用于机器人手术的深度控制器械引导件的制作方法

用于机器人手术的深度控制器械引导件
1.要求优先权
2.本技术要求于2019年10月18日提交的美国临时专利申请no.62/923,107的权益，特此要求该申请的优先权权益并且该申请被通过参引全部结合到本文中。
技术领域
3.本文献主要但不限于涉及用于机器人辅助外科手术的装置和方法，例如涉及使用可围绕多个轴移动的关节式机械臂的装置和方法。更具体地，但不作以限制，本技术涉及可用于相对于机械臂定位器械的保持器和引导件。


背景技术：

4.解剖结构特征的成像可用于准备和执行外科手术。在一些外科手术中，可能需要将获得的图像中的解剖结构的形状与另一参考系(例如手术室的物理空间)配准。手术室的物理空间可与机器人手术系统的参考系相关。机器人手术臂被用于在手术过程中以相对于解剖结构和手术室的所需取向将各种器械保持在适当位置中，使得可以在基于机械手术臂的运动的解剖成像上跟踪手术室中的器械相对于解剖结构的运动。由此，希望将器械精确地安装于机器人手术臂。用于测量器械相对于器械保持器的位置的装置在crawford等人的公开文献no.wo 2015/061638 a1中予以描述。


技术实现要素：

5.本发明人已经认识到，待利用传统机器人器械保持器解决的问题尤其可包括获知器械保持器内的器械相对于保持器械的机械臂的相对位置。在涉及机器人手术系统的手术期间，可能需要基于医学图像沿着所规划的轨迹精确地引导医疗器械。为了保持器械的轨迹，外科医生使用被安装于机器人手术臂的其他装置或引导管。一旦该器械被沿着预期轨迹对齐，机械臂就会被固定住，并且器械被沿着该轨迹移动穿过器械保持器。由于机械臂并未移动，其上也并未附接有器械，因此无法经由机械臂的位置确定该器械的精确位置。先前确定器械位置的尝试包括将跟踪装置附接到器械，可以与机械臂的坐标系同步的方式在坐标系中跟踪该器械。然而，光学导航系统需要保持与器械的视线以获得准确的位置信息。确定器械相对于器械保持器的位置的其他尝试涉及使用器械保持器中的传感器，该传感器从器械读取信息，如crawford等人的前述公开文献中所述。然而，这种系统需要使用与传感器兼容的器械。这样一来，该器械通常必须包括用于光学读取的适当的视觉标记(例如，涂层标记，例如对比度或颜色标记或梯度)，或包括用于磁性读取的金属标记(例如，嵌置式磁条或线圈)。由此，这种系统与多种常规器械或现成器械并不兼容，这会增加器械的成本和复杂性。
6.本主题可以例如通过提供具有测量装置的器械保持器来提供对这些和其他问题的解决方案，该测量装置可以确定传统器械和非传统器械(例如，包括视觉或磁性标记的那些)的位置信息。更具体地，本主题可以提供一种器械保持器，该器械保持器包括机械或机
电装置，其用于独立于器械的特征来确定器械的位置，以适应现成的和常规的(例如，未标记的)器械。
7.本主题涉及例如用于机器人手术系统的医疗器械保持器装置，其具有机械或机电位置读取器或传感器，当将该器械插入到位置保持器或靠近位置保持器时，可以物理地接触或接合该器械。由此，在示例中，本公开的医疗器械保持器装置有助于从任何类型的器械读取位置信息，而无需与机械或机电位置读取器兼容的专用器械。位置读取器允许器械与位置保持器精确对准，从而允许器械的末端延伸超出器械保持器的(例如延伸到患者体内的)深度被获知并且与机器人手术系统的坐标系相关联。
8.在一个示例中，器械保持器系统可以包括引导本体和机械或机电测量装置。引导本体可包括第一端、第二端和沿轴线在第一端与第二端之间延伸以接收器械的通道。测量装置可以包括用于联接到引导本体的附接本体、被配置成延伸到通道的轨迹中以接触器械并生成位置数据的探针，以及可选择地，被联接到探针并被配置成接收位置数据的控制装置。
9.在另一示例中，确定手术器械相对于用于机器人手术系统的器械保持器的位置的方法可以包括将手术器械插入到器械保持器的通道中，将器械移动成与感测元件接触，将器械的末端移出器械保持器以致使感测元件运动以及将感测元件的运动与末端从器械保持器延伸出的距离相关联。
10.该概述旨在提供对于本专利申请的主题的概述。它并不旨在提供对本发明的排他性的或详尽的说明。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步的信息。
附图说明
11.图1是包括机器人辅助手术系统的手术室的示意图，该机器人辅助手术系统包括机械臂、计算系统和跟踪系统。
12.图2是图1的机械臂的示意图，该机械臂包括被配置成利用深度控制装置沿轴线支撑或引导器械的器械保持器。
13.图3是具有深度控制装置的器械保持器的透视图，该深度控制装置用于在利用手术机器人(例如图1和图2的机器人辅助手术系统)执行的手术期间对准各种医疗器械并将其保持就位。
14.图4是图3的器械保持器的引导本体、器械适配器和器械的分解透视图。
15.图5是图3的器械保持器的校准模块的透视图。
16.图6是图3的器械保持器的测量装置的分解透视图。
17.图7是附接到图1和图2的机械臂的图3的器械保持器的侧视图，并且示出了被通过引导件插入以接合校准模块的器械。
18.图8是图7的器械保持器的侧视截面图，其中，校准模块被移除。
19.图9是示出了在手术室环境中校准图3的器械保持器的深度控制装置的示意图。
20.图10是示出了将图3的器械保持器的深度控制装置用于引导器械使其与手术室环境中的患者接合的示意图。
21.图11是示出了本文描述的包括多个测量装置的器械保持器的附加实施例的示意图。
22.图12是用于经由齿条和小齿轮接合系统的接合与兼容器械一起使用的位置测量装置的示意图。
23.图13是示出了用于将器械保持器与测量装置和机器人手术系统组装在一起、校准器械保持器的测量装置以及将器械保持器与测量装置一起使用的方法的步骤的流程图。
24.图14是结合了器械保持器的机器人手术系统的示意图，该器械保持器具有与跟踪系统交互的本技术的深度控制装置。
25.图15是根据一些实施例的示例机器的框图的示意图，本文中讨论的任一种或多种技术可以在该示例机器上执行并且本文中讨论的任何装置均可以与该示例机器一起使用。
26.在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似部件的不同实例。附图通过示例而非作为限制总体上示出了本文献中讨论的各种实施例。
具体实施方式
27.图1示出了根据本公开的至少一个示例的用于在患者110的手术区域105上实施手术的手术系统100。在一个示例中，手术区域105可包括关节，并且在另一示例中，可以是骨。手术区域105可以包括患者110的任何手术区域，其包括但不限于肩部、头部、肘部、拇指、脊柱等。手术系统100还可以包括具有一个或多个机械臂(例如机械臂120)的机器人系统115。如所示，机器人系统115可以仅利用单个机械臂。机械臂120可以是6自由度(dof)机械臂，例如来自zimmer biomet holdings,inc.公司的medtech的机器人。在一些示例中，机械臂120被利用端部执行器或手术器械(例如手术器械125)上的外科医生输入进行协同控制。在其他示例中，机械臂120可以自主操作。尽管在图1中未示出，但一个或多个可定位的手术支撑臂可被结合到手术系统100中，以在各种手术期间帮助定位和稳定器械或解剖结构。
