并且对于四个、五个或更多个驱动操纵器和对应的从动器械也是如此。在一些具体实施中，来自两个或更多个操纵器的致动力或扭矩通过外科模块机械地传输到集成单元上的单个器械接口，单个器械安装到所述器械接口，并且因此两个操纵器经由外科模块和其集成单元来驱动单个器械。同样地，三个、四个、五个或更多个操纵器可驱动单个器械。并且，单个外科模块可任选地包括一个或多个一对一操纵器器械驱动器以及一个或多个多对一器械驱动器。在外科模块上的从动接口处接收到的致动输入与在集成单元上的对应的驱动接口之间传递致动力或扭矩的机械耦合任选地为各种众所周知的机械致动连杆中的任何一种，诸如旋转或平移杆、齿轮、通用或等速接头、杠杆、线缆等。
如上文所描述的相容或等效接口的使用使得操纵器504能够与可操作地连接的外科工具(例如，如在图2中)或图5的外科模块506组合使用。与这些接口相关的其它方面可适用于外科模块。例如，操纵器504可用消毒盖布覆盖或对其进行消毒。同样地，外科模块506可用消毒盖布覆盖或对其进行消毒。在操纵器504的致动接口与外科模块506之间可使用无菌适配器。在外科模块506的致动接口与外科工具508之间可使用无菌适配器。然而，如果外科模块506为可消毒的，则通常在外科模块506与外科工具508之间不需要无菌适配器。另外的相关细节可在例如美国专利No.7,955,322、No.8,666,544、No.8,529,582、No.7,725,214以及No.8,801,661中找到，所有这些专利都通过引用方式并入本文。
图6示出具有两个操纵器系统602(例如，操纵器组件)的实施例的外科系统600的侧视图，所述操纵器系统各自支撑单独的操纵器604。与在图5的系统500中类似，操纵器系统602和操纵器604被示为简化结构，并且先前附图的更详细表示是完全适用的。
与在先前的附图中类似，图6还示出包括致动机构的外科模块606，该致动机构被配置成通过操纵器604的致动机构控制可能被护套围闭的一个或多个外科工具608。每一个操纵器604的远侧部分610可移除地附接到外科模块606，使得该操纵器604的致动机构与外科模块606的对应的致动机构进行交互，该交互与以上参考图1-3讨论的交互相对应。除控制一个或多个外科工具608的部署外，操纵器系统502为外科模块606提供物理支撑，并且控制外科模块606相对于在手术台616上的患者614的位置和取向。
下文讨论与图5的操纵器504和工具508(以及图6的对应的元件)相关的结构修改的另外的实施例。
图7示出根据示例实施例的可适用于操纵器504中的一个或多个的软件中心操纵器组件700。在软件中心操纵器的情况下，旋转运动(例如，器械轴的俯仰、偏航以及滚动)的中心可被限定在器械轴上的点处，其在软件控制下在空间中保持静止。使用软件中心操纵器，有可能移除在操作期间运动约束的旋转中心，并且因此在不受约束的情况下将操纵器移动到空间中的各种姿态。这与硬件中心操纵器形成对比，在硬件中心操纵器中，器械轴的旋转运动的中心由操纵器的硬件关节轴限定并且不能改变。软件中心操纵器和硬件中心操纵器在本领域是已知的，并且在以上各种专利参考文献中示出。在软件中心操纵器组件700的操作中，机器人器械704的运动702的枢转中心702的移动可与用于微创外科手术进入患者706的相关联的端口部位相关联。操纵器组件700可安装到患者侧台、天花板安装架或地板安装架，并且可通过独立地控制端口部位的位置来补偿端口部位运动(例如，患者呼吸)。在图7的示例性实施例中，响应于如通过力感测插管708感测到的插管枢转中心点处的笛卡尔力信息可控制端口部位位置。
附接到插管708的坐标框架在图7中被指定为OCAN。该框架与在操纵器组件700的基部处的基部框架OBASE和在器械704的尖端处的尖端框架OTIP不同。插管708上的笛卡尔力可被分解以控制插管(OCAN)的位置。此类位置控制通常不需要关于OCAN的扭矩。在端口处的力中的一些或全部可使用插管708的力感测系统来分解，并且任选地，力中的至少一些可使用器械704的力感测系统、操纵器组件700(例如，操纵器的接头扭矩传感器)等来分解。
