用于机器人手术系统的远程指导控制组合件技术方案

提供了用于促进远程指导的手术程序的方法和系统。所述系统包括便携式输入手柄，所述便携式输入手柄进一步包括壳体、与所述壳体相邻安置的位置传感器以及与所述位置传感器通信的位置发送器。所述位置传感器可以被配置成感测所述壳体相对于所述位置发送器的位姿。所述位置发送器可以被配置成接收所述壳体的感测到的位姿并将所述感测到的位姿发送到机器人手术系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机器人手术系统的远程指导控制组合件
技术介绍
机器人手术系统已经开发用于微创医疗程序。通常，机器人手术系统包括远离一个或多个机器人臂的临床医生控制台，手术器械和/或摄像机联接到所述机器人臂。例如，临床医生控制台可以从机器人臂、另一个房间或另一个建筑物中位于手术室的另一侧，并且包括由临床医生致动的输入手柄和/或其它输入装置。基于输入手柄的致动的信号被传送到中央控制器，所述中央控制器将信号转换成用于操纵机器人臂和/或联接到其的手术器械的命令，例如，在手术部位内。反过来，控制器通常由控制台操纵，所述控制台可以通过有线连接或无线连接进行连接。当训练新手临床医生使用机器人手术系统时，新手临床医生可以站在主临床医生的另一边，所述主临床医生位于远离机器人系统的控制台处，同时将患者放置在与机器人臂相邻的平台上。主临床医生向控制台处的临床医生界面提供输入，从而控制机器人系统，例如，通过使用输入手柄来操纵联接到机器人臂的工具，如末端执行器或手术器械，以对患者进行外科手术。为了给新手临床医生提供全面的训练经验，专家外科医生可以与新手临床医生交换位置，以允许新手临床医生向控制台传递输入。尽管实践经验是全面培训计划的一个重要方面，但提供这类经验可能对某些程序具有挑战性。例如，时间在一些手术程序中可能是重要的，因此，在手术期间新手临床医生与专家外科医生交换位置可能是不可行的。在其它情况下，程序的某些步骤可能不会在中间程序中交给另一位外科医生。因此，需要用于在机器人手术系统上进行训练的改进的系统和方法。
技术实现思路
本公开涉及机器人手术系统，并且更具体地，涉及用于控制机器人手术系统中包括的控制台的系统和方法。本公开涉及一种机器人手术系统。机器人手术系统包括联接到手术工具的机器人臂、被配置成捕获手术工具的图像的成像装置、第一控制台、第二控制台、显示器和控制器。第一控制台具有第一输入手柄，所述第一输入手柄被配置成接收输入以操纵机器人臂和手术工具。第二控制台具有被配置成接收输入的第二输入手柄。控制器联接到机器人臂、成像装置、第一输入手柄、第二输入手柄和显示器。控制器使显示器显示手术工具的捕获图像。另外，控制器响应于在第二输入手柄处接收到输入，生成虚拟手术工具的图像，并使显示器显示虚拟手术工具的图像。根据本公开的各方面，机器人手术系统的第二输入手柄包括位置传感器。第二控制台包括位置发送器，所述位置发送器被配置成接收位置传感器相对于位置发送器的位姿数据并将位姿数据发送到控制器。控制器使显示器将虚拟手术工具的图像显示在显示器上的在显示的手术部位中对应于位置传感器的位姿数据的位置处。在本公开的另一方面，第二输入手柄可以包括被配置成检测物体的接近传感器，并且响应于检测到没有物体，控制器可以使显示器不显示手术工具的图像。在本公开的另一方面，第二控制台可以包括与控制器通信的遥控器，并且第二输入手柄可以与遥控器进行有线通信。在再一方面，第二控制台包括与控制器通信的遥控器，并且第二输入手柄无线地联接到遥控器。根据一个方面，第二输入手柄包括被配置成接收输入的第一输入按钮，并且响应于接收到的输入，控制器可以使手术工具通电。在另一方面，第二输入手柄包括联接到控制器的振动装置，并且振动装置被配置成响应于第二输入手柄的检测到的移动而振动在本公开的各方面，提供了一种用于机器人手术系统中的便携式手柄系统。便携式输入手柄系统包括便携式输入手柄，所述便携式输入手柄具有壳体和与壳体相邻安置的位置传感器。可以包括与位置传感器通信的位置发送器。位置传感器可以感测壳体相对于位置发送器的位姿，所述位置发送器被配置成接收壳体的感测到的位姿并将感测到的位姿发送到机器人手术系统。根据各方面，便携式输入手柄可以进一步包括被配置成检测与其相邻的物体的存在的接近传感器。根据某些方面，便携式输入手柄系统可以进一步包括振动装置，所述振动装置安置在壳体中并且被配置成响应于壳体的预定的感测到的位姿而振动。在又一方面，便携式输入手柄的壳体限定了腔。