具有主动制动器释放控制装置的医疗装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有主动制动器释放控制装置的医疗装置，公开了一种计算机辅助医疗装置，其包括具有多个接头的铰接臂和耦接到铰接臂的控制单元。该控制单元被配置为发送命令到铰接臂中的多个制动器以按照第一预定的交错方式开始多个制动器的释放。在一些实施例中，该预定的交错方式防止多个制动器的同时释放。在一些示例中，预定的交错方式引起多个制动器中的每个制动器在彼此预定的时间内释放。在一些实施例中，第一预定的交错方式引起第一多个制动器中的每个制动器在彼此预定的时间内释放。在一些实施例中，第一预定的交错方式引起第一多个制动器中的每个制动器在彼此预定的时间内开始逐渐释放。

Medical device with active brake release control

【技术实现步骤摘要】
具有主动制动器释放控制装置的医疗装置本申请是申请日为2015年10月27日、名称为“具有主动制动器释放控制装置的医疗装置”的中国专利申请201580057617.X的分案申请。相关申请本公开要求2014年10月27日提交的名为“SystemandMethodforIntegratedOperatingTable”、申请号为No.62/069,245的美国临时专利申请的优先权，并且要求2015年3月17日提交的名为“SystemandMethodforReducingToolDisturbances”、申请号为62/134,225的美国临时专利申请的优选权，通过引用将上述两个专利申请的整体内容合并于此。
本公开总体涉及具有铰接臂的装置的操作，并且更具体地涉及降低对器械姿态的外部干扰。
技术介绍
越来越多的装置被自主和半自主的电子器件所取代。这在当今的医院中尤为突出，其中手术室、介入套间、重症监护病房、急诊室等中具有自主和半自主的电子器件的大型阵列。例如，玻璃温度计和水银温度计被电子温度计所取代，现在的静脉滴注管线包括电子监测器和流量调节器并且传统的手持式外科手术器械被计算机辅助的医疗装置所取代。这些电子器件对操作它们的人提供了优势和挑战。这些电子器件中的许多可以使一个或多个铰接臂和/或末端执行器能够自主地或半自主地运动。这些一个或多个铰接臂和/或末端执行器各自均包括支持铰接臂和/或末端执行器的运动的连杆和铰接接头的组合。在许多情况下，铰接接头被操纵以获得位于对应的铰接臂和/或末端执行器的连杆和/或铰接接头的远端处的对应器械的期望位置和/或取向(统称为期望的姿态)。器械近侧的每个铰接接头提供具有可以用于操纵对应器械的位置和/或取向的至少一个自由度的对应的铰接臂和/或末端执行器。在许多情况下，对应的铰接臂和/或末端执行器可以包括至少六个自由度，其允许控制对应器械的x位置、y位置和z位置(统称为平移移动)以及对应器械的滚转取向、俯仰取向和偏摆取向(统称为旋转移动)。为了提供控制对应器械的姿态的更大灵活性，对应的铰接臂和/或末端执行器经常被设计为包括冗余的自由度。当冗余的自由度存在时，铰接接头的位置和/或取向的多个不同组合可以用于获得对应器械的相同姿态是可能的。当具有铰接臂的装置用于医疗程序时，铰接臂中的一个或多个可以将器械和/或末端执行器插入到患者的开口内并不罕见。根据该程序，可以期望释放铰接臂的一个或多个接头上的锁和/或制动器，以便重新定位铰接臂的至少一部分。当锁和/或制动器被释放时，可能造成铰接臂的位置和/或取向并且更重要的是定位在患者内的器械和/或末端执行器的尖端的位置和/或取向的不期望的移动。这种不期望的移动可能造成对患者的损伤、对铰接臂和/或末端执行器附近的有关人员的损伤、对铰接臂和/或末端执行器的损坏、对铰接臂和/或末端执行器附近的其他装置的损坏、破坏无菌区域和/或其他不期望的结果。因此，将期望的是当铰接臂的一个或多个接头中的制动器和/或锁被释放时使铰接臂中一个或多个接头校正器械、铰接臂和/或末端执行器的不期望移动。
技术实现思路
与一些实施例一致，一种计算机辅助医疗装置包括具有第一多个接头的第一铰接臂和耦接到所述第一铰接臂的控制单元。在一些示例中，该控制单元被配置为发送第一命令到第一铰接臂中的第一多个制动器，以按照第一预定的交错方式开始第一多个制动器的释放。与一些实施例一致，一种用于控制医疗装置中的运动的方法，其包括发送第一命令到第一铰接臂中的第一多个制动器，以按照第一预定的交错方式开始第一多个制动器的释放。与一些实施例一致，一种非临时性机器可读介质，其包括多个机器可读指令，该指令在被与医疗装置相关联的一个或多个处理器执行时适于引起一个或多个处理器执行一种方法，该方法包括发送第一命令到第一铰接臂中的第一多个制动器，以按照第一预定的交错方式开始第一多个制动器的释放。附图说明图1是根据一些实施例的计算机辅助系统的简化示意图。图2是示出根据一些实施例的计算机辅助系统的简化示意图。图3是根据一些实施例的计算机辅助医疗系统的运动学模型的简化示意图。图4是交错铰接臂上的制动器的释放的方法的简化示意图。图5是使用第二接头组来补偿一个接头组对感兴趣的点的干扰的方法的简化示意图。图6A是图示说明示例性照相机视图和坐标系的透视图的简化示意图。图6B是图示说明从传感器或显示器的视角的照相机视图和相关坐标系的简化示意图。图7是基于用户命令移动铰接臂同时补偿对铰接臂中的一个或多个接头的干扰的方法的简化示意图。图8A–图8G是图示说明包括本文描述的集成计算机辅助装置和可移动外科手术台特征的各种计算机辅助装置系统构架的简化示意图。在附图中，具有相同标号的元件具有相同的或类似的功能。具体实施方式在如下的描述中，具体的细节被提出以描述与本公开一致的一些实施例。然而，对本领域技术人员来说明显的是：一些实施例可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下被实施。本文公开的具体实施例意在说明性的而非限制性的。本领域技术人员可以认识到其他元件即使没有在本文中被具体地描述，也在本公开的范围和精神内。此外，为了避免不必要的重复，关于一个实施例示出和描述的一个或多个特征可以被结合到其他实施例中，除非另有明确描述或如果该一个或多个特征会造成实施例不可行。术语“包括”意思是包括但不限于，并且包括的一个或多个单独项目中的每一个应当被认为是可选的，除非另作说明。类似地，术语“可以”指示项目是可选的。图1是根据一些实施例的计算机辅助系统100的简化示意图。如图1所示，计算机辅助系统100包括具有一个或多个可移动或铰接的臂120的装置110。一个或多个铰接臂120的每一个支撑一个或多个末端执行器。在一些示例中，装置110可以与计算机辅助外科手术装置一致。一个或多个铰接臂120均为安装到至少一个铰接臂120的远端的一个或多个器械、外科手术器械、成像装置和/或诸如此类提供支撑。在一些实施例中，装置110和操作者工作台可以对应于由加利福尼亚州森尼维尔(Sunnyvale)的直观外科手术公司(IntuitiveSurgical.Inc)商售的da外科手术系统。在一些实施例中，具有其他配置的计算机辅助外科手术装置、更少或更多的铰接臂和/或诸如此类可以可选地与计算机辅助系统100一起使用。装置110经由接口被耦接到控制单元130。接口可以包括一个或多个无线链路、电缆、连接器和/或总线，并且可以进一步包括具有一个或多个网络交换装置和/或路由装置的一个或多个网络。控制单元130包括耦接到存储器150的处理器140。控制单元130的操作由处理器140控制。另外，虽然示出控制单元130仅具有一个处理器140，但是应当理解的是，处理器140可以表示控制单元130中的一个或多个中央处理单元、多核处理器、微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和/或诸如此类。控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机辅助装置，包括：/n具有多个接头的铰接臂；和/n耦接到所述铰接臂的控制单元，其中所述控制单元被配置为：/n发送一个或多个第一命令到所述铰接臂中的多个制动器，以按照预定的交错方式开始所述多个制动器的释放；/n检测当所述制动器释放时由所述多个制动器中的每个制动器引起的对所述计算机辅助装置的感兴趣的点的干扰；以及/n发送一个或多个第二命令到所述多个接头中的一个或多个致动器以补偿所述干扰。/n