与软件中心操纵器组件700相关的另外的细节可在例如美国专利No.8,004,229(2005年5月19日提交)中找到，该专利案公开内容全文通过引用方式并入本文。在一些实施例中，可启用离合器模式，使得图5的外科模块508可通过技术人员用操纵器504手动调整，以进行技术人员的手动调整。如应用于例如外科工具的离合器模式的另外细节可在美国专利No.8,823,308中找到。
根据外科模块506的配置，工具508可为在单端口手术或柔性手术中使用的工具。图8示出了用于本发明的单端口机器人辅助的微创配置的外科工具508A的实施例。图9示出了用于本发明的柔性机器人辅助的微创配置的外科工具508B的实施例。
与诸如机械结构、部件或部件组件的零件相关联的术语“柔性”应被广义地理解。实质上，术语意指零件可在不损坏零件的情况下反复弯曲并恢复到原始形状。许多“刚性”物体由于材料性质而具有微小的固有弹性“弯曲”，但在于本文中使用该术语时，此类物体不被认为是“柔性的”。柔性零件可具有无限的自由度(DOF)。此类零件的示例包括封闭的、可弯曲的管(由例如NITINOL、聚合物、软化橡胶等制成)、螺旋卷簧等，其可被弯曲成各种简单的和复杂的曲线，通常无显著的横截面变形。通过使用类似于串联“椎骨”的蛇形布置的一系列紧密间隔的部件，其它柔性零件可近似于此类无限DOF零件。在此类椎骨布置中，每个部件为运动链中的短连杆，并且每个连杆之间的可移动机械约束(例如，销铰链、杯和球、活性铰链等)可允许在连杆之间相对移动的一个(例如，俯仰)或两个(例如，俯仰和偏转)DOF。短的柔性零件可用作并被建模为在运动链的两个连杆之间提供一个或多个DOF的单个机械约束(接头)，即使柔性零件本身可为由若干耦合的连杆制成的运动链。本领域的技术人员应理解，零件的柔性可用其刚度来表示。
除非在该描述中另外陈述，否则柔性零件，诸如机械结构、部件或部件组件可为主动或被动柔性的。主动柔性零件可通过使用与零件本身内在相关联的力来弯曲。例如，一个或多个腱可沿着零件纵向路由并且从零件的纵向轴线偏移，使得在一个或多个腱上的张力导致零件或零件的一部分弯曲。主动地弯曲主动柔性零件的其它方式包括但不限于使用气动或液压动力、齿轮、电活性聚合物(更一般地说，“人造肌肉”)等。被动柔性零件通过使用在零件外部的力(例如，所施加的机械或电磁力)弯曲。被动柔性零件可保持在其弯曲形状中，直到再次弯曲，或其可具有趋向于将零件恢复至原始形状的内在特性。具有内在刚度的被动柔性零件的示例为塑料杆或弹性橡胶管。主动柔性零件在未通过其内在相关联的力致动时可为被动柔性的。单个零件可由串联的一个或多个主动和被动柔性零件制成。
在图8中，工具508A包括包含多个外科器械的外科器械组件。如图所示，两个独立远程操作的外科器械820A、820B(每个器械与在控制台112处的单独的主控器110相关联，例如，一个左手主控器用于左侧器械，并且一个右手主控器用于右侧器械)延伸穿过刚性导向管822(例如，护套)的远侧端部并出现在其处。如上文所描述，每个器械820A、820B为6-DOF器械，并且包括附接有腕部826A、826B和端部执行器828A、828B的平行的运动机构824A、824B。另外，独立的远程操作的内窥镜成像系统830延伸穿过导向管822的远侧端部并且导向出现在其处。
在一些实施例中，成像系统830还包括平行的运动机构832、在平行的运动机构832的远侧端部处的仅俯仰腕部机构834(机构可在接头空间中可具有一个或两个DOF)，以及耦合到腕部机构834的立体内窥镜图像捕获部件836。腕部机构834可包括偏航DOF。在另一个方面中，可独立控制成像系统830中的近侧和远侧接头。在说明性用途中，平行的运动机构832将图像捕获部件836举起并摇摆至侧面，并且如果器械正在导向管的延长中心线的侧面工作，则腕部机构834对图像捕获部件836进行取向以将视场的中心置于器械尖端之间。在另一个说明性用途中，成像系统的远侧主体区段独立地向上俯仰(在一些方面中也独立地偏航)，并且图像捕获部件836独立地向下俯仰(在一些方面中也独立地偏航)。成像系统830可移动到各种位置以回缩组织。
