專利名稱：手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及外科手術(shù)，更具體地，涉及手術(shù)機(jī)器人及其控制方法。
背景技術(shù)：
手術(shù)機(jī)器人是指具有代替外科醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)活動(dòng)的功能的機(jī)器人。與人相比，手術(shù)機(jī)器人可以提供準(zhǔn)確和精確的移動(dòng)以及能夠遠(yuǎn)程手術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。目前全世界正在研發(fā)的一些手術(shù)機(jī)器人包括骨科手術(shù)機(jī)器人、腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人、立體定向手術(shù)機(jī)器人等。這里，腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人是利用腹腔鏡和微型手術(shù)器械進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器人。腹腔鏡手術(shù)是一種前沿技術(shù)，它包括在肚臍區(qū)域穿刺大約Icm的孔并且插入腹腔鏡，該腹腔鏡是用于查看腹腔內(nèi)部的內(nèi)窺鏡。此項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)預(yù)計(jì)有更多的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前的腹腔鏡安裝有計(jì)算機(jī)芯片，并且已經(jīng)發(fā)展到該腹腔鏡所得到的放大的畫面比肉眼看到的畫面還清晰的程度，并且當(dāng)使用特殊設(shè)計(jì)的腹腔鏡手術(shù)器械，同時(shí)看著監(jiān)視器屏幕時(shí)，可以進(jìn)行任何類型的手術(shù)。此外，盡管腹腔鏡手術(shù)的手術(shù)范圍幾乎與剖腹手術(shù)相同，腹腔鏡手術(shù)比剖腹手術(shù)帶來(lái)的并發(fā)癥更少，使得手術(shù)后的治療時(shí)間更短，并且有利于手術(shù)患者保持他的/她的抵抗力或免疫功能。因此，在諸如美國(guó)和歐洲的地方，腹腔鏡手術(shù)被確定為治療結(jié)腸直腸癌等的標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)。然而，因?yàn)楦骨荤R手術(shù)需要使用不像剖腹手術(shù)中與之對(duì)應(yīng)的手術(shù)器械那么令人熟知的腹腔鏡手術(shù)器械、二維畫面和鏡像，并且因?yàn)椴荒茉谶M(jìn)行該手術(shù)時(shí)同時(shí)用手親自觸摸， 因此腹腔鏡手術(shù)會(huì)帶來(lái)某些困難。發(fā)明人為了研發(fā)本發(fā)明，或者在研發(fā)本發(fā)明的過(guò)程中獲得了上述背景技術(shù)中的信息。因此，應(yīng)該理解，這些信息不必屬于在本發(fā)明的專利申請(qǐng)日之前的公開(kāi)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)及控制該手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的方法，其中可以根據(jù)外科醫(yī)生的意愿合適地控制手術(shù)監(jiān)視器上的顯示屏，以消除手術(shù)過(guò)程的不直觀性。另外，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)及控制該手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的方法，其中可以以通過(guò)手術(shù)監(jiān)視器將機(jī)器人臂控制為使其與顯示屏的控制一致，從而操作人員可以順利地和直觀地進(jìn)行手術(shù)過(guò)程。本發(fā)明的另一方面提供用于手術(shù)機(jī)器人的主接口，該主接口安裝在用于控制從動(dòng)機(jī)器人的主動(dòng)機(jī)器人上，該從動(dòng)機(jī)器人包括兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂，每個(gè)機(jī)器人臂安裝有手術(shù)器械。所述主接口包括屏幕顯示單元，所述屏幕顯示單元配置為顯示與從手術(shù)內(nèi)窺鏡輸入的畫面信號(hào)對(duì)應(yīng)的屏幕上圖像(on-screen image)；兩個(gè)或多個(gè)臂操控單元，配備所述兩個(gè)或多個(gè)臂操控單元用于分別控制所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂；以及控制單元，所述控制單元配置為提供控制使得所述屏幕上圖像根據(jù)使用者的操控在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)或形成鏡像， 并且所述控制單元配置為提供控制使得機(jī)器人臂的控制狀況被更新，以便與旋轉(zhuǎn)后的或形成鏡像的屏幕上圖像一致。所述手術(shù)內(nèi) 窺鏡可以是腹腔鏡、胸腔鏡、關(guān)節(jié)鏡和鼻腔鏡中的一種或多種。所述主接口還可以包括操控信號(hào)產(chǎn)生單元，所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元可以根據(jù)使用者對(duì)所述臂操控單元的操控產(chǎn)生操控信號(hào)，并且將所述操控信號(hào)傳送到從動(dòng)機(jī)器人，并且所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元可以產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于對(duì)機(jī)器人臂和手術(shù)器械中一個(gè)或多個(gè)的位置調(diào)節(jié)，或用于改變分別與所述機(jī)器人臂對(duì)應(yīng)的臂操控單元，以便更新所述控制狀況，或者用于上述二者。所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元可以根據(jù)基于顯示的器械控制執(zhí)行臂操控改變。這里，所述基于顯示的器械控制可以包括產(chǎn)生用于更新配置的操控信號(hào)，從而位于旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像中的右側(cè)的手術(shù)器械由位于操作人員的右側(cè)的臂操控單元操控，而位于旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像中的左側(cè)的手術(shù)器械由位于操作人員的左側(cè)的臂操控單元操控。所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元可以產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于根據(jù)使用者用于位置調(diào)節(jié)的操控，在特定方向上對(duì)機(jī)器人臂和手術(shù)器械中一個(gè)或多個(gè)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不考慮屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)。所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元可以產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于使所述屏幕上圖像中的所述手術(shù)器械轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)，以便與所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角一致。所述使用者的操控可以由使用者的語(yǔ)音操控，并且所述控制單元可以接收所述使用者的語(yǔ)音作為輸入，執(zhí)行識(shí)別和分析，然后控制屏幕上圖像在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)。所述控制單元可以通過(guò)基于器械的顯示控制計(jì)算轉(zhuǎn)角，并且提供控制使得所述屏幕上圖像被顯示為與所述計(jì)算的轉(zhuǎn)角一致地旋轉(zhuǎn)。所述基于器械的顯示控制可以用于形成以兩個(gè)手術(shù)器械作為斜邊的虛擬梯形或四邊形，和計(jì)算所述轉(zhuǎn)角，使得所述梯形或四邊形的上邊或下邊與顯示屏的水平面在誤差范圍內(nèi)平行。所述主接口還可以包括屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元，該屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元配置為接收使用者的操控作為輸入，用于在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)屏幕上圖像。屏幕上圖像可以被顯示為旋轉(zhuǎn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角，所述預(yù)定轉(zhuǎn)角與對(duì)所述屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元的操控?cái)?shù)目成比例。在對(duì)所述屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元上的連續(xù)的操控保持時(shí)間期間，所述屏幕上圖像可以被顯示為以特定轉(zhuǎn)速沿著預(yù)定旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。所述屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元可以是踏板、離合按鈕、和語(yǔ)音識(shí)別裝置中的任何一種。如果在機(jī)器人臂的多個(gè)位置上有位置傳感器，則所述控制單元利用通過(guò)每個(gè)所述位置傳感器得到的感測(cè)值可以識(shí)別所述機(jī)器人臂的延伸方向，并且可以由此計(jì)算屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角。