CN117440841A - 在机器人外科系统中的抽吸和冲洗阀及其灌注方法 - Google Patents

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Abstract

一种灌注外科器械的方法，其中，该外科器械包括轴组件和阀组件，该轴组件包括内腔。阀组件包括被构造成能够接收来自流体源的流体的第一入口、被构造成能够接收来自真空源的抽吸的第二入口、与内腔流体连通的出口、阀室和至少一个阀塞。该方法包括：启动流体源以向第一入口提供流体；启动真空源以向第二入口提供抽吸；将至少一个阀塞从第一位置转换到第二位置；以及将流体的第一部分从第一入口通过第二入口朝向真空源传送，从而灌注外科器械。

Description

在机器人外科系统中的抽吸和冲洗阀及其灌注方法
背景技术
多种外科器械包括端部执行器，该端部执行器用于由医疗专业操作者进行的常规医学治疗和规程以及机器人辅助外科手术中的应用。此类外科器械可由外科医生直接抓握和操纵，或者结合到机器人辅助外科手术中。就机器人辅助外科手术而言，外科医生可操作主控制器以远程控制此类外科器械在外科部位处的运动。控制器可与患者相隔很远的距离(例如，穿过手术室、在不同的房间或在与患者完全不同的建筑物中)。另选地，控制器可放置在手术室中非常靠近患者的位置。无论如何，控制器可包括一个或多个手输入装置(诸如操纵杆、外骨骼手套、主操纵器等)，该一个或多个手输入装置由伺服机构联接到外科器械。在一个示例中，伺服马达基于外科医生对手输入装置的操纵而移动支撑外科器械的操纵器。在外科手术期间，外科医生可经由机器人外科系统采用各种外科器械，包括超声刀、外科缝合器、组织抓紧器、针驱动器、电外科烧灼探针等。这些结构中的每个结构为外科医生执行功能，例如切割组织、凝固组织、握住或驱动针、抓持血管、解剖组织或烧灼组织。
外科器械的示例包括抽吸冲洗装置。抽吸冲洗装置被构造成能够向外科部位施加抽吸或冲洗中的至少一者，诸如用于经由冲洗在外科部位处清洗流体和碎屑以及用于经由抽吸从外科部位移除流体和碎屑。就这一点而言，抽吸冲洗装置被构造成能够连接到用于抽吸的真空源和用于冲洗的流体源，尽管此类源可以局部地存储在抽吸冲洗装置内。虽然冲洗可以与抽吸分开地被引导至外科部位，但是在一些示例中，冲洗可以与抽吸同时发生。此外，在规程期间，医护人员可以根据需要选择抽吸或冲洗。抽吸冲洗装置的示例可以简单地执行抽吸和冲洗或者被并入到其他外科器械中以用于增加的功能。
其他外科器械的附加示例包括外科缝合器。一些此类缝合器能够操作以夹紧组织层，切穿夹持的组织层，并且将钉驱动穿过组织层，以在组织层的切断端部附近将切断的组织层基本上密封在一起。外科缝合器和相关特征的示例在以下文献中公开：2008年7月29日授权的名称为“Surgical Stapling and Cutting Device”的美国专利7,404,508号；2008年10月14日授权的名称为“Surgical Stapling Instrument Having Multistroke Firingwith Opening Lockout”的美国专利7,434,715号；2010年5月25日授权的名称为“Disposable Cartridge with Adhesive for Use with a Stapling Device”的美国专利7,721,930号；2013年4月2日授权的名称为“Surgical Stapling Instrument with AnArticulatable End Effector”的美国专利8,408,439号；2013年6月4日授权的名称为“Motor-Driven Surgical Cutting Instrument with Electric Actuator DirectionalControl Assembly”的美国专利8,453,914号；2015年11月17日授权的名称为“SurgicalInstrument End Effector Articulation Drive with Pinion and Opposing Racks”的美国专利9,186,142号；2017年10月24日授权的名称为“Surgical Instrument withMulti-Diameter Shaft”的美国专利9,795,379号；2017年11月7日授权的名称为“Installation Features for Surgical Instrument End Effector Cartridge”的美国专利9,808,248号；2018年10月9日授权的名称为“Staple Forming Features forSurgical Stapling Instrument”的美国专利10,092,292号；2017年8月1日授权的名称为“Lockout Feature for Movable Cutting Member of Surgical Instrument”的美国专利9,717,497号；2016年12月13日授权的名称为“Integrated Tissue Positioning and JawAlignment Features for Surgical Stapler”的美国专利9,517,065号；2017年4月18日授权的名称为“Distal Tip Features for End Effector of Surgical Instrument”的美国专利9,622,746号；以及2012年7月3日授权的名称为“Motor-Driven SurgicalInstrument”的美国专利8,210,411号。以上引用的美国专利中的每个的公开内容以引用方式全文并入本文。
此类其他外科器械的另一些附加示例包括超声外科器械，该超声外科器械带有端部执行器，该端部执行器具有刀元件，该刀元件以超声频率振动以切割和/或密封组织(例如，通过使组织细胞中的蛋白质变性)。这些器械包括将电功率转换成超声振动的一个或多个压电元件，超声振动沿着声波导传送到刀元件。可通过操作者的技术以及对功率电平、刀刃角度、组织牵引力和刀压力的调节来控制切割和凝固的精度。用于驱动刀元件的功率电平可基于感测的参数诸如组织阻抗、组织温度、组织厚度和/或其他因素而改变(例如，实时地)。一些器械具有用于用刀元件抓持组织的夹持臂和夹持垫。超声外科器械的示例和相关概念在以下文献中公开：2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad for Use with anUltrasonic Surgical Instrument”的美国公布2006/0079874号(现已放弃)；2007年8月16日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”的美国公布2007/0191713号(现已放弃)；2008年8月21日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cuttingand Coagulating”的美国公布2008/0200940号(现已放弃)，2018年4月24日授权的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument with Electrosurgical Feature”的美国专利9,949,785号；以及2014年3月4日公布的名称为“Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利8,663,220号。上文引用的美国专利公布和美国专利中的每一者的公开内容均以引用方式全文并入本文。
尽管已经制造和使用了若干外科器械和系统，但据信在本发明人之前无人制造或使用所附权利要求中描述的本发明。
附图说明
尽管本说明书得出了具体地指出和明确地声明这种技术的权利要求，但是据信从下述的结合附图描述的某些示例将更好地理解这种技术，其中相似的参考标号指示相同的元件，并且其中：
图1示出了被配置用于腹腔镜规程的基于台的机器人系统的第一示例的透视图；
图2示出了基于台的机器人系统的第二示例的透视图；
图3示出了图2的基于台的机器人系统的端部正视图；
