CN113679450A - 铰接超声手术仪器和系统 - Google Patents

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T·E·德罗赫纳
M·B·莱昂斯
D·J·范托尔
M·S·考利
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Abstract

一种手术仪器包含壳体，所述壳体具有从其向远侧延伸的细长主体。所述细长主体限定第一铰接部分和第二铰接部分。所述细长主体在其中限定内腔。末端执行器支撑在所述细长主体的远端部分处。柔性波导延伸穿过所述细长主体的所述内腔。所述柔性波导的近端部分连接到超声换能器。所述柔性波导的远端部分与所述末端执行器连接。所述柔性波导限定第一铰接部分和第二铰接部分，所述第一铰接部分的厚度比所述柔性波导的其它部分的厚度窄，所述第二铰接部分的厚度比所述柔性波导的其它部分的厚度窄。

Description

铰接超声手术仪器和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时专利申请第63/026,323号和第63/026,377号的权益和优先权，所述美国临时专利申请中的每一个均于2020年5月18日提交。前述申请中的每一个的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及手术仪器和系统，并且更确切地说，涉及铰接超声手术仪器和系统。
背景技术
超声手术仪器和系统利用超声能量，即超声振动来治疗组织。更具体地说，典型的超声手术仪器或系统包含换能器，所述换能器被配置成沿着波导产生机械振动能量并以超声频率将其沿着波导传输至超声末端执行器，所述超声末端执行器被配置成治疗组织，例如，凝结、烧灼、熔合、密封、切割、干燥、电灼治疗，或以其它方式治疗组织。传统上，换能器保持在手术部位的外部，而波导从换能器延伸到手术部位中以将超声能量提供至超声末端执行器。超声末端执行器被操纵就位以治疗期望的一个或多个组织。
一些超声手术仪器和系统结合了旋转特征，从而使得超声末端执行器能够旋转到手术部位内的期望定向。然而，即使在此类仪器和系统中，仅经由旋转和操纵在手术部位内进行导航的能力也受到限制。
发明内容
在本公开的一个方面，手术仪器包含壳体，所述壳体具有从其向远侧延伸的细长主体。所述细长主体限定第一铰接部分和第二铰接部分。所述细长主体在其中限定内腔。末端执行器支撑在所述细长主体的远端部分处。柔性波导延伸穿过所述细长主体的所述内腔。所述柔性波导的近端部分连接到超声换能器。所述柔性波导的远端部分与所述末端执行器连接。所述柔性波导限定第一铰接部分和第二铰接部分，所述第一铰接部分的厚度比所述柔性波导的其它部分的厚度窄，所述第二铰接部分的厚度比所述柔性波导的其它部分的厚度窄。
在本公开的一些方面，所述柔性波导的所述第一铰接部分被配置成以第一定向铰接，并且所述柔性波导的所述第二铰接部分被配置成以第二定向铰接。所述柔性波导的所述第一铰接部分和所述柔性波导的所述第二铰接部分可以各自以彼此相同的定向或彼此不同的定向进行铰接。所述柔性波导的所述第一或第二铰接部分被配置成从约1度至约45度进行铰接。
在本公开的一些方面，所述末端执行器包含超声刀片和被配置成围绕所述超声刀片旋转的夹钳。所述超声刀片和所述夹钳被配置成在所述夹钳相对于所述超声刀片的多个旋转定向上捕获并治疗其间的组织。
在本公开的一些方面，所述细长主体被配置成旋转以实现所述末端执行器的不同方向定向。独立的控件被配置成使所述细长主体旋转、使所述夹钳围绕所述超声刀片旋转以及铰接所述细长主体的所述第一铰接部分和所述第二铰接部分。因此，所述柔性波导的所述第一铰接部分和所述柔性波导的所述第二铰接部分通过独立的控件进行相应旋转。
在本公开的一些方面，第一和第二换能器位于所述柔性波导的所述第一铰接部分的相对侧。所述第一或第二换能器中的至少一个被配置成将传输通过所述柔性波导的所述第一铰接部分的超声波放大。
在本公开的一些方面，所述柔性波导可以限定单个铰接部分，所述单个铰接部分的宽度比所述柔性波导的其它部分的宽度窄，并且所述细长主体可以被配置成旋转以实现所述末端执行器的不同方向定向。
将根据以下描述理解本公开的其它特征。
附图说明
并入在本说明书中且构成本说明书的部分的附图示出了本公开的方面和特征，且连同下文的具体实施方式一起用以进一步解释本公开，其中：
图1是手术仪器的侧面透视图，所述手术仪器具有被配置成根据本公开的方面和特征进行使用的铰接部分；
图2是手术仪器的侧面透视图，所述手术仪器具有被配置成根据本公开的方面和特征进行使用的第一和第二铰接部分；
