控制检测故障情况的外科器械的制作方法

控制检测故障情况的外科器械的制作方法
【专利摘要】提供用于控制包括末端执行器的外科器械的方法和系统。方法包括检测指示外科器械的末端执行器组件位于第一位置和第二位置之间的第一信号和在检测到第一信号后的预定时间段内未接收到第二信号后，自动控制末端执行器组件的操作。第二信号指示末端执行器组件处于第一位置或第二位置其中之一。系统包括外科器械和实施方法的控制器。
【专利说明】控制检测故障情况的外科器械
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2011年5月31日提交的美国临时专利申请号61/491，671和2011年 5月31日提交的美国临时专利申请号61/491，698的优先权，其全部内容均被引入本文作为参考。
[0003]本申请涉及共同未决的美国专利申请号13/483,410 (律师事务所案卷号 ISRG03280/US)，名称为 “SURGICAL INSTRUCMENT WITH MOTOR”，与本申请同日提交并具有共同的受让人。
【技术领域】
[0004]本公开的方面涉及外科器械，是这种器械的微创和控制技术。更具体地，本公开的方面涉及检测外科器械的末端执行器组件的位置，以控制器械。例如，本公开的方面包括基于其检测位置检测外科器械的故障情况，和执行控制操作以纠正故障情况。
[0005]发明背景
[0006]微创外科技术一般试图执行外科手术，同时最小化对健康组织的损伤。一些微创外科手术通过应用机器人(robotically)控制的外科器械远程地执行。在机器人控制的外科系统中，外科医师在外科医师侧操作台操纵输入装置，并且与机器人控制外科器械接合的患者侧操作台能够基于外科医师在外科医师侧操作台的输入信息对患者进行操作。
[0007]微创外科器械，无论手动或机器人致动式，均可用于多种操作，并且具有多种配置。多种这种器械包括被安装在长轴远端外科末端执行器，该长轴被配置以插入(例如，通过腹腔镜检查术或通过胸腔镜检查术)通过开口(例如，体壁切口，自然孔口)，以到达远处外科部位。在一些器械中，咬合腕关节机构被安装于器械轴远端以支撑末端执行器和相对于轴的纵轴线改变定向。
[0008]末端执行器可被配置以执`行多种功能，从而能够执行多种外科手术中的任一种。 实例包括但不限于，烧灼、切除、缝合、切割、吻合等及其组合。因此，末端执行器可包括多种组件和/或组件组合以执行这些外科手术。
[0009]致动末端执行器以执行外科手术一般通过在外科器械近端的输入一无论手动或机器人——的应用实现，并且各种齿轮、杠杠杆、滑轮等用于传递输入以致动末端执行器。在机器人控制外科器械的情况下，器械近端的传动机构与患者侧操作台(也被称为患侧车)的机器人臂上提供的各种伺服致动器接合。伺服致动器通过主控制器接收信号和提供输入，例如，从而在传动机构输入驱动(例如，使轴旋转)，各种齿轮、杠杠杆、齿条和小齿轮、 滑轮等将其最终传递以致动末端执行器。
[0010]根据这种末端执行器操作的远程属性，外科医师在一些情况下可能难以知晓致动过程中末端执行器组件的位置以执行外科手术。例如，在一些情况下，外科器械的其他部分一包括末端执行器本身一和/或患者身体的部位可遮掩致动手术过程中对组件的观看。而且，如果在试图执行外科手术时已被致动的末端执行器组件遭遇故障情况，可能难以矫正故障情况一因为器械操作的空间有限，因此与器械的接近有限，以及末端执行器距外科医师的位置遥远。
[0011]因此，可期望提供检测致动过程中末端执行器的位置的技术。例如，可期望检测末端执行器的位置以确定已被致动的末端执行器是否已经成功地执行预期的外科手术。还可期望提供外科器械的自动控制以执行各种动作一如果外科手术未完成或如果在执行外科手术时末端执行器未到达预期位置。
[0012]发明概述
[0013]本教导可解决一个或多个上述问题和/或可证实一个或多个上述期望特征。其他特征和/或优势可通过下文描述显而易见。
[0014]根据本教导的各种示例性实施方式，本教导考虑控制包括末端执行器的外科器械的方法。该方法包括检测第一信号，该第一信号指示外科器械的末端执行器组件位于第一位置和第二位置之间，和在检测到第一信号后的预定时间段内未接收到第二信号后，自动控制末端执行器组件的操作。第二信号指示末端执行器组件处于第一位置或第二位置其中之一。
[0015]根据至少一个示例性实施方式，本教导考虑检测外科器械故障情况的系统。该系统包括外科器械和控制器。外科器械包括末端执行器组件，该末端执行器组件被配置以在第一位置和第二位置之间移动。控制器与外科器械信号连通，并被配置以检测第一信号——指示末端执行器组件位于第一位置和第二位置之间，和检测第二信号——指示末端执行器组件处于第一位置或第二位置其中之一。控制器进一步被配置以传递控制信号，从而在控制器检测到第一信号后的预定时间段内未接收到第二信号后控制末端执行器组件。
[0016]另外的目标和优势将在下文描述中被部分提出，部分将通过描述显而易见，或可通过本公开和/或权利要求的实践获知。这些目标和优势中至少一些可通过所附权利要求中具体指出的要素和组合被理解和获得。
[0017]要理解，前文总体描述和后文详细描述对所要保护的本发明而言均仅具有示例性和说明性，而不具有限制性；相反，权利要求应享有其充分的范围宽度，包括等同形式。
[0018]附图简述
[0019]可单独通过下文详细描述或结合附图理解本公开。附图被包括以提供对本公开的进一步理解，被合并为一体，并且构成说明书的部分。附图示例本教导的一个或多个示例性实施方式，并且连同说明书用于解释某些理论和操作。在附图中，
[0020]图1是根据本公开的示例性实施方式的微创外科器械的透视图；
[0021]图2是对应于根据示例性实施方式的图1外科器械的部分的末端执行器的透视图；
[0022]图3A和3B是图2的末端执行器的部分透视图，显示根据示例性实施方式分别处于第一位置和第二位置的切割元件；
[0023]图3C是根据示例性实施方式的图3A和3B的末端执行器的切割元件和切割元件驱动组件的侧视图；
[0024]图4A和4B是对应于根据示例性实施方式的图1外科器械的部分的详细顶视图和底视图；
[0025]图5是根据示例性实施方式的图4传动机构的部分的正视图；
[0026]图6是根据示例性实施方式的图4的传动机构的部分的部分后透视图；[0027]图7A-7B是与马达和图4传动机构的机架的部分配合的驱动系统的不同透视图；
[0028]图8是单独显示的根据示例性实施方式的图7A和7B的驱动系统的齿轮组件的透视图；
[0029]图9A和9B是与分别处于充分延伸的最远侧位置和充分缩回的最近侧位置的外科器械的切割元件驱动组件一起显示的图7A和7B的马达和驱动系统的部分正视图；
[0030]图10是示例根据至少一个示例性实施方式用于检测机器人控制外科器械的末端执行器组件的故障情况的示例性方法流程图；
