直接驅動式內窺鏡系統和方法

2023-05-20 00:43:31

專利名稱：直接驅動式內窺鏡系統和方法
直接驅動式內窺鏡系統和方法相關申請的交叉引用本申請要求於2006年12月1日提交的名稱為"用於腔內手術的系統和 方法"的臨時申請60/872,155以及於2007年3月30日提交的名稱為"直接 驅動式內窺鏡系統和方法"的臨時申請60/909,219的優先權，這兩個申請在 此通過引用併入本文。
背景技術：
極小侵襲性手術工具，例如內窺鏡和腹腔鏡裝置，可提供通至手術部位 的手術入路並最小化對患者的創傷。雖然這種治療裝置日益增強的能力允許 醫生經過傳統的極小侵襲性的路線執行更為多樣的手術，但是進一步的精細 改進可允許經過侵襲性更小的路線的手術入路。目前已提出一些機械系統來 允許經由天然孔道的手術入路。使用者界面遠離手術工具和/或端執行器。 不幸的是，這些系統通常昂貴且複雜。此外，這些系統不能提供傳統裝置可 提供的觸覺使用者反饋。因此，有理由對傳統的極小侵襲性手術裝置進行進一步的精細改進，並 且存在開發新的手術系統的需求。發明內容本文描述各種用於驅動工具的系統和方法。在一個方面，所述工具可經 由傳遞到遠端工作區域的使用者輸入力來驅動。以下描述的各種系統的工具 和/或其它元件響應使用者輸入力能夠以多個自由度移動。本文描述的系統 還能夠幫助控制所述多個自由度。例如，多個自由度可僅用單手致動。在一個實施例中，提供一種包括引導管的系統。所述引導管可包括在該 引導管中的用於傳輸手術器械的至少一個通道。在一個方面，多個手術器械可通過所述引導管中的一個或多個通道傳輸。所述引導管可為系統提供至少 一個自由度，而在另一實施例中可提供多個自由度。在一個方面，所述引導管可接納柔性內窺鏡或其它可視化器具，以允許 對手術部位可視化。在另一方面，所述引導管可接納用於組織修復、鑑定和/或切除的工具。內窺鏡、引導管和/或工具可為系統提供另外的自由度。例 如，所述工具可通過手動控制提供至少一個自由度，並且在其它方面，提供 兩個或更多個自由度。在另一方面，所述引導管、工具和/或光學裝置可與支撐框架一起工作。 所述框架例如可與所述工具配合併協助控制另外的自由度。此外，所述框架 可為醫生限定符合人體工程學的工作區域，以及提供相對於患者的基準。本文進一步描述一種通向手術部位的方法。在一個實施例中，引導管可 經過天然孔道導引至手術部位。光學裝置和至少一個手術工具可通過所述引 導管中的通道傳輸到手術部位。使用者於是可通過所述光學裝置和所述至少 一個手術工具來觀看和操控組織塊。在一個方面，在部分地致動所述至少一 個手術工具時，使用者可與配合到支撐框架的一個或多個控制器交互。


圖1是本文描述的系統的一個實施例的透^L圖。圖2A是沿圖1的線A-A截取的截面圖。圖2B是沿圖1的線A-A截取的截面圖的另一實施例。圖3A是圖1的系統的一部分的拆卸圖。圖3B是圖1的系統的一部分的剖視圖。圖4A是圖1的系統的一部分的剖視圖。圖4B是圖1的系統的一部分的剖視圖。圖5A是本文描述的系統的一個示例性元件的正視圖。圖5B是圖5A的元件的另一實施例的正視圖。圖6 A是本文描述的端帽的 一 個示例性實施例的截面圖。圖6B是圖6A的端帽的另一截面圖。
圖7A是本文描述的通道分配器的 一個示例性實施例的透視圖。
圖7B是圖7A的通道分配器的縱向截面圖。
圖7C是圖7A的位於引導管內的通道分配器的透視圖。
圖7D是本文描述的引導管的一個示例性實施例的正視圖。
圖7E是圖7D的引導管的側視圖。
圖7F是圖7D的引導管的截面圖。
圖8是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透視圖。 圖9A是本文描述的引導管的一個示例性實施例的透明圖。 圖9B是圖9A的引導管的透視正視圖。
圖10A是本文描述的系統的 一個示例性實施例的遠端的透^L圖。 圖IOB是圖IOA的系統的截面圖。
圖11是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透視圖。
圖12是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的局部透視透視圖。
圖13是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的局部透^L側一見圖。
圖14是本文描述的系統的 一個示例性實施例的遠端的側視圖。 圖15A是本文描述的系統的 一個示例性實施例的遠端的側視圖。 圖15B是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的側視圖。 圖16A是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的截面圖。 圖16B是圖16A的另一截面圖。 圖16C是圖16A的另一截面圖。 圖16D是圖16A的側視圖。
圖17是本文描述的系統的 一個示例性實施例的遠端的透視圖。 圖18是本文描述的系統的另 一示例性實施例的遠端的透視圖。 圖19A至圖19C是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透視
45圖。
圖20是本文描述的系統的 一個示例性實施例的遠端的截面圖。 圖21是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的截面圖。
圖22是本文描述的系統的 一個示例性實施例的遠端的透視圖。
圖23是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透^L圖。
圖24是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透視圖。
圖2 5是本文描述的系統的 一 個示例性實施例的遠端的截面圖。
圖26和圖27是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透視圖。
圖28A和圖28B是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的截面圖。
圖29A是本文描述的系統的 一個示例性實施例的遠端的局部透明圖。
圖29B是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的正^L圖。
圖30是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透視圖。
圖31A是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透視圖。
圖31B是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透明圖。
圖32A和圖32B是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透朝L圖。
圖33A和圖33B是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的局部 透明圖。
圖34是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透視圖。
圖35是本文描述的系統的一個示例性實施例的遠端的透視圖。
圖3 6是本文描述的引導管的 一 個示例性實施例的透視圖。
圖37和圖38是本文描述的引導管的一個示例性實施例的局部拆卸圖。
圖39是本文描述的系統的 一個示例性實施例的透視圖。
圖40A和圖40B是工作通道的近端的一個示例性實施例的截面圖。
圖40C是引導管的遠端的一個示例性實施例的透視圖。
圖41A至圖41C是剛性或部分剛性引導管的各種示例性實施例。圖42A至圖42C是本文描述的用於腹腔鏡過程的系統的各種示例性實 施例的透視圖。
圖43A至圖43I是本文描述的各種引導管和器械的實施例的透視圖。 圖44是使用於本文描迷的系統的框架的一個示例性實施例的透視圖。 圖45是使用於本文描述的系統的框架和引導管的一個示例性實施例的 透視圖。
圖46是使用於本文描述的引導管和框架的快速斷開結構的一個示例性 實施例的俯^L圖。
圖47是使用於本文描述的系統的框架的一個示例性實施例的側視圖。 圖48是使用於本文描述的系統的框架的 一個示例性實施例的透視圖。 圖49是使用於本文描述的系統的框架的 一個示例性實施例的透視圖。 圖50是使用於本文描述的系統的框架的 一個示例性實施例的透視圖。 圖51是使用於本文描述的系統的框架的一個示例性實施例的透視圖。 圖52是安裝在光學裝置上的軌道的一個示例性實施例的透視圖。 圖53是使用於本文描述的系統的框架的 一個示例性實施例的透視圖。 圖54是^f吏用於本文描述的系統的軌道的一個示例性實施例的透4見圖。 圖55是使用於本文描述的系統的工具和軌道的一個示例性實施例的側 視圖。
圖56是使用於本文描述的系統的工具和軌道的一個示例性實施例的側 視圖。
圖57至圖58B例示出使用於本文描述的系統的各種示例性快速斷開結構。
圖59A至圖59C例示出使用於本文描述的系統的各種鎖定和/或阻尼元件。
圖60和圖61是本文描述的工具和軌道的示例性特徵部的透視圖。 圖62A是本文描述的控制構件和軌道的一個示例性實施例的透視圖。 圖62B和圖62C是本文描述的控制構件的示例性特徵部的截面圖。圖63A至圖65是本文描述的各種示例性軌道和工具的透視圖。
圖66A是本文描述的軌道和工具的一個示例性實施例的局部透明圖。
圖66B是沿圖66A的線B-B截^J々截面圖。
圖67是本文描述的控制構件和軌道的一個示例性實施例的透視圖。 圖68A是本文描述的控制構件和軌道的一個示例性實施例的透視圖。 圖68B是本文描述的控制構件和軌道的另 一 示例性實施例的透視圖。 圖69A和圖69B是本文描述的控制構件和軌道的各種示例性實施例的 局部透明圖。
圖70是本文描述的控制構件和軌道的另 一示例性實施例的透視圖。 圖71A至圖73是本文描述的軌道和引導管的各種示例性實施例。 圖74是本文描述的系統的 一個示例性實施例的透視圖。 圖75至圖79是圖74的系統的各種示例性特徵部的視圖。 圖80A是本文描述的一個示例性工具的透視圖。 圖80B至圖84是圖80A的工具的各種局部拆卸圖。 圖85至圖89B是使用於本文描述的控制構件的示例性控制機構的各種 局部透明圖。
圖90至圖96是使用於本文描述的控制構件的示例性手柄的各種透視圖。
圖97是使用於本文描述的工具的絞盤的示例性實施例的透視圖。
圖98A是本文描述的示例性控制機構的透視圖。
圖98B和圖98C是圖98A的控制機構的一個示例性元件的截面圖。
圖99至圖101是本文描述的示例性控制機構的透視圖。
圖102是使用於本文描述的系統的示例性控制構件的透視圖。
圖103是使用於本文描述的系統的腳踏板的透視圖。
圖104是具有示例性鎖定和/或阻尼機構的控制機構的局部透明圖。
圖105是具有示例性鎖定和/或阻尼機構的控制機構的局部透明圖。
圖106是本文描述的工具和軌道的一個示例性實施例的局部透明圖。圖107是本文描述的工具和軌道的一個示例性實施例的側視圖。
圖108是本文描述的器械的 一個示例性實施例的透視圖。 圖10 9是本文描述的工具的 一 個示例性實施例的剖視圖。 圖110是本文描述的工具的另 一 示例性實施例的剖視圖。
圖iiiA至圖inc是本文描述的示例性端執行器的局部透明圖。
圖1 i 2是本文描述的工具的 一 個示例性實施例的遠端的透視圖。 圖113A和圖113B是本文描述的工具的各種示例性元件的透^L圖。 圖114至圖116B是本文描述的工具的示例性實施例的局部透明圖。 圖117是本文描述的工具的一個示例性實施例的遠端的透視圖。 圖118是本文描述的工具的 一個示例性實施例的遠端的透視圖。 圖119A和圖119B是本文描述的工具的示例性實施例的透視圖。 圖12 0 A是本文描述的工具的 一 個示例性實施例的拆卸圖。 圖120B是圖120A的工具的截面圖。
圖121A和圖121B是圖120A的工具的示例性元件的正視圖和截面圖。 圖122A是本文描述的兩件式工具的一個示例性實施例的剖視圖。 圖122B是圖122A的工具的透視圖。
圖123A至圖123D是本文描述的工具的示例性實施例的截面圖。 圖124是本文描述的工具的一個示例性實施例的透視圖。 圖125A至圖125C是本文描述的兩件式工具的示例性實施例的局部截 面圖。
圖126至圖130是本文描述的工具的一次性元件的示例性實施例的側視圖。
圖131A至圖131J是使用本文描述的系統繫結的示例性步驟的透視圖。
具體實施例方式
本文公開了用於通過直接連接到使用者控制部的醫療器械遠距離執行 手術的系統和方法。在一個方面，所述系統適用於經由口部、經由肛門.經
49由陰道、經由尿道、經由鼻部、經由腔、腹腔鏡、胸腔鏡、整形外科、經過 耳朵、和/或經由皮膚的入路。
所述系統的各種示例性部件在下文被更為詳細地描述。然而，大體上， 所述系統可包括直接連接到使用者控制部的至少一個器械。所述系統可允許 使用者通過能夠用單手操控的控制器控制至少兩個自由度。在另一方面，單 手控制器可控制三個、四個或多於四個自由度。在又一方面，提供至少兩個 控制器，其每一個均被構造為單手控制。每個控制器可提供至少兩個自由度、 三個自由度、四個自由度或多於四個自由度。為了允許使用者操控多個自由 度，所述系統可包括提供使用者、器械、控制器和/或患者之間的基準系的 結構。該結構可通過如下所述的各種不同部件來提供。
以下公開內容分為多個部分，包括對如下各部件的描述用於收納一個 或多個器械的一部分的引導管；框架；可幫助器械運動的軌道；用於操控一 個或多個器械的控制器；以及器械自身。應該意識到，本文所描述和要求保 護的系統可包括任意或所有7>開的各種部件以及這些部件的各個實施例。此 外，單一結構可限定和/或實現本公開內容的兩個單獨部分中描述的元件功 能。例如，框架或引導管可限定軌道。本公開內容的一部分致力於示例性系 統(例如，圖1),但應理解的是，本發明不僅僅限於這些示例性系統。
此外，雖然在以下系統和方法的論述中可出於方便起見而常常提及"手 術工具"、"手術"或"手術部位"，然而，所描述的系統及其使用方法並 不限於組織切除和/或修復。特別是，除了手術以外，或作為手術的可替代 方案，所描述的系統可用於4企查和診斷。而且，本文描述的系統可實現非醫 療應用，例如用於機器的檢查和/或修理。
圖1提供用於通過天然孔道執行腔內和/或經由腔的手術的系統20的一 個實施例的透視圖。該系統包括框架22，用於支撐工具40a、 40b的控制 構件24a、 24b;和引導管26，用於收納工具40a、 40b的細長主體和/或光學 裝置28。當引導管26插入患者體內時，控制構件24a、 24b允許醫生操控手 術工具40a、 40b，該手術工具40a、 40b延伸到與引導管26的遠端34相鄰的手術部位。如以下更為詳細所述，才艮據患者的部位、空間、人體工程學、 醫生偏好、和/或手術臺框架的可用性，框架22可以具有各種構造。 引導管
引導管26可具有細長主體32，該細長主體32從框架延伸，並被構造 為通過天然孔道和/或切口插入至患者體內的手術部位。雖然引導管在圖1 中顯示為與框架22配合，然而引導管26可在部分或全部手術過程中在沒有 框架22的情況下使用。在一個方面，引導管26包括由近側引導管控制部 30控制的遠側活動連接(articulating)端34。引導管近端36可包括至少一 個孔，用於接納諸如工具40a、 40b和/或光學裝置28 (—起在本文中一4殳稱 為"手術器械，，)等手術器械。在引導管26的近端36與遠端34之間，細 長主體32可包括中間部分33。在一個實施例中，中間部分33為大致柔性 和非活動連接的。在另一實施例中，引導管的至少一部分是剛性的。例如， 引導管26的一部分或全部可為剛性的。
在一個實施例中，如下所述，引導管26可為系統20提供一個、兩個或 多於兩個自由度。例如，引導管26可與控制部30活動連接，以使引導管 26的至少一部分(例如，遠端34)上下和/或側向移動。還可以想到的是， 另外的自由度例如通過引導管相對於框架的旋轉、平移運動提供，和/或通 過另外的活動連接部分或彎曲部分提供。
引導管26的細長主體32的外表面可包括潤滑材料層，以利於將引導管 26通過身體腔或手術插入部插入。細長主體32的內部可包括適於將至少一 個細長手術器械引導至手術部位的至少一個通道。在另一方面，主體可具有 兩個通道、三個通道、或多於三個通道。在一個方面，引導管包括多個通道， 該多個通道包括用於接納諸如內窺鏡等光學裝置的主通道和用於接納活動 連接的手術工具的工作通道。通道的數量及其具體構造可根據系統的預期用 途和在過程中所需的手術器械的總數和類型而不同。例如，引導管可包括適 於接納多個器械的單一通道或用於多個器械的多個通道。
圖2A和圖2B例示出細長主體32的中間部分的示例性截面圖(沿圖1中的線A-A截取)，該細長主體32包括主通道42和工作通道44a、 44b。 雖然例示出三個通道，然而更少通道(例如， 一個或兩個)或更多通道(例 如，四個或更多個)也是可以想到的。此外，雖然主通道42在截面寬度上 被描述為最大的通道，然而工作通道44a、 44b可具有比主通道42更大或更 小的尺寸。而且，術語"通道，，的使用無需使穿過引導管的光學裝置和/或 手術器械作為獨立或孤立的裝置。例如，在一個實施例中，所述系統包括與 引導管集成的光學裝置和/或手術器械。在又一實施例中，在此描述的光學 裝置和/或手術器械可自身限定引導管。例如，光學裝置可限定引導管並包 括用於器械的通道。
無"^侖如^T，在圖2A所示的示例性實施例中，主通道42可由至少一個 細長腔限定，該腔至少部分地在引導管26的近端36與遠端34之間延伸。 類似地，工作通道44a、 44b可由分立的腔限定，並且主通道和工作通道4皮 收納在一外腔中。可替代地，如圖2B所示，通道42、 44a、 44b中的至少一 個可由沿至少一部分引導管26延伸的分配器限定。例如，所有三個通道42、 44a、 44b可共用一共用鞘或外護套54。本領域技術人員可意識到，分配器 可由引導管的一部分限定，和/或由與引導管和/或器械配合的分立元件限定 (分配器的示例將參照圖7A至圖7C進行更詳細地描述)。
現在參照圖2A，在一個方面，主通道42包括內管狀主體46和外管狀 主體48。內、外管狀主體均可包括柔性材料。在一個方面，內管狀主體46 具有潤滑內表面。例如，內管狀主體46可由諸如含氟聚合物(例如，聚四 氟乙烯)等低摩擦材料形成。可替代地，內管狀主體可由低摩擦材料的塗層 限定。
為了改進內管狀主體的柔性特性，內管狀主體可具有減小管狀主體扭曲 或變窄的風險的構造，和/或具有增大引導管的彎曲角度的構造。在一個方 面，內管狀主體被螺旋切制(spiral cut)，以提供內管狀主體46的展開部 分。例如，螺旋切制管可形成繞圈，所述展開部分處於繞圈之間，使得繞圈 在引導管彎曲時可靠近和背離彼此移動。本領域技術人員可意識到，內管狀
52主體的材料和結構可被選擇為滿足所希望的引導管柔性的要求。此外，內管 狀主體可沿引導管長度包括不同材料和/或構造，以沿引導管長度提供變化
的柔性。
在內管狀主體具有螺旋切制或"展開"構造的情況下，主通道可進一步 由外管狀主體48限定。主通道的外管狀主體可提供針對螺旋切制的內管狀 主體的結構，並限制螺旋切制管狀主體的繞圈之間的活動量。外管狀主體可
由包括聚合物和/或金屬的各種柔性材料形成。此外，外管狀主體48可包括 用於進一步強化主通道的加強材料，例如網狀物和/或編織物。在一個方面， 主通道的外管狀主體的壁不具有任何通至相鄰環境的穿孔或開口。例如，外 管狀主體不可滲透並提供流體屏障。
工作通道44a、 44b相互之間或與主通道之間可具有類似或不同的構造， 包括例如， 一個、兩個、或多於兩個共軸的管狀主體。此外，工作通道44a、 44b可沿引導管的全部或一部分長度延伸。在一個方面，工作通道包括塗覆 或限定工作通道管狀主體的潤滑材料。如圖2A所示，工作通道44a、 44b 在一個實施例中包括由含氟聚合物形成的單一管狀主體50a、 50b。此外，工 作通道管狀主體50a、 50b可包括加強材料51 (圖3A),例如，網狀物、螺 旋物和/或編織物。無論通道44a、 44b的構造如何，工作通道主體50a、 50b 的內壁可為潤滑的。例如，可使用潤滑的塗層、膜、膏或流體和/或輔助材 料(襯裡)來幫助工具或光學裝置插入通過所述通道。另外，或可替代地， 引導管的內表面和/或外表面可具有隆起的表面特徵部，例如肋，以減小摩 擦。
在另一實施例中， 一個或多個通道(例如，主通道和/或工作通道)可 由包括鬆弛或可延展材料的壁形成(未示出)，所述材料例如為具有摺疊部 和/或鬆弛袋型襯裡的手風琴型材料。通道的壁中的摺疊部允許部分通道縱 向擴張和收縮。鬆弛材料可具有局部摺疊部構造，使得當通道彎曲時，所述 摺疊部展開以允許一部分通道的壁擴張。在另一方面， 一個或多個通道的壁 被構造為允許延展或擴張。或多個通道(例如，主通道和/或
工作通道)。例如，工作通道44a、 44b可由共同擠壓的腔限定。可替代地， 或另外，限定通道(例如，內、外管狀主體46、 48)的多個層可被共同擠壓。
參照圖3A,在一個方面，工作通道和主通道不是彼此固定地配合。而 是可由網狀物、螺旋物、護套、和/或絲線編織物52將各通道收緊在一起， 並保持各通道束扎在一起。根據所希望的引導管中間部分的剛性，編織物 52的網密度、剛性和材料可以改變。在可替代方面，絲線、帶、或其它位 置保持器可位於兩個或更多個通道周圍，以限制通道背離彼此橫向運動。在 又一方面，引導管不包括任何通道之間的連接部。
引導管可進一步包括環繞通道的外護套54。該外護套可以與絲線編織 物52 —同工作或替代絲線編織物52工作，並幫助將主通道和工作通道束扎 在一起。在一個方面，外護套由連續的不可滲透流體的材料形成，其用作防 止生物材料侵入引導管的屏障。在使用中，如前所述，引導管可通過身體孔 道插入，且外護套可提供針對沿主體路徑出現的細菌的屏障。在一個方面， 外護套由彈性材料和/或聚合材料形成，例如，PTFE、 EPTFE、矽、聚氨酯、 和/或乙烯樹脂。
除了保護內部通道，外護套還可具有潤滑的外表面以利於引導管的插 入。潤滑表面可使組織創傷最小化並有助於使裝置易於穿過身體腔。
在一個方面，引導管沿其長度可包括可變硬度。例如，引導管26的各 個層的材料性質可被改變以控制引導管的硬度。另外，或可替代地，硬化物 可位於希望增大硬度的區域中。本領域技術人員可意識到，可根據系統20 的預期用途選擇硬度程度。此外，引導管26的硬度可由使用者控制。例如， 引導管可具有鎖定構造。 一旦引導管位於患者體內，則使用者可將引導管鎖 定在適當位置。
此外，雖然引導管通道例示為封閉的，並被保護免受引導管周圍環境的 影響，然而在一個可替代方面，至少一個引導管通道可具有敞開構造。例如，主通道可由敞開或裂開的壁腔限定，使得器械可通過引導管的側壁插入引導 通道。作為通過引導管近側開口插入器械的替代方案，光學裝置可通過引導 管的側壁插入工作通道。在一個這種方面，搭扣配合或千涉配合可使器械保 持在主通道中。
在細長主體32的中間部分33的遠側，引導管可包括活動連"l妄 (articulation)部分56 (圖1 )。在一個方面，活動連接部分為系統20提供 至少一個自由度，並在另一方面為系統20提供多於一個自由度(例如，兩 個、三個、或多於三個自由度)。具體而言，引導管的遠端可通過近側控制 部30而側向和/或上下移動。在另一方面，引導管可另外地或可^^代地縱向 移動和/或旋轉。無論自由度的數量如何，可通過各種方式控制活動連接部， 這將在下文中更詳細論述。
在一個方面，主通道適於活動連接，且工作通道配合主通道並隨著主通 道移動。換言之，工作通道不被直接活動連接。然而，在另一方面，所有通 道可根據系統20的預期用途而被一同或獨立地直接活動連接。另一實施例 包括單一腔，該單一腔活動連接並被構造為接納多個器械或多個通道主體。 例如，引導管可包括用於接納多個器械的一個工作通道。
圖3A至圖4B例示出中間部分33與活動連接部分56之間的過渡部的 一個實施例。圖3A和圖3B例示出示例性引導管的活動連接部分的拆卸圖 和局部拆卸圖(移除外鞘)，圖4A例示出移除各個層後的活動連接部分的 局部透明圖。圖4B例示出移除外鞘54後的活動連接部分的最遠端。如圖 3A至圖4A所示，工作通道主體50a、 50b延伸通過引導管26的活動連接部 分56，而內、外管狀主體46、 48終止於活動連接部分56。引導管26的活 動連接部分56中的主通道42可由具有內腔的活動連接主體構件58限定。 此外，活動連接部分中的工作通道主體可具有與引導管中間部分中的工作通 道主體不同的構造。例如，在引導管26的中間部分33中，工作通道主體 50a、 50b可包括加強編織物或繞圈51。可替代地，如圖3A、圖3B和圖4A 所示，工作通道主體50a、 50b在活動連接部分56中不包括加強編織物或繞多種控制機構可用於操控活動連接部分，這些控制機構例如包括推拉 繩、片簧、纜線、蓋鞘、條帶、電活化材料、和/或流體致動部。
在一個實施例中，繩60從引導管的近側部分延伸到活動連接主體構件 58以控制該活動連接主體構件。繩60可包括由柔性材料形成的一個或多個 絲線，例如包括各種線或纜線。在一個方面，繩60包括位於外罩內的內部 絲線。例如，繩60可由鮑登纜線(bowden cable )限定，該鮑登纜線減小沿 引導管長度的動力損耗。
如圖3A和圖4A所示，四個繩60可延伸到活動連4妄部分56並為引導 管26提供兩個自由度。繩在張緊時可通過移動一系列活動連接段62而使活 動連接主體58彎曲。活動連接段62 —起限定引導管26的活動連接部分56 中的活動連4妻主體58和主通道42。在一個方面，彈簧64連接各活動連接 段62並允許各活動連接段相對於彼此移動。繩60延伸經過活動連接部分並 與遠側活動連接段62，配合。當繩被張緊時，活動連接段62沿引導管的至 少一部分活動連4妻部分56相對於糹皮此移動，,人而允i午活動連4妄部分56彎曲。
繩60能夠以各種方式與活動連接主體構件58配合。在一個方面，繩的 端部被焊接到活動連接主體構件58的內表面。可替代地，如圖3A和圖4A 所示，繩的遠端可包括端子59,該端子59與連接到或形成在活動連接主體 構件的內表面上的環機械接合。端子59的外直徑可大於所述環的內直徑， 從而使所述端子不能通過所述環向近側拉出。
圖5A例示出環61,該環61被焊接到引導管26的鄰近於引導管遠端(即， 鄰近於活動連接主體構件58的遠端)的內部，用於與繩60的遠端配合。在 另一方面，如圖5B所示，引導管26可包括配合板63,配合板63具有孔65 以接納繩60並防止端子59通過。配合板63可限定孔65的位置和間隔，這
難過程。此外，配合板63可包括用於使通道42和/或44a、 44b通過的一個 或多小孔。在一個方面，配合板63通過焊接、粘接、機械互鎖和/或摩擦接合與活動連4妄主體構件58的遠端配合。
配合板也可用於對準和間隔從活動連接部分的壁和/或從另 一 器械延伸
穿過活動連接部分56的手術器械(例如，光學裝置)。在一個方面，配合 板內的工作通道孔42可使手術器械與活動連接部分的中心對準。另外，或 可替代地，工作通道孔的位置可以使穿過該孔的光學裝置與活動連接部分的 內表面間隔。配合板可阻止手術器械與活動連接部分(例如，彈簧)的內表 面之間的4妻觸。
為了防止活動連接段62粘結、鉗住、和/或刺穿外護套54，活動連接主 體構件網狀物或編織物68 (圖3B和圖4A)可延伸遍及活動連4妄主體構件 58。活動連接主體構件網狀物或編織物68可與細長主體32的中間部分33 中出現的網狀物或編織物52相同或不同。如圖3B和圖4A所示，活動連接 主體構件網狀物或編織物68延伸遍及活動連接主體構件58,但不遍及相鄰 的工作通道主體50a、 50b。可替代地，網狀物或編織物58可封閉多於一個 通道。
活動連接部分彎曲的程度可通過調節活動連接段的形狀和/或活動連接 段之間的距離來改變。在一個方面，活動連接部分可最大彎曲為約至少180 度，以允許回彎。例如，在經由口部通至膽嚢或肝的途徑中，醫生可能希望 沿頭顱方向轉動以朝向隔膜觀看。其它過程可能要求較小的彎曲，例如，與 引導管縱向軸線成至少約45度的彎曲。以下描述引導管26的示例性構造， 該引導管26具有沿增大的彎曲(包括回彎)導引手術器械的特徵部。另夕卜， 或可替代地，引導管可包括多個彎曲部分，和/或可適於鎖定在適當位置或 增大硬度。