便携式输入手柄可以进一步包括微控制器、抓持器马达和安置在腔中的振动装置，所述微控制器联接到抓持器马达和振动装置。在另一方面，便携式输入手柄可以包括与抓持器马达通信的输入按钮，所述输入按钮被配置成选择性地接合抓持器马达和与抓持器马达脱离接合。根据另一方面，便携式输入手柄可以无线地联接到位置发送器。在另一方面，便携式输入手柄可以通过系绳联接到位置发送器。在再一方面，护罩至少安置在便携式输入手柄上方。根据本公开的各方面，提供了一种操作远程指导机器人手术系统的方法，所述机器人手术系统包括：第一控制台，所述第一控制台具有第一显示器；第二控制台，所述第二控制台包括第二显示器和便携式输入手柄；以及机器人臂，所述机器人臂包括联接到控制器的手术工具，所述控制器与所述第一控制台和所述第二控制台通信。方法可以包括：使用成像装置捕获手术部位的图像；以及在第一显示器和第二显示器上显示图像。可以在便携式输入手柄处检测输入。响应于在便携式输入手柄处检测到输入，可以生成虚拟手术工具的图像，并且可以在第一显示器和第二显示器上显示虚拟手术工具的图像。在另一方面，在第一显示器和第二显示器上显示图像可以包括在手术部位中捕获手术工具，并且在第一显示器上显示手术工具的图像。方法可以进一步包括接收便携式输入手柄的位姿。可以生成虚拟手术工具的图像。基于便携式输入手柄的接收到的位姿，可以将虚拟手术工具的生成的图像显示在手术部位的捕获图像上的在手术部位中的对应位置处。根据又一方面，可以接收指示便携式输入手柄从第一位姿移动到第二位姿的输入。响应于接收到的输入，可以更新虚拟手术工具的图像。根据各方面，方法可以进一步包括：检测与便携式输入手柄的距离小于预定值的物体。响应于检测到的距离小于预定值，继续显示虚拟手术工具的图像。替代地，响应于距离大于预定值，中断虚拟手术工具的图像的显示。附图说明并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本公开的实施例，并且与下文所给出的实施例的详细描述一起用以阐释本公开的原理，其中：图1是根据本公开的实施例的机器人手术系统的示意图，所述机器人手术系统包括机器人系统、具有两个控制臂组合件的第一临床医生界面和具有便携式输入手柄的第二临床医生界面；图2是图1的第二临床医生界面的透视图；图3是图1的便携式输入手柄的透视图；图4是图1的多输入机器人手术系统的功能框图；图5是根据本公开的实施例的虚幻远程指导过程的流程图；图6是根据本公开的实施例的图5中描绘的虚幻远程指导过程的步骤的屏幕截图；图7是根据本公开的实施例的图5中描绘的虚幻远程指导过程的另一步骤的屏幕截图；图8是根据本公开的实施例的图5中描绘的虚幻远程指导过程的又一步骤的屏幕截图；和图9是根据本公开的实施例的图5中描绘的虚幻远程指导过程的又一步骤的屏幕截图。具体实施方式参考附图详细地描述本公开的实施例，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人手术系统，其包含：/n机器人臂，所述机器人臂联接到手术工具；/n成像装置，所述成像装置被配置成捕获所述手术工具的图像；/n第一控制台，所述第一控制台包含第一输入手柄，所述第一输入手柄被配置成接收输入以操纵所述机器人臂和所述手术工具；/n第二控制台，所述第二控制台包含第二输入手柄，所述第二输入手柄被配置成接收输入；/n显示器；和/n控制器，所述控制器联接到所述机器人臂、所述成像装置、所述第一输入手柄、所述第二输入手柄和所述显示器，/n其中所述控制器使所述显示器显示所述手术工具的捕获图像，并且响应于在所述第二输入手柄处接收所述输入，生成虚拟手术工具的图像，并使所述显示器显示所述虚拟手术工具的所述图像。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180326 US 62/647,9981.一种机器人手术系统，其包含：
机器人臂，所述机器人臂联接到手术工具；
成像装置，所述成像装置被配置成捕获所述手术工具的图像；
第一控制台，所述第一控制台包含第一输入手柄，所述第一输入手柄被配置成接收输入以操纵所述机器人臂和所述手术工具；
第二控制台，所述第二控制台包含第二输入手柄，所述第二输入手柄被配置成接收输入；
显示器；和
控制器，所述控制器联接到所述机器人臂、所述成像装置、所述第一输入手柄、所述第二输入手柄和所述显示器，
其中所述控制器使所述显示器显示所述手术工具的捕获图像，并且响应于在所述第二输入手柄处接收所述输入，生成虚拟手术工具的图像，并使所述显示器显示所述虚拟手术工具的所述图像。


