[发明专利]用于末端执行器位置设定点校正的系统和方法

说明书

末端执行器位置设定点校正包括具有末端执行器的器械以及控制单元。在一些实施例中，控制单元将末端执行器致动到第一位置，确定致动水平，基于致动水平确定偏移，基于偏移调整位置设定点，并且将末端执行器致动到经调整的位置设定点。在一些实施例中，控制单元致动末端执行器，确定致动水平，并且确定致动水平是否高于阈值。响应于确定致动水平高于阈值，控制单元确定末端执行器的位置，标识与所确定的位置相关联的标称位置，基于标称位置和所确定的位置确定偏移，基于偏移调整位置设定点，并将末端执行器致动到经调整的位置设定点。

相关申请

本公开要求享有2017年11月2日提交的题为“用于末端执行器设定点校正的系统和方法(Systems and Methods for End Effector Set Point Correction)”的美国临时专利申请号62/580,751的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的方面涉及远程操作的和机器人系统中的末端执行器的控制，并且更具体地涉及用于末端执行器位置设定点校正的系统和方法。

背景技术

越来越多的装置被自主和半自主电子装置取代。在当今的医院中尤其如此，在手术室、介入套件、重症监护病房、急诊室等中发现了大量的自主和半自主电子装置。例如，传统的手动外科手术器械已被计算机辅助医疗装置取代。

使用计算机辅助医疗装置的微创外科手术技术通常试图执行外科手术和/或其他程序，同时使对健康组织的损害最小化。通过使用带有手术器械的计算机辅助医疗装置，可以远程执行一些微创手术。对于许多计算机辅助医疗装置，外科医生和/或其他医务人员通常可以使用操作员控制台上的一个或多个控件来操纵输入装置。当外科医生和/或其他医务人员在操作员控制台上操作各种控件时，命令从操作员控制台中继到安装有一个或多个末端执行器和/或手术器械的患者侧装置。以这种方式，外科医生和/或其他医务人员能够使用末端执行器和/或手术器械对患者执行一个或多个程序。取决于期望的程序和/或使用中的手术器械，可以在外科医生和/或医务人员使用远程操作的控制下和/或在手术器械可以基于外科医生和/或其他医务人员的一项或多项激活动作执行一系列操作的半自主控制下，部分地或全部地执行期望的程序。

无论是手动、远程操作和/或半自主致动的微创外科手术器械都可以用于各种操作和/或程序中，并且可以具有各种构造。许多这样的器械包括末端执行器，该末端执行器安装在轴的远端，该轴可以安装到关节臂/铰接臂的远端。在许多操作场景中，轴可以被配置为通过开口(例如，体壁切口、自然孔口等)插入(例如，腹腔镜地，胸腔镜地等)以到达远程手术部位。

不同设计和/或构造的末端执行器可以用于执行不同的任务、程序和功能，以允许外科医生和/或其他医务人员执行各种外科手术中的任何一种。示例包括但不限于烧灼、消融、缝合、切割、吻合(钉合，stapling)、融合、密封等，和/或其组合。因此，末端执行器可包括各种部件和/或部件的组合以执行这些外科手术。

与微创手术的目标一致，末端执行器的尺寸通常保持较小。保持末端执行器尺寸较小的一种方法是通过在手术器械的近端使用一个或多个输入来实现末端执行器的致动，其中近端通常位于患者的外部。然后可以使用各种传动部件，诸如齿轮、杠杆、滑轮、缆索、杆、皮带、带等，以沿着外科手术器械的轴传递来自一个或多个输入的动作并致动末端执行器。如果是带有适当手术器械的计算机辅助远程操作医疗装置，则器械接口近端的传动机构直接或间接通过其他传动部件与一个或多个致动器(诸如设置在患者侧装置或患者侧推车的关节臂上的各种马达，螺线管，伺服装置，主动致动器，液压系统，气动系统等)。致动器接收响应于通过主控制器提供的用户命令而产生的控制信号，并在传动机构的近端向器械提供涉及力和/或扭矩的输入；各种传动元件最终在传动机构的远端处进行传动以致动末端执行器。