CN102170835B - 提供计算机生成的摄像器械的辅助视图以控制医疗机器人系统的末端定位和取向的医疗机器人系统 - Google Patents

提供计算机生成的摄像器械的辅助视图以控制医疗机器人系统的末端定位和取向的医疗机器人系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102170835B
CN102170835B CN200980138663.7A CN200980138663A CN102170835B CN 102170835 B CN102170835 B CN 102170835B CN 200980138663 A CN200980138663 A CN 200980138663A CN 102170835 B CN102170835 B CN 102170835B
Authority
CN
China
Prior art keywords
video camera
orientation
input equipment
hinged
mechanical organ
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200980138663.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102170835A (zh
Inventor
N·迪奥莱提
D·Q·拉克恩
D·戈麦斯
T·莫斯塔发
P·W·莫尔
P·E·利拉根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intuitive Surgical Operations Inc
Original Assignee
Intuitive Surgical Operations Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intuitive Surgical Operations Inc filed Critical Intuitive Surgical Operations Inc
Publication of CN102170835A publication Critical patent/CN102170835A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102170835B publication Critical patent/CN102170835B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00149—Holding or positioning arrangements using articulated arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00006—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of control signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00039—Operational features of endoscopes provided with input arrangements for the user
    • A61B1/00042—Operational features of endoscopes provided with input arrangements for the user for mechanical operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00043—Operational features of endoscopes provided with output arrangements
    • A61B1/00045—Display arrangement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00043—Operational features of endoscopes provided with output arrangements
    • A61B1/00045—Display arrangement
    • A61B1/0005—Display arrangement combining images e.g. side-by-side, superimposed or tiled
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00087—Tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00154—Holding or positioning arrangements using guiding arrangements for insertion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/313—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for introducing through surgical openings, e.g. laparoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B34/37—Master-slave robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/74—Manipulators with manual electric input means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/77—Manipulators with motion or force scaling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/065—Determining position of the probe employing exclusively positioning means located on or in the probe, e.g. using position sensors arranged on the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/285—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine for injections, endoscopy, bronchoscopy, sigmoidscopy, insertion of contraceptive devices or enemas
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00115—Electrical control of surgical instruments with audible or visual output
    • A61B2017/00119—Electrical control of surgical instruments with audible or visual output alarm; indicating an abnormal situation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/102—Modelling of surgical devices, implants or prosthesis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2074—Interface software
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/305—Details of wrist mechanisms at distal ends of robotic arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A61B2090/365—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body augmented reality, i.e. correlating a live optical image with another image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/03—Automatic limiting or abutting means, e.g. for safety
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras

Abstract

本发明公开一种医疗机器人系统，该医疗机器人系统包括进入导向器(200)，其中外科手术工具(231、241)和摄像机(211)延伸通过所述进入导向器远端。为了补充由该摄像机捕获到的图像所提供的视图，包括该外科手术工具和/或摄像机的可铰接臂的辅助视图根据检测到的或其他确定的关于它们的位置和取向的信息生成，并且从特定视点的投影显示在显示屏(140)上。在操作者控制该摄像机的定位和取向的同时，为操作者提供关于辅助视图的直观控制。

