CN115175631A - 用于机器人手术系统的无菌适配器、组件、系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于机器人手术系统(102)的无菌适配器(101)包括：框架(103)；近端联接装置(104)，该近端联接装置适用于与非无菌机器人操纵器系统(105)形成连接；远端腔(106)，该远端腔适用于与手术器械(107)形成连接，该手术器械适用于对患者解剖结构进行机器人手术；膜(109)，该膜具有近端非无菌面(110)和与近端非无菌面(110)相对的远端无菌面(111)，所述膜(109)位于所述近端联接装置(104)和所述远端腔(106)之间，所述膜(109)是可拉伸的，以便将多个推动动作(112)从所述近端非无菌面(104)传递至所述远端无菌面(106)，所述框架是刚性的以传递滚动动作。

Description

用于机器人手术系统的无菌适配器、组件、系统和方法

技术领域

本发明的一个目的是一种用于机器人手术系统的无菌适配器。

特别是，本发明涉及一种适用于连接到用于机器人手术的手术器械的无菌适配器。

本发明还涉及一种机器人手术系统。

本发明还涉及一种用于机器人手术系统的从组件。

本发明还涉及一种方法。

背景技术

机器人手术装置在本领域通常是已知的且通常包括至少一个远程操纵机械臂，该远程操纵机械臂具有机器人电动定位系统，该机器人电动定位系统用于对在远端附接到其上的手术末端执行器进行移动，以便对患者执行手术程序。在机器人手术技术领域，特别是在显微手术和腹腔镜手术中，强烈感受到小型化的需求，以减少对患者的侵入性。文献WO-2017-064303、WO-2017-064306、WO-2018-189721和WO-2018-189722以同一申请人的名义公开了各种能够通过减小手术器械的附接在器械轴远端处的腕部尺寸来使手术末端执行器小型化的解决方案。

患者通常躺在位于手术室的手术床上，其中确保灭菌，以便避免由于机器人远程操纵系统的非无菌部分引起的细菌污染。通常，手术盖布(drape)会包裹机器人，以保护无菌环境免受污染。包裹机器人的需求来源于这一事实：这样的机器人必须用于多次治疗。手术盖布可以设置有嵌入件，如刚性塑料板，以便形成与对机器人的活动部分的连接接口。

例如，文献WO-2011-143024示出了无菌盖布的解决方案，该无菌盖布具有环形外缘，该环形外缘可转动地连接至无菌盖布的具有交互环形开口(reciprocal annularopening)的另一部分，从而形成两件式无菌盖布，其中无菌适配器具有形成界定四个切口(clove)或切片的十字图形的内框架；每个切口接收由盖布材料(drape material)制成的袋，并且其中每个袋具有在远端附接到其上的刚性板，每个板具有一绞盘，该绞盘用于将可转动驱动动作通过所述板从机器人传递到手术器械。这些袋的每一个均包括额外数量的盖布材料，以允许对这些袋进行扩展。该文献还示出了四个额外的无菌适配器，这些适配器在远端附接到四个袋并与这些袋的所述刚性板接合。

通常，无菌手术末端执行器(例如被设计为对患者进行操作的夹具和/或刀片)通过无菌盖布的连接接口附接在机器人的活动部分处，例如如文献WO-2016-137611所示。因此，无菌盖布需要具有能够将动作从机器人传递到末端执行器的连接接口。在上述示例中，连接接口设置有多个窗口，以允许通过这些窗口中的每个而实现齿轮齿条的直接接触。此外，无菌盖布还可包括固定绳，固定绳允许将无菌盖布系紧以紧密配合机器人的细长部分(例如机器人细长臂)，从而减小无菌盖布在使用时的体积。在机器人和盖布之间设置磁性连接的示例也是已知的。

屏障的被设计成传递致动的连接接口或适配器也可以是可折叠的截头圆锥形袖口的形式，该袖口被设计成单独地接收马达活塞，并且这些袖口可以粘结或以其他方式固定到机器人的活动部分上，例如，如文献WO-2019-006206所示。然而，这种已知的解决方案并没有解决上述问题，并且迫使将无菌屏障粘接到非无菌致动器的远端面上。例如，当越过屏障进行的传递涉及吊升机械或绞盘(例如被设计成缠绕多次以传递动作)时，可能会由于这种传递所需的部件的相对运动而引起屏障材料的撕裂或断裂。单独接收活塞的袋要求这些袋中的每个袋均具有非常高的变形能力，这些袋的盖布材料如果在盖布材料没有足够的可变形性或者在该盖布材料足够可变形时容易撕裂，则意味着每个袋的盖布材料在单独容纳在其中的活塞缩回的期间会破碎。此外，这种已知的解决方案示出了一种具有矩形盒状外部主体的无菌适配器，该矩形盒状外部主体具有“C”形，以界定由“C”形适配器主体本身限定的内部通孔，以便接收必须从近端侧沿与手术器械的轴的纵向延伸一致的方向穿过该内部通孔而插入的手术器械，进而需要进一步减小每个袋的可用表面积。

文献US-2019-0231448公开了一种解决方案，在该解决方案中，三个平行的阳线性滑动器跨越可拆卸橡胶元件与相应的三个平行的阴滑动器接合，以便跨越可拆卸橡胶元件传递与可拆卸橡胶元件的自由表面平行的线性位移动作。可拆卸橡胶元件可拆卸地安装在刚性框架的表面上，该刚性框架具有圆形外缘，并且橡胶元件可拆卸地安装到的表面正交于该圆形外缘并在远端方向与该圆形外缘间隔开。

例如，无菌适配器或接口也可以从以下文献获知：WO-2009-061915、WO-2016-081286、WO-2016-178028、WO-2017-015599、WO-2017-205308、WO-2017-205333、WO-2019-150086、EP-0591936、EP-3025667、US-5682264、US-6024454、US-9204933、US-9456876、US-10321964、US-2007-064309、US-2009-248039、US-2009-248040、US-2010-082041、US-2012-289973、US-2015-173840、US-2016-151115、US-2018-325616和US-2019-053866。

文献WO-2018-189729以同一申请人的名义示出了一种无菌屏障解决方案，该解决方案涉及附接到该无菌屏障的加强元件，以便横跨屏障本身而传递线性致动。加强元件的表面可以是半球型的以保证与非无菌致动器进行单点接触。尽管因几个原因而具有优势，但由于致动器、加强元件和致动元件需要对准，因此这种解决方案使得难以制造和组装。

因此，认为需要提供一种用于跨越无菌屏障传递驱动动作而不会因此撕裂屏障的解决方案。

认为需要提供一种能够将用于机器人手术的手术器械可拆卸地联接到操纵器的无菌适配器，从而允许移除和更换无菌手术区中的手术器械。

发明内容

本发明的范围是克服参考已知技术所提及的缺陷。

这些和其他范围通过根据权利要求1的无菌适配器、根据权利要求15的从机器人组件(slave robotic assembly)，以及根据权利要求27的机器人手术系统以及根据权利要求29的方法来实现。

一些优选实施例是从属权利要求的主题。

根据本发明的一方面，一种用于机器人手术系统的无菌适配器适用于将多个线性致动动作和一滚动动作从非无菌机器人操纵器系统传递到无菌手术器械，该无菌手术器械具有后端部和从所述后端部延伸的轴。

该无菌适配器可以没有相对可移动的部件来传递所述多个线性致动动作和所述滚动动作。

根据本发明的一方面，无菌适配器包括框架，该框架用于将滚动动作从非无菌机器人操纵器系统传递到无菌手术器械，该框架包括近端联接装置和远端联接装置，该近端联接装置用于与非无菌机器人操纵器系统联接，该远端联接装置用于与无菌手术器械联接，其中所述框架在所述近端联接装置和所述远端联接装置之间限定贯通开口。该框架可以是无菌适配器的外框架。该开口可以是圆形的。

根据本发明的一方面，无菌适配器包括固定到所述框架的膜，以密封所述贯通开口，从而在所述可拉伸膜和框架的所述远端联接装置之间形成远端腔。

根据本发明的一方面，膜被设计用于将多个局部线性致动动作从非无菌机器人操纵器穿过该膜的厚度传递到无菌手术器械。

根据本发明的一方面，所述膜是弹性可拉伸的，使得弹性地偏向于其大体上平坦的构造。

根据本发明的一方面，所述远端腔适用于容纳无菌手术器械的后端的至少一部分，所述远端联接装置包括至少一个邻接表面，该至少一个邻接表面面向所述可拉伸膜并由此至少部分地界定所述远端腔，所述至少一个邻接表面适用于手术器械的一部分与其邻接。例如，在使用时，手术器械的后端抵接所述至少一个邻接表面。所述至少一个邻接表面可以位于可拉伸膜的下方，例如位于膜的阻挡部分的下面。多个局部线性致动动作能够施加推动动作以使手术器械压靠所述至少一个邻接表面。

