用于控制可转向装置的系统和方法制造方法及图纸

本文提供了用于控制细长装置的系统和方法。在一些实施例中，机器人系统可以包括被配置为驱动细长装置的操纵器组件和被配置为接收命令细长装置的用户输入的控制装置。机器人系统还可以包括通信地耦连到操纵器组件和控制装置的控制系统。控制系统可以被配置为在多个间隔期间监测细长装置的移动，在多个间隔期间监测由控制装置接收的用户输入，并且基于监测的移动或监测的用户输入中的至少一个来调节细长装置的特性。节细长装置的特性。节细长装置的特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制可转向装置的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年10月4日提交的美国临时申请62/741,338的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本文描述的示例涉及用于程序的系统和方法，诸如用于控制细长装置的系统和方法。

技术介绍

[0004]器械可以用于在工作空间中操纵和执行任务。此类器械可以被配置成由操纵器组件部分地或完全地支撑和操作。此类器械和操纵器组件可以用于执行非医疗程序或医疗程序。例如，医疗工具或医疗操纵器可以用于执行微创医疗程序。作为另一个示例，工业工具或工业操纵器可以用于制造或测试。作为其它示例，工具或操纵器可以用于娱乐、探测和各种其它目的的程序中。
[0005]微创医疗技术通常可以旨在减少在有创医疗程序期间受损的组织量，从而减少患者的恢复时间、不适和有害的副作用。此类微创技术可以通过患者解剖体中的自然孔口或通过一个或多个切口来执行。通过这些自然孔口或切口，临床医生可以插入医疗工具以到达目标组织位置。微创医疗工具包括诸如治疗器械、诊断器械和外科手术器械的器械。微创医疗工具还可以包括成像器械(诸如内窥镜器械)，其向用户提供患者解剖体内的视野。
[0006]某些医疗和非医疗器械(包括操纵器械、成像器械或其它感测器械等)可以是远程操作的，或以其它方式是计算机辅助的。当采用使用此类器械的系统执行程序时，期望机构响应于运动而控制器械的特性(诸如刚度)，以确保患者和/或周围环境的安全。