图4示出了包括一对示例性机器人臂的图3的基于台的机器人系统的端部正视图；
图5示出了具有器械驱动器和第一示例性外科器械的图4的机器人臂的局部分解透视图；
图6A示出了处于回缩位置的图5的外科器械的侧正视图；
图6B示出了类似于图6A但处于伸出位置的外科器械的侧正视图；
图7示出了具有用于选择性地引导抽吸和冲洗的阀适配器的第二示例性外科器械的透视图；
图8示出了图7的阀适配器的放大后透视图；
图9示出了图7的阀适配器和滑阀组件的示例的放大后透视图；
图10示出了图7的阀适配器的放大前透视图，为了更清楚起见，移除了壳体的一部分；
图11示出了图9的阀组件的前透视图；
图12示出了图9的滑阀组件的前透视图，为了更清楚起见，该滑阀组件移除了壳体；
图13A示出了沿着图12的截面线13A-13A截取的图12的滑阀组件的剖视图，其中真空阀处于关闭真空位置并且流体阀处于关闭流体位置，使得真空入口和流体入口都不与出口流体连通；
图13B示出了类似于图13A的滑阀组件的剖视图，但显示流体阀处于打开流体位置，使得流体入口与出口流体连通；
图13C示出了类似于图13A的滑阀组件的剖视图，但显示流体阀处于打开真空位置，使得真空入口与出口流体连通；
图14示出了类似于图13A的滑阀组件的剖视图，但显示真空阀处于打开真空位置并且流体阀处于打开流体位置，使得真空入口与流体入口流体连通；并且
图15示出了灌注图7的外科器械的一种示例性方法。
附图并非旨在以任何方式进行限制，并且设想本技术的各种实施方案可以多种其他方式来执行，包括那些未必在附图中示出的方式。并入本说明书中并构成其一部分的附图例示了本技术的若干方面，并与说明书一起用于解释本技术的原理；然而，应当理解，本技术不限于所示出的精确布置。
具体实施方式
下面对本技术的某些示例的说明不应用于限制本技术的范围。从下面的描述而言，本技术的其他示例、特征、方面、实施方案和优点对于本领域的技术人员而言将变得显而易见，下面的描述以举例的方式进行，这是为实现本技术所设想的最好的方式中的一种方式。正如将意识到的，本文所述的技术能够具有其他不同的和明显的方面，所有这些方面均不脱离本技术。因此，附图和说明应被视为实质上是例示性的而非限制性的。
另外应当理解，本文所述的教导内容、表达方式、实施方案、示例等中的任何一者或多者可与本文所述的其他教导内容、表达方式、实施方案、示例等中的任何一者或多者相结合。因此，下述教导内容、表达方式、实施方案、实施例等不应视为彼此孤立。根据本文的教导内容，本文的教导内容可进行组合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将显而易见。此类修改和变型旨在包括在权利要求书的范围内。
为公开内容的清楚起见，术语“近侧”和“远侧”在本文中相对于外科器械的人或机器人操作者而定义。术语“近侧”是指更靠近外科器械的人或机器人操作者并且更远离外科器械的外科端部执行器的元件位置。术语“远侧”是指更靠近外科器械的外科端部执行器并且更远离外科器械的人或机器人操作者的元件位置。还应当理解，为便利和清楚起见，本文还参考相对位置和方向使用空间用语诸如“顺时针”、“逆时针”、“纵向”、“内”、“外”和“上”。为清楚起见，下文参考视图使用此类术语，并且并非旨在限制本文描述的本发明。
本文所述的本示例的各方面可集成到机器人使能的医疗系统中，该机器人使能的医疗系统包括作为机器人外科系统能够执行多种医疗规程，包括微创规程诸如腹腔镜检查以及非侵入规程诸如内窥镜检查两者。在内窥镜检查规程中，机器人使能的医疗系统能够执行支气管镜检查、输尿管镜检查、胃镜检查等。
除了执行广泛的规程之外，机器人使能的医疗系统可以提供附加的有益效果，诸如增强的成像和指导以帮助医疗专业人员。另外，机器人使能的医疗系统可以为医疗专业人员提供从人体工程学位置执行规程的能力，而不需要笨拙的臂运动和位置。另外，机器人使能的医疗系统可以为医疗专业人员提供以改进的易用性执行规程的能力，使得机器人使能的医疗系统的器械中的一个或多个器械可由单个操作者控制。
I.示例性机器人使能的医疗系统
图1示出了示例性机器人使能的医疗系统，该系统包括基于台的机器人系统(10)的第一示例。本示例的基于台的机器人系统(10)包括台系统(12)，该台系统操作地连接到用于在治疗患者的过程中的诊断和/或治疗规程的外科器械(14)。此类规程可包括但不限于支气管镜检查、输尿管镜检查、血管规程和腹腔镜规程。为此，外科器械(14)被构造用于腹腔镜规程，但应当理解，可类似地使用用于治疗患者的任何器械。基于台的机器人系统(10)的至少一部分可根据本文引用的各种专利、专利申请公布和专利申请中的任一者的至少一些教导内容来构造和操作。
A.第一示例性基于台的机器人系统
关于图1，基于台的机器人系统(10)包括具有平台的台系统(12)，诸如具有多个托架(18)的台(16)，该托架在本文中也可被称为“臂支撑件”，分别支撑多个机器人臂(20)的部署。基于台的机器人系统(10)还包括用于将台(16)支撑在地板上方的支撑结构，诸如柱(22)。台(16)还可被构造成能够在使用期间诸如在腹腔镜规程期间倾斜至期望的角度。每个机器人臂(20)包括器械驱动器(24)，该器械驱动器被构造成能够以可移除方式连接到外科器械(14)并且操纵该外科器械以供使用。在另选示例中，器械驱动器(24)可被共同定位成线性布置，以支持器械沿着“虚拟轨道”在它们之间延伸，该虚拟轨道可通过将一个或多个机器人臂(20)操纵成一个或多个角度和/或位置而在空间中重新定位。在实践中，C形臂(未示出)可定位在患者上方以提供荧光镜成像。
在本示例中，柱(22)包括以环形形式布置的托架(18)以分别支撑一个或多个机器人臂(20)以供使用。当由定位在柱(22)内的机械马达(未示出)驱动时，托架(18)可沿着柱(22)平移和/或围绕柱(22)旋转，以便为机器人臂(20)提供通向台(16)的多个侧面(诸如，例如患者的两侧)的通路。托架(18)的旋转和平移允许将器械诸如外科器械(14)对准到患者身上的不同进入点中。在另选示例中，诸如下文更详细论述的那些，基于台的机器人系统(10)可包括具有可调式臂支撑件的患者台或床，该可调式臂支撑件包括并排延伸的条(26)(参见图2)。一个或多个机器人臂(20)(例如，经由具有肘关节的肩部)可附接到托架(18)，该托架是竖直可调节的，以便紧凑地收回到患者台或床下方，并且随后在使用期间升高。
基于台的机器人系统(10)还可包括塔(未示出)，该塔使基于台的机器人系统(10)的功能在台(16)与塔之间进行划分以减小台(16)的形状因子和体积。为此，塔可以向台(16)提供各种支持功能，诸如处理、计算和控制能力、电力、流体和/或光学以及传感器处理。塔还可以是可移动的，以便远离患者定位，从而改善医疗专业人员的接近并且消除手术室的混乱。塔还可包括主控制器或控制台，该主控制器或控制台提供用于操作者输入的用户界面诸如键盘和/或吊塔，以及用于术前和术中信息(包括但不限于实时成像、导航和跟踪信息)的显示屏(包括触摸屏)。在一个示例中，塔可包括用于注气的气罐。
B.第二示例性基于台的机器人系统
如上文简要论述，第二示例性基于台的机器人系统(28)包括一个或多个可调式臂支撑件(30)，该可调式臂支撑件包括被构造成能够相对于台(34)支撑一个或多个机器人臂(32)的条(26)，如图2至图4所示。在本示例中，示出了单个和一对可调式臂支撑件(30)，但是可围绕台(34)提供附加的臂支撑件(30)。可调式臂支撑件(30)被构造成能够相对于台(34)选择性地移动，以便根据需要改变可调式臂支撑件(30)和/或安装到其上的任何机器人臂(32)相对于台(34)的位置。此类可调式臂支撑件(30)为基于台的机器人系统(28)提供高灵活性，包括容易地将一个或多个可调式臂支撑件(30)与机器人臂(32)收回到台(34)下方的能力。