在此情況下，所述控制單元可以計(jì)算所述轉(zhuǎn)角，使得沿著所述延伸方向的機(jī)器人臂的前面在顯示屏上被定位為面對(duì)特定方向(例如，向上的方向)。所述控制單元還可以利用通過(guò)分析裝備在天花板上的攝像頭所拍攝的圖像而識(shí)別的所述機(jī)器人臂的延伸方向，來(lái)計(jì)算屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角。在此情況下，在所述機(jī)器人臂的整個(gè)區(qū)域、上部區(qū)域和多個(gè)位置中的任意一種上可以涂布顏料，所述顏料具有預(yù)定顏色或預(yù)定材料，或既具有預(yù)定顏色又具有預(yù)定材料。為了使屏幕上圖像可以顯示為與所述轉(zhuǎn)角一致地旋轉(zhuǎn)，所述手術(shù)內(nèi)窺鏡可以被控制為圍繞沿著該手術(shù)內(nèi)窺鏡的延伸方向形成的軸旋轉(zhuǎn)。所述控制單元可以提供控制，從而通過(guò)屏幕顯示單元進(jìn)一步顯示方向指示器，以提供與屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的信息。所述方向指示器可以由以下一種或多種構(gòu)成至少一個(gè)指示方向的字符、與所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)一致地旋轉(zhuǎn)的三維形狀、包括至少一個(gè)框的三維形狀的展開(kāi)圖、以及指南針等。當(dāng)以形成鏡像的配置顯示所述屏幕上圖像時(shí)，所述控制單元可以提供控制，從而通過(guò)所述屏幕顯示單元進(jìn)一步顯示方向指示器、警告消息和提醒信息中的一種或多種。所述形成屏幕上圖像的鏡像是形成左右鏡像或形成上下鏡像，所述提醒信息可以包括用于屏幕上圖像的預(yù)定顏色的邊界圖像。所述從動(dòng)機(jī)器人和主動(dòng)機(jī)器人可以結(jié)合成為一體。本發(fā)明的又一個(gè)方面提供一種用于控制手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的方法，該方法在主動(dòng)機(jī)器人中執(zhí)行，用于控制從動(dòng)機(jī)器人，所述從動(dòng)機(jī)器人包括兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂，在所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂中的每個(gè)上安裝有手術(shù)器械。所述方法包括顯示與從手術(shù)內(nèi)窺鏡輸入的畫面信號(hào)對(duì)應(yīng)的屏幕上圖像；接收操控命令作為輸入，該操控命令用于指示所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)或?qū)ζ湫纬社R像；以及提供控制，使得所述屏幕上圖像根據(jù)所述操控命令在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)或形成鏡像，并且使得所述機(jī)器人臂的控制狀況被更新，以便與旋轉(zhuǎn)后的或形成鏡像的屏幕上圖像一致。所述提供控制使得所述機(jī)器人臂的控制狀況被更新可以包括產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于對(duì)機(jī)器人臂和手術(shù)器械中一個(gè)或多個(gè)的的位置調(diào)節(jié)，或用于改變分別與所述機(jī)器人臂對(duì)應(yīng)的臂操控單元，或者用于上述二者；以及將所述操控信號(hào)傳送到所述從動(dòng)機(jī)器人。根據(jù)基于顯示的器械控制可以執(zhí)行所述臂操控單元的改變。所述基于顯示的器械控制可以包括更新配置，從而位于旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像中的右側(cè)的手術(shù)器械由位于操作人員的右側(cè)的臂操控單元操控，而位于旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像中的左側(cè)的手術(shù)器械由位于操作人員的左側(cè)的臂操控單元操控。可以產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于根據(jù)使用者用于位置調(diào)節(jié)的操控，在特定方向上對(duì)機(jī)器人臂和手術(shù)器械中一個(gè)或多個(gè)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不考慮屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)。位置調(diào)節(jié)可以包括使所述屏幕上圖像中的所述手術(shù)器械以轉(zhuǎn)動(dòng)方式移動(dòng)，以便與所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角一致。所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角可以被確定為與輸入所述操控命令的次數(shù)成比例?；蛘?， 所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角可以被確定為與輸入所述操控命令的保持時(shí)間成比例。接收所述操控命令作為輸入可以包括接收使用者的語(yǔ)音作為輸入；以及通過(guò)識(shí)別和分析所輸入的使用者的語(yǔ)音產(chǎn)生所述操控命令?？梢酝ㄟ^(guò)踏板、離合按鈕、和語(yǔ)音識(shí)別裝置中的任何一種來(lái)輸入所述操控命令。所述手術(shù)內(nèi)窺鏡可以是腹腔鏡、胸腔鏡、關(guān)節(jié)鏡和鼻腔鏡中的一種或多種。所述接收所述操控命令作為輸入可以包括從位于所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂的多個(gè)位置上的位置傳感器中的每個(gè)接收感測(cè)值作為輸入；通過(guò)利用所輸入的感測(cè)值來(lái)識(shí)別所述機(jī)器人臂的延伸方向，計(jì)算用于旋轉(zhuǎn)所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角；以及接收所計(jì)算出的轉(zhuǎn)角作為操控命令。這里，可以計(jì)算所述轉(zhuǎn)角，使得沿著所述延伸方向的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂的前面在顯示屏上被定位為面對(duì)特定方向(例如，向上的方向)。
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所述接收所述操控命令作為輸入可以包括接收由裝備在天花板上的攝像頭拍攝的圖像作為輸入；利用通過(guò)分析所輸入的圖像而識(shí)別的所述機(jī)器人臂的延伸方向，計(jì)算用于旋轉(zhuǎn)所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角；以及接收所計(jì)算出的轉(zhuǎn)角作為操控命令。這里，在所述機(jī)器人臂的整個(gè)區(qū)域、上部區(qū)域和多個(gè)位置中的任意一種上可以涂布顏料，所述顏料具有預(yù)定顏色或預(yù)定材料，或者既具有預(yù)定顏色也具有預(yù)定材料。 所述手術(shù)內(nèi)窺鏡可以圍繞沿著所述手術(shù)內(nèi)窺鏡的延伸方向形成的軸旋轉(zhuǎn)，從而所述屏幕上圖像被顯示為與所述轉(zhuǎn)角一致地旋轉(zhuǎn)。在提供控制中，可以顯示方向指示器，以便提供與屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的信息。所述方向指示器可以由以下一種或多種構(gòu)成至少一個(gè)指示方向的字符、與所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)一致地旋轉(zhuǎn)的三維形狀、包括至少一個(gè)框的三維形狀的展開(kāi)圖、以及指南針。在提供控制從而所述屏幕上圖像在預(yù)定方向上形成鏡像中，可以進(jìn)一步顯示方向指示器、警告消息、和提醒信息中的一種或多種。形成屏幕上圖像的鏡像可以是形成左右鏡像或形成上下鏡像，所述提醒信息可以包括用于屏幕上圖像的預(yù)定顏色的邊界圖像。本發(fā)明的再一個(gè)方面提供了一種用于控制手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的方法，該方法在主動(dòng)機(jī)器人中執(zhí)行，用于控制從動(dòng)機(jī)器人，所述從動(dòng)機(jī)器人包括兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂，所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂中的每個(gè)安裝有手術(shù)器械。所述方法包括顯示與從手術(shù)內(nèi)窺鏡輸入的畫面信號(hào)對(duì)應(yīng)的屏幕上圖像；通過(guò)基于器械的顯示控制計(jì)算用于屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角；以及提供控制使得所述屏幕上圖像被顯示為旋轉(zhuǎn)了所述計(jì)算的轉(zhuǎn)角。所述基于器械的顯示控制可以用于形成以兩個(gè)手術(shù)器械作為斜邊的虛擬梯形或四邊形，和計(jì)算所述轉(zhuǎn)角，使得所述梯形或四邊形的上邊或下邊與顯示屏的水平面在誤差范圍內(nèi)平行。所述手術(shù)內(nèi)窺鏡可以是腹腔鏡、胸腔鏡、關(guān)節(jié)鏡和鼻腔鏡中的一種或多種。為了使所述屏幕上圖像可以被顯示為與所述轉(zhuǎn)角一致地旋轉(zhuǎn)，所述手術(shù)內(nèi)窺鏡可以被控制為圍繞沿著該手術(shù)內(nèi)窺鏡的延伸方向形成的軸旋轉(zhuǎn)。除了以上描述外，其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將從附圖、權(quán)利要求和下面書(shū)面描述而顯而易見(jiàn)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)的平面圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于手術(shù)機(jī)器人的主接口的概念圖；圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的主動(dòng)機(jī)器人和從動(dòng)機(jī)器人的構(gòu)造的方框圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例調(diào)節(jié)屏幕顯示的例子；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在觀看原來(lái)沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)的屏幕上圖像的同時(shí)操控臂操控單元的例子；圖6和圖7示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在觀看已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了 180度的屏幕上圖像的同時(shí)操控臂操控單元的例子；
