CN114650775A - 用于通过机器人臂进行的组织切除的外科手术探针 - Google Patents

Abstract

能量源联接至安装在机器人臂上的探针，并且处理器配置有释放能量以与机器人臂和探针的运动相协调地切除组织的指令。可以根据定义的组织切除体积来切除组织，定义的组织切除体积可以基于患者的图像来确定。探针可以通过机器人臂的远端的运动和根据治疗计划切除的组织而运动到多个位置。机器人臂的远端可以被配置成运动到多个位置和取向，以提供探针尖端和能量源的适当位置和取向。处理器可以被配置有使探针在某一位置处枢转以减少组织在枢转点附近运动的指令，该位置例如是患者的内部位置。

Description

用于通过机器人臂进行的组织切除的外科手术探针

相关申请

本申请要求2020年7月27日提交的美国专利申请第16/939,972号的优先权，该美国专利申请依据35 U.S.C.§119(e)要求2019年11月11日提交的、题为“Surgical Probesfor Tissue Resection with Robotic Arms(用于通过机器人臂进行的组织切除的外科手术探针)”的美国临时专利申请第62/933,721号的权益，这些专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

背景

用于切除组织的现有方法和设备在至少一些方面可能不太理想。尽管机器人臂已经用于外科手术，但在至少一些情况下，联接至机器人臂的现有外科手术器械可能不太理想。例如，在至少一些情况下，至少一些联接至机器人臂的现有外科手术器械可能非选择性地切除组织。此外，现有外科手术器械可能更复杂，因此在放置在机器人臂上时不够理想。

尽管现有的机器人臂已经用于在操作者通过控制器使机器人臂上的外科手术器械运动的情况下执行外科手术，但至少一些现有的方法在使用成像和图像引导将探针引导到目标部位以切除组织方面不太理想。

鉴于上述问题，用于改进的组织切除的改进的系统、方法和设备将是有益的。

概述

本发明公开的系统、方法和设备可以用于提供改进的外科手术。在一些实施例中，能量源联接至安装在机器人臂上的探针，并且处理器配置有释放能量从而与机器人臂和探针的运动相协调地选择性地切除组织的指令。可以根据定义的组织切除体积来切除组织，定义的组织切除体积可以基于患者的图像来确定。探针可以通过机器人臂的远端的运动和根据治疗计划切除的组织而运动到多个位置。机器人臂的远端可以被配置成运动到多个位置和取向，以提供探针尖端和能量源的适当位置和取向。在一些实施例中，处理器被配置有使探针在某一位置处枢转以减少枢转点附近的组织运动的指令，并且枢转位置可以包括患者的内部位置。在一些实施例中，治疗探针的能量源被配置成旋转，同时机器人臂的远端保持在固定的位置和取向。可替代地，机器人臂可以被配置成旋转，以便使能量源围绕治疗探针的延长轴线旋转。

在一些实施例中，联接至机器人臂的远端的探针包括冲洗管腔和抽吸管腔、内窥镜和能量源。冲洗管腔和抽吸管腔可以用于在组织要去除的位置处提供有益的环境。在一些实施例中，诸如杯形物的罩包括用于接收治疗探针的孔，并且罩包括用于容纳由抽吸管腔提供的流体的阻隔材料。

通过引用并入

在本文中引用和提到的所有专利、申请和出版物通过引用以其整体由此并入，而且即使在本申请的其他地方引用，也应被视为通过引用完全并入。

附图简述

通过参考下面阐述说明性实施例的详细描述及附图，将获得对本公开的特征、优点和原理的更好理解：

图1示出了根据一些实施例的用于在患者中执行组织切除的系统的前视图；

图2示意性地示出了根据一些实施例的用于在患者中执行组织切除的系统；

图3A和图3B示出了根据一些实施例的用于支撑一个或更多个机器人臂的公共基座或支座的透视图；

图4A和图4B分别示出了根据一些实施例的用于在患者中执行组织切除的系统的透视图和侧视图，该系统包括移动基座；

图5A示出了根据一些实施例的联接至机器人臂的治疗探针，其中机器人臂的远端被配置成使治疗探针的近端以6个自由度运动；

图5B示出了根据一些实施例的如图5A所示的联接至机器人臂的治疗探针，其中治疗探针的远端部分包括可偏转的尖端；

图5C示出了根据一些实施例的围绕某一位置枢转的探针；

图6示出了根据一些实施例的联接至机器人臂的远端的治疗探针，其中治疗探针包括冲洗、抽吸、机器人能量源或相机中的一种或更多种；

图7A示出了根据一些实施例的组织切除轮廓；

图7B示出了根据一些实施例的将组织从肿瘤去除的组织切除轮廓；

图7C示出了根据一些实施例的将组织从肿瘤去除的肿瘤周围的三维组织切除轮廓；

图7D示出了根据一些实施例的将组织从肿瘤去除的锥形组织切除轮廓；

图8示出了根据一些实施例的治疗探针，该治疗探针包括联接至图5中的机器人臂的远端的旋转式能量源；

图9至图12B示出了根据一些实施例的用水射流进行组织切除的方法；

图13示出了根据一些实施例的对于通过三维体积成像进行三维组织去除，从器官选择性组织切除和去除不希望的组织；

图14示出了根据一些实施例的显示在显示器上的肝脏的肝右静脉和肝中静脉的图像，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除；

图15示出了根据一些实施例的显示在显示器上的肝脏血管瘤的图像，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除；

图16示出了根据一些实施例的显示在显示器上的肝癌肿瘤的图像，以用于通过三维体积成像将三维组织从肿瘤去除；

图17示出了根据一些实施例的显示在显示器上的用于去除的肝硬化肝组织，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除；

图18示出了根据一些实施例的显示在显示器上的肝组织的CT扫描，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除；以及

图19A、图19B、图19C和图19D示出了根据一些实施例的显示在显示器上的肝脏的MRI，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除。

详细描述

下面的详细描述提供了对根据本文公开的实施例在本公开中描述的本发明的特征和优点的更好理解。尽管详细描述包括许多特定实施例，但这些仅作为示例提供，并且不应被解释为限制本文公开的本发明的范围。

本公开的实施例提供了用于执行组织切除(例如前列腺组织切除)的改进的方法和设备。本文公开的方法和设备非常适合于多种类型的外科手术，并且可以并入多种现有的系统和方法中。虽然本公开的一些实施例针对前列腺的经尿道治疗，但本公开的一些方面也可以用于治疗和改变其他组织和相关器官。这些其他组织和相关器官包括但不限于脑、心、肺、肠、眼、皮肤、肾、肝、胰、胃、子宫、卵巢、睾丸、膀胱、耳、鼻、口、软组织(例如骨髓)、脂肪组织、肌肉、腺和粘膜组织、脊髓和神经组织、软骨、硬生物组织(例如牙齿、骨骼)以及体腔和通道(例如鼻窦、输尿管、结肠、食道、肺通道、血管和咽喉)。本文公开的装置可以穿过已有的体腔插入，或者穿过在身体组织中形成的开口插入。

本发明公开的方法和设备非常适合于用能量源治疗多种类型的组织。这些组织例如可以包括：软组织，例如腺组织或包膜组织(capsular tissue)，或硬组织，例如骨骼或阻塞物(例如肾结石)。能量源可以包括激光束、水射流、电极、超声、高强度聚焦超声、机械振动、射频(RF)能量、超声换能器、微波能、空化能(例如空化水射流或超声空化)、辐射(例如来自放射性同位素的电离辐射)、或来自电离电极的离子能或来自等离子体电极的等离子体能中的一种或更多种。本发明公开的方法和设备非常适合于执行碎石术，以破碎例如肾结石。本发明公开的方法和设备非常适合于用辐射(例如治疗探针上的放射性同位素)进行治疗。辐射治疗可以在探针上提供并且与探针一起移除，或者从治疗探针植入，例如用于癌症的治疗。

在一些实施例中，图像引导治疗系统包括治疗探针和成像探针。成像探针可以被配置成在治疗探针执行目标组织的切除时提供目标部位的图像。治疗探针和成像探针可以在一个或更多个计算装置的控制下各自联接至机器人臂，以便能够使得臂中的一个或两个臂进行更精确地受控的运动，并且提高使用治疗系统治疗的安全性和效率。