Description

提供计算机生成的摄像器械的辅助视图以控制医疗机器人系统的末端定位和取向的医疗机器人系统
对相关申请的交叉引用 
本专利申请主张由发明人Nicola Diolaiti等人于2008年9月30日提交的名称为“提供计算机生成的摄像器械的辅助视图以控制医疗机器人系统末端定位和取向的医疗机器人系统”的美国临时专利申请61/101,384号的权益，并且本专利申请是2008年6月27日提交的美国专利申请12/163,087号的连续部分，这两篇申请被并入本文作为参考。 
技术领域
本发明总的涉及医疗机器人系统，具体地涉及提供计算机生成的摄像器械的辅助视图以控制医疗机器人系统的末端定位和取向的医疗机器人系统。 
背景技术
诸如在执行微创外科手术程序中所用系统的医疗机器人系统与传统的开放式外科手术技术相比具有许多益处，包括疼痛较小、住院时间较短、恢复正常活动较快、留下的伤痕最小、减少康复时间以及对组织的损害较小。因此，对于这种医疗机器人系统的需求强烈并且正在日益增长。 
WO 2008/103383A1公开了一种内窥镜系统，其中内窥镜可以被定位为使得摄像机和器械定位在其远端。设置在该内窥镜上的基准点允许在预先定义的立体空间中跟踪该远端，从而使得被摄像机捕获的图像可以与三维的预备扫描的数据对准和结合，该图像可以被处理器放大、旋转和/或一般地操纵，用于显示在监控器上。 
这种医疗机器人系统的一个示例是来自加利福尼亚州Sunnyvale市的Intuitive Surgical，Inc.(直观外科手术公司)的da Vinci 外科手术系统， 这是一种微创机器人外科手术系统。这种da Vinci 外科手术系统具有多个机器人臂，这些机器人臂响应于外科医生通过观察由外科手术部位的图像捕获装置捕获到的图像对输入装置的移动，来移动连接的医疗装置，例如，图像捕获装置和Intuitive Surgical(直观外科手术)的有专利权的Endowrist (内肘节)铰接的外科手术器械。每个医疗器械通过其自己的微创切口插入病人体内并定位，以在外科手术部位执行医疗程序。(多个)切口被安排在病人身上，以便可以用(多个)外科手术器械协同执行医疗程序，而图像捕获装置可以观察医疗程序而不使外科手术器械的机器人臂在手术期间发生碰撞。 
为了执行某些医疗程序，利用诸如微创切口或人体自然孔口的单个进入口进入病人体内执行医疗程序是有利的。例如，进入导向器可以首先在进入口中插入、定位并保持在适当位置。然后，诸如可铰接的摄像机和用于执行医疗程序的多个可铰接的外科手术工具的各种器械可以被插入到该进入导向器的近端中，以便延伸到其远端之外。因此，进入导向器为多个器械提供单个进入口，同时当进入导向器朝着工作部位引导这些器械时保持这些器械捆在一起。 
由于进入导向器通常具有相对小的直径以便适合通过微创切口或人体自然孔口，因此在远程操作执行医疗程序的外科手术工具和观察它的摄像机时可能产生许多问题。例如，由于摄像器械与外科手术工具捆在一起，这将限制摄像器械相对于外科手术工具的定位，因此限制摄像器械观察外科手术工具。 
因此，虽然可铰接的外科手术工具的末端可以保持在摄像机的视场中，但是利于外科手术工具铰接性的可控制接头所连接的连杆可能不在摄像机的视场中。因此，在执行医疗程序期间外科手术工具的连杆可能不利地相互(或与摄像器械的连杆)碰撞，结果导致对病人造成伤害或者在对医疗程序的执行产生其他不利的影响。 
而且，由于可铰接的摄像器械通常不能观察其自身的可控制的联动装置(linkage)，操作者移动摄像机末端特别关心的是避免与外科手术工具连杆碰撞。而且，当提供直观的控制以帮助操作者远程操作地移动外科手术工具和摄像机时，产生该工具和摄像机的末端的直观运动所需的 联动装置的运动对于操作者可能是不明显和不直观的，因此对于操作者来说甚至难以避免在摄像机视场之外的连杆之间的碰撞。 
发明内容
因此，本发明的一方面或多方面的一个目的是在医疗机器人系统中执行的方法，该方法提供用于定位和取向摄像机的计算机生成的该摄像机的辅助视图。 
本发明的一方面或多方面的另一个目的是在医疗机器人系统中执行的方法，该方法在操作者观察摄像机的辅助视图的同时为控制摄像机的定位和取向的操作者提供直观控制。 
本发明的一方面或多方面的另一个目的是在医疗机器人系统中执行的方法，该方法在可控制地定位并取向摄像机的同时改进操作者对在摄像机视场之外的可铰接的器械的联动装置的配置的了解。 
这些和另外的目的由本发明的各方面实现，其中简要地说，一方面是用于定位和取向摄像机末端(即，摄像机的观察或图像捕获端)的方法，该方法包括：确定用于定位和取向摄像机末端的机械元件的位置；利用该确定的机械元件的位置来确定摄像机末端的位置和取向；生成对应于虚拟摄像机的投影的摄像机的计算机模型的视图；在显示屏上显示显示该视图；以及通过响应于输入装置的操纵移动该机械元件，来控制摄像机末端的定位和取向，从而使得摄像机的末端的定位和取向对操作者直观地出现，该操作者在观察与该摄像机的计算机模型的显示视图对应的显示屏的同时，操纵该输入装置。 
另一方面是一种医疗机器人系统，其包括摄像机、用来定位和取向该摄像机的末端的机械元件、显示屏、输入装置以及控制器。该控制器被配置成确定该机械元件的位置；利用该确定的机械元件的确定的位置，来确定该摄像机的末端的定位和取向；生成对应于虚拟摄像机的投影的该摄像机的计算机模型的视图；在显示屏上显示显示该视图；以及通过响应于输入装置的操纵移动该机械元件，来控制摄像机末端的定位和取向，从而使得摄像机的末端的定位和取向对操作者直观地出现，该操作者在观察与摄像机的计算机模型的显示视图对应的显示屏的同时，操纵 该输入装置。 
从下面结合附图对本发明优选实施例的描述，本发明各方面的附加目的、特征和优点将变得明显。 
附图说明
图1示出使用利用本发明各方面的医疗机器人系统的操作室的俯视图。 
图2示出用于对利用本发明各方面的医疗机器人系统中的可左右手操纵的输入装置进行控制和选择地关联装置操纵器的部件的方框图。 
图3-4分别示出用在利用本发明各方面的医疗机器人系统中的延伸到进入导向器的远端之外的可铰接的摄像机和可铰接的外科手术工具的俯视和侧视图。 
图5示出用在利用本发明各方面的医疗机器人系统中的进入导向器和其四个运动自由度的透视图。 
图6示出用在利用本发明各方面的医疗机器人系统中的进入导向器的剖视图，该进入导向器具有形成在其中的且在其近端和远端之间延伸的通道。 
图7示出用在利用本发明各方面的医疗机器人系统中的进入导向器操纵器的相互作用的部件的方框图。 
图8示出用在利用本发明各方面的医疗机器人系统中的可铰接的器械操纵器和可铰接的器械的相互作用的部件的方框图。 
图9示出利用本发明的各方面，用于提供计算机生成的辅助视图的方法的流程图。 
图10示出用在利用本发明各方面的医疗机器人系统中的，利用器械接头位置和正向运动学确定器械连杆位置和取向的数据和处理流程图。 
图11示出用在利用本发明各方面的医疗机器人系统中的，利用检测的器械末端位置和反向运动学，确定器械接头位置的数据和处理流程图。 
图12-13分别示出由在利用本发明各方面的医疗机器人系统中执行的方法生成并且显示在显示屏上的俯视和侧视辅助视图。 
图14示出由在利用本发明各方面的医疗机器人系统中执行的方法生 成并且显示在显示屏上的(多个)独立的窗口中的俯视和侧视辅助视图。 
图15示出显示在利用本发明各方面的医疗机器人系统中的监控器上由可铰接的摄像机捕获到的图像附近的视辅助视图。 
图16示出由在利用本发明各方面的医疗机器人系统中执行的方法生成并且显示在显示器屏幕上的具有截头锥体的可铰接的摄像机的辅助侧视图。 
图17示出由在利用本发明各方面的医疗机器人系统中执行的方法生成并且显示在显示器屏幕上的，，来自摄像机的观察点的一对可铰接的外科手术工具的辅助视图与由摄像机捕获到的图像的组合显示。 
图18示出用于提供辅助观察模式的方法的流程图，该辅助观察模式对应于利用本发明各方面的医疗机器人系统的装置控制模式。 
图19示出用于利用本发明的各方面定位和取向摄像机末端的方法的流程图。 
图20示出延伸到进入导向器的远端之外的可铰接的摄像机和可铰接的外科手术工具的侧视图，其中示出了与在利用本发明各方面的医疗机器人系统中所用的计算机生成的辅助视图有关的零位坐标系统。 
图21示出延伸到进入导向器的远端之外的可铰接的摄像机和可铰接的外科手术工具的侧视图，其中示出了与在利用本发明各方面的医疗机器人系统中所用的计算机生成的辅助视图相关的等轴辅助视图坐标系统(isometric auxiliary view reference frame)。 
图22示出在利用本发明各方面的医疗机器人系统中所用的摄像机控制器的方框图。 
具体实施方式
作为一个示例，图1示出操作室的俯视图，其中外科医生20正在使用医疗机器人系统100对仰面躺在手术台50上的病人40执行医疗程序。一个或多个助手30可以位于病人40附近，以便当外科医生20操纵外科医生控制台10上的输入装置108、109而远程地执行手术程序时协助医生执行该手术程序。 
在本示例中，进入导向器(EG)200通过单个进入口150插入病人 40体中。尽管在本示例中进入口150是微创切口，但是在执行其他医疗程序中，它可以代替地是人体天然孔口。进入导向器200由机器人臂组件130保持并操纵。 
正如医疗机器人系统100的其他部件一样，在图1中机器人臂组件130的示出是简化的。在医疗机器人系统100的一个示例中，机器人臂组件130包括组装臂(setup arm)和进入导向器操纵器。该组装臂用于将该进入导向器200定位在进入口150以便它适当地进入该进入口150中。然后，进入导向器操纵器用来将进入导向器200自动地插入进入口150中并且从进入口150抽出进入导向器200。它还可以用于绕设置在进入口150的枢轴点以俯仰、滚动和偏摆方式自动枢转进入导向器100。这种进入导向器操纵器的一个示例是图2的进入导向器操纵器202，并且用其操纵进入导向器200的四自由度运动的示例示于图5中。 
控制台10包括用于向外科医生显示外科手术部位的3D图像的3D监控器104、可左手操纵的输入装置108(MTML)、可右手操纵的输入装置109(MTMR)、以及处理器(在本文也叫做“控制器”)102。输入装置108、109可以包括各种输入装置的任何一个或多个，例如操纵杆、手套(glove)、触发枪、手操作的控制器等。使外科医生能够与医疗机器人系统100互动的其他输入装置包括脚踏板105、常规的声音识别系统160和图形用户接口(GUI)170。 
辅助显示屏140连接于控制台10(和处理器102)，用于为外科医生提供辅助视图以补充在监控器104上示出的视图。第二辅助显示屏140′也连接于控制台10(和处理器102)，用于为(多个)助手提供辅助视图。输入装置180也连接于控制台，使(多个)助手能够在可用的辅助视图中进行选择，用于显示在第二辅助显示屏140′上。 
控制台10通常与病人设置在同一个房间中，以便外科医生可以直接监控手术过程，必要时是可实际使用的，并且能够直接地而不是用电话或其他通信媒质与助手们说话。但是，应当理解，外科医生也可以位于与病人不同的房间、完全不同的建筑物或其他远程位置，以允许执行远程外科程序。在这种情况下，控制台10可以通过诸如局域网、广域网或英特网的网络连接，连接于第二辅助显示屏140′和输入装置180。 
如图3-4所示，进入导向器200具有可铰接的器械，例如延伸到进入导向器远端之外的可铰接的外科手术工具231、241和可铰接的立体摄像机211。虽然只示出两个工具231、241，但是进入导向器200也可以引导在病人的手术部位执行医疗手术程序所需的其他额外的工具。例如，如图4所示，通道351可以用来延伸其他的可铰接的外科手术工具通过进入导向器200并且到其远端外面。在工具遵循模式中，每个外科手术工具231、241与输入装置108、109其中一个关联。外科医生通过操纵输入装置108、109进行医疗程序，以便控制器102使其各自关联的外科手术工具231、241对应地运动，同时由于手术部位的图像被可铰接的摄像机211捕获因此外科医生可以观察控制台监控器104上的3D手术部位。 
优选地，输入装置108、109将被提供和与它们关联的工具231、241至少相同的自由度，以便为外科医生提供远程显示，或者提供使输入装置108、109与工具231、241一体的感觉，以便外科医生具有一种很强的直接控制工具231、241的感觉。为此，监控器104也设置在外科医生的手附近，以便它显示投影图像，该投影图像被取向成使得外科医生感觉到他或她实际上直接俯视在手术部位上，并且使得工具231、241的图像基本位于外科医生的手所在的地方。 
此外，监控器104上的实时图像优选投影成立体图像，从而使得外科医生能够通过它们对应的输入装置108、109操纵工具231、241的端部执行器331、341，就好像观察到手术部位实际真实出现一样。通过真实出现，意味着图像的呈现是模拟实际操纵端部执行器331、341的操作者的观察点的真实的立体图像。因此，处理器102可以将端部执行器331、341的坐标系统变换到被感觉到的位置，以便被显示在监控器104上的立体图像是当外科医生直接位于端部执行器331、341的后面时外科医生应当看到的图像。 
处理器102在系统100中执行各种功能。它执行的一项重要的功能是通过总线110上的控制信号平移并传递输入装置108、109的机械运动，以便外科医生能够有效地操纵这些装置，例如在此时选择地与输入装置108、109关联的工具231、241、摄像机211和进入导向器200。另一个 功能是执行本文所述的各种方法和控制器功能。 
虽然描述为处理器，但是应当明白，在实践中处理器102可以由硬件、软件和固件的任何组合实现。而且，本文描述的处理器功能可以由一个单元执行或由不同部件中分割的单元执行，反过来每个单元又可以由硬件、软件和固件的任何组合实现。此外，尽管示出的处理器作为控制台10的部分或物理上靠近控制台10，但是处理器102也可以包括分布在整个系统中的多个子单元。 
对于诸如在本文描述的医疗机器人系统各方面的结构和操作的其他细节，例如，参见美国专利6,493,608号“微创外科手术设备的控制系统的方面”和美国专利6,671,581号“在微创外科手术设备中的摄像机参考控制”，这两个专利结合于此作为参考。 
作为一个示例，图2示出用于对输入装置108、109进行控制并选择地关联装置操纵器的部件的方框图。诸如抓钳、切割器和针的各种外科手术工具可以用于在病人体内的手术部位进行医疗程序。在这个示例中，两个外科手术工具231、241用于由机器人进行手术程序，而摄像机211用来观察该手术程序。工具231、241和摄像机211通过进入导向器200中的通道被插入。正如参考图1所描述的，通过利用机器人臂组件130的组装部分，进入导向器200通过进入口150被插入到病人体内，并且机器人臂组件130的进入导向器操纵器(EGM)202将进入导向器200朝着将要执行医疗手术程序的手术部位移动。 
每个装置231、241、211、200由其自己的操纵器操纵。具体说，摄像机211由摄像机操纵器(ECM)212操纵，第一外科手术工具231由第一工具操纵器(PSM1)232操纵，第二外科手术工具241由第二工具操纵器(PSM2)242操纵，而进入导向器200由进入导向器操纵器(EGM)202操纵。为了不会过度塞满图，在图中未示出装置231、241、211、200，而是仅示出其相应的操纵器232、242、212、202。 
每个器械操纵器232、242、212是承载致动器并且提供机械的无菌接口的机械组件，以将运动传递给其相应的可铰接的器械。每个器械231、241、211是通过电缆传输接收来自其操纵器的运动并且传送该运动到其远端关节(例如接头)的机械组件。这种接头可以是棱柱的(例如线性 运动)或可旋转的(例如，它们绕机械轴线枢转)。而且，器械可以具有迫使多个接头以预定方式一起运动的内部的机械约束(例如，电缆、齿轮传动、凸轮、皮带等)。每组机械约束的接头提供特殊的运动轴线，并且约束可以设计为成对旋转接头(例如，啮合接头)。应当指出，以这种方式，器械可以具有比可用的致动器更多的接头。 
相反，进入导向器操纵器202具有不同的结构和操作，进入导向器操纵器202的部件和操作的描述在下面参考图7进行。 
在这个示例中，输入装置108、109每个可以与装置211、231、241、200其中之一选择地关联，以便关联的装置可以通过其控制器和操纵器由输入装置控制。例如，通过将开关258、259分别设置在工具遵循模式“T2”和“T1”，左右输入装置108、109可以分别与第一和第二外科手术工具231、241关联，第一和第二外科手术工具231、241通过其相应的控制器233、243(优选，实现在处理器102中)和操纵器232、242被远程自动控制，以便在进入导向器200被锁定在适当位置时外科医生可以对病人执行医疗程序。 
当摄像机211或进入导向器200被外科医生重新定位时，左右输入装置108、109其中之一或两者可以与摄像机211或进入导向器200关联，以便外科医生可以通过其相应的控制器(213或203)和操纵器(212或202)移动摄像机211或进入导向器200。在这种情况下，外科手术工具231、241中的不关联的一个通过其控制器相对于进入导向器200锁定在适当位置。例如，通过将开关258、259分别设置在摄像机定位模式“C2”和“C1”，左右输入装置108、109可以与摄像机211关联，摄像机211通过其控制器213(优选，实现在处理器102中)和操纵器212被远程自动控制，以便当外科手术工具231、241和进入导向器200通过其各自的控制器233、243、203被锁定在位时，外科医生能够定位摄像机211。如果只有一个输入装置被用来定位摄像机，那么开关258、259只有其中之一被设置在其摄像机定位模式，而开关258、259的另一个仍然保留在其工具遵循模式，以便其相应的输入装置可以继续控制其关联的外科手术工具。 
另一方面通过将开关258、259分别设置在进入导向器定位模式“G2” 和“G1”，左右输入装置108、109可以与进入导向器200关联，进入导向器200通过其控制器203(优选，实现在处理器102中)和操纵器202被远程自动控制，以便当外科手术工具231、241和摄像机211通过其各自的控制器233、243、213相对于进入导向器200被锁定在位时，外科医生能够定位进入导向器200。正如摄像机定位模式的情况一样，如果只有一个输入装置被用来定位进入导向器，那么开关258、259只有一个被设置在其进入导向器定位模式，而开关258、259的另一个仍然保留在其工具遵循模式，以便其相应的输入装置可以继续控制其关联的外科手术工具。 
在这个示例中输入装置108、109与其他装置的选择关联可以通过外科医生以常规方式利用GUI 170或声音识别系统160来实现。可替换地，输入装置108、109的关联可以通过外科医生按压输入装置108、109其中一个上的按钮或按压脚踏板105来改变，或通过利用任何其他已知模式的转换技术来改变。 
作为一个示例，图3-4分别示出进入导向器200的远端的俯视和右侧视图，其中摄像机211和外科手术工具231、241向外延伸。如图5中简化的(不按比例)进入导向器200的透视图所示，该进入导向器200的形状是大致柱形的，并且具有沿其长度在中心延伸的纵轴线X′。也称为远程中心“RC”的枢轴点用作具有如图所示的X、Y、Z轴线的固定坐标系统和具有如图所示的X′、Y′、Z′轴线的进入导向器坐标系统两者的原点。当系统100处于进入导向器定位模式时，进入导向器操纵器202能够响应一个或多个关联的输入装置的运动，使进入导向器200绕着位于远程中心“RC”的Z轴线(其在空间保持固定)以偏摆角Ψ枢转。此外，进入导向器操纵器202能够响应一个或多个输入装置的运动，使进入导向器200绕Y′轴线(其与进入导向器200的纵轴线X′正交)以俯仰角θ枢转，使进入导向器200能够绕其纵轴线X′以滚动角Φ旋转，并且能够响应一个或多个关联的输入装置的运动，使进入导向器200沿着其纵轴线X′在插入/抽回或进/出“I/O”方向上线性移动。应当注意，与在空间固定的Z轴线不同，X′和Y′轴线与进入导向器200一起运动。 
如图7所示，进入导向器操纵器(EGM)202具有四个致动器701-704， 用于致动进入导向器200的四个运动自由度(即，俯仰角θ、偏摆角Ψ、滚动角Φ以及进/出即I/O)和实现这四个运动自由度的四个对应的组件711-714。 
返回来参考图3-4，可铰接的摄像机211延伸通过进入导向器200的通道321，而可铰接的外科手术工具231、241分别延伸通过进入导向器200的通道431、441。摄像机211包括：末端311(其容纳连接于摄像机控制器的立体摄像机和连接于外部光源的光纤电缆)；第一、第二和第三连杆322、324、326；第一和第二接头组件(在本文也简称为“接头”)323、325；和肘节组件327。第一接头组件323连接第一和第二连杆322、324，而第二接头组件325连接第二和第三连杆324、326，从而使得第二连杆324可以绕第一接头组件323以俯仰和偏摆方式枢转，而第一和第三连杆322、326保持彼此平行。 
第一和第二接头323、325称为“啮合接头(joggle joint)”，因为它们一起协同操作，从而使得当第二连杆324绕第一接头323以俯仰和/或偏摆方式枢转时，第三连杆326绕第二接头325以互补方式枢转，从而使得第一和第三连杆322和326总是保持彼此平行。第一连杆322也可以绕其纵轴线以滚动方式旋转并且通过通道321移进或移出(例如，朝着手术部位插入和从手术部位抽出)。肘节组件327也具有俯仰和偏摆角运动能力，从而使得摄像机的末端311可以上下左右取向，或其组合取向。 
工具231、241的接头和连杆在结构和操作上与摄像机211的接头和连杆是类似的。具体说，工具231包括端部执行器331(具有夹爪338、339)；第一、第二和第三连杆332、334、336；第一和第二接头组件333、335；由诸如参考图8描述的致动器(加上用于致动端部执行器331的附加致动器)驱动的肘节组件337。同样，工具241包括端部执行器341(具有夹爪348、349)；第一、第二和第三连杆342、344、346；第一和第二接头组件343、345；也由诸如参考图8描述的致动器(加上用于致动端部执行器341的附加致动器)驱动的肘节组件347。 
作为一个示例，图8示出可铰接的器械(例如，可铰接的摄像机211和可铰接的外科手术工具231、241)和其对应的器械操纵器(例如，摄 像机操纵器212和工具操纵器232、242)的相互作用的部件的示意图。每个器械包括多个可致动组件821-823、831-833、870，用于致动该器械(包括其端部执行器)的关节，并且其对应的操纵器包括多个致动器801-803、811-813、860，用于致动这些可致动组件。 
此外，还可以提供多个接口机构。例如，俯仰/偏摆连接机构840、850(分别用于啮合接头俯仰/偏摆和肘节俯仰/偏摆)和齿轮齿数比/传动比(gear ratio)845、855(分别用于器械的滚动和端部执行器致动)被提供在无菌操纵器/器械接口中，从而在器械接头空间实现器械接头的运动所需要的运动范围，同时满足在操纵器致动器空间中的紧凑性的限制和在整个接口上保持运动的精确传递这两方面。虽然图中示作单个方框840，但是啮合接头致动器801、802(区分为#1和#2)和啮合接头俯仰/偏摆组件821、822之间的连接可以包括一对连接机构，无菌接口的每侧上分别有一个连接机构(即，接口的操纵器侧上一个，接口的器械侧上一个)。同样，虽然图中示作单个方框850，但是肘节致动器812、813(区分为#1和#2)和肘节俯仰/偏摆接头组件832、833之间的连接可以包括一对连接机构，无菌接口的每侧上分别有一个连接机构。 
啮合接头俯仰组件821和啮合接头偏摆组件822两者共享第一、第二和第三连杆(例如，可铰接的摄像机211的连杆322、324、326)，以及第一和第二接头(例如，可铰接的摄像机211的接头322、325)。除了这些共享的部件之外，啮合接头俯仰/偏摆组件821、822还包括机械连接部分，该机械连接部分将第一和第二接头(通过啮合连接部分840)连接于啮合接头俯仰和偏摆致动器801、802，从而使得第二连杆可以绕通过第一接头的直线并且沿着与第一连杆(例如，可铰接的摄像机211的连杆322)的纵轴线垂直的轴线可控制地枢转，并且使得第二连杆可以绕通过第一接头的直线并且沿着与该第一连杆的横向和纵向轴线两者正交的轴线可控制地枢转。 
进/出(I/O)组件823包括第一连杆(例如，可铰接的摄像机211的连杆322)和(多个)接口，该接口通过传动装置(drive train)将进/出(I/O)致动器803连接于该第一连杆，以便该第一连杆通过进/出(I/O)致动器803的致动沿着其纵轴线可控制地线性运动。滚动组件831包括 第一连杆的和(多个)接口，该接口通过一个或多个齿轮装置(即，具有齿轮齿数845)将滚动致动器811的转动元件(例如，电机的转子)连接于第一连杆，以便第一连杆通过滚动致动器811的致动绕其纵轴线可控制地转动。 
器械操纵器(例如，摄像机操纵器212)包括肘节致动器812、813，其通过肘节连接部分850致动肘节组件(例如，可铰接的摄像机211的肘节327)的俯仰和偏摆接头832、833，以便使器械的末端(例如摄像机末端311)相对于该肘节组件沿着上下(即，俯仰)方向和一侧到一侧(即，偏摆)方向可控制地枢转。夹紧组件870包括端部执行器(例如，外科手术工具231的端部执行器331)和(多个)接口，接口通过一个或多个齿轮装置(例如，具有齿轮齿数比855)将夹紧致动器860连接于端部执行器，以便可控制地致动该端部执行器。 
作为一个示例，图9示出在用于提供计算机生成的辅助视图的医疗机器人系统100的处理器102中执行的方法的流程图，该医疗机器人系统100包括延伸到进入导向器200的远端之外的可铰接的器械(例如，可铰接的摄像机211和/或一个或多个可铰接外科手术工具231、241)。为了这个示例的目的，假定可铰接的摄像机211和外科手术工具231、241延伸到进入导向器200的远端外面，并且包括在辅助视图中。但是，应当明白，该方法可以应用于可铰接的器械的任何组合，包括没有可铰接的摄像机组合和/或具有诸如超声探测器的可选类型的图像捕获装置的那些组合。 