图3是单个概念化的铰接部分的侧视图，所述铰接部分包含展示为约束在表示支撑、枢轴和其它特征的测试夹具中的柔性波导，所述柔性波导被配置成与图1的手术仪器一起使用；
图4A是概念化的第一铰接部分的侧视图，所述第一铰接部分包含展示为约束在表示支撑、枢轴和其它特征的测试夹具中的柔性波导的第一部分，所述柔性波导被配置成与图2的铰接在第一平面中的手术仪器一起使用；
图4B是概念化的第二铰接部分的侧视图，所述第二铰接部分包含展示为约束在表示支撑、枢轴和其它特征的测试夹具中的柔性波导的第二部分，所述柔性波导被配置成与图2的铰接在第二平面中的手术仪器一起使用；
图5A是图4A的柔性波导的侧视图；
图5B是图4A的柔性波导的俯视平面图；
图6A是细长主体的远端以及包含可旋转夹钳构件的末端执行器的侧视图，所述末端执行器被配置成与图1或2的处于第一旋转位置的手术仪器一起使用；
图6B是细长主体的远端以及图6A的处于第二旋转位置的末端执行器的侧视图；
图7A至7D是细长主体以及包含图6A的处于各种旋转和铰接定向的可旋转夹钳构件的末端执行器的侧面透视图；
图8是概念化的铰接部分的侧视图，所述铰接部分包含用于使铰接部分和柔性波导铰接的缆线系统，所述柔性波导展示为约束在表示支撑、枢轴和其它特征的测试夹具中并且被配置成与图1或2的手术仪器一起使用；
图9是另一铰接部分的侧视图，所述另一铰接部分被配置成与图1或2的具有多个弯曲区段的手术仪器的细长主体一起使用；
图10是概念化的铰接部分的侧视图，所述铰接部分包含展示为约束在表示支撑、枢轴和其它特征的测试夹具中的柔性波导，所述柔性波导被配置成与图1或2的手术仪器一起使用并且包含定位在柔性波导的铰接部分的相对侧的换能器；
图11是机器人手术系统的示意性图示，所述机器人手术系统被配置成根据本公开进行使用；
图12A是通过柱和孔附接结构固定在细长主体的内腔中的柔性波导的纵向横截面视图；
图12B是图12A的柔性波导的透视图；
图12C是形成于图12A的细长主体的内表面中的孔的纵向横截面视图；
图12D是图12A的处于铰接配置的细长主体和柔性波导的纵向横截面视图；
图13A是通过从柔性波导向外突出的环形套环而固定在细长主体的内腔中的柔性波导的纵向横截面视图；
图13B是图13A的柔性波导的透视图；
图13C是形成于细长主体的内表面中并且被配置成接收图13A的环形套环的凹口的纵向横截面视图；
图14A是通过从细长主体的内表面向内突出的环形套环而固定在细长主体的内腔中的柔性波导的纵向横截面视图；
图14B是包含凹口的柔性波导的透视图，所述凹口被配置成接收图14A的环形套环；
图14C是从图14A的细长主体的内表面突出的环形套环的纵向横截面视图；
图15A是通过可移式环形套环固定在细长主体的内腔中的柔性波导的纵向横截面视图；
图15B是图15A的省略了可移式环形套环的柔性波导的透视图；
图15C是可移式环形套环的纵向横截面视图，所述可移式环形套环围绕柔性波导而定位并且通过形成于图15A的细长主体的内表面中的凹口固定在内腔中；以及
图15D是图15C的凹口的纵向横截面视图。
具体实施方式
如本文所使用，术语“远侧”是指所描述的远离用户的部分，而术语“近侧”是指所描述的更靠近用户的部分。此外，在一致的程度上，本文详述的方面和特征中的任一者可以与本文详述的任何或所有其它方面和特征结合使用。
如本文所使用，术语平行和垂直被理解为包含基本平行和基本垂直的相对配置，其与真正的平行和真正的垂直相差约+10度或-10度。
可以在附图中示出和/或在本文中描述例如X轴方向、Y轴方向和Z轴方向之类的示范性轴线或方向。作为实例，X轴方向可以垂直于Y轴方向，并且Z轴方向可以正交于X轴方向和Y轴方向。
如本文所使用，“约”或“大致”或“基本”可包含所陈述值并且意谓在差的可接受范围内，对于特定值，如由所属领域的一般技术人员所确定，考虑相关测量和与特定数量的测量相关联的误差(例如，测量系统的局限性)。例如，“约”可意味着在一个或多个标准差内，或在所陈述值的±30％、20％、10％、5％内。
对本公开的示范性实施例的技术特征或方面的描述通常应被认为是可用的，并且可适用于本公开的另一示范性实施例中的其它类似特征或方面。因此，根据本公开的一个示范性实施例的本文所描述的技术特征可以适用于本公开的其它示范性实施例，且因此，在此可以省略重复的描述。
下文将更全面地描述本公开的示范性实施例(例如，参考附图)。在整个说明书以及图式中，相同附图标记可指代相同元件。
