阅读说明：本技术 机器人手术系统和用于覆盖机器人手术系统的部件的盖布 (Robotic surgical system and drape for covering components of robotic surgical system ) 是由 迈克尔·热姆洛克 萧泽铭 海门·卡帕迪亚 里哈德·莱克 马克·麦克劳德 于 2018-05-07 设计创作，主要内容包括：一种用于覆盖机器人手术系统的盖布包含第一端部分、第二端部分以及在所述第一端部分和所述第二端部分之间延伸的中间部分。所述第一端部分在其中限定腔,并具有外表面和内表面,并限定穿过所述外表面和所述内表面的入口。所述腔的尺寸被设定成用于接纳器械驱动单元,并与所述入口流体连通。所述第二端部分具有外表面和内表面,并且限定穿过所述外表面和所述内表面的出口。所述第二端部分在其中限定与所述出口流体连通的腔。所述中间部分限定穿过其中的细长导管,所述细长导管的尺寸被设定成用于接纳手术机器人臂。(A drape for covering a robotic surgical system includes a first end portion, a second end portion, and an intermediate portion extending between the first end portion and the second end portion. The first end portion defines a cavity therein, has an outer surface and an inner surface, and defines an inlet through the outer surface and the inner surface. The cavity is sized to receive an instrument drive unit and is in fluid communication with the inlet. The second end portion has an outer surface and an inner surface and defines an outlet through the outer surface and the inner surface. The second end portion defines a cavity therein in fluid communication with the outlet. The intermediate portion defines an elongated conduit therethrough sized for receiving a surgical robotic arm.)

机器人手术系统和用于覆盖机器人手术系统的部件的盖布

背景技术

已经在微创医疗程序中使用机器人手术系统。一些机器人手术系统包含支撑手术机器人臂的控制台和具有至少一个末端执行器(例如镊子或抓握工具)、安装到机器人臂的手术器械。机器人臂向手术器械提供机械动力以使其操作和移动。

手动操作的手术器械通常包含用于致动手术器械的功能的手柄组件。然而，当使用机器人手术系统时，通常不存在用于致动末端执行器的功能的手柄组件。因此，为了将每个独特的手术器械与机器人手术系统一起使用，器械驱动单元用于与所选手术器械对接以驱动手术器械的操作。

器械驱动单元、机器人臂、机器人推车和/或机器人手术系统的其它部件的操作会产生热量。过多的热量可能会损坏或削弱器械驱动单元的各种部件或机器人手术系统的其它部件的运行。因此，提供一种用于冷却手术系统的部件同时还保持手术系统的无菌性的装置将是有益的。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种用于覆盖和促进机器人手术系统的冷却的盖布。盖布包含第一端部分、第二端部分以及在第一端部分与第二端部分之间延伸的中间部分。第一端部分具有外表面和内表面，并且限定穿过外表面和内表面的入口。第一端部分还在其中限定了腔。腔的尺寸被设定成用于接纳器械驱动单元，并与入口流体连通。第二端部分具有外表面和内表面，并且限定穿过外表面和内表面的出口。第二端部分进一步在其中限定了与出口流体连通的腔。中间部分限定穿过其中的细长导管，所述细长导管的尺寸被设定成用于接纳手术机器人臂。

在一些实施例中，入口可以是环形的，并且尺寸被设定成围绕无菌接口模块。

预期，第一端部分可以包含覆盖入口并且被配置成允许空气通过入口进入的补片。补片可以由防液体的透气材料制成。

可以想到的是，盖布的第一端部分可以包含第一折片和第二折片，所述第一折片和第二折片各自从第一端部分的外表面延伸。第一折片可与入口重叠以限定流体路径的第一部分。第二折片可与第一折片重叠以限定流体路径的第二部分。流体路径的第一部分和第二部分可以彼此平行并且彼此流体连通。第一端部分还可包含第一肋状物和第二肋状物。第一肋状物可以安置在流体路径的第一部分中并与其平行地延伸，以保持第一折片和外表面之间的间隔。第二肋状物可以安置在流体路径的第二部分中并与其平行地延伸，以保持第一折片和第二折片之间的间隔。

在一些实施例中，第一端部分可包含附接到第一端部分的外表面的防液体的透气材料。防液体的透气材料可以覆盖入口。

预期，第二端部分可以限定穿过第二部分的外表面和内表面的通风口。

在本公开的另一方面，提供了一种机器人手术系统，并且机器人手术系统包含手术机器人臂、联接到手术机器人臂的第一端部分的手术组件，以及用于覆盖手术机器人臂和手术组件的盖布。盖布包含第一端部分、第二端部分以及在第一端部分与第二端部分之间延伸的中间部分。第一端部分具有外表面和内表面，并且限定穿过外表面和内表面的入口。第一端部分在其中进一步限定腔。腔的尺寸被设定成用于接纳手术组件，并与入口流体连通。第二端部分具有外表面和内表面，并且限定穿过外表面和内表面的出口。第二端部分进一步在其中限定了与出口流体连通的腔。中间部分限定穿过其中的细长导管，所述细长导管的尺寸被设定成用于接纳手术机器人臂。

在一些实施例中，手术组件可以包含风扇，所述风扇被配置成从手术的无菌区域，通过盖布的入口将空气吸入手术组件中，通过盖布的出口从盖布中抽出，并离开手术的无菌区域。机器人手术系统可进一步包含与风扇通信的控制器。控制器可以被配置成基于机器人臂的定向来调节风扇的速度。可以使用由联接在手术机器人臂的关节处的应变仪进行的测量来调节风扇的速度。控制器还可被配置成基于风扇内的热传感器、电流传感器和/或转速计和/或编码器来调节风扇的速度。

预期，机器人手术系统可以进一步包含附接到盖布的通风口。控制器可进一步被配置成基于盖布内的温度和/或风扇的速度在打开和关闭配置之间移动通风口。

设想，手术组件可以包含具有第一端部分和第二端部分的器械驱动单元。风扇可以附接到第一端部分。手术组件可包含联接到器械驱动单元的第二端部分的无菌接口模块。无菌接口模块可以被配置成被盖布的入口围绕，以允许空气通过无菌接口模块进入盖布的第一端部分的腔中。器械驱动单元可具有从器械驱动单元的第一端部分延伸至器械驱动单元的第二端部分的多个流体通道。流体路径可采取穿过器械驱动单元的曲折路径，从而防止液体进入并允许空气进入。在一些实施例中，机器人手术系统可进一步包含具有第一端部分和第二端部分的机器人推车。盖布的第二端部分的腔的尺寸可以被设定成接纳机器人推车的第一端部分或第二端部分中的至少一个。机器人推车可以具有风扇，所述风扇在从盖布的第一端部分朝向盖布的第二端部分的方向上引导空气流通过盖布的导管。

预期，盖布可以包含沿着盖布的中间部分的内表面延伸的细长导电肋状物。

设想，盖布的入口可以是环形的，并且尺寸可以被设定成围绕手术组件的器械驱动单元的远端部分。

在一些实施例中，盖布的第一端部分可包含补片，所述补片覆盖入口并且被配置成允许空气通过入口进入。补片可以由防液体的透气材料制成。

预期，盖布的第一端部分可以包含第一折片和第二折片，所述第一折片和第二折片各自从第一端部分的外表面延伸。第一折片可与入口重叠以限定流体路径的第一部分。第二折片可与第一折片重叠以限定流体路径的第二部分。流体路径的第一部分和第二部分可以彼此平行并且彼此流体连通。第一端部分还可包含第一肋状物和第二肋状物。第一肋状物可以安置在流体路径的第一部分中并与其平行地延伸，以保持第一折片和外表面之间的间隔。第二肋状物可以安置在流体路径的第二部分中并与其平行地延伸，以保持第一折片和第二折片之间的间隔。

在一些实施例中，盖布的第一端部分可包含附接到第一端部分的外表面的防液体的透气材料。防液体的透气材料可以覆盖入口。

预期，盖布可以进一步包含沿其中间部分延伸的管状构件。管状构件可包含：安置在盖布的第一端部分内的近侧开口和邻近盖布的第二端部分安置的远侧开口，使得空气从盖布的第一端部分通过近侧开口进入管状构件中并通过远侧开口离开管状构件。

本公开的示例性实施例的另外的细节和方面将在下文参考附图更详细地描述。

如本文所使用，术语平行和垂直理解为包含距真实平行和真实垂直至多约+或-10度的基本上平行和基本上垂直的相对配置。

附图说明

在本文中参考附图描述本公开的实施例，附图中：

图1是根据本公开的包含机器人手术组件的机器人手术系统的示意图；

图2是附接到机器人臂的图1的机器人手术组件的透视图，所述机器人臂附接到机器人臂推车；

图3是图2的机器人手术组件的透视图；

图4A至图4C是覆盖机器人手术组件、机器人臂以及机器人臂推车的不同部分的盖布的透视图；

图5是各自被盖布覆盖的图2所示的机器人手术组件、机器人臂和机器人臂推车的透视图；

图6是图5的盖布的透视图，其示出了在盖布中形成的多个通风口；

图7是沿图3的线7-7截取的剖视图，其示出了被盖布覆盖的机器人手术组件的器械驱动单元；

图8是各自被盖布的另一个实施例覆盖的图2所示的机器人手术组件、机器人臂和机器人臂推车的透视图；

图9是沿图3的7-7线截取的剖视图，其示出了被图8的盖布覆盖的机器人手术组件的器械驱动单元；

图10是各自被盖布的另一个实施例覆盖的图2所示的机器人手术组件、机器人臂和机器人臂推车的透视图；

图11是沿图3的线7-7截取的剖视图，其示出了被图10的盖布覆盖的机器人手术组件的器械驱动单元；

图12是图11所示的盖布的细节12的放大视图；

图13是与图3的无菌接口模块联接的器械驱动单元的侧视图；

图14是图13的器械驱动单元的仰视图；

图15A是沿图13的线15A-15A截取的剖视图，其示出了限定通过器械驱动单元的空气通道；

图15B是沿图13的线15B-15B截取的剖视图，其示出了限定通过另一部分器械驱动单元的空气通道；

图15C是沿图13的线15C-15C截取的剖视图，其示出了限定通过器械驱动单元的又一部分的空气通道；

图15D是沿图13的线15D-15D截取的剖视图，其示出了器械驱动单元的挠性线轴组件。

图15E是沿图13的线15E-15E截取的剖视图，其示出了器械驱动单元的风扇。

图16A是图3的器械驱动单元的风扇的透视图；

图16B是图3的器械驱动单元的风扇的另一实施例的透视图；

图17A是图3的无菌接口模块的顶部透视图，其示出了在其中限定的空气通道；

图17B是图3的无菌接口模块的底部透视图；

图17C是沿图17A的线17C-17C截取的剖视图，其示出了限定通过无菌接口模块的空气通道；

图18是图17A的无菌接口模块的俯视图；

图19是图17A的无菌接口模块的放大剖视图；

图20是图17A的无菌接口模块的另一剖视图；和

图21是盖布的又一实施例的透视图，所述盖布覆盖机器人手术组件、机器人臂和机器人臂推车的一部分。

具体实施方式

参考附图详细描述了目前公开的机器人手术系统的实施例，所述机器人手术系统包含机器人臂车、手术机器人臂、手术组件(包含器械驱动单元(“IDU”)和手术器械)以及用于覆盖前述部件中的一些或全部的盖布，在附图中，在若干图的每一个中，相似的附图标记表示相同或相应的元件。如本文所使用，术语“远侧”是指机器人臂推车、手术机器人臂、手术组件或盖布的较靠近患者的那部分，而术语“近侧”是指机器人臂推车、手术机器人臂、手术组件或盖布的距离患者较远的那部分。

如将在下面详细描述的，提供了一种用于覆盖和促进冷却机器人手术系统的各个部件的盖布。盖布保持安置在其中的手术组件的无菌性，并通过促进空气通过盖布和离开手术组件的传递来冷却其部件。此外，手术组件包含一个或多个风扇、散热器以及限定通过手术组件的部件的迷宫式通道以促进其冷却。

首先参考图1-3，手术系统，例如机器人手术系统1，通常包含联接到机器人推车10的一个或多个机器人臂2、3，联接到手术机器人臂2的手术组件100以及用于覆盖机器人臂2和手术组件100的盖布200(图4A-4C)。在一些实施例中，盖布200的尺寸可以被设定成还覆盖机器人臂推车10。手术组件100包含联接到手术机器人臂2、3的滑轨40的器械驱动单元(下文称为“IDU”)110以及通过手术组件100的无菌接口模块112可操作地联接到IDU 110的机电手术器械130。

