相關(guān)申請本公開要求于2014年10月27日提交的標(biāo)題為“用于集成手術(shù)臺的系統(tǒng)和方法(systemandmethodforintegratedoperatingtable)”的美國臨時(shí)專利申請第62/069,245號以及于2015年3月17日提交的標(biāo)題為“用于減少工具干擾的系統(tǒng)和方法(systemandmethodforreducingtooldisturbances)”美國臨時(shí)專利申請?zhí)?2/134,212的優(yōu)先權(quán)，這兩個公開通過引用以其全文結(jié)合在此。本公開總體上涉及具有鉸接臂的設(shè)備的操作，并且更具體地涉及減少對器械姿態(tài)的外部干擾。
背景技術(shù)：
：：越來越多的設(shè)備正在被替換為自主和半自主電子設(shè)備。這在現(xiàn)今的醫(yī)院里面尤其如此，在手術(shù)室、介入療室(interventionalsuite)、重癥監(jiān)護(hù)病房、急診室等中具有大批自主的和半自主的電子設(shè)備。例如，玻璃溫度計(jì)和水銀溫度計(jì)由電子溫度計(jì)取代，靜脈滴注管線現(xiàn)在包括電子監(jiān)測器和流量調(diào)節(jié)器，并且傳統(tǒng)的手持式外科手術(shù)器械正由計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療設(shè)備所取代。這些電子設(shè)備為操作它們的人員提供了優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。許多這些電子設(shè)備都可以使一個或多個鉸接臂和/或末端執(zhí)行器進(jìn)行自主或半自主運(yùn)動。這些一個或多個鉸接臂和/或末端執(zhí)行器每個都包括支持這些鉸接臂和/或末端執(zhí)行器的運(yùn)動的連桿和鉸接關(guān)節(jié)的組合。在許多情況下，對這些鉸接關(guān)節(jié)進(jìn)行操縱以獲得位于相應(yīng)鉸接臂和/或末端執(zhí)行器的連桿和鉸接關(guān)節(jié)的遠(yuǎn)端處的相應(yīng)器械的預(yù)期位置和/或取向(統(tǒng)稱為期望姿態(tài))?？拷撈餍档拿總€鉸接關(guān)節(jié)為相應(yīng)的鉸接臂和/或末端執(zhí)行器提供至少一個自由度，該自由度可以用于操縱相應(yīng)器械的位置和/或取向。在許多情況下，相應(yīng)的鉸接臂和/或末端執(zhí)行器可以包括允許控制相應(yīng)器械的x位置、y位置和z位置(統(tǒng)稱為平移移動)以及相應(yīng)器械的滾轉(zhuǎn)、俯仰和偏擺取向(統(tǒng)稱為旋轉(zhuǎn)移動)的至少六個自由度。為了在控制相應(yīng)器械的姿態(tài)方面提供更大的靈活性，相應(yīng)的鉸接臂和/或末端執(zhí)行器通常被設(shè)計(jì)成包括冗余自由度。當(dāng)存在冗余自由度時(shí)，可以使用這些鉸接關(guān)節(jié)的位置和/或取向的多個不同組合來獲得相應(yīng)器械的相同姿態(tài)。當(dāng)具有鉸接臂的設(shè)備用于醫(yī)療程序時(shí)，并不罕見的是鉸接臂中的一個或多個可以在端口部位處與患者對接，使得可以利用器械和/或其它末端執(zhí)行器來對于患者的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)執(zhí)行程序。根據(jù)該程序，可能期望釋放對該鉸接臂的一個或多個關(guān)節(jié)的鎖和/或制動器，以便重新定位該鉸接臂的至少一部分。當(dāng)釋放該鎖和/或制動器時(shí)，這樣可能導(dǎo)致該鉸接臂(更重要的是定位在該患者體內(nèi)的器械和/或末端執(zhí)行器的尖端)的位置和/或取向的不期望的移動。這種不期望的移動可能導(dǎo)致傷害患者、傷害鉸接臂和/或末端執(zhí)行器附近的人員、損壞鉸接臂和/或末端執(zhí)行器、損壞鉸接臂和/或末端執(zhí)行器附近的其他設(shè)備、破壞無菌區(qū)和/或其它不期望的結(jié)果。因此，所期望的是，當(dāng)鉸接臂的一個或多個關(guān)節(jié)的制動器和/或鎖被釋放時(shí)，使鉸接臂中的一個或多個關(guān)節(jié)校正器械、鉸接臂和/或末端執(zhí)行器中的不期望的移動。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：與一些實(shí)施例一致，一種計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療設(shè)備包括鉸接臂上的第一關(guān)節(jié)組、鉸接臂上的第二關(guān)節(jié)組、以及耦接到該第一關(guān)節(jié)組和該第二關(guān)節(jié)組的控制單元。在一些實(shí)施例中，該控制單元被配置為確定由釋放一個或多個制動器引起的對第一關(guān)節(jié)組的干擾并且使用第二關(guān)節(jié)組來補(bǔ)償干擾，以減少該鉸接臂上的關(guān)注點(diǎn)的位置的運(yùn)動。根據(jù)一些實(shí)施例，一種控制醫(yī)療設(shè)備中的運(yùn)動的方法包括：確定第一保存變換，該第一保存變換是在干擾之前跨越該醫(yī)療設(shè)備的鉸接臂的第一關(guān)節(jié)組的兩個坐標(biāo)系之間的變換；確定第二保存變換，該第二保存變換是跨越該鉸接臂的第二關(guān)節(jié)組的兩個坐標(biāo)系之間的變換；接收該干擾，該干擾對該第一關(guān)節(jié)組中的一個或多個關(guān)節(jié)的位置進(jìn)行干擾；確定第三變換，該第三變換是在該干擾之后跨越該第一關(guān)節(jié)組的兩個坐標(biāo)系之間的變換；并且確定由該干擾引起的關(guān)注點(diǎn)的預(yù)測運(yùn)動。在一些示例中，由該干擾引起的關(guān)注點(diǎn)的預(yù)測運(yùn)動包括：計(jì)算基于第一保存變換和第二保存變換的第一位置確定與基于第三變換和第二保存變換的第二位置確定之間的差。根據(jù)一些實(shí)施例，一種控制醫(yī)療設(shè)備中的運(yùn)動的方法包括：確定第一保存變換，該第一保存變換是在干擾之前跨越醫(yī)療設(shè)備的鉸接臂的第一關(guān)節(jié)組的兩個坐標(biāo)系之間的變換；確定第二保存變換，該第二保存變換是跨越該鉸接臂的第二關(guān)節(jié)組的兩個坐標(biāo)系之間的變換；接收干擾，該干擾對第一關(guān)節(jié)組中的一個或多個關(guān)節(jié)的位置進(jìn)行干擾；確定第三變換，該第三變換是在該干擾之后跨越第一關(guān)節(jié)組的兩個坐標(biāo)系之間的變換；并且確定由該干擾引起的關(guān)注點(diǎn)的預(yù)測運(yùn)動。在一些示例中，確定由該干擾引起的關(guān)注點(diǎn)的預(yù)測運(yùn)動的步驟包括：計(jì)算基于第一保存變換和第二保存變換的第一位置確定與基于該第三變換和第二保存變換的第二位置確定之間的差。根據(jù)一些實(shí)施例，一種計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療設(shè)備包括：具有成像設(shè)備的第一鉸接臂、具有末端執(zhí)行器的第二鉸接臂、耦接到該第一鉸接臂和第二鉸接臂的控制單元。在一些示例中，該控制單元被配置為：設(shè)置第一參考系，該第一參考系基于成像設(shè)備在第一時(shí)間的位置，允許對第一鉸接臂的第一干擾使該成像設(shè)備移動離開該成像設(shè)備在第一時(shí)間的位置，接收用于移動末端執(zhí)行器的命令，以及將用于從第一參考系移動末端執(zhí)行器的命令變換成用于在該末端執(zhí)行器的參考系中移動該末端執(zhí)行器的命令。與一些實(shí)施例一致，一種包括多個機(jī)器可讀指令的非暫時(shí)性機(jī)器可讀介質(zhì)，這些機(jī)器可讀指令在由與醫(yī)療設(shè)備相關(guān)聯(lián)的一個或多個處理器執(zhí)行時(shí)適于使該一個或多個處理器執(zhí)行包括以下步驟的方法：確定第一保存變換，該第一保存變換是在干擾之前跨越該醫(yī)療設(shè)備的鉸接臂的第一關(guān)節(jié)組的兩個坐標(biāo)系之間的變換；確定第二保存變換，該第二保存變換是跨越該鉸接臂的第二關(guān)節(jié)組的兩個坐標(biāo)系之間的變換；接收干擾，該干擾對該第一關(guān)節(jié)組中的一個或多個關(guān)節(jié)的位置進(jìn)行干擾；確定第三變換，該第三變換是在該干擾之后跨越該第一關(guān)節(jié)組的兩個坐標(biāo)系之間的變換；并且確定由該干擾引起的關(guān)注點(diǎn)的預(yù)測運(yùn)動。在一些示例中，確定由該干擾引起的關(guān)注點(diǎn)的預(yù)測運(yùn)動的步驟包括：計(jì)算基于第一保存變換和第二保存變換的第一位置確定與基于第三變換和第二保存變換的第二位置確定之間的差。附圖描述圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的簡化圖。圖2是示出根據(jù)一些實(shí)施例的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的簡化圖。圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)模型的簡化圖。圖4是交錯釋放鉸接臂上的制動器的方法的簡化圖。圖5是使用第二關(guān)節(jié)組來補(bǔ)償從一個關(guān)節(jié)組到關(guān)注點(diǎn)的干擾的方法的簡化圖。圖6a是示出示例性攝像頭視圖和坐標(biāo)系統(tǒng)的透視圖的簡化圖。圖6b是從傳感器或顯示器及相關(guān)坐標(biāo)系統(tǒng)的角度示出攝像頭視圖的簡化圖。圖7是基于用戶命令移動鉸接臂同時(shí)對該鉸接臂中的一個或多個關(guān)節(jié)的干擾進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ暮喕瘓D。圖8a-8g是示出結(jié)合了本文所述的集成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備和可移動外科手術(shù)臺特征的各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)的簡化示意圖。在附圖中，具有相同標(biāo)記的元件具有相同的或類似的功能。具體實(shí)施方式在以下描述中，闡明了具體細(xì)節(jié)以便描述與本公開一致的一些實(shí)施例。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)中的一些或所有細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐一些實(shí)施例。在此公開的具體實(shí)施例是示例性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)落入本公開的范圍和精神內(nèi)的其他元件(盡管沒有特別說明)。另外，為了避免不必要的重復(fù)，被示為且被描述為與一個實(shí)施例相關(guān)的一個或多個特征可與其他實(shí)施例相結(jié)合，除非另外具體說明或者該一個或多個特征會使實(shí)施例是非功能性的。術(shù)語“包括”意味著包括但不限于，且所包括的一個或多個單獨(dú)的項(xiàng)目中的每一個應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是可選的，除非另有說明。類似地，術(shù)語“可以”表示項(xiàng)目是可選的。圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100的簡化圖。如圖1所示，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100包括具有一個或多個可移動臂或鉸接臂120的設(shè)備110。一個或多個鉸接臂120中的每一個鉸接臂支撐一個或多個末端執(zhí)行器。在一些實(shí)例中，設(shè)備110可以與計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)設(shè)備一致。一個或多個鉸接臂120每個都為安裝到至少一個鉸接臂120的遠(yuǎn)端的一個或多個器械、外科手術(shù)器械、成像設(shè)備和/或類似物提供支撐。在一些實(shí)施例中，設(shè)備110和操作者工作站可以對應(yīng)于由加利福尼亞州(california)森尼維耳市(sunnyvale)的直覺外科手術(shù)公司(intuitivesurgical，inc.)商業(yè)化的da外科手術(shù)系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，具有其他配置、更少或更多鉸接臂和/或類似設(shè)備的計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)設(shè)備可以可選地與計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100一起使用。設(shè)備110經(jīng)由接口耦接到控制單元130。該接口可以包括一個或多個無線鏈路、線纜、連接器和/或總線，并且還可以包括具有一個或多個網(wǎng)絡(luò)交換和/或路由設(shè)備的一個或多個網(wǎng)絡(luò)?？刂茊卧?30包括耦接到存儲器150的處理器140。由處理器140對控制單元130的操作進(jìn)行控制。并且，盡管控制單元130顯示只有一個處理器140，可以理解的是處理器140可以表示控制單元130中的一個或多個中央處理單元、多核處理器、微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、專用集成電路(asic)和/或類似設(shè)備?？刂茊卧?30可以被實(shí)現(xiàn)為加入到計(jì)算設(shè)備中的一個獨(dú)立子系統(tǒng)和/或板，或是實(shí)現(xiàn)為虛擬機(jī)。在一些實(shí)施例中，控制單元可被包括為操作者工作站的一部分，和/或與該操作者工作站分離地但與之協(xié)同地操作。控制單元的一些實(shí)例(如控制單元130)可以包括非暫時(shí)性的、有形的機(jī)器可讀介質(zhì)，其包括當(dāng)由一個或多個處理器(例如處理器140)運(yùn)行時(shí)可導(dǎo)致該一個或多個處理器來執(zhí)行方法400的過程的可執(zhí)行代碼。存儲器150用于存儲由控制單元130執(zhí)行的軟件和/或在控制單元130的操作期間使用的一個或多個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。存儲器150可包括一種或多種類型的機(jī)器可讀介質(zhì)。一些普通形式的機(jī)器可讀介質(zhì)可包括軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶、任何其他磁性介質(zhì)、cd-rom、任何其他光學(xué)介質(zhì)、穿孔卡、紙帶、具有孔洞圖案的任何其他物理介質(zhì)、ram、prom、eprom、flash-eprom、任何其他存儲器芯片或盒、和/或處理器或計(jì)算機(jī)適于讀取的任何其他介質(zhì)。如同所示的，存儲器150包括支持設(shè)備110的自主和/或半自主控制的運(yùn)動控制應(yīng)用程序160。運(yùn)動控制應(yīng)用程序160可以包括一個或多個應(yīng)用程序編程接口(api)，用于從設(shè)備110接收位置、運(yùn)動和/或其他感測信息，與其他控制單元交換和其他設(shè)備(如外科手術(shù)臺和/或成像設(shè)備)相關(guān)的位置、運(yùn)動和/或避免碰撞的信息，和/或規(guī)劃設(shè)備110、鉸接臂120和/或設(shè)備110的末端執(zhí)行器的運(yùn)動和/或在該規(guī)劃中進(jìn)行輔助。并且，盡管運(yùn)動控制應(yīng)用程序160被描述為軟件應(yīng)用程序，但是運(yùn)動控制應(yīng)用程序160可以使用硬件、軟件和/或硬件和軟件的組合來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，可以在手術(shù)室和/或介入療室中找到計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100。并且，盡管計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100僅包括一個具有兩個鉸接臂120的設(shè)備110，但是普通技術(shù)人員將理解，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100可以包括具有與設(shè)備110的設(shè)計(jì)類似和/或不同的鉸接臂和/或末端執(zhí)行器的任何數(shù)量的設(shè)備。