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针对远程操作的手术器械功能分配输入设备的方法和系统

阅读：100发布：2020-05-16

专利汇可以提供针对远程操作的手术器械功能分配输入设备的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种在机器人手术系统中分配辅助输入设备以控制手术器械的方法，其能够包括基于辅助输入设备的位置和用户的哪一只手正操作操作性耦接的另一个输入设备，自动地分配辅助输入设备以控制手术器械的辅助功能，从而控制手术器械的运动。一种控制手术器械的系统可以包括手术系统的输入设备，其操作性耦接以生成并发送输入控制信号，从而控制操作性耦接到手术系统的手术器械的运动。所述系统可以进一步包括辅助输入设备和控制系统，所述控制系统操作性耦接所述辅助输入设备，以基于辅助输入设备的位置和用户的哪一只手正操作输入设备，控制手术器械的辅助功能。，下面是针对远程操作的手术器械功能分配输入设备的方法和系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种在机器人手术系统中分配辅助输入设备以控制手术器械的方法，所述方法包括：
基于所述辅助输入设备的位置和用户的哪一只手正在操作操作性耦接的另一个输入设备，控制手术器械的辅助功能，从而远程控制所述手术器械的运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述辅助输入设备的所述位置是相对于至少一个其他辅助输入设备的左边位置和右边位置的其中一个。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于从所述辅助输入设备接收到的输入命令信号，发送信号以启动所述手术器械的所述辅助功能。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述辅助功能选自输送能量、图像和/或音频流式传输、冲洗、抽吸、缝合和切割中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
检测靠近所述辅助输入设备的用户的存在；以及
响应于所述检测，在图形用户界面的一部分处显示指示，其指示所述辅助输入设备被分配控制哪一个手术器械。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
检测所述辅助功能输入设备的驱动；以及
响应于所述检测，在图形用户界面的一部分处显示指示，其指示所述辅助输入设备被分配到哪一个手术器械。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括检测所述手术器械的辅助功能类型并发送来自所述辅助输入设备的信号，从而基于所述检测的辅助功能类型启动所述手术器械的所述辅助功能。
8.一种用于控制手术器械的系统，其包括：
输入设备，其操作性耦接以产生并发送输入控制信号，从而控制操作性耦接到远程操作的手术系统的手术器械；
辅助输入设备；和
控制系统，其操作性耦接所述辅助输入设备，以基于所述辅助输入设备的位置和用户的哪一只手正在操作所述输入设备，控制所述手术器械的辅助功能。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述辅助输入设备的所述位置是相对于至少一个其他辅助输入设备的左边位置和右边位置的其中一个。
10.根据权利要求8所述的系统，进一步包括：
操纵器接口组件，其操作性耦接到所述输入设备，所述操纵器接口组件被配置为响应于来自所述输入设备的控制信号而控制所述手术器械。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述辅助输入设备发送信号以根据检测的所述手术器械的辅助功能类型控制所述手术器械。
12.根据权利要求8所述的系统，进一步包括：
存在传感器，其被设置以检测靠近所述辅助输入设备的用户的存在；和图形用户界面，其包括检测到靠近所述辅助输入设备的所述用户的存在的指示。
13.根据权利要求8所述的系统，进一步包括：
启动传感器，其检测所述辅助输入设备的启动；和
图形用户界面，其包括所述辅助输入设备的所述启动的指示。
14.根据权利要求8所述的系统，其中所述输入设备包括夹钳装置。
15.根据权利要求8所述的系统，其中所述辅助输入设备包括脚踏板。
16.根据权利要求8所述的系统，进一步包括附加输入装置，所述输入装置分别位于操作所述远程操作的手术系统的手术台的用户的左手边位置和右手边位置。
17.根据权利要求16所述的系统，进一步包括附加辅助输入设备，每个所述辅助输入设备分别相对于彼此位于相应的左边位置和右边位置。
18.一种在机器人手术系统中分配辅助输入设备以控制手术器械的方法，所述方法包括：
检测耦接到远程操作的手术系统的第一操纵器接口组件的第一手术器械，所述操纵器接口组件由第一输入设备控制；
检测用户的左手和右手的哪一只手操作所述第一输入设备；以及
如果检测到所述用户的左手操作所述第一输入设备，则将所述第一手术器械的辅助功能的控制分配到相对于第二辅助输入设备位于左边位置的第一辅助输入设备，或者如果检测到所述用户的右手操作所述第一输入设备，则将所述第一手术器械的辅助功能的控制分配到相对于所述第一辅助输入设备位于右边位置的第二辅助输入设备，其中所述左边位置和右边位置的参考系相对于操作所述第一输入设备的用户。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述辅助功能包括电外科功能。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一输入设备包括夹钳装置。

说明书全文

针对远程操作的手术器械功能分配输入设备的方法和系统

[0001] 相关申请的交叉参考

[0002] 本申请要求2012年9月17日提交的美国临时申请No.61/702,166的权益，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

[0003] 本发明的各个方面涉及分配输入设备以对手术器械进行控制的方法和系统，其中所述输入设备远程控制手术器械的功能。更具体地，本发明的各个方面涉及用于远程操作(机器人)的手术系统中的此类方法和系统，其中手术台处的输入设备被分配以控制病人侧推车处的手术器械的一个或更多个功能。

背景技术

[0004] 一些微创手术技术通过使用远程操作的(机器人控制的)手术器械远程执行。在这种手术系统中，外科医生在手术台处操纵输入设备，并且这些输入传递到病人侧推车，所述病人侧推车通过各种操纵器接口装置与一个或更多个手术器械接合。基于手术台处外科医生的输入，病人侧推车处的一个或更多个手术器械被驱动，从而对病人做手术，由此在手术台和病人侧推车的手术器械(一个或更多)之间建立主从控制关系。手术台处提供的输入装置可以包括，例如，手持夹钳装置，其由外科医生抓握并用于定位和驱动器械执行期望的医疗过程。

[0005] 除了耦接到病人侧推车处的各种操纵器界面装置基于手术台处的主输入的操纵来定位和以其他方式操纵器械之外，远程操作的手术器械还能够执行除了在主输入设备的直接控制下执行的那些功能之外的其他辅助手术功能。例如，手术器械可以执行各种辅助功能，例如，单极或双极能量供应(例如，烧灼术)、抽吸、冲洗、缝合、夹紧、切割、成像等。正如通常器械的运动，手术器械执行的辅助手术功能由通常提供在手术台处的输入设备控制。这种输入设备可以包括，例如，压下脚踏板以发送命令从而执行辅助功能。辅助功能输入设备还可以操作性耦接到手动微创手术器械。例如，脚踏板可以用于提供对辅助功能的控制，例如，如经由能量发生器到手动器械的电烧能量输送。

[0006] 一些手术系统(手动或机器人)预分配辅助功能给各个辅助输入设备，例如，脚踏板。当具有对应功能性能力的手术器械将要实施具体辅助功能(例如，能量供应)时，用户能够驱动分配有具体辅助功能的辅助输入设备。例如，如果用户希望供应电烧能量至传送双极电烧能量(例如，与单极能量相反的)的手术器械，用户将在辅助输入设备处提供输入(例如，按压脚踏板)，并且其中所述辅助输入设备已经被分配而且逻辑耦接以提供双极能量传送命令，从而启动双极能量器械；类似地，使用单极能量器械或单极能量分配的输入设备。

[0007] 根据期望执行的手术过程的类型，可以增加各种手术器械到机器人手术系统病人侧推车或从其移除各种手术器械。此外，多个手术器械(其可以为类似于或不同于安装的其他器械的类型)可以一起用于执行手术过程。提供基于当前正由用户控制的手术器械的功能性能力，动态地且以自动方式分配对辅助功能的控制到辅助输入设备的远程操作的(机器人的)手术系统可能是有益的。进一步，存在提供可选和直观方式的需要，以这种方式，分配辅助输入设备以在手术系统(包括远程操作(机器人)手术系统)中控制辅助手术器械功能。

发明内容

[0008] 本发明的示例性实施例可以解决上述提到的问题中的一个或更多个，和/或可以证明上述提到的期望特征中的一个或更多个。根据下列描述，其他特征和/或优点可以变得明显。

[0009] 根据至少一个示例性实施例，一种在手术系统中分配辅助输入设备到手术器械的方法能够包括，基于辅助输入设备的位置和用户的哪一只手正操作操作性耦接的另一个输入设备，自动分配辅助输入设备以控制手术器械的辅助功能，从而控制手术器械的运动。