图1示出了用于对患者执行组织切除的系统400的示例性实施例。系统400可以包括治疗探针450和成像探针460。治疗探针450可以联接至第一臂442，并且成像探针460联接至第二臂444。第一臂442和第二臂444中的一个或两个可以包括机器人臂，这些机器人臂的运动可以由与臂可操作地联接的一个或更多个计算装置控制。治疗探针450可以包括用于从患者内的目标部位去除目标组织的装置。治疗探针450可以被配置成从治疗探针450向目标组织输送足以去除目标组织的能量。例如，治疗探针450可以包括电外科消融装置、激光消融装置、经尿道针消融装置、水射流消融装置、超声消融换能器或其任何组合。成像探针460可以被配置成从成像探针460向目标组织输送足以对目标组织成像的能量。成像探针460可以包括例如超声探针、磁共振探针、内窥镜或荧光透视探针。第一臂442和第二臂444可以被配置成可独立调节、可根据固定关系调节、可根据用户选择的关系调节、可独立锁定、或可同时锁定、或其任何组合。第一臂442和第二臂444可以具有多个自由度，例如六个自由度，以分别操纵治疗探针450和成像探针460。治疗系统400可以用于执行患者器官(例如患者的前列腺)中的组织切除。患者可以被定位在患者支撑件449上，例如床、桌、椅或平台。治疗探针450可以沿着与治疗探针的延长轴线451重合的进入轴线插入到患者的目标部位中。例如，治疗探针450可以被配置用于插入到患者的尿道中，以便将治疗探针的能量输送区域定位在患者的前列腺内。成像探针460可以沿着与成像探针的延长轴线461重合的进入轴线插入到患者的目标部位处或邻近患者的目标部位的部位处。例如，成像探针460可以包括经直肠超声(TRUS)探针，其被配置用于插入到患者的直肠中以观察患者的前列腺和周围组织。如图1所示，第一臂442和第二臂444可以被覆盖在无菌帘布中，以提供无菌操作环境，保持机器人臂清洁，并且降低损坏机器人臂的风险。关于适合与本文公开的实施例结合的系统400的各种部件的进一步细节可以在美国专利第7,882,841号、美国专利第8,814,921号、美国专利第9,364,251号和PCT公开第WO2013/130895号中找到，其全部公开通过引用并入本文。

图2示意性地示出了用于对患者执行组织切除的系统400的示例性实施例。系统400包括治疗探针450，并且任选地包括成像探针460。治疗探针450联接至控制台420和连杆430。连杆430可以包括机器人臂442的一个或更多个部件。成像探针460联接至成像控制台490。例如，成像探针可以联接至第二机器人臂444。患者治疗探针450和成像探针460可以联接至公共基座440。利用患者支撑件449支撑患者。治疗探针450通过第一臂442联接至基座440。成像探针460通过第二臂444联接至基座440。第一臂442和第二臂444中的一个或两个可以包括机器人臂，这些机器人臂的运动可以由与臂可操作地联接的一个或更多个计算装置控制，如在本文中进一步详细描述的。

尽管参考的是公共基座，但机器人臂可以联接至床导轨、控制台或用来支撑机器人臂的基座的任何合适的支撑结构。

在一些实施例中，系统400包括联接至处理器423的用户输入装置496，以使用户操纵机器人臂上的外科手术器械。在一些实施例中，用户输入装置包括控制器，以通过响应于用户输入装置的机械运动的运动而使治疗探针或成像探针的末端运动。探针的末端可以显示在显示器425上，并且用户可以操纵探针的末端。例如，用户输入装置可以包括6个自由度的输入控制器，其中用户能够使输入装置以6个自由度运动，并且使得探针的远端响应于控制器的运动而运动。在一些实施例中，6个自由度包括三个平移自由度和三个旋转自由度。例如，处理器可以被配置有用于探针控制以在利用能量源进行自动的图像引导治疗和通过用户输入装置的用户运动利用能量源进行治疗之间切换的指令。

患者被放置在患者支撑件449上，使得治疗探针450和超声探针460可以被插入到患者体内。患者例如可以以许多体位中的一种或更多种体位放置，例如俯卧、仰卧、直立或斜躺。在一些实施例中，患者被放置成截石体位，并且例如可以使用箍带(stirrup)。在一些实施例中，治疗探针450在患者的第一侧沿第一方向插入到患者体内，而成像探针在患者的第二侧沿第二方向插入到患者体内。例如，治疗探针可以从患者的前侧插入到患者的尿道中，而成像探针可以从患者的后侧经直肠插入到患者的肠中。治疗探针和成像探针可以被放置在患者体内，其中尿道组织、尿道壁组织、前列腺组织、肠组织或肠壁组织中的一个或更多个在其间延伸。

治疗探针450和成像探针460可以以多种方式中的一种或更多种方式插入到患者体内。在插入期间，第一臂和第二臂中的每个臂都可以包括基本上未锁定的配置，使得治疗探针或成像探针可以以期望的方式旋转和平移，以便将探针插入到患者体内。当探针已被插入到期望位置时，臂可以被锁定。在锁定配置中，探针例如可以以多种方式中的一种或更多种方式相对于彼此定向，例如平行、歪斜、水平、倾斜或非平行。如本文所描述的，通过角度传感器来确定探针的取向可以是有用的，以便将成像探针的图像数据映射到治疗探针坐标参考。将组织图像数据映射到治疗探针坐标参考空间可以允许操作者(例如医生)对针对治疗而识别的组织进行精确靶向和治疗。

在一些实施例中，治疗探针450联接至成像探针460，以便基于来自成像探针460的图像将治疗探针450对准。如所示出的，可以用公共基座440来实现联接。可替代地或组合地，治疗探针和/或成像探针可以包括磁体，以保持探针穿过患者组织的对准。在一些实施例中，第一臂442是可移动和可锁定的臂，使得治疗探针450可以被定位在患者体内的期望位置。当探针450已经被定位在患者的期望位置时，第一臂442可以用臂锁427锁定。成像探针可以通过第二臂444联接至基座440，当治疗探针锁定到位时，第二臂444可以用于调节成像探针的对准。例如，第二臂444可以包括在成像系统或控制台和用户界面的控制下可锁定和可移动的臂。可移动的臂444可以是可微致动的，使得成像探针440可以通过小的运动来调节，例如相对于治疗探针450大约一毫米。

在一些实施例中，治疗探针450和成像探针460联接至角度传感器，使得可以基于成像探针460和治疗探针450的对准来控制治疗。第一角度传感器495可以通过支撑件438联接至治疗探针450。第二角度传感器497可以联接至成像探针460。角度传感器可以包括多种类型的角度传感器中的一种或更多种。例如，角度传感器可以包括角度计、加速度计及其组合。在一些实施例中，第一角度传感器495包括三维加速度计，以确定治疗探针450在三维中的取向。在一些实施例中，第二角度传感器497包括三维加速度计，以确定成像探针460在三维中的取向。可替代地或组合地，第一角度传感器495可以包括角度计，以确定治疗探针450沿治疗探针的延长轴线451的角度。第二角度传感器497可以包括角度计，以确定成像探针460沿成像探针460的延长轴线461的角度。第一角度传感器495联接至治疗控制台420的控制器424。成像探针的第二角度传感器497联接至成像控制台490的处理器492。可替代地或组合地，第二角度传感器497可以联接至治疗控制台420的控制器424。

控制台420包括联接至处理器系统的显示器425和用于控制治疗探针450的部件。控制台420包括具有存储器421的处理器423。通信电路422联接至处理器423和控制器422。通信电路422经由成像控制台的通信电路494联接至成像控制台490。控制台420的臂锁427可以联接至第一臂442，以锁定第一臂或允许第一臂自由移动以将探针450插入到患者体内。

任选地，控制台420可以包括内窥镜426的部件，内窥镜426联接至治疗探针450的锚定器24。内窥镜426可以包括控制台420和内窥镜的可与治疗探针450一起插入以治疗患者的部件。

