轴致动手柄的制作方法

本申请要求于2017年3月28日提交的题为“shaftactuatinghandle(轴致动手柄)”的美国临时专利申请no.62/77,872的权益，该申请的全部公开内容通过参引并入本文。

本公开内容总体上涉及外科手术装置，并且更具体地涉及用于通过联接在手柄与器械之间的轴来对远程布置的器械的伸出和缩回进行致动的手柄。

背景技术

内窥镜检查(例如，支气管镜检查)可以涉及接近和观察患者气道的内部，以用于诊断目的和/或治疗目的。在支气管镜检查过程中，可以将称为支气管镜的柔性管状工具插入患者的鼻子或嘴中，朝向被标识以供随后的诊断和/或治疗的组织部位并且沿着患者的喉咙向下进入肺气道。支气管镜可以具有提供通向组织部位的通路的内部管腔(“工作通道”)，并且导管和各种医疗工具可以插入穿过工作通道到达组织部位。

技术实现要素：

本公开的系统、方法和设备各自具有若干创新方面，仅单个特征不能独自获得本文中所公开的期望属性。

一个方面涉及一种手柄，手柄构造成驱动支气管镜检查器械的运动，手柄沿着纵向轴线在手柄的近端与远端之间延伸，并且手柄包括：外壳，外壳具有限定内部容积的内表面，内部容积包括弹簧容纳部分；近侧手柄构件，近侧手柄构件至少部分地定位在外壳的内部容积的近侧部分内并且包括第一螺旋凸轮接合面，近侧手柄构件构造成联接至长形通道的延伸超过手柄的远端的近端，其中，长形通道的远端联接至支气管镜检查器械；致动套筒，致动套筒至少部分地定位在外壳的内部容积的远侧部分内，并且致动套筒包括具有与第一螺旋凸轮接合面接合的第二螺旋凸轮接合面的近侧部分、从致动套筒的近侧部分向远端延伸的旋转抓握部、以及由致动套筒的远端表面形成的推压抓握部；以及弹簧，弹簧具有第一端部和第二端部，第一端部固定在外壳的弹簧容纳部分内，第二端部与致动套筒的近侧部分接合。

在一些实施方案中，弹簧定位成在致动套筒经由推压件的移动期间沿着纵向轴线压缩和扩展。

在一些实施方案中，接合第一螺旋凸轮接合面的第二螺旋凸轮接合面构造成将旋转抓握部的旋转转换成近侧手柄构件的沿着装置的纵向轴线的线性运动，并且其中，近侧手柄构件的线性运动设置成驱动器械经由长形通道的运动。

在一些实施方案中，接合第一螺旋凸轮接合面的第二螺旋凸轮接合面将推压抓握部的向近侧缩回转换成近侧手柄构件沿着装置的纵向轴线向近侧运动，并且其中，近侧手柄构件的线性运动设置成驱动器械经由长形通道的向近侧缩回；并且弹簧定位成在推压抓握部向近侧缩回时受压缩，使得在释放推压抓握部时弹簧的偏置驱动近侧手柄构件的沿着装置的纵向轴线的向远侧的线性运动，并且其中，近侧手柄构件的线性运动设置成驱动器械向远侧延伸。

一些实施方案还包括远侧手柄构件，远侧手柄构件定位在外壳内；以及在近侧手柄构件的远侧部分处的内部接纳部分，其中，在内部接纳部分内定位有远侧手柄构件的近侧部分。一些实施方案还包括沿着纵向轴线延伸通过装置的管腔，其中，管腔的远侧部分延伸通过远侧手柄构件，并且管腔的近侧部分延伸通过近侧手柄构件。一些实施方案还包括形成于远侧手柄构件的远端中的远侧孔口，其中，管腔定尺寸为适应长形通道在管腔内的定位，并且其中，远侧孔口定尺寸为适应长形通道穿过远侧孔口。一些实施方案还包括：桩钉，桩钉在外壳的内部容积内向内延伸；在远端手柄构件中的定尺寸和定位成接纳桩钉的孔口，其中，远端手柄构件通过所接纳的桩钉而相对于外壳固定；以及长形狭槽，长形狭槽形成于近侧手柄构件的壁中，其中，长形狭槽定尺寸和定位成围绕桩钉滑动，其中，近侧手柄构件的壁定位在外壳与远侧手柄构件之间。

一些实施方案还包括在近侧手柄构件的近端处的流体配件，流体配件构造成联接至抽吸装置或呼吸装置。一些实施方案还包括定位在第二螺旋凸轮接合面与流体配件之间的近侧手柄构件的柔性轴部分，其中，流体配件相对于外壳固定。在一些实施方案中，柔性轴部分包括一段盘绕导管。一些实施方案还包括在第二螺旋凸轮接合面与流体配件之间延伸的近侧手柄构件的刚性轴部分，其中，刚性轴部分的近侧部分联接至流体配件，并且其中，刚性轴部分与外壳的近侧孔口以可滑动的方式接合。

一些实施方案还包括致动套筒的近端凸缘和定位在弹簧容纳部分的远端处的内部凸缘，其中，弹簧在其伸展模式下将近端凸缘偏置成抵靠内部凸缘。

一些实施方案还包括近侧手柄构件的支承环，支承环定尺寸为以可滑动的方式接合外壳的内部容积的近侧部分。

另一方面涉及一种手柄，该手柄构造成驱动器械的运动，手柄沿着纵向轴线在手柄的近端与远端之间延伸，并且手柄包括：外壳，外壳具有限定内部容积的内表面；近侧手柄构件，近侧手柄构件构造成联接至延伸超过手柄的远端到达器械的通道；致动套筒；旋转运动传递接合面，旋转运动传递接合面将近侧手柄构件联接至致动套筒，并且旋转运动传递接合面构造成将致动套筒的旋转运动转换成近侧手柄构件的沿着手柄的纵向轴线的线性运动；以及推压机构，推压机构构造成驱动近侧手柄构件沿着纵向轴线向远侧运动，推压机构包括偏置元件，偏置元件定位成在致动套筒的运动期间沿着纵向轴线压缩和扩展。

在一些实施方案中，偏置元件的扩展驱动近侧手柄构件沿着纵向轴线向远侧运动。在一些实施方案中，推压机构包括致动套筒的抓握部，抓握部定位成使得施加至抓握部的压力驱动致动套筒的沿着纵向轴线向近侧运动并且驱动偏置元件的压缩。在一些实施方案中，将近侧手柄构件联接至致动套筒的旋转运动传递接合面构造成将致动套筒的向近侧和向远侧的运动传递至近侧手柄构件。在一些实施方案中，偏置元件包括弹簧、相对的磁体、液压流体和形状记忆合金中的一者。

另一方面涉及一种构造成驱动器械的运动的设备，设备沿着纵向轴线在设备的近端与远端之间延伸，并且设备包括：外壳，外壳具有限定内部容积的内表面；致动套筒，致动套筒构造成将沿着纵向轴线的线性运动赋予器械，并且致动套筒包括延伸超过外壳的远端的抓握部；以及在内部容积内的偏置元件，偏置元件定位成在致动套筒的运动期间沿着纵向轴线压缩和扩展，其中，偏置元件的扩展驱动致动套筒沿着纵向轴线在近端方向上的线性运动。