在901，该方法判断是否要生成辅助视图。如果在901判断为“否”，则该方法返回到周期性检查，看看这种情况是否改变。另一方面，如果在901判断为“是”，则该方法进行到902。要生成辅助视图的指示可以被编程在处理器102中，自动形成或通过操作者命令形成。 
在902，该方法接收诸如器械211、231、241和进入导向器200每个的定位和取向的状态信息。该信息可以通过连接于其各自的操纵器212、232、242、202中的致动器的编码器提供。可选地，该信息可以由传感器提供，该传感器连接于这些器械211、231、241和进入导向器操纵器202的接头和/或连杆，或对应的操纵器和器械之间的接口的连接机构、齿轮 装置和传动装置，以便测量它们的运动。在这第二种情况下，传感器可以包括在器械211、231、241和进入导向器操纵器202中，例如检测旋转接头的旋转运动的旋转传感器，和检测在器械211、231、241和进入导向器操纵器202中棱柱接头的线性运动的线性传感器。其他传感器也可以用于提供器械211、231、241和进入导向器200的位置和取向信息，例如检测和跟踪可跟踪元件的外部传感器，它们可以是设置在器械211、231、241和进入导向器200和/或进入导向器操纵器202(例如，它们的接头、连杆和/或末端)的关键位置有源元件(例如射频元件、电磁元件等)或无源元件(例如，磁性元件等)。 
在903，该方法通过利用在902接收的信息以及器械211、231、241、进入导向器200和进入导向器操纵器202的正向运动学和已知结构，来生成延伸到进入导向器200的远端之外的可铰接的摄像机211和可铰接外科手术工具231、241的三维计算机模型。在这个示例中生成的计算机模型可以参照图5所示的远程中心坐标系统(X、Y、Z轴)。可选地，该生成的计算机模型可以参照进入导向器200的远端定义的坐标系统。在后一种情况下，如果进入导向器200从远程中心的取向和延伸不必考虑由该方法生成的辅助视图，则在902可以省去进入导向器200的位置和取向信息。 
例如，参考图10，如果在902接收的状态信息是器械的接头位置1001，则可以通过利用器械运动学模型1003，将这个信息应用于器械正向运动学1002，以相对于坐标系统1004生成器械的连杆位置和取向1005。如果在902接收的状态信息是在操纵器/器械接口中的啮合连接和齿轮机构的检测的状态，也可以大致应用相同的程序。 
另一方面，参考图11，如果在902接收的状态信息是器械末端的位置1101(在坐标系统1004中)，则可以通过利用器械运动学模型1003和传感器坐标系统，将该信息应用于器械反向运动学1102，以生成器械的接头位置1001。如参考图10所描述的，然后可以应用器械的接头位置1001，以相对于坐标系统1004生成器械的连杆位置和取向1005。 
可替换地，还参考图11，如果在902接收的状态信息被限制在只是摄像机的末端位置，那么外科手术工具231、241的末端位置可以通过利 用常规图像处理技术然后将它们的位置转换到坐标系统1004，来识别由摄像机211捕获到的图像中的末端，以便如参考图10、11所描述的，应用摄像机和工具末端的位置来产生器械的连杆相对于坐标系统1004的位置和取向1005。 
在904，该方法在坐标系统的三维空间中将延伸到进入导向器200的远端之外的可铰接的摄像机211和可铰接外科手术工具231、241的计算机模型的视图调节到特定的观察点(其中，术语“观察点”在此处理解为包括位置和取向)。例如，图12示出延伸到进入导向器200的远端之外的可铰接的摄像机211和可铰接外科手术工具231、241的俯视图，该俯视图对应于进入导向器200的末端上方稍微靠后的观察点。作为另一个示例，图13示出延伸到进入导向器200的远端之外的可铰接的摄像机211和可铰接外科手术工具231、241的侧视图，该侧视图对应于进入导向器200末端的右侧稍前的观察点。注意到，虽然图12-13所示的辅助视图是二维的，但是由于能够从生成的计算机模型得到三维信息，它们也可以是三维视图。在后一种情况下，这些视图显示在其上的辅助显示屏140必需是像监控器104一样的三维显示屏。 
观察点可以设置在固定点，例如从图12所示的投影(perspective)提供等轴测(三维)视图的点。如图所示当工具231、241弯曲成“抬肘(elbow out)”(这是利用外科手术工具231、241执行医疗程序的一种典型的结构)时，这个投影为外科医生提供可铰接的摄像机211和可铰接外科手术工具231、241的清楚的视图。另一方面，当利用第三外科手术工具时(例如，插入图6所示的通道351中)，来自图13所示的投影的侧视图可以有另外的用处，由于第三外科手术工具可以在可铰接的摄像机211下面，因此在图12所示的投影中被它挡住。 
观察点也可以根据其运行时的控制模式(即，参考图2所描述的其中一种模式)自动变化，而不是在所有的时间将观察点设置在固定点。作为一个示例，图18示出根据在医疗机器人系统100中当前运行的控制模式自动改变辅助观察模式的方法。具体说，利用这种方法，当在1801中医疗机器人系统100被判定为将处在工具遵循模式时，在1802执行第一辅助观察模式，当在1803中医疗机器人系统100被判定为将处在进入 导向器定位模式时，在1804执行第二辅助观察模式，以及当在1805中医疗机器人系统100被判定为处在摄像机定位模式时，在1806执行第三辅助观察模式。用于每种控制模式的观察模式被选择成使得最有利于外科医生在该模式期间执行动作。例如，在工具遵循模式和摄像机定位模式中，外科手术工具231、241和摄像机211其中之一或两者在这时被移动，并且因此，延伸到进入导向器200的远端之外的可铰接的摄像机211和可铰接的外科手术工具231、241的辅助视图，如图12和13所示，用来避免在摄像机211的视野之外的连杆之间的碰撞。另一方面，在进入导向器定位模式中，可铰接的摄像机211和可铰接的外科手术工具231、241相对于进入导向器200锁定在位，因此，提供关于诸如图16和17所示的其他事物的信息的辅助视图可以是有用的。 
可替换地，可以提供用于在进行医疗程序期间改变观察点的操作者可选的方式。例如，GUI 170或声音识别系统160可以适于为外科医生提供一种交互方式，从而当可铰接的摄像机211和可铰接的外科手术工具231、241延伸到进入导向器200的远端之外时，外科医生选择观察模式和/或改变可铰接的摄像机211和/或可铰接的外科手术工具231、241的辅助视图的观察点。输入装置108、109上的按钮或脚踏板105也可以用于外科医生对观察模式的选择。对于(多个)助手，输入装置180可以和与显示屏140′关联的GUI一起使用，用于选择观察模式。因此，外科医生和(多个)助手在这时看见的观察模式对于在这时的其特定的任务可以被优化。这种操作者可选的观察模式和观察角度的示例示于图12-17中。 
在905，该方法再现计算机模型。在此情况中的再现包括：对模型增加三维特性，例如器械211、231、241和进入导向器200的远端的已知结构特征；填充任何间隙以使其成为立体(solid)模型；以及提供自然的色彩和阴影。此外，再现可以包括改变器械211、231、241其中一个或多个(例如一个或多个接头、或连杆或它们的其他部分)的颜色或强度，以便为了识别目的而突出器械(或接头或连杆或它们的其他部分)。 
可替换地，改变器械211、231、241(或接头，或连杆或它们的其他部分)其中一个或多个的颜色、强度或闪烁(例如，闪光)的频率可以 用作该器械(或接头、或连杆或它们的其他部分)接近一种不希望的事件或状态的告警，例如，接近其运动范围的极限，或变得与另一个器械太靠近或与另一个器械碰撞。当颜色用作告警时，当达到需要避免的事件的告警门限(例如，运动范围限制或碰撞)时，该颜色可以从第一种颜色(例如，绿色)变成第二种颜色(例如黄色)；并且当需要避免的事件达到时，从第二种颜色变成第三种颜色(例如红色)。在强度用作告警时，当器械(或其部分)朝着将要避免的事件运动超过告警门限时，颜色强度改变，其中当达到该事件时具有提供的最大强度。当颜色的闪烁用作告警时，当器械(或其部分)朝着将要避免的事件运动超过告警门限时，闪烁的频率改变，其中当达到该事件时具有最大频率。告警门限可以基于器械(或其部分，诸如其关节)的运动范围，或基于该器械(或其部分)与可以与其碰撞的另一个器械(或其部分)之间的距离。器械运动的速度也可以是确定告警门限的因素。告警门限例如，可以由操作者利用GUI 170编程，或由考虑到诸如器械运动速度的其他因素的处理器102中的编程的算法自动确定。 
可替换地，器械211、231、241其中一个或多个(例如其接头、或连杆或其部分)的颜色、强度或闪烁(例如闪光)频率的改变可以用作该器械(或接头、或连杆或其部分)接近期望的事件或状态(例如用于执行或观察医疗程序的优化的位置或结构)的警报。在这种情况下，警报门限可以被定义成使得器械211、231、241(或其接头、连杆或其部分)其中一个或多个的颜色、强度和/或闪烁可以按照与前面关于告警门限和不期望事件或状态所描述的类似的方式改变，除了在这种情况下，当不期望的事件或状态达到或另外实现时，当警报门限达到并且最大或者要不然结束时，改变开始。警报门限也可以由操作者编程，或者以与告警门限概念上类似的方式由编程的算法自动实现。 
为了识别、告警或警报目的，作为这种突出(highlight)器械的一个示例，图15示出在窗口1502中的摄像机211和外科手术工具231、241的辅助视图，其中摄像机211已经被突出。为了识别、告警或警报目的作为这种突出器械的接头的一个示例，图12示出已经被突出的外科手术工具231、241的接头。为了告警目的作为突出该器械的一部分的一个示 例，图14示出被突出的外科手术工具241的一部分1402和摄像机211的一部分1403，以表示这些部分危险地接近于碰撞。 
再现还可以包括：当辅助图像的观察点与摄像机211的观察点相同或直接位于摄像机211观察点的后面时，将由摄像机211捕获到的图像重叠在辅助视图上。作为一个示例，图17示出摄像机211捕获到的图像1700，该图像1700再现为重叠于从摄像机211的观察点(或刚好在其后面)生成的外科手术工具231、241的辅助图像。在这个示例中，被显示在辅助显示屏140(和/或辅助显示屏140′)上的外科手术工具231、241的辅助视图包括在重叠的捕获图像1700中的部分(例如，1731、1741)和在该重叠的捕获图像1700外侧的部分(例如，1732、1742)。因此，在捕获到的图像1700外侧的外科手术工具231、241的这些部分为外科医生提供关于在摄像机211的视野外面的其各连杆或铰接臂的附加的信息。为了识别的目的或指示告警或警报上面所述的状况，也可以做到(done)突出捕获到的图像1700外侧的器械部分(例如1732、1742)。将捕获到的图像1700重叠在辅助视图上在下面的情况下显示外科手术工具231、241前面的解剖结构360的情况下也具有优点，否则解剖结构360通常将不在辅助视图中。虽然这些示例示出重叠在辅助显示屏140的辅助视图的捕获到的图像1700，在另一个再现方案中，辅助视图可以重叠显示被显示在监控器104上的捕获到的图像。 
再现也可以包括通过仅以马赛克的形式显示与该捕获到的图像适当对齐并邻近捕获到的图像且在捕获到的图像中看不到的器械231、241的一部分(即在图17中的器械231、241的虚线部分)，从而利用辅助视图来放大由摄像机211捕获到的图像，而不是重叠捕获到的图像。 
除了在辅助视图上重叠捕获到的图像，或用辅助视图放大捕获到的图像之外或者作为上述步骤的替代，再现也可以包括在辅助视图中提供其他有用的信息。作为一个示例，图16示出可铰接的摄像机211的辅助侧视图，其中截头锥体1601再现在辅助视图中，以便作为摄像机末端311的发射范围显示在辅助显示器140上，并且随摄像机末端311一起移动。应当指出，尽管截头锥体1601在图中示作截顶圆锥，但是它可以作为截头棱锥出现，对应于在监控器104上示出的捕获到的图像。截头锥体1601 的侧面表示摄像机211的观察范围，并且截头锥体1601的底部1602显示由摄像机211捕获到的图像1650。应当指出，为了简化的目的，通常在辅助视图中的外科手术工具231、241在这个示例中已经被去掉。作为另一个示例，图14示出半透明的球形或气泡1401(优选涂成红色)，当达到告警门限时其可以通过作为再现过程的一部分的方法显示，以便指示操作者外科手术工具241和摄像机211的突出的部分1402、1403危险地接近于碰撞。在这种情况下，突出的部分1402、1403优选在球内的中心。作为由一个示例，图14还示出指示摄像机末端311的优化位置的标记或其他指示1410，当外科手术工具231、241的端部执行器被用来执行医疗程序时，用于观察该外科手术工具231、241的端部执行器。该优化的位置可以，例如，通过找到端部执行器的末端距离捕获到的图像的中心是等距离的位置来确定。 
在906，该方法使来自所选观察点的投影的再现的计算机模型(即，辅助视图)被显示在一个或多个显示屏(例如140和140′)上。如图12-14和图16-17所示，辅助视图显示在辅助显示屏140上。如图14所示，多于一个的辅助视图可以同时显示(例如同时分别提供在窗口1421和1422的俯视和侧视投影图)。如图15所示，辅助视图也可以显示在邻近由可铰接的摄像机211捕获到的图像的窗口1502中的主监控器104上，该捕获到的图像显示在另一个窗口1501中。虽然在这个示例中出现的窗口1501、1502是相同的尺寸，但是应当明白，辅助视图窗口1502的位置和尺寸可以变化并且仍然在本发明的范围内。而且，正如前面所提到的，辅助视图可以被重叠在窗口1501中的捕获到的图像，而不是其自己的单独窗口1502中。在这种情况下，重叠的辅助视图可以由外科医生接通和断开以便在进行医疗程序期间不弄乱捕获到的图像。在这种情况中的接通和断开可以通过按压输入装置108、109其中一个上的按钮，或通过按压脚踏板105来完成。可选地，可以利用声音识别系统160通过声音识别致动来进行，或通过外科医生与GUI 170互动，或利用其他常规功能转换装置来进行。 
在完成906之后，该方法然后返回到901，为控制器102的下一个循环重复901-906。 
当外科医生想要重新定位摄像机末端311以更加有利于定位和/或取向，以观察在病人的手术部位正在或将要进行的医疗程序时，通过使输入装置108、109其中之一或两者暂时与摄像机操纵器212关联，输入装置108、109其中之一或两者可以重新定位摄像机末端311。外科医生可以进行这种重新定位的一种方法是使外科医生观察由摄像机末端311上的立体摄像机捕获到的在3D监控器104上的图像(例如图15的窗口1501中所示的图像)，并且利用该捕获到的图像引导他或她操纵该输装置。由于外科医生利用由摄像机211捕获到的图像作为用于她或他控制摄像机移动(即，对于捕获到的图像，输入装置108的运动对应于摄像机末端311的运动)的参考，这种类型的摄像机控制叫做“图像参考控制”。尽管当外科医生精密调整摄像机末端311的位置和/或取向时图像参考控制是有用的，但是对于较大的移动，由于在摄像机211的视野之外的器械连杆之间的非故意的碰撞的结果，因此可能发生问题。在后一种情况下，例如如图15的窗口1502所示，在延伸超过进入导向器200的远端之外的摄像机211和工具231、241的辅助图像优选用于引导外科医生操纵输入装置(即，对于辅助图像，输入装置108的运动对应于摄像机末端311的运动)的情况下，“器械参考控制”可能是更需要的。 
作为“器械参考控制”的一个示例，图19示出在医疗机器人系统100中执行的方法的流程图，该方法用于在操作者观察显示屏140上或在控制台监控器104上的摄像机211的计算机生成的辅助视图的同时，响应于操作者对输入装置108的操纵，(以摄像机定位模式)定位和取向可铰接的摄像机器械211的末端311。虽然两个输入装置108、109都可以用于定位和取向可铰接的摄像机211，例如自行车“把手杆”型控制，但是本示例假定只有一个输入装置108(在本文也叫做“主控装置”或“主操纵器”)被使用，以便另一个输入装置109仍然可以与其工具231关联并控制其工具231。 
在1901中，判断医疗机器人系统是否处在摄像机定位模式。正如前面参考图2所述，对于左侧输入装置108，这可以通过检查其开关258的状态来确定。如果开关258处在“C2”位置，那么输入装置108处在摄像机定位模式，否则输入装置108不处在摄像机定位模式。 
如果在1901的判断是“否”，那么该方法周期性地返回(例如，在每个处理循环或可编程的多个处理循环)以检查开关258的当前状态。另一方面，如果在1901的判断是“是”，那么在能够由输入装置108在1907对摄像机末端311的定位和取向进行控制之前，该方法执行预置的任务1902-1906。 
在1902，与输入装置108关联的其他医疗装置241、200被软锁定，使得它们被其控制器242、202控制以保持在其现有的稳定状态。 
在1903，该方法计算用于控制目的的坐标系统(“控制坐标系统”)。这个坐标系统对于主控装置(master)108的笛卡尔运动和摄像机末端311的笛卡尔运动之间的映射是必需的。为了容易计算，在摄像机定位模式期间该坐标系统优选在空间中固定。因此，例如在工具遵循模式中由摄像机末端311定义的坐标系统在摄像机定位模式中是不需要的，因为在摄像机定位模式中，摄像机末端311在运动，因此，即便它的状态是可以确定的，它的姿态也不是清楚地被外科医生可觉察到的。因此，外科医生可能发现在这种情况下利用主控装置108将摄像机末端311相对于病人的解剖组织定位在想要的位置是很困难的。 
作为一种可以利用的可能的坐标系统，图20示出一种所谓的“零位”坐标系统2002，坐标系统2002对应于这样的位置和取向：其中接头323、325、327被旋转以便连杆321、324、326成一直线并且它们的插入位置是完全缩回的位置(即，摄像机末端311刚好在进入导向器200的通道321的里面)。在这个位置，在摄像机末端311定义的坐标系统(即，摄像机坐标系统2010)与“零位”坐标系统2002重合。这个坐标系统具有这样的性质：与进入导向器200对齐并且相对于摄像机的末端311的工作空间确定中心。因此，运动极限范围(操作者通过对输入装置108的触觉反馈被觉察的)可以用于找到摄像机末端311的中心位置，并且操作者能够容易明白摄像机器械211如何响应他或她的手臂/手的运动而运动。换句话说，使用者手臂/手和摄像机末端311之间运动学映射对齐摄像机运动和医生在控制台104和/或辅助显示器140上看到的辅助视图之间的可视映射。 
作为另一种可以利用的可能的坐标系统，图21示出一种“等轴测辅 助视图”坐标系统2102，坐标系统2102对应于显示在辅助显示器140(例如图12所示)和/或监控器104(例如图15的窗口1502中所示)上的辅助视图的观察点。在这个示例中，观察点可以被认为是取自虚拟摄像机2103的投影的视图，其位置和取向在摄像机定位模式期间优选在空间中固定。坐标系统2102被定义在虚拟摄像机2103的末端(即观察端)，并且其位置和取向被计算，以便它相对于进入导向器200的通道321的中心纵轴线2101上的(虚拟摄像机2103的)焦点2104具有方位角α，其中摄像器械211延伸通过中心纵轴线2101。具体说，焦点2104沿着纵轴线2101的位置和方位角α的大小被选择成使得虚拟摄像机2103具有很小的仰角，该仰角在辅助视图的等轴测再现中提供适当的深度感觉，并且在摄像机定位模式期间它的视野2106包括摄像器械211和外科手术工具231的连杆。为此目的使用者研究表明α角在大约25度是特别希望的。“零位置”坐标系统的对称性质也可应用于“辅助视图”坐标系统中，其潜在的优点是操作者能够利用等轴测视图驱动摄像机末端311的位置和取向，并且在该坐标系统中具有完全协调的触觉反馈。 
在1904，输入装置108的可手握的部分的取向(这里叫做“主控装置取向”)被对齐，使得相对于显示在3D监控器104上的辅助图像的该主控装置取向与摄像机末端311相对于用于摄像机控制在1903计算的坐标系统的当前取向相同。可替换地，例如，通过计算并考虑当前主控装置取向和当前摄像机取向之间的偏移，可以取消这种取向对齐，以便相对于初始取向的主控装置角运动用来命令摄像机末端311的运动。 
在1905，输入装置108的可手握的部分的当前位置被映射在摄像机末端311的当前位置，以便消除平移的偏移，并且在1906，使用者可选择的标度因子设置在输入装置108和摄像机211工作空间之间。 
在1907，摄像机控制器(CTRLC)213可以被使能，从而使得通过摄像机控制器(CTRLC)213和操纵器(ECM)212使输入装置108现在控制可铰接的摄像器械211的定位和取向，并且在1908中，摄像机末端311运动到希望的位置和/或取向。在下面参考图22利用控制坐标系统描述摄像机控制器213。 
一旦摄像机末端311按照希望被定位和/或取向之后，然后，在输入 装置108在1911能够对工具241进行控制之前，该方法执行预置的任务1909-1910。具体说，在1909，摄像机211被软锁定，以便它能够被摄像机控制器213控制以保持在其当前的静止状态(即，希望的位置和/或取向)，并且在1910，主控装置取向与工具241的取向对齐。 
作为一个示例，图22示出用于控制摄像机操纵器(ECM)212(在本文也称为“从操纵器”或“从动装置”)的摄像机控制器(CTRLC)213的方框图，并且因此，摄像器械211的末端311的位置和取向通过由外科医生移动输入装置108(本文也称为“主操纵器”或“主控装置”)控制。 
输入装置108包括由接头连接的多个连杆，以便有利于多个运动自由度。例如，当外科医生移动输入装置108从一个位置到另一个位置时，与输入装置108的接头关联的传感器以采样间隔(适合于控制器102的处理速度和摄像机控制目的)检测这种运动，并且将表示接头空间中的这种被采样的运动的数字信息提供给输入处理方框2210。 
输入处理方框2210处理从输入装置108的接头传感器接收的信息，通过从接头位置信息计算接头速度并且通过采用已知的转换技术利用雅可比矩阵和与眼睛相关的信息进行变换，从而相对于与外科医生的眼睛的位置相关的坐标系统(“眼睛坐标系统”)，将从输入装置108的接头传感器接收的信息变换成在其笛卡尔空间中的摄像机末端311的对应的希望的位置和速度。 
标度和偏移处理方框2201接收来自输入处理方框2210的处理过的信息2211，并且对该信息施加标度和偏移调节，以便这样得到的摄像机末端311的运动，以及因此这时被外科医生在监控器104和/或辅助显示器140上观察到的其计算机生成的辅助视图如外科医生期望的那样自然出现。在下面的情况下，标度调节是有用的：相对于输入装置108的较大运动，希望摄像机末端311小的运动，以便摄像机末端311正如其观察手术部位那样能够更加精确地运动。应用偏移调节，用于当外科医生通过这时显示在监控器104和/或辅助显示器140上的辅助视图，操纵输入装置108以控制摄像机末端311的运动时，相对于外科医生的眼睛对齐输入装置108。 
模拟摄像机方框2204接收标度和偏移处理方框2201的输出2221，并且利用反向运动学，将来自眼睛坐标系统的笛卡尔空间的摄像机末端311的被控制的位置和速度，变换到摄像机操纵器212的接头空间，同时避免在其操作中的奇点(singularity)并且限制被控制的接头位置和速度，以避免实际的限制或其他约束，例如避免与病人的组织和其他部位有害的接触。为了进行这种变换，在眼睛坐标系统和控制坐标系统之间进行映射(由坐标系统计算方框2250提供)，并且在主控装置108的手握部分的末端和摄像机末端311之间进行另一种映射。应当指出，在标度和偏移方框2201中补偿偏移同时这些映射保持取向。一旦映射被建立之后，由于映射能够描述主控装置和摄像机末端相对于控制坐标系统的位置和取向，因此反向和正向运动学方框2204、2206利用这个信息进行其计算。 
然后，模拟摄像机方框2204的输出2224被提供到接头控制器方框2205和正向运动学方框2206。接头控制器方框2205包括用于摄像器械211的每个受控的接头(或诸如“啮合接头”的可操纵连接的接头)的接头控制系统(例如，参考图8所示并描述的平移或取向组件)。模拟的摄像机方框2204的输出2224提供用于摄像器械211的每个接头的控制值。为了反馈控制的目的，与摄像器械211的每个受控接头关联的传感器将传感器数据2232提供回接头控制器方框2205，其中传感器数据2232指示摄像器械211的每个接头的当前位置和/或速度。这些传感器可以或者直接(例如从摄像器械211上的接头)或者间接(例如从驱动该接头的摄像机操纵器212的致动器)检测这种接头信息。然后在接头控制器2205中的每个接头控制系统产生用于摄像操纵器212中的其相应致动器的转矩命令，以便以常规的反馈控制系统方式将该控制的和检测的接头值之间的差驱动为零。 
正向运动学方框2206利用摄像器械211相对于控制坐标系统(由坐标系统计算方框2250提供)的正向运动学将来自接头空间的模拟的摄像机方框2204的输出2224变换到相对于眼睛坐标系统的笛卡尔空间。在计算输出2211和输入2212之间的误差值的情况下，在将其输出2212转到输入处理方框2210之前，标度和偏移方框2201对正向运动学方框2206的输出2242进行反向标度和偏移功能。如果没有其他限制和约束强加给 模拟摄像机方框2204的输入2221，那么计算的误差值将为零。另一方面，如果限制和约束被强加，那么误差值不为零并且它被转换成驱动输入装置108中的致动器的转矩命令，以提供由外科医生的手触摸的力反馈。因此，外科医生开始意识到正由力施加的限制或约束，外科医生通过这个力可以感觉到阻止他或她沿着这个方向移动输入装置108。除了这个力反馈之外，来自其他传感器或算法(例如，避免外科手术工具的工作体积防止碰撞的力/压力传感器或算法)的力可以叠加在力反馈上。 
为了控制的目的，运动学方框2206的输出2241也可以提供给模拟的摄像机方框2204。例如，模拟位置的输出可以被反馈并且与控制的位置进行比较。 
虽然已经参考优选实施例描述了本发明的各方面，但是应当理解，本发明要求在权利要求整个范围内的全部保护。 

