用于测试手术机器人系统的测试单元技术方案

一种用于测试手术机器人系统的手术机器人测试单元，所述手术机器人系统包括：第一子系统，所述第一子系统被配置成生成具有第一特征行为的第一信号；和第二子系统，所述第二子系统被配置成接收所述第一信号并响应所接收的第一信号，所述测试单元被配置成：通过以下操作模仿所述第一子系统：生成代表所述第一子系统的第一信号的模仿信号，所述模仿信号具有超过所述第一信号的第一特征行为的边界的模仿行为，使得所述测试单元可操作以超出所述第一子系统的能力测试所述第二子系统；传输所生成的模仿信号以用于在所述第二子系统处接收；以及从所述第二子系统接收响应信号，所述响应信号指示所述第二子系统对所述模仿信号的响应；分析所接收的响应信号；以及基于所述分析确定所述第二子系统的状态。确定所述第二子系统的状态。确定所述第二子系统的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测试手术机器人系统的测试单元


[0001]本专利技术涉及一种用于测试手术机器人系统的至少一部分的测试单元。具体地讲，本专利技术涉及一种用于联接到手术机器人系统的一个或多个子系统以用于测试手术机器人系统的这些子系统的测试单元。

技术介绍

[0002]使用机器人来辅助和执行手术是已知的。图1示出了典型的手术机器人100，该手术机器人由基座108和臂102组成。器械105联接到臂。基座支撑机器人，并且本身刚性地附接到例如手术室地面、手术室天花板或推车。臂在基座与器械之间延伸。臂借助于沿其长度的多个柔性关节103而铰接，所述多个柔性关节用于将手术器械相对于患者定位在期望位置。手术器械附接到机器人臂的远端104。手术器械在端口107处穿透患者101的身体，以便接近手术部位。如图所示，该器械在其远端处包括用于进行医疗程序的末端执行器106。术语“器械”包含用于对手术部位成像的内窥镜，并且包括电外科器械。
[0003]手术机器人100由操作者(例如，外科医生)通过图2中所示的操作者控制台200远程控制。操作者控制台200可以位于与手术机器人100相同的房间(例如，手术室)中或远离手术机器人。操作者控制台200包括用于控制臂102和/或附接到其的器械105的状态的输入装置202、204。输入装置202、204可以是安装在平行四边形联动装置上的把手或手动控制器。控制系统将手动控制器的移动转换成控制信号，以移动手术机器人的臂、关节和/或器械末端执行器。操作者可以选择何时激活电外科工具(给其通电)。控制系统可确定电外科工具将通电，且可相应地生成另一控制信号。
[0004]操作者控制台200还包括显示器206。显示器206被布置成对操作输入装置202、204的用户可见。显示器用于显示手术部位的视频流(例如内窥镜视频)。
[0005]一些手术程序可能需要若干手术机器人，每个机器人携带器械或其它器具，该器械或器具与手术部位处的其它器具同时使用。图3示出了手术机器人系统300，该手术机器人系统具有在患者308身上的共同工作空间中操作的多个机器人302、304、306。例如，手术机器人通常用于内窥镜手术(例如腹腔镜手术)，其也可以被称为微创手术。如本领域技术人员所知，在内窥镜程序期间，外科医生将内窥镜通过身体的小切口或天然开口(例如但不限于口或鼻孔)插入。内窥镜是具有附接到其上的摄像头的刚性或柔性管，该摄像头将实时图像传输到视频监视器(例如，显示器206)，外科医生使用该视频监视器帮助引导他的工具穿过相同的切口/开口或穿过不同的切口/开口。内窥镜允许外科医生详细查看身体的相关区域，而不必切开并暴露相关区域。该技术允许外科医生看到患者身体内部并且通过比传统开放手术所需的小得多的切口操作。因此，在典型的机器人内窥镜手术中，存在附接到一个手术机器人臂的内窥镜和附接到一个或多个其它手术机器人臂的一个或多个其它手术器械，例如，一对钳子和/或剪刀。
[0006]内窥镜可以与它所安装到的机器人臂相接，或与机器人系统的另一部分相接，以向内窥镜提供电力和数据连接。电力连接可向内窥镜的铰接件和/或内窥镜的灯提供电力。
数据连接可以提供用于控制内窥镜的控制信号。内窥镜可以捕获静止和/或移动图像(视频)。数据连接适当地允许将图像从内窥镜传输，例如传输到操作者控制台以进行显示和/或存储。
[0007]除了内窥镜视频之外，包括遥测数据的数据可以在机器人臂(和联接到机器人臂的器械)和操作者控制台之间传递。此类数据可包括用于实现机器人臂和器械的操作的控制信号，以及由位于臂和/或器械上的传感器生成的感测数据。因此，数据可以与机器人系统的状态有关。能够以更灵活的方式确定机器人系统的状态将是有用的。

