[发明专利]用于柔性器械插入的装置

说明书

描述了一种用于确定柔性器械是否已屈曲的机器人系统。该机器人系统包括包含细长体的医疗器械和控制器，在该细长体上具有传感器。控制器基于用于引导细长体的命令对从由传感器生成的传感器数据导出的测量状态与预期状态进行比较。响应于该比较大于或小于阈值，系统确定细长体已屈曲。还描述了一种用于确定插入力阈值以避免施加过大力的机器人系统。控制器基于柔性器械的位置接收器械数据，访问患者数据，确定力阈值，接收由传感器检测到的力，将力与力阈值进行比较，以及当力超过阈值时，生成用于机器人系统的推荐信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月28日提交的题为“DETECTING ENDOLUMENAL BUCKLINGOF FLEXIBLE INSTRUMENTS”的美国专利申请第15/392,917号和于2016年12月28日提交的题为“FLEXIBLE INSTRUMENT INSERTION USING AN ADAPTIVE INSERTION FORCETHRESHOLD”的美国专利申请第15/392,868号的优先权，所述两件申请中的每一个通过引用整体并入本文中，用于所有目的。

背景技术

技术领域

该描述一般涉及手术机器人，并且特别地涉及控制将手术器械插入到患者的解剖腔中。

相关技术的描述

机器人技术具有广泛的应用。特别是，机械臂有助于完成人类会正常地执行的任务。例如，工厂使用机械臂来制造汽车和消费电子产品。此外，科学机构使用机械臂来自动化实验室过程，例如运输微型板。最近，医师和/或外科医生已开始使用机械臂来帮助执行外科手术。例如，医师和/或外科医生使用机械臂来控制诸如内窥镜的手术器械。

内窥镜能够以微创方式执行外科手术。可以将内窥镜引向患者的目标位置，例如肺或血管。机械臂施加力以将内窥镜插入到患者的开放接入点(例如，嘴、肛门、尿道)中，至患者腔内的目标位置。随着内窥镜更深地插入到患者解剖结构中，内窥镜可能擦过、摩擦和推动内部解剖结构，该内部解剖结构可能是脆弱的并且如果被施加过多的插入力则会被撕裂。此外，在内窥镜移动到目标位置期间，内窥镜通常可以响应于内窥镜中的松弛或插入保持以及来自与患者解剖结构接触的附带力而屈曲。当内窥镜屈曲时，医师和/或外科医生继续推动镜，并且将插入力增大到超过正常水平以推进内窥镜。这产生了内窥镜的屈曲部分存储不期望的势能的危险，该能量可以潜在地以不可控制的方式在患者腔/腔室内展开或损坏内窥镜。

发明内容

本公开内容描述了一种具有一个或更多个传感器的柔性器械，所述一个或更多个传感器被放置在柔性器械的细长体的一个或更多个部分上以检测屈曲。一个或更多个传感器可以是相同或不同的类型。当命令指向细长体时，将从一个或更多个传感器捕获的传感器数据与预期要响应于命令而接收的数据进行比较，以确定是否已发生屈曲。

本公开内容描述了确定插入力阈值，以调节器械在患者腔内的插入力，从而防止器械屈曲或对患者的可能伤害。当器械移动到手术部位时，可以基于从器械捕获的实时数据和与患者相关联的数据动态地确定插入力阈值。附加地或替选地，插入力阈值可以被至少部分地预先确定并且被标记到术前模型的不同部分。

其他方面包括方法、部件、装置、系统、改进、方法、过程、应用、计算机可读介质以及与上述中任何一个相关的其他技术。

附图说明

图1A示出了根据一个实施方式的手术机器人系统。

图1B至图1F示出了根据一个实施方式的耦接至图1A所示的手术机器人系统的机器人平台的各种透视图。

图2示出了根据一个实施方式的用于手术机器人系统的命令控制台。

图3A示出了根据一个实施方式的内窥镜的多个运动程度。

图3B是根据一个实施方式的内窥镜的俯视图。