CN116963690A - 器械进送器装置的接合控制 - Google Patents
器械进送器装置的接合控制 Download PDFInfo
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Abstract
本文讨论了用于控制器械进送器装置以接合和/或控制医疗器械的系统、装置和方法。例如，器械进送器装置可被配置为耦接到机器人臂的驱动输出部和/或与医疗器械的细长轴接合。该驱动输出部可被配置为控制接合组件以选择性地接合和/或保持该细长轴。该接合组件的状态可基于由该驱动输出部施加的力的大小、该驱动输出部的位置和/或其他信息来确定。
Description
相关申请
本申请要求2021年2月17日提交的名称为“ENGAGEMENT CONTROL OF INSTRUMENTFEEDER DEVICES”的美国临时申请63/150,527号和2021年2月17日提交的名称为“INSTRUMENT SHAFT TENSIONING SYSTEM AND METHOD”的美国临时申请63/150,533号的优先权，这些美国临时申请的公开内容据此全文以引用方式并入。
背景技术
技术领域
本公开涉及医疗规程和装置领域。
相关技术
各种医疗规程涉及使用一个或多个医疗装置来进入患者体内的目标解剖部位。在一些情况下，当进入与规程相关的部位时，特定装置的不正确的使用可能不利地影响患者的健康、医疗装置的完整性和/或规程的功效。
发明内容
在一些具体实施中，本公开涉及一种包括器械进送器装置和控制电路的系统。该器械进送器装置被配置为耦接到驱动输出部并且包括接合组件，该接合组件被配置为与医疗器械的细长轴接合。该控制电路被配置为使该驱动输出部致动该接合组件并基于由该驱动输出部施加的力的大小或该驱动输出部的位置中的至少一者来确定该接合组件的状态。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为基于由该驱动输出部施加的力的大小与一个或多个阈值的比较或该驱动输出部的位置与一个或多个参考位置的比较中的至少一者来确定该接合组件的该状态。
在一些实施方案中，该接合组件包括被配置为轴向地移动该细长轴的致动器和被配置为接纳该细长轴的通道。在各示例中，该接合组件的该状态指示该致动器是否与该细长轴接合。在各示例中，该接合组件的该状态指示该细长轴是否被正确地定位在该通道内。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为：使该驱动输出部将该接合组件从其中该致动器接合的接合状态致动到其中该致动器脱离的脱离状态；以及确定该驱动输出部的第一位置，该第一位置与在将该接合组件从该接合状态移动到该脱离状态时发生的由该驱动输出部施加的力的第一变化相关联。力的第一变化可大于第一阈值。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为：使该驱动输出部将该接合组件从该脱离状态朝向该接合状态致动；以及确定该驱动输出部的第二位置，该第二位置与由该驱动输出部施加的力的第二变化相关联。力的第二变化可大于该第一阈值或第二阈值。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为：识别该驱动输出部的第三位置，该第三位置与其中该致动器从该细长轴脱离的中间状态相关联；以及至少部分地基于相对于该第一位置和该第三位置的该第二位置，确定该细长轴是否被正确地接纳在该通道中。此外，该控制电路可被配置为至少部分地基于该细长轴是否被正确地接纳在该通道中的确定，控制该器械进送器装置。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为检测到以下中的至少一种情况：(i)该器械进送器装置耦接到与该驱动输出部相关联的机器人系统；(ii)该医疗器械耦接到该机器人系统；(iii)该细长轴的辊得到指示；或(iv)该机器人系统的机器人臂的手动移动被启用。此外，该控制电路可被配置为至少部分地基于该检测，使该驱动输出部致动该接合组件。
在一些具体实施中，本公开涉及一种系统，该系统包括：医疗器械，该医疗器械包括细长轴；器械进送器，该器械进送器包括接合组件，该接合组件被配置为接纳该细长轴并轴向地移动该细长轴；和控制电路。该器械进送器被配置为耦接到包括驱动输出部的机器人臂。该控制电路被配置为使该驱动输出部致动以移动该接合组件并基于由该驱动输出部施加的力的大小或该驱动输出部的位置中的至少一者来确定该接合组件的状态。
在一些实施方案中，该接合组件包括被配置为轴向地移动该细长轴的致动器和被配置为接纳该细长轴的通道。在各示例中，该器械进送器装置被配置为将该致动器偏压到接合状态或脱离状态。在各示例中，该接合组件的该状态指示该致动器是否与该细长轴接合。此外，在各示例中，该接合组件的该状态指示该细长轴是否被正确地定位在该通道内。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为：使该驱动输出部将该接合组件从其中该致动器接合的接合状态致动到其中该致动器脱离的脱离状态；以及确定该驱动输出部的第一位置，该第一位置与在将该接合组件从该接合状态移动到该脱离状态时发生的由该驱动输出部施加的力的第一变化相关联。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为：使该驱动输出部将该接合组件从该脱离状态朝向该接合状态致动；以及确定该驱动输出部的第二位置，该第二位置与力的第二变化相关联。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为：至少部分地基于相对于该第一位置的该第二位置，确定该细长轴是否被正确地接纳在该通道中；以及至少部分地基于该细长轴是否被正确地接纳在该通道中的确定，控制该器械进送器装置。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为：至少部分地基于相对于该第一位置的该第二位置，确定该细长轴处于未被接纳在该接合组件中或未被正确地接纳在该接合组件中的至少一种情况；以及至少部分地基于该细长轴处于未被接纳在该接合组件中或未被正确地接纳在该接合组件中的至少一种情况的确定，使该驱动输出部将该接合组件致动到该脱离状态。
在一些实施方案中，该接合组件还包括被配置为选择性地打开或闭合该通道的保持特征件。该控制电路可被配置为：识别该驱动输出部的第三位置，该第三位置与其中该保持特征件闭合并且该致动器从该细长轴脱离的中间状态相关联；以及至少部分地基于相对于该第一位置的该第二位置，确定该细长轴处于未被接纳在该接合组件中或未被正确地接纳在该接合组件中的至少一种情况。此外，该控制电路可被配置为至少部分地基于该细长轴为未被接纳在该接合组件中或未被正确地接纳在该接合组件中的至少一种情况的确定，使该驱动输出部将该接合组件致动到该脱离状态。
在一些具体实施中，本公开涉及一种方法，该方法包括：控制驱动输出部以引起器械进送器装置的致动，该器械进送器装置被配置为耦接到医疗器械；确定由该驱动输出部施加的力的大小或该驱动输出部的位置中的至少一者；以及基于由该驱动输出部输出的力的大小或该驱动输出部的位置中的至少一者来确定该器械进送器装置与该医疗器械的接合状态。
在一些实施方案中，基于由该驱动输出部施加的力的大小与一个或多个阈值的比较或该驱动输出部的位置与一个或多个参考位置的比较中的至少一者来确定该器械进送器装置的该状态。
在一些实施方案中，该接合组件包括被配置为轴向地移动该细长轴的致动器和被配置为接纳该细长轴的通道。在各示例中，该器械进送器装置的该状态指示该致动器是否与该细长轴接合或该细长轴是否被正确地定位在该通道内的至少一种情况。
在一些实施方案中，该方法还包括：控制该驱动输出部以将该接合组件致动到其中该致动器脱离的脱离状态；确定该驱动输出部的第一位置，该第一位置与在将该接合组件移动到该脱离状态时发生的由该驱动输出部施加的力的第一变化相关联；以及控制该驱动输出部以将该接合组件从该脱离状态朝向其中该致动器接合的接合状态致动。此外，该方法还可包括：确定该驱动输出部的第二位置，该第二位置与力的第二变化相关联；以及至少部分地基于相对于该第一位置的该第二位置，确定该细长轴是否被正确地接纳在该通道中。
在一些实施方案中，该方法还包括识别该驱动输出部的第三位置，该第三位置与其中该致动器从该细长轴脱离并且该接合组件的保持特征件闭合的状态相关联。该细长轴是否被接纳在该通道中的确定可至少部分地基于相对于该第一位置和该第三位置的该第二位置。
在一些具体实施中，本公开涉及一种机器人系统，该机器人系统包括：机器人臂；端部执行器，该端部执行器与该机器人臂的远侧端部相关联；和控制电路，该控制电路通信地耦接到该机器人臂。该端部执行器包括第一驱动输出部，该第一驱动输出部被配置为致动器械进送器的第一驱动输入部以控制该器械进送器与器械的细长轴的接合。该控制电路被配置为基于由该第一驱动输出部施加的力的大小或该第一驱动输出部的位置中的至少一者来确定该器械进送器装置的状态。
在一些实施方案中，该端部执行器还包括第二驱动输出部，该第二驱动输出部被配置为致动该器械进送器的第二驱动输入部以引起该细长轴的轴向运动。
在一些实施方案中，该器械进送器包括被配置为轴向地移动该细长轴的致动器、被配置为接纳该细长轴的通道和被配置为选择性地打开或闭合该通道的保持特征件。
在一些实施方案中，该器械进送器装置的该状态指示该致动器是否与该细长轴接合、该保持特征件是否闭合或该细长轴是否被正确地定位在该通道内的至少一种情况。
在一些实施方案中，该控制电路被配置为：使该器械进送器转变到其中该致动器脱离的脱离状态；使该器械进送器朝向接合状态移动；以及确定该驱动输出部的第一位置，该第一位置与在将该器械进送器朝向该接合状态移动时发生的由该第一驱动输出部施加的力的第一变化相关联。此外，该控制电路可被配置为：识别该驱动输出部的第二位置，该第二位置与(i)由该第一驱动输出部施加的力的第二变化或(ii)其中该致动器从该细长轴脱离并且该保持特征件闭合的状态中的至少一种情况相关联；以及至少部分地基于相对于该第二位置的该第一位置，确定该细长轴是否被正确地接纳在该通道中。
为了总结本公开，描述了某些方面、优点和特征。将理解，根据任何特定实施方案，可实现不一定所有此类优点。因此，可通过实现或优化本文教导的一个优点或一组优点而不一定实现本文可教导或提出的其他优点的方式执行所公开的实施方案。
附图说明
出于说明的目的，在附图中描绘了各种实施方案，并且决不应将其解释为限制本公开的范围。另外，可组合不同的所公开的实施方案的各种特征以形成作为本公开的部分的附加实施方案。在整个附图中，可重复使用附图标记以指示参考元件之间的对应关系。
图1示出了根据一个或多个实施方案的被布置用于诊断和/或治疗性输尿管镜检查规程的示例性机器人医疗系统。
图2示出了根据一个或多个实施方案的被布置用于诊断和/或治疗性支气管镜检查规程的图1的示例性机器人医疗系统。
图3示出了根据一个或多个实施方案的被配置为执行医疗规程的基于台面的机器人系统。
图4示出了根据一个或多个实施方案的可在本文讨论的医疗系统中的任一医疗系统中实现的医疗系统部件。
图5示出了根据一个或多个实施方案的可在本文讨论的医疗系统中的任一医疗系统中实现的医疗系统部件，该医疗系统部件包括窥视镜组件/系统和器械进送器组件。
图6A示出了根据一个或多个实施方案的示例性器械进送器装置的透视图。
图6B示出了根据一个或多个实施方案的器械进送器装置，其中壳体的一部分被移除以示出器械进送器装置的各种特征。
图6C示出了根据一个或多个实施方案的器械进送器装置，其中壳体的一部分和保持特征件被移除。
图6D示出了根据一个或多个实施方案的可在器械进送器装置内实现的示例性致动器/辊组件的透视图。
图6E示出了根据一个或多个实施方案的辊组件的透视图，其中辊和载体板的一部分被移除以示出示例性齿轮组件。
图6F示出了根据一个或多个实施方案的示例性齿轮组件的顶视图。
图6G示出了根据一个或多个实施方案的辊组件的底视图。
图7示出了根据一个或多个实施方案的与机器人臂相关联的示例性器械装置操纵器组件的分解图。
图8-1和图8-2示出了根据一个或多个实施方案的其中器械进送器装置的辊接合并且盖闭合的状态。
图9-1和图9-2示出了根据一个或多个实施方案的其中器械进送器装置的辊与器械轴接合并且盖闭合的状态。
图10-1和图10-2示出了根据一个或多个实施方案的其中器械进送器装置的辊脱离并且盖闭合的状态。
图11-1和图11-2示出了根据一个或多个实施方案的其中器械进送器装置的辊脱离并且盖打开的状态。
图12示出了根据一个或多个实施方案的当器械轴未被设置/装载在接合组件内时接合组件的示例性状态。
图13示出了根据一个或多个实施方案的当器械轴被设置/装载在接合组件内时接合组件的示例性状态。
图14示出了根据一个或多个实施方案的用于确定器械进送器装置的接合组件的状态的示例性过程。
图15示出了根据一个或多个实施方案的用于确定医疗器械的细长轴是否被装载/正确地装载到器械进送器装置中的示例性过程。
图16-1至图16-3示出了根据一个或多个实施方案的用于确定和/或移除医疗器械的细长轴中的松弛的示例性过程。
图17示出了根据一个或多个实施方案的在插入细长轴的背景下确定和/或移除医疗器械的细长轴中的松弛的示例性过程。
图18-1和图18-2示出了根据一个或多个实施方案的用于在启用导纳控制模式和/或翻转细长轴的背景下确定和/或移除医疗器械的细长轴中的松弛的示例性过程。
具体实施方式
尽管下文公开了某些实施方案和示例，但主题超出具体公开的实施方案延伸到其他替代实施方案和/或用途以及其修改和等同物。因此，本公开的范围不受下文描述的特定示例中的任一特定示例限制。例如，在本文公开的任何方法或过程中，方法或过程的动作或操作可以任何合适的序列执行，并且不一定限于任何特定公开的序列。继而可通过可能有助于理解特定实施方案的方式将各种操作描述为多个分立的操作；然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作依赖于顺序。另外，本文描述的结构、系统和/或装置可体现为集成部件或单独部件。出于比较各种实施方案的目的，描述了这些实施方案的特定方面和优点。不一定通过任何特定实施方案实现所有此类方面或优点。因此，例如，可通过实现或优化本文教导的一个优点或一组优点而不一定实现本文也可能教导或提出的其他方面或优点的方式来执行各种实施方案。
尽管在本文中使用特定空间相对术语，诸如“外部”、“内部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”和类似术语来描述一个装置/元件或解剖结构与另一装置/元件或解剖结构的空间关系，但是应理解，在本文中是出于描述方便起见而使用这些术语，以描述元件/结构之间的位置关系，如附图中示出的。应当理解，空间相对术语旨在涵盖元件/结构在使用中或操作中的除了附图中所描绘的取向之外的不同取向。例如，描述为在另一元件/结构“上方”的元件/结构可表示相对于受试者患者或元件/结构的替代取向在此类其他元件/结构下方或旁边的位置，且反之亦然。应当理解，空间相对术语，包括上文列出的那些，可相对于参考附图的相应图示取向来理解。
为了方便具有在一个或多个方面类似的特征的装置、部件、系统、特征和/或模块，在本公开的附图组的不同附图中重复使用特定参考标号。然而，关于本文公开的实施方案中的任一个实施方案，在附图中重复使用共同的参考标号并不一定指示此类特征、装置、部件或模块是相同或类似的。相反，本领域普通技术人员可通过上下文被告知关于共同的参考标号的使用可暗示所引用的主题之间的相似性的程度。特定附图的描述的上下文中的特定参考标号的使用可被理解为涉及该特定附图中所识别的装置、部件、方面、特征、模块或系统，并且不一定涉及另一附图中由相同参考标号识别的任何装置、部件、方面、特征、模块或系统。此外，用共同的参考标号识别的单独附图的方面可被解释为共享特性或完全彼此独立。
尽管本文在肾脏规程、泌尿规程和/或肾脏科规程(诸如肾结石移除/治疗规程)的背景下详细描述了本公开的某些方面，但应当理解，提供此类背景是为了方便，并且本文所公开的概念适用于任何合适的医疗规程(诸如支气管镜检查)。然而，下文呈现了肾/泌尿解剖结构和相关联医疗问题和规程的描述，以帮助描述本文公开的概念。
肾结石病(也称为尿石病)是一种医学病症，其涉及在尿路中形成固体物质块，称为“肾结石”(kidney stone、renal calculi、renal lithiasis或nephrolithiasis)或“尿结石”(urinary stone)。可在肾、输尿管和膀胱(称为“膀胱结石”)中形成和/或发现尿结石。此类尿结石可由于尿液中的矿物质浓度而形成，并且一旦此类结石达到足以阻止尿液流过输尿管或尿道的大小便可引起显著的腹痛。尿结石可由钙、镁、氨、尿酸、胱氨酸和/或其他化合物或它们的组合形成。
存在若干方法可用于治疗肾结石患者，包括观察、医学治疗(诸如排出疗法)、非侵入性治疗(诸如体外冲击波碎石术(ESWL))、微创或外科治疗(诸如输尿管镜检查和经皮肾结石取石术(“PCNL”))等。在一些方法(例如，输尿管镜检查和PCNL)中，医师可以接触到结石，将结石破碎成更小的块或碎片，并使用装篮装置和/或抽吸取出肾中相对较小的结石碎片/颗粒。
在输尿管镜检查规程中，医师可通过尿道将输尿管镜插入尿路中以从膀胱和输尿管移除尿结石。通常，输尿管镜包括位于其远侧端部处的成像装置，该成像装置被配置为使该尿路能够可视化。输尿管镜还可包括用于捕获或打散尿结石的碎石装置。在输尿管镜检查规程期间，一位医师/技术人员可控制输尿管镜的位置，同时另一位医师/技术人员可控制碎石装置。
在PCNL规程(其可用于移除相对大的结石)中，医师可将肾镜插入穿过皮肤(即，经由皮肤)和中间组织以提供对治疗部位的进入以便打碎和/或移除结石。在PCNL规程期间，可施加射流来从治疗部位和/或视野清除石粉、小碎片和/或血栓。在一些情况下，使用相对直的和/或刚性的肾镜，其中医师通过将肾镜推压/杠杆作用在患者身体上来将该装置的尖端定位在肾内的适当位置(例如，肾盏)。这种移动可能对患者有害(例如，造成组织损伤)。
在本文所讨论的一些规程中，机器人工具可被实现成使得医师能够进入和/或治疗目标解剖部位。例如，医疗系统可被配置为与包括细长轴的医疗器械(诸如窥视镜或另一医疗器械)接合。医疗系统可被配置为控制医疗器械以执行规程，诸如以从患者体内移除肾结石和/或以其他方式治疗目标部位。医疗系统可包括一个或多个机器人臂，该一个或多个机器人臂被配置为耦接到医疗器械的器械基座/柄部和/或耦接到医疗器械的细长轴。
在一些情况下，医疗系统实现器械进送器装置以帮助执行某些功能。器械进送器装置可选择性地与医疗器械的细长轴接合，控制细长轴的移动，和/或以其他方式支撑细长轴。例如，器械进送器装置可便于细长轴的轴向运动(例如，插入/缩回轴)，在轴翻转期间保持轴，在机器人臂的手动移动期间保持轴等。为了说明，器械进送器装置可包括一个或多个致动器，该一个或多个致动器被配置为与细长轴接合以在医疗器械的驱动期间轴向地移动细长轴。此外，器械进送器装置可包括保持特征件以保持细长轴，同时仍提供细长轴的一定移动自由度，诸如以使细长轴在器械进送器装置内翻转，使细长轴滑动穿过器械进送器装置等。在许多情况下，器械进送器装置可有效地/快速地控制细长轴的移动，诸如以插入或缩回细长轴，和/或为细长轴提供抗屈曲支撑。
器械进送器装置通常可耦接到一个机器人臂/部件，而医疗器械的器械基座通常可耦接到另一机器人臂/部件。在一些示例中，器械进送器装置可以与器械柄部的移动相关的方式来控制。例如，为了插入轴，器械进送器装置可引起轴沿插入方向的轴向运动，而耦接到器械柄部的机器人臂以与轴向运动的速度相关的方式移动得更靠近耦接到器械进送器装置的机器人臂。类似地，为了缩回轴，器械进送器装置可引起细长轴沿缩回方向的轴向运动，而耦接到器械柄部的机器人臂以与轴向运动的速度相关的方式移动得更远离耦接到器械进送器装置的机器人臂。
本公开尤其涉及用于控制器械进送器装置以智能地接合和/或控制医疗器械的装置、系统和方法。这可帮助医师以不同的方式/在不同的场景中使用器械进送器装置和/或医疗器械。例如，医疗系统被配置为控制器械进送器装置以实现各种配置/状态来使用医疗器械，诸如以将医疗器械装载在器械进送器装置中，控制医疗器械的细长轴的移动，使得能够调整医疗系统的装置/部件等。例如，医疗系统可使器械进送器装置在适当的时间打开/脱离，使得医师可将细长轴装载到器械进送器装置中。此外，医疗系统可使器械进送器装置在适当的时间与细长轴接合，使得医疗系统可驱动/导航医疗器械，诸如通过插入或缩回细长轴。此外，医疗系统可使器械进送器装置在适当的时间从细长轴脱离并保持细长轴以便于某些动作，诸如以翻转细长轴，自由地移动机器人臂而不经受因细长轴与器械进送器装置的接合而引起的阻力等。
此外，本公开涉及用于确定器械进送器装置和/或医疗器械相对于器械进送器装置的状态的装置、系统和方法。例如，机器人臂可包括驱动输出部，该驱动输出部被配置为耦接到器械进送器装置并向器械进送器装置提供输出以控制与医疗器械的细长轴的接合。医疗系统可基于由驱动输出部施加的力、驱动输出部的位置、器械进送器装置上的传感器和/或以另一方式确定器械进送器装置与细长轴的接合状态和/或医疗器械的状态。器械进送器装置/医疗器械的状态可指示医疗器械是否被装载/正确地装载到器械进送器装置中，器械进送器装置是否与医疗器械接合，器械进送器装置是否被配置为保持医疗器械并允许医疗器械的移动自由度等。这可允许医疗系统确认/确定器械进送器装置以适当的配置/状态实现和/或医疗器械在适当的时间被装载/正确地装载。例如，如果确定医疗器械被正确地装载到器械进送器装置中，则医疗系统可继续驱动/导航医疗器械。此外，如果确定医疗器械未被装载或未被正确地装载(例如，未被放置在适当位置内以便于轴的驱动)，则医疗系统可提供通知/信号以向用户/部件通知这种状态和/或等待驱动医疗器械直到医疗器械被正确地装载。
因此，在各示例中，本文所讨论的医疗系统可被配置为控制器械进送器装置以智能地接合和/或控制医疗器械。例如，医疗系统可在适当的时间将器械进送器装置置于适当的状态和/或确认器械进送器装置/医疗器械的状态。这可帮助医师以不同的方式/在不同的场景中使用器械进送器装置和/或医疗器械，诸如通过实现平滑的工作流程转变以装载/卸载医疗器械、插入/缩回医疗器械、调整机器人臂或医疗系统的另一部件的位置、翻转医疗器械等。在各示例中，可在不从用户接收关于器械进送器装置/医疗器械的状态的确认的情况下控制器械进送器装置。此外，通过控制和/或确认器械进送器装置/医疗器械的状态，医疗系统可避免/解决与不正确地装载医疗器械相关联的问题(例如，避免保持特征件/盖夹住细长轴(这可能损坏细长轴)，避免在细长轴不正确地装载的情况下驱动细长轴(这也可能损坏细长轴)等。