通常，在本文所描述的柔性波导(例如，柔性波导301、401、801、1001、1201、1301、1401和1501)中，超声波导在其铰接部分(例如，铰接部分310、410、430、810、1010、1210、1310、1410和1510)向下变得足够薄以具有弹性，但仍具有足够的材料以将超声波携载到仪器的尖端(例如，到末端执行器100、200以及600和700)。尽管柔性波导具有基本上圆柱形的形状，但是向下变薄的区段和具有弹性的区段可以至少部分地扁平以产生至少部分地扁平的圆柱形形状，例如，包含相对的平面表面。术语“扁平”涉及末端配置，而非实现柔性区段的方法。上述配置实现铰接超声手术仪器，其中超声换能器将在身体的“外部”并且超声波将通过波导中的弯曲部被携载到末端执行器。
除非另有指示，否则本文所描述的末端执行器100、200、600和700彼此基本相同。除非另有指示，否则本文所描述的柔性波导301、401、801、1001、1201、1301、1401和1501彼此基本相同。除非另有指示，否则本文所描述的铰接部分310、410、430、810、1010、1210、1310、1410和1510彼此基本相同。除非另有指示，否则本文所描述的夹钳构件101、201、601和701彼此基本相同。除非另有指示，否则本文所描述的刀片构件102、202、602和702彼此基本相同。除非另有指示，否则本文所描述的壳体12和212彼此基本相同。除非另有指示，否则本文所描述的手柄组合件132和232彼此基本相同。除非另有指示，否则本文所描述的稳定器351和851彼此基本相同。除非另有指示，否则本文所描述的稳定器352和852彼此基本相同。
大体上参考图1，展示了例示本公开的方面和特征的手术仪器(例如，内镜手术仪器)的实施例，大体由附图标记10标识。出于本文目的，大体上描述了手术仪器10。省略与本公开的理解无密切关系的手术仪器10的方面和特征，以免在不必要的细节上混淆本公开的方面和特征。
手术仪器10通常包含壳体12(限定手柄组合件132)、细长主体14和末端执行器100。手柄组合件132支撑电池组合件18以及换能器和发电机组合件(“TAG”)120，并且包含第一旋钮22、第二旋钮23、激活按钮24和夹持触发器26。
细长主体14限定与第一旋钮22连接的近端部分16以及支撑末端执行器100的远端部分18。末端执行器100包含超声刀片102和枢转夹钳101。在实施例中，超声刀片102是圆柱形的或另外包含一个或多个径向对称(或完全径向对称)，并且夹钳101被配置成围绕超声刀片102旋转以使得能够在多个(或无限多个)定向下夹持其间的组织。内腔15限定在细长主体14内。
手术仪器10的夹持触发器26可选择性地操纵以致动马达，其它动力驱动机构或手动驱动机构(例如齿轮、滑轮、张力缆线等)使夹钳101相对于超声刀片102枢转从而使末端执行器100在打开状态和夹持状态之间转换。
第一旋钮22可选择性地操纵以使细长主体14并且因此使末端执行器100相对于壳体12旋转。第二旋钮23可选择性地操纵以致动马达，其它动力驱动机构或手动驱动机构(例如齿轮、滑轮、张力缆线等)使夹钳构件101相对于超声刀片102旋转。作为第一和第二旋钮22、23的替代方案，可以提供其它合适的致动机构，例如拨动开关、操纵杆、按钮等。第三旋钮127可选择性地操纵以对铰接部分110进行铰接。
电池组合件18和TAG 120的发电机在激活激活按钮24时协作，以向TAG 120的换能器供电，以使得能够产生超声能量，所述超声能量被传输至末端执行器100的刀片102以用其治疗组织，例如，如下文所描述，以凝结、烧灼、熔合、密封、切割、干燥、电灼治疗或以其它方式治疗组织。电池组合件18和TAG 120各自可释放地固定到手柄组合件132，并且可以从其拆卸以有助于处置手柄组合件132，但电池组合件18和TAG 120除外。然而，预期手术仪器10的任何或所有部件被配置成一次性的单次使用式部件或可灭菌的多次使用式部件，和/或手术仪器10可连接到远程电源或发电机，而非具有此类机载部件。
特别参考图1、3、6A、6B和7A至7D，如上所述的手术仪器10包含壳体12和从其延伸的细长主体14。细长主体14在其中限定内腔15、近端部分16和支撑末端执行器100的远端部分18。细长主体14包含在近端部分16和远端部分18之间的至少一个铰接部分110。柔性波导(例如，图3的柔性波导301)延伸穿过内腔15并且包含铰接部分310。细长主体14的铰接部分110和柔性波导的铰接部分310沿着细长主体14定位在基本相同的位置，使得铰接部分110和铰接部分310可以彼此类似的方式进行铰接。细长主体14被配置成与延伸穿过内腔15的柔性波导310一致地进行旋转，并且夹钳构件101被配置成围绕刀片102旋转(另请参见例如图6A和6B的夹钳构件601和刀片602)。因此，手术仪器10可以通过旋转细长主体14、对铰接部分110和310的铰接，以及使夹钳构件101围绕刀片102旋转的组合来实现末端执行器100的任何期望的方向定向(另请参见例如图7A至7D的细长主体714、铰接部分730、夹钳构件701和刀片702)。这可以通过沿细长主体14的单个铰接区域或通过多个铰接区域来实现。