[0010] 根据另一个示例性实施例，一种用于控制手术器械的系统可以包括手术系统的输入设备，其操作性耦接以产生并发送输入控制信号从而控制操作性耦接到手术系统的手术器械的运动。该系统可以进一步包括辅助输入设备和控制系统，所述控制系统操作性耦接辅助输入设备以基于辅助输入设备的位置和用户的哪一只手正在操作输入设备控制手术器械。

[0011] 根据又一个示例性实施例，一种分配辅助输入设备以控制手术系统中的手术器械的方法可以包括，检测耦接到手术系统的第一操纵器接口组件的第一手术器械，所述操纵器接口组件由第一输入设备控制，以及检测用户的左手和右手中的哪一只手操作第一输入设备。该方法可以进一步包括，如果检测到用户的左手操作第一输入设备，则分配相对于第二辅助输入设备处于左边位置的第一辅助输入设备来控制第一手术器械的辅助功能，或者如果检测到用户的右手操作第一输入设备，则分配相对于第一辅助输入设备位于右边位置的第二辅助输入设备来控制第一手术器械的辅助功能。左边位置和右边位置的参考系能够相对于操作第一输入设备的用户。

[0012] 附加目标、特征和/或优点，部分将在下列描述中阐述，并且部分根据所述描述将是明显的，或可以通过实现本发明和/或权利要求获悉。这些目标和优点的至少一些可以由所附权利要求中具体指出的元件和组合实现和得到。

[0013] 将理解，前述大体描述和下列具体实施方式均是示例性的，仅为了举例说明，并且并不限制所要求保护的范围；相反，权利要求及其等同物应当被授予它们的整个范围宽度。附图说明

[0014] 根据下列具体实施方式(单独或与附图一起)能够理解本发明。包括的附图提供对本发明的进一步理解，并被纳入且构成本说明书的一部分。附图示出本教导的一个或更多个示例性实施例并且与说明书一起用于解释某些原理和操作。在附图中，

[0015] 图1是根据至少一个示例性实施例的示例性远程操作的手术系统的示意图；

[0016] 图2是根据至少一个示例性实施例的机器人手术系统的病人侧推车处的驱动接口组件的透视图；

[0017] 图3是病人侧推车的操纵器臂的另一个示例性实施例的局部示意图，其中两个电外科器械处于安装位置；

[0018] 图4是示出根据至少一个示例性实施例的分配远程操作的手术系统的辅助功能输入设备控制手术器械的辅助手术功能的示例性工作流程的流程图；

[0019] 图5是示出根据至少一个示例性实施例的在图形用户界面上显示与辅助功能输入设备相关的指示的示例性工作流程的流程图；

[0020] 图6是根据本发明的图形用户界面的一种示例性屏幕；

[0021] 图7是根据本发明的图形用户界面的另一种示例性屏幕；

[0022] 图8是根据本发明的图形用户界面的又一种示例性屏幕；

[0023] 图9是根据本发明的图形用户界面的另一种示例性屏幕。

具体实施方式

[0024] 示出示例性实施例的具体实施方式和附图不应视为限制性的。可以做出各种机械上、组成上、结构上、电气上和操作上的改变，而不偏离本说明书和权利要求书及其等同体的范围。在一些情况下，已知结构和技术没有详细显示或描述以免模糊本发明。两个或更多个附图中的相同标记表示相同或类似元素。此外，参考一个实施例详细描述的元素及其相关特征在实施时可以包含在没有具体示出或描述的其他实施例中。例如，如果一个元素参考一个实施例详细描述但没有参考第二实施例描述，但是该元素可以如包括在第二实施例中一样受到保护。

[0025] 出于本说明书和随附的权利要求书的目的，除非以其他方式指出，表述数量、百分比或比例的所有数以及用在本说明书和权利要求书中的其他数字值，被理解为在所有情况中通过术语“约”修改到它们还没有如此修改的程度。相应地，除非相反地指出，下列说明书和附带的权利要求书中阐述的数字参数是近似值，其可以根据要求获得的期望特性改变。至少，但不试图限制与权利要求的范围等效的教导的申请，每个数字参数应当至少根据若干报道的有效数字并通过应用普通的舍入技术来构造。

[0026] 注意，如本说明书和随附权利要求书中使用的，单数形式“一个(a/an)”和“该(the)”以及任何词的任何单数使用，包括多个所指对象，除非清楚并明确地限定为一个所指对象。如本文所用的，术语“包括”及其语法上的变体旨在非限制性的，以使列表中叙述的项目不排除其他类似项目，所述其他类似项目能够替换或增加到所列项目中。

[0027] 另外，本说明的术语并不旨在限制本发明。例如，空间相关术语，例如“之下”、“以下”、“下部”、“之上”、“上面”、“近端”、“远端”等，可以用于描述如在这些图中示出的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。这些空间相对术语旨在包括除了图中所示的位置和取向之外还包括装置在使用或操作中的不同的位置和取向(即，旋转设置)。例如，如果这些图中的装置被翻转，则描述为在其他元件或特征“以下”或“之下”的元件则应当在这些其他元件或特征“以上”或“之上”。因此，示例性术语“以下”能够包括之上和之下的位置和取向两者。一个设备可以以其他方式被定向(旋转90度或以其他取向)并且因此用在本文中对空间相关描述语进行解释。类似地，沿着和围绕各种轴线的运动的描述包括各种具体设备位置和取向。

[0028] 关于手术系统的组件的相对“左”和“右”位置，通常参考系相对于位于手术台处的操作位置中的用户建立；例如，对图1的示例性实施例做出的参考描述了相对左和右方向基于处在手术台处的操作位置中的用户的参考系而发生。

[0029] 此外，单数形式“一个(a/an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式，除非在上下文中另外地指出。并且，术语“包括(comprise/comprising)”、“包含(include)”等限定了所述特征、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但不排除一种或多种其他特征、步骤、操作、元件、部件、和/或组的存在或加入。描述为耦接的组件可以电气或机械直接耦接，或它们可以经由一个或更多个中间部件间接耦接。数学和几何术语不一定旨在根据它们的严格定义使用，除非本描述的上下文另外指出，因为本领域普通技术人员将理解，例如，以基本类似方式起作用的基本类似元件能够明显地落入描述性术语的范围内，即使该术语具有严格的定义。

[0030] 一些现有机器人手术系统使用功能性映射方案，在该方案中，操作辅助功能(例如，能量供应、夹紧、缝合、切割等)的辅助输入设备中的每个被分配具体的辅助功能(一个或更多个)，其能够在手术器械处由辅助输入设备启动。例如，一个或更多个分离的辅助输入设备可以控制由手术器械执行的单极能量供应(例如，用于切割和/或凝血)、双极能量供应(例如，用于血管闭合)、抽吸、冲洗、激光能量供应等操作。因此，当期望由手术器械执行具体的辅助功能时，外科医生启动专用于具体辅助功能的辅助功能输入设备或一组辅助功能输入设备，或者改变专用于辅助功能输入设备(一个或更多个)的另一个辅助功能的功能。

[0031] 如本文使用的术语“辅助功能”、“辅助输入设备”及其变体旨在表示由输入设备控制的手术器械的功能，例如，可以由位于远程(例如，手术台处)的设备控制的功能，以及在一些情况下，由位于器械自身处的冗余控制装置控制的手术器械的功能，但不是输入设备基于通过手术器械的主从控制功能控制的功能，从而输入设备的运动直接对应运动控制或其他手术器械的功能。抓握输入装置是后一种主从类型的控制输入设备的示例，而脚踏板是后一种辅助功能输入设备的示例，例如，当脚踏板被压下时，发送命令信号以使病人侧推车处的手术器械传送能量、启动变换切割刀片和/或引发缝合器。能够从各种输入设备结构(包括脚踏板、按钮、触发器、操纵杆、键盘和本领域普通技术人员熟悉的其他输入设备装置)中选择辅助输入设备。此外，虽然本文中的各种示例性实施例描述位于手术台处的脚踏板的使用，但是辅助输入设备并不受限于此，并且本公开想到其他位置(包括被定位作为主输入设备的部分)处的各种结构的辅助输入设备的设置。后者的示例可以包括，但不限于，设置在主输入设备(例如，抓握装置)上的触发器和/或滑动开关。

[0032] 可以出于各种理由而期望通过同时控制一个或更多个手术器械以执行医疗过程。然而，辅助功能输入设备的数量会受到空间因素(例如，远程操作的手术系统中的手术台处的空间或靠近手动手术系统中病人的空间)的限制。因此，可以期望具有有限数量的辅助功能输入设备(例如，脚踏板)，其能够实施的手术器械的辅助功能比存在的辅助功能输入设备实施的更多。