技术实现思路

[0008]提供此
技术实现思路
以介绍下文在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
[0009]根据本专利技术的一个方面，提供一种用于测试手术机器人系统的手术机器人测试单元，所述手术机器人系统包括：第一子系统，所述第一子系统被配置成生成具有第一特征行为的第一信号；和第二子系统，所述第二子系统被配置成接收所述第一信号并响应所接收的第一信号，所述测试单元被配置成：
[0010]通过以下操作模仿所述第一子系统：
[0011]生成代表所述第一子系统的第一信号的模仿信号，所述模仿信号具有超过所述第一信号的第一特征行为的边界的模仿行为，使得所述测试单元可操作以超出所述第一子系统的能力测试所述第二子系统；
[0012]传输所生成的模仿信号以用于在所述第二子系统处接收；以及
[0013]从所述第二子系统接收响应信号，所述响应信号指示所述第二子系统对所述模仿信号的响应；
[0014]分析所接收的响应信号；以及
[0015]基于所述分析确定所述第二子系统的状态。
[0016]所述测试单元可被配置成通过将所接收的响应信号与预期信号进行比较来分析所接收的响应信号。所述第一特征行为的边界可包括最大信号值，并且所述测试单元可被配置成生成具有比所述最大信号值大的值的模仿信号。
[0017]所述第一特征行为的边界可包括最小信号值，并且所述测试单元可被配置成生成具有比所述最小信号值小的值的模仿信号。
[0018]所述测试单元可被配置成生成超过包含所述第一信号的第一值范围的值范围的模仿信号。
[0019]所述第一特征行为的边界可包括所述第一信号的可重复性指示，并且所述测试单元可被配置成生成具有比所指示的可重复性大的可重复性的模仿信号。所述可重复性指示可包括标准偏差，并且所述测试单元可被配置成生成具有比所述可重复性指示的标准偏差小的标准偏差的模仿信号。
[0020]所述第一特征行为的边界可包括所述第一信号的值的变化率，并且所述测试单元可被配置成生成具有比所述边界变化率大和/或小的变化率的模仿信号。
[0021]所述测试单元可被配置成从一组模仿信号生成一个或多个模仿信号，所述一组模
仿信号中的每个模仿信号代表可由所述第一子系统生成的信号。
[0022]所述测试单元可被配置成：
[0023]通过以下操作模仿所述第二子系统：
[0024]生成代表所述第二子系统的第二信号以用于在所述第一子系统处接收的另一模仿信号，所述第二信号具有第二特征行为，并且所述另一模仿信号具有超过所述第二信号的第二特征行为的另一边界的模仿行为，使得所述测试单元可操作以超出所述第二子系统的能力测试所述第一子系统；
[0025]传输所生成的另一模仿信号以用于在所述第一子系统处接收；以及
[0026]从所述第一子系统接收另一响应信号，所述另一响应信号指示所述第一子系统对所述另一模仿信号的响应；
[0027]分析所接收的另一响应信号与另一预期信号；以及
[0028]基于所述比较确定所述第一子系统的状态。
[0029]所述测试单元可被配置成通过将所接收的另一响应信号与另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测试手术机器人系统的手术机器人测试单元，所述手术机器人系统包括：第一子系统，所述第一子系统被配置成生成具有第一特征行为的第一信号；和第二子系统，所述第二子系统被配置成接收所述第一信号并且响应所接收的第一信号，所述测试单元被配置成：通过以下操作模仿所述第一子系统：生成代表所述第一子系统的第一信号的模仿信号，所述模仿信号具有超过所述第一信号的第一特征行为的边界的模仿行为，使得所述测试单元可操作以超出所述第一子系统的能力测试所述第二子系统；传输所生成的模仿信号以用于在所述第二子系统处接收；以及从所述第二子系统接收响应信号，所述响应信号指示所述第二子系统对所述模仿信号的响应；分析所接收的响应信号；以及基于所述分析确定所述第二子系统的状态。2.根据权利要求1所述的手术机器人测试单元，其中所述测试单元被配置成通过将所接收的响应信号与预期信号进行比较来分析所接收的响应信号。3.根据权利要求1或权利要求2所述的手术机器人测试单元，其中所述第一特征行为的边界包括最大信号值，并且所述测试单元被配置成生成具有比所述最大信号值大的值的模仿信号。4.根据任一前述权利要求所述的手术机器人测试单元，其中所述第一特征行为的边界包括最小信号值，并且所述测试单元被配置成生成具有比所述最小信号值小的值的模仿信号。5.根据任一前述权利要求所述的手术机器人测试单元，其中所述测试单元被配置成生成超过包含所述第一信号的第一值范围的值范围的模仿信号。6.根据任一前述权利要求所述的手术机器人测试单元，其中所述第一特征行为的边界包括所述第一信号的可重复性指示，并且所述测试单元被配置成生成具有比所指示的可重复性大的可重复性的模仿信号。7.根据权利要求6所述的手术机器人测试单元，其中所述可重复性指示包括标准偏差，并且所述测试单元被配置成生成具有比所述可重复性指示的标准偏差小的标准偏差的模仿信号。8.根据任一前述权利要求所述的手术机器人测试单元，其中所述第一特征行为的边界包括所述第一信号的值的变化率，并且所述测试单元被配置成生成具有比所述边界变化率大和/或小的变化率的模仿信号。9.根据任一前述权利要求所述的手术机器人测试单元，其中所述测试单元被配置成从一组模仿信号生成一个或多个模仿信号，所述一组模仿信号中的每个模仿信号代表能够由所述第一子系统生成的信号。10.根据任一前述权利要求所述的手术机器人测试单元，其中所述测试单元被配置成：通过以下操作模仿所述第二子系统：生成代表所述第二子系统的第二信号以用于在所述第一子系统处接收的另一模仿信号，所述第二信号具有第二特征行为，并且所述另一模仿信号具有超过所述第二信号的第
二特征行为的另一边界的模仿行为，使得所述测试单元可操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：CMR外科有限公司，
类型：发明
国别省市：