在一些实施方案中，抓握部定位成使得施加至抓握部的压力驱动致动套筒的沿着纵向轴线的线性运动并且驱动偏置元件的压缩。

一些实施方案还包括近侧手柄构件；以及旋转运动传递接合面，旋转运动传递接合面将近侧手柄构件联接至致动套筒，并且旋转运动传递接合面构造成将致动套筒的旋转运动转换成近侧手柄构件的沿着手柄的纵向轴线的线性运动，其中，将近侧手柄构件联接至致动套筒的旋转运动传递接合面还构造成将致动套筒的线性运动传递至近侧手柄构件。一些实施方案还包括远端手柄构件，远端手柄构件至少部分地定位在致动套筒内并且包括圆头突出部，其中，致动套筒包括至少一个止动部，止动部定位成在致动套筒的旋转期间接合圆头突出部。一些实施方案还包括锁，以用于在致动致动套筒的线性运动之前固定致动套筒和近侧手柄构件的相对定位。

在一些实施方案中，偏置元件包括弹簧、相对的磁体、液压流体和形状记忆合金中的一者。

另一方面涉及一种利用器械进入患者的目标组织部位的方法，方法包括：致动联接至器械的递送手柄的第一运动传递接合面，其中，致动第一运动传递接合面使器械的远端前进通过支气管镜的工作通道，该支气管镜至少部分地插入患者内；确定器械的远端定位在目标组织部位内；以及致动递送手柄的第二运动传递接合面，其中，至少通过下述方式来致动第二运动传递接合面从而引起器械的远端的伸出和缩回：所述方式为向递送手柄的一部分施加压力、压缩第二运动传递接合面的偏置元件、以及驱动器械的缩回运动以将器械的远端从组织部位抽出；以及从递送手柄的部分释放至少一些压力以允许第二运动传递接合面的扩展，其中，偏置元件的扩展将驱动器械的远端进入组织部位。

在一些实施方案中，致动第一运动传递机构和致动第二运动传递机构由递送手柄的使用者的单手执行。

在一些实施方案中，将偏置元件的扩展释放而驱动器械的远端延伸达到约2cm。

在一些实施方案中，将偏置元件的扩展释放而驱动器械的远端延伸达到该远端的一伸出长度。

一些实施方案还包括将递送手柄构造成提供针对下述距离的结构限制：该距离为在致动第二运动传递接合面之前偏置元件驱动器械的远端所行进的距离。

在一些实施方案中，致动第一运动传递接合面使器械的远端延伸至超过工作通道的远端多达约3cm。

在一些实施方案中，致动第一运动传递接合面和致动第二运动传递接合面由机器人控制系统执行。

另一方面涉及一种机器人系统，包括：器械，该器械包括工具和手柄，其中，工具联接至轴的远端，手柄沿着纵向轴线延伸并且构造成驱动工具的运动，其中，轴延伸穿过手柄的远端，手柄包括构造成沿着纵向轴线移动的构件、具有至少一个抓持部分的致动套筒、运动传递接合面以及偏置元件，其中，轴的近端联接至可移动的构件，运动传递接合面将构件联接至致动套筒并且构造成将致动套筒的旋转运动转换成构件的沿着纵向轴线的运动，偏置元件定位成响应于通过在至少一个抓持部分上施加和释放压力而被驱动的致动套筒的推压运动而沿着手柄的纵向轴线压缩和扩展，其中，运动传递接合面构造成将致动套筒的推压运动转换成构件的沿着纵向轴线的运动；以及控制器，控制器联接至致动套筒并且构造成致动该致动套筒的旋转运动和推压运动。

在一些实施方案中，控制器包括至少一个计算机可读存储器，在至少一个计算机可读存储器上存储有可执行的指令；以及一个或更多个处理器，一个或更多个处理器与至少一个计算机可读存储器通信，并且一个或更多个处理器构造成执行指令以使系统至少致动旋转运动和推压运动。在一些实施方案中，控制器包括输入装置，输入装置配置成从使用者处接收控制信号，并且其中，一个或更多个处理器构造成执行指令以使系统响应于控制信号而至少致动旋转运动和推压运动。

在一些实施方案中，器械包括护套，护套联接至手柄的远端并且围绕轴定位。在一些实施方案中，手柄构造成驱动工具相对于护套的运动。

附图说明

下文中将结合附图和附录对所公开的方面进行描述，提供这些附图和附录用以说明所公开的方面而并非用以限制所公开的方面，其中，相同的附图标记表示相同的元件。

图1a至图1f示出了包括如本文中所描述的轴操纵手柄的医疗器械的实施方式。

图2a至图2d示出了如本文中所描述的轴操纵手柄的另一实施方式。

图3a和图3b示出了如本文中所描述的示例性轴操纵手柄的照片。

图4a至图4h示出了如本文中所描述的轴操纵手柄的另一实施方式。

图5a至图5e示出了各种替代性手柄的实施方式。

图6描绘了用于对如本文中所描述的手柄进行致动的机器人手术系统的示意图。

图7描绘了用于使用如本文中所描述的手柄来对医疗器械的运动进行驱动的过程的实施方式的流程图。

具体实施方式

简介

医疗程序可以涉及对远离操作者定位——例如穿过插入患者体内的通道定位——的工具进行操纵。这些通道包括套管针、导管和包括支气管镜的内窥镜。作为这种医疗程序的一个示例，经支气管镜针吸活检术(tbna)可以用作微创支气管镜技术，以用于诊断包括肺癌的支气管疾病并对该支气管疾病分期。tbna技术可以涉及通过柔性支气管镜来操纵活检针。例如，医生可以使用胸部扫描来识别待活检的肿块的位置并引导支气管镜在患者气道内朝向该肿块的定位。在支气管镜工作通道的远端定位在所识别的肿块附近的气道内之后，包含活检针的长形管状护套可以通过工作通道前进至取样区域。然后可以通过将针伸出护套来刺穿目标组织，并且可以施加抽吸以帮助样本采集。通常，抽吸涉及用手保持附接至针的管的近端并且手动地使管相对于支气管镜向后和向前移动以用针反复刺穿组织部位。在样本采集后，针可以被缩回到护套中并通过工作通道被抽出。在一些程序中，样本分析可以在与tbna程序相同的房间中进行，并且根据分析的结果可以进行进一步的tbna样本采集和/或其他组织取样或治疗。

然而，包括tbna的支气管镜检查技术可能难以接近肺周边的肿块，特别是如果这些肿块仍然相对较小，例如约8mm或更小。该限制可能会阻止在早期阶段成功使用支气管镜检查来诊断癌性肿块并对癌性肿块分期，而在该时间段期间，这些肿块可能更容易治疗并且可能尚未扩散到患者体内的其他部位。在肺周边进行支气管镜检查的另一考虑因素涉及：如果针(或其他工具)未被仔细控制并且因此刺穿肺，则会出现气胸的风险。此外，可用于tbna和其他气道取样和治疗技术的现有支气管镜检查系统需要多手操作，该多手操作通常涉及多人定位和维持支气管镜并且然后通过支气管镜工作通道来致动器械的运动。

