A system and method for fast suspension and recovery of motion deviation in medical equipment including a computer-aided medical device. The computer-aided medical device has a first repositioning arm having one or more first repositioning elements, a second repositioning element with one or more repositioning elements, and a repositioning device with one or more repositioning elements, and a repositioning device with one or more second repositioning elements. A positioning arm and a control unit coupled to the first and second repositioning arms. The control unit is configured to monitor the actual movement of the first repositioning arm and the first end effector based on the motion of the first repositioning arm and the first end effector of the desired motion control, to determine whether the actual motion deviates from the expected motion beyond the predetermined threshold and deviates from the expected motion beyond the predetermined threshold when the actual motion is moved. When the value is applied, the movement of the first repositioning arm and the first end actuator is suspended or the movement of the second repositioning arm and the second end actuator is suspended.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】快速暂停和恢复医疗设备可重新定位臂中的运动偏离的系统和方法相关申请本专利申请要求2016年1月20日提交的题为“SYSTEMANDMETHODFORRAPIDHALTANDRECOVERYOFMOTIONDEVIATIONSINMEDICALDEVICEREPOSITIONABLEARMS(快速暂停和恢复医疗设备可重新定位臂中的运动偏离的系统和方法)”的美国临时专利申请62/281,142的申请日的优先权和权益，该专利申请的全部内容通过引用被并入本文。
本公开大体涉及具有可重新定位臂的医疗设备的操作，并且更具体地涉及当检测到运动偏离/动作偏差高于阈值时快速暂停(halt)和恢复(recovery)可重新定位臂。
技术介绍
越来越多的设备正在被自主和半自主式设备取代。在当今医院尤其如此，在手术室、介入套件、重症监护病房、急诊室等中可以找到大量自主和半自主式医疗设备。例如，玻璃和水银温度计正在被电子温度计取代，静脉滴注线现在包括电子监控器和流量调节器，并且传统的手持式手术器械正在被计算机辅助医疗设备取代。这些计算机辅助医疗设备为操作它们的人员既提供优势又提出挑战。这些计算机辅助医疗设备的许多优点之一是用于支持不同操作和程序的操作模式的柔性性。例如，具有一个或多个可重新定位臂和/或末端执行器的计算机辅助医疗设备通常支持用于控制可重新定位臂和/或末端执行器的位置和/或定向(即，姿势)的若干模式。在一种可能的模式中，可重新定位臂和/或末端执行器中的一个或多个通过使用操作员工作站处和/或可重新定位臂上的一个或多个输入控制经由遥控操作来操作，以控制可重新定位臂和/或末端...
【技术保护点】
1.一种计算机辅助医疗设备，其包括：具有一个或多个第一可重新定位元件的第一可重新定位臂，所述一个或多个第一可重新定位元件用于定位所述第一可重新定位臂和当第一末端执行器被安装到所述第一可重新定位臂时定位所述第一末端执行器；具有一个或多个第二可重新定位元件的第二可重新定位臂，所述一个或多个第二可重新定位元件用于定位所述第二可重新定位臂和当第二末端执行器被安装到所述第二可重新定位臂时定位所述第二末端执行器；被通信地耦接到所述第一可重新定位臂和所述第二可重新定位臂的控制单元，其中所述控制单元被配置为：监控所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的实际运动；确定所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的所述实际运动是否偏离所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的期望运动超过预定阈值；并且当所述实际运动偏离所述期望运动超过所述预定阈值时，暂停所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的运动，或者暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的运动。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.20 US 62/281,1421.一种计算机辅助医疗设备，其包括：具有一个或多个第一可重新定位元件的第一可重新定位臂，所述一个或多个第一可重新定位元件用于定位所述第一可重新定位臂和当第一末端执行器被安装到所述第一可重新定位臂时定位所述第一末端执行器；具有一个或多个第二可重新定位元件的第二可重新定位臂，所述一个或多个第二可重新定位元件用于定位所述第二可重新定位臂和当第二末端执行器被安装到所述第二可重新定位臂时定位所述第二末端执行器；被通信地耦接到所述第一可重新定位臂和所述第二可重新定位臂的控制单元，其中所述控制单元被配置为：监控所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的实际运动；确定所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的所述实际运动是否偏离所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的期望运动超过预定阈值；并且当所述实际运动偏离所述期望运动超过所述预定阈值时，暂停所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的运动，或者暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的运动。2.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元被配置成通过暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动暂停运动，并且其中所述控制单元被进一步配置为在暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动之后移动所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器。3.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元被配置成通过以下步骤暂停运动：暂停所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的移动。4.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元被配置成通过以下步骤暂停运动：根据所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器正被操作的模式，暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动。5.根据权利要求4所述的计算机辅助医疗设备，其中所述模式是自主或半自主运动模式。6.根据权利要求4所述的计算机辅助医疗设备，其中所述模式是零空间运动模式或器械移除模式。7.根据权利要求4所述的计算机辅助医疗设备，其中所述模式是固定姿势模式，所述固定姿势模式包括将所述第二末端执行器保持在固定姿势。