用于远程控制系统中菜单项的选择的触觉反馈的系统和方法技术方案

触觉反馈方法包括提供远程操作控制系统，该远程操作控制系统包括用于响应于控制装置在第一自由度中的移动而操作远程操作器械的第一操作模式和用于控制图形用户界面的第二操作模式。方法还包括进入远程操作控制系统的第二操作模式。当处于第二操作模式时，方法包括跟踪处于不同于第一自由度的第二自由度的控制装置的移动。当处于第二操作模式并且响应于控制装置在第二自由度中的移动时，方法包括通过远程操作控制系统将第一触觉力施加至控制装置。

Tactile feedback system and method for menu selection in remote control system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于远程控制系统中菜单项的选择的触觉反馈的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年7月6日提交的美国临时申请62/529,038的权益，其全部内容以引用方式并入本文。
本公开涉及用于控制远程操作控制系统的操作的系统和方法，并且更具体地涉及用于在使用远程操作控制系统的控制装置访问图形用户界面菜单时向用户提供触觉反馈的系统和方法。
技术介绍
微创医疗技术旨在减少在有创医疗程序期间受损的组织的数量，从而减少患者的恢复时间、不适和有害的副作用。这样的微创技术可通过患者解剖结构中的自然孔口或通过一个或多个外科切口来执行。通过这些自然的孔口或切口，临床医生可插入医疗工具以到达目标组织位置。微创医疗工具包括器械诸如治疗器械、诊断器械和外科器械。微创医疗工具还可包括成像器械诸如内窥镜器械。一些微创医疗器械可为遥控的或计算机辅助的。各种控制装置可用于控制远程操作或计算机辅助的医疗工具。为了在不向用户的控制台添加其他结构控件的情况下扩展远程操作系统的功能，可使用图形用户界面。当使用控制装置访问图形用户界面时，系统和方法向用户提供触觉反馈，该控制装置也用于控制患者身体内的器械。
技术实现思路
本专利技术的实施例由随附的权利要求书概括。在一个实施例中，触觉反馈方法包括提供远程操作控制系统，其包括用于响应于控制装置在第一自由度中的移动而操作远程操作器械的第一操作模式和用于控制图形用户界面的第二操作模式。方法还包括进入(engaging)远程操作控制系统的第二操作模式。当处于第二操作模式时，方法包括追踪处于不同于第一自由度的第二自由度的控制装置的移动。当处于第二操作模式中并且响应于控制装置在第二自由度中的移动时，方法包括通过远程操作控制系统将第一触觉力施加至控制装置。在另一实施例中，触觉反馈方法包括进入远程操作控制系统的界面模式。响应于远程操作控制系统的控制装置的移动，方法还包括从标称位置将第一触觉力施加至控制装置，以将控制装置推(促使，urge)向标称位置。方法还包括确定控制装置已经从标称位置以第一自由度移动第一位移距离到进入位置(engagedposition)。方法还包括将第二触觉力施加至控制装置以提供指示进入操作状态的触觉感觉。方法还包括在处于进入操作状态时将第三触觉力施加至控制装置，以促使控制装置从进入位置向标称位置返回。附图说明当结合附图阅读时，通过以下详细描述可最好地理解本公开的各方面。要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚起见，各种特征的尺寸可任意增加或减小。另外，本公开可在各个示例中重复参考数字和/或字母。此重复是出于简单和清楚的目的，并且其本身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。图1A是根据本公开的实施例的远程操作医疗系统的示意图。图1B是根据许多实施例的用于远程操作医疗系统的外科医生的控制台的透视图。图1C是根据许多实施例的远程操作医疗系统电子推车的透视图。图1D是根据本文描述的原理的一个示例的患者侧推车的透视图。图2说明包括选择器图标的图形用户界面。图3A说明处于标称位置的图2的选择器图标。图3B说明旋转到进入位置的图2的选择器图标。图3C说明从进入位置返回到标称位置的图2的选择器图标。图4说明根据可选实施例的选择器图标。图5是说明当使用图形用户界面菜单时通过远程操作系统的控制装置提供触觉反馈的方法的流程图。图6是根据本公开的一个实施例的用于提供触觉反馈的扭矩曲线。图7是说明当使用图形用户界面菜单时通过远程操作系统的控制装置提供触觉反馈的另一个方法的流程图。图8是根据本公开的另一实施例的用于提供触觉反馈的扭矩曲线。图9是说明当使用图形用户界面菜单时通过远程操作系统的控制装置提供触觉反馈的另一个方法的流程图。具体实施方式为了促进对本公开的原理的理解，现在将参考附图中示出的实施例，并且将使用特定语言来描述它们。然而，将理解的是，不意图限制本公开的范围。在本专利技术各方面的以下详细描述中，阐述许多具体细节以便提供对所公开的实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地使本专利技术的实施例的各方面不清楚。如本公开所属领域的技术人员通常会想到的，对所描述的装置、器械、方法的任何改变和进一步修改以及对本申请原理的任何进一步应用都是可预期的。特别地，完全预期相对于一个实施例描述的特征、组件和/或步骤可与相对于本公开的其他实施例描述的特征、组件和/或步骤组合。另外，本文提供的尺寸用于特定示例，并且可预期的是，可利用不同的大小、尺寸和/或比率来实现本公开的概念。为了避免不必要的描述性重复，可根据其他说明性实施例的适用来使用或省略根据一个说明性实施例描述的一个或多个组件或动作。为了简洁起见，将不单独描述这些组合的许多迭代。为了简单起见，在某些情况下，在所有附图中使用相同的附图标记指代相同或相似的部分。下面的实施例将根据各种器械和器械的部分在三维空间中的状态来描述各种器械和器械的部分。如本文所使用的，术语“位置”是指物体或物体的一部分在三维空间(例如，沿笛卡尔X、Y、Z坐标的三个平移自由度)中的定位。如本文所使用的，术语“取向”是指物体或物体的一部分的旋转放置(三个旋转自由度，例如、滚动、俯仰和偏转)。参照附图的图1A，用于例如包括诊断、治疗或外科程序的医疗程序中的远程操作医疗系统通常由附图标记10表示。如将描述的，此公开的远程操作医疗系统在外科医生的远程操作控制下。在可选实施例中，远程操作医疗系统可在被编程为执行程序或子程序的计算机的部分控制下。在其他可选实施例中，在被编程为执行程序或子程序的计算机的完全控制下的全自动医疗系统可用于执行程序或子程序。如图1A所示，远程操作医疗系统10通常包括安装至手术台O或附近的远程操作组件12，患者P位于手术台O上。远程操作组件12可被称为患者侧推车。医疗器械系统14和内窥镜成像系统15可操作地联接至远程操作组件12。操作员输入系统16允许外科医生或其他类型的临床医生S查看外科部位的图像或表示外科部位的图像并控制医疗器械系统14和/或内窥镜成像系统15的操作。操作员输入系统16可位于外科医生的控制台上，该控制台通常与手术台O位于同一房间。但是，应当理解，外科医生S可位于不同的房间或与患者P完全不同的建筑物中。操作员输入系统16通常包括用于控制医疗器械系统14的一个或多个控制装置。一个或多个控制装置可包括任意数量的各种输入装置(诸如手柄、操纵杆、轨迹球、数据手套、扳机枪、手动控制器、语音识别装置、触摸屏、肢体运动或存在传感器等)中的一个或多个。在一些实施例中，将向一个或多个控制装置提供与远程操作组件的医疗器械相同的自由度，以为外科医生提供远程呈现：一个或多个控制装置与器械成一体的感知作用，使得外科医生具有直接控制器械的强烈意识，就像在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种触觉反馈方法，包括：/n提供远程操作控制系统，所述远程操作控制系统包括：用于响应于控制装置在第一自由度中的移动来操作远程操作器械的第一操作模式；以及用于控制图形用户界面的第二操作模式；/n进入所述远程操作控制系统的所述第二操作模式；/n当处于所述第二操作模式时，跟踪在不同于所述第一自由度的第二自由度中的所述控制装置的移动；和/n当处于所述第二操作模式时并且响应于所述控制装置在所述第二自由度中的所述移动，通过远程操作控制系统将第一触觉力施加至所述控制装置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170706 US 62/529,0381.一种触觉反馈方法，包括：
提供远程操作控制系统，所述远程操作控制系统包括：用于响应于控制装置在第一自由度中的移动来操作远程操作器械的第一操作模式；以及用于控制图形用户界面的第二操作模式；
进入所述远程操作控制系统的所述第二操作模式；
当处于所述第二操作模式时，跟踪在不同于所述第一自由度的第二自由度中的所述控制装置的移动；和
当处于所述第二操作模式时并且响应于所述控制装置在所述第二自由度中的所述移动，通过远程操作控制系统将第一触觉力施加至所述控制装置。


2.根据权利要求1所述的触觉反馈方法，还包括：
确定所述控制装置已经在所述第二自由度中从标称位置移动第一位移距离到进入位置，和
将第二触觉力施加至所述控制装置以提供指示所述第二操作模式的进入状态的触觉感觉。


3.根据权利要求2所述的触觉反馈方法，其中，所述第二触觉力提供指示所述进入状态的初始阶段的触觉感觉，所述方法还包括：
将与所述第二触觉力相反的第三触觉力施加至所述控制装置以将所述控制装置推至所述进入位置，所述第三触觉力提供指示所述第二操作模式的所述进入状态的整个阶段的触觉感觉。


4.根据权利要求2所述的触觉反馈方法，还包括：
将第三触觉力施加至所述控制装置以将所述控制装置推向所述标称位置。


5.根据权利要求4所述的触觉反馈方法，还包括：
当所述控制装置返回到所述标称位置时，递增计数器值。


6.根据权利要求4所述的触觉反馈方法，还包括：
确定所述控制装置与所述标称位置相距第三位移距离，和
将大于所述第三触觉力的第四触觉力施加至所述控制装置以将所述控制装置推向所述标称位置。


7.根据权利要求4所述的触觉反馈方法，其中，所述第三触觉力小于所述第一触觉力。


8.根据权利要求1所述的触觉反馈方法，其中，所述第二自由度是绕所述控制装置的旋转轴线的旋转自由度。


9.根据权利要求8所述的触觉反馈方法，其中，所述第一自由度是线性自由度。


10.根据权利要求2所述的触觉反馈方法，其中，所述图形用户界面包括选择器图标、标称标记和选择标记，并且其中，当所述控制装置处于所述标称位置时，所述选择器图标标识所述标称标记，并且当所述控制装置处于所述进入位置时所述选择器图标标识所述选择标记。

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【专利技术属性】
技术研发人员：N·迪奥拉伊蒂，
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