参考图1和3，柔性波导301延伸穿过细长主体14的内腔15。柔性波导301的近端部分302与超声发电机120连接。柔性波导301的远端部分303与末端执行器100的刀片102连接，例如与所述刀片附接、一体形成等。柔性波导301限定铰接部分310，所述铰接部分具有比柔性波导301的其它部分窄的尺寸，例如宽度。以此方式，铰接部分310是柔性的，而波导301的其余部分是基本非柔性的(例如，未被配置成在使用期间显著弯曲)。近端部分302可限定用于与超声发电机120连接的螺纹末端380，并且远端部分303可限定刀片102。
包含细长主体14的铰接部分110的铰接部分和波导301的铰接部分310可实现相对于由柔性波导301的变薄部分(铰接部分310)限定的单个平面进行铰接。如上所述，刀片102是圆柱形的或者另外限定一个或多个径向对称，并且可旋转夹钳101可围绕刀片102旋转。刀片102可具有弯曲或部分弯曲的配置(例如，参见图3)或基本笔直的配置(例如，参见图6B)。通过使刀片102为圆柱形或另外限定一个或多个径向对称，这允许在刀片的多个点处或在刀片外表面上的任何点处将夹钳101夹持在刀片102上，同时实现相同的组织效果。柔性波导301沿其大部分长度是基本圆柱形的，并且进一步包含具有扁平圆柱形形状的铰接部分310。由于圆柱形波导，夹钳101可以围绕刀片102旋转，而刀片102是固定的。
参考图2、4A、4B、5A和5B，除了具有第一铰接部分210和第二铰接部分230之外，手术仪器20与手术仪器10基本相同。每个铰接部分210和230可以围绕单个但彼此不同的平面实现某种程度的平缓弯曲(例如，从约1度至约45度)。手术仪器20通常包含壳体212(限定手柄组合件232)、限定近端部分216和远端部分218并且在其中限定内腔215的细长主体214，以及末端执行器200。末端执行器200包含超声刀片202和可相对于超声刀片202枢转的夹钳201，并且其可被配置成围绕超声刀片202旋转。手柄组合件232支撑电池组合件218以及换能器和发电机组合件(“TAG”)220，并且包含第一旋钮222、第二旋钮223、激活按钮224、夹持触发器226、第三旋钮227和第四旋钮228。
柔性波导401包含延伸穿过细长主体214的内腔215的第一铰接部分410和第二铰接部分430。细长主体214的第一铰接部分210和柔性波导401的第一铰接部分410沿着细长主体214定位在彼此基本相同的位置，使得第一铰接部分210和第一铰接部分410可以彼此类似的方式进行铰接。细长主体214的第二铰接部分230和柔性波导401的第二铰接部分430沿着细长主体214定位在彼此基本相同的位置，使得第二铰接部分230和第二铰接部分430可以彼此类似的方式进行铰接，例如，在不同于第一部分210、410的铰接平面的第二平面中。替代地，第二平面可以与第一平面基本相同(例如，第一和第二平面可以各自沿着图4A、4B、5A和5B的Y轴方向)。例如，第一平面可以沿着图4A、4B、5A和5B的Y轴方向，并且第二平面可以沿着图4A、4B、5A和5B的Z轴方向。因此，细长构件214和延伸穿过其的柔性波导401可以围绕两个不同的方向铰接，以实现末端执行器200的期望方向定向和/或以实现细长构件214的各个段的期望放置。
特别参考图5A和5B，因为柔性波导401的铰接部分410、430形成为具有扁平的形状，所以柔性波导401的铰接部分430的变薄可能仅围绕单个平面(例如，如图5A中的侧视图)可见，而柔性波导401的铰接部分410的变薄可能仅围绕不同的单个平面(例如，如图5B中的平面视图)可见。
特别参考图8，可以采用包含第一缆线871和第二缆线872的缆线系统来铰接柔性波导801的铰接部分810。虽然可以采用两个缆线，但是也可以采用线轴上的单个缆线，或者也可以使用多于两个缆线。缆线871、872可在内腔(例如，本文所描述的内腔15或215(分别在图1和2中))内的柔性波导801旁边布线。通过拉紧一个缆线871、872并放松另一缆线871、872，促使铰接部分810在拉紧的缆线的方向上铰接。替代地，可以通过使用镍钛诺或其它材料的细线来实现对柔性波导801的铰接部分810进行铰接，以推动和拉紧用于弯曲致动的细长部分的内管。细线可以固定在套管或通道中，以允许推动而无需屈曲。所描述的内腔用于容纳柔性波导801，而本文所描述的缆线系统等采用容纳在单独内腔或通道内的缆线或类似设备以保持与柔性波导801的分离。