所述远端腔可以包括侧向引导表面，所述侧向引导表面易于与所述无菌手术器械的至少一个侧向相对表面配合，并且优选地，无菌适配器的远端腔的所述侧向引导表面是大致平坦的。所述侧向引导表面优选不平行于膜，并且更优选正交于膜。所述远端腔可以包括侧向开口，该侧向开口被设计用于将所述无菌手术器械插入无菌适配器中。因此，手术器械的插入方向不平行于该手术器械的轴，并且优选地正交于该手术器械的轴。所述远端联接装置可以被设计成与手术器械的一部分卡扣配合式接合，例如与后端的一部分和/或轴的一部分卡扣配合式接合。

所述远端腔可包括适用于进出远端腔的第二侧向开口，以将所述无菌手术器械从无菌适配器的所述远端腔推出。因此，手术器械的脱离方向也不平行于该手术器械的轴，并且优选正交于该手术器械的轴。

所述膜可以是单个平坦片材。所述膜的形状可以为圆盘形状。所述膜可以一体地安装到所述框架，使得关于框架不转动。所述框架的所述近端联接装置和所述远端联接装置可以成一体。所述框架的所述近端联接装置和所述远端联接装置可以没有任何相对自由度。所述框架可以严格地确定所述近端联接装置与所述远端联接装置的相互定位和定向，并且优选地还确定远端联接装置的侧向开口的相互定位和定向。

框架的所述远端联接装置可以限定远端基座，该远端基座具有远端贯通开口，该远端贯通开口在远端向远端腔的外部开放。所述远端贯通开口可与由可拉伸膜密封的贯通开口大体上对准，并且可与由可拉伸膜密封的贯通开口共轴。

可以设置在无菌适配器联接到机器人操纵器系统时进行标记的标记装置。该标记装置可以包括标记销，该标记销包括远端标记端，当无菌适配器联接到机器人操纵器系统时，该远端标记端从无菌适配器的框架主体悬臂伸出。

根据本发明的一方面，一种用于机器人手术系统的从机器人组件包括：非无菌机器人操纵器系统；无菌手术器械，该无菌手术器械具有后端部和从所述后端部延伸的轴；和无菌适配器，该无菌适配器适用于将多个线性致动动作和一滚动动作从所述非无菌机器人操纵器系统传递到所述无菌手术器械，其中，所述无菌适配器包括框架，该框架将滚动动作从非无菌机器人操纵器系统传递到无菌手术器械，并且其中所述框架包括近端联接装置和远端联接装置，该近端联接装置与非无菌机器人操纵器系统联接，该远端联接装置与无菌手术器械联接，并且其中所述框架在所述近端联接装置和所述远端联接装置之间限定贯通开口，并且其中所述无菌适配器包括固定到所述框架的膜，该膜将多个局部线性致动动作从非无菌机器人操纵器穿过该膜的厚度传递到无菌手术器械，并且其中所述膜是弹性可拉伸的，以使得弹性地偏向于其大体上平坦的构造，并且其中所述可拉伸膜密封所述贯通开口，以在所述可拉伸膜和所述远端联接装置之间形成远端腔；并且其中所述远端腔容纳无菌手术器械的后端的至少一部分；并且其中所述远端联接装置包括至少一个邻接表面，该至少一个邻接表面面向所述可拉伸膜并由此至少部分地界定所述远端腔；并且其中所述手术器械邻接所述至少一个邻接表面。

该手术器械可以抵接由无菌适配器的框架形成的、界定所述腔并面向所述膜的附加邻接表面。

该膜的几何中心可以与无菌手术器械的轴对准。

多个局部线性致动动作可以正交地指引到膜的近端表面和远端表面。可以在所述机器人电动操纵器中设置多个活塞，以施加所述多个局部线性致动动作。活塞优选正交于该膜延伸。

无菌适配器在使用时可以与无菌手术器械一起转动，也就是说，当滚动动作传递到无菌适配器的所述框架时，无菌适配器和手术器械一体转动。

非无菌机器人操纵器系统可以包括多个线性致动器，例如所述多个活塞，并且当所述多个线性致动器中的至少一个线性致动器向远端前进时，该膜可以被弹性预压抵接所述多个线性致动器中的所述至少一个线性致动器的远端。例如，当所述多个线性致动器中的所述至少一个线性致动器缩回时，该膜可以从所述多个线性致动器中的所述至少一个线性致动器的远端脱离。手术器械的后端可以包括多个线性传动元件，该多个线性传动元件分别与所述多个活塞中的各活塞对准。

多个局部线性致动动作可以与手术器械的轴对齐。因此，多个线性致动器(例如所述多个活塞)与轴对齐，后端的多个传动元件(例如杆)也与轴对齐。

无菌适配器可以与所述非无菌机器人操纵器系统可拆卸地联接。手术器械可以与所述无菌适配器可拆卸地联接。

从机器人组件可以包括至少一个转动接头，该转动接头通过无菌适配器的所述框架将所述滚动动作传递到手术器械。从组件可以包括至少一个滚动马达，该滚动马达可以可操作地连接到所述转动接头。

机器人手术系统可以包括所述从机器人组件和控制所述从机器人组件的主控制台。

根据本发明的一方面，一种用于跨越无菌屏障传递滚动动作和多个局部线性位移动作的方法包括：提供无菌适配器的步骤，该无菌适配器包括框架和固定到所述框架的可拉伸膜，该可拉伸膜是无菌屏障的一部分；以及通过无菌适配器的框架传递所述滚动动作的步骤；以及通过膜穿过其厚度传递所述多个局部线性位移动作的步骤。传递所述滚动动作的步骤和传递所述多个局部线性位移动作的步骤中的每个可以包括传递到手术器械。

可拉伸膜可以是单个膜，该单个膜接收定位在单个膜的近端表面上的不同位置处的所述多个线性位移动作。

所述多个局部线性位移动作可以正交地指引到可拉伸膜的近端表面。

附图说明

无菌适配器、组件、系统和方法的另外的特征和优势将从以下描述的、以参考附图作为示例给出而非旨在限制的方式对优选实施例的描述中显现，在附图中：

-图1示出了根据一实施例的机器人手术系统的轴测图；

-图1之二是图1的详细视图，示出了两个无菌适配器；

-图2和图3示出了根据一实施例的无菌适配器的轴测图；

-图4示出了根据一实施例的联接到机器人操纵器系统和手术器械的无菌适配器的横截面，其中为了清楚起见，该操纵器系统的一些部分是透明的；

-图5示意性地示出了根据一实施例的具有无菌适配器、连接件、机器人操纵器系统和手术器械的从组件的横截面；

-图6示出了根据一实施例的从组件的连接件的一部分的侧视图；

-图7示出了根据一个实施例的作为多个分离部件的从组件的轴测图；

-图8示出了图4和图5的无菌适配器的底视图；

-图9和图10分别示出了根据一实施例的无菌适配器与机器人操纵器系统的一部分在解锁配置和锁定配置时的轴测图；

-图11示出了在锁定配置下的无菌适配器和连接件的横截面；

-图12示出了根据一实施例的从组件的轴测横截面；

-图13示出了图12的从组件的底视图。

具体实施方式

根据一般实施例，提供了一种用于机器人手术系统102的无菌适配器101。

该无菌适配器101适用于将多个线性位移动作112和一滚动动作160从非无菌机器人操纵器系统105传递到无菌手术器械107，该无菌手术器械107具有后端部123和从后端部123延伸的轴121。

优选地，术语“手术器械”也指“医疗器械”等。

所述无菌适配器101包括框架103，该框架用于将滚动动作160从非无菌机器人操纵器系统105传递到无菌手术器械107。框架优选不适用于传递该多个线性位移动作112。

优选地，本文所使用的术语“滚动动作”是指启动机器人滚动接头174或机器人扭转接头的动作。优选地，无菌适配器101整体上附接到连接件(link)或主体，该连接件或主体位于远端、或用作机器人滚动接头的输出连接件或机器人扭转接头的输出连接件。这种滚动动作优选地是电动的，但这并不意味着无菌适配器101确实容纳了用于施加滚动动作160的马达。根据一实施例，术语“滚动动作”还可以包括启动机器人旋转接头的动作。根据一个实施例，所述机器人操纵器系统105包括施加所述滚动动作106的滚动马达(rollmotor)127。