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在觀看已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了 180度的屏幕上圖像的同時(shí)操控臂操控單元的例子；圖9到圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，按照屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)顯示方向指示器的例子；圖13和圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，按照屏幕上圖像的鏡像顯示警告信息的例子；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制顯示屏的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式由于本發(fā)明允許各種變型和多個(gè)實(shí)施例，因此將在附圖中示出并在書(shū)面說(shuō)明書(shū)中詳細(xì)描述具體的實(shí)施例。然而，這不意在將本發(fā)明限制在具體的實(shí)施方式中，并且應(yīng)該理解，所有不脫離本發(fā)明的精神和技術(shù)范圍的變型、同等物和替換都包括在本發(fā)明中。在書(shū)面說(shuō)明書(shū)中，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的某些詳細(xì)說(shuō)明被視為不必要地使本發(fā)明的實(shí)質(zhì)不清楚時(shí)，省略這些詳細(xì)說(shuō)明。盡管諸如“第一”和“第二”之類的術(shù)語(yǔ)可以用于描述各種元件，但是這些元件不一定限于上述術(shù)語(yǔ)。上述術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件和其它元件區(qū)分開(kāi)來(lái)。在本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述具體的實(shí)施例，并且不意在限制本發(fā)明。單數(shù)表達(dá)包括復(fù)數(shù)表達(dá)，除非它在上下文中具有明確的不同含義。在本說(shuō)明書(shū)中，應(yīng)該理解， 諸如“包括”或“具有”之類的術(shù)語(yǔ)意在表示公開(kāi)在說(shuō)明書(shū)中的特征、數(shù)量、步驟、操作、元件、部件或其結(jié)合的存在，并且不意圖排除可以存在或增加一個(gè)或多個(gè)不同的特征、數(shù)量、 步驟、操作、元件、組件或其結(jié)合的可能。將在下文中參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一些實(shí)施例。在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同或相對(duì)應(yīng)的元件，并且省略對(duì)相同元件的重復(fù)描述。雖然可以將本發(fā)明的精神一般性地應(yīng)用于使用手術(shù)內(nèi)窺鏡(例如，腹腔鏡、胸腔鏡、關(guān)節(jié)鏡、鼻腔鏡等)的手術(shù)操作上，但是為了方便，將利用使用腹腔鏡的例子描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)的平面圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于手術(shù)機(jī)器人的主接口的概念圖。參考圖1和圖2，用于腹腔鏡手術(shù)的機(jī)器人系統(tǒng)可以包括從動(dòng)機(jī)器人2和主動(dòng)機(jī)器人1，從動(dòng)機(jī)器人2對(duì)躺在操作臺(tái)上的患者進(jìn)行手術(shù)，操作人員通過(guò)該主動(dòng)機(jī)器人1遠(yuǎn)程地控制從動(dòng)機(jī)器人2。主動(dòng)機(jī)器人1和從動(dòng)機(jī)器人2不是必須在物理上分離為獨(dú)立的單個(gè)設(shè)備，而是可以一體形成為單個(gè)主體，此時(shí)主接口 4可以與一體的機(jī)器人的接口部分對(duì)應(yīng)。主動(dòng)機(jī)器人1的主接口 4可以包括監(jiān)視器6、手柄10和顯示屏控制按鈕。顯示屏控制按鈕可以以離合按鈕14或踏板30的形式實(shí)現(xiàn)，并且如果離合按鈕14或踏板30實(shí)現(xiàn)為執(zhí)行相同的功能，則可以僅僅在主接口 4中包括離合按鈕14和踏板30中的一種。從動(dòng)機(jī)器人2可以包括機(jī)器人臂3和腹腔鏡5。主接口 4可以包括兩個(gè)手柄10，從而操作人員可以通過(guò)用兩手握住手柄來(lái)進(jìn)行操作，并且從操作人員操控手柄10得到的操控信號(hào)可以傳送到從動(dòng)機(jī)器人2，以控制機(jī)器人臂3。
在主接口 4的監(jiān)視 器6上，腹腔鏡5輸入的圖像可以顯示為屏幕上圖像。監(jiān)視器 6還可以額外地顯示患者的心電圖等，如例子中所示。通過(guò)操作人員操控顯示屏控制按鈕，可以控制監(jiān)視器6上顯示的屏幕上圖像沿順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)指定的旋轉(zhuǎn)角度。這是為了在圖像被輸入到具有固定位置的腹腔鏡 5并且傳送到主接口 4的情況下，免除因?yàn)椴僮魅藛T相對(duì)于手術(shù)位置進(jìn)行手術(shù)的方向與屏幕上圖像的方向不一致，因而在觀看不直觀的屏幕上圖像的同時(shí)進(jìn)行手術(shù)的不便。當(dāng)然，即使在可以通過(guò)操控裝備在手柄10上的離合按鈕等來(lái)調(diào)節(jié)腹腔鏡5的位置的情況下，如果顯示在監(jiān)視器6上的屏幕上圖像是特殊布置的，通過(guò)操控踏板30也可以控制顯示方向在順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛏限D(zhuǎn)動(dòng)。另外，如果通過(guò)操作顯示屏控制按鈕來(lái)操控而改變顯示在監(jiān)視器6上的屏幕上圖像的顯示布置，則可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)機(jī)器人臂3的位置或功能，以使得操作人員進(jìn)行的手術(shù)過(guò)程更直觀。如上所述，該實(shí)施例的特征是，無(wú)論從動(dòng)機(jī)器人2在什么位置，使得操作人員能夠通過(guò)操控顯示屏控制按鈕來(lái)使屏幕上圖像變?yōu)橄Ｍ娘@示布置(例如，轉(zhuǎn)動(dòng)特定角度等)。 另一個(gè)特征是調(diào)節(jié)從動(dòng)機(jī)器人2上的機(jī)器人臂3的位置或功能，從而使得操作人員能夠有直觀認(rèn)識(shí)。從動(dòng)機(jī)器人2和主動(dòng)機(jī)器人1可以通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)以便互相交換操控信號(hào)等。如果有必須同時(shí)和/或在相近時(shí)間傳送的從裝備在主接口 4上的兩個(gè)手柄10發(fā)出的兩個(gè)操控信號(hào)和/或用于調(diào)節(jié)腹腔鏡5的位置的操控信號(hào)，則每個(gè)操控信號(hào)可以獨(dú)立于另一個(gè)傳送到從動(dòng)機(jī)器人2。這里，要說(shuō)明“獨(dú)立地”傳送每個(gè)操控信號(hào)意思是操控信號(hào)之間沒(méi)有干擾并且一個(gè)操控信號(hào)不影響其它信號(hào)?？梢允褂脤⒉倏匦盘?hào)獨(dú)立于另一個(gè)信號(hào)傳送的各種方法，諸如通過(guò)在生成操控信號(hào)的過(guò)程中為每個(gè)操控信號(hào)添加頭信息后傳送該操控信號(hào)、通過(guò)以操控信號(hào)生成的次序、或預(yù)設(shè)定傳送操控信號(hào)的優(yōu)先順序來(lái)傳送該操控信號(hào)等。也可以通過(guò)具有可以分別傳送操控信號(hào)的獨(dú)立的傳送路徑來(lái)從根本上防止操控信號(hào)之間的干擾。從動(dòng)機(jī)器人2的機(jī)器人臂3可以實(shí)現(xiàn)為具有高自由度。機(jī)器人臂3可以包括例如， 將插入患者的手術(shù)位置的手術(shù)工具、用于根據(jù)操作位置在偏轉(zhuǎn)(yaw)方向上旋轉(zhuǎn)手術(shù)工具的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元、用于在與偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)垂直的傾斜(Pitch)方向上旋轉(zhuǎn)手術(shù)工具的傾斜驅(qū)動(dòng)單元、用于使手術(shù)工具沿著縱向移動(dòng)的運(yùn)送驅(qū)動(dòng)單元、用于旋轉(zhuǎn)手術(shù)工具的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元、以及安裝在手術(shù)工具的端部上以便切開(kāi)或切掉外科病變的手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)單元。然而，機(jī)器人臂3的組成不限于此，并且可以理解該實(shí)例不限制本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍。本文將不詳細(xì)描述實(shí)際控制機(jī)器人臂3響應(yīng)操作人員操控手柄10而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)等的過(guò)程，因?yàn)檫@些過(guò)程與本發(fā)明的實(shí)質(zhì)沒(méi)有直接聯(lián)系?