電外科末端執行器的制造方法
【專利摘要】用于與機器人手術系統一起使用的雙極電外科手術鉗。第一抓緊鉗夾構件上的電極與第二鉗夾構件上的對應的電極對齊，如此允許局部能量密封第一鉗夾構件和第二鉗夾構件之間的組織。第一鉗夾構件具有開口中線狹槽，如此暴露該狹槽中的組織。所暴露的組織使得第二相似的手術鉗與相對的手臂一起使用來處理狹槽中的組織。在實施例中，支撐第一手術鉗和第二手術鉗的機器人手臂的精確動作在第一手術鉗的開口中線狹槽內精確地引導第二手術鉗的遠側尖端電極以處理組織。通過這種方式，消除了與傳統的電外科手術鉗的移動刀片相關的復雜組件和控制系統。
【專利說明】
電外科末端執行器
技術領域
[0001]本公開涉及手術器械，并且更具體地，涉及用于與機器人手術系統一起使用的改進的電外科鉗夾組件。
【背景技術】
[0002]電外科手術使用交流電電信號來內生地切割或凝固生物組織。電外科手術技術通過使這些電信號穿過附接至機器人手臂的端部的末端執行器中的電極而已經被用在機器人手術中。在一些情況下，使用兩種不同類型的末端執行器。第一末端執行器類型包括有源電極，并且第二末端執行器類型包括從有源電極穿過患者的身體流動的電流流動至的返回電極。具有兩種不同的末端執行器類型增加了成本和復雜性，這是由于需要獲得兩種末端執行器類型并將它們安裝在對應于用戶優選定向的不同手臂上，以便執行一些類型的電外科手術，用戶優選定向諸如為有源電極和返回電極在所述手臂上的優選左右定向。
[0003]這兩種類型的末端執行器還在除電外科手術外的一些情況下使用。如果用戶需要執行諸如抓緊的另一功能，那么用戶將不得不切換末端執行器。末端執行器在手術期間的這種切換延長了手術操作時間并增加了成本，這是因為必須獲得并互換各自的抓緊和電外科末端執行器。
[0004]如下的一種單個末端執行器將會是受歡迎的進步:其消除了在電外科應用中對不同的有源電極末端執行器和返回電極末端執行器的需求，并且其減少了在手術期間切換末端執行器的必要。

【發明內容】

[0005]機器人手術系統的靈巧允許多個器械的布局，多個器械允許對單個器械而言可能具有挑戰性的功能水平。根據本公開的一個方案，呈現了一對抓緊器狀的雙極器械，在彼此組合時，該對抓緊器狀的雙極器械能夠配合來執行一批雙極任務。這些任務包括但不限于雙極切割、雙極血管密封和使用雙極凝固的小血管的止血。
[0006]根據本公開的另一方案，第一機器人手臂包括具有第一雙極抓緊鉗夾構件的第一雙極抓緊手術鉗，該第一雙極抓緊鉗夾構件具有嵌入在絕緣材料內的兩個截然不同的電極。第一抓緊鉗夾構件上的電極與第二鉗夾構件上的對應的電極(例如，接地電極或返回電極)對齊，如此允許局部的能量來密封第一鉗夾構件和第二鉗夾構件之間的組織。第一鉗夾構件具有限定其中的在中央布置的狹槽，在組織密封過程期間能量將不會在此傳至第二鉗夾構件，如此允許狹縫中的組織保持未密封或未處理。在組織被密封之后，可在第二、相對的機器人手臂中使用第二、相似的雙極抓緊手術鉗來處理(例如，切割、密封等)狹縫中的組織。
[0007]在一個實施例中，所公開的雙極手術鉗具有絕緣突起，該絕緣突起在遠側尖端處具有小電極。因為尖端電極的面積小，電流密度相對高，如此在能量從尖端向與狹槽相反的鉗夾構件上的接觸墊(電極)傳導時允許尖端能量來切割狹槽中的組織。鉗夾構件中的電極配置成使得密封能量能夠在第一手術鉗的外密封墊之間傳導，并且使得切割能量能夠在第二手術鉗的突出尖端電極和第一手術鉗的中央切割電極之間傳導以執行“雙手持式”密封和/或切割操作。有利的是，通過在第一手術鉗的開口的、在中央布置的狹槽內精確地引導第二手術鉗的遠側尖端電極，支撐第一手術鉗和第二手術鉗的機器人手臂的高精度移動利于所述操作。
[0008]在另一實施例中，所公開的雙極手術鉗可另外地或可替換地包括絕緣縱向脊，其位于第二鉗夾構件的具有非絕緣頂表面的相反側。該脊配置成安裝在另一雙極手術鉗的第一鉗夾構件的開口的、在中央布置的狹槽內以執行電外科密封和/或切割操作。
[0009]在一些實施例中，通過可在處理器上執行的預編程的指令組來至少部分地執行切割操作，該處理器操作性地聯接至手術鉗、發生器和/或機器人手臂，該處理器設計兩個手術鉗之間的切割和/或密封動作。
[0010]在另一實施例中，所公開的雙極手術鉗可另外地或可替換地包括切割刀片，其安置于在中央布置的狹槽的用于為刀片提供保護的基部內并且配置成在縫線被拉入到狹槽中時利于切割縫線。
[0011]有利的是，根據本公開的雙極密封器械的設計被極大地簡化了，因為消除了與傳統的電外科手術鉗的移動刀片相關的復雜組件和控制系統，這轉而減少了成本，增強了可靠性并可以提高患者效果。另外，單個裝置類型可以被用以容易地結扎并切割組織，如此允許過程快速移動而沒有與頻繁地改變器械相關的中斷。這樣通過降低所使用的器械的數目、減少消耗品和削減處理和消毒成本而進一步減少了成本。
[0012]在本公開的另一方案中，一種提供協作性或雙手持式密封和切割的方法包括將具有相反的極性的相對的第一手術鉗和第二手術鉗連接，例如右手狹槽抓部相對于右手基部抓部密封并且左手基部抓部相對于右手基部抓部切割。替換方案可包括在無槽鉗夾構件上提供單個傳導墊或者將切割突起安置在第二鉗夾構件的外邊緣上。
