CN108472099B - 用于器械插入控制的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了在通过插管部件插入医疗器械时控制插入力的系统和方法。这种系统可以包括操纵器和与所述操纵器进行通信的控制系统。所述操纵器被配置成可操作地耦连到所述医疗器械。所述操纵器适于通过所述插管部件移动所述医疗器械。所述控制系统可操作以确定与所述医疗器械和所述插管部件中的至少一个相关联的插入分布。并且所述控制系统被配置成控制插入力以便在通过所述插管部件手动插入所述医疗器械期间影响所述医疗器械的运动。

Description

用于器械插入控制的系统和方法
相关申请
本专利申请要求2016年3月17日提交的、名称为“SYSTEMS AND METHODS FORINSERTION RESISTANCE MODULATION DURING INSTRUMENT INSERTION”的美国临时专利申请62/309,609的优先权和申请日权益，所述专利申请通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开涉及诸如外科手术系统的医疗系统，以及用于包括微创外科手术和远距操作外科手术的医疗操作的方法。本公开讨论了用于调制或以其他方式控制与手动器械插入相关联的插入力的系统和方法。
背景技术
微创医疗技术旨在减小在诊断或外科手术程序期间受损的外部组织的数量，由此减小患者恢复时间、不适和有害副作用。微创远距外科手术系统已经被开发，以提高外科医生的灵巧性并且避免对传统微创技术的一些限制。在远距外科手术中，外科医生使用某种形式的远程控制(例如，伺服机构等)来操纵外科手术器械的移动，而不是直接用手握住和移动器械。在机器人辅助的远距外科手术中，外科医生通常操作主控制器以便从可能远离患者的方位(例如，横跨手术室、在不同的房间中、或与患者完全不同的建筑物)控制外科手术器械在外科手术部位处的运动。在远距外科手术开始之前，外科手术器械(包括内窥镜)被安装在外科手术操纵器上，并且然后在医生的手动控制下将其引入开放的外科手术部位中，或者更典型地通过插管进入体腔中。在该过程期间，外科手术操纵器进入控制模式，所述控制模式被设计成促进和辅助医生进行平稳且安全的手动器械引导。该模式可以通过主控制器来进行选择，或者可以作为预定工作流程的一部分来自动选择。
对于微创外科手术程序，取决于待插入的器械和待执行的程序的类型，由外科手术操纵器控制的外科手术器械可以通过各种类型的插管部件(包括多个插管)而引导到体腔中。通过特定插管部件插入特定外科手术器械所需的力可以取决于诸如插管部件的材料和几何形状的品质。例如，与通过直插管插入直但可弯曲的外科手术器械相比，通过弯曲插管插入相同的外科手术器械可能需要显著更大量的力。此外，单个插管通常可以包含沿其长度的各种几何特性，其可以包括直部分和弯曲部分或者线性部分和非线性部分的各种组合。
通过这种弯曲插管插入器械(诸如柔性器械)可能需要不均匀量的力，从而使得使用者(诸如外科医生或其他手术室工作人员)难以平稳地管理器械插入过程。而且，通过包括插管密封件的插管部件插入具有不同直径的不同器械可能需要不同量的插入力，从而可能令人不安地使操作者难以跨不同的器械管理器械插入过程。无法平稳地管理流程可能导致速度的突然改变，这可能导致插管部件损坏(例如，内部刮擦)、器械弯折、器械超出期望的器械尖端方位、使用者不满等。需要改进的系统和方法以用于在通过各种插管的插入期间安装和控制这些外科手术器械，以便向使用者提供更均匀的感觉。
发明内容
本发明的实施例由所附权利要求概括。
在一个实施例中，一种远距操作外科手术系统包括操纵器和与所述操纵器通信地耦连的控制系统。所述操纵器被配置成可操作地耦连到所述医疗器械。所述操纵器还适于通过插管部件移动所述医疗器械。所述控制系统可操作以确定与所述医疗器械和所述插管部件中的至少一个相关联的插入分布(insertion profile)。所述控制系统被配置成根据所述插入分布控制插入力以及在通过所述插管部件手动插入所述医疗器械期间影响所述医疗器械的运动。
在一个实施例中，提供了一种控制系统。所述控制系统可以包括存储器，其存储多个阻尼分布和可执行指令；以及处理器，其被配置成执行存储在所述存储器中的所述可执行指令。执行所述指令可以使得所述处理器：将医疗器械被插入通过的插管识别为与所述插管的类型相关联；确定正通过所述插管插入的所述医疗器械的位置；在通过所述插管插入所述医疗器械时，施加来自所述多个阻尼分布的对应阻尼分布以阻碍所述医疗器械的移动。
在另一个实施例中，提供了一种在通过插管部件插入医疗器械期间控制远距操作外科手术系统的方法。所述方法包括：识别至少一个元件类型；从存储器中检索与所述至少一个部件类型相关联的插入分布；确定所述医疗器械相对于所述插管部件的方位；以及在通过所述插管部件插入所述医疗器械时，基于所述插入分布向所述医疗器械施加阻碍力或辅助力。所述元件类型是所述医疗器械的器械类型或所述插管部件的插管部件类型。
在又一个实施例中，提供了一种在插入医疗器械期间控制远距操作外科手术系统的方法。这种方法可以包括：识别所述医疗器械被插入通过的插管的插管类型；检索与所述插管的插管类型相关联的分布；确定所述医疗器械的远侧尖端相对于所述插管的方位；以及基于与所述插管的插管类型相关联的分布向所述医疗器械施加力。
在一个实施例中，提供了一种能够在通过插管插入医疗器械时调节插入阻力(也称为“插入的阻力”或“阻力”)的系统。这种系统可以包括与可移动输入装置通信地耦连的控制系统、以及被配置成可操作地耦连到柔性医疗器械的操纵器。所述柔性医疗器械包括近端、远端、以及在所述近端与所述远端之间的柔性部分。所述操纵器适于通过插管移动所述柔性医疗器械。所述控制系统可操作以识别所述插管并且确定与所述插管相关联的阻尼分布。并且所述控制系统被配置成施加阻尼分布以调节插入阻力，从而在通过所述插管的手动插入期间阻碍所述医疗器械的运动。
通过参考附图和具体实施方式可以更好地理解这些实施例和其他实施例。
附图说明
通过结合附图阅读以下详细描述，可以最好地理解本公开的各方面。应当强调的是，根据行业的标准规程，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，可以任意增加或减小各种特征的尺寸。此外，本公开可以重复各种示例中的参考数字和/或字母。这种重复是为了简单和清楚起见，并且其本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
图1是根据本公开的实施例的远距操作外科手术系统的示意图。
图2是根据本公开的一个实施例的包括三个患者侧操纵器和一个内窥镜操纵器的患者侧推车的前正视图。
图3是根据本公开的一个实施例的远距操作外科手术系统中的外科医生控制台的前正视图。
图4是根据本公开的一个实施例的具有已安装的外科手术器械的患者侧操纵器臂的透视图。
图5和图6是示出通过从各种插管配置延伸来行进的器械轴的示意图。
图7A、图7B和图7C是示出在其延伸通过图5的插管配置时的器械轴的一系列示意图。
图8A和图8B是针对各种插管配置的使插入力与插入长度相关的曲线图。
图9是示出根据一些实施例的计算装置的图。
图10A和图10B是沿着各种插管配置的使阻尼系数与长度相关的曲线图。
图11是根据一些实施例的在通过插管插入医疗器械期间控制远距操作外科手术系统的方法的流程图。
图12是根据一些实施例的在通过插管插入医疗器械期间控制远距操作外科手术系统的另一个方法的流程图。
图13是根据一些实施例的示例性插管组件的平面图。
图14示出了根据一些实施例的示例性医疗器械1400的一部分。
通过参考以下具体实施方式可以更好地理解这些图。
具体实施方式
在本发明的各实施例的以下具体实施方式中，陈述了许多具体细节，以便提供对所公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将明白的是，本公开的实施例可在没有这些具体细节的情况下被实施。在其他情况下，众所周知的方法、程序、部件和电路未被详细描述，以免不必要地模糊本发明的实施例的各方面。
本具体实施方式公开了系统和方法，该系统和方法用于在通过各种插管或其他插管部件(或各种插管和插管部件的组合)的插入期间控制外科手术器械，以便向插入器械的外科医生或其他操作者提供均匀的感觉。通过调节或以其他方式控制与器械插入相关联的插入力，所述系统和方法促进器械插入，使得外科医生或其他操作者可以平稳地管理插入。这减小了损坏插管、其他插管部件、器械、组织或其组合的可能性。
参考附图中的图1，其中示出了示例性远距操作外科手术系统100。远距操作外科手术系统100包括主操纵器系统102，其也被称为主控制台102或外科医生的控制台102(在主操纵器包含在这种控制台内时(参见图3))。主操纵器系统102被配置用于输入外科手术程序和从操纵器系统104。从操纵器系统104也被称为患者侧操纵器(PSM)系统，其用于外科手术器械在患者体内外科手术部位处的远距操作移动。“外科手术器械”在本文中用于指示在医疗程序(诸如诊断程序和外科手术程序)期间可通过插管插入的医疗器械。因此，外科手术器械的类型包括各种组织操纵工具，诸如被设计用于解剖、纤维包扎(stapling)、烧灼、抓取、以及其他形式的组织操纵或组织操纵的组合的各种工具。其他示例性器械类型包括被设计用于除组织操纵以外的功能的器械，诸如用于光学、超声波、射频(RF)、荧光检查法、或其他成像、检索标本等的各种器械类型。器械的几何形状、材料和机械特性(诸如柔性)也可以变化。例如，一些器械被设计成柔性的并且容易屈曲以符合弯曲的插入通道，诸如由弯曲插管提供的弯曲的插入通道。作为另一个示例，一些器械被设计成刚性的并且不容易屈曲或符合弯曲的插入通道。