图8还示出任选的辅助通道838，通过该辅助通道，可引入或取出例如冲洗、抽吸或其它外科物品。在一些方面中，一个或多个较小的可转向装置可经由辅助通道838插入以在成像系统的窗上喷洒清洁流体(例如，加压水、气体)和/或干燥剂(例如，加压空气或吹入气体)以清洁它们。在另一个方面中，此清洁棒可以是在插入之前附接到相机的被动装置。在又一个方面中，当图像捕获部件从导向管的远侧端部出现时，棒的端部自动地钩到图像捕获部件。弹簧轻轻地在清洁棒上拉动，使得当成像系统从导向管被取出时，清洁棒趋向于回缩到导向管中。在美国专利No.7,725,214中提供与该实施例相关的另外的细节。
在图9中，工具508B包括包含导向器械902和护套器械904的两个器械的集合，所述导向器械和护套器械同轴地耦合并且可独立地控制。这些器械902、904可为柔性且可转向的以便于在患者的体腔中的手术操作。虽然在该图中未示出，但是导向器械902和护套器械904可在对应的接口(例如，包括安装销和插座)处耦合到器械驱动器。导向器械902包括导向器械管腔(例如，空腔)并且护套器械904包括护套器械管腔。导向器械902可定位在护套器械904的管腔的内侧，并且细长工作器械可定位在导向器械902的管腔中，其中致动由器械驱动器通过机器人控制。在操作中，导向器械902、护套器械904以及工作器械可充当柔性且可转向器械组件。在美国专利No.8,801,661中提供与该实施例相关的另外的细节，该专利的公开内容全文通过引用方式并入本文。
如在图10、图11A以及图11B中所示，另外的实施例可包括结构元件，该结构元件实现或适应于工具的轴(例如，图3的工具114的轴144)中的内部关节运动。
与图3的工具114相对应，图10示出了示例性外科工具(或器械)1000，该外科工具包括传输或后端机构1010、从后端机构1010延伸的主轴1020、在主轴1020的远侧端部处的任选的腕部机构1030以及从腕部机构1030或直接地从轴1020延伸的端部执行器1040。通常，腕部机构1030和端部执行器1040为外科器械1000的部件，其通常在医疗手术期间广泛地移动。在例示的实施例中，腕部机构1030包括将延伸构件1034连接到主轴1020的接头1032，并且延伸构件1034连接到其上安装有端部执行器1040的多构件腕部1036。接头1032对于部件1034的移动可具有两个角自由度，作为构件1034的延伸长度的结果，其为为腕部1036和端部执行器1040提供较大范围的空间运动。腕部1036包括多个椎骨，该椎骨可独立地控制以提供多个自由度以用于在医疗手术期间移动并且取向端部执行器1040。图10还示出主轴1020可包括一个或多个清洁孔1022，该清洁孔便于器械1000的内部的清洁。在美国专利No.9,089,351(2013年1月11日提交)中提供与该实施例相关的另外细节，该专利的公开内容全文通过引用方式并入本文。
图11A示出包括连接到器械轴1106的平行的运动机构1110的外科器械的远侧部分1100。器械可为具有在器械远侧部分1100的远侧端部1104处的端部执行器1108的相机器械或外科器械。器械远侧部分1100可例如包括腕部1102，该腕部可以如在国际专利申请案No.PCT/US2015/015849(2015年2月13日提交)中描述的多种方式进行配置，该专利申请案公开内容全文通过引用方式并入本文。平行的运动机构1110可包括直轴节段1116(具有外壳1119)，该直轴节段将近侧接头机构1112与远侧接头机构1114分开。与美国专利No.7,942,868(2007年6月13日提交)和专利No.9,060,678(2007年6月13日提交)的示例性实施例中类似(这些专利的公开内容全文通过引用方式并入本文)，接头机构1112和1114与直节段1116的相对端耦合在一起以便彼此协同操作。根据示例性实施例，近侧接头机构1112和远侧接头机构1114可包括多个连接盘，类似于腕部。盘可包括例如机械止动件(未示出)以限制接头机构1112、1114诸如在俯仰和/或偏航方向上的运动。
