【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检测用于医疗或外科远程操作的主从式机器人系统的不受约束主设备的操作异常的方法，以及相应的用于医疗或外科远程操作的主从式机器人系统，该主从式机器人系统被配备以执行上述方法。
技术介绍
1、在机器人远程操作的手术的背景下，在存在用于医疗或外科远程操作的主从式机器人系统的情况下，实时评估赋予从设备运动的主设备是否运行良好并在预期条件下操作，以确保有效的动作和患者安全是非常重要的，并且实时验证主设备并未在异常状况或情况下操作也是非常重要的。
2、在具有不受约束的磁检测接口或光检测接口的主设备的背景下、以及在具有机械上受约束的接口的主设备的背景下，都具有这种需求。
3、在机械上不受约束或“不接地”的主设备(最近作为有效和有利的解决方案出现，例如在同一申请人的文件wo-2019-220407、wo-2019-220408和wo-2019-220409中所示)的背景下，上述要求提出了复杂的技术挑战。
4、特别地，在主从式机器人系统(其中主设备不被机械地约束或机动化)中，必须防止由于主设备的不受控制的操作情况而引起的向外科(或微外科)设备传输无意的命令，以避免对患者的风险。文件us-2011-118748(其中主设备由外科医生穿戴)和wo-2020-0092170(其中主设备本体具有大致椭圆形形状)中示出了具有不受约束的主设备的这种方案的示例。
5、已知的具有机械上不受约束的(或“不接地的(ungrounded)”或“未接地的(groundless)”)主设备的、用于医疗或外
6、因此，在这种情况下，强烈感到需要应用实时验证主设备的任何异常操作状况的程序，这些程序由用于医疗或外科远程操作的机器人控制系统自动执行，并且是高效和可靠的，以便满足这种应用所要求的严格的安全要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于检测用于医疗或外科远程操作的机器人主从式系统的主设备的操作异常的方法，该方法允许至少部分地克服以上参照现有技术所提及的缺点，并在所考虑的
中响应上述需求。这一目的通过根据权利要求1的方法实现。
2、这种方法的进一步实施例由权利要求2至21限定。
3、本专利技术的另一个目的是提供一种用于管理在主设备中检测到的异常的方法，该方法包括执行上述用于检测主设备的异常的方法。此方法由权利要求22限定。
4、本专利技术还有一个目的是提供一种用于医疗或外科远程操作的机器人系统，该机器人系统被装备以执行上述异常检测方法。
5、这一目的通过根据权利要求23所述的系统实现。
6、这种方法的其它实施例由权利要求24至44限定。
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1.一种用于识别和确认和/或区分在使用主设备(110；310；410、420；510)时的至少一个异常状况的方法，所述主设备是手持式的、旨在由操作员手持、并且机械上不接地、用于控制用于医疗或外科远程操作的机器人系统，其中，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果检测到所述异常，则要执行所述系统状态改变包括：退出远程操作。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法包括进一步的步骤：由一个或多个传感器测量和/或检测属于所述主设备或与所述主设备集成的所述至少一个点的位置向量，以及所述位置向量随时间的演变；
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述检测和计算所述加速度向量的步骤包括：
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述检测和/或计算所述加速度向量的步骤包括：
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于医疗或外科远程操作的所述机器人系统包括：
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述测量和/或检测步骤相对于参考坐标系来执行，所述参考坐标系与用于远程操作手术的所述机器人
8.根据权利要求7所述的方法，其中，用于医疗或外科远程操作的所述机器人系统包括操作控制台(455)，
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，用于医疗或外科远程操作的所述机器人系统包括跟踪系统，所述跟踪系统适用于检测所述主设备在预定跟踪体积内的输入位置和取向，从而所述从手术器械的致动取决于外科医生借助于所述主设备给出的手动命令和/或所述主设备的位置和取向。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述主设备是手持式且不接地的主设备，所述手持式且不接地的主设备包括两个刚性部分(180、190；380、390；580、590)，所述两个刚性部分被约束成关于公共轴线相对旋转和/或平移，
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述计算步骤包括：计算所述至少两个可检测点的加速度向量和/或速度向量，
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，待检测的异常为所述主设备的意外掉落，并且其中，所述方法包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，计算所述主设备的所述至少两个检测点中的每一个的加速度向量以提供冗余和/或进一步验证。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，待检测的异常为所述主设备的过度加速，特别是由所述使用者在所述运动中施加的所述主设备的过度加速，并且其中，所述方法包括：
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述竖直加速度阈值小于所述总加速度阈值。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，计算所述主设备的两个所述检测点的加速度，
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，所述总加速度阈值被限定为随所述主设备与所述从设备之间的运动的比例因子的减小而增大，和/或，随着使用者选择并应用于远程操作的主从式运动的比例因子的减小而增大。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中，所述主设备包括以弹性接头相互连接的两个刚性部分(580、590)，当使用者未按压或牢牢手持所述部分时，所述弹性接头倾向于至少成角度地打开所述部分，并且待检测的异常为所述主设备的意外开启，
19.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中，所述主设备包括两个刚性部分(380、390)，所述两个刚性部分(380、390)被弹性约束以沿着与所述主设备的所述部分中的至少一个的纵向延伸部一致的纵向轴线平移，并且其中，所述方法包括：
