[发明专利]用于控制外科手术系统的用户界面

说明书

一种用于启用和控制外科手术系统的功能的用户界面，包括：脚操作式功能开关，其被配置为由用户的脚切换到多个离散状态中的任何一个；头部跟踪器，其被配置为跟踪用户的头部运动；以及处理器，其耦合到功能开关和头部跟踪器，并被配置为：获得包括多个离散状态中的至少一个的多个序列与外科手术系统的多个相应系统功能之间的关联，从功能开关接收离散状态中的至少一个的指示，基于指示和关联识别系统功能，从头部跟踪器接收头部运动，并应用头部运动来控制外科手术系统的识别的系统功能。

相关申请

本申请要求2020年1月6日提交的标题为“Function Switch for Use inConjunction with Head Motion to Control a Surgical System”的第62/957,341号美国临时专利申请和2020年10月23日提交的标题为“Function Switch for Use inConjunction with Head Motion to Control a Surgical System”的第63/104,531号美国临时专利申请的优先权的利益，这两个美国临时专利申请的内容据此通过引用以其整体并入。

公开技术的领域

所公开的技术总体上涉及外科手术系统，并且特别涉及用于在外科手术过程期间启用和控制外科手术系统的系统功能的方法和系统。

公开技术的背景

用于外科手术应用的头戴式显示器(HMD)系统允许一种舒适和直观的方法，其通过使用头部姿势来控制许多系统方面(即便不是大多数系统方面)。为了避免由于自发或无意的头部移动而无意地控制系统功能，头部姿势可以通过脚踏开关命令来启用。除了启用一个或更多个头部姿势之外，脚踏开关命令还可以允许用户选择已启用的系统功能。

当前用于选择和启用系统功能的解决方案基于具有多种控制方式(例如按钮、踏板、操纵杆等)的脚踏开关。每种控制方式启用不同的功能。标准脚踏开关可以包括两个或更多个踏板，每个踏板具有两个按压选项(即用前脚掌按压或用脚后跟按压)、六个离散的按钮和一个操纵杆。由于用户的眼睛聚焦在外科手术视野(field)，所以用户必须记住脚踏开关布局。用户经常赤脚操作，以促进摸索脚踏开关以识别各种控制方式。

一些用于简化脚踏开关和减少所需要的控制方式的数量的解决方案采用多种系统模式。然后根据当前系统模式改变各种控制方式的配置。这减少了所需要的控制方式的数量，因为并非所有系统功能都需要在特定的系统模式下启用。因此，单个控制方式可以在不同的系统模式下启用不同的功能。

附加的解决方案包括使用不同的头部姿势来控制由单个控制方式启用的不同功能。例如，单个按钮可以实现通过上下头部姿势控制聚焦，并通过左右头部姿势控制变焦(zoom)。

用于简化脚踏开关的其他解决方案包括允许用户使用控制方式的组合来启用功能。例如，一个按钮可以被配置为启用功能#1，第二按钮可以被配置为启用功能#2，而同时按压这两个按钮可以被配置为启用功能#3。

此外，当前的解决方案包括经由HMD显示脚踏开关和当前按压的按钮(或踏板等)的布局。这使得用户能够在开始头部姿势之前看到正在按压哪个控制方式，并且如果控制方式被错误地识别，则调整控制方式的选择。

本公开技术的概述

所公开的技术的目的是提供一种用于启用和控制外科手术系统的功能的新颖的方法和系统。