特别参考图3和8，可以采用稳定器351、851和352、852来辅助柔性波导301、801的受控铰接。稳定器351、851在柔性波导301、801的铰接部分310、810的近侧和远侧的位置处固定到柔性波导301、801。稳定器351、851和352、852可以固定到本文所描述的细长构件的内表面。因此，抑制了柔性波导301、801的近侧/远侧运动。将柔性波导301、801保持/稳定在这些位置会允许形成铰接的逐渐弯曲，而不会在柔性波导301、801中引起加热/摩擦点或引起不必要的噪声。虽然图3和8在概念上示出了包含保持/稳定柔性波导301、801的稳定器351、851的细长主体，但是所属领域技术人员将容易理解，这种稳定器在实践中将如何结合到细长主体14中(图1)，用于在其中保持/稳定柔性波导301、801。下面参考图12A至15D描述用于柔性波导301、801的额外稳定结构。
特别参考图6A、6B和9，细长主体614、914的铰接部分630、910可包含多个弯曲区段681、981，以控制铰接部分630、910的铰接程度。弯曲区段681、981允许通过仅允许每区段一定量的弯曲来实现平缓弯曲。作为实例，每个弯曲区段681、981可以允许约5度的弯曲，因此使用9个弯曲区段681、981允许共约45度的弯曲。弯曲区段681、981可借助于销钉接头或铰链或局部切口仅允许在一个平面中弯曲，或者可被配置成在多个平面中弯曲。
大体上再次参考图2和4A、4B、5A和5B，手术仪器20包含壳体212，所述壳体具有从其向远侧延伸的细长主体214。细长主体214限定第一铰接部分210和第一铰接部分210远侧的第二铰接部分230。细长主体214在其中限定内腔215。末端执行器200支撑在细长主体214的远端部分218处。超声换能器和发电机组合件220支撑在壳体212上。柔性波导401在细长主体214的内腔215内延伸。柔性波导401的近端部分480与超声发电机220连接。柔性波导401的远端部分490与末端执行器200的刀片202连接(附接、一体形成等)。柔性波导401限定第一铰接部分410，所述第一铰接部分具有比柔性波导401的其它部分的宽度窄的尺寸，例如宽度。柔性波导401限定第二铰接部分430，所述第二铰接部分被配置成在与第一铰接部分410的铰接方向(例如，围绕图4A的Y轴方向)不同的方向(围绕图4B的Z轴方向)上铰接。第二铰接部分430具有与柔性波导401的其它部分的高度不同的更窄的尺寸(与第一铰接部分410相比)，例如变窄的高度。
末端执行器200包含超声刀片202和夹钳201，所述超声刀片可为圆柱形的或另外限定一个或多个径向对称，所述夹钳可以被配置成围绕所述超声刀片202旋转。超声刀片202和夹钳201被配置成在夹钳201的夹持位置中捕获并治疗其间的组织。替代地或另外，超声刀片202可用于治疗与其紧密相邻的未夹持的组织。细长主体214被配置成旋转(例如，参见图6A和6B的细长主体614)以实现末端执行器200的不同方向定向。
第一旋钮222被配置成旋转细长主体214(例如，使细长主体214的靠近第一铰接部分210的部分旋转)。在提供这种旋转的实施例中，第二旋钮223被配置成使夹钳201围绕超声刀片202旋转。第三旋钮227被配置成铰接细长主体214的第一铰接部分210以及因此铰接波导410的第一铰接部分。第四旋钮228被配置成铰接细长主体214的第二铰接部分230以及因此铰接柔性波导的第二铰接部分430。
参考图10，第一换能器1050和第二换能器1060定位在柔性波导1001的铰接部分1010的相对侧，例如在近侧和远侧。第一换能器1050和第二换能器1060放大通过柔性波导1001的铰接部分1010(例如，具有比柔性波导1001的其它部分的宽度窄的宽度的部分)传输的超声波。例如，当波继续沿波导向下(即，补偿由铰接部分1010导致的任何能量损失)时，在铰接部分1010的远侧的第二换能器1060放大超声能量。在实施例中，仅提供了在铰接部分1010的远侧的换能器，例如第二换能器1060。类似的换能器可以位于柔性波导的每个铰接部分的相对侧(或仅在远侧上)处，所述柔性波导沿其长度具有多个铰接部分。
本文所公开的各种实施例还可被配置成与机器人手术系统和通常被称作“遥控手术”的技术一起工作。此类系统采用各种机器人元件来辅助外科医生并且允许手术仪器的远程操作(或部分远程操作)。出于此目的，可采用各种机器人臂、齿轮、凸轮、滑轮、电动和机械马达等并且可将其设计成具有机器人手术系统以在手术或治疗的过程期间辅助外科医生。此类机器人系统可以包含远程可操纵系统、自动柔性手术系统、远程柔性手术系统、远程关节运动式手术系统、无线手术系统、模块化或可选择性配置的远程操作手术系统等。