在一些实施方式中，通过本文中所描述的致动手柄尤其解决了上述问题。本公开的各实施方式涉及致动手柄，具体地涉及用于通过在手柄与工具之间联接的轴而对远离手柄设置的医疗工具的伸出和缩回进行致动的手柄。此外，所描述的手柄提供了用于使这些工具移动的多种模式。手柄可以包括允许对固定在手柄内的轴的线性运动进行控制的机构，所述机构例如包括旋转接合面和推压接合面中的一者或两者。旋转接合面可以例如通过允许使用者使旋转接合面旋转以使轴伸出或缩回来实现轴的精细控制定位。旋转接合面的一些实施方案可以包括用以向使用者提供关于旋转何时引起了具有一定间距的伸出或缩回的物理反馈(例如，触觉反馈)的止动部。推压接合面可以例如通过实施诸如弹簧的偏置机构来实现更快的线性运动，该偏置机构在轴的缩回期间压缩并且然后释放以驱动在延伸方向上的快速线性运动。

因此，所公开的手柄可以通过多个运动传递接合面来提供对医疗工具的增强控制，并且可以定尺寸为使得两个接合面能够由单手使用。有益地，这可以允许医生在内窥镜手术期间自己致动工具运动而无需另一人协助。

在与支气管工具一起使用的情况下，旋转接合面可以构造成提供工具的充分延伸以从工作通道的远端到达肺周边，从而改善对先前难以接近的肿块周边肺区域的进入。此外，在与支气管工具一起使用的情况下，旋转接合面可以构造成仅允许工具末端延伸等于或略小于(例如，几毫米)介于工作通道远端与肺的外边缘之间的预期距离的指定量。例如，一些支气管镜系统可以将工作通道远端定位在距肺的外边缘约2.5cm至3cm处。因此，设计用于与这种系统一起使用的手柄可以将针的延伸限制于2.5cm或3cm，以使得能够在肺周边进行肿块的活检同时降低气胸的风险。应当理解的是，该特定距离仅作为示例提供，并且可以使根据本公开的不同手柄提供与特定支气管镜相对应的特定延伸距离。此外，推压接合面可以在这样的实施方式中有益地设计成将针或工具从组织部位抽出，从而不超过旋转接合面的最大延伸距离。在一些实施方式中，利用借助于推压接合面的偏置元件的力将工具释放回组织部位可以有益地帮助收集组织样本。

根据本公开的手柄可以被提供用于长形医疗器械，该长形医疗器械设计成通过定位在患者体腔中的工作通道来操作。医疗器械可以具有联接至工具的长形轴、管或线。例如，器械可以是包含联接至管的远端的活检针的柔性护套，其中，针定位在柔性护套的远端处。可以与所公开的手柄一起使用的工具的附加示例包括刷子(例如，细胞学刷子)、针尖细胞学刷子、镊子(例如，活检钳)、篮子、骨活检针、基准标记及其递送机构、透热圈套、腹腔镜工具、血管成形术球囊、支架、或者其他内窥镜或基于导管输送或导管的医疗器械或工具。

如本文中所使用的，“远端”是指在使用期间最靠近患者组织部位定位的示波器或工具的端部，“近端”是指最靠近操作者(例如，医生或机器人控制系统)定位的护套或工具的端部。换言之，本文从操作者的有利位置描述了护套、工具和/或机器人系统的部件的相对位置。

因此，如本文所使用的，“远程设置”工具是指工具位于工作通道的远端处或超出工作通道的远端，其中，手柄位于工作通道的近端处或超出工作通道的近端。术语远程设置也可以指下述工具：所述工具未插入通过任何工作通道而是与手柄隔开一定距离，该距离跨越了包含例如导管的工具在内的长形护套，该导管定位成通过患者的血管或其他发光通道。

如本文中所使用的，偏置元件可以是下述各项中的一者或更多者：所述各项为弹簧、相对的磁体、液压系统、可压缩形状记忆合金、以及其他可以在压缩或伸展中存储势能并且然后由于在另一伸展或压缩期间势能的释放而实现运动的机构。

如本文中所使用的，术语“抖动”是指医疗器械比如活检针例如使用本文中所描述的手柄的推压接合面且通过器械的伸出和缩回而所进行的前后运动。在一些情况下，医疗器械的前后运动独立于器械护套的运动而发生，使得医疗器械的护套在抖动期间保持相对静止。

所公开的系统和技术可以为支气管镜针活检和包括其他内窥镜工具、腹腔镜工具和/或导管递送工具的操纵的其他应用提供优势。因此，尽管在支气管镜检查活检针的背景下在本公开的许多部分中描述了所公开的手柄，但是应当理解的是，这种手柄也可以与其他远程设置的工具一起使用，以便提供所公开的益处。此外，尽管所公开的手柄被示出和描述为具有推压接合面和旋转接合面两者，但是应当理解的是，替代方案可以包括这些接合面中的一者而没有另一者，并且来自本文中所描述的各种实施方式的推压特征可以与来自本文中所描述的其他实施方式的旋转特征组合。

机器人手术系统可以利用内窥镜器械来机械地执行微创内窥镜手术。因此，本公开的一些实施方案涉及包括轴致动手柄的手术器械及系统，该轴致动手柄可以有利地用于机器人引导(无论是全自动机器人系统还是提供某种程度的辅助的机器人系统)医疗程序、以及用于在机器人手术系统的指导下执行医疗程序的方法中。在这样的系统中，机器人臂可以构造成对本文中所描述的旋转运动和推压运动进行控制。用于这种致动的驱动信号可以由机器人手术系统例如响应于经由输入装置和/或计算机控制的外科手术过程的使用者输入而提供。

出于说明的目的，下面将结合附图对各种实施方式进行描述。应当理解的是，所公开的概念的许多其他实施方案是可能的，并且各种优点可以通过所公开的实施方案来实现。包含在本文中的各标题供参照并且有助于定位各个部分。这些标题并非旨在限制关于其所描述的概念的范围。这些概念可以在整个说明书中具有适用性。

示例性手柄的概述

图1a至图1f示出了医疗器械100的实施方式，该医疗器械100包括轴操纵手柄105、护套150、导管154和工具156。图1a示出了器械100及其旋转160模式的外部视图。图1b示出了器械100及其推压165模式的外部视图。图1c示出了器械100的手柄105的剖视图。图1d示出了手柄105的一部分的剖视图，其中，所示出的致动套筒120具有降低的不透明度以露出内部结构。图1e示出了远端手柄构件140的外部视图，图1f示出了远端手柄构件140在致动套筒120内的横截面图。因所描绘的特征的重叠而将在下面的描述的部分中对图1a至图1f进行一起论述。

参照图1a，手柄105包括致动套筒120、远端手柄构件140、外壳110和流体配件135。致动套筒120包括旋转轮抓握部124和推压抓握部122。如图1a所示，操作者可以通过使旋转轮抓握部124旋转160来驱动工具156相对于护套150的运动，这引起致动套筒120围绕手柄105的纵向轴线的旋转。沿一个方向的旋转160可以引起工具156从护套150伸出。沿另一方向的旋转可以使工具156缩回到护套150中。下面对手柄105的将这种运动传递至工具156的内部部件进行更详细地描述。如下面更详细地描述的，手柄105的部件可以构造成以预定的间隔向使用者提供物理反馈，以帮助精细控制工具的伸出。

如图1b所示，推压模式可以通过操作者向推压抓握部122施加力而沿一个方向被驱动，并且在释放力时通过偏置元件而沿相反的方向被驱动。下面将更详细地论述偏置元件以及手柄105的将该运动传递至工具156的内部部件。当致动套筒120例如通过向推压表面122施加压力而如图1b中的箭头165所示向近端被拉动时，偏置元件可以被压缩。在至少一些压力从推压抓握部122释放时，偏置元件可以扩展，从而驱动致动套筒120向远侧运动。在图1a和图1b的实施方式中，在旋转160和推压165期间，流体配件135可以相对于手柄的外壳110保持静止。

