[發明專利]外科機構控制系統

在審

• 申請號: 200910176176.1
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN101683286A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 莫拉維耶科·保羅
• 申請（專利權）人: 普羅蘇吉科斯有限公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00;A61B1/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司
• 代理人: 崔 華

技術領域

本發明涉及一種外科機構控制系統。更確切地，本發明的實施例涉及用于檢測外科醫生的頭部的方位并使用該信息來控制外科機構的方位檢測裝置。本發明的實施例包括外科機構控制系統和外科腹腔鏡定位裝置。

背景技術

相比于傳統的外科方法，微創外科因加快痊愈時間和降低感染風險而優選。內窺鏡外科是微創外科的一種形式，而腹腔鏡外科是內窺鏡外科的子類，其主要涉及腹部內窺鏡外科。

在內窺鏡外科手術期間，在外科醫生使用一個或多個內窺鏡外科工具來實施外科手術時，通常要求外科助理將內窺鏡保持在所需位置。從內窺鏡遠端(即內窺鏡的置于患者體內并基本位于外科手術部位的端部)拍攝的圖像被顯示在手術室中監視器上供外科醫生利用。內窺鏡外科手術可能花費數個小時而在手術持續期間外科助理必須將內窺鏡保持在外科醫生想要的位置(在外科醫生的指示下進行任何位置調整)。

最近，已開發了外科機構和機械人，其可將內窺鏡保持在所需位置并可根據外科醫生的指示自動移動內窺鏡的位置。

由于外科醫生通常是使用兩只手來控制內窺鏡外科工具，無論如何，外科醫生必須保持其手無菌(而因此不能觸摸任何非無菌的控制機構)，因而外科醫生的指示難以直接傳遞到外科機構或機械人。

例如，US?6,239,874中已提出一種方位檢測裝置。該裝置使用自頭部單元發出的四個發散波束。在使用者的頭部運動時，波束之一可與檢測器相交。可確定與檢測器相交的波束的標識(identity)，以及基于該信息而確定使用者的頭部的方位(由于該信息而控制內窺鏡)。然而，仍需要有待發展的替代裝置。

已經開發了用于檢測例如飛機飛行員頭部的方位的其它裝置，使得顯示給飛行員的信息可相應改變。也存在用于基于使用者頭部的檢測方位而控制在虛擬現實世界中呈現給使用者的視圖的裝置。然而，這些裝置不適于用在外科環境中。例如，在某些情況下，這些裝置既體積龐大又昂貴；通常在現有技術中不利于使這種裝置(其已發展用于非外科應用)適于與外科機構或機械人進行關聯使用，原因在于殺菌、保持無菌環境、過多的成本、手術室中有限的空間以及滿足適于將在外科手術中使用的器材的嚴格的安全條例等意料之內的困難。

發明內容

本發明的目的是尋求解決現有技術所涉及的一些問題。

因而，本發明的一方面提供一種外科機構控制系統，其包括：波束發射器單元，所述波束發射器單元配置成僅發射單個波束、并適于附接于外科醫生；第一對分立的波束檢測器，所述第一對分立的波束檢測器中每一個均適于檢測由所述波束發射器單元發射的入射波束，并在檢測到所述入射波束時輸出相應的控制信號；以及控制單元，所述控制單元配置成接收由所述波束檢測器輸出的一個或多個控制信號，并根據所述一個或多個控制信號控制外科機構。

優選地，所述的系統還包括第二對分立的波束檢測器，所述第二對分立的波束檢測器中每一個均適于檢測由所述波束發射器單元發射的入射波束，并在檢測到所述入射波束時輸出相應的控制信號。

本發明的另一方面提供一種外科機構控制系統，其包括：攝像機單元，所述攝像機單元適于附接于外科醫生、并配置成拍攝圖像幀；至少一個標記，所述標記在由所述攝像機拍攝的圖像幀中可檢測到；處理單元，所述處理單元配置成檢測所述或每一標記在由所述攝像機拍攝的圖像幀中的位置，并根據檢測到的標記在所拍攝的圖像幀中的位置輸出控制信號；以及控制單元，所述控制單元配置成接收由所述處理單元輸出的一個或多個控制信號，并根據所述一個或多個控制信號控制外科機構。

本發明的另一方面提供一種外科機構控制系統，其包括：攝像機單元，所述攝像機單元適于附接于外科醫生、并配置成拍攝圖像幀；至少一個標記，所述標記在由所述攝像機拍攝的圖像幀中可檢測到；處理單元，所述處理單元配置成檢測所述或每一標記在由所述攝像機拍攝的圖像幀中的標識，并根據檢測到的標記在所拍攝的圖像幀中的標識輸出控制信號；以及控制單元，所述控制單元配置成接收由所述處理單元輸出的一個或多個控制信號，并根據所述一個或多個控制信號控制外科機構。

優選地，所述或每一標記是物理標記。

有利地，所述的系統還包括視頻覆蓋單元，所述視頻覆蓋單元配置成將標記疊加在視頻信號上。

優選地，設有多個標記，每一標記完全是唯一可識別的。