在操纵机器人系统的用户输入控制装置期间监测执行制造方法及图纸

一种手术机器人系统，包括：手术机器人；用户输入装置，所述用户输入装置联接到所述手术机器人并且可由用户操纵以控制所述手术机器人的操作，所述用户输入装置包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置成在所述用户操纵所述用户输入装置时采集数据；处理器单元，所述处理器单元配置成：分析所采集的数据以确定与所述用户操作所述手术机器人相关联的参数是否具有期望工作值；以及响应于从所采集的数据确定所述参数不具有期望工作值而生成指示将采取响应动作的输出信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在操纵机器人系统的用户输入控制装置期间监测执行
本专利技术涉及在用户控制操纵机器人系统的输入控制装置期间，通过使用输入控制装置上的一个或多个传感器采集数据来监测执行。
技术介绍
手术机器人用于对人和/或动物执行医疗程序。手术机器人通常包括支撑作为手术器械的末端执行器的可移动机构(机械臂)。该机构可重新配置以将末端执行器移动到手术部位并且操作末端执行器以执行手术。机器人通常由操作控制台的用户(例如，外科医生)控制，控制台通信联接到机器人。控制台可包括由数据链路联接到手术机器人的一个或多个用户输入装置(例如，控制器)。用户可以通过适当地操纵用户输入装置来控制末端执行器的移动。例如，用户可以在三维空间中移动用户输入装置以实现末端执行器的对应移动。与人工操作手术相比，机器人手术的一个潜在方便的方面是其允许更容易地在外科手术的执行期间采集数据。需要利用采集数据的能力来提高由手术机器人执行的程序的安全性和/或疗效。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种如所附权利要求中所阐述的手术机器人系统。附图说明现在将参照附图以举例的方式描述本专利技术。在附图中：图1示出手术机器人系统；图2示出手术机器人系统的控制系统；图3示出用于控制手术机器人系统的机械臂的移动的示例用户输入装置。具体实施方式本公开涉及一种机器人系统，该机器人系统包括机械臂和可由用户操纵的用户输入装置，以控制机械臂的操作。在执行手术程序的使用期间，用户输入装置形成用户站立或操作的控制台的一部分。控制台包括一个或多个感测装置，用于在使用手术机器人系统期间，例如在用户操纵用户输入装置时，捕获与用户有关的数据。与用户有关的数据可以是以某种方式表征用户状态的数据，例如其生理状态，或者可以是与生理或生物测定参数相关联的数据。在一组实例中，感测装置不构成用户输入装置的一部分，但可以是例如用于在使用机器人系统期间捕获用户图像的图像捕获装置(例如，摄像头)，或用于捕获用户的音频数据的音频捕获装置(例如，麦克风)。在另一组实例中，感测装置确实形成用户输入装置的一部分，并且用户输入装置包括用于在用户操纵装置以控制机械臂的操作时采集数据的一组一个或多个传感器。数据可包括用户的生理或生物测定数据(例如，血压、体温、出汗率等)和/或表征用户操纵用户输入装置的数据，例如，用户输入装置的取向、用户通过定位装置所通过的运动范围；用户对用户输入装置施加的力等。所采集的数据由处理器单元分析以确定与用户操作手术机器人相关联的参数是否具有期望工作值。期望工作值可以是例如预定值。期望工作值可能表示安全工作值。期望工作值可以是位于某个期望工作范围内的值。期望工作值可以是用户的生理和/或生物测定参数的值，或者可以是表征用户操纵用户输入装置的参数的值。期望工作值(和期望工作范围，如适用)可存储在处理器单元可访问的存储器中。如果确定参数不具有期望工作值，则处理器单元生成并输出指示将采取响应动作的反馈信号。反馈信号可以输出到机器人系统的另一部件。反馈信号可直接使机器人系统的另外部件采取响应动作，或可以使机器人系统的另外部件向用户提供反馈(例如，音频、视觉和/或触觉)以指示需要用户做出响应动作。下文将提供反馈信号的类型以及相关联的响应动作的实例。通过在用户操纵用户输入装置时采集数据，并且如果数据指示与用户操作手术机器人相关联的参数不具有期望值，则生成输出信号，可以实现(直接或间接地)响应动作，从而增加手术程序的安全性和/或疗效。图1示出大体上在100处标示的手术机器人系统的实例。机器人系统包括由数据链路106联接到控制单元104的手术机器人102。所述系统还包括大体上在166处标示的用户控制台或用户站。控制台166包括用户输入装置116、图像捕获装置158(例如，摄像头)和音频捕获装置162(例如，麦克风)。控制单元104由数据链路110联接到音频输出装置108；由数据链路114联接到视觉显示装置112，由数据链路118联接到用户输入装置116；由数据链路160联接到图像捕获装置158，由数据链路164联接到音频捕获装置。数据链路中的每一个可以是有线通信链路。数据链路中的每一个可以是无线通信链路。数据链路可以是有线和无线通信链路的混合。也就是说，数据链路106、110、114和118中的一个或多个可以是有线通信链路，并且一个或多个可以是无线通信链路。在其它实例中，任何数据链路可以是有线和无线通信链路的组合。音频输出装置108配置成输出音频信号。音频输出装置108可以是扬声器。视觉显示装置112配置成显示图像。图像可以是静态图像或移动图像。视觉显示装置例如可以是屏幕或监视器。控制单元104可以位于手术机器人102本地(例如，在同一房间或手术室内)，或者可以位于远离手术机器人的位置。类似地，用户输入装置116可以位于手术机器人102本地或远程。音频输出装置108和视觉显示装置112可以位于用户输入装置116本地。装置108、112可以位于相对接近用户输入装置116的位置，使得来自这些装置的输出(分别为音频和视觉信号)能够被操作手术机器人102的用户检测到。图像捕获装置158和音频捕获装置162形成控制台166的一部分，因此位于用户输入装置116的本地，使得图像捕获装置158可以捕获操作手术机器人102的用户的视觉图像，并且音频捕获装置162可以捕获从操作手术机器人102的用户发出的声音。下文将更详细地解释这一点。机器人102包括机械臂120，该机械臂在此实例中安装到底座122。底座122继而可以安装在地板、安装在天花板或安装到可移动推车或手术台。机械臂120端接末端执行器138。末端执行器138可以是例如内窥镜的手术器械。手术器械是用于执行例如切割、扣合、照射或成像的一些操作功能的工具。机械臂120包括一系列刚性部分，或由连续关节132、134互连的连杆(124、126、128)。也就是说，每对连续的连杆由相应的关节互连；即，连杆由一系列关节相对于彼此铰接。机器人还包括将最近侧连杆124与底座122互连的关节130以及将机械臂的最远侧连杆128与器械138互连的关节136。关节130-136可包括一个或多个回转关节，该一个或多个回转关节各自允许围绕单个轴线旋转。关节130-136可包括一个或多个通用关节，该一个或多个通用关节各自允许围绕两个正交轴线旋转。尽管示出包括一系列三个刚性连杆的机械臂120，但应了解，此处的臂仅是示例性的，并且在其它实例中，臂可包括更多或更少的连杆，其中串联的每对连续连杆由相应关节互连，近端连杆经由关节连接到底座，且终端连杆经由关节连接到末端执行器。手术机械臂120还包括用于驱动分别围绕关节130、132、134和136运动的一组致动器140、142、144和146。也就是说，围绕机械臂的每个关节的运动可以由相应的致动器驱动。致动器的操作(例如，每个致动器的驱动和制动)可以由从控制单元104传送的信号控制。致动器可以是电机，例如电动机。机械臂120还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手术机器人系统，包括：/n手术机器人；/n用户输入装置，所述用户输入装置联接到所述手术机器人并且可由用户操纵以控制所述手术机器人的操作，所述用户输入装置包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置成在所述用户操纵所述用户输入装置时采集数据；/n处理器单元，所述处理器单元配置成：/n分析所采集的数据以确定与所述用户操作所述手术机器人相关联的参数是否具有期望工作值；以及/n响应于从所采集的数据确定所述参数不具有期望工作值而生成指示将采取响应动作的输出信号；/n其中与所述用户操作所述手术机器人相关联的参数是以下各项中的一者或多者：/n所述用户的生理参数，所述一个或多个传感器配置成采集所述用户的生理数据；以及/n所述用户操纵所述用户输入装置的指示。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181003 GB 1816167.91.一种手术机器人系统，包括：
手术机器人；
用户输入装置，所述用户输入装置联接到所述手术机器人并且可由用户操纵以控制所述手术机器人的操作，所述用户输入装置包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置成在所述用户操纵所述用户输入装置时采集数据；
处理器单元，所述处理器单元配置成：
分析所采集的数据以确定与所述用户操作所述手术机器人相关联的参数是否具有期望工作值；以及
响应于从所采集的数据确定所述参数不具有期望工作值而生成指示将采取响应动作的输出信号；
其中与所述用户操作所述手术机器人相关联的参数是以下各项中的一者或多者：
所述用户的生理参数，所述一个或多个传感器配置成采集所述用户的生理数据；以及
所述用户操纵所述用户输入装置的指示。


