[发明专利]具有紧凑腕部的手术工具

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求以下文献的权益，即2009年11月13日提交的标题为“WRIST ARTICULATION BY LINKED TENSION MEMBERS”的美国临时申请号61/260,903（代理人案号ISRG02320PROV）；2009年11月13日提交的标题为“DOUBLE UNIVERSAL JOINT”的美国临时申请号61/260,910（代理人案号ISRG02340PROV）；以及2009年11月13日提交的标题为“SURGICAL TOOL WITH A TWO DEGREE OF FREEDOM WRIST”的美国临时申请号61/260,915（代理人案号ISRG02350PROV），其全部公开包括在此以供参考。本申请涉及2009年11月13日提交的标题为“END EFFECTOR WITH REDUNDANT CLOSING MECHANISMS”的美国临时申请号61/260,907（代理人案号ISRG02330PROV）；以及2009年11月13日提交的标题为“MOTOR INTERFACE FOR PARALLEL DRIVE SHAFTS WITHIN AN INDEPENDENTLY ROTATING MEMBER”的美国临时申请号61/260,919（代理人案号ISRG02360PROV），其全部公开包括在此以供参考。

背景技术

微创手术技术针对降低诊断或手术程序期间受损的外部组织量，因此降低患者恢复时间、不适以及有害副作用。因而，使用微创手术技术，可显著缩短标准手术的住院平均时间长度。同样地，也可通过微创手术，降低患者恢复时间、患者不适、手术副作用、以及离岗时间。

微创手术的通常形式为内窥镜法，并且内窥镜法的通常形式为腹腔镜法，后者为腹腔内部的微创检查和/或手术。在标准腹腔镜手术中，向患者的腹腔吹入气体，并且通过小（大约半英寸或更小）切口穿过套管袖件，从而为腹腔镜器械提供进入端口。

腹腔镜手术器械通常包括内窥镜（例如，腹腔镜）和工具，前者用于观察手术野，后者用于在手术点工作。工作工具通常类似于传统（开放）手术中使用的那些工具，除了每个工具的工作末端或末端执行器都通过延伸管（也称为，例如器械轴或主轴）而与其把手分离。末端执行器能够包括，例如，夹钳、抓紧器、剪刀、吻合器、烧灼工具、直线型切割器、或针托。

为了执行手术程序，外科医生使工作工具穿过套管袖件，到达内部手术点，并且从腹部外操作工具。外科医生从监控器观察程序，监控器显示内窥镜拍摄的手术点图像。类似的内窥镜技术例如用于关节镜、后腹膜腔镜、盆腔镜、肾镜、膀胱镜、仿真内镜（cisternoscopy）、内视镜、子宫镜、尿道镜等等。

开发微创远程手术机器人系统，从而当在内部手术点上工作时提高外科医生的灵敏度，以及允许外科医生从远处（无菌区之外）对患者进行手术。在远程手术系统中，通常在控制台为外科医生提供手术点的图像。在观察适当的观察期或屏幕上的手术点的三维图像的同时，外科医生通过操作控制台的主输入或控制装置，而对患者实施手术程序。每个主输入装置都控制机械伺服致动/铰接手术器械的运动。在手术程序期间，远程手术系统能够提供多种手术器械或工具的机械致动或控制。许多远程手术工具有这样的钳夹或其他可铰接末端执行器，其为外科医生执行各种功能，例如，响应主输入装置的操作，而支持或驱动针、抓握血管、解剖组织等等。具有远腕部接头的工具允许外科医生在内部手术点内定向工具，很大程度提高外科医生能够实时与组织相互作用（并且处理）的自由度。

发现外科医生在更多种治疗中应用远程手术系统。新工具将有助于继续该增长，并且尤其是这样的工具，诸如吻合器、直线型切割器等等（其能够对内部组织施加有效的夹紧和其他力）。不幸地，通过已知的工具腕部传送期望的远程手术末端执行器力具有挑战性，特别是同时保持远程手术任务期望的工具中的响应时间、精度、灵活性和可靠性尤其如此。

例如，已在许多不同的手术程序中使用包括直线型夹紧、切割和吻合装置的非机器人手术工具。能够使用该工具，从而从胃肠道切除癌变或异常组织。不幸地，许多已知的手术工具，包括已知的直线型夹紧、切割和吻合工具，都缺乏穿过紧凑铰接腕部传递期望的扭矩（例如，组织夹紧扭矩）或力（例如，吻合加热力）的能力，这可降低手术工具的效力。具有轴驱动夹紧机构的可替换工具也不能提供模仿外科医生手腕的自然运动的末端执行器的转动运动。