[发明专利]用于衰减机器人外科系统中的振动的技术

说明书

本发明题为“用于衰减机器人外科系统中的振动的技术”。本发明提供了一种在机器人外科手术期间使用的装置，其中该装置包括机械臂；工具驱动器，该工具驱动器连接到机械臂；插管，该插管包括近侧部分和远侧部分，其中近侧部分联接到工具驱动器；以及阻尼元件，该阻尼元件联接到机械臂、工具驱动器和插管中的一者。另外，本发明还提供了一种方法，该方法包括将联接到机械臂的外科工具引导到患者体内，其中外科工具穿过插管设置并且联接到工具驱动器，该工具驱动器联接到机械臂的远侧部分；以及通过机械臂操纵工具驱动器，其中由操纵产生的振动被联接到机械臂、工具驱动器和插管中的一者的阻尼元件抑制。

相关申请的交叉引用

本申请是2017年3月14日提交的共同未决的美国临时专利申请号 62/471,324、2017年3月14日提交的美国临时专利申请号 62/471,325和2017年3月14日提交的美国临时专利申请号 62/471,326的非临时申请，这些临时专利申请以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及机器人外科手术的领域，并且更具体地，涉及用于减少机器人外科系统内振动传递的新的和有用的系统和方法。

背景技术

微创外科（MIS）诸如腹腔镜式外科手术涉及旨在外科手术期间减少组织损伤的技术。例如，腹腔镜式手术通常涉及在患者体内（例如，在腹腔中）形成多个小切口，并且通过切口将一个或多个外科工具（例如，端部执行器、至少一个相机等）引入到患者体内。然后可使用引入的外科工具执行外科手术，其中由相机提供可视化辅助。

一般来讲，MIS提供多种有益效果，诸如减少患者瘢痕、减轻患者疼痛、缩短患者恢复期并且降低与患者恢复相关联的医疗费用。在一些实施方案中，MIS可用机器人系统来执行，该机器人系统包括用于基于来自操作者的命令操纵外科工具的一个或多个机械臂。例如，机械臂可在其远侧端部处支撑各种装置，诸如外科端部执行器、成像装置、用于提供进入患者的体腔和器官的插管等。在机器人MIS系统中，可能需要建立并保持由机械臂支撑的装置的高位置精度。

位置精度可因机械臂的振动而减小或降低。这种振动可例如呈振动串扰的形式，该振动串扰包括在该系统的一部分中发生的、源于该系统的另一部分的非期望的振动。例如，由于臂和/或其相关联的工具驱动器或外科工具的致动，可在臂内引起振动，并且该振动可传播到系统的其他部分，包括支撑其他装置的其他机械臂的远侧端部，以及被支撑的装置本身（例如，外科工具）。例如，这种振动可干扰装置在整个机器人外科系统中的位置精度。因此，希望减少振动在整个机器人外科系统中的传递或传播。

发明内容

一般来讲，在一些变型中，在机器人外科手术期间使用的系统可包括插管附件，该插管附件包括限定第一开口和比第一开口宽的第二开口的柔性裙边部分。裙边部分的至少一部分可为柔性的，以有助于将振动能量分布在整个患者组织上，从而减少传递到插管的远侧端部和/或插管内的外科工具的远侧端部的振动。在一些变型中，插管附件还可包括至少一个联锁特征结构，用于将裙边部分联接到另一个插管附件的第二裙边部分，使得振动能量可分布在多个插管附件和患者的更大表面上。联锁特征结构可例如包括用于与第二联锁特征结构重叠、与第二联锁特征结构侧向接合等的凹陷部或突出部（或其他合适的方面）。

裙边部分可基本上围绕第一开口，并且可包括弹性体材料诸如弹性体膜。例如，裙边部分可为大致圆形的，并且限定位于裙边部分的中心区域中的圆形孔。虽然刚刚描述了具有一个大致圆形开口的大致圆形的裙边部分，但是该裙边部分可具有任何其他合适的几何形状，可具有任何合适的形状和尺寸的开口，并且可具有任何合适数量的开口。

在一些变型中，插管附件还可包括联接到裙边部分的颈部部分（例如，单独形成并附接到裙边部分，与裙边部分一体形成等）。颈部部分可限定从第一开口延伸的内腔。例如，内腔可接收用于联接插管和插管附件的插管的轴。颈部部分可具有任何合适的细长形状。例如，颈部部分可张开，或者可沿其长度具有基本上均匀的横截面形状。颈部部分可远离第二开口延伸，或者在一些变型中可另选地朝向第二开口延伸。