无菌适配器101的所述框架103包括近端联接装置104，该近端联接装置用于与非无菌机器人操纵器系统105联接。

无菌适配器101的所述框架103包括远端联接装置106，该远端联接装置用于与手术器械107联接。

所述框架103在所述近端联接装置104和所述远端联接装置106之间界定贯通开口。

有利地，所述无菌适配器101包括固定到所述框架103的膜109。

另外的优势是，所述膜109密封框架103的所述贯通开口，从而在所述无菌膜109与无菌适配器101的框架103的所述远端联接装置106之间形成远端腔132。因此，所述膜109位于所述近端联接装置104和所述远端联接装置106之间。远端腔132由此形成用于接收手术器械107的袋(pouch)。

所述膜109被设计成将多个局部线性位移动作112从非无菌机器人操纵器105穿过该膜的厚度169传递到无菌手术器械107。

根据一实施例，所述膜109具有近端非无菌表面110、与近端非无菌表面110相对的远端无菌表面111、以及在膜109的所述近端非无菌表面110和所述远端无菌表面111之间的膜厚度169。因此，远端腔132位于膜109的远端无菌表面111与所述远端联接装置106之间。优选地，所述膜109是一片状材料，该片状材料具有大体上二维的延伸区域、以及远小于片状材料在所述二维上的延伸的厚度169。

优选地，术语“线性位移动作”是指以线性方式移动元件(例如传动元件)的动作，并且优选地，所述动作使该元件沿着大体上呈直线的路径移动。例如，所述线性位移动作为推动动作。例如，一个或多个活塞推动膜的非无菌表面110，该膜的非无菌表面继而将由这样的一个或多个活塞施加的动作通过该膜的无菌表面111传递到一个或多个传动元件，该一个或多个传动元件沿直线方向与所述一个或多个活塞各自对准。

优选地，术语“多个局部线性位移动作”是指膜的所述非无菌表面由多个活塞推动，并且线性位移动作横切地指向膜的无菌表面111和非无菌表面110，使得该多个活塞中的每个活塞推动该膜的非无菌表面110的局部区域。

所述膜109是弹性可拉伸的，以使得弹性地偏向于其大体上平坦的构造。根据一实施例，所述膜109用作无菌盖件(sterile drape)。根据一实施例，所述膜由柔性且可拉伸的片状透明塑料材料(例如聚乙烯)制成。

设置弹性可拉伸膜允许通过使膜109局部地弹性弯曲，来穿过该膜的厚度169而传递所述多个局部线性位移动作112。因此，所述远端腔132的体积会受到作用在所述膜109的近端表面110上的该多个线性位移动作112的影响。特别地，膜109是可拉伸的，其在被所述多个局部线性位移动作112拉伸时弹性变形，从而局部改变所述远端腔132的体积。因此，在使用时，在所述至少一个活塞前进、并相对于膜109的非无菌表面110横切地且优选正交地推动膜的非无菌表面110从而施加所述线性位移动作112时，膜109弹性地预压抵接所述多个活塞中的至少一个活塞的远端。可对膜109的材料和/或膜109的几何参数进行选择，以保证在使用时，对所述多个活塞中的至少一个活塞的远端的所述弹性预压是大体上可忽略不计的。

优选地，所述框架103大体上是刚性的并且比膜109更具刚性，以便在所述多个线性位移动作112施加在膜109的所述近端非无菌表面110上时不拉伸。

根据一优选实施例，所述膜109被框架103保持为是拉紧的。根据一实施例，所述膜109的外缘173被粘接到所述框架103。根据一实施例，所述膜109的外缘173被夹到所述框架主体103上。根据一实施例，所述膜109的外缘173被螺纹连接到所述框架主体103。

参考附图，近端-远端方向通常用z-z表示。根据一实施例，径向R-R还被定义成与所述近端-远端方向z-z正交且交接的方向。多个线性位移动作112沿近端-远端方向z-z传递。

根据一实施例，无菌适配器101的框架103的体积阻挡部分包含在圆柱形几何形状中，优选地盘状几何形状中，该圆柱形几何形状具有沿径向方向R-R的给定半径和沿近端-远端方向Z-Z的预定长度。根据一实施例，框架103的径向尺寸在该框架的近端联接装置104附近或近端联接装置处最大。

根据一实施例，推动动作112被定向为沿近端到远端方向z-z，也就是说，横切于膜并且优选正交于膜109。因此，避免了穿过膜109传递转动动作，从而降低了使膜109起皱的风险。

设置可拉伸膜109允许多个局部线性位移动作112(优选多个局部推动动作112)横跨该膜109并穿过该膜109的厚度169进行传递，而不会因此使膜109塑性变形。

因此，膜109能够将多个局部线性位移动作112从膜109的所述近端非无菌表面110传递到膜的所述远端无菌表面111。根据一实施例，膜109也能够将多个局部线性位移动作112从膜109的所述远端无菌表面111反向传递到膜的所述近端非无菌表面110。

由于这样的膜109，膜109的可拉伸主体本身用作传动元件以将所述多个局部线性位移动作112从膜109的非无菌近端表面110传递到膜的无菌远端表面111。

相反，膜109不适用于传递所述滚动动作160。

因此，避免了以下需求：为膜109设置用作传动元件的刚性插入物。因此，也避免了以下需求：为膜109设置能够传递转动动作的刚性板、叶片和/或装置。转动动作可以由无菌适配器101的框架103传递。

设置这种可拉伸膜109允许以弹性的方式使所述膜109局部变形，以便总是通过膜109的厚度169传递至少一个线性位移动作112。

所述远端联接装置106包括至少一个邻接表面161，该至少一个邻接表面面向所述可拉伸膜109并由此至少部分地界定所述远端腔132。

所述至少一个邻接表面161适用于手术器械107的一部分与其邻接。手术器械107的与无菌适配器101的远端联接装置106的所述至少一个邻接表面161抵接的这一部分，要么可以是手术器械107的后端部123要么可以是手术器械107的轴121。

根据一优选实施例，所述至少一个邻接表面161位于可拉伸膜109的下方。换言之，所述至少一个邻接表面161在膜109的阻挡部分的下面。换言之，远端联接装置106的所述至少一个邻接表面161面对所述膜109且包含在所述膜109的阻挡部分的沿着近端远端方向z-z的延长部分中。进一步换言之，所述至少一个邻接表面161在膜109的阴影之下。

根据一优选实施例，所述框架103严格地确定所述近端联接装置104与所述远端联接装置106的相互定位和定向。优选地，所述框架103严格地确定近端联接装置104与远端联接装置106的侧向开口116的相互定位和定向。优选地，框架不包括铰链或可移动部件或可移动接头。

根据一优选实施例，无菌适配器101包括间隔壁166和166'，上述间隔壁的数量优选为两个且关于所述远端腔132位于侧面，所述间隔壁166和166'将膜109与远端联接装置106隔开预定距离，优选地沿近端-远端方向z-z隔开预定距离。间隔壁166和166'用作引导壁，以引导手术器械107的所述后端部123插入到远端无菌腔132中。

根据一优选实施例，每个间隔壁166、166'包括侧向引导表面133、133'，该侧向引导表面133、133'部分地界定所述远端腔132并且适用于与所述无菌手术器械107的至少一个侧向相对表面163配合。优选地，无菌适配器101的远端腔132的所述侧向引导表面133和133'中的每个大体上是平坦的。优选地，手术器械107的所述至少一个侧向相对表面163大体上是平坦的。

根据一优选实施例，所述远端腔132包括侧向进出开口116，该侧向进出开口被设计用于将所述无菌手术器械107插入无菌适配器101中。优选地，所述侧向进出开口116在横切于近端-远端方向z-z的方向上开放，例如，所述侧向进出开口在径向方向R-R上开放。

根据一优选实施例，所述远端腔132包括进出远端腔132的相对侧向窗口120，以将所述无菌手术器械107从无菌适配器101的所述远端腔132推出。换言之，所述无菌远端腔132在被设计用于手术器械107或手术器械107的至少一部分进出远端腔132的侧向进出开口116或第一侧向开口116处开放，且在被设计成将手术器械107或该手术器械107的至少一部分从远端腔132推出的相对侧向窗口120或第二侧向开口120处开放，从而使手术器械107穿过所述第一开口116或侧向进出开口116离开所述腔132。根据一实施例，所述侧向进出开口116比所述相对侧向窗口120大。优选地，所述侧向进出开口116和所述相对侧向窗口120这两者均由所述框架103界定，并且优选地由框架103的所述间隔壁164和164界定。优选地，所述侧向进出开口116和所述相对侧向窗口120关于所述框架103而彼此相对，并且优选关于所述间隔壁166和166'而彼此相对。

根据一优选实施例，所述远端联接装置106限定远端基座115，该远端基座具有远端贯通开口164，该远端贯通开口在远端向远端腔132的外部开放。因此，无菌适配器101的框架103包括远端外表面165，该远端外表面优选位于所述远端联接装置106的远端并且面向关于所述至少一个邻接表面161的对面，并且所述远端贯通开口向所述远端外表面165开放。