[0033] 在一些情况下，如果多个辅助功能被预分配到具体辅助功能输入设备，如果一起有待使用的多于一个手术器械中的每个被分配到相同的辅助功能输入设备或一组辅助功能输入设备，则会产生冲突。例如，用于谐波剪手术器械的谐波剪功能可以被分配到位于手术台处的踏板右边的踏板，并且用于单极电外科器械的单极电烧灼功能也可以被分配到位于踏板右边处的相同踏板。因此，本方案中的两个器械(谐波剪和单极电外科器械)不能同时受控，因为每个器械被分配到相同的辅助功能输入装置(例如，踏板)。

[0034] 本发明的各种示例性实施例提供一种鲁棒性方式，其在同时使用多于一个手术器械(包括实施相同的辅助功能的器械)的情况下，将对辅助功能的控制分配到输入设备，而没有引起冲突。此外，与要求用户必须在手术过程期间分配辅助功能到实施这些辅助功能的辅助功能输入设备相比，本发明中的分配可以以更快速、更自动化且更轻便的方式发生。而且，在辅助功能输入设备没有被预分配并且是静态控制辅助功能类型时，本发明的各种示例性实施例可以实现灵活地配置和操作手术系统，使其在手术过程匆忙进行(on the fly)期间可改变，从而配合用户正使用具体的手控制的手术器械。

[0035] 根据各种示例性实施例，被配置以使手术器械执行辅助手术功能的辅助功能输入设备基于辅助功能输入设备的位置和用户的哪一只手(左手或右手)操纵主输入设备而分配，从而控制手术器械。更具体地，与位于相对右边位置的辅助输入设备相比，位于相对左边位置的辅助输入设备将被分配以控制在用户的左手操纵的主输入设备的主从控制下的手术器械的辅助功能。类似地，位于相对右边位置的辅助输入设备将被分配以控制用户的右手操纵的主输入设备的主从控制下的手术器械的辅助功能。

[0036] 本领域普通技术人员将理解，在使用期间，主输入设备可以相对于彼此位于相对左边位置或相对右边位置，例如，如，通过彼此横向交叉两个抓握装置。然而，无论主输入设备相对于彼此处于什么位置，能够依赖外科医生的左手或右手操纵它们以控制手术器械的操作作为用于分配自动且操作地耦合的多个辅助输入设备的哪一个控制手术器械的辅助功能的基础。使用辅助输入设备的这种基于位置的分配，当一起使用两个手术器械时，每个手术器械的一个或更多个辅助功能基于辅助功能输入设备和提供主输入以控制手术器械的用户的手的相对位置而被分配到各自的辅助功能输入设备，从而不同手术器械的辅助功能不被分配相同的辅助功能输入设备。以此方式，可以避免功能性映射输入设备和手术器械的辅助功能造成的冲突，并且可以实现动态可配置系统。

[0037] 本文描述的各种示例性实施例基于当前正被控制为主输入设备的从器械(有时被称为“跟随器械”)的手术器械(一个或更多个)的类型，动态且自动地分配辅助控制功能到辅助输入设备，而不是分配预设定的、静态辅助功能到辅助输入设备。这种动态分配能够提供更直观的关系，该关系可以发生在通过依赖用户的手操作具体主输入设备的手术器械的运动控制和与操作相应器械的用户的手具有相同的相对左边或右边位置的辅助输入设备(例如，脚踏板)的启动之间。此外，当外科医生的一只手(例如，左手)具有第一跟随器械并放下第一器械以拾起先前没有在相同手中的跟随状态中的第二器械来控制时，能够容易实现各种示例性实施例想到的控制手术器械的辅助功能的辅助输入设备的位置映射。即使第一和第二器械是两种不同辅助功能类型，系统能够基于本文描述的位置映射自动并动态地分配辅助输入设备以控制新的跟随器械的辅助功能。如上文提到的，这可以有助于提高用户体验并增加整个系统操作的灵活性。

[0038] 因此，例如，本发明的各种示例性实施例想到，当用户正使用通过用户的左手操作的主输入设备(例如，抓握输入设备)操纵手术器械时，那个手术器械的辅助功能由位于相对朝向一组辅助功能输入设备的左手侧的位置处(例如，位于该组输入设备的左边位置处)的一个或更多个辅助功能输入设备(例如，脚踏板)实现。如果用户也使用通过用户的右手操作的主输入设备(例如，抓握设备)操纵另一个手术器械时，那个手术器械的辅助功能由位于相对朝向一组辅助功能输入设备的右手侧的位置处(例如，位于该组辅助功能输入设备的右边位置处)的一个或更多个辅助功能输入设备(例如，脚踏板)实现。

[0039] 根据本发明的各种示例性实施例的位置映射还允许用户经由第一主输入设备用右手控制第一器械并通过第二主输入设备用左手控制第二器械，从而在手术过程期间交换对器械的控制(即，第一器械到左手和第二主输入设备以及第二器械经由第一主输入设备到右手)，并且还自动地交换与器械的辅助功能相关的辅助输入设备的原始分配。也就是说，由于辅助输入设备的位置映射对手术器械的控制是基于检测当前用户的哪一只手正在控制手术器械，当在手术过程期间手术器械通过用户不同的手被交换控制时，能够保持辅助输入设备的相同主观映射(如本文进一步解释的，基于位置的映射)，而用户不必要思考哪一个辅助输入设备被预分配到器械。因此，无论用户的右手此时正在操作哪个器械，位于另一个辅助输入设备的右边的辅助输入设备将总是被分配以进行控制，并且反之亦然。

[0040] 此外，本发明的各种示例性实施例想到检测手术器械的辅助功能的类型或当前跟随的器械的辅助功能的类型，并基于检测到的器械辅助功能的类型将其分配到在位置上被映射到那些手术器械的辅助功能的各自的辅助输入设备。因此，根据各种实施例，辅助功能能够以自动且鲁棒性方式分配到辅助功能输入设备。附加地，各种示例性实施例想到，由于正受控的每个手术器械的辅助功能(一个或更多个)被分配到指定组的辅助功能输入设备，相同辅助功能类型的超过一个的器械(例如，如超过一个的双极电外科器械)能够一起跟随并被单独地启动，从而执行它们的辅助功能。

[0041] 各种示例性实施例还想到，当同时控制的超过一个器械的辅助功能的每个被分配到相同的辅助功能输入设备时，通过消除用户重新分配辅助功能到不同辅助输入设备的需要，简化用户体验。相反，系统基于辅助功能输入设备的位置和用户的左手和右手的哪一个手正在操作主输入设备来自动进行分配，其中执行辅助功能的器械跟随所述主输入设备。

[0042] 机器人手术系统

[0043] 现在参考图1，在一个示例性实施例中，提供一种远程操作的手术系统100，其通过与各种远程操作的手术器械102a-102c交互并控制这些器械以执行微创手术过程。手术器械102a-102c可以选自被配置为执行各种手术过程的各种器械，并且，根据各种示例性实施例，一个或更多个器械能够是电外科器械，例如，双极和/或单极电外科器械。一些手术器械也能够是所谓的混合模式，其允许传送单极和双极能量两者。

[0044] 单极电外科器械通常通过单极和返回电极传送电能量，其中返回电极将电能量返回到设置于病人外部的能量发生器。单极电外科器械的示例包括，但不限于，牵引钩、药刀、包括利用相同的电势激励的两个刀片的手术剪、烧灼探针、冲洗器、剪刀等。双极电外科器械通常通过两个极单独地传送电能量，并且电流的返回路径是从一个极通过另一个极。双极器械的示例包括，但不限于，抓握器、钳子、夹紧装置等，它们通常用于闭合血管和脉管组织、抓握血管、烧灼或凝固组织等。也可以通过安装在病人侧推车处的手术器械传送其他类型的能量(例如，超声、激光和/或神经刺激)到病人。

[0045] 当然，手术器械102a-102c并不必要限制到传送能量的器械，并且能够是执行各种辅助功能或不执行各种辅助功能的各种类型的器械。本领域技术人员将理解，尽管下列示例性实施例的描述专注于电外科器械，但是本发明并不被限制于此，并且根据本文阐述的原理，能够使用具有各种辅助功能的手术器械。

[0046] 本发明包括的辅助功能的类型的非限制性示例(其组件有适当修改)包括，例如，电能量传送(例如，烧灼、激光、超声或射频能量)；流体(例如液体或气体)传送(例如，冲洗)；图形和/或音频流；抽吸；切割(例如，谐波剪或切割刀片)；夹紧；缝合；低温输液功能等。

