医疗装置手柄
阅读：276发布：2022-03-08
专利汇可以提供医疗装置手柄专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且被配置为与远程操作的手术系统一起使用的示例医疗装置可以包括控制系统、可移动操纵器臂和联接至操纵器臂的 手柄 ，其中，在可移动操纵器臂的第一 姿态 中，手柄以对临床用户的第一便利握持 角 度定向，其中，在与第一姿态不同的可移动操纵器臂的第二姿态中，手柄以相对于临床用户的不同于第一便利握持角度的第二便利握持角度定向，并且其中，控制系统包括编程指令，以在可移动操纵器臂从第一姿态移动到第二姿态时，自动将手柄从第一取向移动到第二取向。，下面是医疗装置手柄专利的具体信息内容。
1.一种医疗装置，其被配置为与远程操作的手术系统一起使用，所述医疗装置包括：
控制系统；
可移动操纵器臂；以及
联接至所述操纵器臂的手柄；
其中，在所述可移动操纵器臂的第一姿态中，所述手柄以对临床用户的第一便利握持角度定向；
其中，在所述可移动操纵器臂的不同于所述第一姿态的第二姿态中，所述手柄以对所述临床用户的第二便利握持角度定向，所述第二便利握持角度不同于所述第一便利握持角度；以及
其中，所述控制系统包括编程指令，以在所述可移动操纵器臂从所述第一姿态移动到所述第二姿态时自动将所述手柄从所述第一取向移动到所述第二取向。
2.根据权利要求1所述的医疗装置，其中，所述手柄取向基于用户简档被调节为以所述第二便利握持角度呈现所述手柄。
3.根据权利要求2所述的医疗装置，其中，所述用户简档包括用户身高。
4.根据权利要求1至3所述的医疗装置，其中，所述手柄的取向为用户可调节的。
5.根据权利要求1至3所述的医疗装置，其中，所述医疗装置被配置为相对于所述操纵器臂移动所述手柄以将所述手柄保持在指定的取向。
6.根据权利要求5所述的医疗装置，其中，所述指定的取向为角度或角度范围。
7.根据权利要求5所述的医疗装置，其中，相对于指定的参考系来确定所述指定的取向。
8.根据权利要求1至3所述的医疗装置，还包括取向传感器，其中，所述医疗装置从所述取向传感器接收信息，并且基于从所述取向传感器接收到的所述信息来调节所述手柄的取向。
9.根据权利要求1至3所述的医疗装置，其中，所述医疗装置在所述手柄上包括用户界面。
10.根据权利要求9所述的医疗装置，其中，所述医疗装置被配置为响应于经由所述用户界面的输入，释放所述手柄以使得能够手动调节所述手柄的取向。
11.根据权利要求9所述的医疗装置，其中，操纵器臂经由所述用户界面可控制。
12.根据权利要求9所述的医疗装置，其中，所述医疗装置被配置为响应于经由所述用户界面的输入而执行自动退出操作。
13.一种远程操作的手术系统，包括：
操纵器臂；
联接至所述操纵器臂的手柄；以及
控制电路，所述控制电路可操作地联接至所述手柄，其中，所述控制电路执行指令以随所述操纵器臂从第一姿态改变为第二姿态来控制所述手柄的取向。
14.根据权利要求13所述的远程操作的手术系统，其中，所述控制电路执行指令以维持所述手柄相对于指定的参考系的取向。
15.根据权利要求14所述的远程操作的手术系统，其中，所述控制电路执行指令以维持所述手柄相对于水平的取向。
16.根据权利要求14所述的远程操作的手术系统，其中，所述指定的参考系为用户身高或位置，其中，所述控制电路执行指令以将所述手柄维持在基于所述用户身高或位置的取向上。
17.根据权利要求16所述的远程操作的手术系统，还包括存储器电路，其中，所述远程操作的手术系统将所述用户身高或位置存储在所述存储器电路中，并且检索所述用户身高或位置以确定手柄取向。
18.根据权利要求13至17所述的远程操作的手术系统，还包括在所述手柄上的输入装置，其中，所述控制电路被配置为基于通过所述输入装置接收到的输入来控制所述远程操作的手术系统的操作。
19.根据权利要求18所述的远程操作的手术系统，其中，所述控制电路被配置为响应于通过所述输入装置接收到的输入而释放、限制或锁定所述手柄的运动范围。
20.根据权利要求18所述的远程操作的手术系统，其中，所述控制电路执行指令以响应于经由所述输入装置的用户输入而执行退出程序。
21.根据权利要求13至17所述的远程操作的手术系统，还包括舵，所述控制电路执行指令以将所述手柄与所述舵对齐。
22.根据权利要求13至17所述的远程操作的手术系统，其中，所述操纵器臂可定位在指定姿态中，所述控制电路执行指令以将所述手柄定位在与所述指定姿态相对应的指定取向上。
23.根据权利要求22所述的远程操作的手术系统，其中，所述操纵器臂可定位在运输姿态中，并且所述控制电路被配置为当所述操纵器臂被定位在所述运输姿态中时以推动取向将所述手柄呈现给用户。
24.根据权利要求13至17所述的远程操作的手术系统，还包括被配置为调节所述手柄的取向的一个或多个马达，所述一个或多个马达可操作地联接至所述控制电路，所述控制电路执行指令以控制所述一个或多个马达以控制所述手柄的取向。
25.一种控制远程操作的手术系统的操纵器臂和手柄的配置的方法，所述方法包括：
将操纵器臂移至第一姿态；以及
响应于所述操纵器臂至所述第一姿态的运动，自动将所述手柄的取向调节为指定取向。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，调节所述手柄的取向包括通过所述操纵器臂的位置范围以一致的取向定位所述手柄。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述方法包括将所述手柄定位在水平取向上。
28.根据权利要求25所述的方法，其中，所述方法包括基于参考系来确定手柄取向。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述参考系包括一个或多个用户参数。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述一个或多个用户参数包括用户身高，其中，所述方法包括：至少部分基于所述用户身高，将所述手柄定位在一个取向上。
31.根据权利要求25至30所述的方法，还包括响应于用户输入而执行退出程序，并将所述手柄的取向调节为退出取向以作为所述退出程序的一部分。
32.根据权利要求25至30所述的方法，还包括通过用户输入装置接收用户输入，所述手柄的所述指定取向至少部分地基于所述用户输入来确定。
33.根据权利要求32所述的方法，还包括响应于所述用户输入而释放所述手柄，其中，当释放所述手柄时，所述手柄的取向是可手动调节的。
34.根据权利要求32所述的方法，其中，所述方法包括：当所述臂处于第一姿态时接收指示第一手柄取向的第一用户输入；以及当所述臂处于第二姿态时接收指示第二手柄取向的第二用户输入，其中，用于所述臂的第三姿态的所述手柄的指定第三取向至少部分地基于所述第一用户输入和所述第二用户输入来确定。
医疗装置手柄
[0001] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请还与以下在同日向美国受理局提交的国际专利申请相关：题为“医疗装置中的灯显示器(LIGHT DISPLAYS IN A MEDICAL DEVICE)”的案卷号ISRG11330/PCT；题为“一体式显示器和内容的显示(INTEGRAL DISPLAY AND DISPLAY OF CONTENT)”的案卷号ISRG11340/PCT；题为“医疗装置中的臂联杆之间的显示(DISPLAY BETWEEN ARM LINKS IN A MEDICAL DEVICE)”的案卷号ISRG11350/PCT；题为“具有人体工程学特征的医疗装置(MEDICAL DEVICE WITH ERGONOMIC FEATURES)”的案卷号ISRG11370/PCT。
技术领域
背景技术
[0005] 一种至少部分地在计算机控制下操作的远程操作的手术系统包括一个或多个远程操作的操纵器臂，每个操纵器臂包括两个或多个互连的联杆。该系统可以与可以提供电源或控制信号的其他系统或装置对接。手术器械可以被安装到臂并且可以使用用户控制系统来控制。发明内容
[0006] 本主题(例如，被配置为与远程操作的手术系统一起使用的医疗装置)的示例(“示例1”)可以包括控制系统、可移动操纵器臂和联接至操纵器臂的手柄，其中，在可移动操纵器臂的第一姿态(pose)中，手柄以对临床用户的第一便利握持角度定向，其中，在与第一姿态不同的可移动操纵器臂的第二姿态中，手柄以相对于临床用户的不同于第一便利握持角度的第二便利握持角度定向，并且其中，控制系统包括编程指令，以在可移动操纵器臂从第一姿态移动到第二姿态时，自动将手柄从第一取向移动到第二取向。
[0007] 在示例2中，示例1的主题可以被配置或实现为使得手柄取向被调节以基于用户简档(user profile)以第二便利握持角度呈现手柄。
[0008] 在示例3中，示例2的主题可以被配置或实现为使得用户简档包括用户身高。
[0009] 在示例4中，示例1-3中的主题可以被配置或实现为使得手柄的取向是用户可调节的。
[0011] 在示例6中，示例5的主题可以被配置或实现为使得指定的取向为一个角度或角度范围。
[0012] 在示例7中，示例5或6的主题可以被配置或实现为使得相对于指定的参考系确定指定的取向。
[0014] 在示例9中，示例1-8中的任一者或任何组合的主题可以在手柄上包括用户界面。
[0015] 在示例10中，示例9的主题可以被配置或实现为响应于经由用户界面的输入，释放手柄以使得能够手动调节手柄的取向。
[0016] 在示例11中，示例9或10的主题可以被配置或实现为使得可经由用户界面控制操纵器臂。
[0017] 在示例12中，示例9-11中的任一者或任何组合的主题可以被配置或实现为响应于经由用户界面的输入来执行自动退出(auto-egress)操作。
[0018] 主题(例如，远程操作的手术系统)的示例(“示例13”)可以包括操纵器臂、联接至操纵器臂的手柄以及可操作地联接至该手柄的控制电路，其中，控制电路执行指令以当操纵器臂从第一姿态变为第二姿态时控制手柄的取向。
[0019] 在示例14中，示例13的主题可以被配置或实现为使得控制电路执行指令以维持手柄相对于指定参考系的取向。
[0020] 在示例15中，示例14的主题可以被配置或实现为使得控制电路执行指令以维持手柄相对于水平的取向。
[0021] 在示例16中，示例14的主题可以被配置或实现为使得指定的参考系为用户身高或位置，其中，控制电路执行指令以将手柄保持在基于用户身高或位置的取向上。
[0022] 在示例17中，示例16的主题可以包括从存储器电路中检索用户身高或位置，并使用所检索到的用户身高或位置来确定手柄取向。
[0023] 在示例18中，示例13-17的主题还可以包括在手柄上的输入装置，其中，控制电路被配置为基于通过输入装置接收到的输入来控制操作。
[0024] 在示例19中，示例18的主题可以被配置或实现为使得控制电路被配置为响应于通过输入装置接收到的输入来释放、限制或锁定手柄的运动范围。
[0025] 在示例20中，示例18或19的主题可以被配置或实现为使得控制电路响应于经由输入装置的用户输入来执行指令以执行退出程序。
[0026] 在示例21中，示例13-17的主题还可以包括舵(helm)，控制电路执行指令以将手柄与舵对齐。
[0027] 在示例22中，示例13-17的主题可以被配置或实现为使得操纵器臂可定位在指定姿态中，控制电路执行指令以将手柄定位在与指定姿态相对应的指定取向上。
[0028] 在示例23中，示例22的主题可以被配置或实现为使得该操纵器臂可以以运输姿态定位，并且该控制电路被配置为当该操纵器臂被定位在操作姿态中时以推动取向向用户呈现手柄。
[0030] 主题(例如，控制操纵器臂和远程操作的手术系统的手柄的配置的方法)的示例(“示例25”)可以包括将操纵器臂移动到第一姿态，并响应于操纵器臂向第一姿态的运动而将手柄的取向自动调节到指定的取向。
[0031] 在示例26中，示例25的主题可以被配置或实现为使得调节手柄的取向包括通过操纵器臂的位置范围以一致的取向来定位手柄。
[0032] 在示例27中，示例26的主题可以包括被配置或实现为包括将手柄定位在水平取向上。
[0033] 在示例28中，示例25-27中的任一者或任何组合的主题可以被配置或实现为包括基于参考系确定手柄取向。
[0034] 在示例29中，示例28的主题可以被配置或实现为使得参考系包括一个或多个用户参数。
[0035] 在示例30中，示例29的主题，一个或多个用户参数可以包括用户身高，并且可以至少部分地基于用户身高将手柄移动到一个取向上。
[0036] 在示例31中，示例25-30中的任一者或任何组合的主题还可以包括：响应于用户输入而执行退出程序，以及将手柄的取向调节为退出取向，以作为退出程序的一部分。
[0037] 在示例32中，示例25-30中的任一者或任何组合的主题还可以包括通过用户输入装置接收用户输入，手柄的指定取向至少部分地基于用户输入来确定。
[0038] 在示例33中，示例32的主题还可以包括响应于可以被配置或实现的用户输入而释放手柄，使得当释放手柄时可以手动调节手柄的取向。
[0039] 在示例34中，示例32的主题可以被配置或实现为使得当臂为第一姿态时可以接收指示第一手柄取向的第一用户输入，当臂为第二姿态时可以接收指示第二手柄取向的第二用户输入，并且至少部分地基于第一用户输入和第二用户输入来确定针对臂的第三姿态的手柄的指定第三取向。
[0040] 这些非限制性示例中的每者可以独立存在，或者可以与一个或多个其他示例以各种排列或组合进行组合。
[0042] 在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似部件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体上示出了本文献中讨论的各种实施例。
[0043] 图1A为可以包括用户控制系统、辅助系统和操纵系统的示例医疗系统的平面图图示。
[0044] 图1B为示例操纵系统的图示。
[0045] 图1C为示例用户控制系统的图示。
[0046] 图1D为示例辅助系统的图示。
[0047] 图1E为示例器械的图示。
[0048] 图2A为示例操纵系统的透视图。
[0049] 图2B为图2A所示的示例操纵系统的侧视图。
[0050] 图2C为定位在手术台上方的操纵系统的图示。
[0051] 图2D为在外科手术中使用的操纵系统的图示。
[0052] 图2E为在手术台上延伸的操纵系统的臂部的图示。
[0053] 图2F为在手术台上并排放置的两个操纵系统的图示。
[0054] 图2G为处于“IV站立”运动学姿态的操纵系统的图示。
[0055] 图2H为处于“准备好披覆(ready to drape)”运动学姿态的操纵系统的图示。
[0056] 图2I为处于“准备好对接”运动学姿态的操纵系统的图示。
[0057] 图2J为“准备好运输”运动学姿态的图示。
[0058] 图3A为在操纵系统的臂部上的集成显示器的图示。
[0059] 图3B为在操纵系统的臂部上的集成显示器的图示。
[0060] 图3C为处于准备好披覆运动学姿态的操纵系统的臂部中的集成显示器的图示。
[0061] 图4A为操纵系统的臂部上的显示器的图示。
[0062] 图4B为操纵系统的臂部上的显示器和臂上的按钮的图示。
[0063] 图5A为操纵系统的臂上的手柄的图示。
[0064] 图5B为具有呈现给用户的手柄的操纵系统的图示。
[0065] 图6A为操纵系统的臂上的可伸缩手柄的图示。
[0066] 图6B为图6A所示的手柄的侧面透视图。
[0067] 图7A为显示器上的手柄的图示。
[0068] 图7B为图7A所示的手柄的透视图。
[0069] 图7C为图7A和图7B所示的手柄的俯视图。
[0070] 图8为舵的图示。
[0071] 图9A为另一示例操纵系统的图示。
[0072] 图9B为示例操纵系统和手术台的图示。
[0073] 图9C为两个操纵系统和手术台的图示。
[0074] 图9D为操纵系统的臂部的图示，其示出了前臂部的示例旋转运动自由度。
[0076] 图10为器械底座和伸缩梁的图示。
[0078] 图12为操纵系统的示例部件的示意图。
[0079] 图13A-H为示例灯特征部图案的各方面的图示。
[0081] 图15为示例机器人臂的图示。
[0082] 图16为具有灯特征部的示例操纵系统的图示。
[0083] 图17为用户控制单元的图示。
[0084] 图18为具有灯特征部的操纵器的图示。
[0085] 图19为在可移动操纵器单元上的操纵器的图示。
[0086] 图20A-20B为具有灯特征部的医疗装置的图示。
[0087] 图21为在伸缩柱周围具有灯特征部的医疗装置的图示。
[0088] 图22为在旋转连接器处包括灯特征部的医疗装置系统的图示。
[0089] 图23A-23B为在具有多个自由度的关节周围具有灯特征部的医疗装置的图示。
[0091] 图25为控制远程操作的手术系统上的集成显示器的方法的流程图。
[0092] 图26为在远程操作的手术系统上的显示器上呈现信息的方法的流程图。
[0093] 图27为控制远程操作的手术系统的操纵器臂和手柄的配置的方法的流程图。
具体实施方式
[0094] 概述
[0095] 诸如医疗装置或医疗系统的操纵系统(例如，至少部分地在计算机控制下操作的远程操作的手术系统)可以包括一个或多个用户友好的特征，诸如灯特征部(例如，灯环)，可控制以向用户显示内容或从用户显示内容的一体式显示器，医疗装置中臂联杆之间的显示器(例如OLED显示器)或可控医疗装置手柄。该系统可以以一种或多种运动学姿态定位或可以包括人体工程学特征。
[0096] 示例操纵系统可具有两个或三个(或更多个)可相对彼此运动的独立可移动联杆。联杆之间的关节可以在马达动力下操作(“主动关节”)，也可以不使用动力(“被动关节”)，以便用手移动。在一些示例中，主动关节可以为由用户通过用户控制系统的输入来控制的远程操作的主动关节。
[0097] 调节系统可以例如包括可操纵臂，该臂可以具有离散的关节联杆或多个联杆或连续的构造。臂可以被操纵成一个或多个预定义的运动学姿态。诸如抓紧器、切割器、烧灼工具、订书机或相机的医疗器械可以安装在臂的远端，并且可以并且用于执行治疗性或诊断性医疗程序。示例操纵器臂可以包括三个主要节段。第一节段可以为可由诸如临床医生的用户控制的远程操作节段(“操纵器”)。可以将医疗器械安装在操纵器的远侧部分处，并且临床医生可以经由操纵器和相关设备的远程操作控制来移动或控制该器械并操作该器械的特征。操纵器臂的第一节段的近侧部分可以联接至第二节段，该第二节段可以被定向或定位以将操纵器的近端维持在空间中的期望位置。第二节段可以为主动的、被动的，或者为主动和被动的。第二节段也可以为远程操作的。第二节段的近侧部分可以联接至第三节段，该第三节段可以例如包括从基座大致向上延伸的柱。该柱可以包括一个或多个关节，该关节可以为主动、被动或主动和被动两者。柱段也可以为远程操作的。第二节段和第三节段(柱)是可选的。操纵器可以直接联接至柱或基座，或者第二节段可以直接联接至基座。
[0098] 操纵系统(例如，臂)可以主动移动到一个或多个预定义的姿态中，这可以表示准备执行特定功能，例如“准备好对接套管”或“准备好在地板上运输”或“在待机并等待部署到另一个姿态”。在各种示例中，系统行为或功能(例如，关节状态，灯状态，用户界面行为)可以至少部分地基于操纵系统的姿态而变化。
[0099] 操纵系统可以被设计为模块化的，例如，模块化操纵系统可以被设计为作为独立单元工作，与较大系统一起工作或作为较大系统的一部分，或者与另一个模块化系统(例如，在台上并排，或在台上彼此对面，或以其他方式放置在一起)。例如，图2A-J所示的系统200和图9A-C所示的系统900可以可选地配置为一个或多个模块化系统中的部件。在一些示例中，两个或多个模块化系统可以被配置为以协调的方式工作，或者彼此通信，或者一起移动，或者共享传感器信息或指令或其他信息，或者这些配置的任意组合。在各种示例中，模块化操纵系统可以在可移动的基座上；或者可以将其安装到手术患者或其他医疗台上；也可以将其安装在手术室的地板、墙壁或天花板上；或者可以将其安装到临床环境中的另一个对象上。并且，根据本文所述的各个方面，基座可以相对于其所安装到的手术台、地板、墙壁、天花板或其他对象移动。
[0100] 本文公开的各方面就其本质而言是可互操作的，因为所有方面通常都与用于与远程操作的手术系统进行有效和安全的人机交互的设计相关联。可以设想，即使本文所述的单个方面可以作为发明独立存在，但是本文所述的两个或更多个方面也可以作为发明来组合。例如，与灯特征部相关联的各方面可以与与可控显示器相关联的各方面组合，并且两者都可以与与人体工程学触摸点或可控手柄相关联的方面组合。因此，为了避免冗长的描述，在本描述的一段中描述的各方面不仅仅限于在该段的背景内的技术应用。例如，在一段中描述的灯特征部的一个或多个方面可以与在另一段中描述的灯特征部的一个或多个方面组合。并且，在一段中描述的一个特征的一个或多个方面可以与在一个或多个其他段中描述的一个或多个其他特征的一个或多个方面组合。例如，灯特征部的一个或多个方面可以与手柄的一个或多个方面组合。
[0101] 以人为尺度设计的操纵系统
[0102] 可以将操纵系统(例如，图2A-2J中所示的系统200或图9A-E中所示的系统900)设计为结合考虑到人类心理和生理原理的、促进和指导人类交互的特征。人机交互的重要心理方面甚至发生在触摸机器之前。例如，系统可以包括操纵器臂(例如，诸如在图2A和9A中示出的臂204、904)，该操纵器臂的外观被设计为向操作人员传达可接近性或安全性，例如如图2A-2J和9A-9E所示。与图2A-2J和9A-9E中示出的示例相反，其他机器人(工业或手术机器人，例如参见现有技术的图14-15)具有锋利的边缘、夹点、结块和颠簸以及其他令人生畏的对人类身体互动的吸引力较小并且站在旁边或触摸那里看起来并不安全或明智的特征。例如，甚至平滑的联杆也呈现出某些用户可能不愿触摸的感知危险区域，这是由于可能夹紧、挤压、剪切、切割或以其他方式伤害的真实或感知点，甚至是由于感知到的笨重和笨拙。
[0103] 本文中示出和描述的系统从柱沿着臂并且穿过关节直到远端可以具有一致的圆或圆形横截面。(参见，例如图2A-2J，9A-9E；比较图14-15。)例如，该系统可以包括通过曲形联杆(例如，形状类似于“肘通心粉”)连接的直的联杆，该曲形联杆保持臂的其他联杆的一致的圆或圆形横截面。曲形联杆可以比直联杆短。在各种示例中，用户的身体部位(例如，手指、手或臂)不能被臂联杆夹紧或卡住，至少部分地是由于具有一致的横截面的臂的构型以及使联接的联杆彼此间隔开的圆形表面。关节运动极限范围可进一步防止夹紧或卡住。一致且圆形的外观还可能会传达出不存在夹紧或受伤点以及对用户的总体安全感。(比较图14-15。)
[0104] 一些系统可能包括具有与臂部分相似的横截面和大小的柱，以进一步促进整体人为因素的设计原则。(例如，参见图2B和图9A。)柱部分可以包括可选的伸缩式关节。柱可以相对于臂、基座或两者旋转。可以在关节位置处包括可选的手柄联杆。(参见图2A和2B。)手柄的构型和位置可以传达安全性和友好性，以供人类身体触摸和互动。
[0105] 显示器
[0106] 各种显示器可以可选地并入患者侧单元中，尤其是并入臂中。例如，可以使用各种颜色的LED和/或OLED灯和灯显示器，并且它们可以为直接可见的，或者它们可以间接地照亮另一块或多块。例如，LED灯对于看患者侧单元的人可能是可见的，或者LED灯可以照亮其他部件或结构，诸如半透明的环或条。类似地，OLED屏幕可以集成到该单元中，诸如在臂的联杆中或在臂的两个主要联杆之间的关节处。无论是静态的还是动画的，词组和符号都具有静态或变化的颜色或亮度(例如，硬开/关闪光灯，或更柔和的渐进式闪光灯)，该词组和符号可根据临床需要以各种形式显示或适合传达诸如系统、臂或器械状态的信息。例如，一个或多个显示器可以用于标识臂或装置，以引导用户完成与操作患者侧单元相关联的一系列步骤，传达关节运动极限范围，以标识与患者侧单元相关联的器械类型，以指示命令或操作的来源(例如，来自用户控制单元的远程操作命令，或自动或手动)，以指示装置的姿态或传达其他信息。
[0107] 灯特征部
[0108] 操纵系统的臂部分或其他部分可包括一个或多个灯特征部。可以配置或控制灯特征部以向用户(诸如临床医生)提供有关系统状态或医疗装置状态的信息。例如，灯特征部可以在界面处，并且可以被控制以提供关于界面的信息，诸如关于连通性状态、配置状态或移动状态的信息。灯特征部(例如，灯环)可以例如在医疗装置的各部分之间的界面处(例如，在臂联杆之间的关节处或其附近)，并且可以被控制为传达关于各部分之间的相对状态的信息(例如，关节角度，相对于关节运动范围的关节位置或关节运动状态)。灯特征部可以附加地或可替代地位于与另一装置的界面处，并且可以传达关于是否在该界面处另一装置是否联接至医疗装置、联接装置的类型或控制参数(例如，哪个装置接收或传递控制信号)的信息。在一些示例中，医疗装置可以包括多个灯特征部，每个灯特征部被控制或配置为提供关于医疗装置的不同方面或状态的信息。一些示例可以包括一体式显示器，该一体式显示器可以被配置为在呈现信息时用户可见，而在不呈现信息时消失。例如，一体式显示器可以标识操纵器臂，或提供关于操作模式或程序的阶段或状态的信息。联杆之间或手柄上的显示器可以被配置为提供背景相关的信息，或采取背景相关的位置，或“跟随用户”，以便用户或从两个或多个不同臂位置或构型中的指定用户参考位置可以轻松够到或查看手柄或显示器。
[0109] 手柄
[0110] 操纵系统可以包括一个或多个手柄，这些手柄有利于整个系统或系统一部分的操作。下文所述的任何手柄均可包括显示器或灯特征部。可以控制手柄取向或手柄上或其附近的显示器或灯特征部，以方便用户使用或与系统交互。一个或多个手柄的取向或一个或多个显示器或灯特征部的状态(在手柄上或其附近，或系统上的其他位置)可以进行协调以向用户提供一致的通信，或者可以基于系统状态或操作模式进行协调。手柄、灯和显示器可以由集成了它们的模块化系统中的处理器控制(例如，用于模块化系统的控制电路，或用于系统一部分的控制电路，或用于关节的控制电路，或手柄、灯或显示器内或处的控制电路)，或由单独的用户控制系统或单独的处理设备控制。
[0111] 示例系统
[0112] 图1A为示例医疗程序环境的平面图图示，该示例医疗程序环境可以包括与可以支撑患者103的手术台101相邻的多臂操纵系统100。第二操纵系统200也可以位于手术台101处。操纵系统100、200可以在可移动基座上独立放置，或者可以安装在台、地板、墙壁或天花板上，或者可以在临床环境中支撑在另一台设备上。
