[发明专利]在机器人内窥镜的远侧尖端自动维持操作者选择的滚动取向的方法和系统有效

专利信息
申请号: 201180006939.3 申请日: 2011-01-26
公开(公告)号: CN102711586A 公开(公告)日: 2012-10-03
发明(设计)人: C·Q·登霍欧;G·M·普里斯科 申请(专利权)人: 直观外科手术操作公司
主分类号: A61B1/005 分类号: A61B1/005;A61M25/01
代理公司: 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 代理人: 赵蓉民
地址: 美国加利*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 机器人 内窥镜 尖端 自动 维持 操作者 选择 滚动 取向 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种用于控制机器人内窥镜远侧尖端的操作者命令的移动同时维持该尖端处的滚动取向的方法,该方法包括:

从操作者可操纵的输入控制设备接收控制输入;

确定来自所述控制输入的所述机器人内窥镜的尖端的当前命令的状态,其中所述命令的状态包括当前命令的滚动位置和速度;

通过根据所述尖端的之前处理周期命令的状态指示的滚动角度调节以及指示将在所述尖端处维持的滚动取向的设置点将所述当前命令的滚动位置和速度约束为修改的当前命令的滚动位置和速度,从而修改所述当前命令的状态;并且

命令所述机器人内窥镜的尖端被驱动到所述修改的当前命令的状态。

2.根据权利要求1所述的方法,其中尖端参考系在所述内窥镜的尖端处定义,使得具有指示在所述尖端处捕获的视图的深度方向的ZTIP轴,指示所述视图的水平方向的XTIP轴,以及指示所述视图的垂直方向的YTIP轴,该方法进一步包括:

接收指示所述设置点的参考向量;

将所述参考向量投影到包含所述YTIP轴和ZTIP轴的平面上;以及

将所述滚动角度调节确定为所述参考向量和被投影的参考向量之间的角度。

3.根据权利要求1所述的方法,其中只要所述滚动角度调节小于阈值,则通过将所述当前命令的滚动速度设置为零而对其进行修改,并且通过将所述命令的滚动位置设置为之前处理周期命令的滚动位置而对其进行修改。

4.根据权利要求1所述的方法,其中每当所述滚动角度调节大于阈值时,通过将所述当前命令的滚动速度设定为固定值而对其进行修改,并且将所述命令的滚动位置调节到与所述修改的当前命令的滚动速度一致的值。

5.根据权利要求1所述的方法,其中每当所述滚动角度调节大于阈值时,就将所述当前命令的滚动速度修改为所述滚动角度调节的函数,并且将所述当前命令的滚动位置调节到与所述修改的当前命令的滚动速度一致的值。

6.根据权利要求1所述的方法,其中建立所述设置点使得其与重力正交。

7.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:

接收来自操作者操纵的输入设备的所述设置点的指示。

8.根据权利要求7所述的方法,其中当从操作者接收到所述设置点的指示时,通过所述尖端处的滚动取向来建立所述设置点。

9.根据权利要求7所述的方法,进一步包括:

将所述设置点的图形表示显示在操作者可见的显示屏上;

从操作者操纵的输入设备接收输入;

根据接收到的输入对所述显示屏上的设置点的图形表示的取向进行调节;以及

从所述设置点的所述图形表示的调节的取向来确定所述设置点。

10.根据权利要求1所述的方法,其中命令所述机器人内窥镜的尖端被驱动到所述修改的当前命令的状态包括:

确定操纵器的一个或更多个关节的状态和所述机器人内窥镜的一个或更多个弯曲区段的弯曲角度的组合,从而实现该机器人内窥镜的尖端的修改的当前命令的状态,所述操纵器以相应的自由度移动来操纵所述机器人内窥镜,所述机器人内窥镜的一个或更多个弯曲区段弯曲所述机器人内窥镜的主体;以及

命令所述操纵器的一个或更多个关节被驱动到确定的关节状态,并且所述机器人内窥镜的所述一个或更多个弯曲区段被驱动到确定的弯曲角度。

11.根据权利要求10所述的方法,其中所述操纵器的一个或更多个关节包括用于沿着线性路径前后移动所述机器人内窥镜的近端的柱状关节,以及用于围绕所述线性路径旋转所述机器人内窥镜的近端的旋转关节。

12.根据权利要求10所述的方法,其中从控制输入确定所述机器人内窥镜的尖端的当前命令的状态包括:

从所述控制输入和针对一个或更多个之前的处理周期存储的控制输入的信息来确定平移和角度尖端状态。

13.根据权利要求10所述的方法,其中从所述控制输入确定所述机器人内窥镜的尖端的当前命令的状态包括:

相对于固定的笛卡尔参考系,将所述控制输入变换成所述机器人内窥镜的尖端的期望状态。

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