一種自動化外科手術系統(10)，包括在預期用于外科醫生的控制操縱臺(12)的控制下動作的至少一個機械臂(11)。操縱臺(12)包括用于檢測外科醫生的注視方向并用于依據檢測到的注視方向來輸入指令的眼部跟蹤系統(21)。有利地，操縱臺(22)包括具有用于觀察手術區的至少一個區域(23)的屏幕(23)，且在可依據注視方向來執行的指令中，有利地具有用于在檢測到落在屏幕的所述區域(23)內或外的注視方向時使機械臂(11)能夠運動或使機械臂(11)不能運動的自動指令。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及自動化外科手術系統，特別是用于微創手術例如內窺鏡檢查的自動化外科手術系統。在現有技術中，已提出了用于執行外科手術，特別是腹腔鏡手術的自動化系統。這些自動化系統包括由外科醫生通過專門的操縱臺控制的一個或多個機械臂(robot?arm)。所述操縱臺通常包括電視屏幕和合適的操縱器，在電視屏幕上顯示手術區的畫面(通常借助于內窺鏡電視攝像機來記錄)，外科醫生借助于操縱器來執行機械臂的運動。操縱器可以是“反應的”類型的，使得外科醫生也能夠用他/她的手來感覺由自動化外科手術器械施加在患者的組織上的力。通常，機械臂中的一個使電視攝像機移動，使得外科醫生能夠在手術期間改變其視角，同時一個或多個機械臂使手術器械(鑷子、剪刀、手術刀、吸引器等)移動，外科醫生用該手術器械來執行預期手術。由于可用的控制器的數量和外科醫生必須監視的手術參數的數量，對于外科醫生來說，控制該系統是有些復雜的。除了機械臂的運動之外，外科醫生還必須操作安裝在臂上的外科手術器具(例如，控制鑷子或剪刀的打開及關閉)并控制電視攝像機鏡頭，以便根據任何一個時刻的需要而具有手術區的更近或更遠的畫面。通常，當正在看由電視攝像機顯示的畫面時，外科醫生必須同時操作帶有外科手術器具的兩個機械臂，使得他/她的雙手都被占用來控制相應的操縱器。這妨礙了外科醫生能夠使用其它系統功能，除非他/她從外科手術器具控制器移開他/她的手。也已提出其中某些功能可通過使用設置在操縱器上的踏板(pedal)或附加控制設備來激活使得其可以用手指來操作而無需放開操縱器本身的系統。然而，所有這些系統往往是不直觀的，并且在任何情況下，當用外科手術操縱器來執行精確操縱時分散了外科醫生的注意力。另外的問題是由于某種原因(例如，為了執行另外的功能或觀察在操縱臺上或在手術區外的其它器械上顯示的手術參數)，外科醫生的注意力可能從手術區的畫面分散。在這些情況下，外科醫生可能沒有注意到自動化外科手術器械的不正確或危險的運動，該不正確或危險的運動也可能由他/她在緊握操縱器時不自覺地執行。為了避免這樣的情況，已提出了使用外科醫生必須操作來使機械手(robot)的運動激活/去激活(deactivate)的踏板，以便能夠在從操縱器移開他/她的手和引導他/她的注意力離開手術區之前使運動去激活。然而，該踏板的及時操作取決于外科醫生。本專利技術的主要目的是提供一種自動化外科手術系統以及一種允許由外科醫生更好和更安全地控制的控制方法，從而除了其它方面，確保系統的更好的操作安全性。鑒于這個目標，已經根據本專利技術產生的想法是提供一種自動化外科手術系統，其包括至少一個機械臂，該機械臂在預期用于外科醫生的控制系統的控制下動作，其特征在于，操縱臺包括用于檢測外科醫生的注視方向且用于依據檢測到的注視方向輸入指令的眼部跟蹤系統。根據本專利技術的另外的想法是提供一種用于控制自動化外科手術系統的方法，該自動化外科手術系統包括在預期用于外科醫生的操縱臺的控制下動作的至少一個機械臂，其中外科醫生的注視方向被檢測，且外科手術系統的功能依據檢測到的注視方向來控制。為了更清楚地說明本專利技術的創新性原理及其相比于現有技術的優點，下面將借助于附圖來描述應用這些原理的實施方式的實例。在附圖中：-圖1示出了根據本專利技術的外科手術系統的示意圖；-圖2示出了根據本專利技術的系統的框圖。參照附圖，圖1以示意圖的形式示出了根據本專利技術提供的通常以10表示的自動化外科手術系統。系統10包括至少一個機械臂11，其在由例如坐在舒適的工作位置中的外科醫生來管理的控制操縱臺12的控制下動作。操縱臺也可安裝在輪子上，以便其可以被容易地移位。機械臂將是適合于特定用途的實質上已知的類型。在這里示出的系統10中，機械臂的數量是三個，然而無疑可以使用不同的數量。機械臂(或每個機械臂)終止在能夠支撐和操作用于在患者13上使用的外科手術器械的腕部件中。該器械通常將是用于內窺鏡手術且特別是用于腹腔鏡手術的已知器械。有利地，器械中的一個是記錄手術區(在該特定情況下為患者的內部)的電視攝像機14，同時其它器械可以是合適的已知外科手術工具15、16(鑷子、吸引器、手術刀等)。本文將不進一步描述和說明機械臂、器械以及用于操縱這些器械的致動器，因為其是已知的且可容易地被本領域技術人員想象到。本文也不進一步描述使用本系統而是可能的外科手術以及用于執行外科手術的方法，因為其可容易地被本領域技術人員想象到。機械臂由合適的已知電子控制單元30來操作，以便執行通過操縱臺12輸入的運動。