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，同时检测以下全部的所述异常：所述主设备的意外掉落、所述主设备的过度加速、以及所述主设备的突然和/或意外开启。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，检测所述主设备的意外掉落、所述主设备的过度加速、以及所述主设备的突然和/或意外开启的所述异常经受所述不受约束的主设备位于可预定的工作体积(415；415、425；515)内的进一步约束。
22.一种用于管理在用于外科或医疗远程操作的主从式机器人系统的主设备中识别的异常的方法，所述方法包括以下步骤：
23.一种用于医疗或外科远程操作的机器人系统(400)，所述机器人系统包括：
24.根据权利要求23所述的机器人系统，其中，如果检测到所述异常则要的执行所述系统状态改变包括：退出远程操作。
25.根据权利要求23或24所述的机器...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于识别和确认和/或区分在使用主设备(110；310；410、420；510)时的至少一个异常状况的方法，所述主设备是手持式的、旨在由操作员手持、并且机械上不接地、用于控制用于医疗或外科远程操作的机器人系统，其中，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果检测到所述异常，则要执行所述系统状态改变包括：退出远程操作。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法包括进一步的步骤：由一个或多个传感器测量和/或检测属于所述主设备或与所述主设备集成的所述至少一个点的位置向量，以及所述位置向量随时间的演变；
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述检测和计算所述加速度向量的步骤包括：
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述检测和/或计算所述加速度向量的步骤包括：
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于医疗或外科远程操作的所述机器人系统包括：
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述测量和/或检测步骤相对于参考坐标系来执行，所述参考坐标系与用于远程操作手术的所述机器人系统相关联，并且具有预定轴线和在预定点中的原点。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，用于医疗或外科远程操作的所述机器人系统包括操作控制台(455)，
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，用于医疗或外科远程操作的所述机器人系统包括跟踪系统，所述跟踪系统适用于检测所述主设备在预定跟踪体积内的输入位置和取向，从而所述从手术器械的致动取决于外科医生借助于所述主设备给出的手动命令和/或所述主设备的位置和取向。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述主设备是手持式且不接地的主设备，所述手持式且不接地的主设备包括两个刚性部分(180、190；380、390；580、590)，所述两个刚性部分被约束成关于公共轴线相对旋转和/或平移，
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述计算步骤包括：计算所述至少两个可检测点的加速度向量和/或速度向量，
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，待检测的异常为所述主设备的意外掉落，并且其中，所述方法包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，计算所述主设备的所述至少两个检测点中的每一个的加速度向量以提供冗余和/或进一步验证。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，待检测的异常为所述主设备的过度加速，特别是由所述使用者在所述运动中施加的所述主设备的过度加速，并且其中，所述方法包括：
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述竖直加速度阈值小于所述总加速度阈值。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，计算所述主设备的两个所述检测点的加速度，
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，所述总加速度阈值被限定为随所述主设备与所述从设备之间的运动的比例因子的减小而增大，和/或，随着使用者选择并应用于远程操作的主从式运动的比例因子的减小而增大。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中，所述主设备包括以弹性接头相互连接的两个刚性部分(580、590)，当使用者未按压或牢牢手持所述部分时，所述弹性接头倾向于至少成角度地打开所述部分，并且待检测的异常为所述主设备的意外开启，
19.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中，所述主设备包括两个刚性部分(380、390)，所述两个刚性部分(380、390)被弹性约束以沿着与所述主设备的所述部分中的至少一个的纵向延伸部一致的纵向轴线平移，并且其中，所述方法包括：
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，同时检测以下全部的所述异常：所述主设备的意外掉落、所述主设备的过度加速、以及所述主设备的突然和/或意外开启。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，检测所述主设备的意外掉落、所述主设备的过度加速、以及所述主设备的突然和/或意外开启的所述异常经受所述不受约束的主设备位于可预定的工作体积(415；415、425；515)内的进一步约束。
22.一种用于管理在用于外科或医疗远程操作的主从式机器人系统的主设备中识别的异常的方法，所述方法包括以下步骤：
23.一种用于医疗或外科远程操作的机器人系统(400)，所述机器人系统包括：
24.根据权利要求23所述的机器人系统，其中，如果检测到所述异常则要的执行所述系统状态改变包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊曼纽尔·鲁法尔第，马西米利亚诺·思米，
申请(专利权)人：医疗显微器具股份公司，
类型：发明
国别省市：
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