[0031]图11是示例根据至少一个示例性实施方用于控制机器人控制外科器械的末端执行器组件的示例性方法的流程图；
[0032]图12A是根据示例性实施方式、被配置以操作机器人控制外科器械的示例机器人外科系统的不意图；
[0033]图12B是图12A的系统的图解视图；
[0034]图12C是根据示例性实施 方式的图12A和12B的系统的部分示意性状态图；和
[0035]图13是单独显示的根据至少一个示例性实施方式的图4传动机构的机架的透视图。
[0036]发明详述
[0037]举例说明示例性实施方式的本文描述和附图不应被用作限制，权利要求限定本公开的范围。可做出各种机械、组成、结构、电力和和操作方面的改变，而不脱离本文描述和所要保护的本发明范围，包括等同形式。在一些情况下，公知结构和技术未被详细显示或描述，从而不使本公开难以理解。两个或更多个图中相同的编号表示相同或相似的元件。此外，参考一个实施方式详细描述的元件及其相关特征可在任何可实践的时候被包括在其未被具体显不或描述的其他实施方式中。例如，如果兀件被参考一个实施方式详细描述而未参考第二个实施方式描述，则仍可主张该元件被包括在第二个实施方式中。
[0038]对于本说明书和所附权利要求的目的，除非另外说明，说明书和权利要求书中使用的表述数量、百分比或比例的全部数字及其他数值均被理解为在全部实例中被术语“约” 修饰，以其未被如此修饰为限。因此，除非相反说明，说明书下文和所附权利要求中的数字参数是近似值，其可根据本发明所要获得的预期性质而改变。至少，并且不是试图限制对权利要求范围的等同原则应用，每个数字参数均应至少基于报告的明显数字数和通过运用普通取整手段被解释。
[0039]虽然表示本发明宽范围的数字范围和参数是近似值，但具体实例中提出的数值是被尽可能精确地报告的。但是，任何数值固有地包含一定误差，其必然由其各个测试性测量结果的标准偏差产生。此外，本文公开的全部范围均被理解为包括其中包含的任意和全部子范围。
[0040]注意，如本说明书和所附权利要求中所用，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(所述the)”以及任何用语的任何单数形式使用均包括复数指代，除非明确和清楚地限定为单个指代。如本文所用，术语“包括”及其语法变型意为非限制性的，使得列举中的事项描述不排除可被取代或加入列举事项的其他类似事项。
[0041]现参考图1，显示根据本公开的示例性实施方式的微创外科器械100。图1是微创外科器械100的透视图，图2和4显示外科器械100可包括的图1表示的相应部分的示例性、非限制性实施方式的细节视图。方向“近侧”和“远侧”在本文中用于限定如图1所示的方向，其中远侧一般是沿运动臂较远或在器械100的目的操作应用中——例如，在执行外科手术的应用中——最接近外科工作部位的方向。如图1所示，器械100 —般包括处于其近端的力/扭矩驱动传动机构10、被安装至传动机构10的器械轴12和布置在轴12远端的末端执行器14。在图1所示的示例性实施方式中，外科器械100还包括任选的咬合腕关节机构13，其被安装在轴12的远端，以支撑末端执行器14和相对于轴12的纵轴线改变其定向。
[0042]在示例性实施方式中，器械100被配置以安装在微创外科机器人系统上并且与微创外科机器人系统一起使用，该微创外科机器人系统在示例性实施方式中包括患者侧操作台1000、外科医师侧操作台2000和电子/控制操作台3000，如图12A的示意图和图12B的图解视图所示(注意，图12A和12B的系统组件未显示在任何具体位置，可按需安排，而患者侧操作台被相对于患者布置，从而对患者实施手术)。可与器械100 —起使用的外科机器人系统的非限制性、示例性实施方式是da Vinci? Si (型号IS3000),由Intuitive Surgical, Inc., Sunnyvale, California 出售。
[0043]机器人外科系统通过接合和控制本领域技术人员广泛熟悉的多种外科器械用于执行微创机器人手术。患者侧操作台1000包括各种臂，用于固定和操纵各种工具。如图 12A和12B所示，一个臂被配置以接合和控制包括末端执行器14在内的机器人控制外科器械100。一般，外科医师侧操作台2000通过不同输入装置一包括但不限于，夹持机构和脚踏板52等——接收来自外科医师的输入，并充当主控制器，患者侧操作台1000通过主控制器用作从动装置以实施与其接合的外科器械(一个或多个)(例如，器械100)的预期动作，因此执行预期的外科手术。外科医师侧操作台2000还可包括观察器或显示器2006，其允许外科医师观看外科部位的三维图像。患者侧操作台1000可包括多个连接臂1002，其被配置以固定各种工具，包括但不限于，例如，具有末端执行器的外科器械(例如，外科器械100)和内窥镜(未显示)。基于在外科医师侧操作台2000输入的指令，患者侧操作台000可与外科器 械的传动机构接合以定位和致动器械，从而执行预期的医疗手术。电子/控制操作台3000 接收和传递来自和去向患者侧操作台1000和外科医师侧操作台2000的不同控制信号，并且可传递光和过程图像(例如，来自患者侧操作台1000的内窥镜)于显示器，如例如，外科医师侧操作台2000的显示器2006和/或与电子/控制操作台3000相联的显示器3006。本领域技术人员广泛熟悉这种机器人控制外科系统。
[0044]在示例性实施方式中，电子/控制操作台3000的全部控制功能可集成在电子/控制操作台3000的一个或多个控制器中，或以方便为目的另外的控制器可作为单独单元提供，并被支撑(例如，在支架中)在电子/控制操作台3000上。后者可以是有用的，例如，在改造现有电子/控制操作台以控制需要其他功能性的外科器械时。同样，虽然在不同示例性实施方式中，一个或多个输入机构可被集成到外科医师侧操作台2000中，但多种其他输入机构可被单独地添加和提供，以使外科医师在使用系统的过程中可访问，但不必集成到外科医师侧操作台2000中。
[0045]因此，如本文所用，术语“电子/控制操作台”及其变型应被理解为包括操作台，其中一个或多个控制器(例如，处理器，如处理器50)被集成到接收、处理和传递去向和来自患者侧操作台1000和外科医师侧操作台2000的信号的单元中。根据不同实施方式，如本文所用的电子/控制操作台还可包括一个或多个单独控制器，例如，处理器80，其可被与外科器械以直接信号连通的方式提供，例如，绕过与患者侧操作台的信号连通。如此，“操作台” 不必需要全部控制器被集成到单个单元中，而可包括一个或多个单独控制单元。这种单独控制器可用于为外科器械的操作方面增加功能性，而不必依赖于与患者侧操作台相联的伺服致动器。这种控制器还可用于以改造现有机器人外科系统为途径增强电子/控制操作台的控制功能性和信号处理。