[0047] 如图1的示意图示出的，机器人手术系统100包括病人侧推车110、手术台120和辅助/控制推车130。在机器人手术系统100的非限制性示例性实施例中，辅助/控制推车130包括“核心”处理设备，(例如，下文讨论的核心处理器150)，和/或其他辅助处理或功能发生设备，其可以并入到控制推车130中或物理支持在控制推车130处。控制推车130还可以包括操作机器人手术系统的其他控制装置。如下文更详细描述的，在一个示例性实施例中，从外科医生控制台120发送的信号可以传输到控制推车130处的一个或更多个处理器，其可以将信号解释并产生将要被发送到病人侧推车110的命令以经由操纵器接口组件104a-104c操纵一个或更多个手术器械102a-102c，其中所述操纵器接口组件在所述病人侧推车110处与所述手术器械耦接。除了手术器械102a-102c安装在病人侧推车110处，在各种示例性实施例中，内窥镜成像装置103能够安装到病人侧操纵器臂104d的其中一个，从而提供远程手术部位的实时图形。

[0048] 注意，图1中的系统组件并不被示出位于任何具体位置，并且能够根据需要设置，其中，病人侧推车110相对于病人设置以对病人实施手术。非限制性地，能够使用器械102的远程操作的手术系统的示例性实施例是加利福尼亚州森尼维尔市的直观外科手术操作公司出售的da Si(型号为IS3000)。

[0049] 操作中，外科医生控制台120通过各种主输入设备(包括，但不限于，抓握装置122a，122b)和各种辅助输入设备(包括，但不限于脚踏板124a-124d等)接收来自用
户(例如，外科医生)的输入。通过主输入设备，外科医生控制台120用作主控制器，通过其控制，安装在病人侧推车110处的器械102a-102c、103充当从属设备，以实现手术器械(一个或更多个)的期望运动，并相应地执行期望手术过程。例如，但不限于，抓握装置122a、122b(也被称为主工具操纵器)可以充当“主”输入设备，其可以控制手术器械
102a-102c，例如，可以充当安装在病人侧操纵器臂104a-104d处的相应“从”设备的手术器械102a-102c、103的末端执行器和/或腕部。在图1的实施例中，抓握装置122a位于外科医生控制台120的左侧上并且通常被设置和定位为由用户的左手操纵，从而实现病人侧推车110处的器械的相应运动，如下文将更详细讨论的。抓握装置122b位于外科医生控制台
120的右侧上并且通常被设置和定位为由用户的右手操纵，从而实现病人侧推车110处的器械的相应运动。

[0050] 进一步，但不限于，脚踏板124a-124d可以被驱动从而启动可以安装在病人侧推车110处的手术器械102、103的任意的各种辅助功能。这种辅助功能的非限制性示例包括，例如，单极或双极电外科能量、激光能量、超声能量、射频能量、神经刺激能量、图像和/或音频流、抽吸、流体冲洗(例如，通过气体或液体源)、缝合、夹紧、切割、烧灼应用等。脚踏板124a-124d可以设置为踏板组，例如，踏板“组合”，以使其中一组踏板可以被分配启动手术器械102a-102c、103的其中一个的辅助功能，如下文将更详细描述的。根据各种示例性实施例，但不限于，脚踏板124a和124b可以被称为踏板“左组合”，而脚踏板124c和124d可以被称为踏板“右组合”。通常情况下，任意数量的踏板可以位于外科医生控制台120处的右组合或左组合中。本领域技术人员将理解，基于图1示出的踏板124a-124d的设置和位置，踏板能够具有相对左边的定位(例如，踏板124a，124b)，并且位于更朝向外科医生控制台120的整个左手侧的位置。在这种方式中，相对左或右定位是参考其他踏板组合(或其他类似辅助功能输入设备)而言。而且，本领域技术人员将理解，踏板组合能够包括任意数量的踏板(包括1个)，但并不旨在包括相对于其他踏板朝向左侧或右侧而相对定位的类似踏板。

[0051] 在各种示例性实施例中，外科医生控制台120也包括输出单元，包括，但不限于，例如允许外科医生在手术过程期间(例如，经由病人侧推车110处的光学内窥镜103)查看手术部位的图像(例如，2维和/或3维图像)的查看器或显示器126。其他输出单元可以包括扬声器(或其他能够发送声音的组件)，和/或外科医生与其接触并且其能够提供触觉反馈的振动等的组件。在各种示例性实施例中，一个或更多个输出单元可以是外科医生控制台120的部分，并且信号能够从控制推车130传输到这些输出单元。尽管在各种示例性实施例中，一个或更多个主输入设备122a、122b或辅助输入设备124a-124d可以集成到外科医生控制台120中，但是各种其他主输入设备和/或辅助输入设备可以单独添加和提供，从而在系统使用期间，可由外科医生访问，但并不一定将它们集成到外科医生控制台120中。在本发明的上下文中，输入装置被如此定位以作为外科医生控制台的部分。

[0052] 因此，如本文使用的“外科医生控制台”包括控制台，其包括一个或更多个输入设备122a、122b和124a-124d，外科医生能够操纵其以发送信号(通常通过控制处理器，例如，如下文更详细描述的控制推车130的部分)，从而驱动病人侧推车110处的远程可控制的运动学结构(例如，安装在操纵器臂104a-104d处的手术器械102a-102c和内窥镜成像装置103)。外科医生控制台120还可以包括能够提供反馈给外科医生的一个或更多个输出设备。如本文所使用的，但是应当理解，外科医生控制台不仅能够包括集成各种输入输出设备(例如，显示器)的单元(例如，由图1中的元件120大致示出)，还能够包括与控制器(例如，控制推车处提供的并且外科医生可访问的控制器)信号通信的单独的输入和/或输出设备，尽管不一定与各种其他输入设备集成在单元内。作为一个示例，输入单元可以直接提供在控制推车130处并且可以提供输入信号到控制推车处的处理器。因此，“外科医生控制台”不一定要求所有输入和输出设备集成为单个单元，并且能够包括一个或更多个单独的输入和/输出设备。

[0053] 进一步地，能够想到，在本发明的范围内，主输入设备能够具有各种形式，其中安装到外科医生控制台120的抓握装置122a、122b仅是示例性和非限制性的。例如，主输入设备可以自由浮动并具有由用户的右手或左手有待操作的具体配置，而不是经由朝向外科医生控制台的相对左边位置和相对右边位置设置的固定装置耦接到外科医生控制台。在另一个替代例子中，传感器(例如，如光学传感器)可以用于确定用户的哪一只手(左手或右手)正在操作主输入设备，而不管其具体配置如何。而且，能够想到，能够实施各种能够感测和跟踪用户的手的运动的传感器技术以用作主输入设备。使用这种传感器技术可以允许检测用户的左手或右手的运动，从而确定哪一只手正在控制哪一个器械。用于感测和跟踪用户的手的运动的传感器技术的一种示例性实施例包括体感控制股份有限公司(Leap Motion,Inc)开发的传感器技术。因此，主输入设备和确定用户的哪一只手正在操作主输入设备并不限于图1中示出的系统100的抓握装置配置。

[0054] 图1的示例性实施例示出具有多个独立可移动操纵器臂140a-140d的病人侧推车110，其中所述操纵器臂的每个可以支撑操纵器接口组件104(一个示例，如图2中部分示出的组件204)并且被配置为固定和操纵安装到其的各种手术器械(例如，手术器械102a-102c)。然而，本领域的普通技术人员将理解，除了图1中示出的，还可以使用其他病人侧推车配置，例如，图3的示例性实施例中使用的。在图3中，病人侧推车能够具有单个操纵器臂340(臂部分在图3中单独示出)，其具有能够支撑多个操纵器接口组件304a、
304b(出于简洁，仅再次示出两个)处的多个手术器械302a、302b(出于简洁，在图3中仅示出两个)的基座350，所述操纵器接口组件与容纳在多个手术器械302a、302b中的传输外壳306a、306b中的传输装置接合。在图3的示例性实施例中，所安装的器械302a、302b的远端部分被接收通过可以引导插管308(其在单个切口部位或“端口”处被引入病人体内)的入口引导结构307。尽管图3未示出，器械的远端端部部分能够退出插管307(或其他进入结构)的远端端部从而到达远程手术部位。注意，在图1的示例性实施例中，可以存在多个单独的切口部位或“端口”以引入所有安装的器械(例如，四个切口部位或“端口”，从而容纳手术器械102a-102c和内窥镜成像设备103)。

[0055] 尽管图1示出四个操纵器臂140a-140d而图3示出单个操纵器臂340，但是，本领域技术人员将理解，本发明的原理将应用任意数量的病人侧操纵器臂，并且本发明可以应用多于或少于四个病人侧操纵器臂或更多具有多个操纵器接口组件的单个病人侧操纵器臂。

