缝合器重新装载检测和识别
1.本技术为分案申请，原申请的申请日是2017年9月8日，申请号是201780053949.x(pct/us2017/050747)，发明名称为“缝合器重新装载检测和识别”。
2.相关申请的交叉引用
3.本技术要求2016年9月9日提交的美国临时申请第62/385,649号的权益；其完整的公开内容以引用方式整体并入本文以用于所有目的。
背景技术：4.微创手术技术旨在减少在诊断或手术过程中受损的外来组织的量，从而减少患者恢复时间、不适和有害副作用。因此，使用微创手术技术可显著缩短标准手术的平均住院时间。此外，还可通过微创手术减少患者恢复时间、患者不适、手术副作用和旷工时间。
5.微创手术的常见形式是内窥镜检查，并且常见形式的内窥镜检查是腹腔镜检查，其是腹腔内的微创检查和手术。在标准的腹腔镜手术中，患者的腹部被充气，并且套管穿过小(大约半英寸或更小)切口以便为腹腔镜器械提供进入端口。
6.腹腔镜手术器械通常包括用于观察手术区域的内窥镜(例如，腹腔镜)和用于在手术部位处工作的工具。工作工具通常类似于传统(开放)手术中使用的工具，不同之处在于每个工具的工作端或末端执行器由延伸管(也称为例如器械轴或主轴)与其手柄分开。末端执行器可包括例如夹具、抓紧器、剪刀、缝合器、烧灼工具、线性切割器或针座。
7.为了执行手术过程，外科医生将工作工具穿过套管到达内部手术部位并且从腹部外面操纵该工具。外科医生从监视器查看该过程，该监视器显示从内窥镜取得的手术部位的图像。类似的内窥镜技术用于例如关节镜检查、后腹腔镜检查、骨盆镜检查、肾镜检查、膀胱镜检查、直肠镜检查、鼻腔镜检查、宫腔镜检查、尿道镜检查等。
8.正在开发微创远程手术机器人系统以在手术部位上工作时增加外科医生的灵活性，并且允许外科医生从远程位置(在无菌区域外)对患者进行手术。在远程手术系统中，通常在控制台处向外科医生提供手术部位的图像。当在合适的观察器或显示器上观察手术部位的三维图像时，外科医生通过操纵控制台的主输入或控制装置对患者执行手术过程。主输入装置中的每个均控制伺服机械致动/铰接式手术器械的运动。在手术过程期间，远程手术系统能够提供各种手术器械或工具的机械致动和控制，所述手术器械或工具具有响应于主输入装置的操纵而为外科医生执行各种功能(例如，握住或驱动针、抓住血管、解剖组织等)的末端执行器。
9.手术夹紧和切割器械(例如，非机器人线性夹紧、缝合和切割装置，也称为外科缝合器；和电手术血管闭合装置)已经用于许多不同的外科过程中。例如，外科缝合器可用于从胃肠道切除癌组织或异常组织。许多已知外科夹紧和切割装置(包括已知外科缝合器)具有夹紧组织的相对爪和用于切割被夹紧组织的铰接刀。
10.许多手术夹紧和切割器械包括器械轴支撑的末端执行器，可更换缝合器钉盒被安装到该末端执行器上。致动机构铰接/关节式接合(articulate)缝合器钉盒以将缝合钉从缝合器钉盒部署/展开(deploy)以便缝合被夹紧在缝合器钉盒和末端执行器的可铰接爪之
间的组织。可使用具有适合于待缝合的不同组织的不同缝合钉长度的不同类型的缝合器钉盒。
11.然而，可更换缝合器钉盒的使用确实引起一些额外的问题。例如，在使用之前，应将具有正确的缝合钉长度的合适缝合器钉盒安装到末端执行器。如果具有不合适缝合钉长度的缝合器钉盒被错误地安装到末端执行器，则如果在缝合组织之前错误未被检测到并被纠正，则会用不合适长度的缝合钉来缝合该组织。作为另一示例，如果先前使用的缝合器钉盒没有被合适的新缝合器钉盒替换，则由于缺少待部署的缝合钉，夹在先前使用的缝合器钉盒和可铰接爪之间的组织不能被缝合。如果没有缝合器钉盒安装到末端执行器，则会出现类似的问题。
12.因此，据信需要一种可被配置成缝合组织的改进手术系统、被配置成缝合组织的手术装置以及相关方法，其在使用之前检查是否将合适缝合器钉盒安装到夹紧和缝合手术器械。优选地，改进的手术系统、手术装置和相关方法检查缝合器钉盒是否安装到手术器械、安装的缝合器钉盒是新的还是已经被击发以及安装的缝合器钉盒的类型，以确保安装的缝合器钉盒具有用于待缝合组织的合适缝合钉长度。
技术实现要素：13.提供在使用之前检查合适的缝合器钉盒是否安装到手术器械的可被配置成缝合组织的改进的手术系统、被配置成缝合组织的手术装置和相关方法。在许多实施例中，改进的手术系统、手术装置和相关方法检查缝合器钉盒是否被安装、缝合器钉盒是新的还是已经被击发以及缝合器钉盒的类型以确保安装具有合适缝合长度的缝合器钉盒。通过在试图用手术器械缝合组织之前验证合适的未击发缝合器钉盒被安装到手术器械，可减少不适当的组织缝合的情况。
14.因此，在一个方面中，提供用于评估手术器械的操作状态的方法，该手术器械用于经由可更换缝合器钉盒来缝合组织。该方法包括在控制单元的控制下操作与推动器构件驱动地联接的致动机构，以试图将推动器构件从第一位置移动到受制于致动机构的输出限制的第二位置。如果在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间超过致动机构的输出限制，则中断推动器构件的移动。控制单元确定表示在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间实现的推动器构件的移动量的参数。控制单元基于该参数确定与可更换缝合器钉盒相关的手术器械的操作状态。
15.在许多实施例中，该方法包括检测是否没有可更换缝合器钉盒被安装到手术器械。例如，响应于推动器构件在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间到达第二位置，控制单元基于所述参数确定操作状态可包括确定没有可更换缝合器钉盒被安装到手术器械。
16.在许多实施例中，该方法包括检测可更换缝合器钉盒是否被安装到手术器械。例如，响应于在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间推动器构件由于超过致动机构的输出限制而在停止位置停止移动，通过控制单元基于所述参数确定操作状态可包括确定可更换缝合器钉盒被安装到手术器械。
17.在许多实施例中，该方法包括检测被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒是否已经被击发。例如，响应于推动器构件由于在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置
期间超过致动机构的输出限制而停止在位于第一位置和第二位置之间的初始运动范围内的停止位置处，控制单元基于所述参数确定操作状态可包括确定被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒已经被击发。
18.在许多实施例中，该方法包括检测被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒是否还未被击发。例如，响应于推动器构件由于在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间超过致动机构的输出限制而停止在位于第一位置和第二位置之间的初始运动范围之外的停止位置处，控制单元基于所述参数确定操作状态可包括确定被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒还未被击发。
19.在许多实施例中，该方法包括确定被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒的类型。例如，响应于推动器构件由于在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间超过致动机构的输出限制而停止在位于第一位置和第二位置之间的初始运动范围之外的停止位置处，控制单元基于所述参数确定操作状态可包括从可更换缝合器钉盒的多种类型中确定被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒的类型。
20.在许多实施例中，该方法还包括操作致动机构以在受制于比致动机构的输出限制大的致动机构的第二输出限制的情况下将推动器构件移动到比第二位置更远离第一位置的第三位置。如果在试图将推动器构件移动到第三位置期间超过致动机构的第二输出限制，则可中断推动器构件的移动。
21.该方法能够包括在控制单元的控制下操作致动机构，以在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置之前将推动器构件定位在第一位置处。例如，操作致动机构以在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置之前将推动器构件定位在第一位置处可包括移动推动器构件远离第二位置，以与阻挡推动器构件远离第二位置的进一步移动的手术器械的一部分接触。
22.该方法能够包括使用可更换缝合器钉盒的主体约束可更换缝合器钉盒的缝合钉推梭。将缝合钉推梭与主体约束在一起可用于：(a)相对于可更换缝合器钉盒的主体定位缝合钉推梭；和/或(b)当在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间可更换缝合器钉盒与推动构件接触时，抑制缝合钉推梭相对于可更换缝合器钉盒的主体的移位。
23.在另一方面中，提供可被配置成经由可更换缝合器钉盒缝合组织的手术系统。手术系统包括末端执行器、推动器构件、细长轴、近侧底盘、操纵器、致动机构和控制单元。末端执行器被配置用于将可更换缝合器钉盒安装到该末端执行器。推动器构件被配置成推动被包括在可更换缝合器钉盒中的缝合钉推梭，以从可更换缝合器钉盒部署缝合钉。末端执行器被安装在细长轴的远端。近侧底盘支撑细长轴的近端并且包括与推动器构件驱动地联接的致动输入件。近侧底盘能够被安装到操纵器。操纵器包括被配置为与致动输入件驱动地联接的致动输出件。致动机构与致动输出件驱动地联接。控制单元被配置为：(a)控制致动机构的操作以铰接致动输出件，以便试图在受制于致动机构的输出限制的情况下将推动器构件从第一位置移动到第二位置，其中如果超过致动机构的输出限制，则中断推动器构件的移动；(b)确定表示在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间实现的推动器构件的移动量的参数；和(c)基于该参数确定与可更换缝合器钉盒相关的手术器械的操作状态。
24.在许多实施例中，手术系统被配置为检测是否没有可更换缝合器钉盒被安装到手
术器械。例如，控制单元可被配置成响应于在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间推动器构件到达第二位置而确定没有可更换缝合器钉盒被安装到手术器械。
25.在许多实施例中，手术系统被配置为检测可更换缝合器钉盒是否安装到手术器械。例如，控制单元可被配置成响应于推动器构件在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间由于超过致动机构的输出限制而停止在停止位置处来确定可更换缝合器钉盒被安装到手术器械。
26.在许多实施例中，手术系统被配置成检测被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒是否已经被击发。例如，控制单元可被配置成响应于停止位置位于第一位置和第二位置之间的初始运动范围内而确定被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒已经被击发。
27.在许多实施例中，手术系统被配置成检测被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒是否还未被击发。例如，控制单元可被配置成响应于停止位置位于第一位置和第二位置之间的初始运动范围之外而确定安装到手术器械的可更换缝合器钉盒还未被击发。
28.在许多实施例中，手术系统被配置为检测被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒的类型。例如，控制单元可被配置为基于参数从可更换缝合器钉盒的多种类型确定被安装到手术器械的可更换缝合器钉盒的类型。
29.在手术系统的许多实施例中，致动机构可操作地受制于比致动机构的输出限制大的致动机构的第二输出限制。例如，控制单元可被配置为操作致动机构以在受制于比致动机构的输出限制大的致动机构的第二输出限制的情况下将推动器构件移动到相比于第二位置更远离第一位置的第三位置，其中如果超过致动机构的第二输出限制，则中断推动器构件的移动。
30.在手术系统的许多实施例中，控制单元被配置成操作致动机构以在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置之前将推动器构件定位在第一位置处。例如，控制单元可被配置为操作致动机构以使推动器构件远离第二位置移动以便与阻挡推动器构件远离第二位置的进一步移动的手术器械的一部分接触，以将推动器构件定位在第一位置。
31.在手术系统的许多实施例中，可更换缝合器钉盒包括缝合钉推梭和约束缝合钉推梭的主体。例如，缝合钉推梭能够经由主体被约束以便：(a)相对于可更换缝合器钉盒的主体定位缝合钉推梭；和/或(b)在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间，当可更换缝合器钉盒与推动构件接触时，抑制缝合钉推梭相对于可更换缝合器钉盒的主体的移位。
32.在另一方面中，提供手术系统，其被配置为经由可更换缝合器钉盒缝合组织。手术装置包括末端执行器、推动器构件、致动机构和控制单元。末端执行器被配置用于将可更换缝合器钉盒安装到末端执行器。推动器构件被配置成铰接可更换缝合器钉盒以从可更换缝合器钉盒部署缝合钉。致动机构与推动器构件驱动地联接。控制单元被配置为：(a)控制致动机构的操作以试图在受制于致动机构的输出限制的情况下将推动器构件从第一位置移动到第二位置，其中如果超过致动机构的输出限制，则中断推动器构件的移动；和(b)根据在试图将推动器构件从第一位置移动到第二位置期间实现的推动器构件的移动量来确定缝合器钉盒的属性，所确定的缝合器钉盒的属性表示：(1)从可更换缝合器钉盒的多种类型中选择的可更换缝合器钉盒的类型；(2)可更换缝合器钉盒是否已经被击发；或(3)没有可更换缝合器钉盒被安装在末端执行器上。
33.为了更全面地理解本发明的本质和优点，应参考随后的详细描述和附图。通过下面的附图和详细描述，本发明的其他方面、目的和优点将变得显而易见。
附图说明
34.图1是根据许多实施例的用于执行手术的微创机器人手术系统的平面图。
35.图2是根据许多实施例的用于机器人手术系统的外科医生的控制台的透视图。
36.图3是根据许多实施例的机器人手术系统电子推车的透视图。
37.图4示意性地示出根据许多实施例的机器人手术系统。
38.图5a是根据许多实施例的机器人手术系统的患者侧推车(手术机器人)的前视图。
39.图5b是根据许多实施例的机器人手术工具的前视图。
40.图6是根据许多实施例的包括具有相对的夹爪的末端执行器的机器人手术工具的透视图。
41.图7是根据许多实施例的具有安装的缝合器钉盒的手术器械的末端执行器的横截面侧视图。
42.图8是图7的缝合器钉盒的主体的顶视图。
43.图9是根据许多实施例的具有相对长的缝合钉的缝合器钉盒的局部横截面侧视图。
44.图10是根据许多实施例的具有相对短的缝合钉的缝合器钉盒的局部横截面侧视图。
45.图11是根据许多实施例的图7的缝合器钉盒的主体的近侧部分的顶视图，示出与缝合钉推梭接合以控制钉盒推梭的起始位置的棘爪特征。
46.图12示出根据许多实施例的末端执行器的推动器构件和第一类型缝合器钉盒的缝合钉推梭之间的标称位置关系。
47.图13示出根据许多实施例的末端执行器的推动器构件和第二类型缝合器钉盒的缝合钉推梭之间的标称位置关系。
48.图14示出根据许多实施例的末端执行器的推动器构件和第三类型缝合器钉盒的缝合钉推梭之间的标称位置关系。
49.图15示出根据许多实施例的末端执行器的推动器构件和第四类型缝合器钉盒的缝合钉推梭之间的标称位置关系。
50.图16示出根据许多实施例的末端执行器的推动器构件和第五类型缝合器钉盒的缝合钉推梭之间的标称位置关系。
51.图17示出根据许多实施例的末端执行器的推动器构件和缝合器钉盒的阻挡弹簧夹之间的标称位置关系。
52.图18是根据许多实施例的评估用于缝合组织的手术器械的操作状态的方法的动作的简化框图。
具体实施方式
53.在以下描述中，将描述本发明的各种实施例。出于解释的目的，阐述具体配置和细节以便提供对实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可在没有
该具体细节的情况下实践本发明。此外，可省略或简化公知的特征，以免模糊所描述的实施例。
54.微创机器人手术系统
55.现在参考附图，其中相同的附图标记在若干视图中指示相同的部件。图1是微创机器人手术(mirs)系统10的平面图示，该系统通常用于对躺在手术台14上的患者12执行微创诊断或手术过程。该系统能够包括在过程期间由外科医生18使用的外科医生的控制台16。一个或多个助手20也可以参与该过程。mirs系统10还可包括患者侧推车22(手术机器人)和电子推车24。在外科医生18通过控制台16观察手术部位的同时，患者侧推车22能够操纵至少一个可移除地联接的工具组件26(下文中简称为“工具”)通过在患者12的身体中的微创切口。手术部位的图像能够通过内窥镜28(诸如立体内窥镜)获得，该内窥镜28能够由患者侧推车22操纵以定向该内窥镜28。电子推车24能够被用于处理手术部位的图像，以便随后通过外科医生的控制台16显示给外科医生18。一次使用的手术工具26的数量将通常取决于诊断或手术过程和手术室内的空间约束和其他因素。如果需要在过程期间更换正在使用的工具26中的一个或多个，则助手20可从患者侧推车22移除工具26，并且用来自手术室中的托盘30的另一工具26替换它。
56.图2是外科医生的控制台16的透视图。外科医生的控制台16包括左眼显示器32和右眼显示器34，以用于向外科医生18呈现能够实现深度感知的手术部位的协调立体视图。控制台16还包括一个或多个输入控制装置36，其进而导致患者侧推车22(图1中所示)操纵一个或多个工具。输入控制装置36能够提供与其相关联的工具26(图1中所示)相同的自由度，以向外科医生提供输入控制装置36与工具26成一体的远程呈现或者感觉，以便外科医生具有直接控制工具26的强烈意识。为此，可采用位置、力和触觉反馈传感器(未示出)以通过输入控制装置36将来自工具26的位置、力和触感传递回外科医生的手。
57.外科医生的控制台16通常位于与患者相同的房间中，使得外科医生可直接监视该过程，必要时实际存在，并且直接与助手通话而不是通过电话或其他通信介质。然而，外科医生可位于不同的房间、完全不同的建筑物或远离患者的其他远程位置，从而允许远程手术过程。
58.图3是电子推车24的透视图。电子推车24能够与内窥镜28联接，并且能够包括处理器以处理捕获的图像以用于随后诸如在外科医生控制台上显示给外科医生，或者显示在本地和/或远程的另一个合适的显示器上。例如，在使用立体内窥镜的情况下，电子推车24能够处理捕获的图像以向外科医生呈现手术部位的协调立体图像。这类协调能够包括相对图像之间的对准，并且能够包括调整立体内窥镜的立体工作距离。作为另一示例，图像处理能够包括使用先前确定的相机校准参数来补偿图像捕获装置的成像误差，诸如光学像差。
59.图4示意性地示出机器人手术系统50(诸如图1的mirs系统10)。如上所述，外科医生的控制台52(诸如图1中的外科医生的控制台16)能够由外科医生使用以便在微创过程期间控制患者侧推车(手术机器人)54(诸如图1中的患者侧推车22)。患者侧推车54能够使用诸如立体内窥镜的成像装置来捕获过程部位的图像并且将捕获的图像输出到电子推车56(诸如图1中的电子推车24)。如上所述，电子推车56能够在任何后续显示之前以各种方式处理捕获的图像。例如，电子推车56能够在经由外科医生的控制台56向外科医生显示组合图像之前用虚拟控制界面覆盖捕获的图像。患者侧推车54能够输出捕获的图像以便在电子推