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)從動(dòng)機(jī)器人2給患者進(jìn)行手術(shù)，用于將監(jiān)視器6上的手術(shù)位置顯示為屏幕上圖像的腹腔鏡5可以在單獨(dú)的從動(dòng)機(jī)器人2上實(shí)現(xiàn)。圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的主動(dòng)機(jī)器人和從動(dòng)機(jī)器人的構(gòu)造的方框圖，圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例調(diào)節(jié)屏幕顯示的例子。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在觀看原來(lái)沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)的屏幕上圖像的同時(shí)操控臂操控單元的例子，圖6和圖7示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在觀看已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了 180度的屏幕上圖像的同時(shí)操控臂操控單元的例子，圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在觀看已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了 180度的屏幕上圖像的同時(shí)操控臂操控單元的例子。參考圖3，主動(dòng)機(jī)器人1可以包括畫面輸入單元310、屏幕顯示單元320、臂操控單元330、操控信號(hào)產(chǎn)生單元340、屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350、以及控制單元360。從動(dòng)機(jī)器人2 可以包括機(jī)器人臂3和腹腔鏡5。畫面輸入單元310可以通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收通過(guò)從動(dòng)機(jī)器人2的腹腔鏡5上配備的攝像頭輸入的圖像。屏幕顯示單元320可以輸出與通過(guò)畫面輸入單元310接收的畫面對(duì)應(yīng)的屏幕上圖像，作為視覺(jué)信息。屏幕顯示單元320可以以監(jiān)視器6等的形式實(shí)現(xiàn)，用于將通過(guò)屏幕顯示單元320接收的畫面輸出為屏幕上圖像的畫面處理過(guò)程可以通過(guò)控制單元360或畫面處理單元(未示出)執(zhí)行。臂操控單元330可以使得操作人員操控從動(dòng)機(jī)器人2的機(jī)器人臂3的位置和功能。雖然臂操控單元330可以形成為如圖2示例的手柄形狀，但是該形狀不限于此，只要達(dá)到相同的目的，臂操控單元330可以實(shí)現(xiàn)為各種形狀。此外，在另一個(gè)實(shí)例中，一部分可以形成為手柄形狀，而另一部分可以形成為其它形狀，諸如離合按鈕等。如上所述，臂操控單元330可以裝備離合按鈕14，該離合按鈕可以用作顯示屏控制按鈕。或者，如果腹腔鏡5沒(méi)有被固定在特定位置來(lái)接收畫面，而是可以使其位置和/或畫面輸入角根據(jù)操作人員的調(diào)節(jié)而移動(dòng)或變化，則也可以將離合按鈕14設(shè)定為能夠調(diào)節(jié)腹腔鏡5的位置和/或畫面輸入角。當(dāng)手術(shù)單元操控臂操控單元330以便通過(guò)機(jī)器人臂3和/或腹腔鏡5實(shí)現(xiàn)位置移動(dòng)或手術(shù)操作時(shí)，操控信號(hào)產(chǎn)生單元340可以生成并且向從動(dòng)機(jī)器人2發(fā)送響應(yīng)的操控信號(hào)。該操控信號(hào)可以通過(guò)有線或無(wú)線通信進(jìn)行傳送和接收，如以上所述。在通過(guò)屏幕顯示單元320輸出的屏幕上圖像對(duì)于操作人員不直觀的情況下，屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350可以用于從操作人員接收命令以便在順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛏闲D(zhuǎn)屏幕上圖像。如圖4所示例的，屏幕顯示單元320上的屏幕上圖像可以顯示為根據(jù)對(duì)屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350的操控次數(shù)被旋轉(zhuǎn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角(例如15度、90度、180度等)。雖然操作人員一般會(huì)輸入使屏幕上圖像以180度為單位而轉(zhuǎn)動(dòng)(即，諸如圖4(a)和(c)所示的轉(zhuǎn)動(dòng))的控制，但是參考圖4容易理解旋轉(zhuǎn)屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角不限于此。在此情況下，每次屏幕上圖像旋轉(zhuǎn)，機(jī)器人臂3可以使自己的控制狀態(tài)自動(dòng)更新， 從而由適當(dāng)?shù)谋鄄倏貑卧?30控制每個(gè)機(jī)器人臂3，但是由于屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致機(jī)器人臂3和臂操控單元330之間的匹配關(guān)系對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)不直觀，也可想到根據(jù)操作人員的指示更新控制狀態(tài)(例如，通過(guò)點(diǎn)擊開(kāi)關(guān)按鈕等)。此外，也可以使屏幕顯示單元320上顯示的屏幕上圖像在對(duì)屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元 350的操控一直持續(xù)(例如，只要踏板30被踏住)時(shí)顯示的是被在預(yù)定旋轉(zhuǎn)方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)的屏幕上圖像，并且當(dāng)停止操控時(shí)，屏幕上圖像顯示的是與停止時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角相同的屏幕上圖像。如果操作人員使用屏幕操控單元350來(lái)改變?cè)谙Ｍ姆较蛏系钠聊伙@示圖像的顯示形式，則機(jī)器人臂3的位置或功能可以被相應(yīng)地調(diào)節(jié)，從而使得操作人員以直觀的方
12式進(jìn)行手術(shù)。例如，如果操作人員進(jìn)行操控來(lái)改變屏幕上圖像的顯示形式，則如圖4所示例的， 將會(huì)顯示手術(shù)位置和手術(shù)器械一同旋轉(zhuǎn)了一定轉(zhuǎn)角(例如，180度)。這里，也可以提供位置調(diào)節(jié)以總是使手術(shù)器械410保持在某一位置(例如，圖4(a)所示的手術(shù)器械的位置)，以便操作人員可以直觀地識(shí)別哪個(gè)臂操控單元330控制各個(gè)手術(shù)器械410。這是為了控制機(jī)器人臂和/或手 術(shù)器械410的位置，以便與屏幕顯示單元320上顯示的屏幕上圖像旋轉(zhuǎn)的角度一致，從而操作人員的右手總是可以操控位于顯示屏幕右側(cè)的手術(shù)器械410。
如果將屏幕上圖像指定為根據(jù)對(duì)屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350的操控每次旋轉(zhuǎn)180度， 則位于先前的屏幕上圖像右側(cè)并且因而被用右手操控的手術(shù)器械410現(xiàn)在位于當(dāng)前的屏幕上圖像的左側(cè)，導(dǎo)致手術(shù)不直觀。在此情況下，通過(guò)使控制權(quán)在相對(duì)于所顯示的屏幕上圖像分別位于右側(cè)和左側(cè)的手術(shù)器械之間變換，也可以將配置設(shè)定為位于屏幕上圖像右側(cè)的手術(shù)器械總是由操作人員的右手操控。在此情況下，與移動(dòng)手術(shù)器械來(lái)匹配屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角的方法相比，從僅僅變換對(duì)每個(gè)機(jī)器人臂3的控制權(quán)可以預(yù)計(jì)得到相同的結(jié)果，而不用提供對(duì)機(jī)器人臂3的位置控制。屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350可以實(shí)現(xiàn)為例如離合按鈕14、踏板30等的形式，但是其形式不限于此。例如，屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350可以接收操作人員的聲音和分析所輸入的聲音， 以使屏幕上圖像顯示為在順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛏闲D(zhuǎn)。這里，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)等可以用于分析操作人員的語(yǔ)音?？刂茊卧?60可以控制每個(gè)構(gòu)成部件的動(dòng)作，從而可以實(shí)現(xiàn)上述功能?？刂茊卧?360也可以用于將通過(guò)畫面輸入單元310輸入的畫面轉(zhuǎn)換為將要通過(guò)屏幕顯示單元320顯示的屏幕上圖像。另外，當(dāng)利用屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350輸入操作人員的操控時(shí)，控制單元 360可以提供控制使得通過(guò)屏幕顯示單元320輸入的屏幕上圖像顯示為在順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛏限D(zhuǎn)動(dòng)。這里，控制單元360可以以保持操作人員直觀地進(jìn)行手術(shù)的方式來(lái)控制機(jī)器人臂3的位置，或可以提供控制使得對(duì)各個(gè)機(jī)器人臂3的控制權(quán)能互相交換，并且可以控制操控信號(hào)產(chǎn)生單元340來(lái)產(chǎn)生和發(fā)送相應(yīng)的操控信號(hào)?，F(xiàn)在參考圖5到8提供根據(jù)屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)操控對(duì)臂操控單元330進(jìn)行操控的方法的簡(jiǎn)要描述。