[发明专利]提供包括延伸出进入引导器远端的可联接器械的运动限制范围的辅助视图的医疗机器人系统

说明书

本申请是申请日为2010年6月11日、名称为“提供包括延伸出进入引导器远端的可联接器械的运动限制范围的辅助视图的医疗机器人系统”的中国专利申请201080028525.6的分案申请。

技术领域

本发明主要涉及医疗机器人系统，并且尤其涉及提供辅助视图的医疗机器人系统，辅助视图包括延伸出进入引导器远端的可联接器械(instrument)的运动限制范围。

背景技术

在执行微创手术程序中使用的医疗机器人系统，例如遥控操控系统，提供优于传统开放式手术技术的许多好处，包括：痛苦较少、住院时间较短、恢复正常活动更快、疤痕最小、缩短康复时间、以及对组织损伤较少。因此，对该医疗机器人系统的需求强并且在增加。

该医疗机器人系统的一个例子是美国加利福尼亚州森尼韦尔市Intuitive Surgical公司的da手术系统，其为微创机器人手术系统。da手术系统具有许多机器人手臂，其响应通过手术部位的图像捕捉装置捕捉的外科医生观察图像对输入装置的移动，而移动所连接的医疗装置，例如图像捕捉装置和Intuitive Surgical公司所有的Endo可联接手术器械。每个医疗装置都被通过其自己的微创切口插入患者体内并定位，从而执行手术部位上的医疗程序。切口关于患者的身体定位，以便可使用多个手术器械共同执行医疗程序，并且在程序期间，图像捕捉装置可观察它，而不与其机器人手臂碰撞。

为了执行某些医疗程序，使用单进入孔从而进入患者体内执行医疗程序可有利，例如微创切口或自然身体口。例如，可首先将进入引导器插入、定位并且保持在进入孔中的适当位置。然后可将这样的器械插入进入引导器的近端，以便从其远端伸出，该器械是诸如可联接相机和多个可联接手术工具，其可用于执行医疗程序。因而，进入引导器为多个器械提供单进入孔，而同时随着进入引导器将多个器械朝着工作点引导，还这些器械捆在一起。进入引导器可为刚性或柔性的。

因为进入引导器为了适合通过微创切口或自然身体口而通常具有相对小的直径，所以在遥控操控手术工具以及遥控操控相机执行医疗程序从而对其观察时，可产生许多问题。例如，由于相机与手术工具捆绑，因此其相对于手术工具的定位受限，并且因此对手术工具的观察受限。

因而，虽然可将可联接手术工具的尖端保持在相机的视场内，但是促进手术工具可联接性的可控联接可不在相机的视场内。结果，手术工具的可控联接可在执行手术程序期间，不注意地相互碰撞(或与相机的链接碰撞)，并且结果，引起对患者的伤害，或者引起其他不利地影响医疗程序的执行。

同样地，因为可联接相机通常不能观察其自身的可控联接，所以当避免与手术工具链接的碰撞时，尤其关注相机的操作者运动。此外，当提供直觉控制，从而帮助操作者遥控移动手术工具和相机时，产生此工具尖端和相机的直觉运动所需的联接运动对于操作者来说不明显或不直觉，因而使操作者甚至更难避免相机视场外的联接之间的碰撞。

进入引导器以及延伸出其远端的可联接器械的良好定位布置允许器械无障碍运动并且大范围运动，以便能够使用这些器械在目标点执行医疗程序。然而，由于相机提供的受限观察，操作者难以确定进入引导器的良好定位布置，或者延伸出进入引导器远端的可联接器械的良好定位布置。此外，大部分由于相机器械的摇动和倾斜能力，该捆绑器械布置倾向于在平常使用中进入非最优工具工作方向。

发明内容

因此，本发明一个或多于一个方面的目标是这样一种方法，其向操作者提供辅助视图，从而帮助操作者使用医疗机器人系统对患者执行医疗程序操作者，该医疗机器人系统具有可联接的器械，其延伸出经患者身上的单进入孔而插入的进入引导器的远端。

本发明一个或多于一个方面的另一目标是一种在该医疗机器人系统中实施的方法，该医疗机器人系统向操作者提供视觉指示，其指示可联接器械的可控接点何时接近其各自运动范围内的限制。

本发明一个或多于一个方面的另一目标是一种在医疗机器人系统中实施的方法，该医疗机器人系统向操作者提供视觉指示，其指示可联接器械的接点和/或链接和/或其部分何时接近不良或期望事件或条件。