在一些示例中，這些設(shè)備中的每一個可以包括更少或更多的鉸接臂和/或末端執(zhí)行器。計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100還包括外科手術(shù)臺170。類似于一個或多個鉸接臂120，外科手術(shù)臺170支持臺頂部180相對于外科手術(shù)臺170的底座的鉸接式移動。在一些示例中，臺頂部180的鉸接式移動可以包括用于改變臺頂部180的高度、傾斜、滑動、特倫德倫伯臥位取向和/或類似方面的支持。盡管未示出，但外科手術(shù)臺170可以包括一個或多個控制輸入，如用于控制臺頂部180的位置和/或取向的外科手術(shù)臺命令單元。在一些實(shí)施例中，外科手術(shù)臺170可以對應(yīng)于由德國通快醫(yī)療系統(tǒng)有限公司(trumpfmedicalsystemsgmbh)商業(yè)化的一種或多種外科手術(shù)臺。外科手術(shù)臺170還經(jīng)由相應(yīng)的接口耦接到控制單元130。該接口可以包括一個或多個無線鏈路、線纜、連接器和/或總線，并且還可以包括具有一個或多個網(wǎng)絡(luò)交換和/或路由設(shè)備的一個或多個網(wǎng)絡(luò)。在一些實(shí)施例中，外科手術(shù)臺170可以耦接到與控制單元130不同的控制單元。在一些示例中，運(yùn)動控制應(yīng)用程序160可以包括用于接收與外科手術(shù)臺170和/或臺頂部180相關(guān)聯(lián)的位置、運(yùn)動和/或其他感測信息的一個或多個應(yīng)用程序編程接口(api)。在一些示例中，運(yùn)動控制應(yīng)用程序160可以有助于與碰撞避免相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動規(guī)劃，適應(yīng)和/或避免關(guān)節(jié)和連桿中的運(yùn)動范圍極限以及移動鉸接臂、器械、末端執(zhí)行器、外科手術(shù)臺部件等來補(bǔ)償這些鉸接臂、器械、末端執(zhí)行器、外科手術(shù)臺部件等中的其他運(yùn)動，調(diào)整觀察設(shè)備(如內(nèi)窺鏡)以在該觀察設(shè)備的視場內(nèi)維持和/或放置關(guān)注區(qū)域和/或一個或多個器械或末端執(zhí)行器。在一些示例中，運(yùn)動控制應(yīng)用程序160可以規(guī)劃和/或輔助外科手術(shù)臺170和/或臺頂部180的運(yùn)動的規(guī)劃。在一些示例中，運(yùn)動控制應(yīng)用程序160可以防止外科手術(shù)臺170和/或臺頂部180的運(yùn)動，如通過使用外科手術(shù)臺命令單元來防止外科手術(shù)臺170和/或臺頂部180的移動。在一些示例中，運(yùn)動控制應(yīng)用程序160可以幫助將設(shè)備110與外科手術(shù)臺170配準(zhǔn)，以便得知設(shè)備110和外科手術(shù)臺170之間的幾何關(guān)系。在一些示例中，該幾何關(guān)系可以包括為設(shè)備110和外科手術(shù)臺170保持的坐標(biāo)系之間的平移和/或一次或多次旋轉(zhuǎn)。控制單元130還可以經(jīng)由接口耦接到操作者工作站190。操作者工作站190可以由操作者(如外科醫(yī)生)使用以控制鉸接臂120和末端執(zhí)行器的移動和/或操作。為了支持鉸接臂120和末端執(zhí)行器的操作，操作者工作站190包括用于顯示鉸接臂120和/或末端執(zhí)行器中的一個或多個的至少一部分的圖像的顯示系統(tǒng)192。例如，在鉸接臂120和/或末端執(zhí)行器正在使用時(shí)，當(dāng)操作者看到鉸接臂120和/或末端執(zhí)行器是不現(xiàn)實(shí)的和/或不可能的時(shí)，可以使用顯示系統(tǒng)192。在一些實(shí)施例中，顯示系統(tǒng)192顯示來自由鉸接臂120之一或第三鉸接臂(未示出)控制的視頻捕捉設(shè)備(如內(nèi)窺鏡)的視頻圖像。操作者工作站190包括具有一個或多個輸入或主控件195的控制臺工作空間，輸入或主控件195可以用于操作設(shè)備110、鉸接臂120和/或安裝在鉸接臂120上的末端執(zhí)行器。輸入控件195中的每一個可以耦接到它們自己的鉸接臂的遠(yuǎn)端，使得輸入控件195的移動通過操作者工作站190檢測并被傳送到控制單元130。為了提供改進(jìn)的人體工程學(xué)，該控制臺工作空間還可以包括一個或多個支持物(如臂靠197)，操作者可以在操縱輸入控件195的同時(shí)將他們的手臂擱置在臂靠上。在一些示例中，顯示系統(tǒng)192和輸入控件195可以由該操作者使用來遠(yuǎn)程操作鉸接臂120和/或安裝在鉸接臂120上的末端執(zhí)行器。在一些實(shí)施例中，設(shè)備110、操作者工作站190和控制單元130可以對應(yīng)于由加利福尼亞州(california)森尼維耳市(sunnyvale)的直覺外科手術(shù)公司(intuitivesurgical，inc.)商業(yè)化的da外科手術(shù)系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，其他配置和/或架構(gòu)可以與計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100一起使用。在一些示例中，控制單元130可以被包括作為操作者工作站190和/或設(shè)備110的一部分。在一些實(shí)施例中，可以在手術(shù)室和/或介入療室中找到計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100。并且，盡管計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100僅包括具有兩個鉸接臂120的一個設(shè)備110，但是普通技術(shù)人員將理解，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100可以包括具有與設(shè)備110類似和/或不同設(shè)計(jì)的鉸接臂和/或末端執(zhí)行器的任何數(shù)量的設(shè)備。在一些示例中，這些設(shè)備中的每一個可以包括更少或更多的鉸接臂120和/或末端執(zhí)行器。另外，可以存在附加工作站190以控制可以附接到設(shè)備110的附加臂。另外，在一些實(shí)施例中，工作站190可以具有用于控制外科手術(shù)臺170的控件。圖2是示出根據(jù)一些實(shí)施例的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)200的簡化圖。例如，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)200可以與計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100一致。如圖2所示，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)200包括具有一個或多個鉸接臂的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210和外科手術(shù)臺280。雖然在圖2中未示出，但是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210和外科手術(shù)臺280使用一個或多個接口和一個或多個控制單元而耦接在一起，使得用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210的鉸接臂的運(yùn)動的運(yùn)動控制應(yīng)用程序得知至少關(guān)于外科手術(shù)臺280的運(yùn)動信息。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210包括各種連桿和關(guān)節(jié)。在圖2的實(shí)施例中，該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備通常分為三組不同的連桿和關(guān)節(jié)。從裝配結(jié)構(gòu)220的近端開始的是可移動臺車或患者側(cè)臺車215。耦接到該裝配結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端的是形成鉸接臂的一組連桿和裝配關(guān)節(jié)240。并且，耦接到裝配關(guān)節(jié)240的遠(yuǎn)端的是多關(guān)節(jié)操縱器260。在一些示例中，一組裝配關(guān)節(jié)240和操縱器260可以對應(yīng)于鉸接臂120中的一個。并且，盡管該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備僅示出具有一組裝配關(guān)節(jié)240及相應(yīng)的操縱器260，但是普通技術(shù)人員將理解，該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備可以包括多于一組的裝配關(guān)節(jié)240及相應(yīng)的操縱器260，使得該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備配備有多個鉸接臂。如圖所示的，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210安裝在可移動臺車215上?？梢苿优_車215使得該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210能夠從一個位置被運(yùn)往另一個位置，例如在手術(shù)室之間或在手術(shù)室內(nèi)，以更好地將該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備定位在外科手術(shù)臺180附近。裝配結(jié)構(gòu)220安裝在可移動臺車215上。如圖2所示，裝配結(jié)構(gòu)220包括兩部分式柱，該柱包括柱連桿221和連桿222。耦接到柱連桿222的上端或遠(yuǎn)端的是肩關(guān)節(jié)223。耦接到肩關(guān)節(jié)223的是包括懸臂(boom)連桿224和225的兩部分式懸臂。在懸臂連桿225的遠(yuǎn)端處是腕關(guān)節(jié)226，并且耦接到腕關(guān)節(jié)226的是臂安裝平臺227。裝配結(jié)構(gòu)220的連桿和關(guān)節(jié)包括用于改變臂安裝平臺227的位置和取向(即姿態(tài))的各種自由度。例如，該兩部分式柱通過沿著軸線232上下移動肩關(guān)節(jié)223來調(diào)整臂安裝平臺227的高度。另外，臂安裝平臺227使用肩關(guān)節(jié)223來圍繞可移動臺車215、該兩部分式柱和軸線232旋轉(zhuǎn)。使用該兩部分式懸臂沿軸線234來調(diào)整臂安裝平臺227的水平位置。并且，也可以通過使用腕關(guān)節(jié)226圍繞臂安裝平臺取向軸線236旋轉(zhuǎn)來調(diào)整臂安裝平臺227的取向。因此，受制于裝配結(jié)構(gòu)220中的連桿和關(guān)節(jié)的運(yùn)動限制，可以使用兩部分式柱在可移動臺車215豎直上方調(diào)整臂安裝平臺227的位置。也可以使用相應(yīng)的兩部分式懸臂和肩關(guān)節(jié)223相對于可移動臺車215徑向地或成角度地調(diào)整臂安裝平臺227的位置。并且，還可以使用腕關(guān)節(jié)226來改變臂安裝平臺227的角度取向。臂安裝平臺227用作一個或多個鉸接臂的安裝點(diǎn)。能夠相對于可移動臺車215對臂安裝平臺227的高度、水平位置和取向進(jìn)行調(diào)整提供了一個靈活裝配結(jié)構(gòu)，用于相對于位于可移動臺車215附近的將要進(jìn)行手術(shù)或程序的工作空間對該一個或多個鉸接臂進(jìn)行定位和取向。例如，臂安裝平臺227可以定位在患者上方，使得各種鉸接臂及其相應(yīng)的操縱器和器械具有足夠的運(yùn)動范圍以對該患者執(zhí)行外科手術(shù)程序。圖2示出了使用第一裝配關(guān)節(jié)242耦接到臂安裝平臺227的單個鉸接臂。雖然僅示出了一個鉸接臂，但是普通技術(shù)人員將理解，可以使用附加的第一裝配關(guān)節(jié)將多個鉸接臂耦接到臂安裝平臺227。第一裝配關(guān)節(jié)242形成該鉸接臂的最接近患者側(cè)臺車215的裝配關(guān)節(jié)240部分。裝配關(guān)節(jié)240還可包括一組關(guān)節(jié)和連桿。如圖2所示，裝配關(guān)節(jié)240包括經(jīng)由一個或多個關(guān)節(jié)(未明確示出)耦接的連桿244和連桿246。裝配關(guān)節(jié)240的關(guān)節(jié)和連桿包括以下能力：使用第一裝配關(guān)節(jié)242圍繞軸線252相對于臂安裝平臺227來旋轉(zhuǎn)裝配關(guān)節(jié)240，調(diào)整第一裝配關(guān)節(jié)242和連桿246之間的徑向或水平距離，沿著軸線254調(diào)整連桿246的遠(yuǎn)端處的操縱器安裝座262相對于臂安裝平臺227的高度、以及圍繞軸線254來旋轉(zhuǎn)操縱器安裝座262。在一些示例中，裝配關(guān)節(jié)240還可以包括附加的關(guān)節(jié)、連桿和軸，允許附加的自由度以改變操縱器安裝座262相對于臂安裝平臺227的姿態(tài)。操縱器260經(jīng)由操縱器安裝座262耦接到裝配關(guān)節(jié)240的遠(yuǎn)端。操縱器260包括附加的關(guān)節(jié)264和連桿266，其中器械滑架(carriage)268安裝在操縱器260的遠(yuǎn)端。器械270安裝到器械滑架268。器械270包括軸272，軸272沿著插入軸線對齊。軸272通常是對齊的，使得其穿過遠(yuǎn)程運(yùn)動中心。遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274的位置通常相對于操縱器安裝座262保持固定的平移關(guān)系，使得操縱器260中的關(guān)節(jié)264的操作導(dǎo)致軸272圍繞遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274旋轉(zhuǎn)。根據(jù)實(shí)施例，使用操縱器260的關(guān)節(jié)264和連桿266中的物理約束、使用加在關(guān)節(jié)264允許的運(yùn)動上的軟件約束和/或兩者的組合來維持遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274相對于操縱器安裝座262的固定平移關(guān)系。在2013年5月13日提交的標(biāo)題為“用于硬件約束的遠(yuǎn)程中心機(jī)器人操縱器的冗余軸和自由度(redundantaxisanddegreeoffreedomforhardware-constrainedremotecenterroboticmanipulator)”的美國專利申請?zhí)?3/906,888中描述了使用通過在關(guān)節(jié)和連桿中的物理約束來維持的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)設(shè)備的代表性實(shí)施例，并且在2005年5月19日提交的標(biāo)題為“用于外科手術(shù)及其他應(yīng)用的軟件中心和可高度配置的機(jī)器人系統(tǒng)(softwarecenterandhighlyconfigurableroboticsystemsforsurgeryandotheruses)”的美國專利號8,004,229中描述了使用由軟件約束保持的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)設(shè)備的代表性實(shí)施例，這兩項(xiàng)申請的說明書通過引用以其全文結(jié)合在此。在一些示例中，遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274可以對應(yīng)于患者278中的身體開口(如切口部位或身體孔口)的位置。因?yàn)檫h(yuǎn)程運(yùn)動中心274對應(yīng)于身體開口，所以當(dāng)使用器械270時(shí)，遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274相對于患者278保持靜止，以在遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274處限制患者278的解剖結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力。