手术系统1进一步包含控制装置4和与控制装置4联接的操作控制台5。操作控制台5包含显示装置6，其具体地被设置为显示三维图像；以及手动输入装置7、8，借助于所述手动输入装置7、8，人(未示出)，例如外科医师，能够以第一操作模式遥控机器人臂2、3，如本领域技术人员原则上已知的。机器人臂2、3中的每一个可以由通过接头连接的多个构件2a、2b、2c构成。机器人臂2、3可以由连接到控制装置4的电动驱动器(未示出)驱动。控制装置4(例如计算机)可被设置成具体地借助于计算机程序激活驱动器，使得机器人臂2、3、附接的机器人手术组件100和因此机电手术器械130(包含机电末端执行器(未示出))根据借助于手动输入装置7、8限定的移动而执行期望的移动。控制装置4还可以被设置成使得其调节机器人臂2、3的移动。

机器人手术系统1被配置成用于躺在手术台“ST”上的患者“P”上，以借助于手术器械，例如机电手术器械130，以微创方式进行治疗。在实施例中，机器人臂2、3可以联接到机器人臂推车10(图2)而不是手术台“ST”。机器人手术系统1还可以包含多于两个机器人臂2、3，另外的机器人臂同样连接到控制装置4并可以借助于操作控制台5进行遥控。手术器械，例如机电手术器械130(包含机电末端执行器)，也可以附接到附加的机器人臂。

控制装置4可以控制多个马达，例如马达(马达1……n)，其中每个马达被配置成驱动机器人臂2、3在多个方向上移动。此外，控制装置4可以控制机器人手术组件100的IDU110的马达组件114(图7)，所述马达组件114驱动手术器械130的各种操作。另外，控制装置4可以控制旋转马达的操作，例如，手术组件100的IDU 110的罐式马达“M”(图13)，其被配置成驱动IDU 110的马达组件114和进而机电手术器械130的相对旋转。在实施例中，IDU 110的每个马达114可以被配置成致动驱动杆/电缆或杠杆臂，以实现机电手术器械130的操作和/或移动。

对于机器人手术系统的构造和操作的详细论述，可以参考题为“医疗工作站(Medical Workstation)”的美国专利第8,828,023号，所述美国专利的全部内容以引用的方式并入本文中。

参考图4A-7，机器人手术系统1的盖布200具有大体上细长的构造，例如管状形状，并且由弹性材料制成，例如天然和/或合成织物，或者不可渗透液体/水分的分层材料。在实施例中，盖布200可以是单层或层压物或织物，并可以由例如被称为的非织造纺粘烯烃纤维材料制成，所述材料是蒸汽/气体可渗透的、阻液体的，并防止液体或污染物从中通过。在其它实施例中，盖布200可以由低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、聚氨酯和/或聚乙烯材料或其它类似的无毒性的生物相容性化合物制成。在一些实施例中，盖布200的仅一些部分可以由防液体的透气材料制成并且在盖布200的各个位置处。盖布200可以是半透明的，使得盖布200覆盖的手术组件100的部件对于临床医生仍然是可见的。预期，盖布200沿不同的部分可以是不透明的而不是半透明的或不透明的和半透明的。盖布200具有第一端部分或远端部分200a、第二端部分或近端部分200b以及在第一端部分200a和第二端部分200b之间延伸的中间部分200c。在一些实施例中，可将高密度聚乙烯纺织纤维或合成织物胶合、热粘结、超声焊接、缝合、钩环固定或缝粘到盖布200上。

盖布200可以具有任何合适的长度以覆盖手术系统1的各个部分。例如，如图4A所示，盖布200可具有足够的长度以至少允许盖布100的第二端部分200b装配在手术机器人臂2的基部或近侧部分42上。如图4B所示，盖布200可以具有足够的长度以至少允许第二端部分200b装配在机器人臂推车10的手柄部分12上并且固定到机器人臂推车10的柱14。如图4C所示，盖布200可具有足够的长度以至少允许其第二端部分200b装配在推车10的基部16上。盖布200可以具有一定长度以容纳处于完全伸出的位置的机器人臂2。

参考图5-7，手术系统1的盖布200由具有外表面202和内表面204的盖布壁206限定。盖布壁206可以由相同或单一材料制成并且整体形成，或者在一些实施例中，盖布壁206可以由不同材料的层或者由具有不同特性的相同材料制成。盖布200的内表面204在第一端部分200a处在其中限定腔208。第一端部分200a的腔208的尺寸被设定成接纳或封装手术组件100(例如，器械驱动单元110和滑轨40)。

继续参考图5-7，盖布200的第一端部分200a限定了延伸穿过盖布200的外表面202和内表面204的入口或通道210。入口210与第一端部分200a的腔208流体连通。这样，入口210使空气流“F”进入盖布200中，以冷却手术组件100的部件。入口210具有大体上圆形或环形的形状，其尺寸被设定成与手术组件100的无菌接口模块112形成不透流体的密封。在一些实施例中，当不使用无菌接口模块112时，入口210的尺寸可以被设定成与器械驱动单元210的远端部分110b(图3)形成不透流体的密封。在组装期间，将盖布200放置在导轨40和器械驱动单元110上方，并且将无菌接口模块112定位成延伸穿过盖布200的入口210，而手术器械130从盖布200的外表面202突出。盖布200的入口210包含环(未示出)，所述环被配置成将无菌接口模块112联接到其，同时允许无菌接口模块112相对于盖布200的入口210并在其内旋转。空气流“F”行进通过限定在无菌接口模块112中的专用开口180，并渗入盖布200的第一端部分200a。如将参考图8-12所描述的，盖布200可以在第一端部分200a处具有两个入口，而不是盖布200仅具有一个入口210。

继续参考图5-7，盖布200的中间部分200c的尺寸被设定成封装或容纳手术机器人臂2的细长构件2a、2b、2c。具体地说，盖布200的中间部分200c限定了细长导管212，所述细长导管212纵向延伸穿过所述中间部分200c并且尺寸被设定成用于接纳手术机器人臂，例如机器人臂2。中间部分200c的导管212具有一定长度，其尺寸被设定成容纳机器人臂2。在实施例中，导管212的长度的尺寸被设定成当机器人臂2的每个细长构件2a、2b、2c处于伸出状态时容纳机器人臂2的至少整个长度。盖布200的中间部分200c可以由与其第一端部分200a相同的材料制成。在一些实施例中，与第一端部分200a相比，盖布200的中间部分200c可以由不同的材料或具有不同柔性的相同材料制成。

