[发明专利]用于机器人手术的基于工具存储器的软件更新

说明书

本申请是2005年4月28日提交的名称为：“用于机器人手术的基于工具存储器的软件更新”的中国专利申请200580014020.3的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及医疗和/或机器人装置、系统和方法。例如，本发明允许在手术或其他应用中使用的机器人系统的系统软件，通过在工具的存储器中包括更新数据来修订，该工具可以安装在机器人手臂上。软件更新可以有助于在安装该机器人系统软件时不可用的工具的使用。在另一个例子中，具有可拆卸组件和可重用处理器的医疗装置系统，可以通过利用可拆卸仪器更新处理器软件，由此允许该仪器用于治疗组织和更新系统程序设计。

背景技术

微创医疗技术旨在减少诊断或外科手术程序中损伤的无关组织的量，由此减少病人康复时间、不舒服以及有害副作用。虽然在美国每年进行的许多外科手术可能会以微创方式执行，但由于微创手术仪器及控制它们所需的附加的手术训练的限制，当前也只有一部分外科手术利用了这些有优势的技术。

已经开发出用于手术中的微创远程手术系统，以增加外科医生的灵活性，并避免某些在传统微创技术中的局限性。在远程手术系统中，外科医生利用某些形式的远程控制器(诸如伺服机构等等)以操纵手术仪器的运动，而不是直接通过手握住和运动仪器。在远程手术系统中，外科医生可以看到在手术工作台上的手术部位的图像。当在显示屏上观察手术位置的二维或三维图像时，外科医生通过操纵主控制装置对病人执行外科手术，主控制装置又以伺服机构的方式控制被操作的仪器进行运动。

用于远程手术的伺服机构通常接受来自两个主控制器(外科医生的每只手中一个)的输入，并可包括两个或更多个机器人手臂。改变图像获取设备的位置通常是有利的，以便使外科医生能够从另外的位置观察手术部位。映射手臂运动到从图像获取设备所显示的图像，可以帮助外科医生对手术仪器的运动提供更直接的控制。

虽然新的远程手术系统和设备已经证明了高效率和优势，但仍然需要进一步改进。例如，可以改进或开发更宽范围内的手术仪器，以安装在这些新的机器人手臂上，用于执行现有的和新的微创手术程序。通过使其灵活性可将宽范围的具有新的手术末端执行器(end effector)的新仪器附加到现有的远程手术系统中，外科医生可以利用微创技术执行更多的外科手术程序。现有系统，包括它们的软件、处理器、以及操纵致动结构，已经在全国和全世界的外科手术室中应用。不幸的是，随着新机器人手术仪器的开发成功，更新现有固定设备的这个基础将是缓慢昂贵的、并且是难于统一实现的，特别是对于那些已经部署在其他国家的机器人手术系统。

因为上面所列的原因，提供用于机器人手术的改进设备、系统和方法将是有利的。提供对其他机器人应用的改进也是有利的。同样地，随着具有可重用固定设备(具有可编程处理器)以及可拆卸组件的医疗仪器系统不断扩展，提供用于更新固定设备的改进设备、系统和方法，以及提供利用远程手术、机器人、医疗仪器以及许多其他领域的系统来供应市场的编程代码方法也将是有利的。

发明内容

本发明一般提供用于机器人手术和其他机器人应用中的改进的机器人设备、系统和方法。本发明还提供改进的医疗仪器设备、系统和方法，以利用这些改进的医疗系统，特别是对于包括可重编程的处理器以及限制使用的医疗探测器。本发明也可以提供编程代码方法，以便利用具有相关外围组件和限制使用组件的固定设备来供应市场。在某些实施例中，本发明可以把存储器并入限制使用的组件中，诸如机器人手术工具。机器可读代码可以存储在工具存储器中，其数据和/或程序设计指令将被系统处理器执行。这使得系统处理器的程序设计能够通过装载新的手术机器人工具或其他可拆卸部件被有效更新。可选地，一旦处理器从工具中下载了更新的数据或程序设计指令，则后续工具可以利用这个更新的处理器程序设计，而不需要重复下载新软件。这可以避免延迟和费用，例如当在一个或多个手术治疗中，需要将手术仪器重复移除和连接到机器人手臂上时。