[0113] 操纵系统100或系统200可以为较大系统10的一部分，该较大系统10可以包括其他子系统(例如，荧灯检查或其他成像设备)。例如，操纵系统100、200中的一者或两者可以可操作地联接至用户控制系统150或辅助系统175或两者。用户控制系统150可以包括一个或多个用户输入装置(例如，控件)，其可以被配置为从用户(例如，临床医生)接收输入。用户控制系统150还可以包括一个或多个用户反馈装置(例如，查看系统或触觉或听觉反馈)，可以将其配置为向用户提供关于末端执行器的运动或位置的信息或手术区域的图像。辅助系统175可以例如包括计算机处理设备(例如，处理器电路或图形硬件)或通信设备(例如，有线或无线通信电路)。
[0114] 图1B为示例操纵系统100的图示。操纵系统100可以包括基座102、支撑塔架104和一个或多个操纵器臂110、111、112、113，其可以安装在支撑塔架104上。器械130(在图1E中示出)可以被安装到操纵器臂110-113中的一者上的器械底座120上。器械底座120可以例如包括器械滑架122，其可以安装到梁124，该梁可以为可伸缩的梁，如下面参考图10所述。套管133可被安装到套管底座126，并且器械130可通过套管密封件插入套管133中，并插入患者103(图1A)中，以用于外科手术或其他医疗程序。通过操纵器臂110-113的运动，可以在多个维度上控制器械130的取向，例如，在一个、两个或三个平面上的横向、水平、垂直、角运动。系统100可以在操纵器臂110-113上的多个位置中的一个或多个位置(即，如图所示，在臂联杆之间的关节处)处包括一个或多个灯特征部136、138、140、142、144、146。
[0115] 图1C为示例用户控制系统150的图示。用户控制系统150可以包括手控件155、156和踏板控件160、161、162。手控件155、156和踏板控件160、161、162可用于控制操纵系统100、200中的一者或多者的设备。例如，可以使用器械控件来操纵器械130的远端的一部分。
控件可以包括触觉反馈特征，以便医师可以通过控件来解释器械130处的物理信息，诸如阻力或振动。用户控制系统150还可以包括查看系统165，其可以显示手术部位的视频或其他图像。
控件可以包括触觉反馈特征，以便医师可以通过控件来解释器械130处的物理信息，诸如阻力或振动。用户控制系统150还可以包括查看系统165，其可以显示手术部位的视频或其他图像。
[0116] 图1D示出了示例辅助系统175。辅助系统175可以包括用于处理控件、促进用户控制系统和操纵系统或远程站点之间的通信的计算机处理系统180。辅助系统175还可以包括显示器190，显示器190可以显示用户(例如，临床医生)正在用户控制系统150上看到的图像，来自相机的患者103的视频馈送或其他信息。在一种示例配置中，在用户控制系统150处输入的信号可以被发送到辅助系统175上的处理系统180，该辅助系统175可以解释输入并生成被发送到操纵系统100以引起对器械130或操纵器臂110的部分的操纵的命令。为了示例性目的，处理系统180被示为在推车上，但是处理系统180也可以以各种配置来布置，例如，其可以被集成为用户控制系统150、操纵系统100、200或两者的一部分，或者在用户控制系统150和操纵系统100、200之间分开。该设备也可以在安装好的或远程系统上作为软件、硬件或两者一起提供。
[0117] 图1E为示例器械130的图示。器械130可包括近侧部分192，近侧部分192可被配置成联接至操纵器臂上的器械底座，诸如图10所示的器械底座组件1002。器械130还可包括远侧部分194和在近侧部分192与远侧部分194之间的器械轴196。远侧部分194可以为烧灼工具、切割器、相机、订书机或其他医学上相关的末端执行器。可以经由从诸如用户控制系统150或辅助系统175的控制计算机接收到的命令信号来远程控制器械130，以进行外科手术。
可以从用户(例如，临床医生)接收输入，并且可以基于用户输入来控制器械130。
可以从用户(例如，临床医生)接收输入，并且可以基于用户输入来控制器械130。
[0118] 在一个示例中，末端执行器的位置、取向或运动可以跟随联接至控制器的输入装置的运动，即末端执行器的位置和姿态跟随输入装置的位置和姿态，输入装置的位置和姿态可由临床医生控制。这可以被称为“跟随模式”，意味着末端执行器运动跟随输入装置运动。可以在图1A和1B所示的系统100、图2A-2J所示的系统200、图9A-E所示的系统900以及其他类似系统中实现实施跟随模式功能的硬件或软件。
[0119] 图2A和2B分别为示例操纵系统200的透视图和侧视图。操纵系统200可以与医疗系统(诸如图1A所示的系统100)一起使用或作为其一部分，该医疗系统可以为或包括由加利福尼亚州桑尼维尔市的Intuitive Surgical公司商业化的da 手术系统。在各种示例中，操纵系统200可以与图1B中所示的操纵系统100，或与图1C中所示的用户控制系统150或图1D中所示的辅助系统175结合使用。相同的计算机或不同的计算机可以控制臂、关节、灯或单元的其他方面的运动，并且相同的计算机或不同的计算机可以控制操纵系统200和其他操纵系统(例如，系统100或系统900)。在一些示例中，两个或更多个操纵系统200、200'可以一起使用以执行由临床医生控制的计算机辅助的远程操作的手术程序(例如，参见图2F)。
[0120] 操纵系统200可以包括基座202，该基座202可以被配置为例如使用多个(例如，三个，四个或五个)滚珠203(在图2B中隐藏在基座202下方)或水平可旋转的脚轮203'(在图2C中示出)在地板上滚动。可旋转的脚轮203’或滚珠203(例如，三个或五个脚轮或滚珠)可提供低的高度轮廓、可提供全向运动或两者。在一个示例中，可以使用五个滚珠，这可以提供比三个滚珠更高的稳定性。滚珠例如可以为可从俄亥俄州的阿什兰的阿什兰传送带获得的法兰球。滚珠的直径可以为一(1)英寸(2.54厘米)，并且可以由碳钢制成。
[0121] 在一些示例中，用户可接合的开关可接合或释放基辊、轮子或脚轮上的一个或多个制动器(未示出)(或者用户可接合的开关可接合或释放其他设备(例如，驱动马达)，以允许基座202沿地板移动，或将基座锁定在适当的位置，或仅允许定义的移动范围(例如，通过锁定一个或多个滚轮、轮子或脚轮，沿圆周或在圆周周围移动)。系统200可以包括在臂204上、在基座202上或在其他位置上的可选的触摸传感器，其释放在基辊、轮子或脚轮上的制动器以允许基座202沿着地板移动。例如，系统200可以在基座202上包括脚踏开关。在一些示例中，系统200可以包括“双因素”开关(物理的或逻辑的)以确保故意激活(例如，系统可能需要同时或顺序地接合两个按钮或两个输入以释放制动器)。在一些示例中，系统200可以包括“死人开关”，使得当释放开关时基座202停止。用户可接合的开关可以与有用的系统运输模式或姿态相关联，诸如以下所述的“IV站立”(模仿常见的静脉内流体支持站立)姿态和运输姿态。在一些示例中，开关的功能(例如，开关控制或影响哪个特征或部件，或者致动开关的结果)可以基于系统的姿态(例如，IV站立或其他运输姿态)或基于系统的模式(例如，跟随，离合器状态，清醒状态)或基于其他条件或状态而变化。在各种示例中，系统200的部件，诸如手柄、触摸点或舵可以为或包括用于制动器、制动器释放、死人开关或其他开关的用户输入。
[0122] 在一些示例中，基座202可以包括颜色(例如，灰色)或材料(例如，脊，其他纹理)的变化，以将脚或手的推力点可视地传达给用户。例如，臂的特征或方面(例如，臂的几何形状或手柄)可以邀请用户触摸或抓住臂(如下文进一步描述)。基座202可以类似地指示用户的脚的物理接触点，例如，脚踩点。脚踩点可以例如基于位置(例如，在基座的边缘附近)、颜色(例如，与主体颜色不同)、纹路(例如，类似于其他脚踏特征的脊状或沟状)或脚踩点的外观邀请用户使用脚来接触基座202。
[0123] 如图2B所示，基座202可以包括脚踩垫205，该脚踩垫205可以由坚固或高摩擦的材料制成，以便于用户的脚来操纵操纵系统的位置。脚踩垫205与滚珠203或脚轮203’组合可以容纳用户用脚抵着基座202推挤以使基座202在地板上平移或重新定向。
[0124] 基座202可以为紧凑的以装配在台(例如手术台)附近。基座202的紧凑形式可以避免占用台附近的站立空间以尽可能减少对临床人员的干扰，或者可以通过成形为允许紧密的间隔来适应其他操纵系统的并排放置(例如，参见图2F)。在一些示例中，基座202可以为对称的，这可以避免在床边的定向或配置问题(例如，参见图2A、2B和2F)。在其他示例中，基座202可以为不对称的，以提供稳定性和紧凑性(例如，参见图9A-9B)。
[0125] 操纵系统200可以包括臂204，该臂204可以包括前臂211，该前臂可以在腕部206处联接至器械底座208和基座202。腕部206可被配置为具有一个或多个旋转自由度，例如，腕部可偏转、俯仰或侧倾以调节器械底座208的位置，如图9E所示并参考其进行描述。在一些示例中，前臂211可以侧倾，并且腕部206可以偏转和俯仰。器械底座208可包括伸缩梁209(也参见图10中的伸缩梁1012)。
[0126] 操纵系统200可以包括从基座202向上延伸的柱210。柱210可以相对于基座202、臂204或两者移动(例如，旋转或平移)。在一些示例中，柱210可以在柱-基界面处相对于基座
202旋转。如图9A-9C所示，当基座202不对称时，可旋转柱210可能特别有用。柱210可以可选地包括可以相对于彼此移动的两个或更多个分开的柱部分(未示出)。
202旋转。如图9A-9C所示，当基座202不对称时，可旋转柱210可能特别有用。柱210可以可选地包括可以相对于彼此移动的两个或更多个分开的柱部分(未示出)。
[0127] 操纵系统200还可以包括舵213(也在图8中示出)，该舵例如可以定位在柱的顶部。舵213相对于基座202可以处于任何水平旋转角度或垂直旋转角度。例如，舵213可以垂直于柱210，或者舵213可以从柱210向下倾斜。在一些示例中，当单元在床边处于“中立”位置时(即，通常在医疗手术期间使用的远程操作臂自由度的中间范围)，舵213可以与床边成90度或180度。舵213也可以相对于床边以其他角度布置。在一些示例中，舵213可以绕臂204的柱
210部分旋转，以便可以轻松地调节舵的取向。
210部分旋转，以便可以轻松地调节舵的取向。
[0128] 例如，舵213可以被布置和构造成在与前臂211相反的方向上移动和延伸。例如，舵213可与肘部218一起旋转，或者柱210可包括可旋转部分上联杆，其联接至臂204并且相对于舵213安装在其上的柱部分的下部联杆运动(例如，旋转)。
[0129] 图8示出了舵213的放大透视图。舵213可包括一个或多个按钮808、810。按钮808例如可以为可以打开和关闭系统200的电源的电源开/关按钮。按钮810可以为例如开始/停止按钮，其可以开始或停止系统的运动，或者释放系统以允许运动(例如，激活或停用离合器)。按钮810可以为紧急开始/停止按钮。在一些示例中，舵可包括手柄804，手柄804可从舵柱底座位置802向外张开，以在舵抓取位置814处为用户的手提供更宽的抓握长度。可以在舵213与柱210之间的界面处，或在舵213与肘部218之间的界面处，或两者处提供灯特征部806。灯特征部806可以例如为绕柱210部分或全程延伸的环。在一些示例中，舵213可以被配置为无菌的。或者，舵213可以被配置为非无菌的，在这种情况下，舵213可以被定位在操纵系统200上相对较低并且远离无菌区域，因此在外科手术期间不需要舵213被披覆(未示出盖布)。
[0130] 返回到图2A至图2J，在各种示例中，臂204可以被配置为允许相对于患者和手术台定位器械底座208和附接的器械207，例如如图2C所示。在各种示例中，臂204可以为连续挠性的，或者臂204可以包括多个联杆，该多个联杆可以被配置为相对于彼此移动。联杆可以长也可以短，可以为直的，也可以包括弯曲、角度或扭曲。操纵系统200还可以包括一个或多个肘部，其可以构造成具有弯曲(例如，以90度、45度或30度)以有利于联杆相对于彼此或相对于基座202的相对运动。在一些实施方式中，肘部为在每一端处具有关节的单独的曲形联杆，并且在一些实施方式中，肘部在延伸的直联杆的一端处为一体的，并且在肘部弯的自由端处具有关节。短或长的直联杆可以位于离散的肘部或一体的肘部之间。并且，短的或长的直联杆可在一端或两端处具有一体肘弯曲。操纵系统200可以被配置为在两个联杆或肘部之间的界面处提供角运动，例如，肘部和联杆可以在平面界面处联接在一起，以及肘部和联杆可以相对于彼此绕垂直于平面界面的旋转轴线旋转，如箭头所示。这种运动可以例如由一个或多个电动机控制，该电动机可以可操作地联接至控制系统，诸如图1C所示的用户控制系统150。系统200可包括在臂、肘部或其他位置上的检修面板，以提供对马达、臂内的显示器(如下所述)或其他内部部件的接近。在图4B中示出了肘部处的示例性检修面板450、452。在一些示例中，系统200的移动可以附加地或可替代地是手动可控的，诸如通过使用系统200上的按钮或通过手动移动臂、肘部或其他部件。
[0131] 在一些示例中，臂204可以包括联杆和肘部的组合，其在臂204的一些或全部上可以具有一致的横截面(锥形前臂的可选例外)。例如，如图所示，操纵系统200可以包括第一联杆214和联接至第一联杆214的第二联杆216。第一联杆214和第二联杆216可以通过一个或多个其他联杆或肘部彼此联接并且与柱210联接。例如，操纵系统200可以包括第一肘部218，其可以可旋转地联接至柱210。第一肘部218还可被配置为相对于柱210伸缩(例如，向上移动)。系统200还可包括第二肘部220，第二肘部220可旋转地联接至第一肘部218。联杆
214、216中的一者或两者可以包括弯曲部。例如，第一联杆214可包括在近侧部分223处的第一弯曲部222和在远侧部分225处的第二弯曲部224。为了描述图2A和2B中所示的系统200，当考虑沿着臂204从柱210到器械底座208的路径时，“近侧”是指朝向柱210的位置，而“远侧”是指朝向器械底座208的位置。操纵系统200可包括较长联杆之间的短联杆226。短联杆
226可以联接至第一联杆214的远侧部分225。在各种示例中，短联杆226可包括如图所示的手柄227、显示器(例如，参见图4A和4B)或在手柄上的显示器(例如，参见图7A和7B)。系统
200还可包括第三肘部228，该第三肘部228可以可旋转地联接至短联杆226的远侧。第三肘部228可以可旋转地联接至第二联杆216的近侧部分217。在其他示例中，系统200可以包括更多或更少的联杆或肘部。如图所示，仅肘部和弯曲部(例如，肘部/弯曲部224和228)或者肘部和弯曲部之间具有短联杆(例如，肘部/弯曲部224和228，其中具有联杆226)偏移了在彼此平行的平面(例如214、216)中摇摆的较长联杆。结果，在用户感知的较长联杆之间存在安全间隙，并且这种感知的安全性促进了人类友好性和可接近性，这增强了与例如以下描述的自定义姿态相关联的使用。
214、216中的一者或两者可以包括弯曲部。例如，第一联杆214可包括在近侧部分223处的第一弯曲部222和在远侧部分225处的第二弯曲部224。为了描述图2A和2B中所示的系统200，当考虑沿着臂204从柱210到器械底座208的路径时，“近侧”是指朝向柱210的位置，而“远侧”是指朝向器械底座208的位置。操纵系统200可包括较长联杆之间的短联杆226。短联杆
226可以联接至第一联杆214的远侧部分225。在各种示例中，短联杆226可包括如图所示的手柄227、显示器(例如，参见图4A和4B)或在手柄上的显示器(例如，参见图7A和7B)。系统
200还可包括第三肘部228，该第三肘部228可以可旋转地联接至短联杆226的远侧。第三肘部228可以可旋转地联接至第二联杆216的近侧部分217。在其他示例中，系统200可以包括更多或更少的联杆或肘部。如图所示，仅肘部和弯曲部(例如，肘部/弯曲部224和228)或者肘部和弯曲部之间具有短联杆(例如，肘部/弯曲部224和228，其中具有联杆226)偏移了在彼此平行的平面(例如214、216)中摇摆的较长联杆。结果，在用户感知的较长联杆之间存在安全间隙，并且这种感知的安全性促进了人类友好性和可接近性，这增强了与例如以下描述的自定义姿态相关联的使用。
[0132] 在一些示例中，臂204的外表面272(例如，金属、陶瓷或塑料蒙皮)可以披覆马达、关节、其他部件，诸如导线、控制板或内部结构部件。马达可以为长联杆、短联杆、肘部或它们的任意组合。例如，与关节关联的马达可以位于直联杆或肘联杆中，并被外表面272披覆。臂204的外表面272可以例如由薄加工的铝制成，其可以可选地被粉末涂覆。在一些示例中，臂可以容纳视觉显示器或屏幕，诸如LED显示器或OLED显示器，其可以为离散的(例如，参见图4A-4B)或集成的(例如，参见图3A-3C)。
[0133] 如上所述，操纵系统200被设计成人的尺度，并且被设计为结合促进和引导人的交互的人工程学(人为因素；人体工程学)特征(参见标题为“按人的尺度设计操纵系统”的部分)。例如，系统200可以主要为白色，其带有抛光的铝(例如，在臂204上或在舵213上的手柄227)以及重音为灰色(例如，在手柄227的内部，脚踩垫205)。然后，眼睛自然会被重音吸引，因此用户可以轻松标识这些位置处的操作特征或触摸点。操纵系统200可以包括诸如人类兼容的臂设计的人类可接近的(友好的；非恐吓的；邀请被触摸的)设计元件。例如，臂204或系统200的其他元件(诸如柱210)可以包括光滑、平坦的表面和可以延伸通过肘部的一致横截面尺寸(例如直径10-14厘米)，所有这些都可以表明对用户的安全性，甚至是对用户的触摸吸引力。在一个示例中，臂包括沿着曲形轴线的一致的横截面。臂204例如可以在联杆之间不具有夹紧点并且不具有机械剪切关系，这可以通过一致的横截面，光滑的表面，弯曲部、联杆或其他臂部的相对构型来传达。相反，图14和15为现有技术机器人臂的示例图示，其比图2A-2J和9A-9C中所示的示例操纵臂不那么用户友好。图14示出了具有臂1402的系统，该臂1402不具有一致的横截面，并且随着联杆的移动而感觉到手/臂/手指的夹紧和挤压点。图15示出了一种系统，该系统具有第一联杆1502与第二联杆1504汇合的剪切点，以及吓人的裸露电缆、陡峭的边缘、可能有害的裸露螺母和螺栓等。
[0134] 系统200可以包括一个或多个灯特征部，其可以被配置或控制为传达关于系统200和/或其部件的操作或配置的信息。灯特征部可以位于两个物理对象之间的约束(即关节)或不受约束的界面处。可替代地，可以将灯特征部放置在单个对象上，该对象可以为一个或多个对象表面的投影、凹陷或与之成一体，该对象表面可以为平坦的、曲形的或其他形状或纹理。例如，灯特征部可以绕界面的一部分或全程延伸，并传达有关界面的信息。图2A中所示的系统200可以包括在柱210和臂204之间的界面(关节)处(例如，在第一肘部218处)的第一灯特征部236，在第一肘部218和第二肘部220之间的界面(关节)处的第二灯特征部238，在第二肘部220和第一联杆214之间的界面(关节)处的第三灯特征部240，以及在第三肘部228和第二联杆216之间的界面(关节)处的第四灯特征部242。第五灯特征部244可以设置在器械底座(对象表面)上。附加地或可替代地，还可以在其他位置处提供灯特征部，诸如在基座202上与地板(例如，轮子，滚珠)或与柱210(例如，图2A中的一体式基座和柱的曲形表面；
图9A中的关节)的无约束界面处。
图9A中的关节)的无约束界面处。
[0135] 图2C为定位在手术台250上方的操纵系统200的图示。第一联杆214和第二联杆216已经被操纵以将器械底座208定位在患者251的手术部位上。图2D所示的示例操纵系统200包括在第一肘部218和柱210之间的附加的短构件252。图2C示出了单个系统200在床边的体积的最小影响，这允许临床人员在系统200投入使用时轻松地接近患者251(参见下面描述的“混合”手术)，并且允许一个或多个另外的系统200将被放置在附近。
[0136] 图2D为在外科手术中使用的操纵系统200的图示。器械滑架282可以安装到梁209上的轨道280。器械207的近侧部分284可以安装到器械滑架282。臂204可被定向和定位成将器械207通过套管254放置在患者体内。套管254可联接至梁209上的套管底座286。器械滑架282可以在轨道280上平移(例如，向上或向下移动)(例如，使用未示出的导螺杆)，其可以相对于套管254或患者插入(前进)或收回(抽出)器械207。如图2D所示，臂联杆214、216和肘部
218、220、228的大小、形状和构型可以设置成将器械底座208定位在受试者(例如，患者)上方，同时为用户提供空间以接近受试者。
218、220、228的大小、形状和构型可以设置成将器械底座208定位在受试者(例如，患者)上方，同时为用户提供空间以接近受试者。
[0137] 操纵系统(例如，系统100或200或900)可以具有或使用用于手术器械的软件约束的远程运动中心。当用户(例如，临床医生)操作用户控制系统(例如，用户控制系统150)上的一个或多个用户输入时，通过参考前臂联杆(例如，联杆216)控制梁的取向(例如，梁209的取向)，可以至少部分地维持运动中心。
[0138] 可选地，第二器械256可以穿过第二套管258插入并由临床医生手动控制(如图所示)，或者可以由第二操纵系统控制(例如，两个系统如图2F和9C所示在手术台上放置)。
[0139] 因此，如图所示，在一些示例中，操纵系统(例如系统100或200或900)可用于“混合”微创手术中，在该手术中，用户(例如临床医生)控制一个或多个远程操作手术器械207(例如，经由远程控制装置)，并且同一用户或另一用户控制一个或多个手动器械256。在一些示例中，如上文和下文所描述的，例如当临床医生位于远程操作臂旁边时，灯特征部和显示特征部可有助于“用户友好”的远程手术环境。
[0140] 图2E为在手术台上延伸的操纵系统200的臂部的图示。臂的远侧部分260可包括变窄的部分262(例如，可具有渐缩或变窄的宽度或横截面)，其可为临床医生264提供在患者上方工作的额外操作空间。变窄的部分262可以例如在臂204的第二联杆216上。例如，臂204可包括渐缩的或变细的前臂联杆，其提供改善的对患者的接近(相对于非渐缩的前臂而言)(例如，参见图2E、2F、9A、9B、9C)。臂204上的变窄的部分或锥度可以通过允许更好地进入手术区域和总体上接近患者而提高临床功效。变窄的部分或锥度可以为临床医生提供更多用于手或工具的空间。臂204上的变窄部分或锥度还可允许第二臂更紧密地工作而不会发生碰撞。在各种示例中，臂上的锥度可以为突变的，快速的，渐进的，突变的或快速的然后渐进的，或突变的或快速的然后笔直的。锥度可以为横截面对称的，水平对称的，垂直对称的或其任意组合。
[0141] 臂204还可以包括显示器266(例如，下面讨论的OLED显示器)，该显示器可以在第一联杆214和第二联杆216之间的短联杆226上，或者可以为在肘部上的触摸点(也在下面讨论)。显示器266可以被配置为向台处的用户提供信息，并且触摸点可以被配置为从台处的用户接收输入，这两者都可以通过向用户提供信息和输入选项来促进临床功效，其中，该用户在患者身上或附近工作，且不干扰臂本身的整体人体工程设计形式。
[0142] 在一些示例中，基座202可以被供电(例如，经由供应给脚轮203或轮子203’的电力或经由传递到被配置为接合基座202下方的地板的一个或多个其他对象的电力)。基座202可以经由基座202上的输入由计算机控制，或者可以使用辅助装置(例如，手持装置)来控制，或者基座202可以为远程操作的(例如，使用用户控制系统150)。基座202可被控制(例如，锁定的脚轮或轮子)以在对接至套管时(例如，在外科手术期间)而静止。可替代地或另外地，基座202可以在对接至套管的同时移动。例如，当系统200由来自用户控制系统的输入控制时(例如，在跟随模式期间)，基座202可以移动。可以响应于来自用户的特定输入来移动基座202以移动基座202，或者可以基于条件和输入的组合来确定基座的移动(例如，可以调节基座202的位置以方便或启用套管或臂的取向)。例如，关于基座在对接时或跟随时的运动的信息在美国专利申请公开号US 2017/0181801 A1(2015年2月15日提交)中找到，该专利申请通过引用并入本文。
[0143] 通常，基座202的运动可以允许系统200具有更大的运动自由度，例如，为臂204提供额外的运动范围(ROM)。例如，当臂204接近运动范围的末端时，基座202可以移动。
[0144] 在一些示例中，当臂关节接近运动极限范围时，在基座202移动时，系统200或用户控制系统150或另一装置可以发出警告。在一些示例中，当基座202移动时，在发生ROM极限时，臂关节可以锁定。例如，系统200可以将关节锁定在其ROM极限或其附近。在一些示例中，系统200可以在基座202移动时锁定所有臂关节。
[0145] 图2F为在手术台上并排放置的两个操纵系统200、200′的图示。系统200、200’可以包括允许两个或更多个操纵系统相互工作并紧密贴合的设计特征。例如，系统200、200'的大小和形状可以设置成并排放置，使得每个系统上的臂204、204'可以跨过手术台250延伸以提供器械底座208、208'，该器械底座208、208'可以固定到相应的手术器械207、207'上以用于在外科手术中使用。例如，如图2F和9C所示，两个或更多个前臂可以被定位成彼此靠近，这可以例如允许套管被彼此靠近地放置。
[0146] 在一些示例中，每个系统200、200'的基座202、202'的大小和形状可以被设置成允许系统被放置在靠近在一起的位置。例如，能够并排操作的设计特征可包括，锥形的前臂和较小的基座区域，以及(可选)柱和臂的通常停留在基座的垂直边界内的向上延伸的部分，以及在台上方延伸的可选例外部分。在一些示例中，系统200、200'可以被配置为在台的同一侧(例如，如图2F所示)或在台的相对侧(例如，如图9C所示)上并排工作。系统200、200'可以包括变窄的部分262、262'(例如，前臂)，其可以允许器械207、207'被放置在在靠近在一起并给临床医生最大的工作空间。在临床环境中，通常将无菌盖布(未示出)放在操纵器臂上方。在一些示例中，基座202、202'的大小和形状可以设置成占据与站在台旁边的人约相同的空间量。
[0147] 在一些示例中，操纵系统200、200'都可以由相同的用户控制系统(诸如，图1A和1C所示的用户控制系统150)来控制。在其他示例中，每个操纵系统200、200'可以由单独的用户控制系统控制，或者操纵系统200、200'中的一者或两者都可以由用户界面、按钮或触觉响应(例如，施加力以移动臂)中的一者或多者或系统200、200'中的一者或两者上的其他控制特征来控制。在一些示例中，两个(或更多个)单元可以彼此通信，例如，经由无线通信(诸如，蓝牙，Zigbee，Z-Wave，Wi-Fi，相机，声学或灯)或有线(例如，电，光学)通信。
[0148] 操纵系统200、200'的基座202、202'的部分的大小、形状或构型可被设置成允许两个或更多个操纵系统在台的同一侧上或台的相对侧上彼此相邻(或靠近人或其他设备))工作和装配。在一些示例中，基座可以为不对称的(例如，参见图9A-9C中的基座902’)。与使用对称基座相比，不对称可以使系统更靠近台。例如，对于相同的臂几何形状，不对称基座可以在台上提供更长的可及范围，例如，因为不对称基座可以容纳较大的悬臂(悬臂)负载，例如，通过在基座的不对称后部提供配重。
[0149] 在一些示例中，基座202、202'可以为全向的(例如，参见图2A、2B、2F)，使得其对于操作是取向不可知的。例如，全向可以允许在任何方向上进行设置。例如，基座可以为对称的(或近似对称)。系统的部分可以绕运动学基座居中(例如，柱部的基座可以在基座上居中)。在一些示例中，当从顶部观察时，基座可以为圆形的(例如，参见图2A、2B、2F)，或者基座可以为多边形的(例如，五边形、六边形、七边形或八边形)，或者以与圆形对称基座具有相同的优点的方式为轻微椭圆形。具有圆形、多边形或椭圆形轮廓的组合的基座也是可能的。
[0150] 在一些示例中，基座的全向性(例如，圆形、对称和/或多边形)避免了迫使临床人员做出权衡不对称基座的优点和缺点的决策，诸如要求从特定方向接近套管，或者由于其形状，根据患者或台在某些位置放置基座的决策。虽然紧凑的圆形/对称/多边形(或其组合)基座具有安装优点，但它要求基座足够重以提供稳定性，而增加的重量则需要更大的动力来驱动推车。
[0151] 如图11所示，在一些示例中，基座可以为部分对称的，但是具有不对称的部分，该不对称的部分为人员或对象提供了额外的间隙。例如，基座1102在面向台1108(例如，手术台)的一侧1104上可以为圆的(如图所示)或圆形或多边形的，而在相对的一侧1110上去除了节段1106以提供更大的人足部空间或其他对象的间隙。在另一个示例中，基座1112可具有侧1114，该侧1114与台1108相邻的一部分被去除，以允许更靠近台1108的位置，以及相对的侧1116可以为圆或圆形或多边形的。
[0152] 在一些示例中，第一基座1120可以具有在第一侧1124(例如，平坦表面)上去除的切口段以提供更窄的占地面积，以及第二基座1122可以具有在面向第一基座1120的第一侧1124的侧1128(例如，平坦表面)上去除切口段，这使得与基座1120、1122在基座的相邻侧上对称的情况相比，两个系统可以更紧密地并排放置在一起。在一些示例中，第一基座1120的第二侧1126和第二基座1122的第二侧1130也可以包括切口段，该切口段可以允许并排构造的基座的互换性(例如，在图11中，基座可以互换，即可以将基座1120移动到更靠近台1108的端部，并且可以将基座1122移动到基座1120的另一侧，使其远离台1108，并且可以仍然放置基座，使得柱1132、1134如图所示靠在一起)。可替代地，可以不切掉基座1120、1122的非相对侧1126、1130中的一者或两者，这可以由于基座的底部的脚轮或脚的更宽的重量分布或更宽的支撑而提供额外的稳定性。
[0153] 预定义姿态
[0154] 操纵系统200可以采取预定义臂姿态或动作，这可以对应于不同的操作模式。例如，操纵系统200可以采取图2G-2J所示的一个或多个预定义运动学姿态。例如，姿态可以包括工厂定义的姿态，或者由系统通过使用一个或多个输入和系统200中的处理器确定的姿态，或者从系统外部通信联接至系统200的姿态。姿态还可以包括可以存储在存储器中的用户定义的姿态，诸如由临床医生或其他用户定义的定制姿态。由用户对姿态的定义或由系统自动进行的姿态的定义可以允许将操纵系统定制为特定环境。例如，可以至少部分地基于手术台的高度、一个或多个对象的位置或系统上的显示器的位置来确定姿态，以使显示器对用户更可见。
[0155] 在各种示例中，预定义的姿态可以由用户修改、锁定或经由诸如密码或生物特征的安全特征来保护。例如，通过使用生物特征输入(诸如指纹，视网膜扫描，语音标识)或通过使用密码(键入，写入，或口头输入)，或基于与按钮、触摸点或其他输入的交互(例如，释放代码可包括输入的组合)，可以锁定或解锁系统的一部分(例如，联杆或关节位置)的运动。
[0156] 姿态可以向用户指示操纵系统何时准备好待执行的功能，并且以此方式，一个或多个姿态建立与用户的视觉语言通信。例如，当臂采取特定姿态时，该姿态可以指示系统准备好执行与该特定姿态相关联的功能，如下面参考图2G-2J所示的示例进一步描述的。姿态通过运动学姿态充当视觉语言界面，以将信息传达给用户，诸如“我(系统)已准备好为您执行任务X”或“您(用户)现在应执行任务Y”。
[0157] 图2G为处于“IV站立”运动学姿态的操纵系统200的图示。在该位置，操纵系统200可以类似于通常为临床人员所熟悉的静脉内(IV)流体输送架的形状因数，并且可以为用户269提供与系统200进行物理交互的熟悉的大小和形状，例如，以供用户269在系统200周围导航，或者通过抓住臂204来移动系统200。当不使用系统200时，IV站立姿态可提供紧凑的构型以用于运输或用于收起。这是人类工程学的另一个示例，它提供了用户友好且平易近人的外观，因为它类似于用户已经熟悉并感到舒适的对象。在IV站立运动学姿态中，第一联杆214向上延伸，以及第二联杆216向下延伸，其中肘部和界面适当地定向和定位以提供图
2G所示的紧凑的形状因数。在一些示例中，在IV站立运动学姿态中，臂204可以全部或大部分包含在由基座外周的形状限定的垂直空间(例如，垂直柱体或棱柱)中。臂204或臂204和器械底座208两者全部或大部分被包含在由基座202限定的垂直空间内的构型可以减少当系统200移动或被移动时的碰撞(或碰撞的风险)，因为基座202将在臂204或器械底座208撞击对象对象之前撞击垂直对象(例如，墙壁)。在一些示例中，两个或更多个臂联杆可以彼此折回，使得臂联杆紧凑地收起在基座202上。梁209和器械底座208(在臂204的远端)可以大部分或全部定位在基座202上方。在一些示例中，臂或基座上的可选触摸传感器(例如，脚踏开关)释放基座轮上的制动器，以允许基座沿地板移动。
2G所示的紧凑的形状因数。在一些示例中，在IV站立运动学姿态中，臂204可以全部或大部分包含在由基座外周的形状限定的垂直空间(例如，垂直柱体或棱柱)中。臂204或臂204和器械底座208两者全部或大部分被包含在由基座202限定的垂直空间内的构型可以减少当系统200移动或被移动时的碰撞(或碰撞的风险)，因为基座202将在臂204或器械底座208撞击对象对象之前撞击垂直对象(例如，墙壁)。在一些示例中，两个或更多个臂联杆可以彼此折回，使得臂联杆紧凑地收起在基座202上。梁209和器械底座208(在臂204的远端)可以大部分或全部定位在基座202上方。在一些示例中，臂或基座上的可选触摸传感器(例如，脚踏开关)释放基座轮上的制动器，以允许基座沿地板移动。
[0158] 图2H为处于“准备好披覆”运动学姿态的操纵系统200的图示。当系统200处于披覆姿态时，系统200可以在指示器(例如，集成显示器或OLED显示器)上显示词“披覆”，以进一步将准备好披覆的运动学状态传达给用户269。
[0159] 响应于披覆命令或其他输入或条件，系统200可以过渡到准备好披覆的姿态，即，伸出臂以方便用户披覆(用无菌盖布披覆系统200的部分)。例如，为了促进披覆，系统200可以将臂或盖布底座268的远端移动到足够高以保持无菌但又足够低以允许用户可够到并披覆臂的点(例如，使得盖布不落在限定的无菌区域的下边界以下，诸如手术台的顶部(如果台下方的区域不是无菌区域的一部分))。在一个示例中，在准备好披覆的姿态中，臂204可以被定向和定位以将臂204或盖布底座268的远端放置在适当的高度，使得用户269可以够到盖布底座268以将手术盖布联接至盖布底座268。在图2H所示的示例中，臂204被定位和定向成使得第一联杆214和第二联杆216同轴对齐并且以小于90度的角度向上延伸以在适于用无菌盖布披覆的高度呈现臂或盖布底座268的远端。同样，器械底座208可以与第一联杆214或与第一联杆214和第二联杆216两者大体同轴地对齐，以便于无菌盖布容易地披覆。
[0160] 在一些示例中，系统200可以将所有关节锁定在准备好披覆的模式中，或者系统200可以将除了一个关节(诸如在柱210的顶部处的肩关节270)以外的所有关节锁定以能够进行臂高度调节。在一些示例中，自由(未锁定)关节为重力补偿的，以允许用户269轻松调节高度。在重力补偿中，当臂204静止不动或用手移动时，一个或多个马达或弹簧抵消重力，使得臂204好像没有重量一样起作用。在一些示例中，在高度调节之后，自由关节可以被制动(自动地或响应于用户输入)以保持期望的姿态。在一些示例中，系统可以锁定除了下肩关节270之外的所有关节，并允许用户垂直向下移动臂204以进行披覆，并且系统可以在盖布联接至由传感器或用户输入确定的盖布底座之后，可选地将臂返回到先前的较高垂直位置。
[0161] 系统200可以适应不同的用户身高。例如，臂204或盖布底座268可定位为更高或更低，以使得用户能够方便地够到。
[0162] 在一些示例中，系统200可以自动地或通过引导的过程，为单个用户采取特定的(例如，个性化的或预定义的)披覆运动学姿态或披覆高度，例如，基于存储的用户身高、存储的用户偏好或感测到的用户信息的姿态。例如，系统200可以使用视觉扫描相机、预存储的或一次性输入的身高信息来标识用户的身高。在一些示例中，系统200可以为单个用户学习舒适高度、存储该高度，然后下次在单个用户命令准备好披覆姿态时移动到该用户的舒适高度。作为进一步的示例，由第一用户操作的系统200将臂延伸至第一用户定制或偏爱的第一准备好披覆姿态，而由第二用户操作的系统200将臂延伸至第二用户定制或偏爱的第二准备好披覆姿态。
[0163] 在一些示例中，系统200可以基于手柄227或舵213的位置(图2A和图2B均示出)为披覆姿态采取不同的臂位置(例如，相对于地板的角度)。例如，相对于柱210或臂204向上旋转手柄227或舵213可对应于较高的披覆位置，而向下旋转手柄227或舵213可对应于较低的披覆位置。
[0164] 在一些示例中，系统200可以基于在运输过程中使用的臂姿态(上述IV姿态或以下描述的运输姿态)或在运输过程中使用的手柄或舵位置来确定推动构型，然后基于推动构型确定披覆姿态。例如，系统200可以确定以运输姿态移动系统200的人的身高参数。如果相对高的人以运输姿态移动该单元，则系统200可以随后将盖布底座移动到相对较高的高度(例如，将臂配置为更高)，并且如果相对矮的人以运输姿态移动该单元，系统200可以随后将盖布底座移动至相对较低的高度(例如，配置臂，使得臂或盖布底座268的远端较低)。在一些示例中，基于先前的交互(诸如运输)来确定准备好披覆姿态高度的特征可能会超时，因此在先前的交互之后(例如，在运输姿态中移动之后)，仅当被命令在预定时间(例如10分钟)或其他限制(例如，系统尚未处于待机状态)内准备好披覆姿态时才应用该特征。
[0165] 图2I为处于“准备好对接”运动学姿态的操纵系统200的图示。当系统200处于准备好对接的姿态以进一步将准备好对接的运动学状态传达给用户时，指示器(例如，集成显示器或OLED显示器)可以显示词“准备好对接”或相应的符号或指示。可替代地，当系统200未准备好对接时，可以类似地传达诸如“待机”的指示器。当系统200被部署用于进入无菌手术区域并且随后对接至插入在手术台上的患者中的套管时，可以使用“准备好对接”姿态。例如，如图所示，在准备好对接的姿态中，当系统200与手术台相邻时，臂204可在手术台上方延伸以将器械底座208定位在患者251的手术部位上方。在准备好对接的姿态中，前臂可以为大致水平的。如以上关于准备好披覆姿态所述，系统200可以锁定除了一个关节之外的一些或全部关节，并使用户能够操纵一个或多个关节以将前臂或器械底座208移动到用户确定的高度，例如，将前臂定位在台上的患者251上的手术部位上方，以便有效地对接至套管，或定位器械207以供使用，以在手术期间提供期望的器械运动范围。系统200可以如上所述地补偿重力或提供辅助的移动，并且它可以在一段时间期满之后或响应于用户命令来锁定关节。
[0166] 图2J为“准备好运输”或“运输”运动学姿态的图示。当系统200处于准备好对接的姿态以进一步将系统状态传达给用户时，指示器(例如，集成显示器或OLED显示器)可以显示词组“准备好运输”或相应的符号或指示。可替代地，诸如“待机”的指示器可以被显示给用户以指示系统未处于“准备好运输”或“运输”状态。在下面的描述中，如上所述的“准备好运输”姿态也适用于用于移动系统的“运输”姿态。
[0167] 在准备好运输姿态中，可以将臂放置在便于系统200容易运输的姿态中。例如，臂204可以被定位和定向以向用户269提供方便的推动点或推动垫205，以通过推动该臂来运输操纵系统200。例如，在运输姿态中，臂204可以至少部分地向后延伸并且具有臂、肘部或手柄以提供方便的抓握点或手推动点。在一些示例中，可以通过使用延伸的臂或肘部或手柄像购物车一样推动系统200。
[0168] 在一些示例中，两个或更多个臂联杆可以彼此折回，使得臂联杆紧凑地收起在基座202上。上臂联杆可以延伸越过下臂联杆的近端，这可以将梁209和器械底座208(在上臂联杆的远端)定位在下臂联杆的近端连接至垂直柱联杆的位置的另一侧(相对于柱210)。
[0169] 在一些示例中，抓握点或手推点可能在底座周边的垂直边界之外，以在游动时为用户的脚提供间隙。即使推动点或抓握点位于基座的垂直边界之外，系统200仍可以处于相对紧凑的构型，例如，大多数臂位于基座的垂直边界内，而推动部分则延伸到边界的外侧。这样，保留了将臂保持在基座的垂直边界内的许多优点，并且有一个小的例外情况，以便为用户提供舒适的触摸点来移动系统。在一个示例使用中，当障碍物间隙最重要时，用户将系统置于运输模式以将其相对较长的距离移动(例如，沿着走廊向下并穿过门)，并将系统置于IV模式以将系统移动相对较短的距离(例如，在患者手术台附近)。
[0170] 在一个示例中，第一臂联杆214可以被定位和定向为向后朝向用户269延伸，并且第二臂联杆216可以被定位和定向为向前延伸以提供紧凑的运输形状因数，同时还提供抓握点或手推点。如图所示，抓握点或手推点在第一臂联杆214和第二臂联杆216之间的界面处、在该位置的肘部/弯曲部处，可选地由如上所述的短联杆或如下所述的手柄分开。臂和器械底座的其余部分保持在基座的垂直边界内，该边界可以具有如上所述的各种形状。
[0171] 在一些示例中，抓握或推动点的高度可以通过运动辅助或重力补偿来调节，如上面参考准备好披覆姿态所述。在包括手柄227的示例中，如图2A和2B所示，手柄227的取向可以为用户可调节和可锁定的，或者如上所述它可以为自动可锁定的(例如，在没有运动的预定义时间段到期之后)。在一些示例中，如上所述，基座202中的电动轮或滚珠可协助运输。
[0172] 各种命令方案可用于将系统操纵为姿态。例如，系统可以使用自动过程(例如，自动采取姿态)来采取姿态，或者系统可以使用逐步引导的过程来采取姿态，或者系统可以使用手动辅助的过程来采取姿态。操纵系统可以被配置为例如至少部分地基于来自用户界面或系统上的按钮的命令的接收或者基于来自单独的用户控制系统的命令的接收，而自动地采取姿态。在命令采取姿态的过程中，操纵系统可以响应于用户命令(例如，经由用户控制系统、按钮、屏幕交互或语音命令)而移动到姿态中。在一种示例引导过程中，用户可以通过一个或多个引导步骤将臂手动移动到姿态中。在引导过程中，系统可以通过使用可听词组命令(例如，在显示器上呈现或通过扬声器播放)或通过使用可视灯特征部指示(例如，关节处待点亮的灯特征部，或可以以指示运动方向的方式点亮)或通过使用可听见的词组命令和可见灯特征部指示(例如，“拉直肘部关节，呈蓝色闪烁”)的组合来向用户提供引导。系统还可以通过非引导过程来采取姿态。例如，用户可以将系统操纵为姿态。在一些示例中，系统可以应用模糊逻辑，例如，当系统被操纵为近似或类似于姿态的构型(例如，关节在指定量内，例如某个姿态的5度或10度以内)时，系统可以自动地或响应于用户输入或用户查询响应，将其余方式移入姿态中(即，系统预测用户的预期姿态，然后实施该姿态)。在一些示例中，系统可以通过限制可用自由度(例如，关节的活动性)中的一者或多者来引导用户采取姿态，以引导用户进行朝向姿态前进的步骤。在一些示例中，操纵系统可以基于对条件的满足来采取姿态(例如，没有器械对接并且用户控制系统指示准备好对接)。例如，响应于条件的满足，系统可以自动采取姿态，或者可以向用户输出关于姿态的查询(例如，“现在采取对接姿态？”)。
[0173] 可以例如经由手动输入装置、语音命令或来自另一装置(例如，来自控制台，遥控器或其他手持装置)的电子命令来接收命令。手动输入装置可以包括一个或多个按钮、力敏感区域、触摸屏或平板电脑控制器，它们中的任一者都可以联接至该单元(例如，手持式装置)或与之分离，并且可以经由有线或无线通信技术与马达或控制器通信。手动输入装置可以位于舵上，也可以位于一个或多个臂、肘部或手柄上。在一些示例中，可以通过在一个或多个关键点(例如，力传感器或按钮)上触摸臂来开始向姿态的平移，或者可以通过在关节附近或在手柄处拉动或推动来开始向姿态的平移。在一些示例中，联杆或关节位置的运动可以被限制在指定的方向或运动范围，例如，以确保朝着指定的姿态前进。
[0174] 在一些示例中，可以通过手势感测装置(例如，由加利福尼亚州旧金山的Leap Motion公司制造的 控制器)来接收命令。在一些示例中，用户的手势可以指示运动的方向或性质。例如，预定的用户手势可以对应于系统或系统部件的特定动作、位置、取向或姿态。如上所述，在一些示例中，用户可以在空中绘制形状，并且操纵系统可以移动到绘制的形状或从绘制的形状解释的形状。
[0175] 在一些示例中，可以使用增强现实装置或特征来接收一个或多个命令。例如，系统可以包括可由用户操纵的软件小部件或从其接收输入。
[0176] 在一些示例中，操纵系统可以包括一个或多个用于接收输入的力传感器。力传感器可以例如包括电容式传感器或压敏传感器。在一些示例中，传感器或传感器系统可以为电容性的，以确认人与传感器进行交互，并且可以为压敏性的，以接收构成命令的信息。
[0177] 在一些示例中，操纵系统可以将逻辑或算法应用于命令的接收或执行。例如，移动命令可以在指定的时间或在指定的条件下(例如在序列期间)或在启用特定模式时可用并且处于活动状态。在一些示例中，系统可能需要两个或更多个顺序或同时输入以验证传递命令的意图。例如，系统可能需要两只手在机器上，或者需要两个人进行交互，这种限制例如可以避免将无意的触摸或力事件(例如，倚在系统上或刷过系统)解释为命令，即，需要两个或更多命令的组合的逻辑应用可以避免意外碰撞触发运动的风险。在一些示例中，为了实现命令，系统可能需要第一输入以启动命令接收模式，并且需要包括实际命令的第二输入。在一些示例中，系统可能需要两种类型的输入，例如，语音和按钮。
[0178] 在一些示例中，在操纵系统上或与操纵系统相关联的特征，诸如一个或多个发光的环或显示器，可以指示哪些联杆要移动或关节位置要改变，或者要在联杆或关节上的什么地方进行运动，或者运动的方向或类型或顺序。例如，特定的灯特征部(例如，灯环)可以点亮以指示应更改关节位置，并且灯特征部的某个方面(诸如，发光部分或动画)可以指示运动方向(例如，指示在特定方向上更改线性或旋转的关节位置，如可以沿着或绕关节延伸的动画所示)。
[0179] 如上所述，在一些示例中，操纵系统可以应用背景感知或预测功能。例如，可以至少部分地基于背景来启用操作。在一些示例中，系统可以基于一个或多个输入、软件或输入对模型的应用来预测期望的操作(例如，运动到特定的运动学姿态)。例如，用于背景感知或预测功能的输入可以包括单元的当前姿态、对接状态、按钮或开关的激活，分离式离合器特征部的致动或状态(例如激活后释放制动器并允许臂或关节移动的按钮或开关的状态)。在一些示例中，系统背景感知或预测功能可以确定运动学空(null)状态调节的可用性(用于手动调节单元的一部分而不移动单元的另一部分的选项，例如锁定器械并安装部件，但允许臂或关节的一些移动)或至少部分基于运动学空状态调节的可用性(例如，空状态可用性可能构成条件的一部分)。
[0180] 在一些示例中，处于特定姿态的系统可以指示其处于对应的操作模式。例如，操纵系统的功能、软件算法、对输入的响应、臂或关节或基座的移动性、手柄位置或点亮行为可能会随假定姿态的变化而变化。
[0181] 在一些示例中，特定的姿态或系统状态可以通过环上的点亮或通过集成显示器上的在不活动时看起来消失的呈现或两者来指示或标识。例如，颜色、闪烁的灯光、动画或其他波形可以指示已达到姿态或系统状态或假定其有效。在一些示例中，颜色或颜色组合可以与特定姿态相关联。在一些示例中，可以通过声音(听觉)输出来指示或标识姿态。例如，当单元已采取姿态中的一者时，系统可以产生声音，诸如编钟或升调声音。在一些示例中，系统可以为每个姿态产生不同的声音。在一些示例中，当单元已经离开姿态时，系统可以产生声音(例如，降调声音)。或者，例如，由于障碍或构型问题(诸如，关节ROM极限)而无法实现姿态时，系统可能会产生特定的声音。在一些示例中，姿态、模式或其他状态可以由声音和灯的输出一起指示，以便特别吸引用户对系统通信的注意。
[0182] 在一些示例中，系统可以执行自动对接程序，在该对接程序中，操纵器臂对接到插入患者体内的套管。例如，系统控制基座首先使马达运动并接近目的地(例如，与手术台相邻的位置)。在一个示例中，系统可以为该接近步骤输入紧凑姿态(例如，IV站立姿态或臂收回的其他姿态)，以减少接近期间发生碰撞的可能性，然后系统在接近另一个姿态的末端处伸展臂，诸如准备好对接姿态。在另一个示例中，系统可以首先移入准备好对接的姿态，然后移向目的地，可选地在接近期间进行调节以避免碰撞或确保与手术室障碍物的适当间隙。在一些示例中，系统可以在其已经被放置或自身放置在准备好的位置或取向(例如，准备好对接姿态)之后“到达”手术台。该系统可以处理传感器输入(例如，运动传感器或力传感器)以避免碰撞，或保持或获得与其他对象的适当空间或间隙。在一些示例中，系统可以例如响应于离散的“原位”命令或响应于手术的完成(诸如当臂从套管中拔出并移至IV站立姿态时)而返回到定义的原位。
[0183] 显示器
[0184] 图3A为在操纵系统的臂部上的一体式显示器302的图示。如图3A所示，一体式显示器302可以设置在图2A-2J所示的操纵系统200的一部分上。一体式显示器302也可以设置在图1B所示的系统100的臂上。
[0185] 在图2A、2B、2D和2H中，一体式显示器被示为位于臂204上(例如，在第二臂联杆216上)，但是一体式显示器302可以在装置上的任何位置(例如，在柱、基座上，在肘部上，在任何臂或联杆上，在主联杆或臂之间)，并且系统可包括两个、三个或更多个一体式显示器，每个显示器可以显示相同的信息，或者可以协同工作示出不同的信息，该不同的信息例如可与系统的特定部分相关(例如，与特定的臂联杆相关或与与臂相关联的器械相关)或与具有特定视角的查看者相关(例如，视野)。一体式显示器302的位置仅受用于安装诸如LED显示器的显示装置的空间限制，该显示装置可以例如被安装在臂204内部的内部空间中。
[0186] 在一些示例中，臂204中的一体式显示器302可以为显示器204所在的臂204的一部分(例如，臂联杆)的表面轮廓的延续。并且在一些示例中，当显示器302没有向用户输出信息时，一体式显示器302可以“消失”或变为“不可见”(即，不容易被感知为显示器)。显示器302“消失”在臂204中的能力可以提供更干净的用户体验(相对于不会消失的显示器)，并且它进一步增强了人工设计的、用户友好的、人体工程学和易接近的臂特征204。例如，当需要显示器302时，显示器302可能看起来存在并且输出信息，而当不需要显示器302并且没有信息被输出时，显示器302则看起来似乎不存在。在一些示例中，系统可以提供基于相关性的显示器，其可以仅在所显示的信息相关的时间期间在视觉上呈现。以这种方式，显示器(即，操纵系统)可以仅在特定时间和与用户相关的位置向用户提供用户需要或想要的信息。显示器在不需要时消失的能力还避免了占用臂上的视觉空间或避免了视觉“噪声”或永久可见屏幕的混乱，这可以通过仅当用户需要它时才呈现来提供更好的用户体验，否则不会在视觉上分散用户的注意力。
[0187] 如图3A所示，一体式显示器302可以在臂204的表面中形成。例如，可以在铝表面306中形成非常小的孔的网格304。例如，可以采用水力喷射工艺来形成孔的网格304。水力喷射形成的孔(或其他类型的孔)可以很小，并且实际上是肉眼不可见的，但是它们可以允许光通过，从而使显示器302的查看者可以看到该光。在一些示例中，LED面板(未示出)可以安装在孔的网格304后面。当来自LED面板的灯穿过孔发光时，可以在表面306的外侧上形成显示器。LED面板的部分可以被控制为点亮或暗以形成任何期望的图案，诸如词组、图片、符号、动画或其他信息显示。当LED熄灭时，这些孔可形成为细微的或肉眼看不见的，从而使显示器在不输出信息时有效地“消失”。以这种方式，灯图案透射通过孔的网格304以对用户可见，并且否则当没有灯图案透射通过孔时，表面306显得空白。可选地，其他显示表面可以具有与臂相同或几乎相同的表面质量，从而使该显示在不输出信息时有效地“消失”。显示材料可以与周围的结构表面可视地混合，因此在表面和显示器之间没有可察觉的视觉中断。
在一些示例中，该材料可以以两种材料(例如，完成的金属和塑料)具有视觉上相同的表面特征的方式混合或隐藏材料过渡。因此，以各种方式，整个臂或其他系统部件或部分本身看起来是显示器，以便在系统的整个人工设计外观内更有效地将信息传达给用户。
在一些示例中，该材料可以以两种材料(例如，完成的金属和塑料)具有视觉上相同的表面特征的方式混合或隐藏材料过渡。因此，以各种方式，整个臂或其他系统部件或部分本身看起来是显示器，以便在系统的整个人工设计外观内更有效地将信息传达给用户。
[0188] 如图3B所示，在一些示例中，一体式显示器302可以在另一零件材料308中形成或由另一零件材料308形成，并且集成到臂204中以与臂的表面连续。可以以某种方式集成该零件材料，使得显示器302的面板在视觉上与其所在的零件区分开(例如，不同的颜色或纹理，或者结构表面和显示器之间的清晰分界线)，或与它所在的零件稍有不同(例如，相同的颜色，但连接线几乎看不见)。在一些示例中，可以可视地定义一体式显示器302。例如，显示器302可以在白臂上包括黑色显示区域(例如，参见图4A-AB)。
[0189] 集成面板可以为塑料、金属、陶瓷或其他材料。如上所述，可以在材料308中形成孔的网格304。可替代地或附加地，材料308可以为半透明的(导光的)或透明的，使得它可以传导来自塑料面板后面的光源(例如LED)的光，以向面板的查看者呈现信息。在一些示例中，集成面板可以由来自DupontTM的光导 材料形成。在一些示例中，集成面板可以为透明的，类似于松下公司最近开发的电视显示技术(例如，透明OLED显示器)。
