[发明专利]具有用户接合监控的机器人外科手术系统

说明书

一种具有用户接合监控的机器人外科手术系统包含机器人组合件、外科医生控制台和跟踪装置。所述机器人组合件包含联接到外科手术器械的机械臂。所述外科医生控制台包含显示装置以及通信地联接到所述机器人组合件、所述机械臂或所述外科手术器械中的至少一个的手柄。所述跟踪装置包含配置成捕获用户位置参考点的图像的图像捕获装置。所述外科医生控制台或所述跟踪装置中的至少一个配置成基于所述图像，计算所述用户位置参考点的位置；基于所述计算的位置，确定用户是否与所述外科医生控制台接合；并且响应于确定所述用户与所述外科医生控制台脱离接合，使所述机器人外科手术系统以安全模式操作。

背景技术

机器人外科手术系统越来越受欢迎，并且使用机器人外科手术系统的人类工效学和舒适性已经通过开放式-控制台架构得到了改善。与需要外科医生将她的头部放置在沉浸式显示设备内以操作机器人外科手术系统的封闭式-控制台架构相比，开放式-控制台架构使外科医生能够在使用外科医生控制台的同时与手术室中的其它外科医生和工作人员保持更开放的交流。开放式-控制台架构还使外科医生能够更清醒地了解手术室内发生的事件，并且使外科医生处于更好的位置以处理外科手术过程期间可能出现的紧急情况。

然而，与使用封闭式-控制台架构相比，使用开放式-控制台架构的外科医生可能更容易从与外科医生控制台的接合分心。因此，具有开放式-控制台架构的机器人外科手术系统可能带来增加的安全风险。因此，需要系统、装置和方法来减轻由于外科医生从与机器人外科手术系统的接合分心而引起的安全风险。

发明内容

一方面，本公开描述了一种具有用户接合监控的机器人外科手术系统。所述机器人外科手术系统包含机器人组合件、外科医生控制台和跟踪装置。所述机器人组合件包含联接到外科手术器械的机械臂。所述外科医生控制台包含手柄和显示装置。所述手柄通信地联接到所述机器人组合件、所述机械臂或所述外科手术器械中的至少一个。所述跟踪装置包含配置成捕获用户位置参考点的图像的图像捕获装置。所述外科医生控制台或所述跟踪装置中的至少一个配置成基于所述捕获的图像，计算所述用户位置参考点相对于所述显示装置的位置；基于所述计算的位置，确定用户是与所述外科医生控制台接合还是脱离接合；并且响应于确定所述用户与所述外科医生控制台脱离接合，使所述机器人外科手术系统以安全模式操作。

在实施例中，所述外科医生控制台或所述跟踪装置中的至少一个另外配置成通过生成与所述用户位置参考点相对于所述显示装置在三维坐标空间内的所述位置或朝向中的至少一个相对应的位置数据，计算所述用户位置参考点的所述位置。

在实施例中，在确定所述用户是与所述外科医生控制台接合还是脱离接合中，所述外科医生控制台或所述跟踪装置中的至少一个另外配置成基于所述用户位置参考点相对于所述显示装置的所述位置和朝向，计算差异角度；将所述差异角度与第一阈值角度进行比较；并且响应于确定所述差异角度大于所述第一阈值角度，确定所述用户与所述外科医生控制台脱离接合。

在实施例中，所述外科医生控制台或所述跟踪装置中的至少一个另外配置成基于所述用户位置参考点相对于所述显示装置的所述位置和所述朝向，从多个第一阈值角度选择所述第一阈值角度。

在实施例中，所述外科医生控制台或所述跟踪装置中的至少一个另外配置成基于所述用户位置参考点的所述位置和所述朝向，计算所述用户位置参考点相对于所述显示装置的移动方向；并且基于所述用户位置参考点的所述移动方向，选择所述第一阈值角度。

在实施例中，在确定所述用户是与所述外科医生控制台接合还是脱离接合中，所述外科医生控制台或所述跟踪装置中的至少一个另外配置成响应于确定所述差异角度小于所述第一阈值角度，确定所述差异角度是否小于第二阈值角度，所述第二阈值角度小于所述第一阈值角度；并且响应于确定所述差异角度小于所述第二阈值角度，确定所述用户与所述外科医生控制台接合。

在实施例中，所述外科医生控制台或所述跟踪装置中的至少一个另外配置成响应于确定所述用户与所述外科医生控制台接合，使所述机器人外科手术系统退出所述安全模式。