能够手动地和机器人地控制的医疗器械的制作方法

本文所公开的系统和方法涉及医疗器械，并且更具体地涉及能够既手动地又机器人地控制的医疗器械。

背景技术：

1、医疗规程诸如内窥镜检查可涉及出于诊断和/或治疗目的而进入患者的解剖结构的内部并使其可视化。例如，胃肠病学、泌尿病学和支气管病学涉及允许医师检查患者管腔诸如输尿管、胃肠道和气道(支气管和细支气管)的医疗规程。在这些规程期间，将称为内窥镜的细的柔性管状工具或器械穿过孔口(诸如自然孔口)插入患者体内并且将其朝向识别用于后续诊断和/或治疗的组织部位推进。医疗器械可以是可控制的和可关节运动的以有利于导航通过解剖结构。

技术实现思路

1、本技术涉及可手动地或机器人地操作的能够手动地和机器人地控制的医疗器械。在一些实施方案中，在第一模式(手动模式)下，医师或其他操作者可物理地处置和手动地操纵医疗器械。在一些实施方案中，在第二模式(机器人模式)下，机器人使能的医疗系统可操纵医疗器械。当在机器人模式下操作时，医疗器械可附接到定位在机器人臂或其他器械定位装置的端部上的器械驱动机构。

2、在第一方面，描述一种医疗器械，所述医疗器械包括：细长轴，所述细长轴在远侧端部与近侧端部之间延伸；以及第一牵拉线，所述第一牵拉线在所述细长轴上或在所述细长轴内延伸，所述第一牵拉线能够致动以控制所述细长轴的关节运动。所述医疗器械还包括：器械柄部，所述器械柄部连接到所述细长轴的所述近侧端部，所述器械柄部被构造成附接到器械驱动机构。所述器械柄部包括：第一滑轮组件，所述第一滑轮组件定位在所述器械柄部内，其中所述第一牵拉线定位在所述第一滑轮组件上，使得所述第一滑轮组件的旋转致动所述第一牵拉线以引起所述细长轴的关节运动；第一手动驱动输入部，所述第一手动驱动输入部连接到所述第一滑轮组件，使得所述手动驱动输入部的手动致动引起所述第一滑轮的旋转；第一机器人驱动输入部。所述第一机器人驱动输入部被构造成与所述器械驱动机构的第一机器人驱动输出部接合，使得所述第一机器人驱动输出部的旋转引起所述第一滑轮组件的旋转。

