本公開總體涉及計算機輔助系統(tǒng)，并且更具體地，涉及控制受運動限制的計算機輔助系統(tǒng)的軟件遠程運動中心。
背景技術：
1、計算機輔助系統(tǒng)通常用于在工作空間中執(zhí)行或輔助程序/手術過程(procedures)。在具有遠程操作的示例計算機輔助系統(tǒng)中，用戶輸入系統(tǒng)處的操作者操縱先導設備(例如，配置為接受用于從動設備的命令的輸入設備)，以使得從動設備(例如，可遠程操作的操縱組件，并且包括帶有或不帶有被支撐器械的可重新定位結構)產(chǎn)生運動。在一個示例中，先導設備相對于操作者參考系的運動用于確定從動設備相對于成像設備視場的相應運動命令。
2、在一些示例中，計算機輔助系統(tǒng)包括具有遠程運動中心(rcm)的可重新定位結構，該遠程運動中心由可重新定位結構的硬件設計強制實現(xiàn)，使得在可重新定位結構執(zhí)行操作的過程中，插管、導管或進入引導裝置上的某一點幾乎不發(fā)生運動。也就是說，這個“硬件”rcm在可重新定位結構執(zhí)行任務期間幾乎不運動，因為被驅(qū)動使得可重新定位結構執(zhí)行任務的關節(jié)被物理設計為避免移動這個硬件rcm。
3、在某些情況下，可能期望驅(qū)動具有硬件rcm的可重新定位結構圍繞設置在不與硬件rcm并置的位置處的rcm進行樞轉。在這種情況下，人類操作者可以設置一個虛擬(或軟件)rcm，它與硬件rcm不同。在某些情況下，可能期望驅(qū)動一種可重新定位結構，該可重新定位結構包含連桿和關節(jié)布置，但不具備硬件rcm。在這種情況下，人類操作者可以設置軟件rcm，以便定義在程序期間中幾乎不經(jīng)歷運動的方位。
4、因此，需要用于控制具有軟件遠程運動中心的可重新定位系統(tǒng)的改進技術。
技術實現(xiàn)思路
1、根據(jù)一些實施例，一種計算機輔助系統(tǒng)及其實現(xiàn)的方法，包括：配置為支撐器械的可重新定位結構，所述可重新定位結構包括通過多個關節(jié)耦接的多個連桿；以及通信耦接到可重新定位結構的控制單元。所述控制單元被配置為：當遠程運動中心(rcm)被設置在第一位置時，接收以命令運動移動可重新定位結構的命令?？刂茊卧€被配置為：確定在將遠程運動中心rcm維持在第一位置的同時驅(qū)動多個關節(jié)以使可重新定位結構按照命令運動移動是否違反可重新定位結構的限制。控制單元還被配置為：響應于確定在將rcm維持在第一位置的同時驅(qū)動多個關節(jié)以使可重新定位結構按照命令運動移動將違反該限制：基于命令運動和第一位置確定多個關節(jié)的替代運動，其中按照替代運動驅(qū)動多個關節(jié)不會違反該限制，并且會將rcm移動到與第一位置不同的第二位置；以及按照替代運動驅(qū)動多個關節(jié)。
2、根據(jù)一些實施例，一種驅(qū)動可重新定位結構的多個關節(jié)的方法，包括：當遠程運動中心(rcm)設置在第一位置時，接收以命令運動移動器械的命令。所述方法還包括：確定在將rcm維持在第一位置的同時，驅(qū)動多個關節(jié)以使可重新定位結構按照命令運動移動是否違反可重新定位結構的限制。所述方法還包括：響應于確定在將rcm維持在第一位置的同時，驅(qū)動多個關節(jié)以使可重新定位結構按照命令運動移動將違反該限制：基于命令運動和第一位置確定多個關節(jié)的替代運動，其中按照替代運動驅(qū)動多個關節(jié)不會違反該限制，并且會將rcm移動到與第一位置不同的第二位置；以及按照替代運動驅(qū)動多個關節(jié)。
3、根據(jù)一些實施例，一個或多個非暫時性機器可讀介質(zhì)包括多個機器可讀指令，當所述多個機器可讀指令由一個或多個處理器執(zhí)行時，適于使一個或多個處理器執(zhí)行本文所述的任何方法。
1.一種計算機輔助系統(tǒng)，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述多個關節(jié)中的一個或多個關節(jié)被機械約束以維持所述rcm，并且其中所述一個或多個關節(jié)能夠由所述控制單元驅(qū)動，以在維持所述rcm的同時移動所述可重新定位結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：
4.根據(jù)權利要求1所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述限制包括所述多個關節(jié)中包括的第一關節(jié)的運動范圍限制。
5.根據(jù)權利要求4所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述替代運動包括將所述第一關節(jié)移動到所述運動范圍限制或?qū)⑺龅谝魂P節(jié)保持在所述運動范圍限制處。
6.根據(jù)權利要求1所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述限制包括所述計算機輔助系統(tǒng)的物理約束。
7.根據(jù)權利要求6所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述替代運動包括將所述可重新定位結構移動到所述物理約束的預定間隙內(nèi)，或?qū)⑺隹芍匦露ㄎ唤Y構保持在所述物理約束的所述預定間隙處。
8.根據(jù)權利要求1所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述限制包括約束，所述約束選自由以下各項組成的組：
9.根據(jù)權利要求1所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述限制包括基于所述可重新定位結構的位置或速率的運動限制。
10.根據(jù)權利要求1所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：響應于將所述rcm移動到所述第二位置，生成反饋以通知操作者。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為，在將所述rcm移動到所述第二位置之后：
12.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為，在將所述rcm移動到所述第二位置之后：
13.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為，在將所述rcm移動到所述第二位置之后：
14.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為，在將所述rcm移動到所述第二位置之后：
15.根據(jù)權利要求14所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：