[0056] 基于输入到主输入设备(例如，如外科医生控制台120处的抓握装置122a、122b)的命令，病人侧推车110能够定位和驱动器械102a-102c和103执行期望的医疗过程。例如，随着抓握装置122a、122b被操纵，与病人侧推车110处的抓握装置122a、122b有效且分别相关的操纵器臂140a-140d中的两个操纵它们各自的安装的手术器械102a-102c。进一步，抓握装置122a、122b能够经由操纵器接口组件(例如，图1和图2中示出的操纵器接口组件104、204和图3中示出的操纵器接口组件304a、304b)引起器械102a-102c、103(例如，如果有的话，腕部或末端执行器)的驱动，其中，操纵器接口组件被配置为与提供在手术器械102a-102c、202、302a-302b的每个的近端处的传输外壳106a-106c、206(如图2中单独示出的)接合。本领域的普通技术人员熟悉容纳各种齿轮和力传输装置的机器人手术器械的这种传输外壳，其由操纵器接口组件的驱动器(例如，图2中示出的操纵器接口组件204的驱动器205)驱动。图2和图3中示出的“近端”和“远端”方向相对于手术器械而言。

[0057] 手术器械经由它们的传输外壳能够机械和/或电气耦接到操纵器接口组件，从而能够操作器械。根据至少一个示例性实施例，如图2中示出，无菌盖布208可以提供在病人侧推车110和手术器械102之间，具体在操纵器臂140a-140d上方，以便在无菌区之间形成无菌边界。操纵器接口组件204还可以具有无菌适配器面以与无菌手术器械传输外壳206(图1中标记为106a-106d)接合。注意，传输外壳206被单独示出，没有与操纵器接口组件202接合，其中器械轴202在图2中部分示出。

[0058] 控制系统接收来自病人侧推车110和外科医生控制台120的各种控制信号并发送各种控制信号到病人侧推车110和外科医生控制台120，并能够发送(例如，来自病人侧推车110处的内窥镜成像装置103的)光和过程图形以用于显示，例如，由外科医生控制台120处的显示器126显示和/或显示在与控制推车130相关的显示器132上。

[0059] 控制推车130可以包括至少一个处理器，例如，核心处理器(或控制器)150，其控制安装在病人侧推车110和手术器械102a-102c和内窥镜103耦接到的病人侧操纵器臂140a-140d处的手术器械102a-102c和内窥镜103的操作。在一个示例性实施例中，核心处理器150能够控制手术器械102的辅助功能的实施，例如，能量(例如，激光、超声、电外科、神经刺激等)和/或其他流量传送(冲洗、抽吸)和/或夹紧、切割、缝合和/或其他辅助操作。

[0060] 在示例性实施例中，控制系统可以将所有控制功能集成到一个或更多个处理器中，例如，控制推车130处的核心处理器150，或者，可以提供附加控制器，作为单独的单元和/或为了便利，(例如，通过架子)支撑在控制推车130上。后者可能是有用的，例如，当改装现有控制推车以控制需要附加功能的手术器械，例如，通过提供用于单极和双极应用中的电能量。例如，控制推车130可以包括电外科单元(ESU)160，其能够提供流量源，例如单极和双极能量源，所述电外科单元160可以被提供为与核心处理器150分离的单元(一个或更多个)并被支撑在控制推车130上。在各种示例性实施例中，ESU 160可以被设置为发送信号到核心处理器150并且接收来自核心处理器150的信号。在一个替代实施例中，核心处理器150和能够提供流量源(例如，单极和双极能量源)的ESU 160的组件能够在控制推车处合并在一起，作为单个集成单元，在该单个集成单元中，ESU 160的至少一个组件可以通信以接收到和来自核心处理器150的信号。

[0061] 本领域普通技术人员将理解，控制器(例如，提供在控制推车130处的核心处理器150)可以实施为控制本发明的各种功能的控制系统的部分，如将在下文更详细描述的。本领域普通技术人员将理解，控制器(例如，核心处理器150)的功能和特征可以分布在若干设备或软件组件上，包括，但不限于，处于外科医生控制台120、病人侧推车110和/或其他包括处理器的设备(例如，ESU)中的任意位置处的处理器。可以包括核心处理器150的控制系统的功能和特征可以分布横穿若干处理设备。

[0062] 位置映射系统和方法

[0063] 在下列描述中，各种示例性实施例描述辅助输入设备与手术器械(例如，图1的手术器械102a-102c)的映射。然而，本领域普通技术人员将理解，通过辅助输入设备和本文描述的位置映射还能够控制其他类型的器械，例如，成像器械(例如，图1中的内窥镜摄像机器械103)；相应地，如权利要求书中使用的，手术器械不应当限制为具体形式的器械，而应当宽泛地构造为包括各种用于执行手术、诊断或治疗过程以及远程控制(如本文上述已经描述的)的手术系统的器械。

[0064] 图4中示出的流程图描述了根据各种示例性实施例的工作流程的示例性步骤。应当理解，任意具体实施例可以不需要所描述的每个步骤，并且所描述的一些步骤可以以其他顺序发生和/或与所述的相比发生不止一次。

[0065] 为了易于理解，图4的示例性工作流程参考图1的示例性实施例中的各种组件的实施方式在下面描述。然而，本领域普通技术人员将理解，参考图1的这种描述并不旨在限制性，并且图4的工作流程能够在各种机器人手术系统上实施，包括，如具有类似图3的病人侧推车配置的手术系统。

[0066] 现在参考图4，在至少一个示例性实施例中，图1示出并描述的远程操纵的手术系统100能够用于本发明的实施方式中，其预计提供用于分配辅助功能(例如，流量传送、夹紧、缝合、切割等)到远程操作的手术系统的外科医生控制台处的辅助功能输入设备的方法和系统。图4是用于将手术器械的辅助功能控制自动分配到辅助功能输入设备的工作流程的一个示例性实施例。在根据本发明的各种示例性实施例中，在图4的示例性工作流程中，在操作402处，响应于多个主输入设备(例如，抓握装置122a、122b)中的一个并且与多个主输入设备中的该个是从控制关系，检测手术器械102的类型。响应于主输入设备的各个手术器械102a-102c的状态被称为“跟随”状态，其是手术器械102a-102c正被主输入设备122a、122b的其中一个有效控制的状态。

[0067] 例如，在本发明的范围内包含的机器人手术系统的一些示例性实施例中，给定时间下可操作的主输入设备(例如，外科医生侧控制台120处的两个抓握装置122a、122b)比安装有手术器械(例如，病人侧推车110、310处的三个或更多个手术器械)的操纵器接口组件(例如，图1中的104或图3中的304)更少。在其他实施例中，给定时间下可操作的主输入设备比安装有手术器械的操纵器接口组件更多。这种情形能够发生在，例如，双外科医生控制台远程操作的手术系统设置中，本领域普通技术人员对此熟悉。在任意情形下，外科医生侧控制台120用于识别多个操纵器接口组件中的哪一个将映射到控制系统并在给定主输入设备的控制下。参考图1的实施例，例如，外科医生侧控制台120识别操纵器接口组件104a-104c中的哪一个与两个抓握装置122a、122b的其中一个以当前主从关系被映射到控制系统，因此识别哪一个所安装的手术器械102a-102c正跟随每个抓握装置122a、122b。

[0068] 在一个示例性实施例中，操纵器臂140b处的操纵器接口组件104b可以映射到外科医生侧控制台120处的左抓握装置122a。当操纵器接口组件与主输入设备具有主从关系时，操纵器接口组件，并且相应地，安装在操纵器接口组件处的手术器械(例如，在该示例中的102b)被称为“跟随”器械并且表示这种状态的信号被提供给控制系统，例如，提供给控制推车130处的处理器150。

[0069] 在一些系统中，病人侧推车110的附加操纵器臂(例如，臂140a)能够转动以被定位在病人侧推车110的左侧(如图1所示)或右侧(未示出)，并相应地基于那个位置由左主输入设备122a或右主输入设备122b控制。对于下列描述，所描述并示出的操纵器臂
140a处于图1所示的左操作位置。在图3的示例性实施例中，抓握装置122a和122b可以设置为分别与操纵器接口组件304a、304b具有跟随控制关系，并且因此与安装到操纵器接口组件304a、304b的器械302a、302b具有跟随控制关系。当然，应当注意，图3的实施例中可以提供多于两个的操纵器接口，并且相应地选择性设置为跟随主输入设备。

[0070] 根据各种示例性实施例，手术器械102包括手术器械处编码的唯一标识符，其识别具体手术器械和手术器械类型，包括，例如，手术器械能够执行的辅助功能(一种或更多种)。唯一标识符可以是，例如，具体手术器械102的唯一序列号。唯一标识符可以提供在手术器械102上提供的一个或更多个存储器存储结构处并包含关于手术器械102的各种信息，例如，如器械类型、使用次数等，如本领域普通技术人员熟悉的那些。例如，提供唯一标识符的存储器存储结构可以是发送机(其可以是无线如射频识别标签(RFID标签))，在发送机处，编码唯一标识符。

[0071] 可以从手术器械102发送唯一标识符并由病人侧推车110处(例如，靠近或与每个驱动接口组件相关的)的一个或更多个存储器结构读取器设备感测。根据示例性实施例，存储器结构读取器设备(一个或更多个)可以提供在驱动接口组件附接的一个或更多个支撑结构处。示例性器械读取器设备能够包括，但不限于，例如，读取设置在每个手术器械上的唯一RFID标签的RFID传感器；能够与每个手术器械上提供的唯一存储器芯片接合并接收来自它的数据的存储器芯片(例如，SRAM或EEPROM存储器芯片)读取器；条形码读取器；和/或磁介质读取器(例如，磁条读取器)。本领域普通技术人员将理解，能够使用具有从与器械相关的可读取或可读取和可写入存储器存储结构读取存储的信息的能力的其他类型的读取器设备。一些存储器存储结构读取器设备能够是基于接近度的，因为读取唯一信息的能力(其中器械存储器存储设备编程有该唯一信息)依赖于在与病人侧推车的各个驱动接口组件(例如耦接或接合)的近范围内的器械。

[0072] 根据本发明的示例性实施例，具有操纵器接口组件104a-104d的操纵器臂140a-140d的每个可以包括接收器，以感测手术器械102处的发送机发送的信息。根据其他示例性实施例，支撑操纵器接口组件的任意各种支撑结构能够包括器械读取器设备，以感测手术器械102处的发送机发送的信息。发送机和接收器两者可以支持本领域普通技术人员熟悉的各种无线通信协议。

[0073] 根据本发明的示例性实施例，在器械读取器设备感测唯一标识符之后，唯一标识符信息可以被发送到控制系统，该控制系统可以包括一个或更多个能够分析检测到的手术器械102的类型的处理器150。

[0074] 唯一标识符能够用于确定器械类型以及其他与安装在病人侧推车110处的器械102相关的信息。关于器械类型，根据示例性实施例，与各个手术器械相关的唯一标识符信息能够包括手术器械是否配置有流量传送，例如，能量传送(例如，电外科器械)，以及被配置为传送什么类型的能量(例如，双极、单极、混合模式等)。

[0075] 本领域技术人员将理解，当数据(例如器械标识符信息)被控制系统接收时，数据可以在作为控制系统的部分的上述一个或更多个控制器或处理器处接收。进一步，数据的接收和/或处理可以分布横穿控制系统的一个或更多个控制器或处理器。

[0076] 器械标识存储和读取器设备技术能够经由本领域技术人员已知的各种技术实现，例如，各种光编码/读取、射频编码/读取、磁编码/读取、数字(例如，EEPROM和其他类似的存储设备/读取器)编码/读取等的任意一种。

[0077] 当器械标识信息提供到核心处理器150时，核心处理器150辨认器械标识信息与具体器械102a-102c被安装到的具体操纵器接口组件104a-104c相关。这能够是，例如，通过位于操纵器接口组件靠近位置处的标识符读取器，从而仅能够从安装在驱动接口组件处的器械中读取的标识标签。驱动接口组件104耦接的任何结构(例如，操纵器臂104、臂140上的支撑件、图2的适配器等)可以提供有器械标识读取器，以辨认器械标识信息。因此，控制系统能够确定与具体操纵器接口组件相关的器械标识信号，其中所述具体操纵器接口组件与读取并发送器械标识信号的读取器相关。

[0078] 根据各种示例性实施例，控制系统被配置为确定哪一个操纵器接口组件104与哪一个主输入设备(例如，抓握装置122a、122b)具有主从关系，并且还被配置为检测安装在具体操纵器接口组件104处的具体手术器械102。因此，根据各种示例性实施例，远程操作的手术系统100被配置为确定哪一个安装的器械102a-102c被哪一个主输入设备(例如，抓握装置122a、122b)控制。

[0079] 根据本发明的各种示例性实施例，在图4的示例性工作流程中，在操作404处，控制系统检测用户的哪一只手正操作主输入设备，哪一个手术器械102跟随于主输入设备。例如，控制系统可以确定器械102a跟随抓握装置122a，其由用户的左手操作，并且器械
102c跟随抓握装置122b，其由用户的右手操作。如上述解释的，确定用户的哪一只手操作主输入设备能够以各种方式检测到，例如，相对位置和/或主输入设备的配置，和/或经由其他感测和跟踪技术。

[0080] 根据各种示例性实施例，在图4的工作流程的操作406处，远程操作的手术系统100被配置为基于(与其他辅助功能输入设备相比的)辅助功能输入设备的相对左或右位置以及正操作控制跟随手术器械的主输入设备的相应用户的手，分配可操作耦接(例如，经由信号通信)的一个或更多个辅助功能输入设备并驱动跟随手术器械102。分配有辅助功能(一种或更多种)的一个或更多个辅助功能输入设备能够，例如，位于踏板的左边组合(例如，图1中的124a、124b)或踏板的右边组合(例如，图1中的124c、124d)中，并因此在位置上分别对应于用户的左手或用户的右手。

[0081] 进一步，在各种示例性实施例中，如408处描述，当驱动所分配的辅助功能输入设备时，控制系统可以基于步骤402处检测到的器械的辅助功能类型，使具体辅助功能信号类型发送到对应的、在位置上映射的手术器械。

[0082] 例如，当在步骤402处检测到手术器械102a是双极电外科器械并且还在步骤404处确定手术器械102a跟随左抓握装置122a时，远程操作的手术系统100可以响应于脚踏板124a(其为脚踏板的左边组合)的驱动分配辅助功能，例如，双极能量供应。如上述讨论的，在图1的示例性实施例中，可以考虑脚踏板的左边组合以包括脚踏板124a和124b，并且在图1的示例性实施例中，可以考虑脚踏板的右边组合以包括脚踏板124c和124d。进一步的示例，例如，基于检测到的手术器械102a的类型而分配控制功能的脚踏板124a相对于驱动手术器械以实现辅助功能的其他脚踏板124c-124d具有相对位置，例如，左边位置。脚踏板124a的该相对位置对应于操作主抓握装置122a以输出操纵手术器械102a的信号的用户的左手。因此，由左手边的抓握装置122a控制的手术器械102a的辅助功能(一种或更多种)被分配到包括图1的示例性实施例中的124a、124b的脚踏板的左边组合。例如，如果检测到的手术器械的类型是永久烧灼药刀，脚踏板124a可以自动被分配发送信号到单极能量发生器，从而执行单极切割辅助功能并且脚踏板124b可以被分配发送信号到单极能量发生器，从而执行单极凝血辅助功能。

[0083] 在各种示例性实施例中，分配辅助输入设备的辅助功能信号类型能够，除了位置和/或检测的器械类型映射之外，还能够依赖于接受的行业标准。作为一个非限制性示例，辅助输入设备能够被染色并且功能分配能够基于那些颜色。例如，脚踏板124a-124d可以是蓝色或黄色，其中，蓝色踏板分配为进行凝血过程的能量传送，并且黄色踏板分配为进行切割过程的能量传送，其前提是，当这些功能可用于在辅助输入设备的控制下的器械(一个或更多个)时。

[0084] 在各种示例性实施例中，在图4的工作流程的操作410处，当驱动其中一个辅助功能输入设备(例如，脚踏板124a-124d)时，被驱动的辅助输入设备输出输入命令信号到核心处理器150，例如，控制系统的核心处理器。之后，核心处理器150根据当前分配到驱动的辅助功能输入设备的手术辅助功能，发送辅助功能启动信号以控制分配的和跟随的手术器械102。通过一个具体的示例，当脚踏板124a被分配到具有具体辅助功能类型的手术器械102a并且跟随左抓握装置122a时，驱动(例如，压下)脚踏板124a将使手术器械102a启动，从而传送单极烧灼能量。然而，如果不是单极烧灼能量传送器械，而是手术器械102a，例如，其被配置为缝合，然后驱动脚踏板124a将启动手术器械102a执行缝合辅助功能。

[0085] 在各种示例性实施例中，例如，参考图1，上面踏板124a、124c能够比下面踏板124b、124d启动更高或更强辅助功能水平。例如，如果在位置上映射到踏板的左边组合
124a、124d的手术器械类型是电外科能量器械类型，则与压下踏板124b相比，压下踏板
124a可以启动手术器械传送更高电压能量，或反之亦然。在其他示例性实施例中，组合中的上面和下面踏板对能够对应于不同的形态，例如，如单极切割和单极凝血；缝合器引发和缝合器夹紧；抽吸和冲洗；机械切割和血管闭合等。