當活動連接部分56彎曲時，活動連接主體構件58和工作通道主體50 彎曲不同弧度。這導致工作通道主體50a、 50b可相對於活動連接主體構件 58縱向移動或側偏。為了保持活動連接主體構件58和工作通道主體50被 束扎住，活動連接主體構件和工作通道主體50可利用位置保持器保持在一 起，所述位置保持器允許各通道的縱向相對運動，但限制各通道的橫向相對運動。在一個方面，如圖3A至圖4B所示，位置保持器可包括圍繞活動連 接主體構件58和工作通道主體50延伸的剛性束帶70。束帶70可阻止活動 連接主體構件和工作通道主體的橫向相對運動，但允許活動連4妄主體構件和 工作通道主體相對於彼此縱向移動。在一個方面，活動連4妄部分56沿其長 度包括多個位置保持器，例如多個束帶。本領域技術人員可意識到，位置保 持器可由保持各通道截面關係的各種元件限定。
在引導管的遠端，系統20可包括端帽80 (圖3B和圖4B)，端帽80 提供開口 ，手術工具可通過該開口從引導管通道進入患者體內的工作空間 中。如前所述，當活動連接部分彎曲時，活動連接主體構件(限定主通道) 和工作通道主體(限定工作通道)相對於〗皮此移動。在一個方面，活動連4妄 主體構件58與端帽固定地配合，而工作通道主體50被允許在端帽80內縱 向移動。例如，端帽可為工作通道主體50的遠端提供空間，以使工作通道 主體50的遠端相對於活動連接主體構件58和端帽80移動。圖6A和圖6B 例示出端帽80的截面圖，其中活動連接部分與接納工作通道主體50a的端 帽和工作通路82a配合(工作通道主體50b和工作通路82b在圖6A。和圖6B 中被隱藏，第二工作通路82b例示在圖4B中)。如圖6A所示，當活動連 接部分沿主通道42的方向彎曲時，工作主體50a從端帽80撤回。相反，如 圖6B所示，當活動連4姿部分朝向工作通道彎曲時，工作通道主體50b相對 於主通道移動至端帽中。
在另一實施例中，引導管的活動連接部分中的至少一個通道(例如，工 作通道主體)可由鬆弛或可延展材料形成。例如，主體50a、 50b的壁可由 鬆弛或可延展材料形成(未示出)，所述材料例如為具有摺疊部或波形部的 手風琴型材料。鬆弛材料可允許縱向擴張和/或收縮，以減小或消除活動連 接部分中的通道縱向相對運動的影響。
端帽可與一個或多個活動連接段62和/或配合板63配合。例如，端帽 80和活動連接主體構件58可通過焊接、粘結、機械互鎖、和/或摩擦接合進 行配合。相反，工作通道主體50a、 50b可在端帽80內的工作通路82a、 82b
58內自由移動。為了防止工作通道主體50a、 50b向回移出通^各82a、 82b的近 側開口，通路82a、 82b可具有足夠的長度，使得即使當活動連接部分處於 其最大彎曲極限時，工作通道主體也保持在端帽通路內。此外，雖然兩個通 路82a、 82b一皮公開為用於兩個工作通道主體50a、 50b,然而在另一方面， 單一通路可接納兩個或更多個工作通道主體。
在另一方面，端帽80和/或工作通道管狀主體50a、 50b可^皮構造為防 止工作通道主體50a、 50b的遠端離開工作通路82a、 82b的近側和/或遠側開 口。例如，工作通道主體50a、 50b遠端的外直徑可大於端帽80中的工作通 路82a、 82b的近側和/或遠側開口的內直徑。在另一方面，工作通道主體可 包括止擋(未示出)，以防止工作通道主體從端帽80的近端完全拍i回。例 如，工作通道管狀主體可包括由彈性材料形成的止擋，該止擋可被壓縮以將 工作通道主體的遠端插入端帽中。止擋一旦被插入，則其可擴張而使得止擋 具有大於端帽80中的工作通路82a、 82b的近側開口的直徑。本領域技術人 員可意識到，止擋可具有各種構造以阻止工作通道管狀主體50a、 50b從端 帽的工作通3各的近端和/或遠端的不希望的招t回。
系統20可進一步包括在端帽與外護套54的端部之間的密封件。為幫助 安放密封件，如圖3A、圖3B和圖4B所示，端帽可包括凹進，密封件86 可安放在端帽外表面上而處於所述凹進中。在一個方面，活動連接部分的端 部也可包括表面特徵部以幫助安置密封件。密封件86可具有各種構造，且 在一個方面中由可熱收縮材料形成，該可熱收縮材料安》文在端帽80的凹進 內，並在收縮時圍繞端帽80的外表面收緊。
端帽可具有各種形狀和尺寸，特別是，端帽的遠側表面可被鈍化以利於 引導管通過身體腔插入，並使組織創傷最小化。例如，在一個方面，端帽可 具有錐度以幫助引導管移動穿過身體腔。端帽可至少部分地由射線不可透材 料形成，該射線不可透材料允許醫生對身體腔內的引導管的端部可視化。例 如，端帽可包括例如金屬或不透射線的聚合物。在另一方面，端帽的至少一 部分可由諸如塑料或彈性體材料等非射線不可透材料形成。在又一實施例中，端帽至少部分地由透明或部分透明的材料形成，以允許使用者觀察端帽 通^^內的工具。
在另一方面，引導管端帽可包括柔性或彈性材料，用於使引導管的各通 道相對於彼此保持在適當位置。當引導管彎曲時，彈性材料可允許各通道延 長/壓縮，並可保持各個腔相對於彼此的方位。在一個方面，活動連接部分
56可由彈性材料限定，例如，具有限定工作通道和主通道44a、 44b、 42的 腔的擠出部。彈性活動連接部分可通過如前所述的牽拉線進行活動連接。
在引導管26的另一實施例中，引導管的主通道和工作通道由可移除的 通道分配器限定。在通道分配器被移除時，大的器械通道被打開以插入較寬 或較大的工具。例如，標準內窺鏡可在移除通道分配器後插入。通道分配器 於是可位於大的器械通道內，以限定引導管內的多個較小通道。在一個方面， 通道分配器限定主通道和/或工作通道。
圖7A例示出限定主通道42和工作通道44a、 44b的通道分配器700。 通道分配器700可具有與引導管內的腔大致對應的外形和尺寸。將通道分配 器插入引導管腔中可使通道分配器與引導管配合。例如，在通道分配器700 外表面與引導管內表面之間的摩擦可使通道分配器與引導管配合。在另 一方 面，引導管和/或通道分配器可包括配合特徵部，用於將通道分配器鎖定在 引導管內，並防止通道分配器與引導管之間的相對運動。
在一個方面，通道分配器700內的通路被通道分配器主體封閉。可替代 地，如圖7A所示，通路可具有敞開或裂開的側部，以允許將工具和/或光學 器件通過通道分配器700的側壁插入。
圖7B和圖7C例示出引導管26內的通道分配器700。在一個實施例中， 工具和/或光學器件可在將通道分配器插入引導管之前加載到通道分配器 中。然後，工具位於其中的通道分配器可插入引導管中。在一個方面，通道 分配器700的長度延伸引導管長度的大部分。在另一方面，可提供多個通道 分配器。
通道分配器700可由各種柔性、可壓縮、和/或彈性材料形成。當需要柔性引導管或引導管段時，通道分配器可由軟的柔性材料形成。相反，當需 要增大的引導管硬度時，可提供較硬、較小柔性的通道分配器。在一個方面， 通道分配器的材料性質沿通道分配器的長度變化，以提供變化的引導管柔性。
在引導管26的另一實施例中，通道(工作通道和/或主通道)和/或工具
可與中心控制軸配合。例如，如圖7D和圖7E所示，中心控制軸750與限 定工4乍通道44a、 44b、 44c和44d的工作通道主體50a、 50b、 50c和50d @己 合。通道主體可環繞軸750和/或連接到軸750的外表面。在一個方面，通 道主體暴露於周圍環境，且不被外管狀主體封閉。特別是，外管狀主體不必 圍繞和/或約束各通道的相對運動(例如，徑向相對運動)。可替代地，一 個或多個中心軸750可與通道主體配合，並使通道主體相對於彼此保持在適 當位置。
軸750也可包括用於操縱通道的活動連接部分。例如，控制線可以穿過 軸750或沿軸750延伸至遠側活動連接部分。張緊控制線可驅動軸750的一 個或多個自由度，例如包括上下和/或左右運動。
在一個方面， 一個或多個通道主體50a、 50b、 50c和50d與軸750固定 地配合。在另一方面，通道主體可與軸750可分離地配合。使用者可選4奪所 希望類型的通道和/或通道數量，並且將通道主體連接到軸750。在又一方面， 通道主體可與軸750可移動地配合。例如，軸可用作引導線。在使用中，醫 生可將軸導引至所希望的位置，然後使通道主體與軸750配合。沿軸移動通 道主體可將通道主體傳輸到目標區域。可替代地，軸和通道主體可一起傳輸， 然後通道主體可相對於中心軸移動，從而將各通道定位為希望的構造。
圖7F例示出引導管26的截面，其示出通道主體50a與軸750可移動地 配合。在一個方面，通道主體50a包括與軸750的表面特徵部配合的表面特 徵部。在所示實施例中，通道主體50a包括配合特徵部752，該配合特徵部 752具有與軸750的配合特徵部754對應的曲形或C形外表面。在使用中， 通道主體50a可通過使配合特徵部752在配合特徵部754內滑動而沿軸750滑動。本領域技術人員可意識到，各種可移動的配合特徵部可以替代配合特
徵部752、 754。
雖然圖7D至圖7F的引導管26被描述為與限定工作通道或主通道的主 體配合，然而在另一方面，工具或器械可替代一個或多個通道。例如，工具 40和/或光學裝置可替代通道主體，並與軸750直接配合。
在又一方面，軸750可包括一個或多個腔，該腔限定用於傳輸器械的另 外的通道。第一器械或通道主體可與軸750配合，而另一個通道延伸穿過軸 750。可替代地，或另外，軸750可具有用於傳輸或排放液體或氣體的腔、 和/或用於收納控制機構(例如，牽拉線)的腔。
在另一實施例中，通道主體50a、 50b、 50c和/或50d可在引導管26的 遠端獨立於軸750活動連接。例如，通道主體可與軸750分離，並通過例如 控制線和/或預成形材料而獨立地移動。另外，或可替代地，引導管可包括 用於使通道、通道內的器械、和/或器械自身離開彼此傾斜(例如，分開) 的各種結構。
在此進一步描述用於為本文描述的系統20的各種實施例提供工具分開 和/或匯聚的方法和裝置。在一個方面，工作通道和/或主通道具有相對於引 導管縱向軸線的傾斜構造，使得手術工具在離開端帽遠端時分開或匯聚。分 開通路可使各手術器械的遠端在身體腔內相互間隔。各手術工具之間增大的 間隔增大手術工具能夠在該間隔中工作(或相互協作)的區域容積，該區域 容積在此被稱為工作容積(working volume )。
圖8例示出引導管26的一個實施例，其中主通道42具有分開構造。主 通道改變朝向引導管遠端的方向，並導引器械離開引導管的中心縱向軸線。 在一個方面，斜坡開口 92a可導引光學裝置離開引導管26。光學裝置然後可 朝向工作區域向回彎曲以提供"俯視"視圖。在一個方面，光學裝置可被活
動連接(通過使用者的力驅動)以朝向工作區域向回彎曲。在另一方面，光 學裝置可具有預彎曲部，該預彎曲部使光學裝置在離開主通道42之後朝向 工作區域彎曲。
62另外，或可替代地，工作通道44a、 44b可相對於彼此或引導管的縱向 軸線分開。在一個方面，工作通道改變引導管遠端處的方向，並導引手術器 械在該手術器械穿過開口 92b、 92c時離開彼此。開口 92a、 92b、 92c的角
度可幫助工具和光學裝置構成三角形。
在另一實施例中，使引導管內的通道分開可通過使至少兩個通道圍繞彼 此扭轉而實現。圖9A和圖9B是引導管26的局部透明圖，其中工作通道44a、 44b圍繞彼此纏繞而提供螺旋構造。在一個方面，工作通道44a、 44b均在引 導管遠端的鄰近處具有螺旋或盤旋形狀。在另一方面，引導管內僅有一個通 道或多於兩個通道具有螺旋或盤旋形狀。無論如何，穿過纏繞的通道44a、 44b的工具在其離開引導管時離開彼此傾斜。在一個方面，工作通道44a、 44b具有至少約90度的轉角，而在另一方面，其具有至少約180度的轉角。
在另一方面，引導管通道可在引導管最遠端的鄰近處離開。例如，工具 穿過於其中的開口 92b、 92c可相對於引導管的遠側表面鄰近地定位。圖10A 和圖10B例示出與引導管的遠端鄰近地定位的開口 92b、 92c。工作通道主 體44a、 44b延伸到引導管26的側壁中的開口 92b、 92c。
手術器械遠端的匯聚/分開度可根據預期用途而變化。在一個方面，至 少一個通路具有相對於端帽中心線成至少約7度的角度。在另一方面，至少 一個通路以至少約15度的角度導引手術工具。
圖8至圖IOB例示出被動分開的示例。在另一實施例中，引導管26提 供主動或可控分開。引導管26的各通路之間的分開度可由分開機構控制。 例如，如圖11所示，滑動斜坡或頸圖89可相對於主通道和/或工作通道平 移以調節引導管各通路之間的角度。引導管的工作通路和主通路可由分離 (不連接)的腔限定，每個所述腔均連接到頸圈89。當頸圈89縱向移動時， 其可增大或減小通路的匯聚。
然而在另一方面，分開機構可使工具直接分開。例如，分開才幾構可直接接觸 和/或施加力於工具Ji。在一個方面，參照圖11，工具可替代通道50a和/或50b而與頸圈89配合。
圖12例示出位於工具40a、 40b之間的可控楔體120。牽拉控制線122 可使楔體向近側移動，並增大工具40a、 40b分開的角度。圖13例示出工具 40a、 40b之間的可調節分開的另一實施例。工具可與控制線122a、 122b配 合，使得張緊牽拉線致使工具向外彎出，並增大其匯聚。在一個方面，工具 40a、 40b還包括用於沿一個方向彎曲的偏壓部。例如，工具40a、 40b的材 料可被選擇為，當工具被控制線122a、 122b牽拉時使工具偏壓以沿一個方 向彎曲。在可替代方面，可充氣氣^1^(圖14)可用於增大工具40a、 40b的 匯聚或分開。例如，氣球124可位於工具40a、 40b之間並與工具接觸。氣 球124在被充氣時可將壓力直接施加於工具40a、 40b上而導致分開。在又 一實施例中，工具40a、40b可包括預彎曲或形狀記憶材料(圖15A和圖15B), 所述材料在不受引導管約束時，和/或在工作通道暴露於觸發物(例如，身 體熱量)之後移動為彎曲位置。
在本文所述的另一實施例中，引導管26包括允許增大的曲率和回彎的 通道延伸部。如圖16A至圖16D所示，引導管26可包括伸縮式曲形主體91, 該曲形主體91在從引導管26的遠端延伸時，呈現為至少45。的曲率，在另 一方面呈現為至少90。的曲形，且在又一方面呈現為至少150。的曲形。該 曲形主體(或多個曲形主體)提供分開和/或匯聚的工作通道，並可因而為 系統提供一個或多於一個的另外的自由度。
在另一實施例中，提供S曲形。例如，主體91可包括沿相反方向彎曲 的第一和第二預形成曲形。在另一方面，主體91提供第一曲形，可控器械 延伸穿過主體91,並彎曲以提供第二曲形部分。
曲形主體可具有受系統20的一部分約束的預形成曲率。在一個方面， 引導管工作通道44約束曲形主體91。使用者可將主體91推出引導管的端 部，並允許主體91相對於引導管彎曲。在另一方面，硬化構件可約束曲形 主體。撤回硬化構件可允許引導管和/或手術器械彎曲為預曲形構造。
在一個方面，主體91除了相對於引導管26平移之外還可旋轉。在使用中，主體91可相對於工作通道44旋轉，以沿希望的方向導引手術器械。在
一個方面，在將引導管26插入患者體內之前，主體91旋轉至希望的方位。 在另一方面，使用者可從近側位置控制主體91的旋轉。
在又一實施例中，如圖17和圖18所示，預曲形主體91可位於引導管 26之外。從引導管26延伸的帶93可約束預曲形主體，直到使用者使主體 91相對於引導管移動。當主體的遠端不受引導管約束時，預曲形主體可彎 曲為希望的構造。當使用者完成手術過程時，使用者可將主體91移回其原 始構造以使預曲形主體伸直，並允許引導管撤回。主體91可收納各種器械。
可替代地，帶93可相對於主體91和/或引導管26移動。沿近側方向移 動帶93可允許主體91彎曲為預形成曲形。然後帶可向遠側移動以4吏主體 91伸直。在一個方面，使用者可通過延伸在近側控制器與引導管26的遠側 部分之間的推進/牽拉線(未示出)來控制帶93的運動。
在另一方面，從引導管26延伸的光學裝置可包括與前述主體91的預彎 曲部類似的預彎曲部。如圖19A至圖19C所示，光學裝置28可包括沿縱向 相互間隔的第一和第二預彎曲部。當光學裝置從引導管延伸時，第一和第二 預彎曲部可使光學裝置移動成S曲形，該S曲形提供工作空間的"俯視"視 圖。
在另 一 實施例中，可操縱或可定位球/承窩結構可位於引導管26的遠端， 用於導引工具和/或光學器件離開工作通道和/或主通道。所述球可包括限定
工作通道和/或主通道的一部分的通路。在^^窩內樞轉所述球可改變^^內通 道相對於引導管的方向，並可導引延伸穿過該通道的器械。可替代地，光學 器件可位於承窩結構內以允許光學器件樞轉。
圖20例示出使用單一通道的多個開口 92a、 92a'、 92a"。使用者可選拷: 所希望的開口以到達所希望的相對於引導管的位置(而不是必須移動引導 管)。在一個這種實施例中，不同開口具有不同角度，使得開口可被選擇為 改變器械相對於引導管的角度。多個開口可圍繞引導管的外表面縱向和/或 徑向延伸。從單一通道(例如，工作通道44a)的多個開口 (例如,92a、 92a'、 92a") 中的選擇可通過使器械活動連接來控制。例如，使用者可導引器械穿過所希 望的開口。可替代地，或另外，引導管可包括由定位在近側的控制器控制的 活動連接斜坡。與所希望的開口關聯的斜坡可被接合，以導引器械通過所希 望的開口。
在另一方面，引導管可包括比開口 92更多的通道。例如，兩個或更多 個通道可在引導管的遠側部分中並為單一通道。圖21例示出第一和第二腔 44b、 44c,每個腔均包含工具或光學裝置，該第一和第二腔在引導管的遠端 並為單一腔44d。如所示，工具40b從裝置延伸，而工具40c保持在腔44c 中。如果醫生希望轉換工具，則工具40b可撤回至腔44b中，工具40c可前 進至44d中並至手術部位。這種構造允許醫生在工具之間快速轉換，而不需 要在轉換到第二工具之前完全撤回一個工具。
除了通過匯聚/分開通道以外，或作為匯聚/分開通道的可替代方案，所 希望的手術器械的構造可通過使器械活動連接而實現。例如，使用者可在器 械離開引導管的遠端之後控制器械。器械可被彎曲、旋轉、和/或縱向移動， 以到達所希望的的工作區域。器械的活動連接在下文中更詳細地論述。
在此進一步描述用於防止物質(例如，生物物質)進入引導管的方法和 裝置。在一個實施例中，引導管中的至少一個通路可包括在引導管插入患者 體內的過程中能夠防止或阻止生物物質進入所述至少一個通路的閉塞物、端 蓋、和/或外套筒。圖22和圖23例示出被構造為在引入過程中密封端帽的 端部的可破裂膜卯，用於防止氣體、組織和/或流體進入引導管。在圖22中， 可破裂膜90形成為外套筒的一部分，而在圖23中，相應的膜90a、 90b、 90c 覆蓋端帽的遠側開口 92a、 92b、 92c。
圖24和圖25例示出可位於引導管的通道和/或端帽的通路內的閉塞物 94。在一個方面，塞、閉塞物、套筒、和/或膜可由生物可吸收或可溶解材
管通道。可替代地，當生物流體^例如，血液或胃酸)溶解所述塞、閉塞物、套筒、和/或膜時，生物可吸收材料可快速溶解，引導管通道可打開。在又 一實施例中，可使用非生物可吸收材料，且醫生可通過引導管的近側開口撤 回閉塞物。在再一實施例中，使用者可刺穿套筒和/或膜以將器械傳輸穿過 端帽80。閉塞物、套筒和/或膜的使用可在引導管26的插入過程中保持引導
管26的無菌性和/或阻止流體進入。
圖26至圖27例示出閉塞物的又一示例性實施例。套筒或蓋97可遮蔽 引導管遠端處的至少一個開口。當引導管位於所希望的位置時，蓋97可被 移動為露出開口 92b、 92c。在一個方面，所述蓋可由延伸到近側控制器的控 制線控制。可替代地，如圖26和圖27所示，蓋97可與器械之一 (例如， 光學裝置28)配合。為了露出開口 92b、 92c,光學裝置可移動離開引導管 的遠端，從而使蓋97抬起而離開開口 92b、 92c (圖27 )和/或光學裝置可 前進離開引導管。在一個方面，套筒不會覆蓋光學裝置的最遠端，使得光學 器件可在引導管的定位過程中被使用。在另一方面，套筒、裙部、或遮蓋物 是透明的或部分透明的。
代替或除了將引導管26的遠側開口封閉，工作通道和/或主通道內的壓 力可被增大以阻止生物物質進入。在一個方面，工作通道與受壓氣體或流體 源流體連接。例如，壓縮4幾、泵或受壓容器可與通至工作通道的近側開口配 合。
在另一實施例中，引導管可貯存手術過程中使用的一個或多個工具。圖 28A至圖35例示出被構造為貯存諸如針100等工具的引導管的各種實施 例。
根據引導管內通道的形狀和尺寸，可能難以將曲形針傳輸穿過引導管。 圖28A和圖28B例示出凹進102，針100在使用前貯存在該凹進102中。針 沒有傳輸穿過引導管，而是針被收納在引導管的遠側部分中。凹進102可具 有在尺寸和形狀上適於貯存一個或多個針的曲形構造。所述凹進可與引導管 工作通道和主通道分立地形成，或者由引導管通道之一的一部分限定。在一 個方面，至少一個工作通道的遠端在形狀和尺寸上適於收納針。例如，工作通道可在其遠端具有較大寬度。為了傳輸針，工具可移動穿過工作通道並可 抓取所述針和/或將所述針推出工作通道。
可替代地，凹進102與引導管26的通道分立。為了傳輸針，可操控推
進線104以將針移出凹進102。
在圖29A和圖29B中所示的另一實施例中，針可被貯存在橫向位置。 例如，凹進102不具有與針100的寬度對應的形狀和尺寸(例如，直徑)， 而是該凹進能夠容納針的長度。在又一實施例中，針可被夾持在引導管的端 部。例如，圖30例示出針100夾持到端帽80的遠側表面84。在圖31A和 圖31B中所示的又一實施例中， 一個或多個針可貯存在從端帽80的遠側表 面84向遠側延伸的套筒108中。本領域技術人員可意識到， 一個或多個針 可貯存在引導管的遠側部分。例如，如圖32A和圖32B所示，多個針可淨皮 放置在位於端帽內的針盒110中。
作為一個或多個針的可替代方案，或除了一個或多個針以外，端帽可容 納各種其它工具。在一個方面，如圖33A和圖33B所示，袋114可貯存在 端帽中和/或從端帽展開。在另一方面，如圖34所示的圈或環116可從端帽 傳輸以抓住和牽拉組織。在圖35所示的又一方面，多個工具，例如，環、 針、袋、和/或其它工具，可貯存在從端帽80傳輸的工具套件118中。在使 用中，醫生可在工具套件的工具中選擇，而不必將手術工具從引導管的通道 中完全撤回。
在另一實施例中，端帽80和/或工具可與引導管26可分離地配合。使 用者可在多個端帽和/或工具(或工具組)中選擇，並將所希望的端帽或工 具連接到引導管的端部。本領域技術人員可意識到，各種機械和/或摩擦配 合構造可提供可分離的端帽或工具。
參見圖1和圖36，與細長主體32的中間部分33鄰近的引導管26可包 括近側部分36，其包括用於將手術工具插入引導管通道中的孔；和控制 部30,其用於操控引導管的活動連接部分56。此外，近側部分36可適於與 框架22配合。在一個方面，近側部分36包括容納主通道和工作通道的殼體構件150。
殼體構件150可由剛性材料形成，其為控制部30提供支撐並與框架22配合。 參照圖36，主通道和工作通道可在分立的近側孔152a、 152b、 152c處進入 殼體150。在一個方面，工作通道穿過的近側孔152a、 152b位於殼體構件 150中的遠離殼體構件150的近端並遠離孔152c的位置。此外，工作通道可 在相對的側向側部上離開殼體構件150,和/或可相對於引導管的縱向軸線成 一定角度離開。例如，包括孔152a、 152b的殼體構件150可導引工作通道 主體50a、 50b (其收納工具40a、 40b)而使工作通道主體相對於糹皮此成一 定角度。由殼體150限定的工作通道主體之間的角度的尺寸可根據系統20 的預期用途、使用者人體工程學、和/或框架22的構造而變化。
圖37例示出殼體構件150的剖視圖，其示出主通道42和一個工作通道 主體50b。殼體構件150也可容納控制部30的控制機構156。繩60a、 60b、 60c、 60d (用於控制引導管的近側活動連接部分)可離開殼體150內的主通 道42的外管狀主體(46、 48)。在一個方面，繩可通過密封件(未示出) 離開以防止液體或氣體離開主通道42並進入殼體構件150內部。
在離開主通道42之後，繩延伸到控制才幾構156並與該控制才幾構156配 合。在一個方面，繩可穿過主通道42與控制機構156之間的張緊器166。 例如，在繩由鮑登纜線形成的情況下，鮑登纜線的外鞘可延伸到但不超過張 緊器166,而內部絲線延伸到控制機構156。張緊器166包括彈簧167，該 彈簧167可保持所述絲線張緊在張緊器與控制機構之間，並允許鮑登纜線離 開張緊器而縱向彎折和/或平移。
在一個方面，控制^/L構156包括輪160a和160b,其中兩個繩(例如， 60a、 60b)與輪160a、 160b之一配合以控制引導管26的活動連接部分56 的左右運動，另外兩個繩(例如，60c、 60d)與輪160a、 160b中的另一個 配合以控制活動連接部分的上下運動。根據控制部30的構造，多於或少於 四個繩可與更多或更少的輪配合。例如，雖然活動連接部分被描述為提供兩 個自由度，然而可使用更少的繩和/或輪，其中僅有一個自由度是必要的。無論控制機構的構造如何，繩可通過焊接、粘接、機械互鎖、和/或摩擦接 合與4侖配合。
4吏用兩個輪160a、 160b允許引導構件26的活動連接部分56的上下和 側向運動獨立地活動連接。這樣，控制機構156允許獨立控制兩個自由度。 本領域技術人員可意識到，根據所希望的引導管26的用途，控制機構156 可以可替代地被構造為利用單一運動來控制兩個自由度，使得上下和側向自 由度不是獨立的。
圖38例示出殼體150的拆卸圖，其示出位於殼體構件150的外表面上 的引導管控制部30的各種部件。第一和第二轉盤170a、 170b可分別驅動輪 160a、 160b。在使用中，第一轉盤170a的操作驅動一個自由度，第二轉盤 170b的操作驅動第二個獨立的自由度。然而，在另一方面，控制部30可被 構造為通過一個機構的單一運動來操控上下和側向運動。控制部30也可包 括一個或多個開關172，該開關172控制鎖定機構以當活動連接部分56到 達所希望的構造時將引導管26鎖定在適當位置。在一個方面，至少一個開 關172是摩#^鎖，其在張緊時阻止轉盤170a、 170b運動。雖然所示實施例 被構造為獨立鎖定每個自由度，然而在另一方面，單一開關可同時鎖定兩個 轉盤。本領域技術人員可意識到，各種傳統的內窺鏡鎖和操縱機構可用於系 統20。
在本文所述的引導管的另 一實施例中，引導管控制部可遠離殼體150定 位。圖39例示出殼體150的透視圖，其中主通道從殼體150向遠側延伸。 控制部30'位於主通道42上而鄰近於用於光學裝置的控制部。控制機構沒 有位於殼體150內，而是繩能夠延伸到位於主通道42上的控制機構156'。 控制部30'可包括各種滑件、開關、杆或其它這種機構，以控制相對於引導 管26的一個、兩個或多於兩個自由度。例如，控制部30'可包括如前所述 的控制部30的各種能力。
在一個方面，主通道42的遠側部分是柔性的，以允許使用者將控制部 30'定位在所希望的位置。此外，使控制部30'位於更遠的位置和/或與用於
70光學裝置的控制部相鄰，可有利於使用者與系統交互。
參照圖1和圖36，殼體構件150的近端可進一步包括配合構件，用於
使殼體構件與框架22配合。如圖36所示，框架可包括細長配合棒174,該 配合棒174包括用於接納殼體構件150的配合構件178的狹槽208。在一個 方面，所述配合構件可在狹槽208內滑動並在所希望的位置鎖定就位。雖然 所示配合構件允許引導管的縱向運動，然而本領域技術人員可意識到，在框 架22與引導管26之間可實現各種另外的自由度。例如，引導管26可相對 於框架橫向移動、可相對於框架上下移動、相對於框架樞轉、和/或相對於 框架旋轉。此外，可通過引導管26、或者通過連接框架22、殼體150、和/ 或引導管26的分立的配合元件來實現配合。此外，如在下文中更詳細所述， 框架的一部分或全部可併入引導管26中。
一旦主通道和工作通道離開殼體構件150,則主通道和工作通道可延伸 到限定主通道和工作通道近端的近側孔38a、 38b、 38c (圖36)。在一個方 面，主通道和/或工作通道的近端可包括在通道的壁與延伸穿過通道的手術 器械之間的密封件。該密封件可減小或阻止流體(例如，固體、液體和/或 氣體)流動，從而允許對身體腔室的吹入和/或抽吸，和/或防止血液倒流。
系統20可包括各種密封件，例如，刮件(wiper)、隔片和/或鴨嘴型密 封件。相對於主通道，密封件可在尺寸和形狀上適於接納在殼體150中。密 封件的遠端可與引導管配合(例如，與限定主通道的內和/或外管狀主體46、 48配合)，密封件的近端可與穿過主通道的器械形成密封。
圖40A例示出位於工作通道44a、 44b近端的密封件182的一個示例性 實施例。密封件182包括在尺寸和形狀上適於與框架22的一部分配合的 外表面192,以及適於防止手術器械與密封件之間的流體流動的內表面。密 封件182的近端可限定針對工作通道44a、 44b的開口38a、 38b,而密封件 182的遠端可與限定一部分工作通道的管狀主體配合。