每个可调式臂支撑件(30)提供若干自由度，包括提升、侧向平移、倾斜等。在图2至图4所示的本示例中，臂支撑件(30)被构造成能够具有四个自由度，这些自由度用箭头示出。第一自由度允许可调式臂支撑件(30)在z方向(“Z提升”)上移动。例如，可调式臂支撑件(30)包括垂直托架(36)，该垂直托架被构造成能够沿着或相对于支撑台(34)的柱(38)和基部(40)上移或下移。第二自由度允许可调式臂支撑件(30)围绕在y方向上延伸的轴线倾斜。例如，可调式臂支撑件(30)包括旋转接头，该旋转接头允许可调式臂支撑件(30)在头低脚高位对准床。第三自由度允许可调式臂支撑件(30)围绕在x方向上延伸的轴线“向上枢转”，这可用于调节台(34)的一侧与可调式臂支撑件(30)之间的距离。第四自由度允许可调式臂支撑件(30)沿着台(34)的纵向长度平移，该纵向长度沿着x方向延伸。基部(40)和柱(38)相对于支撑表面支撑台(34)，该支撑表面在本示例中在地面轴线(44)上方沿着支撑轴线(42)示出。虽然本示例示出了安装到柱(38)的可调式臂支撑件(30)，但臂支撑件(30)可另选地安装到台(34)或基部(40)。
如本示例所示，可调式臂支撑件(30)包括垂直托架(36)、条连接器(46)和条(26)。为此，垂直托架(36)通过第一接头(48)附接到柱(38)，该第一接头允许垂直托架(36)相对于柱(38)移动(例如，诸如在z方向上延伸的第一垂直轴线(50)上下移动)。第一接头(48)为可调式臂支撑件(30)提供第一自由度(“Z提升”)。可调式臂支撑件(30)还包括第二接头(52)，该第二接头为可调式臂支撑件(30)提供第二自由度(倾斜)以围绕在y方向上延伸的第二轴线(53)枢转。可调式臂支撑件(30)还包括第三接头(54)，该第三接头为可调式臂支撑件(30)提供围绕在x方向上延伸的第三轴线(58)的第三自由度(“向上枢转”)。此外，附加接头(56)机械地约束第三接头(54)以在条连接器(46)围绕第三轴线(58)旋转时维持条(26)的期望取向。可调式臂支撑件(30)包括第四接头(60)以沿着在x方向上延伸的第四轴线(62)为可调式臂支撑件(30)提供第四自由度(平移)。
关于图4，基于台的机器人系统(28)被示出为具有安装在台(34)的相对侧上的两个可调式臂支撑件(30)。第一机器人臂(32)附接到第一可调式臂支撑件(30)的一个此类条(26)。第一机器人臂(32)包括附接到条(26)的基部(64)。类似地，第二机器人臂(32)包括附接到其他条(26)的基部(64)。第一机器人臂和第二机器人臂(32)的远侧端部分别包括器械驱动器(66)，该器械驱动器被构造成能够附接到一个或多个器械，诸如下文更详细地论述的那些。
在一个示例中，一个或多个机器人臂(32)具有七个或更多个自由度。在另一个示例中，一个或多个机器人臂(32)具有八个自由度，包括插入轴线(包括插入的1个自由度)、腕部(包括腕部俯仰、偏航和滚转的3个自由度)、肘部(包括肘部俯仰的1个自由度)、肩部(包括肩部俯仰和偏航的2个自由度)以及基部(64)(包括平移的1个自由度)。在一个示例中，插入自由度由机器人臂(32)提供，而在另一个示例中，诸如外科器械(14)(参见图6A)，器械包括基于器械的插入架构。
图5更详细地示出了器械驱动器(66)的一个示例，其中外科器械(14)从其移除。考虑到参考外科器械(14)示出的本发明的基于器械的插入架构，器械驱动器(66)还包括完全延伸穿过其中的间隙孔(67)，以便以可移动方式接纳外科器械(14)的一部分，如下文更详细地论述。器械驱动器(66)在本文中也可被称为“器械驱动机构”、“器械装置操纵器”或“高级装置操纵器”(ADM)。器械可被设计成从器械驱动器(66)拆卸、移除和互换，以便由医疗专业人员或相关工作人员单独灭菌或处置。在一些情况下，器械驱动器(66)可被覆盖以便保护，并且因此可能不需要更换或灭菌。
每个器械驱动器(66)独立于其他器械驱动器(66)操作，并且包括多个旋转驱动输出件(68)，诸如四个驱动输出件(68)，它们也相对于彼此独立地被驱动以用于引导外科器械(14)的操作。本示例的器械驱动器(66)和外科器械(14)对准，使得每个驱动输出件(68)的轴线平行于超声外科器械(14)的轴线。在使用中，控制电路(未示出)接收控制信号，将马达信号传输到期望马达(未示出)，将由相应编码器(未示出)测量的所得马达速度与期望速度进行比较，并且调制马达信号以在一个或多个驱动输出件(68)处生成期望扭矩。
在本示例中，器械驱动器(66)是圆形的，其中相应的驱动输出件(68)容纳在旋转组件(70)中。响应于扭矩，旋转组件(70)沿着圆形轴承(未示出)旋转，该圆形轴承将旋转组件(70)连接到器械驱动器(66)的非旋转部分(72)。电力和控制信号可通过其间的电触点诸如刷式滑环连接件(未示出)从器械驱动器(66)的非旋转部分(72)传送到旋转组件(70)。在一个示例中，旋转组件(70)可以响应于集成到不可旋转部分(72)中的单独驱动输出件(未示出)，并且因此不平行于其他驱动输出件(68)。在任何情况下，旋转组件(70)允许器械驱动器(66)使旋转组件(70)和驱动输出件(68)与外科器械(14)一起作为单个单元围绕器械驱动器轴线(74)旋转。
本文所述的任何系统，包括基于台的机器人系统(28)，还可包括用于操纵一个或多个器械的输入控制器(未示出)。在一些实施方案中，输入控制器(未示出)可与器械(例如，通信地、电子地、电气地、无线地和/或机械地)联接，使得输入控制器(未示出)的操纵例如经由主从控制导致器械的对应操纵。在一个示例中，一个或多个负荷传感器(未示出)可定位在输入控制器中，使得输入控制器的部分(未示出)能够在导纳控制下操作，从而有利地减小控制器在使用时的感知惯性。
另外，本文所述的任何系统(包括基于台的机器人系统(28))可以提供非基于辐射的导航和定位装置，以减少暴露于辐射并且减少手术室内的设备量。如本文所用，术语“定位”可以指确定和/或监测对象在参考坐标系中的位置。诸如术前标测、计算机视觉、实时电磁传感器(EM)跟踪和机器人命令数据的技术可以单独地或组合地使用以实现无辐射操作环境。在仍使用基于辐射的成像模态的其他情况下，可以单独地或组合地使用术前标测、计算机视觉、实时EM跟踪和机器人命令数据，以改进仅通过基于辐射的成像模态获得的信息。
C.示例性外科器械
关于图5至图6B并且与上文论述的器械驱动器(66)协作，外科器械(14)包括细长轴组件(114)和具有附接接口(78)的器械基部(76)，该附接接口具有被构造成能够分别与对应的驱动输出件(68)联接的多个驱动输入件(80)。超声外科器械(14)的轴组件(114)从器械基部(76)的中心延伸，其中轴线基本上平行于驱动输入件(80)的轴线，如上文简要论述。在轴组件(114)定位在器械基部(76)的中心处的情况下，轴组件(114)在附接到间隙孔(67)中并且以可移动方式接纳在间隙孔中时与器械驱动器轴线(74)同轴。因此，旋转组件(70)的旋转导致外科器械(14)的轴组件(114)围绕其自身的纵向轴线旋转，同时间隙孔(67)为轴组件(114)在使用期间的平移提供空间。
为此，图5至图6B示出了具有如上文简要论述的基于器械的插入架构的外科器械(14)。外科器械(14)包括细长轴组件(114)、连接到轴组件(114)并从该轴组件向远侧延伸的端部执行器(116)以及联接到轴组件(114)的器械基部(76)。值得注意的是，轴组件(114)的插入以器械基部(76)为基础，使得端部执行器(116)被构造成能够选择性地从回缩位置纵向移动到伸出位置(反之亦然)以及两者间的任何期望的纵向位置。如本文所用，回缩位置在图6A中示出并且将端部执行器(116)相对靠近且朝近侧朝向器械基部(76)放置，而伸出位置在图6B中示出并且将端部执行器(116)相对远离且朝远侧远离器械基部(76)放置。因此，可通过超声外科器械(14)来便于端部执行器(116)相对于患者的插入和抽出，但应当理解，在一个或多个示例中，这种插入和抽出也可经由可调式臂支撑件(30)来进行。
虽然器械驱动器(66)的本示例示出了布置在旋转组件(70)中以便像从轴组件(114)朝远侧突出端部执行器(116)那样面向远侧方向的驱动输出件(68)，但另选的器械驱动器(未示出)可包括布置在另选的旋转组件(70)上以便面向与朝远侧突出端部执行器(116)相对的近侧方向的驱动输出件(68)。在这样的示例中，外科器械(14)可因此具有面向远侧的驱动输入件(80)，以在与图5所示相反的方向上附接到面向近侧的器械驱动器(66)。因此，本发明并非旨在不必要地限于本示例中所示的驱动输出件(68)和驱动输入件(80)的特定布置，并且可类似地使用用于操作地联接在驱动输出件与输入件(68,80)之间的任何此类布置。