16.根據(jù)權利要求14所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為，在將所述rcm移動到所述第三位置之后：
17.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：
18.根據(jù)權利要求17所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：
19.根據(jù)權利要求17所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述rcm具有默認位置，并且所述控制單元還被配置為：
20.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：
21.根據(jù)權利要求1和10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述rcm具有默認位置，并且其中所述控制單元還被配置為：
22.根據(jù)權利要求21所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：
23.根據(jù)權利要求21所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：
24.根據(jù)權利要求21所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述默認位置是所述可重新定位結構的硬件rcm的位置，并且其中所述多個關節(jié)中的一個或多個關節(jié)被機械約束為圍繞所述硬件rcm樞轉。
25.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述rcm具有默認位置，并且其中所述控制單元還被配置為：
26.根據(jù)權利要求25所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述補救措施包括：
27.根據(jù)權利要求25所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述補救措施包括：
28.根據(jù)權利要求27所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：
29.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述多個關節(jié)提供足夠的自由度，以允許所述多個關節(jié)具有一系列關節(jié)狀態(tài)，以便與所述器械的末端執(zhí)行器處于相同狀態(tài)，并且其中，為了確定所述多個關節(jié)的替代運動，所述控制單元還被配置為：
30.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中為了接收所述命令，所述控制單元被配置為：
31.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的計算機輔助系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置為：
32.一種驅(qū)動可重新定位結構的多個關節(jié)的方法，所述方法包括：
33.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中所述限制包括所述多個關節(jié)中包括的第一關節(jié)的運動范圍限制。
34.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中所述替代運動包括將所述第一關節(jié)移動到所述運動范圍限制處或?qū)⑺龅谝魂P節(jié)保持在所述運動范圍限制處。
35.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中所述限制包括計算機輔助系統(tǒng)的物理約束。
36.根據(jù)權利要求35所述的方法，其中所述替代運動包括將所述可重新定位結構移動到所述物理約束的預定間隙內(nèi)，或保持所述可重新定位結構在所述物理約束的所述預定間隙處。
37.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中所述限制包括基于所述可重新定位結構的位置或速率的運動限制。
38.根據(jù)權利要求32所述的方法，還包括：響應于將所述rcm移動到所述第二位置，生成反饋以通知操作者。
39.根據(jù)權利要求32所述的方法，還包括，在將所述rcm移動到所述第二位置之后：
40.根據(jù)權利要求32所述的方法，還包括，在將所述rcm移動到所述第二位置之后：
41.根據(jù)權利要求32所述的方法，還包括，在將所述rcm移動到所述第二位置之后：
42.根據(jù)權利要求32所述的方法，還包括，在將所述rcm移動到所述第二位置之后：
43.根據(jù)權利要求42所述的方法，還包括：
44.根據(jù)權利要求42所述的方法，還包括，在將所述rcm移動到所述第三位置之后：
45.根據(jù)權利要求32所述的方法，還包括：
46.根據(jù)權利要求45所述的方法，還包括：
47.根據(jù)權利要求45所述的方法，其中所述rcm具有默認位置，并且還包括：
48.根據(jù)權利要求32所述的方法，還包括：
49.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中所述rcm具有默認位置，并且還包括：
50.根據(jù)權利要求49所述的方法，還包括：
51.根據(jù)權利要求49所述的方法，還包括：
52.根據(jù)權利要求49所述的方法，其中所述默認位置是所述可重新定位結構的硬件rcm的位置，并且其中所述多個關節(jié)中的一個或多個關節(jié)被機械約束為圍繞所述硬件rcm樞轉。
53.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中所述rcm具有默認位置，并且還包括：
54.根據(jù)權利要求53所述的方法，其中所述補救措施包括：
55.根據(jù)權利要求53所述的方法，其中所述補救措施包括：
56.根據(jù)權利要求55所述的方法，還包括：
57.根據(jù)權利要求32所述的方法，還包括：
58.一種或多種非暫時性機器可讀介質(zhì)包括多個機器可讀指令，當所述多個機器可讀指令由與計算機輔助系統(tǒng)相關聯(lián)的一個或多個處理器執(zhí)行時，適于使所述一個或多個處理器執(zhí)行權利要求32-57中任一項所述的方法。