[0013]本公開涉及一種用于與機器人手術系統的機器人手臂一起使用的電外科末端執行器。在一個實施例中，所述末端執行器包括腕組件和鉗夾組件。所述腕組件包括限定縱向軸線的近側轂，以及樞轉地連接至所述近側轂的遠側轂。所述近側轂和所述遠側轂是能夠繞第一樞轉軸線樞轉的，所述第一樞轉軸線橫向于所述近側轂的所述縱向軸線來定向。
[0014]鉗夾組件包括樞轉地連接至所述腕組件的所述遠側轂的第一鉗夾構件和第二鉗夾構件。第一鉗夾構件包括外殼以及限定在所述第一鉗夾構件的所述外殼中的縱向狹槽。縱向狹槽形成第一抓緊構件和第二抓緊構件，其中每個抓緊構件均包括抓緊表面，抓緊表面配置成面對第二鉗夾構件的相對抓緊表面。第一鉗夾構件包括布置在所述第一抓緊表面上的第一密封電極；以及布置在所述第二抓緊表面上的第二密封電極。
[0015]第二鉗夾構件包括外殼，以及配置成面對所述第一鉗夾構件的所述抓緊表面的抓緊表面。所述第二鉗夾構件包括縱向地布置在抓緊表面上的第一返回電極和第二返回電極，其中所述第一返回電極和所述第二返回電極配置成與對應的所述第一鉗夾構件的所述第一密封電極和所述第二密封電極相對。所述第二鉗夾構件包括第三返回電極，其縱向地布置在抓緊表面上并在所述第一返回電極和所述第二返回電極之間在中央定位，其中所述第三返回電極被配置成與所述第一鉗夾構件的所述縱向狹槽相對。所述第一鉗夾構件和/或所述第二鉗夾構件的所述外殼和所述抓緊表面中的至少一個可以由陶瓷材料形成。
[0016]在一些實施例中，電外科末端執行器包括切割電極組件，其具有在所述第二鉗夾構件的所述外殼的頂部上縱向地布置的支撐脊，并且縱向電極沿著所述支撐脊的頂部安置。切割電極組件可以配置成操作性地接收在所述縱向狹槽內。在一些實施例中，所述切割電極組件是能夠在第一(提升)位置和第二(降低)位置之間移動的，在所述第一位置中，所述縱向電極安置在所述第二鉗夾構件的所述外殼的頂部上方，在所述第二位置中，所述縱向電極安置成靠近所述第二鉗夾構件的所述外殼的所述頂部或與所述頂部齊平。
[0017]在其他另外的實施例中，電外科末端執行器包括尖端電極組件，其具有尖端電極支撐件和尖端電極，尖端電極支撐件從第二鉗夾構件的外殼的遠側部遠側地延伸，尖端電極布置在尖端電極支撐件的遠側尖端上。尖端電極組件可以配置成操作性地接收在所述縱向狹槽內。在一些實施例中，所述尖端電極組件是能夠在第一(提升)位置和第二(降低)位置之間移動的，在所述第一位置中，尖端電極安置在所述第二鉗夾構件的所述外殼的遠側部的表面上方，在所述第二位置中，所述尖端電極安置成靠近所述第二鉗夾構件的所述外殼的遠側部的表面或者與所述表面齊平。
[0018]在其他另外的實施例中，所述第一密封電極、所述第二密封電極、所述第一返回電極、所述第二返回電極和所述第三返回電極中的至少一個可以與所述抓緊表面齊平和/或可以布置在所述抓緊表面上。所述第一密封電極、所述第二密封電極、所述第一返回電極、所述第二返回電極和所述第三返回電極可以配置為用于與電外科發生器獨立地電力連通。
[0019]在本公開的另一方案中，描述了一種用于執行電外科操作的機器人手術系統。在示例性實施例中，所述系統包括操作性地聯接至機器人手臂的末端執行器。所述末端執行器包括第一鉗夾構件，第一鉗夾構件具有外殼以及限定在形成第一抓緊構件和第二抓緊構件的所述外殼中的縱向狹槽。每個抓緊構件具有配置成面對第二鉗夾構件的相對抓緊表面的抓緊表面。第一鉗夾構件包括布置在所述第一抓緊表面上的第一密封電極，以及布置在所述第二抓緊表面上的第二密封電極。末端執行器包括第二鉗夾構件，第二鉗夾構件具有外殼以及包括在所述第二鉗夾構件的所述外殼中并且配置成面對所述第一鉗夾構件的所述抓緊表面的抓緊表面。第二鉗夾構件包括縱向地布置在所述抓緊表面上的第一返回電極和第二返回電極，所述第一返回電極和所述第二返回電極配置成與對應的所述第一鉗夾構件的所述第一密封電極和所述第二密封電極相對。第二鉗夾構件包括第三返回電極，其在所述第一返回電極和所述第二返回電極之間定位在中央并于所述抓緊表面上縱向地布置。所述第三返回電極配置成與所述第一鉗夾構件的所述縱向狹槽相對。
[0020]該示例性系統包括:控制裝置，其配置成根據用戶輸入操縱所述機器人手臂和所述末端執行器中的至少一個；以及電外科發生器，其與所述控制裝置和所述末端執行器操作性連通。所述電外科發生器配置成將電外科能量選擇性地輸送至所述第一密封電極、所述第二密封電極、所述第一返回電極、所述第二返回電極和所述第三返回電極中的至少一個。在一些實施例中，所述系統包括操作性地聯接至第二機器人手臂的第二末端執行器。
[0021]所述控制裝置可以配置成根據預編程的動作順序操縱所述機器人手臂中的至少一個和所述末端執行器中的至少一個。在一些實施例中，所述預編程的動作順序包括:將所述第一末端執行器的切割電極組件引入到所述第二末端執行器的所述縱向狹槽中以抓緊其間的組織;在所述第一末端執行器的所述切割電極組件與所述第二末端執行器的所述返回電極之間輸送電外科能量以處理抓緊在其間的組織；以及將所述第一末端執行器的所述切割電極組件從所述第二末端執行器的所述縱向狹槽撤出。