图11B示出根据示例性实施例的在偏转配置中的图11A的器械远侧部分1100。如图11A中所示，平行的运动机构1110可控制平行的运动机构1110的远侧端部部分1117与平行的运动机构1110的近侧端部部分1115的相对取向。因此，穿过平行的运动机构1110的远侧端部部分1117的纵向轴线1113可基本上平行于穿过平行的运动机构1110的近侧端部1115的纵向轴线1111。纵向轴线1111还可为图11B中未示出的器械轴1106的纵向轴线。因此，端部执行器1108、相机装置(未示出)或在器械远侧部分1100的远侧端部1104处的其它部件的位置可在X-Y空间中改变，但是可保持端部执行器1108相对于纵向轴线1111的取向(在考虑由于腕部1102导致的任何运动之前)。
在国际专利申请No.PCT/US2015/015849中提供与图11A-11B的实施例相关的另外细节。
在一些实施例中，柔性且可转向的工具508(例如，图8、图9、图10、图11A、图11B)可与外科模块506一起使用，其中以上描述的集成单元512通过用于部署工具508的通道(例如，包括中空管)的系统替换，通过操纵器504的致动机构直接控制工具508。通过图5的这种解释，每个操纵器504的远侧部分510可移除地附接到外科模块506以为外科模块506提供支撑(例如，包括对位置和取向的控制)。图5中的外科模块504的虚线燃后表示用于部署通过操纵器504的致动机构直接控制的工具508的通道。在相关的实施例中，外科模块506充当用于工具518的进入导向件，而非用于致动信号的传输机构。某些实施例可通过将传输机构用于至少一个操纵器并且将进入导向件用于至少一个其它的操纵器来组合这些特征部。
可采用用于操作来自外科模块506的工具508的另外的机构，该机构包括通过技术人员手动操作来自外科模块506的工具508(例如，操作安装在外科模块506上的相机)。在一些实施例中，常规地附接到工具508的线缆和管道可替代地附接到外科模块506，该外科模块随后将这些连接关联到工具508(例如，来自线缆的命令信号，来自管道的流体流)。这些连接可例如与控制台112处的输入控制器或通过技术人员与外科模块506处的控制相关。图12示出操作计算机辅助的医疗系统(例如，如在图5-6中)的方法1200。第一操作1202包括使用多个操纵器组件504来支撑并控制外科模块506，该外科模块包括被配置成控制一个或多个外科工具508的多个致动机构，并且多个操纵器组件504中的每一个操纵器组件在该操纵器组件的远侧部分510处可移除地附接到外科模块，该操纵器组件的远侧部分包括被配置成与外科模块506的多个致动机构中的一个进行交互的致动机构。第二操作1204包括通过多个操纵器组件504的致动机构控制操纵器组件504和一个或多个外科工具508。
多个操纵器组件504中的每一个操纵器组件可包括从该操纵器组件的近侧部分到该操纵器组件的远侧部分的多个接头，使得多个操纵器组件的多个接头的接头范围对应于外科模块506的位置的范围。多个操纵器组件504中的每一个操纵器组件可包括从该操纵器组件的近侧部分到该操纵器组件的远侧部分的多个接头，使得多个操纵器组件的多个接头的接头范围对应于外科模块506的位置和取向的范围。
一个或多个外科工具508可被配置用于在单端口手术中或在其中工具508可为可转向的柔性器械手术中使用。一个或多个外科工具508可包括一个或多个端部执行器和成像工具(例如，相机)。一个或多个外科工具508可为柔性且可转向的(例如，包括护套)。外科模块506可包括用于将一个或多个外科工具508部署在患者的外科手术部位处的护套。
多个操纵器组件504中的每一个操纵器组件可为软件中心操纵器组件，该软件中心操纵器组件包括从该操纵器组件的近侧部分到该操纵器组件的远侧部分的多个接头和致动器，使得多个操纵器组件的多个接头的接头范围对应于外科模块的位置和取向的范围。方法1200燃后可还包括：通过控制多个操纵器组件504的多个致动器控制外科模块506的位置和取向。
一个或多个外科工具508可包括第一外科工具，并且方法1200可还包括：通过控制工具致动单元部署第一外科工具，该工具致动单元被配置成通过致动器部署第一外科工具，该致动器改变第一外科工具的相对于外科模块的位置，工具致动单元可操作地连接到外科模块的多个致动机构中的一个或多个。