28.每个机械臂120可以轴向地和径向地旋转并且可以在远端130处接收手术器械或端部执行器125。手术器械125可以是适于由机器人系统115使用的任何手术器械，其包括例如引导管、保持器装置、握持装置(例如钳握器)、翻孔装置、扩孔装置、撞击器装置(例如肱骨头撞击器)、指示器、探针等。手术器械125可由机械臂120定位，该机械臂120可包括多个机器人关节(例如关节135)，其允许将手术器械125定位于邻近给定手术区域105或给定手术区域105内的任何期望位置处。如下所述，机械臂120可与器械定位装置(例如，器械保持器200(图2))一起使用，以基于由计算系统140确定的虚拟坐标系将器械定位在相对于手术区域105的已知、期望或预定方位中。
29.机器人系统115可还包括可以操作机械臂120和手术器械125的计算系统140。计算系统140可至少包括存储器、处理单元和用户输入装置，如本文将描述的那样。计算系统140和跟踪系统165可还包括人机接口装置145，其用于为外科医生提供待在手术期间使用的图像。计算系统140被示为单独的独立系统，但在一些示例中，计算系统140可被集成到机器人系统115中。人机接口装置145可以提供图像，其包括但不限于骨骼、关节盂、关节等的图像。人机接口装置145可包括相关联的输入机构，例如触摸屏、脚踏板或与手术环境兼容的其他输入装置。
30.计算系统140可接收术前、术中和术后医学图像。这些图像可被以任何方式接收，
并且图像可包括但不限于计算机断层(ct)扫描、磁共振成像(mri)、二维x射线、三维x射线、超声等。在一个示例中，这些图像可被作为附于电子邮件的文件经由服务器发送。在另一示例中，图像可被存储在诸如记忆棒之类的外部存储装置上并且被联接到机器人系统的usb端口以被上传到处理单元中。在其他示例中，图像可被通过网络由计算系统140从远程存储装置或服务器访问。
31.在接收到一幅或多幅图像之后，计算系统140可以生成与手术区域105相关的一个或多个虚拟模型。作为选择，计算系统140可以接收远程准备的患者解剖结构的虚拟模型。具体而言，可以通过定义图像内的解剖结构点和/或通过将统计解剖结构模型拟合到图像数据来创建患者110的解剖结构的虚拟模型。虚拟模型连同植入物的虚拟表示可被用于与在手术区域105中使用的植入物、柄、手术器械等的期望高度、深度、倾斜角或转换角相关的计算。在另一程序类型中，虚拟模型可被用于确定用于插入器械的插入位置、轨迹和深度。虚拟模型还可被用于确定骨尺寸、植入物尺寸、骨碎片尺寸、骨碎片布置等。所生成的任何模型(包括三维模型)都可被显示在人机接口装置145上以供在手术期间参考，或者由机器人系统115使用以确定机械臂120或手术器械125的运动、动作和操作。可以使用用于创建虚拟骨骼模型的已知技术(例如在mohamed rashwan mahfouz的名为“可变形关节模板(deformable articulating templates)”的美国专利no.9,675,461或名为“生成患者特定骨壳的方法(method of generating a patient-specific bone shell)”的美国专利no.8,884,618中讨论的那些)以及本领域已知的其他技术。
32.计算系统140还可与跟踪系统165通信，该跟踪系统165可作为独立单元由计算系统140操作。手术系统100可以利用来自加拿大安大略省滑铁卢市的northern digital,inc.的北极星光学跟踪系统。此外，跟踪系统165可包括brian m.may的名为“具有辅助导航的手术系统(surgical system having assisted navigation)”的美国公开文献no.2017/0312035中示出和描述的跟踪系统，该文献的全部内容被通过参引结合到本文中。跟踪系统165可以监测多个跟踪元件(例如跟踪元件170)，它们被固定在所关注的对象上以跟踪手术区域内的多个对象的位置。跟踪系统165用于在手术区域内创建虚拟三维坐标系，用于跟踪患者解剖结构、手术器械或机器人系统115的多个部分。跟踪元件170可以是包括多个ir反射跟踪球的跟踪框架，或类似的光学跟踪的标记装置。在一个示例中，跟踪元件170可被放置在患者110的一根或多根骨上或其附近。在其他示例中，跟踪元件170可被放置在机器人机械臂120、手术器械125和/或植入物上以准确跟踪在与手术系统100相关联的虚拟坐标系内的位置。在每种情况下，跟踪元件170可以提供位置数据，例如患者位置、骨位置、关节位置、机械臂位置、植入物位置等。
33.机器人系统115可以包括各种附加传感器和引导装置。例如，机器人系统115可以包括一个或多个力传感器，例如力传感器180。力传感器180可以向机器人系统115的计算系统140提供额外的力数据或信息。力传感器180可以由外科医生用于协作地移动机械臂120。例如，力传感器180可用于监测某些操作(例如将植入物柄插入到肱骨管中)期间的撞击力或植入力。监测力可以通过强制装配部件来帮助防止负面结果。在其他示例中，力传感器180可以提供关于目标关节周围的组织中的软组织张力的信息。在某些示例中，机器人系统115可还包括激光指示器185，该激光指示器185可以产生用于在外科手术期间对准植入物的激光束或阵列。
34.为了确保计算系统140以相对于手术区域105和患者110已知且固定的关系移动机械臂120，可以经由配准过程将手术区域105和患者110的空间配准到计算系统140，该配准过程涉及将附于患者110的基准标记与患者110体内的在手术前或恰好在外科手术之前记录的标记的相应图像配准。例如，可以将多个基准标记附于患者110，可以拍摄或获得具有基准标记的患者110的图像并将其存储在计算系统140的存储装置中。随后，可将具有基准标记的患者110移动到(如果由于成像而尚未在那里)手术区域105中，并且机械臂120可以触及到每个基准标记。每个基准标记的接合可以与图像中的同一基准标记的位置交叉引用或配准。在另外的示例中，可以使用非接触式方法(例如通过使用由机械臂120保持的激光测距仪和可以将来自激光测距仪的扫描的患者的该表面与医学图像中的患者的该表面相匹配的表面匹配算法)在真实空间中配准患者110和该患者的医学图像。这样一来，附于基准标记的解剖结构的真实世界的三维几何形状可以与图像中的解剖结构相关联，并且基于图像附接到机械臂120的器械125的运动将相应地发生在手术区域105中。