[0190] 一体式显示器302(和任何其他显示器)可以被配置为通过覆盖显示器被安装在其中的联杆的透明无菌盖布可读。并且，可以将整体的消失或面板显示器放置在从系统部件的表面突出或凹入其中的区域上，使得无论显示的信息如何，突出或凹入的区域在视觉上都是突出的。突出或凹入区域可以形成整体视觉人为设计的一部分，并且延伸超出一体式显示特征部的边界。
[0191] 可控显示器
[0192] 在各种示例中，可以控制在系统的臂或其他方面上的显示器(例如，通过直接输入或经由另一个系统或装置(系统100，系统200，用户控制系统150，处理系统180等))以呈现诸如词组、符号或其他标记的信息，以方便在手术期间用户进行交互或理解。例如如上所述，可控显示器可以为一体式显示器302。
[0193] 可以通过控制灯的行为在可控显示器上实现动画，该可控显示器可以为一体式显示器302(例如，消失的显示器或一体式面板)。例如，动画可以显示线性或曲形运动，诸如沿指向方向移动的箭头。动画可以显示角运动，诸如指示改变运动学对角的方向(例如，移动关节或相对于相邻的联杆或肘部调节联杆或肘部的位置)。动画可能会显示大小变化，诸如扩大或缩小的圆或圆盘。动画可以包括颜色变化，诸如在红色和黄色之间或在红色、黄色和绿色之间变化，并且这种颜色变化可以动态链接到系统或部件状态，诸如随着接近特定的联杆姿态逐渐地改变颜色。动画可以包括文本，诸如水平或垂直卷起的文本，放大或缩小的文本或逐渐出现或逐渐消失的文本。动画可以包括变形，诸如从一种形状或图标改变为另一种形状或图标，从文本改变为形状或图标，从形状或图标改变为文本。动画可以包括上面列出的任何两个或更多动画特征的组合。动画用户界面领域的技术人员将熟悉可以使用的各种其他动画形式。
[0194] 呈现在可控显示器上的动画被设计为与操纵器系统或操纵器系统部件的临床操作相关。显示动画的可控显示器位于执行相关临床操作的临床医生可以轻松看到的位置。作为示例，线性或曲形运动动画显示可以指示可移动系统联杆或其他部件的建议的、可选的或所需的运动方向。作为另一个示例，动画颜色变化可以动态地链接到系统或部件状态，诸如随着接近特定的联杆姿态(例如，在关节ROM中居中或接近关节ROM的极限)而逐渐变化的颜色。作为另一示例，操纵器系统臂具有位于臂联杆或关节的各种组合处的两个、三个或更多个可控显示器，并且可控显示器上的动画向用户指示当部件未处于所需位置或取向时以一种颜色(例如红色)显示第一动画运动指示器，然后在部件接近所需的位置或取向时以第二种颜色或色调(例如黄色或绿色；较浅的红色调)显示动画运动指示器，然后在部件处于所需的位置或取向时，以第二种颜色或色调或以第三种颜色或色调显示第二动画指示器或静态指示器(可选地从第一个动画指示器变形)，来最佳定位臂联杆。作为另一个示例，这种动画方案可以用于指导临床用户将操纵器系统从第一预定义姿态(例如，IV站立姿态或运输姿态)定位到第二预定义姿态(例如，准备好披覆姿态或准备好对接的姿态)。作为另一个示例，操纵器系统上某个位置处的动画显示指示部件应在该位置处与系统联接或分离，并且动画显示变化以指示部件的联接或分离状态。作为另一个示例，指示部件的联接或分离状态的动画显示还指示连接状态-即，不仅是物理连接，而且通过与该连接相关联的传感器或自检特征指示为在功能上连接。
[0195] 在可控显示器上呈现的信息可以进一步指示许多可能的状态、命令或建议，诸如臂姿态(例如，IV站立，运输，准备好对接)或与臂姿态相对应的系统操作模式。例如，当将臂置于在披覆模式下进行披覆的姿态时，一体式显示器可以指示为如图3C所示的“披覆”，并且当臂姿态从准备好披覆姿态中移出时，“披覆”指示消失。当如上所述将臂置于相应姿态时，显示器可以类似地输出其他指示，诸如“IV站立(IV STAND)”或“运输(TRANSPORT)”或“对接(DOCK)”。
[0196] 在各种示例中，诸如一体式显示器302的可控显示器可以被控制为以各种方式(诸如通过指示器，文本或缩写或其组合)将接下来的任何内容输出给临床用户。这些显示示例为说明性的而不是限制性的，本领域技术人员将理解，各种其他类型的临床相关信息，尤其是与特定操纵器臂或与联接至特定操纵器臂的器械有关的信息，可以显示在该特定操纵器臂上，以在术前、术中以及术后帮助临床人员。并且，可以以本文描述的各种方式中的任何一种来显示信息。作为示例，(i)系统处于设置模式，并准备好朝向套管移动以与其对接；(ii)系统处于待机模式；(iii)系统已准备好运输，诸如将臂以紧凑的姿态收起以使系统可以轻松地在地板上侧倾(例如，IV站立姿态)，或者将臂摆放在易于搬运的姿态(例如运输姿态)；(iv)系统已准备好披覆；(v)系统已适当地披覆；(vi)系统已准备好在靠近手术台上的患者的位置上卷起；(vii)系统已准备好对接至套管；(viii)系统在与套管对接；(ix)系统被对接至套管(x)系统正在以治疗或诊断模式运行，诸如在主控制装置与器械之间建立了主/从跟随关系时；(xi)系统已准备好更换安装在系统上的器械(或在多臂系统中指示哪个臂要更换器械)；(xii)器械正在从一种操作模式转换到另一种操作模式，诸如订书机或能量器械发射；或(xiii)系统正在接近或处于重心极限，并且太接近可能的倾翻。
[0197] 在另外的示例中，系统可以控制一体式显示器302以(i)输出指令(例如，“以→这种方式披覆”)；(ii)显示系统状态(“准备好对接”)；(iii)报告臂单元的状态(例如“准备好运输”)；(iv)显示麻醉下经过的手术持续时间或经过的时间；(v)显示血管被夹持的持续时间(例如，部分肾切除术中的缺血持续时间)；(vi)显示从预先设定的时限倒数(例如倒数秒表功能)；(vii)点火时间(例如准备释放能量的能源器械)；或(viii)显示与安装在相应臂上的器械有关的信息(例如，该器械剩余的允许使用次数，多发施夹器械剩余的夹子数量等)。
[0198] 在其他示例中，可以控制可控显示器(例如，一体式显示器)以输出临床医生之间(例如从外科医生到在无菌区域工作的护士)的通信(例如，指令或警报或评论)，或者是计算机生成的至临床医生的通信。例如，远程用户控制台上的外科医生可以指示要移除特定的器械，并且在与该特定器械相对应的操纵器臂上的显示器指示该特定的器械实际上已经安装到该臂上，使得床边的临床医生不会错误地取出不正确的器械。作为另一示例，图像处理系统检测内窥镜图像退化，并且该系统相应地在安装有内窥镜的臂上指示应当移除内窥镜并清洁其透镜。
[0199] 在一些示例中，可控显示器可以输出联接至臂的器械类型(例如，相机，订书机，切割器，抓紧器)，或者联接至臂的器械的状态(例如，可用寿命或剩余时间，钉仓状态，电外科能量应用的状态，有关器械功能的警告等)。或者，可控显示器可以输出当前系统操作模式的指示(例如，跟随模式，命令式离合器模式，分离式离合器模式，待机模式，运输模式或其他模式)。例如，在跟随模式期间，可控显示器可以绿色或蓝色输出信息，当通过按下按钮命令离合器时或当用手移动时通过“脱离”所命令的姿态来命令离合器时，以黄色或红色输出闪烁的离合器指示，并在待机或传输模式期间以蓝色或紫色输出操作模式指示。
[0200] 在各种示例中，可控显示器(例如，一体式显示器302)可以被控制为以静态或动画方式显示诸如词组、缩写或字母的文本形式，或者可以被控制为显示诸如符号(例如，用于指示方向的箭头，用于指示特定臂的数字)或图标(例如，在施加电外科能量时呈现闪烁的闪电符号)的图形形式。
[0201] 在一些示例中，可控显示器(例如，一体式显示器302)可以被控制为指示臂上的安全或正确的手触摸点(例如，“在这里抓握臂”或“推银手柄→”)。例如，当需要或推荐对臂进行手动调节时，诸如在披覆模式期间放下臂204的一部分时，或诸如在运输模式期间将用户引导到手柄或推动点上，可以在一体式显示器上指示安全或正确的抓握点。在一些示例中，可以控制一体式显示器以指示可手动调节的关节，例如，当一个或多个臂关节被锁定并且一个或多个臂关节可手动调节时(例如，旋转臂关节被锁定在“准备好对接”模式下，但棱柱形垂直柱关节可手动调节)。在一些示例中，如果臂联杆由于用户触摸联杆上的力传感器而运动，则可以控制一体式显示器以指示要致动哪个力传感器以及如何与臂相互作用。例如，显示器可以呈现带有位置或方向指示器的消息(例如，“推这里”或“以→这种方式拉”)。
[0202] 在一些示例中，当外科医生在跟随模式下操作操纵系统时，如果临床医生触摸臂，则可控显示器(例如，一体式显示器302)可以呈现关于与臂或系统进行操纵或交互的指令、警报或警告，诸如“请勿触摸臂！”。
[0203] 在一些示例中，可控显示器(例如，一体式显示器302)可以被控制为指示检测到的臂或器械上的触摸，例如，一体式显示器可以呈现指出“在无菌位置检测到的触摸”或“在非无菌位置检测到的触摸”或其符号指示的消息。
[0204] 在一些示例中，可控显示器(例如，一体式显示器302)可以被控制以呈现系统的一个或多个部分(例如，臂)的可分配的或计算机确定的标签或描述。标签可以为任意的，诸如“臂1”或“臂2”。或者，标签可以基于臂的功能或安装在臂上的工具，诸如“抓臂”、“针驱动臂”、“订书机臂”或“牵引臂”。可控(例如，可分配的)臂编号/名称可以支持模块化，因为两个或多个类似的操纵器系统(模块化单元)可以如本文所述一起使用，并且系统之间的混乱可以通过一体式显示器上标记的编号或名称来抑制或减少(例如，可以通过使用臂上显示的标签来区分臂1和臂2)。在一些示例中，系统或臂上的一体式显示器可以传达关于三个或更多臂协同工作的信息(例如，支撑两个器械和一个相机，每个都安装在单独的操纵器系统的臂上)。为了区分臂，每个一体式显示器可以显示不同的内容(例如“臂1”、“臂2”、“臂3”)。
[0205] 可控显示器(例如，一体式显示器302)可以为操作者提供分配和重新分配名称的自适应方式。例如，在模块化系统中，可能不知道在程序开始之前哪个系统将是臂1、臂2和臂3(或“抓臂”、“订书机臂”、“相机臂”)，可以在程序开始时为系统分配标签，或者在程序过程中为重新分配标签(例如，可以与换刀相关联地重新分配标签，例如，“针驱动臂”标签可以变成“订书机臂”标签)。可控显示器可以使得能够在外科手术期间动态切换臂的指定编号(例如，重新放置或重新分配臂，使得最初标记为“臂1”的臂变为“臂2”，反之亦然)。在一些示例中，诸如其他灯特征部(例如显示器，环)上的颜色、图案或亮度的标记可以与一体式显示器的一个方面(例如颜色或臂编号或名称)匹配以帮助区分系统的部分或臂。例如，一个臂上的显示器或灯特征部可能以一种颜色出现，而第二臂上的显示器可能以另一种颜色出现。
[0206] 在一些示例中，显示在可控显示器上的内容可以与该程序中的步骤联系在一起。例如，可控显示器可以显示“需要装订钉”、“移动我”或“用订书机替换我的器械”。显示的信息可以由事件、系统状态(例如，接近运动范围的末端或订书机为空)触发，或者可以由请求(例如，临床医生请求)触发。作为另一示例，操纵器系统检测到臂已被无菌盖布正确地披覆，以及一个或多个灯特征部以一种颜色(通常为蓝色)点亮，以指示臂的披覆部分为无菌的。
[0207] 在一些示例中，当操作者处于外科手术前或外科手术程序中的某个步骤中时，显示器可以指示要更换哪只臂，从而清楚地知道哪只臂是需要维修的。该指示可以为文字的(“移动我”)或符号的(例如，空的订书机的图片)或任意的(例如，闪烁的灯指示要移动或维修的臂)。在一些示例中，灯特征部(例如，环)可以点亮或改变(例如，改变颜色或亮度或动画状态)。这样的显示可以由系统事件或用户请求触发。在一些示例中，当外科医生请求更换器械时，臂上的一个或多个显示器可能会点亮，以指示是要求更换该臂的器械。例如，臂上的显示器可能会输出“更换我的器械”，因此很清楚哪一个臂是需要更换器械的臂。在一些示例中，外科医生的请求可能会指定要更换的器械类型，系统存储器已存储将哪个器械分配给(安装在)每个臂，因此系统可以标识适当的臂。
[0208] 在一些示例中，一般系统或系统部件故障，或运动极限范围内或附近的关节，可能会触发显示，诸如显示屏或其他灯特征部上的发光部件或其他标记。
[0209] 在一些示例中，可控显示器上的信息(例如，文本或图形)可以帮助指导用户进行改变运动学姿态的步骤。例如，显示器可以呈现静态或动画“推这里→”或“按住离合器按钮”或“移动该臂”或类似的静态或动画图形，以指示哪个结构要移动或移动的方向。
[0210] 灯特征部的行为
[0211] 在各种示例中，可以控制灯特征部(例如，集成显示器，灯环(参见下面的讨论))或其他灯特征部的行为以与用户(例如，临床医生或操作者)通信。
[0212] 灯特征部输出可以为各种单独的颜色，或者灯特征部输出可以改变颜色，或者灯特征部输出可以为同时多种颜色(例如，整个区域上的红-蓝-红-蓝图案)。例如，浅色可能会从红色变为蓝色，或者从红色变为蓝色然后再变为红色，或者从红色变为蓝色变为白色变为蓝色变为红色(例如，指示状态或连续值或范围)。在一些示例中，灯可以为脉冲或闪烁的(例如，脉冲LED或闪烁的LED)。脉冲可以为离散的脉冲或闪烁，也可以为柔和的过渡(例如，具有1秒、2秒、3秒或5秒或更长的脉冲频率的“呼吸”灯)。在一些示例中，系统可以使用波形来控制灯。例如，系统可以使用锯齿波形图案，其中灯会逐渐变亮，然后迅速变暗。在另一个示例中，系统可以使用平滑的振荡图案(例如，正弦波)，该图案可以引起光强度随时间逐渐、重复地增加和减少。其他波形可以用于亮度和颜色变化，并且不同的波形或波形频率也可以用于向用户传达系统信息(例如，灯特征部输出平滑且缓慢的光变化以指示正常的系统状态，并且灯特征部会输出剧烈或快速的光变化以指示警报或警告系统状态)。
[0213] 可以通过使用本文所述的灯特征部来传达各种类型的信息。在一些示例中，一个或多个灯特征部的外观(例如，颜色，图案，亮度，动画运动或其他视觉特征)可以与系统操作模式、臂功能或器械功能相关。在一些示例中，灯特征部可以传达患者的状态或方面。例如，灯特征部可以跟踪患者检测到的心跳或呼吸，或者可以指示患者健康警告状态。下面标题为“使用灯特征部进行通信”的部分提供了其他各种示例。
[0214] 患者检测
[0215] 在一些示例中，操纵器系统可以被配置为基于患者检测进行通信。例如，系统可以感测患者在3D空间中的位置和姿势(例如，使用深度映射技术，接近感测技术)，或者它可以从另一个系统接收此类信息，并且系统可以使用患者信息以适当或安全的方式来动态配置臂。该配置可以为背景敏感的(例如，操纵器系统或臂配置可以基于关于患者的信息以及关于程序，设备、工具或其他系统的可用性或状态的信息两者)。例如，系统可以移动到“准备好对接”的姿态，该姿态可以在手术期间提供足够的或安全的臂到患者的间隙(例如，臂的取向可能要高于患者的高度，以免在臂和患者之间发生碰撞，或将器械底座定向并定位在患者(或患者手术部位)上方的适当高度以利于外科手术。在另一个示例中，系统可将臂移动到“准备好进行远程操作”姿态，该姿态经计算可在手术期间提供足够或安全的臂到患者的间隙，或提供足够或安全的臂到第二臂的间隙。在一些示例中，系统可以指示臂或臂上的特定位置处于“太靠近患者”姿态或“接近与患者碰撞”姿态。在一些示例中，系统可以指示臂或器械相对于患者处于运动范围附近或末端(“无法沿该方向进一步移动”)，诸如最大可能的器械俯仰或偏转。
[0216] 其他显示特征部
[0217] 系统还可以控制一体式显示器302以显示引导的设置指令集或清单。例如，关于引导设置的信息可在美国专利申请公开号US 2017/0172674 A1(2016年9月9日提交)中找到，其通过引用并入本文。
[0218] 上面描述的任何可控制的显示特征部，以及下面描述的任何其他显示或视觉指示特征部，都可以用在显示器被透明的无菌盖布披覆的外科手术环境中。可以将盖布固定在显示器附近或上方，以使显示器通过盖布更加可见(例如，可以将盖布平放在整个显示器上)。在各种示例中，系带、环和绒头紧固件、磁性紧固件等可以用于以这种方式固定盖布。
[0219] 显示器和臂操作
[0220] 图4A和图4B为操纵系统400的一部分的图示，该操纵系统400在臂404的一部分上具有显示器402(例如，有机发灯二极管(OLED)显示器)。在一些示例中，显示器402(例如，OLED显示器或类似的显示器)可以位于臂404的两个主要结构部分410、412之间，诸如在两个“肘”联杆之间或如上所述在肘部和肘联杆的弯曲部分之间。例如，显示器402可以在图2A所示的系统200的第一肘部218和第二肘部220之间，或者在第二肘部220和第一弯曲部222之间，或者在第一联杆216的第二弯曲部224和第三肘部228之间。在其他示例中，显示器402可以在主要结构联杆上，或者显示器402可以在两个主要结构联杆之间的小的单独联杆上。
[0221] 如图4A所示，可以控制显示器402上的用户界面403以显示用户可选择的元件(例如，虚拟按钮)414、416、418，其可以对应于臂404的不同姿态(例如，选择按钮416可以使臂404移入披覆姿态，而选择图标418可以使臂404移入运输姿态)。
[0222] 如图4B所示，显示器402可以在臂404上，该臂404在臂404的靠近显示器402的部分上具有按钮406、408。显示器402上的用户界面403可以具有指向按钮406、408的一个或多个指示器420、422，该指示器可以例如向用户指示按下按钮以激活臂404的操作。显示器402上的用户界面还可包括指示器424(例如，条纹)，其随着关节(例如，安装显示器402的位置处或其附近的关节)在一定运动范围内的移动而改变(例如，看起来是卷起或移动，或者改变颜色、大小、亮度或其他外观)。例如，指示器424可以被动画化以指示运动或即将发生的运动，或者指示器424的全部或一部分可以改变外观(例如颜色)以指示接近运动范围的末端(例如在关节接近运动极限范围时，从绿色变为黄色变为红色)。用户界面403可以包括状态指示器426(例如，图标或说“准备好对接”的文本)。
[0223] 在一些示例中，显示器402可以被配置或控制为随着臂404或肘部或其他关节的移动而改变。例如，显示器402可以被配置为“跟随用户”，使得随着臂404或肘部的移动，显示器402上的信息对于用户保持可见(例如，参见图4A中的向上成一定角度的显示器)。例如，显示器402可以被配置或控制为使得对于相邻部件(例如，与屏幕相邻的肘部)的多个取向(例如，任何取向)或对于多个姿态，显示器402相对于垂直或指定参考系(例如，用户位置，具有定义z轴的重力矢量的世界参考系等)处于恒定的取向，以便查看显示器402的临床用户可以在臂404的姿态改变时以相同的视角看到它。同样，在臂姿态改变时，诸如与触摸显示器相关联的按钮的控制输入可以相对于臂404改变取向。在臂姿态改变时，控制输入可以保持与系统外部的参考系成恒定角度的取向。或者，在臂姿态改变时，控制输入可以沿显示器402平移，使得它们保持朝向空间中的点定向(例如，当显示器相对于普通用户而言相对较低时，控制输入朝上定向，并且当相对于普通用户而言相对较高时，控制输入朝下定向)。以这种方式，临床用户可以容易地查看显示器402并以各种臂姿态来操作控制输入。
[0224] 在一些示例中，查看显示器的人可以通过沿着显示区域平移显示取向来选择显示取向(例如，通过使用显示器上的虚拟手柄，或者通过使用触敏元件，诸如触敏OLED屏幕)，然后系统可以参考在系统上或系统外定义的参考系来保持选定的取向。该系统可以假设查看距离(例如，一米)，或者它可以计算查看距离(例如，基于确定人相对于显示器的位置的传感器)。可以使用加速度计或惯性测量单元(IMU)或类似技术来定义显示器、臂或两者的取向。
[0225] 在各种示例中，臂联杆或肘部的整个圆周可以为OLED显示器(即OLED可以一直绕臂的表面延伸)，或者OLED显示器可以部分环绕(例如，绕臂的四分之一或三分之一或一半)。
[0226] OLED显示器可以被配置为向用户呈现信息，从用户接收输入或两者。例如，显示器上的一个或多个可选触摸按钮可以使得用户能够选择各种系统功能或模式中的一者或多者。例如，显示器上的一个或多个指示器可以传达上面或下面描述的任何信息(例如，当前姿态，警报或警告，运动状态范围，臂标签(例如，臂1)或连接的工具(例如，订书机))。方便地，显示器可以定位在臂位置处或其附近，该臂位置在运输模式下延伸超过基座的作为用户的推动点的垂直边界(例如参见图2J)，或者定位在当臂被设置用于手术或在手术期间使用的类似位置(例如参见图2E和2I)。
[0227] 在一些示例中，系统上(例如，在肘部处)的触摸按钮406、408中的一者或多者可以包括按钮上的指示器(例如，灯特征部)或与该指示器组合。例如，触摸按钮406、408中的一者或两者的外观可以基于用户触摸或系统事件而改变。在一些示例中，上述各种显示输出外观中的任何一种都可以应用于触摸按钮406、408(例如，按钮上或其周围的灯特征部可改变以指示臂的身份、姿态、状态等)。
[0228] 屏幕与其他系统输入装置的交互
[0229] 在各种示例中，显示器(例如，集成显示器或OLED显示器)可以呈现可通过放置在附近的物理或显示按钮来选择的选项，例如，与屏幕相邻的肘部上的按钮406、408。在一些示例中，显示器402可以指示用于特定期望特征的相关按钮的位置(例如，使用箭头指示的)。例如，可以在显示器402上呈现可选选项，并且可选地将可选选项指示为与特定按钮相关联(例如，使用箭头)，并且可以通过按下按钮406、408中的适当一者来选择选项。在各种示例中，通过按钮接收到输入(例如，按钮按下)可以使显示在屏幕之间移动、导航菜单或启动动作。在一些示例中，按钮406、408中的一者或多者可以用作关节锁定控件(通常称为“离合器”特征)。例如，按钮可以锁定或解锁图2A和2B所示的系统中的一个或多个关节。
[0230] 在一些示例中，系统可使臂中的一个或多个关节冻结(可控地锁定)在适当的位置。在一些示例中，按钮按压(例如，单个按钮按压；相同按钮的后续按压；等等)可以解锁一个关节或多个关节。在一些示例中，可以通过两个单独的按钮来控制关节的锁定和解锁，例如，一个按钮(例如，按钮406，可选地以诸如红灯特征部的标记指示)可以用于锁定一个或多个关节，以及第二按钮(例如，按钮408，可选地以诸如绿色的第二标记指示，该第二标记可选地仅在一个或多个关节被锁定时出现)可以用于解锁一个或多个关节(例如，关节解锁并返回辅助移动状态、重力补偿状态或解锁后的远程操作状态)。在一些示例中，按钮锁定命令可以防止远程操作运动或响应于处理系统180的运动或响应于用户控制系统150的运动。在一些示例中，可以通过在将锁定关节保持在锁定状态的同时移动操纵系统的其他关节或各方面来执行来自用户控制系统150或处理系统180的命令(例如，避免与系统150或180可能不知道的对象的碰撞)。
[0231] 在一些示例中，可以控制两个双稳态关节锁定/解锁模式的单个按钮(例如，第一按锁定一个或多个关节，以及第二按解锁一个或多个关节)。在一些示例中，可能需要一种代码或模式来锁定或解锁一个或多个关节，以避免意外的命令，例如，在短时间内按下按钮两次(“双击”)，或者在一定时间内依次按下三次，或长按，或先短按再长按，或者可能需要其变形以启动锁定操作，并且可能需要相同或不同的代码或模式来解锁一个或多个关节。
[0232] 触摸点
[0233] 在各种示例中，系统可以在臂上的一个或多个位置处包括一个或多个指定的触摸点(例如，触摸传感器)，以选择各种系统功能或系统操作模式。例如，图4B中所示的按钮406、408可以为触摸点而不是机械按钮。图5A为操纵系统500的一部分和操纵系统500的臂
504上的触摸点502的图示。图5A还示出了臂手柄506，臂手柄506也可以为触摸点。
504上的触摸点502的图示。图5A还示出了臂手柄506，臂手柄506也可以为触摸点。
[0234] 操纵系统500可以响应于触摸而启动动作。在一些示例中，系统可能需要在特定位置处触摸以执行特定动作，并且对于这种动作，触摸点被定位为向用户提供人机工程学控制。也就是说，触摸点位于用户将要或应该触摸操纵系统以实际执行动作或观察由于触摸而执行的自动动作的安全且推荐的位置处或其附近。触摸点可以集成到臂联杆或显示器中，诸如图4A和4B中所示和上述的黑带OLED显示器402。在一些示例中，触摸点可以与上述的任何灯特征部(例如，灯环，其他受控显示器)组合。例如，灯环、灯环的一部分或灯环的被点亮或未被点亮的部分(可以动态改变)可以为触摸点。类似地，触摸点可以位于这样的灯环或灯环部分(例如，与灯环相邻的触摸传感器环)附近。其他灯特征部可能会类似地发挥作用。在各种示例中，灯特征部可以指示触摸位置，臂运动的方向，或者臂或系统的状态(例如，准备好运动)。灯特征部本身可以为响应于触摸的触摸点，或者灯特征部可以与触摸点相邻。
[0235] 手柄
[0236] 操纵系统可包括一个或多个手柄，诸如垂直定向的手柄(例如，图5A中所示的手柄506，其相对于地板的平面向上以锐角示出)，水平定向的手柄(例如，图5B中所示的手柄
506，其被示为相对于地板的平面大体上平行；图2A和8中所示的舵213的手柄部分805；或图
7A-C中的手柄702)，或处于其他取向或可变取向的手柄。该系统可以具有迷你手柄或迷你舵、退出手柄(例如，触发器械从患者身上退出或系统从手术台上退出)、紧急手柄(例如，触发系统操作的紧急停止)、无菌手柄或非无菌手柄或它们的任意组合。例如，图5A所示的手柄506可以为图2A和2B所示的手柄227。
506，其被示为相对于地板的平面大体上平行；图2A和8中所示的舵213的手柄部分805；或图
7A-C中的手柄702)，或处于其他取向或可变取向的手柄。该系统可以具有迷你手柄或迷你舵、退出手柄(例如，触发器械从患者身上退出或系统从手术台上退出)、紧急手柄(例如，触发系统操作的紧急停止)、无菌手柄或非无菌手柄或它们的任意组合。例如，图5A所示的手柄506可以为图2A和2B所示的手柄227。
[0237] 在一些示例中，手柄可以具有自动调平特征。例如，系统可以被配置为使得在臂姿态改变期间，手柄保持水平(即，相对于地板为水平)，或者手柄保持在预定义的(例如，相对于地板成+20度)或用户定义的(例如，用户将手柄放在适合其身高的舒适取向上)的角度，或者手柄移动到预定的或适合背景的取向，以便在整个臂位置或取向范围内均可使用，例如，当臂移动到各种运动学姿态时，诸如移入运输、IV站立或对接姿态时。操纵系统可以包括一个或多个马达，该马达可以被控制以控制手柄相对于臂的角度，如由直接或间接感测关节角度的一个或多个传感器所确定的，或者相对于重力矢量或由相关联的感测系统(例如，加速度计，室内定位系统等)确定的系统外部的其他一些参考取向所确定的。