在一些示例中，軸272可以穿過位于身體開口處的套管(未示出)。在一些示例中，具有相對較大的軸或?qū)Ч芡庵睆?例如4-5mm或更大)的器械可以使用套管穿過該身體開口，并且對于具有相對較小的軸或?qū)Ч芡庵睆?例如2-3mm或更小)的器械可以可選地省略套管。在軸272的遠(yuǎn)端處是末端執(zhí)行器276。由于關(guān)節(jié)264和連桿266導(dǎo)致的操縱器260的自由度可以允許至少控制軸272和/或末端執(zhí)行器276相對于操縱器安裝座262的滾轉(zhuǎn)、俯仰和偏擺。在一些示例中，操縱器260的自由度還可以包括使用器械滑架268推動和/或撤回軸272的能力，使得末端執(zhí)行器276可以相對于遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274沿著插入軸線被推動和/或撤回。在一些示例中，操縱器260可以與用于與由加利福尼亞州(california)森尼維耳市(sunnyvale)的直覺外科手術(shù)公司(intuitivesurgical，inc.)商業(yè)化的da外科手術(shù)系統(tǒng)一起使用的操縱器一致。在一些示例中，器械270可以是諸如內(nèi)窺鏡的成像設(shè)備、夾具、手術(shù)器械(如燒灼器或手術(shù)刀)等。在一些示例中，末端執(zhí)行器276可以包括附加的自由度，例如滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏擺、抓握等，其允許末端執(zhí)行器276的各部分相對于軸272的遠(yuǎn)端的附加的局部操縱。在外科手術(shù)或其他醫(yī)療程序期間，患者278通常位于外科手術(shù)臺280上。外科手術(shù)臺280包括臺座282和臺頂部284，其中臺座282位于可移動臺車215附近，使得器械270和/或末端執(zhí)行器276可以由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210操縱，同時(shí)器械270的軸272在身體開口處插入到患者278體內(nèi)。外科手術(shù)臺280還包括鉸接結(jié)構(gòu)290，其包括臺座282和臺頂部284之間的一個或多個關(guān)節(jié)或連桿，使得可對臺頂部284相對于臺座280的相對位置進(jìn)行控制，并且因而對患者278相對于臺座280的相對位置進(jìn)行控制。在一些示例中，鉸接結(jié)構(gòu)290可以被配置為使得相對于可以位于臺頂部284上方的一點(diǎn)處的虛擬定義的手術(shù)臺運(yùn)動等角點(diǎn)286來控制臺頂部284。在一些示例中，等角點(diǎn)286可以位于患者278的體內(nèi)。在一些示例中，等角點(diǎn)286可以在身體開口之一(如對應(yīng)于遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274的身體開口部位)處或其附近與該患者的體壁并置。如圖2所示，鉸接式結(jié)構(gòu)290包括高度調(diào)整關(guān)節(jié)292，使得臺頂部284可以相對于臺座282升高和/或降低。鉸接結(jié)構(gòu)290還包括關(guān)節(jié)和連桿，以改變臺頂部284相對于等角點(diǎn)286的傾斜294和特倫德倫伯臥位(trendelenburg)296取向。傾斜294允許臺頂部284從一側(cè)向另一側(cè)傾斜，使得患者278的右側(cè)或左側(cè)相對于患者278的另一側(cè)向上旋轉(zhuǎn)(即圍繞臺頂部284的縱向軸線或頭到腳軸線)。特倫德倫伯臥位296允許臺頂部284旋轉(zhuǎn)，使得患者278的足部抬高(特倫德倫伯臥位)或者患者278的頭部抬高(反向特倫德倫伯臥位)。在一些示例中，可以調(diào)整傾斜294和/或特倫德倫伯臥位296旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生圍繞等角點(diǎn)286的旋轉(zhuǎn)。鉸接式結(jié)構(gòu)290還包括附加的連桿和關(guān)節(jié)298，以使臺頂部284沿著縱向(頭-尾)軸線相對于臺座282滑動，通常具有如圖2所示的向左運(yùn)動和/或向右運(yùn)動。圖8a-8g是示出結(jié)合了本文所述的集成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備和可移動外科手術(shù)臺特征的各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)的簡化示意圖。各種所示的系統(tǒng)部件都是依照本文所描述的原理。在這些圖示中，為了清楚起見，這些部件被簡化，并且沒有示出各種細(xì)節(jié)，如單獨(dú)的連桿、關(guān)節(jié)、操縱器、器械、末端執(zhí)行器等，但是它們應(yīng)當(dāng)被理解為結(jié)合在各種圖示的部件中。在這些架構(gòu)中，沒有示出與一個或多個外科手術(shù)器械或器械組相關(guān)聯(lián)的套管，并且應(yīng)當(dāng)理解，套管及其他器械引導(dǎo)設(shè)備可選地可以用于具有相對較大的軸或?qū)Ч芡庵睆?例如4-5mm或更大)的器械或器械組，并且對于具有相對較小的軸或?qū)Ч芡庵睆?例如2-3mm或更小)的器械是可以可選地省略的。同樣在這些架構(gòu)中，遠(yuǎn)程操作的操縱器應(yīng)當(dāng)被理解為包括在外科手術(shù)期間通過使用硬件約束(例如固定的相交器械的俯仰、偏擺和滾轉(zhuǎn)軸線)或軟件約束(例如軟件約束的相交器械的俯仰、偏擺和滾轉(zhuǎn)軸線)來限定遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的操縱器。限定這種器械旋轉(zhuǎn)軸線的混合(例如硬件約束的滾轉(zhuǎn)軸線和軟件約束的俯仰軸線和偏擺軸線)也是可能的。此外，一些操縱器可以在程序期間不限定和約束任何外科手術(shù)器械旋轉(zhuǎn)軸線，并且一些操縱器可以在程序期間限定和約束僅一個或兩個器械旋轉(zhuǎn)軸線。圖8a示出了可移動外科手術(shù)臺1100和單器械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1101a。外科手術(shù)臺1100包括可移動臺頂部1102以及從機(jī)械接地的近側(cè)底座1104延伸以在遠(yuǎn)端處支撐臺頂部1102的臺支撐結(jié)構(gòu)1103。在一些示例中，外科手術(shù)臺1100可以與外科手術(shù)臺170和/或280一致。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1101a包括遠(yuǎn)程操作的操縱器和單器械組件1105a。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1101a還包括在近側(cè)底座1107a處機(jī)械接地并且延伸以在遠(yuǎn)端處支撐操縱器和器械組件1105a的支撐結(jié)構(gòu)1106a。支撐結(jié)構(gòu)1106a被配置為允許組件1105a相對于外科手術(shù)臺1100移動并保持在各種固定姿態(tài)中?？蛇x地，底座1107a相對于外科手術(shù)臺1100是永久固定的或是可移動的。外科手術(shù)臺1100和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1101a如本文所述一起操作。圖8a還示出了可選的第二計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1101b，其示出了可以包括兩個、三個、四個、五個或更多個單獨(dú)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備，每個計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備具有相應(yīng)的單獨(dú)的遠(yuǎn)程操作的操縱器以及由相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)1106b支撐的(多個)單器械組件1105b。使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1101b機(jī)械接地，并且與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1101a類似地，擺放組件1105b的姿態(tài)。外科手術(shù)臺1100和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1101a和1101b一起形成多器械外科手術(shù)系統(tǒng)，并且它們?nèi)绫疚乃鲆黄鸩僮?。在一些示例中，?jì)算機(jī)輔助設(shè)備1101a和/或1101b可以與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備110和/或210一致。如圖8b所示，示出了另一個可移動外科手術(shù)臺1100和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1111。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1111是多器械設(shè)備，其包括兩個、三個、四個、五個或更多個單獨(dú)遠(yuǎn)程操作的操縱器和單器械組件，如代表性的操縱器和器械組件1105a和1105b所示。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1111的組件1105a和1105b由組合支撐結(jié)構(gòu)1112支撐，其允許組件1105a和1105b相對于外科手術(shù)臺1100作為一組一起運(yùn)動并擺放姿態(tài)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1111的組件1105a和1105b也分別由相應(yīng)的單獨(dú)支撐結(jié)構(gòu)1113a和1113b來支撐，這樣允許每個組件1105a和1105b相對于外科手術(shù)臺1100且相對于一個或多個其他的組件1105a和1105b單獨(dú)地移動和擺放姿態(tài)。這種多器械外科手術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)的示例是由直覺外科手術(shù)公司(intuitivesurgical，inc.)商業(yè)化的davinci外科手術(shù)系統(tǒng)和daxitm外科手術(shù)系統(tǒng)。外科手術(shù)臺1100和外科手術(shù)操縱器系統(tǒng)1111如本文所述一起操作。在一些示例中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1111與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備110和/或210一致。圖8a和8b的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備均被示為在地板處機(jī)械接地。但是，一個或多個這樣的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備可以可選地在墻壁或天花板處機(jī)械地接地，并且相對于這樣的墻壁或天花板地板是永久固定的或是可移動的。在一些示例中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備可以使用軌道或網(wǎng)格系統(tǒng)安裝到墻壁或天花板，該軌道或網(wǎng)格系統(tǒng)允許計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的支撐底座相對于外科手術(shù)臺移動。在一些示例中，一個或多個固定的或可釋放的安裝夾具可以用于將相應(yīng)的支撐底座安裝到軌道或網(wǎng)格系統(tǒng)。如圖8c所示，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1121a在墻壁處機(jī)械接地，并且計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1121b在天花板處機(jī)械接地。此外，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備可以經(jīng)由可移動外科手術(shù)臺1100間接地機(jī)械接地。如圖8d所示，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1131a耦接到外科手術(shù)臺1100的臺頂部1102。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1131a可以可選地耦接到外科手術(shù)臺1100的其他部分，如臺支撐結(jié)構(gòu)1103或臺座1104，如圖8d所示的虛線結(jié)構(gòu)所示。當(dāng)臺頂部1102相對于臺支撐結(jié)構(gòu)1103或臺座1104移動時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1131a同樣相對于臺支撐結(jié)構(gòu)1103或臺座1104移動。然而，當(dāng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1131a耦接到臺支撐結(jié)構(gòu)1103或臺座1104時(shí)，在臺頂部1102移動時(shí)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1131a的底座相對于地面保持固定。當(dāng)臺移動發(fā)生時(shí)，使器械插入患者體內(nèi)的身體開口也可以移動，因?yàn)樵摶颊叩纳眢w可以相對于臺頂部1102移動并改變該身體開口的位置。因此，對于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1131a耦接到臺頂部1102的實(shí)施例，臺頂部1102用作局部機(jī)械接地，并且這些身體開口相對于臺頂部1102移動，并且因此也相對于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1131a移動。圖8d還示出，可以可選地添加第二計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1131b，其配置類似于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1131a以創(chuàng)建多器械系統(tǒng)。如本文所公開的對包括耦接到外科手術(shù)臺的一個或多個計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的系統(tǒng)進(jìn)行操作。在一些實(shí)施例中，可以是具有相同的或混合的機(jī)械接地的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的其他組合。例如，系統(tǒng)可以包括在地板處機(jī)械接地的一個計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備以及經(jīng)由外科手術(shù)臺機(jī)械接地到地板的第二計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備。如本文所公開對這種混合式機(jī)械接地系統(tǒng)進(jìn)行操作。本發(fā)明的創(chuàng)造性方面還包括單個身體開口系統(tǒng)，其中兩個或更多個外科手術(shù)器械經(jīng)由單個身體開口進(jìn)入身體。這樣的系統(tǒng)的示例在2010年8月12日提交的標(biāo)題為“外科手術(shù)系統(tǒng)器械安裝(surgicalsysteminstrumentmounting)”的美國專利號8,852,208和在2007年6月13日提交的標(biāo)題為“微創(chuàng)外科手術(shù)系統(tǒng)(minimallyinvasivesurgicalsystem)”的美國專利號9,060,678中示出，這兩個專利都通過引用來結(jié)合。圖8e示出了遠(yuǎn)程操作的多器械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1141以及如上所述的外科手術(shù)臺1100。兩個或更多個器械1142各自耦接到相應(yīng)的操縱器1143，并且器械組1142和器械操縱器1143通過系統(tǒng)操縱器1144一起移動。系統(tǒng)操縱器1144由支撐組件1145支撐，支撐組件1145允許系統(tǒng)操縱器1144移動到并固定為各種姿態(tài)。