盖布200的中间部分200c可具有附接到盖布200的内表面204并从其延伸的细长导电肋状物或鳍状物214(图5)。鳍状物214可以由导热材料构成，例如，织造金属、石墨、铜或铝。鳍状物214可以用作散热器，以促进热量传递离开盖布200的第一端部分200a朝向盖布200的第二端部分200b。在一些实施例中，鳍状物214可以是热电冷却模块，用于对经过其的空气进行主动冷却。预期，热电冷却模块可以被定位在整个盖布200的各个位置。

盖布200的第二端部分200b在其中限定腔216。第二端部分200b的腔216的尺寸被设定成至少接纳或封装机器人臂2的近侧部分42和/或机器人臂推车10的一个或多个部分。盖布200的第二端部分200b具有延伸穿过盖布200的盖布壁206的出口或通道218。这样，盖布200的第二端部分200b的出口218与盖布200的第二端部分200b的腔216流体连通。盖布200的出口218具有大体上圆形或环形的形状，其尺寸被设定成装配在推车10的手柄部分和/或推车10上，在实施例中，装配在推车10的整个手柄部分上。盖布200的第二端部分200b的出口218可以位于盖布200的最近端而不是盖布200的一侧，如同第一端部分200a的入口210一样。这样，盖布200在其最近端是敞开的，而盖布200在其最远端是闭合的。预期，出口218可以位于沿着盖布200的长度的任何位置。

预期，盖布200的出口218可以包含安置/形成在其内周上(例如，在盖布200的内表面204上)的粘合剂衬里(未示出)，用于将盖布200的第二端部分200b固定到推车10。在实施例中，盖布200的出口218可包含弹性带(未明确示出)、钩环紧固件、系紧带、橡皮筋钩、磁性材料等，其围绕第二端部分200b的***以有助于将推车10固定在第二端部分200b的出口218内。在一些实施例中，代替具有弹性带的出口218，出口218可以具有围绕出口218的***安置的系绳(未明确示出)，以允许将出口218的直径调节为装配在推车10的各个部分上并固定到其。

参考图6，盖布200的第二端部分200b可包含安置在盖布200的盖布壁206中的一个或多个压敏通风口220。通风口220被配置成在盖布200的第二端部分200b的腔216达到其中的气压阈值量时打开。以这种方式，如果盖布200的出口218被关闭或紧紧地固定在推车10等上，导致空气压力在第二端部分200b内积聚，则通风口220可以被动地打开或者可以被配置成允许空气从第一端部分200a连续通过，通过中间部分200c，并通过通风口220离开盖布200的第二端部分200b。在一些实施例中，通风口220可以与控制装置4(图1)通信，所述控制装置4可以被配置成基于盖布200的第一端部分200a、中间部分200c和/或第二端部分200b内的温度或压力，例如通过伺服机构或液压驱动系统在打开和关闭状态之间移动通风口220。预期，控制装置4可以被配置成基于IDU 110的风扇150的速度，在打开状态和关闭状态之间移动通风口220。预期，通风口220可以被配置成保持打开以充当入口而不是出口。通风口220可以由防液体的透气材料(例如，聚乙烯纤维或聚丙烯)制成，其允许空气流从中被动地通过。在一个实施例中，可使用被配置成在达到阈值温度时膨胀的一片形状记忆材料(例如，形状记忆合金)将通风口220联接到盖布200的盖布壁206。这样，形状记忆材料相对于盖布壁206提升或升高通风口220，从而在盖布壁206中形成开口以供空气通过。

第二端部分200b还可包含风扇(未示出)，所述风扇将空气从第一端部分200a朝向盖布200的第二端部分200b的出口218抽吸。在一些实施例中，推车10可包含分别附接到推车10的基部16和/或手柄部分12的风扇222、224。推车10的风扇222、224可将空气从盖布200的第一端部分200a朝向盖布200的第二端部分200b的出口218抽吸。

在将盖布200组装或施加到推车10期间，盖布200的第二端部分200b被放置在推车10的手柄部分12上方并固定到推车10的柱14，如图5所示。在一些实施例中，在组装期间，盖布200的第二端部分200b可以覆盖推车10的手柄部分12、柱14和基部16，并固定到推车10的基部16的下表面，如图6所示。当盖布200的第二端部分200b固定到推车10时，盖布200的第二端部分200b的出口218保持打开以允许空气流“F”通过。

IDU 110的风扇150被激活以在第一端部分200a的腔208内产生负压，所述负压通过无菌接口模块112将空气流“F”从无菌区域吸入盖布200中。空气流“F”继续行进通过IDU110，以冷却IDU 110的部件。然后，空气流“F”通过风扇150并通过盖布200的第一端部分200a、中间部分200c和第二端部分200b从IDU 110出来。现在通过吸收了IDU 110的运行产生的热量而变热的空气流“F”最终将通过出口218和/或通风口220从盖布200移出，并进入手术室或非无菌区域。

参考图8和9，提供了用于覆盖手术组件100、手术机器人臂2和机器人臂推车10的部分的盖布300的另一实施例。盖布300包含具有外表面302和内表面304的盖布壁306。盖布壁306的外表面302和内表面304均由相同的材料制成，并且彼此整体地形成。在一些实施例中，盖布300的盖布壁306的外表面302和内表面304中的一个或每个可以由不同的材料层或具有不同特性的相同材料制成。盖布300的第一端部分300a处的内表面304在其中限定腔308。盖布300的第一端部分300a的腔308的尺寸被设定成接纳或封装手术组件100(例如，器械驱动单元110和滑轨40)。

代替盖布300的第一端部分300a仅具有一个入口，如上面参考图5-7所述的盖布200的第一端部分200a中的情况，本实施例的盖布300的第一端部分300a限定至少两个入口310a、310b，每个入口延伸穿过盖布300的盖布壁306。这样，第一入口310a和第二入口310b各自与第一端部分300a的腔308流体连通。与盖布200的入口210相似，盖布300的第一入口310a具有大体上圆形或环形的形状，其尺寸被设定成与手术组件100的无菌接口模块112形成密封。在一些实施例中，第一入口310a的尺寸可以被设定成与器械驱动单元110的底部部分110b(图3)而不是无菌接口模块112形成密封。