[0238] 在一些示例中，操纵系统可以包括水平传感器，并且水平传感器数据或基于水平传感器数据的信息可以用作在臂移动时使手柄能够调平的输入。水平传感器可以在手柄内部，也可以在手柄附近的结构(如臂或肘部)内部。操纵系统可以将手柄保持在不同于水平面的角度，例如，传感器可以确定水平面，并且可以将手柄保持在高于或低于水平面的指定角度或范围内，例如，保持高于水平面的30度或45度(请参见图5A，其示出了与水平线成约45度的手柄506；图2B、2D和3A，其示出了处于水平状态的手柄227；图5B，其示出了处于水平状态的手柄506；图7A-7C和9A-9D，其示出了处于水平状态的手柄702)，并且指定的角度可以为恒定的，或者可以基于传感器输入或计算的状态(例如，手柄可以基于高度向上或向下旋转以朝着用户延伸)或背景(例如，手柄可以旋转到与姿态相对应的指定取向)来确定。
[0239] 在一些示例中，系统可以包括自动角度特征，因此手柄506被配置成对于用户而言方便的角度。例如，图5B为具有呈现给用户的手柄的操纵系统的图示。系统可以移动手柄506，使得其朝向用户。例如，当臂处于相对于普通用户而言手柄相对较低的姿态时，系统可以控制手柄以使手柄从水平面向上倾斜(例如，如图5A所示)，并且当臂处于相对于普通用户而言手柄相对较高的姿态时，该系统可移动手柄以使手柄从水平面向下倾斜。另外，上述的任何手柄取向特征也可以应用于控制手柄的取向。
[0240] 在另一个示例中，操纵系统可以保持用户身高或用户对手柄高度或取向角度的偏好的存储的存储器，并且当臂改变位置、取向或运动学姿态时，系统可以基于所存储的用户信息来移动手柄高度或取向。
[0241] 在一些示例中，手柄可包括在手柄的内侧上的按钮，例如在图5A所示的内表面510上。在各种示例中，一个或多个按钮可以(i)控制手柄的运动(例如，致动按钮可以控制移动手柄的一个或多个马达)；或(ii)可以释放(“离合”)手柄以能够手动调节手柄或锁定手柄；或(iii)按钮可以控制其他系统功能。
[0242] 在一些示例中，手柄可以包括臂或器械退出特征。器械的退出特征可能会使器械自动从患者身上收回。臂退出特征可能会使臂或整个系统自动执行动作，诸如从套管上拔下，移动到允许临床医生将系统从手术台上移开或从手术台上移开的姿态。器械和臂退出特征可以可选地组合。在一些示例中，特定的手柄运动(例如，旋转指定角度或拉动手柄通过指定位移，或者运动的组合)可以启动器械、臂或组合的器械和臂的退出。退出还可通过经由手柄上的一个或多个按钮或通过显示器(例如，OLED显示器)或通过手柄上的显示器的输入来启动。在一些示例中，如图7C所示，系统可以包括专用手柄702。如上所述的灯特征部可以输出与器械或臂退出功能相关联的信息，诸如指示与器械抽出相关联的臂，或指示哪个臂或臂关节将要移动以及可选地朝哪个方向移动，或指示哪个操纵系统将离开台。
[0243] 在一些示例中，如本文所述的操纵系统手柄可以被配置为无菌的(例如，在无菌区域中)。无菌手柄可以被披覆(通过无菌盖布)。在一些示例中，手柄可以不是无菌的，或者第一手柄可以为无菌的，而第二手柄可以为非无菌的。无菌或非无菌手柄(或两者)可以通过与其功能相关联的外观(诸如颜色，图案或材料)来指示。
[0244] 当系统被收起或以适合于保管或运输的运动学姿态(例如，IV站立姿态，运输姿态)放置放置时，本文所述的任何手柄均可用于一般运输。例如，图5B中所示的手柄506可通过提供方便的抓握点以推动、拉动或操纵臂或激活手柄上的控件(例如，启动马达辅助的运输模式，可能会减少移动单元所需的推力)来协助导航。
[0245] 手柄的大小、形状或轮廓可以设计成便于用户轻松舒适地抓住或握住。例如，如图8所示，手柄804可以具有大体上椭圆形的形状，在抓握位置814处具有可选的扩口816(例如，大体上蛋形)。
[0246] 手柄可以由例如一种或多种材料(既坚固(便于推动和拉动)又易于灭菌的材料)制成。例如，手柄可以由高级金属(诸如铝或铝合金)制成。金属(例如铝合金)手柄可以被抛光或以其他方式精加工以提供与上述人为设计原理相一致的干净外观。在一些系统中，手柄材料和外观对于两个或更多个单元手柄或其他触摸点可以一致，使得触摸点具有相同的外观，以便于使用和与用户(例如，临床医生)的通信的清晰性。例如，当两个或更多个手柄具有相同的总体外观(诸如，圆形和抛光铝)时，用户可能会了解并理解，圆形和抛光铝制手柄(即使它们具有大小和形状的变化)也可以提供安全或适当的触摸点来触摸、拉动、推动或以其他方式与操纵系统进行物理交互。另外，如果两个操纵系统各自具有不同的运动学架构，则两个系统上的手柄的一致的总体外观在视觉上再次确保临床医生在任一系统上的正确抓握位置。例如，一个或多个圆形和抛光的铝制手柄可分别用在具有单个操纵器臂的第一操纵系统(例如，参见图2A)和具有两个或更多个操纵器臂的第二操纵系统(例如，参见图1B)上。同样地，一个或多个圆形且抛光的铝制手柄可分别用在具有带有一个运动学架构(例如，参见图2A)的操纵臂的第一操纵系统和具有带有与第一运动学架构不同的第二运动学架构(例如，参见图1B)的操纵臂的第二操纵系统。
[0247] 在一些示例中，手柄可以与操纵系统控制舵(诸如图2A、2B和8所示的舵213)对齐。初始舵或手柄取向变化可以由系统自动控制或由用户手动控制，并且相应的舵或手柄取向变化也可以由系统自动控制或由用户手动控制。例如，手柄可以以指定姿态与控制舵对齐。
在手柄和控制舵可独立移动的实施方式中，手柄可遵循舵取向，或舵可遵循手柄取向，或两者。例如，如果用户将舵取向(例如，相对于基座的角度)从一个取向改变为第二取向，则手柄可以自动调节以与第二舵取向对齐。类似地，如果用户改变手柄取向，则舵可自动调节以与第二舵取向对齐。
在手柄和控制舵可独立移动的实施方式中，手柄可遵循舵取向，或舵可遵循手柄取向，或两者。例如，如果用户将舵取向(例如，相对于基座的角度)从一个取向改变为第二取向，则手柄可以自动调节以与第二舵取向对齐。类似地，如果用户改变手柄取向，则舵可自动调节以与第二舵取向对齐。
[0248] 手柄可以位于操纵系统中的联杆之间(联杆间手柄)，也可以将手柄集成到操纵系统中的联杆中(内部联杆手柄)，位于联杆的一端处(例如，使关节与另一联杆相邻)或与联杆的相对端间隔开的中间联杆处。如果手柄可相对于联杆运动，则手柄本身为运动学联杆，并在手柄关节处联接至联杆。手柄212(图2A和2B)为内部联杆手柄的图示，因为它位于从操纵系统基座延伸的柱210的顶端。手柄227和506为联杆间手柄的图示，因为它们位于两个臂联杆之间。
[0249] 图6A为在操纵系统臂(例如，图2A，臂204)的联杆604上的中间联杆内部联杆手柄602的图示。图6B为图6A所示的手柄602的侧面透视图。在一些示例中，手柄602可以用作用于移动系统或臂的抓握点。并且，手柄602可以包括如上所述的其他交互特征，诸如可控显示器、灯特征部、机械按钮等。
[0250] 如图所示，手柄602为具有第一端602a和相对的第二端602b的大致椭圆形。手柄602包括从联杆604向外定向的外表面606。手柄602还包括侧壁表面610，如图所示，该侧壁表面为绕手柄602的连续表面，但是可选地可以为两个或更多个离散的表面。侧壁表面610中可包括一个或多个可选的手指凹部605(例如，手柄602的每一侧上的一个手指凹部605；
手指凹部605可部分地延伸到手柄602中或完全延伸穿过手柄602)以允许用户可以更牢固地抓住手柄602。并且手柄602可选地位于联杆604中的凹部603内。
手指凹部605可部分地延伸到手柄602中或完全延伸穿过手柄602)以允许用户可以更牢固地抓住手柄602。并且手柄602可选地位于联杆604中的凹部603内。
[0251] 如图所示，中间联杆内部联杆手柄的设计与其他联杆间或内部联杆手柄一致，并且与操纵系统的整体人为设计外观一致，因此将安全性和可接近性传达给临床用户，并且用户的眼睛也被吸引到作为系统上的交互位置的中间联杆手柄上。中间联杆手柄可以在视觉上配置为与操纵系统上的一个或多个其他联杆间手柄或内部联杆手柄提供一致的外观，以指示它是可接受的触摸点(例如，可以安全地抓住或设计用于触摸或抓握)。例如，如上所述的联杆件手柄212和506具有圆形形状和抛光的铝表面光洁度，因此，通过使中间联杆内部联杆手柄602的端部602a、602b变圆并向手柄的侧壁表面610提供抛光的铝表面光洁度，而使中间联杆内部联杆手柄602具有相似的外观。可选地，抛光的铝表面光洁度在周边区域606a中部分延伸到外表面606中，使得当笔直看向手柄602(即图6A中所示的视图)时，圆形和抛光铝视觉外观向临床用户表明：手柄602为与操纵系统上的其他触摸点外观一致的预期触摸点。外表面606或由周边区域606a界定的外表面606的内部可以为与联杆604相同的颜色，以向联杆604和整个操纵系统提供一致的整体视觉外观。此外，外表面606的全部或一部分可选地包括如上和以下参考手柄702所述的可控显示器(图7A-7C)。更进一步，光环特征可选地包括在联杆604中以完全或部分地环绕手柄602，或者可选地包括在手柄602中以完全或部分地环绕手柄602的外表面606(例如，在周边区域606a内；在其连接外表面606的侧壁表面内)。
[0252] 本文所述的各种手柄的圆形和抛光的铝表面光洁度为操纵系统的人体工程学设计原理的说明性示例，熟练的用户将理解各种几何形状(例如，圆形，椭圆形，三角形，矩形)并且可以在操纵系统(例如，如本文所述的两个、三个、四个或更多个手柄)上一致地使用各种表面光洁度(例如，颜色，表面纹理，材料，灯特征部等)来向临床用户指定预期的和安全的触摸点。此外，可视边框可以可选地放置在手柄周围，以向用户突出显示手柄的视觉特征(即，传达手柄在此位置处)。例如，参考图6A和6B，联杆604和手柄外表面606可以为白色的，而凹部603可以为深灰色的，以突出显示手柄602的抛光铝表面的光洁度，这与手柄212、227和/或506上的类似抛光铝表面的光洁度一致。
[0253] 如图6B所示，手柄602可被配置为参照联杆604从所存放的位置向外(如箭头611所示)移动到其从联杆604的表面突出的位置。手柄602的外表面606可以为联杆604的外表面轮廓的延续，使得在收起位置，外表面606的轮廓与联杆604的外表面轮廓连续，这如上所述保持了联杆604的整体轮廓和联杆的人为设计特征(例如，安全且易于接近；沿联杆长度的横截面积恒定等)。例如，联杆604的外表面608可以具有如上所述的柱形形状，并且手柄602的外表面606可以为联杆604的柱形外表面608的延续。如上所述，当处于收起位置时，手柄602可位于凹部603内，因此当收起手柄602时，手柄602的外部暴露。当手柄602处于突出位置时，凹部603为用户提供了抓住手柄602或触摸手柄602中的一个或多个交互特征的空间，因此需要将手柄602移动相对较短的距离到突出位置以有效地接近用户。在一些替代示例中，不存在凹部603，并且手柄602的外表面606可以与臂的外表面608齐平。在这种情况下，需要将手柄602移动相对较长的距离到突出位置以有效地接近用户。在一个示例中，无论是具有还是不具有可选的凹部603，当手柄602处于收起位置时，可选的手指凹部605被隐藏，而当手柄602处于突出位置时，其被暴露。图6B中所示的突出距离为一个示例，并且可以使用更长或更短的突出距离。
[0254] 手柄从存放位置到突出位置以及从突出位置到存放位置的移动可以由用户命令、由操纵系统控制器响应于状态或事件或者由用户和操纵系统控件的组合来控制。在一些示例中，手柄上或其附近的用户触摸点(例如，力传感器，OLED触摸屏区域，手指滑动检测器，机械按钮等)接收用户命令以伸展手柄，然后操纵系统执行收到的命令。在一些示例中，操纵系统检测用户的手在所存放的手柄上(例如，触摸传感器，力传感器，运动传感器等)或其附近的存在，并且作为响应，伸展手柄。在一些示例中，当进入特定操作模式时，操纵系统使存放的手柄伸展，这是因为伸展的手柄与特定操作模式相关联，当如上所述进入准备好对接模式或IV站立模式时，该手柄伸展。在一些示例中，系统事件将促使系统伸展，诸如当检测到系统故障或检测到一般系统电源故障时。手柄默认位置可以为突出位置或存放位置。
[0255] 用于将手柄从突出位置收回至存放位置的方法可以类似于如上所述的用于伸展手柄的方法。另外，在一些示例中，在使用手柄之后，手柄602可自动从突出位置收回至收起位置。例如，手柄602可以在感测到未被使用之后收回。例如，手柄可包括(或联接至或基于其进行控制)一个或多个用户存在传感器，诸如力传感器，电容传感器(检测触摸)或运动传感器(例如，检测手柄附近的运动)。传感器输入可用于确定(例如，通过控制系统或手柄控制电路)是否仍在使用手柄，或者用户或用户的手是否仍在手柄附近，并且手柄可在确定该手柄不再使用或握住后收回。在一些示例中，手柄602可以在延迟时间段(例如，几秒钟之后)到期之后收回。例如，手柄602可以在感测到触摸或附近对象(例如，手)已经被移除或者在延迟时间段内没有发生触摸(例如，几秒钟内没有交互)之后收回。在一些示例中，手柄602可响应于触摸而收回(例如，超过朝向存放位置的阈值极限的力)可使手柄朝存放位置移动。对于通过手动命令或自动进行的手柄收回，可以包括可选的安全特征，该特征检测对手柄收回的阻力(例如，检测到过量的马达电流)，并且手柄收回会停止或逆转，从而在收回手柄时不会卡住用户的手(例如，在手指凹部中)。在一些示例中，如果手柄设计使得在收回期间不会对用户造成伤害(例如，侧壁表面光滑且当手柄收回时不会夹住用户的手指)，则不包括此可选的安全特征。
[0256] 已经根据平移运动描述了手柄运动和与手柄602相关联的运动控制的各方面，并且这些方面也适用于与本文所述的其他手柄的旋转运动相关联的手柄运动和运动控制。以与上述存放和突出手柄602的位置类似的方式，诸如手柄212、227、506和702的手柄可以从手柄不从操纵系统或臂突出的存放取向旋转到手柄可以被用户抓住或与其交互的伸展取向。例如，图2B中所示的处于突出取向的手柄227可以可选地旋转到用户不可接近的存放取向(例如，如图2G或2I所示，平行于联杆214并在联杆214之后)。因此，取决于各种用户输入和条件，手柄可以具有两个或更多个位置或取向位置。
[0257] 总体上参考如本文所述的手柄，在一些示例中，手柄(例如，手柄602或本文描述或示出的任何其他手柄)的取向或姿势位置(或默认取向或姿势位置)可以基于操纵系统状态或事件(诸如操作模式或臂姿势)而变化。例如，操纵系统可以基于或响应于条件的满足来伸展或旋转手柄，例如，系统可以伸展或旋转手柄以用于操作模式或在可能需要手柄的操作模式中使用(例如，响应于操纵系统向运输或IV站立姿态的过渡)，或者操纵系统可以响应于条件的满足而收回或旋转手柄(例如，手柄可以响应于套管对接至系统而收回或旋转)。如图2G所示，当系统处于IV站立式姿态或另一姿态时，手柄602可用于移动模块化系统。
[0258] 在一些示例中，可以预定义一个或多个“手柄伸出”状态(其中手柄被伸展或旋转到突出位置，或者保持在伸展突出位置)。响应于条件的满足，可以声明手柄伸出状态或可以将手柄伸展(或保持在伸展位置)。例如，手柄可以在运输模式或准备好对接模式期间伸展或旋转。在一些示例中，当系统感测到可能需要手柄时，诸如当关节或联杆达到要求用户操纵关节或联杆的运动极限范围时，可能会发生“手柄伸出”状态(以及手柄可能被伸展)。在一些示例中，当系统切换到运输模式时，或者当系统确定臂以手柄可能对运输有用的方式摆放姿态时，手柄可以伸展或旋转。
[0259] 在一些示例中，可以基于或响应于一定条件，例如当系统处于不应使用手柄的操作模式下时，来声明“手柄收回”存放状态或系统可以收回或旋转手柄(或将手柄保持在收回位置)。可以预定义“手柄收回”状态。例如，当临床医生以“跟随”模式(例如，系统跟随用户控制系统的运动或输入的模式)操作系统时，或者当系统进入套管对接模式时(例如，在将臂定位或定向为将其关联的器械底座放置在插入患者身上的套管上之后，此时可能不再需要手柄)，或者当系统确定(例如，感测或接收到输入)臂已对接至套管时，或者当系统确定(例如，感测或接收到输入)器械已安装在臂上时，手柄可以收回或旋转，或者可以保持收回状态。在一些示例中，当系统感测到臂处于手柄应当不可用或应收回的姿态时，可以声明“手柄收回”状态。例如，当系统感测到手柄处于潜在的不稳定杠杆点时，由于基座附近的稳定性(或不稳定性)、离合器状态或一个或多个臂或关节的可移动性(或不动性)，不稳定杠杆点可能引起意外移动。
[0260] 手柄602(或本文描述的任何其他手柄)可包括一个或多个力传感器，其可提供用于移动臂或系统(诸如，图2A和2B中所示的系统200或臂204)的输入。例如，操纵系统可以基于在手柄处感测到的力或扭矩来提供动力辅助的运动(例如，通过控制使关节或系统联杆或其他部件移动的马达)，因此用户在手柄位置处施加的很小力足以轻松移动原本需要相对较大力的系统、臂或部件。
[0261] 图7A为手柄702的正视图说明。图7B为图7A所示的手柄702的透视图。图7C为图7A和7B所示的手柄702的平面图。手柄702可以包括集成显示器706，其可以例如为用户界面屏幕(例如，触摸屏)或如上所述的其他受控显示器。手柄702可以包括可以包括集成显示器706的第一部分708，以及可以将第一部分708连接至臂704的一个或多个侧部分710、712。手柄702可以为手柄和显示器。以上关于手柄或显示器描述的任何特征(例如，对显示器上的取向或信息的控制，移动的释放或锁定)也可以应用于手柄702和显示器706。
[0262] 如图7A所示，显示器706可以包括用户界面720，该用户界面720可以包括一个或多个指示器或用户界面元件(例如，虚拟按钮)。例如，指示器或用户界面元件可以包括文本或符号，并且可以被控制为呈现颜色、亮度、图案或其他外观以将信息传达给用户。例如，用户界面720可以包括状态指示器722，其可以例如包括说“准备好”或“系统现在已准备好”的文本。用户界面720可以包括图形状态指示器724，诸如复选标记。例如，界面可能会在圆圈中呈现带有绿色选中标记的白色圆圈，该白色圆圈可指示状态(准备好)或状况(例如，表明启动检查已成功完成)。用户界面720可以包括下一步骤726的指示器，诸如要对接的文本或图形指示器(例如“立即对接”)。
[0263] 如图7C所示，手柄702可以包括紧急特征，例如，如箭头所示拉动手柄可以触发紧急动作，诸如(i)停止臂或系统其他部件的运动，或(ii)停止手术器械的致动，或(iii)触发操纵系统从患者身上的退出程序(例如，抽出器械，或将系统从手术台或其他对象上移开)。手柄702可以包括可以向用户通知用于致动手柄的紧急特征的方向或技术的符号(例如，该符号可以指示拉动手柄)。根据本文所述的人类工程学考虑，手柄702及其相关联的拉动特征可位于操纵系统上，其中拉动沿与由手柄拉动特征控制的操纵系统控制特征相关联的期望系统或臂运动的方向。例如，在需要操纵系统从患者床边退出的情况下，手柄的拉动特征的方向与系统退出所需的方向相同，并且手柄的位置为用户通常拉动系统移开的位置。并且，手柄拉动特征可以启动退出所需的一个或多个自动动作，诸如完成自动器械抽出的顺序，然后完成从相关器械套管的自动松开，然后自动释放系统轮制动器以允许将系统拉出或推开。以这种方式，将系统从床边拉开的单个直观的临床用户动作将自动完成所有必要的系统动作，以使系统安全地脱离并远离患者。可选地，手柄移动或力传感器会检测临床使用者的拉动方向，而系统退出方向与手柄的拉动方向相对应。并且，显示特征部可选地输出信息，该信息告知使用者退出所需的动作的进度(例如，与器械抽出直到完成为止相关的臂远端的闪烁红灯特征部，然后当套管释放完成后，臂上的所有灯特征部颜色会从红色变为绿色，然后基座上的绿色指示灯闪烁指示制动器释放完成)。可以通过手柄运动来控制许多其他动作和动作序列，并且可以采用与这种自动动作和动作序列相关联的许多其他灯特征部输出。此外，相应的音频输出可能会增强灯特征部的输出(例如，“等待器械抽出”，“等待套管松开”，“可以移动系统”，振动警告音等)。
[0264] 在一些示例中，臂可以包括在手柄处的一个或多个关节，例如，第一肘部752或第二肘部754可以相对于手柄702旋转(例如，手柄702可以在两个肘联杆之间的小联杆上)。
[0265] 可替代地，在一些示例中，臂704可以包括双肘部750，其可以包括第一肘部752和第二肘部754，第二肘部754可以与第一肘部752处于不同的取向或角度(例如，第二肘部754可以与第一肘部752正交)。双肘部750可以结合到图9A-C所示的系统900中。图2B至图2C所示的系统200还可适于包括双肘部。臂704可包括在双肘部750和臂部件758(例如，臂联杆)之间的界面处的第一灯特征部756(例如，灯环)以及在双肘部750和另一臂部件762(例如，前臂)之间的界面处的第二灯特征部760(例如，灯环)。
[0266] 进一步的操纵系统示例
[0267] 图9A为具有安装在基座902上的操纵器臂904的另一示例远程操作手术操纵系统900的图示，该操纵器臂904可以安装在联接至基座902的轮子910上。尽管在图9A-9C中示出了轮子910，但是作为替代，图9A-9C的示例基座902可以适应于一到五个或更多个滚珠或脚轮(如参考图2B和2C所述)或全轮而不是轮子910或与轮子910结合使用，例如，以使系统能够在一个或多个不同方向上移动(或全向移动)。
[0268] 臂904可以包括垂直柱930，垂直柱930可以包括弯曲部分931。柱930可以相对于基座902旋转。
[0269] 臂904可以包括第一肘部934，该第一肘部934联接至柱930的弯曲部分931。臂904可以包括第一联杆938，第一联杆938可以包括联接至第一肘部934的第一弯曲部分936。第一联杆938可以联接至图7B所示的双肘部750。可替代地，第一联杆938可以联接至单个肘部。第二联杆或前臂940(例如，前臂)可以联接至双肘部750(双肘部750可选地为直接或经由短手柄联杆联接在一起的两个肘联杆)。前臂940可延伸至腕部942，腕部942可联接至可为伸缩梁的梁944。如上所述，前臂940可以在底侧941上变薄以在患者附近提供额外的接近空间。
[0270] 臂904可以包括第一灯特征部912，其可以部分或全部绕基座902延伸。灯特征部912可以在基座902和地板之间的界面处或其附近，以便有效地传达关于该界面的视觉信息。第二灯特征部916可以在基座902(例如，如图所示的基座902的顶表面914)和柱930之间的界面处。第三灯特征部918可以在柱930的弯曲部931(或联接至柱930的顶部的可移动的可选肘部)与第一肘部934之间的界面处。第四灯特征部920可以在第一肘部934和第一联杆
938之间的界面处。第五灯特征部922可以在第一联杆938和双肘部750之间的界面处。第六灯特征部924可以在双肘部750和前臂940之间的界面处。
938之间的界面处。第五灯特征部922可以在第一联杆938和双肘部750之间的界面处。第六灯特征部924可以在双肘部750和前臂940之间的界面处。
[0271] 臂904可以包括图7A-7C所示的手柄702。并且，本文描述的任何手柄、显示器、灯特征部、控制方法或系统或其他系统都可以应用于系统900。
[0272] 基座902可以在一侧908上较大，例如，用于在到达期间的加权稳定性或额外的杠杆支撑(例如，臂904从基座902延伸到悬臂)，并且基座902可以在另一侧906上较小，以便接近台，如图9B所示。换句话说，柱930可选地从基座902上的不是基座902的中心的位置延伸。
[0273] 图9C为两个操纵系统900、901和手术台950的图示。操纵系统900、901可各自在手术台950的相对侧上彼此相对定位，并且臂904、905可在手术台950上朝向彼此延伸。如图所示，每个操纵系统臂904、905可以延伸经过另一个，以使每个臂都可以进入超过患者矢状正中线定位的套管。可替代地，可以在手术台的同一侧上放置两个或多个操纵系统，如图2F和11所示，每个臂的延伸范围都超出患者的矢状正中线。这种臂伸直允许有效进入患者体内各个位置处的微创手术部位。
[0274] 图9D为操纵系统的操纵臂部分的图示，其示出了远侧臂部分的示例旋转运动自由度。图9E为图9D中所示的臂的一部分的透视图，其示出了侧倾轴线、偏转轴线和俯仰轴线。如图所示，可以在相对于基座902或与操纵系统900分开的另一参考系在空间上固定的点处，通过软件控制来操作臂以旋转限定的轴线，诸如沿其插入和抽出手术器械轴的轴线。该点通常称为运动中心。并且，如果运动中心位于远离臂的空间中，则该点通常称为远程运动中心。因此，该臂(以及类似地在图2A和2B中所示的操纵臂，以及类似的操纵臂)可以作为运动操纵器臂的软件约束的远程中心来操作。可替代地，可以在没有软件约束运动的情况下绕远程运动中心操作臂。由于运动臂的这种受软件约束的远程中心的潜在潜在扫掠量很大，无论是以该运动的受约束的远程运动中心操作还是在其他情况下操作，本文所述的人为设计人体工程学特征对于在手术环境中操作此类臂特别有利。
[0275] 前臂940可以被配置为在关节970处绕侧倾轴线971旋转，侧倾轴线971可以与前臂940的纵向轴线对齐。腕部942可以包括离散的梁偏转关节972和离散的梁俯仰关节974。腕部942可被配置为在梁偏转关节972处绕偏转轴线973旋转。梁944可以被配置为在梁俯仰关节974处绕俯仰轴线975旋转，如图所示，俯仰轴线975不与偏转轴线973相交。系统900可以使用三个自由度(侧倾，偏转和俯仰)来操纵梁944(以及未在图9D-9E中示出的诸如套管或手术器械的连接物品)以实现期望的套管取向。例如，前臂940绕前臂940的纵向轴线的侧倾，以及绕梁偏转轴线973的梁偏转和在腕部942处绕梁俯仰轴线975的梁俯仰，可以允许手术器械在三个维度上移动以及绕三个轴线旋转。可以看出，臂904的结构包括冗余的自由度，因此，例如，安装在臂904上的套管可以通过旋转关节972和974沿着套管的纵向轴线侧倾，同时旋转关节970和向上延伸柱930以将套管保持在适当位置。另外，基座902可以与各种臂关节一起在地板上移动，以使梁944及其附接的器械或套管能够以期望的姿态定位以进行手术。臂904可包括器械滑架组件，其沿着梁944平移以插入和抽出安装在滑架组件上的手术器械，如图2D所示。
[0276] 各种臂关节(例如包括腕部和平移器械滑架关节，以及肘部与大的或小的联杆之间的关节)可在远程操作期间将器械放置在所需的笛卡尔六自由度姿态下。例如，臂关节可以使器械在患者体壁的远程运动中心俯仰、偏转和侧倾，并允许器械在3D空间中摆动、起伏和喘振，以进行设置或其他手术操作，例如将器械操纵到所需的位置和取向。基座902的位置、臂904的姿态、前臂940的旋转取向以及梁944的俯仰和偏转取向都可以被操纵以在手术进入部位上实现套管或器械的期望位置和取向或器械在患者体内手术部位上实现期望取向和位置。尽管已经参考图9A-E所示的系统900描述了系统部件的操纵，然而所描述的特征和特性也可以应用于图2A-2J所示的系统200或具有类似配置选项的其他系统。