远距操作外科手术系统100用于执行微创远距操作外科手术。可以用于实现本公开中描述的系统和技术的远距操作外科手术系统的一个示例是由加利福尼亚州森尼韦尔的直观外科手术操作公司(Intuitive Surgical,Inc.)制造的da
Figure GDA0001729570310000051
外科手术系统。在一个实施例中，从操纵器系统104可以是独立式的(参见图2)。在替代性实施例中，从操纵器系统104可以被安装到外科手术场所中的其他设备，例如包括外科手术床。在又一个替代性实施例中，从操纵器系统104可以包括独立式部件和床上安装式部件。
远距操作外科手术系统100还包括图像捕获系统106，其包括图像捕获装置(诸如内窥镜)以及相关的图像处理硬件和软件。远距操作外科手术系统100还包括控制系统108，控制系统108可操作地链接到操纵器系统102、104的传感器、马达、致动器和其他部件以及链接到图像捕获系统106。在一些实施例中，控制系统108可以被集成到操纵器系统102和104中的一个中。在其他实施例中，控制系统108可以设置在单独的壳体中并且通过一个或多个通信链路耦连到操纵器系统102和104。通过参考图9可以理解控制系统108的更详细的实施例。
外科手术系统100由对患者执行微创外科手术程序的系统操作者(通常是外科医生)使用。系统操作者看到由图像捕获系统106捕获、被呈现用于在主控制台102处查看的图像。响应于外科医生的输入命令，控制系统108实现耦连到远距操作从操纵器系统104的外科手术器械的伺服机械移动。
控制系统108包括至少一个处理器并且通常包括多个处理器，以用于实现主操纵器系统102、从操纵器系统104和图像捕获系统106之间的控制。控制系统108还包括用于实现本文描述的一些或全部方法的软件编程指令。尽管控制系统108在图1的简化示意图中被示出为单个框，但是所述系统可以包括多个数据处理电路(例如，在外科医生的控制台102上和/或在从操纵器系统104上)，其中所述处理的至少一部分任选地在输入装置附近执行，一部分在操纵器附近执行等。可以采用各种各样的集中式或分布式数据处理架构中的任何一种。类似地，编程代码可以被实现为多个单独的程序或子例程，或者可以被集成到本文描述的远距操作系统的多个其他方面中。
图2是根据远距操作外科手术系统100的一个实施例的患者侧操纵器104的前正视图。患者侧操纵器104包括搁置在地板上的基座120、安装在基座120上的支撑塔架122、以及支撑外科手术工具(包括部分图像捕获系统106)的若干臂。如图2所示，臂124a、124b是支撑和移动用于操纵组织的外科手术器械的器械臂，并且臂126是支撑和移动内窥镜的相机臂。图2还示出了任选的第三器械臂124c，其被支撑在支撑塔架122的背侧上，并且可以根据需要被定位到患者侧操纵器的左侧或右侧以进行外科手术程序。图2还示出了分别安装在器械臂124a、124b、124c上的可互换外科手术器械128a、128b、128c，并且示出了安装在相机臂126上的内窥镜130。有知识的人将理解的是，支撑器械和相机的臂也可以由(固定地或可移动地)安装到天花板或墙壁、或者在一些情况下安装到手术室中的另一件设备(例如，手术台)的基座平台支撑。同样地，他们将理解可以使用两个或更多个单独的基座(例如，支撑每个臂的一个基座)。手术器械128a、128b分别包括末端执行器129a、129b。
图3是根据远距操作外科手术系统100的一个实施例的主控制台102部件的前正视图。主控制台102可以配备有左侧和右侧的多自由度(DOF)的主工具操纵器(MTM)132a、132b，所述主工具操纵器(MTM)132a、132b是用于控制外科手术工具(其包括内窥镜和各种插管)的运动链。MTM 132可以被简称为“主”，并且其相关联的臂124和外科手术器械128可以被简称为“从”。外科医生通常用拇指和食指握紧每个MTM 132上的抓握器(pincher)组件134a，134b，并且可以将抓握器组件移动到各种位置和取向。每个MTM132a，132b通常将允许主工作空间内的具有多个自由度(通常具有六个自由度，即三个旋转自由度和三个平移自由度)的移动。
当选择工具控制模式时，每个MTM 132被耦连以控制患者侧操纵器104的相应器械臂124。例如，左侧MTM 132a可以耦连到控制器械臂124a和器械128a，并且右侧MTM 132b可以耦连到控制器械臂124b和器械128b。如果第三器械臂124c在外科手术程序期间被使用并且位于左侧上，则左侧MTM132a可以在控制臂124a和器械128a与控制臂124c和器械128c之间进行切换。同样地，如果第三器械臂124c在外科手术程序期间被使用并且位于右侧上，则右侧MTM 132a可以在控制臂124b和器械128b与控制臂124c和器械128c之间进行切换。在替代性实施例中，第三器械臂可以由左侧或右侧的MTM控制以适应外科手术便利。在一些情况下，MTM 132a、132b之间的控制分配、以及臂124a/器械128a的组合和臂124b/器械128b的组合也可以交换。例如，如果内窥镜转动180度，则可以这样做，使得在内窥镜的视野中移动的器械看起来与外科医生正在移动的MTM位于相同侧上。
外科医生的控制台102还包括立体图像显示系统136。由立体内窥镜130捕获的左侧图像和右侧图像被输出在相应的左显示器和右显示器上，外科医生将其感知为显示系统136上的三维图像。在一种配置中，MTM 132位于显示系统136的下方，使得显示器中示出的外科手术工具的图像看起来与显示器下方的外科医生的手共同定位。该特征允许外科医生直观地控制三维显示器中的各种外科手术工具，就好像直接观看手一样。因此，相关联的器械臂和器械的MTM伺服控制基于内窥镜图像参考系。
如果MTM切换到相机控制模式，则也使用内窥镜图像参考系。例如，如果选择了相机控制模式，则外科医生可以通过一起移动MTM中的一个或两个来移动内窥镜的远端(两个MTM的部分可以被伺服机械耦连，使得两个MTM部分看起来作为一个单元一起移动)。外科医生然后可以通过移动MTM来直观地移动(例如，平移(pan)、倾斜、缩放)所显示的立体图像，就好像将图像保持在手中一样。
外科医生的控制台102通常位于与患者侧操纵器104相同的手术室中，尽管它被定位成使得操作控制台的外科医生在无菌区外部。一个或多个助手通常通过在无菌外科手术区内工作来辅助外科医生(例如，以改变患者侧推车上的工具、以执行手动缩回等)。因此，外科医生远离无菌区进行操作，并且因此控制台可以位于与手术室分离的房间或建筑物中。在一些实现方式中，两位外科医生的控制台102(彼此共同定位或者彼此远离)可以联网在一起，使得两位外科医生可以同时观察和控制外科手术部位处的工具。
图4是具有已安装的外科手术器械128c的控制臂124c的操纵器部分140的透视图。为了清楚起见，省略了在外科手术期间通常使用的无菌帘和相关机构。操纵器140包括横摆致动器142、俯仰致动器144、以及插入和抽出(“I/O”)致动器146。外科手术器械128c被示为安装在包括安装托架149的器械粱(spar)148处。示例性直插管150被示为安装到插管安装件152。可以使用其他类型的插管，如下面更详细讨论的。器械128c的轴154延伸通过插管150。操纵器140被机械地约束，使得它围绕沿器械轴定位的静止远程运动中心156(也称为“远程中心156”)移动器械128c。横摆致动器142提供围绕远程中心156的横摆运动158，俯仰致动器144提供围绕远程中心156的俯仰运动160，并且I/O致动器146提供通过远程中心156的插入和抽出运动162。操纵器140可以包括编码器以跟踪沿着I/O致动器146的插入轴线的位置和速度。典型地，在外科手术期间，远程中心156被锁定在患者体壁中的切口处并且允许足够的横摆和俯仰运动可用于执行预期的外科手术任务。可替代地，远程运动中心可以位于身体外部以允许更大运动范围而不接触患者。有知识的人将会理解，围绕远程运动中心的运动可能受到软件使用或机械组件所限定的物理约束的限制。
在安装托架149和器械力传递组件164中的匹配力传递盘耦连来自操纵器140中的致动器的致动力以移动器械128c的各个零件，以便对安装在弯曲轴154的远端处的组织探针166进行定位和取向。此类致动力通常可以转动器械轴154(从而提供通过远程中心156的另一个DOF)。在美国专利No.6,331,191(1999年10月15日提交；公开“Surgical RoboticTools,Data Architecture,and Use”)以及美国专利No.6,491,701(2001年1月12日提交；公开“Mechanical Actuator Interface System for Robotic Surgical Tools”)中提供了力传递组件的实施例，所述专利通过引用以其整体并入本文。在替代性实施例中，器械128c可以包括位于轴远端处的腕部，其提供附加的横摆和俯仰DOF。例如，组织探针166可以是通用组织操纵器、组织剥离器、或组织牵引器。在替代性实施例中，器械128c可以包括成像部件。