35.随后，附接到手术系统100的其他器械和装置可被通过机械臂120定位到相对于解剖结构的已知和期望的方位中。例如，机械臂120可被联接到包括本公开的深度控制装置的器械保持器。机械臂120可以将器械保持器和深度控制装置移动到相对于患者的解剖结构的不同位置中，使得可调节器械保持器的轴线相对于解剖结构沿着期望的方位延伸。本技术的深度控制装置可以使手术系统100能够获知器械相对于器械保持器的位置，使得可以在不使用光学跟踪系统或体力劳动的情况下确定该器械相对于机械臂120的精确位置。
36.图2是图1的机械臂120的示意图，该机械臂120包括器械保持器200，该器械保持器200可以通过机械臂120相对于手术区域105(图1)定位在已知方位中。器械保持器200可以包括引导本体202和测量装置204。通道206可以沿着轴线208延伸穿过引导本体202和测量装置204。器械保持器200可以经由延伸件210和安装板212联接到机械臂120。
37.机械臂120可包括允许围绕轴线216a旋转的关节135a、可允许围绕轴线216b旋转的关节135b、可允许围绕轴线216c旋转的关节135c和可允许围绕轴线216d旋转的关节135d。
38.为了相对于患者110(图1)的解剖结构定位器械保持器200，手术系统100(图1)可以通过计算系统14 0自动地或外科医生手动地操纵机械臂120，该外科医生操作计算系统140以将器械保持器200移动到所需位置(例如，手术规划所要求的位置)，以使器械相对于解剖结构对齐。例如，可以沿轴线216a-216d操纵机械臂120，以沿着待引导器械的轨迹定位器械保持器200的通道208。
39.机械臂120可例如经由使用跟踪元件170而被单独配准到手术系统100的坐标系。基准标记可另外经由与其上附接有跟踪元件170的探针的接合而被单独配准到手术系统100的坐标系。这样一来，手术系统100的一些或所有部件可被各自配准到该坐标系，并且如果需要，可以利用跟踪元件170连续或间歇地跟踪这些部件的运动。
40.尤其是在手术期间需要例如通过包括外科医生在内的人员的干预来单独操纵附接到机械臂120的器械的情况下，确保该器械与患者110准确对齐并被相对于患者110定位可能是一项艰巨的任务。例如，有时机械臂120被定位成提供需要被插入到患者体内的器械(例如，导针)的正确对准。由此，机械臂120可以自动地为器械提供轨迹，而外科医生手动地为器械提供动力。然而，一旦外科医生相对于机械臂120移动器械，器械的精确位置(例如，
器械的末端在坐标系中的位置)就可能会丢失或混淆，并且手术系统100将无法在患者的成像中再现所述末端的位置。
41.在一些机器人手术中，可以使用光学导航系统单独地跟踪器械，该光学导航系统在理想状况下减轻了通过外科手术或外科任务精确地保持轴线208和器械沿轴线208的位置的需要，这是因为光学导航系统可以提供手术计算机系统信息以补偿任何变化。然而，由于光学导航系统需要保持对于器械的视线，因此不需要对器械进行导航(或至少不经常导航)具有显著优势。因此，精确地保持轴线208和沿轴线208的位置的能力提供了至少减少并且可能消除了在机器人手术期间对器械进行导航的需要的额外优点。
42.为了提高确定器械在坐标系内(例如沿轴线208)的位置的能力，本技术描述了多种测量装置(例如，深度控制装置、感测装置、机械位置确定装置、机电定位装置)，这些测量装置可以确定器械相对于器械保持器的位置而无需视线或专用器械，使得可以确定器械相对于机械臂120和坐标系的位置。
43.图3是包括引导本体202和测量装置204的器械保持器200的透视图。通道206(图2)可以沿着轴线208延伸穿过引导本体202和测量装置204。器械保持器200可被经由延伸件210和安装板212联接到机械臂120。器械保持器200可还包括器械适配器214和校准模块216。测量装置204和校准模块216可分别经由紧固件217a和217b固定到引导本体202。测量装置204可包括附接本体218、探针220和控制装置222。器械保持器200可与器械224结合使用。器械保持器200和器械适配器214可以包括用于保持器械(例如包括导管、套管和导丝在内的医疗器械)的装置。
44.器械适配器214可被配置成被插置到引导本体202的通道206(图2)中。器械适配器214可以包括用于接收器械224的通道226。器械适配器214中的通道226可被定位成与轴线208(图2)对齐，使得通道226和通道206是同心的。机械臂120可被配置成将引导本体202并因此将器械适配器214定位在固定的方位中，使得轴线208被相对于患者排列在期望的方位(例如根据手术规划术前或术中规划的方位)中。
45.安装板212可例如通过将螺纹紧固件插入到孔228中而被安装到机械臂120(图2)。延伸件210可被联接到安装板212以提供用于与器械保持器200联接的安装臂。延伸件210可以包括座部230，该座部230具有半圆形或圆形弧长形状以接收引导本体202并与引导本体202配合。延伸件210和引导本体202可以使用任何适用的方式(例如紧固件(例如，图8的紧固件304)或冶金结合)联接。延伸件210可以沿着垂直于轴线208的轴线延伸。延伸件210可被配置成在相对于孔228的已知位置处对齐延伸穿过引导本体202的通道206，使得通道206相对于机械臂120的位置处于已知(例如，为计算系统140所知)的方位中。由此，随着机械臂120移动器械保持器200，器械保持器200相对于手术区域105(图1)的位置也将是已知的。
46.在将器械保持器200经由安装板212附接到机械臂(图2)之后，器械适配器214、校准模块216和测量装置204可被附接到引导本体202。器械适配器214、校准模块216和测量装置204可被以任何顺序组装到主体202。器械适配器214、校准模块216和测量装置204可被用于确定器械224与器械保持器200的相对位置，例如器械224的末端232延伸超出主体202的下端(例如，底面234)的距离。
47.图4是图3的器械保持器200的引导本体202、器械适配器214和器械224的分解透视图。引导本体202可以包括引导管240、安装凸缘242、孔244a和244b、顶面246和底面234。引
导管240可限定通道206。器械适配器214可包括适配器管248、止动凸缘250、顶面252和通道226。器械224可以包括轴254、凸缘256和末端232。
48.适配器管248的外径可被确定尺寸成与通道206的内径紧密配合。通道226可在适配器管248内居中。这样一来，经由将适配器管248放置在引导管240内，通道226可被与通道206同心定位。止动凸缘250的直径可大于通道206和引导管240的直径，以防止适配器管248完全穿过引导管240。这样一来，止动凸缘250可搁置在引导管240的上端(例如，顶面246)上。在示例中，适配器管248可被摩擦装配到引导管240中。适配器管248的长度可与引导管240的大致相等。然而，如图8所示，适配器管248可以比引导管240短，以例如不干扰在底面234的下方延伸的末端232。