根据一优选实施例，所述远端贯通开口164与由可拉伸膜109密封的贯通开口大体上对准，优选沿近端-远端方向z-z与由可拉伸膜109密封的贯通开口大体上对准。

根据一实施例，所述框架103限定环形外缘129或圆形外缘129，该环形外缘或圆形外缘形成膜109的外缘。根据一优选实施例，所述环形外缘129保持所述膜109。因此，膜109具有圆周的周长，优选地，膜109具有圆形主体。

根据一优选实施例，无菌适配器101的所述远端贯通开口164具有拱形边缘175，该拱形边缘具有与可拉伸膜109的外缘129的几何中心对准的曲率中心。因此，所述远端贯通开口164与框架103的由可拉伸膜109密封的贯通开口共轴。

根据一实施例，设置远端联接装置106的、面向远端基座115的侧向邻接壁119，以界定远端基座115的底部，且该侧向邻接壁适用于在手术器械107通过穿过所述侧向进出开口116插入所述远端腔132而连接到无菌适配器101时，形成用于手术器械107或该手术器械107的一部分的邻接表面。根据一实施例，在无菌适配器101的侧向邻接壁119中或侧向邻接壁119附近实现优选包括凹口的定心和定位元件118。根据一实施例，至少一个细长舌部108的所述根部113自所述手术器械的邻接壁119伸出。设置这样的定心和定位元件118的配置是为了将手术器械107可操作地连接到无菌适配器101，并且所述定心和定位元件118优选地限定手术器械107正确连接至无菌适配器101，例如以这种方式保证机器人操纵器系统105的每个线性致动器126与手术器械107的后端123的相应传动元件124的工作对准。

在使用时，无菌适配器101的远端联接装置106与手术器械107的相对联接装置131卡扣配合式接合，从而所述细长舌部108和108'将相对联接装置131的主体保持为趋向无菌适配器101的接收座115的侧向邻接壁119。

当无菌适配器101转动并承载手术器械107时，该无菌适配器关于与手术器械107的轴121同轴的轴线z-z转动，因此该手术器械枢转且不旋转。

根据一实施例，所述膜109固定到所述环形外缘129，所述环形外缘129由所述框架主体103形成。根据一实施例，圆形外缘129包括面向所述膜109的内边缘156、以及外环形边缘。所述内边缘156可以是环形的或者可以具有径向向内突出的突起158，并且所述突起158不分割膜109以避免膜109在结构和动态行为上不连续性。根据一实施例，环形外缘129的面向膜109的所述内边缘156描述了单个外缘边界线159。根据一实施例，所述环形外缘129具有在径向方向R-R上恒定的延伸。

根据一优选实施例，所述膜109是一体的，优选为单个平坦部件或片状弹性材料。换句话说，膜被制作为单体。因此，减少了无菌适配器101的部件的数量。此外，避免了膜109的部分脱离的风险。

根据一优选实施例，所述膜109形成连续表面。根据一优选实施例，所述膜109形成两个相对的连续表面110和111。根据一实施例，术语“连续表面”是指膜109的结构和动态行为沿膜109的整个主体是连续的，从而避免设置加强部分和/或加强板，以及避免设置用于致动器和/或传动装置通过的通孔。根据一实施例，术语“连续表面”是指膜109不包括间断部分。例如，所述间断部分是孔和/或袖口(cuff)。这种间断部分(例如袖口)需要成形工艺(例如热成形等)来制造，该成形工艺在制造期间使膜109塑性变形，从而产生所述间断部分。

根据一优选实施例，所述膜109位于平面内，优选位于正交于近端-远端方向Z-Z的平面内。根据一优选实施例，所述膜109形成平面表面110和111并且所述膜109被包含在无菌适配器101的框架主体103的体积阻挡部分内。根据一实施例，膜109横切和/或正交于近端-远端方向Z-Z延伸。根据一实施例，所述膜109不具有褶皱。根据一实施例，所述膜109具有恒定的厚度169，例如具有包括在2至6毫米之间的厚度。根据一实施例，所述膜109避免包括用于容纳致动器和/或传动装置等的袋。根据一实施例，所述膜109避免包括用于穿过膜109传递转动运动的加强部，该加强部例如包括叶片。

根据一优选实施例，无菌适配器101的所述远端联接装置106被设计为与手术器械107的一部分卡扣配合式接合，并且优选地与手术器械107的相对联接部131卡扣配合式接合。

根据一优选实施例，无菌适配器101的所述远端联接装置106包括至少一个伸出为悬臂的细长弹性舌部108、108'，并由此形成端部113(优选自由端部113)和根部114。

根据一实施例，无菌适配器101的所述远端联接装置106包括远端基座115，该远端基座至少部分地由所述至少一个细长舌部108、108'界定，其中所述接收座115包括侧向进出开口，该侧向进出开口朝向与远端腔132的侧向进出开口116相同的接合方向128。根据一实施例，所述至少一个细长舌部108、108'被弹性偏置以减小接收座115的所述进出开口116的宽度，从而与手术器械107形成卡扣配合式接合。

根据一优选实施例，所述两个细长舌部108和108'被设置为在它们之间界定进出远端基座115的进出开口，并且优选地界定远端基座115。

根据一优选实施例，至少一个细长舌部108、108'大体上平行于膜109。换言之，该至少一个细长舌部108、108'横切于所述近端-远端方向z-z延伸。

根据一实施例，所述至少一个细长舌部108、108'(优选所述细长舌部108和108'中的每一个)包括面向所述远端基座115的邻接部或保持部117、117'。由于细长舌部108、108'的所述保持部117、117'适用于与手术器械107卡扣配合式接合，因此提供了一约束动作以将手术器械107约束在远端基座115内并且优选抵接所述侧向邻接壁119。根据一实施例，细长舌部108、108'的所述保持部117、117'面向远端基座115的所述侧向邻接表面119。根据一实施例，所述保持部117、117'位于朝向接收座115向内突出的突起上，从而使得趋近该基座115的进出开口116更窄。

根据一实施例，远端基座115的用于手术器械107的所述进出开口在横切于近端-远端方向z-z的接合方向128上开放，使得手术器械107可以随着沿接合方向128的横切移动而连接到所述无菌适配器101或从所述无菌适配器断开。根据一实施例，所述接合方向平行于所述径向方向R-R或与所述径向方向一致。

因此，手术器械107可以随着横切位移运动而连接到所述无菌适配器101以及从所述无菌适配器断开。换言之，接合方向128横切于近端-远端方向z-z。因此，手术器械107可以与所述无菌适配器101分离，移动远离患者解剖结构和/或手术床。因此，手术器械107可以沿着所述横切接合方向128连接到所述无菌适配器101。

根据一实施例，无菌适配器101的所述框架主体103在膜109和远端联接部106之间界定远端腔132，该远端腔被设计成容纳手术器械107的所述后端部123的至少一部分。根据一实施例，所述壳体132从与远端基座115的进出开口相同的一侧打开，使得当手术器械107的相对联接部131与无菌适配器101的联接装置106可拆卸地连接时，后端部123被容纳在所述远端腔132内。

局部施加在膜109的所述近端表面110上的线性位移动作112确定了膜109的局部拉伸，从而将这种线性位移动作112穿过膜109的厚度169而传递到手术器械107的后端123，手术器械的后端包括与机器人电动操纵器系统105的线性致动器126对准的传动元件124(例如，杆)。

根据一实施例，所述框架103界定至少一个推顶窗口120，该至少一个推顶窗口适用于允许接近手术器械107的一部分，以便推动该手术器械从无菌适配器101的所述远端腔106中移出。因此，允许快速脱离动作。因此，手术器械107的后端部123也离开壳体132。例如，穿过所述推顶窗口120的手部推动动作122可以在远离患者解剖结构的方向上使手术器械107脱离。

根据一实施例，所述窗口120在关于所述进出开口116的对面。根据一实施例，所述窗口120在关于壳体123的进出侧的对面。

根据一实施例，所述近端联接装置104包括螺纹元件，以便将近端联接装置旋紧到所述机器人操纵器系统105上。

根据一优选实施例，所述近端联接装置104限定了一圆形形状，以限定轴向对称联接体。

设置这种环形外缘129允许无菌适配器101关于轴线枢转(优选关于平行于所述近端-远端方向Z-Z的轴线枢转)，而不会因此撕裂膜109或使膜破碎。膜109的撕裂和破碎将导致手术器械107失去无菌性。