2.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中所述一个或多个传感器包括定位在所述用户输入装置上的一组一个或多个传感器，所述一组一个或多个传感器在所述用户操纵所述用户输入装置以控制所述手术机器人的操作时接触所述用户的手部。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的手术机器人系统，其中所述处理器单元配置成分析所采集的数据以确定所述用户的生理参数是否具有在指定范围内的值；并且响应于从所采集的数据确定所述参数不具有在所述指定范围内的值而生成所述输出信号。


4.根据任一前述权利要求所述的手术机器人系统，其中所述处理器单元配置成：
分析所采集的数据以计算所述参数在指定时间段内的时间平均值；
确定所述参数的所述时间平均值是否在指定目标范围内；以及
响应于从所采集的数据确定所述参数的所述时间平均值不在所述目标范围内而生成所述输出信号。


5.根据任一前述权利要求所述的手术机器人系统，其中所述一组一个或多个传感器配置成测量以下各项中的一者或多者：温度、脉搏率；出汗率；汗液中的离子浓度；血压；手部稳定性。


6.根据任一前述权利要求所述的手术机器人系统，其中所述手术机器人包括由关节互连的多个肢体；以及配置成驱动所述关节的一组致动器，并且所述输出信号是制动所述致动器的制动信号。


7.根据任一前述权利要求所述的手术机器人系统，其中所述手术机器人包括手术器械，并且所述输出信号使所述器械被禁用。


8.根据任一前述权利要求所述的手术机器人系统，其中所述手术机器人系统包括联接到所述处理器单元的扬声器，所述扬声器配置成响应于从所述处理器单元接收到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢克·戴维·罗纳德·黑尔斯，保罗·克里斯多夫·罗伯茨，
申请(专利权)人：CMR外科有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB