[发明专利]腔内机器人（ELR）系统和方法

说明书

腔内机器人系统和对应方法包括用于可视化、导航、压力感测、平台兼容性和用户界面的子系统。该用户界面可以由控制台、触觉、图像融合、语音控制、远程支持和多系统控制中的一者或多者来实施。

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年8月8日提交的美国专利申请号17/396,759的优先权，该申请要求2020年8月13日提交的美国临时申请号63/064,938的申请日的权益。

技术领域

该技术总体上涉及腔内机器人(ELR)系统，该腔内机器人系统包括用于可视化、导航、压力感测、平台兼容性以及用户界面的子系统，这些子系统可以由控制台、触觉、图像融合、语音控制、远程支持以及多系统控制中的一者或多者来实施。

背景技术

诸如内窥镜检查(例如，支气管镜检查)的医疗手术涉及进入并可视化患者的内腔网络的内腔(例如，气道)的内部。在手术期间，可以将内窥镜插入到患者体内。可使另一工具或器械穿过内窥镜到达目标组织。在此类手术期间，医师和/或计算机系统导航医疗工具或器械通过患者的内腔网络，以便诊断和治疗目标组织。医疗机器人系统可用于插入和/或操纵内窥镜和工具或器械。通过机器人启用的医疗系统可用于执行多种医疗手术，包括微创手术(诸如腹腔镜手术)和无创手术(诸如内窥镜手术)两者。在内窥镜手术中，通过机器人启用的医疗系统可用于执行支气管镜检查、输尿管镜检查、肠胃病学等。

发明内容

本公开的技术总体上涉及腔内机器人系统和方法。

在一个方面，本公开提供了一种用于执行缝合手术的腔内机器人系统。该腔内机器人系统包括至少一个机器人臂和可移除地联接到该机器人臂的内窥镜工具。该内窥镜工具包括联接到该内窥镜工具的远侧端部部分的成像装置。该腔内机器人系统还包括可移除地联接到至少一个机器人臂的针驱动器工具和可移除地联接到该至少一个机器人臂的抓取工具。该腔内机器人系统还包括处理器和其上存储有指令的存储器，该指令在由该处理器执行时致使该处理器进行以下操作：从成像装置接收图像；在所接收的图像上覆盖缝合针路径；以及控制该至少一个机器人臂以基于该覆盖的缝合针路径操作该针驱动器工具来驱动缝合针。

该腔内机器人系统可包括联接到抓取工具的力传感器。该指令在由处理器执行时可致使处理器基于从力传感器输出的力测量数据来确定由抓取工具施加到组织的力，并且响应于确定施加到组织的力大于预定力而生成警报。该力传感器可包括分布成阵列的力传感器。该指令在由处理器执行时可致使处理器进行以下操作：基于利用基于机器学习的算法处理从力传感器输出的力测量数据来确定组织类型；接收抓取工具类型信息；以及基于组织类型和抓取工具类型信息来确定预定力。该指令在由处理器执行时可致使处理器进行以下操作：确定组织类型；获取抓取工具类型信息；以及基于组织类型和抓取工具类型来设定抓取工具施加的最大力。

缝合针路径可包括针进入标记或针退出标记中的至少一者。腔内机器人系统可包括：电磁(EM)场生成器，该电磁场生成器被配置为生成EM场；和至少一个EM传感器，该至少一个EM传感器联接到缝合针。该指令在由处理器执行时可致使处理器基于由至少一个EM传感器感测到的EM场来跟踪缝合针的位置。

该指令在由处理器执行时可致使处理器检测缝合针的滑动，并且响应于检测到缝合针的滑动而控制至少一个机器人臂操作内窥镜工具和/或针驱动器工具来考虑检测到的滑动。检测滑动可包括检测缝合针相对于针驱动器工具的移动。该指令在由处理器执行时可致使处理器基于检测到的滑动的位置来调整缝合针路径，并且将调整过的缝合针路径覆盖在所接收的图像上。控制至少一个机器人臂可包括基于覆盖在所接收的图像上的调整过的缝合针路径来控制至少一个机器人臂操作内窥镜工具和针驱动器工具。