用于促进外科手术空间中的设备的自动操作的系统和方法技术方案

一种示例性系统包括存储指令的存储器和通信地耦接到存储器的处理器。处理器可以被配置为执行指令以：获得位于外科手术空间中的器械的一个或多个操作特性；获得与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性；并且引导计算机辅助外科手术系统基于设备的一个或多个操作特性以及与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性用位于外科手术空间中的器械自动执行操作。行操作。行操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于促进外科手术空间中的设备的自动操作的系统和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2020年3月31日提交的美国临时专利申请第63/002,839号的优先权，其内容通过引用其整体在此并入。

技术介绍

[0003]采用机器人和/或远程操作技术的计算机辅助外科手术系统通常包括立体图像查看器，该立体图像查看器被配置为提供由成像设备(诸如内窥镜)捕获的外科手术空间的影像，以供显示给外科医生。当外科医生的眼睛定位在立体图像查看器的观察镜头前时，外科医生可以查看外科手术空间的影像，同时远程操纵位于外科手术空间内的一个或多个外科手术器械。外科手术器械被附接到外科手术器械操纵系统的一个或多个操纵器臂，该外科手术器械操纵系统被包括为计算机辅助外科手术系统的一部分。
[0004]除了被附接到一个或多个操纵器臂的外科手术器械，还可以将附加器械插入外科手术空间，以促进外科医生在外科手术空间内执行程序(procedure)。例如，可以在外科手术空间内提供皮下感测设备(例如超声设备)，以改善外科医生对外科手术空间的感知并改善程序的结果。然而，此类附加器械通常不被集成到附接到计算机辅助外科手术系统的操纵器臂的模块中。鉴于此，此类附加器械可能只可用作插入式器械(drop
‑
in)，所述插入式器械依赖于例如附接到计算机辅助外科手术系统的操纵器臂的抓握器外科手术器械，以在外科手术空间内抓握和移动插入式器械。操作远程操作的抓握器外科手术器械与插入式器械交互需要外科医生执行复杂的策略，以便在外科手术空间内拾取和使用插入式器械。此外，在外科医生必须在远程操作位于外科手术空间中的外科手术器械和远程操作插入式器械以捕获外科手术空间的影像之间反复切换的情况下，使用器械(诸如插入式超声探头)可能是麻烦的和/或很耗的。