尽管本文描述了被构造成能够便于端部执行器(116)与驱动输入件(80)之间的运动的各种特征部，但此类特征部可另外地或另选地包括滑轮、缆线、托架、支架如动态关节运动旋转工具(KART)和/或被构造成能够沿着轴组件(114)传送运动的其他结构。此外，虽然器械基部(76)被构造成能够操作地连接到器械驱动器(66)以驱动轴组件(114)和/或端部执行器(116)的各种特征部，如下文更详细地论述，但应当理解，另选示例操作地将轴组件(114)和/或端部执行器(116)连接到另选柄部组件(未示出)。在一个示例中，此类柄部组件(未示出)可包括手枪式握持部(未示出)，该手枪式握持部被构造成能够由医疗专业人员直接抓握和操纵以驱动轴组件(114)和/或端部执行器(116)的各种特征部。因此，本发明不旨在不必要地限于与器械驱动器(66)一起使用。
II.示例性抽吸冲洗外科器械
在一些情况下，作为外科器械(14)的补充或替代，期望使用具有上述机器人系统(10,28)的各种另选外科器械。当与机器人系统(10,28)一起使用时，此类另选外科器械可理想地提供改善的可操作性和/或功能性。例如，如上所述，外科器械(14)可在回缩位置与伸出位置之间移动。另外，沿着支撑结构平移外科器械(14)的一部分以提供增加的外科进入而不增加外科器械(14)的尺寸可能是有益的。同样如上所述，使用机器人臂(20,32)的旋转组件(70)可使得整个外科器械(14)能够旋转，而不是外科器械(14)的特定结构能够旋转。
这些另选外科器械的一个此类示例包括第二示例性外科器械(210)，其也可被称为外科缝合器(210)，并且在下文更详细地讨论。以下文献中描述了用于与机器人系统(10,28)结合的另选外科器械和/或相关特征的附加示例：2020年6月18日提交的名称为“Articulation Mechanisms for Robotic Surgical Tools”的美国专利申请16/946,363号；2020年10月22日提交的名称为“Surgical Instrument and Carrier KART SupportingUltrasonic Transducer”的美国专利申请17/077,067号；2020年10月22日提交的名称为“Carrier KART and Jaw Closure of an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利申请17/077,086号；2020年10月22日提交的名称为“Surgical Instrument with ClampingSensor Feedback and Related Methods”的美国专利申请17/077,130号；2020年10月22日提交的名称为“Surgical Instrument with Non-clamping Sensor Feedback andRelated Methods”的美国专利申请17/077,136号；2020年10月22日提交的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument with a Carrier KART and Reusable Stage”的美国专利申请17/077,250号；2020年10月22日提交的名称为“Surgical Instrument with aCarrier KART and Various Communication Cable Arrangements”的美国专利申请17/077,373号；2020年10月22日提交的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument with aFixed Transducer Grounding”的美国专利申请17/077,139号；2020年10月22日提交的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument with a Shaft Assembly and ElongatedWaveguide Support Arrangement”的美国专利申请17/077,146号；2020年10月22日提交的名称为“Damping Rings for an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利申请17/077,152号；2020年10月22日提交的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument with aMid-shaft Closure System and Related Methods”的美国专利申请17/077,110号；2020年10月22日提交的名称为“Surgical Instrument with an Articulatable ShaftAssembly and Dual End Effector Roll”的美国专利申请17/076,956号；2020年10月22日提交的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument with a Distally Grounded AcousticWaveguide”的美国专利申请17/076,959号；和/或2020年10月22日提交的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument with aMultiplanar Articulation Joint”的美国专利申请17/077,098号。以上引用的美国专利申请中的每个的公开内容以引用方式全文并入本文。外科器械的这些另选示例的各种特征可容易地结合到外科机器人系统(诸如机器人系统(10,28))中，使得本发明不旨在不必要地限于本文所述的这些特定的另选外科器械。
A.概述
图7是可以结合本公开的一些或全部原理的示例性外科器械(210)。外科器械(210)在某些方面可类似于以上参照图1至图6B该的器械中的任一个器械，并且因此可与机器人外科系统(诸如图1至图6B的机器人系统(10,28))结合使用。如图所示，外科器械210包括细长轴组件(212)和布置在轴组件(212)的远侧端部处的端部执行器(214)。
外科器械(210)可具有能够执行一种或多种外科功能的多种构型中的任一种构型。在本示例中，外科器械(210)更具体地为具有端部执行器(214)的抽吸冲洗外科器械(210)，该端部执行器包括被构造成能够向外科部位施加抽吸和/或冲洗的远侧开口(215)。附加地或另选地，端部执行器(214)可包括需要相对的钳口的其他类型的器械，诸如但不限于外科缝合器(例如，圆形缝合器和线性缝合器)、组织抓紧器、外科剪刀、高级能量血管闭合器、施夹器、针驱动器、包括一对相对的抓持钳口的巴布科克钳、双极性钳口(例如，双极性马里兰抓紧器、夹钳、有孔抓紧器等)、内诊镜(例如，相机)、超声器械、RF器械或它们的任何组合等。
外科器械(210)包括具有附接接口(218)的器械基部(216)，能够类似于上述器械基部(76)和附接接口(78)操作。附接接口(78)还包括用于与一个或多个驱动输出件(诸如驱动输出件(68))联接的一个或多个驱动输入件(220)。轴组件(212)从器械基部(216)的中心延伸，其中轴线基本上平行于驱动输入件(220)的轴线，该驱动输入件类似于上述驱动输入件(68)。外科器械(14)的轴组件(212)由此被构造成能够围绕其自身的纵向轴线(222)旋转，同时还在使用期间沿着其轴线(222)相对于旋转组件(70)纵向平移。如下文将更详细地描述，外科器械(210)还包括阀适配器(224)。阀适配器(224)被构造成能够经由轴组件(212)将一个或多个附加特征部与端部执行器(214)流体联接，并且还能够通过器械驱动器(66)提供对阀适配器(224)的操作控制。