机器人手术系统可与紧接于手术室或位于远程位置的一个或多个控制台一起采用。在此例子中，一个外科医生或护士团队可使患者做好手术准备，并用本文中所公开的仪器中的一个或多个配置机器人手术系统，而另一外科医生(或一组外科医生)经由机器人手术系统远程地控制所述仪器。如可了解，高度熟练的外科医生可在多个位置执行多个操作而不离开他/她的远程控制台，这在经济上有利，且对于患者或一系列患者也是有益的。
手术系统的机器人臂通常通过控制器联接到一对主手柄。外科医生可以移动手柄以使任何类型的手术仪器(例如，末端执行器、抓握器、刀、剪刀等)的工作端产生对应的移动，这可以补充本文所描述的实施例中的一个或多个实施例的使用。可以按比例调整主手柄的移动使得工作端具有与由外科医生的操作手执行的移动不同、更小或更大的对应移动。比例因子或齿轮传动比可以是可调整的，使得操作者可以控制一个或多个手术仪器的工作端的分辨率。
主手柄可以包含各种传感器，以向外科医生提供与各种组织参数或条件有关的反馈，例如，由于操纵、切割或其它治疗导致的组织阻力；仪器对组织的压力；组织温度；组织阻抗等。如可了解，这种传感器为外科医生提供了模拟实际操作条件的增强的触觉反馈。主手柄还可包含多种不同的致动器，以用于精细组织的操纵或治疗，从而进一步提高外科医生模拟实际操作情况的能力。
图11示出医疗工作台，其大体上展示为工作台1000，并且大体上可以包含多个机器人臂1002、1003；控制装置1004；以及与控制装置1004联接的操作控制台1005。操作控制台1005可包含可被特定设定成显示三维图像的显示装置1006；和手动输入装置1007、1008，例如外科医生的人员(未示出)借助于所述手动输入装置可能够以第一操作模式远距离操控机器人臂1002、1003。
根据本文中所公开的若干实施例中的任一个，机器人臂1002、1003中的每一个可以包含通过接合件连接的多个构件和例如支撑末端执行器1100的手术工具“ST”可以附接到的附接装置1009、1011，如下文将更详细地描述。在实施例中，末端执行器1100可包含例如其中详细描述的实施例中的任一个的细长主体(或其部分)和末端执行器；因此，机器人臂1003(连同控制装置1004、操作控制台1005和/或手动输入装置1007、1008的相关部分)功能是超声手术仪器的壳体12、212(分别在图1和2)。
机器人臂1002、1003可以由连接到控制装置1004的电动驱动器(未示出)驱动。可以安置控制装置1004(例如，计算机)来激活驱动器，具体是通过计算机程序来激活驱动器，使得机器人臂1002、1003，其附接装置1009、1011以及因此手术工具(包含末端执行器1100)根据由手动输入装置1007、1008定义的移动执行所需移动。也可以以这样的方式安置控制装置1004：其调节机器人臂1002、1003和/或驱动器的移动。
医疗工作台1000可以被配置成用于躺在患者台1012上的待通过末端执行器1100以微创方式治疗的患者1013。医疗工作台1000也可以包含多于两个机器人臂1002、1003，另外的机器人臂同样地连接到控制装置1004并且可通过操作控制台1005远程操控。医疗仪器或手术工具(包含末端执行器1100)也可以附接到另外的机器人臂。医疗工作台1000可包含数据库1014，确切地说，与控制装置1004联接的数据库，在所述数据库中存储例如来自患者/活体1013和/或身体结构数据集的术前数据。
特别参考图12A至12D，描述了用于柔性波导1201的支撑系统1200。柔性波导1201包含从柔性波导1201延伸的多个突出柱1251、1252、1253、1254。突出柱1251和1252的形状和尺寸被设计成分别接收在对应的凹口1261和1262中。类似地，突出柱1253和1254分别接收在对应的凹口1263和1264中。凹口1261和1262形成于细长构件1214的内表面1265中，并且被配置成分别在其中接收突出柱1253和1254，以将柔性波导1201固定在细长构件1214的内腔1215内。多个突出柱1251、1252、1253、1254中的一些定位在铰接部分1210的近侧，并且多个突出柱1251、1252、1253、1254中的其它定位在铰接部分1210的远侧，以允许铰接部分1210在内腔1215内的铰接，并且以防止铰接部分1210与细长构件1214的内表面1265之间接触(例如，参见图12D)。