圖5示出了未經(jīng)旋轉(zhuǎn)的原來(lái)的屏幕上圖像的示例，以及與對(duì)臂操控單元330的操控對(duì)應(yīng)的每個(gè)手術(shù)器械410a和410b的移動(dòng)方向。在該示例中，假定臂操控單元330包括兩個(gè)手柄，用于分別控制各個(gè)手術(shù)器械410a和410b的移動(dòng)，并且假定根據(jù)所述手柄各自的位置將它們區(qū)分為手柄L(左)和手柄R(右)。手柄L可以控制位于屏幕上圖像的左側(cè)的手術(shù)器械410a的移動(dòng)，而手柄R可以控制位于屏幕上圖像的右側(cè)的手術(shù)器械410b的移動(dòng)。因此，如420a和420b所示，向前推手柄L或手柄R控制相應(yīng)的手術(shù)器械在屏幕上圖像的向上方向上移動(dòng)。然而，如圖6到圖8所示的示例，在原來(lái)的屏幕上圖像轉(zhuǎn)動(dòng)180度的情況下，甚至可以顯示手術(shù)器械410a和410b從先前的布置旋轉(zhuǎn)180度的布置。 如果用與前面相同的控制條件在此狀態(tài)下通過(guò)手柄L或手柄R分別控制手術(shù)器械的移動(dòng)，則操作人員不可能以直觀的方式進(jìn)行手術(shù)。這是因?yàn)槲挥谠瓉?lái)畫面右側(cè)的手術(shù)器械410b會(huì)位于旋轉(zhuǎn)了 180度后的屏幕上圖像的左側(cè)，從而操作人員不得不預(yù)計(jì)與使用者的操控相反的結(jié)果。因此，如果如圖6所示屏幕上圖像僅僅顯示為旋轉(zhuǎn)了 180度，則當(dāng)操作人員希望移動(dòng)位于當(dāng)前的屏幕上圖像的右側(cè)的手術(shù)器械410a時(shí)，操作人員不得不朝向操作人員的身體拉動(dòng)位于左側(cè)的手柄L，使得能夠以直觀的方式進(jìn)行手術(shù)。常規(guī)的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)可以具有交換功能，以在進(jìn)行手術(shù)時(shí)向操作人員提供更多便利。然而，即使當(dāng)采用了交換功能時(shí)，也僅僅包括使設(shè)置在顯示屏的右側(cè)的手術(shù)器械410a 被手柄R控制，和使設(shè)置在顯示屏的左側(cè)的手術(shù)器械410b被手柄L控制。它并不包括以直觀方式改變手術(shù)器械410a和410b的移動(dòng)或控制方向。也就是，在圖7所示的示例中，可以由手柄R控制在顯示屏右側(cè)設(shè)置的手術(shù)器械410a，但是當(dāng)手術(shù)器械410a向著顯示屏的上方移動(dòng)時(shí)，不得不朝向操作人員拉動(dòng)手柄R，從而操作人員還是以不直觀的方式進(jìn)行手術(shù)。相反，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，不僅手柄L和手柄R以與顯示屏中的手術(shù)器械的設(shè)置方向相一致的方式實(shí)施控制權(quán)，如圖8所示的示例，而且也可以以對(duì)操作人員來(lái)說(shuō)是直觀的方式控制手術(shù)器械的移動(dòng)或操控方向。圖9到圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，按照屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)顯示方向指示器的例子。如每幅圖所示，可以在屏幕顯示單元320上顯示的屏幕上圖像的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下等位置中的某些位置顯示方向指示器。如圖9所示的示例，例如，方向指示器可以由用于指示方向的一個(gè)或多個(gè)字母組成，諸如H(頭)、F(腳)、L(左)、R(右)、A(在前的)、P(在后的)等?？梢栽陲@示屏(或屏幕上圖像)的四個(gè)位置(例如，上、下、左、右)或兩個(gè)位置 (例如，右、下)等顯示包括字母的方向指示器。在如圖9所示的示例中，在四個(gè)方向指示器450a被顯示在它們各自的位置的情況下，當(dāng)顯示原來(lái)的屏幕上圖像時(shí)，所述方向指示器可以包括在上側(cè)的H(頭)、在下側(cè)的 F(腳)、在右側(cè)的L(左)和在左側(cè)的R(右)。然而，在旋轉(zhuǎn)180度后的屏幕上圖像中，原來(lái)的屏幕上圖像旋轉(zhuǎn)了 180度后顯示， 方向指示器450a可以包括在上側(cè)的F(腳)、在下側(cè)的H(頭)、在左側(cè)的L(左)和在右側(cè)的R(右)。此外，如在圖10或/和圖11所示的示例中，也可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)在每側(cè)上放置有方向指示器的六面體形狀450b，或者通過(guò)展開(kāi)在每個(gè)框上放置有方向指示器的三維形狀的展開(kāi)圖450c，來(lái)示出屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)方向。另外，如在圖12所示的示例中，方向指示器也可以構(gòu)造為指南針450d等的形式， 以顯示相對(duì)于基本位置的旋轉(zhuǎn)方向和/或轉(zhuǎn)角。當(dāng)然，可以使用顯示方向指示器的各種方法，而不限于以上示例，只要操作人員能夠識(shí)別屏幕顯示單元320上顯示的屏幕上圖像已經(jīng)旋轉(zhuǎn)的方向和轉(zhuǎn)角即可。圖13和圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，按照屏幕上圖像的鏡像顯示警告信息的例子。雖然如上所述在屏幕顯示單元320上可以顯示在某個(gè)方向旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像， 但是在如圖13和14所示的例子中，根據(jù)操作人員的操控或本說(shuō)明書(shū)描述的自動(dòng)識(shí)別方法， 在屏幕顯示單元320上也可以顯示屏幕上圖像的上-下或左-右的鏡像。也在該情況下，可以控制機(jī)器人臂3，使得位于所顯示的屏幕上圖像的左側(cè)的手術(shù)器械由操作人員的左手控制(例如，位于操作人員的左側(cè)的臂操控單元)，位于屏幕上圖像的右側(cè)的手術(shù)器械由操作人員的右手控制(例如，位于操作人員的右側(cè)的臂操控單元)。然而，與畫面圖像的旋轉(zhuǎn)不同，上_下或左_右鏡像可能使操作人員感到困惑，這是因?yàn)樯眢w的實(shí)際位置被改變。為了防止這種情況，可能需要通過(guò)在顯示屏上顯示警告消息470或提醒信息來(lái)通知操作人員示出的是形成鏡像的畫面圖像。
在圖13和圖14中，如提醒信息的一個(gè)例子，圍繞畫面顯示了特定顏色的邊界480。 提醒信息也可以應(yīng)用為聲音信息等。此外，也可以顯示方向指示器450a，以便操作人員可以清楚地識(shí)別和被提醒有關(guān)屏幕上圖像的鏡像。由于上述警告消息470和/或邊界480會(huì)遮蓋手術(shù)位置和妨礙手術(shù)進(jìn)行，所以可以進(jìn)一步采用使警告消息470和/或邊界480半透明的方法。此外，警告信息470可以被顯示在屏幕顯示單元320上由手術(shù)內(nèi)窺鏡拍攝的畫面被顯示的區(qū)域以外的區(qū)域中，從而警告消息470在與手術(shù)位置不重疊的位置顯示。另外，也可以使警告消息470按照某種循環(huán)閃爍，從而操作人員可以清楚地識(shí)別畫面鏡像。為了方便，如以上詳細(xì)描述的使操作人員根據(jù)屏幕顯示的狀態(tài)直觀地控制手術(shù)器械的所述控制方式在本文中將稱為“基于顯示的器械控制”。為了提供基于顯示的器械控制的簡(jiǎn)要說(shuō)明，無(wú)論顯示屏的屏幕上圖像處于何種狀態(tài)(例如，旋轉(zhuǎn)后狀態(tài)，形成鏡像的狀態(tài)等)，手術(shù)器械的移動(dòng)與其在顯示屏中的布置都保持一致。也就是，無(wú)論旋轉(zhuǎn)屏幕上圖像還是使屏幕上圖像形成鏡像，操作人員都一致地用右手控制在屏幕右側(cè)看到的手術(shù)器械，和用左手控制在屏幕左側(cè)看到的手術(shù)器械。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制顯示屏的方法的流程圖。在對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的顯示屏的控制方法的描述中，通過(guò)參考圖3描述的每個(gè)構(gòu)成部件可以單獨(dú)執(zhí)行每個(gè)步驟，但是為了方便描述和理解，一般假定主動(dòng)機(jī)器人1執(zhí)行所述步驟。參考圖15，在步驟510，主動(dòng)機(jī)器人1可以通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收來(lái)自腹腔鏡 5的畫面，并且在步驟520，可以輸出與通過(guò)屏幕顯示單元320接收的畫面對(duì)應(yīng)的屏幕上圖像。在步驟530，主動(dòng)機(jī)器人1可以判斷操作人員是否利用屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350輸入了旋轉(zhuǎn)操控命令。如果沒(méi)有輸入旋轉(zhuǎn)操控命令，過(guò)程返回到步驟520，并且通過(guò)參考屏幕顯示單元 320所顯示的屏幕上圖像，操作人員可以對(duì)手術(shù)位置進(jìn)行手術(shù)。然而，如果輸入了旋轉(zhuǎn)操控命令，過(guò)程進(jìn)行到步驟540以便提供控制，從而通過(guò)屏幕顯示單元320顯示的屏幕上圖像被顯示為旋轉(zhuǎn)了一定轉(zhuǎn)角。這里，主動(dòng)機(jī)器人1可以產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)使得機(jī)器人臂3以與屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)一致的方式被操作人員控制，并且可以將該操控信號(hào)傳送到從動(dòng)機(jī)器人2。現(xiàn)在將對(duì)這樣的過(guò)程提供簡(jiǎn)要描述，通過(guò)該過(guò)程，主動(dòng)機(jī)器人1根據(jù)操控人員對(duì)屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350的操控，控制屏幕上圖像和機(jī)器人臂3的旋轉(zhuǎn)。首先，可以提供控制，從而通過(guò)屏幕顯示單元320顯示的屏幕上圖像被旋轉(zhuǎn)預(yù)定轉(zhuǎn)角，該預(yù)定轉(zhuǎn)角與對(duì)屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350的操控?cái)?shù)目成比例。