根据一实施例，所述近端联接装置104被设计成与机器人操纵器系统105的一部分形成卡口式联接。根据一实施例，所述近端联接装置104包括底切元件，该底切元件关于所述近端-远端方向Z-Z底切，以与机器人操纵器系统105联接。

根据一实施例，无菌适配器101的所述框架主体103包括靠近其近端的径向尺寸扩大的裙部134。

根据一实施例，无菌适配器101的所述框架103包括所述近端联接装置104、所述远端联接装置106、至少部分地界定所述壳体132的间隔壁133和133'、以及位于间隔壁113和113'的相对侧面处的在径向方向R-R上开放的所述窗口120。

根据一实施例，所述无菌适配器101包括标记装置135，该标记装置在无菌适配器101联接到机器人操纵器系统105时进行标记。根据一实施例，所述标记装置135包括标记销138，该标记销包括远端销接端136，该远端销接端适用于在无菌适配器101联接到机器人操纵器系统105时，从无菌适配器101的框架主体103悬臂突出，从而标记成功联接的事件。根据一实施例，所述标记装置135包括弹性装置137，该弹性装置将标记销138向近端偏移，例如以使得将远端销接端136偏移为与无菌适配器101的远端部齐平。当无菌适配器101联接到机器人操纵器系统105时，标记销138抵接机器人操纵器系统105的邻接元件139以抵抗弹性装置137施加的偏移动作，从而使标记销138的远端销接端136在远端从无菌适配器101突出。可提供用于保护标记装置135的可移除板150。

根据一实施例，远端销接端136关于标记销138被制成独立的部件。根据一实施例，连接件140的所述弹性装置137包括安置在标记销138周围的轴向弹簧。根据一实施例，所述标记装置135还包括标记销壳体148，该标记销壳体容纳标记销138的至少一部分。根据一实施例，容纳标记销138的至少一部分的所述标记销壳体148形成大体上沿着近端-远端方向Z-Z延伸穿过无菌适配器101的框架主体103的侧壁133'的通孔。可以在所述标记销壳体148中设置邻接表面，以通过与可以设置在销138上的相对邻接表面的配合来停止标记销138的位移。例如，销138可以具有适用于抵接壳体148的表面的展开部。根据一实施例，标记销138包括倾斜段149，该倾斜段与所述近端-远端方向Z-Z形成角度且适用于抵接壳体148的表面。

根据一实施例，提供了一种在手术器械联接到无菌适配器时阻止从连接件上移除无菌适配器的机构。

根据一实施例，无菌适配器101将多个线性致动动作112和一滚动动作160从非无菌机器人操纵器系统105传递到无菌手术器械107，该无菌手术器械具有后端部123和从所述后端部123延伸的轴121，无菌适配器101包括所述框架103，所述框架103将滚动动作160从非无菌机器人操纵器系统105传递到无菌手术器械107，框架103包括所述近端联接装置104和所述远端联接装置106，该近端联接装置与非无菌机器人操纵器系统105联接，该远端联接装置与无菌手术器械107联接，其中所述框架103在所述近端联接装置106和所述远端联接装置106之间限定贯通开口；并且其中所述无菌适配器101还包括固定到所述框架103的所述膜109，所述膜将多个局部线性致动动作112从非无菌机器人操纵器105穿过该膜的厚度169传递到无菌手术器械107；并且其中所述膜109是弹性可拉伸的，从而使得弹性地偏向于其大体上平坦的构造；并且其中所述可拉伸膜109密封所述贯通开口，以在所述可拉伸膜109和所述远端联接装置106之间形成远端腔132；并且其中所述远端腔132容纳无菌手术器械107的后端123的至少一部分；并且其中所述远端联接装置106包括至少一个邻接表面161，该至少一个邻接表面面向所述可拉伸膜109并由此至少部分地界定所述远端腔132，所述至少一个邻接表面161适用于手术器械107的一部分与其邻接，使得手术器械107抵接所述至少一个邻接表面161。

根据一实施例，所述膜109具有圆盘形状。

根据一实施例，所述膜109与所述框架103一体地安装。

根据一实施例，所述框架103的所述近端联接装置104和所述远端联接装置106成一体。

根据一般实施例，用于机器人手术系统102的从组件100包括至少一个根据上述实施例中任一实施例的无菌适配器101。

所述从组件100包括至少一个连接件140，连接件联接到无菌适配器101的近端联接装置104。根据一实施例，所述连接件140包括远端相对联接装置141，该远端相对联接装置适用于与无菌适配器101的所述近端联接装置104形成连接。根据一实施例，连接件140的所述远端相对联接装置141与无菌适配器101的近端联接部104形成卡口式接合。

根据一实施例，所述从组件100包括至少一个根据上述实施例中任一实施例的机器人操纵器系统105。

根据一实施例，所述从组件100包括至少一个根据上述实施例中任一实施例的手术器械107，该手术器械包括后端部123和从所述后端部123延伸的轴121。根据一优选实施例，无菌适配器101的所述侧向进出开口116和所述相对侧向窗口120关于手术器械107的所述后端部123而彼此相对。

根据一实施例，用于机器人手术系统102的所述从机器人组件100包括：所述非无菌机器人操纵器系统105；所述无菌手术器械107，所述无菌手术器械具有所述后端部123和从所述后端部123延伸的所述轴121；和所述无菌适配器101，所述无菌适配器适用于将多个线性致动动作112和滚动动作160从所述非无菌机器人操纵器系统105传递到所述无菌手术器械107；其中所述无菌适配器101包括所述框架103，所述框架将滚动动作160从非无菌机器人操纵器系统105传递到无菌手术器械107，并且其中所述框架103包括所述近端联接装置104和所述远端联接装置106，该近端联接装置与非无菌机器人操纵器系统105联接，该远端联接装置与无菌手术器械107联接；并且其中，所述框架103在所述近端联接装置106和所述远端联接装置106之间限定贯通开口；并且其中所述无菌适配器101包括固定到所述框架103的所述膜109，所述膜将多个局部线性致动动作112从非无菌机器人操纵器105穿过该膜的厚度169传递到无菌手术器械107；并且其中所述膜109是弹性可拉伸的，使得弹性地偏向于其大体上平坦的构造；并且其中所述可拉伸膜109密封所述贯通开口，以在所述可拉伸膜109和所述远端联接装置106之间形成所述远端腔132；所述远端腔132容纳无菌手术器械107的后端123的至少一部分；所述远端联接装置106包括至少一个邻接表面161，该至少一个邻接表面面向所述可拉伸膜109并由此至少部分地界定所述远端腔132；并且其中手术器械107抵接所述至少一个邻接表面161。

根据一实施例，膜109的几何中心与无菌手术器械107的轴121对准。

根据一实施例，该多个局部线性致动动作112正交地指引到膜109的近端表面110。

根据一实施例，无菌适配器101与无菌手术器械107一起转动。

根据一实施例，非无菌机器人操纵器系统105包括多个线性致动器126，并且当所述多个线性致动器126中的至少一个线性致动器126向远端前进时，膜109被弹性地预压抵接所述多个线性致动器126中的所述至少一个线性致动器的远端。

根据一实施例，该多个局部线性致动动作112与手术器械107的轴121对齐。

根据一实施例，该多个局部线性致动动作112施加推动动作，以将手术器械107压靠所述至少一个邻接表面161。

根据一实施例，所述无菌适配器101与所述非无菌机器人操纵器系统105可拆卸地联接，和/或其中所述手术器械107与所述无菌适配器101可拆卸地联接。

根据一实施例，所述从机器人组件100包括至少一个转动接头174，该转动接头将所述滚动动作160通过无菌适配器101的所述框架103传递到手术器械107。

根据一实施例，所述从组件100包括至少一个无菌盖布144，该无菌盖布覆盖所述机器人从组件100的至少一部分，从而形成适用于阻止手术器械107的污染的无菌屏障。

有利地，所述无菌盖布144与无菌适配器101的所述膜109配合以形成无菌屏障。

根据一优选实施例，所述无菌适配器101是一次性的。根据一优选实施例，所述无菌适配器101被设计为是一次性使用的无菌适配器101。

根据一实施例，所述连接件140包括近端连接装置142，该近端连接装置用于将连接件140连接到机器人操纵器系统105。

根据一实施例，所述从组件100包括保护壳143，该保护壳包围机器人电动操纵器系统105的至少一部分和所述连接件140。

根据一实施例，所述连接件140包括近端标记装置145，该近端标记装置与无菌适配器101的标记装置135配合，以在无菌适配器101与非无菌连接件140联接时进行标记。根据一实施例，所述近端标记装置145包括所述邻接部139，该邻接部用于标记装置135的标记销138的近端。根据一实施例，所述近端标记装置145包括弹性元件147，该弹性元件使所述邻接部139(例如邻接销146的远端)朝向无菌适配器101的标记装置135的标记销138向远端偏置。可设置引导元件(例如腔的壁)，以将标记销138和邻接销146沿近端-远端方向Z-Z对准，并引导其在近端-远端方向Z-Z上的位移。

