用于主动接合和脱离手术机器人系统的遥操作的方法技术方案

一种用于接合和脱离手术机器人系统的手术器械的方法，该方法包括从手术机器人系统的一个或多个用户接口设备接收用户输入的序列；通过通信地耦合到用户接口设备和手术器械的一个或多个处理器来确定用户输入的序列是否指示遥操作模式的有意接合或脱离，在遥操作模式中，手术器械由从用户接口设备接收的用户输入来控制；响应于接合的确定，将手术机器人系统转换到遥操作模式中；以及响应于脱离的确定，将手术机器人系统从遥操作模式转换出来，使得防止用户接口设备控制手术器械。使得防止用户接口设备控制手术器械。使得防止用户接口设备控制手术器械。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于主动接合和脱离手术机器人系统的遥操作的方法
[0001]交叉引用本申请要求2018年12月28日提交的美国非临时申请16/236,163的较早申请提交日的权益，该美国非临时申请的公开内容通过引用整体地并入本文中。

技术介绍

[0002]
公开了与机器人系统相关的实施例。更特别地，公开了与手术机器人系统和用于接合（engaging）和脱离（disengaging）手术机器人系统的遥操作（teleoperation）模式的相应方法相关的实施例。
[0003]
技术介绍
内窥镜手术涉及看患者的身体并使用内窥镜和其他手术工具在身体内执行手术。例如，腹腔镜手术可以使用腹腔镜以进入（access）和查看腹腔。内窥镜手术可以使用手动工具和/或具有机器人辅助工具的手术机器人系统来执行。
[0004]手术机器人系统可以由外科医生远程操作以命令位于手术台（operating table）处的机器人辅助工具。由外科医生远程地对机器人辅助工具的这样的操作通常可以被称为遥操作。例如，外科医生可以使用位于手术室中或其可以位于不同城市中的计算机控制台（console）来命令机器人操纵安装在手术台上的手术工具。机器人控制的手术工具可以是安装在机器人臂上的内窥镜。因此，可以由远程外科医生使用手术机器人系统来执行内窥镜手术。
[0005]外科医生可以向手术机器人系统提供输入命令，并且手术机器人系统的一个或多个处理器可以响应于输入命令来控制系统部件。例如，外科医生可以将用户输入设备（诸如操纵杆或计算机鼠标）保持在她的手中，她操纵该用户输入设备来生成控制信号，以引起手术机器人系统部件（例如机器人系统的致动器、机器人臂和/或手术工具）的运动。