[0046] 类似地，“外科医师侧操作台”如本文所用包括操作台，其包括一个或多个输入装置，外科医师可操纵该输入装置以传递信号——一般通过电子/控制操作台，从而致动与患者侧操作台接合的外科器械；和一个或多个输出装置，其可向外科医师提供反馈。如本文所用，但应理解，外科医师侧操作台可包括集成各种输入和输出装置与例如显示器(例如，基本上通过图12A和12B中的元件2000显示)的单元,但还可包括与电子/控制操作台信号连通并且可被外科医师访问的单独输入和/或输出装置(例如，图12A中的90)，尽管不必与各种其他输入装置一起集成在单元中。作为实例，输入单元可被直接提供于电子/控制操作台，并且可向电子/控制操作台的处理器提供输入信号。如此，各种“操作台”不必需要全部输入和输出装置均被集成到单个单元中，并且可包括一个或多个单独的输入和/或输出装置。
[0047]图12C是机器人控制系统的示意性状态图，显示用于控制根据本教导示例性实施方式的外科器械100的遥控机器人外科系统的示例性组件。电子/控制操作台3000包括至少一个处理器50,其控制外科器械100和末端执行器14的操作。在不例性实施方式中， 处理器50可控制外科器械末端执行器的示例性实施方式中的切割刀片的操作，或可选地， 另一处理器80可与切割刀片直接连通，绕过与患者侧操作台1000的信号连通。
[0048]外科医师侧操作台2000可包括一个或多个输入单元52 (为简化仅显示一个)和一个或多个输出单兀54、56，如例如,显不器和扬声器。在不同不例性实施方式中，适当的输出单元可包括但不限于显示器、扬声器(或能够传递声音的其他组件)、和/或外科医师接触的可振动或以其他方式提供触觉反馈的组件。在不同示例性实施方式中，一个或多个输出单元可以是外科医师侧操作台2000的部件，并且可向其传递来自核心控制操作台3000的信号。
[0049]本领域技术人员熟悉，在机器人控制外科器械100的情况下，传动机构10被配置以与患者侧操作台1000的臂接合，从而接收伺服致动器提供的各种输入并通过具有不同齿轮、滑轮和/或杠杠杆等的系统将那些输入转化成力/扭矩，该力/扭矩最终被传递以致动和驱动末端执行器，从而控制其动作。另外，如下文将进一步说明，外科器械100可与电子/控制操作台3000直接信号连通，以提供对不同驱动轴的直接驱动——通过例如机载马达，其被布置在传动机构10中。当然，如上所述，本公开范围内的微创外科器械还可以被手动致动,并且近端传动机构的输入可替换为手动致动。
[0050]但是，如下文将进一步详细描述，根据本公开不同示例性实施方式的传动机构除包括手动和/或伺服致动的输入外还可包括机载马达。应用传动机构中的机载马达可以是相对廉价的途径以在外科器械操作中提供另外的功能性和另外的自由度——例如，通过驱动末端执行器组件的另外移动。提供机载马达还可有益于减少机器人外科系统中的伺服致动器操作器械所需的工作。[0051]如下文将进一步详细描述，图4A和4B分别是传动机构10的一个不例性实施方式的顶视角和底视角的细节视图(图4A显示其保护罩被去除)，总体上对应于图1所示外科器械的细节部分，其包括机载马达以驱动根据示例性实施方式的外科器械的不同组件。如下文将进一步详细描述，在不同示例性实施方式中，应用机载马达提供相对可靠的方式来驱动末端执行器的组件。此外，限位开关的使用提供相对可靠的方式来检测组件被驱动时的组件位置。检测组件位置的能力可以是有用的信息，例如，其可被提供给实施外科手术的外科医师，和/或作为可进而用于控制算法的输入，从而控制外科器械操作。
[0052]本公开的方面可具体应用的外科器械100的一个示例性实施方式是融合和切割外科器械，其中末端执行器14包括能够夹握其间的组织的活动夹钳并配置有递送电外科能量以融合组织的电极；和切割元件，其被配置以切割融合组织。这种外科器械依靠多自由度(DOF)操作，包括轴滚动和末端执行器(滚动);铰接，优选关于两个正交方向，例如，任选的腕机构(铰接D0F)的“俯仰”和“偏转”方向；打开和闭合夹钳(夹持D0F);和相对于末端执行器平移切割元件(平移D0F)。为进一步描述被配置以执行融合和切割操作的外科器械的一个示例性实施方式，参考2012年2月17日提交的美国专利申请号13/399，391，名为 “FUSING AND CUTTING SURGICAL INSTRUMENT AND RELATED METHODS”，其要求 2011 年 2 月 18日提交的美国临时专利申请号61/444，400和2011年5月31日提交的美国临时专利申请号61/491，719的优先权，其公开的全部内容被引入本文作为参考。[0053]图2是对应于被配置用于组织融合和切割的外科器械的末端执行器14的示例性实施方式的透视图。图3A和3B是末端执行器14另外的透视图，其中其各个部件被去除以显示更佳的切割元件视图，图3C是单独显示的末端执行器的切割元件和切割元件驱动组件的部分侧视图。
[0054]简而言之，末端执行器14包括对置的上夹钳和下夹钳16a、16b。夹钳16a、16b被配置以在打开位置和闭合位置之间移动，并且可包括电极62以提供足以将组织融合在一起的电外科能量(例如，双极能量)。另外，凹槽17a、17b (凹槽17a隐藏于图2的视图)分别沿上夹钳和下夹钳16a、16b每一个的长度被布置。末端执行器14还包括切割元件，其形式为短切刀片18 (参见图3A-3C)，一般被布置成沿近侧和远侧方向在夹钳16a、16b的凹槽 17a、17b内移动；凹槽17a、17b从而在切割刀片18沿夹钳16a、16b的长度横穿时形成切割刀片18的轨道。
[0055]如下文将更详细讨论，切割刀片8相对于末端执行器14向远侧和向近侧平移。切割刀片18在最近侧原点位置和最远侧充分延伸位置之间移动，在最近侧原点位置处，切割刀片18处于“停放”位置，其中切割刀片18向近侧后退到夹钳6a、16b后(参见图3A)，在最远侧充分延伸位置处，切割刀片18的远端位于凹槽17a、17b的远端(参见图3B)。在原点 (“停放”)位置处，切割刀片18被对置的停放构件19a、19b (仅19b显示在图3A和3B中)保护。切割刀片18连接于驱动组件60的远端，该驱动组件60在示例性实施方式中可以是缆线，其近端连接于适当的传动机构，如例如，图4的传动机构10，其将被致动以沿凹槽17a、 17b限定的轨道延伸和缩回切割刀片18。
[0056]本公开的不同示例性实施方式考虑检测切割刀片在其平移(即，延伸和缩回)以执行切割手术的过程中的位置。如下文将进一步说明，不同示例性实施方式应用机载马达和限位开关作为可靠的系统以检测切割刀片的位置。具体地，不同示例性实施方式可利用切割刀片的检测位置来确定切割刀片的故障情况，如例如，确定切割刀片在切割手术过程中是否停留在组织和/或其他物体上。基于确定的故障情况，切割刀片的操作可改变，以有助于纠正故障情况一例如，通过改变切割刀片的致动，试图从刀片所停留的组织和/或其他物体松开刀片。