如以上所讨论的，基于台的机器人系统(10,28)(参见图1至图2)具有塔(未示出)和/或具有处理、计算和/或控制能力的台(16,34)(参见图1至图2)，该能力至少部分地由诸如中央处理单元(CPU)的处理器(260)和存储器(262)提供。处理器(260)和存储器(262)在外科器械(210)的元件和塔(未示出)和/或台(16,34)之间生成、存储和/或传递数据和信号(参见图1至图2)，诸如在如下该一个或多个传感器、塔(未示出)或台(16)之间生成、存储和/或传递数据和信号(参见图1)。虽然本示例的处理器(260)和存储器(262)被描绘为与器械基部(216)联接，但应当理解，处理器(260)和存储器(262)可替代地与外科器械(210)、塔(未示出)或台(16,34)的任何部分联接或容纳在其中(参见图1至图2)。
如图8至图9所示，阀适配器(224)被构造成能够与阀组件(226)或其他类似操作装置流体地且操作地联接，以在阀适配器(224)、阀组件(226)和端部执行器(214)之间提供一个或多个流体连接。因此，阀适配器(224)的近侧面(232)被构造成能够使用闩锁连接器(236)和闩锁(238)与阀组件(226)的远侧面(234)联接，使得阀组件(224)的出口(240)经由输入开口(242)与阀适配器(226)的内腔(258)流体联接。一个或多个流体连接可以是例如从真空(或“抽吸”)源(228)接收抽吸的第一连接以及从流体(或“冲洗”)源(230)接收流体的第二连接。如下文将更详细地描述，真空源(228)和流体源(230)中的每一者可与阀组件(226)的表面联接，并且阀组件(226)可因此能够操作以如由器械驱动器(66)所引导的将真空源(228)和流体源(230)中的一者或两者选择性地联接到端部执行器(214)。因此，当来自真空源(228)和流体源(230)的流体或抽吸被启动时，任何此类流体或吸力通过阀组件(226)的阀室或内腔(326)传输到阀适配器(224)的输入开口(242)中，并且流动通过阀适配器(224)的内腔(258)并且进入轴组件(212)的近侧部分中(例如，参见图13A至图13C)。
为了引导阀组件(226)的操作，一个或多个拉动缆线(244,246)操作地联接在器械基部(216)与阀适配器(224)之间。图10中描绘的是阀适配器(224)，为了更清楚起见，移除了外部壳体的一部分。如图所示，拉动缆线(244,246)可以能够选择性地操作以引导与相应齿条(252,254)操作地联接的相应小齿轮(248,250)的运动。因此，拉动缆线(244,246)沿轴线(222)纵向平移将拉动缆线(244,246)的纵向运动转化为小齿轮(248,250)的旋转运动，该旋转运动又转化回齿条(252,254)的纵向运动。如将在下文更详细地描述的，齿条(252,254)被进一步构造成能够通过纵向延伸和缩回穿过阀适配器的开口(253,255)(参见图8)并且进入到阀组件(226)的阀组件(226)的开口(256,258)中(参见图11)来向阀组件(226)提供输入操作。
B.滑阀组件
在外科器械(210)的一些型式中，阀组件(226)可被构造为并且能够操作为滑阀组件(226)。图12中描绘的是滑阀组件(226)，为了更清楚起见，移除了外部壳体主体的一部分。如图所示，滑阀组件(226)包括阀体(300)和一对齿条(302,303)，这对齿条被构造成能够如由阀适配器(224)的齿条(252,254)所引导的纵向平移。阀体(300)具有一个或多个端口，诸如真空入口开口和流体入口开口(304,305)以及出口开口(306)。阀适配器(224)的齿条(252,254)的近侧端部被构造成能够抵靠滑阀组件(226)的齿条(302,303)的远侧端部以纵向平移齿条(302,303)，这进一步作用以旋转滑阀组件(226)的小齿轮(307,308)。每个小齿轮(307,308)与阀输入中的一者联接，具体地，与来自真空源(228)的输入或来自流体源(230)的输入联接。每个小齿轮(307,308)进一步与第二组齿条(310,312)联接，该第二组齿条附接到相应的流体突出部和真空突出部(314,316)。流体突出部和真空突出部(314,316)与小齿轮(307,308)操作地联接并且被构造成能够当经由齿条(252,254)自动地驱动时在与齿条(302,303)大致相等且相反的方向上纵向地平移。换句话说，流体突出部和真空突出部(314,316)通常跟随齿条(310,312)的运动，并且就这一点而言提供用于抽吸或冲洗的阀组的视觉指示。除此之外或另选地，机器人操作可被禁用，并且流体突出部和真空突出部(314,316)可被手动地抓握并根据需要移动以实现抽吸或冲洗。
因此，例如，当第一齿条(302)向近侧平移以旋转第一小齿轮(307)时，来自流体源(230)的流体入口滑阀塞(318)(参见图13A-图13C)打开，从而将流体源(230)与轴组件(212)联接。流体突出部(314)被进一步操作成与小齿轮(307)联接，使得其与如上文所讨论的向近侧平移的第一齿条(302)相关地向远侧移动。类似地，当第二齿条(303)向近侧平移以旋转第二小齿轮(308)时，来自真空源(228)的真空入口滑阀塞(320)(参见图13A-图13C)打开，从而将真空源(228)与轴组件(212)联接。真空突出部(316)被进一步操作成与小齿轮(308)联接，使得其与如上文所讨论的向近侧平移的第二齿条(303)相关地向远侧移动。根据这些特征，器械基部(216)对拉动缆线(244,246)的操作由此操作滑阀组件(226)。如本示例中所示，真空入口滑阀塞和流体入口滑阀塞(320,318)在阀体(300)内以可移动方式定位到下文更详细描述的多个预定位置以用于期望的流体流动。
图13A-图13C中描绘的是滑阀组件(226)的三种不同的阀位置组合。图13A中显示的是处于第一构型的滑阀组件(226)，由此各自分别与真空源(228)或流体源(230)联接的流体入口阀塞和真空入口阀塞(318,320)两者均处于关闭位置。弹簧(322,324)(诸如压缩弹簧)用于将阀塞(318,320)和齿条(302,303)偏置在近侧位置，直到拉动缆线(244,246)使用如上所述的阀适配器(224)选择性地向远侧拉动齿条(302,303)中的一者或两者。在关闭位置，真空源(228)和流体源(230)各自与轴组件(212)和端部执行器(214)的远侧开口(215)流体分离，这在本文中也可称为流体断开。更具体地讲，滑阀组件(226)和阀适配器(224)的出口开口(306)与真空入口开口和流体入口开口(304,305)两者断开。图13B中显示的是处于第二构型的滑阀组件(226)，由此流体入口滑阀塞(318)处于打开位置以将流体源(230)和流体入口开口(305)与出口开口(306)穿过其流体连通地流体联接，同时真空入口滑阀塞(320)保持在关闭位置。图13C中显示的是处于第三构型的滑阀组件(226)，由此真空入口滑阀塞(320)处于打开位置以(318)将真空源(228)和真空入口开口(304)与出口开口(306)穿过其流体连通地流体联接，同时流体入口滑阀塞(318)保持在关闭位置。
III.用流体灌注抽吸冲洗外科器械的示例性方法
在一些示例中，可能期望在第一次使用之前或在某些情况下在手术期间用来自流体源(230)的流体灌注外科器械(210)。例如，在操作外科器械(210)之前，存储在塔(未示出)或台(16,34)中的一者或两者中的处理、计算和/或控制能力(参见图1至图2)使流体和真空入口阀塞(318,320)循环至完全打开位置和关闭位置，从而确定这些对于该特定的外科器械(210)而言可能是唯一的特定的完全打开位置和关闭位置。这种确定在本文中也可被称为“归位”流体入口阀塞和真空入口阀塞(318,320)。同样在操作外科器械(210)之前，流体源(230)通过一个或多个流体管线(350)与阀组件(226)流体联接(参见图12)。流体管线(350)可以是例如通常用于向患者施用流体的医用级管。当流体管线(350)与阀组件(226)联接以由此传送来自流体源(230)的流体(诸如冲洗流体)时，可能期望的是，灌注流体管线(350)以移除任何不期望的气泡或使流体的一部分循环通过以预填充流体管线(350)。更具体地讲，可能期望在不将流体从出口开口(306)排出并因此经由轴组件(212)从端部执行器(214)排出的情况下灌注流体管线(350)。因此，这种灌注可与流体入口阀塞和真空入口阀插塞(318,320)的归位同期发生，诸如同时发生，诸如在将外科器械(210)用于患者之前。