车56外面进行处理。例如，患者侧推车54能够将捕获的图像输出到处理器58，该处理器58能够被用于处理捕获的图像。图像还能够通过电子推车56和处理器58的组合来处理，该电子推车56和处理器58能够被联接在一起以联合地、顺序地和/或以联合和顺序的组合方式处理捕获的图像。一个或多个单独的显示器60还能够与处理器58和/或电子推车56联接，用于图像(诸如过程部位的图像或其他相关图像)的本地和/或远程显示。
60.图5a和图5b分别示出患者侧推车22和手术工具62。手术工具62是手术工具26的示例。所示的患者侧推车22提供对三个手术工具26和成像装置28(诸如用于捕获过程的部位的图像的立体内窥镜)的操纵。由具有多个机器人关节的机器人机构提供操纵。成像装置28和手术工具26能够被定位和操纵成通过患者体内的切口，使得运动学远程中心维持在切口处以最小化切口的尺寸。手术部位的图像能够包括当手术工具26的远端被定位在成像装置28的视野内时它们的图像。
61.图6示出手术工具70，其包括近侧底盘72、器械轴74和具有爪78的远端执行器76，该爪78能够被铰接成夹紧患者组织。近侧底盘包括输入联接器，其被配置成与患者侧推车22的相应输出联接器接合并由其驱动。输入联接器与设置在器械轴74内的驱动轴驱动地联接。驱动轴与末端执行器76驱动地联接。
62.缝合器钉盒状态的自动评估
63.图7是根据许多实施例的具有安装的缝合器钉盒84的手术器械的末端执行器76的横截面侧视图。缝合器钉盒84是可更换的，例如通过从末端执行器76卸下用过的缝合器钉盒并将新缝合器钉盒安装到末端执行器76。末端执行器76包括可铰接的砧爪86，其被配置成形成从缝合器钉盒84部署并穿过夹在缝合器钉盒84和砧爪86之间的组织的缝合钉的自由端。缝合器钉盒84包括容纳缝合钉的缝合器钉盒主体88和缝合钉推梭90，该缝合钉推梭90沿缝合器钉盒主体88向远侧铰接以用于将缝合钉推出缝合器钉盒主体88以穿过并且缝合被夹在缝合器钉盒主体88和砧爪86之间的组织。缝合钉推梭90具有倾斜部分92，该倾斜部分92与倾斜的缝合钉推动器94(如图9和图10所示)接合，以相对于缝合钉推梭90的运动将缝合钉推动器和缝合钉横向推出缝合器钉盒主体88。末端执行器76包括推动器构件96，该推动器构件96经由推杆98与致动机构可操作地联接。推动器构件96的初始远侧铰接能够用于使推动器构件96与缝合钉推梭90接触。推动器构件96的进一步向远侧铰接能够用于沿着缝合器钉盒主体88向远侧推动缝合钉推梭90且从而迫使缝合钉离开缝合器钉盒主体88。推动器构件96能够在推动器构件96接触末端执行器的一部分而非缝合钉推梭90的近侧极限位置和推动器构件96接触缝合钉推梭90的位置之间移动。如本文所述，近侧极限位置和推动器构件96最初接触缝合钉推梭90的位置之间的距离能够根据被安装的缝合器钉盒84中的缝合钉的长度而变化并且能够被用于检测哪种类型的缝合器钉盒84被安装到末端执行器76。
64.图8是缝合器钉盒主体88的实施例的顶视图。缝合器钉盒主体88具有缝合钉容纳孔100构成的阵列，缝合钉和相关的缝合钉推动器被装纳在该缝合钉容纳孔100中，并且经由缝合钉推梭90沿缝合器钉盒主体88向远侧铰接从缝合钉容纳孔100部署缝合钉。缝合器钉盒主体88还具有中心引导通道102和侧引导通道104，它们在缝合钉推梭90沿着缝合器钉盒主体88向远侧铰接期间容纳并引导缝合钉推梭90的互补形状特征。在推动器构件96沿着缝合器钉盒主体88向远侧铰接期间，中心引导通道102还容纳推动器构件96。
65.在许多实施例中，缝合钉推梭90沿着缝合器钉盒主体88的初始位置是变化的，并且用于识别被安装的缝合器钉盒的类型(例如，被安装的缝合器钉盒的缝合钉长度)。具体地，对于较短的缝合钉，与较长的缝合钉相比，缝合钉推梭90可沿着缝合器钉盒主体88更远侧地被设置，因为用于较短缝合钉的缝合钉推动器不与缝合钉推梭90的倾斜部分92的远侧部分相互作用。例如，如图9所示，缝合钉推梭90的初始位置必须足够向近侧，以便针对最长的缝合钉允许倾斜部分92的远侧部分与最近侧缝合钉推动器94相互作用。相比之下，如图10所示，与图9中所示的较长缝合钉相比，缝合钉推梭90的初始位置对于较短缝合钉可更向远侧，因为缝合钉推动器94能够被设置成更靠近缝合器钉盒88的顶部，从而在最近侧缝合钉推动器94的下方容纳缝合钉推梭90的远侧部分。
66.图11是缝合器钉盒主体88的实施例的近侧部分的顶视图。侧引导通道104具有棘爪特征106，该棘爪特征106与缝合钉推梭90的互补形状的棘爪特征接合，以控制缝合钉推梭90沿着缝合器钉盒主体88的初始位置。在许多实施例中，棘爪特征106被用于对于每种类型的缝合器钉盒84将缝合钉推梭90定位在沿着缝合器钉盒主体88的相应已知位置，其中每种类型的缝合器钉盒84具有相应缝合钉长度。缝合器钉盒主体88还具有重复使用的阻挡弹簧夹安装区域108，其形状适于容纳和支撑重复使用的阻挡弹簧夹110(图12至图17中所示)。
67.图12至图16示出针对分别具有五种不同缝合钉长度的五种不同类型的缝合器钉盒的在推动器构件96(位于近侧以与末端执行器76的一部分接触)和缝合钉推梭90之间的相应标称位置关系。在许多实施例中，推动器构件96被铰接以测量在推动器构件96和缝合钉推梭90之间的初始距离，并且测量的初始距离经评价以确定被安装到末端执行器76的缝合器钉盒的类型。图12至图16还示出处于使用前配置的重复使用的阻挡弹簧夹110，在该使用前配置中，缝合钉推梭90的一部分被设置在重复使用的阻挡弹簧夹110之间以分开重复使用的阻挡弹簧夹110，从而在重复使用的阻挡弹簧夹110之间容纳推动器构件96的远侧铰接部，以向远侧推动缝合钉推梭90来部署缝合钉。
68.图12示出具有最长缝合钉长度的第一类型的缝合器钉盒84-1。在图12中，缝合钉推梭90-1被示出设置在初始位置处并且经由在缝合器钉盒主体88-1的棘爪特征106与缝合钉推梭90-1的接口互补形状的棘爪特征之间的接合而相对于缝合器钉盒主体88-1被固定。在第一类型的缝合器钉盒84-1中，推动器构件96被设置在距缝合钉推梭90-1第一标称距离(x1)处。
69.图13示出第二类型的缝合器钉盒84-2，其具有比在图12中所示的第一类型的缝合器钉盒84-1更短的缝合钉长度。在图13中，缝合钉推梭90-2被示出设置在初始位置并且经由缝合器钉盒主体88-2的棘爪特征106与缝合钉推梭90-2的接口互补形状的棘爪特征之间的接合而相对于缝合器钉盒主体88-2被固定。在第二类型的缝合器钉盒中，推动器构件96被设置成距缝合钉推梭90-2第二标称距离(x2)。第二标称距离(x2)比第一标称距离(x1)大适当距离，使得第一类型的缝合器钉盒84-1和第二类型的缝合器钉盒84-2能够基于在推动器构件96和缝合钉推梭90-2之间的测量的初始距离被可靠地区分。
70.图14示出第三类型的缝合器钉盒84-3，其具有比图13中所示的第二类型的缝合器钉盒84-2更短的缝合钉长度。在图14中，缝合钉推梭90-3被示出设置在初始位置并且经由缝合器钉盒主体88-3的棘爪特征106与缝合钉推梭90-3的接口互补形状的棘爪特征之间的
接合而相对于缝合器钉盒主体88-3被固定。在第三类型的缝合器钉盒中，推动器构件96被设置成距缝合钉推梭90-3第三标称距离(x3)。第三标称距离(x3)比第二标称距离(x2)大适当的距离，使得第二类型的缝合器钉盒84-2和第三类型的缝合器钉盒84-3能够基于在推动器构件96和缝合钉推梭90-3之间的测量的初始距离被可靠地区分。
71.图15示出第四类型的缝合器钉盒84-4，其具有比图14中所示的第三类型的缝合器钉盒84-3更短的缝合钉长度。在图15中，缝合钉推梭90-4被示出设置在初始位置处并且经由缝合器钉盒主体88-4的棘爪特征106与缝合钉推梭90-4的接口互补形状的棘爪特征之间的接合而相对于缝合器钉盒主体88-4被固定。在第四类型的缝合器钉盒中，推动器构件96被设置成距缝合钉推梭90-4第四标称距离(x4)。第四标称距离(x4)比第三标称距离(x3)大适当的距离，使得第三类型的缝合器钉盒84-3和第四类型的缝合器钉盒84-4能够基于在推动器构件96和缝合钉推梭90-4之间的测量的初始距离被可靠地区分。
72.图16示出第五类型的缝合器钉盒84-5，其具有比图15中所示的第四类型的缝合器钉盒84-4更短的缝合钉长度。在图16中，缝合钉推梭90-5被示出设置在初始位置并且经由缝合器钉盒主体88-5的棘爪特征106与缝合钉推梭90-5的接口互补形状的棘爪特征之间的接合而相对于缝合器钉盒主体88-5被固定。在第五类型的缝合器钉盒中，推动器构件96被设置成距缝合钉推梭90-5第五标称距离(x5)。第五标称距离(x5)大于第四标称距离(x4)适当的距离，使得第四类型的缝合器钉盒84-4和第五类型的缝合器钉盒84-5能够基于在推动器构件96和缝合钉推梭90-5之间的测量的初始距离被可靠地区分。
73.图17示出当先前使用的缝合器钉盒(84-被使用)被安装到末端执行器76时在推动器构件96(位于近侧以与末端执行器76的一部分接触)和重复使用的阻挡弹簧夹110之间的标称位置关系。在图17中，由于先前使用了缝合器钉盒(84-被使用)，所以缝合器推动构件90已经向远侧铰接，从而不再保持重复使用的阻挡弹簧夹110分开，使得重复使用的阻挡弹簧夹110已经从图12至图16中的每一个中所示的使用前配置被重新配置为图17所示的使用后配置。在使用后配置中，重复使用的阻挡弹簧夹110阻挡推动器构件96向远侧铰接通过重复使用的阻挡弹簧夹110。当先前使用的缝合器钉盒(84-被使用)被安装到在末端执行器中，推动器构件96在使用后配置中被设置成距重复使用的阻挡弹簧夹110一个使用后标称距离(x0)。使用后标称距离(x0)比第一标称距离(x1)小适当的距离，使得先前使用的缝合器钉盒(84-被使用)和第一类型的缝合器钉盒84-1能够基于在推动器构件96与缝合钉推梭90-1或重复使用的阻挡弹簧夹110之间的测量的初始距离被可靠地区分。