此外，本公开涉及用于评估和/或移除医疗器械的细长轴中的松弛的装置、系统和方法。例如，如上所述，器械进送器装置可被实现成控制医疗器械的细长轴。器械进送器装置通常可耦接到一个机器人臂/部件，而医疗器械的器械基座通常耦接到另一机器人臂/部件。在一些情况下，细长轴可包括器械基座与器械进送器装置之间的松弛，该松弛可能由于医疗器械的装载、器械进送器装置/机器人臂/柄部/等的一个或多个部件中的反冲/间隙、实际反冲与软件配置的反冲之间的不匹配、器械进送器装置在细长轴上的滑移等而发生。这种松弛可能引起不期望的问题。例如，如果在插入轴时在细长轴中存在松弛，则松弛的曲率可能随着器械柄部移动得更靠近器械进送器装置而增大，这可能潜在地损坏细长轴和/或引起其他问题。此外，如果当器械进送器装置从细长轴脱离时在细长轴中存在松弛(例如，为了发起细长轴的翻转，为了实现机器人臂的手动移动，和/或出于其他原因)，则细长轴可随着轴中的能量的释放而沿插入方向移动。这可能对患者造成伤害(例如，由于细长轴的尖端以相对高的力接触组织)。为了防止此类问题，医疗系统可确定在器械柄部与器械进送器装置之间的细长轴中是否存在松弛，并且在一些情况下，移除/减少细长轴中的松弛(如果存在的话)。
医疗系统可以多种方式确定细长轴中的松弛量。例如，医疗系统可确定由耦接到医疗器械的器械基座的机器人臂施加的臂力的大小和/或确定由耦接到器械进送器装置的机器人臂的驱动输出部施加的驱动输出力的大小。驱动输出部可被配置为控制细长轴的轴向运动。臂力和/或驱动输出力的大小可用于确定细长轴中是否存在松弛或张力。附加地或另选地，医疗系统可基于指示细长轴的形状的形状感测数据、指示细长轴的至少一部分的位置的位置传感器数据和/或其他数据来确定细长轴中的松弛量。
在各示例中，医疗系统可移除/减少细长轴中的松弛。例如，医疗系统可使耦接到器械柄部的机器人臂沿远离耦接到器械进送器装置的机器人臂的方向移动。这可在不使用器械进送器装置主动致动细长轴的情况下发生。另选地或附加地，医疗系统可使器械进送器装置沿远离器械柄部的插入方向移动细长轴。这可在不主动致动耦接到器械柄部的机器人臂的情况下发生。在一些情况下，医疗系统可在执行某些功能之前和/或作为执行某些功能的一部分，诸如在使器械进送器装置从细长轴脱离之前、在翻转细长轴之前、作为插入细长轴的一部分和/或在其他情况下识别细长轴中的松弛和/或移除这种松弛。
因此，在各示例中，本文所讨论的医疗系统可被配置为智能地评估医疗器械中的松弛和/或移除这种松弛。这可防止细长轴无意中沿插入方向移动(例如，当器械进送器装置从轴脱离时)，这可能对患者造成伤害。此外，评估和/或移除细长轴中的松弛可避免损坏医疗器械(例如，由于当在器械柄部与器械进送器装置之间引入太多松弛时，细长轴过度弯曲)。此外，可避免执行规程中的中断(例如，避免用户不得不检查医疗器械中的松弛、重新装载医疗器械等)。例如，医疗系统可在规程之前、规程期间或规程之后的某些时间自动评估和/或移除细长轴中的松弛。在一些情况下，这些技术可解决将松弛引入细长轴的未知来源。
尽管各种技术是在将两个机器人臂实现为耦接到医疗器械的背景下讨论的，但这些技术也可利用包括在单个机器人臂上的多个部件来实现。例如，机器人臂可包括用于耦接到器械进送器装置的第一耦接元件/机器人部件和用于耦接到器械柄部的第二耦接元件/机器人部件，其中进送器装置和柄部可相对于彼此移动，诸如沿着轨道或其他特征移动。
尽管一些技术是在机器人辅助的医疗规程的背景下讨论的，但这些技术也可适用于其他类型的医疗规程，诸如不实现机器人工具或针对相对少(例如，小于阈值数量)的操作实现机器人工具的规程。例如，这些技术可适用于实施手动操作式医疗器械的规程，诸如完全由医师控制的手动导管和/或窥视镜。
在肾脏规程、泌尿规程和/或肾脏科规程(诸如肾结石切除/治疗规程)的上下文中，本文描述了本公开的某些方面。然而，应当理解，提供此类上下文是为了方便，并且本文所公开的概念适用于任何合适的医疗规程。例如，以下描述也适用于涉及从患者体内移除对象(包括可经由经皮和/或内窥镜进入从治疗部位或患者腔(例如，食道、尿管、肠道、眼睛等)移除的任何对象)的其他外科术/医疗操作或医疗规程，诸如例如胆囊结石移除、肺(肺部/经胸廓)肿瘤活检、白内障摘除等。然而，如所提及的，下文呈现了肾/泌尿解剖结构和相关联医疗问题和规程的描述，以帮助描述本文公开的概念。
图1示出了根据一个或多个实施方案的被布置用于诊断和/或治疗性输尿管镜检查规程的示例性机器人医疗系统100。医疗系统100包括机器人系统110，该机器人系统被配置为接合和/或控制一个或多个医疗器械/装置以对患者120执行规程。在图1的示例中，机器人系统110耦接到窥视镜130和电磁(EM)场发生器140。然而，机器人系统110可耦接到任何类型的装置/器械。医疗系统100还包括控制系统150，该控制系统被配置为与机器人系统110和/或医师160交互，提供关于规程的信息和/或执行多种其他操作。例如，控制系统150可包括被配置为呈现某些信息的显示器152和/或被配置为接收来自医师160的输入(诸如以控制机器人系统110)的输入/输出(I/O)装置154(在该示例中为控制器)。医疗系统100可包括被配置为保持患者120的台面170(例如，病床)。各种动作在本文中被描述为由医师160执行。这些动作可由医师160、在医师160指导下的用户、另一用户(例如，技术人员)、它们的组合和/或任何其他用户直接执行。医疗系统100的装置/部件可根据规程类型、规程阶段、用户偏好等以多种方式布置。
控制系统150通常可与机器人系统110配合操作，以执行医疗规程。例如，控制系统150可经由无线或有线连接与机器人系统110通信，以控制连接到机器人系统110的器械/装置、接收由医疗器械捕获的图像等。例如，控制系统150可从窥视镜130(例如，与窥视镜130相关联的成像装置)接收图像数据，并经由显示器152显示图像数据(和/或根据图像数据生成的表示)，以帮助医师160在患者120体内导航窥视镜130和/或另一器械。医师160可经由I/O装置154或另一I/O装置提供输入，并且控制系统150可向机器人系统110发送控制信号以控制连接到机器人系统110的窥视镜130的移动。窥视镜130(和/或另一医疗器械)可被配置为以多种方式移动，诸如以进行关节运动、翻转等。
在一些实施方案中，控制系统150可经由一个或多个电连接向机器人系统110提供电力，经由一个或多个光纤或其他部件向机器人系统110提供光学器件等。在各示例中，控制系统150可与医疗器械通信以接收传感器数据(经由机器人系统110和/或直接从医疗器械接收)。传感器数据可指示或可用于确定医疗器械的位置和/或取向。此外，在各示例中，控制系统150可与台面170通信，以对台面170取向或以其他方式控制台面170。此外，在各示例中，控制系统150可与EM场发生器140通信，以控制患者120周围EM场的生成。
机器人系统110可包括一个或多个机器人臂112，该一个或多个机器人臂被配置为接合和/或控制医疗器械/医疗装置。每个机器人臂112可包括耦接到关节的多个臂段，该多个臂段可提供多个移动度。机器人臂112的远侧端部(例如，端部执行器)可被配置为耦接到器械/装置。在图1的示例中，机器人臂112(A)耦接到EM场发生器140。第二机器人臂112(B)耦接到器械进送器装置180，该器械进送器装置可便于窥视镜130的机器人控制/推进。此外，第三机器人臂112(C)耦接到窥视镜130的柄部132，该柄部可被配置为便于推进和/或操作窥视镜130和/或可通过窥视镜130部署的医疗器械，诸如通过窥视镜130的工作通道部署的器械。在该示例中，第二机器人臂112(B)和/或第三机器人臂112(C)可以控制窥视镜130的移动(例如，关节运动、翻转等)。尽管在图1中三个机器人臂连接到特定器械/装置，但机器人系统110可包括任何数量的被配置为连接到任何医疗器械/医疗装置类型的机器人臂。
机器人系统110可通信地耦接到医疗系统100的任何部件。例如，机器人系统110可通信地耦接到控制系统150以从控制系统150接收控制信号以执行操作，诸如以特定方式控制机器人臂112、操纵器械/装置等。此外，机器人系统110可被配置为从窥视镜130接收描绘患者120的内部解剖结构的图像(也称为图像数据)和/或将该图像发送到控制系统150，该图像然后可显示在显示器152上。此外，机器人系统110可以允许从其接收流体、光学器件、电力等的方式耦接到医疗系统100的部件，诸如控制系统150和/或流体管理系统。
医疗器械可包括各种类型的器械，诸如窥视镜(有时称为“内窥镜”)、导管、针、导丝、碎石机、篮式取回装置、镊子、真空器、针、解剖刀、成像探针、成像装置、钳口、剪刀、抓取器、持针器、显微解剖刀、施钉器、敲平头钉器、抽吸/冲洗工具、施夹器等。医疗器械可包括直接进入器械、经皮进入器械和/或其他类型的器械。在一些实施方案中，医疗器械是可操控装置，而在其他实施方案中，医疗器械是非可操控装置。在一些实施方案中，外科手术工具是指被配置为穿刺或插入穿过人类解剖结构的装置，诸如针、解剖刀、导丝等。然而，外科工具可指其他类型的医疗器械。
术语“窥视镜”或“内窥镜”可指具有图像生成、查看和/或捕获功能(或被配置为由通过工作通道部署的成像装置提供此类功能)并且被配置为引入身体的任何类型的器官、腔、内腔、腔室和/或空间中的任何类型的细长医疗器械。例如，窥视镜或内窥镜(诸如窥视镜130)可指输尿管镜(例如，用于进入尿路)、腹腔镜、肾镜(例如，用于进入肾)、支气管镜(例如，用于进入气道，诸如支气管)、结肠镜(例如，用于进入结肠)、关节镜(例如，用于进入关节)、膀胱镜(例如，用于进入膀胱)、管道镜等。在一些情况下，窥视镜/内窥镜可包括刚性或柔性管和/或尺寸可设定成在外护套、导管、导引器或其他内腔式装置内通过，或者可在无此类装置的情况下使用。在一些实施方案中，窥视镜包括一个或多个工作通道，诸如碎石机、装篮装置、镊子、激光装置、成像装置等附加工具/医疗器械可通过该一个或多个工作通道引入到治疗部位中。
术语“直接进入(direct entry)”或“直接进入(direct access)”可指器械通过患者身体中的天然或人工开口的任何进入。例如，窥视镜130可称为直接进入器械，因为窥视镜130经由尿道进入患者的尿路中。
术语“经皮进入(percutaneous entry)”或“经皮进入(percutaneous access)”可指器械到达与规程相关联的目标解剖位置(例如，肾的肾盏网络)所必需的穿过患者皮肤和任何其他身体层的进入，诸如通过刺穿和/或小切口的进入。因此，经皮进入器械可指被配置为刺穿皮肤和/或其他组织/解剖结构或穿过皮肤和/或其他组织/解剖结构插入的医疗器械、装置或组件，诸如针、解剖刀、导丝、护套、轴、窥视镜、导管等。然而，应当理解，经皮进入器械在本公开的上下文中可指其他类型的医疗器械。在一些实施方案中，经皮进入器械指利用促进穿过患者皮肤的刺穿和/或小切口的装置插入或实现的器械/装置。例如，当导管插入穿过已插入患者的皮肤中的护套/轴时，导管可称为经皮进入器械。
在一些实施方案中，医疗器械包括传感器(也称为“位置传感器”)，该传感器被配置为生成传感器数据。在示例中，传感器数据可指示医疗器械的位置和/或取向和/或可用于确定医疗器械的位置和/或取向。比如，传感器数据可指示窥视镜的位置和/或取向，这可指示窥视镜的远侧端部的翻转。医疗器械的位置和取向可称为医疗器械的姿态。传感器可定位在医疗器械的远侧端部和/或任何其他位置上。在一些实施方案中，传感器可向控制系统150、机器人系统110和/或另一系统/装置提供传感器数据以执行一种或多种定位技术以确定/跟踪医疗器械的位置/取向。
在一些具体实施中，传感器可包括电磁(EM)传感器，该EM传感器具有导电材料线圈。在此，EM场发生器可提供由医疗器械上的EM传感器检测到的EM场。磁场可在该M传感器的线圈中感应小电流，可对该小电流进行分析以确定EM传感器与EM场发生器之间的距离和/或角度/取向。此外，传感器可包括另一类型的传感器，诸如相机、距离传感器(例如，深度传感器)、雷达装置、形状感测光纤、加速度计、陀螺仪、加速度计、基于卫星的定位传感器(例如，全球定位系统(GPS))、射频收发器等。
在一些实施方案中，医疗系统100还可包括成像装置(图1中未示出)，该成像装置可被集成到C形臂中和/或被配置为在规程(诸如荧光镜透视检查式规程)期间提供成像。成像装置可被配置为在规程期间捕获/生成患者120的一个或多个图像，诸如一个或多个x射线或CT图像。在示例中，可实时提供来自成像装置的图像，以观察解剖结构和/或患者120体内的医疗器械，以辅助医师160执行规程。成像装置可用于执行荧光镜透视检查(例如，在患者120体内使用对比染料)或另一类型的成像技术。
此外，在一些实施方案中，医疗系统100还可包括流体管理系统(有时称为“抽吸系统”或“冲洗系统”)，该流体管理系统被配置为诸如经由导管、窥视镜130、与导管/窥视镜相关联的器械/装置(例如，一个或多个进入护套)和/或另一器械/装置向目标部位/提供抽吸和/或冲洗。流体管理系统可被配置为保持一个或多个流体袋/容器和/或控制流体流向其/从其流动。在各示例中，流体管理系统包括某些电子部件，诸如显示器、流动控制机构和/或控制电路。流体管理系统可包括独立的塔/推车。流体管理系统可包括泵，可利用该泵将抽吸流体经由耦接到导管/窥视镜的抽吸通道/管拉入收集容器/筒中。
医疗系统100的各个部件可通过网络彼此通信地耦接，该网络可包括无线和/或有线网络。示例性网络包括一个或多个个人区域网络(PAN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网局域网(IAN)、体域网络(BAN)、蜂窝网络、互联网等。此外，在一些实施方案中，医疗系统100的部件经由一个或多个支撑电缆、管等连接，以用于数据通信、流体/气体交换、电力交换等。
在一些示例中，医疗系统100被实现成执行与肾脏解剖结构相关的医疗规程，诸如以治疗肾结石。例如，可实施机器人辅助的经皮规程，其中机器人工具(例如，医疗系统100的一个或多个部件)可使医师/泌尿科医师能够执行内窥镜(例如，输尿管镜检查)目标进入以及经皮进入/治疗。然而，本公开不限于肾结石移除和/或机器人辅助的规程。在一些具体实施中，与严格的手动规程相比，机器人医疗解决方案可相对于某些器械提供相对更高的精度、更优异的控制和/或更优异的手眼协调。例如，根据一些规程对肾的机器人辅助的经皮进入可使得泌尿科医师能够执行直接进入内窥镜肾进入和经皮肾进入两者。尽管本公开的一些实施方案是在导管、肾窥视镜、输尿管镜和/或人体肾解剖结构的上下文中呈现的，但应当理解，本文所公开的原理可在任何类型的内窥镜/经皮规程或另一类型的规程中实现。
在一个例示性的非限制性规程中，医疗系统100可用于检查肾190和/或移除肾结石191。在该规程的设置期间，医师160可以按期望构型和/或附接适当的医疗器械来定位机器人系统110的机器人臂112。例如，医师160可将第一机器人臂112(A)定位在治疗部位附近并且附接EM场发生器140，这可在规程期间辅助跟踪窥视镜130和/或其他器械/装置的位置。此外，医师160可将第二机器人臂112(B)定位在患者120腿部之间并附接器械进送器装置180，这可便于窥视镜130的机器人控制/推进。在一些情况下，医师160可将护套/进入器械134插入患者120的尿道192中，穿过膀胱193，并且/或者上至输尿管194。医师160可将护套/进入器械134连接到器械进送器装置180。护套/进入器械134可包括内腔式装置，该内腔式装置被配置为接收窥视镜130，从而辅助将窥视镜130插入患者120的解剖结构中。然而，在一些实施方案中，不使用护套/进入器械134(例如，将窥视镜130直接插入尿道192中)。然后，医师160可手动地、机器人地或以它们的组合将窥视镜130插入护套/进入器械134中。医师160可将窥视镜130的柄部132附接到第三机器人臂112(C)，该第三机器人臂可被配置为便于柄部132的移动、装篮装置/激光装置/通过窥视镜130部署的另一医疗器械的操作、和/或便于其他动作。
医师160可以与控制系统150交互，以使机器人系统110将窥视镜130推进和/或导航到肾190中。例如，医师160可使用控制器154或另一I/O装置来导航窥视镜130以定位肾结石191。控制系统150可经由显示器152提供关于窥视镜130的信息，诸如以辅助医师160导航窥视镜130，诸如以查看图像表示(例如，由窥视镜130捕获的实时图像)。在一些实施方案中，控制系统150可使用定位技术来确定窥视镜130的位置和/或取向，这可由医师160通过显示器152进行查看。此外，也可通过显示器152呈现其他类型的信息，以辅助医师160控制窥视镜130，诸如患者120的内部解剖结构的x射线图像或其他图像。
一旦处于肾结石191的部位(例如，肾190的肾盏内)处，窥视镜130就可用于指定/标记导管经皮进入肾190的目标位置。为了使对肾190和/或周围解剖结构的损伤最小化，医师160可指定乳头作为经皮进入肾190的目标位置。然而，可指定或确定其他目标位置。在指定乳头的一些实施方案中，医师160可导航窥视镜130以接触乳头，控制系统150可使用定位技术来确定窥视镜130的位置(例如，窥视镜130的远侧端部的位置)，并且控制系统150可将窥视镜130的位置与目标位置相关联。此外，在一些实施方案中，医师160可将窥视镜130导航到乳头的特定距离内(例如，停放在乳头前面)，并且提供表明目标位置处于窥视镜130的视场内的输入。控制系统150可执行图像分析和/或其他定位技术以确定目标位置的位置。此外，在一些实施方案中，窥视镜130可提供基准点以将乳头标记为目标位置。
指定了目标位置后，可将导管或其他器械通过经皮进入路径插入患者120中以到达目标部位(例如，与窥视镜130会合)。例如，可移除EM场发生器140并且可将导管(未示出)连接到第一机器人臂112(A)。医师160可与控制系统150交互，以使机器人系统110推进和/或导航导管。另选地或附加地，可手动插入和/或控制导管，诸如当导管被实现为手动可控导管时。控制系统150可经由显示器152提供关于导管的信息，以辅助医师160导航导管。例如，显示器152可从窥视镜130的角度提供图像数据，其中图像数据可描绘导管(例如，当在窥视镜130的成像装置的视场内时)。在一些实施方案中，将针或另一医疗器械插入患者120体内以产生供导管进入的经皮进入路径。此外，在一些实施方案中，将经皮进入装置/组件(例如，一个或多个护套和/或轴)插入由针或另一器械产生的路径中，以提供供导管到达目标位置的进入路径。在此，导管可插入经皮进入装置中。经皮进入装置可向目标解剖结构提供冲洗，而导管可提供抽吸(例如，经由导管中的内腔)。
当窥视镜130和/或导管位于目标位置处时，医师160可使用窥视镜130来打碎肾结石191以及/或者使用导管将患者120体内的肾结石191的碎块取出。例如，窥视镜130可通过工作通道来部署工具(例如，激光器、切割器械等)以将肾结石191碎裂成碎块，并且导管可通过经皮进入路径将肾190中的碎块吸出。导管可提供抽吸以将肾结石191维持/保持在导管的远侧端部处和/或相对固定位置处，同时窥视镜130使用工具(例如，激光)使肾结石191碎裂，如图1所示。流体管理系统可经由与导管相关联的经皮进入装置/组件向目标部位提供冲洗和/或经由导管(例如，导管140中的内腔)向目标部位提供抽吸。
尽管在经由导管和/或经皮进入装置/组件提供冲洗/抽吸的背景下讨论了各种示例，但在一些情况下，可通过另一装置(诸如窥视镜130)向治疗部位(例如，肾)提供冲洗流体和/或抽吸。此外，冲洗和抽吸可或可不通过相同的器械提供。在器械中的一个或多个器械提供冲洗和/或抽吸功能的情况下，器械中的一个或多个其他器械可用于其他功能，诸如打碎待移除的对象。
此外，尽管在实现机器人控制的导管的背景下讨论了各种示例性规程，但该规程可利用手动可控导管来实现。例如，导管可包括手动可控柄部，该手动可控柄部被配置为由医师160握持/操纵。医师160可通过移动柄部和/或操纵手动致动器来导航导管，这可能导致导管的远侧部分发生关节运动。
医疗系统100(和/或本文所讨论的其他医疗系统)可提供多种益处，诸如提供指导以辅助医师执行规程(例如，器械跟踪、器械导航、器械校准等)，使得医师能够从人体工程学位置执行规程而无需笨拙的手臂运动和/或位置，使得单个医师能够使用一个或多个医疗器械执行规程，避免辐射暴露(例如，与荧光镜透视检查技术相关联)，使得规程能够在单次手术环境中执行，提供持续抽吸/冲洗以更有效地移除对象(例如，移除肾结石)等。例如，医疗系统100可提供指导信息以帮助医师使用各种医疗器械来进入目标解剖特征，同时最小化出血和/或对解剖结构(例如，关键器官、血管等)的损伤。此外，医疗系统100可提供不基于辐射的导航和/或定位技术，以减少医师和患者的辐射暴露和/或减少手术室中的设备的数量。此外，医疗系统100可提供分布在至少控制系统150与机器人系统110之间的功能性，这些系统可能够独立地移动。功能性和/或移动性的此类分布可使得能够将控制系统150和/或机器人系统110放置在对于特定医疗规程最佳的位置处，这可使患者周围的工作区最大化和/或为医师执行规程提供最佳位置。
尽管各种技术/系统被讨论为被实现为机器人辅助规程(例如，至少部分地使用医疗系统100的规程)，但这些技术/系统可在其他规程中实现，诸如在全机器人医疗规程、纯人类规程(例如，无机器人系统)等中实现。例如，医疗系统100可用于执行规程，而无需医师握持/操纵医疗器械并且无需医师控制机器人系统/臂的移动(例如，依赖于相对少的输入来指导规程的全机器人规程)。即，在规程期间使用的医疗器械可各自由医疗系统100的部件诸如机器人系统110的机器人臂112保持/控制。
图2示出了根据一个或多个实施方案的被布置用于诊断和/或治疗性支气管镜检查规程的示例性机器人医疗系统100。在支气管镜检查期间，机器人系统110的臂112可被配置为将医疗器械诸如可操纵内窥镜210(也称为“支气管镜210”)(其可为用于支气管镜检查的规程特定的支气管镜)递送到天然孔口进入点(即，在本示例中定位在台面170上的患者120的口)，以递送诊断和/或治疗工具。如图所示，机器人系统110(例如，推车)可被定位为靠近患者的上躯干，以便提供对进入点的进入。类似地，可致动机器人臂112以相对于进入点定位支气管镜210。当利用胃镜(用于肠胃(GI)规程的专用内窥镜)执行GI规程时，也可利用图2中的布置。
一旦机器人系统110被正确地定位，机器人臂112就可机器人地、手动地或以它们的组合将可操纵内窥镜210插入患者体内。可操纵内窥镜210可包括至少两个伸缩部分，诸如内引导件部分和外护套部分，其中每个部分耦接到来自一组器械驱动器的单独的器械驱动器，和/或其中每个器械驱动器耦接到相应的机器人臂112的远侧端部。器械驱动器的这种线性布置产生“虚拟轨道”220，该“虚拟轨道”可通过将一个或多个机器人臂112操纵到不同角度和/或位置而在空间中被重新定位。本文描述的虚拟轨道/路径在附图中使用一般不描绘系统的任何物理结构的虚线来描绘。器械驱动器中的一个或多个器械驱动器沿着虚拟轨道220的平移可使内窥镜210从患者120前移或缩回。