在使用中，将盖布300放置在手术组件100上方，并且将无菌接口模块112定位成延伸穿过第一入口310a，其中手术器械130从盖布300突出。

盖布300的第一端部分300a的第二入口310b安置在第一入口310a的远侧(即，进一步远离盖布300的第二端部分300b)。第二入口310b定位在盖布300的第一端部分300a的位置处，当盖布300定位在手术组件100上方时，该位置邻近器械驱动单元110的侧部，如图8所示。盖布300的第二入口310b可以覆盖有透气性的补片319，该补片319禁止液体/水分进入第一端部分300a的腔308中，同时允许空气通过第二入口310b进入。例如，补片319可以由通常被称为的非织造纺粘烯烃纤维材料制成。补片319可以由任何合适的有机、天然和/或合成单层或多层材料制成，包含聚对二甲苯、HDPE、PTFE、聚合物涂覆的防水蒸气/气体可渗透织物、闪纺高密度聚乙烯纤维、织造或非织造织物、多孔聚合物或其任何组合。以这种方式，补片319禁止液体进入盖布300的内部，同时允许空气进入盖布300的第一端部分300a的腔308，然后所述空气通过器械驱动单元110以冷却器械驱动单元110的内部部件。

继续参考图8和9，盖布300的中间部分300c的尺寸被设定成封装或容纳手术机器人臂2的细长构件2a、2b、2c。具体地说，盖布300的中间部分300c限定了细长导管312，所述细长导管312纵向延伸穿过所述中间部分300c并且尺寸被设定成用于接纳手术机器人臂，例如机器人臂2。中间部分300c的导管312具有一定长度，其尺寸被设定成容纳机器人臂2，在实施例中在机器人臂2的每个细长构件2a、2b、2c处于伸出状态时容纳机器人臂2的至少整个长度。盖布300的中间部分300c可以由与第一端部分300a相同的弹性体材料制成。在一些实施例中，与第一端部分300a相比，盖布300的中间部分300c可以由不同的材料或具有不同柔性的相同材料制成。

中间部分300c可具有细长的导电肋状物或鳍状物(未明确示出)，类似于盖布200的鳍状物214，其附接到盖布300的内表面304。盖布300的鳍状物片可以用作散热器，以促进热量传递离开盖布300的第一端部分300a朝向盖布300的第二端部分300b。

盖布300的第二端部分300b在其中限定腔316。第二端部分300b的腔316的尺寸被设定成接纳或封装机器人臂2的至少近侧部分42和/或机器人推车10的一个或多个部分。盖布300的第二端部分300b具有延伸穿过盖布300的盖布壁306的出口318。这样，第二端部分300b的出口318与盖布300的第二端部分300b的腔316流体连通。盖布300的出口318具有大体上圆形或环形的形状，其尺寸被设定成整体地装配在推车10的手柄部分12或推车10上。盖布300的第二端部分300b的出口318可以位于盖布300的最近端而不是盖布300的侧面，如同第一端部分300a的第一入口310a和第二入口310b一样。这样，盖布300在其最近端是敞开的，而盖布300在其最远端是闭合的。

在使用中，盖布300定位在手术组件100、机器人臂2和推车10的手柄部分12上方，如图8所示。无菌接口模块112延伸穿过盖布300的第一入口310a，使得无菌接口模块112的上部部分位于第一端部分300a的腔308内，并且无菌接口模块112的底部部分安置在盖布300的外部。盖布300的第二入口310b邻近器械驱动单元110的侧部安置，以与限定在器械驱动单元110中的开口131对准。由例如风扇150产生的空气流“F”移动通过盖布300的第二入口310b并进入盖布300的腔308中。具体地说，当空气流“F”移动通过盖布300的第二入口310b时，它通过补片319进入腔308，使得基本上所有的与空气流“F”一起移动的水分都被补片319捕获，而没有进入盖布300的腔308。然后，空气流“F”通过限定在IDU 110中的开口131进入IDU 110，并通过风扇150离开IDU 110以冷却IDU 110的内部部件。现在已经吸收了由IDU 110的工作部件产生的热量的空气流“F”移动通过盖布300的中间部分300c的导管312并通过出口318移出盖布的第二端部分300b。在一些实施例中，空气不仅通过第二入口310b而且通过第一入口310a和第二入口310b两者进入盖布300中。

参考图10-12，示出了盖布400的另一实施例，类似于参照图8和9描述的盖布300。盖布400类似于盖布300，不同之处在于除了补片319(图9)之外，或者替代地具有补片319之外，盖布400的第一端部分400a包含覆盖入口410b的第一折片或挡板432和第二重叠折片或挡板434。第一折片432和第二折片434从盖布400的外表面402延伸。与盖布400的外表面402相比，第一折片432由更硬、柔韧性更低的材料制成。在一些实施例中，第一折片432可以由与盖布400相同的透气材料制成，或者由比盖布400更弹性/柔韧性的材料制成。第一折片432具有在邻近第二入口410b的第一侧的位置处连接到盖布400的外表面402的第一端部分432a。

入口410b具有穿孔的覆盖物或区段419，其允许空气流“F”从中通过，同时禁止水分从中通过。在一些实施例中，代替具有穿孔的覆盖物419，入口410b可以具有防液体的透气覆盖物，或者可以被补片319覆盖，或者除了第一折片432和第二折片434之外没有任何覆盖物。

第一折片432具有第二或自由端部分432b，所述第二或自由端部分432b在入口410b上延伸，同时与外表面402隔开以限定基本平行于外表面402的第一流体路径或通道“F1”。

盖布400的第二折片434与第一折片432相似，并且具有第一端部分434a，所述第一端部分434a连接到邻近第二入口410b的第二侧的盖布壁406的外表面402，所述第二侧与第二入口410b的第一侧相对。第二折片434具有第二或自由端部分434b，所述第二或自由端部分434b在第一折片432的第二端部分432b上延伸，同时与第一折片432的第二端部分432b间隔开，以限定基本平行于第一流体路径“F1”的第二流体路径或通道“F2”。第一流体路径“F1”和第二流体路径“F2”彼此流体连通，以允许空气从第二流体路径“F2”通过第一流体路径“F1”，并通过第二入口410b进入第一端部分400a的腔408。