任选地，控制台420可以包括模块中的一个或更多个模块，这些模块与治疗探针450可操作地联接，以控制使用治疗探针进行治疗的方面。例如，控制台420可以包括以下项中的一个或更多个：能量源22，以向治疗探针提供能量；球囊膨胀控制26，以影响用于将治疗探针锚定在目标治疗部位的球囊的膨胀；输注/冲洗控制28，以控制探针的输注和冲洗；抽吸控制30，以控制探针的抽吸；吹注控制32，以控制目标治疗部位(例如，前列腺)的吹注；或光源33，例如红外光源、可见光源或紫外光源，以向治疗探针提供光能。

处理器、控制器和控制电子设备和电路可以包括多种适当部件中的一种或更多种，例如一个或更多个处理器、一个或更多个现场可编程门阵列(FPGA)和一个或更多个存储器存储装置。在一些实施例中，控制电子设备控制图形用户界面(以下简称“GUI”)的控制面板，以根据用户指定的治疗参数提供预手术计划，以及提供对外科手术过程的用户控制。

治疗探针450可以包括锚定器24。当能量通过探针450输送到能量输送区域20时，锚定器24可以锚定探针450的远端。探针450可以包括喷嘴200。

治疗探针450可以通过连杆430联接至第一臂442。连杆430可以包括例如基于患者的图像将能量输送区域20移动到患者的期望目标位置的部件。连杆430可以包括第一部分432、第二部分434和第三部分436。第一部分432可以包括基本固定的锚定部分。基本固定的锚定部分432可以被固定至支撑件438。支撑件438可以包括连杆430的参考系。支撑件438可以包括刚性底盘或框架或壳体，以刚性地且坚固地将第一臂442联接至治疗探针450。第一部分432可以保持基本固定，而第二部分434和第三部分436可以运动以将能量从探针450引导到患者。第一部分432可以被固定成离锚定器24基本恒定的距离437。锚定器24和连杆的固定的第一部分432之间的基本固定的距离437允许精确定位治疗。第一部分424可以包括线性致动器，以沿着治疗探针450的延长轴线451将能量输送区域20中的高压喷嘴200精确地定位在期望的轴向位置处。

治疗探针450的延长轴线451通常在探针450的靠近连杆430的近端部分与远端(其具有附接到其上的锚定器24)之间延伸。第三部分436可以控制围绕延长轴线451的旋转角453。在患者治疗期间，能量输送区域20和连杆的第一部分432之间的距离439可以以锚定器24为参照变化。距离439可以响应于计算机控制以方式418进行调节，以沿着治疗探针的延长轴线451以锚定器24为参照设置目标位置。连杆的第一部分保持固定，而第二部分434沿着轴线451调节能量输送区域20的位置。连杆的第三部分436响应于控制器424调节围绕轴线的角度453，使得可以非常精确地控制在某一治疗角度下沿着轴线以锚定器24为参照的距离。探针450可以包括在支撑件438和锚定器24之间延伸的诸如脊柱的刚性构件，使得在治疗期间从连杆430到锚定器24的距离基本保持恒定。如本文所描述，治疗探针450联接至治疗部件，以允许使用一种或更多种形式的能量进行治疗，例如来自射流的机械能、来自电极的电能或来自诸如激光源的光源的光能。光源可以包括红外光、可见光或紫外光。能量输送区域20可以在连杆430的控制下运动，以便将预期形式的能量输送到患者的目标组织。

成像控制台490可以包括存储器493、通信电路494和处理器492。相应电路中的处理器492联接至成像探针460。臂控制器491联接至臂444以精确地定位成像探针460。成像控制台还可以包括显示器425。

为了便于在患者治疗期间精确地控制治疗探针和/或成像探针，治疗探针和成像探针中的每个都可以联接至机器人的计算机可控臂。例如，参考图2中所示的系统400，联接至治疗探针450的第一臂442和联接至成像探针460的第二臂444中的一个或两个可以包括机器人的计算机可控臂。机器人臂可以可操作地与被配置成控制机器人臂运动的一个或更多个计算装置联接。例如，第一机器人臂442可以可操作地与控制台420的处理器423联接，或者第二机器人臂444可以可操作地与成像控制台490的处理器492联接和/或联接至控制台420的处理器423。诸如处理器423和492的一个或更多个计算装置可以包括用于控制一个或更多个机器人臂的运动的计算机可执行指令。第一机器人臂和第二机器人臂在结构和功能上可以基本相似，或者它们可以不同，以适应用于控制治疗探针相对于成像探针的运动的特定功能要求。

机器人臂可以包括6个或7个或更多个关节，以允许臂在计算机控制下运动。合适的机器人臂可以在市面上从几家制造商如RoboDK Inc.、Kinova Inc.和其他几家制造商获得。

可操作地联接至第一机器人臂和第二机器人臂的一个或更多个计算装置可以被配置成自动地控制治疗探针和/或成像探针的运动。例如，机器人臂可以被配置成在患者治疗期间根据一个或更多个预编程参数自动地调节治疗探针和/或成像探针的位置和/或取向。机器人臂可以被配置成沿着预先计划或编程的治疗或扫描轮廓自动地移动治疗探针和/或成像探针，该治疗或扫描轮廓可以被存储在一个或更多个计算装置的存储器上。对于自动调节机器人臂而言可替代地或附加地，一个或更多个计算装置可以被配置成响应于用户输入(例如通过治疗设备的图形用户界面)来控制治疗探针和/或成像探针的运动。对于自动调节机器人臂而言可替代地或附加地，一个或更多个计算装置可以被配置成响应于实时定位信息，例如响应于在由成像探针或其他成像源(从此可以建立治疗探针和/或成像探针的允许运动范围)捕获的一个或更多个图像中识别的解剖结构和/或来自联接至探针和/或机器人臂的一个或更多个传感器的治疗探针和/或成像探针的位置信息，来控制治疗探针和/或成像探针的运动。

图3A和图3B示出了用于支撑本文公开的图像引导治疗系统的一个或更多个机器人臂的公共基座或支座440的示例性实施例。图3A示出了包括一个或更多个导轨452的患者支撑件449。患者支撑件449可以包括外科手术台或平台。与治疗探针或成像探针中的一个或更多个相关联的一个或更多个机器人臂可以安装至导轨452，使得导轨起到公共基座440的作用。图3B示出了包括地板立架454的公共基座440，地板立架454被配置成联接至与治疗探针相连的第一机器人臂和/或与成像探针相连的第二机器人臂。在治疗过程期间，地板立架454可以被定位在患者的腿之间。

图4A和图4B示出了本文所描述的包括移动基座470的治疗系统400的示例性实施例。图4A是治疗系统400的前视图，图4B是治疗系统400的侧视图。治疗系统400包括联接至第一机器人臂442的治疗探针450和联接至第二机器人臂444的成像探针460。第一机器人臂442和第二机器人臂444每个都包括近端和远端，分别地，远端联接至治疗探针450和成像探针460，而近端联接至公共基座440，公共基座440包括移动基座470。第一机器人臂442可以包括用于联接至治疗探针450的第一臂联接结构504，并且第二机器人臂442可以包括用于联接至成像探针460的第二臂联接结构505。治疗探针450可以经由附接装置500联接至第一机器人臂442的远端，附接装置500可以包括被配置成实现本文所描述的治疗探针的运动(例如旋转、平移、俯仰等)的连杆。治疗探针450与第一机器人臂442的联接可以是固定的、可释放的或用户可调节的。类似地，成像探针460与第二机器人臂444的联接可以是固定的、可释放的或用户可调节的。

第一机器人臂442可以在一个或更多个第一臂关节443处铰接。成像臂444可以在一个或更多个第二臂关节445处铰接。每个臂关节443或445可以可操作地与诸如步进电机的计算机可控致动器联接，以影响关节处的运动。每个臂关节443或445可以包括各种运动关节之一，包括但不限于棱柱形的、转动式的、平行圆柱形的、圆柱形的、球形的、平面的、边缘滑块(edge slider)、圆柱形滑块、点滑块、球形滑块或交叉圆柱形关节、或其任何组合。此外，每个臂关节443或445可以包括线性的、正交的、旋转的、扭转的或转动的关节、或其任何组合。