技术实现思路

[0007]以下呈现了本文描述的各种示例的简化概述，并且无意于识别关键或重要元素或描绘权利要求的范围。
[0008]在一个示例中，机器人系统可以包括被配置为驱动细长装置的操纵器组件和被配置为接收命令细长装置的用户输入的控制装置。机器人系统还可以包括通信地耦连到操纵器组件和控制装置的控制系统。控制系统可以被配置为在多个间隔期间监测细长装置的移动，在多个间隔期间监测由控制装置接收的用户输入，并且基于监测的移动或监测的用户输入中的至少一个来调节细长装置的特性。特性的调节可以包括基于在多个间隔的第一间隔期间的移动或用户输入中的至少一个，在第一间隔期间保持细长装置的特性基本上相同。特性的调节可以包括基于多个间隔中的第二间隔期间的移动或用户输入中的至少一个，在第二间隔期间以第一速率(rate)调节细长装置的特性。特性的调节可以包括基于多个间隔的第三间隔期间的移动或用户输入中的至少一个，在第三间隔期间以大于第一速率的第二速率来调节细长装置的特性。
[0009]在另一示例中，一种方法可以包括：监测细长装置的移动；接收命令细长装置的运动的用户输入；基于监测的移动或接收的用户输入中的至少一个来确定操作模式；以及基于与操作模式相关联的曲线来调节细长装置的特性。调节细长装置的特性可以包括在第一间隔期间保持细长装置的特性基本上相同，在第二间隔期间以第一速率调节细长装置的特性，以及在第三间隔期间以不同于第一速率的第二速率调节细长装置的特性。
[0010]应当理解，前面的概述和下面的详细描述本质上都是说明性和解释性的，并且旨在提供对本公开的理解，而不限制本公开的范围。就这一点而言，根据以下详细描述，本公开的其它方面、特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
[0011]图1是根据一些实施例的医疗系统的简化图。
[0012]图2A和图2B是根据一些实施例的包括安装在插入组件上的医疗器械的患者坐标空间的侧视图的简化图。
[0013]图3是示出根据一些实施例的使用缩回模式控制细长装置的方法的流程图。
[0014]图4A
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图4F是根据一些实施例的在方法期间在各个点处包括可转向细长装置的机器人医疗系统的简化图。
[0015]图5是示出根据一些实施例的使用活动模式(active mode)来控制细长装置的方法的流程图。
[0016]通过参考下面的详细描述，将最优地理解本公开的实施例及其优点。应当理解，相同的附图标记用于识别在一个或多个附图中示出的相似的元件，其中在其中的显示是为了示出本公开的实施例，而不是为了限制本公开的实施例。
具体实施方式
[0017]本申请的系统和技术可以通过监测可转向器械的移动、用户输入和/或其它因素并且响应于监测到的因素来调节可转向器械的特性(诸如刚度)，来为机器人系统的可转向器械提供保障。在一些示例中，机器人系统可以监测可转向器械的物理移动和命令可转向器械的运动的用户输入。当移动和/或用户输入指示可转向器械处于缩回模式时，系统可以减小器械的刚度。系统可以使某些因素优先于其它因素，使得器械的实际物理缩回可能覆盖/推翻(override)用户输入，或者使得指示缩回的用户输入可能覆盖/推翻命令器械转向的用户输入。可以根据与监测到的因素相关联的一个或多个曲线来确定刚度受到影响的量、刚度的变化率和/或响应的其它方面。
[0018]这些示例是非限制性的，下面将详细描述其它示例。关于示例柔性机器人装置或系统(诸如参考图1、图2A和图2B描述的机器人控制的导管)，描述了所公开技术的各个方面。关于图3
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图5描述的所公开的用于器械控制的技术可以被实现以提供许多优点，包括改善患者以及部署器械的周围环境的安全性。
[0019]图1是根据一些实施例的机器人医疗系统100的简化图。在一些实施例中，医疗系统100可以适合于在例如外科手术程序、诊断程序、治疗程序或活检程序中使用。尽管本文针对此类程序提供了一些实施例，但是对医疗或外科手术器械以及医疗或外科手术方法的任何提及都是非限制性的。本文描述的系统、器械和方法可以用于动物、人尸体、动物尸体、
人或动物解剖体的一部分、非手术诊断以及工业系统的机器人系统，和/或其它通用机器人系统。
[0020]如图1中所示，医疗系统100可以包括用于在对患者P执行各种程序中操作医疗器械104的操纵器组件102。医疗器械104可以经由患者P体内的开口延伸到患者P体内的内部部位。操纵器组件102可以是远程操作组件、非远程操作组件或混合远程操作和非远程操作组件，其具有可以电动和/或远程操作的选择的运动自由度以及可以被非电动和/或非远程操作的选择的运动自由度。操纵器组件102可以被安装到手术台T和/或位于手术台T附近。主组件106允许操作者O(例如，如图1中所示的外科医生、临床医生或医师)观察介入部位并控制操纵器组件102。
[0021]主组件106可以位于操作员控制台处，该操作员控制台通常位于与手术台T相同的房间中，诸如在患者P位于其上的手术台的侧面。然而，应该理解，操作员O可以位于与患者P不同的房间中或完全不同的建筑中。主组件106通常包括用于控制操纵器组件102的一个或多个控制装置。控制装置可以包括任何数量的各种输入装置，诸如操纵杆、轨迹球、滚轮、方向盘、按钮、数据手套、触发枪、手动控制器、语音识别装置、人体运动或存在传感器和/或类似物。
