用于包括在计算机辅助医疗系统内的操纵器推车的分叉导航控制的系统和方法技术方案

分叉导航控制系统限定了其中操纵器推车将从初始位置导航到目标位置的路径。该系统在与便于操作员控制转向和推进二者的主要控制接口相关联的第一分叉导航控制模式中指导操纵器推车沿着从初始位置到中间位置的路径的第一部分的至少一部分导航。该系统进一步在与便于操作员控制推进而不控制转向的第二控制接口相关联的第二分叉导航控制模式中指导操纵器推车沿着从中间位置到目标位置的路径的第二部分的至少一部分导航。在第一和第二分叉导航控制模式中，系统自主地控制操纵器推车的转向，同时允许操作员控制操纵器推车的推进。同时允许操作员控制操纵器推车的推进。同时允许操作员控制操纵器推车的推进。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于包括在计算机辅助医疗系统内的操纵器推车的分叉导航控制的系统和方法
[0001]相关应用
[0002]本申请要求于2019年5月31日提交的题为“用于包括在计算机辅助医疗系统内的操纵器推车的分叉导航控制的系统和方法”的美国临时专利申请号62/855,558的优先权，其内容通过引用以其整体并入本文。

技术介绍

[0003]可以使用计算机辅助医疗系统执行医疗操作，例如多种类型的外科手术和非外科手术程序。在一些实例中，这种计算机辅助医疗系统可以包括具有一个或多个臂(例如，机械臂)的操纵器推车，其被配置为操纵用于执行医疗操作的器械。例如，操纵器推车可以定位在被操作的身体附近(例如，患者的身体、尸体、训练装置、动物等)，并且可以根据位于操作区域之外的控制台处的执业医师(例如，临床医生，例如外科医生等)的指导，通过操纵器推车的臂在身体上执行多种类型的医疗操作。以这种方式，可以执行高效的医疗操作。
[0004]在为此类计算机辅助医疗操作做准备时，操纵器推车通常由人操作员从初始位置(例如，当不使用时保持操纵器推车的位置和/或用布帘覆盖操纵器推车和以其他方式为操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机辅助医疗系统，其包括：操纵器推车；存储指令的存储器；和处理器，其通信耦接到所述存储器并被配置为执行所述指令以：限定其中所述操纵器推车将从初始位置导航到目标位置的路径；在第一分叉导航控制模式中，指导所述操纵器推车沿着从所述初始位置延伸到所述初始位置和所述目标位置之间的路径上的中间位置的所述路径的第一部分的至少一部分导航；和在第二分叉导航控制模式中，指导所述操纵器推车沿着从所述中间位置延伸到所述目标位置的所述路径的第二部分的至少一部分导航；其中：在所述第一分叉导航控制模式中，所述处理器自主地控制所述操纵器推车的转向，同时允许操作员使用主要控制接口控制所述操纵器推车的推进，所述主要控制接口配置为便于操作员控制所述操纵器推车的转向和推进二者；和在所述第二分叉导航控制模式中，所述处理器自主地控制所述操纵器推车的转向，同时允许操作员使用第二控制接口控制所述操纵器推车的推进，所述第二控制接口配置为便于操作员控制所述操纵器推车的所述推进而不控制其转向。2.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中：所述初始位置与所述操纵器推车的初始定向相关联；所述目标位置与所述操纵器推车的目标定向相关联；和其中所述操纵器推车从所述初始位置导航到所述目标位置的所述路径的限定进一步包括关于所述路径限定定向计划，其中所述操纵器推车从所述初始定向重新定向到所述目标定向。3.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中：所述初始位置与所述操纵器推车的可移动部件的初始配置相关联；所述目标位置与所述操纵器推车的所述可移动部件的目标配置相关联；和其中所述操纵器推车从所述初始位置导航到所述目标位置的所述路径的限定进一步包括关于所述路径限定配置计划，其中所述操纵器推车的所述可移动部件从所述初始配置转换到所述目标配置。4.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中：在医疗操作团队的一名或多名成员的指导下，所述计算机辅助医疗系统被配置为对位于手术室内的手术台上的身体执行医疗操作；和所述目标位置是其中所述操纵器推车在所述身体上执行所述医疗操作期间所处的位置，并且比所述初始位置更靠近所述手术台。5.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中所述操纵器推车从所述初始位置导航到所述目标位置的所述路径的限定包括：检测所述初始位置和所述目标位置之间的障碍物；确定所述障碍物的可移动性状态；和在所述路径的限定中考虑所述障碍物的所述可移动性状态。
