[發(fā)明專利]利用零空間取消關(guān)節(jié)運動的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380053744.3
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN104717935B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·烏爾塔斯;P·海英維
• 申請（專利權(quán)）人: 直觀外科手術(shù)操作公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;B25J18/02;B25J13/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

相關(guān)申請的交叉參考

本申請為2012年8月15日提交的、名稱為“Systems and Methods for Cancellation of Joint Motion Using the Null-Space”(代理人案號ISRG03750PROV US)的美國臨時專利申請?zhí)?1/683,638的正式申請案，并要求其優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該臨時專利申請的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文中。

本申請總體涉及以下共同擁有的申請：2009年6月30日提交的、名稱為“Control of Medical Robotic System Manipulator About Kinematic Singularities”的美國申請?zhí)?2/494,695；2009年3月17日提交的、名稱為“Master Controller Having Redundant Degrees of Freedom and Added Forces to Create Internal Motion”的美國申請?zhí)?2/406,004；2005年5月19日提交的、名稱為“Software Center and Highly Configurable Robotic Systems for Surgery and Other Uses”的美國申請?zhí)?1/133,423 (美國專利號8,004,229)；2004年9月30日提交的、名稱為“Offset Remote Center Manipulator For Robotic Surgery”的美國申請?zhí)?0/957,077(美國專利號7,594,912)；和1999年9月17日提交的、名稱為“Master Having Redundant Degrees of Freedom”的美國申請?zhí)?9/398,507(美國專利號6,714,839)；2012年6月1日提交的、名稱為“Manipulator Arm-to-Patient Collision Avoidance Using a Null-Space”的美國臨時申請?zhí)?1/654,755；以及2012年6月1日提交的、名稱為“System and Methods for Avoiding Collisions Between Manipulator Arms Using a Null-Space”的美國臨時申請?zhí)?1/654,773，它們的公開內(nèi)容通過應(yīng)用全部并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及利用零空間取消關(guān)節(jié)運動的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

本發(fā)明總體提供改進的手術(shù)和/或機器人裝置、系統(tǒng)和方法。

微創(chuàng)醫(yī)療技術(shù)旨在減少診斷或手術(shù)過程中組織損傷的量，從而減少患者恢復(fù)時間、不適和有害的副作用。在美國每年進行數(shù)百萬的“開放(open)”或傳統(tǒng)手術(shù)；這些手術(shù)中的許多可潛在地以微創(chuàng)的方式進行。然而，由于手術(shù)器械和技術(shù)以及掌握它們所需的另外的手術(shù)訓(xùn)練的限制，目前只有相對較少數(shù)量的手術(shù)利用微創(chuàng)技術(shù)。

手術(shù)中使用的微創(chuàng)遠程手術(shù)(telesurgical)系統(tǒng)正被研發(fā)以提高外科醫(yī)生的靈巧性以及允許外科醫(yī)生從遠程位置對患者進行手術(shù)。遠程手術(shù)是這樣的手術(shù)系統(tǒng)的統(tǒng)稱：在該手術(shù)系統(tǒng)中外科醫(yī)生利用一些形式的遠程控制例如自動控制裝置等，以操縱手術(shù)器械移動，而不是直接用手握住并移動器械。在這種遠程手術(shù)系統(tǒng)中，在遠程位置向外科醫(yī)生提供手術(shù)部位的圖像。在觀察合適的觀察器或顯示器上的通常為手術(shù)部位的三維圖像的同時，外科醫(yī)生通過操縱主控輸入裝置對患者進行手術(shù)過程，主控輸入裝置進而控制機器人器械的運動。機器人手術(shù)器械可通過小的微創(chuàng)手術(shù)孔口插入以處理患者體內(nèi)手術(shù)部位的組織，通常為伴隨開放手術(shù)進入的創(chuàng)傷。通常通過在微創(chuàng)孔口處樞軸轉(zhuǎn)動器械的軸、使軸軸向滑動通過孔口、在孔口中轉(zhuǎn)動軸和/或類似，這些機器人系統(tǒng)可以足以進行相當(dāng)復(fù)雜的手術(shù)任務(wù)的靈巧性移動手術(shù)器械的工作端。

用于遠程手術(shù)的自動控制裝置通常接收來自兩個主控制器(對應(yīng)于外科醫(yī)生的每一只手)的輸入信息，并可包括兩個或更多個機器人手臂或操縱器。將手的移動繪制成由圖像捕獲裝置顯示的機器人器械圖像可有助于向外科醫(yī)生提供對與每只手相關(guān)聯(lián)的器械的精確控制。在許多手術(shù)機器人系統(tǒng)中，包括一個或多個額外的機器人操縱器手臂，用于移動內(nèi)窺鏡或其它圖像捕獲裝置、額外的手術(shù)器械等。