[发明专利]器械碰撞检测与反馈

说明书

一种机器人手术系统，其包括插入管、第一和第二手术工具、和处理器。第一和第二手术工具包括工具定位器和相关联的末端执行器。处理器被配置为基于对相关联的输入装置的操作产生控制信号。处理器还被配置为：响应于在输入设备处接收到的操作，确定新的末端执行器位置和新的末端执行器取向；基于新的末端执行器位置和新的末端执行器取向，在末端执行器工作空间内确定铰接区段的定位；基于铰接区段的确定的定位，确定沿着铰接区段的多个点的位置；确定从沿着第一手术工具的铰接区段的多个点中的每个点到沿着第二手术工具的铰接区段的多个点中的每个点的一组距离；响应于确定至少一个距离满足接近度阈值，产生指示已经满足接近度标准的反馈信号。

本申请是申请日为2015年12月15日、申请号为201580079340.0、发明名称为：“器械碰撞检测与反馈”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本披露涉及例如用于腹腔镜手术的主从式机器人系统、并且更具体地涉及在手术过程中防止手术工具和/或机器人操纵器碰撞。

背景技术

在以靠近的接近度部署多个灵巧工具时，当器械彼此物理接触时，可能会出现多种情况。这些灵巧工具的部分可能不旨在彼此接触。这些工具在其灵巧区段上的点处发生接触可以致使联接至这些灵巧工具上的末端执行器进行所不旨在的或不期望的运动。例如，这些工具可能会被彼此捕获，并且在释放时可能会晃动，从而导致工具突然和/或意外的移动。

发明内容

本披露描述了一种操作机器人控制系统的方法，所述机器人控制系统包括主控设备和从属系统，所述主控设备与具有能够平移和旋转移动的对应的手柄的多个输入装置通信，并且所述从属系统具有与各对应的手柄相应的工具定位装置，每个工具定位装置固持具有末端执行器的对应工具，所述末端执行器的位置和取向是响应于对应的手柄的位置和取向来确定的。所述方法涉及响应于对应的相应手柄的当前位置和当前取向，来致使与所述主控设备相关联的至少一个处理器电路产生相应的末端执行器的所希望的新的末端执行器位置和所希望的新的末端执行器取向。所述方法进一步涉及致使所述至少一个处理器电路使用所述希望的新的末端执行器位置和取向，来确定从沿着第一工具定位装置的第一多个点中的各个点到沿着至少一个其他工具定位装置的多个点中的各个点的距离，并且致使所述至少一个处理器电路确定所述距离中的任一者是否满足接近度标准。所述方法进一步涉及致使所述至少一个处理器电路告知与满足所述接近度标准的距离相关联的工具定位装置所关联的手柄的操作者以指明已经满足了所述接近度标准。

致使所述至少一个处理器电路告知所述操作者可以涉及：致使所述至少一个处理器电路向与满足所述接近度标准的所述距离相关联的工具定位装置所关联的手柄所关联的输入装置发信号，以致使与满足所述接近度标准的所述距离相关联的工具定位装置所关联的手柄向所述操作者呈现出触觉反馈，所述触觉反馈阻碍这些手柄沿着会使满足所述接近度标准的距离缩短的方向移动。

致使所述至少一个处理器电路告知所述操作者可以涉及：致使所述至少一个处理器电路产生致使警报器通知所述接近度标准已经被满足的通知信号。

致使所述至少一个处理器电路产生通知信号可以包括：致使所述至少一个处理器电路产生显示器控制信号，所述显示器控制信号用于致使显示器描绘出指明满足了所述接近度标准的所述距离的视觉表示。

致使所述至少一个处理器电路产生通知信号可以包括：致使所述至少一个处理器电路产生音频控制信号，所述音频控制信号用于致使音频装置提供指明满足了所述接近度标准的所述距离的可听见的声音。

所述方法可以进一步涉及致使所述至少一个处理器电路使与满足所述接近度标准的所述距离相关联的所有工具定位装置不能移动。