[發明專利]用于在手動關節定位期間提供反饋的系統和方法

有效

• 申請號: 201680015921.2
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN107427326B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: P·G·格里菲思
• 申請（專利權）人: 直觀外科手術操作公司
• 主分類號: A61B34/00
• 分類號: A61B34/00
• 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

1.一種計算機輔助醫療裝置，其包括：

鉸接臂，其包括關節；以及

控制單元，其耦接到所述鉸接臂；

其中所述控制單元被配置為通過以下各項在所述關節的由于操作者施加于關節的手動力的手動定位期間提供反饋：

確定所述關節的目標位置；

確定所述關節的相對于所述目標位置的位置；

確定所述關節的相對于所述目標位置的速度；以及

基于所述關節的相對于所述目標位置的所述位置和所述關節的相對于所述目標位置的所述速度，提供所述反饋。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中，確定所述關節的相對于所述目標位置的所述速度包括：

確定所述關節是否正在朝向所述目標位置移動；或者

確定所述關節是否正在移動遠離所述目標位置。

3.根據權利要求2所述的裝置，其中，基于所述關節的相對于所述目標位置的所述位置和所述關節的相對于所述目標位置的所述速度，提供所述反饋包括：

當所述關節處于所述目標位置時，指示所述關節應當停止移動；

當所述關節正在朝向所述目標位置移動時，指示所述關節應當繼續朝向所述目標位置移動；并且

當所述關節正在移動遠離所述目標位置時，指示所述關節應當反向。

4.根據權利要求1所述的裝置，其中，

確定所述關節的相對于所述目標位置的所述位置和所述關節的相對于所述目標位置的所述速度包括：確定所述關節是否靠近所述目標位置并朝向所述目標位置移動；以及

基于所述關節的相對于所述目標位置的所述位置和所述關節的相對于所述目標位置的所述速度，提供所述反饋包括：當所述關節靠近所述目標位置并朝向所述目標位置移動時，指示所述關節應當減速，并且繼續朝向所述目標位置移動。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中，確定所述關節的相對于所述目標位置的所述速度包括確定所述關節的速度。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其中，基于所述關節的相對于所述目標位置的所述位置和所述關節的相對于所述目標位置的所述速度，提供所述反饋包括：

提供觸覺反饋。

7.根據權利要求6所述的裝置，其中，使用關節制動器提供所述觸覺反饋。

8.根據權利要求7所述的裝置，其中，所述關節制動器包括電磁斷電式制動器。

9.根據權利要求7所述的裝置，其中，提供所述觸覺反饋包括：

當所述關節處于所述目標位置時，鎖定所述關節；

當所述關節正在朝向所述目標位置移動時，釋放所述關節制動器；以及

當所述關節正在移動遠離所述目標位置時，應用所述關節制動器。

10.根據權利要求6所述的裝置，其中，提供所述觸覺反饋包括：

當所述關節正在移動遠離所述目標位置時，向關節制動器施加與所述關節的速度成比例的制動力。

11.根據權利要求10所述的裝置，其中，向所述關節制動器施加與所述關節的所述速度成比例的所述制動力包括：使用成比例的速度增益因子。

12.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其中，所述目標位置包括允許位置的范圍。

13.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其中，所述目標位置是固定位置。

14.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其中，所述目標位置是基于所述鉸接臂的一個或更多個其他關節的運動學特性確定的動態位置。

15.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其中，所述目標位置基于所述計算機輔助醫療裝置的預定的包裝配置。