[0057]具有马达和限位开关的外科器械传动机构
[0058]如上所述，根据一个不例性实施方式，本公开考虑外科器械传动机构10，其包括实现器械轴12运动的多种组件、末端执行器14、腕13、和/或其他关联组件。传动机构10可包括致动组件的系统，该致动组件如例如，齿轮、杠杆、万向接头、齿条和小齿轮、滑轮等，以向传动机构10传递输入,成为不同的力/扭矩，用于驱动动作和操作外科器械100的末端执行器14、轴12和/或腕13。本领域技术人员熟悉在机器人控制外科器械近端提供的传动机构的各种配置，其被配置以与通过患者侧操作台的机器人臂上的伺服致动器提供的相应驱动输入接合，以操作外科器械。本领域技术人员还熟悉用于手动致动和控制的微创外科器械的多种传动机构，包括但不限于，例如，旋钮、按钮、杠杆、触发器等。
[0059]传动机构10将接收的致动输入传递至所得扭矩和力，以引起器械轴12、末端执行器14、腕13和/或关联组件的运动，从而实现各种动作，造成多DOF外科器械。另外，在根据本公开方面所示的示例性实施方式中，传动机构10包括机载电力马达22，其接收输入电压一例如来自机器人外科控制系统(例如，图12A和12B的电子/控制操作台3000)，以通过驱动系统30驱动切割刀片驱动组件60，该驱动系统30包括，例如，齿轮和齿条和小齿轮机构。传动机构10进一步包括限位开关20，其可操作地连接于机载马达22。马达22和限位开关20以及下文进一步详细描述的驱动系统，可从传动机构10移除。
[0060]马达22被配置以通过输入电压驱动，该输入电压可通过如下提供:例如通过与图 12A和12B的遥控机器人外科系统的电子/控制操作台3000直接信号连通，即，经由处理器 50或处理器80，基于从使用者接收的致动输入，该致动输入可被提供于外科医师侧操作台 2000的输入。马达22被配置以向驱动系统30提供驱动力，该驱动系统30与末端执行器 14的切割刀片18耦联，以使切割刀片18在近侧和远侧方向平移，如参考图3A和3B讨论。 对于传动机构10添加马达22因而允许外科器械100的另外的运动度，例如，刀片18近侧和远侧方向的平移，而非外科器械的末端执行器14、腕13和/或轴12的各种其他动作。具体地，在图4A的示例性实施方式中，除可通过例如与图12A-12B的机器人外科系统的患者侧操作台1000相联的伺服致动器致动的滚动D0F、铰接DOF`和夹持DOF外，马达22的合并还能够实现切割刀片18另外的运动，而不造成伺服致动器另外的工作。本领域技术人员将理解，机载马达也可用于手动致动和/或具有同时包括手动输入和伺服致动器输入的传动机构的外科器械。
[0061]在不同示例性实施方式中，设想马达22可用于致动不需大量动力驱动的各种末端执行器组件，如例如，切割刀片18平移。因此，马达22可以是相对廉价的马达，如，例如， 现成(off-the-sheIf )DC马达。提供相对廉价的马达可有益于被配置用于单项应用的和一次性的外科器械。因此，根据不同示例性实施方式，包括具有机载马达22的传动机构10的整个外科器械100可以是一次性的。
[0062]在不同示例性实施方式中，马达22可以是DC马达，其被配置以在通过约I伏至约 10伏范围内-例如,约6.5伏至约8伏-的电压输入操作时递送足够的力，从而驱动切割刀片18。马达22的输入电压可在切割刀片18的操作过程中改变，这取决于，例如，切割手术的阶段。例如，在不同示例性实施方式中，电压在驱动刀片从原点至最远侧位置和返回时可较高，在切割手术期间将切割刀片18固定于最远侧位置的过程中可较低。这种刀片固定可有助于防止机械弹跳和允许足以完成切割手术的时间。在这种“固定”状态下，输入电压的范围可以为约1.5V至约4V。
[0063]在利用图12A-B的机器人外科系统的操作中，当使用者(例如，外科医师)通过外科医师侧操作台2000提供输入以例如执行切割操作时，响应于使用者输入，电子/控制操作台3000向传动机构10的马达22输出电压，从而致使马达22操作。当电压从电子/控制操作台3000响应于外科医师侧操作台2000的输入被提供至马达22时，马达22被配置以向传动机构中的组件提供驱动力，从而操作连接于切割刀片18的切割元件驱动组件60，致使切割刀片18向远侧延伸或向近侧缩回。
[0064]在图4-8的各个视图中所示的一个示例性实施方式中，驱动系统30可包括蜗杆轴32，其直接地耦联于马达22的驱动轴并且随其旋转。蜗杆轴32进而与减速齿轮组件33 (图8中单独显示)的蜗轮34啮合。如图8最佳显示，减速齿轮组件33包括轴35，其中蜗轮34连接于一端而小齿轮36 (直径小于蜗轮34)连接在相反端。因此，蜗轮34和小齿轮 36围绕轴35的纵轴线一起旋转。蜗轮34被接收在传动机构10的机架70的圆柱形齿轮插座72内(图13中单独显示)。现参考图7A-7B和9A-9B，小齿轮36与齿条40啮合，切割刀片18的驱动组件60固定于该齿条40，以随之运动。在示例性实施方式中，驱动组件60可以是，例如，缆线或蜷曲于管道例如海波管的缆线，沿器械100的部分轴12终止于器械100 的近端。小齿轮36的旋转导致齿条40相对于末端执行器14在侧和远侧方向移动,进而导致推力/拉力施加于驱动组件60。驱动组件60相对于齿条40旋转，并且可随同器械100 的轴12旋转。切割元件驱动组件60从传动机构10沿轴12长经过外科器械100的腕13 (如有)，并终止于末端执行器14，在此切割元件驱动组件60连接于切割刀片18。切割元件驱动组件60的运动导致所连接的切割刀片18在远侧和近侧方向如上所述沿夹钳16a、16b 的凹槽17a、17b平移。图9A显示驱动系统30和切割元件驱动组件60，对应于切割刀片相对于末端执行器14的夹钳16a、16b充分延伸的最远侧位置，而图9B显示驱动系统30和切割元件驱动组件60，对应于切割刀片18相对于夹钳16a、16b充分缩回的最近侧位置。
[0065]轴承61可被提供在机架70中齿条40远侧(例如图7B显示)。导螺杆组装体(未显示)一包括例如螺杆、在腕13处弯曲的挠性线圈、和自远端至近端延伸的管，用于打开和闭合夹钳16a、16b——其位于机架70近侧，紧靠轴承61。当夹钳16a、16b打开时，随着组装体向机架70方向移动，轴承61支撑导螺杆组装体的轴向推力载荷。当夹钳闭合时，螺杆向前移动，并且不对轴承61施加载荷。关于导螺杆组装体用于打开和闭合末端执行器夹钳的进一步细节，参考2012年2月17日提交的美国专利申请号13/399，391，名为“FUSING AND CUTTING SURGICAL INSTRUMENT AND RELATED METHODS”，其要求 2011 年 2 月 18 日提交的美国临时专利申请号61/444，400和2011年5月31日提交的美国临时专利申请号 61/491，719的优先权，其 公开的全部内容被引入本文作为参考。