在插入之后，内窥镜210可使用来自机器人系统110的精确命令向下导向患者的气管和肺，直到到达目标手术部位。单独的器械驱动器的使用可允许独立驱动内窥镜/组件210的单独部分。例如，可引导内窥镜210以将活检针递送到目标，诸如例如患者肺内的病变或结节。针可沿工作通道向下部署，该工作通道延伸内窥镜210的长度以获得待由病理学家分析的组织样本。根据病理结果，可沿内窥镜210的工作通道向下部署附加工具以用于附加活检。例如，当结节被识别为恶性时，内窥镜210可通过内窥镜递送工具以切除潜在的癌组织。在一些情况下，诊断和治疗处理可在单独的规程中递送。在这些情况下，内窥镜210也可用于递送基准以“标记”目标结节的位置。在其他情况下，诊断和治疗处理可在相同的规程期间递送。
在图2中的系统100的布置中，患者导引器230经由端口(未示出；例如，外科手术用管)附接到患者120。患者导引器230可固定到台面170(例如，经由被配置为支撑导引器230并且相对于台面170或其他结构固定患者导引器230的位置的患者导引器保持器)。在一些实施方案中，患者导引器230可包括近侧端部、远侧端部以及近侧端部和远侧端部之间的导引器管。患者导引器230的近侧端部可提供开口/孔口，该开口/孔口可被配置为接收器械210(例如，支气管镜)，并且患者导引器230的远侧端部可提供第二开口，该第二开口可被配置为将器械210引导到患者进入端口中。导引器230的弯曲管部件可连接该导引器的近侧端部和远侧端部并且引导器械210穿过导引器230。
导引器230的曲率可使得机器人系统110能够从不与患者进入端口直接轴向对准的位置操纵器械210，从而允许机器人系统110在室内的放置更加灵活。此外，导引器230的曲率可允许机器人系统110的机器人臂112与患者导引器230基本上水平对准，这可促进机器人臂112的手动移动(如果需要的话)。
在一些实施方案中，本文所讨论的器械进送器装置中的一个或多个器械进送器装置可在支气管镜检查规程中实现，诸如图2所示。例如，器械进送器装置可与内窥镜210协作实现以至少部分地控制窥视镜210的移动。
图3示出了根据一个或多个实施方案的被配置为执行医疗规程的基于台面的机器人系统300。在此，机器人医疗系统100的机器人部件中的一个或多个机器人部件可被结合到台面302中，与基于推车的机器人系统相比，这可减少手术室内的资本设备的量和/或允许更多地进入患者120。例如，系统300可包括控制系统150和/或机器人系统110的一个或多个部件。
如图所示，台面302可包括/结合一个或多个机器人臂304，该一个或多个机器人臂被配置为接合和/或控制医疗器械/医疗装置。每个机器人臂304可包括耦接到关节的多个臂段，该多个臂段可提供多个移动度。机器人臂304的远侧端部(即，端部执行器)可被配置为耦接到器械/装置，该器械/装置可包括本文所讨论的任何医疗器械/装置，诸如导管、针、窥视镜等。例如，机器人臂304(B)可耦接到器械进送器装置180和/或机器人臂304(C)可耦接到窥视镜130的柄部132，如图3所示。每个机器人臂304可类似于或不同于图1和2的系统100的机器人臂112。此外，每个端部执行器可类似于或不同于机器人系统110的端部执行器。
如图所示，机器人使能的台面系统300可包括耦接到一个或多个托架312(例如，环形可移动结构)的柱310，一个或多个机器人臂304可从该柱伸出。托架312可沿着沿柱310的长度的至少一部分延伸的竖直柱接口平移，以提供不同的有利点，机器人臂304可从这些有利点定位以到达患者120。在一些实施方案中，托架312可使用定位在柱310内的机械马达围绕柱310旋转，以允许机器人臂304进入台面302的多个侧面。托架312的旋转和/或平移可允许系统300将医疗器械诸如内窥镜和/或导管对准到患者120上的不同进入点中。通过提供竖直调整，机器人臂304可被配置为紧凑地存放在台面系统300的平台下方，并且随后在规程期间升高。机器人臂304可通过可包括一系列关节的一个或多个臂支座314安装在托架312上，这些关节可单独地旋转和/或伸缩地延伸以向机器人臂304提供附加的可配置性。柱310在结构上为台面平台提供支撑，并且为托架312的竖直平移提供路径。柱310还可将功率和控制信号传送到托架312和安装在其上的机器人臂304。
在一些实施方案中，基于台面的机器人系统300可包括类似于控制系统150的控制系统或与该控制系统相关联，以与医师交互和/或提供关于医疗规程的信息。例如，控制系统可包括输入部件以使医师能够控制一个或多个机器人臂304和/或附接到一个或多个机器人臂304的医疗器械。在一些具体实施中，输入部件使医师能够提供输入来以类似于医师物理地握持/操纵医疗器械的方式控制医疗器械。
图4示出了根据本公开的一个或多个实施方案的可在图1至图3的医疗系统中的任一个医疗系统中实施的医疗系统部件。尽管图4中有某些部件，但应当理解，根据本公开的实施方案中可包括未示出的附加部件。此外，所示出部件中的任一者均都可被省略、互换和/或集成到其他装置/系统中，诸如台面170、医疗器械等。
控制系统150可分别地/单独地和/或组合地/共同地包括以下部件、装置、模块和/或单元(在本文称为“部件”)中的一者或多者：控制电路401、一个或多个通信接口402、一个或多个供电单元403、一个或多个I/O部件404、一个或多个移动部件405(例如，脚轮或其他类型的轮子)和/或存储器/数据存储装置406。在一些实施方案中，控制系统150可包括壳体/外壳，该壳体/外壳被配置为和/或尺寸设定成容纳或包含控制系统150的一个或多个部件的至少一部分。在该示例中，控制系统150被示出为基于推车的系统，其可通过一个或多个移动部件405进行移动。在一些情况下，在到达适当位置之后，可使用轮锁将一个或多个移动部件405固定不动，以将控制系统150保持在适当位置。然而，控制系统150可被实现为固定系统、集成到另一系统/装置中等。
控制系统150的各种部件可使用某些连接电路/装置/特征电耦接和/或通信地耦接，这些连接电路/装置/特征可为或可不为控制电路的一部分。例如，连接特征可包括一个或多个印刷电路板，该一个或多个印刷电路板被配置为有利于控制系统150的各种部件/电路中的至少一些部件/电路的安装和/或互连。在一些实施方案中，控制系统150的各部件中的两个或多个部件可彼此电耦接和/或通信地耦接。
一个或多个通信接口402可被配置为与一个或多个装置/传感器/系统通信。例如，一个或多个通信接口402可通过网络以无线和/或有线方式发送/接收数据。在一些实施方案中，一个或多个通信接口402可实施诸如蓝牙、Wi-Fi、近场通信(NFC)等的无线技术。
一个或多个供电单元403可被配置为管理和/或提供用于控制系统150(和/或机器人系统110，在一些情况下)的电力。在一些实施方案中，一个或多个供电单元403包括一个或多个电池，诸如锂基电池、铅酸电池、碱性电池和/或其他类型的电池。即，一个或多个供电单元403可包括一个或多个装置和/电路，该一个或多个装置和/电路被配置为提供电源和/或提供电源管理功能性。此外，在一些实施方案中，一个或多个供电单元403包括主电源连接器，该主电源连接器被配置为耦接到交流电(AC)或直流电(DC)主电源。
一个或多个I/O部件/装置404可包括多种部件以接收输入和/或提供输出，诸如以与用户交互，以有助于执行医疗规程。一个或多个I/O部件404可被配置为接收触摸、语音、手势或任何其他类型的输入。在各示例中，一个或多个I/O部件404可用于提供关于装置/系统的控制的输入，诸如以控制机器人系统110、导航附接到机器人系统110和/或通过窥视镜部署的窥视镜/导管或其他医疗器械、控制台面170、控制荧光镜透视检查装置等。例如，医师(未示出)可经由I/O部件404提供输入，并且作为响应，控制系统150可向机器人系统110发送控制信号以操纵医疗器械。在各示例中，医师可使用相同I/O装置来控制多个医疗器械(例如，在各器械之间的切换控制)。
如图所示，一个或多个I/O部件404可包括一个或多个显示器152(有时称为“一个或多个显示装置152”)，该一个或多个显示器被配置为显示数据。一个或多个显示器152可包括一个或多个液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED显示器、等离子体显示器、电子纸显示器和/或任何其他类型的技术。在一些实施方案中，一个或多个显示器152包括一个或多个触摸屏，该一个或多个触摸屏被配置为接收输入和/或显示数据。此外，一个或多个I/O部件404可包括一个或多个I/O装置/控件407，该一个或多个I/O装置/控件可包括：控制器154(例如，手持式控制器、视频游戏型控制器、使得能够类似手指移动的手指型控件等)、触摸板、鼠标、键盘、可穿戴装置(例如，光学头戴式显示器)、虚拟或增强现实装置(例如，头戴式显示器)、踏板(例如，用户脚边处的按钮)等。另外，一个或多个I/O部件404可包括：一个或多个扬声器，该一个或多个扬声器被配置为基于音频信号输出声音；和/或一个或多个麦克风，该一个或多个麦克风被配置为接收声音并生成音频信号。在一些实施方案中，一个或多个I/O部件404包括控制台或被实施为控制台。
在一些实施方案中，一个或多个I/O部件404可输出与规程相关的信息。例如，控制系统150可接收由窥视镜捕获的实时图像，并且经由显示器152显示实时图像和/或实时图像的视觉/图像表示。显示器152可呈现界面，该界面可包括来自窥视镜和/或另一医疗器械的图像数据。附加地或另选地，控制系统150可从与患者相关联的医疗监测器和/或传感器接收信号(例如，模拟信号、数字信号、电信号、声学/声信号、气动信号、触觉信号、液压信号等)，并且显示器152可呈现关于患者的健康或环境的信息。此类信息可包括经由医疗监测器显示的信息，包括例如心率(例如，ECG、HRV等)、血压/血率、肌肉生物信号(例如，EMG)、体温、血氧饱和度(例如，SpO2)、CO2、脑波(例如，EEG)、环境和/或局部或核心体温等。
在一些实施方案中，控制系统150可通过一个或多个电缆或连接件(未示出)耦接到机器人系统110、台面170或另一台面、和/或医疗器械。在一些具体实施中，来自控制系统150的支持功能性可通过单根电缆来提供，从而简化和消除手术室的混乱。在其他具体实施中，特定功能可在单独的电缆和连接件中耦接。例如，虽然可通过单个电力电缆提供电力，但可通过单独的电缆提供对控制、光学、流体和/或导航的支持用于控制。
机器人系统110一般包括细长支撑结构410(也称为“柱”)、机器人系统基座411以及位于柱410顶部处的控制台412。柱410可包括一个或多个托架413(也称为“臂支撑件413”)，用于支撑一个或多个机器人臂112的部署。托架413可包括可单独配置的臂安装件，这些臂安装件沿着垂直轴线旋转，以调整机器人臂112的基座，以便相对于患者进行定位。托架413也包括托架接口414，该托架接口允许托架413沿着柱410竖直地平移。托架接口414可通过狭槽(诸如狭槽415)连接到柱410，该狭槽被定位在柱410的相对两侧上以引导托架413的竖直平移。狭槽415可包括竖直平移接口，以将托架413定位和保持在相对于基座411的各种竖直高度。托架413的竖直平移允许机器人系统110调整机器人臂112的触及范围，以满足各种台面高度、患者体型、医师偏好等。类似地，托架413上的可单独配置的臂安装件允许机器人臂112的机器人臂基座416以多种构型成角度。柱410可在内部包括机构(诸如齿轮和/或马达)，这些机构被设计成使用竖直对准的导螺杆来响应于控制信号而以机械化方式平移托架413，这些控制信号是响应于用户输入(诸如来自I/O装置的输入)而生成的。
基座411可平衡柱410、托架413和/或机器人臂112在诸如地板的表面上的重量。因此，基座411可容纳较重的部件，诸如一个或多个电子器件、马达、电源等，以及使得机器人系统110能够移动和/或固定不动的部件。例如，基座411可包括可翻转轮417(也称为“脚轮417”或“移动部件”417)，这些可翻转轮允许机器人系统110在房间内移动以进行规程。在到达适当位置之后，可使用轮锁将脚轮417固定不动，以在该规程期间将机器人系统110保持在适当位置。如图所示，机器人系统110还包括柄部418，以辅助操纵和/或稳定机器人系统110。在该示例中，机器人系统110被示为可移动的推车式系统。然而，机器人系统110可实现为固定系统，集成到台面中等。
机器人臂112一般可包括机器人臂基座416和端部执行器419，它们由一系列连杆420(也称为“臂段420”)分开，该连杆由一系列关节421连接。每个关节421可包括独立致动器，并且每个致动器可包括独立可控马达。每个独立可控关节421表示机器人臂112可用的独立自由度。例如，每个臂112可具有七个关节，从而提供七个自由度。然而，可以任何自由度实现任意数量的关节。在示例中，多个关节可产生多个自由度，从而允许“冗余”自由度。冗余自由度允许机器人臂112使用不同的连杆位置和/或关节角度将它们相应的端部执行器419定位在空间中的特定位置、取向和/或轨迹上。在一些实施方案中，端部执行器419可被配置为接合和/或控制医疗器械、装置、对象等。臂112的移动自由度可允许机器人系统110从空间中的期望点定位和/或引导医疗器械，和/或允许医师将臂112移动到远离患者的临床上有利的位置以形成通路，同时避免臂碰撞。
机器人臂112中的每个机器人臂的端部执行器419可包括器械装置操纵器(IDM)。在一些实施方案中，可移除该IDM并将其替换成不同类型的IDM。例如，第一类型的IDM可操纵内窥镜，第二类型的IDM可操纵导管，第三类型的IDM可保持EM场发生器等。然而，也可使用相同的IDM。在一些情况下，IDM可包括连接器以向机器人臂112/从该机器人臂传递气动压力、电力、电信号和/或光学信号。IDM可被配置为使用包括例如直接驱动、谐波驱动、齿轮驱动、皮带/滑轮、磁驱动等的技术操纵医疗器械。在一些实施方案中，IDM可附接到机器人臂112中的相应机器人臂，其中机器人臂112被配置为将相应的耦接医疗器械插入到治疗部位中或从治疗部位撤回。
在一些实施方案中，机器人臂112可被配置为控制附接于其上的医疗器械的位置、取向和/或关节运动。例如，机器人臂112可被配置为/可配置为能够使用细长移动构件来操纵窥视镜/导管。该细长移动构件可包括一根或多根拉线、电缆、光纤和/或柔性轴。为了说明，机器人臂112可被配置为致动窥视镜/导管的多根拉线以使窥视镜/导管的尖端偏斜。拉线可包括任何合适的或期望的材料，诸如金属材料和/或非金属材料，诸如不锈钢、凯夫拉尔(Kevlar)、钨、碳纤维等。在一些实施方案中，窥视镜/导管被配置为响应于由细长移动构件施加的力而表现出非线性行为。非线性行为可基于窥视镜/导管的刚度和/或可压缩性，以及不同细长移动构件之间的松弛或刚度的可变性。
如图所示，控制台412定位在机器人系统110的柱410的上端处。控制台412可包括显示器，以提供用于接收用户输入和/或提供输出的用户界面(例如，诸如触摸屏的双用途装置)，诸如以向医师/用户提供术前数据、术中数据、用于配置机器人系统110的信息等。潜在的术前数据可包括术前计划、从术前计算机断层(CT)扫描得到的导航和映射数据、和/或来自术前患者访谈的记录。术中数据可包括从工具、传感器提供的光学信息和/或来自传感器的坐标信息，以及重要的患者统计信息，诸如呼吸、心率和/或脉搏。控制台412可被定位和倾斜成允许医师从柱410的与臂基座416相反的一侧访问控制台412。从该位置，医师可在从机器人系统110后面操作控制台412的同时查看控制台412、机器人臂112和患者。
机器人系统110还可包括控制电路422、一个或多个通信接口423、一个或多个电源单元424、一个或多个输入/输出部件425、一个或多个致动器/硬件426和/或存储器/数据存储装置427。一个或多个通信接口423可被配置为与一个或多个装置/传感器/系统通信。例如，一个或多个通信接口423可通过网络以无线和/或有线方式发送/接收数据。
一个或多个供电单元424可被配置为管理和/或提供用于机器人系统110的电力。在一些实施方案中，一个或多个供电单元424包括一个或多个电池，诸如锂基电池、铅酸电池、碱性电池和/或其他类型的电池。即，一个或多个供电单元424可包括一个或多个装置和/电路，该一个或多个装置和/电路被配置为提供电源和/或提供电源管理功能性。此外，在一些实施方案中，一个或多个供电单元424包括主电源连接器，该主电源连接器被配置为耦接到交流电(AC)或直流电(DC)主电源。此外，在一些实施方案中，一个或多个供电单元424包括连接器，该连接器被配置为耦接到控制系统150以从控制系统150接收电力。
一个或多个I/O部件/装置425可被配置为接收输入和/或提供输出，诸如以与用户交互。一个或多个I/O部件425可被配置为接收触摸、语音、手势或任何其他类型的输入。在各示例中，一个或多个I/O部件425可用于提供关于装置/系统的控制的输入，诸如以控制/配置机器人系统110。一个或多个I/O部件425可包括被配置为显示数据的一个或多个显示器。一个或多个显示器可包括一个或多个液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED显示器、等离子体显示器、电子纸显示器和/或任何其他类型的技术。在一些实施方案中，一个或多个显示器包括一个或多个触摸屏，该一个或多个触摸屏被配置为接收输入和/或显示数据。此外，一个或多个I/O部件425可包括触摸板、控制器、鼠标、键盘，可穿戴装置(例如，光学头戴式显示器)、虚拟或增强现实装置(例如，头戴式显示器)等。附加地，一个或多个I/O部件425可包括：一个或多个扬声器，该一个或多个扬声器被配置为基于音频信号输出声音；和/或一个或多个麦克风，该一个或多个麦克风被配置为接收声音并且生成音频信号。在一些实施方案中，一个或多个I/O部件425包括控制台或被实施为控制台412。此外，一个或多个I/O部件425可包括可进行物理按压的一个或多个按钮，诸如机器人臂112的远侧端部上的按钮(其可启用/禁用机器人臂112的导纳控制模式以用于机器人臂112的手动操作/移动)。
一个或多个致动器/硬件426可被配置为促进机器人臂112的移动。每个致动器426可包括马达，该马达可在机器人臂112内的关节或其他地方实施，以有利于关节和/或连接的臂段/连杆的移动。在一些实施方案中，用户可在不使用电子用户控件的情况下手动地操纵机器人臂112。例如，在外科手术室中的设置期间或在规程期间的任何点处，用户可选择机器人臂112的远侧端部上的按钮以启用导纳控制模式，并且然后手动地将机器人臂112移动到特定取向/位置。
机器人系统110的各种部件可使用某些连接电路/装置/特征电耦接和/或通信地耦接，这些连接电路/装置/特征可为或可不为控制电路422的一部分。例如，连接特征可包括一个或多个印刷电路板，该一个或多个印刷电路板被配置为有利于机器人系统110的各种部件/电路中的至少一些部件/电路的安装和/或互连。在一些实施方案中，机器人系统110的部件中的两个或更多个部件可彼此电耦接和/或通信地耦接。
如上文所提及，系统150和110可分别包括被配置为执行本文所述的某些功能的控制电路401和422。术语“控制电路”可指一个或多个处理器、处理电路、处理模块/单元、芯片、管芯(例如，半导体管芯，其包括一个或多个有源装置和/或无源装置和/或连接电路)、微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、图形处理单元、现场可编程门阵列、专用集成电路、可编程逻辑装置、状态机(例如，硬件状态机)、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于电路和/或操作指令的硬编码来操纵信号(模拟和/或数字)的任何装置。控制电路还可包括一个或多个存储装置，该一个或多个存储装置可体现在单个存储器装置、多个存储器装置和/或装置的嵌入式电路中。此类数据存储装置可包括只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存存储器、高速缓存存储器、数据存储寄存器和/或存储数字信息的任何装置。应当指出的是，在控制电路包括硬件状态机(和/或实现软件状态机)、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的实施方案中，存储任何相关联操作指令的数据存储装置/寄存器可嵌入到包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路内或电路外。
尽管控制电路被示出为与控制系统150/机器人系统110的其他部件分离的部件，但控制系统150/机器人系统110中的任何或所有其他部件可至少部分地体现在控制电路中。例如，控制电路可包括各种装置(有源和/或无源)、半导体材料和/或其区、层、区域和/或部分、导体、引线、通孔、连接件等，其中控制系统150/机器人系统110的一个或多个其他部件和/或其部分可至少部分地在此类电路部件/装置中形成和/或实现/由此类电路部件/装置形成和/或实现。
此外，存储器/数据存储装置406/427可被配置为存储数据/指令。例如，数据存储装置/存储器406/427可存储可由控制电路执行以执行某些功能/操作的指令。术语“存储器”可指任何合适或期望类型的计算机可读介质。例如，一个或多个计算机可读介质可包括一个或多个易失性数据存储装置、非易失性数据存储装置、可移动数据存储装置和/或不可移动数据存储装置，它们使用任何技术、布局和/或数据结构/协议实施，包括任何合适或期望的计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他类型的数据。可根据本公开的实施方案实现的一个或多个计算机可读介质包括但不限于相变存储器、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器或其他存储器技术、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)或其他光学存储装置、盒式磁带、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储装置，或可用于存储信息以供计算装置访问的任何其他非暂态介质。如在本文的某些背景下所使用的，一个或多个计算机可读介质一般可不包括通信介质，诸如调制数据信号和载波。因此，一个或多个计算机可读介质一般应被理解为指非暂态介质。
在一些情况下，控制系统150和/或机器人系统110被配置为实施一种或多种定位技术以确定/跟踪对象/医疗器械的取向/位置。例如，一种或多种定位技术可处理输入数据以生成医疗器械的位置/取向数据。对象/医疗器械的位置/取向数据可以指示对象/医疗器械相对于参照系的位置/取向。参照系可以是相对于患者的解剖结构、已知对象(例如，EM场发生器、系统等)、坐标系/空间等的参照系。在一些具体实施中，位置/取向数据可指示医疗器械的远侧端部(和/或在一些情况下为近侧端部)的位置/取向。例如，窥视镜的位置/取向数据可以指示窥视镜的远侧端部的位置和取向，包括窥视镜的远侧端部的翻转量。对象的位置和取向可称为对象的姿态。