6.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中所述操纵器推车从所述初始位置导航到所述目标位置的所述路径的限定包括：检测所述初始位置和所述目标位置之间的障碍物；确定与所述障碍物相关联的风险因素；和在所述路径的限定中考虑所述障碍物的所述风险因素。7.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中所述处理器被进一步配置为执行所述指令以：在其中所述操纵器推车从所述初始位置导航到所述目标位置的所述路径的限定之前，所述操纵器推车从所述目标位置无法被所述操纵器推车的传感器检测到的第一位置移动到从所述目标位置可被所述传感器检测到的第二位置；当所述操纵器推车在所述第二位置时，确定所述传感器检测到所述目标位置；和响应于确定所述传感器检测到所述目标位置，指定所述第二位置为所述初始位置。8.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中所述操纵器推车将从所述初始位置导航到所述目标位置的所述路径的限定包括：限定多个不同的路径，其中所述操纵器推车可以从所述初始位置导航到所述目标位置；和从所述多个不同的路径中并基于来自操作员的输入选择其中所述操纵器推车从所述初始位置导航到所述目标位置的所述路径。9.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中所述处理器被进一步配置为在所述操纵器推车正沿着所述路径导航时执行所述指令以更新所述路径。10.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，进一步包括从由以下各项组成的传感器组中选择的至少一个传感器：可见光图像传感器、红外图像传感器和深度传感器；其中所述操纵器推车从所述初始位置导航到所述目标位置的所述路径的限定包括：从所述至少一个传感器接收传感器数据，和基于所接收到的传感器数据限定所述路径。11.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中所述主要控制接口包括集成到所述操纵器推车中的基于手把的控制接口。12.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中：所述操纵器推车包括一组的一个或多个臂；使用所述组的一个或多个臂的指定臂的一部分来实施所述第二控制接口；和所述第二控制接口被配置为通过以下方式便于所述操作员对所述推进的控制：感测施加到所述指定臂的所述部分的外部刺激，和响应于所感测到的外部刺激符合一组标准，将所述感测到的外部刺激解释为推进命令。13.根据权利要求12所述的计算机辅助医疗系统，其中所述指定臂的所述部分包括连杆或接头。14.根据权利要求12所述的计算机辅助医疗系统，其中所述指定臂的所述部分包括多个连杆和接头。15.根据权利要求12所述的计算机辅助医疗系统，其中所述外部刺激包括所述指定臂
的所述部分的偏转，或施加到所述指定臂的所述部分的力或扭矩。16.根据权利要求12所述的计算机辅助医疗系统，其中所述组的标准包括基于所述外部刺激的方向的标准。17.根据权利要求16所述的计算机辅助医疗系统，其中响应于所述外部刺激的方向是基本上向前方向，所述外部刺激被解释为向前推进命令，并且其中响应于所述外部刺激的方向是基本上向后方向，所述外部刺激被解释为向后推进命令。18.根据权利要求17所述的计算机辅助医疗系统，其中响应于指导所述外部刺激的方向沿着朝向所述目标位置的所述路径基本上向前，所述外部刺激被解释为所述向前推进命令。19.根据权利要求18所述的计算机辅助医疗系统，其中当所述外部刺激的平行分量大于反平行分量或大于阈值时，指导所述外部刺激的方向沿着朝向所述目标位置的所述路径基本上向前，其中所述平行分量指向遵循所述路径的剩余部分使所述操纵器推车移动到所述目标位置，并且其中所述反平行分量与所述平行分量相反地指向。20.根据权利要求17所述的计算机辅助医疗系统，其中响应于所述外部刺激的方向与朝向所述目标位置的所述路径基本上正交，所述外部刺激不被解释为所述推进命令。21.根据权利要求12所述的计算机辅助医疗系统，其中所述组的标准包括所述外部刺激的量级大于阈值量级。22.根据权利要求12所述的计算机辅助医疗系统，其中所述组的标准包括所述外部刺激的频率低于阈值频率。23.