图5是支撑和移动弯曲插管和被动柔性外科手术器械的组合的示例性患者侧机器人操纵器的一部分的示意图。如图5所描绘的，遥控机器人操作的外科手术器械502包括力传递机构504、柔性器械轴506和末端执行器508。在该示例中，力传递机构504位于医疗器械的近端处，其被配置成在医疗器械移动通过插管后从插管向近侧延伸；末端执行器508位于医疗器械的远端处，其被配置成在医疗器械移动通过插管之后从插管向远侧延伸；并且柔性器械轴506是近端与远端之间的柔性部分。器械502是被设计用于外科手术程序的示例性医疗器械。其他示例性医疗器械包括各种成像器以及在医疗程序期间可以通过插管插入的其他工具。器械502安装在操纵器512(如图4的操纵器140)的器械托架510(如图4的托架149)上。为了清楚起见，先前描述的部件被示意性地描绘。接口盘514耦连来自操纵器512中的伺服致动器的致动力以移动器械502的部件。示意性地，末端执行器508以单个DOF进行操作(例如，闭合钳)。用于提供一个或多个末端执行器DOF(例如，俯仰、横摆；参见例如美国专利No.6,817,974(2002年6月28日提交)(公开了具有可主动定位的腱致动式多盘腕关节的外科手术工具)，所述专利通过引用并入本文)的腕部是任选的并且未示出。许多器械实现方式不包括这种腕部。省略腕部简化了操纵器512与器械502之间的致动力接口的数量，并且所述省略还减小在近侧力传递机构504与远侧致动件之间所必须的力传递元件的数量(并且因此减小器械复杂性和尺寸)。
图5还示出了弯曲插管520，其具有近端522、远端524、以及在近端522与远端524之间延伸的中心通道526。弯曲插管520是示例性插管部件。插管部件包括物理形成插管的部件，在医疗程序期间可以通过所述插管插入医疗器械。其他示例性插管部件类型包括：各种几何形状、材料和尺寸的插管密封件，其可以放置在插管的近侧以提供物理密封；以及各种几何形状、材料和尺寸的插管减径器(cannula reducer)，其可以插入插管中以减小医疗器械可用的通道的内直径。
弯曲插管520也是包括线性区段和弯曲(非线性)区段的示例性插管类型。其他示例性插管类型包括：直插管、具有多个非平行线性区段的插管、包括具有不同曲率的多个弯曲区段的插管、具有线性区段和非线性区段的其他组合的插管、具有不同内直径或外直径的插管、具有不同材料的插管、被组装用于医疗程序的多件式插管等。
在一个实现方式中，弯曲插管520是刚性的单件式插管。如图5所描绘的，弯曲插管520的近端522安装在操纵器512的插管安装件516上。在初始器械部署期间，使用者通过沿着插入轴线手动将力施加到操纵器512的托架510上来使器械前进通过弯曲插管520。可以将力直接施加到托架510或器械502。器械502的柔性轴506穿过弯曲插管520的中心通道526，使得柔性轴506的远侧部分和末端执行器508延伸超过插管520的远端524，以便到达外科手术部位530。在远距外科手术期间，由托架510提供的操纵器512的I/O致动通过插管520插入和抽出器械502的柔性轴506以移入和移出末端执行器508。
在上述实施例中，插管和器械轴可以由诸如不锈钢或玻璃-环氧树脂复合物的刚性材料形成。可替代地，它们可以由诸如高弹性模量塑料的柔性材料形成，如聚醚醚酮(PEEK)、玻璃或碳填充的聚醚醚酮(PEEK)、或玻璃-纤维-环氧树脂或碳-纤维-环氧树脂复合构造。针对每种材料选择，独特地选择轴或插管的内直径和外直径以及物理构造，以便限制在使用期间可施加到身体的力的大小，或者允许该结构在使用期间充分弯曲以跟随器械或插管内的弯曲引导路径。在美国专利申请No.12/618,608(2009年11月13日提交；公开“Curved Cannula Instrument”)中详细提供了关于插管和器械轴的附加信息，包括关于材料组成和柔性的信息，所述专利申请通过引用以其整体并入本文。
在一些实施例中，标签532可以在近端522处固定到安装配件或嵌入安装配件内。标签532可以是射频识别(RFID)标签。其他实施例可以包括另一种机器可读标签，诸如具有二进制图案的磁性标签。机器可读标签532可以通过无线通信来读取，或者可以是可见的机器可读标签，诸如可以在手术前扫描的QR代码或条形码。通过读取标签532，外科手术系统100可以从插管数据库中识别插管520的类型。识别插管520的类型可以从存储器中检索表征插管520的几何信息。例如，通过识别插管520的类型，第一部分528a和第二部分528b的长度和直径可以由控制系统108的处理装置访问。在一些实施例中，外科手术系统100的操作者可以在开始外科手术程序之前手动选择要在该外科手术程序期间使用的插管的类型。
由于可以与外科手术系统100一起使用的器械和插管的柔性、几何形状和材料的差异，使用者将给定器械移动通过给定插管所需的力可能基本上不同于将不同器械移动通过不同插管或将相同器械移动通过不同插管所需的力。附加地，在通过插管插入器械时，使用者将给定器械移动通过给定插管所需的力可能显著改变。插管520包括直的第一部分528a和弯曲的第二部分528b。当使用者迫使柔性轴506的远侧尖端通过第一部分528a时，以期望的速度移动远侧尖端可能需要第一量的力。当柔性轴506的远侧尖端穿过第二部分528b时，柔性轴506的远侧尖端可以与第二部分528b的内壁相互作用，使得以期望的速度移动远侧尖端可能需要第二量的力。第二量的力可以大于第一量的力。因此，使用者可以将器械较快地插入在第一部分528a中，并且可以在从部分528a转变到部分528b时突然减慢，这可以潜在地在插管内壁中造成损伤并且还可以导致器械弯折。并且当器械中存在插管，即从部分528b转变到部分528c时，使用者可能倾向于比通过部分528b时更快地插入器械，并且潜在地超过目标尖端位置并无意中刺破组织。如本文所提供的，控制系统108可以被配置成调整由操纵器512通过托架510提供的补偿阻力(即，阻尼力)的量，使得在整个手动插入过程中，使得插管520的远侧尖端的速度沿着插管520的长度并且在柔性轴506的远侧尖端离开插管520时保持恒定。同样如本文所提供的，控制系统108可以被配置成调整由操纵器512通过托架510提供的补偿辅助力(即，负阻尼力或辅助力)的量以实现相同效果。因此，控制系统108的各种实施例可以被配置成根据插入分布来控制插入力，以便增加为了通过插管部件手动插入医疗器械而施加的手动插入力的空间均匀性。可以通过调节补偿阻力的量、调节补偿辅助力的量、或者调节补偿阻力的量和补偿辅助力的量两者来完成对插入力的控制。例如，控制系统108可以被配置成提供用于相对于插管部件的第一器械方位的阻力以及用于相对于插管部件的第二器械方位(其是不同的器械方位)的辅助力。
可以与外科手术系统100一起使用的各类型的器械和插管部件(包括插管)的材料、直径和长度可以存储在控制系统108的一个或多个数据库中。例如，第一部分528a的长度L1和第二部分528b的长度L2可以连同其他信息(诸如表征弯曲部分528b的曲率的信息)一起存储在数据库中。根据该信息，控制系统108可以计算：将不同的柔性器械移动通过不同插管的不同部分所需的不同量的力、以及应当被施加以便在手动器械插入期间响应于使用者的速度而抵抗不同柔性器械通过不同插管的不同部分的运动，从而防止对插管或医疗器械的损坏并防止器械的突然移动的不同量的调节力或补偿力。
图6是支撑和移动弯曲插管的另一个实现方式和被动柔性外科手术器械的组合的示例性患者侧机器人操纵器的一部分的示意图。与图5相似，图6示出了遥控机器人操作的外科手术器械502，其包括力传递机构504、柔性器械轴506和末端执行器508。器械502安装在操纵器512(如图4的操纵器140)的器械托架510(如图4的托架149)上。
柔性器械506被显示为使其远侧尖端离开插管620。插管620包括多个曲线。插管620的长度可以被划分成四个部分：具有长度L3的第一直部分622a、具有长度L4的第一弯曲部分622b、具有长度L5的第二直部分622c、以及具有长度L6的第二弯曲部分622d。在最初的手动插入期间，其中没有由操纵器512通过托架510施加的作用力，同时使柔性轴506的远侧尖端移动通过通道626，当远侧尖端位于第一部分622a内时，使用者可以感知第一量的阻力；当远侧尖端位于第二部分622b内时，使用者可以感知第二量的阻力；当远侧尖端位于第三部分622c内时，使用者可以感知第三量的阻力；并且当远侧尖端位于第四部分622d内时，使用者可以感知第四量的阻力。附加地，在远侧尖端超过第四部分622d之后，使用者可以感知第五量的阻力。第一量的阻力、第二量的阻力、第三量的阻力、第四量的阻力和第五量的阻力可以彼此不同，并且还可以取决于使用者移动托架510的速度。这些量的力可以限定插入力分布，并且可以用于与识别插管620的插管类型相关联的阻力调节策略。
图7A、图7B和图7C是示出在器械轴延伸通过图5的插管配置时的器械轴的一系列示意图。图7A示出了存在于插管520的第一部分528a内的柔性器械轴的远侧尖端。图7B示出了存在于插管520的第二部分528b内的柔性器械轴的远侧尖端。因为第二部分528b是弯曲的，所以与沿直部分528a的长度L1推动远侧尖端所需要的力相比，使用者可能施加更大量的力以便以给定速度沿着弯曲部分528b的长度L2推动柔性器械轴的远侧尖端。图7C示出了已经离开插管520的柔性器械轴的远侧尖端。在离开插管520时，推动柔性器械轴通过插管520所需的力可以减少。
图8A和图8B分别示出了与插管520和插管620相关联的插入力分布。如图8A所示，移动器械的远侧尖端(如柔性轴506的远侧尖端)所需的插入力沿着插管520的长度变化，如上面结合图7A-图7C所述。当远侧尖端位于第一部分528a内(与长度L1相关联并且如图7A所示)时，所需力处于第一水平。当柔性轴的远侧尖端进入弯曲部分528b(如图7B所示)时，所需力的水平增加。在远侧尖端超过弯曲部分528b(如图7C所示)之后，以恒定速度移动所需的力的水平减小。在远侧尖端超过弯曲部分528b之后，恒定速度所需的力的水平可能高于沿第一部分528a移动远侧尖端所需的力的水平。在一些实施例中，在柔性轴506的远侧尖端定位在任何给定部分内时所需的力的水平可以被分配到诸如低力水平、中力水平和高力水平的类别。