74.在许多实施例中，本文描述的系统、装置和方法包括检测何时没有缝合器钉盒被安装到末端执行器。当没有缝合器钉盒被安装到末端执行器时，因为缺少被安装的缝合器钉盒，在推动器构件96不与重复使用的阻挡弹簧夹110或缝合钉推梭90接触的情况下，发生推动器构件96的(从近侧定位成与末端执行器76的一部分接触)初始向远侧铰接。因此，当推动器构件96已被铰接等于或大于缺失的钉盒距离(xm)时，能够确定没有缝合器钉盒被安装到末端执行器76。缺失的钉盒距离(xm)能够比第五标称距离(x5)大适当的距离使得能够可靠地区分缺失的缝合器钉盒和第五类型的缝合器钉盒84-5。
75.图18是根据许多实施例的评估用于缝合组织的手术器械的操作状态的方法200的动作的简化框图。虽然本文关于本文描述的手术系统和手术装置描述方法200，但是可使用任何合适的手术系统或手术装置来实践方法200。
76.在动作200中，操作致动机构以将推动器构件96定位于已知第一位置处。可使用任何合适的已知第一位置。例如，在许多实施例中，致动机构被操作以使推动器构件96向近侧缩回以与末端执行器76的安装有缝合器钉盒84的部分接触。然后能够操作致动机构以使推动器构件96从已知第一位置向远侧铰接，以测量从已知第一位置到缝合钉推梭90或重复使用的阻挡弹簧夹110的距离，以用于评估手术器械的操作状态。作为另一个示例，能够操作致动机构以使推动器构件96向远侧铰接以与缝合钉推梭90或重复使用的阻挡弹簧夹110接触。然后能够操作致动机构以向近侧缩回推动器构件96，以测量从已知第一位置到推动器构件96接触末端执行器76的一部分的位置的距离，以用于基于推动器构件96被铰接通过的距离来评估手术器械的操作状态。已知第一位置也能够处在距末端执行器76的一部分、缝合钉推梭90或重复使用的阻挡弹簧夹110中的任一者任何合适已知距离处。
77.在动作204中，致动机构的操作受到限制以防止缝合钉推梭90的意外移位。例如，在许多实施例中，致动机构被操作成能够经由致动杆98仅向推动器构件96施加有限的力，使得推动器构件96不能向缝合钉推梭90施加足够的力以使缝合钉推梭90与缝合器钉盒主体88的棘爪特征106脱离。
78.在动作206中，操作致动机构以将推动器构件96从第一位置移动到第二位置，由于与被安装到手术器械的缝合器钉盒84或者从缝合器钉盒84偏离的手术器械的一部分接触，推动器构件96从第二位置远离第一位置的进一步移动被抑制。在许多实施例中，监测致动机构以确定表示推动器构件96从第一位置到第二位置的移动量的致动机构的操作参数。
79.在动作208中，基于推动器构件96从第一位置到第二位置的移动量来选择缝合器钉盒84的属性。例如，能够基于致动机构的表示推动器构件96从第一位置到第二位置的移动量的操作参数来选择缝合器钉盒84的属性。缝合器钉盒84的所选属性能够是缝合器钉盒的类型(例如，钉盒的缝合钉长度)、缝合器钉盒是否已被使用或者是否没有缝合器钉盒被安装到末端执行器。
80.其他变化在本发明的精神内。例如，虽然本文描述五种不同类型的缝合器钉盒，但是可采用任何合适数量的缝合器钉盒类型，包括比所描述的五种缝合器钉盒类型更少和更多。因此，尽管本发明易于进行各种修改和替换构造，但是其某些图示的实施例在附图中示出并且已在上面详细描述。然而，应该理解的是，无意将本发明限制于所公开的特定形式或形式，相反，其目的是涵盖落入如所附权利要求中所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、替代构造和等同物。
81.除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则在描述本发明的上下文中(特别是在以下权利要求的上下文中)使用术语“一(a/an)”和“所述(the)”和类似指示物应被解释为涵盖单数和复数。除非另有指出，否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应被解释为开放式术语(即，意指“包括但不限于”)。术语“连接”应被解释为部分或全部包含在内、附接或结合在一起，即使存在某些中间物。除非本文另有说明，否则本文中对数值范围的叙述仅旨在用作对落入该范围内的每个单独值的单独引用的简写方法，并且每个单独值并入本说明书中，如同其在本文中单独叙述一样。除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法均可任何合适的顺序执行。除非另外请求保护，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐述本发明的实施例，并且不对本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表示任何未要求保护的要素对
于实践本发明是必不可少的。