特别参考图13A至13C，描述了用于柔性波导1301的支撑系统1300。柔性波导1301包含从柔性波导1301周向突出的第一环形套环1351和第二环形套环1352。第一环形套环1351和第二环形套环1352的形状和尺寸被设计成分别接收在对应的凹口1361、1362中。凹口1361和1362周向形成于细长构件1314的内表面1363中，并且被配置成分别在其中接收环形套环1351和1352，以将柔性波导1301固定在细长构件1314的内腔1315内。环形套环1351、1352和凹口1361、1362分别定位在铰接部分1310的近侧和远侧，以允许铰接部分1310在内腔1315内铰接，并且以防止铰接部分1310与细长构件1314的内表面1363之间接触。
特别参考图14A至14C，描述了用于柔性波导1401的支撑系统1400。柔性波导1401包含周向形成于柔性波导1401的外表面1464中的第一凹口1461和第二凹口1462。第一凹口1461和第二凹口1462的形状和尺寸被设计成分别接收环形套环1451和1452。环形套环1451和1452从细长构件1414的内表面1463周向突出，并且被配置成分别接收在第一凹口1461和第二凹口1462中，以将柔性波导1401固定在细长构件1414的内腔1415内。环形套环1451、1452和凹口1461、1462分别定位在铰接部分1410的近侧和远侧，以允许铰接部分1410在内腔1415内铰接，并且以防止铰接部分1410与细长构件1414的内表面1463之间接触。
特别参考图15A至15D，描述了用于柔性波导1501的支撑系统1500。可移式环形套环1551和1552围绕柔性波导1501而定位。可移式环形套环1551和1552可以各自由塑料或硅酮形成或者包含塑料或硅酮。可移式环形套环1551和1552可允许在细长构件1514的内腔1515内进行一定程度的纵向运动，以防止柔性波导1501受到应力。可移式环形套环1551和1552分别定位在铰接部分1510的近侧和远侧，以允许铰接部分1510在内腔1515内铰接，并且以防止铰接部分1510与细长构件1514的内表面1563之间接触。
内腔1515可以包含周向形成于内腔1515的内表面1563中的第一凹口1561和第二凹口1562。第一凹口1561和第二凹口1562的形状和尺寸被设计成分别接收可移式环形套环1551和1552。
从前文中并且参考各种图式，所属领域的技术人员将了解也可以在不脱离本公开范围的情况下对其作出某些修改。虽然已经在图中展示了本公开的若干实施例，但并不希望将本公开限于此，因为希望使本公开与所属领域所允许的范围一样广泛并且应以同样的方式阅读本说明书。因此，上文的描述不应解释为限制性的，而仅仅是作为具体实施例的例证。所属领域的技术人员将设想在本文所附的权利要求书的范围和精神内的其它修改。

Claims (25)

1.一种手术仪器，其包括：
壳体，其具有从其向远侧延伸的细长主体，所述细长主体限定第一铰接部分和第二铰接部分，并且所述细长主体在其中限定内腔；
末端执行器，其支撑在所述细长主体的远端部分处；以及
柔性波导，其延伸穿过所述细长主体的所述内腔，所述柔性波导的近端部分被配置成连接到超声换能器，并且所述柔性波导的远端部分被配置成与所述末端执行器连接，
所述柔性波导限定第一铰接部分，所述第一铰接部分的厚度比所述柔性波导的其它部分的厚度窄，并且所述柔性波导限定第二铰接部分，所述第二铰接部分的厚度比所述柔性波导的其它部分的厚度窄。
2.根据权利要求1所述的手术仪器，其中所述柔性波导的所述第一铰接部分被配置成以第一定向铰接，并且其中所述柔性波导的所述第二铰接部分被配置成以第二定向铰接。
3.根据权利要求1所述的手术仪器，其中所述柔性波导的所述第一铰接部分和所述柔性波导的所述第二铰接部分被配置成以彼此相同的定向进行铰接。
4.根据权利要求1所述的手术仪器，其中所述末端执行器包含超声刀片和被配置成围绕所述超声刀片旋转的夹钳，所述超声刀片和所述夹钳被配置成在所述夹钳相对于所述超声刀片的多个旋转定向上捕获并治疗其间的组织。
5.根据权利要求4所述的手术仪器，其中所述细长主体被配置成旋转以实现所述末端执行器的不同方向定向。
6.根据权利要求5所述的手术仪器，其中独立的控件被配置成：使所述细长主体旋转；使所述夹钳围绕所述超声刀片旋转；铰接所述细长主体的所述第一铰接部分并且因此铰接所述柔性波导的所述第一铰接部分；以及铰接所述细长主体的所述第二铰接部分并且因此铰接所述柔性波导的所述第二铰接部分。
7.根据权利要求1所述的手术仪器，其进一步包含位于所述柔性波导的所述第一铰接部分的相对侧的第一换能器和第二换能器，所述第一换能器或第二换能器中的至少一个被配置成将传输通过所述柔性波导的所述第一铰接部分的超声波放大。
8.一种手术仪器，其包括：
壳体，其具有从其向远侧延伸的细长主体，所述细长主体限定第一铰接部分和第二铰接部分，并且所述细长主体在其中限定内腔；
末端执行器，其支撑在所述细长主体的远端部分处；以及