系统400还可以包括本文所描述的控制台420，控制台420可以由与移动基座470分离的移动支撑件480支撑。控制台420可以经由电源和通信电缆475与移动基座470可操作地联接，以允许控制经由第一机器人臂联接至移动基座的治疗探针450。治疗控制台420包括处理器和存储器，存储器具有存储在其上的计算机可执行指令以供处理器执行，以控制治疗控制台的各种模块或功能，例如能量源、输注/冲洗控制、抽吸控制以及本文参考图2所描述的其他部件。治疗控制台420还可以包括与处理器通信的显示器425。显示器425可以被配置成显示例如以下项中的一项或更多项：受治者生命体征，例如心率、呼吸频率、温度、血压、氧饱和度、或任何生理参数或其任何组合；手术的状况；治疗部位的在先拍摄的一个或更多个图像或来自一个或更多个视图的图像序列；治疗部位的一个或更多个实时图像或来自由成像探针460获取的一个或更多个视图的图像序列；一组治疗参数，包括但不限于诸如切割或凝结的治疗模式、治疗强度、治疗期间经过的时间、治疗期间剩余的时间、治疗深度、已经治疗的治疗部位的面积或体积、将要治疗的治疗部位的面积、不应治疗的治疗部位的面积或体积、治疗探针450或成像探针460或两者的位置信息；治疗调节控制，例如用于调节治疗深度、治疗强度、治疗探针450的位置和/或取向、成像深度、或成像探针460的位置和/或取向或其任何组合的装置；或系统配置参数。

移动基座470还可以包括一个或更多个计算装置，以控制一个或更多个机器人臂的操作。例如，移动基座可以包括处理器和存储器，存储器具有存储在其上的计算机可执行指令，以供一个或更多个处理器执行。存储器可以在其上存储用于操作联接至移动基座的一个或更多个机器人臂的指令。处理器可以经由适当的机电部件与机器人臂可操作地联接，以影响机器人臂的运动。例如，机器人臂的一个或更多个关节中的每个关节都可以包括步进电机，并且处理器可以在每个关节处与步进电机可操作地联接，以在指定方向上以指定增量致动电机。可替代地，一个或更多个机器人臂可以可操作地与控制台420的一个或更多个处理器或单独的成像控制台(例如，图2所示的成像控制台490)联接，其中一个或更多个控制台处理器可以被配置成执行用于控制一个或更多个机器人臂运动的指令，并且可以经由通信电路(例如，控制台420的通信电路422或图2所示的控制台490的通信电路494)将指令传送到机器人臂。用于控制机器人臂运动的计算机可执行指令可以被预编程并且存储在存储器上，或者可以在使用治疗系统治疗患者之前或期间由用户通过一个或更多个用户输入来提供。

与第一机器人臂和/或第二机器人臂可操作地联接的一个或更多个计算装置可以被配置成控制臂的运动，以便沿着目标部位调节治疗探针和/或成像探针的俯仰、偏航、滚转和/或线性位置。

移动基座470可以包括一个或更多个用户输入装置，以能够使用户在计算机指令下控制机器人臂的运动。例如，如图4A和图4B所示，移动基座可以包括键盘474和/或脚踏开关471，脚踏开关经由脚踏开关电缆472可操作地与移动基座联接。键盘474和脚踏开关471可以独立地或组合地被配置成例如通过一个或两个机器人臂在一个或更多个关节处的铰接来控制第一机器人臂442和/或第二机器人臂444的操作。键盘和脚踏开关可以与被配置成控制机器人臂的运动的一个或更多个处理器通信。当用户将指令输入到键盘和/或脚踏开关中时，用户指令可以由一个或更多个处理器接收，转换成电信号，并且电信号可以被传输到与一个或更多个机器人臂可操作地联接的一个或更多个计算机可控致动器。键盘和/或脚踏开关可以控制一个或两个臂朝向或远离治疗位置、感兴趣位置、预定位置或用户指定位置或其任何组合的运动。

任选地，键盘474和脚踏开关471可以独立地或组合地被配置成控制治疗探针450和/或成像探针460的操作。例如，键盘474和/或脚踏开关471可以被配置成用治疗探针开始、停止、暂停或恢复治疗。键盘474和/或脚踏开关471可以被配置成开始成像或冻结、保存或在显示器425上显示成像探针在先或当前获取的图像或图像序列。

控制台420的移动基座470和移动支撑件480可以独立地定位在患者周围，由诸如平台的患者支撑件449支撑。例如，支撑第一机器人臂和第二机器人臂以及治疗探针和成像探针的移动基座470可以被定位在患者的腿之间，而承载控制台420和显示器425的移动支撑件480可以被定位在患者的侧面，例如靠近患者的躯干。移动基座470或移动支撑件480可以包括能够使基座或支撑件移动的一个或更多个可移动元件，例如多个轮子。在整个治疗过程中，移动基座470可以用无菌悬垂物覆盖，以防止污染和流体进入。

图5A示出了联接至机器人臂442的治疗探针450，其中机器人臂的远端被配置成使本文所描述的治疗探针的近端以6个自由度运动。治疗探针450和机器人臂400可以包括本文所描述的系统400的一个或更多个部件。探针的近端的这些运动对应于靠近探针的远端的能量源455的运动。在一些实施例中，机器人臂包括6个自由度，探针根据来自处理器的指令或响应于用户输入控制而运动，指令可以包括编程的治疗计划的指令。探针尖端462可以通过机器人臂442的运动被移动到多个位置以切除组织600。在一些实施例中，罩602被放置在切除的组织600上，以向组织600提供用于组织切除的有益的流体环境。可替代地，探针尖端462可以穿过通入患者体内的开口插入到患者体内的凹部，例如本文所描述的器官608，这可以提供有益的流体环境。在一些实施例中，探针包括刚性探针，其允许响应于机器人臂的远端的位置和取向来精确地定位和定向探针的尖端462的位置。可替代地，探针可以包括柔性探针，其中探针的至少一部分是柔性的。治疗探针450的尖端462附近的能量源455可以包括本文所描述的任何能量源455。

组织入口部位可以通过多种方式中的一种或更多种进入，例如，通过切口的开放性外科入口、通过小切口的入口、或通过诸如尿道的体腔的外部开口的插入。入口可以包括例如用于开放性前列腺切除术或开放性肾切除术的入口。

罩602可以包括允许向组织600提供适当环境的任何合适的阻隔材料，例如塑料、硅树脂或其他材料。在一些实施例中，罩602包括柔性材料，柔性材料可以变形并且轮廓符合其所放置的组织600的表面。

图5B示出了图5A中的与机器人臂442联接的治疗探针450，其中治疗探针的远端部分包括可偏转的尖端462。治疗探针450和机器人臂400可以包括本文所描述的系统400的一个或更多个部件。可偏转的尖端462可以以多种方式配置。例如，可偏转的尖端462可以包括柔性的长形管状构件，柔性的长形管状构件可响应于患者的内腔而弯曲和偏转。在一些实施例中，可偏转的尖端462包括可控尖端，其中可以响应于指令来控制偏转量604。例如，尖端462可以包括拉线或其他长形元件，这些拉线或其他长形元件允许例如响应于处理器、用户界面或用户输入装置中的一个或更多个来控制偏转角。在一些实施例中，当偏转到受控位置时，探针包括刚性探针。治疗探针450可以被配置成结合本文所描述的机器人臂的末端的运动围绕探针的延长轴线旋转，以便将能量引导到目标组织位置。在一些实施例中，探针被配置成使远端偏转，以便随着探针围绕探针的延长轴线旋转而将能量引导到目标组织位置。在一些实施例中，探针包括刚性偏转，以抵抗来自从探针发射的水射流的力。在一些实施例中，探针包括多个开口，其中一个开口朝向组织，而另一个水射流在相反的方向上定向，例如朝向屏蔽件，以提供与水射流的力相反的力。

图5C示出了治疗探针450围绕位置610的探针枢转。处理器可以被配置有使探针450围绕枢转位置610枢转的指令，枢转位置610可以包括任何合适的位置。例如，枢转位置610可以对应于罩的开口或通入内部体腔的开口。在一些实施例中，枢转位置610在患者的精阜附近，在尿道的外括约肌附近，或者在精阜和外括约肌之间。可替代地或组合地，在一些实施例中，外科手术的枢转位置610对应于耻骨。