Claims (26)

1.一种用于定位和取向摄像机(211)的摄像机末端(311)的方法，该方法包括：
确定用于定位和取向该摄像机末端(311)的机械元件(322-327)的位置；
利用所确定的机械元件(322-327)的位置，确定所述摄像机末端(311)的位置和取向；
生成对应于虚拟摄像机(2103)的投影的摄像机(211)的计算机模型的视图；
在显示屏(140，104)上显示所述视图；以及
通过响应输入装置(108，109)的操纵移动所述机械元件(322-327)来控制所述摄像机末端(311)的定位和取向，这通过在以下步骤后实现，即，考虑所述输入装置(108，109)相对于所述显示屏(140，104)上的辅助视图的当前取向与所述摄像机末端(311)相对于用于控制所述摄像机末端(311)的坐标系统的当前取向之间的偏移，将所述输入装置(108，109)的当前位置映射在所述摄像机末端(311)的当前位置以便消除平移的偏移，并且在将使用者可选择的标度因子设置在所述输入装置(108，109)和所述摄像机(211)工作空间之间，以便所述摄像机末端(311)的定位和取向直观地呈现给操作者，所述操作者在观察与所述摄像机(211)的计算机模型的显示视图对应的显示屏(140，104)的同时，操纵所述输入装置(108，109)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述机械元件(322-327)的位置包括：
利用由检测所述位置的传感器提供的信息，确定所述机械元件(322-327)的所述位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述机械元件(322-327)包括用于定位和取向所述摄像机末端(311)的接头(323，325，327)。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述机械元件(322-327)包括用于定位和取向所述摄像机末端(311)的连杆(322，324，326)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述机械元件(322-327)的位置包括：
利用由编码器提供的信息，确定所述机械元件(322-327)的所述位置，所述编码器检测用来定位所述机械元件(322-327)的致动器(801-803，811-813)的致动。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述摄像机(211)是包括所述机械元件(322-327)的可铰接的摄像器械，并且确定所述机械元件(322-327)的位置包括：
接收所述摄像机末端(311)的状态信息；和
通过将接收的状态信息应用于所述可铰接的摄像器械的反向运动学，生成所述机械元件(322-327)的位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述摄像机(211)是包括所述机械元件(322-327)的可铰接的摄像器械，其中所述机械元件包括连杆和接头，并且利用确定的机械元件(322-327)的位置来确定所述摄像机末端(311)的位置和取向包括：
通过将所述确定的机械元件(322-327)的接头的位置应用于所述可铰接的摄像器械的正向运动学并且通过采用所述可铰接的摄像器械的运动学模型，生成所述连杆相对于所述虚拟摄像机的位置和取向。
8.根据权利要求1所述的方法，其中生成对应于所述虚拟摄像机(2103)的投影的所述摄像机的计算机模型的视图包括：
生成所述摄像机(211)的三维计算机模型；和
将所述三维计算机模型变换成所述虚拟摄像机(2103)的投影。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述摄像机(211)是延伸到进入导向器(200)之外的可铰接的摄像器械，所述虚拟摄像机(2103)具有与所述摄像机(211)相同的特性，并且所述虚拟摄像机(2103)的投影处在这样的位置和取向，即从该位置和取向延伸到所述进入导向器(200)之外的所述摄像器械在所述虚拟摄像机(2103)的视野内。
10.根据权利要求9所述的方法，其中至少一个可铰接的器械(231，241)与所述可铰接的摄像器械一起延伸到所述进入导向器(200)之外，并且所述虚拟摄像机(2103)的投影处在这样的位置和取向，即从该位置和取向延伸到所述进入导向器(200)之外的所述至少一个可铰接的器械(231，241)和所述摄像器械至少部分地在所述虚拟摄像机(2103)的视野内。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述摄像机(211)是延伸到进入导向器(200)之外的可铰接的摄像器械，并且与所述虚拟摄像机(2103)关联的坐标系统被定义为笛卡尔坐标系统，所述笛卡尔坐标系统的原点在所述虚拟摄像机(2103)的位置并且所述笛卡尔坐标系统被取向成使得所述坐标系统的一个轴线指向在所述进入导向器(200)的近端和远端之间延伸的纵轴线上的焦点。
12.根据权利要求1所述的方法，在控制所述摄像机末端(311)的定位和取向之前还包括：
解除对与所述输入装置(108，109)关联的器械(231，241)的控制，以便将所述器械保持在位；
相对于所述摄像机末端(311)的取向对齐所述输入装置(108，109)的取向；以及
用所述输入装置(108，109)进行所述摄像机末端(311)的控制。
13.根据权利要求12所述的方法，在控制所述摄像机(211)的定位和取向之后还包括：
解除用所述输入装置(108，109)对所述摄像机末端(311)的控制，以便将所述摄像机末端(311)保持在位；
相对于所述器械(231，241)的末端的取向，对齐所述输入装置(108，109)的取向；以及
用所述输入装置(108，109)进行所述器械(231，241)的控制。
14.一种医疗机器人系统(100)，包括：
摄像机(211)；
用来定位和取向所述摄像机(211)的摄像机末端(311)的机械元件(322-327)；
显示屏(140，104)；和
输入装置(108，109)，所述医疗机器人系统(100)特征在于：
控制器(102)，该控制器被配置成：确定所述机械元件(322-327)的位置；利用确定的机械元件(322-327)的位置来确定所述摄像机末端(311)的定位和取向；生成对应于虚拟摄像机(2103)的投影的该摄像机(211)的计算机模型的视图；在所述显示屏(140，104)上显示该视图；以及通过响应所述输入装置(108，109)的操纵移动所述机械元件(322-327)，来控制所述摄像机末端(311)的定位和取向，这通过在以下步骤后实现，即，考虑所述输入装置(108，109)相对于所述显示屏(140，104)上的辅助视图的当前取向与所述摄像机末端(311)相对于用于控制所述摄像机末端(311)的坐标系统的当前取向之间的偏移，将所述输入装置(108，109)的当前位置映射在所述摄像机末端(311)的当前位置以便消除平移的偏移，并且在将使用者可选择的标度因子设置在所述输入装置(108，109)和所述摄像机(211)工作空间之间，以便所述摄像机末端(311)的定位和取向直观地呈现给操作者，所述操作者在观察与所述摄像机(211)的计算机模型的显示视图对应的所述显示屏(140，104)的同时，操纵所述输入装置(108，109)。
15.根据权利要求14所述的医疗机器人系统(100)，其中所述控制器(102)被配置成利用由检测所述位置的传感器提供的信息确定所述机械元件(322-327)的位置。
16.根据权利要求14所述的医疗机器人系统(100)，其中所述机械元件(322-327)包括用于定位和取向所述摄像机末端(311)的操纵器的接头(323，325，327)。
17.根据权利要求14所述的医疗机器人系统(100)，其中所述机械元件(322-327)包括用于定位和取向所述摄像机末端(311)的操纵器连杆(322，324，326)。
18.根据权利要求14所述的医疗机器人系统(100)，还包括：用来定位所述机械元件(322-327)的致动器(801-803，811-813)，其中所述控制器(102)被配置成利用由编码器提供的信息确定所述机械元件(322-327)的位置，所述编码器检测所述致动器(801-803，811-813)的致动。
19.根据权利要求14的医疗机器人系统(100)，其中所述摄像机(211)是包括机械元件(322-327)的可铰接的摄像器械，并且所述控制器(102)被配置成通过接收所述摄像机末端(311)的状态信息，和通过将接收的状态信息应用于所述可铰接的摄像器械的反向运动学来生成所述机械元件(322-327)的位置，确定所述机械元件(322-327)的位置。
20.根据权利要求14所述的医疗机器人系统(100)，其中所述摄像机(211)是包括机械元件(322-327)的可铰接的摄像器械，其中所述机械元件包括连杆和接头，并且所述控制器(102)被配置成通过将确定的所述机械元件(322-327)的所述接头的位置应用于所述可铰接的摄像器械的正向运动学并且通过利用所述可铰接的摄像器械的运动学模型，生成所述连杆相对于所述虚拟摄像机的投影的位置和取向。
21.根据权利要求14所述的医疗机器人系统(100)，其中所述控制器(102)，被配置成，通过生成所述摄像机(211)的三维计算机模型和将所述三维计算机模型变换成所述虚拟摄像机(2103)的投影，来生成对应于所述虚拟摄像机(2103)的投影的所述摄像机(211)的计算机模型的视图。
22.根据权利要求21所述的医疗机器人系统(100)，还包括：进入导向器(200)，其中所述摄像机(211)是延伸到所述进入导向器(200)之外的可铰接的摄像器械，所述虚拟摄像机(2103)具有与所述摄像机(211)相同的特性，并且所述虚拟摄像机(2103)的投影处在这样的位置和取向，即从该位置和取向延伸到所述进入该导向器(200)之外的摄像器械在所述虚拟摄像机(2103)的视野内。
23.根据权利要求22所述的医疗机器人系统(100)，还包括至少一个可铰接的器械(231，241)，其中所述至少一个可铰接的器械(231，241)与所述可铰接的摄像器械(211)一起延伸到所述进入该导向器(200)之外，并且所述虚拟摄像机(2103)的投影处在这样的位置和取向，即从该位置和取向延伸到所述进入导向器(200)之外的所述至少一个可铰接的器械(231，241)和所述摄像器械(211)至少部分地在所述虚拟摄像机(2103)的视野内。
24.根据权利要求14所述的医疗机器人系统(100)，还包括进入导向器(200)，其中所述摄像机(211)是延伸到所述进入导向器(200)之外的可铰接的摄像器械，并且与所述虚拟摄像机(2103)关联的坐标系统被定义为笛卡尔坐标系统，该笛卡尔坐标系统的原点在所述虚拟摄像机(2103)的位置，并且所述笛卡尔坐标系统被取向成使得该坐标系统的一个轴线指向在所述进入导向器(200)的近端和远端之间延伸的纵轴线上的焦点。
25.根据权利要求14所述的医疗机器人系统(100)，其中所述控制器(102)被配置成：
解除对与所述输入装置(108，109)关联的器械(231，241)的控制，以便将所述器械(231，241)保持在位；
相对于所述摄像机末端(311)的取向对齐所述输入装置(108，109)的取向；以及
在控制所述摄像机末端(311)的定位和取向之前，用所述输入装置(108，109)进行对所述摄像机末端(311)的控制。
26.根据权利要求25所述的医疗机器人系统(100)，其中所述控制器(102)被配置成：
解除用所述输入装置(108，109)对所述摄像机末端(311)的控制，以便将所述摄像机末端(311)保持在位；
相对于所述器械(231，241)的末端的取向，对齐所述输入装置(108，109)的取向；以及
在控制所述摄像机末端(311)的定位和取向之后，用所述输入装置(108，109)进行对所述器械(231，241)的控制。
CN200980138663.7A 2008-09-30 2009-09-04 提供计算机生成的摄像器械的辅助视图以控制医疗机器人系统的末端定位和取向的医疗机器人系统 Active CN102170835B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10138408P 2008-09-30 2008-09-30
US61/101,384 2008-09-30
US12/336,713 2008-12-17
US12/336,713 US8864652B2 (en) 2008-06-27 2008-12-17 Medical robotic system providing computer generated auxiliary views of a camera instrument for controlling the positioning and orienting of its tip
PCT/US2009/056078 WO2010039394A1 (en) 2008-09-30 2009-09-04 Medical robotic system providing computer generated auxiliary views of a camera instrument for controlling the positioning and orienting of its tip

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102170835A CN102170835A (zh) 2011-08-31
CN102170835B true CN102170835B (zh) 2015-01-21

Family

ID=41395897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980138663.7A Active CN102170835B (zh) 2008-09-30 2009-09-04 提供计算机生成的摄像器械的辅助视图以控制医疗机器人系统的末端定位和取向的医疗机器人系统

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8864652B2 (zh)
EP (2) EP2349053B1 (zh)
JP (1) JP5675621B2 (zh)
KR (2) KR101726614B1 (zh)
CN (1) CN102170835B (zh)
WO (1) WO2010039394A1 (zh)