這里，可以控制手術(shù)器械而使其位于旋轉(zhuǎn)了對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角后的位置，并且可以由操控信號(hào)產(chǎn)生單元340產(chǎn)生用于提供所述控制的操控信號(hào)并將該信號(hào)傳送到從動(dòng)機(jī)器人2。 當(dāng)然，即使當(dāng)手術(shù)器械被保持在目前位置時(shí)，如參考圖4等所描述的，可以轉(zhuǎn)移每個(gè)手術(shù)器械的控制權(quán)，以便使其與可以由操作人員直觀地識(shí)別的臂操控單元對(duì)應(yīng)，并且機(jī)器人臂或/ 和手術(shù)器械的移動(dòng)和操控方向可以通過(guò)由操控人員輸入到臂操控單元的直觀操控方向進(jìn)行控制。以此方式，操作人員可以利用被旋轉(zhuǎn)以能夠直觀識(shí)別的屏幕上圖像和由直觀方法操控和控制的手術(shù)器械對(duì)患者進(jìn)行手術(shù)。如果將屏幕上圖像設(shè)定為以180度為單位與對(duì)屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350的操控?cái)?shù)目成比例地旋轉(zhuǎn)，則當(dāng)屏幕上圖像顯示為旋轉(zhuǎn)了 180度時(shí)，由操作人員的右手和左手分別操控的手術(shù)器械可以顯示為左右相反。這里，控制單元360或操控信號(hào)產(chǎn)生單元340可以使得各個(gè)手術(shù)器械(即，機(jī)器人臂幻的控制權(quán)相互交換，從而位于屏幕上圖像右側(cè)的手術(shù)器械 (即，原來(lái)由操作人員左手操控的手術(shù)器械)被操作人員的右手操控，或者控制單元360或操控信號(hào)產(chǎn)生單元340可以產(chǎn)生提供相同結(jié)果而無(wú)需真正交換控制權(quán)的操控信號(hào)(例如， 操作人員的右手進(jìn)行操控所利用的操控信號(hào)控制位于屏幕上圖像右側(cè)的臂，而所述臂實(shí)際位于患者的左側(cè))，并且將所述操控信號(hào)傳送到從動(dòng)機(jī)器人2。無(wú)論轉(zhuǎn)角是多少，這都可以按照相同方式應(yīng)用到位于在被旋轉(zhuǎn)后顯示的屏幕上圖像中的中心垂直線的左側(cè)和右側(cè)的手術(shù)器械上。因此，即使當(dāng)手術(shù)器械(即，機(jī)器人臂3)實(shí)際分別位于患者的右側(cè)和左側(cè)時(shí)， 位于目前顯示的屏幕上圖像的右側(cè)的手術(shù)器械可以總是由操作人員的右手操控，使得可以基于操作人員的直觀認(rèn)識(shí)容易地進(jìn)行手術(shù)。接下來(lái)，通過(guò)屏幕顯示單元320顯示的屏幕上圖像可以以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)速與對(duì)屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350的操控保持時(shí)間成比例，并且可以控制屏幕上圖像使得屏幕上圖像通過(guò)屏幕顯示單元320被顯示為旋轉(zhuǎn)了在操控停止時(shí)被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角。這里，代替通過(guò)軟件方式根據(jù)對(duì)屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350的操控來(lái)控制屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)，也可以通過(guò)使沿著一個(gè)方向延伸的手術(shù)內(nèi)窺鏡圍繞沿著其延伸方向形成的軸機(jī)械地旋轉(zhuǎn)來(lái)得到相同的效^ ο還在該情況下，如上所述，可以使手術(shù)器械旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的轉(zhuǎn)角，或可以以直觀方式用操作人員的左手和右手分別控制位于屏幕上圖像的中心線的左側(cè)和右側(cè)的手術(shù)器械。如上所述，通過(guò)觀看直觀識(shí)別的屏幕上圖像，遠(yuǎn)程控制對(duì)患者進(jìn)行手術(shù)的從動(dòng)機(jī)器人2的操作人員可以順利地進(jìn)行手術(shù)。以上描述的重點(diǎn)在于操作人員手動(dòng)地或通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別操控屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元350 來(lái)旋轉(zhuǎn)所顯示的屏幕上圖像，以及相應(yīng)地控制機(jī)器人臂3的方法的例子。然而，本發(fā)明還可以包括自動(dòng)處理屏幕上圖像的顯示狀況的應(yīng)用和機(jī)器人臂3的控制的實(shí)施例。也就是，可以設(shè)置為基于屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角可以被自動(dòng)計(jì)算和應(yīng)用，可以識(shí)別通過(guò)屏幕顯示單元320顯示的屏幕上圖像中的手術(shù)器械的布置。這里，圖像分析技術(shù)可以用于分析通過(guò)畫面輸入單元310輸入和處理的屏幕上圖像。為了方便，所述旋轉(zhuǎn)屏幕上圖像的技術(shù)在本文中將被稱為“基于器械的顯示控制”。為了提供對(duì)基于器械的顯示控制的簡(jiǎn)要說(shuō)明，標(biāo)識(shí)了手術(shù)器械的位置，并且屏幕上圖像的顯示形式被改變(例如，被旋轉(zhuǎn))，以便顯示最佳屏幕。換句話說(shuō)，無(wú)論操作人員如何操作手術(shù)器械，屏幕上圖像都能被最佳地顯示在顯示屏上?；谄餍档娘@示控制的例子可以包括以兩個(gè)手術(shù)器械作為斜邊形成虛擬梯形或四邊形，然后旋轉(zhuǎn)屏幕上圖像，從而梯形或四邊形的上邊或下邊與顯示屏的水平面在誤差范圍內(nèi)平行。

另外，可以在機(jī)器人臂3的多個(gè)位置(例如，機(jī)器人臂3可以彎曲的關(guān)節(jié)部分上的某些位置)上安裝位置傳感器，并且可以利用通過(guò)位置傳感器得到的測(cè)量值識(shí)別機(jī)器人臂 3的延伸方向，以便自動(dòng)地判斷機(jī)器人臂3的控制狀況(例如，使得位于所識(shí)別的延伸方向右側(cè)的臂由操作人員的右手控制)，和指定屏幕顯示狀況使得屏幕上圖像顯示為延伸方向的前面位于屏幕顯示單元320的上側(cè)。除了以上所述，臂的延伸方向還可以通過(guò)從手術(shù)室的天花板拍攝機(jī)器人臂并且分析拍攝的圖像來(lái)識(shí)別。在此情形中，可以在整個(gè)機(jī)器人臂或機(jī)器人臂的多個(gè)位置涂布特定顏色的顏料或/和材料，以利于對(duì)所拍攝圖像的分析。以上描述重點(diǎn)在于以下方法的例子，在該方法中，顯示通過(guò)軟件方式顯示旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像，同時(shí)機(jī)器人臂、手術(shù)器械、內(nèi)窺鏡攝像頭等保持其位置，以便使得操作人員直觀地進(jìn)行手術(shù)。此外，通過(guò)使機(jī)器人臂圍繞沿著內(nèi)窺鏡攝像頭延伸方向形成的軸旋轉(zhuǎn)內(nèi)窺鏡攝像頭，也可以得到相同的效果。由于以對(duì)于此情況基本相同的方式應(yīng)用本發(fā)明的精神，所以省略詳細(xì)的描述。上述控制腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的方法也可以用軟件程序等實(shí)現(xiàn)。相關(guān)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)程序員可以容易地推導(dǎo)構(gòu)成這些程序的代碼和代碼斷。另外，可以在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中存儲(chǔ)所述程序，并且可以通過(guò)計(jì)算機(jī)讀取和執(zhí)行該程序，以便實(shí)現(xiàn)以上方法。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括磁性存儲(chǔ)介質(zhì)、光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)和載波介質(zhì)。盡管參照了具體的實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，在不脫離由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變型和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種主接口，所述主接口用于手術(shù)機(jī)器人，所述主接口安裝在用于控制從動(dòng)機(jī)器人的主動(dòng)機(jī)器人上，所述從動(dòng)機(jī)器人包括兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂，在所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂中的每個(gè)上安裝有手術(shù)器械，所述主接口包括屏幕顯示單元，所述屏幕顯示單元配置為顯示與從手術(shù)內(nèi)窺鏡輸入的畫面信號(hào)對(duì)應(yīng)的屏幕上圖像；兩個(gè)或多個(gè)臂操控單元，配備所述兩個(gè)或多個(gè)臂操控單元用于分別控制所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂；以及控制單元，所述控制單元配置為提供控制使得所述屏幕上圖像根據(jù)使用者的操控在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)或形成鏡像，并且所述控制單元配置為提供控制使得機(jī)器人臂的控制狀況被更新，以便與旋轉(zhuǎn)后的或形成鏡像的屏幕上圖像一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，還包括操控信號(hào)產(chǎn)生單元，所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元配置為根據(jù)使用者對(duì)所述臂操控單元的操控產(chǎn)生操控信號(hào)，并且將所述操控信號(hào)傳送到從動(dòng)機(jī)器人，并且所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元配置為產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于對(duì)機(jī)器人臂和手術(shù)器械中一個(gè)或多個(gè)的位置調(diào)節(jié)，或用于改變分別與所述機(jī)器人臂對(duì)應(yīng)的臂操控單元，以便更新所述控制狀況，或者用于上述■~ 