[0022]在一些實施例中，所述預編程的動作順序可以包括:將所述第一末端執行器的所述尖端電極組件引入到所述第二末端執行器的所述縱向狹槽的第一端中；在所述第一末端執行器的所述切割電極組件和所述第二末端執行器的所述第三返回電極之間輸送電外科能量來處理抓緊在所述第二末端執行器的所述第一鉗夾構件和所述第二鉗夾構件之間并暴露在其縱向狹槽內的組織;將所述第一末端執行器的所述尖端電極組件沿著所述第二末端執行器的所述縱向狹槽朝向其第二端移動來處理暴露的組織；以及將所述第一末端執行器的所述尖端電極組件從所述第二末端執行器的所述縱向狹槽撤出。
[0023]在一些實施例中，所述預編程的動作順序可以包括在所述第一密封電極和所述第一返回電極，以及/或第二密封電極和第二返回電極中的至少一個之間輸送電外科能量。
[0024]在本公開的又一方案中，呈現了一種執行電外科手術的方法。所述方法包括將組織安置在與第一機器人手臂關聯的第一末端執行器的切割電極和與第二機器人手臂關聯的第二末端執行器的返回電極之間。所述切割電極朝向所述返回電極移動以抓緊其間的組織。電外科能量在所述切割電極和所述返回電極之間被輸送以處理抓緊在其間的組織，并且所述切割電極被從所述返回電極撤出，這樣釋放所處理的組織。
[0025]在一些實施例中，所述方法可以包括:在所述第一末端執行器的第一密封電極和第一返回電極中的至少一個以及/或所述第一末端執行器的第二密封電極和第一返回電極中的至少一個之間抓緊組織；以及在所述第一末端執行器的所述第一密封電極和所述第一返回電極以及/或所述第一末端執行器的所述第二密封電極和所述第二返回電極中的至少一個之間輸送電外科能量。
[0026]在其他另外的實施例中，所述方法可以包括沿著所述返回電極縱向地移動所述切割電極以處理其間的組織。
【附圖說明】
[0027]下面參照附圖更詳細地描述根據本公開的示例性實施例的進一步的細節和方案，其中:
[0028]圖1是根據本公開的醫療工作站和操作控制臺的示意圖；
[0029]圖2A是根據本公開的實施例的、用于與圖1的醫療工作站一起使用的末端執行器的俯視立體圖，其圖示出了末端執行器的處于閉合狀態的鉗夾組件；
[0030]圖2B是圖2A的末端執行器的俯視立體圖，其圖示出了處于打開狀態的鉗夾組件；
[0031]圖2C是圖2A的末端執行器的仰視立體圖，其圖示出了布置在末端執行器的下鉗夾構件上的切割電極；
[0032]圖3A是根據本公開的上鉗夾構件的非抓緊側的視圖；
[0033]圖3B是根據本公開的上鉗夾構件的抓緊側的視圖；
[0034]圖3C是根據本公開的上鉗夾構件的立體圖；
[0035]圖4A是根據本公開的下鉗夾構件的非抓緊側的視圖；
[0036]圖4B是根據本公開的下鉗夾構件的抓緊側的視圖；
[0037]圖4C是根據本公開的下鉗夾構件的立體圖；
[0038]圖4D是下鉗夾構件的立體圖，其示出處于根據本公開的縮回位置的切割電極；
[0039]圖4E是下鉗夾構件的立體圖，其示出處于根據本公開的縮回位置的遠側尖端電極；
[0040]圖5A圖示出了根據本公開的兩對末端執行器，這兩對末端執行器配合以處理組織；
[0041]圖5B圖示出了配合以處理組織的兩對末端執行器的另一方案；
[0042]圖6圖示出了根據本公開的另一實施例的、配合以處理組織的兩對末端執行器；以及
[0043]圖7圖示出了與圖1的醫療工作站一起使用的、本公開的末端執行器的另一實施例，其圖示出了具有組織操縱部件的鉗夾組件。
【具體實施方式】
[0044]此后參照附圖描述本公開的特定實施例;然而，應當理解，所公開的實施例僅僅是本公開的實例，這些實例可采用多種形式實施。眾所周知的功能或構造未詳細描述以避免不必要的細節使得本公開晦澀不清。由此，在此公開的特定結構性和功能性細節不應被認為是限定，而是僅僅作為權利要求的基礎并作為用于教導本領域技術人員以實際上任意恰當詳細的結構多樣地采用本公開的代表性基礎。在后面的附圖和描述中，術語“近側”如其傳統上一樣表示器械的較靠近用戶的端部，而術語“遠側”表示較遠離用戶的端部。另外，正如在說明書和權利要求中在此使用的，參考定向的術語，例如“頂”、“底”、“上”、“下”、“左”、“右”等，通過參考在此示出并描述的附圖和特征來使用。應當理解，根據本公開的實施例可以任意定向來實踐而不受限制。在該說明書中以及附圖中，相同參考標號代表可執行相同、相似或等效功能的元件。
[0045]首先參照圖1，醫療工作站被示出為工作站I并且通常包括多個機器人手臂2和3、控制裝置4以及與控制裝置4聯接的操作控制臺5。操作控制臺5包括:顯示裝置6，其配置成顯示手術部位的三維圖像；以及手動輸入裝置7、8，其允許例如外科醫生的人員(未示出)遠程操縱機器人手臂2、3及附接至此的器械。
[0046]每個機器人手臂2、3均分別包括多個關節式運動構件11、12和13、14，上述關節式運動構件通過接頭15、16連接并配置成利于機器人手臂2、3相對于患者P遠程操縱。附接裝置9和10布置在手臂2、3的遠側端處并且均配置成支撐末端執行器100、100’(參見圖5八)。