圖40A例示出與工作通道的近端相鄰定位的刮件型密封件。葉片180 可由彈性材料形成，使得當手術器械(未示出)移動穿過密封件182時，葉片180與手術器械的外表面形成幹涉配合。另外，或可替代地，密封件182
的內表面可具有對應於光學裝置或工具的外表面的尺寸和形狀，以限制在手 術器械外表面與密封件內表面之間的流體流動。
圖40B例示出具有墊環194的密封件182，墊環194用於支撐密封件 182並允許密封件182和工作通道44a與框架22配合。墊環194可才是供剛性 結構，該剛性結構具有與框架22上的配合表面(例如，框架22的"U"形 架)對應的表面。本領域技術人員可意識到，墊環194可才艮據框架22的構 造而具有各種形狀和尺寸，或者墊環194可由框架22的一部分限定。此外， 工作通道44可在不使用墊環194的情況下與框架22直接配合。
除了用於將手術器械接納到工作通道44a、44b和主通道42中的孔以外，
在一個方面，流體可通過通道之一 (例如，主通道)傳輸和/或排;故。可替 代地，流體可通過分立的通道傳輸和/或排放。在又一實施例中，流體路徑 可由在引導管內表面與主通道和工作通道的外表面之間的一部分引導管限 定或者經由穿過引導管和通道的器械來傳輸。
在一個方面，吹入氣體或吸入物可經由殼體150傳輸。孔，例如由魯爾 接頭(luer fitting )限定的孔，可提供用於吹入氣體的進入/排出。在一個方 面，魯爾接頭可與工作通道44的入口相鄰定位。吹入氣體可在不同位置傳 輸到系統20。例如，受壓氣體可經過主通道通過分立的腔傳輸，和/或通過 更近/更遠定位的孔傳輸。
引導管26的遠端可包括用於傳輸和/或排出灌注物、抽吸物和/或吹入物 的孔。另外，或可替代地，可提供用於噴水的孔，以傳輸用於流體切割、引 發病變、分離組織面、和/或其它基於液體的手術過程的液體。在引導管穿 過諸如腹壁等解剖壁的情況下，吹入、灌注和/或抽吸孔的位置可被選擇為 將流體傳輸到多個身體腔室或接納來自多個身體腔室的流體。此外，雖然大 致描述的是液體或氣體的傳送，然而在可替代方面，也可傳輸或排出固體。
在一個實施例中，用於進行吸入的至少一個開口 1%'沿引導管26的外部側壁定位。此外，如圖40C所示，開口 196'沿引導管側壁的遠側部分定 位，但與引導管26的最遠端間隔開。吸入開口 196'的位置可允許流體(例 如，血液)排出，而不需要使工具撤回至引導管26中和/或使引導管26沿 遠側.方向移動。
在引導管26的另 一 實施例中，工作通道和/或主通道的近側開口位於遠 離引導管最近端的位置。例如，器械埠可遠離引導管殼體150定位。在一 個方面，器械埠可與可分離的器械通道配合。此外，用於傳輸工具、流體、 電手術能、或其它治療設備的各種其它埠可沿引導管的中間部分或遠側部 分定位。
如前關於引導管26所述，引導管和器械可彎曲或彎折以允許沿非線性 或曲形路徑插入系統20的至少一部分。然而，在另一方面，引導管26和/ 或器械的一部分可為剛性的。參見圖41A,引導管26和/或工具40可包括 剛性軸，該剛性軸在遠端具有活動連接部分。引導管可具有前述的任何性能 和結構，但至少部分地由剛性材料形成。可替代地，或另外，硬化材料可添 加到引導管26以增大剛性。
在一個方面，引導管包括相互可移動地配合的剛性聯動部。如圖41B 所示，剛性聯動部26a可相對於鄰接聯動部26b、 26c樞轉，以允許引導管 彎曲。在一個方面，耳關動部可被驅動。例如，牽拉線可相對於一個4關動部驅 動另一聯動部。可替代地，聯動部可相對於彼此自由移動。當引導管移動穿 過通路時，路徑的構形可使聯動部相對於彼此移動並使引導管彎曲。
雖然圖41A例示出線性的剛性引導管，然而在另一方面，引導管是曲 形的。例如，如圖41C所示，引導管可具有剛性的預形成形狀，其中沿其長 度方向具有至少一個變化。
在系統20的另 一 實施例中，引導管26被構造為使用在腹腔鏡手術過程 中。在一個方面，引導管26的遠側部分可停止在腹腔鏡埠。圖42A例示 出延伸穿過與埠 780a、 780b配合的引導管26a、 26b的工具40a、 40b。本 領域技術人員應理解的是，各種鎖定結構，包括機械互鎖結構和/或摩擦接合結構，可使系統20與埠 780a、 780b配合。在一個方面，引導管26a、 26b包括與埠 780a、 780b上的對應配合特徵部配合的配合特徵部。
可替代地，系統20不與腹腔鏡埠配合，而是該埠由諸如引導管(或 多個引導管)26等系統的一部分限定。該埠可與引導管26集成和/或與引 導管26固定地配合。
在圖42A所示的實施例中，單一工具穿過每個埠 780a、 780b。然而， 多個工具、流體腔、光學裝置和其它器械可通過單一埠傳輸。在一個方面， 如圖42B和圖42C所示，工具40a、 40b延伸穿過單一引導管26並穿過單 一埠 780。
圖43A至圖43I描述引導管26、光學裝置28和工具40a、 40b的其它 示例性構造。圖43A例示出非活動連接引導管。在一個方面，引導管可被 彎曲或活動連接為所希望的構造，並且器械(例如，光學裝置28和/或工具 40a、 40b)可被活動連接以執行手術過程。在該構造中，器械不依賴於工作 通道進行活動連接。例如，器械40a、 40b可由單一工作腔44支撐。圖43B 例示出具有嵌入式光學裝置的引導管。光學裝置主體可與引導管配合，而光 學裝置的遠端被構造為相對於引導管活動連接。圖43C例示出傳統的內窺 鏡，其中工具40a、 40b穿過該內窺鏡。圖43D例示出活動連接光學裝置， 其中工具40a、 40b穿過該活動連接光學裝置。在一個方面，圖43D的引導 管不活動連接。而是，引導管26可提供支撐結構和路徑，以能夠在人體內 某一部位處實施手術過程。圖43E例示出類似於引導管26的引導管，其中 另外的工具延伸穿過光學裝置。
在系統20的另一實施例中，圖43F和圖43G例示出不具有引導管的系 統。而是，光學裝置和工具相互配合。參照圖43F,夾77限定工具和光學 裝置穿過的腔或孔。所述夾從光學裝置和工具的活動連接部分向近側定位， 以允許器械獨立的活動連接。圖43G例示出使光學裝置和工作通道相對於 彼此保持的夾77'。當光學裝置活動連接時，工作通道隨光學裝置移動。在 一個方面，所述夾可分離地配合工作通道和光學裝置。在圖43H中所示的又一實施例中，沒有採用用於使光學裝置和工具穿過的活動連接引導管，而 是系統20能夠包括連接到工具和/或光學器件的可操縱構件。在圖431中所
示的再一實施例中，通過可操縱器械通道為系統20提供另外的自由度。對
於在上文中或下文中論述的任何引導管和/或器械，引導管和/或器械可包括 多於一個活動連接部分。例如，兩個獨立的活動連接部分可為本文描述的系 統提供另外的自由度。另外的活動連接部分可為引導管和/或器械提供"腕" 和/或"肘"。
框架
如前所述，本文描述的系統可包括用於與引導管和/或器械(例如，工
具40a、 40b，和/或光學裝置28)配合的框架。框架不僅可支撐器械，而且 可允許使用者獲得對這些器械的有利控制。特別是，框架可提供基準點，用 於操控相對於彼此(和/或相對於系統的一部分和/或相對於患者)的各種自 由度，這種方式允許執行複雜的手術過程。另外，或可替代地，框架可允許 使用者相對於框架施加力以控制和/或移動引導管和/或器械。
在一個方面，框架與器械和/或引導管相連，並由分立且獨立的結構限 定。在另一方面，框架的各個部分和/或全部併入引導管和/或器械中。
如前所述並參見圖1,系統20可包括適於與手術器械和/或引導管26 配合的框架22。現在參見圖44,在一個方面，框架22包括具有第一主體 201的上部200,用於配合併支撐系統20的各種元件；和下部202 (也稱為 第二主體202),其支撐上部。在使用中，框架22為醫生提供用於操控手 術器械(例如，工具40a、 40b和光學裝置28)的工作空間。此外，框架22 可提供手術器械與患者之間的基準。
圖44例示出沒有連接手術器械的框架22。框架22包括引導管配合 表面204、用於控制構件24a、 24b的軌道224a、 224b、以及光學裝置保持 器206。在一個方面，引導管配合表面204允許框架22與引導管26可分離 地配合，使得引導管能夠被插入患者體內然後與框架22配合。在使用中， 引導管配合表面204也可允許使用者調節引導管26相對於框架的位置。在
75一個方面，引導管可與框架上的細長狹槽208配合，該細長狹槽208允許引 導管相對於框架的縱向運動。可替代地，或另外，引導管配合表面可被構造 為允許引導管26相對於框架22的上下、橫向和/或旋轉運動。
在另一方面，引導管26可被構造為與框架22快速斷開。例如，圖45 例示出從引導管26延伸的柱209。引導管可通過使柱209滑入框架22的狹 槽中而與框架22配合。柱209可通過允許引導管相對於基準點(例如，框 架、手術室、和/或患者)移動而提供另外的自由度。例如，引導管柱可在 框架22中旋轉和/或縱向移動。當引導管處於所希望的位置時，引導管可相 對於框架鎖定在適當位置。在一個方面，鎖，例如鎖定頸圈211,可允許使 用者將引導管和框架快速連接或分離。可替代地或另外地，諸如夾具或銷(細 節B)等鎖定特徵部可摩擦地或機械地接合柱209。
圖46示出由凸/凹互鎖結構203限定的快速鬆脫器的另一示例，該互鎖 結構203具有被構造為鎖定引導管和框架的開關205。互鎖結構203的凸部 或凹部可位於引導管上，而凸部或凹部中的另一個可位於框架上。將凸部安 放於凹部中並關閉開關205，可鎖定引導管和框架。
在另一方面，將引導管26鎖定到框架22可將軌道224鎖定到框架。例 如，如圖45所示，軌道224可與引導管26的一部分配合或由引導管26的 一部分限定。軌道和引導管於是可與框架22連接為單一單元或與框架22分 離。
無論如何，能夠相對於框架調節引導管允許使用者改變工具的工作容積 相對於框架的位置。如前所述，與引導管的遠端相鄰的使工具的遠端可在其 中移動的空間為工作容積。由於工具對相對於引導管的行進量(縱向運動和 /或活動連接)具有限制，因而工作容積並不是不受限制的。然而，通過使 引導管(以及工具)相對於框架移動，工作容積的位置被改變。
在另一方面，使第一主體構件201 (其連接到引導管)相對於第二主體 構件202移動可改變工作容積的位置。第一主體構件相對於第二主體構件可 具有一個、兩個、三個或更多個運動自由度，這提供用於調節工作容積的位置的一個、兩個、三個或更多個自由度。參照圖44和圖45 (並如其它地方 更為詳細所述)，框架22可允許例如第一和第二主體構件樞轉、旋轉、和/ 或前後、上下和/或側向移動。 一旦工作容積處於所希望的位置，則第一主 體構件然後可相對於第二主體構件鎖定。類似地，使整個框架相對於基準點 (例如，患者)移動可改變工作容積的位置。
在一個實施例中，框架22可包括保持器206，醫生可將光學裝置28放 置在該保持器206上。保持器206允許使用者在將光學裝置放置在希望的方 位之前和/或之後穩固光學裝置28。例如，光學裝置可被放置在保持器206 中，然後被活動連接。保持器的可調節性允許使用者旋轉光學裝置，使得使 用者觀看到的圖像與使用者的方位(即，圖像未倒置)和/或手術部位的方 位相匹配。保持器提供用於供使用者放置光學裝置的位置，使得光學裝置在 手術過程中保持其方位並允許夠及控制部以進行活動連接。
在一個方面，參照圖44,保持器206包括三個臂結構，使得醫生在調 節光學裝置相對於框架22的位置時可具有全方位的運動。在一個方面，第 一和第二臂210、 212是剛性的，第三臂214是柔性的。第三臂214可適於 在被使用者彎曲為希望的構造時保持自身的位置。例如，移動第三臂214所 需的力可大於光學裝置28在被置於保持器206中時由光學裝置28的重量施 加的力。在另一方面，如圖47所示，除了第一、第二或第三臂210、 212、 214之外，或作為其可替代方案，保持器206可包括伸縮式臂。圖47的保 持器除了允許伸縮以外還可允許樞轉和/或旋轉運動。在又一方面，單一柔 性臂可用於允許保持器206的活動連接。
保持器206可分別包括第一和第二樞轉點216、 218。如圖44所示，保 持器206通過第一樞轉點216與框架22配合。第一臂210可延伸在第一與 第二樞轉點216、 218之間，第二臂212延伸在第二樞轉點218與第三臂214 之間。樞轉點216、 218也可^^皮設計為在置於所希望的構造時保持自身的位 置。可替代地或另外地，保持器206可包括鎖，使用者可激活該鎖以防止樞 轉點216、 218運動。保持器206可與各種手術器械配合，所述手術器械例如為所示的光學裝
置28。在一個方面，保持器206包括夾220，光學裝置28可安放於該夾220 中。夾220可具有側向敞開構造，其依賴於重力和/或摩擦將光學裝置28保 持在適當位置。可替代地，夾220可包括鎖定機構(未示出)，用於防止光 學裝置28相對於夾220運動。
如前所述，上部200可進一步包括軌道224a、 224b，該軌道接納用於 工具40a、 40b的控制部24a、 24b。軌道224a、 224b允許控制構件24a、 24b 相對於系統20的其它部分(例如，框架)和/或周圍環境(例如，相對於患 者)縱向移動和/或樞轉。由於軌道可由框架22的一部分、由引導管26的 一部分(例如，部分殼體150)來限定，和/或可#皮限定為孤立結構，因此， 軌道將在下文中描述在單獨部分中。
框架22的下部202可具有適於支撐上部200和將框架22相對於患者和 /或手術臺保持在適當位置的各種構造。在一個方面，下部202具有靜止在 手術室地板上的三腳架構造。為了利於框架22的運動，該框架可包括輪或 滑件。例如，圖48例示出安裝在可滾動的下部202上的系統20。框架22 允許引導管和工具40滾動或滑動。此外，圖48的框架可允許使用者調節軌 道224、引導管26和/或工具40的角度。
上部與下部之間的連^t妄部可一皮構造為允許上部200相對於下部202移 動。如圖44所示，上部200可相對於上部200樞轉和鎖定在適當位置。
在另一方面，下部202可與手術臺配合，使得框架22在手術臺和患者 ^C移動時隨手術臺移動。圖49例示出與手術臺4九道配合的系統20。在一個 方面，框架22與手術室臺的框架可調節地配合。
在又一方面，系統20可被安裝在可移動座椅上。圖50例示出安裝在 座椅246上的系統20,座椅246可通過滾動而移動。在又一方面，如圖51 所示，系統20可由醫生控制。
如前所述，在一個方面，例如經由樞轉接點，軌道與框架22可移動地 配合。在另一方面，可為軌道224a和/或224b提供相對於框架22、手術室和/或患者的另外的自由度。例如，圖47 (如前所述)例示出可為光學器械
提供一個、兩個、三個或多於三個自由度的保持器206。在一個方面，軌道 可被安裝在與保持器206類似的可調節框架上，以允許相對於引導管26調 節軌道和/或改善使用者的人伴工程學狀態。
在其它實施例中，如圖52所示，軌道可被安裝到光學裝置上。使用者 可將光學裝置28(例如，內窺鏡)保持在一隻手中，並用另一隻手驅動控 制構件24a。如下所述，控制構件24a和軌道224a可幫助用單手控制多個自 由度。將軌道224a安裝到內窺鏡，可允許由一個使用者操控光學控制部215 和手術器械手柄24a。軌道224a能夠以不同角度安裝，例如平行於光學裝置 控制殼體。
在一個實施例中，器械40a的導管主體具有足夠的剛性，使得沿軌道 224a移動手柄24a致使器械40a的主體(和遠端)相對於光學裝置28 (和/ 或相對於框架、患者、基準點，等)移動。例如，使用者可扭轉手柄24a並 使器械40a的主體旋轉。類似地，沿軌道縱向移動手柄可^f吏器械40a的主體 在光學裝置28中的工作通道內縱向移動。
在一個方面，光學裝置28用作框架。在另一方面， 一分立結構可為光 學裝置28提供支撐並用作框架。在一個這種方面中，組織或天然身體孔道 用作框架以支撐光學裝置28。
參照圖52，束帶213使軌道224a與光學裝置28配合。然而，各種其 它可分離或固定的配合特徵部也可用於使軌道224a連接到光學裝置28。
軌道
在一個方面，工具40a、 40b的控制構件24a、 24b可與軌道224a、 224b 配合。如前所述，軌道224a、 224b可通過框架22的一部分形成。然而，在 另 一實施例中，軌道可由系統22的另 一部分限定或與系統22的另 一部分配 合和/或在沒有框架的情況下使用。此外，雖然以下的論述大致提及兩個軌 道，然而，本文描述的系統可包括單一軌道或多於兩個軌道。
大體上，軌道和控制構件允許使用者操控(即，移動和/或凍結)工具的多個自由度。例如，工具40a、 40b可相對於軌道(或系統20的另一部分) 縱向移動和/或旋轉，以控制工具遠端(即，端執行器)的縱向和/或旋轉運 動。然而，軌道不僅允許運動並為使用者提供基準框架，而且軌道也可幫助 控制多個自由度。這樣，除了提供多個自由度以外，本文描述的系統還可使 使用者能夠使用多個自由度。在一個方面，系統20允許使用者用單手控制 多個自由度。在另一方面，系統20允許同時控制多個自由度(例如，工具 40相對於患者的運動，並操控控制構件24)
如前所述，在一個方面，工具40a、 40b包括近側控制構件24a、 24b、 在此^皮稱為導管25a、 25b的細長主體、以及遠端執行器502。工具40a、 40b 的各種元件在下文中更詳細的描述，然而出於i侖述軌道224a、 224b的目的， 應理解的是，軌道與近側控制構件24a、 24b配合併幫助近側控制構件24a、 24b運動。相對於軌道(或系統20的另一部分)移動近側控制構件是控制 導管25a、 25b和端執行器502運動的一種方式。在以下描述的一個方面， 旋轉和/或平移近側控制構件致使導管和端執行器相對於軌道、框架和/或引 導管旋轉和/或平移。這樣，軌道可為每個工具提供一個、兩個或多於兩個 自由度。
在以下描述的另一方面，近側控制構件可與軌道固定地配合，且軌道可 相對於框架、引導管和/或患者移動，以為每個工具提供一個、兩個或多於 兩個自由度。在以下描述的又一方面，工具可與軌道可移動地配合，且軌道 可相對於框架、引導管和/或患者移動。例如，軌道的運動可為工具提供一 個或多個自由度(例如，旋轉和/或縱向運動)，且工具相對於軌道的運動 可提供一個或多個另外的自由度(例如，工具相對於軌道的旋轉和/或縱向 運動)。
在一個實施例中，軌道224a、 224b從框架22向近側延伸。在使用中， 醫生可站立或就座，而控制構件24a、 24b處於他或她的身體相對側上。為 了改善人體工程學狀態，軌道224a、 224b可相對於框架22調節。圖53例 示出框架22，其中軌道224a、 224b在樞轉點226a、 226b處連接到框架22。在另一方面，軌道224a、 224b可被連接到框架，使得軌道的位置可相對於 框架22進行調節和鎖定。例如，軌道可相對於框架22縱向調節、上下移動、 旋轉和/或橫向移動，以適應不同使用者。此外，可提供多於兩個軌道。在 又一方面，兩個4九道可相互堆疊。
在一個方面，軌道224a、 224b約束控制構件24a、 24b在控制構件容積 內的運動。控制構件的最大行程(縱向運動和旋轉)限定控制構件容積。相 對於框架調節軌道可改變控制構件容積的位置。在另一方面，調節框架(例 如，第一主體構件201相對於第二主體構件202的運動)可改變控制構件容 積的位置。
在一個實施例中，軌道可採用非線性構造從系統延伸。例如，圖54例 示出圍繞使用者弧形彎曲的曲形引導軌道。曲形軌道可改善使用者人體工程 學狀態和/或允許更長的軌道。例如，曲形軌道可提供更長的控制構件行程， 同時使控制構件保持在使用者可及的範圍內。根據使用者和/或系統20的預 期用途，軌道的曲形能夠為可調節的。使用者可將軌道彎曲為所希望的構造。
圖55例示出在軌道224a與控制構件24a之間的連接部的一個實施例。 控制構件24可包括從控制構件的表面延伸並與軌道224a配合的引導構件 234、 235 (在下文中的另一實施例中被稱為"夾具")。通常，引導構件具 有對應於軌道外表面的孔或凹進。在控制構件與軌道之間的連接部允許控制 構件與軌道之間的相對平移和/或旋轉。雖然例示出每個控制構件具有兩個 引導構件234、 235,然而本領域技術人員可意識到，引導構件可具有各種 可替代構造，例如，控制構件具有單一的引導構件。
雖然軌道224a、 224b被例示出具有大致圓形截面形狀，然而，軌道224a 和/或軌道224b可具有各種可替代構造。此外，軌道的截面形狀可淨支選擇為 控制所述控制構件相對於軌道的運動。軌道可具有非圓形截面形狀，例如， 方形、卵形、橢圓形、三角形和/或不規則形狀，該形狀防止控制構件的相 對旋轉。在一個方面，軌道的形狀可防止控制構件相對於軌道旋轉。然而， 不是所有非圓柱形軌道均可防止控制構件相對於軌道的旋轉。在另一方面，軌道可具有對應於控制構件上的槽或突起的槽或突起。圖
56例示出軌道224a的示例性構造，該構造允許控制構件24a平移，^f旦阻止 控制構件相對於軌道旋轉。槽/突起提供"鍵鎖"路徑，其允許一個自由度， 但阻止另一個自由度。在一個方面，鍵鎖路徑允許相對平移運動，但可防止 控制構件24a相對於軌道224a的相對旋轉運動。如果希望工具旋轉，則控 制構件24a、 24b可獨立於軌道224a、 224b旋轉(在下文中更詳細描述)， 和/或軌道可隨控制構件一起旋轉(也在下文中描述)。在另一方面，鍵鎖 路徑可限制控制構件相對於軌道的運動或行程範圍。
在一個實施例中，軌道可包括止擋，用於限制控制構件相對於軌道的行 程。如圖55所示，止擋230、 232限制引導構件234、 235的縱向運動。軌 道224a的具有比引導構件235內直徑大的尺寸的部分可限制向遠側運動。 相反，近側止擋230可與軌道224a分立形成並與軌道224a配合。例如，止 擋230可由可調節鎖定螺母限定，使用者可將該鎖定螺母鎖定在所希望的位 置。在另一方面，兩個止擋230、 232均可調節。在使用中，醫生可定位止 擋230、 232以調節控制構件的行程量。
在另一方面，至少一個止擋可由允許控制構件24a、 24b與軌道224a、 224b快速配合的快速斷開特徵部來限定。如果使用者希望從軌道224a移除 控制構件24a,則快速斷開止擋可被操控以允許控制構件滑離軌道。圖57 例示出由彈簧加載球限定的一個示例性快速斷開結構230。圖58A和圖58B 例示出軌道端部止擋，該軌道端部止擋可在允許引導部234通過的下部構形 構造(圖58A)與防止引導部234通過的偏心構造(圖58B)之間移動。在 下部構形構造中，止擋230的外表面不延伸超過軌道的外表面。在偏心構造 中，止擋230樞轉離開軌道並防止控制構件24通過。
在一個方面，僅有近側止擋230為"快速斷開，，止擋，然而，近側和遠 側止擋230、 232均可具有快速斷開構造。在另一實施例中，控制構件24a 與軌道224之間的連接部可為快速斷開結構。例如，引導構件234可與軌道 224a可分離地配合。在 一個方面，控制構件與軌道之間和/或軌道與框架之間的可移動連接
部需要使用者輸入，以移動工具40a、 40b。移動控制構件24所需的力的大 小可被選擇為使得，當使用者移開其手時，僅通過重力不會使控制構件移動。 在一個方面，引導構件234、 235可被構造為允許平移和/或旋轉，同時提供 對運動的一些摩擦阻力。這樣，當使用者將手從控制構件移開時，控制構件 與軌道之間的摩擦阻力將使控制構件相對於軌道、引導管、框架、患者和/ 或基準點保持在適當位置。本領域技術人員可意識到，引導構件、軌道和/ 或框架的材料和/或內部尺度可根據所希望的摩擦阻力來選擇。
在另一方面，系統20包括阻尼器，用於增大移動工具所需的力。例如， 阻尼器可在使用者施加的力低於預定閾值時防止工具運動，和/或可限制工 具的最大速度。另外，或可替代地，阻尼器可平滑由使用者輸入力所致的合 成工具運動。如果使用者的輸入不平穩或不連續，則阻尼器可改善工具運動 的連續性和/或可預見性。
各種阻尼器可用於系統20。圖59A例示出可調節收縮環601,其允許 使用者控制對工具40的運動的磨擦阻力。在另一方面，液壓阻尼器可併入 系統20中。例如，當系統的兩個部分相對於彼此移動時(例如，控制構件 相對於軌道和/或軌道相對於框架)，液壓阻尼器可抑制相對運動。
在另一方面，阻尼器可抑制一個自由度以增大在這一個自由度中移動工 具所需的力，但不抑制另一自由度。在一個示例中，阻尼器可增大縱向移動 工具所需的力，而不是旋轉工具所需的力和/或操控控制構件的手柄所需的 力。抑制一個自由度而不抑制另一自由度，可在由類似的使用者輸入來控制 兩個運動自由度的情況下，減小不需要的或未被感知的工具運動的可能性。
另外，或可替代地，系統20可包括制動器或鎖，用於防止控制構件24a、 24b相對於軌道、引導管、框架、患者和/或基準點的運動。在一個方面，鎖 在接合時可增大軌道與控制構件之間的運動阻力，從而阻止工具運動。雖然 可使用各種鎖，然而在一個方面，系統20包括可獨立鎖定不同自由度的鎖， 例如，可鎖定滾柱軸承。在使用中，滾柱軸承沿一個方向的運動被阻止以鎖定控制構件的一個自由度。在另一實施例中，鎖可阻止多個自由度，並包括 例如摩擦或磁驅動制動器。磁鎖可包括位於軌道和/或控制構件上的電》茲
體；和位於控制構件24a、 24b和/或軌道224a、 224b的一部分上或者限定控 制構件24a、 24b和/或軌道224a、 224b的一部分的含鐵物質。
在一個方面，頸圈760至少部分地圍繞軌道224延伸。頸圈760在被張緊時 可阻止控制構件24相對於軌道224的旋轉和/或平移。頸圈760可在引導構 件234、 235的基礎上使用，或者可替代引導構件之一或全部。這樣，在一 個方面，鎖定頸圈760可〗吏控制構件24和軌道224配合。
在一個方面，頸圈760可通過控制構件24上的致動器控制，以允許在 不工作時鎖定。例如，牽拉線可在控制構件與頸圈760之間延伸，以允許鎖 定控制構件24而無需使用者從控制構件上移開他或她的手。
在另一實施例中，控制構件24可使用磁流變流體鎖定。控制構件的一 部分或與控制構件配合的結構可在控制構件沿軌道行進時通過磁流變流體 移動。為了鎖定控制構件，磁場可施加於流體，從而將控制構件相對於軌道 鎖定在適當位置。圖59C例示出控制構件24和軌道224，其中軌道224延 伸到包含磁流變流體的室785中。當軌道移動到室785中時，流體流動通過 室785的收縮區域787。為了阻止軌道224和控制構件24的進一步移動， 可通過磁體789施加磁場，從而使磁流變流體硬化。
室785可包括由彈簣791限定的對抗力。在去除磁場之後，軌道224可 向回移動。當軌道224從室785撤回時，彈簧791可驅使磁流變流體返回通 過收縮區域787。軌道和彈簧因而可施加相反的力，/人而當軌道往復移動時 使磁流體往復移動。
在一個方面，軌道224和彈簧791可包括流體密封件793，以防止流體 滲漏。此外，密封件793可防止空氣通入通路785中，並阻止軌道224與磁 流變流體分離。這樣，鎖定或硬化磁流變流體可另外地阻止控制構件24通 過吸入而向回移動。在其它方面，軌道224和/或控制構件24可直接利用》茲體鎖定和/或抑制。 例如，軌道224可含鐵。磁體可移動到適當位置和/或被激活以阻止軌道移 動。在一個方面，系統20的與軌道224相鄰的部分可^皮/磁化以阻止軌道移動。
如前所述，工具40a、 40b可包括近側控制構件24a、 24b和遠端執行器。 在一些情況下，使用者可能希望基於近側控制構件的位置來確定工具遠端行 進的距離。在一個方面，軌道224a、 224b可包括視覺和/或觸覺反^t以協助 確定工具40a、 40b的遠端的位置和/或行進的距離。圖60例示出標記系統 236的一個實施例，該標記系統236可與軌道224相鄰定位以輔助4吏用者確 定工具的位置和/或行進的距離。軌道、框架、工具和/或周圍環境上的記號 236可允許使用者確定工具位置和/或測量工具運動。所述記號被定位為允許 測量控制構件24相對於框架22和/或軌道224行進的距離。在一個方面， 控制構件24相對於軌道224和/或框架22的平移運動可利用記號測量。在 另一方面，記號允許測量控制構件24相對於軌道224和/或框架22的旋轉 運動。
雖然系統20對每個軌道一個工具的情況進行大致描述，然而，每個軌 道4吏用多於一個工具也是可以想到的。例如，工具40a、 40b可在單一4九道 上彼此相鄰定位。另外，或可替代地，系統20可在兩個或更多個軌道上包 括多於兩個工具。圖61例示出位於單一軌道224上的兩個控制構件24a、24b 的一個示例。在另一方面，系統20可包括具有多個工具的多個軌道。