者 ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主接口，其中，所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元根據(jù)基于顯示的器械控制執(zhí)行臂操控改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主接口，其中，所述基于顯示的器械控制包括產(chǎn)生用于更新配置的操控信號(hào)，從而位于旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像中的右側(cè)的手術(shù)器械由位于操作人員的右側(cè)的臂操控單元操控，而位于旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像中的左側(cè)的手術(shù)器械由位于操作人員的左側(cè)的臂操控單元操控。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主接口，其中，所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于根據(jù)使用者用于位置調(diào)節(jié)的操控，在特定方向上對(duì)機(jī)器人臂和手術(shù)器械中一個(gè)或多個(gè)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不考慮所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主接口，其中，所述操控信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于使所述屏幕上圖像中的所述手術(shù)器械轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)，以便與所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，其中，所述使用者的操控由使用者的語(yǔ)音操控，并且所述控制單元接收所述使用者的語(yǔ)音作為輸入，執(zhí)行識(shí)別和分析，以及控制屏幕上圖像在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，其中，所述控制單元通過(guò)基于器械的顯示控制計(jì)算轉(zhuǎn)角，并且提供控制使得所述屏幕上圖像被顯示為與所述計(jì)算的轉(zhuǎn)角一致地旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的主接口，其中，所述基于器械的顯示控制包括形成以兩個(gè)手術(shù)器械作為斜邊的虛擬梯形或四邊形，和計(jì)算所述轉(zhuǎn)角，使得所述梯形或四邊形的上邊或下邊與顯示屏的水平面在誤差范圍內(nèi)平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，還包括屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元，該屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元配置為接收使用者的操控作為輸入，用于在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)屏幕上圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主接口，其中，所述屏幕上圖像被顯示為旋轉(zhuǎn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角， 所述預(yù)定轉(zhuǎn)角與對(duì)所述屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元的操控?cái)?shù)目成比例。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主接口，其中，在對(duì)所述屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元的連續(xù)的操控保持時(shí)間期間，所述屏幕上圖像被顯示為以特定轉(zhuǎn)速沿著預(yù)定旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主接口，其中，所述屏幕旋轉(zhuǎn)操控單元是踏板、離合按鈕和語(yǔ)音識(shí)別裝置中的任何一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，其中，所述手術(shù)內(nèi)窺鏡是腹腔鏡、胸腔鏡、關(guān)節(jié)鏡和鼻腔鏡中的一種或多種。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，包括位于所述機(jī)器人臂的多個(gè)位置上的位置傳感器，其中所述控制單元利用通過(guò)每個(gè)所述位置傳感器得到的感測(cè)值識(shí)別所述機(jī)器人臂的延伸方向，并且由此計(jì)算所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的主接口，其中，所述控制單元計(jì)算所述轉(zhuǎn)角，使得沿著所述延伸方向的機(jī)器人臂的前面在顯示屏上被定位為面對(duì)特定方向。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，其中，所述控制單元利用通過(guò)分析裝備在天花板上的攝像頭所拍攝的圖像而識(shí)別的所述機(jī)器人臂的延伸方向，來(lái)計(jì)算所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的主接口，其中，在所述機(jī)器人臂的整個(gè)區(qū)域、上部區(qū)域和多個(gè)位置中的任意一種上涂布顏料，所述顏料具有預(yù)定顏色或預(yù)定材料，或既具有預(yù)定顏色又具有預(yù)定材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求8、9、11、15和17中任意一項(xiàng)所述的主接口，其中，所述控制單元圍繞沿著手術(shù)內(nèi)窺鏡的延伸方向形成的軸旋轉(zhuǎn)該手術(shù)內(nèi)窺鏡，使得該屏幕上圖像被顯示為旋轉(zhuǎn)得與所述轉(zhuǎn)角一致。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，其中，所述控制單元提供控制，從而通過(guò)屏幕顯示單元進(jìn)一步顯示方向指示器，以提供與所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的信息。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的主接口，其中，所述方向指示器由以下一種或多種構(gòu)成至少一個(gè)指示方向的字符、與所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)一致地旋轉(zhuǎn)的三維形狀、包括至少一個(gè)框的三維形狀的展開(kāi)圖、以及指南針。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，其中，所述控制單元提供控制，從而當(dāng)以形成鏡像的配置顯示所述屏幕上圖像時(shí)，通過(guò)所述屏幕顯示單元進(jìn)一步顯示方向指示器、警告消息和提醒信息中的一種或多種。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的主接口，其中，形成屏幕上圖像的鏡像是形成左右鏡像或形成上下鏡像。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的主接口，其中，所述提醒信息包括用于所述屏幕上圖像的預(yù)定顏色的邊界圖像。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主接口，其中，所述從動(dòng)機(jī)器人和主動(dòng)機(jī)器人彼此成為一體。
26.一種用于控制手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的方法，該方法在主動(dòng)機(jī)器人中執(zhí)行，用于控制從動(dòng)機(jī)器人，所述從動(dòng)機(jī)器人包括兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂，在所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂中的每個(gè)上安裝有手術(shù)器械，所述方法包括顯示與從手術(shù)內(nèi)窺鏡輸入的畫面信號(hào)對(duì)應(yīng)的屏幕上圖像；接收操控命令作為輸入，該操控命令用于指示所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)或?qū)ζ湫纬社R像；以及提供控制，使得所述屏幕上圖像根據(jù)所述操控命令在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)或形成鏡像，并且使得所述機(jī)器人臂的控制狀況被更新，以便與旋轉(zhuǎn)后的或形成鏡像的屏幕上圖像一致。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中，所述提供控制使得所述機(jī)器人臂的控制狀況被更新包括產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于對(duì)機(jī)器人臂和手術(shù)器械中一個(gè)或多個(gè)的位置調(diào)節(jié)，或用于改變分別與所述機(jī)器人臂對(duì)應(yīng)的臂操控單元，或者用于上述二者；以及將所述操控信號(hào)傳送到所述從動(dòng)機(jī)器人。