图8B示出了与插管620相关联的插入力分布。因为插管620包括多个曲线，所以与插管620相关联的插入力分布可以比如图8A所示的插管520的插入力分布更复杂。如图8B所示，当柔性轴506的远侧尖端沿着长度轴线位于限定在L3与L4之间以及L5与L6之间的弯曲部分(即部分622b和部分622d)内时，使柔性轴506的远侧尖端沿插管620的通道626移动所需的插入力可以是更高的。通常，移动柔性轴的远侧尖端所需的插入力随着弯曲部分的数量和曲率的程度而增加。
以简化形式示出图8A和图8B的插入力分布，使得由使用者为了以恒定速度移动柔性器械的轴的远侧尖端而施加的力在插管的给定部分内是大致恒定的。这是为了清楚呈现插入力分布而进行的。在一些实现方式中，插入力分布可以由力带表示。例如，沿着图8A的x轴，0到A可以指示需要“低”插入力；在A与B之间可以指示需要“中等”水平的插入力；并且高于B的力可以被认为是“高”插入力。然后可以使用这些水平或带来确定用于调节手动施加的插入力的适当阻尼力分布。在一些插入力分布中，可以包括更多或更少的水平。
图9是示出根据一些实施例的计算系统900的图，所述计算系统900可以相应于图1的控制系统108。计算系统900的部件可以被包括在主操纵器系统102和/或从操纵器系统104中。此外，计算系统900也可以是服务器或多个服务器中的一个服务器，所述多个服务器被配置成通过网络或通信链路与主操纵器系统102和/或从操纵器系统104进行通信以提供控制系统108。如图9所示，计算系统900包括被配置用于通过网络通信链路904与网络进行通信的网络接口控制器(NIC)902，所述网络通信链路904可以表示有线或无线连接。根据一些实施例，NIC 902包括无线通信部件，诸如无线宽带部件、无线卫星部件、或被配置用于通过网络与其他装置进行通信的各种其他类型的无线通信部件，包括射频(RF)部件、微波频率(MWF)部件和/或红外(IR)部件。NIC 902能够根据一个或多个无线网络协议来发射和接收信息，所述一个或多个无线网络协议诸如：Wi FiTM、3G、4G、HDSPA、LTE、RF、NFC、IrDA、HomeRF、DECT、无线遥测、IEEE 802.11a,b,g,n,ac或ad、
Figure GDA0001729570310000141
BLE、WiMAX、
Figure GDA0001729570310000142
等。
根据一些实施例，计算系统900包括用于互连计算系统900内的各种部件并且在各种部件之间传送信息的系统总线903。此类部件包括：处理装置906，其可以是一个或多个处理器、微控制器、图形处理单元(GPU)或数字信号处理器(DSP)；以及数据存储装置或存储器部件908，其可以相应于随机存取存储器(RAM)、内部存储器部件、只读存储器(ROM)、或者外部或静态的光学、磁性或固态存储器。根据一些实施例，计算系统900还包括用于向计算系统900的使用者101显示信息的显示部件910。显示部件910可以是图3的立体图像显示系统136。显示部件910也可以是附加显示器。计算系统900还可以包括输入部件912，其允许计算系统900的使用者(诸如使用者101)向计算系统900输入信息。此类信息可以包括器械选择和器械移动指令。输入部件912可以包括多个部件，例如，键盘或键区(无论是物理的还是虚拟的)、鼠标、触摸屏、麦克风、眼睛跟踪系统及其组合。
计算系统900还可以包括导航控制部件914，其被配置成允许使用者引导操纵器臂124a、124b、124c和/或器械128a、128b和128c的运动。根据一些实施例，导航控制部件914可以是鼠标、轨迹球或其他此类装置。导航控制部件914可以是图3的主工具操纵器(MTM)132a和132b。
计算系统900还可以包括传感器部件918。传感器部件918提供传感器功能，并且可以相应于置入外科手术系统100中的传感器或耦连至控制系统108的传感器外围设备。传感器部件918可以包括捕获与从操纵器系统104和主操纵器系统102的物理配置和移动相关的信息的任何传感装置。传感器部件918可以包括：相机和成像部件、加速度计、线性编码器、角度编码器、生物特征读取器、运动捕获装置、以及能够提供关于从操纵器系统104的信息的其他装置。
通过处理装置906执行存储器部件908中包含的一个或多个指令序列，计算系统900可以执行特定操作。在其他实施例中，硬连线电路可以用于代替软件指令或与软件指令组合以实现本公开。逻辑可以被编码在计算机可读介质或机器可读介质中，其可以指参与向处理装置906提供指令以供执行的任何介质，包括存储器部件908。根据一些实施例，计算机可读介质是有形的并且非瞬态的。
如图9所示，存储器部件908可以存储插入力分布920，如图8A和图8B的插入力分布。存储器部件908还可以存储阻尼分布922、医疗器械数据库924和插管数据库926。插入力分布920可以被存储为数值的阵列，其描述插入力相对于以期望速度移动器械的柔性轴的远侧尖端所需的插入力。存储器部件908可以存储许多不同的插入力分布920。例如，图8A的插入力分布可以表示与特定医疗器械和特定插管相关联的插入力分布。图8A的插入力分布可以包括针对特定期望速度的该信息，使得相同医疗器械和插管的不同期望速度可以具有独特的插入力分布。
处理装置906可以接收插入力分布，并且根据器械通过插管的移动和移动速度来计算图5和图6的托架510中包括的致动器所施加的阻尼系数的阵列。
图10A和图10B分别示出了形成与插管520和620相关联的阻尼系数分布的示例性阻尼系数的图。如图10A所示，在柔性轴506的远侧尖端位于插管520的第一部分528a内时，可以施加较高的阻尼系数。在柔性轴506的远侧尖端位于插管520的第二部分528b内时，可以施加相对较低的阻尼系数。在以给定速度进行移动所需的力较小时，施加较高阻尼系数可以有效地减慢柔性轴506的远侧尖端通过第一部分528a的进程。当力需求由于部分528b的曲率而在第二部分528b中上升时，所施加的阻尼系数应当是较低的。通过在需要较低力时施加较高阻尼系数，以及在需要较高力时施加较低阻尼系数，控制系统108可以沿着插管520的整个长度并且在甚至延伸超过插管520时提供均匀速度。在不施加阻尼系数的情况下，插管520和620中的曲线所引起的力需求的改变可导致手动器械引入期间的速度改变。在一些实施例中，阻尼系数可以是同类项或者以其他方式与阻尼力的类别水平相关联。沿着x轴低于A的阻尼力或阻尼力系数可以被考虑或分配给“低”力类别；在A和B之间的阻尼力或阻尼力系数可以被分配到“中等”力类别；并且高于B的阻尼力或阻尼力系数可以被分配到“高”阻尼力类别。相应地，一些阻尼分布可以存储长度和相关联的类别或水平。在其他实施例中，可以提供更多或更少的阻尼力水平或相关联的阻尼力系数。
图11是在通过插管插入医疗器械期间控制远距操作外科手术系统的方法1100的流程图。方法1100被说明为多个列举的步骤或操作。附加操作可以在所列举的操作之前、之后、之间或作为所列举的操作的一部分执行。附加地，方法1100的一些实施例可以省略所列举的操作中的一个或多个。方法1100的操作可以由图1的外科手术系统100的控制系统108执行。
如图11所示，方法1100可以在步骤1102开始，其中插管被识别为与特定插管类型相关联。作为示例，控制系统108(图1)可以通过读取设置在插管520上的标签532来识别插管520(图5)。标签532可以包括存在于插管数据库926(图9)中的标识符。插管数据库926可以包括关于插管520的几何信息，诸如第一部分528a的长度L1和第二部分528b的长度L2。几何信息还可以包括第二部分528b的曲率。在一些实施例中，材料信息也可以包括在插管数据库926中。此外，标签532可以用于从插入力分布920中选择插入力分布，或者从阻尼分布922(图9)中选择阻尼分布。
在步骤1104处，可以确定正通过插管插入的医疗器械的位置。例如，控制系统108可以访问与操纵器140和托架510相关联的一个或多个编码器以确定托架510的位置。通过访问医疗器械数据库924中的关于医疗器械的信息，可以从存储在数据库924中的器械简档(profile)获得信息，诸如医疗器械的长度。控制系统108可以使用托架510的位置和医疗器械的长度来确定医疗器械的远侧尖端的位置或方位。此外，来自插管数据库926的信息也可以用于确定医疗器械的远侧尖端的位置。在一些实施例中，医疗器械可以包括位于医疗器械的柔性轴的远侧尖端处或靠近远侧尖端处的跟踪装置。例如，医疗器械的远侧尖端可以包括电磁跟踪器、或用于确定医疗器械的远侧尖端在外科手术区域中的方位的其他合适装置。
在步骤1106处，在通过插管插入医疗器械时，施加多个阻尼分布中的一个以抵抗医疗器械的移动。例如，使用者可以安装医疗器械，并且经由以特定速度推动所述医疗器械而通过插管520手动插入所述医疗器械。控制系统108可以应用具有与可识别的插入长度相关联的多个阻尼系数的阻尼分布。相应地，如本文所述的，与在插管的直部分期间施加的阻尼系数相比，控制系统108可以在插管的弯曲部分期间施加更低的阻尼系数。以此方式，控制系统108可以调节插入阻力(通过阻尼分布)，以便允许使用者使医疗器械以更一致的速度移动通过插管，在插管内的不同位置处需要不同量的力。