單元30將接收高水平運動指令(例如，被機械手支撐的工具的期望位置和傾角)并將執行這些高水平運動指令，將其轉變成被發送到機械臂關節的單獨電動機的相應的信號序列。機械臂也可設有已知的力傳感器，單元30使用力傳感器來防止由于臂與工作空間中的物體的碰撞而產生損害，且為了對操縱臺處的操作員提供合適的反饋，如將在下面闡明的。有利地，操縱臺和用于控制機械手的單元之間的連接可以是光纖類型的，以便減小與傳輸的信號干擾的可能性。合適的機械臂和控制系統例如在WO2007/088208、WO2008/049898和WO2007/088206中描述。為了執行外科手術器械的運動，操縱臺可有利地包括一對已知操縱器17、18，該一對已知操縱器17、18可以被外科醫生握住，并且其運動由外科手術器械借助于機械臂11的運動來合適地再現。有利地，操縱器可以是已知的“反應的”類型(即，具有提供加重運動和觸覺傳感的觸覺接口)，使得外科醫生也能夠在操縱器上感覺到由自動化外科手術器械施加在患者的組織上的力。合適的觸覺接口在自動化內窺鏡外科手術的行業(sector)中是眾所周知的。通常，每個操縱器將操作一機械臂。有利地，在多于兩個臂的情況下，控制器將設置在操縱臺上，以便能夠根據需要為每個操縱器分配所需的機械臂，如將在下面進一步解釋的。還可設想例如也包括踏板設備20的鍵盤19和其它指令輸入設備。如果設想用于特定器械等，則設備20可包括用于激活，例如單極器械和雙極器械的動力供給、沖洗和抽吸功能的一個或多個踏板。操縱臺12還包括用于檢測外科醫生朝向操縱臺的注視方向以及用于也根據檢測到的注視方向控制外科手術系統的眼部運動跟蹤系統21或所謂的“眼部跟蹤器”。以這種方式，外科醫生可借助于眼睛的運動來控制系統的功能。有利地，操縱本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.07 IT MI2010A0005791.一種自動化外科手術系統(10)，包括在預期用于外科醫生的控制
操縱臺(12)的控制下動作的至少一個機械臂(11)，其特征在于，所述操
縱臺(12)包括眼部跟蹤系統(21)，所述眼部跟蹤系統(21)用于檢測
外科醫生的注視方向并用于依據檢測到的注視方向來輸入指令。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述操縱臺(12)包
括具有用于觀察手術區的至少一個區域(23)的屏幕(22)，且當檢測到
落在所述屏幕或所述屏幕的至少所述區域(23)外的注視方向時，所述跟
蹤系統(21)生成用于使至少一個機械臂(11)不能運動的指令。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述操縱臺(12)包
括屏幕(22)和人機界面，所述屏幕(22)具有用于觀察手術區的至少一
個區域，所述人機界面將與指令相關的選擇區域(31)顯示在所述屏幕上，
所述跟蹤系統估計外科醫生的注視方向，并且當所述跟蹤系統檢測到落在
所述選擇區域(31)中的一個區域內的注視方向時，執行對與所述選擇區
域(31)中的所述一個區域相關的指令的選擇。
4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述操縱臺包括用于
操作所述機械臂的操縱器(17、18)，且與所述選擇區域(31)相關的所
述指令包括用于使操縱器和機械臂相互分配的指令。
5.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述屏幕(22)形成
用于在3D中觀察所述手術區的系統的部分。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述眼部跟蹤系統包
括用于記錄至少外科醫生的眼睛的畫面的至少一個電視攝像機(32、33)
以及用于依據所拍攝的畫面計算所述注視方向的裝置(21)。
7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，其包括用于檢測外科
醫生的眼睛和顯示所述手術區的畫面的屏幕(22)之間的距離的系統(21)，
該距離檢測系統依據在檢測到的距離上的變化來執行所述手術區的顯示
在所述屏幕(22)上的所述畫面的放大和/或位置上的變化。
8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述操縱臺(12)包
括具有用于觀察手術區的至少一個區域(23)的屏幕(22)，且當檢測到
落在所述屏幕或所述屏幕的至少所述區域(23)內的注視方向時，所述跟
蹤系統(21)生成用于使至少一個機械臂(11)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：埃米利奧·魯伊斯莫拉萊斯，達米恩·布拉塞，保羅·因韋爾尼齊，
申請(專利權)人：索發有限公司，
類型：
國別省市：
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