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，根據(jù)基于顯示的器械控制執(zhí)行所述臂操控單元的改變。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中，所述基于顯示的器械控制包括更新配置，從而位于旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像中的右側(cè)的手術(shù)器械由位于操作人員的右側(cè)的臂操控單元操控，而位于旋轉(zhuǎn)后的屏幕上圖像中的左側(cè)的手術(shù)器械由位于操作人員的左側(cè)的臂操控單元操控。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其中，產(chǎn)生操控信號(hào)，該操控信號(hào)用于根據(jù)使用者用于位置調(diào)節(jié)的操控，在特定方向上對(duì)機(jī)器人臂和手術(shù)器械中一個(gè)或多個(gè)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)， 而不考慮所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述位置調(diào)節(jié)包括使所述屏幕上圖像中的所述手術(shù)器械以轉(zhuǎn)動(dòng)方式移動(dòng)，以便與所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角一致。
32.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中，所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角被確定為與輸入所述操控命令的次數(shù)成比例。
33.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中，所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角被確定為與輸入所述操控命令的保持時(shí)間成比例。
34.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中，接收所述操控命令作為輸入包括接收使用者的語(yǔ)音作為輸入；以及通過(guò)識(shí)別和分析所輸入的使用者的語(yǔ)音產(chǎn)生所述操控命令。
35.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中，通過(guò)踏板、離合按鈕和語(yǔ)音識(shí)別裝置中的任何一種來(lái)輸入所述操控命令。
36.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中，所述手術(shù)內(nèi)窺鏡是腹腔鏡、胸腔鏡、關(guān)節(jié)鏡和鼻腔鏡中的一種或多種。
37.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中，所述接收所述操控命令作為輸入包括從位于所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂的多個(gè)位置上的位置傳感器中的每個(gè)接收感測(cè)值作為輸入；通過(guò)利用所輸入的感測(cè)值來(lái)識(shí)別所述機(jī)器人臂的延伸方向，計(jì)算用于旋轉(zhuǎn)所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角；以及接收所計(jì)算出的轉(zhuǎn)角作為所述操控命令。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，計(jì)算所述轉(zhuǎn)角使得沿著所述延伸方向的一個(gè)或多個(gè)所述機(jī)器人臂的前面在顯示屏上被定位為面對(duì)特定方向。
39.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述接收所述操控命令作為輸入包括接收由裝備在天花板上的攝像頭拍攝的圖像作為輸入；利用通過(guò)分析所輸入的圖像而識(shí)別的所述機(jī)器人臂的延伸方向，計(jì)算用于旋轉(zhuǎn)所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角；以及接收所計(jì)算出的轉(zhuǎn)角作為所述操控命令。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，在所述機(jī)器人臂的整個(gè)區(qū)域、上部區(qū)域和多個(gè)位置中的任意一種上涂布顏料，所述顏料具有預(yù)定顏色或預(yù)定材料，或者既具有預(yù)定顏色也具有預(yù)定材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求32、33、37和39中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述手術(shù)內(nèi)窺鏡圍繞沿著所述手術(shù)內(nèi)窺鏡的延伸方向形成的軸旋轉(zhuǎn)，從而所述屏幕上圖像被顯示為與所述轉(zhuǎn)角一致地旋轉(zhuǎn)。
42.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述提供控制包括提供控制從而顯示方向指示器，所述方向指示器提供與所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的信息。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述方向指示器由以下一種或多種構(gòu)成至少一個(gè)指示方向的字符、與所述屏幕上圖像的旋轉(zhuǎn)一致地旋轉(zhuǎn)的三維形狀、包括至少一個(gè)框的三維形狀的展開(kāi)圖、以及指南針。
44.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述提供控制從而所述屏幕上圖像在預(yù)定方向上形成鏡像包括，提供控制從而進(jìn)一步顯示方向指示器、警告消息和提醒信息中的一種或多種。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中，所述形成屏幕上圖像的鏡像是形成左右鏡像或形成上下鏡像。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中，所述提醒信息包括用于所述屏幕上圖像的預(yù)定顏色的邊界圖像。
47.一種用于控制手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的方法，該方法在主動(dòng)機(jī)器人中執(zhí)行，用于控制從動(dòng)機(jī)器人，所述從動(dòng)機(jī)器人包括兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂，在所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂中的每個(gè)上安裝有手術(shù)器械，所述方法包括顯示與從手術(shù)內(nèi)窺鏡輸入的畫面信號(hào)對(duì)應(yīng)的屏幕上圖像；通過(guò)基于器械的顯示控制計(jì)算用于所述屏幕上圖像的轉(zhuǎn)角；以及提供控制使得所述屏幕上圖像被顯示為旋轉(zhuǎn)了所述計(jì)算的轉(zhuǎn)角。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中，所述基于器械的顯示控制包括形成以兩個(gè)手術(shù)器械作為斜邊的虛擬梯形或四邊形，和計(jì)算所述轉(zhuǎn)角，使得所述梯形或四邊形的上邊或下邊與顯示屏的水平面在誤差范圍內(nèi)平行。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中，所述手術(shù)內(nèi)窺鏡是腹腔鏡、胸腔鏡、關(guān)節(jié)鏡和鼻腔鏡中的一種或多種。
50.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中，所述手術(shù)內(nèi)窺鏡圍繞沿著該手術(shù)內(nèi)窺鏡的延伸方向形成的軸旋轉(zhuǎn)，從而所述屏幕上圖像被顯示為與所述轉(zhuǎn)角一致地旋轉(zhuǎn)。
51.一種記錄介質(zhì)，該記錄介質(zhì)由數(shù)字處理裝置可讀，并且明確包含由數(shù)字處理裝置可執(zhí)行的命令程序，用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求26到50中的任意一項(xiàng)所述的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于手術(shù)機(jī)器人的主接口，所述主接口安裝在用于控制從動(dòng)機(jī)器人的主動(dòng)機(jī)器人上，所述從動(dòng)機(jī)器人可以包括兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂，所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂中的每個(gè)都安裝有手術(shù)器械。所述主接口可以包括屏幕顯示單元，所述屏幕顯示單元配置為顯示與從手術(shù)內(nèi)窺鏡輸入的畫面信號(hào)對(duì)應(yīng)的屏幕上圖像；兩個(gè)或多個(gè)臂操控單元，配備所述兩個(gè)或多個(gè)臂操控單元用于分別控制所述兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂；以及控制單元，所述控制單元配置為提供控制使得所述屏幕上圖像根據(jù)使用者的操控在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)或形成鏡像，并且所述控制單元配置為提供控制使得所述機(jī)器人臂的控制狀況被更新，以便與旋轉(zhuǎn)后的或形成鏡像的屏幕上圖像一致。因此，可以根據(jù)外科醫(yī)生的意圖適當(dāng)?shù)乜刂圃谑中g(shù)監(jiān)視器上的顯示屏，以消除手術(shù)過(guò)程的非直觀性。
文檔編號(hào)A61B17/94GK102438795SQ201080007445
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者元鐘碩, 崔勝旭, 張焙相, 李珉奎, 李遇正 申請(qǐng)人:來(lái)寶株式會(huì)社