49.轴254的外径可被确定尺寸成与通道226的内径紧密配合。这样一来，轴254可在通道226内居中，并且器械224可在器械保持器200内居中。轴254可比引导管240的长度长以允许末端232延伸出引导管240，例如，超过底面234。止动凸缘256的直径可大于轴254和通道226的直径，以防止器械224完全穿过器械适配器214。这样一来，止动凸缘256可搁置在器械适配器214的上端(例如，顶面252)上。在示例中，轴254可被摩擦装配到通道226中，使得器械224可保持在器械适配器内的适当位置中，而无需轴254自由地滑入到通道226中。这样一来，器械224可被保持在器械适配器214内的适当位置中、处于所需位置。例如，末端232可通过轴254与适配器管248之间的摩擦接合而被保持在通道226内，直到外科医生准备好例如通过手动地推动凸缘256而将末端232朝向患者推动。
50.安装凸缘242可以从引导管240的底面234延伸，并且因此可以具有比引导管240大的外径。凸缘242可以提供用于将其他部件安装到引导本体202的平台。凸缘242可以完全围绕引导管240的周边延伸，以允许附接于围绕引导管240的圆周的任何位置处。然而，安装凸缘242可包括孔244a和244b以有助于在特定位置处附接附加部件。在示例中，孔244a和244b位于安装凸缘242上的相对位置(例如相隔一百八十度)，以接收校准模块216和测量装置204。
51.图5是图3的器械保持器200的校准模块216的透视图。校准模块216可以包括联接部分260、板262和延伸部264。联接部分260可以包括槽口266和孔268。孔268可以包括延伸穿过槽口266的相对两侧的上部和下部。联接部分260可以包括被配置成与引导本体202的安装凸缘242(图4)配合的凸缘。槽口266可以具有足以接收安装凸缘242并且足够深以允许孔244a和244b中的一个与孔268对齐的高度。这样一来，紧固件217a和217b(图3)中的一个可以延伸穿过孔244a和244b和孔268中的一个以将校准模块216固定到引导本体202。槽口266和板262可在平行平面中延伸。板262可具有足以从延伸部264延伸到轴线208(图2和图3)的长度，使得板262可以与通道226相对。因此，板262可被配置成接合从通道206延伸的用于器械适配器214的不同尺寸的通道226的任何直径的器械。延伸部264可以远离联接部分260延伸以使板262与槽口266间隔开一距离。板262被远离槽口266定位的距离可以是预定的且已知的(例如，为计算系统140所已知(例如，被存储在计算系统140的存储器中)的)固定距离。如下文将讨论的那样，板262可被用于将器械224相对于引导本体202的位置调零。
52.图6是图3的器械保持器200的测量装置204的分解透视图。测量装置204可包括被配置成确定或感测器械224相对于引导本体202的位置的感测装置或深度控制装置，其可被用于控制器械224从引导本体202延伸的距离，例如器械被插入到患者体内的深度。测量装
置204可包括附接本体218、探针220和控制装置222。附接本体218可包括联接部分270、传感器支架272及安装柱274a和274b。联接部分270可包括孔276a和276b及槽口278。传感器支架272可包括孔280。探针220可包括轮282、轴284、安装支架286a和286b、柱288a和288b及弹簧290a和290b。控制装置222可包括壳体292、管294和传感器296。轮282可包括散列标记298。
53.联接部分270可包括被配置成与引导本体202的安装凸缘242(图4)配合的凸缘。槽口278可具有足以接收安装凸缘242并且足够深以允许孔244a和244b中的一个与孔276a和276b对准的高度。这样一来，紧固件217a和217b(图3)中的一个可延伸穿过孔244a和244b及孔276a和276b中的一个以将测量装置204固定到引导本体202。
54.传感器支架272可从联接部分270延伸以将孔280和安装柱274a和274b定位在一位置中，以便在从通道226延伸出底面234(图3)时面向器械224，例如，当将测量装置204和校准模块216附接到安装凸缘242时与延伸部264相对。孔280可被配置成接收控制装置222的管294。这样一来，控制装置222可被安装到传感器支架272的外表面，使得管294朝向轴线208(图3)延伸经过传感器支架272的内表面。管294可被旋入到孔280中或可通过旋入到管294上的紧固件(例如，螺母)而被保持在适当位置中。传感器296可位于管294或壳体292中，并可被配置成从管294向外朝向轴线208感测或发送信号s(图7)。壳体292可包括套壳或容器，以便为控制装置222的部件提供支撑和保护。除了传感器296之外，电源模块300和发送器302(图8)可被存储在壳体292中并被电联接到传感器296。
55.探针220可包括任何适用的装置，用于机械地接合器械224并向控制装置222提供反馈。在示例中，探针220可被配置成与器械224物理接触。在所示示例中，探针220可包括可围绕轴248或在轴248上旋转的轮282。由此，轮282可被配置成围绕垂直于轴线208的轴线旋转。安装支架286a和286b可被配置成经由与轴284接合来支撑轮282。安装支架286a和286b可被分别联接到柱288a和288b上。弹簧290a和290b可被配置成被分别定位在柱288a和288b上。弹簧290a和290b及柱288a和288b可被配置成被分别插入到安装柱274a和274b中。这样一来，安装柱274a和274b可被配置成内径大于弹簧290a和290b的管。柱288a和288b可被配置成分别在安装柱274a和274b内滑动，以形成可允许轮282能够相对于轴线208移位的滑动支架。弹簧290a和290b或任何其他适用的偏压元件可被配置成将轮282朝向轴线208偏压。弹簧290a和290b、柱288a和288b及安装柱274a和274b可被配置成允许轮282穿过介于轮282与轴线208接触与远离轴线208一距离的位置之间的任何位置，以容纳可定位在导管240内的具有最大尺寸的器械。换句话说，轮282的行程长度可等于或大于导管240的半径。弹簧290a和290b、柱288a和288b及安装柱274a和274b可被通过适合于允许本文所述功能的任何方式予以组装和固定。
56.图7是附接到图1和图2的机械臂120的图3的器械保持器200的侧视图，并示出了被插入穿过引导本体202以接合校准模块216的器械224。校准模块216的板262可被以与引导本体240相对的方式定位，使得板262可与器械224接合。延伸部264可将板262定位到与底面234相距第一距离d1。轮282可被配置成在底面234的下方与之相距距离d2的位置处接触器械224。距离d1和d2可被存储在计算系统140的存储器(例如，图14的存储器622或图15的存储器1704和1707)中。在图7的器械224的位置中，例如，在末端232接触板262的情况下，测量装置204可被校准或调零以设置末端232与底面234相距的距离。校准可包括用户界面功能，其中，手术系统100的用户接合控制装置222或人机接口装置145(图1)以在校准时记录末端