虽然枢转运动可以以许多方式配置，但枢转运动可以被配置成使探针的近端沿着路径606运动，以便使得探针的尖端462沿着相应的路径运动，以将能量引导到目标组织位置。近端的路径606可以限定封闭体积，并且远端的路径608可以限定围绕要去除的组织600的封闭体积，以便将要去除的组织600与诸如器官608的周围组织隔离。例如，治疗探针可以围绕枢转位置610枢转，同时从诸如前列腺的器官去除良性前列腺增生，其中能量源455位于前列腺囊内。因为靠近尿道外部开口的末端的组织在尿道开口末端附近通常是柔性的，所以靠近尿道开口末端的组织可以以类似于探针近端的方式运动，其中枢转点610位于尿道的近端和探针的远端之间。在一些实施例中，用扫描图案扫描组织治疗区域，例如前列腺，并且通入尿道的外部开口以对应的图案运动，其中枢转点610在它们之间。

探针的可偏转的尖端462可以以多种方式使用。例如，柔性的探针尖端462可以用于利用能量源455(例如本文所描述的激光能量源)将包膜组织与腺组织分离。在一些实施例中，可偏转的探针尖端462可以用于将腺组织与包膜组织分离，例如将前列腺的包膜与前列腺的腺组织分离。在一些实施例中，探针尖端462响应于包膜运动的阻力与腺组织的阻力相比增加而偏转。在一些实施例中，探针尖端462可以由系统操作者控制以沿着包膜的内部边界运动，以将包膜与腺前列腺组织分离。与实施例有关的工作表明，包膜组织沿着包膜和腺组织之间的界面松散地连接到腺组织，使得包膜组织可以沿着包膜组织的内部通过机械力从腺组织分离。在一些实施例中，可偏转的尖端462被配置成在用户控制下偏转，例如利用沿着可偏转的尖端462延伸的长形元件，使得用户可以控制偏转量604。可偏转的探针尖端462可以包括本文所描述的能量源455，或者可以随着尖端462的运动将机械能传输到尖端462，以便将包膜组织与腺组织分离。

在一些实施例中，探针450被放置在要切除的器官608的包膜上并且被张紧，以便促进包膜与腺组织的分离。

图6示出了与图5的机器人臂的远端联接的治疗探针450。治疗探针包括流体输送管腔(例如冲洗管腔612)和输送口、用于观察外科手术部位的内窥镜614(例如相机)、能量输送通道(例如机器人水射流装置)和能量源455(例如水射流)和抽吸管腔618中的一个或更多个。探针可以包括长形探针，并且可以延伸从探针的近端到探针的远端约5cm到约50cm范围内的距离。罩可以被放置在组织上，以流体隔离组织，从而创造有益于组织切除的环境。例如，流体输送管腔612可以连接到流体源，比如气体(例如CO2)或者液体(例如水或盐水)。在一些实施例中，能量源455包括从探针末端发射的水射流。例如，能量源455可以引导与能量输送通道的轴线同轴对准的能量，例如从能量输送通道的末端笔直地排出。能量输送通道可以包括用于将能量输送到治疗部位的任何合适的结构，例如用于输送光能的一根或更多根光纤、用于输送水射流能量的管、用于电能或烧灼或超声能量的电缆。

在一些实施例中，治疗探针450包括基本笔直的刚性探针，其中水射流从探针末端发射。可以响应于机器人臂的运动对水射流455进行扫描以选择性地切除组织。例如，机器人臂442可以被配置成通过使联接至机器人臂的探针的近端运动来使探针的远端以扫描图案运动。尽管参考的是具有6个自由度的机器人臂，但机器人臂可以包括更少的自由度，例如三个平移自由度，从而使来自探针的水射流以扫描图案运动。

在一些实施例中，一个或更多个超声探针620联接至组织600。例如，一个或更多个超声探针620可以包括通过患者的皮肤联接至组织600的外部超声探针。可替代地，一个或更多个超声探针600可以包括插入到患者体内的探针。例如，超声探针600可以被配置成提供三维成像。

在一些实施例中，一个或更多个成像标记物622可以被放置在组织600上，以便跟踪组织600的运动并且保持治疗探针620与目标组织的对准。

在一些实施例中，造影剂被注射到诸如动脉的血管中，以改善组织或血管中的一个或更多个的成像。

在一些实施例中，机器人臂442和探针450被配置成将探针的尖端462和能量源455的位置精度提供到期望的公差内，例如在探针末端的预期目标位置的约2mm内。

图7A示出了以第一去除层将组织切除到一定深度的组织切除轮廓700。可以利用使组织以扫描图案702运动的处理器上的指令来生成组织切除轮廓700，这是通过移动机器人臂的近端以将探针的尖端和水射流移动到适当位置从而以扫描图案702扫描组织来实现的。

图7B示出了将组织600从诸如肿瘤的不期望的组织去除的组织切除轮廓700，肿瘤可以包括癌性肿瘤或良性肿瘤。与本公开有关的工作表明，切除肿瘤边界周围的组织以便使肿瘤基本完整是有帮助的。其它不期望的组织也可以类似地被去除，例如肝硬化组织或本文所描述的其它组织。可以利用使组织以扫描图案702运动的处理器上的指令来生成组织切除轮廓700，这是通过移动机器人臂的近端以将探针的尖端和水射流移动到围绕切除边界704的适当位置来实现的。一旦围绕切除边界704切除了组织600以使肿瘤与健康组织分离，则可以去除不期望物。尽管图7B示出了沿切除层的组织切除，但在一些实施例中，组织是用多个去除层按顺序切除的。例如，第一层可以通过使组织被切除到切除边界600来去除，而第二去除层可以切除到第二去除边界。对于三维组织切除，可以定义多个去除层和边界600，以便沿着三维边界以三维组织排异轮廓去除组织。

图7C示出了肿瘤周围的三维组织切除轮廓700，以将组织从肿瘤去除。响应于来自处理器的指令，可以用三维扫描图案702扫描机器人臂上的探针。例如，通过相应地移动机器人臂以将诸如水射流的能量源引导到目标组织部位，探针的近端可以以五个或六个自由度运动。在一些实施例中，水射流被引出探针的末端，该末端与探针的轴线对准，例如基本上是笔直的。探针的近端可以平移和旋转，以提供沿三维组织切除边界704的切除。在一些实施例中，组织600可以被切除成基本上相等深度的多个层，其中在组织已经沿着前一层的边界被切除之后，探针去除每一后续层。例如，随着探针沿着边界704进一步插入到组织中，探针的延长轴线的角度可以沿组织切除边界704以各种角度倾斜，以减少组织随探针的运动。

图7D示出了将组织600从肿瘤去除的锥形组织切除轮廓700。探针可以沿着扫描图案702运动和定向，以沿着组织切除边界704引导能量源，例如水射流。例如，探针可以在运动方向630上运动到与锥体632的截头锥度相对应的多个位置和取向640，以便用能量源(例如水射流)切除锥体切除边界704。

图8示出了治疗探针450，其包括联接至机器人臂442的远端的旋转式能量源455，例如水射流。探针包括本文参考图5所描述的探针450的一个或更多个部件。在一些实施例中，探针包括超声成像换能器620，以利用能量源(例如水射流)对组织切除进行成像。在一些实施例中，能量源455被配置成相对于机器人臂的末端独立地运动，例如以能量源相对于组织和机器人臂的末端的旋转、平移、旋转振荡或平移振荡中的一种或更多种。

在一些实施例中，罩602被放置在切除的组织600上，以向组织600提供用于组织切除的有益的流体环境。罩602可以包括允许向组织600提供适当环境的任何合适的阻隔材料，例如塑料、硅树脂或其他材料。在一些实施例中，罩602包括柔性材料，柔性材料可以变形并且轮廓符合其所放置的组织600的表面。在一些实施例中，阻隔可以是杯形物或吸盘。