Families Citing this family (191)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8944070B2 (en) 1999-04-07 2015-02-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Non-force reflecting method for providing tool force information to a user of a telesurgical system
US7960935B2 (en) * 2003-07-08 2011-06-14 The Board Of Regents Of The University Of Nebraska Robotic devices with agent delivery components and related methods
US7918795B2 (en) 2005-02-02 2011-04-05 Gynesonics, Inc. Method and device for uterine fibroid treatment
US9789608B2 (en) 2006-06-29 2017-10-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. Synthetic representation of a surgical robot
US7571027B2 (en) * 2005-05-31 2009-08-04 The Boeing Company Kinematic singular point compensation systems and methods
EP2289453B1 (en) 2005-06-06 2015-08-05 Intuitive Surgical Operations, Inc. Laparoscopic ultrasound robotic surgical system
US11259870B2 (en) 2005-06-06 2022-03-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Interactive user interfaces for minimally invasive telesurgical systems
US11259825B2 (en) 2006-01-12 2022-03-01 Gynesonics, Inc. Devices and methods for treatment of tissue
US20080064921A1 (en) 2006-06-13 2008-03-13 Intuitive Surgical, Inc. Guide tube control of minimally invasive surgical instruments
US10008017B2 (en) 2006-06-29 2018-06-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Rendering tool information as graphic overlays on displayed images of tools
US20090192523A1 (en) 2006-06-29 2009-07-30 Intuitive Surgical, Inc. Synthetic representation of a surgical instrument
US10258425B2 (en) 2008-06-27 2019-04-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing an auxiliary view of articulatable instruments extending out of a distal end of an entry guide
US9718190B2 (en) 2006-06-29 2017-08-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Tool position and identification indicator displayed in a boundary area of a computer display screen
US9469034B2 (en) 2007-06-13 2016-10-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for switching modes of a robotic system
US8903546B2 (en) 2009-08-15 2014-12-02 Intuitive Surgical Operations, Inc. Smooth control of an articulated instrument across areas with different work space conditions
US9084623B2 (en) 2009-08-15 2015-07-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Controller assisted reconfiguration of an articulated instrument during movement into and out of an entry guide
US9138129B2 (en) 2007-06-13 2015-09-22 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for moving a plurality of articulated instruments in tandem back towards an entry guide
US9089256B2 (en) 2008-06-27 2015-07-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing an auxiliary view including range of motion limitations for articulatable instruments extending out of a distal end of an entry guide
US8620473B2 (en) 2007-06-13 2013-12-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system with coupled control modes
US8088072B2 (en) 2007-10-12 2012-01-03 Gynesonics, Inc. Methods and systems for controlled deployment of needles in tissue
US8864652B2 (en) 2008-06-27 2014-10-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing computer generated auxiliary views of a camera instrument for controlling the positioning and orienting of its tip
US8414469B2 (en) * 2008-06-27 2013-04-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system having entry guide controller with instrument tip velocity limiting
US8262574B2 (en) 2009-02-27 2012-09-11 Gynesonics, Inc. Needle and tine deployment mechanism
US8337397B2 (en) 2009-03-26 2012-12-25 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for providing visual guidance to an operator for steering a tip of an endoscopic device toward one or more landmarks in a patient
US10004387B2 (en) 2009-03-26 2018-06-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for assisting an operator in endoscopic navigation
US20100306685A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Microsoft Corporation User movement feedback via on-screen avatars
US9492927B2 (en) 2009-08-15 2016-11-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Application of force feedback on an input device to urge its operator to command an articulated instrument to a preferred pose
US8918211B2 (en) 2010-02-12 2014-12-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing sensory feedback indicating a difference between a commanded state and a preferred pose of an articulated instrument
JP5604233B2 (ja) * 2009-09-30 2014-10-08 富士フイルム株式会社 検査情報管理システム、検査情報管理方法、及び該方法をコンピュータに実行させるプログラム
KR101070690B1 (ko) * 2010-03-16 2011-10-11 송광석 3차원 영상데이터를 제공하는 전자 내시경
US9251721B2 (en) 2010-04-09 2016-02-02 University Of Florida Research Foundation, Inc. Interactive mixed reality system and uses thereof
JP5711380B2 (ja) 2010-10-22 2015-04-30 メドロボティクス コーポレイション 多関節のロボティックプローブ
CA2817350A1 (en) 2010-11-11 2012-06-14 Medrobotics Corporation Introduction devices for highly articulated robotic probes and methods of production and use of such probes
US20130066136A1 (en) * 2010-11-24 2013-03-14 Mount Sinai School Of Medicine Magnetic based device for retrieving a misplaced article
US9486189B2 (en) 2010-12-02 2016-11-08 Hitachi Aloka Medical, Ltd. Assembly for use with surgery system
WO2012078989A1 (en) * 2010-12-10 2012-06-14 Wayne State University Intelligent autonomous camera control for robotics with medical, military, and space applications
US9259289B2 (en) * 2011-05-13 2016-02-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Estimation of a position and orientation of a frame used in controlling movement of a tool
JP6433293B2 (ja) * 2011-06-02 2018-12-05 メドロボティクス コーポレイション ロボットシステム
US11911117B2 (en) 2011-06-27 2024-02-27 Board Of Regents Of The University Of Nebraska On-board tool tracking system and methods of computer assisted surgery
WO2013052187A2 (en) 2011-06-27 2013-04-11 Board Of Regents Of The University Of Nebraska On-board tool tracking system and methods of computer assisted surgery
US9498231B2 (en) 2011-06-27 2016-11-22 Board Of Regents Of The University Of Nebraska On-board tool tracking system and methods of computer assisted surgery
EP2732344B1 (en) 2011-07-11 2019-06-05 Board of Regents of the University of Nebraska Robotic surgical system
US9757856B2 (en) 2011-09-13 2017-09-12 Medrobotics Corporation Highly articulated probes with anti-twist link arrangement, methods of formation thereof, and methods of performing medical procedures
CN107252517B (zh) * 2011-10-14 2020-06-02 直观外科手术操作公司 导管系统
US9452276B2 (en) 2011-10-14 2016-09-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. Catheter with removable vision probe
US20130303944A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Intuitive Surgical Operations, Inc. Off-axis electromagnetic sensor
EP2793729B1 (en) 2011-12-21 2019-04-17 Medrobotics Corporation Stabilizing apparatus for highly articulated probes with link arrangement
KR101876386B1 (ko) 2011-12-29 2018-07-11 삼성전자주식회사 의료용 로봇 시스템 및 그 제어 방법
JP6250566B2 (ja) * 2012-02-15 2017-12-20 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 モードを区別する操作動作を用いたロボットシステム操作モードの使用者選択
JP6134336B2 (ja) * 2012-02-15 2017-05-24 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 入力装置の操作者が視認可能なディスプレイ領域に器具が入ったときのその器具の制御権限の入力装置への切り換え
ES2881537T3 (es) * 2012-03-07 2021-11-29 Transenterix Europe Sarl Sistema de control endoscópico general
KR101800189B1 (ko) 2012-04-30 2017-11-23 삼성전자주식회사 수술 로봇의 힘 제어 장치 및 방법
EP3845190B1 (en) 2012-05-01 2023-07-12 Board of Regents of the University of Nebraska Single site robotic device and related systems
JP5941762B2 (ja) * 2012-06-14 2016-06-29 オリンパス株式会社 マニピュレータシステム
EP3943255B1 (en) * 2012-06-22 2023-06-14 Board of Regents of the University of Nebraska Local control robotic surgical devices
US9245428B2 (en) * 2012-08-02 2016-01-26 Immersion Corporation Systems and methods for haptic remote control gaming
US9770305B2 (en) 2012-08-08 2017-09-26 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Robotic surgical devices, systems, and related methods
EP2882331A4 (en) 2012-08-08 2016-03-23 Univ Nebraska ROBOTIC SURGICAL DEVICES, SYSTEMS AND CORRESPONDING METHODS
US9452020B2 (en) * 2012-08-15 2016-09-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. User initiated break-away clutching of a surgical mounting platform
US8992427B2 (en) 2012-09-07 2015-03-31 Gynesonics, Inc. Methods and systems for controlled deployment of needle structures in tissue
JP6221166B2 (ja) 2012-10-22 2017-11-01 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 表示装置、医用装置、およびプログラム
US9792836B2 (en) 2012-10-30 2017-10-17 Truinject Corp. Injection training apparatus using 3D position sensor
WO2014070799A1 (en) 2012-10-30 2014-05-08 Truinject Medical Corp. System for injection training
US8836937B2 (en) * 2012-11-19 2014-09-16 General Electric Company Actuatable visual inspection device
CN104837432B (zh) 2012-12-11 2017-05-17 奥林巴斯株式会社 内窥镜装置和控制内窥镜装置的方法
DE102012025102A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 avateramedical GmBH Endoskop mit einem Mehrkamerasystem für die minimal-invasive Chirurgie
DE102012025100A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 avateramedical GmBH Entkoppeltes Mehrkamerasystem für die minimal-invasive Chirurgie
KR101740168B1 (ko) * 2012-12-25 2017-05-25 가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤 수술 로봇
CN104936548B (zh) * 2013-01-28 2017-07-14 奥林巴斯株式会社 医疗用机械手和医疗用机械手的控制方法
US10507066B2 (en) 2013-02-15 2019-12-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. Providing information of tools by filtering image areas adjacent to or on displayed images of the tools
US9566414B2 (en) 2013-03-13 2017-02-14 Hansen Medical, Inc. Integrated catheter and guide wire controller
US10849702B2 (en) * 2013-03-15 2020-12-01 Auris Health, Inc. User input devices for controlling manipulation of guidewires and catheters
KR102540134B1 (ko) 2013-03-15 2023-06-07 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 로봇 수술 시스템에서의 수술 중 도구의 교환
US10105149B2 (en) 2013-03-15 2018-10-23 Board Of Regents Of The University Of Nebraska On-board tool tracking system and methods of computer assisted surgery
US9283046B2 (en) 2013-03-15 2016-03-15 Hansen Medical, Inc. User interface for active drive apparatus with finite range of motion
JP6421171B2 (ja) * 2013-03-15 2018-11-07 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 ゼロ空間を使用する経路を追従するためのシステム及び方法
US9827054B2 (en) * 2014-03-14 2017-11-28 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Intelligent positioning system and methods therefore
CA2906772C (en) 2013-03-15 2021-09-21 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Robotic surgical devices, systems and related methods
WO2014148068A1 (ja) 2013-03-18 2014-09-25 オリンパス株式会社 マニピュレータ
JP5673716B2 (ja) * 2013-03-19 2015-02-18 株式会社安川電機 ロボットシステム及び被加工物の製造方法
US11020016B2 (en) 2013-05-30 2021-06-01 Auris Health, Inc. System and method for displaying anatomy and devices on a movable display
US10966700B2 (en) 2013-07-17 2021-04-06 Virtual Incision Corporation Robotic surgical devices, systems and related methods
JP6144596B2 (ja) * 2013-09-30 2017-06-07 Dmg森精機株式会社 表示装置
CN104802166B (zh) * 2013-10-10 2016-09-28 精工爱普生株式会社 机器人控制系统、机器人、程序以及机器人控制方法
JP6000928B2 (ja) * 2013-10-24 2016-10-05 オリンパス株式会社 医療用マニピュレータおよび医療用マニピュレータの初期化方法
US9922578B2 (en) 2014-01-17 2018-03-20 Truinject Corp. Injection site training system
KR101548646B1 (ko) * 2014-01-21 2015-09-01 가톨릭관동대학교산학협력단 트랜스-플랫폼 장치 및 그의 용도
EP3104804B1 (en) * 2014-02-12 2021-12-15 Koninklijke Philips N.V. Robotic control of surgical instrument visibility
US10290231B2 (en) 2014-03-13 2019-05-14 Truinject Corp. Automated detection of performance characteristics in an injection training system
EP3590460B1 (en) * 2014-03-17 2021-06-02 Intuitive Surgical Operations, Inc. Device and machine readable medium executing a method of recentering end effectors and input controls
JP2017515615A (ja) * 2014-03-19 2017-06-15 エンドマスター・プライベート・リミテッドＥｎｄｏｍａｓｔｅｒ Ｐｔｅ Ｌｔｄ マスタースレーブ軟性内視鏡ロボットシステム
EP2923669B1 (en) 2014-03-24 2017-06-28 Hansen Medical, Inc. Systems and devices for catheter driving instinctiveness
EP3123284B1 (en) * 2014-03-24 2020-05-06 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for virtual feedback with haptic devices
WO2015154069A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-08 Surgical Theater LLC Dynamic and interactive navigation in a surgical environment
US9907696B2 (en) * 2014-04-18 2018-03-06 The Johns Hopkins University Fiber optic distal sensor controlled micro-manipulation systems and methods
KR20150128049A (ko) * 2014-05-08 2015-11-18 삼성전자주식회사 수술 로봇 및 그 제어방법
JP6017729B2 (ja) * 2014-06-27 2016-11-02 オリンパス株式会社 内視鏡システム
US9840007B1 (en) * 2014-08-25 2017-12-12 X Development Llc Robotic operation libraries
US10172666B2 (en) 2014-09-18 2019-01-08 Covidien Lp System and method for controlling operation of an electrosurgical system
CN107111963B (zh) 2014-12-01 2020-11-17 特鲁因杰克特公司 发射全方向光的注射训练工具
US9375853B1 (en) * 2014-12-03 2016-06-28 Google Inc. Methods and systems to provide feedback based on a motion per path metric indicative of an effect of motion associated with components of a robotic device
JP2016107379A (ja) * 2014-12-08 2016-06-20 ファナック株式会社 拡張現実対応ディスプレイを備えたロボットシステム
WO2016112383A1 (en) 2015-01-10 2016-07-14 University Of Florida Research Foundation, Inc. Simulation features combining mixed reality and modular tracking
CN104658363A (zh) * 2015-02-13 2015-05-27 浙江省人民医院 一种达芬奇机器人系统培训模具
JP6657244B2 (ja) * 2015-02-26 2020-03-04 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ ソフトウェア及び誘導管を備えたロボット制御の遠隔運動中心
EP3068002B1 (en) * 2015-03-12 2019-11-06 Schleuniger Holding AG Cable processing machine with improved precision mechanism for cable processing
CN112168358A (zh) * 2015-03-17 2021-01-05 直观外科手术操作公司 用于在远程操作医疗系统中的器械的屏幕识别的系统和方法
KR20230107709A (ko) * 2015-03-17 2023-07-17 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 수동 조인트 위치 결정 동안 피드백을 제공하는 시스템 및 방법
KR20230029999A (ko) * 2015-03-17 2023-03-03 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 원격조작 의료 시스템에서 기구의 스크린상 식별정보를 렌더링하기 위한 시스템 및 방법
EP3273854B1 (en) 2015-03-26 2021-09-22 Universidade de Coimbra Systems for computer-aided surgery using intra-operative video acquired by a free moving camera
US20180228557A1 (en) * 2015-04-20 2018-08-16 Medrobotics Corporation Articulating robotic probes, systems and methods incorporating the same, and methods for performing surgical procedures
CN104771232A (zh) * 2015-05-05 2015-07-15 北京汇影互联科技有限公司 一种电磁定位系统及其三维影像视角的选取方法
CN114376733A (zh) 2015-06-09 2022-04-22 直观外科手术操作公司 利用外科手术过程图集配置外科手术系统
KR102653344B1 (ko) * 2015-06-10 2024-04-02 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 오정렬되었을 때의 마스터 대 슬레이브 배향 매핑
DE102015109371A1 (de) * 2015-06-12 2016-12-15 avateramedical GmBH Vorrichtung und Verfahren zur robotergestützten Chirurgie
JP6289755B2 (ja) * 2015-06-18 2018-03-07 オリンパス株式会社 医療システム
US9815198B2 (en) * 2015-07-23 2017-11-14 X Development Llc System and method for determining a work offset
WO2017024081A1 (en) 2015-08-03 2017-02-09 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Robotic surgical devices systems and related methods
US9789610B1 (en) * 2015-09-02 2017-10-17 X Development Llc Safe path planning for collaborative robots
US10500340B2 (en) 2015-10-20 2019-12-10 Truinject Corp. Injection system
US10912619B2 (en) 2015-11-12 2021-02-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Surgical system with training or assist functions
US11058386B2 (en) * 2015-11-16 2021-07-13 Canon Medical Systems Corporation X-ray diagnosis apparatus and medical image diagnosis system for specifying a device being currently operated
WO2017103984A1 (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 オリンパス株式会社 医療用マニピュレータシステムとその作動方法
CN105411681B (zh) * 2015-12-22 2018-07-03 哈尔滨工业大学 分体式微创手术机器人的手眼协调控制系统及方法
CN105395254B (zh) * 2015-12-22 2018-03-30 哈尔滨工业大学 一种分体式微创手术机器人的控制系统
US10154886B2 (en) * 2016-01-06 2018-12-18 Ethicon Llc Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system
US10130429B1 (en) 2016-01-06 2018-11-20 Ethicon Llc Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system
US9949798B2 (en) * 2016-01-06 2018-04-24 Ethicon Endo-Surgery, Llc Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system
US10219868B2 (en) 2016-01-06 2019-03-05 Ethicon Llc Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system
WO2017151441A2 (en) 2016-02-29 2017-09-08 Truinject Medical Corp. Cosmetic and therapeutic injection safety systems, methods, and devices
US10648790B2 (en) 2016-03-02 2020-05-12 Truinject Corp. System for determining a three-dimensional position of a testing tool
US10849688B2 (en) 2016-03-02 2020-12-01 Truinject Corp. Sensory enhanced environments for injection aid and social training
CN108701429B (zh) * 2016-03-04 2021-12-21 柯惠Lp公司 训练机器人手术系统的用户的方法、系统、以及存储媒体
US10213916B2 (en) * 2016-03-23 2019-02-26 Seiko Epson Corporation Control apparatus and robot system
CN114098975A (zh) 2016-05-18 2022-03-01 虚拟切割有限公司 机器人外科装置、系统及相关方法
KR20230141937A (ko) 2016-06-09 2023-10-10 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 컴퓨터 보조 원격 조작 수술 시스템 및 방법
KR102604919B1 (ko) 2016-07-14 2023-11-23 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 컴퓨터 보조 원격조작 시스템에서의 2차 기구 제어
KR20190018743A (ko) * 2016-07-14 2019-02-25 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 원격조작 의료 시스템 내의 온스크린 메뉴들을 위한 시스템들 및 방법들
US11037464B2 (en) 2016-07-21 2021-06-15 Auris Health, Inc. System with emulator movement tracking for controlling medical devices
CN106361431A (zh) * 2016-08-29 2017-02-01 杭州捷诺飞生物科技有限公司 基于生物3d打印技术的切割修复一体化手术机器人
CN109618553B (zh) * 2016-10-12 2022-04-12 直观外科手术操作公司 外科手术穿刺装置插入系统和相关方法
CA3043314A1 (en) 2016-11-11 2018-05-17 Gynesonics, Inc. Controlled treatment of tissue and dynamic interaction with, and comparison of, tissue and/or treatment data
CA3043490A1 (en) 2016-11-14 2018-05-17 Gynesonics, Inc. Methods and systems for real-time planning and monitoring of ablation needle deployment in tissue
IL267820B2 (en) * 2017-01-06 2023-09-01 Photonicare Inc A self-orienting imaging system and method for use
US10650703B2 (en) 2017-01-10 2020-05-12 Truinject Corp. Suture technique training system
US10269266B2 (en) 2017-01-23 2019-04-23 Truinject Corp. Syringe dose and position measuring apparatus
JP6858593B2 (ja) * 2017-03-02 2021-04-14 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用観察装置、および制御方法
KR20200004362A (ko) 2017-05-04 2020-01-13 지네소닉스, 인크. 도플러 초음파에 의한 절제 프로세스 감시 방법
US10772703B2 (en) 2017-08-25 2020-09-15 Titan Medical Inc. Methods and apparatuses for positioning a camera of a surgical robotic system to capture images inside a body cavity of a patient during a medical procedure
JP2020532383A (ja) 2017-09-05 2020-11-12 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ 手術ロボットシステムのためのカメラ制御
WO2019067763A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 Virtual Incision Corporation ROBOTISED SURGICAL DEVICES WITH TRACKING CAMERA TECHNOLOGY AND RELATED SYSTEMS AND METHODS
WO2019069171A1 (en) * 2017-10-06 2019-04-11 Novartis Ag MONITORING THE MOVEMENT OF AN EYE IN A TRACKING BEACH
CN107767423B (zh) * 2017-10-10 2019-12-06 大连理工大学 一种基于双目视觉的机械臂目标定位抓取方法
FR3073135B1 (fr) * 2017-11-09 2019-11-15 Quantum Surgical Dispositif robotise pour une intervention medicale mini-invasive sur des tissus mous
US11161243B2 (en) 2017-11-10 2021-11-02 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for controlling a robotic manipulator or associated tool
US11173597B2 (en) 2017-11-10 2021-11-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for controlling a robotic manipulator or associated tool
WO2019098052A1 (ja) * 2017-11-20 2019-05-23 株式会社Ｍｅｄｉ Ｐｌｕｓ 医療安全システム
JP7314136B2 (ja) 2017-12-08 2023-07-25 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 医療器具のナビゲーションおよびターゲット用のシステムおよび方法
US11071595B2 (en) * 2017-12-14 2021-07-27 Verb Surgical Inc. Multi-panel graphical user interface for a robotic surgical system
EP4279012A3 (en) * 2017-12-29 2023-12-20 The Board of Regents of the University of Texas System End effector and end effector drive apparatus
EP3735341A4 (en) 2018-01-05 2021-10-06 Board of Regents of the University of Nebraska ROBOTIC DEVICE HAVING A SINGLE ARM OF A COMPACT JOINT DESIGN AND RELATED SYSTEMS AND PROCESSES
WO2019150770A1 (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 富士フイルム株式会社 音響波装置および音響波装置の制御方法
WO2019148286A1 (en) * 2018-02-02 2019-08-08 Intellijoint Surgical Inc. Operating room remote monitoring
WO2019177711A1 (en) * 2018-03-13 2019-09-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Methods of guiding manual movement of medical systems
US10058396B1 (en) 2018-04-24 2018-08-28 Titan Medical Inc. System and apparatus for insertion of an instrument into a body cavity for performing a surgical procedure
EP3793465A4 (en) 2018-05-18 2022-03-02 Auris Health, Inc. CONTROL DEVICES FOR ROBOTIC ACTIVATION REMOTE CONTROL SYSTEMS
CN108814691B (zh) * 2018-06-27 2020-06-02 无锡祥生医疗科技股份有限公司 针的超声引导辅助装置及系统
WO2020017212A1 (ja) * 2018-07-20 2020-01-23 富士フイルム株式会社 内視鏡システム
GB2577718B (en) * 2018-10-03 2022-08-24 Cmr Surgical Ltd Feature identification
GB2577719B (en) * 2018-10-03 2023-04-26 Cmr Surgical Ltd Navigational aid
WO2020075501A1 (en) * 2018-10-12 2020-04-16 Sony Corporation Haptic barriers for avoiding collision with robotic surgery devices
WO2020086912A1 (en) * 2018-10-26 2020-04-30 Intuitive Surgical Operations, Inc. Mixed reality systems and methods for indicating an extent of a field of view of an imaging device
US11602402B2 (en) 2018-12-04 2023-03-14 Globus Medical, Inc. Drill guide fixtures, cranial insertion fixtures, and related methods and robotic systems
US11903658B2 (en) 2019-01-07 2024-02-20 Virtual Incision Corporation Robotically assisted surgical system and related devices and methods
EP3696593A1 (en) * 2019-02-12 2020-08-19 Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. A controller for a microscope, a corresponding method and a microscope system
EP3696740B1 (en) * 2019-02-14 2024-01-10 Braun GmbH System for assessing the usage of an envisaged manually movable consumer product
EP3890645A4 (en) 2019-02-22 2022-09-07 Auris Health, Inc. SURGICAL PLATFORM EQUIPPED WITH MOTORIZED ARMS FOR ADJUSTABLE ARM SUPPORTS
WO2020206176A1 (en) * 2019-04-03 2020-10-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for view restoration
DE102019114817B4 (de) * 2019-06-03 2021-12-02 Karl Storz Se & Co. Kg Bildgebungssystem und Verfahren zur Beobachtung
EP3989793A4 (en) 2019-06-28 2023-07-19 Auris Health, Inc. CONSOLE OVERLAY ITS METHODS OF USE
CN110215339B (zh) * 2019-07-03 2022-01-07 中山大学 一种实现自动化机械操作臂路径规划的方法
JP2022550913A (ja) * 2019-10-07 2022-12-05 エス アンド エヌ オリオン プライム エス．エー． リアルタイム画像処理を使用するビデオガイド付き臨床手技中に視界の方向を変更するためのシステムおよび方法
RU2721461C1 (ru) * 2020-02-25 2020-05-19 Ассистирующие Хирургические Технологии (Аст), Лтд Способ управления камерой в роботохирургическом комплексе
KR102614596B1 (ko) * 2020-07-27 2023-12-18 유펙스메드 주식회사 복수개 처치구 병용을 위한 멀티 루멘 구조의 의료용 토출 기구
US11925321B2 (en) 2020-08-06 2024-03-12 Canon U.S.A., Inc. Anti-twist tip for steerable catheter
CN112043396B (zh) * 2020-10-08 2022-03-04 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 手术机器人及其图形化控制装置、图形化显示方法
CN111991084B (zh) * 2020-10-08 2022-04-26 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 手术机器人及其虚拟成像控制方法、虚拟成像控制装置
CN111991085B (zh) * 2020-10-08 2022-03-04 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 手术机器人及其图形化控制装置、图形化显示方法
CN114099006B (zh) * 2021-11-24 2023-05-26 重庆金山医疗机器人有限公司 一种器械与内窥镜距离提示方法
US20230240513A1 (en) 2022-02-02 2023-08-03 Canon U.S.A., Inc. Antitwist mechanism for robotic endoscope camera
KR102478344B1 (ko) * 2022-07-06 2022-12-16 주식회사 에어스메디컬 의료용 로봇의 제어를 모니터링 하기 위한 방법, 프로그램 및 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1864938A (zh) * 2005-05-20 2006-11-22 株式会社日立制作所 主·从式机械手系统及其操作输入装置
CA2321488C (en) * 1998-02-19 2008-02-12 California Institute Of Technology Apparatus and method for providing spherical viewing during endoscopic procedures

