[發明專利]遙控微創手術器械的主導件對齊性的漸進

有效

• 申請號: 201080029859.5
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN102470015A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: B·D·伊科威茲;S·迪邁爾;W·C·諾林;G·D·捏梅耶爾;D·S·敏茲
• 申請（專利權）人: 直觀外科手術操作公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00;B25J9/16
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

1.一種微創手術系統包括：

具有從屬手術器械尖端的從屬手術器械，其中所述從屬手術器械尖端具有在公共參考坐標系中的對齊性；

耦合到所述從屬手術器械的主導把手，所述主導把手具有在所述公共參考坐標系中的對齊性，

其中在所述公共參考坐標系中的對齊誤差是在所述公共參考坐標系中所

述從屬手術器械尖端和所述主導把手的所述對齊性之間的差；以及

漸進系統，(i)其耦合到所述主導把手從而接收所述主導把手的對齊性；以及(ii)其耦合到所述從屬手術器械，以便隨著所述主導把手運動，通過連續地減小所述對齊誤差來控制所述從屬手術器械的動作，且同時不存在所述從屬手術器械尖端的自主動作并且不存在所述主導把手的自主動作。

2.根據權利要求1所述的微創手術系統，其中所述對齊誤差是取向誤差。

3.根據權利要求2所述的微創手術系統，其中所述取向誤差包含角。

4.根據權利要求3所述的微創手術系統，其中所述角被表述為：

θ_e＝cos^-1[0.5*(R_Δ11+R_Δ22+R_Δ33-1)]，

其中R_Δ11、R_Δ22、R_Δ33為相對旋轉矩陣R_Δ的對角元素。

5.根據權利要求3所述的微創手術系統，其中所述角是一組Euler角中的一個Euler角。

6.根據權利要求1所述的微創手術系統，其中所述漸進系統包括：

滾動接頭限制控制器，其用于判斷所述從屬手術器械尖端的動作是否已達到接頭限制，其中當達到所述接頭限制時約束所述從屬手術器械尖端的動作。

7.根據權利要求1所述的微創手術系統，其中所述漸進系統包括：

引入控制系統誤差控制器，其用于相對于所述從屬手術器械尖端和所述主導把手的所述對齊性引入控制系統誤差。

8.根據權利要求1所述的微創手術系統，其中所述漸進系統包括：

多取向解控制器，其用于判斷最接近所述主導把手的取向的取向解。

9.根據權利要求1所述的微創手術系統，其中所述主導把手包含非機動主導把手。

10.一種用于控制微創手術系統中從屬手術器械尖端的對齊性與所述微創手術系統中主導把手的對齊性的方法包含：

通過所述微創手術系統中的漸進系統，接收所述從屬手術器械尖端在公共參考坐標系中的對齊性以及所述主導把手在所述公共參考坐標系中的對齊性；以及

隨著所述主導把手的運動，在不存在所述從屬手術器械尖端的自主動作并且不存在所述主導把手的自主動作的情況下，通過連續地減小在所述公共參考坐標系中所述對齊性之間的對齊誤差，從而通過所述漸進系統使得所述從屬手術器械尖端的所述對齊性漸進到所述主導把手的所述對齊性。

11.根據權利要求10所述的方法，所述漸進進一步包含：

在不考慮所述對齊性的情況下，在所述微創手術系統開始跟隨時，以相同的相對方式來移動所述從屬手術器械尖端和所述主導把手；以及

當所述主導把手的動作減小所述公共參考坐標系中的所述對齊誤差時，通過使用所述公共參考坐標系中的新對齊誤差來排出所述對齊誤差，且當所述主導把手的動作不減小所述對齊誤差時，通過使用所述公共參考坐標系中的當前對齊誤差來排出所述對齊誤差，因此連續地減小所述公共參考坐標系中的所述對齊性之間的所述對齊誤差。

12.根據權利要求11所述的方法，進一步包含：

使用所述新對齊誤差來生成所述從屬手術器械在所述公共參考坐標系中的新對齊性；

基于所述新對齊性向所述從屬手術器械發送命令；