借助于偏置元件，推压模式可以用于实现工具的抖动运动。例如，可以使用旋转模式将工具伸出至期望的最大距离，比如进入患者组织的期望距离。通过向推压抓握部122施加压力，操作者可以缩回致动套筒，从而驱动工具的沿近端朝向操作者且远离患者组织的缩回。在一些实施方式中，致动套筒120的完全缩回可以使工具缩回大约1.5cm、大约2cm或另一期望距离。因此，该推压运动不会引起工具的进一步伸出。这在肺周边附近的肺部手术中使用期间用以减轻气胸的风险的方面可能是有益的。诸如活检针之类的工具的抖动——其是指如可以由多次使用推压模式而引起的重复的缩回和伸出——可以帮助获取合适的组织样本。

医疗器械的护套150、导管154和工具156与图1a至图1c中的手柄105一起示出。如示出的，护套150从手柄105的远侧孔口141延伸穿过应变释放件(strainrelief)159，并且护套150可以包含呈各种构型的导管154和工具156中的一些或全部。工具156被描绘为针并且导管154具有内部管腔152，内部管腔152在手柄105的流体联接件135的近侧孔口与工具156的远端之间提供流体通路的至少一部分。工具156可以是活检针，比如构造成用于采集组织样本的抽吸针或者可以构造成用于将治疗剂递送至组织部位的抽吸针。在其他示例中，工具156可以是刷子(例如，细胞学刷子)、针尖细胞刷、钳子(例如活检钳)或其他如上所述的工具。在特定工具不需要抽吸的情况下，导管可以不具有内部管腔，而是可以具有实心横截面或由编织股线构成。

图1c和图1d的视图示出了手柄105的内部部件。如图1c所示，手柄105包括外壳110、致动套筒120、近侧手柄构件130和远侧手柄构件140。这些部件可以由包括塑料、金属和复合材料的合适的材料印刷、模塑或机加工而成。从手柄105的远侧孔口141延伸出柔性管状护套150。应变释放件159可以围绕护套150而与手柄105的远端配装在一起。导管154定位在护套150的内部管腔内，并且该导管154在其远端处联接至医疗工具156并且在其近端处联接至近侧手柄构件130。这样，近侧手柄构件130经由本文中所描述的旋转模式和推压模式中的一者或两者而实现的沿着手柄105的纵向轴线的线性运动可以驱动导管154的对应运动，从而驱动工具的相对于护套150的远端的伸出和缩回。

在一些实施方案中，外壳110可以提供内部容积用以围封手柄105的移动部件的至少一部分，并且外壳110可以提供定尺寸和定形状为提供用于用单手抓握的舒适表面的外部表面。例如，使用者可以在用手指操纵致动套筒120的同时将外壳110的一部分保持在手的手掌和掌根部中，从而允许使用者用单手对工具156的伸出和缩回进行控制。外壳110可以包括位于其远端处的远侧孔口111和位于其近端处的近侧孔口116。

外壳的内部容积的一部分可以提供用于约束致动套筒120的运动范围的外罩113。在一些实施方式中，该外罩113可以具有比内部容积的远侧部分更大的直径，以在致动套筒120的完全缩回位置处提供用于接合致动套筒的凸缘128的环形表面。致动套筒的凸缘128可以在完全伸出位置处邻接外壳110的凸缘117。凸缘117可以用于限制致动套筒120相对于外壳110的伸出。因此，在一些实施方式中，外罩113的长度可以被选择成对应于致动套筒120的期望的运动范围。在一些实施方式中，凸缘117沿着手柄105的纵向轴线的定位可以不固定，并且操作者可以调节其定位以提供对期望的插入距离的控制。

外罩113可以另外包含弹簧或其他偏置元件，例如一对相对的磁体、可压缩液压流体室、或形状记忆合金。外罩113的环形近侧表面可以接合偏置元件的近侧部分，并且偏置元件的远侧部分可以接合致动套筒120的凸缘128。在一些实施方式中，当致动套筒120如图1b中的箭头165所示向近端被拉动时，偏置元件可以通过致动套筒120的凸缘128的近端移动而被压缩。当推压抓握部上的压力释放时，偏置元件将扩展并且向远端驱动致动套筒120直到凸缘128邻接外壳110的凸缘117，从而将工具驱动回到其伸出位置为止。

外壳110还可以包括至少一个插脚114，插脚114定位成延伸到远侧手柄构件140的孔口144中，以将远侧手柄构件140相对于外壳110固定。图1c中示出的外壳110的一部分的延伸的插脚定位在导管154的后面，并且为了参照，图3a中示出了类似的插脚314a、314b。插脚114可以具有足以固定在远侧手柄构件140的孔口144内的长度，而不会堵塞导管154所穿过的管腔。这样，插脚114的长度可以小于外壳110的内部容积的直径的一半。

致动套筒120可以具有近端凸缘128、从凸缘128延伸至旋转轮抓握部124的圆筒形本体125、推压抓握部122、以及内部凸轮接合面(在图1d中的致动套筒中示出和描述)。旋转轮抓握部124可以用于促进所描述的旋转模式，并且推压抓握部122可以用于促进如上所述的推压模式。例如，旋转轮抓握部124可以提供从致动套筒的远端径向地延伸的多个抓握表面。推压抓握部122可以提供允许使用者在致动套筒120的一部分上施加力以向近端拉动致动套筒120的表面，并且推压抓握部122可以例如由旋转轮的远侧表面形成。圆筒形本体125可以定尺寸为在致动套筒120于外壳110内的操纵期间滑动通过外壳110的远侧孔口111，并且凸缘128可以邻接外壳110的凸缘117以提供针对致动套筒120的向前伸出的机械止挡。

近侧手柄构件130从其近端朝向其远端可以顺次包括：流体配件135、近侧部分136、凹部137、长形狭槽132、支承环133和外部凸轮接合面131。外部凸轮接合面131的一部分在图1c中可见，外部凸轮接合面131与内部凸轮接合面相互作用。下面参照图1d对内部凸轮接合面以及外部凸轮接合面131与内部凸轮接合面之间的相互作用进行更详细地论述。

附接至工具156的导管154可以例如通过粘合剂粘合而固定在凹部137内。因此，近侧手柄构件130的线性运动可以经由导管154传递至工具156，从而允许操纵手柄105以驱动工具156从护套150的伸出和缩回。在一些实施方式中，凹部137可以构造成与导管154上的对应特征机械地配合，以便于使用具有许多不同导管和工具的手柄105。因此，在一些实施方式中，手柄105可以是可消毒并且可重复使用的，而导管、工具和护套可以是一次性的。在各种其他实施方式中，整个器械100可以是全部可消毒且可重复使用的或可以设计为一次性的单个单元。

流体配件135可以是螺纹连接器，以用于固定至抽吸装置、呼吸装置、或包含治疗剂的装置的对应的螺纹连接器。在一个示例中，流体配件135可以是鲁尔锁。在一些实施方式中，流体配件135可固定在外壳110的近侧孔口116内。将流体配件135固定至外壳110可以在固定至流体配件135时在抽吸装置的稳定性方面提供益处。