因此，图14中描绘的是滑阀组件(226)的另一个阀位置组合。图14中显示的是处于第四构型的滑阀组件(226)，由此各自分别与真空源(228)或流体源(230)联接的流体入口阀塞和真空入口阀塞(318,320)两者均转换到打开位置。如上所述，弹簧(322,324)用于将阀塞(318,320)和齿条(302,303)偏置在近侧位置，直到拉动缆线(244,246)使用阀适配器(224)选择性地向远侧推动一个或两个齿条(310,312)。在打开位置，真空源(228)和流体源(230)各自与轴组件(212)和端部执行器(214)的远侧开口(215)流体联接，这在本文中也可被称为流体连通。更具体地讲，滑阀组件(226)和阀适配器(224)的出口开口(306)与真空入口开口和流体入口开口(304,305)两者流体连通。另选地，阀组件(226)可被构造成能够在灌注外科器械(210)的同时使远侧开口(215)与内腔(326)和/或出口开口(306)流体闭合。因此应当理解，本发明并不旨在不必要地限于在灌注外科器械(210)时使出口开口(306)与阀组件(226)流体连接或断开。
在图14所示的第四构型中，真空源(228)和流体源(230)两者的启动导致来自流体源(228)的流体跨内腔(326)被直接传送到真空源(228)，而不是通过出口开口(306)朝向轴组件(212)和端部执行器(214)进行传送。为了确保没有来自流体源(230)的流体通过出口开口(306)传送，真空源(228)适当地装备有真空强度和/或比流体入口内径更大的真空入口内径，其能够将来自流体源(230)的全部流体抽吸到与真空源(228)相关联的流体贮存器或引流出口(未示出)中。可在使用外科器械(210)的手术开始之前完成此灌注规程以大致填充流体管线(350)。然而，在一些情况下，可能期望在操作期间重复该灌注规程，诸如如果流体源(230)遇到问题并且传送需要进一步灌注的错误流体流(例如，包含通常大量存在于其中的气泡的流体流)。
图15中描绘的是在手术之前灌注外科器械(210)的流体管线(350)的示例性方法(400)。首先，在步骤(402)处，外科器械(210)与阀组件(226)的出口开口(306)联接。接下来，在步骤(404)处以及在步骤(406)处，流体源(230)和真空源(228)各自分别经由真空入口开口和流体入口开口(304,305)与阀组件(226)联接。因此，在操作阀塞(318)以将阀塞(318)从关闭位置(参见图13A)转换到打开位置(参见图14)时，诸如在归位外科器械(210)时，流体源(230)与内腔(326)流体联接。此外，在操作阀塞(320)以将阀塞(320)从关闭位置(参见图13A)转换到打开位置(参见图14)时，诸如在归位外科器械(210)时，真空源(228)也与内腔(326)流体联接。在步骤(408)和(410)处，真空源(228)和流体源(230)可被启动以向真空入口开口和流体入口开口(304,305)提供相应的真空抽吸和流体。
在步骤(412)处，流体入口阀塞和真空入口阀塞(318,320)从关闭位置转换到打开位置，从而使流体和真空与内腔(326)流体连通。在一些型式中，流体入口阀塞和真空入口阀塞(318,320)同时转换到打开位置，以防止来自流体入口开口(305)的任何流体经由出口开口(306)从阀组件(226)向外传送。在其他型式中，真空入口阀塞(320)首先被转换以确保一旦流体入口阀塞(318)转换以向流体入口开口(305)提供流体，则在内腔(326)内真空抽吸已经起作用并且准备通过真空入口(320)向外真空抽吸流体。接下来，在步骤(414)处，只要灌注流体管线(350)需要，入口阀塞(318,320)就可保持在它们各自的打开位置以允许流体通过真空入口(320)向外传送。灌注流体管线所需的时间长度可基于某些因素和情况(例如，流体管线(350)的尺寸和长度)而变化，但可基于已知因素如预定驻留时间来计算和/或实验地确定。一个或多个预定驻留时间可以被存储在塔(未示出)和/或台(16,34)上(参见图1至图2)。例如，处理器(260)和存储器存储装置(262)可以包括预定驻留时间，并且处理器(260)可以被配置为能够将阀组件(226)选择性地移动到第二构型达预定驻留时间。入口阀塞(318,320)可因此被保持在它们各自的打开位置(无论是手动地还是通过如由处理器(260)指示的自动操作)达预定驻留时间，以允许流体在步骤(414)期间通过真空入口(320)向外转移。
接下来，在步骤(416)处，流体入口阀和真空入口阀塞(318,320)从打开位置转换到关闭位置，从而使流体和真空与内腔(326)流体分离。在一些型式中，流体入口阀塞和真空入口阀塞(318,320)同时转换到关闭位置，以防止来自流体入口开口(305)的任何残余流体经由出口开口(306)从阀组件(226)向外传送。在其他型式中，流体入口阀塞(318)首先被转换以确保来自流体源(230)的所有流体经由真空入口(320)被移除。此后，在步骤(418)处，流体管线(350)被灌注并且外科器械(210)可被操作或者外科手术可以以其他方式继续。
在一个示例中，在外科器械(210)的灌注之后，这种灌注到已灌注状态的完成被存储到基于台的机器人系统(28)(参见图1)，诸如存储在外科器械(210)的存储器(262)、塔(未示出)和/或台(16)(参见图1)上。在外科器械(210)的使用被暂停以及/或者阀组件(226)从阀适配器(224)移除的情况下(参见图7)，患者的手术的另一方面可在外科器械(210)与阀组件(226)的重新连接和使用之后执行。在与阀组件(226)一起使用外科器械(210)时，已灌注状态因此是已知的，并且不会如CPU(260)(参见图7)用于在塔(未示出)和/或台(16)中处理(参见图1)所指示那样重复。
在一些型式中，阀组件(226)可包括一个或多个传感器(未示出)，该传感器能够操作以感测流体是否已从流体入口开口(305)转移到内腔(326)中，以确保关于图14至图15描述的灌注步骤已在外科器械(210)的操作之前完成。因此，传感器(未示出)可经由传感器导线或无线地以通信方式联接到基于台的机器人系统(10)(参见图1)的器械(210)的外科处理器(260)和存储器(262)、塔(未示出)和/或台(16)(参见图1)以警告基于台的机器人系统(10)和/或操作者灌注方法(400)还没有完成或灌注方法(400)已经完成并且因此不需要重复。
IV.示例性组合
以下实施例涉及本文的教导内容可被组合或应用的各种非穷尽性方式。应当理解，以下实施例并非旨在限制可在本专利申请或本专利申请的后续提交文件中的任何时间提供的任何权利要求的覆盖范围。不旨在进行免责声明。提供以下实施例仅仅是出于例示性目的。设想本文的各种教导内容可按多种其他方式进行布置和应用。还设想到，一些变型可省略在以下实施例中所提及的某些特征。因此，下文提及的方面或特征中的任一者均不应被视为决定性的，除非另外由发明人或与发明人有利害关系的继承者在稍后日期明确指明如此。如果本专利申请或与本专利申请相关的后续提交文件中提出的任何权利要求包括下文提及的那些特征之外的附加特征，则这些附加特征不应被假定为因与专利性相关的任何原因而被添加。
实施例1
一种用流体灌注外科器械的方法，其中，该外科器械包括(a)轴组件，该轴组件包括内腔，和(b)阀组件，该阀组件包括：(i)第一入口，该第一入口被构造成能够接收来自流体源的该流体，(ii)第二入口，该第二入口被构造成能够接收来自真空源的抽吸，(iii)出口，该出口与该内腔流体连通，(iv)阀室，以及(v)至少一个阀塞，该至少一个阀塞被构造成能够经由该阀室选择性地流体连接该出口、该第一入口和该第二入口中的至少两者，该方法包括：(a)启动该流体源以向该第一入口提供该流体；(b)启动该真空源以向该第二入口提供抽吸；(c)将该至少一个阀塞从第一位置转换到第二位置，其中：(i)在该第一位置，该流体源和该真空源各自与该阀室流体分离，并且(ii)在该第二位置，该流体源和该真空源各自与该阀室流体连通；以及(d)经由抽吸将该流体的第一部分从该第一入口通过该第二入口朝向该真空源传送，从而灌注该外科器械。
实施例2
根据实施例1该的方法，其中，将该至少一个阀塞从第一位置转换到第二位置包括同时打开该第一入口和该第二入口。
实施例3
根据实施例1-2中任一项该的方法，还包括：在将该流体的第一部分从该第一入口朝向该真空源传送之后，将该至少一个阀塞从该第二位置转换到该第一位置。
实施例4