根据一实施例，连接件140的所述弹性元件147包括弹簧片，该弹簧片固定到连接件140的一部分。根据一实施例，所述弹性元件147与所述邻接销146形状配合，以便不沿着所述邻接销146的主体滑动。

根据一实施例，所述连接件140具有适用于关于轴线枢转的大致环形形状，该轴线优选与所述近端-远端方向Z-Z重合。因此，连接件140的近端连接部142适用于将转动动作160传递给连接件140，并且该连接件的远端相对联接装置141适用于将转动动作传递给包括膜109的无菌适配器101。这样，连接件140、无菌适配器101和手术器械107可以关于保护壳143一体地枢转。换言之，连接件140、无菌适配器101和手术器械107在由转动致动器127驱动时，可以一起作为单个部件而关于保护壳143枢转。

根据一实施例，所述连接件140具有形成内腔154的轮廓的大致环形形状，该内腔适用于容纳机器人操纵器系统105的所述线性致动器126。根据一实施例，所述内腔154为在近端-远端方向Z-Z延伸的贯通开口。因此，手术器械107的所述轴121与后端部123是一体的，使得不允许相对的枢转动作。因此，在膜109的下游不需要马达，从而允许手术器械的小型化，特别是腕部122的小型化。

根据一实施例，连接件140的所述内腔154在远端由无菌适配器101的膜109来界定。换言之，无菌适配器101的壳体132和连接件140的内腔154通过所述可拉伸膜109的放入而被分隔。因此，操纵器系统105的被容纳在所述内腔154中的线性致动器和后端123的被容纳在所述壳体中的传动杆，可以通过可拉伸膜109的主体来交换推动动作112。

根据一实施例，连接件140的所述弹性装置147可以形成防转动系统151的一部分，该防转动系统被设计成在无菌适配器101联接到连接件140的期间，避免连接件140和无菌适配器101的相对转动。

根据一实施例，所述防转动系统151包括径向悬臂元件152，该径向悬臂元件向远离连接件140和/或适配器101的转动轴线而径向突出，以抵接保护壳143的径向向内的块齿153。根据一实施例，连接件140的弹性装置147使径向悬臂元件152向远端偏置。

当连接件140的邻接销146接合无菌适配器101的标记销138以向远端偏置该标记销136的远端销接端136时，防转动系统151的径向悬臂元件152向远端移动，使得该径向悬臂元件避免抵接块齿153，从而允许连接件140和无菌适配器101这两者关于从机器人组件100的保护壳143而相对枢转。

通过朝近端方向对标记销138的远端销接端136进行按压，可以将无菌适配器101从连接件140解锁(例如拧下)。优选地，设置防移除机构176以避免在手术器械107被容纳在无菌适配器101的所述腔132内时从连接件140解锁该无菌适配器101。优选地，所述防移除机构176包括邻接表面，该邻接表面与标记销138的远端销接端136成一体、且面向无菌适配器101的腔132，防移除机构176的所述邻接表面适用于抵接手术器械的一部分，从而防止标记销138的远端136被向近端按压。当手术器械从腔132移出时，在所述标记销接端136上推压时，该标记销138在远端自由地移动，从而使无菌适配器101从连接件140上脱离。因此，销远端136充当无菌适配器101的解锁按钮，且防移除机构176充当安全装置，以防止在手术器械107被容纳在壳体132内时使无菌适配器101从机器人从组件100脱离。防移除机构176的邻接表面也可以设置为不与标记销138的远端销接端136一体形成。

根据一般实施例，机器人手术系统102包括至少一个根据上述实施例中任一实施例的无菌适配器101。

机器人手术系统102还可包括对所述从机器人组件100进行控制的至少一个主控制台130。

机器人手术系统102可以包括上述关于机器人手术系统102的特征中的任何特征或这些特征的组合。

根据一优选实施例，所述机器人手术系统102包括至少一个根据上述实施例中任一实施例的从组件100。

根据一优选实施例，所述机器人手术系统102包括至少一对机器人电动操纵器系统105，该一对机器人电动操纵器系统均连接到单个机械定位臂连杆155。

根据一优选实施例，无菌适配器101的膜109的所述近端非无菌表面110面向所述非无菌机器人操纵器系统105，并且该膜109的所述无菌表面111面向所述手术器械107。

有利地，所述机器人手术系统102至少包括转动接头174或滚动接头174或扭转接头174。优选地，所述至少一个转动接头174是适用于通过无菌适配器101的框架103传递所述滚动动作160的扭转接头。

根据一优选实施例，所述无菌适配器101可一体地连接到所述滚动接头174，以便随滚动接头转动。

当无菌适配器101转动并承载手术器械107时，该无菌适配器关于与手术器械107的轴121同轴的轴线z-z转动(其因此枢转而不旋转)，从而形成传递所述滚动动作160的滚动接头174。

根据一优选实施例，所述多个局部推动动作112将所述无菌手术器械107推靠在无菌适配器101的所述至少一个邻接表面161上。

根据一优选实施例，所述无菌手术器械107包括至少一个远端相对邻接表面162，该远端相对邻接表面抵接无菌适配器101的所述至少一个邻接表面161。

根据一优选实施例，所述机器人手术系统102包括防转动系统151，该防转动系统被设计成在无菌适配器101联接到连接件140的期间，避免连接件140和无菌适配器101的相对转动；和/或其中，

根据一优选实施例，所述防转动系统151包括径向悬臂元件152，该径向悬臂元件远离连接件140和/或适配器101的旋转轴线而径向地突出，以抵接机器人手术系统100的保护壳143的径向向内的块齿153。

根据一优选实施例，所述机器人手术系统102至少还包括手术器械107，该手术器械包括器械轴121、手术末端执行器122、后端部123、相对联接装置131；该器械轴大体上沿近端-远端方向Z-Z延伸，且具有近端171和远端172；该手术末端执行器位于轴121的远端处；该后端部连接到轴121的近端171；该相对联接装置位于轴121的近端171附近或近端处，该相对联接装置适用于与无菌适配器101的所述远端联接装置106形成卡扣配合式接合。

根据一优选实施例，为了传递所述推动动作112，膜109的近端表面110与机器人操纵器系统105的线性致动器126的远端表面接触，并且随着线性致动器126向远端前进，膜109的主体伸展，使得膜109的远端表面111与手术器械107的后端部123的传动杆124的近端表面接触。

根据一优选实施例，所述相对联接装置131位于手术器械107的轴121的近端171附近或近端处。

根据一优选实施例，手术器械107的所述相对联接装置131包括主体，该主体具有锥形形状，例如截头圆锥形，以便与远端基座115的尺寸形状配合。根据一优选实施例，所述相对联接装置131的主体朝向轴121的远端172逐渐变细。

设置手术器械107的所述相对联接装置131的锥形主体，允许在后端部123因施加在手术器械107的后端部123的传动杆124上的推动动作112的影响而被向远端推动时，与无菌适配器101的接收座115形状配合。

根据一实施例，所述手术器械107包括大体上沿近端-远端方向z-z延伸并具有近端171和远端172的器械轴121、在轴121的远端处的手术末端执行器122、以及位于轴121的近端处或靠近该近端的后端部123。

轴121优选沿着与无菌适配器101的联接装置106的远端开口115、和无菌适配器101的框架103的被膜109密封的开口这两者对准且优选共轴的方向延伸。换言之，轴121被设计为，在无菌适配器101关于保护壳143和/或电动操纵器系统105的参考点或机器人手术系统102的参考点滚动或扭转时，不旋转，而是围绕其纵向延伸的轴线枢转或滚动。

根据一实施例，后端部123适用于接收穿过和跨越膜109传递的推动动作112。根据一实施例，后端部123包括多个传动杆124等，该多个传动杆等适用于被推动以便启动手术器械的至少一个驱动电缆125，进而启动末部执行器122(例如手术腕部122)。根据一实施例，所述传动杆124是可线性位移的。

根据一实施例，后端部123容纳所述传动杆124和所述驱动电缆125或肌腱125的近端部。

根据一实施例，为了传递所述多个局部线性位移动作112，膜109的近端非无菌表面110与机器人操纵器系统105的线性致动器126的远端部168接触，并且随着线性致动器126向远端前进，膜109的主体伸展，使得膜109的远端表面111与手术器械107的后端部123的传动元件124的近端部167接触。根据一实施例，所述线性致动器126适用于施加推动动作112。