如示出的，近侧手柄构件130的近侧部分136可以包括一段盘管，所述一段盘管在一些实施方案中具有固定至外壳110的流体配件135。这可以提供适应近侧手柄构件130的线性运动的柔性流体路径。例如，近侧部分136可以是盘绕的高密度聚乙烯(hdpe)或任何其他合适的聚乙烯热塑性管，并且在一些实施方式中，近侧部分136可以是导管154的相对于结合凹部137定位于近侧的一部分。在一些实施方案中，聚烯烃热收缩套筒可以用于将盘管固定至流体配件。

当近侧手柄构件130在外壳110内线性移动时，长形狭槽132的长度和宽度可以足以允许外壳110的用于固定远侧手柄构件140的插脚滑动通过狭槽132。支承环133可以具有下述外径：该外径与外壳110的内部容积的近侧部分的内径基本上匹配，以便以可滑动的方式接合外壳的内壁并且在线性运动期间为近侧手柄构件130提供稳定性。

远侧手柄构件140可以具有近侧轴143，该近侧轴143部分地定位在致动套筒120内并且部分地位于近侧手柄构件130内。近侧轴143可以具有凹部或孔口144，凹部或孔口144定尺寸为接纳外壳110的插脚114，从而相对于外壳110将远侧手柄构件的位置固定。

具体转到图1d，致动套筒120的内部凸轮接合面126可以形成为围绕致动套筒120的内表面以螺旋或盘旋结构延伸的凹槽，并且外部凸轮接合面131可以形成为围绕近侧手柄构件130的外表面以螺旋或盘旋结构延伸的脊状部。在其他实施方式中，内部凸轮接合面126可以包括脊状部，并且外部凸轮接合面131可以包括凹槽。外部凸轮接合面131可以至少部分地定位在致动套筒120内。外部凸轮接合面131可以接合致动套筒120的内部凸轮接合面126，以形成用于将致动套筒120的旋转运动或线性运动传递至近侧手柄构件130的运动传递接合面。因此，在内部凸轮接合面126包括凹槽的实施方式中，外部凸轮接合面131可以包括成角度以接合凹槽的脊状部。类似地，在内部凸轮接合面126包括脊状部的实施方式中，外部凸轮接合面131可以包括成角度为被脊状部接合的凹槽。

图1d中示出的接合的外部凸轮接合面131和内部凸轮接合面126可以将致动套筒120的旋转运动传递至近侧手柄构件130的线性运动。接合的外部凸轮接合面131和内部凸轮接合面126可以将致动套筒120的线性推压运动传递至近侧手柄构件130并且因此传递至图1a至图1c中示出的导管154和工具156。尽管未示出，但是一些实施方式可以为致动套筒120提供锁紧以防止在推压模式期间的进一步旋转。导管154与近侧手柄构件130之间的结合又可以将该运动传递至工具以驱动伸出和/或缩回。

如图1e和图1f所示，远侧手柄构件140的远端可以包括位置指示器142和圆头突出部145。位置指示器142可以与致动套筒120的远侧表面上的延伸距离标记对齐(参见图2c和示例的相关描述)以便基于致动套筒120的旋转为操作者提供关于工具从护套150延伸多远的视觉指示。

圆头突出部145可以定尺寸为允许致动套筒120围绕圆头突出部145旋转，同时将圆头突出部145向内略微压缩到远侧手柄构件140中。致动套筒120可以具有一个或更多个止动部127，所述一个或更多个止动部127定尺寸为接纳未压缩的圆头突出部145，以在致动套筒120已旋转指定量时向操作者提供物理反馈以及将致动套筒120相对于远侧手柄构件140的位置轻轻地锁定。致动套筒120可以包括与使用者可见的距离标记对准的许多这样的止动部。例如，致动套筒120可以以与工具的每1mm、2mm、5mm或10mm的伸出量或缩回量相对应的间隔而设置止动部和标记。一个示例可以构造成提供高达30mm的伸出量并且可以具有与每5mm的伸出量相对应的止动部。

图2a至图2d示出了如本文中所描述的轴操纵手柄205的另一实施方式。图2a示出了手柄205的外壳210的剖视图，以露出内部的致动套筒120和近侧手柄构件230，其中，所示出的致动套筒120具有轻微的降低的不透明度以露出内部凸轮接合面228。图2b示出了手柄205的横截面图。图2c示出了手柄205的致动套筒220的立体图。下面将一起论述图2a至图2d。图2d示出了手柄的正视图。

类似于图1a至图1f的手柄105，手柄205可以以旋转模式和推压模式两者操作，以用于使工具的驱动和抖动精细化。如图2a至图2c所示，手柄205包括外壳210、致动套筒220、近侧手柄构件230以及沿着纵向轴线280定位的远侧手柄构件240。管腔285(图2d中示出)可以形成从手柄205的近端至手柄205的远端的流体通路。

在一些实施方案中，外壳210可以提供内部容积用以围封手柄205的移动部件的至少一部分，并且外壳210可以提供定尺寸和定形状为提供用于用单手抓握的舒适表面的外部表面。外壳210可以包括位于其远端的远侧孔口和位于其近端的近侧孔口。外壳210还可以包括至少一个插脚214，所述至少一个插脚214定位成延伸到远侧手柄构件240的孔口244中而不会遮挡手柄管腔285，以便将远侧手柄构件240相对于外壳210固定。外壳的内部容积的一部分可以提供外罩213，以用于约束致动套筒220的运动范围并容纳偏置元件。

与致动套筒120类似，致动套筒220可以具有近端凸缘228、从凸缘228延伸至旋转轮抓握部224的圆筒形本体225、推压抓握部222和内部凸轮接合面226。旋转轮抓握部224可以用于促进本文中所描述的旋转模式，并且推压抓握部222可以用于促进本文中所描述的推压模式。图2c图示了示出形成内部凸轮接合面226的示例性脊状部的立体图。

类似于近侧手柄构件130，近侧手柄构件230可以从其近端朝向其远端顺次包括：流体配件235、近侧部分236、用于与工具导管联接的凹部237、长形狭槽232、支承环233、以及外部凸轮接合面231。近侧部分236可以包括如上所述的一定长度的柔性管或者可以包括刚性轴。如果近侧部分236包括刚性轴，则流体配件235可以位于刚性轴的近端处并且可以在近侧手柄构件230的运动期间相对于外壳210移动。如上所述，外部凸轮接合面231可以至少部分地定位在致动套筒220内。外部凸轮接合面231可以接合致动套筒220的内部凸轮接合面226，以形成用于将致动套筒220的旋转或线性运动传递至近侧手柄构件230的运动传递接合面。

类似于远侧手柄构件140，远侧手柄构件240可以包括近侧轴243，该近侧轴243部分地定位在致动套筒220内并且部分地定位在近侧手柄构件230的内部接收容积239内。近侧轴243可以具有凹部或孔口244，该凹部或孔口244定尺寸为接纳外壳210的插脚214，从而固定远侧手柄构件240相对于外壳210的位置。远侧手柄构件240可以包括远侧孔口241，固定至近侧手柄构件230的导管可以延伸穿过该远侧孔口241。

图2d示出了手柄的远端的与用于提供视觉延伸距离指示器的标记有关的示例设计。位置指示器242可以与致动套筒220上的径向间隔距离指示器229对齐(或定位在径向间隔距离指示器229之间)。最初，联接至手柄205的工具可以定位成使其远侧末端定位在护套的远端处或附近。致动手柄240的旋转可以引起工具从护套的受控延伸，并且径向间隔距离指示器229可以提供关于工具的远侧末端延伸超过护套的远端多远的视觉指示。尽管示出为三角形构型，但是其他设计可以使用点、线、数字标记或这些的组合。