8.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中为了监控所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的所述实际运动，所述控制单元确定与所述第一末端执行器相关联的兴趣点的位置。9.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中为了监控所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的所述实际运动，所述控制单元确定与所述第一可重新定位臂或所述第一末端执行器相关联的运动学或动力学值。10.根据权利要求9所述的计算机辅助医疗设备，其中所述运动学或动力学值包括从由以下组成的组中选择的值：所述第一末端执行器的姿势值、所述第一可重新定位元件中的一个或多个的位置、所述第一可重新定位元件中的一个或多个的旋转、所述第一可重新定位元件中的一个或多个的速度、与所述第一可重新定位元件中的一个或多个相关联的力和与所述第一可重新定位元件中的一个或多个相关联的扭矩。11.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中为了确定所述实际运动是否偏离所述期望运动超过所述预定阈值，所述控制单元确定与所述第一可重新定位臂或所述第一末端执行器相关联的多个运动学或动力学值中的合成偏离。12.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中为了确定所述实际运动是否偏离所述期望运动超过所述预定阈值，所述控制单元确定与所述一个或多个第一可重新定位元件相关联的任何运动学或动力学值是否高于相应的阈值。13.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中为了确定所述实际运动是否偏离所述期望运动超过所述预定阈值，所述控制单元确定多个值之间的差的加权组合，所述多个值选自由以下组成的组：与所述第一末端执行器相关联的多个运动学值以及与所述第一末端执行器相关联的多个动力学值。14.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述预定阈值基于操作模式或者基于所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的运动类型。15.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元被配置为通过以下步骤暂停运动：通过暂停所述一个或多个第二可重新定位元件的运动，暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动。16.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元被配置成通过经由以下步骤暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动暂停运动：将所述一个或多个第二可重新定位元件的被致动的可重新定位元件的命令位置锁定到所述被致动的可重新定位元件的当前命令位置；并且将所述被致动的可重新定位元件的命令速度设置为零。17.根据权利要求16所述的计算机辅助医疗设备，其中为了将所述被致动的可重新定位元件的所述命令速度设置为零，所述控制单元被配置成使用斜坡或一系列步骤将所述命令速度设置为零。18.根据权利要求16所述的计算机辅助医疗设备，其中为了将所述被致动的可重新定位元件的所述命令速度设置为零，所述控制单元被配置成将反馈增益设置为零。19.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元被配置成通过经由以下步骤暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动暂停运动：制动所述一个或多个第二可重新定位元件中的被致动的可重新定位元件；并且将用于所述被致动的可重新定位元件的反馈扭矩设置为零。20.根据权利要求19所述的计算机辅助医疗设备，其中为了将所述反馈扭矩设置为零，所述控制单元被配置成将扭矩反馈增益设置为零。21.根据权利要求19所述的计算机辅助医疗设备，其中为了将所述反馈扭矩设置为零，所述控制单元被配置成将位置反馈增益设置为零且将速度反馈增益设置为零。22.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的所述期望运动为所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器没有运动。23.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元被配置成通过经由以下步骤暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动暂停运动：制动所述一个或多个第二可重新定位元件中的可制动的可重新定位元件。24.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元还被配置成清除导致所述运动的暂停的状况。25.根据权利要求24所述的计算机辅助医疗设备，其中：所述控制单元被配置成通过暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动暂停运动，并且为了清除所述状况，所述控制单元被配置成将所述一个或多个第二可重新定位元件中的第一命令元件的命令位置设置为所述第一命令元件的当前位置。26.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元还被配置成提供指示所述运动已经被暂停的音频或视觉警报。27.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元还被配置为提供关于如何清除导致所述运动的暂停的状况的音频或视觉指令。28.根据权利要求27所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元被配置成通过暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动暂停运动，并且其中所述控制单元还被配置成在清除所述状况之后恢复所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的移动。29.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗设备，其中所述控制单元还被配置为在确定所述实际运动偏离所述期望运动超过所述预定阈值的一个运动控制周期内开始暂停所述运动。30.一种操作具有控制单元的计算机辅助医疗设备的方法，所述方法包括：通过所述计算机辅助医疗设备的所述控制单元控制第一可重新定位臂和第一末端执行器的运动，其中所述第一可重新定位臂包括用于定位所述第一可重新定位臂的一个或多个第一可重新定位元件，并且其中所述第一末端执行器被安装到所述第一可重新定位臂；通过所述控制单元监控所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的实际运动；通过所述控制单元确定所述实际运动是否偏离所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的期望运动超过预定阈值；并且当所述实际运动偏离所述期望运动超过所述预定阈值时，通过所述控制单元暂停第二可重新定位臂和第二末端执行器的运动，其中所述第二可重新定位臂包括用于定位所述第二可重新定位臂的一个或多个第二可重新定位元件，并且其中所述第二末端执行器被安装到所述第二可重新定位臂。31.根据权利要求30所述的方法，其进一步包括：在暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的所述运动之后，继续所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的运动。32.根据权利要求30所述的方法，其中暂停所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器的运动进一步基于所述第二可重新定位臂和所述第二末端执行器正被操作的模式。33.根据权利要求30所述的方法，其中监控所述第一可重新定位臂和所述第一末端执行器的所述实际运动包...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·林奇，P·G·格里菲思，M·特纳，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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