[0066]本领域技术人员将理解，本文公开的驱动系统30是非限制性的和仅仅是示例性的，多种其他系统中的任一种可用于可操作地耦联马达22与切割元件驱动组件60，致使马达的旋转轴动作转换成驱动组件60的线性推动/拉动，和从而切割刀片18在近侧和远侧方向的平移。
[0067]驱动系统30还包括机架70 (图13中单独显示)以保护驱动系统30的各种组件并使其联合在一起。机架70使得整个驱动系统30连同马达22和限位开关20相对容易地固定于传动机构10的各种机座部件(在显示驱动系统30的至少一些示例中显示)和从其拆卸，例如，通过使用一个或多个螺杆、螺栓等。机架70和传动机构机座之间，机架70啮合在在螺槽76处。驱动系统30作为组装体的单独连接允许器械100的各个部件存在达到约 ±3/32英寸的公差叠加。
[0068]如上所述，在一些情况下，可期望获得关于末端执行器的平移组件在其操作过程中位置的信息。在不同示例性实施方式中，限位开关可与末端执行器的平移组件协同应用， 以提供关于平移组件位置的这种位置信息。例如，如具体参考图5、6、7B、9A和9B显示，在不同示例性实施方式中，限位开关20可与马达22和驱动系统30协同应用，以提供切割刀片18在刀片18相对于末端执行器14的夹钳16a、16b平移时的位置信息。
[0069]如示，限位开关20包括组件，如按钮25，其能被按压和从按压状态释放。限位开关20可被提供在传动机构10中的多种位置中的任一种，其基于马达22的致动输入允许限位开关20的组件，例如按钮25，被按压或释放。如图9A和9B所示，例如，限位开关20被提供以与驱动系统30的蜗轮34啮合，如下文将进一步详细说明。限位开关的这种定位和操作是非限制性的并且仅仅是示例性的，而可采用对于本领域技术人员显而易见的其他安排，以造成限位开关在切割元件平移时的致动。例如，在示例性实施方式中，齿条可在切割元件平移时基于齿条的线性运动直接激活限位开关20。连接于齿条的凸轮，例如可接触限位开关20，其基于齿条的线性运动激活限位开关20。
[0070]参考图8、9A和9B，蜗轮34包括凸缘38，该凸缘38从齿轮34的内表面略微沿轴 35的方向延伸。凸缘38部分围绕蜗轮34的内表面圆周延伸，并终止于两端39。槽口 37限定在凸缘38的两端39之间，即，沿中凸缘38不延伸的蜗轮34内表面部分。在蜗轮34的初始位置——对应于原点，连接于驱动组件60的切割刀片18的“停放”位置，限位开关20 的按钮25保持在槽口 37中，脱离与凸缘38的接触，并处于释放状态。随着蜗轮34旋转以使驱动组件60运动(因此，使切割刀片18相对于夹钳16a、16b平移)，按钮25啮合凸缘38， 从而随着驱动组件60同时运动而被按压。凸缘38的角度对应于切割刀片18从其原点(停放)位置移至其最远侧充分延伸位置经过的距离。因此，当驱动组件60已经移至对应于切割刀片18处于其充分延伸的最远侧位置的位置并且蜗轮34已经旋转几乎360度时，按钮 25从·延伸凸缘38释放，返回槽口 37中(处于相反侧，自此其在原点停放位置起动)，并且脱离与延伸凸缘38的接触。停止部分31从凸缘38朝向轴35向内延伸，并且紧靠处于原点位置和完全延伸位置的齿轮插座72的啮合停止部分74，其阻止蜗轮34旋转，因此限制蜗轮34的运动和驱动组件60的相应运动。虽然停止部分31在图8中显示在槽口 37近侧， 但本领域技术人员将理解，停止部分31可处于凸缘38上能与齿轮插座72的啮合停止部分 74啮合的任何位置。
[0071]因此，按钮25从释放的未按压状态移至按压状态，然后移至释放的未按压状态。 在到达其完全延伸的最远侧状态后，马达22可被以反方向驱动，以使切割刀片18缩回和使刀片18返回其停放位置。在此过程中，随着刀片8和驱动组件60从最远侧位置平移至最近侧停放位置，蜗轮34的反向旋转再次导致凸缘38啮合和按压限位开关20上的按钮25。再次，在到达切割刀片18的停放位置后，按钮25位置回到槽口 37，在此按钮25启动和从按压状态释放，脱离与凸缘38的接触。因此，凸缘38充当凸轮，随着蜗轮34旋转以使驱动组件60平移，按压和释放限位开关20上提供的按钮25。
[0072]参考图3A和3B，切割元件驱动组件60使切割刀片18在原点(停放)位置——其中切割刀片18从末端执行器14缩回(图3A)——和充分延伸位置——其中切割刀片18 在凹槽17a、17b限定的轨道内充分延伸(图3B)——之间移动。因此，随着蜗轮34开始运动——导致切割刀片18沿凹槽17a、17b限定的轨道运动，限位开关20的按钮25被按压。 当蜗轮34处于初始位置——其中限位开关20的按钮25被接收在槽口 37内——或处于充分旋转状态(对应于缆线60和切割刀片18的充分延伸位置)——其中按钮25被接收在槽口 37内——时，则按钮25处于释放状态。
[0073]因此，由于蜗轮34的旋转与切割元件驱动组件60的延伸关联，从而与切割刀片18 的位置关联，而且其还与限位开关组件例如按钮25的按压关联，则切割刀片18的位置与限位开关组件例如按钮25的按压有关。具体地，当切割刀片18充分缩回到原点停放位置(图 3A)或充分延伸到充分操作位置(图3B)时，则限位开关组件，例如按钮25，在槽口 37中被释放。当切割刀片18从原点位置或充分操作位置移动时——从原点位置移至充分操作位置或从充分操作位置移至原点位置，则限位开关组件，例如按钮25，被按压。限位开关按钮 25的按压或释放或与限位开关20关联的一些其他组件的改变，闭合或打开限位开关20的电路，如本领域技术人员熟知。闭合或打开电路进而提供(或中断)电力信号，指示驱动组件60和切割刀片18正在原点和完全延伸位置之间平移，或者处于原点或完全延伸位置其中之一。
[0074]在外科器械100用于诸如图12A-12B的遥控机器人外科系统的示例性实施方式中，限位开关20可被提供，与电子/控制操作台3000处于电力信号连通，以向其提供位置信息，并且电子/控制操作台3000可进而利用该信息对外科器械执行各种控制操作和/或向外科医师侧操作台2000的外科医师提供位置反馈信息。
[0075]虽然上文讨论的是限位开关20的按钮25在切割刀片18在原点位置和充分操作位置之间移动(平移)时被按压和在切割刀片18处于原点位置和充分操作位置时被释放，但本领域技术人员将理解，限位开关20的组件(如例如，按钮25)可替换为在切割刀片18移动时处于释放的未按压状态和在切割刀片18处于原点位置或完全延伸位置时被按压。但是，按钮25可优选在刀片18在原点位置和充分延伸位置之间平移时被按压，因此限位开关 20在按钮25沿凸缘38运动时处于致动状态，这是因为马达22将仅在马达22造成限位开关20致动时加快速度，因此对开关柱塞(未显示)的动力(冲击)载荷将较小，这意为对限位开关20较少的磨损和撕裂。`进一步，如上，触发限位开关20打开或闭合限位开关电路的机构无需是可按压的按钮，而可以是多种可从第一构型移至第二构型从而打开和闭合开关20 的机构。适当的机构可包括但不限于，例如，肘杆机构、滑动机构、旋转机构(例如，旋钮)等。