参考图12，盖布400的第一端部分400a可包含第一肋状物436和第二肋状物438，第一肋状物436和第二肋状物438安置在第二入口410b的相应的第一路径“F1”和第二路径“F2”中并与其平行地延伸。在一些实施例中，肋状物436、438可以相对于第二入口410b的路径“F1”、“F2”以任何合适的定向延伸，如垂直。第一肋状物436和第二肋状物438各自具有细长的配置，并且宽度比第一流体路径“F1”和第二流体路径“F2”的宽度窄，以便不干扰空气流通过第一路径“F1”和第二路径“F2”。第一肋状物436安置在盖布400的第一端部分400a的外表面402和第一折片432之间。第二肋状物438附接到第二折片434的内表面，以便安置在第一折片432和第二折片434之间。第一肋状物436和第二肋状物438通过保持第一折片432和第二折片434和第一折片432与盖布400的第一端部分400a的外表面402之间的间隔来防止和/或阻止流体路径“F1”、“F2”塌陷。预期预期，第一肋状物436和第二肋状物438可以由比第一折片432和第二折片434柔韧性低的材料制成。

在一些实施例中，代替使用肋状物436、438来防止和/或阻止流体路径“F1”、“F2”塌陷，第二入口410b的第一“F1”和第二路径“F2”可以包含安置在其中的海绵/网状开孔泡沫、弹簧或管，或安置在折片432、434的相对两侧上的相反的磁体。

在使用中，盖布400被定位在手术组件100、机器人臂2和推车10的手柄部分12上方，如图10所示。无菌接口模块112延伸穿过盖布400的第一入口410a，使得无菌接口模块112的上部部分位于第一端部分400a的腔408内，并且无菌接口模块112的底部部分安置在盖布400的外部。盖布400的第二入口410b邻近器械驱动单元110的侧部安置，以与限定在器械驱动单元110中的开口131对准。空气流“F”(从无菌区域)移动到第二流体路径“F2”中，然后通过第一流体路径“F1”，并通过第二入口410b进入第一端部分400a的腔408。

当空气流“F”移动通过盖布400的第二入口410b时，它通过限定在IDU110中的开口131进入IDU 110，并通过风扇150离开IDU 110以冷却IDU 110的内部部件。在一些实施例中，空气流“F”可首先通过风扇150进入IDU 110，并通过IDU 110的开口131或IDU 110的其它开口离开。现在已经吸收了IDU110的工作部件所产生的热量的空气流“F”移动通过盖布400的中间部分400c的导管312并通过第二端部分400b的出口418从盖布的第二端部分400b移出，并出来进入非无菌领域。在一些实施例中，空气不仅通过第二入口410b而且通过第一入口410a和第二入口410b进入盖布400。

参考图13-20，手术系统1的手术组件100，其被配置成与机器人臂2或3(图2)联接或联接到机器人臂2或3，通常包含IDU 110、无菌接口模块112和机电手术器械130(图2)。如上文简单地提到的，IDU 110将动力和致动力从其马达114传递到机电手术器械130的从动构件(未示出)，以最终驱动机电手术器械130的末端执行器的部件的移动，例如，刀片(未示出)的移动和/或末端执行器的钳口构件的关闭和打开、吻合器的致动或击发，和/或基于电外科能量的器械的致动或击发等。IDU 110的马达部件114由安置在IDU 110中的马达“M”旋转，并将其旋转运动传递到机电手术器械130。

参考图13-15E，IDU 110包含联接到手术机器人臂2的轨道40的壳体盖113。IDU110的壳体盖113掩盖、覆盖并保护IDU 110的内部部件。IDU 110的壳体盖113可以具有大体上圆柱形的配置，但是在一些实施例中，壳体盖113可以采用多种配置，例如正方形、三角形、细长、弯曲、半圆柱形等。如上所提到的，壳体盖113保护或遮蔽IDU 110的各种部件，包含马达部件114和将动力和数据传输到IDU 110的部件的挠性线轴组件160。

IDU 110的马达组件114可以包含四个马达，例如，罐式马达等，每个马达都具有被配置成与无菌接口模块112的对应驱动器185(图17A)接合的驱动轴121。虽然IDU 110被示为具有四个马达，但是预期，IDU 110可以包含任何合适数量的马达。IDU 110的驱动轴121具有非圆形的横截面轮廓(例如，大体上D形等)。马达组件114的四个马达以矩形形式布置，使得其相应的驱动轴121均彼此平行并且均沿同一方向延伸。随着马达组件114的马达被致动，相应驱动轴121的旋转通过无菌接口模块112的相应驱动传递轴185被传递至手术器械130的驱动组件的齿轮或联接器，以致动手术器械130的各种功能。。

参考图14和15A-15E，IDU 110在其底部部分110b中限定了多个入口或开口117。IDU 110的开口117与限定在无菌接口模块112中的对应通道180(图17A-17C)流体连通，使得空气从无菌接口模块112通过IDU 110的开口117进入IDU 110。IDU 110限定了在IDU 110的相对端110a、110b之间纵向延伸的多个通道119(图15A-15C)。具体地说，通道119与限定在IDU 110的底部部分110b中的开口117流体连通，并且在位于IDU 110的顶部部分110a处的IDU 110的风扇150附近终止。通道119安置在马达组件114的马达之间，以提供空气从中通过以冷却马达组件114。通道119还沿着IDU的细长挠性电路板127和IDU 110的连接线129延伸，以提供由细长挠性电路板127和与细长挠性电路板127连接的连接线129产生的热量的进入。通道119在限定在挠性线轴组件160中的中央腔162内终止，使得空气可以通过中央腔162以冷却挠性线轴组件160。

IDU 110包含安置在其顶部部分或近端部分110a内的风扇150，并且位于挠性线轴组件160上方。如图16A所示，风扇150是径向鼓风机。在一些实施例中，如图16B所示，风扇150可以是轴向风扇的形式。预期，可以使用任何其它合适的风扇，例如离心风扇、隔膜或活塞致动的气泵、蠕动泵、热烟囱、离心泵、通过空气压缩机实现的文丘里泵等。风扇150坐落在挠性线轴组件160的顶部，并且与挠性线轴组件160的中央腔162流体连通，使得风扇150从挠性线轴组件160的中央腔162接收或抽吸空气，使得空气通过IDU 110的通道119。风扇150在盖布200的第一端部分200a的腔208内产生负压，以将空气吸入盖布200中。

