[發明專利]用于跟蹤機器人操縱的手術器械的位置的系統和方法

在審

• 申請號: 201980058999.6
• 申請日: 2019-07-27
• 公開（公告）號: CN112672709A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: S·森;B·D·霍夫曼;G·A·理查蒙德
• 申請（專利權）人: 直觀外科手術操作公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張秀芬

一種示例性手術器械跟蹤系統包括至少一個物理計算裝置，該至少一個物理計算裝置基于手術區域的內窺鏡圖像并使用經訓練的神經網絡，確定對內窺鏡圖像中所示的感興趣的對象的觀察，基于位于手術區域的機器人操縱的手術器械的概率框架和運動，將對感興趣的對象的觀察與機器人操縱的手術器械關聯，并且基于機器人操縱的手術器械的運動和與機器人操縱的手術器械關聯的觀察，確定機器人操縱的手術器械在手術區域的物理位置。

技術領域

本申請要求2018年7月31日提交的題為“用于跟蹤機器人操縱的手術器械的位置的系統和方法”的美國臨時專利申請No.62/712,368的優先權，其內容據此通過引用全部并入。

背景技術

機器人手術系統允許外科醫生控制機器人操縱的手術器械，以在患者上執行手術過程。例如，對于微創手術，機器人操縱的手術器械通過一個或多個導管插入患者體內。手術器械通常包括捕獲手術區域的圖像的內窺鏡和由機器人手術系統自動地操縱以執行手術過程的一個或多個手術工具。外科醫生觀看手術區域的內窺鏡圖像，并使用機器人手術系統的主控件控制機器人操縱的手術器械的運動，以執行手術過程。

跟蹤機器人操縱的手術器械在手術區域內的位置是機器人手術系統的重要組成部分。然而，由機器人手術系統進行的手術器械位置的此類跟蹤在技術上具有挑戰性，特別是當需要某一定水平的精確性、準確性、效率和/或可靠性時。

附圖說明

附圖示出了各種實施例，并且是本說明書的一部分。所示的實施例僅是示例，并且不限制本公開的范圍。在整個附圖中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的元件。

圖1示出了根據本文所述的原理的示例性機器人手術系統。

圖2示出了根據本文所述的原理的包括在圖1的機器人手術系統內的示例性患者側系統。

圖3示出了根據本文所述的原理的包括在圖2的患者側系統內的示例性機械臂。

圖4示出了根據本文所述的原理的包括在圖1的機器人手術系統內的示例性外科醫生控制臺。

圖5示出了根據本文所述的原理的位于與患者關聯的示例性手術區域的示例性立體內窺鏡。

圖6示出了根據本文所述的原理的示例性手術器械跟蹤系統。

圖7示出了根據本文所述的原理的在手術區域內的手術器械的視圖。

圖8示出了根據本文所述的原理的手術區域的示例性內窺鏡圖像。

圖9至圖10示出了根據本文所述的原理的示例性概率框架。

圖11至圖14示出了根據本文所述的原理的手術器械跟蹤系統的示例性實施方式。

圖15示出了根據本文所述的原理的在其上疊加有位置指示器的手術區域的內窺鏡圖像。

圖16至圖17示出了根據本文所述的原理的跟蹤手術器械的示例性方法。

圖18示出了根據本文所述的原理的示例性計算系統。

具體實施方式

本文描述了用于跟蹤機器人操縱的手術器械的位置的系統和方法。如下面將更詳細地描述，在某些實施方式中，示例性手術器械跟蹤系統可以經配置基于手術區域的內窺鏡圖像并使用經訓練的神經網絡確定對內窺鏡圖像中所示的感興趣的對象的觀察，基于位于手術區域的機器人操縱的手術器械的概率框架(probabilistic framework)和運動將對感興趣的對象的觀察與機器人操縱的手術器械關聯，并且基于機器人操縱的手術器械的運動和與機器人操縱的手術器械關聯的觀察確定機器人操縱的手術器械在手術區域的物理位置。