[發明專利]操縱外科系統的活動的假想自由度

有效

• 申請號: 201380053691.5
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN104736094B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: P·海英維;S·K·W·奧;R·A·博諾;N·迪奧拉伊蒂;A·M·烏爾塔斯;A·E·科爾德;M·特納
• 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;B25J13/08;B25J13/06;B25J19/04
• 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,陸惠中

1.一種操作機械組件的方法，所述方法包括：

接收來自與所述機械組件相關聯的輸入裝置的參數，所述機械組件具有第一組接頭，并且所述參數指示在所述機械組件的遠端處被包括在所述機械組件中的器械的末端效應器的期望狀態；

利用接收到的所述參數通過計算用于控制第二組接頭的指令來計算用于控制所述機械組件的指令，所述第二組接頭包括所述第一組接頭和另外的接頭，所述另外的接頭對應于假想自由度，該假想自由度將不包括在所述機械組件中的接頭配置的范圍模型化；和

驅動所述機械組件，從而基于計算的指令使所述末端效應器移向期望狀態。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二組接頭可操作以控制所述末端效應器的滾動、俯仰、偏轉或平移自由度。

3.根據權利要求2所述的方法，其中所述另外的接頭可操作以控制選自下列的自由度：所述末端效應器的滾動、所述末端效應器的俯仰、所述末端效應器的偏轉和所述末端效應器的平移。

4.根據權利要求2所述的方法，其中所述另外的接頭可操作以控制所述末端效應器的滾動。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述器械是攝像機，并且驅動所述機械組件包括移動所述攝像機的端部的方位。

6.根據權利要求5所述的方法，其中所述方位包括位置或方向中的至少一者。

7.根據權利要求5所述的方法，其中移動所述攝像機的所述端部的所述方位包括通過操縱所述攝像機的俯仰和偏轉以致使所述攝像機平移。

8.根據權利要求7所述的方法，其中所述攝像機在被致使平移時保持處于指定的位置處。

9.根據權利要求1所述的方法，其中所述輸入裝置包括可操作以控制所述器械的功能特性而非所述器械的方位的至少一個自由度。

10.根據權利要求9所述的方法，進一步包括：

接收來自所述輸入裝置的用于致動所述器械的所述功能特性的參數；和

基于接收到的所述參數，致動所述器械的所述功能特性。

11.根據權利要求10所述的方法，其中所述功能特性選自由以下項組成的組：抽吸、沖洗、供能、切割和夾持。

12.根據權利要求10所述的方法，其中致動所述器械的所述功能特性，而非控制所述另外的接頭。

13.一種外科系統，所述系統包括：

外科醫生控制臺，包括輸入裝置，用于接收來自外科醫生的輸入；

至少一個操縱器結構，其可操作以接收第一外科器械和第二外科器械，所述第一外科器械具有第一數量的自由度，所述第二外科器械具有第二數量的自由度，并且所述第一數量的自由度不同于所述第二數量的自由度；和

控制器，用于控制與所述至少一個操縱器結構偶聯的至少一個器械，

其中所述控制器可操作以利用所述第一外科器械的對應第一運動模型和所述第二外科器械的對應第二運動模型來控制所述第一外科器械和所述第二外科器械，

所述第一運動模型或所述第二運動模型中的至少一個包括假想自由度，該假想自由度將不包括在對應所述第一外科器械或第二外科器械中的接頭配置的范圍模型化。

14.根據權利要求13所述的系統，其中所述第一運動模型和所述第二運動模型具有相同數量的自由度。

15.根據權利要求13所述的系統，其中所述第一運動模型和所述第二運動模型均限定6 x N雅各比矩陣。

16.根據權利要求13所述的系統，其中所述假想自由度的值根據所述對應第一運動模型或第二運動模型的輸出被拋棄。

17.根據權利要求13所述的系統，其中所述第一外科器械和相應的操縱器結構共同具有第三數量的自由度，所述第三數量的自由度不包括完全限定所述第一外科器械的方位所需的至少一個自由度。

18.根據權利要求17所述的系統，其中所述第二外科器械和相應的操縱器結構共同具有第四數量的自由度，所述第四數量的自由度不包括完全限定所述第二外科器械的方位所需的至少兩個自由度。

19.根據權利要求13所述的系統，其中所述第一外科器械是攝像機，并且所述控制器可操作以控制所述攝像機的端部的方位。