可用于生成对象/医疗器械的位置/取向数据的示例性输入数据可包括：来自与医疗器械相关联的传感器的传感器数据(例如，EM场传感器数据、由医疗器械上的成像装置/深度传感器/雷达装置捕获的视觉/图像数据、来自医疗器械上的加速度计的加速度计数据、来自医疗器械上的陀螺仪的陀螺仪数据、来自基于卫星的传感器(例如，全球定位系统(GPS))的基于卫星的定位数据等)；来自机器人臂/部件的反馈数据(也称为“运动学数据”)(例如，指示机器人臂/部件如何移动/致动的数据)；针对机器人臂/部件的机器人命令数据(例如，发送到机器人系统110/机器人臂112以控制机器人臂112/医疗器械的移动的控制信号)；来自形状感测光纤的形状感测数据(其可提供关于医疗器械的位置/形状的信息)；关于患者解剖结构的模型数据(例如，患者解剖结构的内部/外部部分的模型)；患者的位置数据(例如，指示患者如何被定位在台面上的数据)；术前数据；等等。
图5示出了根据一个或多个实施方案的可在本文讨论的医疗系统中的任一个医疗系统中实现的医疗系统部件，该医疗系统部件包括窥视镜组件/系统502和器械进送器组件504。窥视镜系统502和/或进送器组件504可包括各种硬件和控制部件。在各示例中，窥视镜系统502可代表/包括窥视镜130和/或本文所讨论的其他窥视镜。此外，器械进送器组件504可包括器械进送器装置180和/或本文所述的任何其他器械进送器装置。
如图5所示，窥视镜系统502包括耦接到细长轴508的柄部/器械基座506。柄部506可被配置为耦接到机器人臂以便以机器人方式进行操纵的和/或可被配置为由用户握持并被手动操纵(在一些情况下)。例如，柄部506可被配置为控制细长轴508的致动。细长轴508可包括刚性或柔性管或另一元件。在一些情况下，细长轴508和/或窥视镜系统502的其他部件的尺寸被设定成在外护套、导管、导引器或其他内腔式装置内通过。
如图所示，窥视镜系统502可包括一个或多个灯510，该一个或多个灯至少部分地设置在细长轴508的远侧端部处以在远侧端部处提供光。在各示例中，窥视镜系统502可被配置为容纳光纤，以将来自位于近侧的光源(诸如，发光二极管)的光载送到细长轴508的远侧端部。细长轴508的远侧端部可包括在使用成像装置/相机512时可能有用的供光源照亮解剖空间的端口。窥视镜系统502可用任何数量的光源来实现。
窥视镜系统502还可包括相机/成像装置512，该相机/成像装置被配置为捕获图像数据，诸如表示患者的内部解剖结构的图像数据。在各示例中，成像装置512可包括光纤、光纤阵列和/或透镜。成像装置512的一个或多个光学部件可随窥视镜系统502的尖端一起移动，使得尖端的移动导致由成像装置512捕获的图像发生变化。因此，成像装置512可从细长轴508的远侧端部捕获数据。在一些实施方案中，窥视镜系统502可容纳电线和/或光纤，以传输去往/来自光学组件和窥视镜系统502的远侧端部的信号。
窥视镜系统502还可包括用于部署器械/工具516和/或用于其他功能的工作通道514。示例性器械516包括被配置为提供激光的激光装置、被配置为捕获/取回对象(例如，肾结石的碎片)的装篮装置、被配置为抓取/保持对象的镊子、被配置为切割对象的解剖刀、碎石机、被配置为向目标部位提供冲洗/抽吸的冲洗/抽吸装置等。在图5的示例中，通过工作通道514部署装篮装置。工作通道514可从近侧端部纵向延伸穿过窥视镜系统502到达远侧端部。在各示例中，工作通道514向细长轴508的一侧偏移(例如，从纵向轴线偏移)，诸如图5所示。在其他示例中，工作通道514定位在窥视镜系统502的中心或另一位置处。尽管成像装置512被示出为附接到窥视镜系统502的远侧端部(例如，与窥视镜系统502成一体)，但在一些情况下，成像装置512是通过工作通道514部署的单独装置。此外，尽管示出了单个工作通道514，但可实现任何数量的工作通道。
在一些情况下，可通过电源接口518为窥视镜系统502供电和/或通过控制接口520控制该装篮系统，该电源接口和该控制接口中的每一个或两者可与机器人系统110的机器人臂/部件介接。
在一些实施方案中，窥视镜系统502包括传感器522(有时称为“位置传感器”)，该传感器被配置为生成传感器数据以及/或者将传感器数据发送到另一装置。传感器数据可指示窥视镜系统502(例如，其远侧端部)的位置和/或取向，和/或可用于确定/推断窥视镜系统502的位置/取向。例如，传感器522可向控制系统提供传感器数据，该传感器数据然后用于确定窥视镜系统502的位置和/或取向。传感器522可定位在窥视镜系统502的远侧端部上和/或另一位置上。在一些实施方案中，传感器522可包括具有导电材料线圈的电磁(EM)传感器或天线的另一形式/实施方案。然而，窥视镜系统502可包括其他类型的传感器，诸如形状感测光纤、加速度计、陀螺仪、基于卫星的定位传感器(例如，全球定位系统(GPS)传感器)、射频收发器等。
窥视镜系统502可以是诸如相对于窥视镜的至少远侧部分可进行关节运动，使得可在人体解剖结构内使窥视镜系统502转向。在一些实施方案中，窥视镜系统502被配置为以例如五个自由度(DOF)进行关节运动，包括XYZ坐标移动以及俯仰和偏摆。此外，在一些实施方案中，窥视镜系统502可以六个DOF进行关节运动，包括XYZ坐标移动以及俯仰、偏摆和翻转。在其他实施方案中，窥视镜系统502可以其他DOF进行关节运动。在窥视镜系统502配备有位置传感器的实施方案中，位置传感器可提供位置信息，诸如5-DOF位置信息(例如，x、y和z坐标以及俯仰角和偏航角)、6-DOF位置信息(例如，x、y和z坐标以及俯仰角、偏航角和翻转角)等。在一些实施方案中，窥视镜系统502可包括伸缩部件，诸如内部引导部分和外部护套部分，这些伸缩部件可被操纵以伸缩地延伸窥视镜系统502。
窥视镜系统502可包括一个或多个细长移动构件(未示出)，该一个或多个细长移动构件被配置为控制细长轴508(诸如窥视镜系统502的远侧端部)的移动。该细长移动构件可包括一根或多根线(例如，拉线或推线)、电缆、光纤和/或柔性轴。拉线可包括任何合适的或期望的材料，诸如金属和非金属材料，诸如不锈钢、Kevlar、钨、碳纤维等。在一些实施方案中，窥视镜系统502被配置为响应于由细长移动构件施加的力而表现出非线性行为。该非线性行为可基于窥视镜系统502的刚度和/或可压缩性、以及不同细长移动构件之间的松弛度或刚度的变化性。对于机器人具体实施，机器人臂可被配置为致动耦接到窥视镜系统502的一根或多根拉线，以使细长轴508的尖端偏转。另选地，对于用户手持式具体实施，用户可经由致动器来提供手动输入以致动窥视镜系统502的一根或多根拉线，以使细长轴508的尖端偏转。
图5还示出了器械进送器组件504，该器械进送器组件包括器械进送器装置530(有时称为“器械进送器530”)和进入护套组件560，该进入护套组件可物理地耦接到器械进送器装置530。
器械进送器装置530可包括接合组件532，该接合组件被配置为接合和/或控制诸如窥视镜130等的轴型器械的至少一部分。接合组件532可包括通道534，该通道的尺寸被设定成和/或被配置用于将轴型器械的至少一部分放置在其中。例如，当放置窥视镜等以允许器械进送器装置530轴向地驱动此类器械时，器械可至少部分地嵌套在通道534内。接合组件532还可包括保持特征件536以将器械维持在通道534内。例如，保持特征件536可包括机器人致动的盖，该机器人致动的盖允许选择性地打开或闭合通道534。此外，接合组件532可包括致动器装置/机构538以轴向地移动轴/器械，诸如当装载有通道534时。虽然各种部件被示出为包括在接合组件532内，但接合组件532可包括更少或更多的部件。在一些情况下，器械进送器装置530无传感器，诸如用于检测器械进送器装置530的状态的传感器，而在其他情况下，器械进送器装置530包括此类传感器。
致动器538可被配置为使得与其接合放置的轴型器械相对于器械的轴线移动。在各示例中，致动器538包括一个或多个轴接合轮/辊、传送带、齿轮、轨道、指状/针状特征或其他致动器。致动器538可通过与一个或多个驱动输入部540的接合来控制，这可允许与致动致动器装置/机构538的器械进送器装置530的机械部件的物理接合并且/或者可直接致动致动器装置/机构538。在一个示例中，致动器538包括一个或多个进送辊。如本文所用，术语“进送辊”可包括被配置为实现与其接合的轴的轴向移动的任何数量的辊/轮。“进送辊”还可包括与器械进送器装置530相关联的输入或输出驱动器，这些输入或输出驱动器直接或间接地引起辊/轮的移动。在一些实施方案中，辊538可包括(comprise或include)可变形材料，该可变形材料在辊538和细长轴508之间提供抓握、摩擦、牵引和/或压力。可变形材料可包括硅橡胶或另一材料。
器械进送器装置530还包括护套耦接构件/夹具542，该护套耦接构件/夹具可被配置为将进入护套组件560的至少一部分固定或保持就位。例如，如图所示，护套夹具542可被配置为夹持在进入护套组件560的漏斗状端口结构562的至少一部分上或上方。夹具542可由一个或多个夹具支撑臂544支撑。护套夹具542可定位在器械进送器装置530的远侧端部处。
在一些实施方案中，器械进送器组件504包括样本收集器结构546或与该样本收集器结构相关联，该样本收集器结构可至少部分地固定到器械进送器组件504的一个或多个部件。样本收集器546可包括杯状结构或其他结构，该杯状结构或其他结构被配置为允许诸如通过使用通过器械轴部署的装篮工具将肾结石或通过进入护套组件560缩回的其他样本或碎屑放置或落入其中。在一些实施方案中，样本收集器546设置在通道534的远侧开口与漏斗状端口结构562之间，其中器械(例如，装篮装置)可缩回到样本收集器上方的位置，使得结石/样本可落入或放置在样本收集器546中。
如图所示，进入护套组件560可包括进入护套管或导管564，该进入护套管或导管可在其近侧端部处物理地耦接到漏斗状端口结构562。漏斗状端口结构562可提供到进入护套564中的至少部分锥形的导引器开口，其中端口562的近侧开口具有比进入护套564的横截面积或直径更大的面积或直径。在一些实施方案中，进入护套564不对接到器械进送器装置530，而是耦接到机器人臂、支架或其他结构。进入护套564可包括管或其他结构，细长轴508可插入穿过该管或其他结构。在一些实施方案中，进入护套564可包括细长且柔性的进入护套，该进入护套被配置为插入到解剖内腔中。在一些实施方案中，不使用进入护套，并且窥视镜组件502的细长轴508可直接插入到患者体内(例如，通过自然患者孔口或其他外科进入端口或切口)。尽管本文所述的某些示例涉及包括端口/导引器结构和护套部件的进入护套组件，但应当理解，本公开的实施方案可实现具有集成的端口和护套部件的进入护套。因此，本文中对“进入护套”或简称“护套”的引用可指进入护套/组件的护套部分、端口部分或两者。此外，本文所述的进入护套组件可以是单一装置、形式或结构，而不是分离的部件的组件。
图6A至图6G示出了根据一个或多个实施方案的器械进送器装置530的示例性细节。具体地，图6A示出了器械进送器装置530的透视图，图6B示出了器械进送器装置530，其中壳体的一部分被移除以示出器械进送器装置530的各种特征，图6C示出了器械进送器装置530，其中壳体的一部分和保持特征件536被移除，并且图6D至图6G示出了可被实现成便于辊538的移动的示例性特征/齿轮。
如图6A所示，器械进送器装置530可包括壳体602，该壳体被配置为包围/封闭(部分地或完全地)器械进送器装置530的各种内部部件。壳体602可包括上部部分604和下部部分606，其中下部部分606可被配置为附接到机器人臂、无菌适配器和/或其他特征/部件。上部部分604可包括形成在其中并被配置为接纳器械轴的通道534。这种配置可允许器械轴从顶部和/或沿横向方向装载到器械进送器装置530中。通道534的尺寸可被设定为接纳器械轴，使得通道534通常具有比器械轴的外径更大的宽度。C形夹具支撑臂544可以是壳体602的一部分或是单独的部件。
在一些实施方案中，器械进送器装置504可包括一个或多个夹具/保持特征件608，该一个或多个夹具/保持特征件被配置为将器械轴固定在通道534内。例如，第一夹具608(A)可定位在通道534的近侧端部处，并且第二夹具608(B)可定位在通道534的远侧端部处。夹具可被配置为固定器械轴，而基本上不限制轴穿过通道534的轴向运动。夹具608的保持部分的内径通常可大于器械轴的外径。在一些情况下，夹具608可被配置为向用户提供指示器械轴已被正确地装载到通道534中的触觉反馈(诸如通过卡扣穿过夹具608的进入部分)。在一些情况下，器械轴可表现出围绕器械轴接触致动器的点的一定量的枢转/倾斜运动，因为接触点可能相对较小。因此，通道534、夹具608和/或器械进送器装置530的其他特征可帮助将器械轴以适当取向维持在器械进送器装置504内。在一些情况下，通道534可具有足以限制/防止器械轴不对准的长度。
在所示的示例中，通道534包括扩张或锥形部分610，该扩张或锥形部分可定位在通道534的近侧端部处。在一些情况下，器械轴(其可为相对柔性的)可在器械进送器装置530与定位成耦接到与器械轴相关联的器械基座/柄部的附加机器人臂之间形成维修环或其他过度松弛。锥形部分610可便于以一定角度和/或利用维修环将器械轴进送到器械进送器装置530中，同时避免器械轴中的急剧弯曲。例如，锥形部分610可提供供细长轴以各种角度进送到通道534的近侧端部中的空间，而锥形部分610的侧壁可在器械轴进入器械进送器装置530的区域处为器械轴提供扩大的弯曲半径或平滑的进入点。锥形部分610还可适应器械进送器装置530和与器械轴相关联的器械基座/柄部之间的一定程度的不对准。此外，当细长轴被轴向驱动时，锥形部分610可便于通过器械进送器装置530进送轴。
如图6B和图6C中所示，器械进送器装置530可包括致动器538，该致动器被配置为驱动器械轴的轴向运动。在该示例中，致动器538被实现为进送辊；然而，也可实现其他类型的致动器。辊538可定位在通道534的相对侧上，使得当器械轴被装载到器械进送器装置530中时，辊538定位在器械轴的相对侧上。因此，辊538可被称为相对辊。辊可被配置为在通常与接合状态相关的第一位置、通常与脱离状态相关联的第二位置和/或其他位置之间移动。例如，在第一位置，辊538可压到器械轴的相对侧/相反侧上或以其他方式与器械轴的相对侧/相反侧接合和/或彼此接合。在各示例中，当辊538定位在第一位置中时，辊538可旋转以驱动器械轴的插入/缩回。此外，在各示例中，当辊538定位在第二位置时，辊538可与器械轴和/或通道534间隔开。第二位置可与装载器械轴、翻转轴等相关联。辊538和/或接合组件532的其他特征的示例性状态/位置将在下面进一步详细讨论。
如图6B所示，器械进送器装置530可包括保持特征件536。在该示例中，保持特征件536被实现为盖；然而，也可实现其他保持特征件。在此，盖536耦接到/机械地连接到器械进送器装置的一个或多个其他特征，诸如辊538(A)。在各示例中，当辊538(A)在各种位置/状态(例如，接合或脱离状态)之间移动时，盖536可自动地打开或闭合。如图所示，盖536可包括定位在辊538(A)上方的板。盖536可包括狭槽616或其他开口以接纳/接合可从辊538(A)延伸的凸轮/轴618。在该示例中，当辊538(A)移动时，凸轮618与狭槽616接合以引起盖536的对应移动，诸如随着辊538(A)的移动而打开/闭合盖536。尽管在保持特征件536被实现为盖的背景下讨论了各种示例，但也可实现其他特征。例如，夹具608可被配置为在一些情况下被选择性地打开或闭合以便于通道534的打开或闭合。虽然所示的实施方案利用凸轮机构来打开/闭合滑动盖或平移盖，但也可使用其他机构来形成驱动输入部和盖536之间的操作耦接。附加地或另选地，盖536可以是枢转盖或可通过其他移动被致动打开或闭合。
在一些实施方案中，在盖536的位置机械地连接到辊538的位置的情况下(如在所示的示例中)，盖536可足够长，使得即使辊538首先从器械轴脱离，盖也可继续闭合通道534。然后，当辊538继续移动远离轴时，盖536可继续移动，从而露出通道534。在其他实施方案中，盖536的位置可通过不同的方法来控制。例如，盖536不需要机械地耦接到辊538(A)。在一些情况下，盖536被独立地控制和/或不机械地连接到辊538(A)，在这种情况下，盖536的完全打开、闭合或任何其他中间位置可由另一驱动输入部和/或以另一方式控制。也就是说，在一些情况下，盖536耦接到其自身的驱动输入部。
器械进送器装置530还可包括一个或多个弹簧612，该一个或多个弹簧可被配置为向辊538施加力。在一些示例中，弹簧612可将辊538朝向特定位置偏压，诸如其中辊538被接合的第一位置(例如，闭合/接合状态)。在此，为了将辊538移动到其中辊538脱离的第二位置，驱动输出部可提供/施加力以克服弹簧612的力。在各示例中，除了将辊538朝向接合位置偏压之外，弹簧612还可被配置为提供压力或摩擦力以使辊538与器械轴接合。因此，弹簧力可被选择成使得辊538在规定载荷下开始在器械轴上滑移。通过调谐该驱动/弹簧力，系统可维持被认为或限定为对于患者是可容忍或安全的所施加的力的水平。尽管在弹簧612将辊538朝向其中辊接合的第一位置偏压的背景下讨论了各种示例，但弹簧612可被配置为将辊538朝向其中辊538脱离的第二位置偏压和/或将辊538偏压到另一位置。在一些情况下，一个或多个弹簧612是接合组件532的一部分。
在各示例中，一个或多个弹簧612包括机械弹簧，诸如扭转弹簧。然而，也可实现其他类型的弹簧，诸如螺旋弹簧或其他类型的弹簧。在机械弹簧的情况下，可通过调整弹簧612的尺寸和/或制造弹簧612所用的材料来调整弹簧612的力(以提供上述安全特征)。另外，可考虑器械进送器装置530的各种其他参数。例如，可向上调整滚轮538的接触区域的材料或在器械轴和辊538之间提供不同的摩擦系数。类似地，可调整器械轴的摩擦系数。这些参数中的一个或多个参数可被配置为使得辊538相对于器械轴滑移，以减少或防止轴在患者的解剖结构上施加过多的力。在一些实施方案中，可省略弹簧612，并且器械进送器装置530可包括虚拟弹簧，该虚拟弹簧经由驱动轴或驱动输出部的操作来控制以对器械轴施加力。例如，代替包括弹簧612或作为包括该弹簧的补充，驱动输入部540可以提供与机械弹簧类似的功能的方式操作，从而提供可抵靠器械轴夹紧的虚拟弹簧。
在各示例中，辊538耦接到驱动轴614以便于辊538的旋转。例如，驱动轴614可耦接到器械进送器装置530的驱动输入部540，以接收来自机器人臂的驱动输出部的输入，从而控制辊538的旋转。驱动轴614可旋转以在辊538处提供对应的旋转。在一个说明中，驱动轴614(A)可耦接到驱动输入部540(A)和/或驱动轴614(B)可耦接到驱动输入部540(B)(如图7所示)。在各示例中，辊538中的每个辊可被独立地驱动。辊538可通过直接连接和/或通过齿轮组件、带驱动系统和/或其他装置/机构连接到驱动输入部540和/或驱动轴614。尽管该示例中示出两个辊538和两个驱动轴614，但可实现任何数量的辊和/或驱动轴。例如，单个驱动轴可被实现成驱动一个或多个辊。
在各示例中，辊538以协作关系操作，使得辊538以相关方式移动得更靠近彼此或更远离彼此。例如，辊538中的每个辊可耦接到载体板/支撑板，其中两个载体板齿轮连接或以其他方式耦接在一起，使得一个载体板的旋转引起另一个载体板的相反且对应的旋转，如以下图6D至图6G的示例中所讨论的。以这种方式，这两个载体板的旋转可由单个开/关驱动输入部(诸如驱动输入部540(C))驱动(如图7和其他地方所示)。因此，在一些情况下，单个驱动输入部可控制器械进送器装置530的接合组件532。
图6D示出了示例性致动器/辊组件620的透视图，该致动器/辊组件可在器械进送器装置530内实现以便于辊538的移动。这示出了许多示例性具体实施中的一个示例性具体实施。在所示的示例中，辊组件620包括右组件和左组件。右组件和左组件中的每一者可包括载体板622。术语“板”通常可指支撑结构，并且载体板622不必被认为必须是平坦的或平面的。相反，载体板622可包括被配置为支撑辊组件620的各种部件的各种形状和/或几何形状。载体板622也可称为连杆或其他支撑结构。
一般来讲，载体板622支撑或连接到辊组件620的各种其他特征或结构。例如，每个载体板622可支撑或连接到辊538中的一个辊和辊驱动轴614中的一个辊驱动轴。如图6D所示，每个辊538被配置为围绕辊轴线626旋转。每个辊驱动轴614可被配置为围绕驱动输入轴线628旋转。如图所示，辊轴线626和驱动输入轴线628不必是同轴的。在一些示例中，辊轴线626和驱动输入轴628是平行的(例如，如图所示)。载体板622还可支撑或连接到齿轮组件630，如下文将参考图6E和图6F所描述的，该齿轮组件将辊驱动轴614连接到辊538，使得辊驱动输入部540(A)、540(B)的旋转可引起辊538的旋转。
在所示的示例中，载体板622可被配置为围绕驱动输入轴线628旋转。载体板622围绕驱动输入轴线628的旋转可使辊538在各种位置之间移动。如图6G所示，器械进送器装置530可包括驱动输入部540(C)(也称为“开/关驱动输入部540(C)”)，该驱动输入部被配置为使辊538在各种位置之间移动。开/关驱动输入部540(C)可连接到图6D所示的开/关驱动轴632。开/关驱动输入部540(C)的旋转可引起开/关驱动轴632的旋转。开/关驱动输入部540(C)和开/关驱动轴632可围绕开/关驱动轴线634旋转。开/关驱动轴632还可连接到离轴突起636。因此，随着开/关驱动轴632的旋转，离轴突起636也围绕开/关驱动轴线634旋转。然而，离轴突起636可不关于开/关轴线634对称。因此，离轴突起636可提供偏心构件，该偏心构件可围绕开/关轴线634以弧形移动。
如图6D所示，载体板622可各自包括凹坑/腔638。在所示的实施方案中，离轴突起636至少部分地定位在载体板622中的一个载体板的凹坑638内。随着离轴突起636围绕开/关轴线634旋转，离轴突起636可接触凹坑638的壁，这可能导致载体板622围绕驱动输入轴线628旋转。离轴突起636还可旋转到其不接触凹坑638的壁的位置。在该位置，在离轴突起636不接触凹坑638的情况下，由辊538施加在医疗器械的轴上的力可完全由弹簧612确定，该弹簧可经调谐以提供期望的力。在该位置，载体板622可由弹簧612偏压以旋转到其中辊538处于特定位置(例如，闭合位置)的位置。旋转离轴突起636使得其接触并压靠凹坑638的侧壁可使载体板622旋转，从而克服弹簧612的弹簧力。在一些示例中，离轴突起636包括辊，该辊被配置为围绕与开/关驱动轴线634不同轴的轴线旋转。这种辊可减少离轴突起636和凹坑638之间的摩擦。
在图6D的示例中，辊组件620包括一个开/关驱动轴632和一个离轴突起636。在一些情况下，诸如在该示例中(并且如图6E至图6G中可见)，两个载体板622可齿轮连接在一起，使得一个载体板622的旋转引起另一个载体板622的相反且对应的旋转。以这种方式，两个载体板622的旋转可由单个开/关驱动输入部540(C)驱动。这还可允许辊538关于器械进送器装置530的通道534对称地定位。在所示的示例中，尽管包括一个离轴突起636，但这两个载体板622均可包括凹坑638，并且凹坑638中的一个凹坑可为空。包括空的凹坑可便于制造，因为对于每个载体板622可使用相同或类似的模具。附加地或另选地，第二开关离轴突起或其他驱动构件可用于独立地旋转另一个载体板，在这种情况下，两个载体板不需要齿轮连接在一起。此外，载体板622中的一个载体板可不包括凹坑。