图3a和图3b示出了如本文中所描述的示例性轴操纵手柄305的照片。图3a示出了手柄305的分解视图。图3b示出了手柄305的组装视图，其中，第一外壳部分310a被移除以示出近侧手柄构件330、弹簧390、致动套筒320和远侧手柄构件340的布置。

如图3a所示，类似于手柄105和手柄205，手柄305可以包括外壳、致动套筒320、近侧手柄构件330、远侧手柄构件340，并且手柄305还可以包括弹簧390。外壳可以形成在第一部分310a和第二部分310b处，第一部分310a和第二部分310b可以围绕致动套筒320的筒形本体325和近侧手柄构件330的远侧部分固定在一起。

在一些实施方案中，外壳310a、310b可以提供内部容积用以围封手柄305的移动部件的至少一部分，并且外壳310a、310b可以提供定尺寸和定形状为提供用于用单手抓握的舒适表面的外部表面。外壳310a、310b可以包括位于其远端处的远侧孔口311和位于其近端处的近侧孔口316。外壳310a、310b的每个半部可以包括插脚314a、314b，插脚314a、314b定位成延伸到远侧手柄构件340的孔口344中，而不会遮挡延伸通过手柄305的管腔。如上所述，这可以确保远侧手柄构件340相对于外壳410的定位。外壳的内部容积的一部分可以提供外罩313，以用于约束致动套筒320的运动范围并用于容纳弹簧390。

类似于致动套筒120、220，致动套筒320可以具有近端凸缘328、从凸缘328延伸至旋转轮抓握部324的圆筒形本体325、推压抓握部322和内部凸轮接合面326(在致动套筒320内但在图3a中不可见)。旋转轮抓握部324可以用于促进本文中所描述的旋转模式，并且推压抓握部322可以用于促进本文中所描述的推压模式。

类似于近侧手柄构件130和230，近侧手柄构件330可以从其近端朝向其远端顺次包括：流体配件335、近侧部分334、用于与工具导管联接的紧固件或紧固机构(未示出)、一对长形狭槽332、支承环333、以及外部凸轮接合面331。近侧部分334可以包括刚性轴，该刚性轴在其近端处具有流体配件335。因此，流体配件335可以在近侧手柄构件330的运动期间相对于外壳410移动，并且近侧部分334可以定尺寸为穿过外壳310a、310b的近侧孔口316。如上所述，外部凸轮接合面331可以至少部分地定位在致动套筒320内。外部凸轮接合面331可以接合致动套筒320320的内部凸轮接合面326，以形成用于将致动套筒320的旋转或线性运动传递至近侧手柄构件330的运动传递接合面。

类似于远侧手柄构件140和240，远侧手柄构件340可以包括近侧轴343，该近侧轴343部分地定位在致动套筒320320内并且部分地定位在近侧手柄构件330内。近侧轴343可以具有孔口344，该孔口344定尺寸为接纳外壳310a、310b的插脚314a、314b，从而将远侧手柄构件340相对于外壳310a、310b的位置进行固定。远侧手柄构件340可以包括远侧孔口341和旋转指示器342，其中，固定至近侧手柄构件330的导管可以延伸穿过该远侧孔口341。

转到图3b，致动套筒320、近侧手柄构件330、远侧手柄构件340和弹簧390与外壳的部分310b组装就位并且部分310a打开以示出内部构造。图3b示出了弹簧390可以如何固定在外罩313内以将致动手柄320向远端偏置，其中，凸缘328压靠外壳的凸缘317。

图4a至图4h示出了如本文中所描述的轴操纵手柄4405的另一实施方式。手柄可以与本文中所描述的工具中的任何工具一起使用。

图4a至图5d示出了处于各种缩回和伸出模式的手柄405。图4a示出了处于完全伸出位置400a的手柄405。例如，在用于驱动活检针穿过护套的运动的实施方案中，针将从护套伸出至其最大延伸距离，其中，手柄405处于图4a的位置400a。图4b示出了处于缩回位置400b的手柄405，其示出了通过旋转模式可获得的完全缩回。图4c示出了处于完全缩回位置400c的手柄405，其示出了通过旋转模式和推压模式两者可获得的完全缩回。在用于驱动活检针的运动的示例性实施方案中，针将缩回到护套中直至其最大缩回距离，其中，手柄405处于图4c的位置400c。在指向近端的压力从手柄的抓握部释放时，如下面更详细地描述的，手柄4405可以通过来自偏置元件的力而返回至图4b的位置400b。图4d示出了处于中间缩回位置400d的手柄405，其示出了通过旋转模式而处于中间伸出量处再通过推压模式可获得的完全缩回。图4d表示了用于在使用中将工具抖入和移出组织部位的一个选择。在指向近端的压力从手柄405的抓握部释放时，联接至手柄的工具将被来自偏置元件的力向远端驱动。

图4e至图4h示出了手柄405的部件。图4e示出了手柄的基部410，图4f示出了手柄的轴420，图4g示出了手柄的凸轮430，并且图4h示出了手柄的帽440。

转到图4e，基部410包括：具有内部袋状部412的抓持部分411、具有内部通道415的本体413、侧部狭槽416、以及插脚414。抓持部分411可以由操作者(人或机器人)旋转或推压以致动联接至手柄的医疗器械的轴。基部410为手柄的其他部件提供支承结构。例如，本体413可以从抓持部分414向远端延伸，并且本体413可以形成为两个长形构件，所述两个长形构件各自具有弧形横截面。这两个长形构件可以通过间隙在基部410的相对侧部上分开以形成侧部狭槽416。长形构件之间的这些狭槽416可以以可滑动的方式接合轴420的插销构件423，以阻止轴420相对于基部410的旋转。本体413的长形构件的外表面提供大致筒形表面，以用于在手柄的操作期间以可滑动的方式接合凸轮430的内表面433。内部袋状部412提供用于容纳弹簧或其他偏置元件的空间，该弹簧或其他偏置元件可以推靠凸轮430的凸缘431。内部通道415提供内部筒形通路，轴420可以在使用期间在该内部筒形通路内线性地移动。插脚414可以为帽440提供锁定接合面。

转到图4f，轴420包括长形本体422和附接部位421，其中，长形本体422具有插销特征件423，附接部位421用于与抽吸装置流体联接。尽管未示出，但是在一些实施方式中，轴420可以包括内部通路或管腔，例如以便于提供穿过长形器械的管腔的抽吸，该长形器械能够经由手柄而移动。手柄的轴420将可操作地联接至医疗器械的长形轴的近端，以驱动联接至轴的远端的工具的伸出和缩回。因此，该轴的线性运动是手柄的目标。

转到图4g，凸轮430包括凸缘431、内径433、以及沿着其内部表面的螺旋凹槽432。凹槽432可以定尺寸为接纳轴420的插销且用作凹形内部凸轮接合面。该凸轮接合面可以具有示出的螺旋凹槽或者可以具有任何盘旋轮廓，以实现轴的对应于在凸轮430上的给定量的扭转的期望的线性运动。凸缘431可以用作抓握部以便于手柄的推压运动的缩回，并且凸缘431可以接合位于袋状部412中的偏置元件以在指向近端的压力从凸缘431释放时驱动推压运动的伸展。