Family Cites Families (363)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3628535A (en) 1969-11-12 1971-12-21 Nibot Corp Surgical instrument for implanting a prosthetic heart valve or the like
US3818284A (en) 1972-12-07 1974-06-18 Marotta Scientific Controls Valve control with pulse width modulation
US3923166A (en) 1973-10-11 1975-12-02 Nasa Remote manipulator system
US3905215A (en) 1974-06-26 1975-09-16 John R Wright Ultrasensitive force measuring instrument employing torsion balance
US4150326A (en) 1977-09-19 1979-04-17 Unimation, Inc. Trajectory correlation and error detection method and apparatus
US4349837A (en) 1979-07-03 1982-09-14 Spar Aerospace Limited Satellite servicing
US5493595A (en) 1982-02-24 1996-02-20 Schoolman Scientific Corp. Stereoscopically displayed three dimensional medical imaging
US4588348A (en) 1983-05-27 1986-05-13 At&T Bell Laboratories Robotic system utilizing a tactile sensor array
US4577621A (en) 1984-12-03 1986-03-25 Patel Jayendrakumar I Endoscope having novel proximate and distal portions
US4672963A (en) 1985-06-07 1987-06-16 Israel Barken Apparatus and method for computer controlled laser surgery
US4644237A (en) 1985-10-17 1987-02-17 International Business Machines Corp. Collision avoidance system
US4722056A (en) 1986-02-18 1988-01-26 Trustees Of Dartmouth College Reference display systems for superimposing a tomagraphic image onto the focal plane of an operating microscope
JPH085018B2 (ja) 1986-02-26 1996-01-24 株式会社日立製作所 遠隔マニピユレ−シヨン方法及び装置
US4762456A (en) 1986-06-11 1988-08-09 Nelson Arthur J Accommodations to exchange containers between vessels
JPH0766290B2 (ja) 1986-06-26 1995-07-19 東芝機械株式会社 工具経路生成方法
US4791934A (en) 1986-08-07 1988-12-20 Picker International, Inc. Computer tomography assisted stereotactic surgery system and method
GB2194656B (en) 1986-09-03 1991-10-09 Ibm Method and system for solid modelling
JPH0829509B2 (ja) 1986-12-12 1996-03-27 株式会社日立製作所 マニピユレ−タの制御装置
US4839838A (en) 1987-03-30 1989-06-13 Labiche Mitchell Spatial input apparatus
US4860215A (en) 1987-04-06 1989-08-22 California Institute Of Technology Method and apparatus for adaptive force and position control of manipulators
US4863133A (en) 1987-05-26 1989-09-05 Leonard Medical Arm device for adjustable positioning of a medical instrument or the like
US4762455A (en) 1987-06-01 1988-08-09 Remote Technology Corporation Remote manipulator
US4831549A (en) 1987-07-28 1989-05-16 Brigham Young University Device and method for correction of robot inaccuracy
US4833383A (en) 1987-08-13 1989-05-23 Iowa State University Research Foundation, Inc. Means and method of camera space manipulation
US5170347A (en) 1987-11-27 1992-12-08 Picker International, Inc. System to reformat images for three-dimensional display using unique spatial encoding and non-planar bisectioning
US5079699A (en) 1987-11-27 1992-01-07 Picker International, Inc. Quick three-dimensional display
US4815450A (en) 1988-02-01 1989-03-28 Patel Jayendra I Endoscope having variable flexibility
US5251127A (en) * 1988-02-01 1993-10-05 Faro Medical Technologies Inc. Computer-aided surgery apparatus
EP0326768A3 (en) 1988-02-01 1991-01-23 Faro Medical Technologies Inc. Computer-aided surgery apparatus
US5046022A (en) 1988-03-10 1991-09-03 The Regents Of The University Of Michigan Tele-autonomous system and method employing time/position synchrony/desynchrony
US5187796A (en) 1988-03-29 1993-02-16 Computer Motion, Inc. Three-dimensional vector co-processor having I, J, and K register files and I, J, and K execution units
US4989253A (en) 1988-04-15 1991-01-29 The Montefiore Hospital Association Of Western Pennsylvania Voice activated microscope
US4979949A (en) 1988-04-26 1990-12-25 The Board Of Regents Of The University Of Washington Robot-aided system for surgery
US4984157A (en) 1988-09-21 1991-01-08 General Electric Company System and method for displaying oblique planar cross sections of a solid body using tri-linear interpolation to determine pixel position dataes
GB2226245A (en) 1988-11-18 1990-06-27 Alan Crockard Endoscope, remote actuator and aneurysm clip applicator.
US4942539A (en) 1988-12-21 1990-07-17 Gmf Robotics Corporation Method and system for automatically determining the position and orientation of an object in 3-D space
US5099846A (en) 1988-12-23 1992-03-31 Hardy Tyrone L Method and apparatus for video presentation from a variety of scanner imaging sources
US5098426A (en) 1989-02-06 1992-03-24 Phoenix Laser Systems, Inc. Method and apparatus for precision laser surgery
US5184009A (en) 1989-04-10 1993-02-02 Wright Scott M Optical attenuator movement detection system
US5053976A (en) 1989-05-22 1991-10-01 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of teaching a robot
US5257203A (en) 1989-06-09 1993-10-26 Regents Of The University Of Minnesota Method and apparatus for manipulating computer-based representations of objects of complex and unique geometry
DE3935256C1 (zh) 1989-10-23 1991-01-03 Bauerfeind, Peter, Dr., 8264 Waldkraiburg, De
US5181823A (en) 1989-10-27 1993-01-26 Grumman Aerospace Corporation Apparatus and method for producing a video display
ES2085885T3 (es) 1989-11-08 1996-06-16 George S Allen Brazo mecanico para sistema interactivo de cirugia dirigido por imagenes.
US5086401A (en) 1990-05-11 1992-02-04 International Business Machines Corporation Image-directed robotic system for precise robotic surgery including redundant consistency checking
US5235510A (en) 1990-11-22 1993-08-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Computer-aided diagnosis system for medical use
US5217453A (en) 1991-03-18 1993-06-08 Wilk Peter J Automated surgical system and apparatus
US5217003A (en) 1991-03-18 1993-06-08 Wilk Peter J Automated surgical system and apparatus
US5176702A (en) 1991-04-04 1993-01-05 Symbiosis Corporation Ratchet locking mechanism for surgical instruments
US5251611A (en) 1991-05-07 1993-10-12 Zehel Wendell E Method and apparatus for conducting exploratory procedures
US5313306A (en) 1991-05-13 1994-05-17 Telerobotics International, Inc. Omniview motionless camera endoscopy system
US5181514A (en) 1991-05-21 1993-01-26 Hewlett-Packard Company Transducer positioning system
US5266875A (en) 1991-05-23 1993-11-30 Massachusetts Institute Of Technology Telerobotic system
US5279309A (en) 1991-06-13 1994-01-18 International Business Machines Corporation Signaling device and method for monitoring positions in a surgical operation
US5417210A (en) 1992-05-27 1995-05-23 International Business Machines Corporation System and method for augmentation of endoscopic surgery
US5182641A (en) 1991-06-17 1993-01-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Composite video and graphics display for camera viewing systems in robotics and teleoperation
US5261404A (en) 1991-07-08 1993-11-16 Mick Peter R Three-dimensional mammal anatomy imaging system and method
US5184601A (en) 1991-08-05 1993-02-09 Putman John M Endoscope stabilizer
US5889670A (en) 1991-10-24 1999-03-30 Immersion Corporation Method and apparatus for tactilely responsive user interface
US5230623A (en) 1991-12-10 1993-07-27 Radionics, Inc. Operating pointer with interactive computergraphics
US5531742A (en) 1992-01-15 1996-07-02 Barken; Israel Apparatus and method for computer controlled cryosurgery
US6963792B1 (en) 1992-01-21 2005-11-08 Sri International Surgical method
US5631973A (en) 1994-05-05 1997-05-20 Sri International Method for telemanipulation with telepresence
ATE155059T1 (de) 1992-01-21 1997-07-15 Stanford Res Inst Int Teleoperateursystem und verfahren mit teleanwesenheit
DE4204397C2 (de) 1992-02-14 2001-08-30 Sinz Dirk Peter Transportbehälter
US5430643A (en) 1992-03-11 1995-07-04 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Configuration control of seven degree of freedom arms
US5737500A (en) 1992-03-11 1998-04-07 California Institute Of Technology Mobile dexterous siren degree of freedom robot arm with real-time control system
JP3285924B2 (ja) * 1992-04-10 2002-05-27 オリンパス光学工業株式会社 湾屈曲装置
US5321353A (en) 1992-05-13 1994-06-14 Storage Technolgy Corporation System and method for precisely positioning a robotic tool
US5482029A (en) 1992-06-26 1996-01-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Variable flexibility endoscope system
US5361768A (en) 1992-06-30 1994-11-08 Cardiovascular Imaging Systems, Inc. Automated longitudinal position translator for ultrasonic imaging probes, and methods of using same
US5239246A (en) 1992-07-08 1993-08-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Force reflection with compliance control
AT399647B (de) * 1992-07-31 1995-06-26 Truppe Michael Anordnung zur darstellung des inneren von körpern
US5762458A (en) 1996-02-20 1998-06-09 Computer Motion, Inc. Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures
US5657429A (en) 1992-08-10 1997-08-12 Computer Motion, Inc. Automated endoscope system optimal positioning
US5754741A (en) 1992-08-10 1998-05-19 Computer Motion, Inc. Automated endoscope for optimal positioning
US5524180A (en) 1992-08-10 1996-06-04 Computer Motion, Inc. Automated endoscope system for optimal positioning
US5515478A (en) 1992-08-10 1996-05-07 Computer Motion, Inc. Automated endoscope system for optimal positioning
US5397323A (en) 1992-10-30 1995-03-14 International Business Machines Corporation Remote center-of-motion robot for surgery
US5788688A (en) 1992-11-05 1998-08-04 Bauer Laboratories, Inc. Surgeon's command and control
US5629594A (en) 1992-12-02 1997-05-13 Cybernet Systems Corporation Force feedback system
DE9302650U1 (zh) 1993-02-24 1993-04-15 Karl Storz Gmbh & Co, 7200 Tuttlingen, De
EP0692120B1 (en) 1993-03-31 2002-10-09 Luma Corporation Managing information in an endoscopy system
JP2665052B2 (ja) 1993-05-14 1997-10-22 エスアールアイ インターナショナル 遠隔中心位置決め装置
US5791231A (en) 1993-05-17 1998-08-11 Endorobotics Corporation Surgical robotic system and hydraulic actuator therefor
AU7468494A (en) 1993-07-07 1995-02-06 Cornelius Borst Robotic system for close inspection and remote treatment of moving parts
CA2103626A1 (en) 1993-08-09 1995-02-10 Septimiu Edmund Salcudean Motion scaling tele-operating system with force feedback suitable for microsurgery
US5343385A (en) 1993-08-17 1994-08-30 International Business Machines Corporation Interference-free insertion of a solid body into a cavity
US5503320A (en) 1993-08-19 1996-04-02 United States Surgical Corporation Surgical apparatus with indicator
FR2709656B1 (fr) 1993-09-07 1995-12-01 Deemed Int Sa Installation pour opération de microchirurgie assistée par ordinateur et procédés mis en Óoeuvre par ladite installation.
SE9303253D0 (sv) 1993-10-05 1993-10-05 Siemens Elema Ab Instrument för titthålskirurgi
JPH08107875A (ja) 1994-08-18 1996-04-30 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡形状検出装置
US6059718A (en) 1993-10-18 2000-05-09 Olympus Optical Co., Ltd. Endoscope form detecting apparatus in which coil is fixedly mounted by insulating member so that form is not deformed within endoscope
US5876325A (en) * 1993-11-02 1999-03-02 Olympus Optical Co., Ltd. Surgical manipulation system
US5842473A (en) 1993-11-29 1998-12-01 Life Imaging Systems Three-dimensional imaging system
US6241725B1 (en) 1993-12-15 2001-06-05 Sherwood Services Ag High frequency thermal ablation of cancerous tumors and functional targets with image data assistance
WO1995016396A1 (en) 1993-12-15 1995-06-22 Computer Motion, Inc. Automated endoscope system for optimal positioning
JPH07184923A (ja) 1993-12-28 1995-07-25 Hitachi Ltd 遠隔微細手術支援装置
US5454827A (en) 1994-05-24 1995-10-03 Aust; Gilbert M. Surgical instrument
US5835693A (en) 1994-07-22 1998-11-10 Lynch; James D. Interactive system for simulation and display of multi-body systems in three dimensions
US6115053A (en) 1994-08-02 2000-09-05 New York University Computer animation method and system for synthesizing human-like gestures and actions
NO300407B1 (no) 1994-08-30 1997-05-26 Vingmed Sound As Apparat for endoskop- eller gastroskopundersökelse av pasienter
US6120433A (en) 1994-09-01 2000-09-19 Olympus Optical Co., Ltd. Surgical manipulator system
US5528955A (en) 1994-09-08 1996-06-25 Hannaford; Blake Five axis direct-drive mini-robot having fifth actuator located at non-adjacent joint
JP3695779B2 (ja) 1994-09-27 2005-09-14 オリンパス株式会社 マニピュレータシステム
US5765561A (en) 1994-10-07 1998-06-16 Medical Media Systems Video-based surgical targeting system
JP3642812B2 (ja) 1994-11-17 2005-04-27 株式会社町田製作所 医療用観察装置
JP3640087B2 (ja) 1994-11-29 2005-04-20 豊田工機株式会社 工作機械
JPH08154321A (ja) 1994-11-29 1996-06-11 Tokyo Electric Power Co Inc:The 遠隔操作ロボット
JPH08164148A (ja) 1994-12-13 1996-06-25 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡下手術装置
JP3539645B2 (ja) 1995-02-16 2004-07-07 株式会社日立製作所 遠隔手術支援装置
US6019724A (en) 1995-02-22 2000-02-01 Gronningsaeter; Aage Method for ultrasound guidance during clinical procedures
US5836880A (en) 1995-02-27 1998-11-17 Micro Chemical, Inc. Automated system for measuring internal tissue characteristics in feed animals
US5797849A (en) 1995-03-28 1998-08-25 Sonometrics Corporation Method for carrying out a medical procedure using a three-dimensional tracking and imaging system
US5817022A (en) 1995-03-28 1998-10-06 Sonometrics Corporation System for displaying a 2-D ultrasound image within a 3-D viewing environment
JPH08275958A (ja) 1995-04-07 1996-10-22 Olympus Optical Co Ltd 手術用マニピュレータ装置
US5887121A (en) 1995-04-21 1999-03-23 International Business Machines Corporation Method of constrained Cartesian control of robotic mechanisms with active and passive joints
JP3986099B2 (ja) 1995-05-02 2007-10-03 オリンパス株式会社 手術用マニピュレータシステム
US5649956A (en) 1995-06-07 1997-07-22 Sri International System and method for releasably holding a surgical instrument
US5759151A (en) 1995-06-07 1998-06-02 Carnegie Mellon University Flexible steerable device for conducting exploratory procedures
US5814038A (en) 1995-06-07 1998-09-29 Sri International Surgical manipulator for a telerobotic system
US5551432A (en) 1995-06-19 1996-09-03 New York Eye & Ear Infirmary Scanning control system for ultrasound biomicroscopy
US5820623A (en) 1995-06-20 1998-10-13 Ng; Wan Sing Articulated arm for medical procedures
US6702736B2 (en) 1995-07-24 2004-03-09 David T. Chen Anatomical visualization system
US6256529B1 (en) 1995-07-26 2001-07-03 Burdette Medical Systems, Inc. Virtual reality 3D visualization for surgical procedures
DE19529950C1 (de) 1995-08-14 1996-11-14 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren zum Nachführen eines Stereo-Laparoskops in der minimalinvasiven Chirurgie
US5638819A (en) 1995-08-29 1997-06-17 Manwaring; Kim H. Method and apparatus for guiding an instrument to a target
US5784542A (en) 1995-09-07 1998-07-21 California Institute Of Technology Decoupled six degree-of-freedom teleoperated robot system
US5825982A (en) 1995-09-15 1998-10-20 Wright; James Head cursor control interface for an automated endoscope system for optimal positioning
US5601085A (en) 1995-10-02 1997-02-11 Nycomed Imaging As Ultrasound imaging
US5987591A (en) 1995-12-27 1999-11-16 Fanuc Limited Multiple-sensor robot system for obtaining two-dimensional image and three-dimensional position information
US5624398A (en) 1996-02-08 1997-04-29 Symbiosis Corporation Endoscopic robotic surgical tools and methods
US5971976A (en) 1996-02-20 1999-10-26 Computer Motion, Inc. Motion minimization and compensation system for use in surgical procedures
US5855583A (en) 1996-02-20 1999-01-05 Computer Motion, Inc. Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures
US6436107B1 (en) 1996-02-20 2002-08-20 Computer Motion, Inc. Method and apparatus for performing minimally invasive surgical procedures
US6063095A (en) 1996-02-20 2000-05-16 Computer Motion, Inc. Method and apparatus for performing minimally invasive surgical procedures
US6699177B1 (en) 1996-02-20 2004-03-02 Computer Motion, Inc. Method and apparatus for performing minimally invasive surgical procedures
ES2236805T3 (es) 1996-05-17 2005-07-16 Biosense Webster, Inc. Cateter con autoalineacion.
US5797900A (en) 1996-05-20 1998-08-25 Intuitive Surgical, Inc. Wrist mechanism for surgical instrument for performing minimally invasive surgery with enhanced dexterity and sensitivity
US5807377A (en) 1996-05-20 1998-09-15 Intuitive Surgical, Inc. Force-reflecting surgical instrument and positioning mechanism for performing minimally invasive surgery with enhanced dexterity and sensitivity
US5792135A (en) 1996-05-20 1998-08-11 Intuitive Surgical, Inc. Articulated surgical instrument for performing minimally invasive surgery with enhanced dexterity and sensitivity
US6167296A (en) 1996-06-28 2000-12-26 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method for volumetric image navigation
GB9616261D0 (en) 1996-08-02 1996-09-11 Philips Electronics Nv Virtual environment manipulation device modelling and control
US6642836B1 (en) 1996-08-06 2003-11-04 Computer Motion, Inc. General purpose distributed operating room control system
JP3550966B2 (ja) 1996-09-18 2004-08-04 株式会社日立製作所 手術装置
US7302288B1 (en) 1996-11-25 2007-11-27 Z-Kat, Inc. Tool position indicator
US5810008A (en) 1996-12-03 1998-09-22 Isg Technologies Inc. Apparatus and method for visualizing ultrasonic images
US6331181B1 (en) 1998-12-08 2001-12-18 Intuitive Surgical, Inc. Surgical robotic tools, data architecture, and use
US5853367A (en) 1997-03-17 1998-12-29 General Electric Company Task-interface and communications system and method for ultrasound imager control
US5938678A (en) 1997-06-11 1999-08-17 Endius Incorporated Surgical instrument
JPH11309A (ja) 1997-06-12 1999-01-06 Hitachi Ltd 画像処理装置
US6330837B1 (en) 1997-08-28 2001-12-18 Microdexterity Systems, Inc. Parallel mechanism
US6002184A (en) 1997-09-17 1999-12-14 Coactive Drive Corporation Actuator with opposing repulsive magnetic forces
US6714839B2 (en) 1998-12-08 2004-03-30 Intuitive Surgical, Inc. Master having redundant degrees of freedom
EP2362284B1 (en) 1997-09-19 2015-05-20 Massachusetts Institute Of Technology Robotic apparatus
US5993391A (en) 1997-09-25 1999-11-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasound diagnostic apparatus
DE69816645T2 (de) 1997-11-07 2004-04-15 Hill-Rom Services, Inc., Batesville Thermisches regelungssystem für patienten
US6129670A (en) 1997-11-24 2000-10-10 Burdette Medical Systems Real time brachytherapy spatial registration and visualization system
US6358749B1 (en) 1997-12-02 2002-03-19 Ozo Diversified Automation, Inc. Automated system for chromosome microdissection and method of using same
US5842993A (en) 1997-12-10 1998-12-01 The Whitaker Corporation Navigable ultrasonic imaging probe assembly
US6292712B1 (en) 1998-01-29 2001-09-18 Northrop Grumman Corporation Computer interface system for a robotic system
WO1999038646A1 (en) 1998-02-03 1999-08-05 Hexel Corporation Systems and methods employing a rotary track for machining and manufacturing
US6810281B2 (en) 2000-12-21 2004-10-26 Endovia Medical, Inc. Medical mapping system
JP3582348B2 (ja) 1998-03-19 2004-10-27 株式会社日立製作所 手術装置
US5980461A (en) 1998-05-01 1999-11-09 Rajan; Subramaniam D. Ultrasound imaging apparatus for medical diagnostics
EP2289423A1 (en) 1998-05-14 2011-03-02 David N. Krag System for bracketing tissue
US6425865B1 (en) 1998-06-12 2002-07-30 The University Of British Columbia Robotically assisted medical ultrasound
US6184868B1 (en) 1998-09-17 2001-02-06 Immersion Corp. Haptic feedback control devices
WO2000007503A1 (en) 1998-08-04 2000-02-17 Intuitive Surgical, Inc. Manipulator positioning linkage for robotic surgery
US6383951B1 (en) 1998-09-03 2002-05-07 Micron Technology, Inc. Low dielectric constant material for integrated circuit fabrication
US5993390A (en) 1998-09-18 1999-11-30 Hewlett- Packard Company Segmented 3-D cardiac ultrasound imaging method and apparatus
US6665554B1 (en) 1998-11-18 2003-12-16 Steve T. Charles Medical manipulator for use with an imaging device
US6951535B2 (en) 2002-01-16 2005-10-04 Intuitive Surgical, Inc. Tele-medicine system that transmits an entire state of a subsystem
US6852107B2 (en) 2002-01-16 2005-02-08 Computer Motion, Inc. Minimally invasive surgical training using robotics and tele-collaboration
US6459926B1 (en) 1998-11-20 2002-10-01 Intuitive Surgical, Inc. Repositioning and reorientation of master/slave relationship in minimally invasive telesurgery
US6398726B1 (en) 1998-11-20 2002-06-04 Intuitive Surgical, Inc. Stabilizer for robotic beating-heart surgery
US6468265B1 (en) 1998-11-20 2002-10-22 Intuitive Surgical, Inc. Performing cardiac surgery without cardioplegia
US8527094B2 (en) 1998-11-20 2013-09-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Multi-user medical robotic system for collaboration or training in minimally invasive surgical procedures
US6659939B2 (en) 1998-11-20 2003-12-09 Intuitive Surgical, Inc. Cooperative minimally invasive telesurgical system
US6342889B1 (en) 1998-11-27 2002-01-29 Dicomit Dicom Information Technologies Corp. Method and system for selecting at least one optimal view of a three dimensional image
US6799065B1 (en) 1998-12-08 2004-09-28 Intuitive Surgical, Inc. Image shifting apparatus and method for a telerobotic system
US6620173B2 (en) 1998-12-08 2003-09-16 Intuitive Surgical, Inc. Method for introducing an end effector to a surgical site in minimally invasive surgery
US6493608B1 (en) 1999-04-07 2002-12-10 Intuitive Surgical, Inc. Aspects of a control system of a minimally invasive surgical apparatus
US6770081B1 (en) 2000-01-07 2004-08-03 Intuitive Surgical, Inc. In vivo accessories for minimally invasive robotic surgery and methods
US6522906B1 (en) 1998-12-08 2003-02-18 Intuitive Surgical, Inc. Devices and methods for presenting and regulating auxiliary information on an image display of a telesurgical system to assist an operator in performing a surgical procedure
US6325808B1 (en) 1998-12-08 2001-12-04 Advanced Realtime Control Systems, Inc. Robotic system, docking station, and surgical tool for collaborative control in minimally invasive surgery
JP2000193893A (ja) 1998-12-28 2000-07-14 Suzuki Motor Corp 検査用挿入管の屈曲装置
US6224542B1 (en) 1999-01-04 2001-05-01 Stryker Corporation Endoscopic camera system with non-mechanical zoom
US6394998B1 (en) 1999-01-22 2002-05-28 Intuitive Surgical, Inc. Surgical tools for use in minimally invasive telesurgical applications
US6602185B1 (en) 1999-02-18 2003-08-05 Olympus Optical Co., Ltd. Remote surgery support system
US6084371A (en) 1999-02-19 2000-07-04 Lockheed Martin Energy Research Corporation Apparatus and methods for a human de-amplifier system
WO2000050118A1 (fr) 1999-02-25 2000-08-31 Tetsuya Korenaga Dispositif therapeutique electrique