圖i和圖44中所示的控制構件24a、 24b圍繞由軌道限定的軸線旋轉， 所述軸線偏離通至引導構件26的入口並偏離導管25a、 25b的位置。因此， 當控制構件24a、 24b圍繞軌道224a、 224b旋轉時，控制構件的旋轉運動不 僅可導致導管的旋轉運動，而且也可導致導管的縱向運動(推/拉運動)。 換言之，當使用者僅對控制構件輸入旋轉運動時，導管的合成運動可包括旋 轉和縱向運動二者。由於控制構件的一個運動自由度(旋轉)影響導管的兩 個運動自由度(旋轉和平移)，因此，使用者可能發現通過控制構件24a、24b的運動控制工具40a、 40b是無法感知的。
在此描述適於將工具的旋轉運動與工具的縱向運動分離(或使其影響最 小化)的系統20的各種實施例。大體上，這些實施例被稱為"同軸(on-axis)"系統。
在一個實施例中，系統20可包括導管保持器242a、 242b。導管保持器 可使導管的至少一部分與控制構件的旋轉軸線對準。參照圖1和圖44，導 管保持器242a、 242b可使導管25a、 25b與由軌道224a、 224b限定的軸線 L-L (軌道224a的軸線在圖44中由虛線L-L表示)對準。在使用中，導管 25a、 25b可從控制構件24a、 24b延伸、穿過與軌道224a、 224b共軸的導管 保持器242a、 242b中的孔、並進入引導管26。
導管保持器242a、 242b可允許導管相對於導管保持器旋轉和/或縱向運 動，並保持導管的一部分與控制構件24a、 24b的旋轉軸線對準。在一個實 施例中，如圖44所示，導管保持器242a、 242b可由具有敞口上表面的"U" 形保持器限定。在使用中，通過使導管25a、 25b滑入/滑出保持器242a、 242b, 導管可與框架22快速連接/分離。導管保持器阻止徑向運動(即，離開控制 構件的旋轉軸線沿徑向方向的運動)，但允許導管的軸向和/或旋轉運動。
雖然所示導管保持器242a、 242b從框架22的一部分延伸，然而，導管 保持器可與系統20的不同部分配合或由系統20的不同部分限定。例如，導 管保持器可由引導管26、軌道224a、 224b和/或另 一框架限定，或者與引導 管26、專九道224a、 224b和/或另 一框架配合。
在一個方面，導管保持器242a、242b另外地或可替代地與工作通道44a、 44b配合。例如，導管保持器可與工作通道主體的一部分(例如，近端)配 合。在一個方面，導管保持器可與工作通道主體可分離地或固定地配合。在 另一實施例中，導管保持器可與工作通道主體集成或由工作通道主體限定。 無論如何，在一個方面，導管可穿過工作通道而與導管保持器配合，而工作 通道與導管保持器配合。由此，在導管與導管保持器配合(例如，延伸穿過) 的位置，導管保持器可阻止導管相對於框架和/或工作通道的徑向運動(而不是縱向和/或旋轉運動)。
在另一實施例中，控制構件24可獨立於軌道而旋轉。控制構件的旋轉
軸線可實現工具40的獨立^5走轉和縱向運動。在一個方面，^:轉軸線對應於 導管的一部分。在一個示例中，工具可圍繞一軸線旋轉，該軸線延伸穿過鄰 近於控制構件與導管之間的界面的點。在另一方面，控制構件可圍繞由導管 的一部分限定的軸線所限定的或與該軸線鄰近的軸線旋轉。
圖62A至圖62C例示出被構造為圍繞與一部分導管25共線的軸線旋轉 的控制構件24a。參照圖62A，控制構件可圍繞與一部分導管25共軸的軸線 C-C旋轉。在一個方面，軸線C-C延伸穿過與控制構件24相鄰的導管25。 在另一方面，軸線C-C延伸穿過導管25與控制構件24配合處的位置。
如所示，控制構件24可獨立於軌道224而旋轉，而軌道224固定地保 持在適當位置。在一個方面，控制構件24包括第一和第二主體構件。第一 主體構件可與軌道可移動地配合，並與第二主體構件可移動地配合。在第一 主體構件與軌道之間的可移動連接部可提供一個自由度，例如縱向運動。在 第一主體構件與第二主體構件之間的可移動連接部可為控制構件提供另一 自由度(相對於框架、軌道和/或引導管)，例如旋轉。在圖62A至圖62C 所示的實施例中，第一主體構件233由引導構件限定，第二主體構件228由 控制構件24的與第一主體構件可旋轉地配合的部分限定。
第一主體構件233可通過各種方式與軌道配合，所述方式例如包括通過 接納軌道224a的腔來實現配合。在一個方面，第一主體構件233可相對於 軌道224a平移，但不能相對於軌道224a旋轉。例如，如前所述，軌道224a 可具有與引導構件的非圓柱形腔配合的非圓柱形構造。第一主體構件可包括
與第二主體構件228可移動地配合的近側臂和遠側臂。圖62B和圖62C例 示出示例性配合特徵部，該配合特徵部允許一個自由度，即，控制構件24 的第二主體構件228相對於第一主體構件233和軌道224的旋轉。特別是， 引導構件的近側臂可限定控制構件24旋轉所圍繞的軸。可替代地，近側臂 可接納控制構件的被構造為在近側臂內旋轉的部分(圖62C)。遠側臂可具有類似於近側臂的構造。可替代地，如圖65A所示，遠側臂可限定允許控
制構件相對於軌道224a旋轉的支撐架。
提供圍繞其自身軸線旋轉的控制構件，允許工具40自由旋轉。特別是， 導管25將不會在控制構件24旋轉時巻繞在軌道224周圍。
在另一 "同軸"實施例中，軌道可圍繞導管旋轉，和/或圍繞由導管的 一部分限定的軸線所限定的或與該軸線鄰近的軸線旋轉。圖63A例示出由 架225限定並包括第一和第二細長構件的可旋轉軌道224。控制構件24可 相對於軌道224縱向移動，但不能圍繞軌道樞轉或旋轉。然而，架225與系 統20可移動地配合，使得架和控制構件可一起旋轉。在一個方面，架225 的旋轉軸線與導管25對準，使得軌道224和控制構件24圍繞與導管的旋轉 軸線共線的軸線旋轉。特別是，導管25可穿過架225的旋轉軸線。例如， 架可包括在旋轉軸線上的孔。
在另一 "同軸，，實施例中，至少一部分導管位於軌道內。此外，軌道可 圍繞導管旋轉，和/或軌道和導管可一起旋轉。旋轉軸線可由軌道和/或由軌 道內的導管限定。例如，軌道224可相對於框架旋轉和/或縱向移動。在一 個這種實施例中，如圖64A和圖64B所示，器械40與軌道224固定地配合， 使得控制構件24和軌道224 —起移動，以為工具40提供一個或多個自由度。 軌道與框架可移動地配合以允許旋轉和/或縱向運動。當使用者將旋轉和/或 平移壓力施加於控制構件24上時，軌道224可相對於軌道底架239、框架 22和/或引導管26移動。
如圖64B所示，工具40的導管25可延伸穿過軌道224的一部分。導 管25延伸穿過軌道224 (並穿過軌道底架239)，可允許控制構件、軌道和 導管共軸旋轉。此外，工具40可在導管沒有巻纏框架22或巻繞在軌道224 周圍的情況下自由旋轉。
圖64C例示出與框架22可旋轉地配合的軌道224的另一實施例。在軌 道與框架之間的可旋轉連接部允許工具40相對於框架、引導管(未示出)、 患者(未示出)和/或另一基準點旋轉。為了提供縱向運動，軌道224可相對於框架移動，和/或控制構件可沿軌道滑動。在一個方面，軌道224與控 制構件可移動地配合，以允許控制構件相對於框架、引導管、基準點等平移。 例如，軌道的一部分可被接納在控制構件內，並與控制構件可移動地配合。
無論如何，不同於圖64A和圖64B，導管不必位於軌道內。
在一個方面，參照圖64A至圖64C,軌道224的運動受到位於軌道任一 端部上的頸圈227 (圖64A)限制。頸圈227與軌道底架239的接觸部可用 作止擋以限制工具40的縱向運動。
在又一實施例中，引導管25的一部分可限定軌道(未示出)。例如， 導管可包括與框架(例如，軌道底架239)可移動地配合的大致剛性部分。 控制構件24和導管25可相對於框架、引導管、周圍環境和/或患者一起移 動，以控制器械的運動。
雖然軌道的遠端被描述為與系統20配合，然而，可替代地，軌道的近 端可與系統配合。圖65例示出在軌道近端連接到軌道224a、 224b的框架主 體201。工具40a、 40b的導管主體25a、 25b可向遠側延伸到引導管26 (未 示出)。軌道224a、 224b與系統20的框架的近側配合允許控制構件24a、 24b旋轉，而不無需工具40a、 40b的導管25a、 25b在框架22周圍巻繞或與 框架22巻纏。此外，控制構件24a、 24b可旋轉360度或更多。
在一個方面，軌道的近端(或鄰近於近端的區域)可與從框架22延伸 的橫杆237配合。例如，軌道224a、 224b可延伸穿過橫杆237中的孔或腔。 可替代地，每個軌道224a、 224b可與系統的分立部分或分立框架配合。無 i侖如何，軌道224a、 224b與系統20之間的連接部可包括前述的控制構件/ 軌道連接部的各種特徵部，包括例如，鎖定特徵部，用於選擇性地阻止軌道 224a、 224b與框架22之間的運動。
控制構件24a、 24b可與軌道224a、 224b固定地配合。軌道的縱向和/ 或旋轉運動導致工具40a、 40b的相應運動。在一個實施例中，使用者不直 接操控控制構件24a、 24b，而是使用者能夠與軌道或與連接到軌道的手柄交 互。例，，在圖65中，軌道224a、 224b可包括近側旋鈕238a、 238b,該近側旋4醜238a、 238b允許使用者控制至少一個自由度，且在另一方面，每個 旋鈕允許使用者控制工具40a、 40b的兩個自由度。例如，使用者可利用旋 鈕238a、 238b控制工具40a、 40b的縱向和/或旋轉運動。在一個方面，使用 者可將工具旋轉360度或更多，而不會鬆脫所述旋鈕。本領域技術人員可意 識到，所述旋鈕是可用於通過軌道224a、 224b操控工具40a、 40b的各種手 柄或控制器中的示例。
在另一實施例中，旋鈕238a、 238b可被構造為允許使用者控制另外的 自由度。旋鈕238a和/或3炎鈕238b可包括手柄304 (如下所述)的特徵，以 致動遠端執行器的至少一個自由度。在一個示例中，旋鈕238a、 238b可包 括觸發器，用於控制遠端執行器的致動。
在圖65所示的實施例中，控制構件24a、 24b圍繞軌道224a、 224b的 軸線旋轉。在一個方面，軌道224a、 224b可與導管25a、 25b的一部分共軸， 以允許工具40a、 40b和/或旋鈕238a、 238b圍繞對應於導管的軸線旋轉。
在用於本文描述的系統的"同軸，，軌道的又一實施例中，軌道可延伸穿 過控制構件24和/或導管25的一部分。圖66A和圖66B例示出控制構件24 和導管25，其中軌道224延伸穿過導管25的至少一部分。工具40可圍繞 軌道224旋轉和/或在軌道上縱向移動。當軌道224延伸穿過導管25的一部 分時，控制構件24 (或工具40)的旋轉軸線可與導管25的至少一部分共線 或近似共線。如圖66B所示，軌道224可稍微偏離開導管25的中心軸線， 並仍允許通過控制構件24獨立控制工具40的旋轉和平移。
在一個方面，圖66A和圖66B所示的軌道224由剛性或半剛性材料形 成。在另一方面，軌道可具有變化的剛性，例如可彎曲或柔性段，該段允許 軌道224和導管25依照非線性路徑和/或活動連接。
在一個方面，軌道224在鄰近於控制構件近端的位置與系統20或周圍 環境配合。使軌道224延伸穿過導管的至少一部分可允許軌道用作引導線。 軌道224可首先被導引至目標位置，然後用於定位引導管26和/或工具40a。 例如，軌道。丁通過類似於引導線的方式使用。在另一方面，軌道224可用於傳輸電手術能。例如，軌道224的近端可連接到電手術發電機並可將能量傳
輸到工具40的遠端，例如傳輸到位於工具40端部的端執行器。
在系統20的另 一 實施例中，控制構件24的至少 一部分可位於軌道224內。圖67例示出使控制構件24的一部分安放於其中的套筒267。控制構件可具有相對於套筒的至少一個自由度。如圖67所示，每個套筒267可包括細長狹槽，該細長狹槽在尺寸和形狀上適於使控制構件手柄304通過，以允許控制構件相對於軌道縱向移動。為了使工具40旋轉，控制構件24和套筒267可與框架(未示出)可旋轉地配合。使控制構件24和套筒一起旋轉可使工具40旋轉，並為工具40提供第二個自由度。
在一個方面，軌道224可收納導管25的至少一部分，圖67的套筒267實現工具40的"同軸"旋轉。在進一步的方面，軌道224的由套筒267限定的旋轉軸線與導管的一部分共線。在又一更具體的方面，導管可穿過套筒267的旋轉軸線。因此，工具40的旋轉獨立於工具40的平移運動。
如前所述，在此描述的4九道可與系統20的除一匡架22以外的其它部分配合或併入所述其它部分中。圖68A和圖68B例示出併入引導管殼體150中的軌道。在一個方面，軌道224a、 224b由與殼體150可^走轉地配合的套筒267限定。
在另一方面，如圖69A和圖69B所示，控制構件不在套筒267內移動，而是控制構件包括接納軌道224的一部分(其由引導管殼體150限定)的套筒267'。套筒267';波構造為與軌道可移動地配合併允許工具40a、 40b的旋轉和/或縱向運動。此外，套筒267'可實現工具40的"同軸"旋轉。
雖然框架在圖68A至圖69A中未示出，但是框架可用於支撐引導構件26和/或套筒267。然而，分立的框架裝置對於支撐圖68A至圖69B中的系統而言是不必要的。例如，如圖69B所示，引導管殼體150可與手術臺、患者、地板、天花板和/或其它手術室結構配合。
在另一實施例中，作為相對於軌道移動控制構件24a、 24b(或相對於框架移動軌道)以實現縱向移動的可替代方案，套筒可具有伸縮式構造。圖70例示出具有相互可移動地配合的多個^: 1224a、 1224b的伸縮式軌道224。縱向移動可通過使一個段移動到另一段中來實現。例如，第一段1224a可具有對應於第二段1224b內的敞口通道的尺寸和形狀。這樣，朝向使用者牽拉控制構件則使軌道224伸縮式擴張。類似地，通過使伸縮式軌道的各個部分收縮，控制構件可朝向殼體150移動。雖然例示出兩個伸縮式段，然而也可使用三個或多於三個段。
在另一方面，圖70的伸縮式軌道為工具40提供相對於框架、引導管和/或患者的兩個自由度。例如，段1224a、 1224b可相對於彼此旋轉以允許工具40的旋轉運動。可替代地，伸縮式軌道可僅提供單一 自由度(縱向移動)，並且可通過使伸縮式軌道與控制構件和/或框架可旋轉地配合來實現工具40的旋轉。
在一個方面，導管25延伸穿過伸縮式軌道的多個段，以提供工具40的同軸旋轉。在另一方面，控制構件24和伸縮式軌道224可圍繞與導管軸線共線的軸線;旋轉。
除了使工具活動連接，或作為其可替代方案，所述軌道可提供多種功能。在一個實施例中，軌道224a、 224b中的一個或兩個可控制引導管26的活動連接。如前所述，引導管26可包括能夠上下和/或左右移動的活動連接部分56。在一個實施例中，軌道224a、 224b可控制引導管26的至少一個自由度，而在另一實施例中，軌道可控制引導管26的兩個或多於兩個自由度。
在一個方面，如前所述，引導管由從引導管的遠側活動連接部分延伸到近側控制器的繩60控制。如圖71A和圖71B所示，繩可延伸到軌道224或延伸到鄰近於軌道224的位置。在一個方面，軌道224可與引導管26可移動地配合以允許軌道相對於引導管旋轉。繩60可延伸到軌道224並與軌道224配合，使得旋轉的軌道224牽拉(和/或推進)繩60。這樣，使軌道相對於引導管上下移動可控制引導管26的至少一個自由度，特別是可控制引導管的活動連接部分的上下運動。類似地，軌道224可被構造為採用左右構造樞轉。當軌道224樞轉時，繩60可被牽拉(和/或推進)以控制引導管的至少一個自由度，特別是控制引導管的活動連接段的左右運動。
這樣，軌道224a、 224b相對於引導管26的運動可驅動引導管的運動。可替代地，引導管殼體可包括第一和第二主體構件。第一主體構件相對於第二主體構件的運動可活動連接引導管。在一個方面，第一主體構件可與一個或多個軌道固定地配合，使得軌道的運動使第一主體構件相對於第二主體構件運動並活動連接引導管。
在一個實施例中，引導管包括接點241，接點241的運動可驅動引導管的活動連接部。接點241可與繩60配合，使得樞轉接點241牽拉(和/或推進)繩60。接點241也可被構造為允許鎖定軌道224。例如，接點241可包括上段243和下段244。上段243在未鎖定時可樞轉以控制繩60的運動，相反，當上、下段被相互鎖定時，阻止軌道樞轉。上、下段243、 244可包括具有對應表面特徵部的配合表面，使得當上、下段的配合表面相互接觸時，配合表面可相互接合併防止接點241運動。本領域技術人員可意識到，各種配合表面，例如對應的突起和槽，可在配合表面接觸時阻止上、下段243、244的運動。為了使接點241解鎖，控制器，例如腳踏板245 (圖72),可被激活以使上段243抬起而離開下段244，並允許在上、下段之間的相對運動。
接點241的上、下段可通過各種可替代方式鎖定。例如，代替配合突起/槽，接點241可包括球和定位槽系統。圖73例示出位於上段243上的彈簧加載球，該彈簧加載球在激活時將接合下段244上的定位槽。在一個方面，球和定位槽結構不防止活動連接，但阻止不需要的引導管運動。在使用者將引導管定位為所希望的構造之後，球/定位槽鎖可防止不需要的軌道運動。在另一方面，球上的力(即，彈簧力)可被去除或減小以允許接點241運動。本領域技術人員可意識到，各種其它鎖定特徵部可用於防止不需要的引導管活動連接段的運動。在一個示例性實施例中，摩擦鎖或機械鎖防止引導管26的活動連接。
圖74至圖79例示出系統20和軌道224a、 224b的又一實施例，其中，軌道224a、 224b包括在軌道224a、 224b與框架22之間的可移動且可分離的連接部。在一個方面，如圖75所示，連接部602包括第一配合板604和第二配合板606。第一和第二配合板在配合時包括用於導管25的通路608。在一個方面，通路608與控制構件24的旋轉軸線共線或近似共線，以允許工具40的"同軸"旋轉。圖76A和圖76B例示出第一配合板604、 604'的兩個實施例的正視圖。第一配合板604、 604'可包括偏離唇部610,該偏離唇部610具有可與第二配合板606上對應的一個或多個鉤612互鎖的曲形周邊。圖77例示出相互配合的第一和第二配合板604、 606。在使用中，鉤612可圍繞偏離唇部610的周邊滑動以允許第二配合板606相對於第一配合4反604旋轉。
在一個方面，鉤612朝向第二配合板606的上表面設置，使得第二配合板懸掛在第一配合板上。可分離連接部602的配合特徵部(唇部610和鉤612)在尺寸和形狀上允許配合特徵部之間的滑動。當使用者扭轉工具40時，鉤612可在唇部610的頂表面上滑動並允許旋轉。
在一個方面，旋轉超過預定角度將導致第一和第二配合板分離。當鉤圍繞唇部610滑動時，鉤可從唇部610的側部落下。可分離連接部602可進一步包括鎖，用於防止不需要的第一和第二板的分離。在一個方面，第二配合板606包括可樞轉閉鎖680 (圖77 )，該閉鎖680可與第一配合板604上的對應特徵部互鎖。當第二配合板606旋轉超過預定距離時，閉鎖680的一部分可接觸第一配合板604的表面。閉鎖680與第一配合板604的接觸可防止第二配合板相對於第一配合板進一步旋轉。為了分離第一和第二配合板604、606,閉鎖680可樞轉為未鎖定構造。本領域技術人員可意識到，其它鎖定機構，包括各種機械互鎖結構和摩擦接合結構，可替代所述閉鎖鎖定機構。
在另一實施例中，扣緊環可使第一和第二配合板配合。圖78和圖79例示出包括扣緊環682的可分離連接部602'，扣緊環682與第二配合板606'配合併且對應於第一配合板604、 604'的唇部610。當第一和第二板配合時，扣緊環682圍繞唇部610以防止第一和第二配合板的意外分離。如前所述，第一和第二配合板可包括通路608,用於接納工具40的一部分和允許工具的至少一部分移動穿過該通路。在一個方面，通路608包才舌敞口上表面以允許使用者將工具40放置在通路608中。例如，通路608可具有如圖75所示的"U"形形狀。在另一實施例中，通路608'可由第一和/或第二配合板604、 606的壁封閉。例如，如圖78所示，第一和第二板中的圓形開口允許工具40的至少一部分通過。
雖然參照系統20描述的多種軌道構造約束工具沿一個或多個線性路徑的運動，然而，具有不同約束的框架和/或軌道也是可以想到的。在一個方面，框架和/或軌道可約束控制構件在一平面內運動。例如，控制構件可與除了允許前後運動以外還允許側向運動的表面配合。在另一方面，控制構件可與允許相對於框架、引導管、患者和/或基準點三維運動的框架配合。例如，控制構件可側向、前後和上下運動。可替代地或另外地，控制構件可旋轉。在一個方面，控制構件的上下和/或側向運動控制導管的活動連接和/或致動。例如，使控制構件上下和/或側向運動可控制導管的遠側部分的上下和/或側向運動。
器械
在此進一步公開用於本文所描述的系統的各種工具。除了通過使工具相對於引導管、框架和/或軌道移動來提供一個或多個自由度以外，工具自身能夠實現另外的自由度。例如，工具可包括能夠上下、左右移動的遠側活動連接部分；和/或用於致動的端執行器。在此使用的術語"活動連接"是指通過移動工具主體來提供自由度，且不需要特定的工具結構。換言之，活動連接部分不必包括相對於彼此移動以實現工具運動的聯動段。可替代地，例如，柔性軸可被彎曲以提供活動連接。以下描述的是可包括工具40a、 40b的控制構件、導管和/或端執行器的示例性實施例。
如前所述，控制構件24a、 24b活動連接導管25a、 25b和/或端執行器。圖80A至圖80E例示出包括致動器手柄304的控制構件24的一個這種實施例，其中手柄304允許使用者控制工具40的遠端的方位，這將在下文中說明。手柄進一步包括允許使用者致動端執行器的觸發器306。
在一個實施例中，控制構件24通過一個或多個U形夾具300和302耳關接到軌道。如圖80B所示，每個U形夾具包括一對分隔開的臂308,該臂308連接到一對側部軌道310a、 310b,該側部軌道310a、 310b沿控制構件的長度延伸並形成可緊固另外的控制構件部件的框架。
雖然控制構件24被描述為包括側部軌道310a、 310b作為對控制構件各種元件的支撐結構，然而，其它控制構件構造也是可以想到的。例如，控制構件的外壁或外殼可提供能夠與控制構件機構的各部分配合的錨定件或框架。然而，參照圖80A至圖80E以及以下相關描述，將例示和描述軌道310a、310b。
在一個方面，致動器手柄304被可旋轉地聯接到側部軌道310a、 310b,使得手柄能夠相對於控制構件24前後移動。此外，手柄304可圍繞軸314的縱向軸線旋轉。手柄的往復運動致使工具40的遠端在一個平面中移動，而致動器手柄304圍繞軸314的縱向軸線旋轉致使工具40的遠端在另一平面中移動。
在 一 個方面，使控制構件相對於軌道224移動所需的力的大小可被選擇為使手柄304相對於控制構件24主體的移動不會意外導致工具40活動連接或致動。在一個方面，^使控制構件24沿近側和/或遠側方向平移或移動所需的力大於或等於將手柄304向前推和/或將手柄304向後拉(即， -使手柄304沿近側/遠側方向移動)所需的力。移動控制構件24所需的力可通過增大控制構件的接觸表面與軌道之間的摩擦值來調節。在另一方面，阻尼器可增大移動控制構件24所需的力。在又一方面，移動控制構件24所需的力的大小是可調節的。
手柄304可利用耳軸316緊固到一對側部軌道310a、 310b。耳軸316包括一對向外延伸的柱318a、 318b，該柱318a、 318b裝配在形成在側部軌道310a、 310b中的對應的孔中。鎖定機構，例如扣緊環或其它緊固件，可將柱318a、 318b緊固到側部軌道中。可替代地或另外地，所述柱可通過夾持在側部軌道之間來緊固。
手柄304能夠利用軸320可旋轉地緊固到耳軸316。軸320可與頸圈324配合，頸圈324提供用於鮑登纜線的止擋，這將在下文中更詳細地描述。雖然止擋被例示出處於頸圈324上，然而在另一方面，止擋可位於手柄304內。耳軸316進一步包括止動板326,該止動板326為鮑登纜線殼體端部提供錨定件。當手柄304在控制中往復移動時，止動板326利用柱318a、 318b往復樞轉。耳軸316進一步包括在耳軸中心的狹槽，纜線引導板或盤328位於該狹槽中。
在圖80C、圖80D和圖80E所示的實施例中，纜線引導板328大致為圓形並包括位於其中的槽330，致動纜線332裝配在槽330中。纜線引導板328包括切口 334,該切口 334接納被緊固到纜線332上的對應的纜線止擋336 (雖然例示出單一切口/止擋，然而另外的切口/止擋也是可以想到的)。纜線巻繞在纜線引導板328周圍，並包括直接和間接聯接到工具遠端的一對支線(或線)。纜線引導板的運動導致纜線336的支線的相應張緊或鬆弛。纜線引導板328裝配到耳軸內的狹槽中，使得纜線引導板328位於止動板326後面。軸320裝配穿過纜線引導板328中的對應的孔，且扣緊環或其它緊固機構將各部件緊固到一起。手柄304的旋轉導致軸314的相應旋轉，軸314進而聯接到纜線引導板328,以使致動纜線332的支線張緊或鬆弛。
纜線332例示為在盤328周圍巻繞超過360度。在另一方面，纜線336可在盤周圍巻繞超過約180度，且在又一方面超過約270度。在再一方面，纜線332與盤328配合而沒有巻繞在一部分盤周圍。
圖80D和圖80E例示出控制構件24內的耳軸316的更多細節。纜線引導板328裝配在耳軸316的狹槽內，並通過致動器手柄304的旋轉而在該狹槽內往復旋轉。為了限制手柄304在控制構件中的前後運動量，裝配在耳軸316的柱上的環340可在其中具有切口 342。緊固在側部軌道(未示出)中的銷344通過接合切口 342的端部來限制手柄能夠行進的距離。雖然在圖中例示出環/銷構造，然而，本領域技術人員可意識到，可使用各種可替代機構來限制纜線引導板的運動。此外，所示構造可為顛倒的，從而切口可位於側部軌道上，而銷可位於耳軸上。
仍如圖80D和圖80E所示，纜線346由手柄上的觸發器機構306致動。壓下觸發器306導致纜線346張緊而致動工具的遠端。在所示實施例中，纜線346為具有外鞘348的鮑登型纜線，外鞘348的一端緊固到纜線止擋350,纜線止擋350位於裝配在軸314上的頸圈324上。鮑登纜線殼體的另一端延伸穿過橫杆354並結合導管遠端的止擋。橫杆354還包括用於通過手柄的旋轉驅動的鮑登纜線殼體的止擋，如前所述。
如圖80D和圖80E所示，耳軸還包括沿垂直於與側部軌道聯接的柱的方向延伸的軸。所述軸包括一對纜線接納部356、 358，纜線接納部356、 358在其中具有緊固活動連接纜線端部的狹槽或其它承接部。 一 個纜線接納部
358在耳軸316的樞轉點之下，而另一個在樞轉點之上。當控制構件中的耳軸316傾斜時，纜線接納部356、 358選擇性地張緊或鬆弛在一平面中移動工具40的遠端的控制纜線。
觸發器機構306的一個實施例的更多細節示於圖81中。在該實施例中，觸發器306被可旋轉地接納在手柄304內，使得擠壓觸發器306導致該觸發器圍繞樞轉點旋轉。觸發器306包括臂360,致動纜線346的端部緊固到該臂360。當通過按壓觸發器而移動臂360時，控制纜線346上的張緊增大，從而致動在醫療裝置的端部處的工具。滾輪或滑輪362改變控制纜線346的方向，使控制纜線346從處於手柄內至沿軸320延伸的方向。
圖82A和圖82B例示出觸發器機構370的另一實施例，該觸發器機構包括用於激活工具40的遠端的按鈕366。鮑登纜線368可延伸到手柄304中以觸發機構370。鮑登纜線的外鞘372的第二端有間隙地延伸穿過橫杆354並穿過手術工具的主體，且終止於端執行器的鄰近處。鮑登纜線368的外鞘372可與觸發器機構中的止擋374配合，而內部絲線376延伸到觸發器機構370中。當按鈕366被壓下時，觸發器機構370張緊內部絲線376。在一個方面，觸發器機構370包括棘齒型的鎖，該鎖防止內部絲線376在張緊後鬆弛。^姿4醜378可被壓下以+>弛內部絲線376並允許工具40的遠端返回其原始構造。
雖然控制構件24中的各種控制纜線或控制線被被例示為鮑登型纜線，然而，可由其它纜線、絲線和線來代替。在一個示例性實施例中，無鞘牽拉線替代至少一些鮑登纜線。本文使用的"控制纜線"可表示將致動和/或活動連接力沿主體傳遞到工具40的任何線、絲線或纜線。
在 一個實施例中，在控制構件與工具遠端之間延伸的控制纜線包括允許導管25與控制構件24分離的可分離連接部。圖83A和圖83B例示出耳關才妻機構的一個實施例，該聯接機構可用於選擇性地將控制構件24的一個或多個控制纜線聯接到工具40的導管25內的一個或多個控制纜線。聯接器380形成位於支撐軌道310a、 310b之間的控制構件殼體內的端壁。聯接器380具有被定位為穿過該聯接器的多個彈簧加栽銷382a、382b、382c等。銷382a、382b、382c等的近端連接到由如前所述的手柄304或觸發器機構操控的控制纜線。此外，每個銷均包括遠側纜線接納切口或狹槽384,用於接納延伸穿過導管25的相應的控制纜線386a、 386b、 386c等的纜線端子或止擋。將纜線端子緊固到每個銷的狹槽384中，使纜線386a、 386b、 386c等與控制構件24中的相應控制纜線配合。