在一些实现方式中，可以基于插入力分布来计算具有多个阻尼系数的阻尼分布。插入力分布可以与特定插管和特定医疗器械相关联。在医疗器械被正确地连接到从操纵器系统104之后并且在插管已经被识别到控制系统108之后，可以从存储器部件(如图9的存储器部件908)获得插入力分布。
图12是在通过插管插入医疗器械期间控制远距操作外科手术系统的方法1200的流程图。方法1200被说明为多个列举的步骤或操作，并且可以包括在所列举的操作之前、之后、之间或作为所列举的操作的一部分的其他操作。方法1100的操作可以由图1的外科手术系统100的控制系统108执行。
方法1200的实施例可以在步骤1202处开始，其中识别医疗器械被插入通过的插管的插管类型。该识别可以包括查询存储在计算系统900的存储器部件908中的插管数据库926(图9)。在步骤1204处，可以从存储器中检索与插管相关联的分布。例如，通过使用插管类型或从插管数据库926获得的标识符，可以从插入力分布920获得插入力分布和/或可以从阻尼分布922获得阻尼分布。
在步骤1206处，可以确定通过插管插入的医疗装置的远侧尖端的方位。所述方位可以相对于插管本身来确定。例如，控制系统108可以确定医疗器械502的柔性轴506的远侧尖端被定位在插管620的一部分622c内。通过参考所检索的阻尼分布或所检索的插入力分布，可以确定与插管620的一部分622c相关联的阻尼力系数。例如，阻尼力系数可以包括在阻尼力系数的阵列中，其中阵列中的每个值与沿着插管620的特定方位或插管620的一部分相关联。
在步骤1208处，可以应用阻尼系数来为当前插入速度提供阻尼力。控制系统108可以基于托架510在一定时间段内的位置的差异来确定插入速度。施加阻尼系数可以导致沿这些直部分622a和622c中的一个的插入速度的减小。因为医疗器械的插入速度可能在弯曲部分622b和622d内自然减少，所以阻尼系数可不导致插入速度的减小或者导致较小的减小。因为阻尼系数的施加和大小可随沿着插管的位置而改变，所以可以使插入速度更均匀，这可以减小在器械从直部分转变到弯曲部分(诸如从622a到622b)时损坏插管内壁和导致器械弯折的可能性。
方法1200的实施例还可以包括监测医疗器械的插入速度的步骤。将阻尼系数施加到医疗器械的插入速度可以确定医疗器械的插入速度是否超过了阈值速度。例如，不管插管的曲线如何，可以更容易一致地保持低插入速度。在此类情况下，施加阻尼系数可使程序变慢，而不会向使用者提供显著益处。阈值速度可以取决于插管和正通过插管插入的医疗器械。例如，可以将不同的阈值速度施加到插管520的第一部分528a，然后可以将阈值速度施加到插管520的第二部分528b。附加地，将阻尼系数施加到医疗器械的插入速度可以包括：在医疗器械穿过插管时，施加与插管类型的第一部分相关联的第一阻尼系数，以及然后施加与插管类型的第二部分相关联的第二阻尼系数。
大部分的先前讨论与柔性医疗器械和弯曲插管相关联。然而，所描述的技术也可以与刚性医疗器械、直插管和其他插管部件等一起使用。图13示出了根据实施例的示例性插管组件1300。插管组件1300包括两个插管部件：直插管1320和插管密封件1310。插管密封件1310包括近侧开口1312和远侧开口1314，所述远侧开口1314的直径小于近侧开口1312的直径。在医疗程序期间，可以通过插管密封件1310插入医疗器械(诸如外科手术器械502或刚性外科手术器械)。当通过密封件插入器械并且器械与密封件交互时，插管密封件可以提供不同的阻力。上述技术也可以用于增加在通过密封件插入器械时所需的手动插入力的均匀性。例如，上述技术可以用于减小在通过密封件1310插入器械的更多部分并将其插入插管组件1300中时所需的手动插入力的改变。均匀性的增加或所需手动插入力改变的减少可足以满足任何适当的标准。一些示例性标准包括：所产生的所需手动插入力的变化不被普通人类操作员注意到，不足以导致普通人类操作员误插入医疗器械，在10％或任何其他适当标准内。
图14示出了根据实施例的示例性医疗器械1400的一部分。医疗器械1400包括通过腕部1420连接到末端执行器1410的轴1405。尽管末端执行器1410和腕部1420的几何形状不同，但末端执行器1410和腕部1420具有大致相同的直径d1。器械1400还包括第一部分1430和第二部分1450，所述第一部分1430由护套1440覆盖。以截面图示出了护套1440，使得在图14中可以看到医疗器械1400的被护套1440阻挡的部分。第一部分1430和第二部分1450具有不同的直径，但是护套1440增加第一部分1430处的器械直径，使得它与第二部分1450的直径d2相同。直径d2大于直径d1。因此，当器械1400插入插管组件(诸如插管组件1300)并且横穿插管密封件1310时，器械1400使远侧开口1314偏转不同量，并且使远侧开口1314与不同材料接触。具体地，当器械1400的具有直径d2的一部分接触远侧开口1314并抵靠远侧开口1314移动时，与器械1400的具有直径d1的一部分相比，器械1400的具有直径d2的一部分使插管密封件1310更大程度地变形。由于器械1400的具有直径d2的一部分而引起的插管密封件1310的更大变形导致了由于器械1400与插管密封件1310之间的变形引起的更大接触力。这些更大接触力可以增加由插管密封件1310提供的抵抗器械1400通过插管组件1300插入的阻力。即使在以不变速度通过插管密封件1310插入器械1400的具有相同直径的一部分(例如，具有护套1440的第一部分1430、以及第二部分1450，其具有直径d2)时，由插管密封件1310产生的阻力也可改变。例如，护套1440可以具有对插管密封件1310的第一摩擦响应，并且第二部分1450可以具有对插管密封件1310的第二摩擦响应，所述第二摩擦响应不同于所述第一摩擦响应。因此，由插管密封件1310提供的对插入器械1400的阻力的摩擦分量可以改变。
本文描述的技术可以用于提供与支撑器械1400的操纵器通信地耦连的控制系统(诸如控制系统108)。该控制系统可以进行操作以便确定与器械1400和插管密封件1310中的至少一个相关联的插入分布，并且根据插入分布控制插入力以及在通过插管密封件1310手动插入医疗器械期间影响器械1400的运动。对插入力的控制可以用于将影响器械1400、插管密封件1310或两者的特性的直径、材料和其他力的差异考虑在内。
当通过插管部件插入医疗器械(诸如通过具有一个或多个弯曲部分的弯曲插管插入柔性器械)时，本系统和方法的实施例可以提供更均匀的插入力或速度。所述系统和方法可以补偿所需插入力的差异。
在一些实施例中，远距操作外科手术系统包括操纵器和控制系统。所述操纵器被配置成可操作地耦连到所述医疗器械。所述操纵器适于通过插管部件移动所述医疗器械。所述控制系统与所述操纵器通信地耦连。所述控制系统可操作以确定与所述医疗器械和所述插管部件中的至少一个相关联的插入分布。所述控制系统被配置成根据所述插入分布控制插入力以及在通过所述插管部件手动插入所述医疗器械期间影响所述医疗器械的运动。
在该远距操作外科手术系统的一些实施例中，所述插入分布包括：第一部分，其被配置成在通过所述插管部件手动插入所述医疗器械期间辅助所述医疗器械的运动；以及第二部分，其被配置成在通过所述插管部件手动插入所述医疗器械期间阻碍所述医疗器械的运动。
在这种远距操作外科手术系统的一些实施例中，所述医疗器械包括近端、远端、以及在所述近端与所述远端之间的柔性部分，所述插管部件是弯曲插管，通过所述插管部件手动插入所述医疗器械包括将所述远端和所述柔性部分的至少一部分手动移动到所述弯曲插管中，并且所述插入分布被配置成增加为了通过所述插管部件手动插入所述医疗器械而施加的手动插入力的空间均匀性。
在这种远距操作外科手术系统的一些实施例中，所述医疗器械包括被配置成通过所述插管部件手动插入的具有第一轴部分和第二轴部分的轴。所述第一轴部分具有对所述插管部件的第一摩擦响应，并且所述第二轴部分具有对所述插管部件的第二摩擦响应，所述第二摩擦响应不同于所述第一摩擦响应。所述插入分布被配置成在通过所述插管部件手动插入所述第一轴部分和第二轴部分时增加手动插入力的空间均匀性。
在这种远距操作外科手术系统的一些实施例中，所述插管部件包括插管密封件。所述控制系统可操作以便通过以下方式来确定与所述医疗器械和所述插管部件中的至少一个相关联的插入分布：即通过确定与所述医疗器械相关联的插入分布，所述插入分布基于所述医疗器械的直径。
在这种远距操作外科手术系统的一些实施例中，所述医疗器械是柔性医疗器械，包括近端、远端、以及在所述近端与所述远端之间的柔性部分，所述插管部件是弯曲插管，并且所述插入分布是被配置成在通过所述弯曲插管手动插入所述柔性医疗器械期间阻碍所述医疗器械的运动的阻尼分布。所述控制系统可操作以便通过以下方式来确定与所述医疗器械和所述插管部件中的至少一个相关联的插入分布：即通过识别所述插管部件(或所述医疗器械、或所述插管部件和所述医疗器械)，以及确定至少与所述插管部件(或至少与所述医疗器械、或与所述插管部件和所述医疗器械两者)相关联的插入分布。
在一些实施例中，在通过插管部件插入医疗器械期间使用一种控制远距操作外科手术系统的方法。所述方法包括识别至少一个元件类型以及从存储器中检索插入分布。所述元件类型是所述医疗器械的器械类型或所述插管部件的插管部件类型。所述插入分布与所述至少一个部件类型相关联。所述方法还包括确定所述医疗器械相对于所述插管部件的方位；以及在通过所述插管部件插入所述医疗器械时，基于所述插入分布向所述医疗器械施加阻碍力或辅助力。
在这种方法的一些实施例中，所述插入分布包括：第一部分，其被配置成在通过所述插管部件的手动插入期间辅助所述医疗器械的运动；以及第二部分，其被配置成在通过所述插管部件的手动插入期间阻碍所述医疗器械的运动。