3、在一些实施方案中，所述医疗器械可以任何组合包括以下特征中的一个或多个特征：(a)所述医疗器械被构造成在所述器械柄部未附接到所述器械驱动机构时通过所述第一手动驱动输入部的手动致动来手动地控制，并且所述医疗器械被构造成在所述器械柄部附接到所述器械驱动机构时通过所述第一机器人驱动输入部的机器人致动来机器人地控制；(b)其中所述第一手动驱动输入部与所述第一机器人驱动输入部分开；(c)其中所述第一手动驱动输入部在所述器械柄部附接到所述器械驱动机构时是能够手动地触及的；(d)其中所述第一手动驱动输入部被构造成对所述细长轴提供手动双向偏转控制，并且所述第一机器人驱动输入部被构造成对所述细长轴提供四向偏转控制；(e)其中所述第一牵拉线能够致动以控制所述细长轴沿第一关节运动方向的关节运动，所述第一牵拉线沿第一卷绕方向卷绕在所述第一滑轮组件上，并且所述医疗器械还包括第二牵拉线，所述第二牵拉线在所述细长轴上或在所述细长轴内延伸，所述第二牵拉线能够致动以控制所述细长轴沿与所述第一关节运动方向相反的第二关节运动方向的关节运动，其中所述第二牵拉线沿与所述第一卷绕方向相反的第二卷绕方向卷绕在所述第一滑轮组件上；(f)其中所述第一滑轮组件包括：第一滑轮轴，所述第一滑轮轴定位在所述基部内；第一滑轮，所述第一滑轮定位在所述第一滑轮轴上，所述第一牵拉线卷绕在所述第一滑轮上；以及第二滑轮，所述第二滑轮定位在所述第一滑轮轴上，所述第二牵拉线卷绕在所述第二滑轮上；(g)其中所述第一滑轮和所述第二滑轮中的至少一者相对于所述第一滑轮轴键接，使得所述第一滑轮和所述第二滑轮中的所述至少一者能够在相对于所述第一滑轮轴的多个不同旋转位置中的任一个旋转位置处安装在所述第一滑轮轴上；(h)第三牵拉线，所述第三牵拉线在所述细长轴上或在所述细长轴内延伸，所述第三牵拉线能够致动以控制所述细长轴沿第三关节运动方向的关节运动；第四牵拉线，所述第四牵拉线在所述细长轴上或在所述细长轴内延伸，所述第四牵拉线能够致动以控制所述细长轴沿与所述第三关节运动方向相反的第四关节运动方向的关节运动；以及第二机器人驱动输入部，所述第二机器人驱动输入部被构造成与所述器械驱动机构的第二机器人驱动输出部接合，使得所述第二机器人驱动输出部的旋转引起所述第二滑轮组件的旋转以控制所述细长轴沿所述第三方向关节运动和所述第四方向关节运动的关节运动；(i)其中所述第一手动驱动输入部直接联接到所述第一滑轮组件；(j)其中所述第一手动驱动输入部通过齿轮传动组件联接到所述第一滑轮组件；(k)手动滚动输入部，所述手动滚动输入部被构造成对所述细长轴提供手动滚动控制；(l)机器人滚动输入部，所述机器人滚动输入部被构造成对所述细长轴提供机器人滚动控制；(m)其中所述第一牵拉线在所述细长轴内的第一盘管内延伸；(n)其中所述第一牵拉线和所述第一盘管包括服务环以允许所述细长轴的滚动；(o)其中所述服务环允许细长轴沿两个旋转方向滚动至少90度、至少100度、至少110度、至少120度、至少130度、至少140度、至少150度、至少160度、至少170度、至少180度、至少190度、至少200度、至少210度、至少220度、至少230度、至少240度、至少250度、至少260度、至少270度、至少280度、至少290度、至少300度、至少310度、至少320度、至少330度、至少340度、至少350度或至少360度；(p)其中所述第一牵拉线在卷绕在所述第一滑轮组件上的区域中包括增大直径；(q)其中所述第一手动驱动输入部在所述器械柄部附接到所述器械驱动机构时脱离接合；(r)其中所述第一手动驱动输入部包括杆件、轮和滑块中的至少一者；(s)其中所述器械柄部被构造成在所述器械柄部附接到所述器械驱动机构时仅覆盖所述器械驱动机构上的所述驱动输出部中的一些驱动输出部；以及/或者(t)其中所述第一手动驱动输入部包括基于枢转的移动，并且所述第一机器人驱动输入部包括旋转移动。

4、在另一方面，描述一种医疗器械，所述医疗器械包括：细长轴，所述细长轴在远侧端部与近侧端部之间延伸；第一牵拉线，所述第一牵拉线在所述细长轴上或在所述细长轴内延伸，所述第一牵拉线能够致动以控制所述细长轴的关节运动；以及器械柄部，所述器械柄部连接到所述细长轴的所述近侧端部，所述器械柄部被构造成附接到器械驱动机构。所述器械柄部包括：第一滑轮组件，所述第一滑轮组件定位在所述器械柄部内，其中所述第一牵拉线定位在所述第一滑轮组件上；第一机器人驱动输入部，所述第一机器人驱动输入部被构造成与所述器械驱动机构的第一机器人驱动输出部接合，使得所述第一机器人驱动输出部的旋转引起所述第一滑轮组件的旋转；手动偏转滑轮，所述手动偏转滑轮设置在所述第一滑轮组件与所述细长轴的所述远侧端部之间，其中所述第一牵拉线卷绕在所述手动偏转滑轮上；以及第一手动驱动输入部，所述第一手动驱动输入部被构造成手动地致动，所述第一手动驱动输入部连接到所述手动偏转滑轮，使得所述手动驱动输入部的致动引起所述第一滑轮的旋转。