[0277] 在图9D和图9E所示的示例中，梁俯仰关节可以在梁主体内部(或在由梁主体总体勾勒的空间内)，并且梁偏转关节可以在前臂联杆的远端。轴或关节的其他配置也是可能的。例如，梁俯仰轴线和梁俯仰关节可以在前臂940的端部处，而梁偏转轴线和梁偏转关节可以在梁主体内部(例如，参见图10，元件1005和1006)。可选地，也可以在前臂940的端部或在梁主体内部并入侧倾关节。
[0278] 图10为操纵系统的远侧部分1000的图示。未示出其上安装有器械的器械滑架。器械安装组件1002可以在腕部1005处联接至臂1002的远侧部分，该腕部可以具有两个(或更多个)自由度，如参考图9D和9E所示的示例腕部所描述的。例如，器械可以绕俯仰轴线1006和绕偏转轴线1008旋转。偏转轴线和偏转关节可以在器械安装组件1002的梁主体1010内部(例如，在壳体部分内部)。器械安装组件1002可包括在其上安装有器械滑架的梁1012。在各种示例中，图10所示的远侧部分1000可以组合为图2A-2B所示的系统200的一部分(即，梁1012可以为梁209)，或者可以组合为图9A-9C所示的系统900的一部分(即，梁1012可以为梁
944)，或组合为图1B所示的操纵系统100的一部分(即，梁1012可以为梁124)。梁1012可被配置为安装有手术器械滑架和如图2D所示的器械(例如，由加利福尼亚州桑尼维尔市的Intuitive Surgical公司商业化的da 手术系统设计的器械)。
944)，或组合为图1B所示的操纵系统100的一部分(即，梁1012可以为梁124)。梁1012可被配置为安装有手术器械滑架和如图2D所示的器械(例如，由加利福尼亚州桑尼维尔市的Intuitive Surgical公司商业化的da 手术系统设计的器械)。
[0279] 再次参考图10，为了控制器械的插入和抽出，可以将外科器械安装在安装在梁1012上的器械滑架上。梁1012可伸缩以移动器械滑架，或者该滑架可沿梁1012(例如，沿轨道1014)移动或两者的组合。诸如烧灼工具、切割器、相机、订书机或抓紧器之类的器械可以安装到器械滑架上。如相对于图2D所示和所描述的，器械滑架可以沿着轨道1014平移以相对于套管或患者插入或抽出器械。套管(未在图10中示出)可被安装到套管底座1016上。器械滑架可以由导螺杆(未示出)驱动。器械滑架可以为操纵系统的运动臂中的最远侧的联杆，并且它可以为远程操作的，例如，可以经由来自用户控制系统150的输入来控制器械滑架的运动。如上所述，也可以操纵梁1012的位置，这在外科手术期间为器械提供了附加的运动范围。梁主体1010可包括灯特征部1018，其可例如指示器械状态或类型，或运动状态范围，或与臂的远端临床相关的其他信息，诸如器械从患者身上抽出。
[0280] 图12为示例操纵系统的示例电气部件系统1200的示意图。这些部件可以经由一个或多个系统有线或无线连接1201联接，该一个或多个系统有线或无线连接1201可以向操纵系统提供命令信息、数据或电力。集中式处理或分布式处理都可以用于控制各种系统1200的功能。
[0281] 系统1200可以包括一个或多个集成显示器，诸如第一集成显示器1202和第二集成显示器1204，它们中的每者可以与臂(未示出，例如参见图2A和9A)或其他部件成一体，诸如图3A-3C所示的一体式显示器302或图4A-4B所示的显示器402(例如，OLED显示器)。显示器可以联接至总线或无线连接(或两者)，总线或无线连接可以提供(单向或双向)命令信息或数据或电力。
[0282] 系统1200还可以包括一个或多个灯特征部，诸如第一灯特征部1206，其可以位于柱(例如，参见上述图2A和9A的结构部件)与臂之间的界面处，第二灯特征部1208，其可以位于柱与联杆或肘部之间的界面处，以及第三灯特征部1210，其可以位于第一联杆或肘部与第二联杆或肘部之间的界面处。灯特征部1206、1208、1210中的任一者都可以绕界面延伸，并且可以由处理器(诸如处理器1250)控制。
[0283] 虽然示出了一个处理器1250，但是系统1200可以包括可以通信的多个处理器，并且可以专用于特定功能或装置，例如，处理器可以专用于控制一组灯特征部，或者马达和臂的特定部位上的灯特征部。处理器1250可以为操纵系统的一部分，或者可以为用户控制系统(例如，图1A和1C中所示的控制系统150)的一部分，或者可以为辅助系统(例如，图1A和1D中所示的辅助系统175)的一部分。处理器1250可以控制(例如，发送控制信号)集成显示器、灯特征部、马达、传感器激活、模式、通信信号或其他操作。处理器1250可以接收并处理传感器数据(例如，力传感器，碰撞检测，离合器功能模式)。在一些示例中，处理器1250还可以执行其他功能(例如，器械控制或视觉)。
[0284] 系统1200可以包括一个或多个通信电路1212，其可以例如为或包括天线或协议电路或两者。例如，通信电路可以被配置为使用Wi-Fi协议(例如，802.11(n))或诸如Zigbee、Z-Wave、MICS或蓝牙的另一协议进行通信。在各种示例中，系统1200可以经由有线或无线通信连接使用通信电路1212与一个或多个系统部件(例如，集成显示器，灯特征部，马达等)或与第二操纵系统或与用户控制单元进行通信。
[0285] 系统1200可以包括存储器电路1214和非易失性存储器1216，这两者也可以为集中式或分布式的。各种信息，诸如应用或操作程序、用户偏好、用户配置文件、高度(例如，用户身高)、校准信息(例如，传感器校准数据)、系统调节或操作信息、姿态(例如，姿态配置信息，诸如IV，运输，准备好披覆和准备好对接姿态)、历史使用信息、会话信息(例如手术持续时间，运动或取向或位置历史)、登录或身份验证(例如用户名和密码)信息，或其他信息可以存储在存储器电路1214、非易失性存储器1216或两者中。
[0286] 系统1200可以包括一个或多个运动传感器1218或力传感器1220或两者，或类似的用户存在或输入传感器，它们中的任一者可以例如提供用于控制灯特征部、马达(下文描述)或其他系统部件或特征。
[0287] 系统1200可以包括联杆马达1222，其可以控制联杆或其他部件的运动，诸如联杆相对于部件(例如，柱)的平移运动，或柱相对于基部的平移(例如，伸缩)。
[0288] 系统1200可以包括一个或多个关节马达1224(例如，用于臂的每个关节的每个自由度的一个关节马达)，其可以例如被配置为响应于从处理器接收到的命令来调节关节的取向(例如，处理器1250)。例如，关节马达1224可以改变两个联杆的相对取向，例如相对于相邻部件旋转臂联杆。如上所述，作为示例，关节马达1224可以使前臂旋转。
[0289] 系统1200还可包括一个或多个腕部马达1226。例如，系统1200可以包括被配置为调节梁相对于前臂联杆的俯仰的第一腕马达和被配置为调节器械底座相对于前臂联杆的偏转角的第二腕马达。
[0290] 系统1200可以包括可以被配置为移动基座的一个或多个基座马达1230。例如，如本文所述，基座马达可被配置为侧倾、转动或以其他方式移动轮子、滚珠或其他部件以驱动基座越过地板或以其他方式移动基座。在一些示例中，系统可包括联接至每个轮子或滚珠的一个基座马达，或者马达可通过驱动系统(未示出)联接至两个或更多个轮子或滚珠。
[0291] 该系统可以包括手柄马达1232，该手柄马达可以被配置为改变手柄的角度或取向，或者如本文所述那样伸展或收回手柄。
[0292] 马达/电机的名称为任意的，仅供说明之用。例如，系统可以包括被配置为调节不在腕部中或腕部处的器械底座的俯仰角或偏转角的马达。
[0293] 马达或灯特征部或显示器中的任一者或全部可以通信地联接至处理器(例如，处理器1250)，并且可以被配置为执行指令或响应来自处理器的信号(例如，移动或锁定或改变速度或点亮或变暗或更改颜色或图案)。
[0294] 系统1200还可包括一个或多个电源，诸如电池或电容器或AC电源(例如，被配置为联接至壁装电源插座)。电池1234可以向灯特征部、马达、传感器、处理器或其他部件提供电力。电池1234可以为可再充电的。例如，AC电源1238可以向可再充电电池1234提供电力，该可再充电电池1234可以向上述任何部件提供DC电力。可替代地，系统1200可以以AC电源运行。在一个示例中，AC电源可以降低壁装电源插座的电力以向灯、马达或其他部件提供低压AC电源。在一些示例中，系统1200可以包括一个或多个隔离电路1236，其可以将系统1200与线路电源或有线数据连接隔离，这可以保护患者免受通过电力线或数据线(例如，网线)的电涌的影响。
[0295] 灯特征部
[0296] 诸如灯环的一个或多个灯特征部可以结合到臂中。例如，灯特征部可以在两个联杆之间的关节处(例如，如图2A-2I、3C、5A-5B、6A、7A-7B、8和9A-9D所示的关节)结合为细环。灯特征部也可以为较宽的环。灯特征部可以包括灯图案、灯颜色变化或动画。在一些示例中，灯特征部可以为短联杆，或者可以为短联杆的一部分，该短联杆可以在臂或其他操纵系统组件的两个主要结构联杆之间。灯特征部可以为手柄、舵或其他操纵系统部件或作为其一部分。如上所述，点亮的环可以为专用的显示联杆。可替代地，可以在受控显示器(诸如专用显示联杆上的受控显示器(例如，参见图4A和4B，显示器402))上输出点亮的环。
[0297] 灯特征部可以由操纵系统中的处理器本地控制，也可以由单独的计算机处理系统控制，该计算机处理系统还控制远程操作的手术系统中的其他装置或特征部(例如，图1所示的用户控制系统150或辅助系统175)或通过操纵系统中的计算机和第二计算机的组合来控制。模块化操纵系统中的灯特征部可以与较大的系统(例如，与da Vinci 手术系统一起)协调进行控制。
[0298] 在各种示例中，可以响应于用户输入(例如，来自临床医生)来控制灯特征部或由处理器响应于操纵系统事件、状态或操作模式来控制灯特征部。灯特征部可以向临床医生或在临床医生之间提供通信(例如，在远程操作的手术过程中，从外科医生到护士的通信，或反之亦然)。灯特征部(例如，环)可以包括各种视觉方面，其可以将状态、身份、警报、指令或其他信息传达给用户或与操作操纵系统相关联的另一个人。在一些示例中，系统可以包括灯传感器，并且可以至少部分基于来自灯传感器的输入来调节灯特征部的亮度、颜色或其他外观(例如，基于环境照明的水平或质量来调节)。
[0299] 示例灯特征部图案
[0300] 灯特征部和由灯特征部显示的图案通常根据其位于对象上或对象周围的形状进行排列。作为示例，本文描述的各种灯特征部和图案与圆形对象一致，以支持各种所述的人为设计的操纵系统特征。然而，可以使用其他灯特征部的形状和图案，以在视觉上将灯特征部与操纵系统部件或位置的整体人工考虑紧密结合在一起。例如，灯特征部可以为大致圆形(例如，圆形，椭圆形等)或大致多边形(例如，正方形，六边形，八角形等)的环。灯特征部可以为闭合的或开放的几何形状，并且它们可以绕对象延伸超过360度。在一些示例中，灯特征部可以绕两个或更多个对象延伸，诸如绕从基座延伸的两个柱延伸。并且，灯特征部可以为线性的或曲形的，诸如与对象的平移运动相关联。此外，可以将两个或更多个灯特征部组合以形成单个灯特征部(即，灯特征部可以包括两个或更多个离散的子特征部件)。灯特征部显示的视觉图案符合灯特征部的形状(例如，圆形灯特征部上的曲形图案与旋转运动相关联，线性图案或直的灯特征部与平移运动相关联等)。灯特征部视觉图案的以下描述既适用于单个灯特征部，也适用于具有离散子特征部件的灯特征部，二者都可以显示视觉图案，该视觉图案可以为连续的(例如，连续的线)，也可以包括离散的视觉元件(例如，虚线或点划线)。因此，描述了各种视觉图案，并且技术人员将理解，视觉图案描述了两种类型的灯特征部，因此术语灯特征部图案既适用于查看者感知的视觉显示又适用于特定灯特征部的物理布置。
[0301] 图13为示例灯特征部图案的各方面的图示，其可以应用于诸如环的灯特征部。如图2A至图2J、图9A至图9C以及其他图所示，灯特征部可以包括灯环图案，该灯环图案可以绕远程操作的手术系统的界面部分部分或全部沿周向延伸。
[0302] 各种灯特征部形状和视觉图案都是可能的，并且灯特征部图案的各方面可以将信息传达给用户。灯特征部和视觉图案可以直接在整个部件上延伸，也可以以倾斜角度(诸如相对于臂联杆的长轴线的倾斜角度)延伸。图13A示出了示例灯特征部图案1302，该灯特征部图案1302以倾斜角绕系统部件(例如，臂)1303延伸。图13B示出了灯特征部图案1304，其包括离散的子特征图案，该子特征图案以类似于灯特征部图案1302的倾斜角图案绕系统部件1305延伸。如图所示，灯特征部图案1304包括子特征图案，该子特征图案为与部件1305的长轴线对齐的短的直线(“虚线”)。灯特征部可以绕系统部件螺旋地延伸。图13C示出了示例灯特征部图案1306，其包括与针对灯特征部图案1304所描述的虚线相似的虚线，并且以大于360度的螺旋状图案绕系统部件1307延伸。
[0303] 在一些示例中，灯特征部图案可以从如图13A所示的实体特征图案(例如，连续环)过渡到如图13B所示的间断特征(例如，虚线环)以指示状态变化，诸如离合器模式(如下所述)或运动状态(例如，关节锁定或解锁)。如图13C所示，在一些示例中，灯特征部图案可以从单条线或一组虚线过渡到双组或连续螺旋以传达状态变化(例如，运动范围或运动速度或自由度的变化)。
[0304] 在一些示例中，灯特征部图案的大小(或灯特征部图案的发光部分的大小)可以改变以将信息传达给用户。例如，图13D示出了在第一状态下具有灯特征部图案1308的部件1309，在第一状态下，灯特征部图案具有第一(小)尺寸，图13E示出了在第二状态下的灯特征部图案1308，在第二状态下，灯特征部具有大于第一尺寸的第二(中间)尺寸，以及图13F示出了在第三状态下的灯特征部图案1308，在第三状态下，灯特征部具有大于第一和第二尺寸的第三(大)尺寸。第一、第二和第三状态可以传达例如关节的位移量(例如，平移位移或角位移)。灯特征部图案1308也可以为动画的或改变颜色，例如，灯特征部图案1308中的段的长度可以在关节移动时变长(例如，从图13D所示的状态平稳地前进到13E至13F，或反之亦然)。在一些示例中，段的长度可以指示部件的平移(例如，一个部分相对于另一部分的伸缩运动)，并且旋转运动或颜色或其他视觉状态变化可以指示旋转。
[0305] 在一些示例中，灯特征部的不同方面或元件可以指示关于关节在灯特征部附近的运动的信息的不同数量或类型，诸如在关节处的旋转和平移运动或运动范围。例如，在灯特征部图案1308中，连续的虚线子特征图案可以点亮以指示旋转关节位移，并且子特征图案的长度也可以增加以指示平移关节位移。并且，整体的灯特征部图案1308或特定的子特征图案可以改变颜色、闪烁等，以指示诸如关节ROM极限、用于手动移动的目标关节位移、操纵器系统或部件状态等的信息。本领域技术人员将理解，可以类似地修改各种灯特征部图案，诸如灯特征部环图案沿其弧形发光以指示旋转关节位移以及变宽以指示平移位移，可选地与旋转或平移位移相关地改变颜色或颜色图案以将信息传达给用户。并且如图13D-13F所示，线性灯特征部图案的变化可以与旋转关节位移相关联(例如，更长的时间对应于旋转ROM中的位置)。
[0306] 图13G示出了具有示例灯特征部图案1310的部件1311，该示例灯特征部图案1310具有第一子特征图案元件1312(例如，条)和第二子特征图案元件1314(例如，点)。在一个示例中，第一元件1312(例如，长度增加和减小的条)可以对应于第一类型的运动(例如，沿条的方向的平移)，以及第二元件1314可以对应于第二类型的运动(例如，绕点的方向旋转)。第一元件1312的一个方面(例如，条的长度或条的厚度或颜色或亮度或位置)可以改变以指示移动量或位置的改变率(例如，移动速度)。第二元件1314的一个方面(例如，点的大小或颜色或强度或位置)可以改变以指示移动量或移动变化率。
[0307] 图13H示出了具有示例灯特征部图案1322的部件1313，该示例灯特征部图案1322具有可指示移动量或移动速率(例如，位移条的长度可指示移动量)的位移灯特征部图案1316(例如，一个或多个位移条)。灯特征部图案的第一运动范围1318可以指示关节的运动极限的第一范围。灯特征部图案的第二运动范围1320可以指示关节的运动极限的第二范围。第一和第二运动极限范围可以为关节的相同运动范围的相对两端(例如，平移位移的顶部和底部)，或者它们可以为多DOF关节的两种不同类型的运动(例如，旋转和平移)。在一个示例中，位移特征部1316的长度可以随着系统的部件或部分(例如，臂联杆或臂关节)的移动而增加(例如，位移条变长)，以及第一和第二运动范围(例如，旋转极限或平移极限)可以通过特征部的端部(例如，条的顶部或底部)相对于运动特征部1318、1320的范围的相对位置来指示。在一些示例中，一个或多个灯特征部1316、1318、1320的一个方面可以改变颜色、亮度或强度，或者开始闪烁以指示移动接近运动范围的末端(例如，黄色)或处于运动范围的末端(例如，红色)。
[0308] 图13A-H中所示的任何示例可以组合在一起(例如，成角度的示例可以具有可变的宽度或长度)，或者它们可以与可控的颜色状态(诸如以下描述的示例)或动画状态(例如，灯特征部图案运动可指示关节运动，或者闪烁可指示状态或状态变化)组合。
[0309] 可以将图13A-13H中所示并且在下面描述的灯特征部图案的各方面与上面或下面描述的任何系统、方法和特征组合。下面的示例描述仅作为说明性示例而被描述为“环”。环示例的各方面适用于其他灯特征部图案形状。一方面是灯特征部与臂的设计相集成的方式，例如机械上无缝的，并且在视觉上位于臂上的与灯特征部正在传达的信息相关的位置。例如，灯特征部(例如，环)可以被定位在部件之间的界面处(例如，在联杆和肘部或另一联杆之间的关节处)。
[0310] 定向平台上的灯特征部
[0311] 图16为用一个或多个灯特征部修改的示例操纵系统100的图示。如图所示，四个操纵器臂联接至单个定向平台，该定向平台继而由从机械接地的基座(未示出)延伸的另一臂支撑。操纵系统100可以为如本文所述进行修改的图1A和1B所示的系统100。操纵系统100可包括在第一臂1622与定向平台1620相会的挠性关节1612处的灯特征部1602。挠性关节1612可以为处于臂联接至定向平台1620的位置的关节，并且它可以为允许臂绕定向平台1620旋转的枢转关节。其他类型的挠性关节也是可能的(平移，球形等)。
[0312] 灯特征部1602可以与定向平台1620的下侧1610上的挠性关节1612对齐(例如，绕其延伸)，使得当移动臂1622时，临床用户在仰视定向平台时是可见的。例如，灯特征部1602可以部分或全部绕将臂1622联接至定向平台1620的枢轴部分延伸。
[0313] 在一些示例中，灯特征部1602的一个方面可以指示臂位置的特征，诸如期望的关节位移位置、不期望的关节位移位置或中等期望的或可接受的关节位移位置。灯特征部图案外观方案可以包括与臂放置的合意性相对应的许多外观状态。例如，系统100可以使用颜色编码方案(例如，具有变色LED面板)，其中红色指示不期望的放置，黄色指示中等期望的放置，以及绿色指示期望的放置。
[0314] 在一些示例中，灯特征部图案1602可以在整个灯特征部1602中具有一致的视觉外观。例如，灯特征部1602可以为绿色，或者可以为黄色，或者可以为红色。视觉外观可以基于相应臂的位置。例如，如果臂1622处于期望位置，则灯特征部1602可具有第一外观，并且如果臂1622处于不期望位置，则灯特征部1602可呈现红色。灯特征部图案可以基于臂的移动而改变。例如，响应于臂1622从不期望位置到中等期望位置的移动，灯特征部图案1602可以从不期望位置中的第一外观(例如，红色)改变为中等期望位置中的第二外观(例如，黄色)。并且响应于臂1622至期望位置的进一步移动，灯特征部图案1602可以在期望位置从第二外观(例如，黄色)改变为第三外观(例如，绿色)。视觉外观与臂位置的对应可以指导用户至少部分地基于由灯特征部指示的位置的合意性来选择臂位置。
[0315] 在一些示例中，灯特征部图案1602可以具有在整个灯特征部中不相同的外观。例如，整个灯特征部的变化外观(例如，色差或亮度)可以传达位置范围的合意性。例如，灯特征部1602的第一部分1636可以具有第一外观(例如，红色)，该第一外观可以指示第一部分1636的位置对应于不期望的位置(例如，与联接至定向平台的另一臂或来自第二操纵系统的另一臂的潜在碰撞)，灯特征部1602的第二部分1638可具有第二外观(例如，黄色)，该第二外观可指示中等期望(例如，可接受但不理想)的位置，以及灯特征部1602的第三部分
1640可以具有第三外观(例如，绿色)，该第三外观可以指示期望的位置。在一些示例中，灯特征部图案可以包括附加的离散的灯部分(例如六个，十二个，十八个或更多个)，其可以各自具有不同的外观(例如，绿色、黄色或红色的阴影或其混合色)。
1640可以具有第三外观(例如，绿色)，该第三外观可以指示期望的位置。在一些示例中，灯特征部图案可以包括附加的离散的灯部分(例如六个，十二个，十八个或更多个)，其可以各自具有不同的外观(例如，绿色、黄色或红色的阴影或其混合色)。
[0316] 第一臂1622可以包括指示器1642，该指示器可以在灯特征部1602附近，以允许观察指示器相对于灯特征部1602的相对位置。指示器1642可以对应于灯特征部图案上的一部分，该部分可以指示臂1622的位置的合意性。例如，指示器1642可以与灯特征部1602的具有第二外观的部分对齐(指示中等期望的位置)，以及臂1622的逆时针运动(如箭头所示)可以使指示器1642向灯特征部1602的第三部分1640移动。指示器1642与第三部分1640的对齐可以指示臂1622处于期望的位置(例如，具有低碰撞风险的位置)。
[0317] 在各种示例中，指示器1642本身可以为灯特征部，或者可以为不发光的。在一些示例中，指示器1642可以具有可变的灯特征部图案外观，可以对其进行控制以使指示器1642的外观与灯特征部图案1602上的对应部分的外观匹配以增强传达给用户的信息。例如，当指示器1642在“绿色区域”(在灯特征部1602的绿色部分附近)时，指示器1642可以为绿色，而当指示器1642处于“红色区域”(在灯特征部1602的红色部分附近)时，指示器1642可以变成红色。
[0318] 系统100可以在第二挠性关节1614处包括用于第二臂1624的第二灯特征部1604。在一些示例中，臂位置和灯特征部的相应外观(例如，绿色，黄色，红色)的合意性可以取决于相对于相邻臂的位置(例如，第二灯特征部的外观可以取决于相对位置)。第二臂1624相对于第一臂1622的位置)。
[0319] 在一些示例中，臂位置的合意性的指示可以至少部分地基于与相邻臂碰撞的可能性。在这种情况下，碰撞可能不是物理碰撞(可以通过系统或相关控制系统来预防)，而是可以附加地或可替代地包括一种状态，在该状态下，一个或两个臂被阻止在一个方向上移动以避免发生物理碰撞的可能性。臂的期望位置可以对应于臂不太可能或最不可能经历与相邻臂发生碰撞的位置(例如，当计算的碰撞可能性低于阈值时，基于满足一个或多个避免碰撞标准)，并且不期望的位置可以对应于比在期望位置中更有可能发生碰撞的位置(例如，不满足一个或多个碰撞避免标准，或者计算的碰撞可能性高于阈值)。发生碰撞的可能性可以基于一个或多个避免碰撞的标准，诸如相邻臂的间距(并可选地包括附接器械的间距)或执行程序所需的预期运动范围。
[0320] 因此，由各种灯特征部图案在操纵系统上传达的信息可以为动态的，使得第一灯特征部不仅传达关于关联的系统部件(例如，第一关节或其他对应的系统部件)的信息，而且还取决于操纵系统或第二操纵系统中一个或多个第二部件的状态。并且，与一个或多个第二部件相对应的灯特征部还可以指示一个或多个其他部件的哪些第二部件与第一灯特征部所传达的信息相关联。例如，如果第一臂处于与第二臂碰撞的位置，则与第一臂相关联的第一灯特征部通过闪烁指示潜在的臂碰撞问题，那么与第二臂相关联的第二灯特征部也会闪烁以警告用户第二臂为潜在的碰撞问题。碰撞可能性仅为两个或多个系统部件之间的许多相关状态的示例，该状态可以由与两个或多个系统部件中的每个部件相关联的灯特征部指示。该视觉信息有助于用户确定特定情况涉及哪些系统部件，以便用户可以相应地修改系统配置。
[0321] 系统100还可以包括在第三挠性关节1616处用于第三臂1626的第三灯特征部1606和在第四挠性关节1618处用于第四臂1628的第四灯特征部1608。如上所述，第三灯特征部1606和第四灯特征部1608可以指示如上所述的状态或状况(例如，位置的合意性)。
[0322] 在一些示例中，灯特征部可以指示相对于两个相邻臂的期望位置。例如，第二灯特征部1604的第一部分1630可以指示第二臂1624相对于第一臂1622的位置的合意性，以及第二灯特征部1604的第二部分1632可以指示第二臂1624相对于相对于第三臂1626的位置的合意性。在一种示例情况下，第一部分1630可以为红色的，指示第一臂太靠近第二臂，以及第二部分1632可以为绿色的，指示第三臂1626和第二臂1624处于期望的位置(例如，不太可能发生碰撞)。在这样的方案中，灯特征部可以指导用户定位臂，使得每个灯特征部在整个灯特征部中指示期望的位置(绿色)或可接受的位置(例如，黄色)。
[0323] 尽管出于解释目的已经按照颜色方案(例如，红色，黄色，绿色)描述了上述各种示例，但是其他灯特征部图案方案也是可能的，诸如亮度方案(例如，明亮指示期望的放置以及暗淡指示不期望的放置)或闪烁或脉动方案(例如，快速闪烁指示期望的放置，而慢速闪烁指示不期望的放置)或运动方案(例如，在顺时针方向上的灯特征部图案动画运动指示期望位置在顺时针方向上，在逆时针方向上指示期望位置在逆时针方向上，无运动指示期望位置，并且动画运动的速度可以可选地指示接近期望位置)。在一些示例中，可以组合两种或更多种灯特征部图案方案(例如，可以将颜色方案与运动方案或闪烁或脉动方案组合)。在一些示例中，该方案可以为用户可配置的。尽管出于解释图16所示示例的目的，有时将灯特征部描述为具有离散部分，但本文描述的任何灯特征部也可以为连续的，也可以看起来是连续的(例如，使用多个离散的LED或其他灯元件)，并且灯特征部可能具有带有不同外观的离散区域(如上所述)，或者灯特征部在其整个长度上可能看起来具有连续变化的外观(例如，从绿色逐渐过渡到黄色到红色)。
[0324] 灯特征部的物理构造和外观
[0325] 灯特征部可以包括一起形成灯特征部的多个灯，诸如灯环。例如，灯环可以包括多个(例如，四十(40)个)发光二极管(LED)，这些发光二极管可以位于外罩(例如，透明、半透明或微钻孔的外罩)下，并且可以形成具有连续或分段外观的灯特征部。在一些示例中，灯特征部可以包括不同颜色的LED，以使得能够改变灯特征部的颜色，或者能够使整个灯特征部的颜色发生变化(例如，灯特征部的一部分可以为红色，灯特征部的第二部分可以为绿色，以及第一部分和第二部分之间的第三部分可以为黄色)。