风扇150可以联接到处理器，例如控制装置4(图1)，或与其通信。风扇150也可以与温度传感器、集成电路、中央处理器、马达、电阻器、应变仪、热敏电阻或压力传感器通信，所述温度传感器、集成电路、中央处理器、马达、电阻器、应变仪、热敏电阻或压力传感器都安置在手术组件100的任何部件内或安置在盖布200、300或400中。控制装置4被配置成基于机器人臂2的定向来调节风扇150的速度。例如，如果机器人臂2处于折叠状态，在该状态下机器人臂2的总长度减小，则风扇150的速度可能会由于空气行进通过盖布200、300或400之一的距离减小而降低。如果机器人臂2处于伸出状态，在该状态下机器人臂2的总长度增加，则可以提高风扇150的速度，以考虑到空气必须行进通过盖布200、300或400的更大距离。控制装置4可以使用附接在机器人臂2的关节处的应变仪来检测机器人臂2是处于折叠状态还是伸出状态。

控制装置4还可被配置成基于由压力和温度传感器感测到的压力或温度来调节风扇150的速度。例如，随着盖布200、300或400中温度的增加可以提高风扇150的速度，并且随着温度下降可以降低风扇150的速度。在一些实施例中，风扇150的速度也可以基于盖布200、300或400外部的环境温度来调节。控制装置4可以使用各种传感器来测量盖布200、300或400内的温度，所述传感器将关于盖布的各种状况的反馈提供给控制装置4。例如，盖布200、300、400可以包含安置在盖布200、300或400的各个部分处的热传感器。

在其它实施例中，控制装置4可以与感测手术组件100的部件(例如，微处理器、集成部件、马达控制器、感测电阻器、应变仪或马达绕组)的温度或测量由手术组件100的部件(例如，微处理器、集成部件、马达控制器、感测电阻器、应变仪或马达绕组)使用的电流/功率的传感器通信。

壳体盖113的顶部部分113a可以在其中限定多个通风口或狭缝152，以允许空气从IDU 110中转移出来。风扇150被配置成产生负压，所述负压将空气通过无菌接口模块112吸入限定在IDU 110中的通道119中，通过马达组件114以及然后挠性线轴组件160并通过狭缝152从壳体盖113的顶部部分113a抽出，从而在电子设备运行期间冷却电子设备，并保持通过IDU 110的恒定的负压。

参考图17A-20，如上所提到的，手术组件100可进一步包含用于选择性地将IDU110和机电手术器械130互连的无菌接口模块112。机电手术器械130可以横向地联接(例如，侧向加载)到机器人手术组件100的无菌接口模块112，或者横向地从机器人手术组件100的无菌接口模块112分离。一般来说，无菌接口模块112用于在器械驱动单元110的底部部分110b(即，远端)与如机电手术器械130的机电手术器械之间提供接口。该接口有利地保持无菌性，提供在IDU 110和机电手术器械130之间传输电通信的手段，提供被配置成将旋转力从IDU 110传递到机电手术器械130的结构，以执行机电手术器械130的功能，和/或提供结构以选择性地将机电手术器械130附接到IDU 110/从IDU 110移除(例如，用于快速器械更换)。

无菌接口模块112在无菌接口模块112的轴环182中限定多个开口180。开口180围绕无菌接口模块112的轴环182周向安置。轴环182被配置成从盖布200的入口210、盖布300的第一入口310a或盖布400的第一入口410a向远侧突出，使得空气可以进入无菌接口模块112的开口180并进入盖布200、300或400，这取决于使用的哪一个盖布。无菌接口模块112包含限定穿过其近侧表面的中央通道184，并且与无菌接口模块112的开口180流体连通。中央通道184具有钥匙形配置，以帮助与IDU 110的底部部分110b对准和确定与其的配合方向。在一些实施例中，中央通道184可采取任何合适的符号形状。

在将无菌接口模块112连接到IDU 110的底部部分110b(图14)时，限定通过IDU110的底部部分110b的开口117与无菌接口模块112的中央通道184流体连通。这样，空气可以从盖布200、300或400的外部通过无菌接口模块112的开口180进入无菌接口模块112，并通过IDU的开口117进入IDU110以冷却IDU 110的内部部件，例如，马达组件114、细长的挠性电路板127、连接线129和/或挠性线轴组件160。

在操作中，手术机器人臂2的近侧部分42联接到推车10，并且器械驱动单元110(其上附接有无菌接口模块112)联接到手术机器人臂2的滑轨40。本文所述的盖布200、300、400中的任何一个均可用于覆盖手术机器人组件100、机器人臂2和推车10。例如，盖布300可用于覆盖手术组件100(例如，IDU 110和无菌接口模块112的顶部部分)、手术机器人臂2和推车10的手柄部分12。

具体地说，将盖布300的第二端部分300b的出口318放置在手术组件100上，并在近侧端方向上拉动，以将手术组件100(包含滑轨40)定位在第一端部分300a的腔308中，并且手术机器人臂2的细长构件2a、2b、2c在盖布300的中间部分300c的导管312中。盖布300沿手术机器人臂2的近侧移动持续直到盖布300的第二端部分300b的弹性带、拉紧绳、钩环紧固件、拉紧绳、系紧带、橡皮筋钩、磁性材料等经过推车10的手柄部分12上方，从而将推车10的手柄部分12安置在盖布300的第二端部分300b的腔316中。

同样在使用中，无菌接口模块112的轴环182通过盖布300的第一端部分300a的第一入口310a，以将限定在无菌接口模块112中的开口180暴露于盖布300外部的环境。盖布300的第一入口310a使用设置在围绕第一入口310a的盖布300中的环(例如，塑料环(未明确示出))或者使用围绕第一入口310a的弹性带、钩环紧固件、系紧带、橡皮筋钩、磁性材料等，固定到无菌接口模块112。盖布300的环允许无菌接口模块112相对于盖布300的第一入口310a并在其内旋转，同时保持无菌接口模块112轴向固定在其中。可通过以下方式将盖布300的第二端部分300b固定到推车10：允许盖布300的第二端部分300b的弹性带向内偏置以与推车10的手柄部分12接合，或者通过拉紧在推车10的柱14周围的盖布300的第二端部分300b的系绳，这取决于盖布300的第二端部分300b是否具有弹性带和/或系绳。