[0047]機器人手臂2、3可由連接至控制裝置4的電動驅動器(未示出)驅動。控制裝置4(例如，計算機)配置成借助與其關聯的計算機程序以如下這種方式來觸發驅動器:機器人手臂2、3，它們的附接裝置9、10以及相應的末端執行器100、100’實現期望的運動，該期望的運動可根據由至手動輸入裝置7、8的用戶輸入限定的運動來執行，并且另外地或可替換地，根據由與控制裝置4的計算機程序關聯的一個或多個運算法則限定的運動來執行。控制裝置4還可以如下方式配置:其調節機器人手臂2、3和/或其電動驅動器的運動。
[0048]醫療工作站I被配置為用于躺在患者檢查臺12上、待借助末端執行器100以微創方式治療的患者P。醫療工作站I還可以包括兩個以上的機器人手臂2、3，另外的機器人手臂類似地連接至控制裝置4并借助操作控制臺5來遠程操縱以及在其他方面類似于機器人手臂
2、3。醫療器械(例如，末端執行器100)也可以被附接至另外的機器人手臂。
[0049]醫療工作站I包括電外科發生器14，該電外科發生器14配置成從操作控制臺5和/或控制裝置4接收輸入并且選擇性地輸送單極和/或雙極電外科能量至機器人手臂2、3的末端執行器100、100’。
[0050]可以參考2011年11月3日提交的、名稱為“Medical Workstat1n”(醫療工作站)的、公開號為2012/0116416的美國專利，其全部內容通過引用合并于此，用于詳細討論醫療工作站I的構造和操作。
[0051]現在轉向圖2A至圖2C，末端執行器100連接至機器人手臂2、3并由控制裝置4操縱，且包括腕組件110和樞轉地連接至腕組件110的鉗夾組件150 O腕組件110包括近側轂112，其采用遠側延伸U形件的形式并限定第一縱向軸線“ΧΓ。近側轂112限定了第一樞轉軸線“A”，該第一樞轉軸線“A”正交于第一縱向軸線“ΧΓ地定向。在實施例中，第一樞轉軸線“A”可延伸穿過第一縱向軸線“XI”。近側轂112包括沿著第一樞轉軸線“A”對齊的一對間隔開的相對的直立件112a、112b。
[0052]腕組件110進一步包括樞轉地連接至近側轂112的直立件112a、112b的遠側轂114。遠側轂114包括配置成限定第二縱向軸線“X2”的遠側延伸的U形件115。遠側轂114限定第二樞轉軸線“B”，該第二樞轉軸線“B”正交于第一樞轉軸線“A”且正交于第一縱向軸線“ΧΓ地定向。在實施例中，當第一縱向軸線“XI”平行于第二縱向軸線“X2”時(S卩，末端執行器100處于軸向對齊定向)，第二樞轉軸線“B”可延伸穿過第一縱向軸線“XI”。遠側轂114包括沿著第二樞轉軸線“B”對齊的一對間隔開的相對的直立件114a、114b。
[0053]鉗夾組件150包括分離地且獨立地連接至對應的支撐基座152、154的一對鉗夾構件172、174。如圖3C和圖4C中最佳示出的，每個鉗夾構件172、174均包括樞轉點161、162，每個鉗夾構件172、174繞著上述樞轉點樞轉。樞轉點161、162在軸向上對齊地間隔開以限定與遠側轂114的樞轉軸“B”重合的共用鉗夾樞轉軸線。每個鉗夾構件172、174均包括各自的近側端162a、164a和各自的遠側端162b、164b。銷175等將各個鉗夾構件172、174的每個樞轉點161、162樞轉地連接至遠側轂114以使得鉗夾構件172、174能夠在如圖2B中所圖示出的第一(打開)位置和如圖2A中所圖示出的第二(閉合)位置之間移動。
[0054]現在參照圖3A至圖3C，鉗夾構件172包括被限定其中的縱向狹槽173，從而以叉狀布局形成第一抓緊構件172a和第二抓緊構件172b。縱向狹槽173配置成接收鉗夾構件174的電極186，正如將在下面更為詳細地描述的。鉗夾構件172包括具有抓緊表面194(參見圖3B)的鉗夾外殼195。鉗夾外殼195和/或抓緊表面194可由高強度的、耐熱的且電絕緣的材料形成，這種材料諸如但不限于陶瓷、氧化鋯、硅鋁氧氮聚合材料等。抓緊表面194可以是光滑的、邊緣呈鋸齒狀的，或者具有相對的或聯鎖的齒。在一些實施例中，鉗夾外殼195可以完全地或部分地由金屬材料形成。抓緊表面194配置成當鉗夾構件172和鉗夾構件174被裝配為鉗夾組件150時面對鉗夾構件174 (圖2B和圖2C)的相對的抓緊表面184。
[0055]第一密封電極190a和第二密封電極190b布置在第一抓緊構件172a和第二抓緊構件172b(參見圖3B)的相應的抓緊表面194上。在一些實施例中，第一電極190a和第二電極190b嵌入在抓緊表面194內，使得第一電極190a和第二電極190b的組織接觸表面基本上平齊于抓緊表面194(例如，對于電外科鉗夾電極來說在可接受的制造誤差內，例如而不限制的，+/-0.003”)。在其他實施例中，抓緊表面194和/或第一電極190a和/或第二電極190b可包括一個或多個止動構件(未示出)以當鉗夾構件172、174處于閉合位置來實現組織密封時維持鉗夾構件172、174之間的預定最小距離。在一些實施例中，第一電極190a和/或第二電極190b可以是凹陷的。