【技术特征摘要】
20141027 US 62/069,245;20150317 US 62/134,2251.一种计算机辅助装置，包括：
具有多个接头的铰接臂；和
耦接到所述铰接臂的控制单元，其中所述控制单元被配置为：
发送一个或多个第一命令到所述铰接臂中的多个制动器，以按照预定的交错方式开始所述多个制动器的释放；
检测当所述制动器释放时由所述多个制动器中的每个制动器引起的对所述计算机辅助装置的感兴趣的点的干扰；以及
发送一个或多个第二命令到所述多个接头中的一个或多个致动器以补偿所述干扰。


2.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中所述感兴趣的点是安装到所述铰接臂的工具的尖端。


3.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中所述控制单元进一步配置为：
确定所述感兴趣的点在参考坐标框架中的参考变换；
确定由所述干扰引起的所述感兴趣的点的预测的移动；
基于所述预测的移动确定预测的变换；以及
基于所述参考变换和所述预测的变换之间的差确定补偿接头变化。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述一个或多个第一命令：
防止所述多个制动器中的两个或更多个制动器的同时释放。


5.根据权利要求1-3中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述一个或多个第一命令：
使得所述多个制动器中的制动器在彼此预定的时间内释放；或者
分配相应的时间窗口以用于开始所述多个制动器中的每个制动器的释放；或者
使得所述多个制动器中的每个制动器开始在释放所述多个制动器中的另一制动器的预定的时间内逐渐释放。


6.根据权利要求1-3中任一项所述的计算机辅助装置，其中预定的交错方式以一排序释放所述多个制动器以使：
所述多个接头中的竖直接头的制动器被最后释放。


7.根据权利要求1-3中任一项所述的计算机辅助装置，其中预定的交错方式以一排序释放所述多个制动器以使：
引起最大干扰的制动器被最后释放。


8.一种控制装置中的运动的方法，所述方法包括：
由所述装置的控制单元发送一个或多个第一命令到所述装置的铰接臂中的多个制动器，以按照预定的交错方式开始所述多个制动器的释放；
由所述控制单元检测当所述制动器释放时由所述多个制动器中的每个制动器引起的对所述装置的感兴趣的点的干扰；以及
由所述控制单元发送一个或多个第二命令到所述装置的多个接头中的一个或多个致动器以补偿所述干扰。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述感兴趣的点是安装到所述铰接臂的工具的尖端。


10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
确定所述感兴趣的点在参考坐标框架中的参考变换；
确定由所述干扰引起的所述感兴趣的点的预测的移动；
基于所述预测的移动确定预测的变换；以及
基于所述参考变换和所述预测的变换之间的差确定补偿接头变化。


11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中所述一个或多个第一命令：
防止所述多个制动器中的两个或更多个制动器的同时释放；
使得所述多个制动器中的制动器在彼此预定的时间内释放；
分配相应的时间窗口以用于开始所述多个制动器中的每个制动器的释放；或者
使得所述多个制动器中的每个制动器开始在释放所述多个制动器中的另一制动器的预定的时间内逐渐释放。


12.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中预定的交错方式以一排序...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·斯瓦鲁普，P·G·格里菲思，G·林奇，D·米勒，
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