图9至图12B示出了用机器人臂利用水射流进行组织切除的方法。在一些实施例中，通过水射流在多个层中的每层处进行扫描，按顺序将组织切除成多个切除层。

在图9所示的步骤中，使器官608的组织600(例如实质组织)可视化，例如通过本文所描述的成像，例如使用内窥镜、超声成像、超声、MRI或CT扫描成像中的一种或更多种。成像可以包括使神经血管束、静脉或血管634可视化。在一些实施例中，将一个或更多个标记物622放置在组织600上，以识别组织的运动并且将治疗与组织相配准(register)。

在如图10所示的步骤中，利用来自能量源455的能量启动组织切除以切除组织600的第一层，例如通过启动实质组织消融(parenchymal ablation)和在组织内形成沟槽。可以用低功率能量源(例如低压水射流)切除组织，以选择性地切除组织并且较低以显示和可视化小血管643。例如，可以选择性地切除腺组织，而血管组织保持完整。在2015年11月25日提交的、2019年4月4日授权的题为“多流体组织切除方法和装置”的美国专利第10,251,665号(其全部公开内容通过引用并入本文)中描述了保留血管组织基本完整的选择性组织去除和水射流流速的示例。选择性暴露的血管可以是缝合、夹闭或烧灼中的一种或更多种。

在图11所示的步骤中，使用例如射流消融(其利用来自能量源455的能量，例如水射流)的选择性组织切除继续暴露实质组织内的较大血管634。

在图12A所示的步骤中，选择性地切除诸如实质组织的非血管组织，以暴露血管634以及未切除组织的支持床(supporting bed)601(如图12B所示)。这些较大血管634可以被缝合、切割或烧灼的一种或更多种。组织切除可以继续穿过器官的剩余部分和器官的被去除的部分进行。器官的该部分可以包括器官的叶。器官的被去除的部分例如可以包括不希望的组织或适合于组织采集的组织，例如器官捐献。在一些实施例中，可以控制由能量源提供的能量和能量源位置，以允许围绕血管的实质组织被消融，从而揭示主血管以用于解剖神经血管束并且最终缝合封闭剩余叶。可以丢弃采集的或移植的叶和/或可以进行吻合准备。

虽然图9至图12B示出了组织切除和去除的方法，但供体组织可以通过准备接受组织的器官的类似步骤进行植入。

图13示出了对于通过三维体积成像进行三维组织去除，选择性的组织切除和从器官去除不期望的组织。器官的组织可以用体积成像来成像，如三维断层成像，例如超声、CT扫描或MRI成像。要切除的组织的图像可以在显示器425上显示给用户。用户可以选择和识别要切除的组织600、切除边界704轮廓和血管634。例如，用户可以使用触摸屏显示器来输入组织切除边界。通过提供多个屏幕，用户可以在多个屏幕中的每个屏幕上识别这些结构，以便定义三维组织切除边界、三维治疗轮廓和不需切除的组织(例如血管)的三维形状轮廓，以及用于组织切除的扫描图案702。

图14示出了显示在显示器上的肝脏的肝右静脉(rhv)和肝中静脉(mhv)的超声图像，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除。图像可以显示在显示器上，并且用户可以输入不需用水源切除的组织(例如血管)周围的组织切除边界704，以及要切除的组织的区域706。在一些实施例中，组织切除区域围绕不需切除的组织的边界延伸。

图15示出了显示在显示器上的肝脏血管瘤的超声图像，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除。图像可以显示在显示器上，并且用户可以输入组织切除边界704。

图16示出了显示在显示器上的肝癌肿瘤的超声图像，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除。图像可以显示在显示器上，并且用户可以输入组织切除边界704。

图17示出了显示在显示器上的用于去除的肝硬化肝组织，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除。组织去除边界704和组织去除区域706由用户在显示器上识别。可以沿着组织切除边界切除组织，并且去除肝硬化组织，例如通过水射流消融，或通过去除肝硬化肝脏的完整部分，该完整部分已经用能量源与非肝硬化肝脏分离。

图18示出了显示在显示器上的肝组织的CT扫描，以用于通过三维体积成像进行三维组织去除。用户可以输入不需切除的组织周围的组织切除边界704和组织切除区域706。

图19A-图19D示出了显示在显示器上的肝脏的MRI以用于通过三维体积成像进行三维组织去除，并且示出了组织切除区域的切除边界704。

图15至图19示出了显示在显示器上的图像，以生成组织切除轮廓和边界。处理器可以被配置有以多种方式执行体积切除的指令。例如，图像可以包括断层图像，在断层图像中，用户查看多个图像切片并且识别组织切除轮廓700、组织切除区域706或不需切除的组织的组织切除边界704中的一个或更多个。不需切除的组织的边界可以位于组织切除区域的边界内。对于多个切片中的每个切片，用户可以识别一个或更多个区域中的每个区域。在一些实施例中，人工智能算法(例如卷积神经网络)可以被训练并且用于从多个图像中的每个图像识别边界中的一个或更多个边界，例如血管的边界。从多个切片中的每个切片的识别区域，该过程可以生成三维组织切除轮廓、三维组织切除区域或不需切除的组织在组织切除区域的边界内的三维组织切除边界中的一个或更多个。一旦识别了三维体积切除区域、组织切除边界和组织保留区域，处理器就可以被配置有将机器人臂移动到多个位置以去除组织的指令，如本文所描述的。

虽然可以以许多方式对组织进行成像，但在一些实施例中，用超声对组织进行成像以识别癌组织，例如超声横波弹性成像。可以用多普勒超声或三维多普勒超声对组织进行成像来识别血管。例如，超声换能器可以位于治疗探针450的尖端附近。可替代地或组合地，超声换能器可以与另一超声探针或外部超声换能器联接至患者。

在一些实施方案中，释放到器官中的流体或充满流体的罩包括化疗剂。例如，用水射流释放的流体包括化疗剂。

如本文所描述，本文描述和/或示出的计算装置和系统广泛地表示能够执行计算机可读指令的任何类型或形式的计算装置或系统，诸如包含在本文描述的模块内的那些计算装置或系统。在它们的最基本配置中，这些计算装置每个都可以包括至少一个存储器装置和至少一个物理处理器。

在本文中所使用的术语“存储器”或“存储器装置”通常表示能够存储数据和/或计算机可读指令的任何类型或形式的易失性或非易失性存储装置或介质。在一个示例中，存储器装置可以存储、加载和/或维护本文所描述的一个或更多个模块。存储器装置的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、光盘驱动器、高速缓存器、上述一种或更多种的变型或组合，或任何其他合适的存储存储器。

此外，在本文中使用的术语“处理器”或“物理处理器”通常指能够解释和/或执行计算机可读指令的任何类型或形式的以硬件实现的处理单元。在一个示例中，物理处理器可以访问和/或修改存储在上述存储器装置中的一个或更多个模块。物理处理器的示例包括但不限于微处理器、微控制器、中央处理单元(CPU)、实现软核处理器的现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、上述一种或更多种的部分、上述一种或更多种的变型或组合、或任何其他合适的物理处理器。

尽管作为单独的元素示出，但本文描述和/或示出的方法步骤可以表示单个应用的部分。此外，在一些实施例中，这些步骤中的一个或更多个步骤可以表示或对应于一个或更多个软件应用程序或程序，当由计算装置执行时，这些软件应用程序或程序可以使计算装置执行一个或更多个任务，例如方法步骤。

此外，在本文中描述的一个或更多个装置可以将数据、物理装置和/或物理装置的表示从一种形式转换为另一种形式。附加地或可替代地，在本文中所指出的一个或更多个模块可以通过在计算装置上执行、将数据存储在计算装置上和/或以其他方式与计算装置交互，将处理器、易失性存储器、非易失性存储器和/或物理计算装置的任何其他部分从一种形式的计算装置转换为另一种形式的计算装置。

在本文中所使用的术语“计算机可读介质”通常指能够存储或携带计算机可读指令的任何形式的装置、载体或介质。计算机可读介质的示例包括但不限于，传输型介质，例如载波，以及非瞬时型介质，例如磁存储介质(例如，硬盘驱动器、磁带驱动器和软盘)、光学存储介质(例如，光盘(CD)、数字视频盘(DVD)和蓝光盘)、电子存储介质(例如，固态驱动器和闪存介质)和其他分发系统。