[0076]虽然上文描述述及马达和限位开关用于控制外科器械末端执行器切割元件的操作和检测其定位，但本领域技术人员将理解，其他外科器械末端执行器组件可被类似地进行控制及其位置检测。例如，马达、驱动系统和/或限位开关的上述实施方式可在多种外科器械中实施以控制末端执行器，包括但不限于，例如，具有切割机构的外科吻合器械等。
[0077]控制检测故障情况的外科器械[0078]如上所述，本公开的方面进一步考虑对外科器械末端执行器提供控制，以自动尝试纠正在其操作过程中检测到的故障情况。在根据本公开的不同示例性实施方式中，考虑对外科器械100的切割刀片18的控制，例如在切割手术期间刀片18停留(例如，在组织或其他物体上)的事件中释放切割刀片18。在下文更详细描述的至少一个示例性实施方式中， 位置信息，例如，通过限位开关20获得的位置信息，可用于检测切割刀片18的故障情况和基于检测的故障情况控制其操作。
[0079]图10是示例根据本公开的至少一个示例性实施方式控制外科器械的末端执行器的示例性方法的流程图。如上，在至少一个示例性实施方式中，图10的示例性方法可用于操作融合和切割外科器械，如例如以下中所述:2012年2月17日提交的美国专利申请号 13/399，391，名为“FUSING AND CUTTING SURGICAL INSTRUMENT AND RELATED METHODS，，，其要求2011年2月18日提交的美国临时专利申请号61/444，400和2011年5月31日提交的美国临时专利申请号61/491，719的优先权，其公开的全部内容被引入本文作为参考。
[0080]在示例性实施方式中，控制方法可实施于诸如图12A-B所示的遥控机器人外科系统中，并且图10的方法也将协同参考图4-9的示例性实施方式如上所述用于位置检测的马达/限位开关的应用被描述。如图10所示，在操作200，接收第一信号——例如，通过电子 /控制操作台3000，其指示末端执行器14的切割刀片18正在从原点位置和充分操作位置其中之一平移。如上所述，信号可通过使用限位开关来提供，限位开关的状态对应于切割刀片18的位置。进一步，如上所述，当使用者(例如，外科医师)通过外科医师侧操作台2000 的一个或多个输入装置52提供输入以致动外科器械从而执行切割操作时，输入信号被传递至电子/控制操作台3000。参考上述马达/限位开关实施方式，电子/控制操作台3000 进而可向传动机构10的马达22提供电压。马达22向驱动系统30提供驱动力，驱动系统 30致使限位开关20的按钮25被按压。当按钮25被按压——指示切割刀片18正在从原点位置或充分操作位置(其可以是例如切割刀片18在凹槽17a，17b限定的轨道中充分延伸的最远侧位置)移动时，则限位开关20输出在电子/控制操作台3000检测到的第一信号。 限位开关20输出的信号可以是通过闭合开关20的电路产生的电信号，或可以是通过打开电路造成的电信号中断。
[0081]虽然多个实施方式应用单个限位开关20，但设想两个限位开关可用于检测切割刀片18的近侧和远侧位置。
[0082]外科医师侧操作台2000的输入装置(一个或多个)52可以是多种输入装置中的一种或多种，包括但不限于，脚踏板、夹具、按钮、键盘、鼠标组件、被配置以协同语音识别软件操作的扬声器、操纵杆等。
[0083]本领域技术人员将理解，充分操作位置不限于切割刀片18在图2和3所示凹槽 17a、17b远端的充分延伸位置，而可以是切割刀片18沿凹槽17a、17b限定的轨道对 应于蜗轮34的凸缘38端部的槽口 37位置的任何位置。进一步，多于一个槽口 37可沿凸缘38的长度提供，以对应于在利用平移末端执行器组件操作过程中可想要知道的末端执行器组件例如切割刀片18的预定位置。
[0084]在操作202，电子/控制操作台3000确定是否接收到来自限位开关20的第二信号，其指示切割刀片18处于原点位置或充分操作位置其中之一。如上所述，当蜗轮34旋转至预定位置时，限位开关组件，例如按钮25，被接收在蜗轮34的槽口 37内，其使按钮25从按压状态释放并脱离与凸缘38的接触。在按钮25被接收在槽口 37中时，由于控制切割刀片18位置的驱动组件60协同蜗轮34的旋转被控制，则按钮25的释放(未按压)状态指示切割刀片18处于原点位置或第二(例如，充分延伸)位置。当按钮25被释放时，限位开关 20输出第二信号，该第二信号在核心控制操作台3000被接收。
[0085]在操作202，电子/控制操作台3000确定是否在检测到第一信号后的预定时间段内接收到第二信号。当检测到第一信号后的预定时间段内接收到第二信号时，在操作204， 电子/控制操作台3000未检测到切割刀片18的故障情况。如果在检测到第一信号后经过预定时间段而没有在电子/控制操作台3000接收到第二信号，则在操作206检测到切割刀片18的故障情况。例如，切割刀片18的故障情况指示，例如，刀片18停留(例如，在组织或其他物体上)，不能返回原点位置。
[0086]在不同示例性实施方式中，上述预定时间段的范围可以是约500ms至约1000ms。 进一步，预定时间段可以是足以使切割刀片18从原点位置推进至充分操作位置——其中例如切割刀片18充分延伸以实施切割手术——和完全缩回至原点位置的总时间段。预定时间段可以是例如共1000ms，从切割刀片18开始从原点位置移向充分操作位置和到达切割发生的充分操作位置，例如，500ms,和从充分操作位置移回原点位置,例如,500ms。在这种情况下，接收的第二信号是这样的信号:指示切割刀片18已经缩回至原点位置，因此限位开关从按压状态(在切割刀片从原点位置平移过程中)移至未按压状态(在切割刀片的充分延伸位置)，返回按压状态(在切割刀片从充分延伸位置缩回过程中)，以及返回未按压状态 (在切割刀片的原点位置)。在可选的实施方式中，预定时间段是从切割刀片18开始从原点位置移动时至切割刀片18到达充分操作(例如，充分延伸)位置时的时间段，例如，500ms。在这种情况下，接收的第二信号是这样的信号:指示切割刀片8已经到达充分操作位置。在另一可选实施方式中，预定时间段是切割刀片开始从充分操作位置移动时至切割刀片18到达原点位置时的时间段，例如，500ms。在这种情况下，接收的第二信号是这样的信号:指示切割刀片18已经缩回至原点位置。