图6E和图6F示出了辊组件620的等轴视图和顶视图，其中辊538和载体板622的一部分被移除以示出其示例性齿轮组件630。齿轮组件630可在驱动输入部540(A)、540(B)与辊538之间传递旋转运动。如图所示，齿轮组件630可包括(对于每个载体板622)第一齿轮640(例如，太阳齿轮)和第二齿轮642(例如，轨道齿轮)。在所示的示例中，每个第一齿轮640可连接到辊驱动轴614/辊驱动输入部540(A)、540(B)，使得辊驱动轴614/辊驱动输入部540(A)、540(B)的旋转引起第一齿轮640的旋转。第一齿轮640可被安装在载体板622上，使得第一齿轮640可相对于载体板622旋转。每个第一齿轮640可围绕相应的驱动输入轴628(图6D中所示)旋转。
每个第一齿轮640可与相关联的第二齿轮642接合，使得第一齿轮640的旋转引起第二齿轮642的旋转。第二齿轮642可安装在载体板622上，使得第二齿轮642可相对于载体板622旋转。第二齿轮642可围绕相应的辊轴线626(图6D中所示)旋转。第二齿轮642还可与辊538附接(或以其他方式接合)，使得第二齿轮642的旋转引起辊538的旋转。因此，辊驱动输入部540(A)、540(B)的旋转可通过第一齿轮640和第二齿轮642的传动引起辊538的旋转。
如上所述，载体板622可围绕驱动输入轴628旋转，以使辊538在各种位置(例如，闭合位置和打开位置)之间移动。在所示的示例中，第二齿轮642在远离驱动输入轴628的位置处安装在载体板622上，并且因此(与载体板622一起)围绕驱动输入轴628旋转。随着第二/轨道齿轮642与载体板622一起围绕驱动输入轴628旋转，该第二/轨道齿轮也围绕第一/太阳齿轮640旋转。
第二/轨道齿轮642围绕第一/太阳齿轮640旋转的这种布置可在图6F的顶视图中看到。如图所示，离轴突起636可旋转，使得其接触载体板622的凹坑638，以驱动载体板622沿图6F中的箭头所指示的方向旋转。具体地，相对于图中所示的取向，载体板622的底部可朝向页面的中心向内旋转，并且载体板622的顶部可朝向页面的外边缘向外旋转。板622之间的传动装置644可导致一个载体板622在另一个板622移动/旋转时对应且相反的旋转。载体板622中的每个载体板可围绕对应的驱动输入轴628旋转。当载体板622旋转时，第二/轨道齿轮642被向外驱动，从而围绕太阳齿轮640旋转。这种布置可允许辊538(图6F中未示出，但连接到第二/轨道齿轮642)被驱动，而不管载体板622的旋转位置如何。这可容纳例如具有不同直径的器械的轴。
图6G示出了根据示例的辊组件620的底视图，示出了辊组件620的辊驱动输入部540(A)、540(B)和开/关驱动输入部540(C)的关系。
图6D至图6G示出了可在器械进送器装置530内实现的一个示例性致动器/辊组件620。尽管以特定布置示出了各种特征，但这些特征可以其他方式实现和/或其他特征可被实现成便于辊538的移动。
在2020年8月14日提交的名称为“Axial Motion Drive Devices,System,andMethods for a Robotic Medical System”的申请16/994,504号中讨论了器械进送器组件的示例性特征，该申请的全部内容以引用方式并入本文。
图7示出了根据一个或多个实施方案的与机器人臂112相关联的示例性器械装置操纵器组件702的分解图。器械装置操纵器组件702包括与机器人臂112的远侧端部相关联的端部执行器704。器械操纵器组件702还包括器械进送器530/器械进送器组件504。器械进送器530/器械进送器组件504可包括用于致动器械706的机电装置，诸如窥视镜502或其他轴型器械。在各示例中，器械操纵器组件702还可包括适配器708，该适配器被配置为在端部执行器704和器械进送器530/器械进送器组件504之间提供驱动器接口。本文对朝上和朝下的表面、板、面、部件和/或其他特征或结构的描述可参考图7所示的器械装置操纵器组件702的特定取向来理解。也就是说，尽管端部执行器704一般来讲可能能够被配置为面向一系列方向和取向和/或沿一系列方向和取向进行取向，但为了方便起见，本文对此类部件的描述可在端部执行器704的大致竖直面向取向的背景下进行。
如图所示，机器人臂112的端部执行器704可包括被配置为连接到适配器708、器械进送器组件504、进入护套组件560和/或器械706的部件和/或与这些部件对准的各种部件/元件。例如，端部执行器704可包括用于控制/致动医疗器械的驱动输出部710(例如，驱动样条、齿轮或具有接合特征的可旋转盘)、用于从医疗器械读取数据的读取器712(例如，用于从医疗器械读取序列号的射频识别(RFID)读取器)、用于附接到器械进送器530/器械进送器组件504和/或适配器708的一个或多个紧固件714、用于与手动附接到患者的器械(例如，进入护套564)对准和/或用于限定装置操纵器组件702的前表面的标志716。在一些实施方案中，端部执行器704和/或机器人臂112包括按钮718以启用导纳控制模式，其中机器人臂112可手动移动。
在该示例中，器械装置操纵器组件702包括适配器部件708，该适配器部件被配置为在端部执行器704和器械进送器530/器械进送器组件504之间提供驱动器接口。在一些实施方案中，适配器708和/或器械进送器530可以是能够从机器人臂112移除或拆卸的，并且可没有任何机电部件，诸如马达。该二分法可能是由以下所驱动的：对医疗规程中使用的医疗器械进行灭菌的需要；以及由于昂贵的资本设备的复杂机械组件和敏感电子器件而不能对昂贵的资本设备进行充分灭菌。因此，器械进送器530/器械进送器组件504和/或适配器708可被设计成从端部执行器704(并且因此从系统)拆卸、移除和互换，以便单独灭菌或处置。例如，可移除器械进送器组件504并且替换成不同类型的器械。另选地，端部执行器704在一些情况下不需要被改变或灭菌，并且可被覆盖(例如，使用盖布711)以便进行保护。适配器708可包括用于将气动压力、电力、电信号和/或光学信号从机器人臂112和/或端部执行器704传递到器械进送器530/器械进送器组件504的连接器。在各示例中，适配器708包括被配置为将端部执行器704的驱动输出710耦接到器械进送器组件504的驱动输入部540的耦接器/驱动特征720。此外，在一些情况下，适配器708可包括被配置为将适配器708耦接到端部执行器704的紧固件722。
在一些配置中，无菌盖布711(诸如塑料片等)可设置在端部执行器704与适配器708之间，以在机器人臂112和器械进送器组件504之间提供无菌屏障。例如，盖布711可以允许机械扭矩从端部执行器704转移到适配器708的方式耦接到适配器708。适配器708一般来讲可被配置为维持围绕其致动部件的密封，使得适配器708本身提供无菌屏障。使用耦接到适配器708和/或装置操纵器组件702的更多个其他部件的盖布711可在机器人臂112和外科手术区域之间提供无菌屏障，从而允许在无菌的外科手术区域中使用与臂112相关联的机器人推车。端部执行器704可被配置为耦接到各种类型的无菌适配器，这些无菌适配器可被装载到机器人臂112的端部执行器704上和/或从机器人臂的驱动器移除。在臂112覆盖在塑料中的情况下，医师和/或其他技术人员可在规程期间与臂112和/或机器人推车的其他部件(例如，屏幕)交互。覆盖还可防止设备生物危害污染和/或最小化规程后的清理。
在该示例中，器械进送器530包括多个驱动输入部540。在所示的实施方案中，器械进送器530包括三个驱动输入部540，尽管可包括其他数量的驱动输入部。驱动输入部540可位于沿着器械进送器530的下部配合表面724间隔开的固定位置，这便于将驱动输入部540耦接到对应的驱动输出部(例如，在无菌适配器708和/或端部执行器704上)。驱动输入部540可位于沿着对应的配合表面间隔开的固定位置，该配合表面被设计用于模块化使用并附接到各种其他器械。尽管各种示例讨论了在固定位置处实现的驱动输入部540，但在一些情况下，驱动输入部540可在下表面724内移动。例如，驱动输入部540(A)和540(B)可重新定位在下表面724内，以使相对辊538彼此接合和/或彼此脱离和/或与器械轴接合和/或从器械轴接合脱离。
器械进送器530内的机械组件可允许驱动输入部540用于驱动致动器538的旋转(例如，驱动相对辊的旋转)以用于器械轴的轴向运动和/或用于促进接合组件532与器械轴的接合状态的改变。例如，驱动输入部540(A)和540(B)可接收输入以控制致动器538轴向地驱动设置在通道534中的轴。驱动输入部540(A)和/或540(B)可接收由驱动输出部施加的扭矩/力，该扭矩/力使进送辊或其他致动器轴向地驱动轴状器械。此外，驱动输入部540(C)(也称为“开/关驱动输入部”)可接收来自驱动输出部的输入，以控制接合组件532以与器械轴接合/脱离，打开/闭合通道534(例如，使用保持特征件536)，或实现另一状态，如下文进一步详细讨论的。接合组件532的各种状态可便于器械轴的装载或卸载、与器械轴的接合、器械轴的驱动或其他功能。在所示的示例中，示出三个驱动输入部540；然而，可实现任何数量的驱动输入部。驱动输入部540中的每个驱动输入部可被配置为与机器人臂112和/或无菌适配器708上的对应的驱动输出部接合。例如，每个驱动输入部540可包括接收器，该接收器被配置为与被配置为样条的驱动输出部配合。驱动输入部和驱动输出部可被配置为接合以在其间传递运动。因此，驱动输出部可被旋转以引起驱动输入部540的对应旋转，从而控制器械进送器530的各种功能。
本文对“器械装置操纵器组件”、“器械操纵器组件”、“操纵器”、“操纵器组件”以及它们的其他变型的引用可指图702中示出的组件702的部件的任何子集，包括机器人臂、机器人臂的端部执行器、被配置为耦接到机器人端部执行器的适配器、被配置为耦接到端部执行器和/或适配器的器械进送器、器械进送器的致动器(例如，进送辊、轴通道、保持特征件和/或其他部件)、和/或与器械进送器相关联的装置/机构。此外，应当理解，本文中对“致动器”的引用可指组件702的直接或间接影响或导致与器械进送器接合、耦接到器械进送器或以其他方式可由器械进送器致动的器械的移动的任何部件。例如，根据本文所公开的实施方案，“致动器”可包括以下装置或部件的任何组或子集：进送辊、轴致动轮/辊、进送辊通道、器械进送器驱动输入部、适配器驱动输出部、适配器驱动输入部和/或端部执行器驱动输出部。
图8至图11示出了根据一个或多个实施方案的器械进送器装置530的接合组件532的示例性状态/位置。一般来讲，驱动输出部可与器械进送器装置530的一个或多个驱动输入部540(未示出)接合，以致动接合组件532的一个或多个部件，从而使接合组件532/器械进送器装置530进入状态/位置。在该示例中，接合组件532通过相对进送辊538、通道534和/或盖536来实现。然而，进送辊538可被实现为其他类型的致动器和/或盖536可被实现为另一类型的保持特征件。此外，接合组件532的所示部件中的一个或多个部件可被取消和/或以其他方式实现。例如，在一些情况下，可不实现盖536。
图8-1和图8-2示出了其中辊538接合并且盖536闭合的状态。在各示例中，辊538可在接合时向彼此和/或向硬止动特征(未示出)施加一定量的力，这可能是由于一个或多个弹簧612(未示出)的偏压力、由驱动输出部施加的力、和/或被施加以将辊538朝向彼此致动的另一力。在各示例中，辊538可彼此接触。然而，辊538可不彼此接触，而是可在彼此的阈值距离内(这可通过硬止动特征来促进)。
在该示例中，盖536闭合以防止对象进入/离开通道534。如上所述，在一些情况下，盖536可耦接到辊538中的一个或多个辊，使得辊538的移动使盖536打开或闭合。然而，盖536可被独立地致动。盖536可具有多种形状和/或尺寸。在该示例中，盖536包括当定位在通道534上方时基本上闭合/覆盖通道534的尺寸。
在一些情况下，辊538(A)/538(B)的外边缘部分538(A)(1)/538(B)(1)可由与辊538的内部部分538(A)(2)/538(B)(2)不同的材料形成。例如，外/圆周部分538(A)(1)/538(B)(1)可包括可变形材料，该可变形材料被配置为夹紧/接触器械轴以轴向地驱动细长轴和/或避免损坏细长轴。然而，外边缘部分538(A)(1)/538(B)(1)和内部部分538(A)(2)/538(B)(2)可由相同的材料形成。
图9-1和图9-2示出了其中辊538与器械轴902接合并且盖536闭合的状态。如图所示，辊538可接合或以其他方式接触细长轴902的相反侧或相对侧，该细长轴定位在通道534内的辊538之间。如图所示，细长轴902被装载到通道534中并被插入到进入护套组件560中。辊538被压入细长轴902中或以其他方式与该细长轴接合。在各示例中，辊538可施加一定量的力以与细长轴902接合，这可能是由于一个或多个弹簧612(未示出)的偏压力、由驱动输出部施加的力和/或被施加以将辊538朝向彼此致动的另一力。
在该位置/状态，辊538可旋转以驱动器械轴902的轴向运动(例如，插入/缩回轴902)。例如，沿第一方向旋转辊538可导致轴902的插入(例如，沿朝向患者的远侧方向)，并且沿第二相反方向旋转辊538可导致轴902的缩回(例如，沿远离患者的近侧方向)。在此，辊538的方向可指辊538的一部分的运动方向。例如，用于插入轴902的沿第一方向的旋转可指辊538的接合部分沿远侧方向的旋转，并且用于缩回的旋转可指辊538的接合部分沿近侧方向的旋转。关于图9-2中的辊538的视图，左辊538(B)可逆时针旋转，而右辊538(A)可顺时针旋转，以沿远侧方向旋转辊538(例如，以插入轴902)，并且反之亦然以沿近侧方向旋转辊538(例如，以缩回轴902)。
在该示例中，盖536至少部分地闭合以帮助将器械轴902保持在通道534中，诸如以防止辊538将轴902向上弹出和/或随后弹出通道534。换句话讲，盖536封闭器械轴902所在的通道534的至少一部分，以防止轴902离开通道534。然而，如上所述，在一些情况下，可取消盖536。
图10-1和图10-2示出了其中辊538脱离并且盖536闭合的状态。这种状态/位置可以是闭合/接合状态和打开/装载状态之间的中间状态。如图所示，辊538可与细长轴902脱离或以其他方式移动而不接触细长轴902。此外，盖536可在通道534的至少一部分上闭合，使得器械轴902仍保持在通道534内。在该状态/位置，辊538可从器械轴902脱离，从而允许轴902在通道534中自由地滑移或翻转。
在各示例中，该位置/状态用于规程期间期望保持器械轴但期望该轴相对于器械进送器装置530有更大移动自由度的各种情况。例如，该状态/位置可用于允许器械轴902围绕其纵向轴线翻转，允许耦接到器械进送器装置530的机器人臂被重新定位(同时避免轴902的插入/缩回)，允许耦接到轴902的柄部/器械基座的机器人臂被重新定位(并且允许轴902在通道534内自由滑动)，和/或允许在不与轴902接合的情况下实现其他功能。在一些情况下，机器人臂可在以导纳/手动模式操作的同时移动。然而，可基于控制信号或其他输入来控制机器人臂移动。
在一个说明中，耦接到器械进送器装置530的机器人臂可在规程期间(或在其他时间)移动，以调整耦接到机器人臂的进入护套的位置/放置。进入护套可至少部分地设置在患者体内并用于将医疗器械插入患者体内。为了维持在器械进送器装置530内，器械进送器装置530可实现该中间状态以允许细长轴610在器械进送器装置530内自由地移动，同时重新定位耦接到器械进送器装置的机器人臂。在各示例中，使用导纳控制模式来移动机器人臂；然而，机器人臂可以其他方式移动。
图11-1和图11-2示出了其中辊538脱离并且盖536打开的状态。这种状态/位置可被称为完全打开/脱离或装载状态。如图所示，辊538可与细长轴902脱离或以其他方式移动而不接触细长轴902，并且盖536完全打开以允许进入通道534。尽管辊538被示出为被定位成比图10-1和图10-2的中间状态更远离彼此，但辊538可定位在与图10-1和图10-2相同的位置和/或另一脱离位置处。盖536可打开或以其他方式重新定位以提供通向通道534的通路(例如，从上方)。在所示的示例中，盖536完全定位在上部壳体604下方。然而，盖536可定位在其他位置，这些位置可至少部分地在通道534内，但可另外允许器械轴902从通道534装载或卸载。
在各示例中，打开/完全脱离状态可便于将器械轴902装载或卸载到器械进送器装置530中，这可简化装置的使用和/或减少操作时间。例如，开放通道可便于在医疗规程之前、期间或之后装载和/或卸载器械轴902。在一个说明中，完全打开/脱离状态可允许用户手动地调整轴902和/或相关联的医疗器械，而无需将轴902从患者体内完全缩回。
图12和图13示出了根据一个或多个实施方案的接合组件532的示例性状态以及关于针对接合组件532的状态的示例性驱动输出部1202的各种细节。具体地，图12示出了其中未设置/装载器械轴的接合组件532(在框1206内)的状态1204，而图13示出了其中设置/装载有器械轴的接合组件532的状态1204。这些图示出了本文所讨论的接合组件532的许多示例性状态中的一些示例性状态。尽管示出了各种状态，但可实现任何数量的状态，诸如以在所示的状态之间转变和/或实现未明确示出的其他状态。
在图12和图13中，框1208内的图像示出驱动输出部1202的示例性位置(例如，旋转角度)，这些示例性位置与机器人臂的端部执行器1210相关联。在此，端部执行器1210耦接到器械进送器装置530，出于说明的目的，器械进送器装置被示出为与端部执行器1210分离。在这些示例中，驱动输出部1202旋转以实现接合组件532的各种状态1204。为了便于说明，驱动输出部1202被示出为齿轮(其包括标记以示出齿轮的旋转位置)；然而，驱动输出部1202可以其他方式实现。驱动输出部1202的所示位置指示彼此的相对位置，并且可能不指示驱动输出部1202的实际旋转量以便于接合组件532的特定状态。例如，驱动输出部1202可旋转任意次数以便于特定位置。
在一些示例中，驱动输出部1202被配置为向接合组件532的驱动输入部540施加不同量的力，以便于不同状态1204。图12和图13中的曲线图1212和1312分别示出了驱动输出部1202可相对于驱动输出部1202的位置施加/经历的示例性力。所施加的力可以是线性的(例如，实线)或非线性的(例如，虚线)。这些曲线图中的线出于说明的目的而提供，并且可能不反映由驱动输出部1202施加的实际力量。尽管在该示例中施加不同的力以控制接合组件532的状态，但在其他示例中，可以其他方式控制接合组件532。
在这些示例中，接合组件532通常可被配置为朝向接合状态/闭合状态偏压。这种偏压可通过一个或多个弹簧612(未示出)和/或其他装置/机构来促进，如本文所讨论的。一个或多个弹簧612的表示1214设置在框1206内，以指示由一个或多个弹簧612和/或器械进送器装置530的其他部件施加的压缩量和/或力。应当理解，该表示1214仅出于说明的目的而提供，并且不应当用于限制器械进送器装置530(包括一个或多个弹簧612)的特征。在各示例中，当器械进送器装置530未附接到机器人臂、小于阈值量的力被施加到驱动输入部540等时，接合组件532可定位在接合状态。因此，驱动输出部1202通常可被配置为向驱动输入部540施加力(例如，扭矩)，以将接合组件532朝向打开/脱离状态致动。
尽管一些示例将器械进送器装置530讨论为被配置为朝向接合状态偏压，但器械进送器装置530也可以其他方式实现。例如，接合组件532可被配置为通过使用处于不同配置的弹簧和/或实现其他特征而朝向脱离/打开状态偏压。此外，在一些情况下，接合组件532可不被配置为朝向任何状态偏压。在此，接合组件532可被配置为保持在任何状态，即使当器械进送器装置530从机器人臂解耦时。
图12示出了当器械轴未设置/装载在接合组件532内时接合组件532的示例性状态1204。如1218处所示，从1204(1)到1204(3)的状态通常与其中辊538脱离的脱离状态相关联，而状态1204(3)-1204(5)通常与其中辊538接合的接合状态相关联。接合状态可指辊538彼此接触、设置在硬止动位置处(这可通过器械进送器装置530上的防止辊538彼此接触的硬止动特征来促进)、设置在彼此相距预定距离内、设置在距轴线/区域预定距离内等。相比之下，脱离状态可指辊538彼此不接触、不接触器械轴、不设置在硬止动位置处、定位成彼此相距超过预定距离、定位成距轴线/区域超过预定距离等。此外，盖538可被实现成有利于促成打开或闭合状态。例如，盖538可处于从1204(1)到1204(2)的打开/部分打开状态和从1204(2)-1204(5)的闭合状态。框1218出于说明的目的而提供，并且这些元件的状态可不同于所描绘的状态。例如，不同状态之间的转变(例如，接合到脱离和/或盖打开到盖闭合)可发生在除所描绘的那些点之外的不同点处。
在图12中，状态1204(1)-1204(5)分别与旋转位置1202(A)-1202(E)和所施加的力1216(A)-1216(E)相关联。例如，当驱动输出部1202定位在旋转位置1202(B)处和/或施加一定量的力1216(B)时，可实现状态1204(2)。在一些情况下，位置1202(A)和/或1202(E)与由器械进送器装置530上的硬止动特征促进的硬止动位置相关联。可基于由驱动输出部1202施加的力的变化(例如，所施加的力的激增)来检测硬止动位置。在一些情况下，位置1202(A)和/或1202(E)用作参考位置。
示例性状态1204被示出为具有自由浮动区，在该自由浮动区中，接合组件532对于驱动输出部1202的各种旋转位置(例如，位置1202(C)-1202(E))保持在接合状态。这可被实现成在器械进送器装置530的部件之间提供一定量的游隙/反冲，这可通过器械进送器装置530中的硬止动特征和/或其他特征来促进。然而，在其他示例中，不实现自由浮动区和/或实现较少的接合状态。
在图12的示例中，为了将接合组件532从接合状态转变到脱离状态，驱动输出部1202可旋转和/或施加特定量的力。例如，当驱动输出部1202从位置1202(D)以顺时针方式旋转并到达旋转位置1202(C)时，器械进送器装置530的一个或多个弹簧612可开始将力施加回驱动输出部1202上，使得需要超过阈值量的力1220(如曲线图1212中所示)来使接合组件532转变到脱离状态。可检测到位置1202(C)处的力的这种变化(例如，作为力激增)。在一些情况下，位置1202(C)用作参考位置。在其中未装载器械轴的该示例中，状态1204(3)通常与从接合状态到脱离状态的转变相关联。
