[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

一種在手動關節定位期間提供反饋的系統和方法，該系統和方法包括計算機輔助醫療裝置。計算機輔助醫療裝置包括鉸接臂和耦接到鉸接臂的控制單元，其中鉸接臂包括關節。控制單元被配置為通過確定關節的目標位置、確定關節的相對于目標位置的運動學特性，以及基于關節的運動學特性提供反饋，在關節的手動定位期間提供反饋。

相關申請

本專利申請要求于2015年3月17日提交的標題為“用于在手動關節(joint)定位期間提供反饋的系統和方法(SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING FEEDBACK DURING MANUALJOINT POSITIONING)”的美國臨時專利申請62/134,193的申請日的優先權和權益，其全部內容通過引用方式并入本文。

技術領域

本公開大體涉及具有鉸接臂的裝置的操作，并且更具體地涉及在手動關節定位期間提供反饋。

背景技術

越來越多的裝置被自主(autonomous)和半自主(semiautonomous)的電子裝置所取代。這在當今的醫院中尤其如此，其中大量自主和半自主電子裝置存在于手術室、介入科治療室(interventional suites)、重癥監護病房、急診室等中。例如，玻璃和水銀溫度計正在被電子溫度計替代，靜脈滴注線現在包括電子監測器和流量調節器，并且傳統的手持式手術器械正在被計算機輔助醫療裝置所取代。

這些電子裝置為操作它們的人員提供了優點和挑戰。這些電子裝置中的許多可能夠進行一個或更多個鉸接臂和/或端部執行器的自主或半自主運動。這些一個或更多個鉸接臂和/或端部執行器各自包括支撐鉸接臂和/或端部執行器的運動的連桿和鉸接關節的組合。在許多情況下，操縱鉸接關節以獲得位于對應鉸接臂和/或端部執行器的連桿和鉸接關節的遠側端部處的對應的工具的期望位置和/或取向(統稱為期望的位姿)。在工具近側的鉸接關節中的每個提供具有至少一個自由度的對應的鉸接臂和/或端部執行器，所述至少一個自由度可用于操縱對應的工具的位置和/或取向。在許多情況下，對應的鉸接臂和/或端部執行器可包括至少六個自由度，這六個自由度允許控制對應的工具的x、y和z位置以及對應的工具的滾轉、俯仰和偏轉取向。

在一些情況下，操作者可期望將鉸接臂引導到特定配置(即，手動地定位臂中的一個或更多個關節)中。然而，在如此多的自由度的情況下，操作者可在確定何時已經獲得所期望的配置時經歷困難。操作者可在決定將關節移動到哪個方向以達到期望的配置時進一步經歷困難。更進一步地，操作者可能沒有意識到與每個關節相關聯的物理和/或實際約束，諸如最大允許關節速度、運動范圍限制等。因此，試圖手動定位鉸接臂的一個或更多個關節以達到預定配置的操作者可難以準確、快速地這樣做，并且/或者沒有對裝置造成損壞和/或對諸如操作者和/或患者的附近人員造成傷害的風險。

因此，可期望向操作者提供反饋以便于手動關節定位。

發明內容

根據一些實施例，計算機輔助醫療裝置包括鉸接臂，鉸接臂包括關節和耦接到鉸接臂的控制單元。控制單元被配置為通過確定關節的目標位置、確定關節的相對于目標位置的運動學特性(kinematics)，以及基于關節的運動學特性提供反饋，在關節的手動定位期間提供反饋。

根據一些實施例，在手動定位計算機輔助醫療裝置的關節期間提供反饋的方法包括確定關節的目標位置、確定關節的相對于目標位置的運動學特性，以及基于關節的運動學特性提供反饋。

根據一些實施例，非暫時性機器可讀介質包括多個機器可讀指令，當由與醫療裝置相關聯的一個或更多個處理器執行時，所述多個機器可讀指令適于使一個或更多個處理器執行一種方法。該方法包括在手動定位關節期間確定關節的目標位置、確定關節的相對于目標位置的運動學特性，以及基于關節的運動學特性提供反饋。

附圖說明

圖1是根據一些實施例的計算機輔系統的簡化圖。