與上述描述一致，支撐組件1145在底座1146處機(jī)械接地。兩個或更多個器械1142在單個身體開口處插入患者體內(nèi)?？蛇x地，器械1142通過單個引導(dǎo)管一起延伸，并且該引導(dǎo)管可選地延伸穿過套管，如以上引用的參考文獻(xiàn)中所述。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1141和外科手術(shù)臺1100如本文所述一起操作。圖8f示出了可選地通過耦接到臺頂部1102、臺支撐結(jié)構(gòu)1103或臺座1104，經(jīng)由外科手術(shù)臺1100機(jī)械接地的另一個多器械、單個身體開口計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1151。以上參照圖8d的描述也適用于圖8f中所示的機(jī)械接地選項(xiàng)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1151和外科手術(shù)臺1100如本文所述一起工作。圖8g示出了一個或多個遠(yuǎn)程操作的多器械單個身體開口計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1161和一個或多個遠(yuǎn)程操作的單器械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1162可以組合以與如本文所述的外科手術(shù)臺1100一起操作。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備1161和1162中的每一個可以直接地或經(jīng)由另一個結(jié)構(gòu)以如上所述的各種方式機(jī)械接地。圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)模型300的簡化圖。如圖3所示，運(yùn)動學(xué)模型300可以包括與許多源和/或設(shè)備相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動學(xué)信息。運(yùn)動學(xué)信息是基于計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)以及基于外科手術(shù)臺的已知的運(yùn)動學(xué)模型。運(yùn)動學(xué)信息還基于與計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療設(shè)備和外科手術(shù)臺的關(guān)節(jié)的位置和/或取向相關(guān)聯(lián)的信息。在一些示例中，與這些關(guān)節(jié)的位置和/或取向相關(guān)聯(lián)的信息可以從測量棱柱狀關(guān)節(jié)的線性位置和轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)位置的一個或多個傳感器(如編碼器)導(dǎo)出。運(yùn)動學(xué)模型300包括幾個坐標(biāo)系或坐標(biāo)系統(tǒng)及變換(如齊次變換)，用于將位置和/或取向從這些坐標(biāo)系中的一種變換到這些坐標(biāo)系中的另一種。在一些示例中，運(yùn)動學(xué)模型300可以用于通過生成如圖3中所包含的變換鏈接所指示的正向和/或反向/逆變換來允許一個坐標(biāo)系內(nèi)的位置和/或取向在任一其他坐標(biāo)系中的正向和/或反向映射。在一些示例中，當(dāng)這些變換被建模為矩陣形式的齊次變換時(shí)，可以使用矩陣乘法來完成所述生成。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以使用denavit-hartenberg參數(shù)和約定(convention)來將坐標(biāo)參考系附接到運(yùn)動學(xué)鏈中的一個或多個點(diǎn)并且在運(yùn)動學(xué)模型300中從一個參考系變換到另一個參考系。在一些實(shí)施例中，運(yùn)動學(xué)模型300可以用于對圖2的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210和外科手術(shù)臺280的運(yùn)動學(xué)關(guān)系進(jìn)行建模。運(yùn)動學(xué)模型300包括用于對外科手術(shù)臺(如手術(shù)臺170和/或手術(shù)臺280)的位置和/或取向進(jìn)行建模的臺座坐標(biāo)系305。在一些示例中，臺座坐標(biāo)系305可以用于相對于與外科手術(shù)臺相關(guān)聯(lián)的參考點(diǎn)和/或取向?qū)ν饪剖中g(shù)臺上的其他點(diǎn)進(jìn)行建模。在一些示例中，該參考點(diǎn)和/或取向可以與該手術(shù)臺的臺座(例如臺座282)相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，臺座坐標(biāo)系305可以適于用作計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的世界坐標(biāo)系。運(yùn)動學(xué)模型300還包括臺頂部坐標(biāo)系310，其可用于對表示外科手術(shù)臺的臺頂部(如臺頂部284)的坐標(biāo)系中的位置和/或取向進(jìn)行建模。在一些示例中，臺頂部坐標(biāo)系310可以相對于該臺頂部的旋轉(zhuǎn)中心或等角點(diǎn)(如等角點(diǎn)286)居中。在一些示例中，臺頂部坐標(biāo)系310的z軸可以相對于其上放置外科手術(shù)臺的地板或表面豎直取向和/或垂直于該臺頂部的表面。在一些示例中，臺頂部坐標(biāo)系310的x軸和y軸可以被取向成捕捉該臺頂部的縱向(從頭到腳)和橫向(從一側(cè)到另一側(cè))主軸線。在一些示例中，使用臺座到臺頂部的坐標(biāo)變換315來映射臺頂部坐標(biāo)系310和臺座坐標(biāo)系305之間的位置和/或取向。在一些示例中，使用外科手術(shù)臺的鉸接結(jié)構(gòu)(如鉸接結(jié)構(gòu)290)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)來確定臺座到臺頂部的坐標(biāo)變換315。在與圖2的實(shí)施例一致的一些示例中，臺座到臺頂部的坐標(biāo)變換315對與外科手術(shù)臺相關(guān)聯(lián)的高度、傾斜、特倫德倫伯臥位和/或滑動設(shè)置的組合效應(yīng)進(jìn)行建模。運(yùn)動學(xué)模型300還包括用于對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備(如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備110和/或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210)的位置和/或取向進(jìn)行建模的設(shè)備底座坐標(biāo)系。在一些示例中，設(shè)備底座坐標(biāo)系320可以用于相對于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備相關(guān)聯(lián)的參考點(diǎn)和/或取向來對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備上的其他點(diǎn)進(jìn)行建模。在一些示例中，該參考點(diǎn)和/或取向可以與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備(如可移動臺車215)的設(shè)備底座相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，設(shè)備底座坐標(biāo)系320可以適于用作該計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的世界坐標(biāo)系。為了跟蹤外科手術(shù)臺和該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備之間的位置和/或取向關(guān)系，通常期望在外科手術(shù)臺和該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備之間進(jìn)行配準(zhǔn)。如圖3所示，該配準(zhǔn)可以用于確定臺頂部坐標(biāo)系310和設(shè)備底座坐標(biāo)系320之間的配準(zhǔn)變換325。在一些實(shí)施例中，配準(zhǔn)變換325可以是臺頂部坐標(biāo)系310和設(shè)備底座坐標(biāo)系之間的部分變換或全部變換。基于外科手術(shù)臺和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備之間的架構(gòu)布置來確定配準(zhǔn)變換325。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備被安裝到臺頂部1102的圖8d和圖8f的示例中，從臺座到臺頂部的坐標(biāo)變換315來確定配準(zhǔn)變換325，并且由此得知計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備被安裝到臺頂部112。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備被放置在地板上或安裝到墻壁或天花板上的圖8a-8c、圖8e和圖8f的示例中，通過對設(shè)備底座坐標(biāo)系320和臺座坐標(biāo)系305放置一些限制來簡化配準(zhǔn)變換325的確定。在一些示例中，這些限制包括設(shè)備底座坐標(biāo)系320和臺座坐標(biāo)系305在相同的豎直向上的軸線或z軸上是一致的。在假設(shè)外科手術(shù)臺位于水平地板上的情況下，房間的墻壁(例如垂直于該地板)和天花板(例如平行于該地板)的相對取向是已知的，可以使設(shè)備底座坐標(biāo)系320和臺座坐標(biāo)系305(或適當(dāng)?shù)娜∠蜃儞Q)保持共同的豎直向上的軸線或z軸(或適當(dāng)?shù)娜∠蜃儞Q)。在一些示例中，因?yàn)楣灿脄軸，配準(zhǔn)變換325可以僅對設(shè)備底座相對于臺頂部圍繞臺座坐標(biāo)系305的z軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)系(例如θz配準(zhǔn))進(jìn)行建模。在一些示例中，配準(zhǔn)變換325還可以可選地對臺座坐標(biāo)系305和設(shè)備底座坐標(biāo)系320之間的水平偏移(例如xy配準(zhǔn))進(jìn)行建模。這是可能的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)輔助設(shè)備和外科手術(shù)臺之間的豎直(z)關(guān)系是已知的。因此，臺座到臺頂部的變換315中的臺頂部的高度的變化類似于設(shè)備底座坐標(biāo)系320中的豎直調(diào)整，因?yàn)榕_座坐標(biāo)系305和設(shè)備底座坐標(biāo)系320中的豎直軸線是相同的或幾乎相同的，使得臺座坐標(biāo)系305和設(shè)備底座坐標(biāo)系320之間的高度的變化處于彼此的合理公差內(nèi)。在一些示例中，通過了解該臺頂部(或其等角點(diǎn))的高度以及θz和/或xy配準(zhǔn)，可以將臺座到臺頂部的變換315中的傾斜和特倫德倫伯臥位的調(diào)整映射到設(shè)備底座坐標(biāo)系320。在一些示例中，配準(zhǔn)變換325和臺座到臺頂部的變換315可以用于對計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)設(shè)備進(jìn)行建模，就像是被附接到臺頂部，即使其在架構(gòu)上并沒有附接到臺頂部。運(yùn)動學(xué)模型300還包括臂安裝平臺坐標(biāo)系330，其可以用作與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的鉸接臂上的最近點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的共用坐標(biāo)系的合適模型。在一些實(shí)施例中，臂安裝平臺坐標(biāo)系330可以與臂安裝平臺(如臂安裝平臺227)上的便利點(diǎn)相關(guān)聯(lián)并且相對于其取向。在一些示例中，臂安裝平臺坐標(biāo)系330的中心點(diǎn)可以位于臂安裝平臺取向軸線236上，其中z軸與臂安裝平臺軸線236對齊。在一些示例中，設(shè)備底座到臂安裝平臺的坐標(biāo)變換335用于在設(shè)備底座坐標(biāo)系320和臂安裝平臺坐標(biāo)系330之間映射位置和/或取向。在一些示例中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備在該設(shè)備底座和該臂安裝平臺(如裝配結(jié)構(gòu)220)之間的連桿和關(guān)節(jié)之間的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型，連同過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)一起，用于確定該設(shè)備底座到臂安裝平臺的坐標(biāo)變換335。在與圖2的實(shí)施例一致的一些示例中，設(shè)備底座到臂安裝平臺的坐標(biāo)變換335可以對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的裝配結(jié)構(gòu)部分的兩部分式柱、肩關(guān)節(jié)、兩部分式懸臂和腕關(guān)節(jié)的組合效應(yīng)進(jìn)行建模。運(yùn)動學(xué)模型300還包括與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的每個鉸接臂相關(guān)聯(lián)的一組坐標(biāo)系及變換。如圖3所示，運(yùn)動學(xué)模型300包括用于三個鉸接臂的坐標(biāo)系及變換，但是普通技術(shù)人員將理解，不同的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備可以包括更少和/或更多(例如，一個、兩個、四個、五個或更多)鉸接臂。與圖2的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備210的連桿和關(guān)節(jié)的配置一致，根據(jù)安裝到該鉸接臂的遠(yuǎn)端的器械的類型，使用操縱器安裝座坐標(biāo)系、遠(yuǎn)程運(yùn)動中心坐標(biāo)系以及器械、末端執(zhí)行器或攝像頭坐標(biāo)系對每個鉸接臂進(jìn)行建模。在運(yùn)動學(xué)模型300中，使用操縱器安裝座坐標(biāo)系341、遠(yuǎn)程運(yùn)動中心坐標(biāo)系342、器械坐標(biāo)系343、臂安裝平臺到操縱器安裝座變換344、操縱器安裝座到遠(yuǎn)程運(yùn)動中心變換345以及遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到器械變換346來捕捉這些鉸接臂中的第一個鉸接臂的運(yùn)動學(xué)關(guān)系。操縱器安裝座坐標(biāo)系341表示用于表示與操縱器(如操縱器260)相關(guān)聯(lián)的位置和/或取向的適當(dāng)模型。操縱器安裝座坐標(biāo)系341通常與操縱器安裝座(如相應(yīng)的鉸接臂的操縱器安裝座262)相關(guān)聯(lián)。臂安裝平臺到操縱器安裝座變換344則基于在臂安裝平臺和相應(yīng)的操縱器安裝座之間的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)(如相應(yīng)的裝配關(guān)節(jié)240)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及相應(yīng)的裝配關(guān)節(jié)240的過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)。遠(yuǎn)程運(yùn)動中心坐標(biāo)系342與安裝在操縱器上的器械的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心(如相應(yīng)的操縱器260的相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274)相關(guān)聯(lián)。