在所示實施例中，銷382a、 382b、 382c等分別包括將銷偏壓到鎖定位置的彈簧388a、 388b、 388c。壓縮所述彈簧允許移除纜線端子或將纜線端子插入狹槽384中。另外地或可替代地，彈簧388可張緊控制構件主體內的控制纜線。當使用者鬆開控制手柄時，彈簧可將控制手柄偏壓到初始位置。
在一個方面，控制構件24內的各種纜線可被可調節地張緊。例如，在一個實施例中，彈簧加載銷382可具有與聯接器380相連的螺紋連接部。旋轉銷382則使銷側向移動，以控制與銷382配合的控制線上的張緊力。例如，旋轉所述銷382可壓縮或鬆弛彈簧388以調節控制線上的張緊力。
聯接器380可包括各種不同的機械連接部，用於使控制構件24的控制纜線和導管25的控制纜線可分離地配合。在一個方面，作為切口384和纜線端子的替代方案，聯接器380可包括螺紋連接部、扣緊配合部和/或其它機械互鎖結構。
圖83B例示出示例性快速斷開結構422，用於使導管25的控制纜線與控制構件24的控制纜線斷開。快速斷開結構可使控制構件24的控制纜線與導管25的控制纜線直接配合。在一個方面，直接連接部包括線端子和由狹槽384限定的對應的端子接納部。端子接納部可安裝在支撐底座630 (例示於分解圖中)中並由支撐底座630收納。在使端子與端子接納部配合之後，導管上的環632可與支撐底座配合。支撐底座630和環632可封閉已配合的控制纜線，並通過限制已配合的端子/端子接納部的運動自由度來防止不需要的控制纜線斷開。
在控制機構24的另 一 實施例中，系統20可包括方位調節器。在使用中，方位調節器可允許使用者相對於控制機構24旋轉細長導管主體和工具遠端。圖84例示出具有調節器394的控制機構24的遠端的截面圖。在一個方面，調節器394可包括具有通路392的內部構件390。通路392可接納工具40的細長導管主體(未示出)。在另一實施例中，工具40的導管主體包括與通^各392的內表面固定地配合的外鞘。本領域技術人員可意識到，可使用各種配合機構，例如，粘接、機械互鎖和/或摩擦接合結構。此外，內部構件390可與調節器394的內表面配合。例如，如圖84所示，調節器394包括孔396,該孔用於使調節器與內部構件3卯配合的定位螺釘。在另一方面，調節器394和內部構件390可通過例如粘接來固定地配合。此外，調節器和內部構件可替代地可形成為一體。
為了改變工具40的旋轉方位，調節器394可在控制構件24內旋轉。在一個方面，鎖定頸圈395可被張緊以控制控制構件與方位調節器394之間的摩擦值。例如，鎖定頸圈395可被設定為阻止但不防止調節器的旋轉；或被設定為防止旋轉，直到希望進行調節。由於調節器394與內部構件3卯配合，且內部構件390與工具40的主體配合，因而旋轉調節器394導致導管25相對於控制構件24旋轉。在一個方面，工具40可包括用於幫助將導管與控制構件對準的記號。
例如，在鄰近於控制構件的導管上的標記可對應於導管25的遠端處的遠端
執行器的方位。在使用中，醫生可使用記號來對準導管和控制構件。
在另一方面，導管相對於控制構件的旋轉量利用止擋來限制。例如，方位調節器上的表面特徵部(未示出)可接觸控制構件主體上的表面特徵部(未
示出)，以阻止旋轉超過預定距離。由於控制線從導管25延伸至控制構件24中，因而大於約360度的旋轉可顯著增大活動連接導管25所需的力和/或可導致控制線的巻纏。在一個方面，止擋可防止旋轉超過約360度。而在另一方面，可防止沿任一方向(順時針/逆時針)的旋轉超過約180度。
如前所述，通^各392可接納導管25。在一個方面，通路392可包括在尺寸和形狀上適於接納導管25的外表面的遠側區域。此外，通路392可包括適於防止導管近側移動的近側區域。在一個方面，通路392的近側區域的截面可在至少一個尺度上小於導管外表面的截面，但大到足以允許控制纜線通過通3各392。近側區域因而可防止導管的近側移動超過通3各392而進入(或更深地進入)控制構件24中。
在一個方面，當控制纜線被張緊或牽拉時，近側區域用作對抗力。近側區域可使導管主體保持在適當位置，以允許控制纜線相對於細長導管主體移動。
在前述示例性控制構件中，從耳軸316、板318和/或觸發器306延伸的控制纜線延伸到防火壁或聯接器380並與防火壁或聯接器380配合。不同的控制纜線於是延伸穿過導管25並與遠側活動連接部分和/或遠端執行器配合。在另一實施例中，控制纜線可從控制構件24的控制機構(例如，耳軸316、盤328、觸發器307)直接延伸到遠側活動連接部分和/或遠端執行器。圖85例示出延伸到導管25中的控制纜線386a、 386b、 386c，而無需使用防火壁、聯接器或可分離連接部。
允許工具40的遠端沿上下、左右、前後和旋轉方向致動的各種可替代控制構件可用於系統20。這種可替代控制機構被例如公開在名稱為"醫療裝置控制系統"的美國專利申請11/165,593和名稱為"醫療裝置控制系統"的美國專利申請11/474,114中，以上專利申請的全部內容由此通過引用併入本文。
此外，以下描述控制構件24以及能夠替代前述耳軸316、盤328和觸發器307的可替代控制構件的各種可替代實施例。圖86例示出允許使用者用單手控制多個自由度的斜板(swash plate ) 400。 一個這種示例性控制構件描述在美國專利3,605,725中。斜板可與"操縱杆"型的手柄一起工作以控制兩個自由度。
圖87提供斜板控制構件的另一實施例的透明圖。在一個方面，斜板控制構件24的軸320可具有允許使用手柄304代替操縱杆的彎曲部，例如90度的彎曲部。此外，手柄304可通過觸發器307提供另外的自由度。例如，手柄304可包括按鈕或觸發器，用於控制遠端執行器的致動。
在斜^1控制構件的又一實施例中，如圖88所示，工具40的旋轉可通過旋轉控制構件24來實現。例如，手柄能夠被可旋轉地固定到控制斜板的軸。當使用者利用他或她的手掌與手柄交互時，使用者可同時利用手指(例如，拇指或食指)與控制旋鈕交互以實現工具40的旋轉。圖88例示出控制構件24通過可旋轉連接部與手柄304配合，使得手柄304可相對於控制構件旋轉。為了旋轉工具40,使用者可獨立於手柄304轉動控制構件24和導管25。此外，使用者可通過推/拉手柄304使控制構件相對於軌道、框架、引導管或其它基準點移動來提供縱向移動。
雖然手柄304可相對於控制構件24和導管25旋轉，然而，在手柄304
和/或側向移動手柄304時，使用者輸入力可驅動斜板400。斜板400的運動可驅動工具40的各個自由度，包括例如導管25的活動連接。此外，縱向的使用者輸入力，例如沿平行於工具40的軸線推動/拉動，也可通過軸320傳輸以驅動工具40。
在又一方面，控制構件24可允許端執行器相對於導管25和/或相對於控制構件24獨立旋轉。圖89A和圖89B例示出允許端執行器獨立旋轉的控制機構的一個實施例。控制纜線368從控制構件24延伸通過導管25至遠端執行器(未示出)。獨立於導管25和控制構件24旋轉控制纜線368可驅動端執行器相對於導管25旋轉。
在一個實施例中，使用第一和第二斜板400a、 400b可允許控制纜線368的獨立旋轉。第二斜板400b可與控制纜線368配合，使得手柄304的旋轉導致控制纜線368旋轉。相反，控制纜線368可獨立於第一斜板400a旋轉。在一個方面，控制纜線368延伸穿過第一斜板400a內的孔，所述孔允許控制纜線368與第一斜板400a之間的相對旋轉。
控制纜線368可為將扭矩傳送到遠端執行器的可扭轉的柔性絲線、線圈、纜線或線。在一個方面，控制纜線368可另外地驅動端執行器的致動部，如前所述。例如，當希望致動遠端執行器時，手柄304可包括觸發器或類似機構以致動遠端執行器。
第二斜板400b的旋轉運動與第一斜板400a分開。在一個方面，橫杆640a、 640b從第二斜板400b延伸並通過狹槽642a、 642b與第一斜板400a可移動地配合。雖然例示出兩個片黃杆，然而三個、四個或多於四個橫杆可延伸在第一和第二斜板之間。當第二斜板400b旋轉時，^黃杆640a、 640b沿狹槽642a、 642b移動以允許第二斜板400b相對於第一斜板400a獨立旋轉。
的活動連接部。當手柄304上下或側向運動時，橫杆640a、 640b可將力從第二斜板400b傳送到第一斜板400a。例如，橫杆640a、 640b可傳送平行於橫杆的縱向軸線的力和/或平行於控制纜線368的旋轉軸線的力。這樣，使第二斜板400b關於正交於旋轉軸線R-R的軸線傾斜可驅動第一斜板，並將使用者輸入傳送到與第一斜板400a配合的控制纜線368a、 368b、 368c和/或368d。
圖89B例示出斜板400b，其圍繞正交於控制纜線368的旋轉軸線的軸線R'-R'旋轉，以驅動導管25的活動連接部。注意到的是，橫杆o40a、 640b將推/拉力從第二斜板傳送到第一斜板，並使第一斜板400a以對應於第二斜板400b的方式樞轉。在一個方面，斜板400a、 400b在其樞轉時保持相互平行。
圖90例示出手槍式把手402的手柄，其包括手柄把手上的控制旋鈕404。旋鈕404 (類似於前文中參照引導管控制部30所述的控制旋鈕)可替代觸發器控制部，或在觸發器控制部的基礎上使用。
圖91例示出位於控制構件24的近端上的控制旋鈕406。在一個方面，移動控制旋鈕406可活動連接端執行器。控制旋鈕406的近側位置有利於在工具相對於框架、軌道、引導管和/或基準點旋轉時控制工具40。當控制構件24旋轉180度或更多時，使用者可能不得不換手或調節其在標準手柄上的把持。使旋鈕406位於控制構件24的近端上可有利於在控制構件24圍繞軌道224旋轉時控制工具40。
在一個方面，控制旋鈕406與控制構件46可旋轉地配合。使用者可旋轉控制構件24以控制工具40的旋轉運動。在另一方面，旋鈕不能相對於控制構件24旋轉，旋鈕406的旋轉可驅動工具旋轉。
圖92例示出包括與牽拉線配合的柔性主體409的控制構件。移動柔性主體409導致對工具遠端的致動。圖92的控制構件也可包括滑動套筒410和/或手柄304，用於控制另外的自由度。
圖93例示出包括用於控制自由度的旋鈕或球412的控制構件。在一個方面，旋轉旋鈕412可驅動導管25相對於控制構件24的主體旋轉。例如，導管25可被構造為獨立於控制構件24旋轉。旋轉旋鈕412可驅動齒輪或滑輪413 (或其它這種機構)並使導管25旋轉。在另一方面，工具40的杆或力矩臂(未示出)可使導管旋轉。例如，杆可與延伸穿過導管25的扭轉線圈配合。杆的運動可驅動扭轉線圈並使導管和/或遠端執行器502旋轉。
圖94例示出控制構件24的另一實施例，該控制構件24包括用於控制另外的自由度的手柄304。雖然類似於前述具有驅動兩個自由度的控制手柄的控制構件，然而，圖94的控制構件包括驅動導管25的另外的自由度的第二旋轉致動器(例如，旋鈕)。在一個方面，旋轉致動器433a、 433b可相對於彼此和相對於控制構件24的殼體旋轉。旋轉致動器433b可通過從手柄304延伸到控制構件24中的軸來驅動控制構件24內的盤。類似地，旋轉致動器43 3 a可驅動第二旋轉盤。
除了由第一旋轉致動器433b驅動的第一活動連接部分623以外，由第二旋轉致動器433a控制的另外的自由度還可包括第二活動連接部分622。在一個方面，活動連接部分622可祐:放置為鄰近於第一活動連接部分623,從而為導管25提供"腕"和"肘"。另外的自由度可允許器械與另一工具匯聚和/或分開。此外，控制機構可包括用於致動端執行器502的觸發器744。圖94的控制手柄可提供四個自由度，該手柄在用於前述軌道時可為器械提供六個自由度。在一個方面，所有六個自由度可用單手控制。.
圖95例示出具有"球型"手柄414的控制構件24。球的移動機械地驅動工具遠端。在一個方面，球手柄414包括巻繞在手柄曲率周圍的控制線。相對於軸樞轉手柄414則對控制線進行拉動(或推動)並驅動工具40運動。
在又一實施例中，圖96例示出具有提供"同軸'，旋轉的觸發器把手構造的控制構件。可通過例如圍繞樞轉軸或斜板的運動來控制工具的活動連接。工具40的旋轉可通過使旋轉致動器(旋鈕)460旋轉來控制。在一個方面，旋轉致動器460可獨立於控制構件而控制端執行器和/或導管的旋轉。在一個方面，控制構件可由用作框架的引導管26支撐。例如，引導管26的包括環461的部分可支撐控制構件24，並允許工具40 (或導管25 )的相對;旋轉和/或縱向運動。環461也可用作止擋以限制工具40的遠側運動。在另一方面，環461可由與患者配合的咬合塊(bite block)或其它設備限定。
圖97例示出用於驅動或協助驅動工具40的一個或多個自由度的絞盤416。例如，當使用者驅動手柄時，控制線可圍繞絞盤416張緊，絞盤的旋轉可增大由使用者施加的力。特別是，導管致動和/或活動連接可由絞盤控制或受益於絞盤。可以另外地或可替代地使用各種其它機械力或牽拉長度增效器，包括例如滑輪、凸輪和/或齒輪。圖98A至圖98C例示出可減小控制纜線或線上的應力的傳動聯杆418。在特定實施例中，當第一控制線被牽拉時，相對的第二控制線被壓縮或推進。在控制線上施加壓縮力可導致壓曲和/或線疲勞。圖98A例示出在控制構件24內的示例性驅動機構，其中，軸320圍繞軸線321沿第一方向的樞轉，將壓縮力施加於控制纜線368a、 368b之一上，並將張緊力施加於控制纜線368a、 368b中的另一個上。類似地，使軸320沿相反的第二方向旋轉則張緊和壓縮纜線368a、 368b中的另一個。
傳動聯杆418允許控制纜線僅在被牽拉時接合。這樣，傳動聯杆可沿一個方向傳送力，而不沿相反方向傳送力。在一個方面，傳動聯杆與至少一個控制線配合，而在另一方面與第一和第二控制線配合。第一和第二控制線中的至少一個可與傳動聯杆可移動地配合。在一個示例性方面，傳動聯杆包括-接納纜線端子419的通道。當壓縮力施加於控制線上時，纜線端子可在通道內移動。相反，當第一或第二控制線被牽拉時，第一或第二控制線的纜線端子可接合傳動聯杆的內表面，並將力傳送到第 一和第二控制線中的另 一個。
在另 一方面，傳動聯杆可在第 一端與控制線配合併在另 一端與控制系統的另一部分配合。例如，傳動聯杆可將控制機構的軸與控制線連接。
圖99和圖100例示出用於調節控制構件24的機械效益的機構。在一個方面，機械效益通過改變控制纜線與控制機構配合的位置來調節。當通過移動一軸或盤(如前所述)驅動控制纜線時，控制纜線與所述軸或盤配合的位置能夠為可調節的。圖99中例示出接合纜線安裝點的齒輪機構420a。使調節旋鈕旋轉可使控制纜線朝向或背離控制機構的樞轉點或旋轉軸線移動。例如，如前所述(例如，圖44C),盤328的旋轉驅動控制纜線368。圖99的齒輪機構可併入控制構件中，以移動控制纜線368與盤328配合的位置。在另 一方面，通過朝向或背離驅動軸或斜板的中心線或樞轉點調節纜線的位置，可調節運動的輸入輸出比。圖100例示出具有可調節機械效益的控制構件，其可通過沿狹槽648移動控制纜線368的終端點來改變機械效益。
圖101例示出具有控制機構422的控制構件24，用於通過單一棒650控制多個自由度。所述控制機構包括由棒650操控的多個獨立驅動的聯動部652a、 652b。雖然例示出兩個耳關動部652a、 652b,然而，三個、四個或多於四個聯動部可圍繞棒650的遠側部分。在所示實施例中，手柄304的旋轉可朝向手柄304並朝向側部(沿旋轉方向)牽拉棒650。棒運動的橫向分量導致棒650接合聯動部652a、 652b中的一個，而不接合聯動部652a、 652b中的另一個。聯動部652a或652b的運動導致與聯動部相連的控制纜線的相應運動。
在一個方面，控制機構422被偏壓到初始位置。當使用者沿相反方向轉動控制手柄或鬆弛控制手柄時，彈簧654可牽拉被接合的聯動部652a或652b向其原始位置返回。控制手柄304的繼續旋轉可接合相對的聯動部652a或652b並驅動不同的控制纜線。
棒650可包括具有近側表面的遠側驅動器656,近側表面在形狀和尺寸上適於4妾合聯動部652a、 652b上的相應表面。當糹奉650被牽拉時，遠側驅動器656的近側表面可阻止驅動器656相對於if關動部652a、 652b滑動。馬區動器656的遠側表面可被構造為相對於聯動部652a、 652b滑動。例如，驅動器656的遠側表面可包括不與聯動部652a、 652b接合的錐形或球形形狀。
在另一方面，多於兩個聯動部652圍繞驅動器656。當提供多於兩個聯動部652a、 652b時，才奉650可同時驅動兩個相鄰的聯動部以同時驅動兩個自由度。
在另 一方面，控制機構422允許才奉650與驅動機構422分離。在使用中，彈簧654可使聯動部與球656保持接觸，並防止棒650與控制機構422分離。為了分離棒650，使用者可牽拉聯動部相互遠離(抵抗彈簧654的力)和/或移除彈簧654。包括驅動器656的棒650於是可與聯動部652分離。在一個方面，棒650的分離允許使導管25與控制構件24的 一部分分離。
圖102例示出控制構件，其中，器械纜線直接連接到使用者。例如，使用者可通過手套424操控工具。圖103例示出腳踏板426,可對手控控制構件另外地或可替代地使用該腳踏板426。例如，腳踏板可控制工具40的另外的自由度。
在一些本文描述的實施例中，控制構件24被偏壓到初始位置。例如，
控制構件內的彈性構件(例如，彈簧)可將手柄304偏壓到中性位置。當使
用者鬆開手柄時，彈簧施加力以將手柄朝向初始或中性位置移動。在另一實 例如，對運動或彈簧的摩擦阻力可在使用者移動和鬆開手柄之後防止手柄
304運動。
在另一實施例中，工具40可由不同於控制纜線的機構驅動。例如，系 統20可採用液壓類控制系統。可替代地，系統20可採用記憶合金，其中， 電流控制手術器械的致動。
圖104例示出用於凍結或阻止系統20的各個自由度的運動的各種鎖。 在一個方面，(前述)4九道224和控制構件24可相互鎖定以防止相對運動。 在另一方面，如圖104所示，軌道224上的槽可阻止相對運動。控制構件 24在安放於所述槽中時，其相對於軌道224的縱向運動被阻止。在一個方 面，控制構件可被抬起以允許相對運動。可替代地，所述槽可具有小的構形 和/或形狀以阻止運動，直到使用者施加足夠的力。無論如何，軌道224上 的表面特徵部可阻止一個自由度(縱向運動)，同時允許另 一運動自由度(旋 轉)。
在另一實施例中，控制構件24可包括防止導管25和/或遠端執行器運 動的鎖。如圖104所示，棘齒機構624或球和定位槽機構626可阻止和/或 防止控制構件的至少一個自由度的運動。在一個方面，鎖定機構可防止手柄 304的運動。在另一方面，鎖定機構可選擇性地鎖定導管致動部的至少一個 自由度。在又一方面，鎖定機構可鎖定一個自由度，同時通過控制構件24 允許其它自由度的運動和控制。
圖105例示出具有鎖定機構434的控制構件24的另一實施例，鎖定機 構434可張緊控制線以防止不需要的工具40的運動。在一個方面，鎖定機 構434可防止控制線在控制構件內的運動，並由此鎖定至少一個自由度。在另一方面，鎖定機構434可增大移動至少一個控制線以活動連接和/或致動
工具40所需的力。
在另 一 方面，控制構件可包括阻尼機構以在控制構件的操控過程中減小
不需要的工具40的運動。阻尼可在一個或多個自由度上為被動和/或主動的， 在一個方面，液壓阻尼器或緩衝器可與控制構件內的至少一個控制線配合以 抑制工具40的運動。
在另一實施例中，位置或力傳感器可併入系統20中，以協助使用者控 制手術器械。在一個方面，力度儀可測量使用者對至少一個自由度所施加的 力的大小。可為使用者顯示最大或當前的力，和/或當達到閾值的力時可制 止工具運動。
如前所述，系統20可為直接驅動式系統，使得使用者對控制構件24的 輸入或施加控制構件24上的力^L傳送到工具40的遠端。在一個實施例中， 系統20還為使用者提供實際力反饋。當工具40接觸諸如解剖結構等結構時， 使用者可感覺與該結構接觸的工具並接收力和/或觸覺反饋。在一個方面， 系統20適於通過使不需要的抑制來最小化而使實際力反饋最大化。用於使 不需要的抑制最小化的示例性結構包括諸如滑輪軸承等摩擦減小元件；低 摩擦村墊、軸承、軸襯、襯裡和塗層；在工作通道中最小化的彎曲部；硬度 增大的導管；和引導管內各通路之間的平緩過渡部。通過實現工具40的精 確運動/控制和使能量分散損耗最小化，穩定的人體工程學平臺或框架也可 幫助力反饋。作為示例，支撐工具所需的能量可導致分散損耗。這樣，使用 框架以支撐工具40可減少分散損耗。
如前所述，氣體或液體可通過引導管26傳輸到身體腔室。在一個實施 例中，流體穿過控制構件和/或至少一個軌道224a、 224b內的腔。如圖106 所示，開口 438 (例如，魯爾接頭)可位於控制構件上以提供用於液體或固 體的入口和/或出口 。流體或固體行進穿過控制構件24中的通3各634並進入 引導管和/或導管25中，以鄰近於系統20遠端離開。魯爾接頭也可(或可 替代地)用於傳輸氣體以進行吹氣或放氣。在另一方面，此腔可用於將器械
109傳送到手術部位。 、
除了控制構件24以外，或作為該控制構件24的替代方案，通路634還 可延伸穿過軌道224。例如，如圖106所示，通路可延伸穿過控制構件24 和軌道224 二者。在另一方面，軌道224與控制構件24分隔開，軌道包括 用於接納流體入口和/或出口的配件。
在另一方面，電流可通過控制構件24、引導管26和/或軌道224傳輸到 系統20。圖107例示出用於將功率傳輸到RF手術裝置的電化軌道440。該 軌道可包括通過軌道的導電部分限定和/或由收納在一部分軌道內的線限定 的電化通路。在一個方面，能量可通過直接接觸(軌道的電化表面與控制構 件24上的電接觸部電連通)、通過延伸在軌道224與工具40之間的線、和 /或無線方式(例如，感應線圈)而/人軌道244傳送到工具40。
如前所述，系統20可包括光學裝置，例如光學裝置28，用於觀看手術 部位。光學裝置可包括遠側透鏡、柔性細長主體、和用於活動連接細長主體 的遠端的近側控制部。在一個方面，光學裝置28包括控制部和活動連接部 分。可替代地，引導管26被活動連接以移動光學裝置。無論如何，各種光 學裝置，例如，內窺鏡、兒科內窺鏡和/或光纖類裝置，可用於系統20。此 外，光學裝置可包括各種晶片，例如CMOS和CCD類晶片。在又一方面， 光學器件可併入工具40a和/或40b中。在再一方面，光學器件可另外地或 可替代地集成到諸如引導管等其它系統部件中。
導管和端執行器
如圖108所示，工具40通常包括近側控制構件24、細長導管主體25 和端執行器502。圖109例示出導管25的中間部分的剖視圖，其包括用於 鮑登纜線522的內部通道520,鮑登纜線522可包括外鞘524和內部絲線526。 在一個方面，多於一個內部通道520和/或一個或多於一個鮑登纜線522可 延伸穿過導管25以控制端執行器502。在另一實施例中，鮑登纜線的鞘被 絕緣材料(例如襯裡或絕緣複合材料)所替代，並收納用於傳送電手術能的 導電線。導管25可進一步包括限定控制線腔528的管狀主體532。管狀主體532 可包括前述的工作通道主體50和/或內、外管狀主體46、 48的各種特4正部。 在另一方面，管狀主體532為限定多個控制線腔528的單一整體式主體。在 一個方面，控制線腔528可收納用於操控工具40的活動連接部分的控制線 530。控制線530和控制線腔528的數量可根據所希望的工具40的自由度和 系統20的預期用途而變化。
細長主體500可進一步包括圍繞管狀主體532定位的線或網層534。網 層534的性質可糹皮改變以調節細長主體500的硬度和/或強度。細長主體500 也可包括外鞘536以防止生物物質侵入工具40中。在一個方面，外鞘536 由流體不可滲透的彈性或聚合物材料形成。
在一個方面，工具40可被構造為提供至少一個自由度，而在另一方面， 可提供兩個或多於兩個自由度。例如，工具40的至少一部分能夠可控地沿 引導管軸線上下、側向、橫向移動，圍繞引導管的軸線旋轉運動，和/或能 夠致動端執行器。在一個方面，延伸穿過導管主體25的控制纜線可使端執 行器上下、側向移動，並可致動端執行器502。
工具40的遠端可例如包括提供上下和/或側向活動連接的活動連接部分 540。如圖110所示，活動連4妻部分540可包括網層534和/或外鞘536，如 前文中參照細長主體500的中間部分所述。在網層534內，活動連接部分 540可包括由一系列管段或環(未示出)形成的活動連接主體542。控制線 530可配合活動連接主體542以控制活動連接主體542的運動。
此外，工具40可包括各種可替代的端執行器，例如，夾鉗、剪刀、組 織截斷器、夾具、鑷子、解剖器、和/或其它可打開和閉合的手術工具。在 另一方面，端執行器不被構造為致動。在又一方面，端執行器由導管主體的 一部分限定並包括例如鈍端或敞開腔。
圖111A例示出端執行器502的一個示例性實施例。如所示，鮑登纜線
522可被張緊以閉合夾鉗550。類似地，圖111B例示出由鮑登纜線522控制
的針驅動器552的一個示例性實施例。在又一實施例中，可使用燒灼裝置來替代端執行器。例如，圖111C例示出鉤燒灼裝置554。能量源可聯接到工
具40。例如，控制構件24、框架22和/或軌道224可將能量傳送到遠側鉤 燒灼裝置554。各種單極和雙極燒灼裝置可用於系統20。系統20可包括絕 緣材料，以減小電流意外傷害使用者和/或患者的機率。在一個方面，絕緣 鞘556定位在能量傳輸線558周圍。
除了圖U1A至圖111C中所示的端執行器以外，另外的端執行器也是 可以想到的。例如，端^丸行器可包括閉合機構，例如，夾、4丁、環和/或綁 扎縫合裝置。此外，修補物，例如，圈、籃和/或環，也可與系統20配合。 在又一方面，端執行器可為探測或組織釆樣裝置，例如，光學器件、細胞檢 查刷、鑷子、去核裝置、和/或流體提取和/或傳輸裝置。在再一方面，協助 使腔開放或使開口擴大的器械也是可以想到的。例如，端執行器可為氣球、 開放刷、支架、扇形牽引器、和/或線結構。
在又一實施例中，工具40不包括端執行器。例如，工具可包括鈍端， 用於探測和/或用於協助另一手術器械或端執行器。在再一實施例中，工具 40可包括敞開遠端，用於傳輸治療流體或固體和/或用於收集身體流體或組 織樣本。在一個這種方面，導管25可包括延伸到遠側開口的敞開腔，用於 傳輸和/或收集物質。
以下描述工具40的多個可替代實施例。
圖112例示出端執行器502的一個方案，其包括適於限制端執行器的運 動的片簧506。在一個方面，片簧506在位於端執行器502中時防止至少一 個自由度，例如沿平行於片簧平面的方向的運動。片簧可通過推進器線(未 示出)移動到適當位置和離開。雖然相對於端執行器論述片簧506,然而， 可在整個導管25中使用一個或多個片簧以阻止自由度的運動。
圖113例示出鄰近於導管主體25與工具40的端執行器502的界面定位 的配合板508。如以上關於板63所述，配合板508可幫助使控制纜線510 與端執行器502配合。
如前所述，工具40可包括控制纜線。在一個方面，至少一個纜線為鮑登型纜線。例如，鮑登型纜線512可驅動端執行器502,而其它自由度由非
鮑登型纜線操控。可替代地，可利用鮑登纜線控制多於一個自由度。
在另一實施例中，工具40可具有可變長度的活動連接部分。例如，如 圖114所示，控制纜線510的長度和/或位置可被調節，以控制工具40的活 動連接部分的長度。在一個方面，纜線510可為鮑登型纜線，鮑登纜線鞘的 長度或位置可被調節以改變活動連接部分的長度。
導管主體25可具有多種可替代構造。在一個方面，導管主體沿其軸向 長度包括不同性質。例如，細長主體500可包括沿細長主體的長度具有不同 剛度的材料。在一個示例中，導管剛度沿導管長度變化。在另一方面，導管 剛度可沿橫向變化。圖115例示出平行於較硬的硬度計部分662延伸的較軟 的硬度計部分660。可選擇剛度的變化以提供不同的彎曲特性。
在另一方面，使用者可改變導管25的剛度。圖116A例示出具有控制 線腔和硬化腔431的導管25。通過將材料(例如流體)注入硬化腔431'中 或將材料移除，可調節導管25的硬度。在一個方面，導管25包括允許使用 者調節導管彎曲特性的相對的硬化腔431。例如，導管的一側可增大硬度。 在另一方面，導管沿其長度的不同段可具有不同的硬化腔，以允許沿導管長 度的硬度變化。
在一個方面，〗吏用者可注入硬化流體。在另一方面，硬化腔可接納一個 或多個硬化棒。例如，導管25可設置有一組具有不同硬度的硬化棒。使用 者可選擇所希望硬度的硬化棒並將所選擇的棒插入以調節導管性質。硬化棒 也可具有不同長度或沿其長度變化的硬度，以允許沿導管的長度調節硬度。
在另一實施例中，導管25內的磁流變流體可硬化和/或鎖定導管。圖 116B例示出用於接納；茲流變流體的室762和可對室762內的流體施加f茲場 以硬化導管的磁體764。在一個方面，室762沿導管25的長度延伸。當施 加磁場時，硬化的流體可防止導管的側向和/或上下運動。
圖117例示出導管末端，該末端寬於導管25的主體。寬末端可通過允 許增大的牽拉線分離來提供較大的彎曲強度。在一個方面，圖117的導管25與引導管一起使用，引導管在其遠側部分具有直徑增大的工作腔。工作 通道的遠側部分可在尺寸和形狀上適於接納寬末端。在一個方面，寬末端大 於工作腔的近側部分。在將引導管插入患者體內之前，導管可放置在工作腔 內。
在又一實施例中，工具40的細長主體500可具有多於三個自由度。圖 118例示出主體500,其具有多個主體段和多個自由度，包括例如，另外的 旋轉、縱向、樞轉和彎曲自由度。在一個方面，工具40可沿其長度包括多 於一個活動連接或彎曲部分。在另一方面，第一導管段500a可相對於第二 導管段500b旋轉。在另一方面，導管主體500可包括伸縮式段。例如，導 管段500a、 500b、 500c可為伸縮式的。
在具有另外的自由度的導管的另一實施例中，導管25可具有兩個沿縱 向分離的活動連接部分。這樣，導管可具有"腕"和"肘"。該腕和肘可允 許工具形成S曲形。
為了幫助確定端執行器502的位置或運動自由度，工具40的一部分可 包括標記。圖119例示出的具有標記516的工具40，該標記用於確定工具 40與系統20的另一部分之間的相對運動量。在一個方面，記號允許使用者 確定導管相對於引導管、框架、軌道、患者和/或另一基準點的旋轉和/或縱 向位置。
各種導管主體結構可用於系統20。圖120A和圖120B例示出工具40 的一個示例性實施例，其具有主體700和遠側活動連接部分702。主體700 可包括半柔性擠出部704,例如，尼龍、PTFE或等同物。在一個方面，主 體可包括用於鮑登纜線的至少一個腔。例如，鮑登纜線可延伸穿過主體700 內的中心腔。另外的控制纜線，例如鮑登纜線或牽拉線，可延伸穿過該中心 腔和/或被收納在分立的腔中。在一個方面，多個腔，例如四個腔，被^是供 用於多個鮑登纜線，例如四個鮑登纜線。
可替代地或另外地，導管主體根據工具40的預期用途可具有各種不同 構造。例如，主體70不與端執行器配合，而是能夠具有敞開腔，用於傳輸
114分立的器械或治療物質。在另一方面，主體可由電絕緣材料形成和/或包括 絕緣襯裡以允許電手術能傳送到端執行器。
活動連接部分702可包括較軟或較低的硬度計擠出部。活動連接部分擠
出部可具有與主體擠出部的腔類似的結構。例如，活動連接部分702可包括 用於接納鮑登纜線的中心縱向開口 。
工具40可包括在較硬部分和較軟部分之間發生導管硬度改變的過渡區 域。如圖120A所示，主體700的一部分可延伸到活動連接部分中。特別是， 主體的延伸構件710可延伸到活動連接部分的腔中。延伸構件710可具有對 應於活動連接部分的內部腔的尺寸和形狀。在使用中，延伸構件可硬化活動 連接部分的近端以在較硬主體與較軟活動連接部分之間提供緩和過渡。在一 個方面，延伸部分具有變化的柔性，使得延伸部分在其近端具有較硬構造， 而在其遠端具有較軟構造。
如圖120A、圖121A和圖121B所示，工具40可包括位於主體與活動 連接部分之間的止推板706。在一個方面，止推板可包括用於供繩延伸穿過 的孔或狹槽708。所述孔可在尺寸上允許鮑登纜線的內部繩穿過該孔。相反， 防止鮑登纜線的外罩向遠側延伸超過止推板。例如，外罩可與止推板配合， 和/或止推板孔可在尺寸上防止鮑登纜線罩穿過該孔通過。在一個方面，如 圖121B所示，止推板可包括圍繞孔708的凹進區域以接納鮑登纜線罩。
在一個方面，止推板可由一件式止推板主體形成。在另一方面，止推板 706由多件式結構限定。例如，圖120A例示出兩件式止推板。兩件一起限 定所希望的止推板706的形狀。
在另一方面，止推板706包括在尺寸和形狀上適於接納主體700的延伸 構件710的中心開口 711。延伸構件可穿過中心開口 711並進入活動連接部 分702內的對應腔中。
圖122A至圖126例示出用於本文描述的系統的工具的又一實施例。作 為如前所述的與工具40配合的端執行器的可替代方案，在另一實施例中， 工具40包括兩個獨立主體。如圖122A所示，工具40可包括第一工具構件41a和第二工具構件41b。工具構件41a和41b可4是供與前述工具40相同的 功能。然而，兩件式工具40允許使用者移除和更換工具構件41b,以改變 端執行器。此外，兩件式工具可提供另外的自由度。
圖123A和圖123B例示出由工具構件41a的第一外部主體800和工具 構件41b的第二內部主體802限定的導管主體25'。外部主體800可具有/人 控制構件24延伸到工具遠端的敞開內腔。第二內部主體802可包括被構造 為穿過外部主體的細長構件和端執行器。在使用中，內部主體可被導引穿過 外部主體，使得內部主體的端執行器延伸到外部主體的遠端之外。內、外部 主體可一同協作並用作一體式工具。
外部主體可控制最多四個自由度，而內部主體可具有至少一個自由度。 例如，外部主體可控制如前所述的相對於工具40的左右、上下、縱向運動、 和/或旋轉運動。由內部主體提供的另外的自由度可為端執行器的致動。
在一個方面，內、外部主體800、 802可相互配合，使得內部主體802 和端執行器502與外部主體800 —致移動。當內、外部主體相互配合時，使 外部主體800彎曲或活動連接可導致內部主體802彎曲，而無需內部主體的 端執行器502相對於外部主體縱向移動。另外地或可替代地，當內、外部主 體配合時，外部和/或內部主體的》走轉運動被傳送到外部和內部主體中的另 一個。例如，當外部主體旋轉時，內部主體802的端執行器502可隨外部主 體一致移動。
在一個方面，當內部主體位於外部主體內時，內、外部主體的遠端可利 用幹涉配合進行配合。另外地或可替代地，內、外部主體可利用螺紋連接、 扭鎖、搭扣配合、錐鎖、或其它機械或摩擦接合方式進行配合。在一個方面， 內、外部主體在工具40的鄰近於端執行器502的遠端處配合。在另一方面， 內、外部主體可在沿工具40的長度的多個位置進行配合。在一個方面，使 內、外部主體800、 802配合防止內、外部主體的遠端的相對平移和/或旋轉 運動。
在另一實施例中，內、外部主體可包括配合特徵部，該配合特徵部允許旋轉和平移運動中的一種，而防止旋轉和平移運動中的另一種。例如，在內、 外部主體上的縱向槽和對應凹進可阻止相對旋轉運動，而允許相對縱向運 動。在另一方面，內、外部主體的配合特徵部可適於允許旋轉，而防止縱向 運動。例如，可旋轉搭扣配合可阻止第一和第二主體的相對縱向運動。
工具40的配合特徵部可用作止擋，使得當內、外部主體配合時防止內
部主體相對於外部主體向遠側運動。配合特徵部因而可控制內部主體(特別
是端執行器)延伸超過外部主體的距離。在一個方面，內部主體802的遠端 包括第一直徑和較大的第二直徑。外部主體800可具有由內直徑限定的止 擋，該止擋允許第一直徑通過，但防止較大的第二直徑通過。在一個方面， 止擋被定位為使得在端執行器502穿過遠側開口 503之後防止內部主體進一 步向遠側運動。
在另一方面，如圖123C和圖123D所示，內部主體802的包括活動連 接部分804的部分可延伸超過外部主體800的遠端810。活動連接部分804 可為工具40提供一個或多於一個另外的自由度，並允許例如左右和/或上下 運動。內部主體相對於外部主體的其它另外的或可替代的自由度可包括縱向 運動和/或預彎曲主體。
在另一方面，端執行器可相對於工具41a的外部主體800旋轉。例如， 內部主體可與端執行器固定地配合，並且端執行器的旋轉可通過旋轉內部主 體來驅動。可替代地，端執行器可獨立於內、外部主體而旋轉。在另一方面， 端執行器的^走轉可相對於外部主體被可控地鎖定。例如，在通過旋轉內部主 體而使端執行器旋轉為所希望的構造之後，端執行器可相對於內部而被鎖 定。
參照圖122A，內部主體802可延伸到用於控制端執行器502和/或活動 連接部分804的近側控制器714。在一個方面，內部主體802穿過工具構件 41a的近側控制器24。例如，控制構件24可包括用於接納內部主體802的 近側孔。
在一個方面，近側控制器714與控制構件24的一部分配合。如圖122A和122B所示，控制器714可為用使用者的手指操控的牽拉或推進環。近側 控制器714可與工具構件41a的手柄304配合，以允許使用者用單手控制內 部和外部主體802、 800 二者。
在另一實施例中，使用者可通過操控外部主體控制構件24而活動連接 內部主體。如圖124所示，內部主體，特別是工具構件41b的控制器714， 可與工具構件41a的控制構件24配合。使用者可通過操控控制構件手柄304 來驅動控制器714。在一個示例性方面，內部主體802的近端可與控制構件 24上的巻軸底架812配合，巻軸底架812通過控制構件的手柄304上的觸 發器而活動連接。應意識到，巻軸和/或指環可通過手柄304或觸發器306 的運動來驅動。
在一個實施例中，外部主體可與各種不同的內部主體協作，以允許醫生 快速改變與工具40關聯的端執行器。當希望使用新的端執行器時，使用者 可移除內部主體並更換為具有不同端執行器的不同內部主體。
在兩件式工具的另一實施例中，外部主體可包括端執行器，而內部主體 驅動結合的內、外部主體的活動連接部。圖125A至圖125C例示出這種構 造的示例性方案。如圖125A所示，外部主體800包括在尺寸和形狀上適於 接納內部主體的腔770。在一個方面，腔770具有封閉的遠端，外部主體800 包括端執行器502。內部主體802可具有對應於腔770的至少一部分的尺寸 和形狀。此外，內部主體802可具有活動連接部分772，用於驅動工具40 的活動連接部。例如，牽拉線774可延伸到用於驅動內部主體的活動連接部 分772。內部主體的活動連接部在位於外部主體內時驅動外部主體。
在一個方面，如圖125A所示，內部主體可包括用於驅動外主體的端執 行器的控制線776。當內、外部主體配合時，控制線776可與端執行器控制 線778配合。當力施加於控制線776上時，該力可傳送到控制線778,以致 動端執行器502。本領域技術人員可意識到，各種機械互鎖和/或摩擦接合結 構可用於配合控制線776、 778。在一個方面，控制線776的遠端可包括用 於接納在控制線778內的配合特徵部。控制線776首先前行進入控制線778
118中。控制線778的近端然後可被擠壓或壓縮以防止控制線776從控制線778 撤回。在一個方面，使外部主體800的控制線778移動至內部主體802中， 可壓縮控制線778並將控制線778與內部主體802鎖定。
在另一方面，作為延伸穿過內部主體802的用於端執行器502的控制線 的替代方案， 一個或多個控制線可延伸穿過外部主體800或沿外部主體800 延伸。如圖125B所示，控制線778a、 778b延伸穿過腔770。可替代地，外 部主體構件800的壁內的腔可收納控制線778a、 778b。
在一個方面，兩個控制線778a、 778b被提供用於致動端執行器502。 在使用中，線778a、 778b被一致牽^立以避免不需要的工具40的活動連接。 在一個方面，控制線778a、 778b與軸782配合。使用者輸入力可通過控制 線778a、 778b傳輸到軸782，使得對控制線778a、 778b的牽拉致動端執行 器502。外部主體構件800可包括允許軸782在其中移動的室784。
雖然工具40的活動連接部被例示出通過控制線活動連接，然而其它活 動連接機構也是可以想到的。在一個方面，如圖125C所示，內部主體802 可包括預成形主體。當內、外部主體構件離開引導管26且不再受到引導管 約束時，預成形內部主體802可使工具40彎曲。在一個方面，內部主體802 可在外部主體內旋轉以允許工具40沿不同方向彎曲。
當內部主體802位於外部主體內的腔770內時，圖125A至圖125C中 所示的內、外部主體802、 800可相互配合或相互停靠。在一個方面，如圖 125B所示，內、外部主體可通過搭扣配合進行配合。當內部主體被配合時， 搭扣配合可為使用者提供觸覺反饋並指示內、外部主體的適當停靠。本領域 技術人員可意識到，各種另外的或可替代的配合機構可允許內、外部主體停 靠。
本文描述的系統20的各種實施例和各種部件可為一次性的或可重複使 用的。在一個實施例中，系統20的祐 沒計為與組織4妄觸的至少一些部件可 為一次性的。例如，引導管26和/或工具40a、 40b可為一次性的。在另一 方面，工具40a、 40b的一部分，例如導管25a、 25b和/或端#1行器502可為一次性的。在又一實施例中，例如，當軌道224a、 224b與控制構件24a、 24b 固定地配合時，軌道也可為一次性的。相反，諸如框架22和/或軌道224a、 224b等部件可為可重複使用的。
如果無菌系統部件是必要的或所希望的，則系統可包括密封件、護罩、 披蓋和/或袋，以保護無菌性。例如，當引導管的工作腔和/或主腔被保持為 無菌條件時，護罩、披蓋和/或密封件可放置在引導管通路的遠側和/或近側 入口處。圖126例示出被放置在工具40的遠側部分上以保持無菌性的袋或 鞘715。如前所述，工具的一部分，例如導管25，可與工具40可分離地配 合。在使用中，無菌導管可被連接到可重複使用的或非無菌的控制構件24。 類似地，如圖127所示，袋或鞘可與引導管26的遠側部分配合。引導管的 非無菌和無菌部分可在使用前配合。圖128例示出在工作腔44的入口 38處 的罩660，用於幫助保護引導管26的無菌性。圖129例示出可重複使用的 控制構件和具有可分離的端執行器的導管。圖130例示出具有一次性內部主 體和可重複使用的外部主體的工具40。
進一步在此描述使用系統20的方法。在一個實施例中，引導管26通過 天然身體孔道傳輸到手術部位。然後，至少一個光學裝置，例如兒科內窺鏡，
通過工作通道42傳輸。此外，至少一個工具40通過工作通道之一傳輸。工 具40的近端，例如控制構件24,可連接到框架22。在一個方面，控制構件 24與軌道224配合，使得工具40可在軌道224上縱向移動和/或圍繞軌道 224旋轉。
在一個方面，系統20為工具40的遠端提供至少兩個自由度，這些自由 度通過在軌道224上移動控制構件24來控制。例如，可通過操控控制構件 24而使端執行器旋轉和縱向移動。
在另一方面，另外的自由度由引導管26的活動連接部分提供。例如， 引導管26可通過控制部30而上下和/或側向移動。這樣，系統20可為端執 行器提供三個或多於三個自由度。
在另一方面，另外的自由度由工具40提供。例如，控制構件24可通過操控手柄304使工具40的遠端上下和/或側向移動。此外，手柄304可控制 端執行器的致動部以夾持和/或切割組織。通過使用另外的活動連接部分和/ 或預彎曲段，可為工具和/或引導管增加進一步的自由度。
在一個實施例中，由控制構件24、軌道224和/或引導管26提供的各種 自由度允許醫生移動組織、夾持組織、切割組織、縫合組織、和/或探測解 剖結構。在另一實施例中，系統20包括兩個工具40，每個工具具有多個自 由度。特別是，系統20可提供足夠的自由度，以允許工具40在被醫生觀看 的同時一起工作。這樣，不同於傳統系統的是，本文描述的系統允許醫生執 行如下手術過程其需要對兩個工具至少部分地獨立控制和足夠的運動自由 度，以允許工具一起工作。
在一個實施例中，系統20為端執行器^是供的自由度和同時控制這些自 由度的能力，允許醫生遠距離繫結和/或縫合。在此進一步描述遠距離繫結 的方法。在一個方面，繫結由包括柔性引導管和/或柔性工具的系統執行。 這種系統可在系統20通過天然孔道插入時允許遠距離繫結。
可提供具有前述各種特徵部中的一些或所有特徵部的系統20。在一個 方面，如圖131A所示，第一和第二工具40a、 40b被放置於諸如手術部位等 目標部位的鄰近處。在一個方面，繫結為縫合或組織附著過程的一部分。通 過第一工具夾持縫合線、線或絲線900。各種端執行器可與工具40a、 40b 配合，以夾持和/或操控縫合線。在一個方面，至少一個端執行器為鑷子。
通過由第一端執行器502a保持的縫合線，第一和第二工具由第一和第 二近側控制器操控，以將縫合線巻繞在第二工具40b周圍(即，在第二遠端 執行器502b周圍)。在一個方面，第一遠端執行器502a保持靜止，而第二 遠端執行器502b圍繞縫合線移動以形成環。例如，如圖131B所示，第二遠 端執行器502b的末端被控制圍繞縫合線。可替代地，第二遠端執行器可保 持靜止，而可通過移動第一遠端執行器將縫合線巻繞在第二遠端執行器周 圍。在又一方面，使用者可使第一和第二遠端執行器相對於彼此移動而在第 二遠端執行器周圍形成環。一旦環被形成在第二遠端執行器502b周圍，則使用者可將第二工具40b 移動到適當位置以由第二遠端執行器502b夾持縫合線。如圖131C所示，第 二遠端執行器502b可被平移以向前移動並被致動以打開鑷子。利用由第一 和第二端執行器夾持的縫合線，使用者可平移(牽拉)第二工具以使第二遠 端執行器移動穿過所述環並形成如圖131D所示的單一扁平結。
利用在適當位置的第一扁平結，第二結可被形成以完成方形結。如圖 131E至圖131J所示，前述過程可通過使第一和第二遠端執行器互換角色並 使縫合線環沿相反方向巻繞而重複進行。
作為繫結過程的一部分，工具40a、 40b允許使用者獨立控制第一和第 二遠端執行器的運動或保持第一和第二遠端執行器的位置。在一個方面，第 一和第二工具通過第一和第二近側控制構件被平移(前後移動)、旋轉(扭
轉)、活動連接(上下和/或左右)和致動(鑷子被打開/閉合)。這些運動 中的每一種均可獨立於第一和第二工具執行。此外，使用者可同時控制兩種
或更多種這些運動。
以下提供本文描述的系統可寺丸行的示例性過程類別和具體過程。 心血管類
血管再造 穿孔 搭橋 分流
瓣膜(替換和修復)
左心耳(為預防腦卒/栓塞進行的閉合、封堵或移除)
左心室削減
心房和隔膜缺陷
動脈瘤救治
動脈4直入
動脈內膜切除
122經皮冠狀動脈腔內成形術(PTCA)
經皮血脈腔內成形術(PTA) 動脈擴張
一期植入
再狹窄治療 血管摘取
靜脈血管才直入
胸廓內動月永 心輔助裝置
電生理學(測繪和切除) 腔內 腔外
放射科
非血管性放射科 肺/耳鼻喉
肺減容
肺癌治療
食管切除術
喉外科
扁桃腺
呼吸暫停
鼻/竇
耳鼻喉科 神經科
腫瘤治療
腦積水 整形外科子宮鏡
子宮切除
生殖
增孕
避孕 子宮力幾瘤切除 子宮內膜異位 常規外科
膽嚢切除 疝氣
腹部 隔膜
粘連
腸胃
出血
組織切除 胃食管反流
Barrett食管
肥胖
外結腸手術 泌尿科
腎結石 膀胱癌 失禁
輸尿管再植 前列腺以下提供用於本文描述的系統的入路部位的示例清單:
經由口部
經由肛門
經由陰道
經由皮膚
腹腔鏡
胸腔鏡
通至循環系統 經由鼻部 經由尿道
權利要求
1、一種用於同時控制多個自由度的驅動系統，該系統包括至少一個工具，所述工具包括延伸在近端與遠端之間的細長主體；控制器，其用於接收使用者輸入並將這些使用者輸入機械傳送到遠側操控段；和遠端；其中所述控制器能夠導引所述遠端的至少一個自由度；以及框架，其被構造為與所述工具配合，其中，所述至少一個工具的所述控制器與所述框架能移動地連接，使得所述控制器能夠相對於所述框架運動，以允許使用者控制所述工具相對於所述框架的至少兩個自由度，並允許經由所述控制器同時控制所述遠端的所述至少一個自由度。
2、 根據權利要求1所述的系統，其中，所述控制器能夠通過所述操控 段導引所述遠端的至少兩個自由度，並能夠通過致動遠端執行器來控制所述 遠端的另外的自由度。
3、 根據權利要求1所述的系統，其中，使用者對所述控制器的輸入能 夠同時控制所述操控—糹殳的運動和所述工具相對於所述框架的運動。
4、 根據權利要求1所述的系統，其中，所述控制器包括手柄，且該手 柄相對於所述控制器的主體的運動控制所述至少一個自由度。
5、 根據權利要求4所述的系統，其中，所述至少一個自由度為所述操 控段的運動。
6、 根據權利要求1所述的系統，其中，所述框架適於與患者配合。
7、 根據權利要求1所述的系統，其中，所述框架相對於患者固定。
8、 根據權利要求1所述的系統，進一步包括光學裝置。
9、 根據權利要求1所述的系統，其中，所述工具能夠相對於所述框架 平移和旋轉。
10、 根據權利要求9所述的系統，其中，所述工具的平移為沿與由所述 工具的所述細長主體限定的軸線平行的縱向軸線的移動。
11、 根據權利要求9所述的系統，其中，所述工具被約束為平行於一軸線移動和圍繞該軸線旋轉。
12、 根據權利要求1所述的系統，進一步包括軌道，該軌道能移動地配 合所述工具和所述框架。
13、 根據權利要求12所述的系統，其中，所述軌道將所述控制器相對 於所述框架的運動約束為沿與由所述軌道限定的軸線平行的軸線的運動。
14、 根據權利要求13所述的系統，其中，所述軌道平行於由所述工具 的所述細長主體限定的軸線。
15、 根據權利要求12所述的系統，其中，所述軌道包括近側止擋和遠 側止擋以限制所述控制器的縱向移動。
16、 根據權利要求12所述的系統，進一步包括延伸在所述軌道與所述 控制器之間的導電路徑。
17、 根據權利要求12所述的系統，進一步包括在所述軌道、框架和/或 控制器上的記號，該記號用於指示所述遠端的相對位置和/或方位。
18、 根據權利要求12所述的系統，其中，所述軌道具有非線性形狀。
19、 根據權利要求1所述的系統，進一步包括具有至少一個腔的引導管， 所述至少一個腔在尺寸和形狀上適於所述細長主體通過。
20、 根據權利要求19所述的系統，其中，所述引導管包括軌道，且所 述工具與所述軌道能移動地配合。
21、 根據權利要求1所述的系統，進一步包括鎖，該鎖在被接合時用於 阻止所述工具的操控段運動。
22、 一種用於同時控制多個自由度的驅動系統，該系統包括 第一工具，其包括與第一控制器相連的第一遠端執行器，其中所述第一控制器包括允許使用者用單手同時控制所述第一工具的至少三個自由度的 手柄；第二工具，其包括與第二控制器相連的第二遠端執行器，其中所述第二 控制器包括允許使用者用單手同時控制所述第二工具的至少三個自由度的 手柄5禾口框架，其中所述第一工具和第二工具與所述框架能移動地配合。
23、 根據權利要求22所述的系統，其中，所述框架包括分別與所述第 一工具和第二工具配合的第一軌道和第二軌道。
24、 根據權利要求22所述的系統，其中，通過所述第一軌道和第二軌 道相對於所述框架的運動，所述第一工具和第二工具能夠相對於患者平移和 /或旋轉。
25、 根據權利要求22所述的系統，其中，所述第一工具和第二工具能 夠被使用者同時操作。
26、 根據權利要求22所述的系統，其中，所述系統適於允許使用者利 用所述第一控制器和第二控制器驅動所述第一工具和第二工具的至少八個 自由度。
27、 根據權利要求26所述的系統，其中，單一使用者能夠導引所述至 少/V個自由度。
28、 根據權利要求22所述的系統，進一步包括引導管。
29、 根據權利要求28所述的系統，其中，所述引導管為所述系統提供 至少一個另外的自由度。
30、 根據權利要求22所迷的系統，其中，所述第一工具的所述三個自 由度中的至少一個為所述第一遠端執行器相對於所述第一控制器的旋轉。
31、 一種用於同時控制多個自由度的驅動系統，該系統包括 第一工具，其包括與第一控制器相連的第一遠端，其中所述第一控制器包括允許使用者用單手同時控制所述第一工具的至少三個自由度的手柄； 第二工具，其包括與第二控制器相連的第二遠端，其中所述第二控制器包括允許使用者用單手同時控制所述第二工具的至少三個自由度的手柄；和 第一框架和第二框架，其中所述第一工具和第二工具分別與所述第一框架和第二框架能移動地配合。
32、 一種直接驅動式系統，包括延伸在近端與遠端之間的細長引導管，所述引導管包括用於至少一個工 具的至少一個工作通道，所述引導管具有至少一個遠側開口和至少一個近側 開口；第一工具，其包括延伸在近端與遠端之間的細長主體、遠端執行器和控 制器，所述細長主體在尺寸上使得，當所述控制器從所述引導管的所述至少 一個近側開口延伸時，所述遠端執行器能夠鄰近於所述引導管的所述遠側開 口定位，所述第 一工具包括在所述控制器與所述遠端執行器之間的連接部， 該連接部用於將力傳送到所述端執行器，其中所述連接部能夠導引所述遠端 執行器的至少兩個自由度；和框架，其被構造為支撐所述第一工具，其中，所述第一工具的所述控制 器與所述框架配合，並允許使用者相對於所述引導管移動所述控制器，並通 過所述控制器操控所述第一工具的所述至少兩個自由度。
33、 根據權利要求32所述的系統，其中，所述框架包括第一軌道。
34、 根據權利要求33所述的系統，其中，所述控制器與所述第一軌道 能分離地配合。
35、 根據權利要求33所述的系統，進一步包括與所述框架配合的光學 裝置。
36、 根據權利要求33所述的系統，進一步包括被構造為支撐第二工具 的第二軌道。
37、 根據權利要求33所述的系統，其中，所述控制器能夠相對於所述 框架平移和旋轉。
38、 根據權利要求33所述的系統，其中，所述控制器與所述軌道之間 的連接部允許同時縱向和旋轉運動。
39、 一種同時控制工具的多個自由度的方法，該方法包括 提供工具，所述工具包括遠端、細長主體以及用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器；相對於框架移動所述工具，以控制所述工具的至少兩個自由度；以及 同時，操控所述控制器，以控制所述遠端的所述至少一個自由度。
40、 根據權利要求39所述的方法，其中，所述控制器利用軌道與所述 框架配合。
41、 根據權利要求39所述的方法，其中，所述移動的步驟包括將力 施加於所述控制器上，以相對於所述框架移動所述工具。
42、 一種同時控制驅動系統的多個自由度的方法，該方法包括 提供驅動系統，所述驅動系統包括工具，所述工具具有遠端執行器、細長主體以及用於控制所述遠端執行器的至少一個自由度的控制器；與所述 控制器能移動地配合的框架；和引導管；相對於所述引導管移動所述工具，以控制所述工具的至少兩個自由度；以及同時，操控所述控制器，以控制所述遠端執行器的所述至少一個自由度。
43、 一種同時控制驅動系統的多個自由度的方法，該方法包括 提供與框架能移動地配合的第一工具和第二工具，所述第一工具包括第一遠端執行器、第一細長主體和第一控制器，所述第二工具包括第二遠端執 行器、第二細長主體和第二控制器；操控所述第一控制器以同時控制所述系統的至少三個自由度；和 操控所述第二控制器以同時控制所述系統的至少三個另外的自由度。
44、 根據權利要求43所述的方法，其中，操控所述第一控制器包括 相對於框架移動所述第一工具，以及控制所述第一遠端執行器的運動。
45、 一種用於支撐手術器械的能調節框架，包括手術器械，其包括細長導管主體、遠端和控制器，所述控制器用於通 過對所述控制器的使用者輸入來控制所述遠端的至少一個自由度；框架，其用於支撐所述手術器械，所述框架包括第一主體構件和第二主 體構件，所述控制器與所述第一主體構件能移動地連接，並相對於所述第一主體構件具有至少兩個自由度，其中，在所述第一主體構件與所述控制器之 間的能移動連接部將所述控制器的運動約束在給定容積內，所述第二主體構 件被固定地連接到基準點；和在所述第一主體構件和第二主體構件之間的能調節連接部，其中，所述 第一主體構件相對於所述第二主體構件的運動允許使用者改變將所述控制 器約束在所述容積中的該容積的位置。
46、 根據權利要求45所述的框架，其中，所述第一主體構件為軌道。
47、 根據權利要求45所述的框架，其中，所述第一主體構件將所述控 制器的運動約束為沿平行軸線的運動。
48、 根據權利要求47所述的框架，其中，所述能調節連接部允許使用 者改變所述軸線的方位。
49、 根據權利要求45所述的框架，其中，所述第二主體構件包括用於 與手術室中的結構配合的配合特徵部。
50、 根據權利要求45所述的框架，其中，所述第二主體構件包括用於 與患者或手術室用具配合的配合特徵部。
51、 根據權利要求45所述的框架，其中，所述第二主體構件與能移動 底座配合。
52、 一種用於支撐引導管的框架，包括手術器械，其包括細長導管主體、遠端以及用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器；細長引導管，其具有用於所述導管主體通過的至少一個通道；和 框架，所述控制器與所述框架能移動地且能分離地連接，並相對於所述框架和與該框架能分離地連接的所述引導管具有至少兩個運動自由度。
53、 根據權利要求52所述的框架，其中，所述框架包括軌道，且所述 控制器與所述軌道能移動地配合。
54、 根據權利要求53所述的框架，其中，所述控制器與所述軌道能分 離地配合。
55、 根據權利要求53所述的框架，其中，所述軌道與所述框架能分離 地配合。
56、 根據權利要求52所述的框架，其中，所述引導管與所述框架之間 的連接部為快速斷開結構。