在这种方法的一些实施例中，确定所述医疗器械相对于所述插管部件的方位包括确定所述医疗器械的远侧尖端相对于所述插管部件的方位。所述至少一个元件类型包括所述插管部件类型。所述医疗器械是柔性医疗器械，包括近端、远端、以及在所述近端与所述远端之间的柔性部分。所述插管部件是弯曲插管。所述插入分布至少与所述插管部件类型相关联，并且是被配置成在通过所述插管部件插入所述医疗器械时阻碍所述医疗器械的运动的阻尼分布。
在这种方法的各种实施例中，所述至少一个元件类型包括所述插管部件类型，包括所述器械类型，或者包括所述器械类型和所述插管部件类型两者。
本发明的实施例中的一个或多个元件可以用于在计算机系统(诸如控制系统108)的处理器上执行的软件实现。在以软件实现时，本发明的实施例的元件本质上是用于执行必要任务的代码段。程序或代码段可以存储在处理器可读存储介质或装置中，其可以通过传输介质或通信链路上的载波中包含的计算机数据信号来进行下载。处理器可读存储装置可以包括可存储信息的任何介质，包括光学介质、半导体介质和磁性介质。处理器可读存储装置的示例包括：电子电路；半导体装置、半导体存储器装置、只读存储器(ROM)、闪存、可擦除可编程只读存储器(EPROM)；软盘、CD-ROM、光盘、硬盘或其他存储装置。可以通过计算机网络(诸如互联网、内部网等)下载代码段。
应当注意的是，所呈现的过程和显示可能本质上不涉及任何特定的计算机或其他设备。根据本文的教导，各种通用系统可以与程序一起使用，或者可以证明构建更专用的设备来执行所描述的操作是方便的。各种这些系统所需的结构将作为权利要求中的元素出现。此外，不参考任何特定的编程语言来描述本发明的实施例。应当理解的是，可以使用各种编程语言来实现如本文所述的本发明的教导。
尽管已经在附图中描述和示出了本发明的某些示例性实施例，但应当理解的是，此类实施例仅是对广义发明的说明而不是限制，并且本发明的实施例不限于所示出和描述的具体构造和布置，因为本领域的普通技术人员可以进行各种其他修改。

Claims (36)

1.一种远距操作外科手术系统，其包括：
被配置成可操作地耦连到医疗器械的操纵器，所述操纵器适于通过插管部件移动所述医疗器械；以及
与所述操纵器通信地耦连的控制系统，其中所述控制系统可操作以确定与所述插管部件相关联的阻尼分布，所述阻尼分布包括与沿着所述插管部件的方位相关联的多个阻尼水平，并且其中所述控制系统被配置成根据所述阻尼分布控制插入力以及在通过所述插管部件手动插入所述医疗器械期间影响所述医疗器械的运动。
2.根据权利要求1所述的远距操作外科手术系统，其中所述阻尼分布包括：第一部分，其被配置成在通过所述插管部件手动插入所述医疗器械期间辅助所述医疗器械的运动；以及第二部分，其被配置成在通过所述插管部件手动插入所述医疗器械期间阻碍所述医疗器械的运动。
3.根据权利要求1所述的远距操作外科手术系统，其中：
所述医疗器械包括近端、远端、以及在所述近端与所述远端之间的柔性部分；
所述插管部件是弯曲插管；
通过所述插管部件手动插入所述医疗器械包括将所述远端和所述柔性部分的至少一部分手动移动到所述弯曲插管中；并且
所述阻尼分布被配置成当通过所述插管部件插入所述医疗器械时提供更均匀的插入力或速度。
4.根据权利要求1所述的远距操作外科手术系统，其中
所述医疗器械是柔性医疗器械，其包括近端、远端、以及在所述近端与所述远端之间的柔性部分；
所述插管部件是弯曲插管；并且
所述阻尼分布被配置成在通过所述弯曲插管手动插入所述柔性医疗器械期间阻碍所述医疗器械的运动。
5.根据权利要求4所述的远距操作外科手术系统，其中所述控制系统可操作以便通过以下方式来确定所述阻尼分布：
识别所述插管部件；以及
确定与所述插管部件相关联的所述阻尼分布。
6.根据权利要求5所述的远距操作外科手术系统，其中所述插管部件是插管，并且其中所述控制系统被配置成通过感测所述插管的磁性二进制图案来识别所述插管。
7.根据权利要求6所述的远距操作外科手术系统，其中存储器存储描述所述插管的类型的几何信息，所述存储器属于所述控制系统或所述操纵器。
8.根据权利要求4所述的远距操作外科手术系统，其中所述控制系统可操作以便通过以下方式来确定所述阻尼分布：
识别所述医疗器械；
识别所述插管部件；以及
确定与所述医疗器械和所述插管部件相关联的所述阻尼分布。
9.根据权利要求1所述的远距操作外科手术系统，其中所述医疗器械包括被配置成通过所述插管部件手动插入的具有第一轴部分和第二轴部分的轴，所述第一轴部分具有对所述插管部件的第一摩擦响应，并且所述第二轴部分具有对所述插管部件的第二摩擦响应，所述第二摩擦响应不同于所述第一摩擦响应，其中所述阻尼分布被配置成在通过所述插管部件手动插入所述第一轴部分和第二轴部分时提供更均匀的插入力或速度。
10.根据权利要求1所述的远距操作外科手术系统，其中所述阻尼分布是根据插入力分布确定的。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的远距操作外科手术系统，其中所述操纵器包括编码器以便对沿着由所述操纵器限定的轴线移动的托架的位置进行编码，并且其中所述阻尼分布与所述医疗器械沿着所述轴线的速度相关联。
12.一种控制系统，其包括：
存储器，其存储多个阻尼分布和可执行指令；以及
处理器，其被配置成执行存储在所述存储器中的所述可执行指令以使所述处理器执行包括以下步骤的操作：
将医疗器械被插入通过的插管识别为与所述插管的类型相关联；
确定正通过所述插管插入的所述医疗器械的位置；以及
在通过所述插管插入所述医疗器械时，施加来自所述多个阻尼分布的相应阻尼分布以阻碍所述医疗器械的移动，所述阻尼分布包括与沿着所述插管的方位相关联的多个阻尼水平。
13.根据权利要求12所述的控制系统，其中所述操作还包括：
识别所述医疗器械；以及
确定针对所述插管和所述医疗器械是否启用所述阻尼分布。
14.根据权利要求12所述的控制系统，其中所述操作还包括：
确定所述医疗器械的速度；以及
基于所述医疗器械的速度施加所述阻尼分布以阻碍所述医疗器械的移动。
15.根据权利要求12或者权利要求13或14所述的控制系统，其中所述多个阻尼分布中的每个阻尼分布与特定类型的插管相关联。
16.根据权利要求12或者权利要求13或14所述的控制系统，其中所述操作还包括识别所述医疗器械的类型、以及从所述存储器访问与所述医疗器械的类型相关联的器械简档。
17.根据权利要求12或者权利要求13或14所述的控制系统，其中确定正在通过所述插管插入的所述医疗器械的位置包括从可操作地耦连到所述医疗器械的操纵器的编码器接收信息。
18.一种存储可执行指令的非瞬态计算机可读介质，当由处理器执行时，所述可执行指令使得所述处理器执行在通过插管部件插入医疗器械期间控制远距操作外科手术系统的方法，所述方法包括：
识别所述插管部件的插管部件类型；
从存储器中检索与所述插管部件类型相关联的阻尼分布，所述阻尼分布包括与沿着所述插管部件的方位相关联的多个阻尼水平；
确定所述医疗器械相对于所述插管部件的方位；以及
在通过所述插管部件插入所述医疗器械时，基于所述阻尼分布向所述医疗器械施加阻碍力或辅助力。
19.根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述阻尼分布包括：第一部分，其被配置成在通过所述插管部件的手动插入期间辅助所述医疗器械的运动；以及第二部分，其被配置成在通过所述插管部件的手动插入期间阻碍所述医疗器械的运动。
20.根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读介质，其中
确定所述医疗器械相对于所述插管部件的方位包括确定所述医疗器械的远侧尖端相对于所述插管部件的方位；
所述医疗器械是柔性医疗器械，包括近端、远端、以及在所述近端与所述远端之间的柔性部分；以及
所述插管部件是弯曲插管。
21.根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述方法还包括监测所述医疗器械的插入速度，并且其中向所述医疗器械施加所述阻碍力或辅助力包括确定所述医疗器械的插入速度是否超过阈值插入速度。
22.根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读介质，其中识别所述插管部件类型包括通过读取嵌入所述插管部件的磁体二进制图案来识别所述插管部件的插管类型。
23.根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述阻尼分布包括与所述插管部件的第一部分相关联的第一阻尼系数和与所述插管部件的第二部分相关联的第二阻尼系数。
24.根据权利要求23所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述插管部件的所述第一部分是直部分并且所述插管部件的所述第二部分是弯曲部分。
25.根据权利要求23所述的非瞬态计算机可读介质，其中确定所述医疗器械相对于所述插管部件的方位包括确定所述医疗器械的远侧尖端相对于所述插管部件的方位；并且其中施加所述阻碍力或辅助力包括：
在所述远侧尖端的方位与所述插管部件的所述第一部分相关联时施加所述第一阻尼系数；以及
在所述远侧尖端的方位与所述插管部件的所述第二部分相关联时施加所述第二阻尼系数。
26.根据权利要求25所述的非瞬态计算机可读介质，其中与所述第二阻尼系数相比，所述第一阻尼系数被配置成更加阻碍通过所述插管部件插入所述医疗器械。