232的位置。由于例如手术系统100获知机械臂120的位置，因此计算系统140可获知底面234在手术系统100的坐标系中的位置。在将测量装置204调零的情况下，计算系统140可被设置为获知末端232在同一坐标系中的位置。探针220可以接合(例如，接触)器械224的轴254以随着器械224在器械保持器200中沿轴线208移动，跟踪(例如，确定)末端232在坐标系中的位置并将其传送到计算系统140。
57.图8是图7的器械保持器200的侧视截面图，其中，校准模块216被移除。将器械224相对于图8的器械224的位置进一步移动到通道226中。控制装置222可包括壳体292、管294、传感器296、电源模块300和通信装置302。电源模块300可包括用于向控制装置222提供电力的任何适用的装置。在示例中，电源模块300可包括用于从电源插座接收电力的电池或ac-dc转换器。通信装置302可包括用于从传感器296接收信息并将信息传送到控制装置222的外部的任何适用的装置。在示例中，通信装置302可包括执行无线通信的电路，例如低能蓝牙、近场通信(nfc)或ieee 802.11(wi-fi)。在其他示例中，通信装置302可经由有线连接在通信端口306(图7)处与机械臂通信，该通信端口306为例如可以另外用于其他装置(例如力传感器180)的缆线连接器。传感器296可被配置成发送信号s以接触轮282。信号s可被配置成读取器装置以读取轮282上的散列标记298。散列标记298可包括彩色标记(例如，暗线)或物理结构(例如，凹部或突起)。例如，散列标记298之间的圆周距离可被存储在计算系统140的存储器中，使得手术系统100可将轮282的旋转运动与器械224沿轴线208的线性平移相关联。在示例中，传感器296可包括激光发送器。传感器296可被配置成当散列标记298随着轮282旋转而通过信号s时对散列标记298进行计数。
58.图9是示出图3的器械保持器200的测量装置204在手术室环境中被相对于外科医生310和患者312校准的示意图。图9示出了图7的器械保持器200的配置并且示出了校准模块216和测量装置204可保持被附接到器械保持器200以执行校准程序。机械臂120可被相对于患者312定位以将轴线208与处于期望方位中的患者312对齐。外科医生310可手动地向下推动器械224以接合校准模块216的板262，从而执行校准或调零程序。在其他示例中，校准模块216可被附接到机械臂120并且在机械臂120将器械保持器200定位到适当位置之前进行校准。
59.图10是示出了图9的器械保持器200的测量装置204的示意图，该测量装置204被用于在手术室环境中引导器械224与患者312接合。图10示出了图8的器械保持器200的构型并且示出了可移除校准模块216以允许使用测量装置204来执行医疗程序。在已经执行校准程序之后，校准模块216可被从器械保持器200上移除。机械臂120可沿着轴线208的期望轨迹将器械保持器200保持在适当位置中。由此，外科医生310可以手动地推动器械使其接触患者312或推动到患者312体内。外科医生310可以使用测量装置204来经由手术系统100确定末端232的位置。外科医生310可随后根据手术规划将器械224推进到期望深度。例如，外科医生310可查阅人机接口装置145以读取末端232已经延伸的距离，或实时直接查看器械插入到基于医学图像的3d模型中。如下文所讨论的那样，器械224的推进可另外例如通过外科医生310将用于待移动的末端232的距离输入到人机接口装置145中而被自动化，并且可将如下所述的机动型测量装置204用于移动器械224。
60.图11是示出了本文所述的器械保持器的附加实施例的示意图，该器械保持器包括多个探针220a、220b和220c，这些探针分别包括轮282a、282b和282c。探针220a、220b和220c
可还包括传感器(例如传感器296)，尽管为了简单起见并未示出这些传感器。在器械保持器200中可包括多个探针以提供冗余。此外，多个探针可例如通过消除单个探针以将器械224推离与轴线208对准的可能性来有助于使器械224以轴线208为中心。图11示出了相同类型的多个探针，即，每个探针都包括用于器械224的直接机械接合的轮。然而，本文所述的探针或测量装置中的任一个均可以多种组合方式相组合以向器械224提供冗余和稳定性。
61.图12是用于经由齿条和小齿轮接合系统的接合而与兼容器械一起使用的机械位置测量装置320的示意图。测量装置320可包括马达321和编码器322以及轮282b和轴284b。齿条和小齿轮啮合系统可包括位于器械224b上的齿条传动齿324和位于轮282b上的小齿轮传动齿326。轮282b和轴284b可被配置成以类似于轮282和轴284在探针220中的操作的方式在探针内操作。这样一来，轮282b可被配置成围绕垂直于轴线208的轴线旋转。器械224b可被向下推入到通道226中以机械地接合轮282b。通道226可包括用于容纳齿324的切口或槽道。齿324可接合轮282b的齿326以变得啮合。这样一来，轮282b的直接推动(而非摩擦接合)可经由将齿324推靠在齿326上而发生。在轮282b或轴284b中可包括编码器322以记录轮282b的旋转运动。如本文所述，这种旋转运动可与器械224b的线性平移相关以确定器械224b的末端的位置。编码器232可包括机电旋转编码器装置，其中，轴284的角位置或运动被转换为模拟或数字输出信号。在图3和图6-8的轮282内可以另外设置编码器(例如编码器232)，以向传感器296提供冗余或作为传感器296的替代方案。
62.在另外的示例中，轮282b可由马达320驱动。马达320可被用于自动地移动器械224b而无需外科医生310的干预。例如，控制装置222或人机接口装置145上的按钮或开关可由外科医生310驱动以启动马达320的运动并引起器械224b的线性运动。在本文所述的器械保持器和测量装置的其他示例中可另外包括马达320。
63.图13是示出了用于将带有测量装置204的器械保持器200与机器人手术系统100组装在一起、利用校准模块216校准测量装置204以及将器械保持器200与测量装置204一起使用的方法或技术500的动作或步骤的流程图。
64.在步骤502处，可将器械保持器200与机械臂120组装在一起。例如，可以使用紧固件304将引导本体202附接到延伸件210。
