[发明专利]用于手术机器人系统的具有安全监测器的控制系统

说明书

一种用于控制手术机器人系统的控制系统，所述手术机器人系统包括至少一个手术机器人，所述至少一个手术机器人中的每一个包括基座以及从所述基座延伸到用于器械的附接件的臂，所述臂包括多个关节，由此能够改变所述臂的配置，所述控制系统包括：主控制器，所述主控制器被配置成：从操作者控制台的一个或多个装置接收识别来自所述至少一个手术机器人的操作者的输入的通信；基于所述输入生成用于控制至少一个手术机器人臂的移动的控制信号；以及向所述至少一个手术机器人发送识别所述控制信号的通信；以及安全监测器，所述安全监测器被配置成分析去向和/或来自所述主控制器的通信的至少一部分，以确定所述手术机器人系统是否处于故障状态，以及响应于确定所述手术机器人系统处于故障状态，使所述操作者控制台的一个或多个装置和所述至少一个手术机器人中的至少一者转变到安全状态。

背景技术

使用机器人来辅助和执行手术是已知的。图1示出了包括手术机器人102的示例性手术机器人系统100，该手术机器人包括基座104、臂106和器械108。基座104支撑机器人，并且自身刚性地附接到例如手术室地面、手术室天花板或推车。臂106在基座104与器械108之间延伸。臂106借助于沿其长度的多个柔性关节110铰接，所述多个柔性关节用于将手术器械相对于患者定位在期望位置。手术器械附接到机器人臂的远端112。手术器械在端口116处穿过患者114的身体，以便进入手术部位。该器械在其远端包括用于在医疗程序中接合的末端执行器118。

手术机器人102由操作者(例如，外科医生)经由操作者控制台120远程控制，该操作者控制台可以与手术机器人102位于同一房间(例如，手术室)或远离该手术机器人定位。操作者控制台120可以包括用于控制臂106和/或附接到该臂的器械108的状态的输入装置122、124。输入装置122、124可以是例如把手或手动控制器(例如，每只手一个)，其上具有安装在平行四边形连杆上的一个或多个按钮。操作者控制台120还可以包括显示器126。显示器126可被布置成对操作输入装置122、124的操作者(例如，外科医生)可见。显示器126可用于显示手术部位的视频流(例如，由内窥镜捕获的视频流，和/或另一摄像头或显微镜(例如，在开放手术中使用的那些)捕获的视频流)和/或其它信息，以帮助操作者(例如，外科医生)执行手术。显示器可以是二维(2D)或三维(3D)的。

控制系统128将输入装置的移动(以及对输入装置/经由输入装置执行的动作)转换成控制信号，以使手术机器人的臂关节和/或器械末端执行器移动。在一些情况下，控制系统128被配置成基于输入装置的空间中的位置及其取向生成使臂关节和/或器械末端执行器移动的控制信号。

尽管图1的示例性手术机器人系统包括单个手术机器人，但在其它实例中，手术机器人系统可以包括多个手术机器人。例如，图2示出了手术机器人系统200，其中多个机器人202、204、206在患者208身上的共同工作空间中操作。

由于手术机器人系统100、200用于对患者执行手术程序，因此重要的是系统的部件或元件按照预期彼此通信，并且控制系统128根据手术机器人臂和系统的其它部件的状态以及从输入装置接收的输入发出对手术机器人臂的准确命令。如果系统未按预期运行，可能造成严重，甚至灾难性后果。因此，可能期望实施一个或多个安全机制，所述一个或多个安全机制能够确定手术机器人系统，特别是控制系统128是否存在故障，并且如果检测到故障，则将系统或系统的一个或多个部件置于安全状态。

下面描述的实施例仅作为实例提供，并且不限制解决已知手术机器人系统和/或控制手术机器人系统的方法的任何或所有缺点的实施方式。

发明内容

提供此发明内容以介绍下文在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。