[0022]操纵器组件102支持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人系统，包括：操纵器组件，其被配置为驱动细长装置；控制装置，其被配置为接收命令所述细长装置的用户输入；以及控制系统，其通信地耦连到所述操纵器组件和所述控制装置，所述控制系统被配置为：在多个时间间隔期间监测所述细长装置的移动；在所述多个间隔期间监测由所述控制装置接收的用户输入；基于监测的移动或监测的用户输入中的至少一个来调节所述细长装置的特性，其中对所述特性的调节包括以下操作：基于在所述多个间隔的第一间隔期间的移动或用户输入中的至少一个，在所述第一间隔期间保持所述细长装置的所述特性基本上相同；基于在所述多个间隔的第二间隔期间的移动或用户输入中的至少一个，在所述第二间隔期间以第一速率调节所述细长装置的所述特性；以及基于在所述多个间隔的第三间隔期间的移动或用户输入中的至少一个，在所述第三间隔期间以比所述第一速率更大的第二速率来调节所述细长装置的所述特性。2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述特性包括所述细长装置的刚度，并且其中所述控制系统被配置为在所述第二间隔期间以所述第一速率减小所述细长装置的所述刚度，并且在所述第三间隔期间以所述第二速率减小所述细长装置的所述刚度。3.根据权利要求2所述的机器人系统，其中所述控制系统被配置为基于所述细长装置的缩回小于阈值而在所述第一间隔期间保持所述刚度基本上相同。4.根据权利要求3所述的机器人系统，其中所述控制系统被配置为基于所述细长装置的缩回大于所述阈值，在所述第二间隔期间以所述第一速率减小所述细长装置的所述刚度，并且在所述第三间隔期间以所述第二速率减小所述细长装置的所述刚度。5.根据权利要求3所述的机器人系统，其中所述控制系统被配置为基于所述细长装置的缩回速度小于第二阈值来在所述第二间隔期间以所述第一速率减小所述细长装置的所述刚度，并且基于所述细长装置的所述缩回速度大于所述第二阈值来在所述第三间隔期间以所述第二速率减小所述细长装置的所述刚度。6.根据权利要求2所述的机器人系统，其中所述控制系统被配置为基于用户输入命令所述细长装置缩回小于阈值来在所述第一间隔期间保持所述刚度基本上相同。7.根据权利要求6所述的机器人系统，其中所述控制系统被配置为基于用户输入命令所述细长装置缩回超过所述阈值，来在所述第二间隔期间以所述第一速率减小所述细长装置的所述刚度，并且在所述第三间隔期间以所述第二速率减小所述细长装置的所述刚度。8.根据权利要求6所述的机器人系统，其中所述控制系统被配置为基于用户输入命令所述细长装置以小于第二阈值的速度缩回来在所述第二间隔期间以所述第一速率减小所述细长装置的所述刚度，并且基于用户输入命令所述细长装置以大于所述第二阈值的速度缩回来在所述第三间隔期间以所述第二速率减小所述细长装置的所述刚度。9.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述控制系统被配置为基于以下至少一项来调节所述细长装置的所述特性：从闩锁方位缩回的量、缩回的速度、缩回的持续时间、总插入深度、作为当前最大插入深度的百分比的位置、用户输入的大小、用户输入的速率、用户输入的速度、用户输入的持续时间或所述控制装置上的压力。
10.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述控制系统被配置为使所述细长装置的所述监测的移动优先于所述监测的用户输入。11.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述控制系统被配置为基于所述监测的移动或所述监测的用户输入中的至少一个来确定所述细长装置的模式。12.根据权利要求11所述的机器人系统，其中所述模式的确定包括以下操作：基于所述细长装置的缩回小于阈值来确定活动模式；以及基于所述细长装置的缩回大于所述阈值来确定缩回模式。13.根据权利要求12所述的机器人系统，其中所述模式的确定包括以下操作：基于所述细长装置的缩回速度大于第二阈值来确定所述缩回模式。14.根据权利要求11所述的机器人系统，其中所述模式的确定包括以下操作：基于所述用户输入命令所述细长装置的缩回小于阈值来确定活动模式；以及基于所述用户输入命令所述细长装置的缩回超过所述阈值来确定缩回模式。15.根据权利要求14所述的机器人系统，其中所述模式的确定包括以下操作：基于所述用户输入命令缩回速度大于第二阈值来确定所述缩回模式。16.根据权利要求14所述的机器人系统，其中所述模式的确定包括以下操作：基于所述用户输入命令沿插入轴线的推进来确定所述活动模式；以及基于所述用户输入命令沿不同于所述插入轴线的自由度移动而不沿所述插入轴线缩回来确定所述活动模式。17.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述操纵器组件包括插入台，所述插入台被配置为驱动所述细长装置耦连到的装置主体，并且其中所述控制系统进一步被配置为通过监测所述装置主体沿着所述插入台的移动来监测所述移动。...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：