示器、肉眼3D顯示器或者其他類型的合適顯示器。輔助員104可以同時操作和輔助手術(shù)。兩個或者更多個操作者可以有利地同時對同一病人進(jìn)行操作，同時彼此保持對話。將意識到，盡管描述了主外科醫(yī)生和輔助外科醫(yī)生，但是控制臺106 —般地可以被任何一個或者兩個(或者更多個)操作者操作。
[0129]參照圖3和圖4A，外科醫(yī)生控制臺106可以從人體工學(xué)意義上被布置為包括腳踏板114、臂架116和座位118中的一個或者更多個。腳踏板114可以包括用于切換控件102 (和/或控件108)來控制攝像機而不是操縱器/機器人的開關(guān)，反之亦然。腳踏板114還可以包括用于控制攝像機(一個或多個)的手動聚焦的控件。腳踏板114、臂架116、控件102、控件108和/或它們的任何組合可以包括用于檢測操作者的存在以便啟用/禁用機器人系統(tǒng)的傳感器/致動器。
[0130]外科醫(yī)生控制臺106還可以被布置為避免光反射。例如，顯示器110可以被安放為使得至少一部分在外科醫(yī)生所位于的桌120的高度以下。顯示器110還可以成這樣的角度，使得反射不被傳遞到桌120處的觀察者或者到達(dá)桌120處的觀察者的反射被減少。還可以提供遮光器122來減小可能引起反射的周圍照明。
[0131]觸覺反饋可以被提供給主外科醫(yī)生100和/或輔助員104。阻力可以被體內(nèi)的機器人操縱器2測量，例如，經(jīng)由搭載的(onboard)傳感器(比如，測壓單元)。阻力還可以從操縱器2使用的能源(例如，電壓、電流或者功率)的量來估計?；谧枇Φ牧Ψ答伩梢苑謩e經(jīng)由操縱器102和108被提供給主外科醫(yī)生100和/或輔助員104。
[0132]例如，參照圖4B和圖4D-4F，外科醫(yī)生的操縱器102可以包括電機/編碼器402、404、406、408、410、412以及414。電機/編碼器402可以檢測傾斜(pitch)并且提供傾斜的觸覺反饋。例如，電機/編碼器402可以耦合到關(guān)節(jié)元件403，在這二者間具有套管/襯墊405。因此，電機/編碼器可以檢測相對于關(guān)節(jié)元件403的旋轉(zhuǎn)并且提供觸覺反饋到該運動軸。電機/編碼器404可以檢測搖擺(sway)并且提供搖擺的觸覺反饋。電機/編碼器406可以檢測腕部偏搖(wrist yaw)并且提供腕部偏搖的觸覺反饋。電機/編碼器408可以檢測延伸/回縮并且提供延伸/回縮的觸覺反饋。例如，電機/編碼器408可以耦合到直線導(dǎo)軌409。當(dāng)直線導(dǎo)軌由外科醫(yī)生/操作者延伸/回縮時，電機/編碼器408旋轉(zhuǎn)。因此，電機/編碼器408可以檢測延伸/回縮并且提供觸覺反饋到該運動軸。電機/編碼器410和412可以檢測抓取并且提供抓取的觸覺反饋。電機/編碼器414可以檢測腕部傾斜(wrist pitch)并且提供腕部傾斜的觸覺反饋。電機/編碼器404、406、410、412以與上面結(jié)合電機/編碼器402所描述的類似的方式來布置。
[0133]操縱器端部420、422對應(yīng)于機器人致動器的操縱器端部。操縱器端部420、422包括接觸部分424、426(例如，圓柱)來提供相對的表面，通過該相對的表面便利由外科醫(yī)生在各方向上實現(xiàn)的操縱器端部的運動。操縱器420、422分別耦合到電機/編碼器410、412。操縱器420、422可以被定位為彼此鄰近，其中電機/編碼器410、412以不同的(在某些情況中，為相對的)方向延伸離開操縱器420、422。電機/編碼器410、412的相對的端部可以被固定到框架428，框架428可以為C形的。
[0134]框架428可以通過框架構(gòu)件430被固定到電機編碼器414?？蚣軜?gòu)件430可以在框架428的中心位置(central point)被固定到框架428，從而旋轉(zhuǎn)軸居中。電機/編碼器414也可以耦合到框架構(gòu)件432。因此，電機/編碼器414可以檢測框架構(gòu)件430相對于框架構(gòu)件432的旋轉(zhuǎn)運動，由此檢測包括操縱器端部420、422以及電機/編碼器410和412在內(nèi)的整個組件的旋轉(zhuǎn)運動。
[0135]框架構(gòu)件432可以耦合到電機/編碼器406并且可以包括彎曲部分(例如，大約90度)。由此，電機/編碼器406可以檢測包括操縱器端部420、422以及電機/編碼器410、412和414在內(nèi)的整個組件的旋轉(zhuǎn)運動。
[0136]電機/編碼器406例如通過框架構(gòu)件436可以固定到直線導(dǎo)軌409的第一部分434，直線導(dǎo)軌409包括第一部分434、支架(carriage) 435和第二部分438。如上面所論述的，電機/編碼器408通過在第二部分(例如，齒條)438上運轉(zhuǎn)的齒輪耦合到直線導(dǎo)軌409來檢測第一部分(例如，滑動直線導(dǎo)軌)434的運動，以檢測第一部分434相對于支架435的運動，支架435是固定的，安裝到框架構(gòu)件441。由此，電機/編碼器408可以檢測包括操縱器端部420、422以及電機/編碼器406、410、412和414在內(nèi)的整個組件的延伸/回縮。
[0137]電機/編碼器404可以通過彎曲框架構(gòu)件441耦合到電機/編碼器408，彎曲框架構(gòu)件441可以彎曲大約90度。由此，電機/編碼器404可以檢測包括操縱器端部420、422以及電機/編碼器406、408、410、412和414在內(nèi)的整個組件的旋轉(zhuǎn)運動。電機/編碼器402可以通過關(guān)節(jié)元件403耦合到電機/編碼器404。關(guān)節(jié)元件403可以為在其不同的面處耦合電機/編碼器402和404的框架構(gòu)件或塊狀件。套管/襯墊(例如，405)可以被提供在電機/編碼器402和404以及關(guān)節(jié)403之間。電機/編碼器402可以固定到框架構(gòu)件442，框架構(gòu)件442可以是彎曲的，例如彎曲90度?？蚣軜?gòu)件442可以提供基座440。由此，電機/編碼器402可以檢測整個組件相對于基座440的旋轉(zhuǎn)運動。
[0138]當(dāng)操縱器端部420、422的位置被外科醫(yī)生改變時，電機/編碼器402、404、406、408,410,412以及414可以檢測如上面所描述的沿著操縱器102的不同軸的運動。該運動可以與沿著體內(nèi)機器人操縱器的相應(yīng)的軸的運動直接相關(guān)。例如，直線導(dǎo)軌409的延伸可以直接對應(yīng)于機器人操縱器圍繞軸308的延伸；電機/編碼器414的旋轉(zhuǎn)可以直接對應(yīng)于圍繞軸314的旋轉(zhuǎn)等。具體地，旋轉(zhuǎn)的程度可以以這樣的方式受限，該方式對應(yīng)于機器人操縱器的運動自由。因此，除了操縱器端部相對于基座的相對位置外，外科醫(yī)生可以容易地控制整個機器人致動器的精確設(shè)置。這允許機器人操縱器的優(yōu)良控制。
[0139]所描述的觸覺反饋可以具有阻抗、振動的形式或者為其他形式的反饋。電機/編碼器還可以能夠?qū)⒉倏v器102設(shè)定到指定的位置。例如，在操作開始時，操縱器102可以被驅(qū)動到對應(yīng)于相應(yīng)機器人操縱器的位置的開始位置。就這一點而言，電機/編碼器可以具有確定絕對位置(例如，通過電位計)或相對位置(例如，通過數(shù)字旋轉(zhuǎn)分段輸入)的能力。
[0140]電機/編碼器402、404、406、408、410、412以及414可以基于一對一方式直接對應(yīng)于圖4C中所示的微型機器人致動器350的運動軸302、304、306、308、310、312以及314。因此，外科醫(yī)生的操縱器可以準(zhǔn)確地模仿對應(yīng)的體內(nèi)機器人臂的每個軸。這允許具有諸如控制的良好感覺和為外科醫(yī)生提供的人機工學(xué)等優(yōu)點。
[0141]參照圖4C，機器人操縱器350的基座340 —般地被附連到腹壁內(nèi)側(cè)，通常手術(shù)將會在腹壁內(nèi)側(cè)上進(jìn)行。操縱器端部在向下的方向上從機器人操縱器的基座延伸的這種布置可以通過以下方式來仿真:將外科醫(yī)生的操縱器102的銷定點(anchor point)440定位在如圖4G所示的結(jié)構(gòu)中。外科醫(yī)生的操縱器的錨定點440可以固定到具有垂直構(gòu)件的框架，垂直構(gòu)件將錨定構(gòu)件442定位在臂架116上。因此，外科醫(yī)生的操縱器以這樣的定向被提供，該定向在手術(shù)過程期間對應(yīng)于機器人操縱器340的定向。在外科醫(yī)生的操縱器和機器人操縱器之間具有直接對應(yīng)關(guān)系的該定向使得對于外科醫(yī)生來說對每個運動軸的直接的且精確的觸覺反饋是可能的。
[0142]參照圖5，示出了示例性病人檢查臺130。多個電磁定位裝置I可以與臂132耦合。臂132可以固定到或者耦合到臺架134，臺架134固定到或者耦合到檢查臺130。因而，整個系統(tǒng)可以與病人同時移動。這顧及在手術(shù)過程中改變在檢查臺附近的病人的位置，而無需從檢查臺分離機器人系統(tǒng)，并且使在外科手術(shù)過程期間需要改變病人位置的操作便利。此夕卜，臂132可以被伺服驅(qū)動，以用于重新定位或者調(diào)整電磁定位裝置I的定向。
