[發明專利]用于醫療器械力感測的系統和方法

有效

• 申請號: 201580055803.X
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN106794050B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: S·K·W·奧
• 申請（專利權）人: 直觀外科手術操作公司
• 主分類號: A61B90/00
• 分類號: A61B90/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

1.一種醫療處理系統，其包括：

醫療器械；以及

計算機系統，所述計算機系統與所述醫療器械通信，所述計算機系統被配置為：

接收來自耦接到所述醫療器械的細長的致動構件的馬達的至少一個馬達輸入，所述細長的致動構件用于移動所述醫療器械的尖端；

接收指示所述醫療器械的所述尖端的位置的至少一個尖端輸入；

通過將來自所述馬達的所述至少一個馬達輸入和指示所述尖端的所述位置的所述至少一個尖端輸入應用于所述醫療器械的集總模型，確定施加到所述醫療器械的所述尖端的力，其中所述集總模型包括：

所述馬達的質量；以及

所述醫療器械的一部分的質量，所述醫療器械的所述一部分包括所述醫療器械的所述尖端。

2.根據權利要求1所述的醫療處理系統，其中施加到所述醫療器械的所述尖端的所述力被實時確定。

3.根據權利要求2所述的醫療處理系統，其中所述計算機系統還被配置為如果施加到所述醫療器械的所述尖端的所述力超過特定的值，引起所述醫療處理系統警告所述醫療器械的操作者。

4.根據權利要求1所述的醫療處理系統，其中來自所述馬達的所述至少一個馬達輸入包括：

施加到所述馬達的力；以及

所述馬達的位置。

5.根據權利要求1所述的醫療處理系統，其中指示所述醫療器械的所述尖端的所述位置的所述至少一個尖端輸入包括接收自光纖形狀傳感器的信息。

6.根據權利要求1所述的醫療處理系統，其中所述集總模型還包括：

彈簧參數，所述彈簧參數將所述馬達的所述質量耦接到所述醫療器械的所述一部分的所述質量；

阻尼參數，所述阻尼參數將所述馬達的所述質量耦接到包括所述醫療器械的所述尖端的所述醫療器械的所述一部分的所述質量；

與所述馬達相關聯的摩擦參數；

與所述醫療器械相關聯的摩擦參數；

將所述馬達的所述質量耦接到地的阻尼參數；

包括所述醫療器械的所述尖端的所述醫療器械的所述一部分的所述質量與地之間的阻尼參數；以及

包括所述醫療器械的所述尖端的所述醫療器械的所述一部分的所述質量與地之間的偏移彈簧參數。

7.一種醫療系統，其包括：

醫療器械，所述醫療器械包括通過細長的致動構件耦接到可移動的導管主體的旋轉構件，

馬達，所述馬達耦接到所述醫療器械并且被配置成通過向所述旋轉構件施加扭矩來移動所述可移動的導管主體，這進而向所述細長的致動構件施加張力；

控制系統，所述控制系統與所述醫療器械通信并與所述馬達通信，所述控制系統被配置為：

接收指示所述馬達的驅動軸的旋轉位置的輸入；

接收指示由所述馬達施加的所述扭矩的輸入；

接收指示所述可移動的導管主體的尖端的位置的輸入；以及

使用近似所述醫療器械的行為的集總模型，確定施加到所述可移動的導管主體的所述尖端的力，其中所述集總模型包括：

所述馬達的質量；以及

所述可移動的導管主體的一部分的質量，所述可移動的導管主體的所述一部分包括所述可移動的導管主體的所述尖端。

8.根據權利要求7所述的醫療系統，其中所述控制系統還被配置為如果施加到所述可移動的導管主體的所述尖端的所述力超過特定的值則警告所述醫療系統的操作者。

9.根據權利要求7所述的醫療系統，其中所述集總模型包括：

彈簧參數，所述彈簧參數將所述馬達的所述質量耦接到所述可移動的導管主體的至少所述一部分的所述質量；

阻尼參數，所述阻尼參數將所述馬達的所述質量耦接到所述可移動的導管主體的至少所述一部分的所述質量；

與所述馬達相關聯的摩擦參數；

與所述可移動的導管主體相關聯的摩擦參數；

將所述馬達的所述質量耦接到地的阻尼參數；

將所述可移動的導管主體的至少所述一部分的所述質量耦接到地的阻尼參數；以及

將所述可移動的導管主體的至少所述一部分的所述質量耦接到地的偏移彈簧參數。