然后，操縱器安裝座到遠(yuǎn)程運(yùn)動中心變換345則基于在相應(yīng)的操縱器安裝座和相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心之間的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)(如相應(yīng)的操縱器260的相應(yīng)的關(guān)節(jié)264、相應(yīng)的連桿266以及相應(yīng)的滑架268)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及相應(yīng)的關(guān)節(jié)264的過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)。當(dāng)該相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心相對于相應(yīng)的操縱器安裝座而保持在固定的位置關(guān)系時(shí)，如在圖2的實(shí)施例中，操縱器安裝座到遠(yuǎn)程運(yùn)動中心變換345包括基本上靜態(tài)的平移分量以及在操作操縱器和器械時(shí)改變的動態(tài)旋轉(zhuǎn)分量。器械坐標(biāo)系343與位于該器械的遠(yuǎn)端的末端執(zhí)行器(如相應(yīng)器械270上的相應(yīng)的末端執(zhí)行器276)相關(guān)聯(lián)。遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到器械變換346則基于移動和/或取向相應(yīng)的器械以及相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)。在一些示例中，遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到器械變換346考慮了軸(如相應(yīng)的軸272)穿過遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的取向以及該軸相對于遠(yuǎn)程運(yùn)動中心被推動和/或撤回的距離。在一些示例中，可以進(jìn)一步約束遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到器械變換346以反映該器械的軸的插入軸線穿過該遠(yuǎn)程運(yùn)動中心并且考慮該軸和末端執(zhí)行器圍繞由該軸限定的軸線的旋轉(zhuǎn)。在運(yùn)動學(xué)模型300中，使用操縱器安裝座坐標(biāo)系351、遠(yuǎn)程運(yùn)動中心坐標(biāo)系352、器械坐標(biāo)系353、臂安裝平臺到操縱器安裝座變換354、安裝座到遠(yuǎn)程動作中心變換355以及遠(yuǎn)程動作中心到器械變換356來捕捉這些鉸接臂中的第二個鉸接臂的運(yùn)動學(xué)關(guān)系。操縱器安裝座坐標(biāo)系351表示用于表示與操縱器(如操縱器260)相關(guān)聯(lián)的位置和/或取向的適當(dāng)模型。操縱器安裝座坐標(biāo)系351與操縱器安裝座(如相應(yīng)的鉸接臂的操縱器安裝座262)相關(guān)聯(lián)。臂安裝平臺到操縱器安裝座變換354則基于在臂安裝平臺和相應(yīng)的操縱器安裝座之間的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)(如相應(yīng)的裝配關(guān)節(jié)240)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及相應(yīng)的裝配關(guān)節(jié)240的過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)。遠(yuǎn)程運(yùn)動中心坐標(biāo)系352與鉸接臂的操縱器的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心(如相應(yīng)的操縱器260的相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274)相關(guān)聯(lián)。然后，安裝座到遠(yuǎn)程運(yùn)動中心變換355則基于在相應(yīng)的操縱器安裝座和相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心之間的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)(如相應(yīng)的操縱器260的相應(yīng)的關(guān)節(jié)264、相應(yīng)的連桿266以及相應(yīng)的滑架268)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及相應(yīng)的關(guān)節(jié)264的過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)。當(dāng)相應(yīng)的遠(yuǎn)程動作中心相對于相應(yīng)的操縱器安裝座而保持在固定的位置關(guān)系時(shí)，如在圖2的實(shí)施例中，安裝座到遠(yuǎn)程動作中心變換355包括在操作操縱器和器械時(shí)不變的基本上靜態(tài)的平移分量以及在操作操縱器和器械時(shí)改變的動態(tài)旋轉(zhuǎn)分量。器械坐標(biāo)系353與末端執(zhí)行器、器械、器械和/或安裝在鉸接臂上的器械上的末端執(zhí)行器(如相應(yīng)的器械270上的相應(yīng)的末端執(zhí)行器276)上的點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到器械變換356則基于移動和/或取向相應(yīng)的器械及相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)。在一些示例中，遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到器械變換356考慮了軸(如相應(yīng)的軸272)穿過遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的取向以及該軸相對于該遠(yuǎn)程運(yùn)動中心被推動和/或撤回的距離。在一些示例中，可以約束遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到器械變換356以反映該器械的軸的插入軸線穿過遠(yuǎn)程運(yùn)動中心并且可以考慮該軸和末端執(zhí)行器圍繞由該軸限定的插入軸線的旋轉(zhuǎn)。在運(yùn)動學(xué)模型300中，使用操縱器安裝座坐標(biāo)系361、遠(yuǎn)程運(yùn)動中心坐標(biāo)系362、攝像頭坐標(biāo)系363、臂安裝平臺到操縱器安裝座變換364、安裝座到遠(yuǎn)程運(yùn)動中心變換365以及遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到攝像頭變換366來捕捉這些鉸接臂中的第三個鉸接臂的運(yùn)動學(xué)關(guān)系。操縱器安裝座坐標(biāo)系361表示用于表示與操縱器(如操縱器260)相關(guān)聯(lián)的位置和/或取向的適當(dāng)模型。操縱器安裝座坐標(biāo)系361與操縱器安裝座(如相應(yīng)的鉸接臂的操縱器安裝座262)相關(guān)聯(lián)。臂安裝平臺到操縱器安裝座變換364則基于在臂安裝平臺和相應(yīng)的操縱器安裝座之間的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)(如相應(yīng)的裝配關(guān)節(jié)240)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及相應(yīng)的裝配關(guān)節(jié)240的過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)。遠(yuǎn)程運(yùn)動中心坐標(biāo)系362與該鉸接臂的操縱器的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心(如相應(yīng)的操縱器260的相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心274)相關(guān)聯(lián)。然后，安裝座到遠(yuǎn)程運(yùn)動中心變換365則基于在相應(yīng)的操縱器安裝座和相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心之間的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)(如相應(yīng)的操縱器260的相應(yīng)的關(guān)節(jié)264、相應(yīng)的連桿266以及相應(yīng)的滑架268)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及相應(yīng)的關(guān)節(jié)264的過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)。當(dāng)相應(yīng)的遠(yuǎn)程動作中心相對于相應(yīng)的操縱器安裝座而保持在固定的位置關(guān)系時(shí)，如在圖2的實(shí)施例中，安裝座到遠(yuǎn)程動作中心變換365包括在操作操縱器和器械時(shí)不變的基本上靜態(tài)的平移分量以及在操作操縱器和器械時(shí)改變的動態(tài)旋轉(zhuǎn)分量。攝像頭坐標(biāo)系363與安裝在該鉸接臂上的成像設(shè)備(如內(nèi)窺鏡)相關(guān)聯(lián)。遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到攝像頭變換366則基于移動和/或取向該成像設(shè)備及相應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型以及過去的和/或當(dāng)前的關(guān)節(jié)傳感器讀數(shù)。在一些示例中，遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到攝像頭變換366考慮了軸(如相應(yīng)的軸272)穿過遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的取向以及該軸相對于該遠(yuǎn)程運(yùn)動中心被推動和/或撤回的距離。在一些示例中，可以約束遠(yuǎn)程運(yùn)動中心到攝像頭變換366以反映該成像設(shè)備的軸的插入軸線穿過遠(yuǎn)程運(yùn)動中心并且考慮該成像設(shè)備圍繞由該軸限定的軸線的旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，與攝像頭坐標(biāo)系363相關(guān)聯(lián)的成像設(shè)備可以將視頻流傳輸?shù)讲僮髡吖ぷ髡?，使得使用者可以從攝像頭坐標(biāo)系363觀看視頻流。例如，由該成像設(shè)備捕捉的視頻可以被中繼并顯示在圖1的操作者工作站190的顯示系統(tǒng)192上。在一些實(shí)施例中，該成像設(shè)備可以被取向成使得其捕捉與器械坐標(biāo)系343相關(guān)聯(lián)的器械和/或與器械坐標(biāo)系353相關(guān)聯(lián)的器械的視頻和/或圖像。與器械坐標(biāo)系343相關(guān)聯(lián)的器械和/或與器械坐標(biāo)系353相關(guān)聯(lián)的器械可以由使用者通過控制器(如圖1的輸入或主控件195)來操作。在一些實(shí)施例中，為了允許對這些器械和/或末端執(zhí)行器的直觀操縱，來自這些控件的用戶命令可以與攝像頭坐標(biāo)系363的坐標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)。例如，使用這些控件的向上和向下、向左和向右以及向內(nèi)和向外的命令可以轉(zhuǎn)換為器械相對于攝像頭坐標(biāo)系363的向上和向下、向左和向右以及向內(nèi)和向外的移動。向上和向下、向左和向右、向內(nèi)和向外，可以通過坐標(biāo)系363的x、y和z平移軸線來表示。類似地，滾動、俯仰和偏擺命令可以導(dǎo)致器械相對于攝像頭坐標(biāo)系的滾動、俯仰和偏擺。在一些實(shí)施例中，一個或多個處理器(如圖1的處理器140)可以將來自攝像頭坐標(biāo)系363的用戶命令轉(zhuǎn)換成器械坐標(biāo)系343和353中的相應(yīng)的命令和運(yùn)動。這些平移命令可以遍及運(yùn)動學(xué)關(guān)系。例如，到與器械坐標(biāo)系343相關(guān)聯(lián)的器械的命令可以使用變換366從攝像頭坐標(biāo)系363轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)程運(yùn)動中心參考系363，然后使用變換365從遠(yuǎn)程運(yùn)動中心參考系362轉(zhuǎn)到安裝座坐標(biāo)系361，使用變換364從安裝座坐標(biāo)系361轉(zhuǎn)到臂安裝平臺坐標(biāo)系330，使用變換344從臂安裝平臺坐標(biāo)系330轉(zhuǎn)到操縱器安裝座坐標(biāo)系341，使用變換345從操縱器安裝座坐標(biāo)系341轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)程運(yùn)動中心坐標(biāo)系342，并且使用變換346從遠(yuǎn)程運(yùn)動中心坐標(biāo)系342轉(zhuǎn)到器械坐標(biāo)系343。以這種方式，一個參考系中的已知的任何運(yùn)動命令都可以被變換為一個或多個其他坐標(biāo)系中的相應(yīng)命令。如以上討論并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)的，圖3僅僅是不應(yīng)過度地限制權(quán)利要求書的范圍的一個示例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到許多變化、替換和修改。根據(jù)一些實(shí)施例，使用替代配準(zhǔn)變換可以在臺頂部坐標(biāo)系310和設(shè)備底座坐標(biāo)系320之間確定外科手術(shù)臺和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備之間的配準(zhǔn)。當(dāng)使用替代配準(zhǔn)變換時(shí)，通過將該替代配準(zhǔn)變換與臺座到臺頂部變換315的逆/反向變換組合來確定配準(zhǔn)變換325。根據(jù)一些實(shí)施例，用于對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備進(jìn)行建模的坐標(biāo)系和/或變換可以根據(jù)該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)、其鉸接臂、其末端執(zhí)行器、其操縱器和/或其器械的具體配置而被不同地布置。根據(jù)一些實(shí)施例，運(yùn)動學(xué)模型300的坐標(biāo)系及變換可以用于對與一個或多個虛擬器械和/或虛擬攝像頭相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系及變換進(jìn)行建模。在一些示例中，虛擬器械和/或攝像頭可以與先前存儲的和/或鎖存的器械位置、由運(yùn)動導(dǎo)致的器械和/或攝像頭的投影、由外科醫(yī)生和/或其他人員定義的參考點(diǎn)等相關(guān)聯(lián)。當(dāng)正在操作計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)(如計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)110和/或200)時(shí)，目標(biāo)之一是最小化和/或消除來自一個或多個關(guān)節(jié)和/或連桿的干擾和/或移動傳播到(多個)器械、(多個)連桿和/或(多個)關(guān)節(jié)的一個或多個點(diǎn)的位置。例如，參考圖2，如果在末端執(zhí)行器276在患者278體內(nèi)時(shí)干擾被傳播到末端執(zhí)行器276(末端執(zhí)行器276是示例性的關(guān)注點(diǎn))，則對一個或多個關(guān)節(jié)242和/或連桿246的干擾可能對患者278造成傷害。在計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的一種操作模式中，外科手術(shù)臺的一個或多個關(guān)節(jié)以及這些鉸接臂的關(guān)節(jié)可以通過使用伺服控件和/或制動器被鎖定和/或保持在適當(dāng)位置，使得這些關(guān)節(jié)的運(yùn)動被完全限制和/或禁止。