柔性波导，其延伸穿过所述细长主体的所述内腔，所述柔性波导的近端部分被配置成连接到超声换能器，并且所述柔性波导的远端部分被配置成与所述末端执行器连接，
所述柔性波导限定第一铰接部分，所述第一铰接部分的第一尺寸比所述柔性波导的其它部分的第一尺寸窄，并且所述柔性波导限定第二铰接部分，所述第二铰接部分的第二尺寸比所述柔性波导的其它部分的第二尺寸窄。
9.根据权利要求8所述的手术仪器，其中所述柔性波导的所述第一铰接部分被配置成以第一定向铰接，并且其中所述柔性波导的所述第二铰接部分被配置成以第二定向铰接。
10.根据权利要求8所述的手术仪器，其中所述柔性波导的所述第一铰接部分和第二铰接部分中的每一个被配置成从约1度至约45度进行铰接。
11.根据权利要求8所述的手术仪器，其中所述末端执行器包含超声刀片和被配置成围绕所述超声刀片旋转的夹钳，所述超声刀片和所述夹钳被配置成在所述夹钳相对于所述超声刀片的多个旋转定向上捕获并治疗其间的组织。
12.根据权利要求11所述的手术仪器，其中所述细长主体被配置成旋转。
13.根据权利要求12所述的手术仪器，其中独立的控件被配置成：使所述细长主体旋转；使所述夹钳围绕所述超声刀片旋转；铰接所述细长主体的所述第一铰接部分并且因此铰接所述柔性波导的所述第一铰接部分；以及铰接所述细长主体的所述第二铰接部分并且因此铰接所述柔性波导的所述第二铰接部分。
14.根据权利要求8所述的手术仪器，其进一步包含：位于所述柔性波导的所述第一铰接部分的相对侧的第一换能器和第二换能器，所述第一换能器或第二换能器中的至少一个被配置成将传输通过所述柔性波导的所述第一铰接部分的超声波放大；以及位于所述柔性波导的所述第二铰接部分的相对侧的第三换能器和第四换能器，所述第三换能器或第四换能器中的至少一个被配置成将传输通过所述柔性波导的所述第二铰接部分的超声波放大。
15.一种手术仪器的末端执行器，其包括：
细长主体，其限定第一铰接部分和第二铰接部分，所述细长主体在其中限定内腔，并且所述细长主体在其远端部分处支撑末端执行器；以及
柔性波导，其延伸穿过所述内腔，
所述柔性波导限定第一铰接部分，所述第一铰接部分的第一尺寸比所述柔性波导的其它部分的第一尺寸窄，并且所述柔性波导限定第二铰接部分，所述第二铰接部分的第二尺寸比所述柔性波导的其它部分的第二尺寸窄。
16.根据权利要求15所述的末端执行器，其中所述柔性波导的所述第一铰接部分被配置成以第一定向铰接，并且其中所述柔性波导的所述第二铰接部分被配置成以第二定向铰接。
17.根据权利要求16所述的末端执行器，其中所述柔性波导的所述第一铰接部分和第二铰接部分中的每一个被配置成从约1度至约45度进行铰接。
18.根据权利要求15所述的末端执行器，其中所述末端执行器包含超声刀片和被配置成围绕所述超声刀片旋转的夹钳，所述超声刀片和所述夹钳被配置成在所述夹钳相对于所述超声刀片的多个旋转定向上捕获并治疗其间的组织。
19.根据权利要求18所述的末端执行器，其中所述细长主体被配置成旋转。
20.根据权利要求15所述的末端执行器，其进一步包含位于所述柔性波导的所述第一铰接部分的相对侧的第一换能器和第二换能器，所述第一或第二换能器被配置成将传输通过所述柔性波导的所述第一铰接部分的超声波放大。
21.一种机器人手术系统，其包括：
控制装置和机器人臂；
细长主体，其限定第一铰接部分和第二铰接部分，所述细长主体在其中限定内腔，并且所述细长主体在其远端部分处支撑末端执行器，其中所述机器人臂被配置成控制所述细长主体和所述末端执行器；以及
柔性波导，其延伸穿过所述内腔，
所述柔性波导限定第一铰接部分，所述第一铰接部分的厚度比所述柔性波导的其它部分的厚度窄，并且所述柔性波导限定第二铰接部分，所述第二铰接部分的厚度比所述柔性波导的其它部分的厚度窄。
22.根据权利要求21所述的机器人手术系统，其中所述柔性波导的所述第一铰接部分被配置成以第一定向铰接，并且其中所述柔性波导的所述第二铰接部分被配置成以第二定向铰接。
23.根据权利要求22所述的机器人手术系统，其中所述第一定向不同于所述第二定向。
24.一种手术仪器，其包括：
壳体，其具有从其向远侧延伸的细长主体，所述细长主体限定铰接部分，并且所述细长主体在其中限定内腔；
末端执行器，其支撑在所述细长主体的远端部分处；以及
柔性波导，其延伸穿过所述细长主体的所述内腔，所述柔性波导的近端部分被配置成连接到超声换能器，并且所述柔性波导的远端部分被配置成与所述末端执行器连接，
所述柔性波导限定铰接部分，所述铰接部分的宽度比所述柔性波导的其它部分的宽度窄。
25.根据权利要求24所述的手术仪器，其中所述细长主体被配置成旋转以实现所述末端执行器的不同方向定向。
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