如图12所示，驱动输出部1202可继续以顺时针方式旋转和/或施加附加的力，以使接合组件532达到状态1204(2)。例如，当驱动输出部1202以顺时针方式旋转时，辊538之间的距离增加和/或盖536开始移动/打开。一个或多个弹簧610可压缩以要求驱动输出部1202增加所施加的力(例如，扭矩)的量以达到状态1204(2)而施加的力(例如，扭矩)的量。在状态1204(2)，辊538脱离(例如，彼此分开特定距离)，并且盖536在通道534上方保持闭合，即使盖536可能已开始打开。状态1204(2)可被称为闭合/接合状态与完全打开/装载状态之间的中间状态。此外，驱动输出部1202可继续以顺时针方式旋转以达到状态1204(1)，其中辊538脱离(例如，彼此分开得更多)并且盖536完全打开。
尽管在该示例中需要增加量的力(例如，扭矩)来将接合组件532从状态1204(3)转变到状态1204(1)(如曲线图1212中所示)，但这种转变可以其他方式实现，诸如通过施加减小量的力、恒定量的力以及仅改变驱动输出部1202的旋转位置等。此外，尽管该示例讨论了以顺时针方式旋转以从接合状态转变到脱离状态，但驱动输出部1202可以逆时针或其他方式旋转。
图13示出了当器械轴设置/装载在接合组件532内时接合组件532的示例性状态1204。在此，接合组件532可在驱动输出部1202的不同旋转位置处的状态1204中的至少一些状态之间转变。具体地，由于器械轴被装载到接合组件532中，因此一个或多个弹簧612开始在驱动输出部1202上施加力的点被移动(例如，在该图中向左)。如图所示，当驱动输出部1202旋转到位置1202(C)(1)时，接合组件532现在从接合状态转变到脱离状态。当驱动输出部1202施加超过阈值量的力1318时，接合组件532可开始从接合状态1204(3)(A)转变，如曲线图1312所示。此外，在该示例中，自由浮动区已移位，使得该区的端部与驱动输出部1202的旋转位置1202(E)(1)和接合状态1204(5)(A)相关联。在一些情况下，这可能由于接合组件532的部件的旋转位移或移位而发生，该旋转位移或移位促进硬止动位置。例如，旋转位置1202(E)(1)可与器械进送器装置530的硬止动特征相关联。然而，在其他示例中，自由浮动区可延伸得更远以使得驱动输出部1202能够到达先前旋转位置1202(E)。此外，自由浮动区可延伸以包括驱动输出部1202的其他旋转位置和/或以其他方式实现。
尽管在基于由驱动输出部施加的力和/或驱动输出部的位置来确定器械进送器装置的状态的背景下讨论了各种示例，但器械进送器装置的状态可附加地或另选地基于其他信息来确定。例如，器械进送器装置可包括用于辊、盖、通道和/或其他部件/在辊、盖、通道和/或其他部件上的一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置为检测接近度、压力和/或另一特性。在一个说明中，传感器可在辊和/或辊周围的另一部件上实现，以确定辊彼此和/或器械轴的接近度。此外，器械进送器装置的驱动输入部可包括用于检测驱动输入部的旋转位置的传感器/特征，该传感器/特征可用于确定器械进送器装置的状态。此外，传感器可在盖上实现，以检测盖何时打开、部分打开或闭合。附加地或另选地，医疗器械的细长轴可包括传感器，该传感器被配置为检测压力/接近度，诸如由接合组件的辊施加的压力。在一些情况下，器械进送器装置可能不实现弹簧来将辊偏压到特定状态(例如，向下夹持在器械轴上)。在此，器械进送器装置的状态可基于驱动输出部的位置和/或由驱动输出部施加的力(其可包括基于由于与器械轴接触而引起的力的激增来检测完全接合状态)。在其中未实现弹簧的一些情况下，驱动输出部可施加一定量的力以完全接合/夹持器械轴。
在一些示例中，器械进送器装置可被实现为具有被配置为控制辊的接合(例如，辊之间的距离)的第一驱动输入部和被配置为控制盖的致动(例如，打开或闭合盖)的第二驱动输入部。因此，单独的驱动输出部可被实现成控制接合组件的不同状态，其中辊的状态可独立于盖的状态来控制。此外，在一些示例中，第一部件(例如，辊或盖)的状态可手动控制并由传感器检测，其中这种检测到的状态可导致第二部件(例如，盖或辊)被控制以便于接合组件的特定状态。
图14至图18分别示出了用于执行本文所讨论的各种技术的过程1400、1500、1600、1700和1800的示例性流程图。与过程1400、1500、1600、1700和1800相关联的各种操作/动作可由在本文所讨论的装置/系统中的任一者或它们的组合中实现的控制电路来执行，诸如控制系统150、机器人系统110、台面170、医疗器械、器械进送器装置和/或另一装置。尽管各种框被示为过程1400、1500、1600、1700和1800的一部分，但可取消此类框中的任一框。此外，可将附加框实现为过程1400、1500、1600、1700和/或1800的一部分。这些框的示出次序仅是为了说明的目的而提供的，并且这些框可按任何次序来实现。在一些实施方案中，过程1400、1500、1600、1700和/或1800的各种框中的一个或多个框被实现为可执行指令，这些可执行指令在由控制电路执行时，使控制电路执行所讨论的功能性/操作。然而，过程1400、1500、1600、1700和/或1800的各种框中的一个或多个框可以其他方式来实现，诸如由其他装置/系统、用户等来实现。
图14示出了根据一个或多个实施方案的用于确定器械进送器装置的接合组件的状态的示例性过程1400。
在框1402处，过程1400可包括检测一个或多个事件。例如，控制电路可检测与器械进送器装置、医疗器械、机器人系统和/或被配置为执行医疗规程的医疗系统的另一装置/部件相关联的一个或多个事件。为了说明，控制电路可检测器械进送器装置到机器人系统的机器人臂的耦接(例如，基于来自机器人臂/器械进送器装置的传感器数据)、医疗器械的器械基座到机器人臂的耦接/解耦(例如，基于来自机器人臂/医疗器械基座的传感器数据)、器械基座到机器人臂的耦接所经过的预定时间段、翻转细长轴的请求/指令(例如，基于用户输入、系统确定等)、启用/禁用机器人臂的手动移动的请求/指令(例如，启用导纳控制模式)等。
如本文所讨论的，医疗系统可包括机器人系统，该机器人系统具有一个或多个机器人臂，该一个或多个机器人臂被配置为耦接到医疗器械、器械进送器装置和/或另一装置/部件。例如，机器人系统可包括第一机器人臂和第二机器人臂，该第一机器人臂具有端部执行器，该端部执行器被配置为耦接到器械进送器装置(该器械进送器装置可与医疗器械的细长轴接合)，该第二机器人臂被配置为耦接到医疗器械的器械基座。第一机器人臂可包括一个或多个驱动输出部，该一个或多个驱动输出部被配置为耦接到和/或致动器械进送器装置的一个或多个驱动输入部。例如，第一驱动输出部可被配置为致动器械进送器装置的第一驱动输入部以控制器械进送器与医疗器械的细长轴的接合，而第二驱动输出部可被配置为致动器械进送器装置的第二驱动输入部以轴向地移动细长轴。
此外，器械进送器装置可包括接合组件，该接合组件被配置为接纳和/或接合医疗器械的细长轴。接合组件可包括被配置为轴向地移动细长轴的致动器、被配置为接纳细长轴的通道、和/或被配置为选择性地打开或闭合通道的保持特征件。在一些示例中，器械进送器装置被配置为将致动器偏压到接合状态或脱离状态。
在框1404处，过程1400可包括使第一驱动输出部致动器械进送器装置的接合组件。例如，控制电路可使机器人臂的第一驱动输出部致动，从而引起与器械进送器装置的接合组件相关联的第一驱动输入部的致动。第一驱动输入部可被配置为控制接合组件的接合状态。
在一些示例中，控制电路基于在框1402处检测到一个或多个事件而使第一驱动输出部致动。这可智能地/自动地控制接合组件，诸如无需用户与接合组件的交互。在一些情况下，控制电路可在检测到相关联的器械进送器装置被装载到机器人臂上/耦接到机器人臂时(诸如在规程的设置期间)控制接合组件以从接合状态致动到完全打开/脱离状态。这可允许用户将医疗器械的轴装载到接合组件中。
此外，在一些情况下，控制电路可在检测到医疗器械的器械基座耦接到机器人臂时和/或在从检测到器械基座耦接到机器人臂起已经过预定时间段之后控制接合组件以从脱离状态(例如，完全打开状态)朝向接合状态致动/致动到接合状态。例如，用户可首先将器械轴装载到耦接到第一机器人臂的器械进送器装置中，并且然后将器械基座耦接到第二机器人臂。然而，用户可以任何次序耦接/装载医疗器械的部件。在此，通过在检测到器械基座耦接到第二机器人臂之后将器械进送器装置转变到接合状态，控制电路可与医疗器械接合以开始驱动医疗器械。
此外，在一些情况下，控制电路可在确定翻转医疗器械的细长轴和/或确定启用机器人臂的导纳控制模式时，控制接合组件以从接合状态致动到脱离/中间状态。例如，用户可提供输入以翻转轴或启用耦接到器械进送器装置的机器人臂和/或耦接到器械基座的机器人臂的导纳控制模式。导纳控制模式可用于出于各种目的调整机器人臂的位置。响应于翻转/导纳控制检测，控制电路可使接合组件从接合状态转变到中间状态，在该中间状态，盖基本上闭合并且辊从轴脱离。这可允许接合组件在不限制轴的移动的情况下保持轴。当翻转完成和/或导纳控制模式被禁用时，控制电路可使接合组件返回到接合状态。
此外，在一些情况下，控制电路可在确定器械基座从机器人臂解耦时控制接合组件以从接合状态致动到脱离状态。例如，用户可在完成规程时将器械基座从机器人臂解耦和/或以便于手动驱动医疗器械。在此，控制电路可检测到器械基座从机器人臂移除并控制接合组件以致动到完全打开状态，其中轴可从接合组件移除。
尽管提供了各种说明，但控制电路可使第一驱动输出部在其他场景中致动，诸如以使接合组件在任何状态之间转变，使接合组件朝向状态转变而不改变状态，使接合组件转变到硬止动位置(例如，在将器械进送器装置耦接到机器人臂时)等。因此，控制电路可使第一驱动输出部出于多种目的而致动。
在各示例中，控制电路可基于来自端部执行器、器械进送器装置、医疗器械基座、器械轴等的传感器的数据检测到器械/装置耦接到机器人臂/从机器人臂解耦。此类传感器可包括接近传感器、磁性传感器等。例如，器械进送器装置/器械基座可包括磁体、射频识别(RFID)标签、快速响应/条形码和/或另一元件，并且机器人臂的端部执行器可包括传感器/装置，该传感器/装置被配置为检测这种元件，诸如当器械进送器装置/器械基座被放置在端部执行器附近时。
在框1406处，过程1400可包括确定由第一驱动输出部施加的力的大小和/或第一驱动输出部的位置。例如，控制电路可基于来自一个或多个传感器(例如，用于第一驱动输出部的力/扭矩传感器)的读数/信息、生成/发送以控制第一驱动输出部的一个或多个信号等来确定由第一驱动输出部施加的力的大小和/或第一驱动输出部的位置。在一些情况下，由第一驱动输出部施加的力的大小表示净合力，该净合力说明由驱动第一驱动输出部的马达/机构施加的力(例如，扭矩)的量和/或由器械进送器装置的驱动输入部施加的反馈力的大小(例如，其可由偏压接合组件的一个或多个弹簧引起)。此外，在一些情况下，第一驱动输出部的位置可包括第一驱动输出部的旋转位置，该旋转位置可包括/指示第一驱动输出部的任何转数/圈数。
在框1408处，过程1400可包括基于由第一驱动输出部施加的力的大小和/或第一驱动输出部的位置来确定接合组件的状态。例如，控制电路可确定由第一驱动输出部施加的力的大小是否高于/低于一个或多个阈值、在预定力的范围内等。因此，在一些情况下，控制电路可将由第一驱动输出部施加的力的大小与一个或多个阈值进行比较。此外，控制电路可将第一驱动输出部的位置与一个或多个预此外，控制电路可将第一驱动输出部的位置与一个或多个预定/参考位置、位置范围等进行比较。接合组件的状态可指示接合组件是否接合/脱离、接合组件的保持特征件是否打开/闭合(或部分打开/闭合)、医疗器械的细长轴是否被接纳/正确地接纳在接合组件中等。
在一个说明中，当由第一驱动输出部施加的力的大小小于第一阈值时，控制电路可确定接合组件与接合状态(例如，完全接合状态)相关联。图8-1至图8-2和图9-1至图9-2中示出示例性接合状态。此外，当由第一驱动输出部施加的力的大小大于第一阈值且小于第二阈值时，控制电路可确定接合组件与第一脱离状态(例如，中间状态)相关联。第一脱离状态可以是其中接合组件的致动器从细长轴脱离并且接合组件的保持特征件基本上闭合以保持细长轴的状态，诸如图10-1和图10-2中所示的接合状态。此外，当由第一驱动输出部施加的力的大小大于第二阈值时，控制电路可确定接合组件与第二脱离状态(例如，完全打开状态)相关联。图11-1和图11-2中示出这种脱离状态的示例。
在另一说明中，控制电路可确定与超过阈值量的力变化(例如，由第一驱动输出施加的力的激增)相关联的参考位置。例如，当器械进送器装置首先耦接到机器人臂时，控制电路可将第一驱动输出部致动到硬止动位置和/或沿朝向硬止动位置的方向致动。控制电路可检测在这种致动期间由第一驱动输出部施加的力的激增，并将第一驱动输出部在该力激增时的位置指定为参考位置(例如，接合状态与脱离状态之间的转变位置、接合组件的硬止动位置、或另一位置/状态)。此后，控制电路可基于第一驱动输出部的当前位置与参考位置的接近度(例如，当前旋转位置相对于参考旋转位置的接近度)来确定接合组件的状态。
在其他说明中，控制电路可基于由第一驱动输出部施加的力和/或第一驱动输出部的位置以其他方式确定接合组件的状态。
在框1410处，过程1400可包括使第二驱动输出部致动以轴向地移动细长轴。例如，当接合组件定位在接合状态(例如，准备驱动)时，控制电路可控制机器人臂的第二驱动输出部以引起接合组件的第二驱动输入部的致动，其中第二驱动输入部可被配置为控制细长轴的轴向运动。因此，第二驱动输出部可使细长轴轴向地移动(例如，插入或缩回)。在各示例中，可基于来自I/O装置的插入/缩回细长轴的信号、插入/缩回细长轴的系统确定(例如，在没有接收到用户输入的情况下)等来控制第二驱动输出部。
图15示出了根据一个或多个实施方案的用于确定医疗器械的细长轴是否被装载/正确地装载到器械进送器装置中的示例性过程1500。
在框1502处，过程1500可包括使驱动输出部将接合组件从其中致动器接合的接合状态致动到其中致动器脱离的脱离状态。例如，控制电路可使机器人臂的驱动输出部致动(例如，旋转)，以使耦接到机器人臂的器械进送器装置的接合组件的相关联的驱动输入部致动(例如，旋转)。驱动输入部的致动可使接合组件从接合状态(其可以是器械进送器装置的默认状态)改变为脱离状态。在一些示例中，接合组件可转变到完全脱离/打开状态，诸如图11-1和图11-2中所示。完全脱离/打开状态可允许器械轴装载到接合组件中。
在框1504处，过程1500可包括确定驱动输出部的第一位置，该第一位置与在将接合组件从接合状态移动到脱离状态时发生的由驱动输出部施加的力(例如，扭矩)的第一变化相关联。例如，当将接合组件从接合状态转变到脱离状态时，控制电路可监测由驱动输出部施加的力的大小。当驱动输出部经历/施加超过阈值量的力的变化以使驱动输出部移动特定量(例如，针对预定旋转量的力的阈值增加/减小)时，控制电路可识别驱动输出部在该点处的位置(也称为“力变化的初始位置”或“参考位置”)。在一个说明中，在图12的上下文中，控制电路可将接合组件532从接合状态1204(4)转变到脱离状态1204(1)并且检测由驱动输出部1202在位置1202(C)处施加的力的变化，其中这种变化大于阈值。
在框1506处，过程1500可包括使驱动输出部将接合组件从脱离状态朝向接合状态致动。例如，控制电路可使驱动输出部将接合组件从完全脱离/打开状态朝向接合状态致动。在一些示例中，这可在从执行操作1502/1504起已经过预定时间段之后、在检测到医疗器械的器械基座耦接到机器人臂(例如，第二机器人臂)时、在从将器械基座耦接到机器人臂起已经过预定时间段之后(这可基于当耦接发生时启动计时器)、和/或检测到另一事件时发生。在一个说明中，可执行操作1506以试图使接合组件与医疗器械的细长轴接合，诸如在确定/推断出细长轴已被装载到接合组件中时。
在框1508处，过程1500可包括确定驱动输出部的第二位置，该第二位置与力的第二变化相关联。在一个示例中，接合组件可从完全脱离/打开状态转变到接合状态(例如，框1506)。一旦接合完成，接合组件就可沿返回脱离状态的方向移动，并且控制电路可监测由驱动输出部施加的力的大小。这可包括沿脱离方向移动相对小的量(例如，小于特定量)。当驱动输出部经历/施加超过阈值量的力的变化以使驱动输出部移动特定量(例如，针对预定旋转量的力的阈值增加/减小)时，控制电路可识别驱动输出部在该点处的位置(也称为“力变化的次要位置”)。力变化的阈值量可大于上文针对框1504所提及的阈值和/或另一阈值。因此，可通过检测沿脱离方向的力(接触力)的变化来识别力变化的次要位置。然而，在其他示例中，可以其他方式检测力变化的次要位置，诸如通过检测沿接合方向的力(接触力)的变化(例如，在转变到接合状态时失去接触)。在一些情况下，一旦识别出力变化的次要位置，接合组件就可进入自由浮动区。
在框1510处，过程1500可包括识别驱动输出部的第三位置，该第三位置与其中保持特征件开始打开的状态相关联。例如，控制电路可识别驱动输出部的位置，该位置与其中接合组件的盖闭合(但开始打开)并且辊从细长轴脱离的中间状态相关联。在一些情况下，这种位置可以是相对于驱动输出部的另一位置定义/参考的预定位置，诸如与完全脱离/打开状态相关联的位置、与接合状态相关联的位置、参考位置和/或另一位置。在一个说明中，在图12的上下文中，控制电路可基于知道位置1202(B)距位置1202(A)/1202(C)和/或另一位置预定旋转度(例如，可基于力的变化检测到的任何参考位置)来识别位置1202(B)(其中盖536在闭合状态与打开状态之间转变)。
在框1512处，过程1500可确定医疗器械的细长轴是否被接纳和/或正确地接纳在接合组件中。例如，控制电路可确定细长轴是否被装载到接合组件的通道中和/或细长轴是否被正确地装载到通道中。这种确定可基于第二位置(即，力变化的次要位置)相对于第一位置和第三位置的位置(例如，是第一位置与第三位置之间的力变化的次要位置)。
在一个说明中，在图12的上下文中，可以假设器械轴未被装载到接合组件532中。例如，接合组件532可转变(在框1502处)到完全打开/脱离状态，以便于将器械轴装载到接合组件532中，但器械轴未被装载。控制电路可检测(在框1504处)位置1202(C)作为力变化的初始位置。在此，控制电路可使接合组件532(在框1506处)从完全打开/脱离状态1204(1)朝向接合状态1204(3)转变并且检测(在框1508处)由驱动输出部1202在位置1202(C)(即，力变化的次要位置)处施加的力的变化。在框1512处，控制电路可基于力变化的次要位置(1202(C))与力变化的初始位置(1202(C))相同来确定器械轴未被装载到接合组件532中。在此，控制电路为力变化的这两种情况确定相同的位置。以类似方式，当力变化的次要位置更接近位置1202(E)(例如，力变化的次要位置在位置1202(C)与位置1202(E)之间)时，控制电路可确定器械轴未被装载。
在另一说明中，在图13的上下文中，可以假设器械轴被正确地装载到接合组件532中。例如，接合组件532可转变(在框1502处)到完全打开/脱离状态，并且器械轴由用户装载。当转变到完全打开/脱离状态时，控制电路可确定(在框1504处)位置1202(C)作为力变化的初始位置。此外，控制电路可使接合组件532(在框1506处)从完全打开/脱离状态1204(1)朝向接合状态1204(3)转变并且可检测(在框1508处)由驱动输出部1202在位置1202(C)(1)(即，力变化的次要位置)处施加的力的变化。控制电路可将位置1202(B)识别(在框1510处)为第三位置(即，中间位置)。在框1512处，控制电路可基于力变化的次要位置(1202(C)(1))在力变化的初始位置(1202(C))与中间位置(1202(B))之间(相对于旋转)来确定器械轴被正确地装载到接合组件532中。
在进一步说明中，可以假设器械轴被不正确地装载到接合组件532中，诸如通过以防止盖536完全闭合的方式将器械轴被部分地定位在通道534中。例如，接合组件532可转变(在框1502处)到完全打开/脱离状态，并且器械轴被定位在通道534的顶部部分处。控制电路可确定(在框1504处)位置1202(C)作为力变化的初始位置。此外，控制电路可使接合组件532(在框1506处)从完全打开/脱离状态1204(1)朝向接合状态1204(3)转变，并且检测(在框1508处)由驱动输出部1202在位置1202(B)之前的位置(即，力变化的次要位置)处施加的力的变化，该变化可能由于器械轴的不正确的装载而发生。控制电路可将位置1202(B)识别(在框1510处)为第三位置(即，中间位置)。在框1512处，控制电路可基于力变化的次要位置位于中间位置(1202(B))之前而确定器械轴被不正确地装载到接合组件532中。
在又一示例中，当力变化的第二位置在力变化的初始位置之后/经过力变化的初始位置时，可确定器械轴被不正确地地装载。
在任何情况下，如果在1512处确定细长轴被接纳/正确地接纳在接合组件中，则过程1500可进行到框1514(即，“是”分支)。另选地，如果确定细长轴未被接纳/正确地接纳在接合组件中，则过程1500可进行到框1516(即，“否”分支)。
在框1514处，过程1500可包括使驱动输出部将接合组件朝向接合状态致动/致动到接合状态致动和/或驱动细长轴。例如，控制电路可使驱动输出部将接合组件致动到接合状态，其中控制电路可驱动细长轴/医疗器械，其中细长轴被正确地装载在接合组件中。在一个说明中，在图13的上下文中，控制电路可使接合组件532转变到状态1204(4)，并且然后驱动/控制医疗器械(例如，接收来自用户的插入/缩回细长轴的输入并且控制细长轴以插入/缩回)。
在框1516处，过程1500可包括使驱动输出部将接合组件致动到脱离状态。例如，控制电路可使驱动输出部将接合组件致动到完全打开/脱离状态，以便于装载/重新装载医疗器械的细长轴。在一个说明中，在图12的上下文中，控制电路可使接合组件532转变到状态1204(1)。
在框1518处，过程1500可包括生成指示细长轴未被接纳/正确地接纳在通道中的信号。例如，控制电路可生成指示细长轴未被装载/正确地装载在接合组件中的信号(例如，故障/错误信号)和/或将该信号发送到另一部件/装置以便于附加处理。在一些情况下，该信号可使得经由用户界面提供通知，其中这种通知可通知用户装载/重新装载医疗器械的细长轴。
在框1520处，过程1500可包括确定信号是否已被寻址。例如，控制电路可确定(i)是否已接收到指示细长轴现在已被装载/正确地装载的用户输入，(ii)从提供故障/错误通知起是否已经过某个时间段，(iii)来自器械进送器装置/接合组件上的传感器(例如，挡光传感器、力传感器等)的数据是否指示细长轴被装载/正确地装载，(iv)细长轴是否相对于器械进送器装置/接合组件被正确地定位(例如，基于来自细长轴中的形状传感器的数据)，和/或另一确定。
如果确定信号已被寻址，则过程1500可返回到框1506(即，“是”分支)。另选地，如果确定信号尚未被寻址，则过程1500可返回到框1520(即，“否”分支)并且再次执行操作1520(例如，在已经过某个时间段之后)。