[0056]密封電極190a、190b配置成傳導電外科能量至組織或從組織傳導電外科能量。在一些實施例中，電極190a、190b是電力上獨立的且能夠選擇性地配置為根據在被執行的期望的操作來向組織輸送正(+)勢、負(-)勢、地電勢和/或浮動電勢。在其他實施例中，電極190a、190b電力地聯接至組織并且配置成輸送類似的電信號至組織。密封電極190a、190b經由一個或多個導體和/或線纜(未示出)聯接至電外科發生器14和/或控制器4。應當理解，密封電極190a、190b可執行除了密封的電外科操作或功能，并且可以采用雙極電極、單極電極、返回電極、接地電極、無源電極或任意其他模式來共同地或獨立地操作。
[0057]轉向圖4A至圖4C，鉗夾構件174包括具有抓緊表面184(圖4B)的鉗夾外殼187。鉗夾外殼187和/或抓緊表面184可由高強度的、耐熱的且電絕緣的材料形成，這種材料諸如但不限于陶瓷、氧化鋯、硅鋁氧氮聚合材料等。在一些實施例中，鉗夾外殼187可以完全地或部分地由金屬材料形成。如上所述，抓緊表面184面對著鉗夾構件172的抓緊表面194。
[0058]鉗夾構件174包括多個電極。第一返回電極180a和第二返回電極180b縱向地布置在鉗夾構件174的抓緊表面184上，并且第三返回電極181縱向地布置在鉗夾構件174的中央上，例如，第一返回電極180a和第二返回電極180b的中間。如上參照鉗夾構件172的密封電極190a、190b所描述的，在一些實施例中，第一返回電極180a、第二返回電極180b和第三返回電極181嵌入在抓緊表面184內，使得第一返回電極180a、第二返回電極180b和第三返回電極181的組織接觸表面基本上與抓緊表面184齊平，而在另外的實施例中，第一返回電極180a、第二返回電極180b和第三返回電極181布置在抓緊表面184上。抓緊表面184和/或第一返回電極180a、第二返回電極180b和/或第三返回電極181可包括一個或多個止動構件(未示出)以維持鉗夾構件172、174之間的預定最小距離，如前所述地來實現組織密封。
[0059]返回電極180a、180b和181配置成傳導電外科能量至組織或從組織傳導電外科能量。在一些實施例中，電極180a、180b和181是電力上獨立的且能夠選擇性地配置為根據在被執行的期望的操作來向組織輸送正(+)勢、負(-)勢、地電勢和/或浮動電勢。在其他實施例中，電極180a、180b和181電力地聯接至組織并且配置成輸送類似的電信號至組織。電極180a、180b和181聯接至電外科發生器14和/或控制器4。應當理解，返回電極180a、180b和181可執行除了充當返回電極的電外科操作或功能，并且可以采用雙極電極、單極電極、密封電極、接地電極、無源電極或任意其他模式來共同地或獨立地操作。
[0060]當鉗夾構件丨72和鉗夾構件174彼此相對時，鉗夾構件174的返回電極181的中央位置對應于縱向狹槽173。以這種方式，即便鉗夾構件172、172處于閉合位置，返回電極181是可接近的，以利于協同另一器械執行的操作，并且尤其是，在機器人控制下與第二鉗夾組件150’協同執行的操作。
[0061 ]在一些實施例中，鉗夾構件174包括具有縱向電極186的切割電極組件188，縱向電極186安置在于外殼187上縱向地布置的支撐脊185上。切割電極組件188配置成使得第一鉗夾組件150的電極組件188可以被操作性地接收在第二鉗夾組件150 ’的縱向狹槽173內以在第一鉗夾組件150的縱向電極186和第二鉗夾組件150 ’的第三返回電極181之間輸送雙極電外科能量(圖5A和圖5B)。在實施例中，切割電極組件188是能夠在提升位置和降低位置之間移動的，在提升位置中，電極186被安置在外殼187的表面之上并且大體地在圖4C中不出，在降低位置中，電極186安置成與外殼187的表面大致齊平或在其之下(圖4D)。在圖2C和圖4C中最佳示出的實施例中，電極組件188從外殼187的頂表面191突出，例如，外殼187的相對于抓緊表面184的相反側。
[0062]在一些實施例中，鉗夾組件174包括具有尖端電極183的尖端電極組件189，尖端電極183被安置在電極支撐件182上。電極組件189配置成操作性地接收在第二鉗夾構件150’的縱向狹槽173內以在第一鉗夾組件150的尖端電極組件189和第二鉗夾組件150 ’的電極181之間輸送雙極電外科能量(圖5A和圖5B)。在實施例中，尖端電極組件189是能夠在第一位置和第二位置之間移動的，在第一位置中，電極183超出鉗夾外殼187的遠側部164b安置并且大體地在圖4C中示出，在第二位置中，電極183安置成靠近鉗夾外殼187的遠側部164b、大致與其齊平或位于其之下(圖4E)。
[0063]應當理解，盡管切割電極組件188和尖端電極組件189配置成操作性地接收在縱向狹槽173內，但可以想象，切割電極組件188和尖端電極組件189可以被用于與任意其他器械結合和/或可被用以在單極模式中處理組織。