[0086] 如下进一步描述的，控制系统还能够提供信息给外科医生控制台处的用户，例如，在显示器132处，以通知用户什么类型的器械跟随具体主输入设备并且还通知用户分配辅助输入设备的每个启动什么辅助功能。利用这个信息，用户能够智能控制手术系统执行各种手术过程。

[0087] 图5中示出的流程图描述根据本发明的各种示例性实施例的工作流程的示例性步骤。应当理解，任意具体实施例可以并不需要所描述的每个步骤，并且所描述的一些步骤可以以其他顺序发生和/或与所述的那些相比发生不止一次。例如，在一个示例性实施例中，步骤506和508能够发生，而502和504没有发生。

[0088] 图5是用于将与辅助功能输入设备相关的指示显示在图形化用户界面上的工作流程的一个示例性实施例，其中图形化用户界面的示例性实施例在图6和图7中示出。在各种示例性实施例中，图形化用户界面可以显示在显示器上用于由远程操作的手术系统的用户可视化，例如，外科医生控制台120处的用户。根据本发明，在图5的示例性工作流程中，在操作502处，靠近一个或更多辅助功能输入设备(例如，脚踏板124a-124d)的位置中检测到用户的存在。根据各种示例性实施例，能够通过使用一个或更多个存在传感器(例如，图1中示出的脚存在传感器128a-128d)检测用户的存在，所述传感器可以提供在脚踏板124a-124d的每个处或可以提供在脚踏板124a-124d的相对近的位置中。在各种示例性实施例中，每个踏板可以具有其自身的存在传感器或者踏板组(例如，分别为左边组合和右边组合)，每个踏板可以与共有存在传感器相关，并因此仅可以使用传感器128(图1中示出)中的两个。无论如何，例如，当检测到用户的脚在一个或更多个脚踏板124a-124d上方时，在靠近一个或更多个脚踏板124a-124d的位置中检测到用户。通过示例，可以检测到用户的脚在脚踏板的左边组合124a、124b上方停留或在脚踏板的右边组合124c、124d上方停留。

[0089] 本领域普通技术人员熟悉可以实施为存在传感器的各种类型的感测技术，其中一个非限制性示例包括，光发射器和光学检测器，其被设置为使得当用户的脚干扰光束时，传感器发送信号到处理器，指示感测到踏板(一个或更多个)的上方存在物体。

[0090] 当检测到一个或更多个脚踏板124a-124d的上方存在用户例如用户的脚(其能够是右脚或左脚)时，检测用户存在的一个或更多个脚存在传感器(例如，一个或更多个传感器128a-128d)发送存在检测信号，指示用户存在。存在检测信号可以在位于例如，外科医生控制台120处的一个或更多个处理器处接收，或可以被发送到，例如，控制推车130处的核心处理器150。处理器接收存在检测信号并输出信号以为用户提供显示，例如，在显示器132处显示。

[0091] 现在转到图6和图7，示出了描述本发明的示例性方面的图形化用户界面的屏幕截取的示例性部分。图6和图7的每个示出图形用户界面(GUI)600、700，其能够提供在远程操作的手术系统100的用户可访问的显示器处。在一个示例性实施例中，GUI 600、700可以提供在显示器126处。然而，本领域的普通技术人员将理解，本发明并不限于于此，并且GUI 600、700可以提供在任意显示器处，例如，如提供在机器人手术系统100的控制推车130处的显示器132处。而且，GUI 600、700可以在与系统相关的、超过一个的显示器处显示。

[0092] 而且，为了简洁，仅示出构成整个显示器系统的部分GUI显示600、700。通常情况下，图6和图7中的空白部分示出的显示器的主要部分可以显示来自内窥镜摄像机的图像，该图像能够包括手术部位的图像和/或，例如，相关跟随手术器械的图像。

[0093] 根据示例性实施例，包括GUI 600、700的左侧602、702和右侧604、704的GUI600、700可以提供其每个可以被高亮的指示条606a、706a和606b、706b(由图6和图7中的阴影示出)，如将在下文更详细描述。指示条606a、706a可以提供在GUI 600、700的左侧602、702的外部的一部分处或沿着其整个外部提供，并且指示条606b、706b可以提供在GUI600、700的右侧604、704的外部的一部分处或沿着其整个外部提供。本领域普通技术人员将理解，本发明并不限于此，例如，指示条并不限于提供在GUI 600、700的外部处并且任意各种指示符可以提供在GUI 600、700处，各种指示符向用户提供区分GUI 600、700的相对位置侧(即，左边和右边)之间的能力。例如，指示符可以高亮GUI 600、700的整个左侧
602、702或右侧604、704或其部分。

[0094] GUI 600、700还可以包括左边器械标识显示608a、708a和右边器械标识显示608b、708b，它们向用户指示当前响应于主输入设备(例如，跟随抓握装置122a、122b)的器械类型。在图6和图7示出的示例中，左边器械标识显示608a、708a示出由左抓握装置
122a控制(并因此由用户的左手控制)的器械是Maryland双极钳子，而右边器械标识显示608b、708b示出由右抓握装置122b控制(并因此由用户的右手控制)的器械是永久烧灼药刀。当然，本领域的普通技术人员将理解，上述器械仅是两种示例性手术器械类型，并且本发明并不限于此。此外，GUI 600、700可以包括左踏板辅助功能指示610a、710a和右踏板辅助功能指示610b、710b，其每个指示分配到相对左手边位置和相对右手边位置处的各个踏板(例如，踏板124a-124d)的辅助功能。其他踏板(未示出)也可以被显示并被分配不同的辅助功能，其可以以类似于根据本发明的方式传送给用户。

[0095] 返回到图5，并参考图6示出的屏幕截取，在操作504处，基于接收到如来自外科医生控制台120、控制推车130等处的控制系统的一个或更多个处理器的指示信号，检测到用户存在的指示在GUI 600上显示。在图6示出的示例性实施例中，指示条606a示出非高亮的状态，而指示条606b示出高亮状态。图6的示例性示例的指示条606a处的非高亮状态指示在任意脚踏板的左边组合124a、124b的紧邻位置中没有检测到用户的存在。

[0096] 根据各种示例性实施例，由控制系统确定检测用户存在于具体脚踏板的左边组合或右边组合处或其上。通过具体示例，当检测到用户存在于脚踏板124c的上方(其位于脚踏板124c、124d的右边组合上)时，则控制系统发送信号到显示器，以指示检测到用户存在于辅助输入设备处。在其处显示该指示的GUI 600的一部分对应于与脚踏板(例如，右边组合处的脚踏板124c)映射的左手或右手，其中在该脚踏板处检测到用户存在。例如，GUI600的右侧604处的指示条606b显示用户的手和脚踏板的右边组合处的脚踏板124c的对应位置的指示。在这种情况下，指示条606b变为高亮的(例如，经由具体颜色)以指示检测到用户的存在并与指示条606a处示出的非高亮条(和/或不同颜色条)不同。

[0097] 再次参考图5的示例性工作流程，在操作506处，由提供在每个脚踏板124a-124d处或与其连接的任意各种驱动检测设备检测辅助功能输入设备(例如，脚踏板124a-124d)的其中一个的驱动。当一个或更多个脚踏板124a-124d的驱动发生时，检测具体脚踏板(例如，脚踏板124a)的驱动的驱动检测设备发送指示该脚踏板的驱动的驱动检测信号。驱动检测信号可以在位于例如外科医生控制台120处的一个或更多个处理器处接收，或者可以被发送到，例如，控制推车130处的核心处理器150。处理器接收驱动检测信号并输出信号到显示器，例如，显示器126或显示器132。在一个示例性实施例中，驱动检测由与踏板相关的、本领域技术人员熟悉的开关进行。

[0098] 现在返回到图7示出的屏幕截取，在根据图5的示例性实施例的工作流程的操作508处，相对左手边或右手边映射的驱动的输入设备(例如，脚踏板124a-124d的其中一个)的指示显示在GUI 700上。基于接收到来自例如外科医生控制台120、控制推车130等处的控制系统的一个或更多个处理器的指示信号，所显示的指示被显示在，例如，显示器
126或132处。在图7示出的示例性实施例中，指示条706a示出高亮状态，而指示条706b示出非高亮状态。图7的示例性示例的指示条706b处的非高亮状态指示没有驱动脚踏板的右边组合的的脚踏板124c、124d的任何一个。