65.在步骤504处，可将位置传感器附接到器械保持器200。例如，可以通过将安装凸缘242定位在附接本体218上的槽口278中而将测量装置204附接到引导本体202。可以通过将紧固件217a插入到孔276a中、穿过孔244a并插入到孔217b中来固定测量装置204。
66.在步骤506处，可将校准模块216附接到器械保持器200。例如，可通过将安装凸缘242定位在联接部分260上的槽口266中而将校准模块216附接到引导本体202。可以通过将紧固件217b插入到孔268和孔244b中来固定校准模块216。
67.在步骤508处，可将器械适配器214附接到器械保持器200。例如，可将适配器管248插入到引导管240内的通道206中。可将器械适配器214定位成使得止动凸缘250接触顶面246。
68.在步骤510处，可将器械224插入到器械适配器214的通道226中。可将器械224定位成使得末端232保持在位于探针220上方的通道226内，用于朝向患者312的校准和稍后部署。
69.在步骤512处，可将器械224在通道226内推进，直到器械接触探针220的轮282为
止。例如，可将器械224在通道226内推进，使得末端232接合探针220的轮282并随后移动经过该轮282。器械224的轴254可保持与轮282接触。具体地，轴254靠在轮282上的运动可以经由摩擦接合导致轮282围绕轴284的旋转。
70.由此，步骤502-512可以描述将器械保持器200组装到机械臂120的方法，该方法包括将测量装置204、校准模块216和器械适配器214组装到器械保持器200的子方法。
71.在步骤514处，可将器械224在通道226内推进，使得末端232接触校准模块216。例如，可推进轴254，直到末端232接触板262为止。
72.在步骤516处，可将器械224相对于器械保持器200的位置调零。例如，系统100的用户可以按下按钮或启动控制装置222或人机接口装置145上的开关。由此，可将器械224和末端232的位置记录在手术系统100中，用于在机械臂120的坐标系中进行参考。在步骤516处，可将校准模块216从器械保持器200中移除。
73.由此，步骤512-516可以描述校准测量装置204的方法。
74.在步骤518处，可将机械臂120相对于患者312定位，以将器械保持器200朝向患者312定位于期望轨迹处。在另外的示例中，可在该方法的其他步骤之前，例如在步骤506和508之前定位机械臂120，其中，将校准模块216和器械适配器214联接到器械保持器200。
75.在步骤520处，可使器械224在通道226内沿轴线208朝向患者312平移。器械224的平移可致使末端232移动超出在附接板262时与板262接合的位置。轮282可旋转对应于器械224的运动的量。例如，器械224的线性平移可对应于围绕轮282的圆周的弧长。
76.在步骤522处，可以使用传感器296获得轮282的测量值。传感器296可使轮282的圆周旋转与器械224已经经过的线性距离相关联，以确定末端232相对于零位的位置。这种位置可以经由机械臂120在坐标系中的已知位置而与手术系统100的坐标系相关联。机械测量可作为选择或另外使用编码器(例如编码器322)来进行，以直接以机电的方式测量器械224的位置。
77.在步骤524处，可以利用被保持在期望方位(例如根据医疗规划的方位)中的器械2224执行医疗程序或医疗程序的步骤。
78.在步骤526处，可将器械224和器械适配器214从器械保持器200上移除。随后，可以通过将不同的器械适配器附接到器械保持器200，利用测量装置204和校准模块216来校准不同的器械以及例如通过返回至步骤506或方法500的另一步骤而使机械臂120移动到新位置来执行其他手术任务。
79.步骤518-526可以描述使用器械保持器200和测量装置204以保持和跟踪器械224的位置来执行医疗程序的方法。
80.图14示出了根据一些实施例的用于执行本文描述的技术的系统600。系统600是可以结合图1的手术系统100的系统的示例。系统600可包括被联接到器械保持器604(例如，器械保持器200)的机器人手术装置602(例如，机器人手术装置115)，其可以与跟踪系统606相互作用。在其他示例中，本文所述的器械保持器可以在没有跟踪系统606的情况下使用。跟踪系统606可包括跟踪元件608和摄像头610。器械保持器604可包括测量装置612(例如，测量装置204)。系统600可包括显示装置614，其可被用于显示用户界面616。系统600可包括控制系统618(例如，图1的机器人控制器或计算系统140)，其包括处理器620和存储器622。在示例中，显示装置614可被联接到机器人手术装置602、跟踪系统606或控制系统618中的一
个或多个。这样一来，由测量装置612生成的数据可以为控制系统618、跟踪系统606和系统600的操作员经由显示装置614所共享。在示例中，测量装置612可在没有来自跟踪系统608的输入的情况下被操作，使得机器人手术装置602可被使用测量装置612通过1)机械臂120在机械臂120的原始坐标系内的运动和2)手术装置602相对于器械保持器604的运动来跟踪。
81.图15示出了根据一些实施例的示例机器1700的框图，本文讨论的任一种或多种技术可在该示例机器上执行。例如，机器1700可以包括图1的计算系统140。机器1700可以包括用于机器人系统115的控制器的示例，并且传感器1721可以包括本文所述的测量装置(例如测量装置204)以及跟踪元件170和608。这样一来，指令1724可以由处理器1702执行以生成并关联位置信息，以确定手术器械相对于机械臂120的位置。例如，测量装置204(例如，传感器1721)的与末端232相对于引导本体202的位置相关的位置信息可被存储在主存储器1704中并且由处理器1702访问。处理器1702可还接收与器械保持器200相对于机械臂120的位置有关的输入(例如输入装置1712)并将这种信息存储在主存储器1704中。处理器1702可进一步将末端232的位置信息与臂120的位置信息相关联以使末端232的位置与机械臂120(而非仅器械保持器200)相关联。这样一来，随着末端232移动，机器1700可以经由测量装置204连续地跟踪和更新末端232相对于机械臂120的位置，并且例如在显示装置1710(例如，用户接口装置145)上显示所述位置。
82.在替代实施例中，机器1700可以作为独立装置操作或者可以被连接(例如，联网)到其他机器。在联网部署中，机器1700可以在服务器-客户端网络环境中以服务器机器、客户端机器或两者的能力运行。在一个示例中，机器1700可以在点对点(p2p)(或其他分布式)网络环境中充当对等机。机器1700可以是个人计算机(pc)、平板pc、机顶盒(stb)、个人数字助理(pda)、移动电话、网络设备、网络路由器、交换机或桥接器或能够执行详细说明待由该机器采取的动作的指令(顺序或其他方式)的任何机器。此外，虽然仅示出了单个机器，但术语“机器”也应被理解为包括单独或联合执行一组(或多组)指令以执行本文讨论的任何一种或多种方法的机器的任何集合，例如云计算、软件即服务(saas)、其他计算机集群配置。
83.机器(例如，计算机系统)1700可包括硬件处理器1702(例如，中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、硬件处理器核心或其任何组合)、主存储器1704和静态存储器1706，其中一些或全部可以经由链路(例如，总线)1708相互通信。机器1700可还包括显示单元1710、字母数字输入装置1712(例如，键盘)和用户界面(ui)导航装置1714(例如，鼠标)。在示例中，显示单元1710、输入装置1712和ui导航装置1714可以是触摸屏显示器。机器1700可另外包括存储装置(例如，驱动单元)1716、信号生成装置1718(例如，扬声器)、网络界面装置1720和一个或多个传感器1721，例如全球定位系统(gps)传感器、指南针、加速度计或其他传感器。机器1700可包括输出控制器1728，例如串行(例如，通用串行总线(usb)、并行或其他有线或无线(例如，红外线(ir)、近场通信(nfc)等)连接以传送或控制一个或多个外围装置(例如，打印机、读卡器等)。
84.存储装置1716可包括机器可读介质1722，其上存储了体现本文描述的任何一种或多种技术或功能或由其使用的一组或多组数据结构或指令1724(例如，软件)。指令1724还可在其由机器1700执行期间完全或至少部分地驻留在主存储器1704内、静态存储器1706内或硬件处理器1702内。在示例中，硬件处理器1702、主存储器1704、静态存储器1706或存储
装置1716中的一种或任意组合可构成机器可读介质。
85.尽管机器可读介质1722被示出为单个介质，但术语“机器可读介质”可包括被配置成存储一个或更多个指令1724的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的缓存和服务器)。术语“机器可读介质”可包括能够存储、编码或承载供机器1700执行的指令并且致使机器1700执行本公开的任何一种或多种技术或者能够存储、编码或承载由这种指令使用或与这种指令相关的数据结构的任何介质。非限制性机器可读介质示例可包括固态存储器以及光学介质和磁性介质。
86.指令1724可还经由网络接口装置1720使用传输介质在通信网络1726上进行传输或接收，该网络接口装置1720利用多种传输协议中的任一种(例如，帧中继、网际协议(ip)、传输控制协议(tcp)、用户数据报协议(udp)、超文本传输协议(http)等)。示例通信网络可包括局域网(lan)、广域网(wan)、分组数据网络(例如，互联网)、移动电话网络(例如，蜂窝网络)、普通老式电话(pots)网络和无线数据网络(例如，被称为的电气和电子工程师协会(ieee)802.11系列标准、被称为的ieee 802.16系列标准)、ieee 802.15.4系列标准、点对点(p2p)网络等。在示例中，网络接口装置1720可包括一个或多个物理插孔(例如，以太网、同轴或电话插孔)或一个或多个天线以连接到通信网络1726。在示例中，网络接口装置1720可包括多个天线，以使用单输入多输出(simo)、多输入多输出(mimo)或多输入单输出(miso)技术中的至少一种进行无线通信。术语“传输介质”应被理解为包括能够存储、编码或承载指令以供机器1700执行的任何无形介质，并且包括数字或模拟通信信号或其他无形介质以有助于这种软件的通信。
87.本技术中讨论的系统、装置和方法可用于执行机器人辅助外科手术，该手术利用机器人手术臂，该机器人手术臂可被联接到器械保持器，用于精确对准器械的相对于被配准到手术室的空间的患者的解剖结构的轨迹。本公开描述了可在整个手术过程中保持被安装到机器人手术臂的可调节器械保持器。该可调节器械保持器可被调节成保持具有不同尺寸(例如，不同直径)的器械，而无需从机械臂上移除该器械保持器。可调节器械保持器可被容易且快速地操作以移除具有第一尺寸的第一器械并插入具有第二尺寸的第二器械，从而缩短用于执行外科手术的时间。可调节器械保持器可包括具有可变孔口尺寸(例如，可变直径)的通道，这些通道由可调节构件(例如，钳口或刀片)形成，这些可调节构件形成可调节钳口、卡盘或隔膜以对齐器械并沿轨迹保持器械。可调节器械保持器可包括调节构件，这些调节构件沿轨迹的轴线提供轴向长度以向该器械提供稳定性。此外，可调节器械保持器可另外被轻松且快速地组装和拆卸，以进行清洁、消毒和灭菌程序。
88.多个注释及示例
89.示例1可包括或使用诸如器械保持器系统之类的主题，该器械保持器系统可包括：引导本体，其包括第一端、第二端以及沿轴线在第一端与第二端之间延伸，用以接收器械的通道；机械或机电测量装置，其包括用于联接到引导本体的附接本体和被配置成延伸到该通道的轨迹中用以接触该器械并生成位置数据的探针。
90.示例2可包括或者可以可选择地与示例1所述的主题相结合，以可选择地包括探针，该探针包括被配置成围绕轴旋转的轮。
91.示例3可包括或者可以可选择地与示例1或2中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括探针，该探针还包括被配置成确定轮围绕轴的旋转位置的读取器装置。
92.示例4可包括或者可以可选择地与示例1至3中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括：包括激光器的读取器装置；以及包括被配置成由激光器读取的标记的轮。
93.示例5可包括或者可以可选择地与示例1至4中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括读取器装置，该读取器装置包括被嵌置到轮或轴中的编码器。
94.示例6可包括或者可以可选择地与示例1至5中的一个或任意组合的主题相结合，以可选择地包括被联接到轮的滑动支架和偏压构件，该滑动支架是可相对于轴线调节的，并且该偏压构件被配置成将滑动支架朝向该轴线推动。
95.示例7可包括或者可以可选择地与示例1至6中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括探针，该探针还包括多个轮，每个轮具有器械接触表面，器械接触表面被配置成环绕该轴线。
96.示例8可包括或者可以可选择地与示例1至7中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括具有齿的轮。
97.示例9可包括或者可以可选择地与示例1至8中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括被配置成旋转该轮的马达。
