[发明专利]利用零空间以便利进入笛卡尔坐标空间的边缘的系统和方法

说明书

用于提供具有带有冗余自由度的多个接头的操纵器臂的末端执行器的增加的移动范围的装置、系统和方法。方法包括，限定在由至少一个接头所限定的接头空间内的基于方位的约束，确定接头沿着约束在零空间内的移动，以及根据计算的移动来驱动接头，以实现被命令的移动，同时提供增加的末端执行器移动范围，特别是当一个或更多个接头接近在接头空间内的相应的接头极限时。

相关申请的交叉引用

本申请是于2013年3月15日提交的名称为“Systems and Methods forFacilitating Access to Edges of Cartesian-Coordinate Space Using the NullSpace”(代理人案卷号ISRG03800PROV/US)的美国临时专利申请No.61/800,381的非临时申请且要求其优先权，该申请的全部公开以引用方式并入本文。

本申请大体涉及以下共同拥有的申请：2009年6月30日提交的名称为“Control ofMedical Robotic System Manipulator About Kinematic Singularities”的美国申请No.12/494,695；2009年3月17日提交的名称为“Master Controller Having RedundantDegrees of Freedom and Added Forces to Create Internal Motion”的美国申请No.12/406,004；2005年5月19日提交的名称为“Software Center and HighlyConfigurable Robotic Systems for Surgery and Other Uses”的美国申请No.11/133,423(美国专利No.8,004,229)；2004年9月30日提交的名称为“Offset Remote CenterManipulator For Robotic Surgery”的美国申请No.10/957,077(美国专利No.7,594,912)；以及1999年9月17日提交的名称为“Master Having Redundant Degrees ofFreedom)”的美国申请No.09/398,507(美国专利No.6,714,839)；2012年6月1日提交的名称为“Manipulator Arm-to-Patient Collision Avoidance Using a Null-Space”的美国临时申请No.61/654,755；以及2012年6月1日提交的名称为“System and Methods forAvoiding Collisions Between Manipulator Arms Using a Null-Space”的美国临时申请No.61/654,773，这些申请的全部公开以引用方式并入本文。

技术领域

本发明大体提供改善的外科手术和/或机器人装置、系统和方法。

背景技术

微创医疗技术的目的在于减少在诊断或外科手术程序期间的受损组织量，从而减少患者的恢复时间、不适以及有害副作用。每年在美国执行数以百万计的“开放”或传统外科手术；这些手术中的许多有可能能够以微创方式执行。然而，目前仅有相对少量的外科手术使用微创技术，这是因为外科手术器械和技术的限制性以及掌握这些技术所需的额外的外科手术培训。