[發明專利]輸入裝置上的力反饋的應用促使其操作者命令關節式儀器擺成優選姿勢

有效

• 申請號: 201280055123.4
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103930063B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: N·迪奧拉伊蒂;P·E·利拉根
• 申請（專利權）人: 直觀外科手術操作公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;B25J9/06;B25J9/10;B25J13/08
• 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

1.一種用于促使操作者操縱輸入裝置來命令關節式儀器擺成優選姿勢的方法，所述方法包括：

響應于輸入裝置的操作者操縱而產生所述關節式儀器的所命令姿勢；

針對所述輸入裝置的多個自由度產生第一力命令，以便指示第一優選姿勢與所述所命令姿勢之間的差；以及

通過根據第一激活信號分階段引入其應用來將所述第一力命令應用于所述輸入裝置的所述多個自由度。

2.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

通過以下步驟來修改所述所命令姿勢：施加虛擬屏障作為約束以防止所述關節式儀器被命令而在第一方向上移出所述虛擬屏障，直到所述關節式儀器的最靠近所述虛擬屏障但尚未與其碰到的至少一部分與所述第一優選姿勢一致為止。

3.根據權利要求2所述的方法，其進一步包括：

通過以下步驟來產生調制系數流：確定所述所命令姿勢與所述經修改的所命令姿勢之間的差，沿所述第一方向投射所述差，并且通過在所述所投射的差大于閾值時將當前調制系數設定為第一值，且在所述所投射的差小于或等于所述閾值時將所述當前調制系數設定為第二值來對所述所投射的差進行二進制編碼。

4.根據權利要求3所述的方法，其中所述產生所述第一力命令包括：

比較所述第一優選姿勢與所述經修改的所命令姿勢，以產生笛卡爾位置和速度誤差；

通過移除沿所述第一方向且圍繞所述關節式儀器的可樞轉尖端的軸的組件來修改所述笛卡爾位置和速度誤差；

使用所述經修改的笛卡爾位置和速度誤差來產生粘彈性六自由度力命令；

通過使所述調制系數流穿過低通濾波器來產生所述第一激活信號；以及

用所述第一激活信號對所述粘彈性六自由度力命令進行振幅調制。

5.根據權利要求4所述的方法，其中所述產生所述粘彈性六自由度力包括：

通過位置增益放大所述經修改的笛卡爾位置誤差以產生第一結果，且將所述第一結果限制為位置飽和限制以產生第二結果；

通過速度增益放大所述經修改的笛卡爾速度誤差以產生第三結果；

通過所述第二結果減去所述第三結果來產生臨時的粘彈性六自由度力命令；以及

通過將所述臨時的粘彈性六自由度力命令限制于力飽和限制來產生所述粘彈性六自由度力命令。

6.根據權利要求2所述的方法，其進一步包括：

針對所述輸入裝置的多個自由度產生第二力命令，以便指示第二優選姿勢與所述所命令姿勢之間的差；以及

通過根據第二激活信號分階段停止其應用來將所述第二力命令應用于所述輸入裝置的所述多個自由度。

7.根據權利要求6所述的方法，其進一步包括：

通過以下步驟來產生第二調制系數流：確定所述所命令姿勢與經修改的所命令姿勢之間的差，沿所述第一方向投射所述差，并且通過在所述所投射的差大于所述閾值時將當前調制系數設定為所述第二值，且在所述所投射的差小于或等于所述閾值時將所述當前調制系數設定為所述第一值來對所述所投射的差進行二進制編碼。

8.根據權利要求6所述的方法，其中所述關節式儀器的所述第二優選姿勢為醫療程序執行期間正使用所述關節式儀器時，所述關節式儀器將偏置的姿勢。

9.根據權利要求6所述的方法，其中所述關節式儀器為相機儀器，且所述第二優選姿勢為所述醫療程序執行期間，其它儀器的工作末端在所述相機儀器的視野內的姿勢。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述關節式儀器的所述第一優選姿勢為其中所述關節式儀器能夠縮回到所述關節式儀器可從中延伸出來的進入導管中的姿勢。

11.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

通過第一多個優選姿勢的加權平均來產生所述第一優選姿勢。

12.根據權利要求11所述的方法，其中所述關節式儀器包含在系統中，且所述第一多個優選姿勢中的至少一個是所述系統的至少一個狀態的功能。

13.根據權利要求12所述的方法，其中所述系統包含至少一個其它關節式儀器，且所述功能所使用的所述系統的所述至少一個狀態包括所述至少一個其它關節式儀器的至少一個狀態。