在一些示例中，這樣可以允許操縱器的關(guān)節(jié)控制器械在完成期望的程序時(shí)不受來自其他關(guān)節(jié)的運(yùn)動的干擾。在一些實(shí)施例中，這些操縱器可以被物理地約束以保持遠(yuǎn)程運(yùn)動中心，并且不構(gòu)成該操縱器的一個或多個關(guān)節(jié)的運(yùn)動可能不期望地導(dǎo)致該遠(yuǎn)程運(yùn)動中心移動。在這些示例中，可能有利的是，通過物理和/或伺服控制制動系統(tǒng)將沒有組成該操縱器的關(guān)節(jié)鎖定在適當(dāng)位置。然而，可能存在允許對于遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的移動將是合乎需要的情況，并且因而允許將鎖定可以影響該遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的位置的一個或多個關(guān)節(jié)的制動器釋放。在一些示例中，器械可在手術(shù)期間通過身體開口插入患者體內(nèi)。在一些示例中，可以經(jīng)由外科醫(yī)生在操作者控制臺(如圖1的工作站190)的遠(yuǎn)程操作來控制這些器械的位置。然而，可能希望支持計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的其他操作模式，所述其他操縱模式在器械保持通過身體開口插入患者體內(nèi)時(shí)允許鉸接臂的移動。這些其它操作模式可以引入在器械未插入患者的身體開口中時(shí)的操作模式中不存在的風(fēng)險(xiǎn)。在一些示例中，這些風(fēng)險(xiǎn)可以包括但不限于當(dāng)允許器械相對于患者移動時(shí)傷害患者、器械破壞無菌區(qū)域、鉸接臂之間的碰撞造成損傷等等。在一般情況下，這些其他操作模式的特征可以在于這樣的目標(biāo)，當(dāng)在器械近端的一個或多個關(guān)節(jié)受到導(dǎo)致該一個或多個關(guān)節(jié)的位置和/或取向變化(即移動)的干擾時(shí)維持插入患者的開口中的器械相對于患者的點(diǎn)。因?yàn)榭拷餍档囊粋€或多個第一關(guān)節(jié)或干擾關(guān)節(jié)的干擾導(dǎo)致該器械的位置的變化，所期望的是在一個或多個第二關(guān)節(jié)或補(bǔ)償關(guān)節(jié)中引入移動，用于補(bǔ)償由干擾關(guān)節(jié)的移動引起的器械的移動。確定干擾的程度和補(bǔ)償量取決于干擾的類型和性質(zhì)，如干擾是否與外科手術(shù)臺或患者的移動相關(guān)聯(lián)，或者干擾是否局限于用于控制該器械的鉸接臂。在這些其他操作模式的一個類別中，當(dāng)患者沒有移動時(shí)，使得可以在任何合適的世界坐標(biāo)系中監(jiān)測和保持器械的位置和/或該器械上的點(diǎn)。這可以包括與鉸接臂的受控運(yùn)動相關(guān)聯(lián)的干擾。在一些示例中，鉸接臂的受控運(yùn)動可以包括在執(zhí)行程序之前移動裝配該鉸接臂的一個或多個關(guān)節(jié)和/或操縱器。這樣的一個示例包括移動與圖2的實(shí)施例一致的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的一個或多個裝配結(jié)構(gòu)，其中臂安裝平臺227平移并對準(zhǔn)以允許裝配關(guān)節(jié)240移動以在程序期間提供操縱器260中的良好的運(yùn)動范圍。在2014年3月17日提交的標(biāo)題為“用于與參考目標(biāo)對準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法(systemandmethodforaligningwithareferencetarget)”的美國臨時(shí)專利申請?zhí)?1/954,261中更詳細(xì)地描述了這種類型的運(yùn)動的示例，該申請通過引用結(jié)合在此。這種類別可以進(jìn)一步包括在啟動其他運(yùn)動之前與制動器和/或其他關(guān)節(jié)鎖的釋放相關(guān)聯(lián)的干擾。在一些示例中，器械的軸上的外力和/或扭矩(如在器械插入患者體內(nèi)時(shí)由該患者的體壁施加到該器械上的力和扭矩導(dǎo)致)可以在釋放制動器和/或鎖且力和/或扭矩由被釋放的關(guān)節(jié)所吸收時(shí)引起該器械的不期望的運(yùn)動。這種類別還可以包括由在離合或浮動狀態(tài)下的鉸接臂的操作引起的干擾，如可能在操作者手動重新定位該鉸接臂期間發(fā)生的干擾和/或由于該鉸接臂與障礙物之間的碰撞而發(fā)生的干擾。在2014年3月17日提交的標(biāo)題為“用于脫離鉸接臂的離合的系統(tǒng)和方法(systemandmethodforbreakawayclutchinginanarticulatedarm)”的美國臨時(shí)專利申請?zhí)?1/954,120中更詳細(xì)地描述了這種類型的運(yùn)動的示例，該申請通過引用結(jié)合在此。當(dāng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備通過釋放一個或多個制動器或鎖來準(zhǔn)備集成外科手術(shù)臺運(yùn)動并且釋放由體壁施加到插入身體開口的器械上的力和扭矩時(shí)，可以發(fā)生這種類型的運(yùn)動的其他示例。在2015年3月17日提交的標(biāo)題為“用于集成外科手術(shù)臺的系統(tǒng)及方法(systemandmethodforintegratedsurgicaltable)”的美國臨時(shí)專利申請?zhí)?2/134,207以及同時(shí)提交的標(biāo)題為“用于集成外科手術(shù)臺的系統(tǒng)及方法(systemandmethodforintegratedsurgicaltable)”的代理人案卷號為isrg006930pct/70228.498wo01的pct專利申請中詳細(xì)描述了這些運(yùn)動和干擾的類型，這兩個申請都是通過引用以其全文結(jié)合在此。關(guān)于鉸接臂的一個或多個關(guān)節(jié)上的制動器釋放，在制動器釋放時(shí)施加到該關(guān)節(jié)上的任何力和/或扭矩可以引起關(guān)節(jié)及其相應(yīng)的連桿的運(yùn)動。這些干擾通常可以導(dǎo)致附接到這些鉸接臂的末端執(zhí)行器和/或器械的快速且有時(shí)較大的跳躍移動。雖然來自單個制動器釋放的任何單個干擾可能很小，但是當(dāng)多個關(guān)節(jié)的制動器被同時(shí)釋放時(shí)的組合干擾可以是相當(dāng)大的。這些大的跳躍移動可以導(dǎo)致末端執(zhí)行器傷害患者。此外，這些跳躍移動對于人類反應(yīng)來說太快，因此，即使不是不可能，也很難通過手動控制來補(bǔ)救。減少跳躍并且向使用者提供反應(yīng)的能力的一種方法是慢慢地減小每個制動器隨時(shí)間的制動力和/或一次釋放一個制動器。然而，在外科手術(shù)期間，重要的是使任何不必要的時(shí)間消耗最小化，因?yàn)樵谕饪剖中g(shù)期間患者的死亡率相對于患者處于外科手術(shù)中的持續(xù)時(shí)間上升。因此，期望在短時(shí)間內(nèi)(幾秒或更少)釋放制動器。圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的用于交錯式制動器釋放的示例性方法400的簡化圖。在一些示例中，方法400可以用于交錯釋放一個或多個鉸接臂(如圖1的鉸接臂120)的關(guān)節(jié)上的制動器。根據(jù)一些實(shí)施例，方法400可以包括過程410-430中的一個或多個，所述過程可以至少部分地以存儲在非暫時(shí)性的、有形的機(jī)器可讀介質(zhì)上的可執(zhí)行代碼的形式來實(shí)現(xiàn)，該可執(zhí)行代碼在一個或多個處理器(例如，圖1的控制單元130中的處理器140)上運(yùn)行時(shí)可以使得該一個或多個處理器執(zhí)行過程410-430中的一個或多個。在過程410，確定制動器釋放的鉸接臂的數(shù)量。在一些實(shí)施例中，鉸接臂的數(shù)量可以預(yù)先確定。例如，設(shè)備可以用特定數(shù)量的鉸接臂來硬式編碼。在一些實(shí)施例中，使用者可以針對制動器釋放設(shè)置鉸接臂組的數(shù)量。例如，使用工作站(如圖1的工作站190)上的按鈕和/或開關(guān)，使用者和/或操作者能夠選擇將要釋放制動器的臂和/或臂的數(shù)量。在一些實(shí)施例中，可以通過到一個或多個端口和/或其它通信接口的連接來檢測鉸接臂的數(shù)量。例如，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)(如圖1的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100)可以具有用于釋放鉸接臂中的一個或多個制動器的制動器釋放模式，并且控制單元130可以通過與這些鉸接臂的通信接口來確定由該系統(tǒng)控制的鉸接臂的數(shù)量。在過程420，確定每個鉸接臂的制動器釋放的時(shí)序。在一些實(shí)施例中，每個制動器釋放的時(shí)序可以被交錯，以確保沒有單個制動器與另一個制動器同時(shí)釋放。在一些實(shí)施例中，鉸接臂上的關(guān)節(jié)可以被設(shè)置成快速連續(xù)地自動釋放制動器，并且中央控制器(如圖1的控制單元130)可以確定如何交錯啟動每個臂的每個制動器釋放。例如，鉸接臂(如圖2的鉸接臂120)可以具有針對一組關(guān)節(jié)(如圖2的裝配關(guān)節(jié)240)釋放的制動器。假設(shè)有四個裝配關(guān)節(jié)，這些關(guān)節(jié)可以被快速連續(xù)釋放，如每0.25秒釋放一個。一旦接收到用于制動器釋放的指令，不同制動器的釋放之間的時(shí)間和釋放制動器的順序可以是預(yù)設(shè)的和自動的。這樣允許快速可靠的制動器釋放，而沒有通信和處理時(shí)間的延遲。為了確保在另一個鉸接臂的制動器釋放的同時(shí)不釋放任何單個鉸接臂的制動器釋放，以防止同時(shí)制動器釋放的計(jì)算間隔來發(fā)送用于開始每個臂的制動器釋放的命令。例如，當(dāng)每個鉸接臂中的制動器釋放之間的間隔為0.2秒時(shí)，可以安排每個臂開始制動器釋放彼此間隔0.25秒。在這個示例中，在第一個臂中釋放的四個關(guān)節(jié)將在0s、0.2s、0.4s和0.6s被釋放。下一個臂以及下一個臂的四個關(guān)節(jié)的制動器釋放將是在0.25秒、0.45秒、0.65秒和0.85秒。第三個臂將在0.5s、0.7s、0.9s和1.1s釋放制動器。最后，第四個臂將在0.75s、0.95s、1.15s和1.35s釋放。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，存在制動器釋放間隔和命令之間間隔的許多可能性，使得不會同時(shí)釋放制動器，所有這些都是本文預(yù)期的。確定每個臂在何時(shí)開始制動釋放器的一個簡單的示例性方法是將臂上的制動器釋放之間的時(shí)間間隔除以臂的數(shù)量。在一些實(shí)施例中，制動器釋放的順序被預(yù)先確定。例如，可以以具有最小運(yùn)動的關(guān)節(jié)的制動器到具有最大運(yùn)動的關(guān)節(jié)的制動器的順序來釋放制動器。在一些實(shí)施例中，確定致動器釋放期間哪些關(guān)節(jié)引起或移動了最大運(yùn)動可以通過經(jīng)驗(yàn)調(diào)整來確定?；趯?shí)驗(yàn)，釋放用于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的制動器和/或用于平行于地板運(yùn)動的平移關(guān)節(jié)(有時(shí)稱為具有水平運(yùn)動的關(guān)節(jié))的制動器傾向于引起最少量的運(yùn)動，并且釋放用于允許垂直于地板移動的關(guān)節(jié)(有時(shí)稱為具有豎直運(yùn)動的關(guān)節(jié))的制動器傾向于引起最大的運(yùn)動。在一些實(shí)施例中，力傳感器可以指示哪些制動器承受最大的力和/或扭矩，并且確定那些關(guān)節(jié)將會移動最多。在一些實(shí)施例中，可以基于每個關(guān)節(jié)的配置和位置來確定制動器釋放的順序。例如，當(dāng)用于關(guān)節(jié)的制動器被釋放時(shí)，在其運(yùn)動范圍的端部處的關(guān)節(jié)不太可能移動。在一些實(shí)施例中，鉸接臂可以不與任何其他鉸接臂通信。因此，當(dāng)存在發(fā)送到一個或多個臂的制動器釋放命令被延遲時(shí)，這樣可以導(dǎo)致一個或多個關(guān)節(jié)被同時(shí)釋放。在一些示例中，為了確保同時(shí)的制動釋放不會發(fā)生，每個機(jī)械臂可以共享用于整個系統(tǒng)的全局時(shí)鐘周期計(jì)數(shù)，并且每個臂可以被給予用于釋放制動器的時(shí)間窗口。例如，如果系統(tǒng)要使所有臂的制動器釋放在一秒的時(shí)間幀內(nèi)開始，則1khz處理器將在那個時(shí)間幀內(nèi)具有1000個時(shí)鐘周期。如果有四個鉸接臂，則一秒鐘內(nèi)的時(shí)鐘周期可以分為具有250個周期的四個窗口。周期0-249可指定為第一個臂，周期250-499可指定為第二個臂，周期500-749可指定為第三個臂，周期750-999可指定為第四個臂。于是，可用1000對全局時(shí)鐘周期進(jìn)行取模運(yùn)算(modulo)來確定該時(shí)序窗口。以這種方式，每個窗口每1000個時(shí)鐘周期重復(fù)一次。當(dāng)臂錯過在時(shí)鐘周期中用于制動器釋放的窗口時(shí)，將在該鉸接臂的250時(shí)鐘周期窗口重復(fù)時(shí)釋放該鉸接臂的制動器釋放。更廣泛地說，通過將時(shí)間限制的時(shí)鐘周期數(shù)除以臂的數(shù)量來確定用于制動器釋放的時(shí)間窗口。通過使用按時(shí)間限制的時(shí)鐘周期數(shù)對全局時(shí)鐘計(jì)算的模數(shù)來確定對于給定的全局時(shí)鐘時(shí)間的制動器釋放窗口。在一些實(shí)施例中，可以向每個時(shí)鐘周期窗口添加緩沖，以防止在彼此的一個時(shí)鐘周期內(nèi)發(fā)生制動器釋放。例如，基于250時(shí)鐘周期窗口，用于制動器釋放的窗口可以是每個臂在249、499、749和999的單個時(shí)鐘周期。以這種方式，在每個鉸接臂的制動器釋放開始之間存在249個時(shí)鐘周期緩沖，或者基于1khz處理器是大約0.25秒。在一些實(shí)施例中，中央控制器直接確定釋放哪個制動器、制動器釋放的順序以及何時(shí)釋放。以這種方式，中央控制器可以確保這些制動器中沒有制動器被同時(shí)釋放。在一些實(shí)施例中，可以隨時(shí)間逐漸釋放這些制動器。然而，方法400被設(shè)置為也與二元(binary)制動器一起工作，而不會逐漸減小制動力。這樣允許該方法與存在于遺留系統(tǒng)中的更便宜、不那么復(fù)雜的制動器一起使用。此外，二元制動器宜為更便宜、更可靠和更簡單。在過程430，根據(jù)在過程420建立的制動器釋放時(shí)序來釋放到鉸接臂的關(guān)節(jié)的制動器。在一些實(shí)施例中，這些鉸接臂的關(guān)節(jié)可以具有可以逐漸釋放的制動器。在一些示例中，每個制動器可以逐漸隨時(shí)間同時(shí)釋放。在一些實(shí)施例中，可以根據(jù)在過程420確定的時(shí)序來釋放制動器，其中制動器在分配的時(shí)序窗口內(nèi)逐漸釋放，和/或逐漸的制動器釋放在分配的時(shí)序窗口開始時(shí)開始。在一些示例中，制動器的逐漸釋放可以通過使控制制動力的信號隨著時(shí)間斜升來實(shí)現(xiàn)。在一些示例中，斜坡信號可以是電壓、電流、脈沖寬度占空比等等。根據(jù)斜坡信號和制動力之間的傳遞關(guān)系，該斜坡信號的值隨時(shí)間的變化可以是線性的和/或非線性的。圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的用于補(bǔ)償干擾(如由制動器釋放引起的干擾)的方法500的簡化圖。在一些示例中，由用于一個或多個關(guān)節(jié)(統(tǒng)稱為第一組關(guān)節(jié)或受干擾關(guān)節(jié))的制動器的釋放引起的干擾可以由一個或多個其他關(guān)節(jié)(統(tǒng)稱為第二組關(guān)節(jié)或補(bǔ)償關(guān)節(jié))補(bǔ)償，使得與鉸接臂(關(guān)注點(diǎn))和/或器械相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)最小程度地或完全不受干擾影響。關(guān)注點(diǎn)可以是特定關(guān)節(jié)、遠(yuǎn)程運(yùn)動中心、器械、末端執(zhí)行器、器械、末端執(zhí)行器、沿著運(yùn)動鏈的點(diǎn)、任何前述點(diǎn)的近似等的位置。在一些實(shí)施例中，這些補(bǔ)償關(guān)節(jié)可以提供一個或多個冗余自由度，用于補(bǔ)償由受干擾關(guān)節(jié)的變化引起的移動。在一些示例中，與補(bǔ)償關(guān)節(jié)相比，受干擾的關(guān)節(jié)可以全部在關(guān)注點(diǎn)的遠(yuǎn)側(cè)或近側(cè)。例如，圖2的一組裝配關(guān)節(jié)240可以是受干擾的關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)264可以是補(bǔ)償關(guān)節(jié)，并且末端執(zhí)行器276可以是關(guān)注點(diǎn)。在這個示例中，裝配關(guān)節(jié)240比操縱器260的關(guān)節(jié)264更遠(yuǎn)離末端執(zhí)行器276，操縱器260的關(guān)節(jié)264可以是補(bǔ)償關(guān)節(jié)。在其他示例中，一些受干擾的關(guān)節(jié)可以位于補(bǔ)償關(guān)節(jié)之間。然而，在這些示例中，運(yùn)動鏈可以被分成關(guān)節(jié)和連接器的子集，使得與該子集內(nèi)的補(bǔ)償關(guān)節(jié)相比，每個子集在該子集內(nèi)具有的所有受干擾關(guān)節(jié)都在子集關(guān)注點(diǎn)(其可以是或可以不是與整個運(yùn)動鏈相同的關(guān)注點(diǎn))的近側(cè)或遠(yuǎn)側(cè)。以這種方式，用于補(bǔ)償相對于所有補(bǔ)償關(guān)節(jié)全都在關(guān)注點(diǎn)的更遠(yuǎn)側(cè)或近側(cè)的受干擾關(guān)節(jié)的模型可以應(yīng)用于運(yùn)動鏈，其中通過使該運(yùn)動鏈斷開成子運(yùn)動鏈而使一些受干擾關(guān)節(jié)相對于一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)在關(guān)注點(diǎn)的更近側(cè)并且使一些受干擾關(guān)節(jié)相對于一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)在關(guān)注點(diǎn)的更遠(yuǎn)側(cè)。在實(shí)施例的上下文中論述方法500，在該實(shí)施例中所有受干擾關(guān)節(jié)比運(yùn)動鏈中的補(bǔ)償關(guān)節(jié)更靠近關(guān)注點(diǎn)。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，此方法適用于所有受干擾關(guān)節(jié)更遠(yuǎn)離這些補(bǔ)償關(guān)節(jié)而不是更接近這些補(bǔ)償關(guān)節(jié)的情況。此外，如上所討論，此方法還可以應(yīng)用于這樣的情況，其中通過將整個運(yùn)動鏈處理為子運(yùn)動鏈的集合而使受干擾關(guān)節(jié)在運(yùn)動鏈中的補(bǔ)償關(guān)節(jié)之間錯開，其中可以選擇每個子運(yùn)動鏈而使得所有受干擾關(guān)節(jié)相對于一個或多個關(guān)注點(diǎn)在這些補(bǔ)償關(guān)節(jié)的近側(cè)或遠(yuǎn)側(cè)。方法500可以包括過程510-560中的一個或多個，所述過程可以至少部分地用可執(zhí)行代碼的形式來實(shí)現(xiàn)，所述可執(zhí)行代碼存儲在非暫時(shí)性的、有形的機(jī)器可讀介質(zhì)上，當(dāng)在一個或多個處理器(例如，圖1的控制單元130中的處理器140)上運(yùn)行時(shí)，該可執(zhí)行代碼可以使得一個或多個處理器執(zhí)行過程510-560中的一個或多個。在一些實(shí)施例中，方法500可以用于通過在一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)中引入補(bǔ)償運(yùn)動來補(bǔ)償由于一個或多個受干擾關(guān)節(jié)中的運(yùn)動而導(dǎo)致的器械位置的變化。在一些示例中，當(dāng)受干擾關(guān)節(jié)中的運(yùn)動是由于受控運(yùn)動、離合運(yùn)動、制動器或鎖釋放等等所引起時(shí)，可以使用方法500。在一些示例中，當(dāng)受干擾關(guān)節(jié)中的運(yùn)動是由于制動器釋放所引起時(shí)(如在過程430期間)，可以使用方法500。在與圖2的實(shí)施例一致的一些示例中，一個或多個受干擾關(guān)節(jié)和/或一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)可以包括裝配結(jié)構(gòu)220中的任何關(guān)節(jié)、裝配關(guān)節(jié)240和/或在器械的近側(cè)的操縱器260的任何關(guān)節(jié)。在一些實(shí)施例中，方法500的使用可以限于當(dāng)器械、套管等等耦接到相應(yīng)的鉸接臂、末端執(zhí)行器和/或操縱器的遠(yuǎn)端時(shí)的操作，使得可以限定該鉸接臂、末端執(zhí)行器和/或操縱器的遠(yuǎn)程運(yùn)動中心。在一些實(shí)施例中，方法500可以包括使用來自患者的孔口或切口的阻力和/或通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的操作者來至少部分地保持器械的姿態(tài)和/或位置。在一些實(shí)施例中，方法500可以與來自計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的操作者的移動命令結(jié)合應(yīng)用和/或緊接著來自計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的操作者的移動命令而應(yīng)用，使得操作者仍然能夠控制一個或多個器械的移動。在過程510，建立參考坐標(biāo)系。為了便于計(jì)算，過程510可以使用運(yùn)動鏈中的非移動點(diǎn)/固定點(diǎn)作為參考系。例如，關(guān)于圖2和圖3，如果裝配關(guān)節(jié)240是受干擾關(guān)節(jié)并且操縱器關(guān)節(jié)260是補(bǔ)償關(guān)節(jié)，則比裝配關(guān)節(jié)240更靠近臺車210的任何點(diǎn)都可以用作參考系，包括可以是圖3的臂安裝平臺坐標(biāo)系330的關(guān)節(jié)236。在過程520，建立從參考坐標(biāo)系到用于穩(wěn)固的點(diǎn)(如圖2的末端執(zhí)行器276)的參考變換。此參考變換可以在對受干擾關(guān)節(jié)的任何干擾之前建立。在一些實(shí)施例中，此變換可以是用于運(yùn)動鏈中的一個或多個關(guān)節(jié)、器械、連桿和/或任何其他對象的特定位置的變換。在一些實(shí)施例中，參考變換可以由若干坐標(biāo)系之間的若干子變換組成。例如，從臂安裝平臺坐標(biāo)系300到器械坐標(biāo)系353的變換是由變換354、355和356組成的。在一些實(shí)施例中，這些變換可以存儲在存儲器(如圖1的存儲器150)中。在過程530，檢測關(guān)節(jié)的干擾，并且使用受干擾關(guān)節(jié)的新位置來確定由干擾引起的關(guān)注點(diǎn)的移動的預(yù)測。以下是確定由受干擾關(guān)節(jié)的干擾引起的對關(guān)注點(diǎn)的干擾的示例性方法。在第一步驟，在中斷之前跨越受干擾關(guān)節(jié)的兩個坐標(biāo)系之間的變換可以存儲在存儲器(如圖1的存儲器150)中。在一些示例中，當(dāng)坐標(biāo)系中的第一坐標(biāo)系在受干擾關(guān)節(jié)的最近側(cè)的近側(cè)并且坐標(biāo)系中的第二坐標(biāo)系在受干擾關(guān)節(jié)的最遠(yuǎn)側(cè)的遠(yuǎn)側(cè)時(shí)，這兩個坐標(biāo)系跨越受干擾關(guān)節(jié)。在第二步中，跨越補(bǔ)償關(guān)節(jié)的兩個坐標(biāo)系之間的變換可以存儲在存儲器中。在第三步中，使用第一步和第二步中的已保存的變換來確定未受干擾的關(guān)注點(diǎn)的位置。在一些示例中，關(guān)注點(diǎn)的此位置可以在發(fā)生任何干擾或補(bǔ)償運(yùn)動之前對該關(guān)注點(diǎn)建模。在第四步中，通過使用跨越受干擾關(guān)節(jié)的兩個坐標(biāo)系之間的實(shí)時(shí)/當(dāng)前變換以及第二步中的已保存的變換來確定該關(guān)注點(diǎn)的估計(jì)位置。在一些示例中，可以確定考慮了受干擾關(guān)節(jié)而不是補(bǔ)償關(guān)節(jié)的變化的關(guān)注點(diǎn)的估計(jì)位置。在第五步中，未受干擾的關(guān)注點(diǎn)的位置和估計(jì)的關(guān)注點(diǎn)之間的差異可以用來確定受干擾關(guān)節(jié)的運(yùn)動如何移動關(guān)注點(diǎn)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到的，跨越補(bǔ)償關(guān)節(jié)的兩個坐標(biāo)系之間的存儲的變換可以存儲在能夠表示齊次變換的任何合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如以矩陣的形式等等。在一些示例中，該變換可以被存儲為關(guān)節(jié)角度和/或位置，從中可以使用補(bǔ)償關(guān)節(jié)的一個或多個運(yùn)動學(xué)模型來重新計(jì)算變換?？梢葬槍μ囟ㄅ渲煤?或特定時(shí)間點(diǎn)的配置來進(jìn)行所存儲的變換。將該方法示例性應(yīng)用到圖3可以包括以下內(nèi)容，由干擾引起的關(guān)節(jié)運(yùn)動可以改變變換354，但不改變變換355和356。以這種方式，可以通過使用已改變的變換354和已保存的變換355和356來確定由干擾引起的位置變化的預(yù)測。此外，這樣允許將干擾所引起的器械參考系353的運(yùn)動與由用戶命令引起的致動運(yùn)動隔離。因此，即使已保存的變換355和356不能用于確定器械的實(shí)際位置，但是其可以用于預(yù)測由干擾引起的到關(guān)注點(diǎn)的運(yùn)動。在可選過程540，對于現(xiàn)實(shí)世界誤差來調(diào)整在530的預(yù)測。在關(guān)節(jié)之間的所有連桿都是完全脊形(ridged)的完美世界中，在過程530的預(yù)測將與由于關(guān)節(jié)的干擾而使關(guān)注點(diǎn)移動到的位置完全匹配。然而，由于施加到連桿的力的量和連桿材料的彎曲強(qiáng)度，關(guān)節(jié)之間的連桿可彎曲并屈服(give)。例如，在外科手術(shù)期間，操作對象的皮膚將經(jīng)常遮蓋(tent)進(jìn)入該對象的套管或使進(jìn)入該對象的套管縮上去。這種遮蓋將在套管上施加力，這轉(zhuǎn)而將力施加到該設(shè)備的連桿和關(guān)節(jié)上。當(dāng)制動器被接合時(shí)，皮膚被設(shè)備抬起以保持其位置，但是當(dāng)用于一些關(guān)節(jié)的制動器被釋放時(shí)，這些關(guān)節(jié)將被允許自由移動并且受到干擾。接著，遮蓋的皮膚將移動被釋放的關(guān)節(jié)，直到皮膚不再在關(guān)節(jié)的移動方向上施加力。因?yàn)槠つw不再在套管上施加力(或施加較小的力)，所以關(guān)節(jié)之間承載由遮蓋引起的力的連桿將會向下彎曲。向下彎曲將經(jīng)常抵消關(guān)節(jié)的一些運(yùn)動，從而使得基于關(guān)節(jié)移動的移動預(yù)測成為過度估計(jì)。這樣可以在過程530引起預(yù)測的誤差。在過程540，進(jìn)行調(diào)整以考慮該誤差來源和預(yù)測的其他誤差來源。在一些實(shí)施例中，誤差校正可以是估計(jì)在過程530期間預(yù)測的平移運(yùn)動的誤差量的純量倍數(shù)(scalarmultiple)。這些估計(jì)可以取決于一種或多種因素，如患者、程序和/或鉸接設(shè)備的取向。例如，可以有用于兒童、成人、獸醫(yī)(例如動物物種)、外科手術(shù)區(qū)域(例如手臂、腿、胃、胸部、頭顱等)等等的設(shè)置。在一些示例中，大概的誤差估計(jì)可以用于所有情況。在一些實(shí)施例中，在過程530期間針對關(guān)注點(diǎn)處的干擾預(yù)測的80％-95％(例如85％)的平移運(yùn)動和100％的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動之間的單一誤差估計(jì)可以用作該關(guān)注點(diǎn)的誤差校正位置。為了便于計(jì)算，可以在關(guān)注點(diǎn)的坐標(biāo)系處計(jì)算誤差校正。以這種方式，對關(guān)注點(diǎn)的平移運(yùn)動的校正可以用與旋轉(zhuǎn)誤差(例如，使用預(yù)測的平移干擾的一部分和預(yù)測的旋轉(zhuǎn)干擾的另一部分)不同的方式處理。盡管可以在不同的參考系處應(yīng)用校正，但是計(jì)算可能變得困難，因?yàn)榱硪粋€坐標(biāo)系中的旋轉(zhuǎn)有助于該關(guān)注點(diǎn)的坐標(biāo)系中的平移運(yùn)動。在一些實(shí)施例中，當(dāng)省略過程540時(shí)，可以將在過程530期間確定的預(yù)測用作誤差校正預(yù)測。然而，使用在過程530期間確定的預(yù)測可以引入輕微的過度校正。在過程550，確定誤差校正預(yù)測變換和參考變換之間的差。在過程540期間確定的誤差校正預(yù)測變換與在過程520期間確定的參考變換之間的差表示由干擾引入關(guān)注點(diǎn)的誤差。除非通過使用鉸接臂的一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)的運(yùn)動來補(bǔ)償誤差，否則關(guān)注點(diǎn)的放置可以不期望地改變。在一些示例中，可以通過乘以實(shí)際變換和參考變換的相應(yīng)矩陣和/或矢量表示來確定差。在一些示例中，差可以表示為通過對參考變換的逆/反向變換與誤差校正預(yù)測變換進(jìn)行組合而確定的誤差變換。在過程560，基于這些差來確定補(bǔ)償關(guān)節(jié)變化。使用在過程550期間確定的實(shí)際變換和參考變換之間的差，確定一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)的變化。將誤差校正預(yù)測變換和參考變換之間的差從參考變換的參考坐標(biāo)系映射到與每個補(bǔ)償關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)的一個或多個局部坐標(biāo)系。實(shí)際上，這將來自參考坐標(biāo)系的關(guān)注點(diǎn)的放置的誤差變換為該關(guān)注點(diǎn)相對于補(bǔ)償關(guān)節(jié)的相對誤差。在一些示例中，使用一個或多個運(yùn)動學(xué)模型來將該差變換到局部坐標(biāo)系統(tǒng)。在一些示例中，補(bǔ)償關(guān)節(jié)可以包括不是干擾關(guān)節(jié)之一的鉸接臂和/或操縱器的任何關(guān)節(jié)。一旦確定了關(guān)注點(diǎn)的相對誤差，它們可以用于確定每個補(bǔ)償關(guān)節(jié)的移動。在一些示例中，逆雅可比矩陣可以用于將相對誤差映射到補(bǔ)償關(guān)節(jié)的移動。在一些示例中，補(bǔ)償關(guān)節(jié)中的移動可以作為應(yīng)用到這些補(bǔ)償關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)速度而應(yīng)用。在過程570，驅(qū)動補(bǔ)償關(guān)節(jié)。基于在過程560期間確定的補(bǔ)償關(guān)節(jié)的移動，將一個或多個命令發(fā)送到補(bǔ)償關(guān)節(jié)中的一個或多個致動器。發(fā)送到補(bǔ)償關(guān)節(jié)的命令對由一個或多個受干擾關(guān)節(jié)的移動引入的對關(guān)注點(diǎn)的干擾進(jìn)行校正，使得在很少干擾或沒有干擾的情況下保持關(guān)注點(diǎn)在參考坐標(biāo)系中的放置。只要一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)繼續(xù)對該關(guān)注點(diǎn)的放置進(jìn)行校正改變，則可以重復(fù)過程530-570以補(bǔ)償引入到該關(guān)注點(diǎn)的位置和放置的任何誤差。根據(jù)一些實(shí)施例，可以從不同于關(guān)注點(diǎn)的參考點(diǎn)進(jìn)行校正、驅(qū)動或移動該關(guān)注點(diǎn)。