[0064]現在轉向圖5A和圖5B，圖示出了根據本公開在患者組織T上執行機器人電外科操作的示例性方法。在本實例中利用具有對應的末端執行器100、100’的第一機器人手臂2和第二機器人手臂3。如圖5A中最佳示出的，使用任意標示的介入性機器人手術技術，末端執行器100’被操縱到由此鉗夾組件150’的縱向狹槽173’被安置在患者組織T的一側上的位置。末端執行器100被移動到由此鉗夾組件150的切割電極組件188被引入到鉗夾組件150’的狹槽173’中的位置，因此抓緊其間的患者組織T。在該方法的一些實施例中，將切割電極組件188’安置在狹槽173內的動作可以通過控制裝置4來設計動作。例如，外科醫生可以安置末端執行器150、150 ’中的一個或兩個，使得目標患者組織T松弛地安置在其間。在確定患者組織T準確地安置并且無不期望的物體位于兩個鉗夾組件150、150 ’之間后，外科醫生可觸發“對接”功能來完成抓緊操作。對接功能通過機器人系統來實現，例如通過控制裝置4來實現，這轉而引起鉗夾組件150和150 ’ 一起移動，如此抓緊鉗夾組件150的電極組件188與鉗夾組件150’的返回電極181’之間的組織T。有利的是，機器人手臂2、3的精確安置能力使得能夠在操作的這個階段期間對組織操縱參數準確的且重復的控制。例如，可能期望將精確量的組織夾緊力和/或精確量的組織壓縮施加至組織T。切割電極186和返回電極181’之間的間隙距離還可以被精確地控制來實現組織密封。通常而言，當期望切割組織時，夾緊力的量和/或組織壓縮的量可以大于例如當期望血管密封時(其通常要求較小的夾緊力和/或壓縮)。在一些實施例中，對接功能可從外科醫生接受指定待施加的夾緊力的量和/或組織壓縮的量的一個或多個用戶輸入。在一些實施例中，在組織處理期間相對的密封表面之間的間隙距離可以在約0.001英寸到約0.006英寸之間的范圍內變化。在一些實施例中，在組織處理期間相對的密封表面上的閉合力在約3kg/cm2至約16kg/cm2的范圍中。
[0065]當組織T恰當地安置并夾持在鉗夾組件150、150’之間時，在鉗夾組件150的切割電極186與鉗夾組件150 ’的返回電極181’之間施加電外科能量，這轉而對組織T弓I起期望的電外科效果(例如，切割、密封、凝固、脫水等)。在一些實施例中，可以感測到組織溫度、組織阻抗、組織水合或其他組織特性中的至少一個并用以控制電外科能量的輸送。在完成電外科能量的輸送之后，末端執行器100、100’分離，如此釋放組織T。除對接的編程控制之外，可以在控制裝置4的控制下協調電外科能量的施加和/或組織的釋放。
[0066]現在參照圖6，圖示出了根據本公開執行機器人電外科操作的另一示例性方法。在當前的實例中，末端執行器100被操作到手術部位處的位置。鉗夾組件150的鉗夾構件172和174移動到打開位置。目標組織T安置在鉗夾組件150的鉗夾構件172和174之間，并且鉗夾構件172和174移動到閉合位置，如此抓緊其間的組織并且暴露目標組織T的在狹槽173內的帶狀部。第二末端執行器100’安置在手術部位處并且安置成使得鉗夾組件150’的鉗夾構件174 ’的尖端電極組件189 ’被引入到鉗夾組件150的狹槽173內。尖端電極組件189 ’向狹槽173內的引入可以通過控制裝置4來設計動作，如上所述，尖端電極183’和返回電極181之間的夾緊力和/或組織壓縮可以通過控制裝置4來控制。
[0067]當組織T被恰當地安置并且尖端電極組件189’被引入到狹槽173中時，在鉗夾組件150’的尖端電極183’和鉗夾組件150的返回電極181之間施加電外科能量。在施加電外科能量的同時，在鉗夾組件150和鉗夾組件150 ’之間給予相對移動，使得鉗夾構件174’的尖端電極183 ’沿著保持在鉗夾組件150的狹槽173內的暴露組織移動，這轉而引起對目標組織T的暴露帶狀部執行期望的切割、密封、凝固、脫水等。在完成電外科能量的輸送之后，末端執行器100、100 ’分離，并且鉗夾組件150的鉗夾構件172、174移動到打開位置，如此釋放組織T。在實施例中，可通過控制裝置4協調以下步驟中的任意一個、一些或全部:抓緊組織T，將尖端電極組件189 ’安置在狹槽173內，施加電外科能量，在狹槽173內移動尖端電極183 ’來處理組織，末端執行器100、100’分離和/或鉗夾構件172、184打開，釋放組織。
[0068]在圖7中最佳圖示出的又一示例性實施例中，末端執行器200包括鉗夾組件250，該鉗夾組件250具有第一鉗夾構件262和第二鉗夾構件264。第一鉗夾構件262和第二鉗夾構件264包括與如此上所述的鉗夾構件172、174相似的特征。在當前的實施例中，鉗夾構件264包括布置在其遠側端264b處的鉤狀電極組件265。該鉤狀電極組件265包括主體電極266和端部電極267。在一些實施例中，主體電極266和端部電極267是電力上獨立的且能夠選擇性地配置為根據在被執行的期望的操作來向組織輸送正(+ )勢、負(_)勢、地電勢和/或浮動電勢。在其他實施例中，主體電極266和端部電極267電力地聯接至組織并且配置成輸送類似的電信號至組織。主體電極266和端部電極267聯接至電外科發生器14和/或控制器4。在使用期間，鉤狀電極組件265可使用在此描述的任意協作的“雙手持式”電外科技術來使用，可被用以執行傳統的電外科操作，和/或可被用于組織的非電外科操縱。在當前公開的范圍內可想到其他形式的遠側電極組件，包括但不限于外科手術刀、壓舌板、剪刀、針、探針和/或感測裝置。