图16-1和图16-2示出了根据一个或多个实施方案的用于确定和/或移除医疗器械的细长轴中的松弛的示例性过程1600。
在图16-1中，在框1602处，过程1600可包括确定检查医疗器械的细长轴中的松弛。例如，医疗器械可包括细长轴和器械柄部，其中细长轴可耦接到/接合器械进送器装置，该器械进送器装置耦接到第一机器人臂/部件，并且器械柄部可耦接到第二机器人臂/部件。在一些情况下，控制电路可确定评估器械柄部与器械进送器装置之间的细长轴中的松弛量。可在确定插入(或缩回，在一些情况下)细长轴、翻转器械轴、启用机器人臂的导纳控制模式、规程完成、自上次对细长轴中的松弛的检查以来已经过某个时间段、医疗器械最近已耦接到机器人臂(例如，器械柄部/细长轴被装载以开始驱动医疗器械)、规程将要开始等时，发起这种评估。在一些情况下，该确定基于接收到用户输入、系统处理(例如，系统确定事件已发生)等。
在一个说明中，可在接收到插入细长轴的用户输入或以其他方式确定插入细长轴时，发起对细长轴中的松弛的检查。为了插入医疗器械的细长轴，机器人臂可以协作方式操作。例如，第一机器人臂可耦接到器械进送器装置，而第二机器人臂可耦接到器械柄部。器械进送器装置可引起细长轴沿插入方向的轴向运动，而第二机器人臂以与轴的轴向运动的速度相关的方式移动得更靠近第一机器人臂。如果在插入细长轴时在细长轴(例如，维修环)中存在松弛，则松弛的曲率可能增加，这可能潜在地损坏细长轴(例如，通过使轴弯曲超过阈值量)和/或导致用于重新装载/更换医疗器械的规程出现延迟。因此，可发起对细长轴中的松弛的检查，以防止此类不期望的问题。
在另一说明中，可在指示翻转器械轴、启用/请求机器人臂的导纳控制模式和/或发生与实现器械进送器装置的中间/脱离状态相关联的另一事件时，发起对细长轴中的松弛的检查。例如，在规程/规程设置期间，医师可提供用于启用导纳控制模式以手动移动耦接到器械进送器装置的机器人臂的用户输入和/或提供用于翻转器械轴的用户输入。响应于这种用户输入，控制电路可生成/接收用于插入轴/启用导纳控制模式的信号。如上所述，导纳控制模式可允许医师手动调整机器人臂和/或耦接到该机器人臂的进入护套。为了便于机器人臂/进入护套的移动和/或细长轴的翻转，器械进送器装置可转变到其中器械进送器装置从细长轴脱离并且细长轴以允许器械轴移动的方式保持在器械进送器装置内的中间状态，诸如图10-1和图10-2中所示的状态。如果当器械进送器装置从细长轴脱离(例如，辊与轴分开)时在细长轴(例如，维修环)中存在松弛，则随着能量/维修环的释放，细长轴可沿插入方向移动，这可能导致细长轴的不期望的插入。这可能对患者造成伤害(例如，由于细长轴的尖端以相对高的力接触患者的组织)。因此，可发起对细长轴中的松弛的检查，以防止此类不期望的问题。
在又一说明中，可在确定规程已完成时，发起对松弛的检查。例如，在完成规程时，医师可能期望将医疗器械从一个或多个机器人臂解耦(例如，将细长轴从器械进送器装置移除)。这可涉及将器械进送器装置转变到完全打开/脱离状态。如上文类似地讨论的，如果当器械进送器装置从细长轴脱离时在细长轴中存在松弛，则细长轴可沿插入方向移动。因此，可发起对松弛的检查以防止出现这种问题。
在进一步说明中，可当机器人臂空闲时(例如，在某个时间段内尚未移动)，医疗器械耦接到机器人臂时，和/或在发生多种其他类型的事件/确定时，周期性地发起对松弛的检查。
在图16-1的框1603中所示的示例中，医疗器械可包括耦接到/接合器械进送器装置530(该器械进送器装置耦接到第一机器人臂112(B))的细长轴508和耦接到第二机器人臂112(C)的器械柄部506。出于说明的目的，细长轴508被示出为具有一定量的松弛。
在框1604处，过程1600可包括向医疗器械的细长轴施加力以防止细长轴的轴向运动。例如，控制电路可控制第一机器人臂(该第一机器人臂耦接到器械进送器装置)的一个或多个驱动输出部以致动，从而使器械进送器装置向细长轴施加力，以防止细长轴的定位在器械进送器装置内的一部分的轴向移动(例如，以夹住细长轴)。可施加该力以防止细长轴508从患者缩回(或在一些情况下插入患者体内)，同时执行过程1600的其他方面或其他过程，如下文所讨论的。
在图16-1的框1605(A)-1605(C)中所示的示例中，可控制辊538以向细长轴508施加力，诸如以特定量的力(例如，大于将辊538朝向彼此偏压的弹簧力)将细长轴508夹在辊538之间。例如，如上所述，器械进送器装置530可包括载体板622，该载体板基于凹坑638内的离轴突起636的位置而旋转。载体板622的旋转/移动可使辊538移动得更靠近彼此或更远离彼此，从而定位辊538和/或调整施加到细长轴508的力的大小。
为了说明，开/关驱动轴632可相对于图16-1的图像顺时针旋转(通过驱动输入部，未示出)，以使离轴突起636(该离轴突起耦接到开/关驱动轴632)接触凹坑638内的第一表面/边缘，如框1605(B)中的较暗线所示。可通过离轴突起636向第一表面施加力，以使载体板622围绕轴线628旋转，从而使辊538沿远离彼此的方向移动(例如，脱离/打开状态)。相比之下，开/关轴632可逆时针旋转以使离轴突起636朝向第二表面移动并接触第二表面，如框1605(C)中的较暗线所示。离轴突起636可向第二表面施加力，以使载体板622沿相反方向旋转并使辊538向细长轴508施加附加力。在一些情况下，诸如所示的情况下，离轴突起636可在凹坑638的第一表面和第二表面之间自由移动(例如，不向任一表面施加任何力)。在此，弹簧力可使辊538向细长轴508施加力。
在图16-1的示例中，细长轴508可定位在辊538之间以促进细长轴508的驱动。在框1604处，可控制辊538以向细长轴508施加力，如框1605(C)中所示。这可防止当执行其他动作时细长轴508在辊538之间滑移，诸如机器人臂112(C)移动远离机器人臂112(B)，如下文进一步详细讨论的。例如，这可防止细长轴508在未被命令/指示的情况下从患者缩回。这种向细长轴508施加力的过程可被称为“主动夹住”。
在图16-2中的框1606处，过程1600可包括使第一机器人臂的驱动输出部致动和/或使第二机器人臂致动。例如，器械进送器装置可包括一个或多个驱动输入部，该一个或多个驱动输入部被配置为控制细长轴的轴向运动，诸如以插入或缩回轴，其中一个或多个驱动输入部可被配置为耦接到第一机器人臂的一个或多个驱动输出部。在各示例中，控制电路可使第一机器人臂的一个或多个驱动输出部致动(例如，旋转)以引起细长轴的轴向运动。另选地或附加地，控制电路可使耦接到器械柄部的第二机器人臂沿远离第一机器人臂的方向移动。在一些情况下，控制电路可使一个或多个驱动输出部和/或第二机器人臂致动特定量。在各示例中，第二机器人臂移动远离第一机器人臂(或反之亦然)和/或器械进送器装置使细长轴沿插入方向移动至松弛(如果有的话)被移除/减少和/或张力被施加到细长轴的程度。这种张力可由控制电路检测到，如下文所讨论的。
在图16-2的框1607(A)中所示的示例中，机器人臂112(C)沿远离机器人臂112(B)的方向(例如，沿缩回方向)移动。这可在机器人臂112(B)保持相对静止时和/或在不致动机器人臂112(B)的驱动输出部的情况下发生，这些驱动输出部耦接到器械进送器装置530以便于辊538的旋转。在一些情况下，机器人臂112(C)沿远离机器人臂112(B)的方向移动，同时辊538主动夹住细长轴508/向该细长轴施加力。换句话讲，框1604可在机器人臂112(C)移动远离机器人臂112(C)的情况下执行。这可防止细长轴508从患者不期望地缩回(例如，未命令/未指示的缩回)。
此外，在图16-2的框1607(B)中所示的示例中，辊538被致动以沿插入方向移动细长轴508。这可在机器人臂112(C)保持相对静止时发生(例如，不引起机器人臂112(C)的移动)。
在框1608处，过程1600可包括确定由驱动输出部施加(或由驱动输出检测到)/施加到驱动输出部的第一力、由第二机器人臂施加的第二力、细长轴的形状和/或细长轴的至少一部分的位置。例如，控制电路可检测由第一机器人臂的驱动输出部施加到器械进送器装置的第一力(例如，扭矩)，以控制细长轴的轴向运动。在框1607(B)的示例中，控制电路可确定/检测当辊538空闲或移动时由机器人臂112(B)的驱动输出部施加/施加到该驱动输出部的力(例如，用于维持或改变辊538的旋转位置的力)。附加地或另选地，控制电路可检测当第二机器人臂空闲或移动时，由第二机器人臂施加/施加到该第二机器人臂的第二力(例如，以控制第二机器人臂的位置)。该力可解释当细长轴上不存在张力时，由第二机器人臂施加的初始参考力，如下文进一步详细讨论的。在框1607(A)的示例中，控制电路可确定由机器人臂112(C)施加的力以维持(或移动)机器人臂112(C)的位置。此外，控制电路可接收/生成指示细长轴的形状的形状感测数据(其可包括指示诸如来自应力感测光纤的拉伸应力的数据)、指示细长轴的至少一部分的位置(例如，细长轴的尖端或细长轴的与传感器相关联的另一部分的位置)的位置传感器数据、指示第一机器人臂/第二机器人臂的位置的位置数据和/或其他数据。
在图16-3中，在框1610处，过程1600可包括确定第一机器人臂与第二机器人臂之间的细长轴中的松弛量。例如，控制电路可基于由驱动输出部施加(或由驱动输出部检测到)/施加到驱动输出部以控制细长轴的轴向运动的第一力的大小、由第二机器人臂施加的第二力的大小、由形状感测数据指示的形状和/或由细长轴/机器人臂的位置数据指示的位置来确定细长轴中的松弛量。在一些情况下，控制电路可确定当第一力(驱动输出力)大于第一阈值量、第二力(机器人臂力)大于第二阈值量(其可与第一阈值相同或不同)、形状感测数据指示细长轴相对直和/或细长轴/机器人臂的位置数据指示细长轴相对直时，细长轴相对直。
在一个示例中，控制电路可使用细长轴的位置数据来确定细长轴的尖端的位置。控制电路还可确定机器人臂的位置(诸如机器人臂之间的距离)和/或识别细长轴的尺寸(例如，轴的已知/预定长度)。基于此信息，控制电路可计算机器人臂之间的细长轴的长度。如果机器人臂之间的细长轴的长度大于机器人臂之间的距离，则控制电路可确定在细长轴中存在松弛。在各示例中，控制电路可使用上面讨论的信息来计算机器人臂之间的松弛量。
在框1612处，过程1600可包括确定细长轴中的松弛量是否小于预定量。例如，控制电路可确定第一机器人臂和第二机器人臂之间的细长轴中的松弛量是否相对小(例如，轴中存在零松弛/无松弛、松弛量小于阈值量等)。
如果确定细长轴中的松弛量不小于预定量，则过程1600可返回到图16-2中的框1606(即，“否”分支)，以使第一机器人臂和/或第二机器人臂的驱动输出部再次致动，诸如致动特定量。这可重复任何次数以移除细长轴中的任何松弛和/或向细长轴施加张力。在图16-3的框1611所示的示例中，细长轴508包括一定量的松弛。因此，框1611与返回到框1606相关联。
如果确定细长轴中的松弛量小于预定量(例如，细长轴基本上没有松弛)，则过程1600可进行到框1614(即，“是”分支)。在图16-3的框1613中所示的示例中，细长轴508是无松弛的。因此，框1613与进行到框1614相关联。
在框1614处，过程1600可包括控制器械进送器装置和/或第二机器人臂。例如，控制电路可控制器械进送器装置以轴向地移动细长轴和/或控制第二机器人臂以协作方式移动以插入细长轴，诸如对于指示的且尚未完成的任何剩余插入量。具体地，器械进送器装置可引起细长轴沿插入方向的轴向运动(例如，使用辊)，同时第二机器人臂以与细长轴的轴向运动的速度(例如，辊的旋转速度)相关的方式移动得更靠近第一机器人臂。这种移动可继续，直到细长轴插入到确定/指示的量。另选地或附加地，控制电路可使器械进送器装置从细长轴脱离，这可便于细长轴的翻转(通过实现器械进送器装置的中间状态)、机器人臂在导纳控制模式下的移动(通过实现器械进送器装置的中间状态)和/或细长轴的移除(通过实现完全打开/脱离状态)等。
在一些情况下，控制电路可使细长轴中的张力(例如，过张力)放松，诸如在执行框1614的操作之前。例如，控制电路可使第一机器人臂的驱动输出部沿缩回方向轴向地移动细长轴相对小的量和/或使第二机器人臂沿朝向第一机器人臂的方向致动相对小的量。这种移动可放松细长轴上的张力，该张力可能在执行过程1600时已施加。
图17示出了根据一个或多个实施方案的在插入细长轴的背景下确定和/或移除医疗器械的细长轴中的松弛的示例性过程1700。在一些情况下，过程1700可在确定插入细长轴时发起，诸如在接收到用于插入轴的用户输入、系统确定等时发起。
在框1702处，过程1700可包括确定耦接到医疗器械的器械基座的第一机器人臂的初始力。例如，控制电路可确定当细长轴上不存在张力时，由耦接到器械基座的第一机器人臂施加的初始/参考力。这种力可在插入细长轴之前确定。
在框1704处，过程1700可包括确定是否插入医疗器械的细长轴。例如，控制电路可确定是否接收到请求插入细长轴的用户输入/输入信号、是否确定插入细长轴等。
如果确定插入细长轴，则过程1700可进行到框1706(即，“是”分支)。另选地，如果确定不插入细长轴，则过程1700可返回到框1704(即，“否”分支)。因此，控制电路可等待接收/确定插入指令。
在框1706处，过程1700可包括确定与驱动输出部相关联的驱动输出力和/或与机器人臂相关联的机器人臂力。例如，控制电路可确定由驱动输出部施加的驱动力(例如，扭矩)，该驱动输出部耦接到器械进送器装置以便于轴的插入/缩回。此外，控制电路可确定由耦接到器械基座的机器人臂施加的机器人臂力。在一些情况下，机器人臂力可解释为控制机器人臂的位置而施加/实现的当前力(也称为“外力、净器械力或合力”)和/或由机器人臂施加的初始/参考力(在框1702处确定)。例如，可通过从外力中减去初始/参考力来计算机器人臂力(即，机器人臂力＝外力-参考力)。机器人臂力可指不包括重力的外力(例如，由机器人臂感测到的外力)。然而，机器人臂力可以其他方式计算。
在框1708处，过程1700可包括确定驱动输出力是否大于第一阈值和/或机器人臂力是否大于第二阈值。第二阈值可与第一阈值相同或不同。例如，控制电路可确定在框1706处确定的驱动输出力和/或在框1706处确定的机器人臂力是否大于它们相应的阈值，这可指示在第一机器人臂与第二机器人臂之间的细长轴上存在张力。尽管在该示例中使用两个阈值，但该技术可利用单个阈值来实现，其中驱动输出力和机器人臂力可被组合并与单个阈值进行比较。
如果确定驱动输出力大于第一阈值和/或机器人臂力大于第二阈值，则过程1700可进行到框1712(即，“是”分支)。另选地，如果确定驱动输出力不大于第一阈值和/或机器人臂力不大于第二阈值，则过程1700可进行到框1710(即，“否”分支)。
在框1710处，过程1700可包括控制器械进送器装置以插入细长轴但不致动耦接到器械基座的第一机器人臂。例如，控制电路可控制驱动输出部以使器械进送器装置插入细长轴，同时防止耦接到器械基座的第一机器人臂致动超过阈值量(例如，使得第一机器人臂能够移动小于阈值量)。也就是说，控制电路可不主动使第一机器人臂移动，但如果例如由于施加到细长轴的张力而导致在第一机器人臂上施加了一定量的力，则允许第一机器人臂移动相对小的量(例如，小于阈值量)。在任何情况下，控制电路可使细长轴插入特定量，该特定量可以是在由用户输入/处理限定的插入极限内的增量。操作1710可重复任何次数，直到细长轴上的张力达到大于阈值(如在框1708处确定的)和/或直到达到插入极限。因此，细长轴的插入量通常不会超过用户输入和/或系统所请求的量。
在框1712处，过程1700可包括控制器械进送器装置和耦接到器械基座的第一机器人臂。例如，控制电路可控制器械进送器装置以沿插入方向轴向地移动细长轴，并且控制第一机器人臂(该第一机器人臂耦接到器械基座)以沿插入方向移动以插入/继续插入细长轴，诸如针对指示的且尚未完成的任何剩余插入量。器械进送器装置和第一机器人臂可以协作方式致动以插入细长轴。
在一些情况下，控制电路可使细长轴中的张力(例如，过张力)放松，诸如在执行框1712的操作之前。例如，控制电路可使第二机器人臂的驱动输出部控制器械进送器装置以使细长轴沿缩回方向轴向地移动相对小的量和/或使耦接到器械柄部的第一机器人臂沿朝向第二机器人臂的方向致动相对小的量。这种移动可放松细长轴上的张力，该张力可在执行过程1700时施加。在各示例中，可在插入期间放松张力，诸如通过使器械进送器装置以第一速率插入细长轴并使耦接到器械柄部的第一机器人臂以比第一速率快的第二速率朝向第二机器人臂移动。
在各示例中，可执行过程1700以移除医疗器械的细长轴中的任何松弛。此后，当接收到插入/缩回命令时，控制电路可控制器械进送器装置和耦接到器械基座的机器人臂以协作方式移动以插入/缩回细长轴。
图18-1和图18-2示出了根据一个或多个实施方案的用于在启用导纳控制模式和/或翻转细长轴的背景下确定和/或移除医疗器械的细长轴中的松弛的示例性过程1800。在一些情况下，过程1800可在确定将器械进送器装置从细长轴脱离时(例如，转变到中间状态、完全打开/脱离状态等)发起，诸如在接收到用于启用机器人臂的导纳控制模式的输入、接收到用于翻转细长轴的输入等时发起。然而，过程1800也可在其他时间和/或在细长轴可能包括松弛的其他情况下发起。
在图18-1中，在框1802处，过程1800可包括控制医疗器械。例如，医疗器械可包括耦接到第一机器人臂(经由器械进送器装置)的细长轴和/或耦接到第二机器人臂的柄部/基座。控制电路可在医疗器械的正常驱动期间控制第一机器人臂、第二机器人臂和/或另一部件，诸如以操纵医疗器械的细长轴和/或柄部。
在框1804处，过程1800可包括确定是否接收到导纳控制信号和/或翻转信号。例如，控制电路可接收用于启用机器人臂(例如，耦接到器械进送器装置)的导纳控制模式的信号和/或用于翻转医疗器械的细长轴的信号。基于这种信号，控制电路可确定将器械进送器装置转变到脱离状态(例如，中间状态、完全打开/脱离状态等)。
如果接收到导纳控制信号和/或翻转信号，则过程可进行到框1806(即，“是”分支)。另选地，如果未接收到导纳控制信号和/或翻转信号，则过程1800可返回到框1802(即，“否”分支)并继续进行医疗器械的正常控制/驱动。
在框1806处，过程1800可包括确定初始/参考机器人臂力。例如，控制电路可确定当细长轴上不存在张力时，由耦接到器械基座的第二机器人臂施加的初始/参考力。这种力可在启用导纳控制模式和/或发生翻转之前确定。
在框1808处，过程1800可包括使第二机器人臂沿远离第一机器人臂的方向致动。例如，控制电路可使耦接到器械柄部的第二机器人臂沿远离耦接到器械进送器装置的第一机器人臂的缩回方向移动。在一些情况下，控制电路可使第二机器人臂致动特定量。在各示例中，第二机器人臂可在不致动被配置为控制细长轴的轴向运动的第一机器人臂的驱动输出部的情况下移动(例如，在不主动致动驱动输出部的情况下，因为随着第二机器人臂的移动，可能自然地发生一些致动)。因此，在一些情况下，控制电路可允许驱动输出部致动/旋转小于阈值量，同时第二机器人臂移动远离第一机器人臂。
在框1810处，过程1800可包括确定与驱动输出部相关联的驱动输出力和/或与机器人臂相关联的机器人臂力。例如，控制电路可确定由驱动输出部施加的驱动力(例如，扭矩)，该驱动输出部耦接到器械进送器装置以便于轴的插入/缩回。此外，控制电路可确定由耦接到器械基座的机器人臂(例如，第二机器人臂)施加的机器人臂力。在一些情况下，机器人臂力可解释为控制机器人臂的位置而施加/实现的当前力(也称为“外力、净器械力或合力”)和/或由机器人臂施加的初始/参考力(在框1806处确定)。例如，可通过从外力中减去初始/参考力来计算机器人臂力(即，机器人臂力＝外力-参考力)。然而，机器人臂力可以其他方式计算。
在框1812处，过程1800可包括确定第二机器人臂(该第二机器人臂耦接到器械柄部)是否已被致动超过阈值量和/或已到达工作空间边界。例如，控制电路可监测/检测第二机器人臂(该第二机器人臂耦接到器械柄部)已从第一机器人臂(该第一机器人臂耦接到器械进送器装置)移动的距离和/或检测第二机器人臂的位置，该第二机器人臂的位置可用于确定第二机器人臂是否已到达距离极限和/或到达工作空间边界。可设置/定义距离极限和/或工作空间边界，以避免与环境中的对象/患者发生碰撞。例如，工作空间边界可以是虚拟边界。
如果确定第二机器人臂已被致动超过阈值量和/或已到达工作空间边界，则过程1800可进行到框1814(即，“是”分支)。另选地，如果确定第二机器人臂未致动超过阈值和/或尚未到达工作空间边界，则过程1800可进行到框1816(即，“否”分支)。
在框1814处，过程1800可包括生成指示第二机器人臂致动超过阈值量和/或到达工作空间边界的信号。例如，控制电路可基于在框1812处确定第二机器人臂致动超过阈值量和/或到达工作空间边界来生成/发送信号。该信号可导致提供通知以指示用户重新装载医疗器械和/或调整第二机器人臂，诸如通过移除器械柄部并将器械柄部重新附接到第二机器人臂、移动第二机器人臂以手动移除松弛等。在一些情况下，在细长轴中存在太多松弛(诸如超过系统可移除的阈值量)的情况下，可生成/发送信号。
尽管在图18-1的示例中示出了框1812和1814，但在一些情况下，可取消此类框(和/或过程1800的其他框)。
在框1816处，过程1800可包括确定驱动输出力是否大于第一阈值和/或机器人臂力是否大于第二阈值。第二阈值可与第一阈值相同或不同。例如，控制电路可确定在框1810处确定的驱动输出力和/或在框1810处确定的机器人臂力是否大于它们相应的阈值，这可指示在第一机器人臂与第二机器人臂之间的细长轴上存在张力。因此，在框1816处，控制电路可确定细长轴中是否存在小于预定量的松弛(例如，无松弛/零松弛)。
尽管在该示例中使用两个阈值，但该技术可利用单个阈值来实现，其中驱动输出力和机器人臂力可被组合并与单个阈值进行比较。
如果确定驱动输出力大于第一阈值和/或机器人臂力大于第二阈值，则过程1800可进行到图18-2中的框1818(即，“是”分支)。另选地，如果确定驱动输出力不大于第一阈值和/或机器人臂力不大于第二阈值，则过程1800可返回到框1808(例如，“否”分支)。如果需要，控制电路可循环通过框1808、1810和1812任意次数，以移除细长轴中的松弛。
在图18-2中，在框1818处，过程1800可包括放松细长轴上的张力。例如，控制电路可使耦接到器械柄部的第二机器人臂沿插入方向移动得更靠近第一机器人臂和/或使器械进送器装置沿缩回方向移动细长轴。在一些情况下，在框1808处沿远离第一机器人臂的方向移动第二机器人臂可导致细长轴被过度张紧。因此，可执行框1818的操作以放松这种张力(例如，轻微地)。
在框1820处，过程1800可包括确定第二机器人臂是否已移动第一预定距离和/或细长轴是否已缩回第二预定距离。例如，控制电路可确定第二机器人臂是否沿插入方向移动(在框1818处)至少第一预定量(例如，更靠近第一机器人臂移动特定量)和/或细长轴是否已被器械进送器装置移动(在框1818处)至少第二预定距离。第二预定距离可与第一预定距离相同或不同。附加地或另选地，在框1820处，控制电路可确定用于控制器械进送器装置/接合组件/辊的由驱动输出部施加/施加到该驱动输出部的力的大小和/或由第一机器人臂/第二机器人臂实现/施加的力的大小是否已改变阈值量或小于阈值(例如，指示张力已放松)。