[0143]參照圖6A和圖6B，微型機器人操縱器2的運動軸可以具有幾種不同類型的結(jié)構(gòu)。在圖6A和圖6B所示的實施例中，示出了 7軸運動。關(guān)節(jié)13可以沿著軸I和II旋轉(zhuǎn)，臂14可以沿著方向III平移。腕部15可以沿著軸IV旋轉(zhuǎn)，沿著軸V彎曲，并且沿著軸VI彎曲。抓取器/端部執(zhí)行器16還可以沿著軸VII打開和關(guān)閉，這可以包括旋轉(zhuǎn)和/或平移運動。微型機器人操縱器2的具有以下關(guān)節(jié)的一部分為方便起見而被稱為類型A，并且是非限制性的，該關(guān)節(jié)具有類似于關(guān)節(jié)13旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸以及如圖6所示的軸I和2。
[0144]圖7A和圖7B示出操縱器2的7軸運動的另一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，關(guān)節(jié)13在另一個方向上沿著軸I旋轉(zhuǎn)。微型機器人操縱器2的具有以下關(guān)節(jié)的一部分為方便起見而被稱為類型B，并且是非限制性的，該關(guān)節(jié)具有類似于關(guān)節(jié)13旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸以及圖7所示的軸I和II。
[0145]操縱器2的外殼可以便于將操縱器插入到身體中，并且在插入期間保護(hù)操縱器內(nèi)的機器人臂和端部執(zhí)行器。它可以包括基座21和在基座21的兩側(cè)的一對可折疊的翼部17ο作為非限制性實施例，翼部17在折疊結(jié)構(gòu)中可以具有18mm的最大直徑。18mm的最大直徑是有利的，因為它可以與大小適用于大多數(shù)自然腔道的入口端口一起很好地工作。
[0146]在初始狀態(tài)或者插入期間，翼部17如圖8所示那樣折疊。在部署機器人臂或者端部執(zhí)行器之前，可以通過從對應(yīng)的電磁定位裝置I觸發(fā)的磁力來展開翼部17。
[0147]翼部17的展開可以通過腹壁的熱、外部輻射或者外部供給的電力而被觸發(fā)。例如，基座21可以包括通過供給電流或者通過從包括在電磁定位裝置I中的發(fā)射機接收輻射能量而啟動的加熱裝置。在從身體移除期間，可以通過冷卻來重新折疊翼部17。冷卻可以通過移除電流或者供給到加熱裝置的所發(fā)射的輻射和/或使操縱器2與腹壁分離來實施。加熱和冷卻還可以通過其他方法(比如，熱電加熱器/冷卻器、熱導(dǎo)管等等)來實現(xiàn)。這個操作可以反過來，其中折疊由加熱觸發(fā)，展開由冷卻觸發(fā)。
[0148]可替換地或者另外，翼部17可以是具有不同熱膨脹系數(shù)的兩種材料的層壓件。因而，當(dāng)翼部17被加熱和冷卻時，所述材料以不同的速率膨脹和收縮，從而使翼部17折疊和展開。所述材料可以是金屬合金。翼部17可以由形狀記憶合金構(gòu)成。
[0149]可替換地或者另外，在所述操作之后，可以通過使用另一個操縱器操縱翼部17來重新折疊翼部17。
[0150]可替換地或者另外，翼部17可以具有幫助打開或者閉合翼部以及保持折疊的翼部的彈簧效應(yīng)。例如，翼部17可以具有彈簧效應(yīng)，其中所得力趨向于折疊翼部17。在存在定位裝置I時，彈簧效應(yīng)的強度不足以保持折疊的翼部17，并且翼部17通過磁力展開。當(dāng)定位裝置I被移除時，彈簧效應(yīng)可以使翼部17折疊。
[0151]根據(jù)腹壁的狀況，翼部17的平移運動可以由翼部17(例如，如圖24中的翼部24所示)上的、可磁性切換的或者可電致動的輥提供。
[0152]操縱器2的平移運動可以通過電磁懸浮來提供。例如，可以使操縱器2與電磁定位裝置I之間的吸引力減弱或者反向，以允許相對于腹壁的移動。電磁定位裝置I然后可以通過伺服運輸裝置或者磁性運輸裝置(類似于圖24中所示的電磁定位裝置26和基座25)來在腹壁上移動。
[0153]在磁性運輸裝置的情況下，磁體可以設(shè)置在電磁定位裝置I中。外部提供的磁場被供給來與電磁定位裝置I或26的磁體相互作用，以使電磁定位裝置I在X-Y方向上運動并且被相對于腹壁重新定位。
[0154]根據(jù)操縱器在操作期間的目的，操縱器2的端部執(zhí)行器可以改裝為抓取裝置16、成像裝置(比如，2D攝像機18或者