5、在另一方面，描述一种医疗器械，所述医疗器械包括：细长轴，所述细长轴在远侧端部与近侧端部之间延伸；第一牵拉线，所述第一牵拉线在所述细长轴上或在所述细长轴内延伸，所述第一牵拉线能够致动以控制所述细长轴的关节运动；以及器械柄部，所述器械柄部连接到所述细长轴的所述近侧端部，所述器械柄部被构造成附接到器械驱动机构。所述器械柄部可包括：第一滑轮组件，所述第一滑轮组件定位在所述器械柄部内，其中所述第一牵拉线定位在所述第一滑轮组件上，使得所述第一滑轮组件的旋转致动所述第一牵拉线以引起所述细长轴的关节运动；第一手动驱动输入部，所述第一手动驱动输入部被构造成手动地致动，所述第一手动驱动输入部连接到所述第一滑轮组件，使得所述手动驱动输入部的致动引起所述第一滑轮的旋转；第一机器人驱动输入部，所述第一机器人驱动输入部连接到所述第一滑轮组件，所述第一机器人驱动输入部被构造成与所述器械驱动机构的第一机器人驱动输出部接合，使得所述第一机器人驱动输出部的旋转引起所述第一滑轮组件的旋转；第二机器人驱动输入部，所述第二机器人驱动输入部联接到轴滚动滑轮；以及联接器齿轮，所述联接器齿轮位于所述细长轴上并与所述轴滚动滑轮接合，使得所述第二机器人驱动输入部的旋转引起所述细长轴的滚动。在一些实施方案中，所述细长轴被构造成能够相对于所述器械柄部手动地滚动。

6、在另一方面，一种用于控制医疗器械的方法包括：手动地致动所述医疗器械的器械柄部上的手动驱动输入部以致动所述医疗器械内的滑轮组件，以便控制所述医疗器械的细长轴的关节运动；将所述器械柄部附接到器械驱动机构；以及利用所述器械驱动机构机器人地致动所述器械柄部上的机器人驱动输入部以引起所述滑轮组件的关节运动，以便控制所述医疗器械的所述细长轴的关节运动。

7、在一些实施方案中，所述医疗器械可以任何组合包括以下特征中的一个或多个特征：(a)手动地致动所述手动驱动输入部包括手动地操纵所述手动驱动输入部以对所述医疗器械的所述细长轴提供双向偏转控制；并且机器人地致动所述机器人驱动输入部包括机器人地操纵所述机器人驱动输入部以对所述医疗器械的所述细长轴提供四向偏转控制；(b)其中机器人地致动所述机器人驱动输入部还包括机器人地操纵所述机器人驱动输入部以对所述医疗器械的所述细长轴提供滚动控制；(c)其中手动地致动所述机器人驱动输入部还包括相对于所述柄部手动地旋转所述细长轴以对所述细长轴提供滚动控制；(d)其中所述手动驱动输入部包括杆件、轮或滑块；以及/或者(e)其中所述机器人驱动输入部包括被构造成与所述器械驱动机构上的至少三个机器人驱动输出部接合的至少三个机器人驱动输入部。

8、在另一方面，一种机器人医疗系统包括：第一医疗器械，所述第一医疗器械包括第一器械基部和从所述器械基部延伸的细长轴。所述器械基部包括至少一个第一机器人驱动输入部。所述系统还包括：第二医疗器械，所述第二医疗器械包括第二器械基部和至少一个第二机器人驱动输入部。所述系统还包括：器械驱动机构，所述器械驱动机构与所述第一医疗器械的第一器械基部和所述第二医疗器械的所述第二器械基部接合。所述器械驱动机构包括：至少一个第一机器人驱动输出部，所述至少一个第一机器人驱动输出部与所述第一医疗器械的所述至少一个第一机器人驱动输入部接合并且被构造成驱动所述至少一个第一机器人驱动输入部；以及至少一个第二机器人驱动输出部，所述至少一个第二机器人驱动输出部与所述第二医疗器械的所述至少一个第二机器人驱动输入部接合并且被构造成驱动所述至少一个第二机器人驱动输入部。

9、在一些实施方案中，所述系统可以任何组合包括以下特征中的一个或多个特征：(a)其中所述器械驱动机构定位在机器人臂上；(b)其中所述机器人臂被构造成移动所述器械驱动机构以同时重新定位所述第一医疗器械和所述第二医疗器械；(c)所述第一器械基部包括被构造成在所述第一器械基部与所述器械驱动机构接合时暴露所述至少一个第二驱动输入部的切口，并且所述第二器械基部至少部分地接收在所述切口内；(d)其中所述至少一个第一机器人驱动输入部包括三个第一机器人驱动输入部，并且所述至少一个第二机器人驱动输入部包括两个第二机器人驱动输入部；(e)其中所述第一医疗器械和所述第二医疗器械在与所述器械驱动机构接合时并排布置；(f)其中所述至少一个第一机器人驱动输出部驱动所述至少一个第一机器人驱动输入部以使所述第一医疗器械的所述细长轴进行关节运动；(g)其中所述至少一个第二机器人驱动输出部驱动所述至少一个第二机器人驱动输入部以致动所述第二医疗器械的功能；(h)其中所述器械驱动机构被构造成同时致动所述第一医疗器械和所述第二医疗器械；以及/或者(i)其中所述第一医疗器械还包括被构造成允许手动地控制所述第一医疗器械的第一手动驱动输入部。

10、在另一方面，公开一种方法，所述方法包括：将第一医疗器械的第一器械基部附接到定位在第一机器人臂上的器械驱动机构，使得所述器械驱动机构的第一机器人驱动输出部接合所述第一器械基部的第一机器人驱动输入部；将第二医疗器械的第二器械基部附接到定位在所述第一机器人臂上的所述器械驱动机构，使得所述器械驱动机构的第二机器人驱动输出部接合所述第二器械基部的第二机器人驱动输入部；通过利用所述第一机器人驱动输出部驱动所述第一机器人驱动输入部来致动所述第一医疗器械；以及通过利用所述第二机器人驱动输出部驱动所述第二机器人驱动输入部来致动所述第二医疗器械。

11、在一些实施方案中，所述方法以任何组合包括以下特征中的一个或多个特征：(a)其中将所述第一器械基部附接到所述器械驱动机构包括将所述第一器械基部附接到所述器械驱动机构，使得所述第二机器人驱动输入部保持暴露；(b)手动地致动所述第一医疗器械的第一手动驱动输入部以手动地控制所述第一医疗器械；(c)其中所述第一医疗器械包括从所述器械基部延伸的细长轴，并且所述第一手动驱动输入部被构造成驱动所述细长轴的双向偏转；(d)其中手动地致动所述第一医疗器械的所述第一手动驱动输入部发生在将所述第一器械基部附接到所述器械驱动机构之前；(e)移动所述第一机器人臂以移动所述第一医疗器械和所述第二医疗器械；(f)其中所述第一医疗器械包括从所述器械基部延伸的细长轴，并且所述器械驱动机构被构造成驱动所述细长轴的四向偏转；以及/或者(g)其中所述第一器械基部和所述第二器械基部并排布置在所述器械驱动机构上。

技术特征：

1.一种机器人医疗系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述器械驱动机构定位在机器人臂上。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述机器人臂构造成移动所述器械驱动机构以同时重新定位所述第一医疗器械和所述第二医疗器械。

4.根据权利要求1所述的系统，其中：

5.根据权利要求1所述的系统，其中：

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一医疗器械和所述第二医疗器械在与所述器械驱动机构接合时并排布置。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个第一机器人驱动输出部驱动所述至少一个第一机器人驱动输入部以使所述第一医疗器械的细长轴进行关节运动。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个第二机器人驱动输出部驱动所述至少一个第二机器人驱动输入部以致动所述第二医疗器械的功能。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述器械驱动机构构造成同时致动所述第一医疗器械和所述第二医疗器械。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一医疗器械还包括构造成允许手动地控制所述第一医疗器械的第一手动驱动输入部。

技术总结
某些方面涉及能够手动地和机器人地控制的医疗器械。一种能够手动地和机器人地控制的医疗器械可包括能够通过牵拉线进行关节运动的细长轴。该细长轴可连接到附接到器械驱动机构的器械柄部。该器械柄部可包括该牵拉线可安装在其上的滑轮组件。该滑轮组件的旋转可致动该牵拉线以引起该细长轴的关节运动。该医疗器械还包括手动驱动输入部和机器人驱动输入部，该手动驱动输入部连接到该滑轮组件，使得该手动驱动输入部的手动致动引起该第一滑轮组件的旋转，该机器人驱动输入部被构造成与该器械驱动机构的机器人驱动输出部接合，使得该第一机器人驱动输出部的旋转引起该滑轮组件的旋转。

技术研发人员：L·A·小贝兹
受保护的技术使用者：奥瑞斯健康公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23