57、 根據權利要求52所述的框架，其中，所述控制器與所述框架之間 的連接部為快速斷開結構。
58、 根據權利要求52所述的框架，其中，所述框架將所述控制器的運 動約束為沿相互平行的軸線的移動。
59、 根據權利要求52所述的框架，其中，所述框架為能調節的，以當 所述引導管和/或控制器連接到所述框架時允許所述引導管和/或控制器相對 於基準點運動。
60、 一種用於支撐器械的引導管，包括手術器械，其包括細長導管主體、遠端執行器以及用於控制所述遠端 執行器的至少一個自由度的控制器；和細長引導管，其具有用於所述導管主體通過的至少一個通道，所述引導 管包括近側控制部和遠側活動連接部分，所述控制器與所述引導管能移動地 連接，且具有相對於所述引導管的至少兩個自由度，其中，所述引導管支撐所述控制器，所述能移動連接部約束所述控制器 相對於所述引導管的運動。
61、 根據權利要求60所述的框架，其中，所述能移動連接部包括安裝 在所述引導管上的軌道。
62、 根據權利要求60所述的框架，其中，所述能移動連接部包括由所 述引導管的一部分限定的軌道。
63、 根據權利要求61所述的框架，其中，所述軌道與所述引導管的所 述近側控制部相鄰設置。
64、 根據權利要求60所述的框架，其中，單一使用者能夠同時操控所 述手術器械的所述控制器和所述引導管的所述近側控制部。
65、 根據權利要求60所述的框架，其中，所述引導管與框架能分離地配合。
66、 一種用於支撐手術器械的能調節系統，包括手術器械，其包括細長導管主體、遠端執行器以及控制器，所述控制 器用於通過對所述控制器的使用者輸入來控制所述遠端執行器的至少 一 個 自由度；細長引導管，其具有用於所述導管主體通過的至少一個通道，其中，操 控所述控制器使所述遠端執行器在與所述引導管的遠端相鄰的工作容積內 移動；框架，其用於支撐所述手術器械，所述引導管與框架能調節地連接，其 中，通過所述能調節連接部使所述引導管相對於所述框架移動，允許使用者 改變所述工作容積的位置。
67、 根據權利要求66所述的系統，其中，所述引導管進一步包括活動 連接部分。
68、 根據權利要求67所述的系統，其中，活動連接所述引導管使所述 工作容積的位置移動。
69、 根據權利要求66所述的系統，其中，所述引導管與所述框架能分 離地配合。
70、 一種用於引導工具運動的同軸系統，包括 框架；至少一個器械，其包括細長導管主體，該細長導管主體的至少一部分 限定導管軸線；遠端；以及用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器； 和軌道，其包括具有近端和遠端的細長軌道主體，所述軌道與所述框架能 旋轉地配合，其中，所述軌道相對於所述框架旋轉所圍繞的軸線由所述導管 軸線的一部分限定，所述控制器與所述軌道的一部分能移動地配合，其中， 所述至少一個器械能夠相對於所述軌道縱向移動，並且其中，所述至少一個器械能夠圍繞由所述導管軸線的一部分限定的軸線相對於所述框架旋轉。
71、 根據權利要求70所述的系統，進一步包括與所述控制器能移動地 配合的兩個軌道。
72、 根據權利要求71所述的系統，其中，所述兩個軌道被構造為圍繞 所述導管軸線的至少 一 部分旋轉。
73、 根據權利要求70所述的系統，其中，所述導管延伸穿過所述軌道 與所述框架之間的能旋轉連接部。
74、 根據權利要求70所述的系統，其中，所述導管延伸穿過所述軌道。
75、 根據權利要求70所述的系統，其中，所述控制器的至少一部分位 於所述軌道內。
76、 根據權利要求70所述的系統，其中，所述控制器被阻止相對於所 述軌道旋轉。
77、 根據權利要求70所述的系統，其中，所述軌道旋轉所圍繞的所述 軸線延伸穿過所述軌道。
78、 根據權利要求70所述的系統，其中，所述軌道旋轉所圍繞的所述 軸線與所述軌道的縱向軸線共線。
79、 根據權利要求70所述的系統，其中，所述軌道旋轉所圍繞的所述 軸線與所述軌道的縱向軸線分隔開。
80、 根據權利要求79所述的系統，其中，所述軌道旋轉所圍繞的所述 軸線延伸穿過所述控制器。
81、 根據權利要求70所述的系統，其中，所述控制器的遠端延伸至所 述軌道中的近側開口中。
82、 根據權利要求70所述的系統，其中，所述器械為手術器械。
83、 一種用於引導工具運動的同軸系統，包括 框架；至少一個器械，其包括細長導管主體，該細長導管主體的至少一部分 限定導管軸線；遠端;以爻用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器；和軌道，其包括具有近端和遠端的細長軌道主體，所述軌道與所述框架能 旋轉地配合，使得所述軌道圍繞所述導管軸線旋轉，所述控制器與所述軌道 的一部分能移動地配合，以允許所述控制器沿與所述導管軸線平行的軸線縱向移動，其中，所述控制器的縱向移動控制所述至少一個器械相對於所述軌道和 相對於所述框架的縱向運動，並且其中，所述軌道圍繞所述導管軸線的旋轉 運動控制所述至少一個器械相對於所述框架的旋轉運動。
84、 一種用於引導工具運動的同軸系統，包括至少一個器械，其包括細長導管主體，該細長導管主體的至少一部分 限定導管軸線；遠端；以及用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器；和軌道，其包括具有近端和遠端的細長軌道主體，所述軌道相對於框架鎖 定在適當位置，所述控制器與所述細長軌道能移動地配合，使得所述至少一 個器械能夠相對於所述軌道縱向移動，並使得所述控制器能夠圍繞由所述導 管軸線的至少 一部分限定的軸線旋轉。
85、 根據權利要求84所述的系統，其中，所述控制器包括遠側開口。
86、 根據權利要求85所述的系統，其中，所述軌道的至少一部分位於 所述控制器內。
87、 根據權利要求86所述的系統，其中，所述軌道能夠在由所述器械 限定的腔內縱向移動和旋轉。
88、 根據權利要求84所述的系統，其中，所述導管延伸穿過所述軌道 的至少一部分。
89、 根據權利要求84所述的系統，其中，所述軌道通過與所述框架固 定地配合而相對於所述框架鎖定在適當位置。
90、 一種用於引導工具運動的同軸系統，包括 框架；至少一個器械，其包括細長導管主體，該細長導管主體的至少一部分 限定導管軸線；遠端；以及用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器； 和4九道，其包括具有近端和遠端的細長軌道主體，所述軌道相對於框架一皮 鎖定在適當位置，所述細長軌道主體與所述控制器能移動地配合，使得所述 至少一個器械能夠相對於所述軌道縱向移動，所述控制器包括該控制器能夠 旋轉所圍繞的旋轉軸線，所述控制器的旋轉軸線與所述導管軸線的至少 一部 分共線。
91、 根據權利要求90所述的系統，其中，所述控制器包括與所述軌道 配合的第 一主體構件和能旋轉地連接到所述第 一主體構件的第二主體構件。
92、 根據權利要求91所述的系統，其中，所述第二主體構件與所述導 管配合。
93、 根據權利要求91所述的系統，其中，所述第二主體構件進一步包 括用於控制所述遠端的所述至少一個自由度的手柄。
94、 一種用於引導工具運動的同軸系統，包括 框架；至少一個器械，其包括細長導管主體，該細長導管主體的至少一部分 限定導管軸線；遠端；以及用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器； 和軌道，其包括具有近端和遠端的細長軌道主體，所述控制器在所述軌道 的所述遠端的鄰近處與所述軌道固定地配合，且所述細長導管延伸穿過所述 軌道的至少一部分，所述軌道與所述框架能移動地配合，使得所述軌道能夠 圍繞軌道旋轉軸線相對於所述框架旋轉，並使得所述軌道能夠相對於所述框 架縱向移動，其中，所述軌道相對於所述框架的運動為所述至少一個器械提供相對於 所述框架的至少兩個自由度。
95、 根據權利要求94所迷的系統，其中，所述軌道旋轉軸線與所述導管軸線的至少一部分共線。
96、 根據權利要求94所述的系統，其中，所述軌道旋轉軸線延伸穿過 所述控制構件與所述導管主體之間的界面。
97、 根據權利要求94所述的系統，進一步包括引導管，所述引導管具 有用於接納所述至少一個器械的至少一個工作通道。
98、 根據權利要求97所述的系統，其中，所述引導管進一步包括通至 所述至少一個工作通道的近側開口 ，並且，所述軌道旋轉軸線延伸穿過所述 近側開口 。
99、 一種用於引導工具運動的同軸系統，包括至少一個器械，其包括細長導管主體，該細長導管主體的至少一部分 限定導管軸線；遠端；以及用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器； 和軌道，其包括具有近端和遠端的細長軌道主體，所述軌道具有使所述軌 道相對於 一 部位固定的近側配合表面，所述軌道收納所述導管的至少 一 部 分，其中，所述控制器能夠相對於所述軌道旋轉和縱向移動，從而為所述至 少一個器械提供相對於所述軌道的至少兩個自由度。
100、 根據權利要求99所述的系統，其中，所述軌道的縱向軸線與所述 導管的縱向軸線共線。
101、 一種用於引導工具運動的同軸軌道系統，包括 至少一個器械，其包括控制器、細長導管主體和遠端，其中，所述控制器控制相對於所述遠端的至少一個自由度；細長軌道，其具有使所述細長軌道相對於一部位固定的配合表面，所述 軌道包括具有近端和遠端的細長軌道主體，所述細長軌道與所述控制器能移 動地配合，使得所述至少一個器械相對於所述細長軌道具有至少兩個自由度；和導管主體保持器，所述導管主體延伸穿過所述導管主體保持器，所述保 持器位於由所述細長軌道限定的軸線上，且所述保持器被構造為阻止所述導管主體的至少一部分在與所述保持器相鄰的位置相對於所述保持器徑向移 動。
102、 根據權利要求101所述的系統，其中，所述導管能夠相對於所述 保持器縱向和旋轉運動。
103、 根據權利要求l(M所述的系統，其中，與所述控制器相鄰的所述 導管圍繞與所述導管的穿過所述保持器的軸線偏離的軸線旋轉。
104、 根據權利要求101所述的系統，其中，所述控制器圍繞所述軌道 旋轉。
105、 根據權利要求101所述的系統，其中，所述導管主體保持器阻止 所述導管主體相對於框架的徑向移動，所述框架支撐用於接納所述導管主體 的工作通道。
106、 一種用於引導工具運動的同軸軌道系統，包括 至少一個器械，其包括細長導管主體，該細長導管主體的至少一部分限定導管軸線；遠端；以及用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器；和細長軌道，其包括多個段，所述多個段中的至少兩個段彼此能移動地配 合，所述軌道與框架配合併與所述控制器配合，其中，所述多個段相對於彼 此的運動提供所述控制器的相對於所述框架的至少一個自由度，並且其中， 所述控制器能夠圍繞與所述導管軸線的至少一部分共線的軸線相對於所述 框架旋轉。
107、 根據權利要求106所述的系統，其中，所述多個段包括第一段和 第二段。
108、 根據權利要求107所述的系統，其中，所述第一段在尺寸和形狀 上適於至少部分地裝配在所述第二段內。
109、 根據權利要求108所述的系統，其中，所述第一段移動至所述第 二段中允許所述近側控制器相對於所述框架的縱向移動。
110、 根據權利要求106所述的糸統> 其中，所述控制器和軌道彼此能分離地配合。
111、 一種用於引導工具運動的能分離系統，包括 至少一個器械，其包括細長導管主體，該細長導管主體的至少一部分限定導管軸線；遠端；以及用於控制所述遠端的至少一個自由度的控制器；和軌道，其包括具有近端和遠端的細長軌道主體，所述軌道具有使所述軌 道與框架能分離地和能旋轉地配合的遠側配合表面，其中，所述控制器能夠 相對於所述軌道縱向移動，從而為所述至少一個器械提供相對於所述軌道的 至少一個自由度，並且其中，所述軌道能夠相對於所述框架旋轉，從而為所 述器械提供另外的自由度。
112、 根據權利要求111所述的系統，其中，所述軌道包括第一配合表 面，且所述框架包括相對的第二配合表面。
113、 根據權利要求112所述的系統，其中，所述第一和第二配合表面 包括用於所述導管主體通過的開口 。
114、 根據權利要求113所述的系統，其中，所述軌道旋轉所圍繞的所 述軸線延伸穿過所述開口 。
115、 一種引導工具運動的方法，該方法包括提供至少一個器械，所述至少一個器械包括控制器；細長導管主體， 該細長導管主體的至少一部分限定導管軸線；以及遠端；使所述控制器圍繞與所述導管軸線的至少 一部分共線的旋轉軸線旋轉； 使所述控制器縱向移動；和通過所述控制器致動所述導管的所述遠端的至少一個自由度。
116、 根據權利要求115所述的方法，進一步包括軌道，該軌道與所述 控制器能移動地配合。
117、 根據權利要求116所述的方法，其中，所述旋轉的步驟包括使 所述控制器相對於所述軌道旋轉。
118、 根據權利要求117所述的方法,其中，所述旋轉的步驟包括使所述控制器圍繞所述軌道旋轉。
119、 根據權利要求117所述的方法，其中， 配合。
120、 根據權利要求116所述的方法，其中， 所述軌道和控制器圍繞所述旋轉軸線旋轉。
121、 根據權利要求116所述的方法，其中， 所述控制器相對於所述軌道運動。
122、 根據權利要求116所述的方法，其中， 二主體構件。
123、 根據權利要求122所述的方法，其中， 所述第一和第二主體構件相對於所述軌道運動。
124、 根據權利要求122所述的方法，其中， 所述第一主體構件相對於所述第二主體構件運動,
125、 根據權利要求124所述的方法，其中， 軌道能移動地配合。
126、 根據權利要求115所述的方法 固定地配合。
127、 #4居權利要求126所述的方法 所述控制器圍繞所述軌道旋轉。
128、 根據權利要求126所述的方法 所述控制器相對於所述軌道滑動。
129、 根據權利要求115所述的方法 能移動地配合。
130、 根據權利要求129所述的方法 定地配合。
131、 根據權利要求115所述的方法所述軌道與框架能旋轉地所述旋轉的步驟包括使所述移動的步驟包括使所述控制器包括第一和第所述移動的步驟包括使所述旋轉的步驟包括使所述第二主體構件與所述進一步包括軌道，該軌道與框架其中，所述旋轉的步驟包括使其中，所述移動的步驟包括使進一步包括軌道，該軌道與框架其中，所述控制器與所述軌道固所述致動和移動的步驟被同時執行<
132、 根據權利要求115所述的方法，所述致動和旋轉的步驟被同時執行。
133、 一種兩件式器械繫統，包括 細長引導管，其具有至少一個通道；和工具，其在尺寸和形狀上適於通過所述至少一個通道，所述工具包括第一和第二主體構件；所述第一主體構件包括控制器；細長主體，在該細長主體中具 有延伸到遠側孔的腔；和遠側操控部分，所述控制器適於控制所述遠側 操控部分的至少一個自由度；以及所述第二主體構件包括細長主體和遠端執行器，所述細長主體和 遠端執行器在尺寸和形狀上適於接納在所述第一主體的所述腔中。
134、 根據權利要求133所述的系統，進一步包括在所述第一和第二 主體構件之間的能分離連接部。
135、 根據權利要求133所述的系統，其中，所述能分離連接部基本防 止所述第一主體構件的所述遠側孔與所述第二主體構件的所述端執行器之 間的相對運動。
136、 根據權利要求133所述的系統，其中，所述能分離連接部防止所 述第一和第二主體構件之間在所述能分離連接部處的相對運動。
137、 根據權利要求133所述的系統，其中，所述第一主體構件包括位 於遠側活動連4妄部分鄰近處的配合特徵部。
138、 根據權利要求137所述的系統，其中，所述第二主體構件包括用 於與所述第 一主體構件配合的相應的第二配合特徵部。
139、 根據權利要求133所述的系統，其中，所述第二主體構件包括控 制器，該控制器適於控制所述遠端執行器的至少一個自由度。
140、 根據權利要求133所述的系統，其中，所述第二主體構件包括控 制器，該控制器適於與所述第一主體構件的所述控制器配合。
141、 根據權利要求140所述的系統，其中，對所述第一主體構件的所述近側控制器的使用者輸入驅動所述第二主體構件的所述近側控制器。
142、 根據權利要求141所述的系統，其中，使用者能夠利用所述第一 主體構件的所述控制器同時控制所述第 一和第二主體構件。
143、 根據權利要求141所述的系統，其中，使用者能夠用單手同時控 制所述第一和第二主體構件。
144、 根據權利要求133所述的系統，其中，所述工具具有至少三個自 由度。
145、 根據權利要求144所述的系統，其中，所述第一主體構件具有至 少兩個自由度，且所述第二主體構件具有至少一個自由度。
146、 根據權利要求133所述的系統，其中，所述第二主體構件的遠端 執行器在尺寸和形狀上適於至少部分地延伸穿過所述遠側孔。
147、 #4居權利要求146所述的系統，進一步包括止擋，以限制所述第 一和第二主體構件的相對運動。
148、 根據權利要求147所述的系統，其中，所述止擋被構造為當所述 第二主體構件的所述端執行器延伸穿過所述遠側開口時，防止所述第二主體構件相對於所述第一主體構件向遠側移動。
149、 根據權利要求133所述的系統，其中，所述第一和第二主體構件 之間的能分離連接部阻止所述第一主體構件的所述遠側操控部分與所述第 二主體構件的所述遠端執行器之間的相對平移和/或旋轉運動。
150、 根據權利要求133所述的系統，其中，能分離連接部阻止所述第 一和第二主體構件之間相對的旋轉運動和縱向移動中的一種，而允許另一 種。
151、 根據權利要求133所述的系統，其中，所述第一和第二主體構件 與該第 一和第二主體構件之間的流體密封件配合。
152、 一種兩件式器械繫統，包括第一主體構件，其包括控制器；細長主體，在該細長主體中具有延伸 到該細長主體的遠端處的遠側孔的腔；和遠側操控部分，所述近側控制器適於控制所述遠側操控部分的至少一個自由度；和第二主體構件，其包括細長主體和遠端執行器，所述細長主體和遠端4丸 行器在尺寸和形狀上適於接納在所述第一主體的所述腔中，其中，所述第一和第二主體構件適於當所述第二主體構件的所述細長主 體位於所述第一主體構件的所述細長主體內時彼此能分離地配合，且所述第 二主體構件的所述遠端執行器延伸穿過所述第一主體構件中的所述遠側孔。
153、 根據權利要求152所述的系統，其中，所述近側控制器與框架能 移動;也配合。
154、 根據權利要求152所述的系統，其中，所述端執行器為手術器械。
155、 一種使用兩件式器械的方法，包括提供延伸在近端與遠端之間且具有第 一和第二主體構件的細長工具，其 中，所述第二主體構件在尺寸和形狀上適於安放於由所述第一主體構件限定 的腔內，所述第二主體構件的端執行器在尺寸和形狀上適於延伸穿過所述第一主體構件的遠端處的開口 ；通過移動所迷第一主體構件驅動所述遠端執行器的至少兩個自由度；和 通過致動所述遠端執行器驅動另外的自由度。
156、 根據權利要求155所述的方法，其中，所述第一和第二主體構件 包括第 一和第二近側控制器。
157、 根據權利要求156所述的方法，進一步包括步驟使所述第一和 第二近側控制器配合。
158、 根據權利要求157所述的方法，進一步包括步驟通過操控所述 第 一控制器驅動所述第二控制器。
159、 根據權利要求157所述的方法，其中，兩個驅動的步驟均通過操 控所述第一控制器執行。
160、 根據權利要求157所述的方法，進一步包括步驟用單手操控所 述第一和第二主體構件。
161、 根據權利要求155所述的方法，其中，所述驅動至少兩個自由度的步驟包括使所述第一主體構件的操控部分彎曲。
162、 根據權利要求161所述的方法，其中，所述操控部分被彎曲約90度。
163、 根據權利要求162所述的方法，進一步包括使所述第二主體構 件移動穿過所述操控部分，以及相對於所述細長工具沿橫嚮導引所述端執行 器。
164、 一種組裝工具的方法，包括提供延伸在近端與遠端之間且具有第一和第二主體構件的細長工具，其 中，所述第二主體構件在尺寸和形狀上適於位於由所述第一主體構件限定的 腔內，並且其中所述第二主體構件包括端執行器；通過所述第一主體構件中的近側開口插入所述第二主體構件並進入所 述第 一 主體構件中的所述腔中；將所述端執行器移動通過所述腔，並通過所述第一主體構件中的遠側開 口移出；和使所述第一和第二主體構件配合，使得所述第一主體構件的運動使所述 第二主體構件上的所述端執行器運動，並使得所述第一和第二主體構件的相對的近側和遠側移動#皮阻止。
165、 根據權利要求164所述的方法，進一步包括步驟通過所述第一 主體構件中的所述近側開口將所述第二主體構件和端執行器移除。
166、 根據權利要求164所述的方法，進一步包括步驟移除所述第二 主體構件，以及插入第三主體構件。
167、 根據權利要求164所述的方法，其中，所述第一主體構件包括第 一近側控制器。
168、 根據權利要求167所述的方法，進一步包括步驟使所述第二主 體構件的近側控制器與所述第 一近側控制器配合。
169、 根據權利要求164所述的方法，進一步包括步驟將第三主體構 件插入所述第一主體構件中。
170、 一種兩件式器械繫統，包括 細長引導管，其具有至少一個通道；和工具，其在尺寸和形狀上適於通過所述至少一個通道，所述工具包括第一和第二主體構件；所述第一主體構件包括控制器；細長主體，在該細長主體中 具有腔；以及遠端執行器；並且所述第二主體構件包括細長主體，其在尺寸和形狀上適於接 納在所述第一主體的所述腔中；和遠操控部分，其用於當所述第一 主體構件位於所述第二主體構件內時驅動所述第一和第二主體構 件。
171、 根據權利要求170所述的系統，進一步包括在所述第一和第二 主體構件之間的能分離連接部。
172、 根據權利要求170所述的系統，其中，所述第一主體構件具有封 閉的遠端。
173、 根據權利要求170所述的系統，其中，用於致動所述遠端執行器 的控制線延伸穿過所述第二主體構件。
174、 根據權利要求173所述的系統，其中，所述控制線與鄰近於所述 腔的所述遠端的遠側控制線能分離地配合。
175、 根據權利要求170所述的系統，其中，所述第二主體構件的操控 部分包括所述第二主體構件的預彎曲部分。
176、 根據權利要求170所述的系統，其中，所述能分離連接部防止所 述第一和第二主體構件之間在所述能分離連接部處的相對運動。
177、 一種控制引導管運動的系統，包括 器械，其包括細長主體、手柄和遠端；軌道，所述器械與所述軌道能移動地配合；和細長引導管，其延伸在近端與遠端之間，且包括用於所述器械通過的至 少一個通道，所述引導管的所述遠端包括具有至少一個自由度的活動連接部分，所述引導管的所述近端與所述軌道配合，其中，所述軌道相對於所述引 導管的運動控制所述活動連接部分的運動。
178、 根據權利要求177所述的系統，進一步包括與所述引導管配合 的兩個軌道，以及與所述兩個軌道配合的兩個器械。
179、 根據權利要求177所述的系統，其中，所述軌道的運動驅動在所 述引導管的所述活動連接部分與所述軌道之間延伸的控制線。
180、 根據權利要求177所述的系統，其中，所述活動連接部分具有至 少兩個自由度，所述軌道的運動控制所述至少兩個自由度。
181、 根據權利要求177所述的系統，其中，所述引導管進一步包括 具有第一樞轉點的近側殼體，所述軌道圍繞所述第一樞轉點旋轉。
182、 一種用於控制引導管運動的系統，包括 器械，其包括細長主體、近側手柄和遠端執行器；和 細長引導管，其延伸在近端與遠端之間且包括用於所述器械通過的至少一個通道，所述引導管的所述遠端包括具有至少一個自由度的活動連接部 分，所述引導管的所述近端包括引導管殼體，所述殼體包括第一主體構件和 第二主體構件，所述第二主體構件與所述器械能移動地配合併與所述第一主體構件能移動地配合，其中，所述第二主體構件相對於所述第一主體構件的 運動驅動所述引導管的活動連接部分移動。
183、 根據權利要求182所述的系統，進一步包括鎖，該鎖用於將所述 第一和第二主體構件相對於彼此鎖定在適當位置。
184、 根據權利要求183所述的系統，其中，所述鎖由遠程開關控制。
185、 一種控制引導管的方法，該方法包括提供可控器械和引導管，所述引導管具有包括用於接納所述器械的通 道的細長主體、至少一個遠側操控部分和近側殼體，所述引導管殼體進一步 包括與所述器械能移動地配合的軌道；使所述器械相對於所述軌道運動；以及使所述軌道相對於所述引導管運動，以控弗;所述引導管的所述至少一個遠側4喿控部分的運動。
186、 根據權利要求185所述的方法，進一步包括步驟相對於所述引 導管鎖定所述軌道。
187、 根據權利要求187所述的方法，進一步包括步驟通過將第一表 面抬起離開第二表面使所述軌道解鎖。
188、 一種用於導引器械的引導管，該引導管包括 延伸在近端與遠端之間的細長引導管主體，所述引導管主體限定用於至少一個醫療工具的至少一個工作通道，所述引導管具有至少一個近側開口和 至少一個遠側開口 ，所述引導管進一步包括覆蓋在所述至少一個遠側開口上的遠側蓋，其中，所述蓋能夠在阻擋進入所述遠側開口的第一位置與允許器 械通過所述遠側開口離開的第二位置之間移動。
189、 根據權利要求188所述的引導管，進一步包括控制器，該控制器 用於使所述蓋在所述第一和第二位置之間移動。
190、 根據權利要求188所述的引導管，其中，所述蓋與能操縱軸配合 並通過該能操縱軸而糹皮移動。
191、 根據權利要求190所述的引導管，其中，所述能操縱軸為光學裝置。
192、 根據權利要求188所述的引導管，其中，所述蓋具有錐形遠側表面。
193、 一種具有裝置貯存器的引導管，該引導管包括 延伸在近端與遠端之間的細長引導管主體，所述引導管主體限定用於至少一個醫療工具的至少一個工作通道，所述引導管具有至少一個近側開口和 至少一個遠側開口 ，所述引導管進一步包括與所述引導管的遠側部分配合的 至少一個針。
194、 根據權利要求193所述的引導管，其中，所述引導管包括用於貯 存所述針的曲形貯存腔。
195、 根據權利要求194所述的引導管，其中，所述貯存腔進一步包括延伸到所述引導管的近側部分以傳輸所述針的推進線。
196、 根據權利要求193所述的引導管，其中，所述針被夾持到所述引 導管的外表面。
197、 根據權利要求196所述的引導管，其中，所述針延伸在所述至少 一個遠側開口的 一 部分上。
198、 根據權利要求193所述的引導管，其中，所述針被收納在所述至 少一個工作通道的遠側部分內。
199、 根據權利要求193所述的引導管，其中，所述針的形狀和尺寸防 止所述針通過所述至少一個工作通道。
200、 根據權利要求193所述的引導管，進一步包括與所述引導管配合 的多個針。
201、 一種具有裝置貯存器的引導管，該引導管包括 延伸在近端與遠端之間的細長引導管主體，所述引導管主體限定用於至少一個醫療工具的至少一個工作通道，所述引導管具有近側開口和遠側開 口 ，所述引導管進一步包括至少部分地位於所述引導管的遠側部分內的至少 一個醫療裝置，其中，所述至少一個醫療裝置具有防止穿過所述至少一個工 作通道的尺寸和/或形狀。
202、 根據權利要求201所述的引導管，其中，所述至少一個醫療裝置 選自由針、套圈、環、袋、能分離端執行器、和/或它們的組合組成的組。
203、 根據權利要求201所述的引導管，其中，所述遠側開口大於所述 近側開口 。
204、 一種貯存和傳輸醫療裝置的方法，該方法包括 提供延伸在近端與遠端之間的細長引導管主體，所述引導管主體限定用於至少一個醫療工具的至少一個工作通道，所述引導管進一步包括用於接納 醫療裝置的遠側貯存區域，其中，所述至少一個醫療裝置具有防止穿過所述 至少一個工作通道的尺寸和/或形狀；將醫療裝置加載到所述貯存區域中；以及將所述引導管通過解剖通路插入。
205、 根據權利要求204所述的方法，在所述插入的步驟之後，進一步 包括步驟傳輸所述醫療裝置。
206、 一種具有器械貯存器的引導管，該引導管包括 延伸在近端與遠端之間的細長引導管主體，所述引導管主體限定用於至少一個醫療工具的第一工作通道，所述第一工作通道具有第一遠側開口和第 一近側開口，所述引導管進一步包括第二工作通道，該第二工作通道從第二 近側開口延伸到所述第一工作通道，使得所述第一和第二工作通道共用所述 引導管中的所述第 一遠側開口 。
207、 根據權利要求206所述的引導管，進一步包括位於所述第一工作 通道中的第一器械和位於所述第二工作通道中的第二器械。
208、 根據權利要求207所述的引導管，進一步包括在所述第二器械和 所述引導管中的至少一個上的記號，用於指示所述第二器械的遠端進入所述 第一工作通道。
209、 一種具有能移除的通道分配器的引導管，所述引導管包括 延伸在近端與遠端之間的細長引導管主體，所述引導管主體包括在尺寸和形狀上適於接納第一器械的至少一個腔，所述引導管具有近側開口和遠側 開口，所述引導管進一步包括能分離的通道分配器，所述通道分配器具有與 所述至少一個腔的內表面對應的外表面，其中，所述通道分配器限定在尺寸 和形狀上適於醫療器械通過的至少兩個通道。