[0326] 如上所述，可以将灯特征部设计为“消失”，并与一体式显示器一起使用。例如，环可以由半透明材料(例如，塑料或 )形成，并且当不被点亮时具有与相邻结构匹配的外观。在另一个示例中，环可以由透射光的多个小孔形成。这些孔可以在灯显示器(例如，LED阵列)的前面。诸如真空镀金属的工艺可用于在不点亮时使环具有金属外观，这也可用于将未点亮环的视觉外观整合到人工设计的操纵系统的整体视觉外观中。
[0327] 灯特征部可以形成为环形，该环形至少部分地绕医疗装置的一部分延伸。灯环不一定为圆周的。例如，灯环可以为圆周的、螺旋的、双螺旋的或不对称的。在一些示例中，灯环可以为或包括一个或多个弧形段。在各种示例中，与图2A-J或9A-9C所示的相比，环可以更厚(例如2cm或5cm或10cm)或更薄(例如1-3mm)。
[0328] 灯环(或其他灯特征部)可以完全绕界面或臂延伸，或者环可以仅部分绕臂或界面延伸。在各种示例中，灯环可以为连续的或断开的。例如，一个环可能看起来是单个连续的带，或者一个环可能是或看起来是一系列离散的灯。例如，环可以由多个点、破折号、线、图标或其他图案形成。在一些示例中，形成环的离散的灯元件可以顺序地点亮，使得一个或多个点亮部分看起来沿着环移动(例如，绕界面或垂直于界面延伸)。
[0329] 在一些示例中，灯环可以绕操纵系统基座的一部分或一直延伸(例如，如图9A所示)，以使灯环位于基座与地板或其他机械接地之间的界面处。这样的基部-地面界面可以用于指示诸如“系统准备好移动”或“系统被制动以保持在适当位置”的信息。并且，基部-地面界面的点亮部分可以指示定向运动，诸如在特定方向上闪烁绿色，在其他方向上闪烁纯红。类似地，灯环可以位于从基部延伸的柱的底部(如图9A所示)，或者位于联接操纵臂的柱的顶部(如图2A所示)。
[0330] 在一些示例中，灯特征部可以为触摸点或控制输入装置(例如，触敏按钮)，或者它可以与触摸点或控制输入装置相邻或与其集成。
[0331] 在一些示例中，诸如控制按钮的输入装置可以被集成到灯环或其他灯特征部中。例如，灯环可以包括被配置为接收来自用户的输入(诸如按钮按下，手指滑动或其他触摸输入)的真实(例如按钮)或虚拟(例如触摸屏)输入。在各种示例中，可以通过使用输入装置来输入操纵系统操作模式、臂离合器状态或运动方向。
[0332] 可以通过视觉边界部件(诸如金属环(例如，与操纵器系统上其他重要位置(例如，手柄)的视觉外观一致的视觉外观，使得人工设计的“这是一个重要位置”的视觉外观始终如一地传达给用户))，将灯特征部与其他结构分开。例如，图20A至图20B示出了医疗装置2000(诸如操纵器臂)的图示，其中第二臂部2014可以通过第一边界2004与灯特征部2012可视地分开。例如，第一边界2004可以为在灯特征部2012和第二臂部2014之间的金属环。装置
2000可以包括第二灯特征部(例如，环形)2010，其可以通过第二边界2008在视觉上与第一灯特征部2012分开。例如，第一边界2004和第二边界2008可以由机加工的抛光铝制成，并且可以可选地具有与上述抛光手柄一致的外观。
2000可以包括第二灯特征部(例如，环形)2010，其可以通过第二边界2008在视觉上与第一灯特征部2012分开。例如，第一边界2004和第二边界2008可以由机加工的抛光铝制成，并且可以可选地具有与上述抛光手柄一致的外观。
[0333] 在一些示例中，可控显示器可以输出类似于另一灯特征部的物理特性的灯特征部图案。例如，如图4B所示，可以在显示器上照亮灯带以模拟灯特征部环的外观，该特征部环可选地位于系统上的另一个位置。以这种方式，可以将两个或更多个不同的灯特征部类型配置为在系统中输出一致的灯特征部图案，从而确保系统中一致的人工设计用户交互特征。
[0334] 灯特征部的视觉方面
[0335] 各种视觉灯图案特征部可以应用于灯特征部。例如，灯特征部图案可以改变颜色、亮度或形状。在一些示例中，灯特征部(例如，环)可以包括时变特征。例如，灯特征部可以改变颜色或亮度，或者灯特征部可以闪烁、脉动、“呼吸”(例如，缓慢地切换亮度的开和关)或根据时间模式显示。在一些示例中，灯特征部图案可以以离散的开/关脉冲来脉动，其可以遵循连续或间断的方波图案，并且可以产生频闪或闪烁效果。在一些示例中，可以控制灯特征部图案以提供从亮到暗或熄灭的连续过渡(例如，遵循正弦波或锯齿图案)，这可以产生“呼吸”视觉效果。
[0336] 在一些示例中，灯特征部图案可以闪烁、脉动或以其他方式改变以指示方向(例如，指示旋转或平移)。例如，灯特征部图案可以通过顺序地点亮一个或多个段(例如，LED或LED组)以产生点亮部分沿灯特征部移动或一个或多个点亮部分跟随(“追逐”)沿着灯特征部移动的前导点亮部分的外观来指示方向。
[0337] 当系统加电时，可以在系统的所有或某些灯特征部上呈现启动效果。例如，可以在系统上按定义的持续时间依次点亮两个或多个灯特征部(点亮时间重叠或不重叠)，这可以在系统上产生能量或光传播或“冲洗”的现象，并且在系统启动时可能看上去会“使系统栩栩如生”。在各种示例中，可以使用颜色变化或图案、亮度变化或图案、脉冲图案(例如，一个或多个闪烁)或其任何组合来指示系统启动。这种效果的完成可以指示启动过程已完成(或已经开始)。
[0338] 在一些示例中，装置可以包括一个或多个传感器，其被配置为感测用户的存在(例如，触摸，接近，相机，运动传感器或其他存在传感器)，并且响应于检测到用户(例如，用户的手在灯特征部上或其附近)，灯特征部的外观可能会发生变化(例如变亮或改变颜色)。在各种示例中，传感器可以在灯特征部旁边、上方或下方(例如，因此系统可以检测到用户在灯特征部附近的存在)。在一些示例中，当检测到用户时，灯特征部可以打开、变亮或改变颜色。在一些示例中，用户控制输入附近的灯特征部可以点亮以警告用户接近或触摸控制输入。例如，如图17所示，灯特征部1702可以在用户的手接近控制输入1704时打开，并且灯特征部1706也可以在用户的另一只手接近控制输入1708时打开。以这种方式向用户警告系统正在运行并且已经准备好。可选地，如果系统未准备好在关联的控制输入装置处接收输入，则灯特征部可以以一种颜色(例如，红色)打开，如果系统准备好在关联的控制输入装置处接收输入，则以另一种颜色(例如，绿色)打开。在一些示例中，灯特征部可以改变外观以警告用户他或她在夹紧点或其他潜在的伤害性位置附近。例如，系统可以使用关节传感器，对系统部件(例如，臂联杆)的位置或取向的意识来确定夹紧点(例如，臂内的夹紧或臂与另一对象(诸如手术台)之间的夹紧)的位置，并且可能的夹点的存在或位置可以通过灯特征部来标识(例如，通过颜色或其他外观变化连续地标识，或者响应于在潜在的夹紧点附近检测到用户)。
[0339] 在一些示例中，单个灯特征部可以包括与该灯特征部的其他部分在视觉上不同(例如，更亮或更不同的颜色)的一个或多个段，例如如图20A和20B所示。在一些示例中，视觉上不同的段可以改变颜色，或在检测到的触摸点的方向上移动，或两者。
[0340] 在一些示例中，系统可以检测用户何时在系统附近或系统的特定部分附近。响应于检测到附近的用户，系统可以增加灯特征部的亮度。例如，当用户靠近系统时，系统可以增加最靠近用户的一个或多个灯的亮度，以照亮系统上或其附近的工作区域。
[0341] 系统可以响应于检测到的声音来控制灯特征部。例如，系统可以在其接近从中感测到声音(诸如语音命令)的方向或其从中感测到声音的方向上改变灯特征部的外观(例如，变亮或改变颜色)。指示接收到的语音命令的方向可以通知用户系统的多个声音或语音中的哪个声音或语音被视为命令或输入。例如，如果第一用户在系统的第一侧，而第二用户在系统的相对的第二侧，并且两个用户都向系统发出语音命令，则一个或多个指示灯将点亮或以其他方式指示哪个用户的声音作为命令输入被接收。
[0342] 灯特征部图案可以被定制或个性化。例如，可以为一个或多个灯特征部应用并保存用户的颜色偏好、亮度偏好或运动偏好。在一些示例中，可以出于标识目的定义指定的灯特征部。标识灯环可以可选地不用于其他可用性特征部(例如，特定的环可以可选地不用于传达系统状态)。标识灯特征部可以有助于标识设施诸如医院中的单个系统(例如，具有绿色标识灯特征部的系统可以与具有蓝色标识灯特征部的系统区分开)。在一些示例中，标识灯特征部可以将系统与相关系统或子系统相关联。例如，控制单元、操纵器单元或辅助单元可被配置为作为系统一起工作，并因此基于标识灯特征部在视觉上被标识为相关(例如，两个或更多相关单元可使用标识灯特征部呈现特定颜色，诸如绿色)。在一些示例中，两个单元可以为模块化的或可以与各种系统一起使用，并且可以配对或以其他方式配置为一起工作，并且两个单元可以在灯特征部上呈现相同或相似的外观(例如，蓝色)以指示它们的相关状态。在一些示例中，操纵系统标识灯特征部可以改变颜色或以其他方式在视觉上指示从第一控制单元到第二控制单元的控制改变。例如，标识灯特征部可以指示两个外科医生中的哪个外科医生正在控制特定的操纵器臂。
[0343] 使用灯特征部的通信
[0344] 在一些示例中，诸如动画、图案、亮度或颜色的灯特征部的视觉方面可以指示关于系统的信息，诸如状态(例如，关节或臂的运动范围，系统准备好进行操作)或移动(例如，指示系统的一部分正在移动或将要移动或移动的方向)或向用户警告问题(例如，潜在的碰撞，运动范围的问题或故障情况)。
[0345] 在一些示例中，柱或其他系统联杆上的一个或多个灯特征部可以同时指示旋转取向和垂直平移。例如，沿着灯特征部的长度的显示特性可以显示旋转信息，并且沿着环的宽度的显示特性可以显示平移信息。(例如，参见上述图13B-13H。)
[0346] 在一些示例中，环(或其他灯特征部)可以为一种以上的颜色，并且信息可以由颜色指示。例如，一个或多个环(或其他灯特征部)在对象的不同侧(例如，在基座上，在臂的界面部分上)或面向不同方向可以为不同的颜色。例如，图9A中所示的系统可以在基座的前面的灯环部分的一部分处具有第一颜色(例如，绿色)，并且在基座的侧面处具有蓝色灯环部分，并且在基座的后部处可以具有红灯部分。颜色可以指示基座的前部(例如，由绿色指示)和后部(例如，由红色指示)。在其他示例中，颜色可以指示允许移动的方向，例如，第一颜色(例如，绿色)可以指示允许的方向，以及第二颜色(例如，红色)可以指示不允许的方向。在一些示例中，第一颜色可以指示第一方向是良好的(例如，由绿色指示)，而第二方向是不好的(例如，由红色指示)或不是期望的或不是未决的或不需要的。
[0347] 灯特征部可以提供有关移动方向的指令。例如，颜色或图案或动画可以向用户指示基座或臂联杆或关节或系统的其他部分应沿灯图案指示的方向移动(例如，在绿灯的方向上移动或不在红灯的方向上移动)。
[0348] 灯特征部可以指示(例如，提供警报)未决或即将发生的运动或运动的性质。例如，颜色或闪烁的灯可以指示关节的运动未决，或者可以指示未决运动的方向。灯特征部或灯特征部的组合可以指示关节、联杆或臂部件的运动的能力、性质和未决的组合。在各种示例中，灯特征部可指示关节能够移动，或者关节正在主动移动，或者关节的运动未决，或者联杆的平移运动或旋转运动未决，或者组合的旋转和平移运动未决。
[0349] 在一些示例中，灯特征部可以指示关节位置或接近运动极限的一个或多个关节范围。在一些示例中，在点亮的环内的运动带或其他指示可以示出运动范围内的关节位置。例如，灯特征部可能会在关节运动极限范围附近改变颜色(例如，绿色或白色可指示不接近极限；黄色可指示系统接近运动极限范围；以及红色可指示系统处于运动极限范围内)。
[0350] 在一些示例中，灯特征部可以指示相对于目标位移或目标位置的关节位置。例如，灯特征部可以显示目标和当前位移位置(例如，角位移位置)的指示，并且可以提示用户移动关节以将当前位移位置与目标位移位置指示器对齐(例如，用户的目标可移动当前位移指示器以匹配目标指示器)。在一些示例中，灯特征部可以提供如何移动关节以达到目标关节位移的指示。例如，灯特征部可以显示指示移动方向的箭头。作为另一个示例，灯特征部可以在当前位置和目标位置或位移之间显示条形，并且可以提示用户通过将关节向目标取向移动来使条形变小。在一些示例中，动画灯图案可以移动以指示移动方向。灯特征部可以指示与目标的接近性。例如，灯特征部可以使用如下颜色方案：诸如橙色表示距离目标位移更远；黄色表示距离目标更近；黄绿色表示“几乎在目标位置”；以及绿色表示关节在目标位移处。其他颜色方案和灯特征部图案也是可能的，诸如亮度(例如，较亮表示较近，较暗表示不怎么靠近目标)或闪烁行为(例如，较快的闪烁表示较近，较慢的闪烁表示较远，稳定的灯表示关节处于目标位置)。
[0351] 在一些示例中，灯特征部可以指示装置或系统上的安全抓握点(例如，绿色可以指示安全抓握点)，或者可以指示不触摸臂(例如，红色指示不触摸臂或臂的一部分)。
[0352] 在一些示例中，系统可以使用颜色编码来辅助单元或联杆的标识或区分。例如，一个模块化系统可以具有第一颜色的灯(例如，蓝灯)，而第二系统可以具有第二颜色的灯(例如，黄灯)。或者，对于单个模块化系统，臂或其他部分可具有第一颜色(例如，蓝色)的灯，而第二臂或其他部分可具有第二颜色(例如，黄色)的灯。
[0353] 在一些示例中，灯特征部(例如，稳定的红色或闪烁的红色)可以指示紧急手柄的位置或拉动紧急手柄或发起另一紧急操作的指令，或者可以指示系统执行紧急动作。
[0354] 在各种示例中，灯特征部可以指示不可恢复的故障或系统加电或断电(例如，诸如明显缓慢移动的灯以指示加电或者缓慢变暗的灯以指示断电的动画)。
[0355] 在一些示例中，灯特征部可以指示系统操作模式，例如跟随模式(“跟随”是指器械运动跟随用户控制系统输入装置的运动)、控制模式、离合器模式(例如，在该模式中，释放关节制动器以允许关节的手动移动)、分离式离合器模式(例如，在该模式中，关节将抵抗相关联杆上的力/扭矩的运动，直到达到阈值力/扭矩为止，在该阈值力/扭矩处，联杆制动器将释放，在下面进一步描述)、待机模式、运输模式或其他系统操作模式。
[0356] 在各种示例中，灯特征部还可以用于传达系统的一部分(例如，臂)与另一对象(例如，手术台或另一只臂)的碰撞或接近碰撞(例如，避免碰撞的关节运动锁)。在一些示例中，可以至少基于传感器信息，诸如来自力传感器、对象或运动传感器(例如，红外传感器)或接近传感器(例如，电容传感器)的信息，来确定碰撞或接近碰撞。在一些示例中，灯特征部的视觉方面(例如，颜色)可以传达系统的一部分(例如，臂)正在接近(例如，黄色)或处于关节或臂联杆的运动范围的末端(例如，红色)。
[0357] 在一些示例中，一个或多个灯特征部的一个方面可以指示系统的状态或状况，诸如准备好状态(“我已准备好”)，其可以例如由昏暗的灯特征部(诸如淡蓝色的外观)来指示，或者可以由灯特征部看上去以轨道运动(例如，绕灯环)或振荡运动的方式移动的“追逐”效果来指示。灯特征部还可以指示控制状态(例如，正在控制系统的状态)，诸如手动控制(例如，可以由稳定的明亮外观指示)，或准备好手动替换(例如，“抓紧”的制动器释放，其例如可以通过脉动或“呼吸模式”指示)。灯特征部还可以指示计算机化控制，诸如根据用户输入的远程操作的控制(例如，跟随临床医生的手移动)，该控制例如可以通过点亮灯特征部来指示。灯特征部还可以指示自动化关节位移(例如，执行自动化命令)，其例如可以由脉动或“呼吸”模式指示。灯特征部还可以指示系统自检，在此期间，系统中的多个(或所有)灯特征部可以传达(例如脉动)自检，或者在系统的特定部分处的灯特征部可以传达系统的那一部分何时处于自检状态。灯特征部可以指示用户的参与。例如，当确定用户的手与控件接合时(例如，基于检测到的触摸、接近或存在)，灯特征部可以激活或改变(例如，改变颜色或亮度)。在一些示例中，灯特征部可以指示系统被解锁(例如，设置模式已经完成)并且系统准备好运行。在一些示例中，当在锁定系统的同时用户输入被接合时，系统可以控制灯特征部以具有第一响应(例如，没有改变或改变为第一颜色)，并且在系统解锁的同时检测到用户参与时，系统可以控制灯特征部以具有第二响应(例如，更改颜色或亮度)。
[0358] 灯特征部可以改变外观(例如，将颜色从蓝色变为黄色)，以指示需要解决或纠正的问题的位置(例如，在关节或其部分处)。在一些示例中，如果检测到错误或不安全的动作或状态，则灯特征部可以改变外观，诸如以一种引起用户注意的方式改变外观。例如，灯特征部可快速闪烁或频闪或变红。
[0359] 灯特征部可以指示特定零件、关节或连接的状态。例如，灯特征部可指示附件已正确附接至系统。正确的附接可以通过连接附近或附件上的灯特征部来指示，或者可以通过系统上的其他灯特征部来指示。正确的连接可以例如通过单个脉冲(短系列脉冲)或通过脉动或“呼吸”外观来指示，该外观可以与系统其他方面的脉动或呼吸外观相匹配，或者可以呈现出不同的脉冲外观(例如，更快或更慢的脉冲速率)。
[0360] 在一些示例中，灯特征部可以指示关节状态，诸如关节是被锁定还是自由移动(例如，关节的离合器状态)。例如，离合器状态可以由灯特征部颜色(例如，绿色指示自由，红色指示锁定)或图案(例如，脉动或闪烁指示允许手动移动的自由状态，而稳定指示不允许手动移动的状态)指示。
[0361] 在一些示例中，连接接口处的灯特征部(例如，接口周围的灯环)可以指示连接状态。例如，当不存在连接时，灯特征部可以处于一种状态(例如，暗或关)，而当存在连接时，灯特征部可以处于不同的状态(例如，明亮)。在一些示例中，当建立连接时，灯特征部可以短暂地改变外观(例如，脉冲或闪烁)。连接接口可以为机械连接(例如，将两件东西(诸如操纵器和控制器)联接在一起的接口)，或者连接接口可以为电连接(例如，电源连接或通信连接)。在一些示例中，连接状态或连接状态的改变可以伴随有音频信号，以加强关于连接状态的指示。
[0362] 灯特征部可以指示通过连接的通量的状态，诸如准备好通过该连接传递通量，适当的通量正在通过该连接，或者没有足够的通量正在通过该连接。例如，如果灯特征部与冲洗液或吹入气体连接相关联(例如，连接周围的灯环)，则当连接牢固且流体准备好输送时，灯特征部可以指示绿色，当适当的流体通量经过连接时可以指示脉动绿色，而当经过连接的流体通量不足时可以指示脉动红色。其他通量示例包括外科手术期间使用的电外科手术能量(单极或双极能量)、真空抽吸、呼吸气体等。
[0363] 本文所述的任何灯特征部外观或行为都可以由医疗装置处理器控制，该医疗装置处理器可以从用户或另一装置接收一个或多个输入，并且可以向灯特征部或控制器发送一个或多个控制信号，该控制信号可以被配置为控制灯特征部，例如，以控制传递到灯特征部的电压、电流或图案。对灯特征部的行为的引用可以被解释为基于医疗装置处理器或控制器中的处理的系统行为。例如，灯特征部可以基于向彩色发灯二极管的电流输送来改变颜色。例如，可以通过减少对红色LED的功率并增加对蓝色二极管的功率，将灯特征部从红色变为蓝色，或者通过激活两个二极管(以组合颜色)，将灯特征部变为紫色。通过依次激活和停用相邻的LED，可以使灯特征部看起来在移动，这可能会产生“追逐”、“奔跑”或振荡的外观。
[0364] 本文描述的任何灯特征部指示可以伴随有音频指示，该音频指示可以可选地通过与相应的灯特征部指示同步来增强对用户的灯特征部指示。音频指示可以包括声音的一个方面，诸如音高(例如，频率)、音量或动态(例如，幅度)、音调(例如，原音或泛音)，或者声音的某一方面的变化或样式。在各种示例中，音频指示可以包括上升、下降或脉动的音量(例如，更大声且更柔和)，或者上升、下降或脉动的音调变化，或者上升、下降或脉动的音高(例如，改变频率)。在一些示例中，音频指示可以与灯特征部指示匹配。例如，灯特征部变化的时序可以与音频指示的时序匹配。附加地或可替代地，音频指示的质量的变化可以对应于灯特征部的变化。例如，当灯特征部变亮或变色时，音频指示可能会变大或变高或变调。在一些示例中，音量、音高或音调可以与灯特征部的脉动同步地脉动。在一些示例中，音频指示的音高可以随着关节(或对象或零件)朝向目标位移移动而减小。
[0365] 另外，关于可控显示器(例如，OLED显示器)描述的特征也可以应用于灯特征部或与灯特征部组合(例如，灯可以指示状态或状况变化，并且状态或状况变化可以在OLED显示器上指示或解释，或者灯特征部可以指示OLED显示器上的选项或特征是可选的。
[0366] 示例颜色/图案方案
[0367] 系统可以将颜色和图案的方案应用于一个或多个灯特征部，以传达系统的状态或传达对动作的需求。例如，可以将颜色方案应用于图17-19或图1B和16或2A-2J或其他系统中的一个或多个灯特征部。
[0368] 颜色和图案可指示系统状态。例如，当系统处于关闭状态时，灯特征部可能会关闭并且可能不存在任何图案(因为灯特征部已关闭)，这可能指示系统未通电或已禁用。当系统处于“准备好”状态时，灯特征部可以为第一颜色(例如，蓝色)，并且灯特征部可以为暗的，从而指示系统准备好供使用。当系统处于非自动运动状态时(例如，如本文所述，处于离合状态)，灯特征部可以为第一颜色且变亮，这指示用户控制的非自动动作正在进行中(或可用)。例如，在非自动移动状态下，用户可以用他们的手手动移动系统的一部分(例如，臂关节)，并且灯特征部可以指示正在进行的动作。当系统处于自动移动状态时，灯特征部可以为第一颜色，并且灯特征部可以遵循一种图案(例如，灯特征部可以脉动)，该图案可以指示正在进行自动动作(例如，臂关节响应于远程操作的控制信号而在移动，或者正在进行计算机确定的动作)。当系统处于确认状态时，灯特征部可以为第一颜色，并且可以发射一个或多个脉冲，这可以指示确认。例如，为了确认状态或接收到的命令，灯特征部可以闪烁一次以向用户提供视觉确认信号。当系统处于“定向移动”状态时，灯特征部可以为第一颜色并遵循移动的“追逐”图案(例如，灯特征部的某些部分看起来沿某个方向移动)，这可指示定向移动，诸如未决的运动或进行中的运动，或用户手动移动系统的一部分(例如，关节)的方向。当系统处于“潜在动作”状态时，灯特征部可以为第二颜色(例如，黄色)并发出稳定的“实心”图案(例如，不发生变化，诸如始终保持明亮)，或者灯特征部可以遵循与系统的另一个特征(例如，准备好状态，或非自动、自动或定向移动状态)相对应的可视图案。当系统处于立即动作状态时，灯特征部可以为第三颜色(例如，红色)，并且系统可以发出实心图案(或脉动图案)，这可以指示需要立即动作。虽然已经提供了蓝色、黄色和红色作为示例，但是其他组合也是可能的，并且特定状态或状态组可以具有其他颜色分配(例如，绿色可以指示准备好，并且运动状态可以由蓝色指示或自动运动可以由紫色指示)。也可以使用其他灯特征部图案分配。
[0369] 离合器状态的指示
[0370] 在一个示例中，分离式离合器特征部的状态可以单独地或组合地通过灯特征部、集成显示器或一个或多个其他特征部来传达。系统(例如，上述系统200或系统900)可以包括在被动关节上的力传感器。该系统可以包括在主动关节上的传感器，该传感器感测运动的尝试。当感测到的参数(例如，力)越过阈值时，系统释放离合器，并且允许关节运动。当关节停止运动时，系统可能会重新应用离合器(例如，不允许关节运动)。离合器的释放和重新接合可以通过一个或多个灯特征部来传达。例如，从用户角度来看，当用户在结构特征(例如，在臂或关节上)上用力推动或按压或拉动时，关节会脱离其命令的远程操作位置并允许手动移动，此时，灯特征部可能会变化(例如，颜色或图案或动画变化)以指示状态变化(例如，已达到分离式离合器点)。然后，系统可以在用户停止移动结构特征时(例如，在预定义的时间段的不运动或小于阈值速度的运动之后)重新锁定一个或多个关节，此时，相关的灯特征部图案可能会再次变化。在另一个示例中，当关节离合器被致动(主动切换或分离)以进入允许手动(或辅助)移动的离合器模式时，系统可以退出或暂停跟随模式，然后系统可以自动返回至跟随模式或在离合器模式下操作后响应输入。这些变化可以经由灯特征部传达。关于分离式离合的信息可在例如美国专利号为US 9,452,020 B2的美国专利(2013年8月15日提交)和美国专利申请公开号为US 2017/0172671 A1(2015年3月17日提交)的美国专利申请中找到，其全部内容通过引用并入本文。
[0371] 引导过程中的灯特征部指示
[0372] 灯特征部可用于促进用于调节操纵系统(诸如系统100或200或900)的引导过程。在一个示例中，当适当地定位或需要调节关节时，在一个或多个指定关节(例如，关键关节)处的灯特征部(例如，灯环)可能会点亮。例如，如果设置过程需要将臂从当前角度取向(例如，一个臂联杆垂直于第二臂联杆的90度取向)移动到第二角度取向(例如，45度角度取向)，可以控制关联关节处的灯特征部以呈现指定的外观(例如，明亮或更改颜色或脉冲)以标识要移动的关节。可以另外地或可替代地控制灯特征部以指示何时已经实现目标关节位移(例如，通过呈现指定的颜色，诸如绿色或蓝色)。在一些示例中，当正确定位关节时，指定关节(例如，关键关节)处的灯特征部可能会改变颜色。
[0373] 在一些示例中，灯特征部图案可以指示运动方向。例如，灯特征部可以包括形成灯特征部图案的多个离散的灯元件，并且这些元件可以顺序地点亮，使得灯部分看起来沿着灯特征部移动(例如，灯看起来像是绕环“奔跑”或“追逐”以指示旋转运动)。在各种示例中，灯特征部可以指示应该手动移动装置的一部分(例如，臂联杆)的方向，或者灯特征部可以指示该零件在被激活时将自动移动的方向，或者灯特征部可以指示零件在移动的方向(例如，响应于远程操作的控制输入)，其向用户提供支持的视觉反馈，即用户正在沿正确的方向旋转或平移关节。
[0374] 在一些示例中，灯特征部可以传达目标位移、运动极限范围或运动极限范围的接近性。例如，灯特征部可以包括视觉上不同的位置特征(例如，视觉“热点”或亮点)，并且装置可以具有接近灯特征部的指示器。可以对装置进行配置，使得在位置特征与指示器对齐时达到运动极限的目标或范围。指示器可以为装置上的物理特征(例如，标记)，也可以为灯特征部上的位置特征。
[0375] 示例位置特征在图20A-B中示出。图20A-20B示出了灯特征部2012，该灯特征部可以在装置2000上的关节2016处。关节2016可允许装置2000的第二臂部分2014相对于第一部分2002旋转。灯特征部2012可以具有位置特征2020，该位置特征可以为视觉热点或其他视觉上不同的特征，并且可以表示目标位置或运动极限的范围。装置2000的第二臂部分2014可以包括指示器2022。当装置2000的第二臂部分2014相对于第一部分2002向上旋转(或第一部分2002相对于第二臂部分2014向下旋转)时，指示器2022朝向位置特征2020移动并最终在达到运动极限的范围时与位置特征2020对齐，如图20B所示。
[0376] 在另一示例中，相邻的灯特征部2010可以包括第二位置特征2024(例如，热点)，并且当第二位置特征2024与第一位置特征2020对齐时可以达到目标位移。当第二位置特征2024与第一位置特征2020对齐时，第二位置特征2024或第一位置特征2020或两者可以改变外观(例如，改变颜色)。在一些示例中，当第二位置特征2024在第一位置特征2020的指定位移(例如，指定的距离(例如，2mm)或角度旋转(例如，2度)内或百分比(例如，运动范围的
1％)时，可以认为第二位置特征2024与第一位置特征2020对齐。
1％)时，可以认为第二位置特征2024与第一位置特征2020对齐。
[0377] 在另一示例中，灯特征部2006可以包括第三位置特征2026和第四位置特征2028，其可以表示目标位移位置或目标位移范围，并且第三位置特征2026与第四位置特征2028的对齐可以指示已经达到目标位置，如图20B所示。当第三位置特征2026和第四位置特征2028合并或重叠时，第三位置特征2026、第四位置特征2028或两者或重叠区域可例如通过改变颜色或变亮或改变脉冲状态(例如，从稳定变为脉动)来改变外观。在另一示例中，第四位置特征2028可以指示期望的位移或位移范围，该期望的位移或位移范围可以例如对应于运动极限的可用范围之间的指定位置(例如，中心)。运动极限的范围可以为关节的机械极限，或者它们可以基于其他约束，诸如与其他臂的接近性或患者间隙要求。
[0378] 上述任何视觉位置特征示例都可以为用户提供引导，以将装置或装置部件(诸如，臂或臂联杆(例如，在系统100、200或900中))移动到目标位置或范围。系统可以包括多个灯特征部，每个灯特征部都包括一个或多个位置特征，使得可以通过系统中多个关节的运动来引导用户。在一些示例中，可以通过灯特征部的外观(例如，脉动或颜色变化或亮度变化)或灯特征部的位置特征部分来指示在多个关节处的运动序列的顺序。首先激活与待移动的第一关节相关联的第一灯特征部图案直到第一关节处于适当的位移，这时，激活与待移动的第二关节相关联的第二灯特征部图案直到第二关节处于适当的位移，等等。在一些示例中，响应于姿态或配置的改变，可以更新灯特征部图案。例如，指示关节目标位置或范围的位置特征的位置可以改变以指示新的目标位置或目标范围。更新一个或多个位置特征的位置可以为用户提供有关如何移动臂(或其他设备)以达到目标位置或范围的引导，并且可以动态基于一个或多个其他系统部件(诸如另一个被移动的臂关节)的状态。灯特征部图案的动态更新允许迭代进行视觉引导，因此，如果第一灯特征部引导第一关节运动，而第二关节特征引导第二关节运动，则可以更新第一灯特征部图案以将用户引导至基于第二关节的运动再次调节第一关节。
[0379] 在另一个示例中，灯特征部2030可以包括第五位置特征2032和第六位置特征2034，其可以指示关节或臂的运动极限范围。如图20B所示，当达到运动极限范围时，第五位置特征2032可以邻接第六位置特征2034。在一些示例中，当第六位置特征2034接近第五位置特征2032(例如，将颜色改变为黄色)或到达第五位置特征2032(例如，到达运动范围的末端，这例如可以通过变为红色或闪烁或同时通过这两种方式来指示)时，第五位置特征
2032、第六位置特征2034或两者可以改变外观。在一些示例中，除了位置特征2032、2034中的一者或两者改变外观之外，或者作为替代，整个灯特征部图案(或其任何部分)可以改变外观。
2032、第六位置特征2034或两者可以改变外观。在一些示例中，除了位置特征2032、2034中的一者或两者改变外观之外，或者作为替代，整个灯特征部图案(或其任何部分)可以改变外观。
[0380] 图20A至图20B所示或以上说明的任何灯特征部定位技术都可以单独使用或以任何组合使用。虽然图20A-B示出了旋转示例，但是用于指示运动极限的范围或目标位移位置的技术也可以应用于不同类型的运动，诸如角运动(例如，系统100或系统900中的臂关节的关节运动)或平移运动(例如，当第一部分相对于第二部分滑动以使一个灯特征部与装置上的指示器对齐或与另一个灯特征部对齐时，该对齐可以指示运动极限的范围或达到目标位置)。
[0381] 用户控制单元上的灯特征部
[0382] 用户控制单元可以包括一个或多个灯特征部，其可以指示关于控制单元或相关系统的信息，诸如用户与用户控制单元的交互或系统状态(例如，锁定状态)。
[0383] 图17为用户控制单元1700的图示，该用户控制单元1700可以包括显示部分1720和用户输入部分1730。用户控制单元1700可以例如用于控制操纵器，诸如图18和19所示的操纵器1800。用户控制单元1700和操纵器1800可以包括图12所示和上面描述的系统1200的一些或全部部件。用户控制单元1700可包括一个或多个灯特征部1702、1706，其可响应于系统状态或用户与控制单元1700的交互而改变外观(例如，改变颜色或亮度或闪烁或脉冲)。例如，一个或多个灯特征部1702、1706可响应于用户对控制单元1700的脸1740或控制单元1700的其他部分(例如，侧1742或前部1744)的触摸或响应于对用户输入1704、1706的触摸而改变外观。灯特征部1702、1706的外观变化可以指示系统的锁定状态或控制状态，诸如操纵器1800是否正在由控制单元1700控制。
[0384] 如图17所示，用户控制单元1700可以包括第一用户输入1704，其可以为例如滚轮。在一些示例中，滚轮可以控制诸如医疗导管的器械的插入和抽出。如图所示，第一灯特征部
1702在第一用户输入1704处。灯特征部1702可以包括LED，其可以在控制单元1700的顶表面
1740上，或者顶表面1740可以包括多个孔，并且LED面板可以在顶表面1740的孔下方(例如，如上面参考图3A所述)。灯特征部1702可以绕第一用户输入1704(例如，滚轮)延伸。例如，灯特征部1702可以在第一用户输入1704周围部分地延伸，或者在第一用户输入1704周围全部地延伸。灯特征部1702可以被配置为灯环。在一些示例中，灯特征部1702可以指示控制状态。例如，当第一用户输入1704正在控制或准备好控制诸如操纵器1800或附接的器械的装置时，灯特征部1702可以变亮。在一个示例中，用户控制单元1700可以检测用户的触摸、存在或接近(例如，手的)，以及当检测到用户触摸、存在或接近时，灯特征部1702可以改变外观(例如，从暗变亮)。
1702在第一用户输入1704处。灯特征部1702可以包括LED，其可以在控制单元1700的顶表面
1740上，或者顶表面1740可以包括多个孔，并且LED面板可以在顶表面1740的孔下方(例如，如上面参考图3A所述)。灯特征部1702可以绕第一用户输入1704(例如，滚轮)延伸。例如，灯特征部1702可以在第一用户输入1704周围部分地延伸，或者在第一用户输入1704周围全部地延伸。灯特征部1702可以被配置为灯环。在一些示例中，灯特征部1702可以指示控制状态。例如，当第一用户输入1704正在控制或准备好控制诸如操纵器1800或附接的器械的装置时，灯特征部1702可以变亮。在一个示例中，用户控制单元1700可以检测用户的触摸、存在或接近(例如，手的)，以及当检测到用户触摸、存在或接近时，灯特征部1702可以改变外观(例如，从暗变亮)。
[0385] 用户控制单元1700还可以包括用户输入1708，其可以例如为轨迹球。在一些示例中，用户控制单元1700和操纵器1800可以被配置为使得跟踪球控制操纵器的定向运动(例如，向左、向右、向上或向下转向)。例如，将跟踪球向左侧倾可将安装到操纵器的可转向器械的远端转向左侧，将跟踪球向右侧倾可将器械的远端转向右侧，将跟踪球向前侧倾可使远端转向下，以及向后侧倾可使器械转向上。第二灯特征部1706可以在第二用户输入1708处，以及第二灯特征部1706可以类似于第一灯特征部1702来配置。
[0386] 在一些示例中，一个或多个灯特征部(例如1702、1706)可以响应于检测到用户输入或检测到用户触摸、存在或接近而呈现改变的外观。例如，如下所述，当灯特征部1702响应于检测到用户输入或用户触摸、存在或接近而改变时，在用户特征控制单元上的一个或多个其他灯特征部、在由用户控制系统单元控制的操纵系统上的一个或多个其他灯特征部或两者可以改变外观以匹配灯特征部1702的外观。作为一个更具体的示例，灯特征部1702和1706可以为淡蓝色的环以指示手术系统已准备好使用，并且当临床用户的手靠近或触摸第一用户输入1704时，灯特征部1702和1706变为亮蓝色以指示系统现在处于用户控制之下。另外，相应的操纵器1800上的一个或多个类似的灯特征部可以可选地从暗淡的改变为亮的蓝色灯环，以向临床医生(例如，远离用户控制系统的第二临床医生)指示亲爱的操纵系统它在用户控制下。并且，当用户控制单元处的第一临床医生将手从用户输入移开时，灯特征部从亮蓝色变为暗蓝色。
[0387] 灯特征部可以用本文所述的各种灯特征部图案来指示其他系统状态和事件。如本文所述，用户控制系统150还可以包括其他灯特征部和灯特征部图案(包括可控制的显示特征部)。
[0388] 操纵器系统上的示例灯特征部
[0389] 图18为具有灯特征部的另一示例操纵器1800的图示。器械1850被示为安装在操纵器1800上。器械1850可包括近侧安装部分1852，从安装部分1852向远侧延伸的器械轴1854以及联接至器械轴1854的远端的器械可操纵的远侧工作部分1856。
[0390] 操纵器1800可包括在操纵器1800的臂联杆1804和前臂联杆1806之间的下部旋转关节处的第一灯特征部1802。前臂联杆1806可以在关节处相对于臂联杆1804旋转，并且灯特征部1802可以位于关节处。如图所示，联杆1804、1806的长轴为同轴的，并且相对于联杆1804限定了联杆1806的旋转轴线。第一灯特征部1802可以如本文所述地起作用。
[0391] 操纵器1800可以在界面处包括第二灯特征部1808，在该界面处可以将器械1850安装到操纵器1800的器械滑架部分1810。例如，第二灯特征部1808可以指示界面的连接状态(例如，物理安装的器械，器械或滑架之间的能量或通信正在起作用等)或器械1850或操纵器1800的控制状态。操纵器1850可以另外地或可替代地在操纵器1800的固定或伸缩梁1814上包括第三灯特征部1812，并且第三灯特征部1812可以如本文所述地起作用。操纵器1800可以在梁1814的顶部1818处包括第四灯特征部1816，在该顶部处可以连接器械适配器1820。
[0392] 如本文所述，第一灯特征部1802、第二灯特征部1808、第三灯特征部1812和第四灯特征部1816可以单独地或以任意组合起作用以指示操纵器1800上的相应位置处的操作状况或事件，或者通常对于操纵器1800而言，或通常对于远程操作的手术系统而言(例如，包括相应的控制系统单元，以及可选的一个或多个辅助支持系统)。
[0393] 图19为在可移动操纵器系统单元1900上的操纵器臂1800的图示。操纵器系统单元1900可以包括基座1902显示系统1904以及操纵器1800，显示系统1904可以例如被配置为输出类似于在相应的用户控制系统单元上的显示器的信息。在图19中示出了没有安装器械的操纵器1800，因此第一界面部分1908和第二界面部分1910是可见的。如上所述，器械可以在第一界面部分1908和第二界面部分1910处安装到操纵器1800，以及灯特征部1808可以位于第一界面部分1908处(例如，绕其延伸)，灯特征部1816可以位于第二界面部分1910处，或者两者。操纵器系统单元1900还可以在如上所述的其他位置或本文其他地方(例如，如图9A所示)，诸如在基座的底部(例如，在地板附近)或在显示系统1904或操纵器臂1906与基座相会的位置处包括灯特征部。
[0394] 图21为具有从基座2108延伸的伸缩柱2110的医疗装置2100的图示，该基座2108可以例如为如图2A-2B、图9A或图19所示的操纵系统的基座。伸缩柱2110可具有一个、两个、三个、四个或更多个伸缩部分。如图所示，伸缩柱2110可具有第一部分2102、从第一部分2102延伸的第二部分2104和从第二部分2104伸缩的第三部分2106。臂、梁或其他装置可被安装到远侧第三部分2106。装置2100可以具有多个灯特征部(例如，灯环)，其可以对应于第一部分2102、第二部分2104和第三部分2106。例如，外环2112可以对应于第一部分2102，中间环2114可以对应于第二部分2104，以及内环2116可以对应于第三部分2106。如图所示，环绕柱
2110为同心的，并且环的相对大小和位置与柱2110的可伸缩部分之间的相关性可以帮助用户理解环和可伸缩部分之间的关系。如本文所述，环可传达关于伸缩部分的信息，诸如运动的旋转或平移范围(例如，红色指示运动范围的末端)、目标关节取向、目标伸缩联杆部分平移等。尽管示出了三个环和相应的伸缩部分，但是也可以使用更多(例如4、5或更多)或更少(例如2)对的环和相应部分。
2110为同心的，并且环的相对大小和位置与柱2110的可伸缩部分之间的相关性可以帮助用户理解环和可伸缩部分之间的关系。如本文所述，环可传达关于伸缩部分的信息，诸如运动的旋转或平移范围(例如，红色指示运动范围的末端)、目标关节取向、目标伸缩联杆部分平移等。尽管示出了三个环和相应的伸缩部分，但是也可以使用更多(例如4、5或更多)或更少(例如2)对的环和相应部分。
[0395] 图22为在旋转连接器2210处的示例灯特征部2220的图示，该旋转连接器可以联接至延伸到患者2201体内的气管插管。灯特征部2220可沿着操纵系统2200的底座部分的侧2232在旋转连接器2210附近延伸。在一些示例中，灯特征部2220可以绕底座部分延伸以形成灯环。所述底座部分可例如保持用于柔性器械导管、器械套管或如图所示的气管插管旋转连接器的引导部。例如，灯特征部2220的灯外观(例如，颜色或其他灯特征部图案)可以指示旋转连接器2210是对齐的(例如，绿色或稳定的灯)还是未对齐的(例如，红色或脉动可指示未对齐的)。因此，在此示例中，灯特征部用于指示界面连接的状态。此外，作为通过界面的通量的示例，灯特征部可选地可以用来指示通过旋转连接器2210的呼吸气流的状态。
[0396] 图23A和23B为医疗装置2300的图示，该医疗装置2300在具有多个自由度的关节周围具有多个灯特征部2302、2304、2306。医疗装置2300可以具有第一部分2308，该第一部分2308例如可以为操纵系统100、900或1800的臂或基座的一部分。第一部分2308可以使用具有多个自由度的关节(诸如球形关节)联接至第二部分2310。例如，如图中箭头所示，关节可以沿两个或更多个取向轴线旋转。即，第二部分2310可以如箭头2310a所示侧倾，如箭头
2310b所示俯仰和如箭头2310c所示偏转。灯特征部2302、2304、2306环绕关节，并且可选地可以彼此同心。在一些示例中，第一灯特征部2302可以对应于侧倾运动。例如，第一灯特征部2302可以指示侧倾运动的方向(例如，用户应当移动部分2310的取向方向，或者关节正在运动的方向，或者关节将要运动的方向)。灯特征部2302可以包括一个或多个位置特征
2322、2324(例如，如上所述)，该位置特征可以指示相对于由位置特征2324指示的运动极限范围的由位置特征2322指示的当前取向。响应于第二部分2310相对于第一部分2308的侧倾(例如，逆时针方向)，位置特征2322可朝由位置特征2324所指示的运动极限范围移动(逆时针)。
2310b所示俯仰和如箭头2310c所示偏转。灯特征部2302、2304、2306环绕关节，并且可选地可以彼此同心。在一些示例中，第一灯特征部2302可以对应于侧倾运动。例如，第一灯特征部2302可以指示侧倾运动的方向(例如，用户应当移动部分2310的取向方向，或者关节正在运动的方向，或者关节将要运动的方向)。灯特征部2302可以包括一个或多个位置特征
2322、2324(例如，如上所述)，该位置特征可以指示相对于由位置特征2324指示的运动极限范围的由位置特征2322指示的当前取向。响应于第二部分2310相对于第一部分2308的侧倾(例如，逆时针方向)，位置特征2322可朝由位置特征2324所指示的运动极限范围移动(逆时针)。
[0397] 灯特征部2304可单独地或与偏转组合地对应于旋转俯仰和/或偏转运动。例如，响应于将第二部分2310从图23A所示的取向偏转到图23B所示的取向，灯特征部2304可以改变外观(例如，可以从绿色变为黄色以指示接近运动极限的范围)。在一些示例中，灯特征部2304上的位置特征2314可以改变外观。例如，位置特征2314可以变为黄色，但是其余的灯特征部2304可以保持绿色。
[0398] 在一些示例中，灯特征部2304和2306都可以对应于旋转运动。例如，位置特征2314可以对应于第一角度取向(例如，当前取向)，并且如果部分2310在与灯特征部2306对齐的方向上进一步旋转，则灯特征部2306上的位置特征2316可以指示运动范围的合意性或接近性。
[0399] 尽管灯特征部2302、2304、2306被示出和描述为离散的灯特征部(例如，单独的环)，但是它们也可以为同一灯特征部的不同部分。此外，可以看出，一个或多个相似的灯特征部显示器可以适于与第二部分2310相对于第一部分2308的平移运动一起使用，表明第二部分2310在一个、两个或三个笛卡尔自由度中的位置，以指示类似于本文所述的旋转信息的平移信息。并且，可以看出，一个或多个相似的灯特征部可以适合于与一个、二个或三个笛卡尔取向和一个、二个或三个笛卡尔位置的任意组合一起使用。
[0400] 图24为控制具有接口的医疗装置的方法2400的流程图。方法2400可以包括在2402处，呈现与界面的第一状态相对应的灯特征部的第一发光状态。方法2400可以包括在2402处，呈现与界面的第二状态相对应的灯特征部的第二发光状态。在一些示例中，第一发光状态对应于第一关节位移值，以及第二发光状态对应于第二关节位移值。在一些示例中，第一发光状态对应于第一关节角，以及第二发光状态对应于第二关节角。在一些示例中，呈现第一发光状态包括呈现灯特征部的视在运动与界面处的第一运动相对应的第一动画状态，以及呈现第二发光状态包括呈现灯特征部的视在运动与界面处的第二运动相对应的第二动画状态。
[0401] 图25为控制远程操作的手术系统上的集成显示器的方法2500的流程图。方法2500可以包括，在2502处，激活远程操作的手术系统的结构部件上的显示器，以在该结构部件上呈现信息。例如，激活显示器可以包括激活结构部件中的微孔阵列后面的发光显示器。
[0402] 方法2500可包括在2504处，接收与手术程序相关的信息。接收信息可以包括从临床医生的控制台接收信息，并且呈现信息包括在集成显示器上呈现消息或指令。
[0403] 方法2500可以包括在2506处，基于所接收到的信息在集成显示器上呈现信息。在一个示例中，集成显示器在第一操纵器臂上，并且呈现信息包括呈现第一操纵器臂的第一标识符。该方法还可以包括在第二操纵器臂上呈现第二标识符，其中，基于第一标识符和第二标识符的呈现，第一操纵器臂与第二操纵器臂是可区分的。
[0404] 在一些示例中，所接收到的信息可以包括例如操纵器臂的当前姿态，以及所呈现的信息包括与当前姿态相关联的操作模式或状态。
[0405] 在一些示例中，接收信息可以包括接收经过时间或完成时间，以及在集成显示器上呈现信息可以包括呈现经过时间或完成时间。
[0406] 在一些示例中，接收信息可以包括接收联接至操纵器臂的器械类型，以及呈现信息包括呈现器械类型。
[0407] 在各种示例中，该方法可以包括：指示臂上的安全抓握点；指示与臂交互以操作臂；在集成显示器上呈现引导的设置指令；标识要维修或调节的臂；指示要在标识的操纵器臂上进行的器械更换；或传达一系列运动状态。
[0408] 方法2500可以包括在2508处，当不使用显示器时停用显示器，其中当显示器被停用时，该显示器在视觉上不可检测。
[0409] 图26为经由远程操作的手术系统上的用户界面与用户交互的方法2600的流程图图示。方法2600可以包括在2602处，在联接至远程操作的手术系统的臂的第一用户界面上呈现信息。方法2600可以包括在2604处，检测臂的取向的变化。例如，检测臂的取向的变化可以包括从取向传感器接收信息。方法2600可以包括在2606处，基于检测到的臂的取向变化来调节在用户界面上呈现的信息的取向。
[0410] 方法2600可以包括在2608处，在用户界面上呈现第二输入装置的位置的指示。该方法还可以包括通过第二输入装置接收用户输入。
[0411] 方法2600可以包括在2610处，响应于接收到用户输入(例如，响应于通过第二输入装置接收到用户输入)来锁定或解锁关节。
[0412] 图27为控制远程操作的手术系统的操纵器臂和手柄的配置的方法2700的流程图。该方法可以包括在2702处将操纵器臂移动到第一姿态。
[0413] 方法2700可以包括在2704处，响应于操纵器臂至第一姿态的运动而自动地将手柄的取向调节为指定的取向。调节手柄的取向包括通过操纵器臂的一系列位置以一致的取向定位手柄。例如，该方法可以包括将手柄定位在水平取向上。
[0414] 在一些示例中，该方法可以包括基于参考系确定手柄取向。参考系可以包括一个或多个用户参数。例如，一个或多个用户参数包括用户身高，并且该方法可以包括至少部分基于用户身高将手柄定位在一个取向上。
[0415] 方法2700可以包括在2706处接收用户输入。在一些示例中，可以至少部分地基于用户输入来确定手柄的指定取向。
[0416] 在一些示例中，方法2700可以包括在2708处，响应于输入而执行动作。例如，方法2700可以包括响应于用户输入来执行退出程序，并且将手柄的取向调节为退出取向以作为退出程序的一部分。在一些示例中，方法2700可以包括响应于用户输入而释放手柄，其中，当释放手柄时，可以手动调节手柄的取向。在一些示例中，该方法可以包括：当臂处于第一姿态时接收指示第一手柄取向的第一用户输入；以及当臂处于第二姿态时接收指示第二手柄取向的第二用户输入，其中，臂的第三姿态的手柄的指定第三取向至少部分地基于第一用户输入和第二用户输入来确定。
[0417] 尽管在某些情况下在作为计算机辅助远程操作的手术系统的一部分的操纵系统的模块化单臂单元的背景中描述了各方面，但是在其他实施例中，这些方面可以并入安装在手术台(台基座或侧栏)上的一个或多个臂中，或手术室中的另一对象上，或安装在手术室的地板或天花板或墙壁上。在一些示例中，可以将具有这些方面的两个或更多个臂安装在操纵系统上，或者安装在手术室中的另一个对象上，或者安装在手术室中的台、对象、地板、天花板或墙壁上的单个位置上。
[0418] 另外，作为示例公开了两个在一起的单臂操纵系统，但是所公开的各方面适用于不止两个的单臂操纵系统，诸如三个、四个或五个单臂操纵系统，或者适用于任何数量的单臂操纵系统和一个或多个多臂操纵系统的组合，诸如由加利福尼亚州桑尼维尔市的直观外科手术操作(Intuitive Surgical)公司商业化的da 手术系统。
[0419] 本领域技术人员将理解，上述特征中的任何特征可以与其他示例性特征中的任何特征组合，只要这些特征不是相互排斥的即可。根据临床或其他设计要求，可以设想特征的所有可能组合。另外，如果将操纵系统单元组合成单个系统(例如，远程手术系统)，则每个单独的单元可以具有相同的特征配置，或者，一个操纵系统可以具有一种特征的配置，而另一操纵系统可以具有第二不同的特征配置。如上所述，各方面和特征的所有可能的组合的详尽列表将产生prolix描述，并且对于技术人员应该清楚的是，可以设想本文描述的各方面和特征的各种组合。
[0420] 本文描述的示例(例如，方法、系统或装置)可以适用于外科手术程序、非外科手术医疗程序、诊断程序、美容程序以及非医疗程序或应用。这些示例还可适用于训练或获取信息，诸如成像程序。这些示例可适用于处理已从人或动物解剖结构中移除且不会返回人或动物的组织，或与人或动物尸体一起使用。这些示例可用于工业应用，一般的机器人用途，对非组织工件的操纵(作为人工智能系统的一部分)或用在传输系统中。
[0421] 上面的详细描述包括对附图的引用，这些附图形成了详细描述的一部分。附图通过说明的方式示出了可以实施本发明的特定实施例。这些实施例在本文中也称为“示例”。这样的示例可以包括除了所示出或描述的元件之外的元件。然而，本发明人还设想了仅提供所示或所述的那些元件的示例。此外，本发明人还针对特定示例(或其一个或多个方面)或针对本文显示或描述的其他示例(或其一个或多个方面)设想了使用所示出或描述的那些元件(或其一个或多个方面)的任何组合或排列的示例。
[0422] 如果本文献与通过引用方式并入的任何文献之间的用法不一致，则以本文献中的用法为准。
[0423] 在本文献中，如在专利文献中常见的，术语“一个”或“一种”用于包括一个或不止一个，这与“至少一个”或“一个或多个”的任何其他情况或用法无关。在本文献中，除非另有说明，否则术语“或”用于表示非排他性或使得“A或B”包括“A但不包括B”、“B但不包括A”和“A和B”。在本文献中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的普通英语等同物。而且，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”为开放式的，即包括除了权利要求中在该术语之后列出的元件之外的元件的系统、装置、物品、组合物、配方或过程仍然被视为落在本权利要求的范围内。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。
[0424] 除非上下文另外指出，否则诸如“平行”、“垂直”、“圆形”或“正方形”的几何术语并不旨在要求绝对的数学精度。相反，这样的几何术语允许由于制造或等效功能而引起的变化。例如，如果一个元件被描述为“圆形”或“大致圆形的”，则该描述仍然包括并非精确地为圆形的部件(例如，稍微长圆形或为多边多边形的部件)。提供坐标系或参考系以帮助说明，并且植入可使用除本文所述之外的其他参考系或坐标系。
[0425] 上面的描述旨在为说明性的，而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在回顾以上描述之后，诸如可以由本领域的普通技术人员使用其他实施例。提供摘要以允许读者快速确定技术公开的本质。提交摘要时应了解其不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在以上详细描述中，各种特征可以被聚集在一起以简化本公开。这不应被解释为意在使未要求保护的公开特征对于任何权利要求都是必不可少的。而是，发明主题可以少于特定公开实施例的所有特征。因此，所附权利要求由此作为示例或实施例并入详细描述中，每个权利要求作为独立的实施例而独立存在，并且可以设想的是，这样的实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应该参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。
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