[0087]在操作208，当检测到末端执行器组件如切割刀片18的故障情况时，则电子/控制操作台3000发送控制信号，以自动致动末端执行器14，尝试纠正故障情况，和/或传递通知信号——例如，给外科医师侧操作台2000或其他地方，从而向使用者输出末端执行器组件故障情况的指示。可仅传递通知，或可在末端执行器被操作以消除故障情况的同时传递通知。一个或多个通知信号可从检测到切割刀片18的故障情况的电子/控制操作台3000 被传递至外科医师侧操作台2000的一个或多个输出单元54、56，例如，显示器54和/或扬声器56。通知信号可产生使用者(例如，外科医师)可感知的多种反馈中的任意种，包括但不限于视觉反馈，如例如，显示器上显示的图像、文字和/或图标；听觉反馈(例如，哔哔声、 口翁口翁声、鸣响、咔塔声等，或计算机生成的语音响应等)；触觉感应(例如，振动)·反馈，或其组
八
口 o
[0088]在操作208，独立于传递通知信号或并行于传递通知信号，末端执行器14可基于来自电子/控制操作台3000的信号自动操作，以消除故障情况。例如，在末端执行器14的自动操作过程中，电子/控制操作台3000可不响应于来自外科医师侧操作台2000——如例如，踏板输入装置，其被配置以控制末端执行器14的切割操作——的一些输入。虽然设想可仍在外科医师侧操作台2000提供覆盖控制。在示例性实施方式中，操作208可包括从电子/控制操作台3000向患者侧操作台1000发送信号，以使夹钳16a、16b运动，从而打开预定距离，以试图将切割刀片18从其所停留的物体释放。夹钳16a、16b可完全打开或打开至有限程度，从而协助将切割刀片18从刀片18所附着的组织释放。
[0089]在另一选择中，取代打开夹钳、在打开夹钳同时或在打开夹钳随后，切割刀片18 可自动操作并且对其施加动作，从而试图将其从其所停留的物体松开。现转至图11，显示自动操作切割刀片18以试图将其从停留情况释放的示例性方法。在图11的示例性方法中， 切割刀片18可进行来回(例如，摆动)运动。在图11中的操作300，切割刀片18的驱动组件60被致动以朝向刀片18的充分操作位置推进。在操作302，驱动组件60受到致动力以使切割刀片18朝向原点位置缩回。在示例性实施方式中，操作302所用的致动力可大于操作300的力。可期望操作302的较大驱动力导致切割刀片18从刀片18所停留的组织释放， 此时施加于切割元件驱动组件60的致动力是使组件60沿缩回方向移动的力。提供的近侧 (缩回)方向的驱动力大于远侧(延伸)方向的驱动力可有助于防止刀片18停留在较延伸的位置，进一步，这还可有助于偏置近侧(缩回)方向的力，使得刀片18可在每次摆动下最终移动得更接近原点位置。
[0090]如果在操作304接收到第二信号，则刀片18已被接收于原点位置或充分操作位置其中之一，指示刀片18已经从组织释放。因此在接收到第二信号时，在操作306结束刀片摆动。如果在操作304未接收到第二信号，则执行摆动操作300和302达预定循环数，直到在操作308达到最大摆动循环数。如果已经达到最大摆动循环数——指示刀片18仍在停留，则在操作310，结束刀片摆动操作。此时，允许使用者(例如，外科医师)尝试从患者移除整个外科器械100和/或执行另一手术(例如，利用外科医师侧操作台2000的输入)以尝试消除切割刀片其停留情况。
[0091]切割刀片18的摆动操作可利用上文参考图4-9显示和描述的机载马达22和驱动系统30执行。在示例性实施方式中，马达22可操作以向远侧驱动切割刀片18至少约30ms， 例如，约25ms，将切割刀片18固定在远侧位置约100ms，然后向近侧驱动切割刀片18至少约30ms，例如，约125ms。例如，总周期可以为，例如约350ms。在示例性实施方式中，施加于马达22的电压范围可以为约2.5V至约8V，例如，约6.5V至约8V，从而致动驱动组件60 以沿远侧方向推进切割刀片18。在示例性实施方式中，施加于马达22的电压范围可以为约
2.5V至约8V，例如，约6.5V至约8V，从而致动驱动组件60以沿近侧方向缩回切割刀片18。
[0092]本领域技术人员将理解，上文参考图10和11显示和描述的操作不限于在传动机构中利用机载马达作为提供动力的机构，从而操作末端执行器以释放停留组件( 例如，切割刀片18)，并且相同的操作可通过伺服致动器应用，该伺服致动器与传动机构接合以控制末端执行器操作。此外，图10和11的操作可对多种具有配置不同于本文详细显示和描述的【具体实施方式】的外科器械实施，包括，例如，应用其他平移切割机构的外科器械，如外科吻合器，和/或应用其他平移或其他可在执行外科手术时从一个位置至另一位置移动的过程中停留的机构的外科器械。而且，公开的方法和系统不限于检测切割元件的故障情况，而且可通过监测执行自动操作的时间和在监测时间内检测操作开始和操作结束以检测系统故障而实施于多种外科手术。
[0093]本领域技术人员将理解，上述末端执行器组件位置的检测不限于利用限位开关检测位置，并且多种组件中的任一种，如例如，光学传感器、编码器，霍尔传感器等，可用于检测末端执行器组件的位置以实施故障情况确定。
[0094]示例性实施方式，包括本文描述的不同操作方法，可在计算硬件(计算设备)和/或软件中实施，如(在非限制性实例中)可存储、检索、处理和/或输出数据和/或与其他计算机连通的任何计算机。产生的结果可显示在计算硬件的显示器上。包括实现根据本公开不同示例性实施方式的不同响应和信号处理的算法的一个或多个程序/软件可通过电子/控制操作台3000的处理器50或协同电子/控制操作台3000的处理器50得以实施，并可被记录在计算机可读介质上，包括计算机可读记录和/或存储介质。计算机可读记录介质的实例包括磁记录装置、光盘、磁光盘和/或半导体存储器(例如，RAM、ROM等)。磁记录装置的实例包括硬盘装置(HDD)、软盘(FD)和磁带(MT)。光盘的实例包括DVD (数字通用光盘)、 DVD-RAM、CD-ROM (压缩盘-只读存储器)和CD-R (可刻录)/鼎。
[0095]如上所述，根据不同示例性实施方式的方法和系统可与外科器械协同应用，该外科器械具有末端执行器，该末端执行器被配置以通过器械近端的传动机构致动的组件执行多种外科手术。在示例性实施方式中，如上所述，末端执行器可以是组合的融合、夹持和切割末端执行器，如显示和描述于，例如，2012年2月17日提交的美国专利申请号 13/399，391，名为“FUSING AND CUTTING SURGICAL INSTRUMENT AND RELATED METHODS，，，其要求2011年2月18日提交的美国临时专利申请号61/444，400和2011年5月31日提交的美国临时专利申请号61/491，719的优先权，其公开的全部内容被引入本文作为参考。