在盖布300覆盖手术组件100、手术机器人臂2和推车10的手柄部分12中的每一个的情况下，手术器械130可以附接到无菌接口模块112。在手术组件100的操作期间，IDU 110的风扇150和/或推车10的风扇可被激活以产生通过盖布300的空气路径或负压。具体地说，IDU 110的风扇150首先在IDU 110的通道119中产生负压，所述负压将空气驱动到限定在无菌接口模块112的轴环182中的开口180中。空气行进通过无菌接口模块112的开口180，并通过无菌接口模块112的中央通道184进入IDU 110的通道119。在空气通过无菌接口模块112的中央通道184时，空气通过盖布300的第一入口310a。

除了空气通过第一入口310a进入盖布300之外，空气还可以通过第二入口310b进入盖布300。具体地说，在激活IDU 110的风扇150时，在通道119中产生负压，从而通过限定在IDU 110的壳体113中的侧开口131通过第二入口310b的第一流体路径“F1”和第二流体路径“F2”将空气驱动到IDU 110入口中。

当空气进入IDU 110的通道119时，IDU 110中的空气吸收IDU 110的内部部件(例如，马达组件114、电路板127、连接线129、柔性线轴组件160等)产生的热量并通过IDU 110的通风孔152离开IDU 110。推车10的风扇、机器人手术臂2的风扇和/或盖布300的第二端部分300b的风扇也可以被激活以将加热的空气从盖布300的第一端部分300a的腔308中抽走，通过盖布300的中间部分300c的导管312，并通过盖布300的出口318从盖布300的第二端部分300b中抽出。如果IDU 110的内部部件达到的温度高于阈值温度，则IDU 110的风扇150和/或附接到盖布300、机器人臂2或推车10的任何其它风扇的速度可能会提高，以使空气以更快的速度流动通过盖布300。由于限定通过IDU 110的流体路径采取穿过其的曲折路径(例如，扭曲、转弯，并且通常是非线性的)，所以空气可以从中通过，同时防止液体从中通过。

参考图21，提供了用于覆盖手术组件100、手术机器人臂2以及机器人臂推车10的部分的盖布500的又一实施例。图21的盖布500不同于本公开的其它盖布200、300和400，不同之处在于具有管状构件，例如沿其长度延伸的软管520。软管520被配置成促进加热的空气从盖布500的第一端部分500a朝向盖布500的第二端部分500b移动并且移出盖布500。

盖布500包含具有外表面502和内表面504的盖布壁506。盖布500的第一端部分500a处的内表面504在其中限定腔508。盖布500的第一端部分500a的腔508的尺寸被设定成接纳或封装手术组件100(例如，器械驱动单元110和滑轨40)。盖布500的第一端部分500a限定了延伸穿过盖布500的外表面502和内表面504的入口或通道510。入口510与第一端部分500a的腔508流体连通。这样，入口510提供空气流进入盖布500的入口以冷却手术组件500的部件。入口510具有大体上圆形或环形的形状，其尺寸被设定成与手术组件100的无菌接口模块112形成密封。

盖布500的中间部分500c的尺寸被设定成封装或容纳手术机器人臂2的细长构件2a、2b、2c。具体地说，盖布500的中间部分500c限定了细长导管512，所述细长导管512纵向延伸穿过所述其中间部分500c并且尺寸被设定成用于接纳手术机器人臂，例如机器人臂2。中间部分500c的导管512具有一定长度，其尺寸被设定成容纳机器人臂2，在实施例中在机器人臂2的每个细长构件2a、2b、2c处于伸出状态时容纳机器人臂2的至少整个长度。

盖布500的第二端部分500b在其中限定腔516。第二端部分500b的腔516的尺寸被设定成接纳或封装机器人臂2的至少近侧部分42和/或机器人推车10的一个或多个部分。盖布500的第二端部分500b具有延伸穿过盖布500的盖布壁506的出口518。这样，第二端部分500b的出口518与盖布500的第二端部分500b的腔516流体连通。盖布500的出口518具有大体上圆形或环形的形状，其尺寸被设定成整体装配在推车10的手柄部分12或推车10上。

如上所提到的，盖布500具有集成到盖布壁506中并沿其长度延伸的软管520。软管520被配置成用于在手术组件100(例如，IDU 110)的操作期间，将已经被加热的空气从盖布500的第一端部分500a传递并通过在第二端部分500b处的出口518离开盖布500。软管520可以由导热材料制成，例如织造金属、石墨、铜或铝，以促进热量从盖布500中传递出去。软管520具有远侧开口520a和近侧开口520b以及在其间延伸的中央通道(未明确示出)。软管520的远侧开口520a安置在盖布500的第一端部分500a的腔508内，而近侧开口520b安置在盖布500的外部，邻近盖布500的第二端部分500b。在一些实施例中，软管520的近侧开口520a和远侧开口520b可安置在盖布500的各个位置，例如，软管520的近侧开口520b可安置在盖布500的第二端部分500b的腔516内而不是在腔516的外部。可以将远侧开口520a装配到IDU110的风扇150上，使得空气被风扇150拉动并通过风扇150，并且通过远侧开口520a进入软管520。

盖布500的软管520可以附接到手术组件100、机器人臂2和机器人臂推车10的各个部分，使得软管520沿手术组件100、机器人臂2和机器人臂推车10的每个部分行进，并将热量从每个部分带走。例如，软管520可以使用钩环紧固件、夹子、磁性材料等附接到手术系统1的这些部件。在一些实施例中，代替将软管520集成到盖布的盖布壁506中，软管520可以与盖布520分离并且分开，并且在这些部件被盖布500覆盖之前附接到手术组件100、机器人臂2和机械推车10的各个部分。

软管520可被配置成在其近侧开口520b处与真空/泵525(例如，上述泵/真空泵中的任何一个)联接，以将空气拉过软管520。具体地说，软管520可包含空气软管塞527，所述空气软管塞527流体联接到软管520的近侧开口520b，用于联接到从真空/泵525延伸的辅助空气软管529。真空/泵525可以被支撑在推车10上并且被安置在盖布500的外部。当空气软管529附接到软管520的空气软管塞525时，真空/泵525的激活将通过软管520抽吸空气，以将堆积在盖布500中的热空气从盖布500中带出。

应理解，可以对本文公开的实施例作出各种修改。因此，以上描述不应解释为限制性的，而仅仅是作为各种实施例的例证。本领域技术人员将设想出在所附权利要求书的范围和精神内的其它修改。