2.根据权利要求1所述的机器人手术系统，其中：
所述第二输入手柄包含位置传感器，
所述第二控制台进一步包含位置发送器，所述位置发送器被配置成接收所述位置传感器相对于所述位置发送器的位姿数据并将所述位姿数据发送到所述控制器，并且
所述控制器使所述显示器将所述虚拟手术工具的所述图像显示在所述显示器上的在显示的手术部位中对应于所述位置传感器的所述位姿数据的位置处。


3.根据权利要求2所述的机器人手术系统，其中所述第二输入手柄包括被配置成检测物体的接近传感器，并且响应于检测到没有所述物体，所述控制器使所述显示器不显示所述手术工具的所述图像。


4.根据权利要求1所述的机器人手术系统，其中所述第二控制台包括与所述控制器通信的遥控器，并且所述第二输入手柄与所述遥控器进行有线通信。


5.根据权利要求1所述的机器人手术系统，其中所述第二控制台包括与所述控制器通信的遥控器，并且所述第二输入手柄无线地联接到所述遥控器。


6.根据权利要求1所述的机器人手术系统，其中所述第二输入手柄包含被配置成接收输入的第一输入按钮，并且响应于接收到的输入，所述控制器使所述手术工具通电。


7.根据权利要求1所述的机器人手术系统，其中所述第二输入手柄包含联接到所述控制器的振动装置，并且所述振动装置被配置成响应于所述第二输入手柄的检测到的移动而振动。


8.一种用于机器人手术系统中的便携式输入手柄系统，其包含：
便携式输入手柄，所述便携式输入手柄包含壳体和与所述壳体相邻安置的位置传感器；和
与所述位置传感器通信的位置发送器，
其中所述位置传感器被配置成感测所述壳体相对于所述位置发送器的位姿，并且所述位置发送器被配置成接收所述壳体的感测到的位姿并将所述感测到的位姿发送到所述机器人手术系统。


9.根据权利要求8所述的便携式输入手柄系统，其中所述便携式输入手柄进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·派纳，
申请(专利权)人：柯惠LP公司，
类型：发明
国别省市：美国;US