技术实现思路

[0006]手术机器人系统可以被认为具有各种系统模式。主要操作模式在本文中可以被称为遥操作模式。当用户例如借助用户接口设备或脚踏板主动控制或能够主动控制手术机器人系统部件（例如致动器、机器人臂、手术工具和/或内窥镜）时，手术机器人系统被认为处于遥操作模式中。另一方面，当用户无法主动控制手术机器人系统部件时，则系统被认为已经退出遥操作模式、退出（be out of）遥操作模式、处于非遥操作模式中或已经脱离遥操作模式。例如，当（1）手术机器人系统没有接受用户输入，（2）系统的图形用户接口（GUI）的用户输入命令被接受，但是无法控制相关联的手术机器人系统部件，或者（3）用户仍无法控制手术机器人部件，但是有意动作的序列将导致用户进入或接合遥操作模式时，系统可以被认为已经退出或脱离遥操作模式或者处于非遥操作模式中。在遥操作手术机器人系统中，重要的是为用户提供安全而简单的方式来主动地接合遥操作模式，以避免由于无意的工具运动而造成的伤害。此外，期望的是在用户主动想要脱离或执行使得遥操作是除主要焦点
之外的任何事物的动作的任何时候，向用户提供从遥操作模式安全脱离的方式。虽然手术机器人系统可以包括各种安全要求以防止无意操作，但是它们可能未覆盖接合和/或脱离遥操作模式的具体操作和/或可能是过于复杂的，并且因此对用户而言难以记忆和/或遵循。
[0007]因此，本专利技术涉及一种手术机器人系统，其可以检测有意用户动作、有意用户动作的序列或有意用户动作的集合，并且基于该检测，自动接合或脱离遥操作模式。代表性地，在一个方面中，由用户接口设备检测有意用户动作的序列或有意用户动作的集合。例如，（一个或多个）有意用户动作的序列可以是由用户接口设备检测到的预定手势的集合，诸如用户在用户接口设备上轻敲（tap）或挤压用户接口设备。替代地，（一个或多个）有意动作可以是导致用户接口设备处于特定位置、取向和/或定位中的动作，诸如用户将用户接口设备对接在对接站中或将用户接口定位得非常接近于对接站。更进一步地，（一个或多个）动作可以是单独或者与先前结合用户接口设备讨论的动作组合的与手术机器人系统的脚踏板相关的动作。例如，（一个或多个）动作或动作的集合可以包括与轻敲和/或挤压用户接口设备组合的轻敲离合器踏板或按压并保持离合器踏板。
[0008]代表性地，在一个方面中，用户接口设备可以是手持式用户输入或接口设备，其包括外科医生可以使用她的手操纵的手柄，以生成输入命令来移动致动器，机器人手术工具和/或端部执行器在手术机器人系统中被耦合到该致动器。外科医生可以在工作空间（workspace）（诸如连接到手柄的连杆（linkage）系统的运动的范围）内移动手柄，以当在遥操作模式中时远程地引起致动器的相应移动。当达到工作空间的极限时，例如当连杆系统完全延伸时，外科医生可以按压离合器按钮或手指离合器，使得来自手术机器人系统的输入不会引起致动器的移动，并且继而，机器人手术工具和/或端部执行器被暂停或以其他方式保持在当前位置中。也就是说，当手指离合器被按压时，手柄可以在工作空间内被重新定位，而不会引起致动器、机器人手术工具和/或端部执行器的相应移动，否则如果手指离合器没有被按压，则这将发生。为了致动手指离合器，外科医生必须施加足够大的力来对抗离合器的回位（return）弹簧力。例如，外科医生必须在手指离合器上向下按压。当外科医生释放在手指离合器上的该向下按压时，机器人手术工具和/或端部执行器不再被暂停在当前位置中，并且用户可以使用用户接口设备继续致动器和相关联部件的移动。然而，应该理解的是，按压/保持手指离合器以将相关联的机器人手术部件暂停在当前位置中或者释放手指离合器以继续部件的移动的单个动作，不应该被理解为可以被用于脱离遥操作模式的用户动作的有意序列。而是，与脱离遥操作模式相比，相关联的机器人手术部件的离合或暂停是更暂时的操作，其由相对简单的用户动作引起。特别地，在离合操作期间，从用户接口设备到致动器、机器人手术工具和/或端部执行器以移动致动器、机器人手术工具和/或端部执行器的信号被暂时中止（suspend），或者被离合信号覆盖（override）以暂停操作，但是一旦发生单个动作，例如用户从手指离合器移除他们的手指，期望的移动可以继续。相比之下，当例如响应于先前讨论的用户的（一个或多个）有意动作而脱离遥操作模式时，可以认为用户接口设备从致动器、工具和/或端部执行器永久断开。例如，当脱离遥操作模式时，来自用户接口设备的信号可以不再被传输到致动器、机器人手术工具和/或端部执行器，和/或用户接口设备可以保持断开，直到由用户执行相对复杂且有意的动作的序列。有意的动作的序列是指示用户的接合遥操作模式的意图的动作，并且可能比用于离合或暂停系统的
单个动作更复杂。换句话说，在检测到用于离合的单个动作时，系统将不接合（或脱离）遥操作模式。而是，必须针对系统检测有意动作的序列，以重新接合遥操作模式，并且继而将用户接口设备与致动器、工具和/或端部执行器重新连接。换句话说，与离合操作相比，简单地移除第一动作将不会自动地将用户接口设备与致动器、工具和/或端部执行器重新连接。而是，需要另一个有意动作（在一些情况下，其可以与第一个有意动作相同（即对称动作））来将用户接口设备重新连接到致动器、工具和/或端部执行器，并且因此接合遥操作模式。
[0009]更具体地，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于接合和脱离手术机器人系统的手术器械的方法，所述方法包括：从手术机器人系统的一个或多个用户接口设备接收用户输入的序列；通过通信地耦合到用户接口设备和手术器械的一个或多个处理器确定用户输入的序列是否指示遥操作模式的有意接合或脱离，在遥操作模式中，手术器械由从用户接口设备接收的用户输入来控制；响应于接合的确定，将手术机器人系统转换到遥操作模式中；以及响应于脱离的确定，将手术机器人系统从遥操作模式转换出来，使得防止用户接口设备控制手术器械。2.如权利要求1所述的方法，其中，用户接口设备包括手持式用户输入设备和脚踏板中的至少一个。3.如权利要求1所述的方法，其中，指示遥操作模式的接合或脱离的用户输入的序列是不同的。4.如权利要求1所述的方法，其中，指示遥操作模式的接合或脱离的用户输入的序列是相同的。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述用户输入的序列包括来自第一用户接口设备的第一用户输入的序列和来自第二用户接口设备的第二用户输入的序列。6.如权利要求1所述的方法，其中，一个或多个用户接口设备包括手持式用户输入设备和离合器踏板，并且所述用户输入的序列包括从手持式用户输入设备接收的第一用户输入的序列和从离合器踏板接收的第二用户输入的序列。7.如权利要求1所述的方法，其中，指示有意接合或脱离的用户输入的序列对应于按压和保持一个或多个用户接口设备的离合器踏板以及双次轻敲一个或多个用户接口设备的手指离合器。8.如权利要求1所述的方法，其中，指示有意接合或脱离的用户输入的序列对应于按压和保持一个或多个用户接口设备的离合器踏板以及挤压一个或多个用户接口设备中的另一个。9.如权利要求1所述的方法，其中，指示有意接合或脱离的用户输入的序列对应于双次轻敲一个或多个用户接口设备的离合器踏板。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括在将手术机器人系统转换到遥操作模式中之前确定是否满足以下条件中的至少一个：手术机器人系统的椅子被锁定，用户正在看手术机器人系统的屏幕，以及用户接口设备在手术机器人系统工作空间内。11.如权利要求1所述的方法，进一步包括用户反馈，用于警告用户遥操作模式被接合或脱离。12.一种手术机器人系统，包括：手术器械；包括用户接口设备和脚踏板的用户控制台，用户接口设备相...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：威博外科公司，
类型：发明
国别省市：