27.根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述阻尼分布包括与所述插管部件的第一部分相关联的第一阈值速度和与所述插管部件的第二部分相关联的第二阈值速度。
28.根据权利要求18至27中任一项所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述阻尼分布根据插入力分布而确定，所述插入力分布包括与所述插管部件类型相关联的至少三个水平的力。
29.一种远距操作外科手术系统，其包括：
被配置成可操作地耦连到柔性医疗器械的操纵器，所述操纵器适于通过插管移动所述医疗器械，其中所述柔性医疗器械包括：被配置成在所述医疗器械移动通过所述插管之后从所述插管向近侧延伸的近端、被配置成在所述医疗器械移动通过所述插管之后从所述插管向远侧延伸的远端和所述近端与所述远端之间的柔性部分；以及
与所述操纵器通信地耦连的控制系统，其中所述控制系统可操作以确定与所述插管相关联的阻尼分布，所述阻尼分布包括与沿着所述插管的方位相关联的多个阻尼水平，并且其中所述控制系统被配置成根据所述阻尼分布来调节阻力以及在通过所述插管手动插入所述医疗器械期间阻碍所述医疗器械的运动。
30.根据权利要求29所述的远距操作外科手术系统，其中所述操纵器被配置成通过设置在所述操纵器上的适配器来可操作地耦连到所述医疗器械，其中所述适配器被配置成与所述控制系统通信以识别所述医疗器械。
31.根据权利要求29所述的远距操作外科手术系统，其中所述控制系统可操作以便通过以下方式来确定与所述插管相关联的阻尼分布：
识别所述医疗器械；
识别所述插管；以及
确定与所述医疗器械和所述插管相关联的所述阻尼分布。
32.根据权利要求29或者权利要求30或31所述的远距操作外科手术系统，其中所述操纵器包括编码器以便对沿着由所述操纵器限定的轴线移动的托架的位置进行编码，并且其中所述阻尼分布与所述医疗器械沿着所述轴线的速度相关联。
33.一种存储可执行指令的非瞬态计算机可读介质，当由处理器执行时，所述可执行指令使得所述处理器执行在通过弯曲插管插入柔性医疗器械期间控制远距操作外科手术系统的方法，所述方法包括：
识别所述弯曲插管的插管类型；
从存储器中检索与所述插管类型相关联的阻尼分布，所述阻尼分布包括与沿着所述弯曲插管的方位相关联的多个阻尼水平；
确定所述医疗器械相对于所述插管的方位；以及
在通过所述插管插入所述医疗器械时，基于所述阻尼分布向所述医疗器械施加阻碍力。
34.根据权利要求33所述的非瞬态计算机可读介质，其还包括监测所述医疗器械的插入速度，并且其中向所述医疗器械施加所述阻碍力包括确定所述医疗器械的插入速度是否超过阈值插入速度。
35.根据权利要求33或权利要求34所述的非瞬态计算机可读介质，其中确定所述医疗器械相对于所述插管的方位包括确定所述医疗器械的远侧尖端相对于所述插管的方位，并且其中施加所述阻碍力包括：
在所述远侧尖端的方位与所述插管的第一部分相关联时施加第一阻尼系数；以及
在所述远侧尖端的方位与所述插管的第二部分相关联时施加第二阻尼系数。
36.根据权利要求35所述的非瞬态计算机可读介质，其中与所述第二阻尼系数相比，所述第一阻尼系数被配置成更加阻碍通过所述插管插入所述医疗器械。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7930065B2 (en) 2005-12-30 2011-04-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Robotic surgery system including position sensors using fiber bragg gratings
CN104688281B (zh) 2006-06-13 2017-04-19 直观外科手术操作公司 微创手术系统
EP3578119B1 (en) 2013-12-11 2021-03-17 Covidien LP Wrist and jaw assemblies for robotic surgical systems
JP6718463B2 (ja) 2015-02-19 2020-07-08 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ ロボット外科用システムのための入力デバイスを再位置決めする方法
EP3267920A4 (en) 2015-03-10 2019-03-06 Covidien LP MEASURING THE HEALTH OF A CONNECTING ELEMENT OF A SURGICAL ROBOTIC SYSTEM
CA2987652A1 (en) 2015-06-23 2016-12-29 Covidien Lp A surgical instrument and instrument drive connector for use with robotic surgical systems
WO2017053363A1 (en) 2015-09-25 2017-03-30 Covidien Lp Robotic surgical assemblies and instrument drive connectors thereof
EP3376988B1 (en) 2015-11-19 2023-08-23 Covidien LP Optical force sensor for robotic surgical system
US11576562B2 (en) 2016-04-07 2023-02-14 Titan Medical Inc. Camera positioning method and apparatus for capturing images during a medical procedure
US11446099B2 (en) 2016-06-03 2022-09-20 Covidien Lp Control arm for robotic surgical systems
EP3463162A4 (en) 2016-06-03 2020-06-24 Covidien LP SYSTEMS, METHODS AND COMPUTER READABLE PROGRAM PRODUCTS FOR CONTROLLING A ROBOT CONTROLLED MANIPULATOR
US10675761B2 (en) * 2016-10-14 2020-06-09 Magic Leap, Inc. Mode architecture for general purpose robotics
WO2018152141A1 (en) 2017-02-15 2018-08-23 Covidien Lp System and apparatus for crush prevention for medical robot applications
WO2018217429A1 (en) 2017-05-24 2018-11-29 Covidien Lp Presence detection for electrosurgical tools in a robotic system
US11839441B2 (en) 2017-05-25 2023-12-12 Covidien Lp Robotic surgical system with automated guidance
WO2019050829A1 (en) 2017-09-05 2019-03-14 Covidien Lp COLLISION MANAGEMENT ALGORITHMS FOR ROBOTIC SURGICAL SYSTEMS
US11432890B2 (en) 2018-01-04 2022-09-06 Covidien Lp Systems and assemblies for mounting a surgical accessory to robotic surgical systems, and providing access therethrough
WO2020009830A1 (en) 2018-07-03 2020-01-09 Covidien Lp Systems, methods, and computer-readable media for detecting image degradation during surgical procedures
JP7337151B2 (ja) * 2018-10-05 2023-09-01 インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド 医療器具を位置付けするためのシステム及び方法
WO2020081643A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-23 Kent State University Extension hardware device for physical controller
US11576733B2 (en) 2019-02-06 2023-02-14 Covidien Lp Robotic surgical assemblies including electrosurgical instruments having articulatable wrist assemblies
CN113195174A (zh) * 2019-03-12 2021-07-30 直观外科手术操作公司 引导工具改变
