[发明专利]软件可配置的操纵器自由度

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35USC 119(e)要求2013年3月15日提交的美国临时申请号61/793,093的权益。其全部公开内容用于所有目的通过引用以其全部并入本文。

本申请一般而言涉及以下共同拥有的申请：2012年8月15日提交的、题目为“Phantom Degrees of Freedom for Manipulating the Movement of Robotic Systems”的美国临时申请号61/683,495；2012年6月1日提交的、题目为“Commanded Reconfiguration of a Surgical Manipulator Using the Null Space”的美国临时申请号61/654,764；2009年6月30日提交的、题目为“Control of Medical Robotic System Manipulator About Kinematic Singularities”的美国申请号12/494,695(已授权)；2009年3月17日提交的、标题为“Master Controller Having Redundant Degrees of Freedom and Added Forces to Create Internal Motion”的美国申请号12/406,004(现在为美国专利号8,271,130)；2005年5月19日提交的、题目为“Software Center and Highly Configurable Robotic Systems for Surgery and Other Uses”的美国申请号11/133,423(现在为美国专利号8,004,229)；2004年9月30日提交的、题目为“Offset Remote Center Manipulator For Robotic Surgery”的美国申请号10/957,077(现在为美国专利7,594,912)和1999年9月17日提交的、题目为“Master Having Redundant Degrees of Freedom”的美国申请号09/398,507(现在为美国专利号6,714,839)，其公开内容通过引用以其全部并入本文。

背景

本发明一般而言提供改进的外科手术和/或机器人设备、系统和方法。

微创医疗技术旨在减少在诊断或外科手术过程期间损伤的外部组织的量，从而减少患者恢复时间、不适和有害的副作用。在美国，每年进行数百万的外科手术。许多这些外科手术可以潜在地以微创方式进行。然而，由于微创外科手术器械和技术的限制以及掌握它们所需要的额外外科手术训练，所以仅相对少数外科手术目前使用这些技术。

用于外科手术的微创远距外科手术系统正被研发，以增加外科医生的灵活性以及允许外科医生从远程位置对患者进行手术。远距外科手术是外科医生利用一些形式的远程控制例如伺服机构或类似形式操纵外科手术器械移动，而非直接用手握住和移动器械的外科手术系统的统称。在这种远距外科手术系统中，给远程位置处的外科医生提供外科手术部位的图像。外科医生一般在适当的查看器或显示器上观看外科手术部位的三维图像的同时对患者进行外科手术过程——通过操纵主控制输入设备，其进而控制机器人器械的动作。机器人外科手术器械可穿过小型的微创外科手术孔被插入，以处理患者体内的外科手术部位处的组织，这样的孔造成一般与开放性外科手术相关的创伤。这些机器人系统可以以充分的灵活性移动外科手术器械的工作端，以进行相当复杂的外科手术任务——通常通过在微创孔处枢转器械的杆，使杆轴向滑动通过孔，旋转孔内的杆，和/或类似方式。

用于远距外科手术的伺服机构通常接受来自两个主控制器(外科医生一手一个)的输入，并且可包括两个或更多个机器人臂或操纵器。手移动对通过图像拍摄设备显示的机器人器械的图像的映射可有助于为外科医生提供对与每只手相关联的器械的精确控制。在多种外科手术机器人系统中，包括一个或多个额外的机器人操纵器臂，用于移动内窥镜或其它图像拍摄设备、额外的外科手术器械或类似物。