根据权利要求12所述的计算机辅助医疗系统，其中：所述组的一个或多个臂包括多个臂；所述指定臂是指定用于实施所述第二控制接口的所述多个臂中的唯一臂；和所述指定臂在所述多个臂中在视觉上区分，以便被操作员鉴定为包括在所述第二控制接口中的所述指定臂。24.根据权利要求12所述的计算机辅助医疗系统，其中所述第二控制接口被进一步配置为通过以下方式便于所述操作员控制所述推进：作为感测所述外部刺激的一部分，感测所述感测到的外部刺激的量级；和作为解释所述感测到的外部刺激的一部分，将所述量级并入所述推进命令中，使得所述推进命令指示方向和速度量级两者，所述两者将表征所述操纵器推车沿着所述路径的导航。25.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中：所述第二控制接口与图像传感器相关联；和所述第二控制接口被配置为便于所述操作员通过以下控制所述推进通过所述图像传感器访问执行控制手势的操作员的图像，确定所述操作员执行的所述控制手势是否为向前推进手势，和确定所述操作员执行的所述控制手势是否为向后推进命令。26.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中：所述第二控制接口包括麦克风；和所述第二控制接口被配置为便于所述操作员通过以下控制所述推进
通过所述麦克风捕获操作员提供的语音命令，确定所述语音命令是否为向前推进命令，和确定所述语音指令是否为向后推进命令。27.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中所述处理器被进一步配置为执行所述指令以向操作员提供指示所述操纵器推车沿着所述路径的前进以及所述操纵器推车是否已完成导航所述路径的状态指示器，所述操作员在所述操纵器推车沿着所述路径导航期间使用所述主要控制接口或第二控制接口执行操作员控制所述操纵器推车的推进。28.根据权利要求1所述的计算机辅助医疗系统，其中所述中间位置是操作员选择的。29.根据权利要求1至28中任一项所述的计算机辅助医疗系统，其中所述主要控制接口和所述第二控制接口被配置用于非并发使用，使得：所述主控制接口用于在第一时间段期间控制所述推进；和所述第二控制接口用于在第二时间段期间控制所述推进，所述第二时间段在所述第一时间段之后且不与所述第一时间段重叠。30.根据权利要求1至28中任一项所述的计算机辅助医疗系统，其中所述主要控制接口和所述第二控制接口被配置为并发使用，使得：第一操作员在第一时间段期间使用所述主要控制接口执行所述操作员控制所述操纵器推车的推进；和与所述第一操作员不同的第二操作员在第二时间段期间使用所述第二控制接口执行所述操作员控制所述操纵器推车的推进，所述第二时间段与所述第一时间段重叠。31.根据权利要求30所述的计算机辅助医疗系统，其中所述中间位置与无菌区域的边界相关联，所述无菌区域包括所述目标位置而不包括所述初始位置。32.根据权利要求30所述的计算机辅助医疗系统，其中所述处理器被进一步配置为执行所述指令以在所述第一时间段与所述第二时间段重叠时，将所述操作员使用所述主要控制接口控制所述操纵器推车的推进优先于所述操作员使用所述第二控制接口控制所述操纵器推车的推进。33.根据权利要求30所述的计算机辅助医疗系统，其中所述处理器被进一步配置为执行指令以在所述第一时间段与所述第二时间段重叠时，将所述操作员使用所述第二控制接口控制所述操纵器推车的推进优先于所述操作员使用所述主要控制接口控制所述操纵器推车的推进。34.根据权利要求30所述的计算机辅助医疗系统，其中所述处理器被进一步配置为执行所述指令以：鉴定与所述操纵器推车沿着所述路径导航相关联的导航条件；和基于所鉴定的导航条件，当所述第一时间段与所述第二时间段重叠时，将所述操作员使用所述主要控制接口和第二控制接口中的一个优先于所述主要控制接口和第二控制接口中的另一个来控制所述操纵器推车的推进。35.根据权利要求1至28中任一项所述的计算机辅助医疗系统，其中所述处理器被进一步配置为执行所述指令以从所述第一分叉导航控制模式或从所述第二分叉导航控制模式切换到标准导航控制模式，所述标准导航控制模式允许操作员使用所述主要控制接口控制所述操纵器推车的所述转向和所述推进二者。
36.根据权利要求35所述的计算机辅助医疗系统，其中从所述第一分叉导航控制模式或从所述第二分叉导航控制模式切换到所述标准导航控制模式包括：在所述第一分叉导航控制模式或所述第二分叉导航控制模式期间，接收抵抗所述操纵器推车的自主转向的操作员输入，所述操作员输入...

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