一个或多个外科工具508可包括第一外科工具，并且方法1200可还包括：通过多个操纵器组件504的致动机构中的一个或多个控制第一外科工具。例如，在操纵器组件502与外科工具508之间不需要存在一对一映射。通过来自多个操纵器组件504的信号(例如，如在控制台112处的输入控制器处指定的)可控制单个工具。另选地，通过来自单个操纵器组件504的信号可控制多个工具。
方法1200可还包括：将多个电信号或机械信号从多个操纵器组件504的每一个致动机构传输到外科模块506的多个致动机构中的对应的致动机构。
方法1200可还包括：将机械信号从包括在多个操纵器组件504的第一致动机构中的一个或多个可旋转元件传输到包括在外科模块506中的多个致动机构中的第一致动机构的一个或多个对应的可旋转元件。除此之外或另选地，棱镜元件可用于传输平移机械信号。
图13示出在外科模块包括被配置成部署外科工具的通道(例如，包括中空管)时操作计算机辅助的医疗系统(例如，如在图5-6中)的方法1300。第一操作1302包括使用多个操纵器组件504以支撑外科模块506，外科模块包括被配置成部署多个外科工具508的多个通道，多个操纵器组件504中的每一个操纵器组件可操作地连接到多个外科工具508中的对应的外科工具，并且多个操纵器组件504中的每一个操纵器组件在该操纵器组件的远侧部分处可移除地附接到外科模块。第二操作1304包括通过多个操纵器组件504的致动机构控制多个操纵器组件504和多个外科工具508，多个外科工具508经由外科模块508的多个通道进行部署。
外科工具508可被配置用于在单端口手术中或在其中工具508可为可转向的柔性手术中使用。外科工具508可包括一个或多个端部执行器和成像工具(例如，相机)。一个或多个外科工具508可为柔性且可转向的(例如，包括护套)。
第一外科工具可包括用于将第一外科工具部署在患者的外科手术部位处的柔性且可转向护套。
多个操纵器组件504中的每一个操纵器组件可包括从该操纵器组件的近侧部分到该操纵器组件的远侧部分的多个接头，使得多个操纵器组件的多个接头的接头范围对应于外科模块506的位置的范围。多个操纵器组件504中的每一个操纵器组件可包括从该操纵器组件的近侧部分到该操纵器组件的远侧部分的多个接头，使得多个操纵器组件的多个接头的接头范围对应于外科模块506的位置和取向的范围。
多个操纵器组件504中的每一个操纵器组件可为软件中心操纵器组件，该软件中心操纵器组件包括从该操纵器组件的近侧部分到该操纵器组件的远侧部分的多个接头和致动器，使得多个操纵器组件的多个接头的接头范围对应于外科模块的位置和取向的范围。方法1300然后可还包括：通过控制多个操纵器组件504的多个致动器控制外科模块506的位置和取向。
图14示出为计算机系统1400的示例形式的机器，在所述计算机系统内，可执行用于使得机器执行这里所讨论的方法中的任何一个或多个的指令。在另选的实施例中，机器充当独立的装置或者可连接(例如，联网)到其它机器。在联网部署中，机器可在服务器-客户端网络环境中以服务器或客户机的能力操作，或在对等(或分布式)网络环境中作为对等机器操作。机器可为个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络设备、网络路由器、交换机或网桥，或能够执行指定将通过该机器采取的动作的指令(顺序地或以其它方式)的任何机器。此外，虽然示出仅仅单个机器，但是术语“机器”还应被视为包括单独地或共同地执行一组指令(或多组指令)以执行本文讨论的方法中的任一个或多个的机器的任何集合。
示例计算机系统1400包括处理器1402(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或两者)、主存储器1404以及静态存储器1406，这些组件可经由总线1408与彼此进行通信。计算机系统1400可还包括视频显示器单元1410(例如，液晶显示器(LCD)和阴极射线管(CRT))。计算机系统1400还包括字母数字输入装置1412(例如，键盘)、用户界面(UI)光标控制装置1414(例如，鼠标)、存储单元1416(例如，磁盘驱动)、信号发生装置1418(例如，扬声器)以及网络接口装置1420。
在一些情况下，计算机可读介质可被描述为机器可读介质。存储单元1416包括机器可读介质1422，该机器可读介质上存储有体现或利用本文描述的方法或功能中的任一个或多个的一组或更多组数据结构和指令1424(例如，软件)。指令1424在其通过计算机系统1400执行期间还可完全或至少部分驻留在静态存储器1406、主存储器1404或处理器1402内，其中静态存储器1406、主存储器1404以及处理器1402还组成机器可读介质。
虽然机器可读介质1422在示例实施例中被示为单个介质，但是术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”可各自指存储一组或多组数据结构和指令1424的单个存储介质或多个存储介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓存和服务器)。这些术语还应被视为包括任何有形或非暂时性介质，其能够存储、编码或携带用于通过机器执行的指令，并使得机器执行在本文中公开的方法中的任一个或多个，或者能够存储、编码或携带由此类指令使用或与此类指令相关联的数据结构。这些术语因此应被视为包括但不限于固态存储器、光学介质以及磁性介质。机器可读或计算机可读介质的具体示例可包括非易失性存储器，其包括例如半导体存储装置，例如，可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)以及闪存装置；磁盘，诸如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；压缩光盘只读存储器(CD-ROM)以及数字通用光盘只读存储器(DVD-ROM)。然而，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”旨在明确地排除非法定信号本身。
还可使用传输介质通过通信网络1426传输或接收指令1424。使用网络接口装置1420和多个众所周知的传输协议(例如，超文本传输协议(HTTP))中的任一个可传输指令1424。通信网络的示例包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网、移动电话网络、简易老式电话(POTS)网络以及无线数据网络(例如，WiFi和WiMax网络)。术语“传输介质”应被视为包括能够存储、编码或携带用于通过机器执行的指令的任何无形介质，并且包括有利于此类软件的通信的数字或模拟通信信号或其它无形介质。
某些实施例在本文中描述为包括逻辑或多个部件、模块或机制。模块可构成软件模块或硬件实现的模块。硬件实现的模块是能够执行某些操作的有形单元，并且可以某种方式进行配置或布置。在示例实施例中，一个或多个计算机系统(例如，独立的客户端或服务器计算机系统)或一个或多个处理器可通过软件(例如，应用程序或应用程序部分)被配置为硬件实现的模块，其操作以执行如本文中描述的某些操作。
在各种实施例中，硬件实现的模块(例如，计算机实现的模块)可机械地或电子地实现。例如，硬件实现的模块可包括专用电路或逻辑，其被永久地配置(例如，配置为专用处理器，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))成执行某些操作。硬件实现的模块还可包括通过软件暂时地配置以执行某些操作的可编程逻辑或电路(例如，如包括在通用处理器或其它可编程处理器内)。应当理解，在专用和永久配置的电路中还是在暂时地配置的电路(例如，通过软件配置)中机械地实施硬件实现的模块的决策可由成本和时间考虑驱动。
因此，术语“硬件实现的模块”(例如，“计算机实现的模块”)应被理解为包括有形实体，应为被物理地构造、永久地配置(例如，硬连线的)或暂时地或短暂地配置(例如，被编程)而以某些方式操作和/或执行本文中描述的某些操作的实体。考虑其中硬件实现的模块被暂时配置(例如，经编程)的实施例，在任一时刻不需要配置或实例化硬件实现的模块中的每一个。例如，在硬件实现的模块包括使用软件配置的通用处理器的情况下，通用处理器可在不同时间被配置为相应的不同的硬件实现的模块。软件可因此配置处理器，例如以在一个时刻构成特定的硬件实现的模块，并且在不同的时刻构成不同的硬件实现的模块。
硬件实现的模块可将信息提供到其它硬件实现的模块并从其它硬件实现的模块接收信息。因此，所描述的硬件实现的模块可被视为通信地耦合。在多个此类硬件实现的模块同时存在的情况下，通信可通过连接硬件实现的模块的信号传输(例如，通过适合的电路和总线)来实现。在其中在不同时间配置或实例化多个硬件实现的模块的实施例中，例如通过在多个硬件实现的模块可访问的存储器结构中存储和检索信息可实现在此类硬件实现的模块之间的通信。例如，一个硬件实现的模块可执行操作，并且将该操作的输出存储在硬件实现的模块通信地耦合到的存储装置中。另外的硬件实现的模块然后可在稍后的时间访问存储装置以检索并处理所存储的输出。硬件实现的模块还可启动与输入或输出装置的通信，并且可对资源(例如，信息的集合)进行操作。
本文中描述的示例方法的各种操作可通过被暂时地配置(例如，通过软件)或永久性配置以执行相关操作的一个或多个处理器至少部分执行。无论是暂时地还是永久性配置，此类处理器都可构成操作以执行一个或多个操作或功能的处理器实现的模块。在本文中提及的模块在一些示例实施例中可包括处理器实现的模块。
类似地，本文中描述的方法可至少部分由处理器实现。例如，方法的操作中的至少一些可通过一个或多个处理器或处理器实现的模块执行。某些操作的执行可分布在一个或多个处理器当中，不仅驻留在单个机器内，而且部署在多个机器上。在一些示例实施例中，一个或多个处理器可位于单个位置中(例如，在家庭环境、办公环境内或作为服务器群)，而在其它实施例中，处理器可分布在多个位置上。
一个或多个处理器还可操作以支持在“云计算”环境中的相关操作的执行或充当“软件即服务”(SaaS)。例如，操作中的至少一些可通过一组计算机(作为包括处理器的机器的示例)执行，这些操作可经由网络(例如，因特网)并经由一个或多个适合的接口(例如，应用程序接口(API))访问。
尽管上文已详细描述仅仅某些实施例，但本领域技术人员应当容易理解，在实质上不脱离本公开的新颖教导的情况下，许多修改是可能的。例如，上文公开的实施例的各方面可在其它组合中组合以形成另外的实施例。因此，所有此类修改旨在包括在本公开的范围内。

Claims (15)

1.一种计算机辅助的医疗系统，所述系统包括：
第一操纵器，所述第一操纵器包括近侧端部部分和包括第一驱动接口的远侧端部部分；
第二操纵器，所述第二操纵器包括近侧端部部分和包括第二驱动接口的远侧端部部分；以及
外科模块，所述外科模块包括第一从动接口、第二从动接口以及集成单元，
其中所述第一操纵器和所述第二操纵器中的每个的所述远侧端部部分经配置物理地支撑所述外科模块并且相对于所述第一操纵器和所述第二操纵器中的每个的所述近侧端部部分可移动地定位所述外科模块，
其中所述第一驱动接口经配置与所述第一从动接口耦合，
其中所述第二驱动接口经配置与所述第二从动接口耦合，并且
其中所述集成单元经配置将在所述第一从动接口和所述第二从动接口中的每个处接收的致动输入组合以控制安装到所述外科模块的单个外科器械。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括第三操纵器，所述第三操纵器包括近侧端部部分和包含第三驱动接口的远侧端部部分，其中所述第三操纵器的所述远侧端部部分经配置物理地支撑所述外科模块并且相对于所述第三操纵器的所述近侧端部部分可移动地定位所述外科模块，其中所述外科模块还包括经配置与所述第三驱动接口耦合的第三从动接口。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述集成单元经配置将在所述第三从动接口处接收的致动输入组合以控制安装到所述外科模块的所述单个外科器械。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述集成单元经配置使用在所述第三从动接口处接收的致动输入来控制安装到所述外科模块的第二外科器械。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述集成单元经配置使用在所述第三从动接口处接收的致动输入来控制安装到所述外科模块的第三外科器械。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述单个外科器械经配置用于在单端口介入手术中使用。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述单个外科器械包括柔性并且可转向护套。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，还包括输入控制器，所述输入控制器经由处理器可操作地耦合到所述第一操纵器和所述第二操纵器，并且被配置成通过所述第一操纵器和所述第二操纵器的致动机构来控制所述第一操纵器和所述第二操纵器和所述单个外科器械，以及
其中所述第一操纵器和所述第二操纵器中的每个是软件中心操纵器组件，所述软件中心操纵器组件包括多个接头和致动器，使得所述第一操纵器和所述第二操纵器中的所述多个接头的接头范围对应于所述外科模块的位置和取向的范围。
9.一种计算机辅助的医疗系统，所述医疗系统包括：
外科模块，所述外科模块包括多个从动接口和集成单元；
多个操纵器组件，所述多个操纵器组件中的每一个操纵器组件包括近侧端部部分和包括驱动接口的远侧端部部分；
其中所述操纵器组件中的每一个操纵器组件的远侧端部部分经配置物理地支撑所述外科模块并且相对于所述操纵器组件中的每一个操纵器组件的所述近侧端部部分可移动地定位所述外科模块，
其中所述操纵器组件中的每一个操纵器组件的所述驱动接口经配置与所述外科模块的所述从动接口中的对应的一个从动接口耦合，并且
其中所述集成单元经配置将在所述从动接口中的每一个从动接口处接收的致动输入组合以控制安装到所述外科模块的单个外科器械。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述多个操纵器组件由两个操纵器组件构成，其中所述系统还包括第三操纵器组件，所述第三操纵器组件包括近侧端部部分和包含第三驱动接口的远侧端部部分，其中所述第三操纵器组件的远侧端部部分经配置物理地支撑所述外科模块并且相对于所述第三操纵器组件的所述近侧端部部分可移动地定位所述外科模块，其中所述多个从动接口包括经配置与所述第三驱动接口耦合的第三从动接口。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述集成单元经配置将在所述第三从动接口处接收的致动输入组合以控制安装到所述外科模块的所述单个外科器械。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述集成单元经配置使用在所述第三从动接口处接收的致动输入来控制安装到所述外科模块的第二外科器械，并且其中所述集成单元经配置使用在所述第三从动接口处接收的致动输入来控制安装到所述外科模块的第三外科器械。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的系统，其中所述单个外科器械经配置用于在单端口介入手术中使用。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的系统，其中所述单个外科器械包括柔性并且可转向护套。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的系统，还包括输入控制器，所述输入控制器经由处理器可操作地耦合到所述多个操纵器组件，并且被配置成通过所述多个操纵器组件的致动机构来控制所述多个操纵器组件和所述单个外科器械。
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