USD963851S1 (en) 2020-07-10 2022-09-13 Covidien Lp Port apparatus
US11948226B2 (en) 2021-05-28 2024-04-02 Covidien Lp Systems and methods for clinical workspace simulation
CN116922383A (zh) * 2023-07-21 2023-10-24 北京纳通医用机器人科技有限公司 机械臂控制方法、装置、设备及存储介质

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6331181B1 (en) 1998-12-08 2001-12-18 Intuitive Surgical, Inc. Surgical robotic tools, data architecture, and use
EP1032328A1 (en) 1997-11-25 2000-09-06 Triad Vascular Systems Inc. Layered endovascular graft
US6377011B1 (en) 2000-01-26 2002-04-23 Massachusetts Institute Of Technology Force feedback user interface for minimally invasive surgical simulator and teleoperator and other similar apparatus
US6817974B2 (en) 2001-06-29 2004-11-16 Intuitive Surgical, Inc. Surgical tool having positively positionable tendon-actuated multi-disk wrist joint
US8945095B2 (en) * 2005-03-30 2015-02-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Force and torque sensing for surgical instruments
US9114252B2 (en) * 2005-12-02 2015-08-25 University Of Rochester Image-guided therapy delivery and diagnostic needle system
US7689320B2 (en) 2005-12-20 2010-03-30 Intuitive Surgical Operations, Inc. Robotic surgical system with joint motion controller adapted to reduce instrument tip vibrations
CN104688281B (zh) 2006-06-13 2017-04-19 直观外科手术操作公司 微创手术系统
EP1915963A1 (en) * 2006-10-25 2008-04-30 The European Atomic Energy Community (EURATOM), represented by the European Commission Force estimation for a minimally invasive robotic surgery system
US8594799B2 (en) * 2008-10-31 2013-11-26 Advanced Bionics Cochlear electrode insertion
US10507071B2 (en) * 2009-05-11 2019-12-17 Carefusion 2200, Inc. Hand actuated, articulating device having an electric force enhancement system
US8551115B2 (en) 2009-09-23 2013-10-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Curved cannula instrument
US8888789B2 (en) * 2009-09-23 2014-11-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Curved cannula surgical system control
US20110071541A1 (en) 2009-09-23 2011-03-24 Intuitive Surgical, Inc. Curved cannula
US9358072B2 (en) * 2010-01-15 2016-06-07 Immersion Corporation Systems and methods for minimally invasive surgical tools with haptic feedback
US9089351B2 (en) 2010-02-12 2015-07-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Sheath for surgical instrument
US8343045B2 (en) 2010-04-05 2013-01-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Curved cannula
KR101906539B1 (ko) 2010-07-09 2018-10-11 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 전기수술 도구 커버
EP2497521A1 (de) * 2011-03-10 2012-09-12 ECP Entwicklungsgesellschaft mbH Schubvorrichtung zum axialen Einschieben eines strangförmigen, flexiblen Körpers
US9295523B2 (en) 2012-02-15 2016-03-29 Intuitive Surgical Operations, Inc. Low friction cannula seals for minimally invasive robotic surgery
WO2014010177A1 (ja) 2012-07-10 2014-01-16 パナソニック株式会社 力計測装置及び力計測方法、マスタースレーブ装置、力計測プログラム、並びに、集積電子回路
JP6255401B2 (ja) * 2012-08-15 2017-12-27 インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド 機械本体の動きを操作するためのファントム自由度
CN104755041B (zh) * 2012-11-02 2018-11-13 直观外科手术操作公司 用于医疗器械的自对抗驱动装置
JP6027947B2 (ja) * 2013-07-26 2016-11-16 オリンパス株式会社 マニピュレータシステム
US10046140B2 (en) 2014-04-21 2018-08-14 Hansen Medical, Inc. Devices, systems, and methods for controlling active drive systems
CN104042259B (zh) 2014-05-16 2016-06-29 天津理工大学 一种主从微创血管介入手术辅助系统从操作器装置
US10251717B2 (en) 2014-08-01 2019-04-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Damping a telesurgical system
WO2017042823A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Xact Robotics Ltd. Systems and methods for guiding the insertion of a medical tool
CN114767266A (zh) * 2016-06-09 2022-07-22 直观外科手术操作公司 计算机辅助远程操作手术系统和方法
WO2018071573A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Surgical puncture device insertion systems and related methods
US11529734B2 (en) * 2019-10-31 2022-12-20 Verb Surgical Inc. Systems and methods for visual sensing of and docking with a trocar

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