[0069]本公開的所述示例性實施例意在是示意性的而不是限制性的，并且并非意在代表本公開的每個實施例。上面公開的實施例的進一步的變化以及其其他特征和功能或替代方案可以進行或期望地合并到很多其他不同的系統或應用中而不偏離本公開的精神或范圍，本公開的精神或范圍在下面的權利要求中同時在文字上和法律上認可的等效上進行詳細地描述。
【主權項】
1.一種電外科末端執行器，包括: 第一表面，其具有位于凹陷區中的第一電極；以及 第二表面，其具有位于定形為與所述凹陷區配合的突出區中的第二電極，其中附接至手術機器人系統的第一手臂的第一末端執行器的第一表面與附接至所述手術機器人系統的第二手臂的第二末端執行器的第二表面配合以在相應的電極之間提供電流路徑。2.—種電外科末端執行器，包括: 第一鉗夾構件和第二鉗夾構件，其繞相應的第一軸線和第二軸線樞轉并配置成抓緊安置在鉗夾構件之間的物體， 第一電極，其定位在所述第一鉗夾構件的接觸所述物體的表面上并且與延伸穿過所述第二鉗夾構件的縱向狹槽對齊;以及 第二電極，其具有能夠插入到所述縱向狹槽中的形狀，其中第一末端執行器的第二電極插入到第二末端執行器的所述縱向狹槽中以在所述第一末端執行器的所述第二電極與所述第二末端執行器的第一電極之間提供電流路徑。3.根據權利要求2所述的電外科末端執行器，其中所述第一軸線和所述第二軸線為相同的軸線。4.根據權利要求2所述的電外科末端執行器，其中所述第一軸線和所述第二軸線為不同的軸線。5.根據權利要求2所述的電外科末端執行器，進一步包括一對電極，每個電極安置在所述第一鉗夾構件和所述第二鉗夾構件的各自的表面上以在所述一對電極之間提供電流路徑。6.根據權利要求5所述的電外科末端執行器，進一步配置成在所述一對電極之間輸送第一電流并在所述第一電極和所述第二電極之間輸送比所述第一電流大的第二電流。7.根據權利要求5所述的電外科末端執行器，進一步配置成在所述一對電極之間輸送第一電流并在所述第一電極和所述第二電極之間輸送比所述第一電流小的第二電流。8.根據權利要求5所述的電外科末端執行器，進一步包括多個電極對，至少一個電極對安置在所述第一鉗夾構件和所述第二鉗夾構件的在對齊的第一電極和縱向狹槽的任一側上的相應的表面上。9.根據權利要求8所述的電外科末端執行器，進一步包括在所述第一電極和所述第二電極之間產生切割電流并在所述多個電極對之間產生燒灼電流的電流源。10.—種用于與機器人手術系統的機器人手臂一起使用的電外科末端執行器，包括: 腕組件，其包括: 近側轂，其限定縱向軸線；以及 遠側轂，其樞轉地連接至所述近側轂，其中所述近側轂和所述遠側轂是能夠繞第一樞轉軸線樞轉的，所述第一樞轉軸線相對于所述近側轂的所述縱向軸線是橫向的；以及 第一鉗夾構件，其樞轉地連接至所述腕組件的所述遠側轂，其包括: 鑰'夾外殼； 縱向狹槽，其在形成第一抓緊構件和第二抓緊構件的所述鉗夾外殼的任一側上形成在所述鉗夾外殼中，每個抓緊構件均具有布置其上的抓緊表面； 第一密封電極，其布置在第一抓緊表面上；以及 第二密封電極，其布置在第二抓緊表面上；以及 第二鉗夾構件，其樞轉地連接至所述腕組件的所述遠側轂，其包括: 鉗夾外殼，其具有布置其上的抓緊表面并且配置成與所述第一鉗夾構件的所述抓緊表面相對； 第一返回電極和第二返回電極，其縱向地布置在所述第二鉗夾構件的所述抓緊表面上，其中所述第一返回電極和所述第二返回電極配置成與對應的所述第一鉗夾構件的所述第一密封電極和所述第二密封電極相對;以及 第三返回電極，其在所述第一返回電極和所述第二返回電極之間沿著所述第二鉗夾構件的所述抓緊表面在中央布置，所述第三返回電極被配置成與所述第一鉗夾構件的所述縱向狹槽相對。11.根據權利要求11所述的電外科末端執行器，進一步包括: 支撐脊，其在所述抓緊表面的相反側上沿著所述第二鉗夾構件的所述鉗夾外殼縱向地布置；以及 縱向電極，其安置在所述支撐脊的頂上。12.根據權利要求11所述的電外科末端執行器，其中所述縱向電極配置成操作性地接收在所述縱向狹槽內。13.根據權利要求11所述的電外科末端執行器，其中所述縱向電極是能夠在第一位置和第二位置之間移動的，在所述第一位置中，所述縱向電極安置在所述第二鉗夾構件的所述外殼的頂部上方，在所述第二位置中，所述縱向電極安置成靠近所述第二鉗夾構件的所述外殼的所述頂部。14.根據權利要求10所述的電外科末端執行器，進一步包括支撐在所述外殼的遠側端處的尖端電極。15.根據權利要求14所述的電外科末端執行器，其中所述尖端電極配置成操作性地接收在所述縱向狹槽內。16.根據權利要求14所述的電外科末端執行器，其中所述尖端電極是能夠在第一位置和第二位置之間移動的，在所述第一位置中，尖端電極安置在所述第二鉗夾構件的所述外殼的所述遠側端的表面上方，在所述第二位置中，所述尖端電極安置成靠近所述第二鉗夾構件的所述外殼的所述遠側端的表面。