根据一实施例，所述机器人操纵器系统105是所述机器人手术系统102的从组件100的一部分，且适用于通过所述机器人手术系统102的主控制台130而被控制。

根据一实施例，所述机器人操纵器系统105包括多个电动致动器，这些电动致动器能够驱动线性致动器126施加所述推动动作112，并且优选地，所述线性致动器126可沿近端-远端方向z-z线性位移。

根据一实施例，所述机器人操纵器系统105还包括转动致动器127，该转动致动器适用于使无菌适配器101绕转动轴线枢转，该转动轴线优选平行于近端-远端方向z-z，并且优选与所述近端-远端方向z-z重合。

下面将描述跨越无菌屏障传递滚动动作160和多个局部线性位移动作112的方法。

跨越无菌屏障传递滚动动作160和多个局部线性位移动作112的方法包括以下步骤：

-提供无菌适配器101，该无菌适配器包括框架103和固定到所述框架103的可拉伸膜109，可拉伸膜109是无菌屏障的一部分；

-通过无菌适配器101的框架103传递所述滚动动作160；

-通过膜109穿过其厚度169传递所述多个局部线性位移动作112。

优选地，所述滚动动作160和所述多个局部线性位移动作112是由至少一个电动操纵器系统105施加的。该至少一个电动操纵器系统105的马达可以容纳在马达箱或马达壳体170内，该马达箱或马达壳体优选由保护壳143覆盖。电动操纵器系统105的马达优选位于无菌适配器的上游。在无菌适配器的远端，可以连接手术器械，并且该手术器械可以包括轴，该轴在其远端处或远端附近具有铰接末端执行器，该铰接末端执行器包括俯仰、摇摆(yaw)和抓握自由度，俯仰、摇摆和抓握自由度均由通过无菌适配器的膜109传递的线性位移动作驱动，该线性位移动作继而驱动通过轴连接到铰接末端执行器的驱动电缆。

根据一优选的操作模式，根据上述实施例中任意实施例的无菌适配器101被设计为执行上述方法步骤。因此，该方法包括提供根据上述实施例中任意实施例的无菌适配器101的步骤。

根据一优选的操作模式，根据上述实施例中任意实施例的从组件100被设计为执行上述方法步骤。因此，该方法包括提供根据上述实施例中任意实施例的从组件100的步骤。

根据一优选的操作模式，根据上述实施例中任意实施例的机器人手术系统102被设计为执行上述方法步骤。因此，该方法包括提供根据上述实施例中任意实施例的机器人手术系统102的步骤。

由于要么一起要么分开在特定实施例中提供的上述特征，允许对提供上述优点的上述需求进行响应，特别是：

-通过连接到机器人手术系统的转动接头的无菌适配器，可以实现对滚动动作和多个局部线性位移动作的传递；

-由无菌适配器的刚性框架103传递滚动动作；

-由可拉伸膜109穿过其厚度169传递多个局部线性位移动作；

-手术器械的轴可以绕其自身的纵向延伸的轴线而枢转，同时避免在手术器械107中设置马达；

-手术器械107可拆卸地可连接到无菌适配器101并保持在无菌手术区内；

-局部线性位移动作112驱动位于手术器械的轴的远端处的末端执行器(例如腕部装置)的自由度；

-膜109的主体是不间断的且能够传递多个局部线性位移动作112；

-膜不适用于传递滚动动作；

-当滚动马达127对无菌适配器的框架产生滚动动作时，膜与适配器的框架一起以及与手术器械一起转动(即滚动)；

-膜没有用于单独接收相应单个线性致动器的袋；

-优化了“膜面积”与“框架体积”的比，

-无菌适配器提供紧凑又功能强大的解决方案；

-同一膜将至少一对主动肌和对抗肌驱动动作传递给手术器械；换言之，多个线性致动器可以包括均作用于同一膜的主动肌致动器和对抗肌致动器；

-接收由多个线性致动器产生的与膜的近端和远端表面正交的多个线性位移动作的同一膜，相对于具有用于单独接收相应的单个线性致动器的相应袋的已知解决方案，均受到较小的局部变形，这使得产生更稳健的解决方案；

-接收到多个线性位移动作的同一膜，允许相对于已知解决方案更简单的制造和组装；

-当至少一个线性致动器(例如活塞)向远端前进时，膜被弹性地预压抵接该至少一个线性致动器的远端，以将线性位移动作传递到手术器械的容纳在无菌适配器的腔内的后端；

-为手术器械提供滚动自由度的滚动马达127位于电动操纵器的线性致动器的上游，使得线性致动器与无菌适配器一起转动或滚动；

-膜的几何中心与手术器械的轴对准；

-手术器械侧向插入无菌适配器中；

-无菌适配器的容纳器械的腔形成侧向开口的袋，所述袋通过正交于膜来作用的线性位移动作而变形；

-在将无菌适配器连接到机器人操纵器后，可以将手术器械插入无菌适配器中；

-无菌适配器限定了无菌屏障的一部分和用于手术器械的基座，其中用于手术器械的基座从无菌屏障向远端突出。

本领域技术人员可以对上述实施例进行许多变化和调整，或者可以用其他功能等效的元件来替换这些元件以满足可能的需要，而不脱离所附权利要求的范围。

附图标记列表

100 从机器人组件，或从组件

101 无菌适配器或适配器

102 机器人手术系统

103 无菌适配器的框架

104 无菌适配器的近端联接装置

105 机器人操纵器系统或电动操纵器系统

106 无菌适配器的远端联接装置

107 手术器械

108、108’ 细长舌部

109 无菌适配器的可拉伸膜

110 膜的近端非无菌表面

111 膜的远端无菌表面

112 局部线性位移动作

113、113’ 细长舌部的端部

114 细长舌部的根部

115 无菌适配器的远端基座

116 侧向进出开口

117、117’ 细长舌部的保持部或邻接部

118 定心元件

119 远端基座的侧向邻接壁

120 无菌适配器的第二开口

121 手术器械的轴

122 手术器械的末端执行器或腕部

123 手术器械的后端或后端部

124 后端的传动元件或杆

125 手术器械的驱动电缆或肌腱

126 机器人操纵器系统的线性致动器

127 电动操纵器系统的滚动马达

128 接合方向

129 无菌适配器的环形外缘、或圆形外缘

130 机器人手术系统的主控制台

131 手术器械的相对联接部

132 无菌适配器的远端腔

133、133’ 无菌适配器的侧向引导表面

134 无菌适配器的裙部

135 无菌适配器的标记装置

136 标记销的远端销接端

137 标记装置的弹性元件

138 标记装置的标记销

139 标记销的邻接部

140 从组件的连接件或环形连接件

141 连接件的远端相对联接装置

142 连接件的近端连接部

143 从组件的保护壳

144 机器人从组件的无菌盖布

145 连接件的近端标记装置

146 连接件的邻接销

147 连接件的弹性装置

148 无菌适配器的标记销壳体

149 标记销的倾斜段

150 可移除板

151 防转动系统

152 防转动系统的径向悬臂元件

153 防转动系统的块齿

154 连接件的内腔

155 机械臂连杆

156 环形外缘的内边缘

158 环形外缘的突起

159 环形外缘的周界

160 滚动动作

161 无菌适配器的邻接表面

162 手术器械的相对邻接表面

163 手术器械的侧向相对表面

164 远端基座的远端贯通开口

165 无菌适配器的框架的远端外表面

166、166’ 无菌适配器的间隔壁

167 后端的传动元件的近端部

168 机器人线性致动器的远端部

169 膜的厚度

170 马达箱或马达壳体

171 轴的近端

172 轴的远端

173 膜的外边缘

174 机器人手术系统的滚动接头

175 拱形边缘

176 防移除机构

z-z 近端-远端方向

R-R 径向。

Claims (32)

1.用于机器人手术系统(102)的无菌适配器(101)，所述无菌适配器适用于将多个线性致动动作(112)和一滚动动作(160)从非无菌机器人操纵器系统(105)传递到无菌手术器械(107)，所述无菌手术器械具有后端部(123)和从所述后端部(123)延伸的轴(121)，所述无菌适配器包括：

-框架(103)，所述框架用于将所述滚动动作(160)从所述非无菌机器人操纵器系统(105)传递到所述无菌手术器械(107)，所述框架(103)包括：

-近端联接装置(104)，所述近端联接装置用于与所述非无菌机器人操纵器系统(105)联接；

-远端联接装置(106)，所述远端联接装置用于与所述无菌手术器械(107)联接；

其中，所述框架(103)在所述近端联接装置(106)和所述远端联接装置(106)之间界定贯通开口；

-膜(109)，所述膜固定到所述框架(103)，所述膜用于将所述多个局部线性致动动作(112)从所述非无菌机器人操纵器(105)穿过所述膜的厚度(169)传递到所述无菌手术器械(107)；