根据实施例3该的方法，其中，将该至少一个阀塞从该第二位置转换到该第一位置包括同时关闭该第一入口和该第二入口。
实施例5
根据实施例1-4中任一项该的方法，其中，该至少一个阀塞包括：(a)流体阀塞，该流体阀塞能够选择性地操作以打开和关闭该第一入口；和(b)真空阀塞，该真空阀塞能够选择性地操作以打开和关闭该第二入口。
实施例6
根据实施例5该的方法，其中，该流体阀塞和该真空阀塞分别被朝向流体关闭位置和真空关闭位置偏置，其中，在该流体关闭位置和该真空关闭位置，该流体源和该真空源各自与该阀室流体分离。
实施例7
根据实施例6该的方法，其中，该流体阀塞和该真空阀塞各自被一个或多个压缩弹簧朝向该流体关闭位置和该真空关闭位置偏置。
实施例8
根据实施例1-7中任一项该的方法，还包括：经由抽吸将该流体的第一部分从该第一入口通过该第二入口朝向该真空源传送预定驻留时间，从而灌注该外科器械。
实施例9
根据实施例1-8中任一项该的方法，其中，该外科器械还包括从该轴组件向远侧延伸的端部执行器，其中，该端部执行器包括流体连接到该内腔的开口。
实施例10
根据实施例1-9中任一项该的方法，其中，该外科器械还包括用于将该流体源与该第一入口流体联接的流体供应管线，其中，在该第二位置，该流体的该一部分被朝向该真空源传送以灌注该流体供应管线。
实施例11
根据实施例10该的方法，其中，在该第二位置，该真空源通过该第二入口抽吸经过该第一入口的全部该流体。
实施例12
根据实施例1-11中任一项该的方法，还包括：在将该流体的第一部分从该第一入口朝向该真空源传送之后，将该至少一个阀塞从该第二位置转换到该第一位置；以及将该至少一个阀塞从该第一位置转换到第三位置，其中，在该第三位置，该流体源与该阀室流体联接，并且该真空源与该阀室流体分离。
实施例13
根据实施例1-12中任一项该的方法，还包括：在将该流体的第一部分从该第一入口朝向该真空源传送之后，将该至少一个阀塞从该第二位置转换到该第一位置；以及将该至少一个阀塞从该第一位置转换到第四位置，其中，在该第四位置，该流体源与该阀室流体分离，并且该真空源与该阀室流体联接。
实施例14
根据实施例1-13中任一项该的方法，其中，该外科器械还包括旋转驱动构件，该旋转驱动构件操作地连接到线性致动器并且被构造成能够经由该线性致动器围绕驱动轴线以可旋转的方式驱动，其中，该旋转驱动构件由能够相对于患者支撑件移动的至少一个机器人臂驱动。
实施例15
根据实施例1-14中任一项该的方法，其中，该轴组件沿着纵向轴线延伸并且还包括线性致动器，该线性致动器被构造成能够相对于该纵向轴线选择性地平移，其中，该线性致动器操作地连接到该旋转驱动构件并且被构造成能够选择性地引导该旋转驱动构件的旋转。
实施例16
一种机器人外科系统，包括：(a)轴组件，该轴组件包括内腔；(b)阀组件，该阀组件包括：(i)第一入口，该第一入口被构造成能够与流体供应管线联接以接收来自流体源的流体；(ii)第二入口，该第二入口被构造成能够接收来自真空源的抽吸；(iii)出口，该出口与该内腔流体连通；(iv)阀室；(v)流体阀塞，该流体阀塞被构造成能够经由该第一入口选择性地使该流体源与该阀室流体连通；以及(vi)真空阀塞，该真空阀塞被构造成能够经由该第二入口选择性地使该真空源与该阀室流体连通；其中，该阀组件被构造成能够在第一构型和第二构型中操作，其中：(i)在该第一构型中，该流体阀塞和该真空阀塞两者均关闭，从而被构造成能够将该流体源和该真空源与该阀室流体分离，并且(ii)在该第二构型中，该流体阀塞和该真空阀塞两者均打开，从而被构造成能够将该流体源和该真空源与该阀室流体联接，使得该真空源通过该第二入口抽吸经过该入口端口的全部该流体。
实施例17
根据实施例16该的外科设备，还包括具有预定驻留时间的处理器和存储器存储装置，其中，该处理器被配置为能够将该阀组件选择性地移动到该第二构型达预定驻留时间。
实施例18
根据实施例16-17中任一项该的外科设备，其中，该流体阀塞和该真空阀塞能够操作以同时打开和关闭。
实施例19
根据实施例16-18中任一项该的外科设备，其中，该阀组件被构造成能够在第三构型和第四构型中操作，其中：(a)在该第三位置，该第一入口与该阀室流体联接，并且该第二入口与该阀室流体分离，并且(b)在该第四位置，该第一入口与该阀室流体分离，并且该第二入口与该阀室流体联接。
实施例20
一种用流体灌注外科器械的方法，其中，该外科器械包括(a)轴组件，该轴组件包括内腔，和(b)阀组件，该阀组件包括：(i)第一入口，该第一入口被构造成能够接收来自流体源的流体，(ii)第二入口，该第二入口被构造成能够接收来自真空源的抽吸，(iii)出口，该出口与该内腔流体连通，(iv)阀室，(v)流体阀塞，该流体阀塞能够选择性地操作以打开和关闭该第一入口，以及(vi)真空阀塞，该真空阀塞能够选择性地操作以打开和关闭该第二入口，该方法包括：(a)启动该流体源以向该第一入口提供该流体；(b)启动该真空源以向该第二入口提供抽吸；(c)将该真空阀塞从第一真空阀位置转换到第二真空阀位置，其中：(i)在该第一真空阀位置，该真空源与该阀室流体分离，并且(ii)在该第二真空阀位置，该真空源与该阀室流体连通；(d)将该流体阀塞从第一流体阀位置转换到第二流体阀位置，其中：(i)在该第一流体阀位置，该流体源与该阀室流体分离，并且(ii)在该第二流体阀位置，该流体源与该阀室流体连通；(d)经由抽吸将该流体直接从该第一入口通过该第二入口朝向该真空源传送，从而灌注该外科器械。
VI.杂项
本文所述的教导内容、表达、实施方案、实施例等中的任一者或多者可与以下专利中所述的教导内容、表达、实施方案、实施例等中的任一者或多者组合：与本申请同一日期提交的名称为“Suction and Irrigation Valve and Method of Priming Same in aRobotic Surgical System”的美国专利申请[代理参考号END9329USNP1]，其以引用方式全文并入本文。
应当理解，据称以引用方式并入本文的任何专利、专利公布或其他公开材料，无论是全文或部分，仅在所并入的材料与本公开列出的现有定义、陈述或其他公开材料不冲突的范围内并入本文。因此，并且在必要的程度下，本文明确列出的公开内容代替以引用方式并入本文的任何冲突材料。据称以引用方式并入本文但与本文列出的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的任何材料或其部分，将仅在所并入的材料与现有的公开材料之间不产生冲突的程度下并入。
上文描述的版本可被设计成在单次使用后丢弃，或者它们可被设计成使用多次。在任一种情况下或两种情况下，可对这些型式进行修复以在至少一次使用之后重复使用。修复可包括以下步骤的任意组合：拆卸系统、器械和/或其部分，然后清洁或替换特定零件以及随后进行重新组装。具体地，可拆卸一些型式的系统、器械和/或其部分，并且可选择性地以任何组合来更换或移除系统、器械和/或其部分的任何数目的特定零件或部件。在清洁和/或更换特定部件时，一些型式的系统、器械和/或其部分可在修复设施处重新组装或者在即将进行规程之前由操作者重新组装以供随后使用。本领域的技术人员将会知道，系统、器械和/或其部分的修复可利用多种技术进行拆卸、清洁/更换和重新组装。此类技术的使用以及所得的经过修复的系统、器械和/或其部分都在本申请的范围内。
仅以举例的方式，本文描述的型式可在规程之前和/或之后消毒。在一种灭菌技术中，将系统、器械和/或其部分放置在密闭且密封的容器(诸如塑料或TYVEK袋)中。然后可将容器和系统、器械和/或其部分置于可穿透容器的辐射场，诸如γ辐射、X射线或高能电子。辐射可杀死系统、器械和/或其部分上和容器中的细菌。然后可将经灭菌的系统、器械和/或其部分储存在无菌容器中，以供以后使用。还可使用本领域已知的任何其他技术对系统、器械和/或其部分进行灭菌，所述技术包括但不限于β辐射或γ辐射、环氧乙烷或蒸汽。
已经示出和阐述了本发明的各种实施方案，可在不脱离本发明的范围的情况下由本领域的普通技术人员进行适当修改来实现本文所述的方法和系统的进一步改进。已经提及了若干此类可能的修改，并且其他修改对于本领域的技术人员而言将显而易见。例如，上文所讨论的实施例、实施方案、几何形态、材料、尺寸、比率、步骤等均是例示性的而非必需的。因此，本发明的范围应根据以下权利要求书来考虑，并且应理解为不限于说明书和附图中示出和描述的结构和操作的细节。