17.根據權利要求10所述的電外科末端執行器，其中所述第一密封電極、所述第二密封電極、所述第一返回電極、所述第二返回電極和所述第三返回電極中的至少一個與所述抓緊表面齊平。18.根據權利要求10所述的電外科末端執行器，其中所述第一密封電極、所述第二密封電極、所述第一返回電極、所述第二返回電極和所述第三返回電極中的至少一個布置在所述抓緊表面上。19.根據權利要求10所述的電外科末端執行器，其中所述第一鉗夾構件和/或所述第二鉗夾構件的所述鉗夾外殼和所述抓緊表面中的至少一個由陶瓷材料形成。20.根據權利要求10所述的電外科末端執行器，其中所述第一密封電極、所述第二密封電極、所述第一返回電極、所述第二返回電極和所述第三返回電極配置為用于與電外科發生器獨立地電力連通。21.—種用于執行電外科操作的機器人手術系統，包括: 末端執行器，其操作性地聯接至機器人手臂，其包括: 第一鉗夾構件，其包括: 鑰'夾外殼； 縱向狹槽，其限定在形成第一抓緊構件和第二抓緊構件的所述第一鉗夾構件的所述鉗夾外殼中，每個抓緊構件具有配置成面對第二鉗夾構件的相對抓緊表面的抓緊表面；第一密封電極，其布置在第一抓緊表面上；以及第二密封電極，其布置在第二抓緊表面上；以及第二鉗夾構件，其包括: 夕卜殼； 抓緊表面，其包括在所述第二鉗夾構件的所述外殼中并且配置成面對所述第一鉗夾構件的所述抓緊表面； 第一返回電極和第二返回電極，其縱向地布置在所述第二鉗夾構件的所述抓緊表面上，其中所述第一返回電極和所述第二返回電極配置成與對應的所述第一鉗夾構件的所述第一密封電極和所述第二密封電極相對;以及 第三返回電極，其在所述第一返回電極和所述第二返回電極之間在中央縱向地布置于所述第二鉗夾構件的所述抓緊表面上，其中所述第三返回電極配置成與所述第一鉗夾構件的所述縱向狹槽相對； 控制裝置，其配置成根據用戶輸入操縱所述機器人手臂和所述末端執行器中的至少一個；以及 電外科發生器，其與所述控制裝置和所述末端執行器操作性連通并且配置成將電外科能量選擇性地輸送至所述第一密封電極、所述第二密封電極、所述第一返回電極、所述第二返回電極和所述第三返回電極中的至少一個。22.根據權利要求21所述的機器人手術系統，進一步包括操作性地聯接至第二機器人手臂的第二末端執行器。23.根據權利要求22所述的機器人手術系統，其中所述控制裝置配置成根據預編程的動作順序操縱所述機器人手臂中的至少一個和所述末端執行器中的至少一個。24.根據權利要求23所述的機器人手術系統，其中所述預編程的動作順序包括: 將所述第一末端執行器的切割電極組件引入到所述第二末端執行器的所述縱向狹槽中以抓緊其間的組織； 在所述第一末端執行器的所述切割電極組件與所述第二末端執行器的所述返回電極之間輸送電外科能量以處理抓緊在其間的組織；以及 將所述第一末端執行器的所述切割電極組件從所述第二末端執行器的所述縱向狹槽撤出。25.根據權利要求23所述的機器人手術系統，其中所述預編程的動作順序包括: 將所述第一末端執行器的所述尖端電極組件引入到所述第二末端執行器的所述縱向狹槽的第一端中； 在所述第一末端執行器的所述切割電極組件和所述第二末端執行器的所述第三返回電極之間輸送電外科能量來處理抓緊在所述第二末端執行器的所述第一鉗夾構件和所述第二鉗夾構件之間并暴露在其縱向狹槽內的組織； 將所述第一末端執行器的所述尖端電極組件沿著所述第二末端執行器的所述縱向狹槽朝向其第二端移動來處理暴露的組織；以及 將所述第一末端執行器的所述尖端電極組件從所述第二末端執行器的所述縱向狹槽撤出。26.根據權利要求23所述的機器人手術系統，其中所述預編程的動作順序包括在所述第一密封電極和所述第一返回電極，以及/或第二密封電極和第二返回電極中的至少一個之間輸送電外科能量。27.—種執行電外科手術的方法，包括: 將組織安置在與第一機器人手臂關聯的第一末端執行器的切割電極和與第二機器人手臂關聯的第二末端執行器的返回電極之間； 將所述切割電極朝向所述返回電極移動以抓緊其間的組織； 在所述切割電極和所述返回電極之間輸送電外科能量以處理抓緊在其間的組織；以及 從所述返回電極撤出所述切割電極以釋放所處理的組織。28.根據權利要求27所述的執行電外科手術的方法，進一步包括: 在所述第一末端執行器的第一密封電極和第一返回電極中的至少一個以及/或所述第一末端執行器的第二密封電極和第一返回電極中的至少一個之間抓緊組織；以及 在所述第一末端執行器的所述第一密封電極和所述第一返回電極以及/或所述第一末端執行器的所述第二密封電極和所述第二返回電極中的至少一個之間輸送電外科能量。29.根據權利要求27所述的執行電外科手術的方法，進一步包括沿著所述返回電極縱向地移動所述切割電極以處理其間的組織。
【文檔編號】A61B18/14GK105828734SQ201480069428
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年11月3日
【發明人】保羅·赫爾墨斯, 丹尼爾·華萊士
【申請人】柯惠Lp公司