82.本文描述本发明的优选实施方案，包括发明人已知实施本发明的最佳方式。在阅读前面的描述后，那些优选实施例的变化对于本领域普通技术人员来说可变得显而易见。发明人期望熟练的技术人员适当地采用这类变化，并且发明人希望本发明以不同于本文具体描述的方式实践。因此，本发明包括适用法律所允许的所附权利要求中所述主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本发明涵盖上述元件以其所有可能变型形式的任何组合。
83.本文引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)均以引用方式并入中，其程度如同每个参考文献被单独且具体地指出以引用方式并入并且在本文中完整地阐述。
技术特征：1.一种评估用于经由可更换缝合器钉盒缝合组织的手术器械的操作状态的方法，所述方法包括：在控制单元的控制下操作与推动器构件驱动地联接的致动机构，以试图在受制于所述致动机构的输出限制的情况下将所述推动器构件从第一位置移动到第二位置，其中如果超过所述致动机构的所述输出限制，则中断所述推动器构件的移动；由所述控制单元确定表示在试图将所述推动器构件从所述第一位置移动到所述第二位置期间实现的所述推动器构件的移动量的参数；和由所述控制单元基于所述参数确定与所述可更换缝合器钉盒相关的所述手术器械的操作状态。2.根据权利要求1所述的方法，其中：在试图将所述推动器构件从所述第一位置移动到所述第二位置期间，所述推动器构件到达所述第二位置；和基于所述参数确定与所述可更换缝合器钉盒相关的所述手术器械的所述操作状态包括确定没有可更换缝合器钉盒被安装到所述手术器械。3.根据权利要求1所述的方法，其中：在试图将所述推动器构件从所述第一位置移动到所述第二位置期间，由于超过所述致动机构的所述输出限制，所述推动器构件在停止位置停止移动；和基于所述参数确定与所述可更换缝合器钉盒相关的所述手术器械的所述操作状态包括确定可更换缝合器钉盒被安装到所述手术器械。4.根据权利要求3所述的方法，其中：所述停止位置位于所述第一位置和所述第二位置之间的初始运动范围内；和基于所述参数确定与所述可更换缝合器钉盒相关的所述手术器械的所述操作状态包括确定被安装到所述手术器械的所述可更换缝合器钉盒已经被击发。5.根据权利要求3所述的方法，其中：所述停止位置位于在所述第一位置和所述第二位置之间的初始运动范围之外；和基于所述参数确定与所述可更换缝合器钉盒相关的所述手术器械的所述操作状态包括确定被安装到所述手术器械的所述可更换缝合器钉盒还未被击发。6.根据权利要求5所述的方法，其中基于所述参数确定与所述可更换缝合器钉盒相关的所述手术器械的所述操作状态包括：从所述可更换缝合器的多种类型中确定被安装到所述手术器械的所述可更换缝合器钉盒的类型。7.根据权利要求6所述的方法，还包括操作所述致动机构以便在受制于比所述致动机构的所述输出限制大的所述致动机构的第二输出限制的情况下将所述推动器构件移动到与所述第二位置相比而更远离所述第一位置的第三位置，其中如果在试图将所述推动器构件移动到所述第三位置期间超过所述致动机构的所述第二输出限制，则中断所述推动器构件的移动。8.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述控制单元的控制下操作所述致动机构，以在试图将所述推动器构件从所述第一位置移动到所述第二位置之前将所述推动器构件定位在所述第一位置。9.根据权利要求8所述的方法，其中操作所述致动机构以在试图将所述推动器构件从
所述第一位置移动到所述第二位置之前将所述推动器构件定位在所述第一位置包括使所述推动器构件远离所述第二位置移动，以与阻挡所述推动器构件进一步移动远离所述第二位置的所述手术器械的一部分接触。10.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述可更换缝合器钉盒的主体约束所述可更换缝合器钉盒的缝合钉推梭以实现以下中的至少一个：相对于所述可更换缝合器钉盒的所述主体定位所述缝合钉推梭；或在试图将所述推动器构件从所述第一位置移动到所述第二位置期间在所述可更换缝合器钉盒与所述推动构件接触时，抑制所述缝合钉推梭相对于所述可更换缝合器钉盒的所述主体的移位。
技术总结本发明的名称为缝合器重新装载检测和识别。手术装置、系统和相关方法提供手术器械状态的自动评估。手术装置被配置成经由可更换缝合器钉盒缝合组织。手术装置包括被配置成使缝合器钉盒铰接以部署缝合器的推动器构件。手术装置包括：致动机构，其使推动器构件铰接；和控制单元，其被配置为控制致动机构的操作以试图将推动器构件从第一位置移动到受制于致动机构的输出限制的第二位置，并且基于所实现的推动器构件的移动量确定缝合器钉盒的属性。所确定的属性可表示从不同缝合器钉盒中选择的缝合器钉盒的类型，缝合器钉盒是否已经被击发，或者没有缝合器钉盒被安装到手术装置。或者没有缝合器钉盒被安装到手术装置。或者没有缝合器钉盒被安装到手术装置。
技术研发人员：W
受保护的技术使用者：直观外科手术操作公司
技术研发日：2017.09.08
技术公布日：2022/7/5