US7324081B2 (en) 1999-03-02 2008-01-29 Siemens Aktiengesellschaft Augmented-reality system for situation-related support of the interaction between a user and an engineering apparatus
US6243624B1 (en) 1999-03-19 2001-06-05 Northwestern University Non-Linear muscle-like compliant controller
US6569084B1 (en) 1999-03-31 2003-05-27 Olympus Optical Co., Ltd. Endoscope holder and endoscope device
US6424885B1 (en) 1999-04-07 2002-07-23 Intuitive Surgical, Inc. Camera referenced control in a minimally invasive surgical apparatus
US6594552B1 (en) 1999-04-07 2003-07-15 Intuitive Surgical, Inc. Grip strength with tactile feedback for robotic surgery
US8944070B2 (en) 1999-04-07 2015-02-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Non-force reflecting method for providing tool force information to a user of a telesurgical system
JP2000300579A (ja) 1999-04-26 2000-10-31 Olympus Optical Co Ltd 多機能マニピュレータ
JP3668865B2 (ja) 1999-06-21 2005-07-06 株式会社日立製作所 手術装置
US7637905B2 (en) * 2003-01-15 2009-12-29 Usgi Medical, Inc. Endoluminal tool deployment system
US7744613B2 (en) 1999-06-25 2010-06-29 Usgi Medical, Inc. Apparatus and methods for forming and securing gastrointestinal tissue folds
JP4302246B2 (ja) 1999-08-25 2009-07-22 住友ベークライト株式会社 医療用処置具挿入具
US8004229B2 (en) 2005-05-19 2011-08-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Software center and highly configurable robotic systems for surgery and other uses
US7594912B2 (en) 2004-09-30 2009-09-29 Intuitive Surgical, Inc. Offset remote center manipulator for robotic surgery
JP2001104333A (ja) 1999-10-07 2001-04-17 Hitachi Ltd 手術支援装置
US6312435B1 (en) 1999-10-08 2001-11-06 Intuitive Surgical, Inc. Surgical instrument with extended reach for use in minimally invasive surgery
JP2001202531A (ja) 1999-10-15 2001-07-27 Hitachi Kokusai Electric Inc 動画像編集方法
US6654031B1 (en) 1999-10-15 2003-11-25 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of editing a video program with variable view point of picked-up image and computer program product for displaying video program
US6442417B1 (en) 1999-11-29 2002-08-27 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for transforming view orientations in image-guided surgery
US6204620B1 (en) 1999-12-10 2001-03-20 Fanuc Robotics North America Method of controlling an intelligent assist device
DE19961971B4 (de) * 1999-12-22 2009-10-22 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Vorrichtung zum sicheren automatischen Nachführen eines Endoskops und Verfolgen eines Instruments
US6847922B1 (en) 2000-01-06 2005-01-25 General Motors Corporation Method for computer-aided layout of manufacturing cells
JP2001287183A (ja) 2000-01-31 2001-10-16 Matsushita Electric Works Ltd 自動搬送ロボット
DE10004264C2 (de) * 2000-02-01 2002-06-13 Storz Karl Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur intrakorporalen, minimal-invasiven Behandlung eines Patienten
US6817973B2 (en) 2000-03-16 2004-11-16 Immersion Medical, Inc. Apparatus for controlling force for manipulation of medical instruments
US7819799B2 (en) 2000-03-16 2010-10-26 Immersion Medical, Inc. System and method for controlling force applied to and manipulation of medical instruments
DE10015826A1 (de) 2000-03-30 2001-10-11 Siemens Ag System und Verfahren zur Erzeugung eines Bildes
US6984203B2 (en) 2000-04-03 2006-01-10 Neoguide Systems, Inc. Endoscope with adjacently positioned guiding apparatus
US20010055062A1 (en) 2000-04-20 2001-12-27 Keiji Shioda Operation microscope
DE10025285A1 (de) 2000-05-22 2001-12-06 Siemens Ag Vollautomatische, robotergestützte Kameraführung unter Verwendung von Positionssensoren für laparoskopische Eingriffe
US6645196B1 (en) 2000-06-16 2003-11-11 Intuitive Surgical, Inc. Guided tool change
US6599247B1 (en) 2000-07-07 2003-07-29 University Of Pittsburgh System and method for location-merging of real-time tomographic slice images with human vision
EP1182541A3 (de) 2000-08-22 2005-11-30 Siemens Aktiengesellschaft System und Verfahren zum kombinierten Einsatz verschiedener Display-/Gerätetypen mit systemgesteuerter kontextabhängiger Informationsdarstellung
JP4765155B2 (ja) 2000-09-28 2011-09-07 ソニー株式会社 オーサリング・システム及びオーサリング方法、並びに記憶媒体
US7194118B1 (en) 2000-11-10 2007-03-20 Lucid, Inc. System for optically sectioning and mapping surgically excised tissue
US6718194B2 (en) 2000-11-17 2004-04-06 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Computer assisted intramedullary rod surgery system with enhanced features
DE10063089C1 (de) 2000-12-18 2002-07-25 Siemens Ag Anwendergesteuerte Verknüpfung von Informationen innerhalb eines Augmented-Reality-Systems
WO2002062199A2 (en) 2001-01-16 2002-08-15 Microdexterity Systems, Inc. Surgical manipulator
US7766894B2 (en) 2001-02-15 2010-08-03 Hansen Medical, Inc. Coaxial catheter system
US6765569B2 (en) 2001-03-07 2004-07-20 University Of Southern California Augmented-reality tool employing scene-feature autocalibration during camera motion
JP3769469B2 (ja) 2001-03-28 2006-04-26 株式会社東芝 操作訓練用装置
US6456901B1 (en) 2001-04-20 2002-09-24 Univ Michigan Hybrid robot motion task level control system
US6862561B2 (en) 2001-05-29 2005-03-01 Entelos, Inc. Method and apparatus for computer modeling a joint
US7607440B2 (en) 2001-06-07 2009-10-27 Intuitive Surgical, Inc. Methods and apparatus for surgical planning
US6887245B2 (en) 2001-06-11 2005-05-03 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Surgical drill for use with a computer assisted surgery system
EP1395194B1 (en) 2001-06-13 2007-08-29 Volume Interactions Pte. Ltd. A guide system
WO2002100285A1 (en) 2001-06-13 2002-12-19 Volume Interactions Pte Ltd A guide system and a probe therefor
US20040243147A1 (en) 2001-07-03 2004-12-02 Lipow Kenneth I. Surgical robot and robotic controller
WO2003007129A2 (en) 2001-07-13 2003-01-23 Broks Automation, Inc. Trajectory planning and motion control strategies for a planar three-degree-of-freedom robotic arm
US6550757B2 (en) 2001-08-07 2003-04-22 Hewlett-Packard Company Stapler having selectable staple size
JP3579379B2 (ja) 2001-08-10 2004-10-20 株式会社東芝 医療用マニピュレータシステム
US6587750B2 (en) 2001-09-25 2003-07-01 Intuitive Surgical, Inc. Removable infinite roll master grip handle and touch sensor for robotic surgery
WO2003034705A2 (en) 2001-10-19 2003-04-24 University Of North Carolina At Chapel Hill Methods and systems for dynamic virtual convergence and head mountable display
JP3529373B2 (ja) 2001-11-09 2004-05-24 ファナック株式会社 作業機械のシミュレーション装置
US6663559B2 (en) * 2001-12-14 2003-12-16 Endactive, Inc. Interface for a variable direction of view endoscope
US6941192B2 (en) 2002-01-31 2005-09-06 Abb Research Ltd. Robot machining tool position and orientation calibration
US7831292B2 (en) 2002-03-06 2010-11-09 Mako Surgical Corp. Guidance system and method for surgical procedures with improved feedback
TW200304608A (en) 2002-03-06 2003-10-01 Z Kat Inc System and method for using a haptic device in combination with a computer-assisted surgery system
US8010180B2 (en) 2002-03-06 2011-08-30 Mako Surgical Corp. Haptic guidance system and method
JP2003300444A (ja) 2002-04-11 2003-10-21 Hitachi Ltd 移動体の運転支援装置
JP4056791B2 (ja) 2002-05-22 2008-03-05 策雄 米延 骨折整復誘導装置
US6678582B2 (en) 2002-05-30 2004-01-13 Kuka Roboter Gmbh Method and control device for avoiding collisions between cooperating robots
US6790173B2 (en) 2002-06-13 2004-09-14 Usgi Medical, Inc. Shape lockable apparatus and method for advancing an instrument through unsupported anatomy
EP1378832A1 (en) * 2002-07-04 2004-01-07 Sap Ag Process and system for comfortable debugging of computer programs
EP2070487B1 (en) 2002-08-13 2014-03-05 NeuroArm Surgical, Ltd. Microsurgical robot system
JP4169549B2 (ja) 2002-09-06 2008-10-22 オリンパス株式会社 内視鏡
JP2004105638A (ja) 2002-09-20 2004-04-08 Shimadzu Corp 超音波診断装置
US20040077940A1 (en) 2002-10-11 2004-04-22 Kienzle Thomas C. Instrument guide for use with a tracking system
JP2004174662A (ja) 2002-11-27 2004-06-24 Fanuc Ltd ロボットの動作状態解析装置
SE0203908D0 (sv) 2002-12-30 2002-12-30 Abb Research Ltd An augmented reality system and method
JP2004223128A (ja) 2003-01-27 2004-08-12 Hitachi Ltd 医療行為支援装置および方法
FR2850775B1 (fr) 2003-01-30 2005-07-22 Ge Med Sys Global Tech Co Llc Dispositif d'imagerie medicale a reorientation semi-automatique d'objet radiologique
JP3972854B2 (ja) 2003-04-10 2007-09-05 ソニー株式会社 ロボットの運動制御装置
JP3975959B2 (ja) 2003-04-23 2007-09-12 トヨタ自動車株式会社 ロボット動作規制方法とその装置およびそれを備えたロボット
WO2005000139A1 (en) 2003-04-28 2005-01-06 Bracco Imaging Spa Surgical navigation imaging system
US8365633B2 (en) 2003-05-21 2013-02-05 The Johns Hopkins University Devices, systems and methods for minimally invasive surgery of the throat and other portions of mammalian body
US20050054895A1 (en) * 2003-09-09 2005-03-10 Hoeg Hans David Method for using variable direction of view endoscopy in conjunction with image guided surgical systems
DE202004014857U1 (de) 2003-09-29 2005-04-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur virtuellen Lagebetrachtung wenigstens eines in einen Körper intrakorporal eingebrachten medizinischen Instruments
JP2005110878A (ja) 2003-10-06 2005-04-28 Olympus Corp 手術支援システム
JP3708097B2 (ja) 2003-10-08 2005-10-19 ファナック株式会社 ロボットの手動送り装置
US20070276234A1 (en) 2003-10-21 2007-11-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Systems and Methods for Intraoperative Targeting
US20050096502A1 (en) * 2003-10-29 2005-05-05 Khalili Theodore M. Robotic surgical device
US7774044B2 (en) 2004-02-17 2010-08-10 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System and method for augmented reality navigation in a medical intervention procedure
US20050267359A1 (en) 2004-05-27 2005-12-01 General Electric Company System, method, and article of manufacture for guiding an end effector to a target position within a person
CA2513202C (en) 2004-07-23 2015-03-31 Mehran Anvari Multi-purpose robotic operating system and method
JP2008522836A (ja) 2004-10-25 2008-07-03 ユニバーシティ・オブ・デイトン 運動学的ロボット・モデル・パラメータ決定によって多関節ロボットにおいて改善された精度を提供する方法及びシステム
US20060149129A1 (en) * 2005-01-05 2006-07-06 Watts H D Catheter with multiple visual elements
US8872906B2 (en) * 2005-01-05 2014-10-28 Avantis Medical Systems, Inc. Endoscope assembly with a polarizing filter
US7763015B2 (en) 2005-01-24 2010-07-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. Modular manipulator support for robotic surgery
JP2008538184A (ja) 2005-02-22 2008-10-16 マコ サージカル コーポレーション 触覚誘導システムおよび方法
US10555775B2 (en) 2005-05-16 2020-02-11 Intuitive Surgical Operations, Inc. Methods and system for performing 3-D tool tracking by fusion of sensor and/or camera derived data during minimally invasive robotic surgery
US9789608B2 (en) 2006-06-29 2017-10-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. Synthetic representation of a surgical robot
US9492240B2 (en) 2009-06-16 2016-11-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Virtual measurement tool for minimally invasive surgery
US8108072B2 (en) 2007-09-30 2012-01-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Methods and systems for robotic instrument tool tracking with adaptive fusion of kinematics information and image information
US8971597B2 (en) 2005-05-16 2015-03-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Efficient vision and kinematic data fusion for robotic surgical instruments and other applications
US8073528B2 (en) 2007-09-30 2011-12-06 Intuitive Surgical Operations, Inc. Tool tracking systems, methods and computer products for image guided surgery
US8398541B2 (en) 2006-06-06 2013-03-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Interactive user interfaces for robotic minimally invasive surgical systems
EP2289453B1 (en) 2005-06-06 2015-08-05 Intuitive Surgical Operations, Inc. Laparoscopic ultrasound robotic surgical system
US20070005002A1 (en) 2005-06-30 2007-01-04 Intuitive Surgical Inc. Robotic surgical instruments for irrigation, aspiration, and blowing
JP2007029232A (ja) 2005-07-25 2007-02-08 Hitachi Medical Corp 内視鏡手術操作支援システム
US20070135803A1 (en) 2005-09-14 2007-06-14 Amir Belson Methods and apparatus for performing transluminal and other procedures
JP4728075B2 (ja) 2005-09-28 2011-07-20 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡システム
EP1937176B1 (en) 2005-10-20 2019-04-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. Auxiliary image display and manipulation on a computer display in a medical robotic 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
US7819859B2 (en) 2005-12-20 2010-10-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Control system for reducing internally generated frictional and inertial resistance to manual positioning of a surgical manipulator
US7453227B2 (en) * 2005-12-20 2008-11-18 Intuitive Surgical, Inc. Medical robotic system with sliding mode control
JP5101519B2 (ja) 2005-12-20 2012-12-19 インテュイティブ サージカル インコーポレイテッド ロボット手術システムの機器インターフェース
US9266239B2 (en) 2005-12-27 2016-02-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Constraint based control in a minimally invasive surgical apparatus
US9962066B2 (en) 2005-12-30 2018-05-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Methods and apparatus to shape flexible entry guides for minimally invasive surgery
US20110290856A1 (en) 2006-01-31 2011-12-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled surgical instrument with force-feedback capabilities
EP1815950A1 (en) 2006-02-03 2007-08-08 The European Atomic Energy Community (EURATOM), represented by the European Commission Robotic surgical system for performing minimally invasive medical procedures
EP1815949A1 (en) 2006-02-03 2007-08-08 The European Atomic Energy Community (EURATOM), represented by the European Commission Medical robotic system with manipulator arm of the cylindrical coordinate type
US8167823B2 (en) 2009-03-24 2012-05-01 Biomet Manufacturing Corp. Method and apparatus for aligning and securing an implant relative to a patient
ITMI20060443A1 (it) * 2006-03-13 2007-09-14 Ethicon Endo Surgery Inc Dispositivo per la manipolazione di tessuto corporeo
US8924021B2 (en) 2006-04-27 2014-12-30 Honda Motor Co., Ltd. Control of robots from human motion descriptors
JP2009537232A (ja) 2006-05-17 2009-10-29 ハンセン メディカル，インク． ロボット機器システム
WO2007137208A2 (en) 2006-05-19 2007-11-29 Neoguide Systems, Inc. Methods and apparatus for displaying three-dimensional orientation of a steerable distal tip of an endoscope
CN101449229B (zh) 2006-05-19 2011-10-12 马科外科公司 用于控制触觉装置的方法和设备
AU2007254159B2 (en) 2006-05-19 2013-07-04 Mako Surgical Corp. System and method for verifying calibration of a surgical device
US8029516B2 (en) 2006-06-13 2011-10-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Bracing of bundled medical devices for single port entry, robotically assisted medical procedures
US8377045B2 (en) 2006-06-13 2013-02-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Extendable suction surface for bracing medial devices during robotically assisted medical procedures
US20080064921A1 (en) 2006-06-13 2008-03-13 Intuitive Surgical, Inc. Guide tube control of minimally invasive surgical instruments
US8419717B2 (en) 2006-06-13 2013-04-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Control system configured to compensate for non-ideal actuator-to-joint linkage characteristics in a medical robotic system
US20090192523A1 (en) 2006-06-29 2009-07-30 Intuitive Surgical, Inc. Synthetic representation of a surgical instrument
US10008017B2 (en) 2006-06-29 2018-06-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Rendering tool information as graphic overlays on displayed images of tools
US10258425B2 (en) 2008-06-27 2019-04-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing an auxiliary view of articulatable instruments extending out of a distal end of an entry guide
US9718190B2 (en) * 2006-06-29 2017-08-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Tool position and identification indicator displayed in a boundary area of a computer display screen
DE102006046689A1 (de) 2006-09-29 2008-04-10 Siemens Ag Medizintechnisches Behandlungssystem
US7831096B2 (en) 2006-11-17 2010-11-09 General Electric Company Medical navigation system with tool and/or implant integration into fluoroscopic image projections and method of use
DE102006061178A1 (de) 2006-12-22 2008-06-26 Siemens Ag System zur Durchführung und Überwachung minimal-invasiver Eingriffe
WO2008103383A1 (en) 2007-02-20 2008-08-28 Gildenberg Philip L Videotactic and audiotactic assisted surgical methods and procedures
JP4891823B2 (ja) * 2007-03-29 2012-03-07 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡装置
EP2142133B1 (en) 2007-04-16 2012-10-10 NeuroArm Surgical, Ltd. Methods, devices, and systems for automated movements involving medical robots
WO2009037576A2 (en) 2007-04-16 2009-03-26 The Governors Of The University Of Calgary Methods, devices, and systems for non-mechanically restricting and/or programming movement of a tool of a manipulator along a single axis
EP2148629B1 (en) 2007-04-16 2012-06-06 NeuroArm Surgical, Ltd. Frame mapping and force feedback methods, devices and systems
US8931682B2 (en) 2007-06-04 2015-01-13 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled shaft based rotary drive systems for surgical instruments
US8903546B2 (en) 2009-08-15 2014-12-02 Intuitive Surgical Operations, Inc. Smooth control of an articulated instrument across areas with different work space conditions
US9084623B2 (en) 2009-08-15 2015-07-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Controller assisted reconfiguration of an articulated instrument during movement into and out of an entry guide
US8620473B2 (en) 2007-06-13 2013-12-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system with coupled control modes
US9469034B2 (en) 2007-06-13 2016-10-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for switching modes of a robotic system
US9138129B2 (en) 2007-06-13 2015-09-22 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for moving a plurality of articulated instruments in tandem back towards an entry guide
US9089256B2 (en) 2008-06-27 2015-07-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing an auxiliary view including range of motion limitations for articulatable instruments extending out of a distal end of an entry guide
JP2009006410A (ja) 2007-06-26 2009-01-15 Fuji Electric Systems Co Ltd 遠隔操作支援装置および遠隔操作支援プログラム
DE102007029884A1 (de) * 2007-06-28 2009-01-15 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen eines aus einer Mehrzahl von endoskopischen Einzelbildern zusammengesetztes Gesamtbildes von einer Innenoberfläche eines Körperhohlraums
JP2009012106A (ja) 2007-07-03 2009-01-22 Fuji Electric Systems Co Ltd 遠隔操作支援装置および遠隔操作支援プログラム
EP2796102B1 (en) 2007-10-05 2018-03-14 Ethicon LLC Ergonomic surgical instruments
US9037295B2 (en) 2008-03-07 2015-05-19 Perception Raisonnement Action En Medecine Dynamic physical constraint for hard surface emulation
US8808164B2 (en) 2008-03-28 2014-08-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Controlling a robotic surgical tool with a display monitor
US8155479B2 (en) 2008-03-28 2012-04-10 Intuitive Surgical Operations Inc. Automated panning and digital zooming for robotic surgical systems
US20090259105A1 (en) * 2008-04-10 2009-10-15 Miyano Hiromichi Medical treatment system and suturing method
JP5384178B2 (ja) 2008-04-21 2014-01-08 株式会社森精機製作所 加工シミュレーション方法及び加工シミュレーション装置
US8315738B2 (en) 2008-05-21 2012-11-20 Fanuc Robotics America, Inc. Multi-arm robot system interference check via three dimensional automatic zones
US9179832B2 (en) 2008-06-27 2015-11-10 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system with image referenced camera control using partitionable orientational and translational modes
US8864652B2 (en) 2008-06-27 2014-10-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing computer generated auxiliary views of a camera instrument for controlling the positioning and orienting of its tip
US8414469B2 (en) 2008-06-27 2013-04-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system having entry guide controller with instrument tip velocity limiting
JP2012501792A (ja) 2008-09-12 2012-01-26 アキュレイ インコーポレイテッド ターゲットの動きに基づくｘ線像形成の制御
US8315720B2 (en) 2008-09-26 2012-11-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method for graphically providing continuous change of state directions to a user of a medical robotic system
US8126642B2 (en) 2008-10-24 2012-02-28 Gray & Company, Inc. Control and systems for autonomously driven vehicles
US20100331856A1 (en) 2008-12-12 2010-12-30 Hansen Medical Inc. Multiple flexible and steerable elongate instruments for minimally invasive operations
CN102239454B (zh) 2008-12-17 2014-11-26 库卡实验室有限公司 用于在机械手的控制装置中输入指令的方法和设备
US8335590B2 (en) 2008-12-23 2012-12-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for adjusting an image capturing device attribute using an unused degree-of-freedom of a master control device
US8594841B2 (en) 2008-12-31 2013-11-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Visual force feedback in a minimally invasive surgical procedure
US8306656B1 (en) 2009-01-12 2012-11-06 Titan Medical Inc. Method and system for performing medical procedure
US8423182B2 (en) 2009-03-09 2013-04-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Adaptable integrated energy control system for electrosurgical tools in robotic surgical systems
US8120301B2 (en) 2009-03-09 2012-02-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Ergonomic surgeon control console in robotic surgical systems
US9492927B2 (en) 2009-08-15 2016-11-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Application of force feedback on an input device to urge its operator to command an articulated instrument to a preferred pose
US8918211B2 (en) 2010-02-12 2014-12-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing sensory feedback indicating a difference between a commanded state and a preferred pose of an articulated instrument
US8244402B2 (en) 2009-09-22 2012-08-14 GM Global Technology Operations LLC Visual perception system and method for a humanoid robot
EP2533678B1 (en) 2010-02-11 2020-03-25 Intuitive Surgical Operations, Inc. System for automatically maintaining an operator selected roll orientation at a distal tip of a robotic endoscope
KR101840312B1 (ko) 2010-08-02 2018-03-20 더 존스 홉킨스 유니버시티 협동 로봇 제어 및 음향 피드백을 사용하여 힘 센서 정보를 나타내기 위한 방법
KR101800189B1 (ko) 2012-04-30 2017-11-23 삼성전자주식회사 수술 로봇의 힘 제어 장치 및 방법
US10507066B2 (en) 2013-02-15 2019-12-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. Providing information of tools by filtering image areas adjacent to or on displayed images of the tools