210、 根據權利要求209所述的引導管，其中，所述至少一個腔在尺寸 上適於接納標準內窺鏡。
211、 根據權利要求209所述的引導管，其中，所述通道分配器延伸經 過所述遠側與近側開口之間的距離的大部分。
212、 根據權利要求209所述的引導管，其中，所述通道分配器比所述 遠側與近側開口之間的距離長。
213、 根據權利要求209所述的引導管，其中，所述通道分配器為柔性的。
214、 根據權利要求209所述的引導管，其中，所述能分離的通道分配器包括延伸在所述兩個通道中的至少一個與所述外表面之間的狹口 。
215、 根據權利要求214所述的引導管，其中，所述狹口從所述兩個通 道中的所述至少 一個的近側和/或遠側開口延伸。
216、 根據權利要求214所述的引導管，其中，所述狹口沿所述能分離 的通道分配器的長度的大部分延伸。
217、 一種用於導引器械的引導管，該引導管包括 延伸在近端與遠端之間的細長引導管主體，所述引導管主體限定用於至少一個醫療器械的至少一個工作通道，所述引導管具有至少一個近側開口和 至少一個遠側開口 ，並進一步包括通過引導管控制器活動連接的操控段。
218、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括集成到所述引導管 主體中的光學器件。
219、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括設置在能操縱軸上 的光學器件。
220、 根據權利要求219所述的引導管，其中，所述軸包括第一彎曲部 分和第二彎曲部分。
221、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括位於沿第一方向彎 曲的預彎曲軸上的光學器件以及傳輸所述軸所穿過的光學通道，所述光學通 道沿相反的第二方向導引所述軸。
222、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括位於預彎曲軸上的 光學器件，所述預彎曲軸在不受約束時呈現S曲線形。
223、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括系連到所述引導管 的光學裝置。
224、 根據權利要求217所述的引導管，其中，所述引導管包括第一工 作通道和第二工作通道。
225、 根據權利要求224所述的引導管，其中，所述第一和第二工作通道在所述引導管的所述遠端處分開。
226、 根據權利要求225所述的引導管，其中，所述第一和第二工作通 道包括在所述引導管的側壁中的相對的第一和第二遠側開口 。
227、 根據權利要求224所述的引導管，進一步包括具有細長主體的 第一和第二能操縱器械，所述細長主體在尺寸和形狀上適於穿過所述第一和 第二工作通道。
228、 根據權利要求227所述的引導管，進一步包括分開機構，用於 將分開力直接施加於所述第一和第二器械。
229、 根據權利要求228所述的引導管，其中，相對於所述引導管移動 所述分開機構導致所述第一和第二能操縱器械分開。
230、 根據權利要求225所述的引導管，進一步包括分開的光學裝置。
231、 根據權利要求230所述的引導管，其中，所述光學裝置比所述工 作通道分開更大程度。
232、 根據權利要求224所述的引導管，其中，所述第一和第二工作通 道中的至少一個圍繞所述第一和第二工作通道中的另一個彎曲。
233、 根據權利要求224所述的引導管，其中，所述第一和第二工作通 道圍繞;波此彎曲。
234、 根據權利要求233所述的引導管，其中，所述第一和第二工作通 道相對於^:此扭轉至少90度。
235、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括位於所述至少一個 工作通道中的能移除塞。
236、 根據權利要求235所述的引導管，其中，所述塞在被放置為與體 液4妻觸時降解。
237、 根據權利要求235所述的引導管，其中，所述塞包括能破損膜。
238、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括限定所述第一和 第二工作通道的至少一部分的第一和第二可控腔；和具有在尺寸和形狀上適於穿過所述第一和第二可控腔的細長主體的第一和第二可控器械。
239、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括具有細長主體、 遠側操控部分和控制器的可控器械，其中，所述遠側操控部分具有防止穿過 所述至少一個工作通道的一部分的截面寬度。
240、 根據權利要求239所述的引導管，其中，所述可控器械的所述操 控部分的截面寬度大於所述可控器械的所述細長主體的截面寬度。
241、 根據權利要求240所述的引導管，其中，所述至少一個工作通道 具有沿第一部分的第一截面寬度和沿遠側第二部分的更大的第二截面寬度。
242、 根據權利要求241所述的引導管，其中，所述至少一個工作通道 的所述遠側第二部分在尺寸和形狀上適於接納所述可控器械的所述操控部 分。
243、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括配合板，用於與 延伸在近側控制器與遠側4喿控部分之間的牽拉線的遠端配合。
244、 根據權利要求243所述的引導管，其中，所述配合板包括至少 引導管通道穿過的中心開口 ；和被設置為接納所述牽拉線的多個孔。
245、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括近側使用者控制 器，用於導引所述引導管的遠側操控部分的運動。
246、 根據權利要求245所述的引導管，其中，所述控制器被設置為與 用於接納光學裝置的近側開口相鄰。
247、 根據權利要求245所述的引導管，其中，所述控制器被設置為遠 離所述引導管。
248、 根據權利要求245所述的引導管，進一步包括柔性軸，其中所述 控制器被設置為鄰近於所述柔性軸的近端。
249、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括在外部側壁中的 用於傳輸或移除流體的至少一個開口 ，其中所述至少一個開口鄰近於所述至 少一個遠側開口 。
250、 根據權利要求249所述的引導管，其中，所述開口與吸入源或流體源法u體連通。
251、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括適於與所述引導管中的開口配合的能分離器械通道。
252、 根據權利要求217所述的引導管，其中，所述至少一個工作通道穿過球和承窩。
253、 根據權利要求252所述的引導管，進一步包括控制器，用於導 引所述球在所迷承窩內的運動。
254、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括與所述引導管主體 能移動地連接的光學裝置。
255、 根據權利要求254所述的引導管，其中，所述能移動連接部包括 承窩，所述光學裝置的 一部分能夠在所述承窩中樞轉。
256、 根據權利要求217所述的引導管，進一步包括加壓流體源，所述 加壓流體源與所述至少一個工作通道連通，以增大所述至少一個工作通道內 的流體壓力。
257、 一種遠距離繫結的方法，該方法包括步驟 才是供直接驅動式系統，該直接驅動式系統包括第一工具，其包括第一遠端執行器和第一近側控制器，所述第 一遠端執行器和第一近側控制器通過被構造為將輸入從所述第一 控制器傳送到所述第 一 端執行器的第 一 細長柔性主體連接，其中， 所述第一控制器能夠導引相對於所述遠端執行器的至少兩個自由 度；第二工具，其包括第二遠端執行器和第二近側控制器，所述第 二遠端執行器和第二近側控制器通過被構造為將輸入從所述第二 控制器傳送到所述第二端執行器的第二柔性細長主體連接，其中， 所述控制器能夠導引相對於所述第二遠端執行器的至少兩個自由 度；和框架，所述第一和第二工具與所述框架能移動地配合，從而為 所述第一和第二工具中的每一個提供相對於所述框架的兩個自由度。利用所述第一遠端執行器抓住縫合線絲線；在所述第二遠端執行器周圍巻繞或扭轉所述縫合線絲線，以形成圍繞所 述第二遠端執行器的縫合線的環，其中，通過使所述第一和/或第二遠端執 行器相對於所述第一和/或第二遠端執行器中的另一個移動來執行所述巻繞的步驟；利用所述第二遠端執行器抓住所述縫合線絲線；和 牽拉由所述第二遠端執行器抓住的所述縫合線通過形成在所述第二遠 端執行器周圍的所述環。
258、 根據權利要求257所述的方法，進一步包括將所述縫合線絲線 巻繞在所述第一遠端執行器周圍以形成第二環，利用所述第一遠端執行器抓 住所述縫合線絲線；以及牽拉所述縫合線通過所述第二環。
259、 根據權利要求257所述的方法，其中，所述第一和第二遠端執行 器中的至少 一 個為鑷子和/或針驅動器。
260、 根據權利要求257所述的方法，其中，所述巻繞步驟包括使所述 第一和第二遠端執行器相對於彼此移動。
261、 根據權利要求260所述的方法，其中，使所述第一和第二遠端執 行器相對於彼此移動包括活動連接所述第二遠端。
262、 根據權利要求257所述的方法，在抓住和巻繞縫合線的步驟之前， 進一步包括步驟使所述第一和第二工具延伸穿過天然孔道。
263、 根據權利要求257所述的方法，進一步包括在第一和第二位置 抓住所述縫合線絲線，以及沿相反方向牽拉以拉緊 一 結。
264、 一種遠距離繫結的方法，該方法包括步驟提供直接驅動式系統，該直接驅動式系統包括第一和第二柔性細長工 具，所述第一和第二工具包括第一和第二近側控制器以及第一和第二端執行 器，其中所述第一和第二工具允許單一使用者通過所述近側控制器控制所述 端執行器的至少八個自由度；將所述第一和第二工具通過天然孔道插入；使所述第一和第二控制器與框架能移動地配合； 操控所述第 一和/或第二近側控制器以形成縫合線的環； 利用所述第一端執行器抓住所述縫合線絲線；以及 牽拉所述縫合線絲線通過所述環。
265、 根據權利要求264所述的方法，進一步包括形成縫合線的第二 環，利用所述第二端執行器抓住所述縫合線絲線，以及牽拉所述縫合線絲線 通過所述第二環。
266、 一種遠距離導引遠端執行器的方法，該方法包括步驟提供直接驅動式系統，該直接驅動式系統包括第 一 和第二柔性細長工 具，所述第一和第二工具包括第一和第二近側控制器以及第一和第二端執行 器，其中所述第一和第二工具允許單一使用者通過所述近側控制器控制所述 端執行器的至少八個自由度；將所述第一和第二工具通過天然孔道插入；操控所述第 一 近側控制器，以利用所述第 一 端執行器抓住縫合線絲線； 將所述縫合線絲線結成環，其中，所述結成環的步驟包括操控所述第 二近側控制器以在所述第一端執行器抓住所述縫合線絲線時獨立地控制所 述第二端執行器相對於所述第一端執行器的至少四個自由度；操控所述第一和第二控制器以牽拉所述絲線的一部分通過所述結成環 的縫合線絲線。
267、 一種醫療器械，包括控制器主體，其包括殼體和手柄、包括第一操控部分和第二操控部分 的細長導管、以及遠端執行器；其中，所述手柄相對於所述殼體的運動控制所述第一操控部分的運動， 所述手柄的第一部分相對於所述殼體的運動控制所述第二操控部分的運動， 且所述手柄的第二部分相對於所述殼體的運動控制所述遠端執行器的至少 一個另外的自由度的運動。
268、 根據權利要求267所述的器械，其中，使用者能夠用單手通過所述手柄控制至少三個自由度。
269、 根據權利要求267所述的器械，其中，所述手柄控制所述遠端執 行器的四個自由度。
270、 根據權利要求267所述的器械，其中，所述手柄的所述第一部分 包括相對於所述控制器殼體旋轉的旋轉致動器。
271、 根據權利要求267所述的器械，其中，所述手柄的所述第二部分 包括徑向致動器。
272、 一種用於醫療工具的導管，包括 細長柔性導管主體，其具有至少一個腔並包括操控部分； 從近側控制器延伸到所述操控部分的至少兩個控制線；包括外鞘和內部繩的至少一個鮑登纜線，所述鮑登纜線從所述近側控制 器延伸到遠端執行器；所述導管包括分別具有第 一剛度和第二剛度的近側第 一段和遠側第二 段；和位於所述第一和第二段之間的板；並且所述板包括第一孔，用於所述鮑登纜線通過和所述第一段的過渡部分 通過，其中，所述第一段的所述過渡部分延伸穿過所述板並至所述第二段內 的腔中。
273、 根據權利要求272所述的導管，其中，所述板包括用於所述至少 兩個控制線通過的至少兩個另外的孔。
274、 根據權利要求272所述的導管，其中，所述過渡部分的外直徑約 等於所述第二段中的所述腔的內直徑。
275、 根據權利要求272所述的導管，其中，所述第一剛度大於所述第 二剛度。
276、 一種硬度能調節的導管，包括延伸在近端與遠端之間並包括遠側操控部分的細長導管主體，和控制器；所述導管主體進一步包括至少一個硬化腔，所述導管包括用於將流體 引入所述硬化腔中的流體入口和用於將流體和/或氣體從所述硬化腔移除的流體出口 ；其中，所述導管的柔性能夠通過將流體引入所述硬化腔中而被調節。
277、 根據權利要求276所迷的導管，進一步包括至少兩個硬化腔。
278、 根據權利要求277所述的導管，其中，兩個硬化腔位於所述導管 的相3於側上。
279、 根據權利要求276所述的導管，其中，所述硬化腔延伸的長度小 於所述導管的全部長度。
280、 根據權利要求279所述的導管，進一步包括沿縱向分隔開的硬化腔。
281、 根據權利要求276所述的導管，其中，所述導管主體沿其長度包 括至少兩個段，所述至少兩個段具有流體獨立的硬化腔。
282、 根據權利要求276所述的導管，其中，所述至少一個硬化腔延伸 穿過所述操控部分的至少一部分。
283、 一種硬度能調節的導管器械套件，該套件包括 包括遠側操控部分的細長導管主體，以及用於控制所述操控部分的控制器；所述導管主體進一步包括用於接納硬化棒的至少一個硬化腔；以及 不同硬度的多個硬化棒，所述硬化棒在尺寸和形狀上適於接納在所述硬 化腔中；其中，所述導管的柔性能夠通過將至少一個所述硬化棒引入所述硬化腔 而4皮調節。
284、 根據權利要求283所述的套件，進一步包括至少兩個硬化腔。
285、 根據權利要求284所述的套件，其中，兩個硬化腔位於所述導管 的相對側上。
286、 根據權利要求283所述的套件，其中，所述硬化腔延伸的長度小於所述導管的全部長度。
287、 根據權利要求283所述的套件，進一步包括沿縱向分隔開的硬化腔。
288、 根據權利要求283所述的套件，其中，所述導管主體沿其長度包 括至少兩個段，所述至少兩個段具有不同的獨立硬化腔。
289、 根據權利要求283所述的套件，其中，所述至少一個硬化腔延伸 穿過所述操控部分的至少一部分。
290、 一種硬度能調節的導管，包括延伸在近端與遠端之間並包括遠側操控部分的細長導管主體，以及控制所述導管主體進一 步包括容納；茲流變流體的至少 一 個室；其中，所述導管的柔性能夠通過將磁場施加於所述磁流變流體而被調節
291、 一種直接驅動式醫療器械，所述器械包括細長導管主體，其延伸在近端與遠端之間並包括至少一個控制線腔，至 少一個控制線位於該至少一個控制線腔中；柔性操控部分；和用於控制所述 操控部分的控制器。
292、 根據權利要求291所述的器械，其中，所述操控部分包括沿側向 分隔開的具有不同剛度的段。
293、 根據權利要求291所述的器械，進一步包括在所述操控部分內 具有不同剛度的第一和第二段。
294、 根據權利要求291所述的器械，其中，沿不同方向彎曲所述操控 部分形成至少兩個不同的曲率半徑。
295、 根據權利要求294所述的器械，其中，導管的剛度變化提供不同 的曲率半徑。
296、 根據權利要求294所述的器械，其中，所述至少一個控制線包括 延伸穿過所述導管主體的三個鮑登纜線。
297、 根據權利要求296所述的器械，其中，所述至少三個鮑登纜線中的至少兩個具有不同長度的鞘。
298、 根據權利要求296所述的器械，其中，所述至少三個鮑登纜線中 的至少兩個終止於不同的遠側端點處。
299、 根據權利要求29i所述的器械，其中，所述柔性操控部分的一個 自由度^f皮阻止。
300、 根據權利要求299所述的器械，其中，片簧阻止所述操控部分的 所述一個自由度。
301、 一種用於控制多個自由度的驅動系統，所述系統包括工具，其包括遠端；具有操控部分的細長柔性導管主體；以及控制器， 其中，所述控制器允許使用者控制所述工具的至少三個自由度。
302、 根據權利要求301所述的系統，其中，所述導管主體的遠端包括 遠端執行器，並且其中，所述自由度中的至少一個包括遠端執行器相對於所 述導管的旋轉。
303、 根據權利要求301所述的系統，其中，所述自由度中的至少一個 包括所述導管相對於所述控制器的旋轉。
304、 根據權利要求301所述的系統，其中，所述導管主體與所述控制 器並與控制機構能旋轉地配合，使得使用者能夠通過所述控制器驅動所述導 管相對於所述控制器旋轉。
305、 根據權利要求301所述的系統，其中，至少兩個牽拉線從控制器 延伸到所述操控部分。
306、 根據權利要求305所述的系統，其中，所述控制器包括與控制機 構直接配合的手柄，並且所述至少兩個牽拉線與所述控制機構直接配合。
307、 根據權利要求301所述的系統，其中，所述控制器適於與使用者 的手配合。
308、 根據權利要求307所述的系統，其中，所述控制器包括手套。
309、 根據權利要求301所述的系統，其中，所述控制器包括控制器主體和手柄。
310、 根據權利要求309所述的系統，其中，所述手柄從所述控制器主體向近側延伸。
311、 根據權利要求310所述的系統，其中，所述手柄與所述控制器主 體能旋轉地配合，
312、 根據權利要求301所述的系統，其中，所述控制器進一步包括斜板。
313、 根據權利要求301所述的系統，進一步包括用於控制所述導管的 所述遠端的至少一個自由度的腳踏板。
314、 根據權利要求301所述的系統，其中，所述控制器進一步包括 第一和第二控制纜線，其中控制機構沿第一方向的移動推動所述第一和第二纜線之一併牽拉所述第一和第二纜線中的另一個；和與所述第一控制纜線配合的第一傳動聯杆，其中，推動所述第一纜線導 致所述第 一控制纜線相對於所述傳動聯杆運動，使得推動力的大部分沒有被 傳送到所述傳動聯杆，並且其中，推動所述第一纜線將牽拉力的大部分傳送 到所述傳動聯杆。
315、 一種直接驅動式醫療器械，所述器械包括細長導管主體，其延伸在近端與遠端之間並包括至少一個控制線腔，至 少一個控制線位於該至少一個控制線腔中，所述導管主體進一步包括操控部分；用於控制所述操控部分的控制器，所述控制器包括用於驅動斜板的手 柄，其中，所述斜板的運動驅動所述操控部分，並且其中所述手柄與所述斜 板能旋轉地配合；和框架，所述控制器與所述框架能旋轉地配合，其中，所述控制器和導管主體能夠相對於所述手柄並相對於所述框架旋轉。
316、 根據權利要求315所述的器械，其中，使用者能夠通過所述手柄控制所述器械相對於所述框架的旋轉，並控制所述操控部分的運動。
317、 一種直接驅動式醫療器械，所述器械包括細長導管主體，其延伸在近端與遠端之間並包括至少一個控制線腔，至 少一個控制線位於該至少一個控制線腔中，所述導管主體進一步包括操控部分；和用於控制所述操控部分的控制器，所述控制器包括第一和第二斜板，所 述第 一斜板與延伸到遠端執行器的控制纜線配合，所述第二斜板與所述至少一個控制線配合；其中，所述第 一斜板至少部分地圍繞平行於所述導管的旋轉軸線的旋轉 驅動所述遠端執行器的旋轉，但不驅動所述第二斜板的運動，並且其中，通 過所述第二斜板的運動，所述第一斜板的樞轉運動驅動所述操控部分。
318、 根據權利要求317所述的器械，其中，所述控制纜線為鮑登纜線。
319、 根據權利要求317所述的器械，進一步包括第一和第二橫杆，所 述第一和第二橫杆與所述第一斜板樞轉地配合併與所述第二斜板能移動地 配合。
320、 根據權利要求317所述的器械，進一步包括與所述第一斜板配合 的手柄。
321、 根據權利要求320所述的器械，其中，所述手柄相對於所述控制 器的運動能夠驅動所述遠端執行器的至少三個自由度。
322、 根據權利要求317所述的器械，其中，所述第一斜板圍繞所述旋 轉軸線樞轉。
323、 根據權利要求317所述的器械，其中，所述控制纜線延伸穿過所 述第二斜板。
324、 根據權利要求317所述的器械，其中，所述控制纜線獨立於所述 第二斜板而旋轉。
325、 一種具有能調節機械效益的醫療器械，所述器械包括 細長導管主體，其延伸在近端與遠端之間並包括延伸穿過該導管主體中的至少兩個控制線，所述導管主體進一步包括操控部分；和用於控制所述操控部分的控制器，所述控制器包括由使用者輸入力驅動 的樞轉或旋轉控制機構，所述控制機構與所述至少兩個控制線能移動地連 接，其中，在所述控制機構與所述至少兩個控制線之間的能移動連接部允許 使用者將所述控制線朝向和背離所述控制機構樞轉或旋轉所圍繞的軸線移 動。
326、 根據權利要求325所述的器械，其中，所述控制機構為斜板。
327、 根據權利要求325所述的器械，其中，所述控制機構為盤。
328、 根據權利要求325所述的器械，其中，所述能移動連接部包括齒 輪或凸輪。
329、 一種具有能調節導管的器械，包括控制器主體，其包括近端和遠端以及手柄，所述主體收納用於將使用者 輸入從所述手柄傳送到至少 一個控制線的機構；柔性細長導管主體，其包括用於所述至少一個控制線的至少一個通道， 所述導管主體通過能旋轉連接部與所述控制器主體配合；由所述控制線驅動的遠側活動連接部，其中，對所述手柄的使用者輸入 控制所述活動連接段的運動；和遠端執行器，其中，在所述導管主體與所述控制器主體之間的能旋轉連接部允許使用 者通過使所述導管主體相對於所述控制器主體旋轉來改變所述遠端執行器 相對於所述控制器主體的方位。
330、 根據權利要求329所述的器械，進一步包括鎖，用於將所述導 管主體相對於所述控制器主體鎖定在適當位置。
331、 根據權利要求329所述的器械，進一步包括引導管，該引導管具 有用於接納所述器械的通道。
332、 根據權利要求329所述的器械，其中，所述能旋轉連接部允許所述導管主體相對於所述引導管旋轉。
333、 根據權利要求329所述的器械，進一步包括在所述導管主體上鄰近於所述控制器主體的記號，該記號對應於所述遠端執行器的方位。
334、 根據權利要求329所述的器械，其中，所述能調節連接部將所述 導管主體沿任一方向的旋轉限制為180度。
335、 根據權利要求329所述的器械，其中，至少兩個控制線在所述活 動連接段與所述控制器主體之間延伸。
336、 根據權利要求335所述的器械，其中，至少三個控制線在所述活 動連接段與所述控制器主體之間延伸。
337、 根據權利要求329所述的器械，其中，所述能調節連接部包括與 所述導管主體固定地配合併與所述控制器主體能移動地配合的配合構件。
338、 根據權利要求337所述的器械，其中，所述配合構件包括在尺 寸和形狀上適於接納所述細長導管主體的遠側區域；以及在尺寸上適於防止 所述細長導管主體通過但允許所述至少一個控制線通過的近側區域。
339、 一種調節遠端執行器的方位的方法，該方法包括提供器械，所述器械包括控制器主體；柔性細長導管主體，其與所述 控制器主體能旋轉地配合併包括遠側活動連接段；以及遠端執行器； 將所述導管主體相對於所述控制器主體旋轉；以及 將所述遠端執行器與所述控制器主體的所述方位對準。
340、 根據權利要求339所述的方法，其中，所述對準步驟進一步包括 將所述導管主體上的記號與所述控制器主體上的記號對準。
341、 根據權利要求339所述的方法，其中，所述遠端執行器包括頂表 面，並且所述對準步驟包括將所述遠端執行器的所述頂表面與所述控制器 主體的頂表面對準。
342、 根據權利要求341所述的方法，其中，所述控制器主體的頂表面 包括手柄。
343、 一種具有能分離導管的器械，包括控制器主體，其包括近端和遠端以及手柄，所述主體收納用於將使用者 輸入從所述手柄傳送到第 一控制線的控制機構；細長導管主體，其包括用於所述第一控制線的至少一個通道，所述導管 主體與所述控制器主體能分離地連接且所述第一控制線與所述控制機構能分離地連接；以及通過所述第一控制線操控的遠側活動連接段，其中，對所述手柄的使用 者輸入控制所述活動連接段的運動；其中，在所述導管主體與所述控制器主體之間的所述能分離連接部以及 在所述第 一控制線與所述控制機構之間的能分離連接部允許使用者將所述 導管主體與所述控制器主體分離。
344、 根據權利要求343所述的器械，其中，所述控制機構包括第二控 制線，該第二控制線從所述控制機構延伸並與所述第 一控制線能分離地配 合。
345、 根據權利要求343所述的器械，其中，在所述控制機構與所述第 一線之間的能分離連接部包括聯接器，其中，所述第一控制線與所述聯接器 的遠端能分離地配合，第二控制線與所述聯接器的近端配合。
346、 根據權利要求345所述的器械，其中，所述聯接器包括在所述第 二線和控制機構上施加張力的彈簧。
347、 根據權利要求343所述的器械，進一步包括延伸穿過所述導管 主體並與所述控制機構能分離地連接的至少三個控制線。
348、 一種具有能分離導管的器械，包括 細長導管主體，其包括遠側活動連接段；和控制器主體，其包括近端和遠端以及手柄，所述控制器主體收納用於將 使用者輸入從所述手柄傳送到第一控制線的控制機構，所述控制機構包括與 多個傳動聯杆能分離地配合的軸，其中，所述手柄沿第一方向的移動將使用 者輸入通過所述軸傳送到所述多個傳動聯杆中的至少一個，以沿第 一方向驅 動所述遠側活動連接段，而基本不使所述多個傳動聯杆中的另一個運動；並且其中，所述手柄沿第二方向的移動將使用者輸入傳送到所述多個傳動聯杆中的另 一 個，以沿截面方向驅動所述遠側活動連接段；其中，所述軸與所述多個傳動聯杆分離允許所述導管與所述控制器主體 殼體分離。
349、 一種具有運動鎖定的器械繫統，包括手術器械，其包括細長導管主體、遠端、以及用於控制所述遠端的至少 一個自由度的控制器；框架，所述器械與所述框架能移動地連接，所述能移動連接部為所述器 械提供相對於所述框架的至少兩個自由度；和鎖，用於臨時阻止所述器械相對於所述框架的所述至少兩個自由度中的 一個，而不阻止至少一個其它的自由度。
350、 根據權利要求349所述的系統，其中，所述鎖在被接合時阻止所 述器械相對於所述框架的旋轉和縱向運動中的一種，並允許另一種。
351、 根據權利要求349所述的系統，其中，所述鎖在被接合時阻止所 述器械相對於所述框架的運動，並允許通過所述控制器控制所述器械的所述 至少一個自由度。
352、 根據權利要求351所述的系統，其中，所述鎖在被接合時阻止所 述器械相對於所述框架的縱向移動。
353、 根據權利要求349所述的系統，其中，所述框架進一步包括軌道。
354、 根據權利要求353所述的系統，其中，所述鎖在被接合時阻止所 述器械相對於所述軌道的運動。
355、 一種具有運動鎖定的器械繫統，包括手術器械，其包括細長導管主體、遠端、以及用於控制所述遠端的至少 一個自由度的控制器；框架，所述器械與所述框架能移動地配合，並具有相對於所述框架的至 少兩個自由度；和鎖，用於臨時阻止所述器械相對於所述框架的運動，並允許通過所述控 制器控制所述導管的所述遠端的所述至少 一個自由度。
356、 一種具有器械阻尼的引導系統，包括手術器械，其包括細長導管主體、遠端、以及用於控制所述遠端的至少 一個自由度的控制器；框架，所述器械與所述框架能移動地配合，並具有相對於所述框架的至 少兩個自由度；和阻尼器，其中，所述阻尼器增大用於使所述器械相對於所述框架移動所 述至少兩個自由度中的至少一個所需的力。
357、 根據權利要求356所述的系統，其中，所述阻尼器增大用於使所 述器械相對於所述框架移動僅一個自由度所需的力。
全文摘要
本發明公開便於控制一個或多個工具的各種系統和方法。所述系統能夠允許使用者控制多個自由度。一個這種系統允許使用者同時控制兩個工具的多個自由度。另一個這種系統允許使用者用單手控制多個自由度。本發明還描述了用於支撐和/或約束一個或多個工具的運動的框架和軌道。
文檔編號A61B17/28GK101594816SQ200780049027
公開日2009年12月2日 申請日期2007年11月30日 優先權日2006年12月1日
發明者保羅·J·史密斯, 加裡·S.·卡普爾, 卡蒂·克魯格, 威廉·J.·肖, 巴裡·魏茨納, 布賴恩·J.·因託恰, 庫爾特·蓋茨, 約翰·B·戈爾登, 納倫·順 申請人:波士頓科學股份有限公司