转到图4h，帽440通过紧固特征件441紧固至基部410的插脚414。因此，帽440提供物理止挡件以防止凸轮430从基部410移开。帽440可以包括孔口443，器械的管状护套可以穿过该孔口443，如上所述。

图4a至图4h中未示出弹簧或其他偏置机构，弹簧或其他偏置机构将安置在基部410的袋状部412中，以在没有近侧线性力施加在其上时将凸轮430返回至完全前向位置。

图5a至图5e示出了各种替代性手柄的实施方式。图5a示出了手柄500a的一个实施方式，手柄500a具有从其延伸的护套515并具有运动接合面，该运动接合面包括推压接合面505和直线式线性滑动件510。如上所述，在其远端处具有工具的导管可以定位在护套515内。在初始构型中，工具的远端可以定位在护套的远端处或定位成靠近护套的远端。如上所述，工具的移动可以通过导管的移动来驱动。

滑动件510包括能够在轨道514内滑动的突起512。突起512可以联接至内部驱动构件，内部驱动构件又联接至导管的近端。这样，突起512的线性运动516可以以1:1转换成器械相对于护套515的远端的伸出或缩回。当突起512定位在轨道514的近端518a处时，工具可以相对于护套515处于完全缩回位置。当突起512定位在轨道514的远端518a处时，工具可以相对于护套515处于完全伸出位置。突起512可以滑动至介于近端518a与远端518b之间的任意中间位置并且可以锁定就位。例如，突起512可以包括按钮，该按钮在被按下时允许滑动运动516并且在被释放时锁定滑动件。尽管未示出，但是可以沿着手柄在轨道514处或轨道514附近设置距离标记以指示工具延伸多远。

推压接合面505可以向近侧缩回以将伸出工具向近侧抽回到护套515中，并且推压接合面505可以在力从推压接合面505释放时被偏置以返回至示出的伸出位置。因此，推压接合面505可以用于致动如上所述的抖动运动。在一些实施方式中，推压接合面505可以使工具伸出并且朝向缩回位置偏置。当推压接合面505被致动时，突起512可以滑动通过轨道514，以提供关于工具的伸出和/或缩回距离的视觉指示。

图5b至图5d示出了手柄500b的另一实施方式，该手柄500b具有护套515和推压接合面505并且还具有齿条齿轮致动器520。如上所述，工具和导管可以至少部分地定位在护套515内，并且齿条齿轮致动器520可以驱动对工具的伸出和缩回的精细控制。

图5b描绘了手柄500b的剖视俯视图并且示出了齿条齿轮致动器520的外部部件和内部部件两者的轮廓，其中，虚线示出了(从所示视角的角度来看)定位在其他元件后面的元件的轮廓。齿条齿轮致动器520包括旋转轮521，旋转轮521具有止动部522以便于使用者在旋转期间抓握。替代实施方式可以附加地或替代性地包括围绕轮521的外圆周的脊状部。

轮521联接至具有多个径向齿的齿轮523。这些齿可以接合齿条524中的对应齿525，以响应于轮521的旋转530而沿着手柄500b的纵向轴线致动线性运动。在一些实施方式中，齿条524可以在手柄500b内线性地移动，并且齿条524可以联接至内部驱动构件，该内部驱动构件又联接至导管的近端。因此，齿条524的运动可以以1:1转换成器械相对于护套515的远端的伸出或缩回。在其他实施方式中，轮521和齿轮523可以沿着手柄线性地移动，并且齿轮523可以联接至内部驱动构件以致动工具伸出和缩回。

如图5c中所描绘的外部俯视图中所示出的，轮521位于手柄500b的外侧。如图5d中所描绘的剖视侧视图中所示出的，齿轮523和齿条524定位在手柄500b内。

类似于手柄500a，手柄500b的推压接合面505可以向近侧缩回和/或向远侧延伸，以使工具相对于护套515缩回或伸出，并且手柄500b的推压接合面505可以在力从推压接合面505释放时被偏置以返回至其初始位置。因此，推压接合面505可以用于致动如上所述的抖动运动。当推压接合面505被致动时，轮521可以旋转和/或整个齿条齿轮致动器520可以向近端以及向远端移动。手柄500b可以附带有距离标记以提供工具的伸出和/或缩回距离的视觉指示。

图5e示出了手柄500b的另一实施方式，该手柄500b具有护套515和推压接合面505并且还具有增量旋转致动器540。图5e描绘了手柄500c的剖视俯视图并且示出了齿条和增量旋转致动器540的外部部件和内部部件两者的轮廓，其中，虚线示出了(从所示视角的角度来看)定位在其他元件后面的元件的轮廓。如上所述，工具和导管可以至少部分地定位在护套515内，并且齿条和增量旋转致动器540可以驱动对工具的伸出和缩回的精细控制。

增量旋转致动器540包括旋转轮541，旋转轮541具有从轮541向内(例如，朝向手柄500c的内部)延伸的多个轮辐542。尽管未示出，但是在轮541的顶部或面向使用者的侧部可以具有围绕其圆周的止动部和/或脊状部，以便于使用者在旋转期间抓握，类似于图5c的轮521。

增量旋转致动器540还包括齿轮543和齿条546。齿轮543可以包括与轮辐542接合的多个第一齿544。当轮541旋转550并且轮辐542推动第一齿544中的一个齿时，齿轮543也可以旋转与第一齿544的数量和轮辐542的数量相对应的预定量。当齿轮543旋转时，多个第二齿545也旋转。第二齿545可以接合齿条546的齿547，以使齿条546在手柄500c内线性移动。齿条546可以联接至内部驱动构件，内部驱动构件又联接至导管的近端。因此，齿条524的运动可以以1:1转换成器械相对于护套515的远端的伸出或缩回。

在一些实施方式中，十度的旋转可以对应于工具的5mm移动。其他实施方式可以设计成将其他旋转角度与其他移动距离相关联。这样，手柄500c可以基于轮541的旋转550来以预定增量提供工具的移动。

类似于手柄500a，手柄500c的推压接合面505可以向近侧缩回和/或向远侧延伸，以使工具相对于护套515缩回或伸出，并且手柄500c的推压接合面505可以在力从推压接合面505释放时被偏置以返回至其初始位置。因此，推压接合面505可以用于致动如上所述的抖动运动。当推压接合面505被致动时，轮541可以旋转并且/或者整个增量旋转致动器540可以向近端和向远端移动。手柄500c可以附带有距离标记，以提供关于工具的伸出和/或缩回距离的视觉指示。

示例性机器人手术系统的概述

图6描绘了用于致动如本文中所描述的手柄605的机器人手术系统600的示意图。尽管示出了手柄605的特定构型，但是所描述的手柄中的任意手柄都可以与这样的系统600一起使用。器械手柄可以具有条形码、射频识别器(rfid)、或其他用以使机器人手术系统600能够识别手柄的合适的标识符。

示例性机器人系统600包括铰接臂610，该铰接臂610构造成定位并保持手柄605的定位。在臂610的远端处设置有用于控制抽吸或施用治疗的第一抓持部分625以及两个额外的抓持部分615、620，所述两个额外的抓持部分615、620可以打开以接纳手柄5605并且围绕手柄605的相应部分闭合。第一抓持部分625可以包括一个或更多个致动器，以用于抓握和控制负压(或正压)源和/或治疗源。例如，第一抓持部分625可以包括用于附接注射器的第一致动器和用于机械地控制注射器的活塞的第二致动器。