[0099] 根据各种示例性实施例，控制系统确定已经驱动被映射以控制由用户的左手或右手控制的器械的辅助功能的脚踏板124a-124d的其中一个。例如，系统能够检测已经驱动左边组合的踏板124a、124b或右边组合的踏板124c、124d的其中一个。当驱动位于脚踏板的左边组合上的脚踏板124a时，那么控制系统发送信号到显示器，指示驱动的辅助输入设备(例如，脚踏板124a)的相对左手或右手映射。显示指示的GUI 700的一部分对应于驱动的脚踏板映射到的手。例如，GUI 700的左侧702处的指示条706a显示基于其左边组合位置而被分配以控制左手映射到的手术器械的驱动的脚踏板124a的指示。在此情况下，指示条706a变为以具体颜色高亮(或包括一些其他指示符)，其指示所述驱动并且与图7的指示条706b处示出的非高亮条不同，并且还与图6的指示条606b处示出的指示用户存在于一个或更多个脚踏板的紧邻位置中的高亮条不同。

[0100] 因此，根据各种示例性实施例，检测到用户存在于辅助功能输入设备(例如，脚踏板124a-124d的其中一个)的左手或右手映射位置的指示或驱动辅助功能输入设备的指示在GUI上显示给远程操作的手术系统100的用户。以此方式，GUI能够立即向用户指示具体邻近设置的辅助功能输入设备(例如，经由存在检测)或驱动的辅助功能输入设备两者的左手或右手映射的辅助输入设备。

[0101] 本发明的各种示例性实施例包括病人侧助理显示器的图形用户界面，其可以位于，例如，控制推车130处的显示器132处。参考图8和图9，描述了可以用于传送与远程操作的手术系统有关的各种信息的图形用户界面(并具体有用于病人侧助理的图形用户界面)的一个示例性实施例。如图6和图7所示，图8和9的抓屏没有示出可以显示在显示器以及示出的GUI组件的各种图像，例如，从内窥镜成像设备和/或其他GUI组件传送来的图像。

[0102] 在图8和图9中，分别利用用户的左手和右手的每一者处于跟随状态的手术器械通常由位于屏幕的左侧和右侧的指示特征802a、802b以及位于屏幕的上部的指示特征804a、804b分别在彼此的左边和右边指示。其中左边和右边是从面向屏幕的观察者的角度来看的。指示特征802、804可以包括左器械标识显示803a、805a和右器械标识显示803b、
805b，它们给用户指示当前响应于由左手和/或右手控制的主输入设备的器械类型(例如，跟随抓握装置122a、122b)。还可以显示一个或更多其他指示特征(例如指示特征813)与器械标识显示815，以指示另一个手术器械可操作耦接到操纵器接口组件但不处于主输入设备控制下的跟随状态。器械标识显示815指示手术器械是什么类型。除了指示手术器械的类型，指示特征还能够包括与哪一个器械被分配以处于外科医生控制台的控制下相关的信息，这可以用于双或多外科医生控制台设置。因此，在图8和图9中，指示特征802、804、
813的每个在820处描述控制台指示显示。

[0103] 对应于图6和图7示出的示例，左器械标识显示803a、805a示出左抓握装置122a控制(并因此由用户左手控制)的器械是Maryland双极钳子，并且右器械标识显示803d、805b示出右抓握装置122b控制(并因此由用户右手控制)的器械是永久烧灼药刀。当然，本领域技术人员将理解，这些器械仅是两种示例性手术器械类型，并且本公开并不限于此。
除了这些指示特征802、804分别设置在屏幕的左侧和右侧，在各种示例性实施例中，可以显示左手边图标806a、807a和右手边图标806b、807b，从而提供附加视觉表示，其指示用户的哪一只手处于哪个跟随手术器械的控制中。

[0104] 在各种示例性实施例中，指示特征802、804也显示图标，其指示手术器械接收到来自辅助输入设备的命令时准备执行辅助功能。例如，图8和图9的抓屏显示每个指示特征802、804中的发光闪烁图标810，其指示手术器械准备就绪执行辅助功能。当能够执行由辅助输入设备控制的辅助功能的器械可操作耦接到在主输入设备(处于跟随状态)的控制下的操纵器接口组件时，显示图标810。本领域普通技术人员将理解，发光闪烁图标是可以显示以指示手术器械准备执行辅助功能的一种示例性图标，并且若干其他图标可以被显示以指示这种状态。此外，可以使用不同的图标，例如，根据器械执行的辅助功能；附加地，可以同时显示超过一种这种图标，例如，以指示器械处于执行超过一种辅助功能的准备状态。

[0105] 如上述参考图6和图7描述的图形用户界面，在示例性实施例中，图8和图9中的图形用户界面能够指示检测到用户存在于邻近位置(图8)或检测到驱动(引发)对应于与辅助输入设备映射的左手或右手控制器械的辅助输入设备(图9)。

[0106] 例如，在图8中，指示特征802、804能够以不同颜色高亮或以其他方式改变，从而传送到用户，检测到用户存在于邻近辅助输入设备的右边组合或左边组合的位置。例如，如图8所示，相对于非阴影特征802a、804a的802b、804b处指示高亮或不同颜色的阴影，例如，可以在检测到用户存在于辅助输入设备的任意右边组合(例如脚踏板124c、124d)的邻近位置时显示。因此，如图8所示，指示特征802b、804b能够被不同地高亮(例如，经由具体颜色)或以其他方式改变，以指示基于检测到存在于邻近辅助输入设备的具体组合的位置中可以驱动用户的左手控制和右手控制的器械的哪一个。

[0107] 类似地，指示特征802、804的这种变化能够用于指示已经驱动具体辅助输入设备以提供命令信号从而启动手术器械的辅助功能。图9也用作一个示例性方式，利用GUI 900的左侧的802a、804a的阴影指示这种状态，从而显示基于其左边组合位置被分配以控制左手映射的手术器械的驱动的辅助输入设备(例如，脚踏板124a、124b的其中一个)的指示。在一个示例性实施例中，如利用图8和图9中的不同阴影描述的，高亮、颜色或其他指示是不同的以指示存在检测和启动。

[0108] 本领域普通技术人员将理解，可以对图6-9的示例性实施例中描述的GUI屏幕进行各种修改，并传送类似的信息给远程操作的手术系统的用户(一个或更多个)，并且不偏离本发明的范围。例如，在一定程度上，可以采用图标和/或文本的不同类型和组合传送上述讨论的信息，也可以使用闪光件或其他指示符代替或与指示特征的颜色或高亮组合，和/或可以使用抓屏的具体特征的不同设置，而不偏离本发明的范围。

[0109] 包括本文描述的各种操作方法的示例性实施例能够以计算硬件(计算设备)和/或软件实现，例如，(在一个非限制性示例中)能够存储、检索、处理和/或输出数据和/或与其他计算机通信的任意计算机。产生的结果能够显示在计算硬件的显示器上。影响根据本发明的各种示例性实施例的各种响应和信号处理的包括算法的一个或更多个程序/软件能够由处理器(例如，数据接口模块)实现，或由处理器与包括核心处理器的控制推车结合实现，并且可以被记录在包括计算机可读记录和/或存储介质的计算机可读介质上。计算机可读记录介质的示例包括磁性记录设备、光盘、磁光盘和/或半导体存储器(例如，RAM、ROM等)。磁性记录设备的示例包括硬盘设备(HDD)、软盘(FD)和磁带(MT)。光盘的示例包括DVD(数字化视频光盘)、DVD-RAM、CD-ROM(压缩盘-只读存储器)和CD-R(可记录)/RW。

[0110] 对于本领域普通技术人员而言，基于本文的描述，进一步修改和替代实施例将是明显的。例如，所述系统和方法可以包括附加组件或步骤，出于操作简洁，框图和描述中省略了这些附加组件或步骤。相应地，本描述仅构成示例性并用于教导本领域的技术人员执行本发明的一般方式。应当理解，本文示出和描述的各种实施例被认为是示例性的。元件和材料以及这些元件和材料的设置可以被本文示出和描述的那些替代，其中片段和过程可以是相反的，并且本教导的某些特征可以独立使用，这对在获得本描述的益处之后的本领域技术人员而言是明显的。在不偏离本教导和下列权利要求的精神和范围的情况下，可以对本文描述的元件做出各种改变。

[0111] 应当理解，本文阐述的具体示例和实施例是非限制性的，并且可以在不偏离本教导的范围的情况下对结构、尺寸、材料和方法做出修改。

[0112] 考虑本文描述的本发明的说明书和实现，根据本发明的其他实施例对于本领域技术人员而言是明显的。注意，所述说明和示例仅被认为是示例性的，其真实范围和精神由下列权利要求指示。

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