Claims (20)

1.一种用流体灌注外科器械的方法，其中，所述外科器械包括(a)轴组件，所述轴组件包括内腔，和(b)阀组件，所述阀组件包括：(i)第一入口，所述第一入口被构造成能够接收来自流体源的所述流体，(ii)第二入口，所述第二入口被构造成能够接收来自真空源的抽吸，(iii)出口，所述出口与所述内腔流体连通，(iv)阀室，以及(v)至少一个阀塞，所述至少一个阀塞被构造成能够经由所述阀室选择性地流体连接所述出口、所述第一入口和所述第二入口中的至少两者，所述方法包括：
(a)启动所述流体源以向所述第一入口提供所述流体；
(b)启动所述真空源以向所述第二入口提供抽吸；
(c)将所述至少一个阀塞从第一位置转换到第二位置，其中：
(i)在所述第一位置，所述流体源和所述真空源各自与所述阀室流体分离，并且
(ii)在所述第二位置，所述流体源和所述真空源各自与所述阀室流体连通；以及
(d)经由抽吸将所述流体的第一部分从所述第一入口通过所述第二入口朝向所述真空源传送，从而灌注所述外科器械。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个阀塞从第一位置转换到第二位置包括同时打开所述第一入口和所述第二入口。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在将所述流体的第一部分从所述第一入口朝向所述真空源传送之后，将所述至少一个阀塞从所述第二位置转换到所述第一位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述至少一个阀塞从所述第二位置转换到所述第一位置包括同时关闭所述第一入口和所述第二入口。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个阀塞包括：
(a)流体阀塞，所述流体阀塞能够选择性地操作以打开和关闭所述第一入口；和
(b)真空阀塞，所述真空阀塞能够选择性地操作以打开和关闭所述第二入口。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述流体阀塞和所述真空阀塞分别被朝向流体关闭位置和真空关闭位置偏置，其中，在所述流体关闭位置和所述真空关闭位置，所述流体源和所述真空源各自与所述阀室流体分离。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述流体阀塞和所述真空阀塞各自被一个或多个压缩弹簧朝向所述流体关闭位置和所述真空关闭位置偏置。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：经由抽吸将所述流体的第一部分从所述第一入口通过所述第二入口朝向所述真空源传送预定驻留时间，从而灌注所述外科器械。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外科器械还包括从所述轴组件向远侧延伸的端部执行器，其中，所述端部执行器包括流体连接到所述内腔的开口。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外科器械还包括用于将所述流体源与所述第一入口流体联接的流体供应管线，其中，在所述第二位置，所述流体的所述部分被朝向所述真空源传送以灌注所述流体供应管线。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述第二位置，所述真空源通过所述第二入口抽吸经过所述第一入口的全部所述流体。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在将所述流体的第一部分从所述第一入口朝向所述真空源传送之后，将所述至少一个阀塞从所述第二位置转换到所述第一位置；以及
将所述至少一个阀塞从所述第一位置转换到第三位置，其中，在所述第三位置，所述流体源与所述阀室流体联接，并且所述真空源与所述阀室流体分离。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在将所述流体的第一部分从所述第一入口朝向所述真空源传送之后，将所述至少一个阀塞从所述第二位置转换到所述第一位置；以及
将所述至少一个阀塞从所述第一位置转换到第四位置，其中，在所述第四位置，所述流体源与所述阀室流体分离，并且所述真空源与所述阀室流体联接。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外科器械还包括旋转驱动构件，所述旋转驱动构件操作地连接到线性致动器并且被构造成能够经由所述线性致动器围绕驱动轴线以可旋转的方式驱动，其中，所述旋转驱动构件由能够相对于患者支撑件移动的至少一个机器人臂驱动。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轴组件沿着纵向轴线延伸并且还包括线性致动器，所述线性致动器被构造成能够相对于所述纵向轴线选择性地平移，其中，所述线性致动器操作地连接到所述旋转驱动构件并且被构造成能够选择性地引导所述旋转驱动构件的旋转。
16.一种机器人外科系统，包括：
(a)轴组件，所述轴组件包括内腔；
(b)阀组件，所述阀组件包括：
(i)第一入口，所述第一入口被构造成能够与流体供应管线联接以接收来自流体源的流体，
(ii)第二入口，所述第二入口被构造成能够接收来自真空源的抽吸，
(iii)出口，所述出口与所述内腔流体连通，
(iv)阀室，
(v)流体阀塞，所述流体阀塞被构造成能够经由所述第一入口选择性地使所述流体源与所述阀室流体连通，和
(vi)真空阀塞，所述真空阀塞被构造成能够经由所述第二入口选择性地使所述真空源与所述阀室流体连通；
其中，所述阀组件被构造成能够在第一构型和第二构型中操作，
其中：
(i)在所述第一构型中，所述流体阀塞和所述真空阀塞两者均关闭，从而被构造成能够将所述流体源和所述真空源与所述阀室流体分离，并且
(ii)在所述第二构型中，所述流体阀塞和所述真空阀塞两者均打开，从而被构造成能够将所述流体源和所述真空源与所述阀室流体联接，使得所述真空源通过所述第二入口抽吸经过所述入口端口的全部所述流体。
17.根据权利要求16所述的外科设备，还包括具有预定驻留时间的处理器和存储器存储装置，其中，所述处理器被配置为能够将所述阀组件选择性地移动到所述第二构型达预定驻留时间。
18.根据权利要求16所述的外科设备，其中，所述流体阀塞和所述真空阀塞能够操作以同时打开和关闭。
19.根据权利要求16所述的外科设备，其中，所述阀组件被构造成能够在第三构型和第四构型中操作，其中：
(a)在所述第三位置，所述第一入口与所述阀室流体联接，并且所述第二入口与所述阀室流体分离，并且
(b)在所述第四位置，所述第一入口与所述阀室流体分离，并且所述第二入口与所述阀室流体联接。
20.一种用流体灌注外科器械的方法，其中，所述外科器械包括(a)轴组件，所述轴组件包括内腔，和(b)阀组件，所述阀组件包括：(i)第一入口，所述第一入口被构造成能够接收来自流体源的流体，(ii)第二入口，所述第二入口被构造成能够接收来自真空源的抽吸，(iii)出口，所述出口与所述内腔流体连通，(iv)阀室，(v)流体阀塞，所述流体阀塞能够选择性地操作以打开和关闭所述第一入口，以及(vi)真空阀塞，所述真空阀塞能够选择性地操作以打开和关闭所述第二入口，所述方法包括：
(a)启动所述流体源以向所述第一入口提供所述流体；
(b)启动所述真空源以向所述第二入口提供抽吸；
(c)将所述真空阀塞从第一真空阀位置转换到第二真空阀位置，其中：
(i)在所述第一真空阀位置，所述真空源与所述阀室流体分离，并且
(ii)在所述第二真空阀位置，所述真空源与所述阀室流体连通；
(d)将所述流体阀塞从第一流体阀位置转换到第二流体阀位置，其中：
(i)在所述第一流体阀位置，所述流体源与所述阀室流体分离，并且
(ii)在所述第二流体阀位置，所述流体源与所述阀室流体连通；
(d)经由抽吸将所述流体直接从所述第一入口通过所述第二入口朝向所述真空源传送，从而灌注所述外科器械。
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