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2321488C (en) * 1998-02-19 2008-02-12 California Institute Of Technology Apparatus and method for providing spherical viewing during endoscopic procedures
CN1864938A (zh) * 2005-05-20 2006-11-22 株式会社日立制作所 主·从式机械手系统及其操作输入装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101726614B1 (ko) 2017-04-13
KR101653185B1 (ko) 2016-09-09
CN102170835A (zh) 2011-08-31
JP2012504017A (ja) 2012-02-16
US20090326556A1 (en) 2009-12-31
JP5675621B2 (ja) 2015-02-25
EP3115159A1 (en) 2017-01-11
EP3115159B1 (en) 2018-05-16
EP2349053B1 (en) 2018-02-21
EP2349053A1 (en) 2011-08-03
US9516996B2 (en) 2016-12-13
US20150065793A1 (en) 2015-03-05
WO2010039394A1 (en) 2010-04-08
KR20160105919A (ko) 2016-09-07
KR20110081153A (ko) 2011-07-13
US8864652B2 (en) 2014-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102170835B (zh) 提供计算机生成的摄像器械的辅助视图以控制医疗机器人系统的末端定位和取向的医疗机器人系统
CN102076276B (zh) 提供延伸到进入引导器远端外的可铰接器具的辅助视图的医疗机器人系统
US20200268462A1 (en) System, controller and method using virtual reality device for robotic surgery
US9801690B2 (en) Synthetic representation of a surgical instrument
US9492240B2 (en) Virtual measurement tool for minimally invasive surgery
US9155592B2 (en) Virtual measurement tool for minimally invasive surgery
US20090192524A1 (en) Synthetic representation of a surgical robot
US20100169815A1 (en) Visual force feedback in a minimally invasive surgical procedure
US20220354600A1 (en) Medical robotic system providing an auxiliary view including range of motion limitations for articulatable instruments extending out of a distal end of an entry guide
US10772701B2 (en) Method and apparatus to project light pattern to determine distance in a surgical scene
US20220323157A1 (en) System and method related to registration for a medical procedure

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant