專利名稱：用于力感測器械的光纖連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及手術(shù)機器人系統(tǒng)，并且更具體地涉及與施加至手術(shù)器械和/或手術(shù)機器人機械手的感測力相關(guān)的數(shù)據(jù)通信的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在機器人協(xié)助的手術(shù)中，外科醫(yī)生一般在遠離病人的位置(例如，在手術(shù)室中的另一側(cè)，在與病人不同的房間或完全不同的建筑物內(nèi))操作主動件控制器從而控制在手術(shù)位置的手術(shù)器械的運動。主動件控制器通常包括一個或多個手輸入裝置，例如手持腕結(jié)構(gòu)平衡環(huán)、操縱桿、外骨骼手套、手持件或類似物，它們通過帶有伺服馬達的控制器被可操作地聯(lián)接至手術(shù)器械，用于鉸接控制在手術(shù)位置處的器械的位置和方向。伺服馬達一般是機電裝置或手術(shù)機械手臂(“從動件”)的一部分，該機電裝置或手術(shù)機械手臂包括多個接頭、 連桿裝置等，它們被連接在一起以支撐并且控制已經(jīng)被直接引入到開放的手術(shù)位置的手術(shù)器械中或者通過穿過切口插入的套管針套管被引入到體內(nèi)(例如，病人的腹部)的手術(shù)器械。取決于手術(shù)程序，可利用多種手術(shù)器械，例如組織抓緊器、針驅(qū)動器、電手術(shù)燒灼探針等以使得外科醫(yī)生進行各種操作，例如縮回組織、保持或驅(qū)動針、縫合、抓持血管或者解剖、燒灼或凝固組織等。通過遠程操縱實施遠程機器人手術(shù)的這種方法已經(jīng)產(chǎn)生了很多新的挑戰(zhàn)。一種挑戰(zhàn)是提供能精確“感覺”經(jīng)由機器人機械手由手術(shù)器械操作的組織的外科醫(yī)生。外科醫(yī)生必須依賴器械或縫線施加的力的指示。符合期望的是感測施加至器械的尖端的力，例如機器人內(nèi)窺鏡手術(shù)器械的端部執(zhí)行器(例如，夾鉗、抓緊器、刀片等)，以便將力通過系統(tǒng)的手動控制或者通過其他裝置(例如可視屏幕或可聽音調(diào))反饋至外科醫(yī)生使用者。外科醫(yī)生可在手術(shù)中使用大量不同的手術(shù)器械/工具。一些手術(shù)器械可包括多根光纖上的光纖力傳感器，并且符合期望的是制造當器械被電且機械地安裝至機器人機械手上時與手術(shù)系統(tǒng)的可靠且穩(wěn)定的光學連接。因此也符合期望的是將來自多個傳感器纖維的信號組合到一個纖維中來改進光學連接。
因此，所需要的是用于遠程控制在病人上/內(nèi)的手術(shù)位置處的手術(shù)器械的改進的遠程機器人系統(tǒng)、裝置和方法。具體地，這些系統(tǒng)、裝置和方法應(yīng)被配置為向外科醫(yī)生提供精確的力大小的反饋，以改進使用者對器械和機械手的狀態(tài)認識和控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于改進至實施遠程機器人外科手術(shù)的外科醫(yī)生并由其感知的力反饋的手術(shù)器械、機械手和方法。具體地，手術(shù)器械包括外殼、軸和在所述軸的遠端端部上的力傳感器上的多個應(yīng)變儀，其中所述外殼包括能夠與機器人手術(shù)系統(tǒng)的機械手臂光學地連接的光纖連接件，所述軸可操作地聯(lián)接至所述外殼，所述多個應(yīng)變儀可操作地聯(lián)接至光纖連接件。該器械還包括腕關(guān)節(jié)和端部執(zhí)行器，該腕關(guān)節(jié)可操作連接至力傳感器的遠端端部并且端部執(zhí)行器被可操作地聯(lián)接至腕關(guān)節(jié)。在另一實施例中，機器人手術(shù)機械手包括機械手臂，其包括可操作地聯(lián)接至機械手定位臂的基本連結(jié)物和機械手臂的遠端連結(jié)物，該遠端連結(jié)物被可移動地聯(lián)接至基本連結(jié)物。所述遠端連結(jié)物包括器械接口和能夠光學聯(lián)接至手術(shù)器械的光纖連接件。 在又一實施例中，在機器人手術(shù)器械的末端感測力的方法包括提供包括第一光纖連接件的機器人手術(shù)機械手，并且將可拆卸的手術(shù)器械安裝到機器人手術(shù)機械手上，所述手術(shù)器械包括在軸的遠端端部的力傳感器上的多個應(yīng)變儀和能夠光學地與所述機械手的第一光纖連接件連接的第二光纖連接件。所述方法還包括通過第二光纖連接件將數(shù)據(jù)從所述多個應(yīng)變儀傳遞至第一光纖連接件。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定，其通過引用被合并在該部分中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠通過考慮以下一個或多個實施例的具體實施例方式更完整地理解本發(fā)明的實施例， 并且認識到關(guān)于其的其他優(yōu)點。將參考首先會被簡要描述到的附頁中的附圖。


圖IA是根據(jù)本發(fā)明的實施例的機器人手術(shù)環(huán)境的平面圖。圖IB圖示說明了機器人手術(shù)機械手系統(tǒng)的實施例的透視圖。圖2A圖示說明了感測力的機器人手術(shù)器械的透視圖，并且圖2B圖示說明了根據(jù)本發(fā)明的實施例的手術(shù)器械的遠端的放大視圖。圖3A和圖;3B分別示出了平面光波電路(PLC)和熔融拉錐(FBT)的光纖分束器的正視圖。圖4A和圖4B是帶有透鏡的光纖的縱向截面視圖，其是本發(fā)明的一些實施例的部件。圖5圖示說明了包括外殼、非球面透鏡和焦點對準的光纖的一種纖維校準儀，其在本發(fā)明的實施中被用作擴展束光纖連接件。圖6A1和圖6A2分別圖示說明了可操作地聯(lián)接至自漸變折射率(GRIN)透鏡校準儀的PLC光纖分束器的透視圖和局部剖面透視圖。圖6B1和圖6B2分別圖示說明了可操作地聯(lián)接至球透鏡校準儀的PLC光纖分束器的透視圖和局部剖面透視圖。圖7A圖示說明了帶有包括多個纖維布拉格光柵應(yīng)變儀的力傳感器的手術(shù)器械，其中所述纖維布拉格光柵應(yīng)變儀可操作地聯(lián)接至PLC光纖分束器，并且圖7B圖示說明了帶有力傳感器的手術(shù)器械的遠端的放大視圖。圖8A、圖8B和圖8C示出引導并且對齊一對撓性安裝的透鏡光纖連接件的器械無菌適配器的錐形槽部件的不同視圖。圖9A、圖9B和圖9C示出引導并且對齊一對撓性安裝的透鏡光纖連接件的器械無菌適配器的圓錐形部件的不同視圖。圖IOA-圖IOD示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括光纖帶狀線纜、PLC光纖分束器、 光纖或帶狀線纜應(yīng)變消除環(huán)和擴展束光纖連接件的器械后部外殼的正視圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在機械手的遠端連結(jié)物的器械接口處包括光纖連接件的手術(shù)機器人機械手的透視圖，所述機械手被聯(lián)接至光纖應(yīng)變詢問器和控制器。圖12A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖11的機械手的透視圖，其包括光纖連接件并且包括無菌適配器至器械接口的聯(lián)接，其允許使用光纖連接件。圖12B是無菌適配器的放大視圖，并且圖12C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的無菌適配器的放大截面視圖，該無菌適配器被聯(lián)接至遠端連結(jié)物器械接口。圖13A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖12A的機械手的透視圖，其包括具有配合光纖連件的器械的聯(lián)接。圖1 是根據(jù)本發(fā)明的實施例被安裝到無菌適配器的器械的放大截面視圖，所述無菌適配器被安裝到遠端連結(jié)物上。本發(fā)明的實施例和它們的優(yōu)點通過參考以下具體實施方式
被最好地理解。應(yīng)理解相同的參考編號用來指示一個或多個附圖中相同的元件。應(yīng)理解附圖不必按比例繪制。
具體實施例方式本發(fā)明提供了在病人身上實施機器人協(xié)助的手術(shù)程序時用于感測力的多部件系統(tǒng)、裝置和方法，具體包括開放的手術(shù)程序、神經(jīng)手術(shù)程序和微創(chuàng)內(nèi)窺鏡程序，例如腹腔鏡檢查、關(guān)節(jié)鏡檢查、胸腔鏡檢查和類似的檢查。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法作為遠程機器人的手術(shù)系統(tǒng)是非常有益的，所述遠程機器人的手術(shù)系統(tǒng)允許外科醫(yī)生通過伺服機構(gòu)從遠離病人的位置操縱手術(shù)器械。為此目的，本發(fā)明的組合的機械手裝置或從動裝置以及附接的手術(shù)器械通常由具有相等自由度(例如，用于定位的具有3個自由度，用于定向和抓握的具有3個自由度)的主動件驅(qū)動，從而形成帶有力反應(yīng)或顯示的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。適當?shù)膹膭蛹?主動件系統(tǒng)的說明可在美國專利No. 6，574，355中找到，其完整公開的內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文。本發(fā)明的機器人系統(tǒng)一般包括安裝至手術(shù)臺或者在手術(shù)臺附近的一個或多個手術(shù)機械手組件和主動件控制組件，以允許外科醫(yī)生觀察手術(shù)位置并且控制機械手組件。該系統(tǒng)還包括一個或多個觀察鏡組件和適于被可移除地聯(lián)接至機械手組件(以下將以更詳細地討論)的多個手術(shù)器械。該機器人系統(tǒng)包括至少兩個機械手組件并且優(yōu)選為三個機械手組件。如以下詳細地討論的，其中一個組件一般操作觀察鏡組件(例如，在內(nèi)窺鏡過程中)以用于觀察手術(shù)位置，而其他機械手組件操作手術(shù)器械以在病人身上實施各種程序?？刂平M件可位于外科醫(yī)生的控制臺，其一般位于與手術(shù)臺相同的房間內(nèi)，這樣外科醫(yī)生可與他/她的助手對話并且直接監(jiān)控手術(shù)程序。然而，應(yīng)理解外科醫(yī)生能夠位于與病人不同的房間或完全不同的建筑物中。主動件控制組件一般包括支撐件、用于向外科醫(yī)生顯示手術(shù)位置的圖像的監(jiān)控器和一個或多個用于控制機械手組件的主動件。主動件可包括一系列輸入裝置，例如手持腕結(jié)構(gòu)平衡環(huán)、操縱桿、手套、觸發(fā)槍、手操作控制器、聲音識別裝置或類似裝置。優(yōu)選地，主動件將被提供有與手術(shù)器械相關(guān)的機械手相同的自由度，以提供外科醫(yī)生的部分遠程監(jiān)控、外科醫(yī)生緊鄰并且置身于手術(shù)場所中的感覺以及直觀性、 主動件與器械一體的感覺，這樣外科醫(yī)生具有直接且直觀地控制器械的強烈感覺，即好像它們是他或她的手的一部分。還可在器械組件上使用位置、力和接觸反饋傳感器，這些傳感器在外科醫(yī)生操作遠程機器人系統(tǒng)時自手術(shù)器械向他/她的手傳遞呈現(xiàn)位置、力和觸覺的信號。用于向操作者提供遠程監(jiān)控的一個適當?shù)南到y(tǒng)和方法在美國專利No. 6，574，355中得到描述，其通過引用已經(jīng)被并入本文。監(jiān)控器將被適當?shù)芈?lián)接至觀察鏡組件，這樣手術(shù)位置的圖像被提供在外科醫(yī)生控制臺上其手部的附近。優(yōu)選地，監(jiān)控器將在顯示器上顯示圖像，該顯示器被定向以便外科醫(yī)生感覺他或她實際上直接向下觀察手術(shù)位置。為此目的，手術(shù)器械的圖像似乎是基本位于操作者的手所在并且朝向的位置，基本如操作者基于他/她的手的位置期望的一樣。此外， 實時圖像優(yōu)選為立體圖像以便操作者能夠操縱端部執(zhí)行器和手部控制，就像在基本真實的呈現(xiàn)中觀察工作空間一樣。通過真實的呈現(xiàn)，這意味著操作者所看到的就像是直接觀察并在實體操縱手術(shù)器械。因此，控制器將手術(shù)器械的坐標轉(zhuǎn)變?yōu)楸桓兄降娜∠颍员懔Ⅲw圖像是人所看到的這樣的圖像，例如像照相機或內(nèi)窺鏡直接位于手術(shù)器械的后部。用于提供該視覺圖像的適當?shù)淖鴺宿D(zhuǎn)變系統(tǒng)在1994年5月5日提交的美國專利申請No. 08/239, 086 中描述，即現(xiàn)在的美國專利No. 5，631，973，其全部內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文。提供了伺服控制用來傳遞主動件的機械運動至機械手組件。伺服控制可從手術(shù)器械提供力和扭矩的反饋至由手操作的主動件。此外，伺服控制可包括安全監(jiān)控控制器，用來響應(yīng)于被識別的不期望的情況(例如，在病人身上施加過大的力、不匹配的編碼讀數(shù)等)安全地停止系統(tǒng)運行或者至少禁止所有機器人運動。現(xiàn)在詳細地參考附圖，其中相同的編號指示相同的元件。圖IA-圖IB圖示說明了用于根據(jù)本發(fā)明的一個實施例實施微創(chuàng)機器人手術(shù)的機器人手術(shù)系統(tǒng)1的部件。系統(tǒng)1類似在美國專利No. 6，246, 200中更詳細地描述的系統(tǒng)，其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。系統(tǒng)操作者0( —般是外科醫(yī)生)對躺在手術(shù)臺T上的病人P實施微創(chuàng)手術(shù)程序。 系統(tǒng)操作者0看得見由顯示器12顯示的圖像并且在外科醫(yī)生控制臺3處操縱一個或多個輸入裝置或主動件2。響應(yīng)于外科醫(yī)生的輸入命令，控制臺3的計算機處理器4引導手術(shù)器械或工具5的運動，其經(jīng)由病人旁邊的機器人機械手系統(tǒng)6 (在該示例中是基于手推車的系統(tǒng))執(zhí)行器械的伺服機械運動，所述系統(tǒng)6包括關(guān)節(jié)、連桿和機械手臂，每個均具有可伸縮插入軸線。在一個實施例中，處理器4關(guān)聯(lián)工具5的端部執(zhí)行器的運動，這樣端部執(zhí)行器的運動跟隨系統(tǒng)操作者0手中的輸入裝置的運動。處理器4 一般包括數(shù)據(jù)處理硬件和軟件，以實施本文描述的一些或所有方法。雖然處理器4在圖IA的簡化示意圖中被顯示為單個方塊，但是該處理器可包括多個數(shù)據(jù)處理電路，其中至少一部分處理被可選地鄰近輸入裝置實施，一部分被鄰近機械手實施，等等。 可使用多種中央化或分散的數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)的任意一種。類似地，編程代碼可被實施為多個分離開的程序或子程序，或者被整合到在此描述的機器人系統(tǒng)的多個其他方面中。
在一個示例中，機械手系統(tǒng)6包括至少四個機器人機械手組件。三個裝配連桿 7 (在該示例中被安裝在手推車的側(cè)面)支撐并且定位機械手8，其中連桿7 —般在至少一部分手術(shù)程序期間在固定的位置支撐機械手8的基本連結(jié)物(base link) 30。機械手8移動手術(shù)工具5以便機器人操縱組織。一個額外的連桿9 (在該示例中被安裝在手推車的中間)支撐并且定位機械手10，其控制內(nèi)窺鏡/鏡頭探針11的運動，以捕捉內(nèi)部的手術(shù)位置的圖像(優(yōu)選立體的)。病人側(cè)系統(tǒng)的定位連桿7、9的可固定部分有時在此也被稱作“裝配臂”。助手A分別使用裝配連桿臂7和9協(xié)助對機械手8和10相對病人P進行預定位； 協(xié)助將一個或多個手術(shù)機械手的工具5替換為可替代的手術(shù)工具或器械5’ ；協(xié)助操作相關(guān)非機器人醫(yī)療器械和設(shè)備；手動移動機械手組件，以便相關(guān)的工具通過不同的孔可進入內(nèi)部手術(shù)位置，等等。 一般來講，連桿7、9主要在病人側(cè)的機械手系統(tǒng)6的裝配期間使用，并且在手術(shù)程序的至少一部分期間保持固定的構(gòu)造。機械手8、10每一個均包括驅(qū)動連桿，這些連桿在控制臺3處的外科醫(yī)生的引導下被主動地鉸接。雖然裝配臂的一個或更多個關(guān)節(jié)可以被可選地驅(qū)動并且被機器人地控制，但是至少一些裝配臂關(guān)節(jié)可以被配置為由助手A手動定位。在一個示例中，內(nèi)部手術(shù)位置的圖像通過在外科醫(yī)生的控制臺3中的立體顯示器 12被顯示給操縱者0。內(nèi)部手術(shù)位置同時通過助手顯示器14顯示給助手A。一些機械手可包括可伸縮插入軸線(例如，圖11、圖12A和圖13A的可伸縮插入軸線60)，然而在其他實施例中，所有機械手均可包括可伸縮插入軸線。在一個示例中，可伸縮插入軸線60經(jīng)由三個可操作地聯(lián)接的連接件允許所安裝的器械(例如，圖IA的器械5或圖13A-圖13B的器械100)的移動，與先前的設(shè)計相比，其具有改進的剛度和強度，更大的運動范圍以及改進的動態(tài)性能和提供給系統(tǒng)使用者的靠近手術(shù)區(qū)域的改進可見性(除其他優(yōu)點外)，如在2006年12月20日提交的美國申請No. 11/613,800中更詳細地描述的。為方便起見，例如支撐用于操縱組織的手術(shù)工具的機械手8的機械手有時被稱作病人側(cè)的機械手(PSM)，而控制圖像捕捉或數(shù)據(jù)獲取裝置例如內(nèi)窺鏡11的機械手10被稱作內(nèi)窺鏡-鏡頭機械手(ECM)。操縱者可選擇性地致動、操縱和控制多種器械或工具、圖像捕捉裝置以及對手術(shù)有用的類似裝置。現(xiàn)在結(jié)合圖IA-圖IB參考圖2A-圖13B，將關(guān)于使用包括應(yīng)變儀的手術(shù)器械描述用于感測并且反饋外科醫(yī)生的力的裝置、系統(tǒng)和方法。注意，以下描述的器械是示例并且提供力信號的多種器械可在本發(fā)明的范圍內(nèi)被修改。圖2A示出了包括軸110、腕結(jié)構(gòu)130和末端部分120的手術(shù)器械100的透視圖，其中腕結(jié)構(gòu)130包括圍繞軸線112和114移動的關(guān)節(jié)，并且末端部分120可用于操縱手術(shù)工具(例如，針)和/或接觸病人。手術(shù)器械還包括在一個示例中經(jīng)由無菌適配器接口(圖 12A-圖12C)可操縱地接合機器人機械手臂的外殼150。外殼150包括動作輸入和腕結(jié)構(gòu)線纜致動器機構(gòu)。可應(yīng)用的外殼、無菌適配器接口和機械手臂在2005年12月20提交的美國專利申請No. 11/314，040和在2006年12月20日提交的美國申請No. 11/613,800中被公開，其全部公開內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文?？蓱?yīng)用的軸、末端部分、外殼、無菌適配器和機械手臂的示例由加利福尼亞森尼維爾的直觀外科(Intuitive Surgical)公司制造。
在優(yōu)選的配置中，末端部分120具有一定范圍的動作，這些動作包括圍繞軸線112 俯仰和圍繞軸線114的偏擺，它們分別平行于χ軸線和y軸線，以及圍繞ζ軸線的旋轉(zhuǎn)，如在圖2B中示出的。這些動作以及端部執(zhí)行器的致動經(jīng)由穿過軸110和外殼150的傳遞來自機械手8的動作的線纜完成。驅(qū)動組件、臂、前臂組件、適配器和其他可應(yīng)用的部件的實施例例如在美國專利No. 6，331，181,6, 491，701,6, 770，081中被描述，其全部公開內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文。注意多種手術(shù)器械可被使用，包括但不限于帶有或沒有端部執(zhí)行器120的工具， 端部執(zhí)行器120例如夾鉗、剪刀、抓握器、針保持器、微解剖器、釘施加器、追蹤器、吸入沖洗工具(suction irrigation tool)、夾具施加器、切割刀片、沖洗器、導管和吸孔?？商娲?， 手術(shù)器械可包括用于切除、割除、切割或凝固組織的電手術(shù)探針。這種手術(shù)器械由加利福尼亞森尼維爾的直觀外科(Intuitive Surgical)公司制造。在一個示例中，(圖2A-圖2B)器械100包括安裝到力傳感器140的外表面上的應(yīng)變儀，力傳感器140平行于器械軸的縱(縱向)軸線(被稱為Z軸線)。兩個垂直于該軸的軸線被稱作χ軸線和y軸線。自應(yīng)變儀的信號以多種求和以及求差方式被算數(shù)地組合， 以獲得施加在器械頂端的橫向力的測量值，同時拒絕軸線力內(nèi)以及圍繞垂直于該軸的軸線的兩個軸線的扭矩Tx和Ty。施加在末端部分120的力通過力感測元件被檢測，該感測元件經(jīng)由詢問器170和處理器180被可操作地聯(lián)接至伺服控制系統(tǒng)，以向主動件傳遞這些力。包括應(yīng)變儀的器械和力感測的方法的示例在2006年9月四日提交的美國專利申請No. 11/537. M1，和在2006年10月沈日提交的美國申請No. 11/553，303中被公開，其全部公開內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文。在一個示例中，可使用多種應(yīng)變儀102，包括但不限于使用布拉格(Bragg)光柵或法布里-伯羅(Fabry-Perot)技術(shù)的光纖型應(yīng)變儀。光纖布拉格光柵(FBG)應(yīng)變儀可以是有利的，在于兩個感測元件可以已知的間隔L沿單個纖維106定位，由此僅需要沿力傳感器 140和器械軸110準備四根光纖以連接八個應(yīng)變儀102。如果多個FBG被以使用不同范圍的波長的方式形成，則多個FBG可被寫入纖維中。這對于包括一對應(yīng)變儀環(huán)104的實施例是特別有利的性能，因為僅需四根纖維穿過器械軸，每一個帶有分離開已知距離L的兩個 FBG。在以上提到的公開內(nèi)容中，描述了被安裝在內(nèi)窺鏡手術(shù)器械軸的遠端的力傳感器。在一個實施例中，力傳感器包括圍繞傳感器周邊定位的兩組(圈)四個應(yīng)變儀，以便四個一組的構(gòu)件可以直徑對置的對成對定位，即以90度或者可替換的互補角度(例如，70度和110度)圍繞軸隔開的對，并且使得包括四個的兩組或兩圈沿該軸隔開距離L。在一個方面，期望確定器械末端或夾鉗上的側(cè)向負載(例如，F(xiàn)y)。通過基于在直徑對置的應(yīng)變儀對上的張力差，計算由于夾鉗側(cè)負載而在每組四個應(yīng)變儀處的彎曲力矩，并且然后減掉在這兩組處的力矩值，能夠推導出獨立于腕結(jié)構(gòu)取向的側(cè)向負載的測量值和得到的有效杠桿臂長度。類似地，通過器械腕結(jié)構(gòu)軸線的致動施加至腕結(jié)構(gòu)U形夾160和力傳感器的遠端并且通過腕結(jié)構(gòu)樞轉(zhuǎn)中的摩擦被傳遞至腕結(jié)構(gòu)U形夾的力矩在每組四個應(yīng)變儀處是均等的并且因此通過減掉在兩組處測量的力矩被消除。由于ζ軸線的力，例如腕結(jié)構(gòu)致動器線纜力，應(yīng)力均等地影響所有應(yīng)變儀并且因此通過從兩組的四個應(yīng)變儀中減掉信號而被消除?，F(xiàn)在參考圖2B，法布里-伯羅或FBG感測元件102和纖維106可在器械軸110遠端附近靠近腕結(jié)構(gòu)U形夾160和末端部分120被嵌入到力傳感器140表面下方的淺凹槽內(nèi)， 并且然后被環(huán)氧固定或以其他方式裝入適當位置。再次參考圖2A，根據(jù)本發(fā)明的實施例圖示說明了包括安裝在外殼150內(nèi)的光纖連接件300a的器械100的透視圖。在該實施例中，在軸110的遠端處嵌入到力傳感器140內(nèi)的多個應(yīng)變儀(例如，應(yīng)變儀10 通過穿過軸110的光纖帶狀線纜302被聯(lián)接至光纖分束器306。在一個示例中，光纖分束器306通過光纖3 被聯(lián)接至光纖連接件300a，光纖3 以L形狀的路徑貫穿外殼150。光纖連接件300a可與光纖連接件300b (也可參見圖13B) 光學地連接，光纖連接件300b被結(jié)合到遠端連結(jié)物66(參見例如圖11)的器械機械接口， 這樣器械100安裝到機械手8上自動形成了與該器械的光學連結(jié)物，并且來自器械應(yīng)變儀的關(guān)于施加至器械末端上的力的信號可被傳播至詢問器170和處理器180。有利的是，本發(fā)明避免了從外部布線至器械的需要?，F(xiàn)在參考圖3A-圖:3B，其圖示說明了兩種不同類型的光纖分束器。圖3A圖示說明了光纖分束器306，它是1X4的平面光波電路(PLC)分束器。光在硅體316的第一端處進入嵌入在硅體316中的波導318a-318d，其在硅體316的第二端處被組合至出口，或者可替代地，光穿過波導318e在第二端進入，然后在四根波導318a-318d之間穿過硅體的第一端被均等地分束至出口。圖;3B示出可在本發(fā)明的實施例中使用的另一光纖分束器。熔融拉錐(FBT)分束器320被圖示說明，其中四根纖維3 沿區(qū)域“C”在高溫處被扭一起，直到它們的核芯足夠靠近以導致這些核芯之間的光的聯(lián)接，結(jié)果類似于以上討論的PLC分束器。四根纖維在一端的三根被終止以產(chǎn)生1X4分束器?，F(xiàn)在參考圖4A-圖4B，其圖示說明了透鏡光學纖維32 和322b的縱向截面圖，它們是本發(fā)明的一些實施例的部件。透鏡纖維32 或322b包括通過粘合(圖4A)或通過融合(圖4B)與纖維3 的末端整合的小球透鏡312(例如，0. 5mm)。光從纖維核芯3 進入， 沿光線路徑330發(fā)散并且然后通過球透鏡312會聚，從而獲得從球透鏡出來的校準光332。 相反地，進入球透鏡并且與纖維核芯軸線對齊的校準光被會聚在核芯末端上并且然后沿核芯傳導。透鏡纖維32 或322b可被用作擴展束連接件的光學部件?，F(xiàn)在參考圖5，其圖示說明了非球面透鏡纖維校準儀336，其為可被用作擴展束連接件的光學部件。纖維校準儀336包括光纖326、外殼331和非球面透鏡334。自光纖326 的核芯出現(xiàn)的光沿光線路徑300在外殼331內(nèi)發(fā)散并且然后由非球面透鏡334會聚，從而得到從非球面透鏡334出來的校準光332。相反地，進入透鏡334與光軸對齊的校準光將在纖維326的核芯會聚并且沿核芯被引導。圖6A1-圖6A2和圖6B1-圖6B2圖示說明了近聯(lián)或一體的校準透鏡和PLC分束器組件的實施例。圖6A1-圖6A2示出了自漸變折射率(GRIN)透鏡PLC分束器組件338的透視圖和局部剖視透視圖，而圖6B1-圖6B2示出了球透鏡PLC分束器組件340的透視圖和局部剖視透視圖。GRIN透鏡PLC分束器組件338包括可操作地聯(lián)接至PLC光纖分束器306的纖維陣列塊(FAB) 304，PLC光纖分束器306可操作地聯(lián)接至GRIN透鏡308。球透鏡PLC分束器組件340包括可操作地聯(lián)接至PLC光纖分束器306的纖維陣列塊(FAB) 304, PLC光纖分束器306可操作地聯(lián)接至球透鏡312。
在每一種情況下，進入透鏡(透鏡308或31 與光學軸線對齊的校準光會聚在 PLC光纖分束器306的入口上并且然后均等地在四個其他波導之間分配，其中FAB304使四根纖維對準，從而使它們的核芯接收光。裝置338和340也都在相反的方向上運行，其中 4-寬度的纖維帶狀線纜302的纖維通過FAB304對準，從而使得通過帶狀線纜302傳導的光進入四個波導并且通過分束器306組合然后作為校準束從透鏡(透鏡308或31 出現(xiàn)。 在每一種情況下，該裝置可被用作在連接的帶狀線纜側(cè)上的擴展束連接件的光學部件。圖7A-圖7B示出包括光纖力傳感器140的器械的視圖，類似于以上相對圖2A-圖 2B描述的器械。類似的元件被相同地編號并且重復的描述被省略以避免贅述。在該示例中，器械具有四根纖維，這些纖維從傳感器140出現(xiàn)并且直接聚合到PLC分束器306(與傳感器一體)中，使得單根纖維326穿過器械軸110至后部外殼150和擴展束連接件300a。 纖維應(yīng)變消除器(strain relief)呈圓環(huán)326a的形式并且光學連接件300a朝向后部，以便手動與光學連接件300b匹配。現(xiàn)在參考圖8A-圖8C，其圖示說明了器械無菌適配器(ISA)70的一對背對背 (back-to-back)平面錐形部件342的不同視圖，其引導并且對齊在機械手(例如遠端連結(jié)物66或器械接口 61)上并且在器械外殼上的撓性安裝擴展束連接件(EBC)(或者更一般的光學連接件)300a、300b，擴展束連接件300a、300b具有穿過ISA70的光學路徑310。圖8A 示出ISA70的透視截面圖，圖8B示出俯視透視圖，并且圖8C示出仰視透視圖。該ISA70設(shè)計適用于器械座的動作橫于連接件300a、300b的光學軸線OA的情況?，F(xiàn)在參考圖9A-圖9C，遠端連結(jié)物66上的撓性安裝EBC(EBC300b)和器械外殼150 上的撓性安裝EBC(EBC300a)被示出通過無菌適配器70的圓錐形部件343和EBC的圓錐形部件345被引導并被對齊。圓錐形部件343被提供為通道，穿過該通道EBC的圓錐形部件 345可被接收以引導并且對齊EBC300a和300b的光學軸線OA。該設(shè)計適用于這種情況，即當器械座運動平行于連接件的光學軸線OA的情況。圖IOA-圖IOD示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的器械后部外殼的正視圖，該器械后部外殼包括光纖帶狀線纜、PLC光纖分束器、光纖或帶狀線纜的應(yīng)變消除環(huán)和擴展束光纖連接件。后部外殼中的多種有利光學特征被示出。圖IOA圖示說明了纖維(帶狀或單根)的U形應(yīng)變消除“環(huán)”以容許機械公差、易組裝性并且在高壓無菌期間允許熱膨脹。圖IOA還圖示說明了包括非球面透鏡334和整合在光學連接件內(nèi)的分束器306的光學連接件。圖IOB和圖IOC類似地圖示說明了纖維(帶狀或單根)的L形應(yīng)變消除環(huán)，以實現(xiàn)類似的優(yōu)點。注意在一個示例中，光學纖維或帶狀線纜的應(yīng)變消除環(huán)可彎曲90度、180度或360度。圖IOB和圖IOC還分別圖示說明了整合在外殼150內(nèi)的分束器306和包括透鏡光纖322和球透鏡312的光學連接件。最后圖IOD圖示說明了纖維(帶狀或單根)的應(yīng)變消除環(huán)，以實現(xiàn)類似的優(yōu)點，并且在外殼150后部的GRIN透鏡PLC分束器組件338允許手動匹配，組件338包括PLC光纖分束器306，其可操作地聯(lián)接至GRIN透鏡308?，F(xiàn)在參考圖11-圖13B，根據(jù)本發(fā)明的實施例示出機械手8的透視圖和各個透視截面?zhèn)纫晥D，該機械手8包括機械手臂連結(jié)物50、可伸縮插入軸線60和光纖連接件300b。在圖11中，詢問器170可操作地聯(lián)接至光纖連接件300b，并且計算機180可選地聯(lián)接至詢問器170。光纖技術(shù)需要詢問器單元，該詢問器單元將來自器械應(yīng)變儀的光學編碼應(yīng)變信息解碼為可與機器人手術(shù)系統(tǒng)的計算機控制硬件兼容的電信號。然后，處理器(例如圖1的處理器4)可被用于根據(jù)公式結(jié)合來自應(yīng)變儀/傳感器的信號計算力。在一個實施例中，詢問器170和計算機180被安裝在機械手上、系統(tǒng)主底盤處或者手術(shù)系統(tǒng)中的裝備架上的其他位置，這樣可需要使光纖穿過無菌邊界。光纖連接件300b和詢問器170之間的通信可通過不受噪音影響的線纜完成，例如光纖線纜302，其在一個示例中，至少部分被引導通過機械手臂8。詢問器170可與計算機 180通過多種方式通信，包括但不限于串行輸入/輸出。在一個示例中，計算機180可以多種格式輸出原始應(yīng)變儀數(shù)據(jù)和/或解出(resolved)的力/扭矩數(shù)據(jù)，包括但不限于十六進制和十進制整數(shù)格式?，F(xiàn)在結(jié)合圖11參考圖12A-圖12C和圖13A-圖13B，光纖連接件300b被示出結(jié)合在機械手的遠端連結(jié)物66的器械接口 61上并且光纖線纜302b被引導至少部分穿過機械手連桿。圖12A-圖12C圖示說明了器械無菌適配器(ISA) 70到遠端連結(jié)物66的器械接口 61上的聯(lián)接。圖13A和圖13B圖示說明了器械100安裝到ISA70上和通過ISA70在光纖連接件300a和300b之間的光學連結(jié)物。在一個實施例中，伸縮插入軸線60包括第一連結(jié)物62、可操作地連接至連結(jié)物62 的第二連結(jié)物或空載(idler)連結(jié)物64，以及可操作地聯(lián)接至空載連結(jié)物64的第三連結(jié)物或遠端連結(jié)物66。一些機械手8包括伸縮插入軸線60，但是在其他實施例中，機械手可包括如在2006年12月20提交的未決美國申請No. 11，613/800中詳細描述的線性滑動托架， 其為所有目的通過引用被并入本文。在其他實施例中，附接的器械的線性插入動作可由多個鉸接或旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)結(jié)合物的協(xié)作動作得到。遠端連結(jié)物66包括可操作地(電和/或物理地)聯(lián)接至ISA 70 (圖12A-圖12C) 的器械接口 61 (圖11)，其被配置為可操作地聯(lián)接(電和/或物理地)至具有光纖連接件 300a的器械的外殼(例如，圖13A和圖14B的外殼150)。光纖連接件300b被結(jié)合在器械接口 61內(nèi)以通過ISA 70光學連接安裝器械的光纖連接件300a。如在圖12B中示出的，ISA 70包括孔310或透鏡形式的光學路徑，當器械被完全安裝到ISA 70上時，穿過孔310或透鏡光纖連接件300b可被光學連接至光纖連接件300a(圖13B)。在一個實施例中，無菌適配器被整合帶有蓋布，該蓋布覆蓋機器人手術(shù)系統(tǒng)，并且特別覆蓋機械手系統(tǒng)，從而建立非無菌機械手臂和手術(shù)程序的無菌區(qū)域之間的無菌隔離件?？蓱?yīng)用的無菌適配器和器械外殼的示例在2005年12月20日提交的美國申請 No. 11/314，040和在2006年3月31日提交的美國申請No. 11/395，418中被公開，其全部公開內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文?？蓱?yīng)用的蓋布和適配器的示例在2005年9月30日提交的未決的美國申請No. 11/240, 113中被公開，其全部公開內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文。器械接口的示例在2006年12月20提交的未決的美國申請No. 11/613,695中被公開，其全部公開內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文。注意以上描述的光學連接件300a、300b (例如EBC)可包括以上關(guān)于圖4A-圖6B2 描述的各種校準透鏡和組件并且可被安裝在對應(yīng)的撓性柱(f lexture beam) 3Ma、344b上。 光纖連接件還可包括接收纖維帶狀線纜的纖維陣列塊、可操作地聯(lián)接至纖維陣列塊的平面光波電路(PLC)分束器和可操作地聯(lián)接至PLC分束器的校準儀透鏡。PLC分束器有利地提供了緊湊的裝置，其將來自光纖傳感器的信號組合到較少或優(yōu)選一根纖維中并且將一根或多根纖維上的信號分到更大數(shù)目的纖維中。光纖連接件的各校準儀透鏡能夠使光在光學纖維連接件之間傳播，其具有對匹配表面污染、非對準性的較小敏感性以及通過在較大區(qū)域上傳播光而得到的較小的間隙敏感性，這可通過稍微訓練手術(shù)室工作人員就能更容易地清除。雖然光在較大區(qū)域上傳播，但是光的能量水平和光譜分布被保存以防止連接件之間信號的衰減。在一個示例中，校準儀透鏡是非球面透鏡、GRIN透鏡、球透鏡或透鏡纖維的形式。在其他實施例中，可使用多個透鏡。此外，PLC分束器可被安裝在器械外殼內(nèi)并且通過單根纖維與EBC(圖2A、10B、 10C)連接，或者PLC分束器可與EBC整合(g卩，直接連接)(圖6Al、6A2、6Bl、6B2、10A、10D)。 在另一實施例中，PLC分束器可不安裝在外殼中但可與力傳感器(圖7A、圖7B)整合。光纖連接件還可使其光學軸線對齊或者橫于具有無菌適配器的器械或EBC對的匹配方向。最后，可在器械外殼的后部提供EBC對的手動匹配(圖7A、圖10D)?？商娲?，光學多路復用器/多路分配器(OMUX)芯片能夠替換纖維陣列塊和校準儀透鏡之間的PLC分束器。在一個示例中，可使用平面陣列波導光柵(AWG)OMUX芯片及其相關(guān)的光纖連接。優(yōu)選地，AWG0MUX將是粗波分復用器(CWDM)類型。裝置的每一個信道將具有波長通帶(wavelength pass band)，其足夠?qū)捯匀菁{來自在進入該信道的纖維上的光纖應(yīng)變傳感器的被反射波長的變化范圍。該變化包括那些由于施加的負載、溫度改變以及來自將纖維粘合至力傳感器的殘余應(yīng)力偏移而導致的那些變化。信道帶寬必須還足夠允許溫度引起的AWG OMUX信道中心波長的改變。在其他示例中，AWG OMUX芯片是無熱溫度補償類型的。有利的是，本發(fā)明提供了力感測器械至機械手的可靠聯(lián)接，以便光學表面污染和光學軸線未對齊的影響可被降低同時信號質(zhì)量被保持。此外，消除了附接至器械的長線纜的需要，因此去除或減少了器械的迅速更換、無菌覆蓋和操縱以及在使用之間的器械再消毒的潛在問題。以上描述的實施例舉例說明但不限制本發(fā)明。還應(yīng)理解根據(jù)本發(fā)明的原理的多種修改和變型是可能的。因此，本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種手術(shù)器械，包括能夠與機器人手術(shù)系統(tǒng)的機械手臂連接的外殼；可操作地聯(lián)接至所述外殼的軸；在所述軸的遠端端部的力傳感器；在所述力傳感器上的多個光纖應(yīng)變儀，所述多個應(yīng)變儀可操作地聯(lián)接至光纖分束器；可操作地連接至所述光纖分束器的光纖連接件；可操作連接至所述力傳感器的遠端端部的碗關(guān)節(jié)；以及可操作地聯(lián)接至所述腕關(guān)節(jié)的端部執(zhí)行器。
2.如權(quán)利要求1所述的器械，其中所述光纖連接件包括擴展束校準儀透鏡，該擴展束校準儀透鏡選自由漸變折射率透鏡、非球面透鏡、球透鏡和帶透鏡的光纖構(gòu)成的組。
3.如權(quán)利要求2所述的器械，其中所述光纖分束器不通過光纖被直接聯(lián)接至所述擴展束校準儀透鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的器械，其中所述多個應(yīng)變儀通過至少部分穿過所述軸的光纖被可操作地聯(lián)接至所述光纖分束器。
5.如權(quán)利要求4所述的器械，其中所述光纖在所述外殼處被配置為環(huán)。
6.如權(quán)利要求1所述的器械，其中所述光纖分束器通過至少部分穿過所述軸的單根光纖被可操作地聯(lián)接至所述光纖連接件。
7.如權(quán)利要求6所述的器械，其中所述光纖在所述外殼處被配置為環(huán)。
8.如權(quán)利要求1所述的器械，其中所述光纖連接件被配置在所述外殼上，以從所述多個應(yīng)變儀傳播信號至安裝在所述機械手臂的遠端連結(jié)物的第二光纖連接件。
9.如權(quán)利要求8所述的器械，其中所述光纖連接件沿其光學軸線接近從而與所述第二光纖連接件配合。
10.如權(quán)利要求8所述的器械，其中所述光纖連接件橫于其光學軸線接近從而與所述第二光纖連接件配合。
11.如權(quán)利要求8所述的器械，其中所述光纖連接件通過撓性構(gòu)件被附接至所述外殼。
12.如權(quán)利要求11所述的器械，其中所述光纖連接件通過錐形部件被引導為與所述第二光纖連接件光學對齊。
13.如權(quán)利要求1所述的器械，其中所述光纖連接件由可移動蓋覆蓋，所述可移動蓋由所述光纖連接件和第二光纖連接件的配合動作打開。
14.如權(quán)利要求1所述的器械，其中所述多個應(yīng)變儀選自由法布里-伯羅應(yīng)變儀和纖維布朗光柵應(yīng)變儀構(gòu)成的組。
15.如權(quán)利要求1所述的器械，其中所述手術(shù)器械的端部執(zhí)行器選自由以下器件構(gòu)成的組夾鉗、剪刀、抓握器、針保持器、微解剖器、釘施加器、追蹤器、吸入沖洗工具、夾具施加器、切割刀片、燒灼探針、沖洗器、導管和吸孔。
16.如權(quán)利要求1所述的器械，其中所述外殼與無菌適配器接合，所述無菌適配器與所述機械手臂接合。
17.一種機器人手術(shù)機械手，包括可操作地聯(lián)接至機械手定位系統(tǒng)的遠端端部的基本連結(jié)物；能夠移動聯(lián)接至所述基本連結(jié)物的遠端連結(jié)物，其中所述遠端連結(jié)物包括器械接口和能夠光學連接至手術(shù)器械的光纖連接件。
18.如權(quán)利要求17所述的機械手，其中所述光纖連接件包括擴展束校準儀透鏡，該擴展束校準儀透鏡選自由漸變折射率透鏡、非球面透鏡、球透鏡和帶透鏡的光纖構(gòu)成的組。
19.如權(quán)利要求17所述的機械手，其中所述光纖連接件被配置在所述遠端連結(jié)物上， 從而從手術(shù)器械的另一光纖連接件接收信號。
20.如權(quán)利要求17所述的機械手，其中所述光纖連接件通過撓性構(gòu)件被附接至所述遠端連結(jié)物。
21.如權(quán)利要求17所述的機械手，其中所述光纖連接件由可移動蓋覆蓋，所述可移動蓋通過所述手術(shù)器械與所述機械手的配合動作而打開。
22.如權(quán)利要求17所述的機械手，還包括可操作地聯(lián)接至所述器械接口的無菌適配ο
23.如權(quán)利要求22所述的機械手，其中所述無菌適配器還包括使光穿過器械光纖連接件和機械手光纖連接件之間的空隙傳播的光學路徑。
24.如權(quán)利要求22所述的機械手，其中所述無菌適配器包括錐體部件，以對準器械光纖連接件和機械手光纖連接件至少其中之一的光學軸線。
25.如權(quán)利要求22所述的機械手，其中所述光纖連接件由可移動蓋覆蓋，所述可移動蓋由所述無菌適配器與所述機械手的配合動作打開。
26.如權(quán)利要求17所述的機械手，還包括詢問器，所述詢問器可操作地聯(lián)接至所述光纖連接件并被配置為將來自已安裝的器械上的多個應(yīng)變儀的光學信號轉(zhuǎn)換為電信號。
27.如權(quán)利要求17所述的機械手，其中所述光纖連接件被可操作地聯(lián)接至至少部分穿過機械手連桿的光纖。
28.—種在機器人手術(shù)器械的末端處感測力的方法，所述方法包括 提供包括第一光纖連接件的機器人手術(shù)機械手；在所述機器人手術(shù)機械手上安裝可拆卸手術(shù)器械，所述手術(shù)器械包括 在軸的遠端端部的力傳感器上的多個光纖應(yīng)變儀， 光纖分束器，以及第二光纖連接件，其與所述機械手的所述第一光纖連接件是能夠光學連接的；并且通過所述第二光纖連接件傳送來自所述多個應(yīng)變儀的數(shù)據(jù)至所述第一光纖連接件。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括基于來自所述多個應(yīng)變儀的選擇信號的至少一個差來計算力。
30.一種手術(shù)器械，包括能夠與機器人手術(shù)系統(tǒng)的機械手臂連接的外殼； 可操作地聯(lián)接至所述外殼的軸； 在所述軸的遠端端部上的力傳感器；在所述力傳感器上的多個光纖應(yīng)變儀，所述多個應(yīng)變儀可操作地聯(lián)接至陣列波導光柵多路復用器，即AWG多路復用器；可操作地連接至所述AWG多路復用器的光纖連接件； 可操作連接至所述力傳感器的遠端端部的碗關(guān)節(jié)；以及可操作地聯(lián)接至所述腕關(guān)節(jié)的端部執(zhí)行器。
31.如權(quán)利要求30所述的器械，其中所 述光纖連接件包括擴展束校準儀透鏡，該擴展束校準儀透鏡選自由漸變折射率透鏡、非球面透鏡、球透鏡和帶透鏡的光纖構(gòu)成的組。
32.如權(quán)利要求31所述的器械，其中所述AWG多路復用器不通過光纖被直接聯(lián)接至所述擴展束校準儀透鏡。
33.如權(quán)利要求30所述的器械，其中所述多個應(yīng)變儀經(jīng)由至少部分穿過所述軸的光纖被可操作地聯(lián)接至所述AWG多路復用器。
34.如權(quán)利要求33所述的器械，其中所述光纖在所述外殼處被配置為環(huán)。
35.如權(quán)利要求30所述的器械，其中所述AWG多路復用器通過至少部分穿過所述軸的單根光纖被可操作地聯(lián)接至所述光纖連接件。
36.如權(quán)利要求35所述的器械，其中所述光纖在所述外殼處被配置為環(huán)。
37.如權(quán)利要求30所述的器械，其中所述光纖連接件被配置在所述外殼上，從而從所述多個應(yīng)變儀傳播信號至安裝在所述機械手臂的遠端連結(jié)物的第二光纖連接件。
38.如權(quán)利要求37所述的器械，其中所述光纖連接件沿其光學軸線接近以與所述第二光纖連接件配合。
39.如權(quán)利要求37所述的器械，其中所述光纖連接件橫于其光學軸線接近以與所述第二光纖連接件配合。
40.如權(quán)利要求37所述的器械，其中所述光纖連接件通過撓性構(gòu)件被附接至所述外
41.如權(quán)利要求40所述的器械，其中所述光纖連接件通過錐形部件被引導為與所述第二光纖連接件光學對準。
42.如權(quán)利要求30所述的器械，其中所述光纖連接件由可移動蓋覆蓋，所述可移動蓋由所述光纖連接件和所述第二光纖連接件的配合動作打開。
全文摘要
在一個實施例中，手術(shù)器械包括能夠通過機器人手術(shù)系統(tǒng)的機械手臂連接的外殼、可操作地聯(lián)接至該外殼的軸、在該軸的遠端端部上的力傳感器和在該力傳感器上的多個光纖應(yīng)變儀。在一個示例中，多個應(yīng)變儀被可操作地聯(lián)接至光纖分束器或陣列波導光柵(AWG)復用器。光纖連接件被可操作地聯(lián)接至光纖分束器或AWG復用器。腕關(guān)節(jié)被可操作地聯(lián)接至力傳感器的遠端，并且端部執(zhí)行器被可操作地聯(lián)接至腕關(guān)節(jié)。在另一實施例中，機器人手術(shù)機械手包括被可操作地聯(lián)接至機械手定位系統(tǒng)的遠端的基本連結(jié)物，和能夠移動地聯(lián)接至該基本連結(jié)物的遠端連結(jié)物，其中該遠端連結(jié)物包括器械接口和能夠光學連接至手術(shù)器械的光纖連接件。還提供了在器械和機械手之間經(jīng)由光學連接件傳遞數(shù)據(jù)的方法。
文檔編號A61B19/00GK102448399SQ201080024150
公開日2012年5月9日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者C·J·哈瑟, G·W·達克斯二世, I·M·麥克度威爾, S·J·布魯門克蘭斯 申請人:直觀外科手術(shù)操作公司