第二抓持部分615可以保持固定抓握并且定位在手柄605上以提供稳定性。第三抓持部分620可以构造成通过使手柄的轮或抓握部旋转来实现本文中所描述的手柄的旋转模式。此外，第三抓持部分620可以构造成相对于手柄的纵向轴线横向移动，以提供本文中所描述的推压模式。在其他实施方式中，第二抓持部分615可以以单独地或与第三抓持部分620的运动相结合的方式移动以实现推压模式和旋转模式。抓持部分615、620、625可以由一个或更多个马达和适当的致动机制驱动。

示出了机器人手术系统600，该机器人手术系统600具有如本文中所描述的手柄605的一个实施方式。机器人手术系统600的其他实施方式可以用于操作所公开的手柄的实施方式的变型，所述变型例如包括不同的致动接合面(例如，两个推压接合面、两个旋转接合面等)。机器人手术系统600可以构造成例如通过仅精细控制伸出/缩回、仅抖动、或者如上所述的仅精细控制的伸出/缩回和仅抖动两者来对手柄致动中的任意或所有手柄致动进行控制。

机器人手术系统600可以包括处理器和存储器。存储器可以存储用于机器人手术系统600的各种部件的操作的指令以及存储在外科手术过程期间所产生和使用的数据。处理器可以执行这些指令并处理这些数据以引起系统600的操作。尽管未示出，但是机器人手术系统600可以包括其他部件，例如用于接收使用者输入以控制手术器械(例如，操纵杆、手柄、计算机鼠标、触控板和手势检测系统)的运动的一个或更多个输入装置、用于影响手术器械的运动的器械驱动器、用于对联接至手柄的抽吸装置的运动进行固定和控制的附加抓持部分、显示屏等。

示例性使用方法的概述

图7描绘了用于使用本文中所描述的手柄——例如，如上所述的手柄105、205、305、405、500a-500c、以及605——来驱动医疗器械的运动的过程700的实施方式的流程图。过程700可以通过下述方式来实现：所述方式为人工操作者手动操纵手柄、机器人控制系统操作者(比如，上述系统600)按照人工操作者的指示或自主地机械操纵手柄，或者是上述两种方式的组合。

在框705处，操作者(例如，人工操作者或自主手术机器人)可以将包含器械的护套定位在患者的组织部位处或附近。如上所述，器械可以通过其远侧末端定位在护套150的远端处或附近，并且导管154或轴可以从工具的近端延伸通过护套。在一些实施方式中，护套可以插入穿过内窥镜的工作通道比如支气管镜，并且工具可以是针、刷子、镊子等。导管可以联接至手柄105、205、305、405、500a-500c、605，以用于驱动导管相对于护套的线性运动。

在框710处，操作者可以致动联接至器械的递送手柄105、205、305、405、500a-500c、605的第一运动传递接合面，以驱使器械的远端前进穿过护套。如上所述并在图1a的示例中示出的，这可以包括例如借助于旋转抓握部122、222、322的手柄的旋转模式的致动或者关于手柄500a至500c所描述的运动机构的致动。这种模式的致动可以允许操作者对器械的远侧末端从护套远端的伸出进行精细控制。在一些手术中，这可以包括使器械的远侧末端伸出直到远侧末端已刺穿患者组织为止。

在框715处，操作者可以确定器械的远端定位在目标组织部位处。在一些实施方案中，医生可以经由内窥镜工作通道的远端处的成像装置观察组织部位的图像或视频，并且可以在视觉上确认该器械位于目标组织部位处或之内。例如，这可以通过荧光检查来完成。在一些实施方案中，医生可以查看器械相对于患者组织部位的定位的渲染或模型以进行该确定，例如作为来自机器人支气管镜检查导航系统的输出。在一些实施方式中，可以通过自动图像分析和/或导航以编程的方式来执行框715。

在框720处，操作者可以对递送手柄105、205、305、405、500a-500c、605的第二运动传递接合面进行致动，以驱动器械的远端的伸出和缩回。如上所述并在图1b的示例中示出的，这可以涉及例如借助于推压抓握部122、222、322的推压模式的致动。

如子框725和730所示，第二运动传递接合面的致动可以涉及第一缩回步骤和第二伸出步骤。在框725处，操作者可以向递送手柄的一部分施加压力以(1)压缩第二运动传递接合面的偏置元件，以及(2)驱动器械的缩回运动以从组织部位中抽出器械的远端。在框730处，操作者可以从递送手柄的一部分释放至少一些压力，以允许第二运动传递接合面的扩展，进而驱动远端进入组织部位。在其他实施方式中，手柄可以构造成使得压力的施加导致工具的伸出以及压力的释放使工具缩回。框725和框760的重复可以通过重复的伸出和缩回来产生工具的抖动运动，这如上所述可以有益于组织取样。

在完成过程700之后，可以例如通过第一运动传递接合面将器械抽回到护套中，并且可以从患者组织部位抽出护套。任何获得的样本可以被从器械中排出以进行所需的分析。

实施系统和术语

本文中所公开的实施方案提供了用于借助于固定在手柄内的器械的轴的线性运动来对远程设置的器械的伸出和缩回进行致动的系统、方法和设备。

应当指出的是，如本文中所使用的词语“联接”的变型，即，术语“联接(couple)”、“联接(coupling)”、“联接(coupled)”或其他变型可以指示间接连接或直接连接。例如，如果第一部件“联接”至第二部件，则第一部件可以经由另一部件间接连接至第二部件或者第一部件直接连接至第二部件。

本文中所描述的机器人运动致动功能可以作为一个或更多个指令存储在处理器可读介质或计算机可读介质上。术语“计算机可读介质”是指可以由计算机或处理器访问的任何可用介质。通过示例而非限制的方式，这种介质可以包括ram、rom、eeprom、闪速存储器、cd-rom或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储装置、或者可以用于以指令或数据结构的形式存储所需的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。应当指出的是，计算机可读介质可以是有形的和非暂时的。如本文中所使用的，术语“代码”可以指能够由计算装置或处理器执行的软件、指令、代码或数据。

本文中所公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或更多个步骤或动作。在不背离权利要求的范围的情况下，方法步骤和/或动作可以彼此互换。换言之，除非正在描述的方法的正确操作需要特定的步骤或动作顺序，否则可以在不背离权利要求的范围的情况下对特定的步骤和/或动作的顺序和/或使用进行修改。

如本文中所使用的，术语“多个”表示两个或更多个。例如，多个部件表示两个或更多个部件。术语“确定”包含各种各样的动作，因此，“确定”可以包括计算、演算、处理、推导、调查、查找(例如，在表格、数据库或另一数据结构中查找)、查明等。此外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解析、选择、决定、建立等。

除非另有明确说明，否则短语“基于”并不意味着“仅基于”。换言之，短语“基于”描述了“仅基于”和“至少基于”两者。

提供了所公开的实施方案的先前描述是为了使本领域技术人员能够制作或使用本发明。对这些实施方案的各种修改对本领域技术人员而言将是明显的，并且可以在不背离本发明的范围的情况下将本文中定义的一般原理应用于其他实施方案。例如，应当理解的是，本领域普通技术人员将能够采用多个对应的替代和等同的结构细节，比如紧固、安装、联接或接合工具部件的等效方式、用于产生特定的致动运动的等效机构、以及用于传递电能的等效机构。因此，本发明并非旨在限于本文中示出的实施方案，而是旨在赋予与本文中所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。