98.示例10可包括或者可以可选择地与示例1至9中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括被联接到探针并且被配置成接收位置数据的控制装置。
99.示例11可包括或者可以可选择地与示例1至10中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括控制装置，该控制装置包括被配置成经由信号将位置数据传输到手术系统的发送器。
100.示例12可包括或者可以可选择地与示例1到11中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括发送器，其包括无线信号发送器。
101.示例13可包括或者可以可选择地与示例12的主题相结合，以可选择地包括引导本体，其还包括被配置成调节该通道的尺寸的器械适配器。
102.示例14可包括或者可以可选择地与示例13的主题相结合，以可选择地包括：校准模块，其包括被配置成联接到引导本体的第二端的第一部分；以及板，其从该第一部分延伸以与引导本体的第二端相对，其中，该板被与引导本体的第二端相距固定距离定位，该固定距离的大小被以电子方式存储在控制装置中。
103.示例15可包括或使用诸如确定手术器械相对于用于机械臂的器械保持器的位置的方法之类的主题，其包括将器械插入到器械保持器的通道中，使器械移动成与被安装于器械保持器的感测元件相接触，将器械的末端移出器械保持器以致使感测元件运动，以及将感测元件的运动与末端从器械保持器延伸出的距离相关联。
104.示例16可包括示例15的主题，或者可以可选择地与示例15所述的主题相结合，以可选择地包括将器械的末端移出器械保持器以通过致使感测元件旋转来引起感测元件的运动。
105.示例17可包括或者可以可选择地与示例15和16中的一个或任一个所述的主题相结合，以可选择地包括将感测元件朝向通道的轴向中心偏压。
106.示例18可包括或者可以可选择地与示例15至17中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括通过将器械移动成与感测元件摩擦接合或将器械移动成与感测元
件啮合接合，将器械移动成与感测元件相接触。
107.示例19可包括或者可以可选择地与示例15至18中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括校准器械的末端相对于器械保持器的零位。
108.示例20可包括或者可以可选择地与示例15至19中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括通过将末端与被与器械保持器的出口相对放置的校准模块的板接合来校准用于末端的零位。
109.示例21可包括或者可以可选择地与示例15至20中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括通过利用读取器读取感测元件的旋转将感测元件的运动与末端从器械保持器延伸出的距离相关联，该读取器被配置成识别感测元件上的散列标记。
110.示例22可包括或者可以可选择地与示例15至21中的一个或任意组合所述的主题相结合，以可选择地包括将感测元件的运动与末端从器械保持器延伸出的距离相关联包括读取带有编码器的感测元件的轴的旋转。
111.这些非限制性示例中的每一个可以独立存在，或者可以以多种排列或与一个或多个其他示例的组合相组合。
112.以上详细描述包括对构成详细描述的一部分的附图的参考。附图通过说明的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这种示例可包括除了所示或所述的那些元件之外的元件。然而，本发明人还设想到了仅设置有所示或所述的那些元件的示例。此外，本发明人还设想到了使用结合具体示例(或其一个或多个方面)或结合所示或所述的其他示例(或其一个或多个方面)示出或描述的那些元件(或其一个或多个方面)的任何组合或排列的示例。
113.如果本文献与通过参引结合的任何文献之间的用法不一致，则以本文献中的用法为准。
114.在本文献中，如专利文献中所常见的那样，术语“一个”或“一种”被用于包括一个或不止一个，其与“至少一个”或“一个或更多个”的任何其他实例或用法无关。在本文献中，术语“或”被用于表示非排他性的或，使得“a或b”“包括a但不包括b”、“包括b但不包括a”和“包括a和b”，除非另有说明。在本文献中，术语“包括”和“其中”被用作相应术语“包括”和“其中”的清楚的英文表达。此外，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即，包括除了在权利要求中的这种术语之后列出的那些元件之外的元件的系统、装置、物品、组分、配方或方法仍被视为落入到该权利要求的范围内。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，且并不旨在对其对象施加数字要求。
115.本文描述的方法示例可以至少部分是机器或计算机实现的。一些示例可包括编码有指令的计算机可读介质或机器可读介质，该指令可操作以配置电子这种以执行如以上示例中所描述的方法。这种方法的实现可包括代码，例如微代码、汇编语言代码、高级语言代码等。这种代码可包括用于执行多种方法的计算机可读指令。该代码可以形成计算机程序产品的多个部分。此外，在示例中，该代码可例如在执行期间或在其他时间被有形地存储在一个或多个易失性的、非暂时性的或非易失性有形计算机可读介质上。这些有形计算机可读介质的示例可包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如，光盘和数字视频磁盘)、磁带、存储卡或记忆棒、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)等。
116.以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)
可被彼此组合使用。例如本领域技术人员一旦阅读以上描述，就可以使用其他实施例。提供摘要以符合联邦法规汇编(c.f.r.)第37篇第1.72(b)款的规定，使读者能够快速确定技术公开的性质。所理解的是它将不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在以上详细描述中，可以将多种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意味着未要求保护的公开特征对于任一权利要求而言都是必不可少的。相反，本发明的主题可能在于少于所公开的具体实施例的所有特征。由此，以下权利要求在此被作为示例或实施例结合到详细说明中，每项权利要求作为单独的实施例独立存在，并且所设想到的是，这些实施例可以多种组合或排列彼此组合。本发明的范围应被参照所附权利要求以及这些权利要求所享有的等效方案的全部范围来确定。