技术实现思路

[0005]一种示例性系统包括存储指令的存储器以及处理器，该处理器通信地耦接到存储器并且被配置为执行指令以：获得位于外科手术空间中的设备的一个或多个操作特性；获得与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性；并且引导计算机辅助外科手术系统基于设备的一个或多个操作特性以及与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性用位于外科手术空间中的设备自动执行操作。
[0006]附加示例性系统包括存储指令的存储器以及处理器，该处理器通信地耦接到存储器并且被配置为执行指令以：获得由外科手术空间中的第一机器人器械接合的非机器人设备的一个或多个操作特性，其中第一机器人器械、第二机器人器械和第三机器人器械各自被附接到计算机辅助外科手术系统，并且第二机器人器械和第三机器人器械被配置为由计算机辅助外科手术系统的用户双手远程操作；获得与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性；并且当计算机辅助外科手术系统的用户双手远程操作第二机器人器械和第三机器人器械时，引导计算机辅助外科手术系统基于设备的一个或多个操作特性以及与外科手术
空间相关联的一个或多个解剖特性用非机器人设备自动执行操作。
[0007]一种示例性方法包括：通过与计算机辅助外科手术系统相关联的处理器获得位于外科手术空间中的设备的一个或多个操作特性；通过处理器获得与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性；以及通过处理器引导计算机辅助外科手术系统基于设备的一个或多个操作特性以及与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性用位于外科手术空间中的设备自动执行操作。
[0008]一种示例性非暂时性有形计算机程序产品，其包括被配置为存储计算机可读指令的有形计算机可读介质，该计算机可读指令可由处理器执行以：获得位于外科手术空间中的设备的一个或多个操作特性；获得与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性；并且引导计算机辅助外科手术系统基于设备的一个或多个操作特性以及与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性用位于外科手术空间中的设备自动执行操作。
附图说明
[0009]所附附图图示了各种实施例并且是说明书的一部分。所示实施例仅为示例，并且不限制本公开的范围。在整个附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。
[0010]图1图示了根据本文所述原理的示例性计算机辅助外科手术系统。
[0011]图2图示了根据本文所述原理的外科手术空间的示例性视图。
[0012]图3图示了根据本文所述原理的被配置为促进外科手术空间中的设备的自动操作的示例性系统。
[0013]图4
‑
图7B图示了根据本文所述原理的外科手术空间的示例性图像。
[0014]图8图示了根据本文所述原理的描绘可以由图3所示的系统执行的各种操作的示例性流程图。
[0015]图9图示了根据本文所述原理的外科手术空间的附加示例性图像。
[0016]图10图示了根据本文所述原理的用于促进外科手术空间中的设备的自动操作的示例性方法。
[0017]图11图示了根据本文所述原理的示例性计算设备。
具体实施方式
[0018]本文描述了用于促进外科手术空间中的设备的自动操作的系统和方法。如下文将更详细地描述的，示例性系统包括存储指令的存储器和通信地连接到存储器的处理器。示例性系统的处理器配置为：获得位于外科手术空间中的设备的一个或多个操作特性；获得与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性；并且引导计算机辅助外科手术系统基于设备的一个或多个操作特性以及与外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性用位于外科手术空间中的设备自动执行操作。
[0019]各种优点和益处与本文所述的系统和方法相关联。例如，系统和方法(诸如本文所述的那些)可以减少计算机辅助外科手术系统的用户(例如，外科医生和/或与计算机辅助外科手术系统相关联的另一用户)使用(例如，远程操作)位于外科手术空间中的一个或多个机器人器械所需的脑力和/或物理工作负荷，诸如通过促进设备在外科手术空间中自动移动和/或操作的系统和方法。这样做时，系统和方法(诸如本文所述的那些)可以简化在外
科手术空间内执行的程序和/或改善计算机辅助外科手术系统的可用性。本文所述的系统和方法可以实现的这些和其他益处将从以下公开中显而易见。
[0020]本文所述的示例性系统可以被配置为作为多个不同类型的计算机辅助外科手术系统的一部分操作或与多个不同类型的计算机辅助外科手术系统结合操作。多个不同类型的计算机辅助外科手术系统可以至少由于以下原因是不同类型的：它们包括不同类型的外科手术器械操纵系统。例如，第一计算机辅助外科手术系统可以包括第一类型的外科手术器械操纵系统，第二计算机辅助外科手术系统可以包括第二类型的外科手术器械操纵系统，并且第三计算机辅助外科手术系统可以包括第三类型的外科手术器械操纵系统。
[0021]每种类型的外科手术器械操纵系统可以具有不同的架构(例如，操纵器臂架构)、具有不同的运动学廓线(profile)，和/或根据不同的配置参数操作。现在将参考图1描述具有第一类型的外科手术器械操纵系统的示例性计算机辅助外科手术系统。所述示例性计算机辅助外科手术系统是说明性的而非限制性的。系统(诸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，其包括：存储器，其存储指令；以及处理器，其通信地耦接到所述存储器并被配置为执行所述指令以：获得位于外科手术空间中的设备的一个或多个操作特性；获得与所述外科手术空间相关联的一个或多个解剖特性；并且引导计算机辅助外科手术系统基于所述设备的所述一个或多个操作特性以及与所述外科手术空间相关联的所述一个或多个解剖特性用位于所述外科手术空间中的所述设备自动执行操作。2.根据权利要求1所述的系统，其中：获得所述一个或多个解剖特性包括基于与所述外科手术空间相关联的一个或多个数据流导出所述一个或多个解剖特性；并且所述一个或多个数据流被配置为提供与所述外科手术空间相关联的成像数据、运动学数据、程序情境数据或用户输入数据中的至少一个。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个解剖特性包括与所述外科手术空间相关联的深度图数据、表面轮廓数据或三维(3D)组织位置数据中的至少一个。4.根据权利要求1所述的系统，其中：所述处理器还被配置为执行所述指令以基于所述设备的所述一个或多个操作特性以及与所述外科手术空间相关联的所述一个或多个解剖特性对位于所述外科手术空间中的所述设备施加操作约束；所述操作约束与约束所述外科手术空间中的所述设备的移动相关联；并且引导所述计算机辅助外科手术系统自动执行所述操作包括引导所述计算机辅助外科手术系统将所述设备的姿势从第一姿势改变为第二姿势，并在所述外科手术空间中执行的外科手术程序的至少一部分期间将所述设备维持在所述第二姿势。5.根据权利要求1所述的系统，其中：所述处理器还被配置为执行所述指令以基于所述设备的所述一个或多个操作特性以及与所述外科手术空间相关联的所述一个或多个解剖特性对位于所述外科手术空间中的所述设备施加操作约束；所述操作约束与约束所述外科手术空间中的所述设备的移动相关联；并且引导所述计算机辅助外科手术系统自动执行所述操作包括引导所述计算机辅助外科手术系统基于所述设备未被附接到的机器人器械的移动自动移动所述外科手术空间中的所述设备。6.根据权利要求1所述的系统，其中：所述处理器还被配置为执行所述指令以基于所述设备的所述一个或多个操作特性以及与所述外科手术空间相关联的所述一个或多个解剖特性对位于所述外科手术空间中的所述设备施加操作约束；所述操作约束与约束所述外科手术空间中所述设备的移动相关联；并且引导所述计算机辅助外科手术系统自动执行所述操作包括引导所述计算机辅助外科手术系统自动将所述设备维持在相对于所述设备未被附接到的机器人器械的刚性偏移处。7.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述处理器还被配置为执行所述指令以基于所述设备的所述一个或多个操作特性以及与所述外科手术空间相关联的所述一个或多个解剖特性对位于所述外科手术空间中的所述设备施加操作约束；所述操作约束与约束所述外科手术空间中所述设备的移动相关联；并且引导所述计算机辅助外科手术系统自动执行所述操作包括引导所述计算机辅助外科手术系统维持所述设备相对于所述外科手术空间中的物体的表面的接触压力或接触角中的至少一个。8.根据权利要求1所述的系统，其中：所述设备是附接到计算机辅助外科手术系统的第一机器人器械；并且引导所述计算机辅助外科手术系统自动执行所述操作包括引导所述计算机辅助外科手术系统自动控制所述外科手术空间中的所述第一机器人器械的操作。9.根据权利要求8所述的系统，其中在附接到所述计算机辅助外科手术系统的第二机器人器械和第三机器人器械由所述计算机辅助外科手术系统的用户双手远程操作时，执行所述第一机器人器械的自动控制操作。10.根据权利要求1所述的系统，其中：所述设备是由附接到所述计算机辅助外科手术系统的机器人器械接合的非机器人设备；并且引导所述计算机辅助外科手术系统自动执行所述操作包括引导所述计算机辅助外科手术系统通过所述机器人器械自动控制所述外科手术空间中的所述非机器人设备的操作。11.根据权利要求1所述的系统，其中：所述设备是由附接到所述计算机辅助外科手术系统的机器人器械接合的非机器人成...

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