本领域普通技术人员将认识到，本文公开的任何过程或方法可以以多种方式修改。在本文中描述和/或说明的步骤的工艺参数和顺序仅作为示例给出，并且可以根据需要改变。例如，虽然本文所示和/或描述的步骤可以以特定顺序示出或讨论，但这些步骤不一定需要以所示或讨论的顺序执行。

在本文中描述和/或示出的各种示例性方法还可以省略在本文中描述或示出的步骤中的一个或更多个步骤，或者包括除了所公开的步骤之外的附加步骤。此外，本文所公开的任何方法的步骤可以与本文所公开的任何其他方法的任何一个或更多个步骤组合。

在本文中描述的处理器可以被配置成执行本文所公开的任何方法的一个或更多个步骤。可替代地或组合地，处理器可以被配置成组合本文所公开的一个或更多个方法的一个或更多个步骤。

除非另有说明，在说明书和权利要求中使用的术语“连接到”和“联接至”(及其衍生物)应被解释为允许直接和间接(即，经由其他元件或部件)连接。此外，在说明书和权利要求书中使用的术语“一(a)”或“一个(an)”应解释为意味着“至少一个”。最后，为了便于使用，在说明书和权利要求书中使用的术语“包含(including)”和“具有(having)”(及其衍生物)可与“包括(comprising)”一词互换，并应具有与“包括”一词相同的含义。

本文所公开的处理器可以被配置有执行本文所公开的任何方法的任何一个或更多个步骤的指令。

应理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用于描述各种层、元素、部件、区域或区段，但不涉及任何特定的事件顺序或序列。这些术语仅用于将一个层、元素、部件、区域或区段与另一个层、元素、部件、区域或区段区分开。在不脱离本公开的教导的情况下，在本文中描述的第一层、元素、部件、区域或区段可以被称为第二层、元素、部件、区域或区段。

如本文中所用，术语“或”包括地用于指代备选项和组合项。

如本文中所用，诸如数字的字符指的是类似的元素。

本公开包括以下编号的条款。

条款1.一种用于组织切除的设备，包括：机器人臂；治疗探针，其包括联接至机器人臂的能量源；以及处理器，其联接至机器人臂以定位探针。

条款2.根据条款1所述的设备，其中机器人臂被配置成使探针的近端以3个或更多个自由度运动，以将能量源定位为切除组织的位置和取向，并且任选地，其中能量源包括水射流。

条款3.根据条款1所述的设备，其中机器人臂被配置成移动探针的近端以定位能量源。

条款4.根据条款3所述的设备，其中治疗探针包括刚性治疗探针。

条款5.根据条款1所述的设备，其中机器人臂被配置成使探针围绕沿着探针延伸的延长轴线旋转。

条款6.根据条款1所述的设备，其中治疗探针被配置成围绕探针的延长轴线旋转，同时机器人臂的姿势保持固定。

条款7.根据条款1所述的设备，其中能量源包括横向于探针的延长轴线定向的水射流，以将水射流释放到探针的侧部。

条款8.根据条款1所述的设备，其中能量源包括沿着探针的延长轴线定向的水射流，以在沿着延长轴线的方向上向组织释放水射流。

条款9.根据条款1所述的设备，其中治疗探针包括冲洗管腔、内窥镜、联接至水射流的高压管腔和用于去除已切除的组织的抽吸管腔。

条款10.根据条款1所述的设备，其中治疗探针包括冲洗管腔、内窥镜、联接至喷嘴以释放水射流的高压管腔、超声换能器和用于去除已切除的组织的抽吸管腔。

条款11.根据条款1所述的设备，其中能量源包括水射流，从孔口以一定流速释放水射流，使得与去除胶原组织相比更快地去除腺组织，并且任选地，其中胶原组织包括血管组织。

条款12.根据条款11所述的设备，其中处理器包括用多个连续层去除组织的指令，其中用水射流的扫描图案去除多个连续层中的每个层。

条款13.根据条款12所述的设备，其中处理器被配置有以对应于多个层中的每个层的扫描图案的运动来使臂的远端运动的指令。

条款14.根据条款13所述的设备，其中处理器被配置有移动臂的远端来推进探针以用于切除后续层的指令。

条款15.根据条款13所述的设备，其中处理器被配置有增加水射流的流速以用于切除后续层的指令。

条款16.根据条款1所述的设备，其中处理器被配置有移动臂的远端以沿着组织切除边界推进探针的指令，并且其中，处理器被配置为对臂的远端进行定向以将探针定向成沿着组织切除边界延伸。

条款17.根据条款1所述的设备，所述设备还包括罩，该罩包括阻隔材料，以在组织的表面上提供充满流体的环境。

条款18.根据条款17所述的设备，其中罩包括用于接收治疗探针的孔。

条款19.根据条款17所述的设备，其中处理器包括使治疗探针在罩的孔附近枢转的指令，所述孔被设定尺寸成接收所述治疗探针。

条款20.根据条款17所述的孔，其中治疗探针包括被设定尺寸成穿过孔延伸到罩中以在罩内提供流体的管腔，并且其中，治疗探针包括被设定尺寸成延伸到罩中且去除组织切除产物的抽吸管腔。

条款21.根据条款1所述的设备，其中治疗探针包括长形探针，该长形探针被设定尺寸成从患者皮肤中的切口延伸到器官。

条款22.根据条款1所述的设备，其中治疗探针包括长形探针，该长形探针被设定尺寸成从外部孔口延伸到器官。

条款23.根据条款1所述的设备，其中处理器被配置有移动和定向臂的远端以使探针在探针的近端和探针的远端之间枢转从而减少探针在枢转点处运动的指令。

条款24.根据条款23所述的设备，其中处理器被配置有接收对应于血管位置的输入的指令，并且其中，处理器被配置有使探针在远离血管的位置处枢转的指令。

条款25.根据条款23所述的设备，其中处理器被配置有接收对应于耻骨附近位置的输入的指令，并且其中，处理器被配置有使探针在该位置处枢转以减少探针在耻骨附近运动的指令。

条款26.根据条款1所述的设备，其中治疗探针包括长形探针，该长形探针被设定尺寸成从尿道的开口延伸到前列腺，并且其中，处理器被配置有使探针在前列腺的精阜、尿道的外括约肌中的一个或更多个附近的位置处或在精阜或外括约肌之间的位置处枢转的指令。

条款27.根据条款1所述的设备，其中探针的靠近枢转位置的部分被配置成在与探针的远端相反的方向上运动，并且任选地，其中尿道的外部开口在与探针的远端相反的方向上运动。

条款28.根据条款1所述的设备，其中探针包括可偏转的尖端部分。

条款29.根据条款28所述的设备，其中可偏转的尖端部分包括柔性的尖端部分。

条款30.根据条款28所述的设备，其中可偏转的尖端被配置成沿着组织界面将腺组织与包膜组织分开。

条款31.根据条款28所述的设备，其中可偏转的尖端被配置成响应于用户对处理器的输入而偏转，并且任选地，其中可偏转的尖端包括多个长形元件，以响应于用户输入而使尖端偏转。

条款32.根据条款28所述的设备，其中可偏转的尖端包括管腔和喷嘴，以释放流体流，并且任选地，其中管腔包括高压管腔，并且流体流包括从喷嘴释放的水射流。

条款33.根据条款1所述的设备，其中探针被配置为插入以下项中的一项或更多项：脑；心；肺；肠；眼；皮肤；肾；肝；胰；胃；子宫；卵巢；睾丸；膀胱；耳；鼻；口；软组织，例如骨髓；脂肪组织；肌肉；腺和黏膜组织；脊髓和神经组织；软骨；硬生物组织，例如牙齿、骨骼；以及体管腔和通道，例如鼻窦、输尿管、结肠、食道、肺通道、血管和咽喉。

条款34.根据条款1所述的设备，其中处理器包括在显示器上向用户呈现器官的图像，并且接收来自用户的输入，以识别组织切除边界、要切除的组织区域或不需切除的组织区域中的一个或更多个，并且任选地，其中不需切除的组织区域位于要切除的组织的边界内。

条款35.根据条款1所述的设备，其中处理器包括向用户提供多个图像的指令，该多个图像包括多个断层图像切片，并且其中，处理器被配置成接收来自用户的针对多个图像的输入，并且生成三维组织切除边界、要切除的组织的三维区域或不需切除的组织的三维区域中的一个或更多个，并且任选地，其中不需切除的组织的三维区域位于要切除的组织的三维边界内。

条款36.根据条款1所述的设备，其中处理器包括接收患者的多个图像的指令，该多个图像包括多个断层图像切片，并且其中，处理器被配置成识别组织切除边界、要切除的组织的区域或不需切除的组织的区域中的一个或更多个，并且任选地，其中在多个图像中，不需切除的组织的区域位于要切除的组织的边界内。

条款37.根据条款36所述的设备，其中处理器被配置有生成三维组织切除边界、要切除的组织的三维区域或不需切除的组织的三维区域中的一个或更多个的指令，并且任选地，其中不需切除的组织的三维区域位于要切除的组织的三维边界内。

条款38.一种方法，该方法包括提供或使用根据前述条款中任一项所述的设备。

本公开的实施例已经如本文示出和描述，并且仅作为示例提供。本领域的普通技术人员在不脱离本公开的范围的情况下将认识到许多适配、改变、变型和替换。在不脱离本公开的范围和本文公开的发明的情况下，可以使用本文公开的实施例的若干备选方案和组合。因此，公开的本发明的范围仅应由所附权利要求及其等同物的范围来限定。

Claims (38)

1.一种用于组织切除的设备，包括：

机器人臂；

治疗探针，其包括联接至所述机器人臂的能量源；和

处理器，其联接至所述机器人臂以定位所述探针。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述机器人臂被配置成使所述探针的近端以3个或更多个自由度运动，以将所述能量源定位为切除组织的位置和取向，并且任选地，其中所述能量源包括水射流。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述机器人臂被配置成移动所述探针的近端以定位所述能量源。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述治疗探针包括刚性治疗探针。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述机器人臂被配置成使所述探针围绕沿着所述探针延伸的延长轴线旋转。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述治疗探针被配置成围绕所述探针的延长轴线旋转，同时所述机器人臂的姿势保持固定。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述能量源包括横向于所述探针的延长轴线定向的水射流，以将所述水射流释放到所述探针的侧部。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述能量源包括沿着所述探针的延长轴线定向的水射流，以在沿着所述延长轴线的方向上朝向所述组织释放所述水射流。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述治疗探针包括冲洗管腔、内窥镜、联接至水射流的高压管腔和用于去除已切除的组织的抽吸管腔。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述治疗探针包括冲洗管腔、内窥镜、联接至喷嘴以释放水射流的高压管腔、超声换能器和用于去除已切除的组织的抽吸管腔。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述能量源包括水射流，从孔口以一定流速释放所述水射流，使得与去除胶原组织相比更快地去除腺组织，并且任选地，其中所述胶原组织包括血管组织。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述处理器包括以多个连续层去除组织的指令，其中用所述水射流的扫描图案去除所述多个连续层中的每个层。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述处理器被配置有以对应于用于所述多个层中的每个层的扫描图案的运动来移动所述臂的远端的指令。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述处理器被配置有移动所述臂的远端来推进所述探针以用于切除后续层的指令。

15.根据权利要求13所述的设备，其中，所述处理器被配置有增加水射流的流速以用于切除后续层的指令。

16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置有移动所述臂的远端以沿着组织切除边界推进所述探针的指令，并且其中，所述处理器被配置成对所述臂的远端进行定向以将所述探针定向成沿着所述组织切除边界延伸。

17.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括罩，所述罩包括阻隔材料，以在所述组织的表面上提供充满流体的环境。

18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述罩包括用于接收所述治疗探针的孔。

19.根据权利要求17所述的设备，其中，所述处理器包括使所述治疗探针在所述罩的孔附近枢转的指令，所述孔被设定尺寸成接收所述治疗探针。

20.根据权利要求17所述的孔，其中，所述治疗探针包括被设定尺寸成穿过孔延伸到所述罩中以在所述罩内提供流体的管腔，并且其中，所述治疗探针包括被设定尺寸成延伸到所述罩中且去除组织切除产物的抽吸管腔。

21.根据权利要求1所述的设备，其中，所述治疗探针包括长形探针，所述长形探针被设定尺寸成从患者皮肤中的切口延伸到器官。

22.根据权利要求1所述的设备，其中，所述治疗探针包括长形探针，所述长形探针被设定尺寸成从外部孔口延伸到器官。

23.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置有移动和定向所述臂的远端来使所述探针在所述探针的近端和所述探针的远端之间枢转以减少探针在枢转点处运动的指令。

24.根据权利要求23所述的设备，其中，所述处理器被配置有接收对应于血管位置的输入的指令，并且其中，所述处理器被配置有使所述探针在远离所述血管的位置处枢转的指令。

25.根据权利要求23所述的设备，其中，所述处理器被配置有接收对应于耻骨附近位置的输入的指令，并且其中，所述处理器被配置有使所述探针在所述位置处枢转以减少所述探针在耻骨附近运动的指令。

26.根据权利要求1所述的设备，其中，所述治疗探针包括长形探针，所述长形探针被设定尺寸成从尿道的开口延伸到前列腺，并且其中，所述处理器被配置有使所述探针在前列腺的精阜、尿道的外括约肌中的一个或更多个附近的位置处或在精阜或外括约肌之间的位置处枢转的指令。

27.根据权利要求1所述的设备，其中，所述探针的靠近枢转位置的部分被配置成在与所述探针的远端相反的方向上运动，并且任选地，其中尿道的外部开口在与所述探针的远端相反的方向上运动。

28.根据权利要求1所述的设备，其中，所述探针包括可偏转的尖端部分。

29.根据权利要求28所述的设备，其中，所述可偏转的尖端部分包括柔性的尖端部分。

30.根据权利要求28所述的设备，其中，可偏转的尖端被配置成沿着组织界面将腺组织与包膜组织分开。

31.根据权利要求28所述的设备，其中，可偏转的尖端被配置成响应于用户对所述处理器的输入而偏转，并且任选地，其中所述可偏转的尖端包括多个长形元件，以响应于所述用户的输入而使所述尖端偏转。

32.根据权利要求28所述的设备，其中，可偏转的尖端包括管腔和用于释放流体流的喷嘴，并且任选地，其中所述管腔包括高压管腔，并且所述流体流包括从所述喷嘴释放的水射流。

33.根据权利要求1所述的设备，其中，所述探针被配置为插入以下项中的一项或更多项：脑；心；肺；肠；眼；皮肤；肾；肝；胰；胃；子宫；卵巢；睾丸；膀胱；耳；鼻；口；软组织，例如骨髓；脂肪组织；肌肉；腺和黏膜组织；脊髓和神经组织；软骨；硬生物组织，例如牙齿、骨骼；以及体腔和通道，例如鼻窦、输尿管、结肠、食道、肺通道、血管和咽喉。

34.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器包括在显示器上向用户呈现器官的图像，并且接收来自所述用户的输入，以识别组织切除边界、要切除的组织的区域或不需切除的组织的区域中的一个或更多个，并且任选地，其中所述不需切除的组织的区域位于所述要切除的组织的边界内。

35.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器包括向用户提供多个图像的指令，所述多个图像包括多个断层图像切片，并且其中，所述处理器被配置成接收来自用户的针对所述多个图像的输入，并且生成三维组织切除边界、要切除的组织的三维区域或不需切除的组织的三维区域中的一个或更多个，并且任选地，其中所述不需切除的组织的三维区域位于所述要切除的组织的三维边界内。

36.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器包括接收患者的多个图像的指令，所述多个图像包括多个断层图像切片，并且其中，所述处理器被配置成识别组织切除边界、要切除的组织的区域或不需切除的组织的区域中的一个或更多个，并且任选地，其中在所述多个图像中，所述不需切除的组织的区域位于所述要切除的组织的边界内。

37.根据权利要求36所述的设备，其中，所述处理器被配置有生成三维组织切除边界、要切除的组织的三维区域或不需切除的组织的三维区域中的一个或更多个的指令，并且任选地，其中所述不需切除的组织的三维区域位于所述要切除的组织的三维边界内。

38.一种方法，所述方法包括提供或使用根据前述权利要求中任一项所述的设备。

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