所述膜(109)是弹性可拉伸的，以使得弹性地偏向于所述膜的大体上平坦的构造；

其中：

-所述可拉伸膜(109)密封所述贯通开口，以在所述可拉伸膜(109)和所述远端联接装置(106)之间形成远端腔(132)；

-所述远端腔(132)适用于容纳所述无菌手术器械(107)的所述后端(123)的至少一部分；

-所述远端联接装置(106)包括至少一个邻接表面(161)，所述至少一个邻接表面面向所述可拉伸膜(109)并由此至少部分地界定所述远端腔(132)；

-所述至少一个邻接表面(161)适用于所述手术器械(107)的一部分与其邻接。

2.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述远端腔(132)包括侧向引导表面(133、133')，所述侧向引导表面易于与所述无菌手术器械(107)的至少一个侧向相对表面(163)配合，

并且其中，优选地，所述无菌适配器(101)的所述远端腔(132)的所述侧向引导表面(133、133')大体上是平坦的。

3.根据权利要求1或2所述的无菌适配器(101)，其中，所述远端腔(132)包括侧向开口(116)，所述侧向开口被设计用于将所述无菌手术器械(107)插入到所述无菌适配器(101)中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述远端联接装置(106)被设计为与手术器械(107)的一部分卡扣配合式接合。

5.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述远端腔(132)包括适用于进出所述远端腔(132)的第二侧向开口(120)，以将所述无菌手术器械(107)从所述无菌适配器(101)的所述远端腔(132)中推出。

6.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述膜(109)为单个平坦部件。

7.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述远端联接装置(106)限定远端基座(115)，所述远端基座具有远端贯通开口(164)，所述远端贯通开口(164)在远端向所述远端腔(132)的外部开放；

8.根据权利要求7所述的无菌适配器(101)，其中，所述远端贯通开口(164)与由所述可拉伸膜(109)密封的所述贯通开口大体上对准，并且优选与由所述可拉伸膜(109)密封的所述贯通开口共轴。

9.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述至少一个邻接表面(161)位于所述可拉伸膜(109)的下方，并且优选地在所述膜(109)的阻挡部分的下面。

10.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述框架(103)严格地确定所述近端联接装置(104)与所述远端联接装置(106)的相互定位和定向，并且优选地确定所述远端联接装置(106)的所述侧向开口(116)的相互定位和定向。

11.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，包括标记装置(135)，所述标记装置在所述无菌适配器(101)联接到可关联的机器人操纵器系统(105)时标记；和/或其中，

-所述标记装置(135)包括标记销(138)，所述标记销包括远端标记端(136)，所述远端标记端适用于在所述无菌适配器(101)联接至所述机器人操纵器系统(105)时，从所述无菌适配器(101)的所述框架主体(103)悬臂伸出。

12.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述膜(109)具有圆盘形状。

13.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述膜(109)与所述框架(103)一体地安装。

14.根据前述权利要求中任一项所述的无菌适配器(101)，其中，所述框架(103)的所述近端联接装置(104)和所述远端联接装置(106)成一体。

15.用于机器人手术系统(102)的从机器人组件(100)，包括：

-非无菌机器人操纵器系统(105)；

-无菌手术器械(107)，所述无菌手术器械具有后端部(123)和从所述后端部(123)延伸的轴(121)；

-无菌适配器(101)，所述无菌适配器适用于将多个线性致动动作(112)和一滚动动作(160)从所述非无菌机器人操纵器系统(105)传递到所述无菌手术器械(107)；

其中，所述无菌适配器(101)包括框架(103)，所述框架将所述滚动动作(160)从所述非无菌机器人操纵器系统(105)传递到所述无菌手术器械(107)，

并且其中，所述框架(103)包括近端联接装置(104)和远端联接装置(106)，所述近端联接装置与所述非无菌机器人操纵器系统(105)联接，所述远端联接装置与所述无菌手术器械(107)联接；

并且其中，所述框架(103)在所述近端联接装置(106)和所述远端联接装置(106)之间界定贯通开口；

并且其中，所述无菌适配器(101)包括固定到所述框架(103)的膜(109)，所述膜将所述多个局部线性致动动作(112)从所述非无菌机器人操纵器(105)穿过所述膜的厚度(169)传递至所述无菌手术器械(107)；

并且其中，所述膜(109)是弹性可拉伸的，以使得弹性地偏向于大体上平坦的构造；

并且其中：

-所述可拉伸膜(109)密封所述贯通开口，以在所述可拉伸膜(109)和所述远端联接装置(106)之间形成远端腔(132)；

-所述远端腔(132)容纳所述无菌手术器械(107)的所述后端(123)的至少一部分；

-所述远端联接装置(106)包括至少一个邻接表面(161)，所述至少一个邻接表面面向所述可拉伸膜(109)并由此至少部分地界定所述远端腔(132)；

-所述手术器械(107)邻接所述至少一个邻接表面(161)。

16.根据权利要求15所述的从机器人组件(100)，其中，所述膜(109)的所述几何中心与所述无菌手术器械(107)的所述轴(121)对准。

17.根据权利要求15或16所述的从机器人组件(100)，其中，所述多个局部线性致动动作(112)中的局部线性致动动作正交地指引到所述膜(109)的近端表面(110)。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的从机器人组件(100)，其中，所述膜(109)为接收所述多个线性位移动作(112)的单个膜，所述多个线性位移动作作用在所述单个膜(109)的所述近端表面(110)的不同位置处。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的从机器人组件(100)，其中，所述无菌适配器(101)与所述无菌手术器械(107)一起转动。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的从机器人组件(100)，其中，所述非无菌机器人操纵器系统(105)包括多个线性致动器(126)，并且当所述多个线性致动器(126)中的至少一个线性致动器(126)向远端前进时，所述膜(109)被弹性地预压抵接所述多个线性致动器(126)中的所述至少一个线性致动器的所述远端。

21.根据权利要求15至20中任一项所述的从机器人组件(100)，其中，所述非无菌机器人操纵器系统(105)包括多个线性致动器(126)，且所述手术器械(107)的所述后端(123)包括与所述多个活塞(126)分别对准的多个杆(124)。

22.根据权利要求15至21中任一项所述的从机器人组件(100)，其中，所述多个局部线性致动动作(112)中的所述局部线性致动动作与所述手术器械(107)的所述轴(121)对齐。

23.根据权利要求15至22中任一项所述的从机器人组件(100)，其中，所述多个局部线性致动动作(112)中的所述局部线性致动动作施加推动动作，以使所述手术器械(107)压靠所述至少一个邻接表面(161)。

24.根据权利要求15至23中任一项所述的从机器人组件(100)，其中，所述无菌适配器(101)与所述非无菌机器人操纵器系统(105)可拆卸地联接，和/或其中所述手术器械(107)与所述无菌适配器(101)可拆卸地联接。

25.根据权利要求15至24中任一项所述的从机器人组件(100)，包括至少一个转动接头(174)，所述至少一个转动接头将所述滚动动作(160)通过所述无菌适配器(101)的所述框架(103)传递到所述手术器械(107)；和/或其中，所述从组件(100)包括至少一个滚动马达(127)。

26.根据权利要求15至25中任一项所述的从机器人组件(100)，包括至少一个根据权利要求1至14中任一项所述的无菌适配器(101)。

27.机器人手术系统(102)，包括至少一个根据权利要求15至26中任一项所述的从机器人组件(100)。

28.根据权利要求27所述的机器人手术系统(102)，包括至少一个主控制台(130)，所述至少一个主控制台控制所述至少一个从机器人组件(100)。

29.一种跨越无菌屏障传递滚动动作(160)和多个局部线性位移动作(112)的方法，包括以下步骤：

-提供无菌适配器(101)，所述无菌适配器包括框架(103)和固定到所述框架(103)的可拉伸膜(109)，所述可拉伸膜(109)是所述无菌屏障的一部分；

-通过所述无菌适配器(101)的所述框架(103)传递所述滚动动作(160)；

-通过所述膜(109)穿过所述膜的厚度(169)传递所述多个局部线性位移动作(112)。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述多个局部线性位移动作(112)正交地指引到所述可拉伸膜(109)的近端表面(110)。

31.根据权利要求29或30所述的方法，其中，传递所述滚动动作(160)的步骤和传递所述多个局部线性位移动作(112)的步骤包括：传递到手术器械(107)。

32.根据权利要求29、30或31所述的方法，其中，所述提供的步骤包括：提供根据权利要求1至14中任一项所述的无菌适配器，和/或其中，所述方法包括提供根据权利要求15至26中任一项所述的从机器人组件(100)的步骤。

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