[发明专利]多臂机器人远程外科手术中工具状态通信的指示器

说明书

相关申请交叉引用

【0001】该非临时美国专利申请要求美国临时专利申请No. 60/695,611，标题为“INDICATOR FOR TOOL STATE AND COMMUNICATION IN MULTI-ARM ROBOTIC TELESURGERY”的 权益，该申请由发明人David Mintz等人于2005年6月30日申请。

就联邦资助的研究或开发下做出的发明的权利声明

【0002】不适用。

对在光盘上提交的“序列表”，表格或计算机程序列表附录的参考

【0003】不适用。

技术领域

【0004】本发明一般涉及医疗和/或机器人装置，系统和方法。在 示例性实施例中，本发明提供一种与一个或多个机器人操纵器组件关 联的指示器，以便通信机器人系统的操纵器组件或其他部件的状态， 并识别一个或多个特定的操纵器，等等。该指示器(多个)可在机器 人系统和，例如，外科助手，系统操作员等之间提供额外的用户接口。

背景技术

【0005】微创医疗技术是要减小在诊断或手术过程中损伤的外部 组织的量，从而减小病人的康复时间，不舒服度和有害副作用。例如， 微创手术的一个效果可以是减小手术后住院康复时间。因为标准手术 的平均住院时间通常比类似微创手术的平均住院时间要长得多，增加 微创技术的利用每年可节省成百上千万美元住院花销。同时，许多外 科手术每年可节省成百上千万美元的住院花销。虽然，每年在美国实 施的许多外科手术可以微创方式实施，但当前仅一部分手术使用这些 有利的技术，原因是微创外科器械的限制和掌握这些器械所涉及的额 外的外科培训限制。

【0006】已经开发了微创机器人手术或远程外科手术系统从而增 加外科医生的灵活性并避免传统微创技术的某些限制。在远程外科手 术中，外科医生使用一些形式的远程装置，如伺服机构等来操纵手术 器械的移动，而非用手直接把持和移动器械。在远程外科手术系统中， 可在外科手术工作站上向外科医生提供手术部位的图像。同时在显示 器上观察手术部位的两维或三维图像，外科医生通过操纵主控制装置 对病人执行手术过程，该主控制装置进而控制伺服机构操作的器械的 运动。

【0007】用于远程外科手术的伺服机构通常接受来自两个主控制 器(外科医生每只手一个)的输入，并可包括两个或多个机器人手臂 或操纵器，手术器械安装在每个机器人手臂或操纵器上。主控制器和 关联的机器人手臂及器械组件之间的操作通信通常通过控制系统实 现。控制系统通常包括至少一个处理器，它将来自主控制器的输入命 令转送至关联的机器人手臂和器械组件，并在如力反馈等的情形中， 将来自器械和手臂组件的信息返回至相关的主控制器。机器人外科手 术系统的一个例子是CA Mountain View的Intuitive Surgical公司提供的 DAVINCI系统。

【0008】组成远程外科手术团队的人员的角色及之间的互动与传 统手术不同。由于远程外科手术通常是在手术部位的内部执行的，至 少在首席外科医生(或其他机器人系统操作员)的指引下工作的一些 人可能不直接接触或直接观察正在进行的组织处理。例如，手术室内 的外科手术助手可从操纵器移去第一手术器械(如电手术刀)，并以不 同的手术器械(如针托)替代第一手术器械，因为外科医生可能希望 在手术过程中不同阶段使用不同的外科器械。类似地，助手可在手术 过程中重新定位手术器械，以便从不从第一微创介入部位点进入手术 过程，从不同的第二介入部位向内部手术部位推进器械。也可采用更 复杂的机器人系统(和团队互动)。例如，由于手术通常是用两个以上 的工具执行的，可为一个或多个其它外科医生提供输入装置，每个外 科医生机械地控制(例如)至少一个手术器械。

【0009】虽然新的远程外科手术系统，装置和方法已经被证明是 高度有效并且是有优点的，但还需要进一步改进。一般地，需要提供 改进的机器人和/或外科手术装置，系统和方法，特别用于执行远程外 科手术过程。也需要提供改进的技术用来在远程外科手术团队成员之 间通信，并用于与外科手术设备接口以便更充分地利用远程外科手术 的能力，以高效率为病人提供提高的手术结果。这对避免外科医生和 其他系统操作员不必要的干扰和分心，和避免远程外科手术团队的协 调活动中的延迟和/或失误特别有利。

发明内容