如果确定第二机器人臂已移动第一预定距离和/或细长轴已缩回第二预定距离，则过程1800可进行到框1822(即，“是”分支)。另选地，如果确定第二机器人臂尚未移动第一预定距离和/或细长轴尚未缩回第二预定距离，则过程1800可返回到框1818(即，“否”分支)。框1818处的操作可执行任何次数，以逐渐放松细长轴上的张力(例如，每次在框1818处致动第二机器人臂和/或使细长轴轴向地移动特定量)，直到满足一个或多个标准。
尽管在示例性过程1800中示出了框1818和1820，但在一些情况下，可取消此类框。在一个说明中，在单个实例中执行框1818(例如，取消框1820)。
在框1822处，过程1800可包括控制器械进送器装置以与细长轴脱离和/或使得细长轴能够翻转。例如，控制电路可使器械进送器装置转变到脱离状态(例如，其中保持细长轴的中间状态、完全打开/脱离状态或另一脱离状态)。在一个说明中，器械进送器装置可转变到其中辊/致动器从细长轴脱离并且盖/保持特征件闭合的中间状态。这可允许启用导纳控制模式(例如，用于手动调整耦接到器械进送器装置的第一机器人臂)和/或翻转细长轴(例如，在保持在器械进送器装置中的同时在通道内自由地移动)。
附加实施方案
依据实施方案，可按照不同的顺序执行、可添加、合并或完全忽视本文描述的过程或算法中的任一者的特定动作、事件或功能。因此，在特定实施方案中，不是所有描述的动作或事件对于过程的实践都是必要的。
除非另外特别说明或在所使用的上下文内以其他方式理解，否则本文所用的条件语言，诸如“可”、“能够”、“可能”、“可以”、“例如”等，是指其普通意义，并且一般旨在传达特定实施方案包括而其他实施方案不包括特定特征、元件和/或步骤。因此，此类条件语言一般不旨在暗示一个或多个实施方案无论如何都需要特征、元件和/或步骤，或者一个或多个实施方案一定包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或步骤是否包括在任何特定实施方案中或者是否将在任何特定实施方案中执行的逻辑。术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的，并且在它们的普通意义上使用，并且以开放式方式包含性地使用，并且不排除附加的元件、特征、动作、操作等。而且，术语“或”在其包含性意义上(而不是在其排他性意义上)使用，使得当用于例如连接一系列元件时，术语“或”是指该系列的元件中的一个、一些或全部。除非另外特别说明，否则诸如短语“X、Y和Z中的至少一者”的连接词用语在一般使用的背景下被理解为传达项目、术语、元素等可为X、Y或Z。因此，这种连接词用语一般不旨在暗示某些实施方案要求X中的至少一者、Y中的至少一者和Z中的至少一者各自存在。
应当理解，在以上对实施方案的描述中，为了简化本公开并辅助理解各种方面中的一个或多个方面，有时将各种特征在单个实施方案、图或其描述中分组在一起。然而，本公开的此方法不应理解为反映了以下意图：任何权利要求要求比那项权利要求中所明确叙述的特征更多的特征。此外，本文的特定实施方案中说明和/或描述的任何部件、特征或步骤可应用于任何其他实施方案或与任何其他实施方案一起使用。此外，对于每个实施方案，没有部件、特征、步骤或部件、特征或步骤的组是必需的或不可缺少的。因此，本公开的范围在本文不应受上述特定实施方案的限制，而应仅通过公平阅读下面的权利要求来确定。
应当理解，为了便于参考，可提供特定序数术语(例如，“第一”或“第二”)，并且不一定暗示物理特性或排序。因此，如本文所用，用于修改诸如结构、部件、操作等元件的序数术语(例如，“第一”、“第二”、“第三”等)不一定指示该元件相对于任何其他元件的优先级或顺序，而是可大体上将该元件与具有类似或相同名称(但是用于使用序数术语)的另一元件区分开来。另外，如本文所用，不定冠词(“一个(a)”和“一个(an)”)可指示“一个或多个”而不是“一个”。此外，“基于”某一条件或事件而执行的操作还可基于未明确叙述的一个或多个其他条件或事件来执行。
除非另有定义，否则本文所用的所有术语(包括技术和科技术语)具有与示例性实施方案所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，术语，诸如在常用字典中定义的术语，应当被解释为具有与它们在相关领域的背景下的含义一致的含义，并且不以理想化或过于正式的意义进行解释，除非本文明确如此定义。
为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语“外部”、“内部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“竖直”、“水平”和类似术语来描述在附图中绘示的一个元件或部件与另一元件或部件之间的关系。应当理解，空间相对术语旨在涵盖装置在使用中或操作中的除附图中描绘的取向之外的不同取向。例如，在附图中示出的装置被翻转的情况下，位于另一装置“下方”或“之下”的装置可放置在另一装置“上方”。因此，说明性术语“下方”可包括下部位置和上部位置两者。装置还可在另一方向上取向，并且因此空间相对术语可根据取向进行不同解释。
除非另有明确说明，否则比较和/或定量术语，诸如“更少”、“更多”、“更大”等，旨在涵盖等式概念。例如，“更少”可不仅是指在最严格的数学意义上的“较少”，而且可指“小于或等于”。
Claims (30)
1.一种系统，包括：
器械进送器装置，所述器械进送器装置被配置为耦接到驱动输出部并且包括接合组件，所述接合组件被配置为与医疗器械的细长轴接合；以及
控制电路，所述控制电路被配置为：
使所述驱动输出部致动所述接合组件；以及
基于由所述驱动输出部施加的力的大小或所述驱动输出部的位置中的至少一者来确定所述接合组件的状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制电路被配置为基于由所述驱动输出部施加的所述力的大小与一个或多个阈值的比较或所述驱动输出部的所述位置与一个或多个参考位置的比较中的至少一者来确定所述接合组件的所述状态。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述接合组件包括被配置为轴向地移动所述细长轴的致动器和被配置为接纳所述细长轴的通道。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述接合组件的所述状态指示所述致动器是否与所述细长轴接合。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述接合组件的所述状态指示所述细长轴是否被正确地定位在所述通道内。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制电路被配置为：
使所述驱动输出部将所述接合组件从其中所述致动器接合的接合状态致动到其中所述致动器脱离的脱离状态；以及
确定所述驱动输出部的第一位置，所述第一位置与在将所述接合组件从所述接合状态移动到所述脱离状态时发生的由所述驱动输出部施加的力的第一变化相关联，所述力的第一变化大于第一阈值。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制电路被配置为：
使所述驱动输出部将所述接合组件从所述脱离状态致动到所述接合状态；以及
确定所述驱动输出部的第二位置，所述第二位置与由所述驱动输出部施加的力的第二变化相关联，所述力的第二变化大于所述第一阈值或第二阈值。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制电路被配置为：
识别所述驱动输出部的第三位置，所述第三位置与其中所述致动器从所述细长轴脱离的中间状态相关联；
至少部分地基于相对于所述第一位置和所述第三位置的所述第二位置，确定所述细长轴是否被正确地接纳在所述通道中；以及
至少部分地基于所述细长轴是否被正确地接纳在所述通道中的所述确定，控制所述器械进送器装置。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制电路被配置为：
检测到以下中的至少一种情况：(i)所述器械进送器装置耦接到与所述驱动输出部相关联的机器人系统；(ii)所述医疗器械耦接到所述机器人系统；(iii)所述细长轴的辊得到指示；或(iv)所述机器人系统的机器人臂的手动移动被启用；以及
至少部分地基于所述检测，使所述驱动输出部致动所述接合组件。
10.一种系统，包括：
医疗器械，所述医疗器械包括细长轴；
器械进送器，所述器械进送器包括接合组件，所述接合组件被配置为接纳所述细长轴并轴向地移动所述细长轴，所述器械进送器被配置为耦接到包括驱动输出部的机器人臂；以及
控制电路，所述控制电路被配置为：
使所述驱动输出部致动以移动所述接合组件；以及
基于由所述驱动输出部施加的力的大小或所述驱动输出部的位置中的至少一者来确定所述接合组件的状态。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述接合组件包括被配置为轴向地移动所述细长轴的致动器和被配置为接纳所述细长轴的通道。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述器械进送器装置被配置为将所述致动器偏压到接合状态或脱离状态。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述接合组件的所述状态指示所述致动器是否与所述细长轴接合。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述接合组件的所述状态指示所述细长轴是否被正确地定位在所述通道内。
15.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制电路被配置为：
使所述驱动输出部将所述接合组件从其中所述致动器接合的接合状态致动到其中所述致动器脱离的脱离状态；以及
确定所述驱动输出部的第一位置，所述第一位置与在将所述接合组件从所述接合状态移动到所述脱离状态时发生的由所述驱动输出部施加的力的第一变化相关联。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制电路被配置为：
使所述驱动输出部将所述接合组件从所述脱离状态朝向所述接合状态致动；以及
确定所述驱动输出部的第二位置，所述第二位置与力的第二变化相关联。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制电路被配置为：
至少部分地基于相对于所述第一位置的所述第二位置，确定所述细长轴是否被正确地接纳在所述通道中；以及
至少部分地基于所述细长轴是否被正确地接纳在所述通道中的所述确定，控制所述器械进送器装置。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制电路被配置为：
至少部分地基于相对于所述第一位置的所述第二位置，确定所述细长轴处于未被接纳在所述接合组件中或未被正确地接纳在所述接合组件中的至少一种情况；以及
至少部分地基于所述细长轴处于未被接纳在所述接合组件中或未被正确地接纳在所述接合组件中的至少一种情况的所述确定，使所述驱动输出部将所述接合组件致动到所述脱离状态。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述接合组件还包括被配置为选择性地打开或闭合所述通道的保持特征件，并且所述控制电路被配置为：
识别所述驱动输出部的第三位置，所述第三位置与其中所述保持特征件闭合并且所述致动器从所述细长轴脱离的中间状态相关联；
至少部分地基于相对于所述第一位置和所述第三位置的所述第二位置，确定所述细长轴处于未被接纳在所述接合组件中或未被正确地接纳在所述接合组件中的至少一种情况；以及
至少部分地基于所述细长轴处于未被接纳在所述接合组件中或未被正确地接纳在所述接合组件中的至少一种情况的所述确定，使所述驱动输出部将所述接合组件致动到所述脱离状态。
20.一种方法，包括：
控制驱动输出部以引起器械进送器装置的致动，所述器械进送器装置被配置为耦接到医疗器械；
确定由所述驱动输出部施加的力的大小或所述驱动输出部的位置中的至少一者；以及
基于由所述驱动输出部输出的所述力的大小或所述驱动输出部的所述位置中的至少一者来确定所述器械进送器装置与所述医疗器械的接合状态。
21.根据权利要求20所述的方法，其中基于由所述驱动输出部施加的所述力的大小与一个或多个阈值的比较或所述驱动输出部的所述位置与一个或多个参考位置的比较中的至少一者来确定所述器械进送器装置的所述状态。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述接合组件包括被配置为轴向地移动所述细长轴的致动器和被配置为接纳所述细长轴的通道。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述器械进送器装置的所述状态指示所述致动器是否与所述细长轴接合或所述细长轴是否被正确地定位在所述通道内的至少一种情况。
24.根据权利要求22所述的方法，还包括：
控制所述驱动输出部以将所述接合组件致动到其中所述致动器脱离的脱离状态；
确定所述驱动输出部的第一位置，所述第一位置与在将所述接合组件移动到所述脱离状态时发生的由所述驱动输出部施加的力的第一变化相关联；
控制所述驱动输出部以将所述接合组件从所述脱离状态朝向其中所述致动器接合的接合状态致动；
确定所述驱动输出部的第二位置，所述第二位置与力的第二变化相关联；以及
至少部分地基于相对于所述第一位置的所述第二位置，确定所述细长轴是否被正确地接纳在所述通道中。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括：
识别所述驱动输出部的第三位置，所述第三位置与其中所述致动器从所述细长轴脱离并且所述接合组件的保持特征件闭合的状态相关联；
其中所述细长轴是否被接纳在所述通道中的所述确定至少部分地基于相对于所述第一位置和所述第三位置的所述第二位置。
26.一种机器人系统，包括：
机器人臂；
端部执行器，所述端部执行器与所述机器人臂的远侧端部相关联，所述端部执行器包括第一驱动输出部，所述第一驱动输出部被配置为致动器械进送器的第一驱动输入部以控制所述器械进送器与器械的细长轴的接合；以及
控制电路，所述控制电路通信地耦接到所述机器人臂并且被配置为基于由所述第一驱动输出部施加的力的大小或所述第一驱动输出部的位置中的至少一者来确定所述器械进送器装置的状态。
27.根据权利要求26所述的机器人系统，其中所述端部执行器还包括第二驱动输出部，所述第二驱动输出部被配置为致动所述器械进送器的第二驱动输入部以引起所述细长轴的轴向运动。
28.根据权利要求26所述的机器人系统，其中所述器械进送器包括被配置为轴向地移动所述细长轴的致动器、被配置为接纳所述细长轴的通道和被配置为选择性地打开或闭合所述通道的保持特征件。
29.根据权利要求28所述的机器人系统，其中所述器械进送器装置的所述状态指示所述致动器是否与所述细长轴接合、所述保持特征件是否闭合或所述细长轴是否被正确地定位在所述通道内的至少一种情况。
30.根据权利要求28所述的机器人系统，其中所述控制电路被配置为：
使所述器械进送器转变到其中所述致动器脱离的脱离状态；
使所述器械进送器朝向接合状态移动；
确定所述驱动输出部的第一位置，所述第一位置与在将所述器械进送器朝向所述接合状态移动时发生的由所述第一驱动输出部施加的力的第一变化相关联；
识别所述驱动输出部的第二位置，所述第二位置与(i)由所述第一驱动输出部施加的力的第二变化或(ii)其中所述致动器从所述细长轴脱离并且所述保持特征件闭合的状态中的至少一种情况相关联；以及
至少部分地基于相对于所述第二位置的所述第一位置，确定所述细长轴是否被正确地接纳在所述通道中。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090247942A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Kirschenman Mark B | Robotic catheter manipulator assembly |
| US20110015483A1 (en) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | Federico Barbagli | Endoscopic robotic catheter system |
| US20140277334A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Hansen Medical, Inc. | Active drives for robotic catheter manipulators |
| US20150297864A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-22 | Hansen Medical, Inc. | Devices, systems, and methods for controlling active drive systems |
| CN107427327A (zh) * | 2014-09-30 | 2017-12-01 | 奥瑞斯外科手术机器人公司 | 具有虚拟轨迹和柔性内窥镜的可配置机器人外科手术系统 |
| CN109821138A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-05-31 | 燕山大学 | 一种微创血管介入手术机器人导管和导丝推进机构 |
| CN111544117A (zh) * | 2014-09-15 | 2020-08-18 | 柯惠Lp公司 | 机器人控制手术组件 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8231610B2 (en) * | 2006-09-06 | 2012-07-31 | National Cancer Center | Robotic surgical system for laparoscopic surgery |
| US9931170B2 (en) * | 2016-01-06 | 2018-04-03 | Ethicon Endo-Surgery, Llc | Methods, systems, and devices for moving a surgical instrument coupled to a robotic surgical system |
| US10136952B2 (en) * | 2016-06-16 | 2018-11-27 | Zimmer, Inc. | Soft tissue balancing in articular surgery |
| AU2017388217B2 (en) * | 2016-12-28 | 2022-10-27 | Auris Health, Inc. | Apparatus for flexible instrument insertion |
| EP3431025B1 (en) * | 2017-07-18 | 2023-06-21 | Globus Medical, Inc. | System for surgical tool insertion using multiaxis force and moment feedback |
| JP7301884B2 (ja) * | 2018-02-13 | 2023-07-03 | オーリス ヘルス インコーポレイテッド | 医療用器具を駆動するためのシステム及び方法 |
| CN111134851A (zh) * | 2020-02-09 | 2020-05-12 | 深圳市精锋医疗科技有限公司 | 驱动盒、操作臂以及手术机器人 |
-
2022
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- 2022-02-16 CN CN202280015334.9A patent/CN117042715A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090247942A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Kirschenman Mark B | Robotic catheter manipulator assembly |
| US20110015483A1 (en) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | Federico Barbagli | Endoscopic robotic catheter system |
| US20140277334A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Hansen Medical, Inc. | Active drives for robotic catheter manipulators |
| US20160354582A1 (en) * | 2013-03-14 | 2016-12-08 | Hansen Medical, Inc. | Active drives for robotic catheter manipulators |
| US20150297864A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-22 | Hansen Medical, Inc. | Devices, systems, and methods for controlling active drive systems |
| CN111544117A (zh) * | 2014-09-15 | 2020-08-18 | 柯惠Lp公司 | 机器人控制手术组件 |
| CN107427327A (zh) * | 2014-09-30 | 2017-12-01 | 奥瑞斯外科手术机器人公司 | 具有虚拟轨迹和柔性内窥镜的可配置机器人外科手术系统 |
| CN109821138A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-05-31 | 燕山大学 | 一种微创血管介入手术机器人导管和导丝推进机构 |
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