[0096]鉴于本公开，进一步改动和可选的实施方式对于本领域技术人员而言将是显而易见的。例如，系统和方法可包括附图和描述中为操作清楚而省略的另外的组件或步骤。因此，本文描述将被解释为仅具有示例性和目的在于教导本领域技术人员实施本教导的总体实施方式。要理解，本文显示和描述的不同实施方式被用作示例。元件和材料以及那些元件和材料的安排可替代本文示例和描述的那些，部件和处理可逆向，并且本教导的某些特征可独立应用，在从本文描述获益后，其全部对于本领域技术人员而言均将是明显的。可改变本文描述的元件，而不脱离本教导和所附权利要求的精神和范围。
[0097]要理解，本文描述的具体实例和实施方式是非限制性的，并且可对结构、尺寸、材料和方法进行改动，而不脱离本教导的范围。例如，各个方面已经在外科机器人系统中应用的器械的背景下被描述。但这些方面也可合并到手持器械中。
[0098]考虑本文公开的本发明的说明和实践，根据本公开的其他实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。意图是说明和实例被认为仅具有示例性，其真实范围和精神由所附权利要求指明。
【权利要求】
1.控制包括末端执行器的外科器械的方法，所述方法包括:检测第一信号，所述第一信号指示外科器械的末端执行器组件位于第一位置和第二位置之间；和在检测到所述第一信号后的预定时间段内未接收到第二信号后，自动控制所述末端执行器组件的操作，其中所述第二信号指示所述末端执行器组件处于所述第一位置或所述第二位置其中之一。
2.根据权利要求1所述的方法，其中自动控制所述末端执行器组件的操作包括向所述末端执行器组件传递摆动驱动力。
3.根据权利要求2所述的方法，其中传递所述摆动驱动力包括传递第一摆动方向高于第二摆动方向的定向驱动力。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一方向朝向所述外科器械的近侧方向，而所述第二方向朝向所述外科器械的远侧方向。
5.根据权利要求2所述的方法，其中传递所述摆动驱动力包括传递所述摆动驱动力达预定摆动循环数。
6.根据权利要求5所述的方法，其中自动控制所述末端执行器组件的操作进一步包括，在传递所述摆动驱动力达所述预定摆动循环数后，传递定向驱动力，以使所述末端执行器组件沿所述外科器械的近侧方向移动。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述外科器械包括末端执行器，所述末端执行器具有对置的夹钳组件，并且其中所述方法进一步包括，在所述预定时间段内未接收到所述第二信号后，自动打开所述对置的夹钳组件达预定量。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，在所述预定时间段内未接收到所述第二信号后，向使用者输出反馈，指示所述末端执行器组件的故障情况。
9.根据权利要求8所述的方法，其中输出所述反馈包括输出视觉和听觉反馈中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定时间段至少是所述末端执行器组件从所述第一位置移至所述第二位置和返回所述第一位置的总时间段。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定时间段至少是所述末端执行器组件从所述第一位置移至所述第二位置所需的总时间段。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定时间段至少是所述末端执行器组件从所述第二位置移至所述第一位置所需的总时间段。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信号和所述第二信号由基于所述末端执行器组件的位置在两种状态之间操作的限位开关生成。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述限位开关在所述末端执行器组件在所述第一位置和所述第二位置之间移动时处于第一状态，并且其中所述限位开关在所述末端执行器组件处于所述第一位置或所述第二位置其中之一时处于第二状态。
15.用于检测外科器械故障情况的系统，所述系统包括:外科器械，其包括末端执行器组件，所述末端执行器组件被配置以在第一位置和第二位置之间移动；和控制器，其与所述外科器械信号连通，并且被配置以检测第一信号和检测第二信号，所述第一信号指示所述末端执行器组件位于所述第一位置和所述第二位置之间，所述第二信号指示所述末端执行器组件处于所述第一位置或所述第二位置其中之一，其中所述控制器进一步被配置以在所述控制器检测到所述第一信号后的预定时间段内未接收到所述第二信号后传递控制信号，从而控制所述末端执行器组件。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制信号被配置以使所述末端执行器组件受到摆动驱动力。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述摆动驱动力的第一摆动方向高于第二摆动方向。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述第一方向是所述外科器械的近侧方向，而所述第二方向是所述外科器械的远侧方向。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制器被配置以使所述末端执行器组件受到所述摆动力达预定循环数。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述控制器被配置以传递第二控制信号，所述第二控制信号使所述末端执行器组件受到定向驱动力，以使所述末端执行器组件沿所述外科器械的近侧方向移动，使所述末端执行器组件受到所述摆动力达所述预定循环数。
21.根据权利要求15所述的系统，进一步包括输出单元，所述输出单元被配置以在所述控制器检测到故障情况后输出反馈，指示所述末端执行器组件的故障情况。
22.根据权利要求15所 述的系统，其中所述预定时间段至少是所述末端执行器组件从所述第一位置移至所述第二位置和返回所述第一位置的总时间段。
23.根据权利要求15所述的系统，其中所述预定时间段至少是所述末端执行器组件从所述第一位置移至所述第二位置所需的总时间段。
24.根据权利要求15所述的系统，其中所述预定时间段至少是所述末端执行器组件从所述第二位置移至所述第一位置所需的总时间段。
【文档编号】A61B19/00GK103596516SQ201280026691
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2011年5月31日
【发明者】K·杜伦特, G·F·布里森, S·曼邹, W·A·伯班克 申请人:直观外科手术操作公司