這可以允許用于驅(qū)動關(guān)節(jié)移動(如關(guān)節(jié)定位和速度)的函數(shù)和/或算法的更簡單的計(jì)算和/或再用。例如，參考圖2，可以更容易地計(jì)算以針對操縱器安裝座262處的誤差而不是末端執(zhí)行器276處的誤差調(diào)整計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)200的操縱器關(guān)節(jié)260。在一些示例中，系統(tǒng)實(shí)施方法500可以為不同參考點(diǎn)創(chuàng)建包含在過程540期間確定的誤差調(diào)整預(yù)測的參考位置。此參考點(diǎn)然后可以用于驅(qū)動補(bǔ)償關(guān)節(jié)以對干擾進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)殛P(guān)注點(diǎn)的干擾可以由運(yùn)動鏈中的其他點(diǎn)(如參考點(diǎn))處的干擾來表示，所以這是有效的。可以使用一個或多個參考變換來確定參考位置，如在過程520期間建立的參考變換。在一些情況下，可以使用參考變換的逆。根據(jù)圖2，調(diào)整末端執(zhí)行器276的移動可以包含基于末端執(zhí)行器276的誤差校正預(yù)測位置來創(chuàng)建參考操縱器安裝座262的位置，末端執(zhí)行器276的誤差校正預(yù)測位置可以由在裝配關(guān)節(jié)240上的一個或多個制動器的釋放期間由對裝配關(guān)節(jié)240的干擾所引起。根據(jù)一些實(shí)施例，過程570可以受到實(shí)際限制。在一些示例中，一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)的對關(guān)注點(diǎn)的位置中的誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪芰梢杂稍撘粋€或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)的運(yùn)動范圍(rom)極限來限制。在一些示例中，當(dāng)達(dá)到和/或即將到達(dá)一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)的rom極限時(shí)，可以停止方法500和/或過程570，并且可以使用一個或多個可見的和/或可聽到的誤差提示將誤差指示給操作者。在一些示例中，不是停止方法500和/或過程570的操作，而是過程570可以以修改的形式操作以部分地補(bǔ)償來自干擾的移動，以便最小化可控誤差，同時(shí)向操作者提供由干擾引起的所有移動不是都可被補(bǔ)償?shù)姆答?。在一些示例中，反饋可以包括指示補(bǔ)償受到限制和/或一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)上施加有阻力的一個或多個可見的和/或可聽到的提示。在一些示例中，該阻力可以包括部分地應(yīng)用與一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)的一個或多個制動器和/或在與該一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)的一個或多個致動器中應(yīng)用運(yùn)動阻力電壓和/或信號。如以上討論并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)的，圖5僅僅是不應(yīng)過度地限制權(quán)利要求書的范圍的一個示例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到許多變化、替換和修改。根據(jù)一些實(shí)施例，方法500可以針對由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備操縱的每個器械獨(dú)立地應(yīng)用。在一些示例中，器械可以包括通過該患者身上的身體開口插入的任何器械。在一些示例中，補(bǔ)償關(guān)節(jié)可以位于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的臂安裝平臺(例如臂安裝平臺227)的遠(yuǎn)側(cè)，使得對于每個末端執(zhí)行器分別應(yīng)用用于維持末端執(zhí)行器的放置的補(bǔ)償。根據(jù)一些實(shí)施例，受干擾關(guān)節(jié)和補(bǔ)償關(guān)節(jié)可以不包括鉸接臂和/或操縱器中的各個關(guān)節(jié)。在一些示例中，補(bǔ)償關(guān)節(jié)可以僅包括操縱器的滾轉(zhuǎn)、俯仰和偏擺關(guān)節(jié)。在一些示例中，鉸接臂和/或操縱器中的其他關(guān)節(jié)可以被鎖定以防止它們在方法500期間的相對運(yùn)動。在一些示例中，鉸接臂和/或操縱器的一個或多個非致動關(guān)節(jié)可以在方法500期間被解鎖和/或處于浮動狀態(tài)，使得可以通過已解鎖關(guān)節(jié)的變化而至少部分地減少對末端執(zhí)行器的放置的干擾。在一些示例中，已解鎖關(guān)節(jié)的變化可以減少補(bǔ)償關(guān)節(jié)將被驅(qū)動的量。在一些示例中，可以使用在器械的插入點(diǎn)處來自體壁的阻力和/或由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的操作者來至少部分地保持器械的姿態(tài)。根據(jù)一些實(shí)施例，可以同時(shí)執(zhí)行過程530-570中的一個或多個。根據(jù)一些實(shí)施例，附加條件可以導(dǎo)致方法500的過早終止，如通過將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的控制返回給操作者和/或通過暫停計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的操作。在一些示例中，附加條件可以包括：不能完成補(bǔ)償移動，操作者使用操作者工作站上的一個或多個控件和/或使用鉸接臂的手動干預(yù)和/或超控，使用一個或多個安全聯(lián)鎖檢測到操作者與操作者工作站的脫離接合，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的位置跟蹤誤差、系統(tǒng)故障等等。由于檢測到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的連桿和/或關(guān)節(jié)之間的即將發(fā)生的碰撞、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的一個或多個關(guān)節(jié)的運(yùn)動范圍極限、由患者的移動引起的不能維持器械姿態(tài)等等，使得期望移動是不可能的。在一些示例中，方法500的過早終止可以引起向該操作者發(fā)送誤差通知。在一些示例中，該誤差通知可以包括任何可見的和/或可聽到的指示符，如文本消息、閃爍燈、可聽聲音、口頭短語等等。在關(guān)節(jié)的干擾期間或干擾的補(bǔ)償期間，如當(dāng)實(shí)施圖4的方法400和/或圖5的方法500時(shí)，仍然允許操作者對器械的遠(yuǎn)程操作控制是有利的。遠(yuǎn)程操作控制允許外科醫(yī)生進(jìn)行小調(diào)整以抵消干擾和/或在干擾補(bǔ)償沒有完全解決一些干擾的情況下和/或當(dāng)存在過補(bǔ)償時(shí)進(jìn)行小調(diào)整。此外，外科醫(yī)生可以在干擾期間繼續(xù)進(jìn)行程序。為了輔助操作者協(xié)同控制系統(tǒng)的一個或多個器械(如圖2的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)200的器械270)，該系統(tǒng)可以將控制系統(tǒng)設(shè)置為具有直觀的參考系。在一些實(shí)施例中，操作者通過顯示系統(tǒng)(如圖1的顯示系統(tǒng)192)來查看圖2的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)200的器械。顯示系統(tǒng)192可以是來自作為器械安裝在計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)200的鉸接臂上的攝像頭(如內(nèi)窺鏡)的視頻流。攝像頭可以顯示來自可以通過控制器(如圖1的輸入控件195)控制的來自其他鉸接臂的器械。為了直觀控制和命令器械，控制器可以接受顯示器的參考系中的命令，所述參考系可以是成像設(shè)備/攝影機(jī)/內(nèi)窺鏡的參考系。在一些實(shí)施例中，當(dāng)用于補(bǔ)償或根據(jù)用戶控制命令驅(qū)動關(guān)節(jié)時(shí)，關(guān)節(jié)的移動可以基于鉸接臂和與該鉸接臂相關(guān)的末端執(zhí)行器的配置而是帶寬受限的、速度受限的、帶寬受控的和/或速度受控的。例如，相對于圖2，當(dāng)末端執(zhí)行器276遠(yuǎn)離器械滑架268完全延伸時(shí)，驅(qū)動一個或多個關(guān)節(jié)的臂的小運(yùn)動和小速度移動將在末端執(zhí)行器276處引起大移動和更快的移動。相反地，當(dāng)末端執(zhí)行器276完全縮回時(shí)，這些臂的由于驅(qū)動一個或多個關(guān)節(jié)的大運(yùn)動和大速度移動將轉(zhuǎn)變?yōu)槟┒藞?zhí)行器276處的小移動和較慢的速度。類似地，根據(jù)鉸接臂向前和/或向后俯仰有多遠(yuǎn)，偏擺旋轉(zhuǎn)移動和速度將被放大和/或按比例縮小。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動用于補(bǔ)償?shù)年P(guān)節(jié)可以通過將補(bǔ)償移動分解成若干迭代部分而是帶寬受限和/或速度受限的。例如，在0.2秒時(shí)間跨度上有10個迭代部分。以這種方式，可以防止補(bǔ)償關(guān)節(jié)在非常短的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行大移動，從而對受干擾關(guān)節(jié)造成另外的干擾。例如，當(dāng)器械接近完全撤回時(shí)，在末端執(zhí)行器處的小的補(bǔ)償運(yùn)動需要一個或多個補(bǔ)償關(guān)節(jié)的大運(yùn)動。一個或多個關(guān)節(jié)對于大運(yùn)動的快速響應(yīng)可以使受干擾關(guān)節(jié)顫動，從而引起另外的干擾，并且有時(shí)在補(bǔ)償期間干擾受干擾關(guān)節(jié)之間的反饋回路，并且然后補(bǔ)償該干擾，這引起了另一干擾。因此，根據(jù)一個或多個關(guān)節(jié)和/或末端執(zhí)行器的取向，關(guān)節(jié)可以是速度受限的。在一些實(shí)施例中，可以在所有配置中對關(guān)節(jié)施加速度硬限制。圖6a和圖6b示出了來自兩個不同透視圖的示例性攝像頭視圖600。圖6a是俯視透視圖，圖6b是成像設(shè)備610的傳感器的透視圖?？梢詮娘@示器(如圖1中的操作者工作站190的顯示系統(tǒng)192)查看來自圖6b的透視圖的攝像頭視圖600，該顯示器從成像設(shè)備610接收流式圖像捕捉。在一些實(shí)施例中，成像設(shè)備610是內(nèi)窺鏡，并且由鉸接臂(如圖1的鉸接臂120和/或圖2的鉸接臂)控制。在圖6a中，攝像頭視圖600由虛線描繪，虛線可以表示用于成像設(shè)備610的示例性視場和聚焦區(qū)域。在圖6b中，從使用者查看顯示器(如圖1的操作者工作站190的顯示系統(tǒng)192)上的來自成像設(shè)備610的視頻流的角度來示出示例性攝像頭視圖600。在一些實(shí)施例中，由成像設(shè)備610提供的視頻流可以是立體的。成像設(shè)備610可以使用一個或多個傳感器來提供立體視頻流。以這種方式，當(dāng)使用系統(tǒng)(如圖1的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100)時(shí)，操作者可以具有深度知覺。攝像頭坐標(biāo)系611示出了成像設(shè)備610的坐標(biāo)系。在圖6a中，攝像頭坐標(biāo)系611示出了攝像頭坐標(biāo)系611的z1軸和y1軸，其中x1軸(未示出)進(jìn)入和離開頁面。在圖6b中，示出了攝像頭坐標(biāo)系611的x1軸和y1軸，其中z1軸(未示出)進(jìn)入和離開頁面。在一些實(shí)施例中，攝像頭坐標(biāo)系611可以是圖3的攝像頭坐標(biāo)系363。圖6a和圖6b還包括器械620和630，這些器械由一個或多個鉸接臂(如圖1的鉸接臂120和/或圖2的鉸接臂)控制。器械620和630可以位于攝像頭視圖600內(nèi)，并且可以由一個或多個使用者或操作者通過使用控件(如圖1的輸入控件195)并且從圖6b的視角觀察器械620和630來操縱。圖6a和圖6b還分別從不同的視角示出了器械620和630的坐標(biāo)系621和631。在一些示例中，坐標(biāo)系621和631可以與圖3的器械坐標(biāo)系343和353相同。因?yàn)檫h(yuǎn)程操作器械620和630的使用者可以從攝像頭視圖600的圖6b的視角來觀看器械，所以在攝像頭坐標(biāo)系611中實(shí)施用戶命令可以是有用的。通過使用運(yùn)動學(xué)模型(如圖3的運(yùn)動學(xué)模型300)，在攝像頭坐標(biāo)系611中提供的任何命令可被轉(zhuǎn)換成器械621和631的坐標(biāo)系中的命令。以這種方式，向上和向下與攝像頭視圖相關(guān)，其通?？梢耘c使用者的視角一致(inline)。用于向上和向下移動器械620或630的用戶命令可以轉(zhuǎn)換為沿著攝像頭坐標(biāo)系611的x1軸移動的器械。類似地，用于其他平移運(yùn)動的用戶命令可以遵循攝像頭坐標(biāo)系611的y1軸和z1軸。在一些實(shí)施例中，用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(如滾動、俯仰和偏擺)的命令也可以從攝像頭坐標(biāo)系611轉(zhuǎn)換到器械621和器械631的坐標(biāo)參考系。在一些實(shí)施例中，攝像頭坐標(biāo)系611可以從物理成像設(shè)備610脫離。這在將器械運(yùn)動與攝像頭坐標(biāo)系固定的一些實(shí)施例中可以是有利的。例如，如果相對于攝像頭坐標(biāo)系來命令器械620和630的位置并且攝像頭坐標(biāo)系被固定到成像設(shè)備610，則對成像設(shè)備610的不期望的干擾將轉(zhuǎn)換為對器械620和630的不期望的干擾。在一些實(shí)施例中，使用者可以具有用于與成像設(shè)備610一起移動攝像頭坐標(biāo)系和/或?qū)⒃摂z像頭坐標(biāo)系與成像設(shè)備610重新對準(zhǔn)的選項(xiàng)。以這種方式，當(dāng)成像設(shè)備610偏離攝像頭坐標(biāo)系611太遠(yuǎn)時(shí)(如當(dāng)器械移動對于使用者來說變得不太直觀時(shí))，使用者可以重置和/或重新定位攝像頭坐標(biāo)系。在一些情況下，對多個臂的一個或多個關(guān)節(jié)的干擾可能影響每個臂的器械和/或成像設(shè)備。這可以例如在若干關(guān)節(jié)的制動器釋放時(shí)發(fā)生，如在方法400中討論的交錯制動器釋放和/或方法500的制動器釋放。此外，在干擾期間，可期望允許使用者保持對臂、器械和/或成像設(shè)備中一個或多個的直觀的控制和操作。圖7示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于在干擾期間維持對一個或多個器械的直觀控制的示例性方法700。在一些示例中，干擾可以發(fā)生在計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)(如圖1的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)100)的一個或多個鉸接臂的一個或多個關(guān)節(jié)和攝像頭中。在過程710，在成像設(shè)備的位置處設(shè)置攝像頭坐標(biāo)系。在一些實(shí)施例中，這有時(shí)被稱為“鎖存(latching)”或“已鎖存(latched)”。成像設(shè)備可以由鉸接臂(如圖1的鉸接臂120和/或圖2的鉸接臂)來控制和/或保持。在一些實(shí)施例中，可以通過記錄在特定時(shí)刻(如在制動器釋放和/或引入干擾之前)在坐標(biāo)參考系到攝像頭坐標(biāo)參考系之間的變換來設(shè)置/鎖存攝像頭坐標(biāo)系。在一些實(shí)施例中，可以通過使用運(yùn)動學(xué)模型(如圖3的模型300)來確定變換。根據(jù)圖3，攝像頭坐標(biāo)系可以是攝像頭坐標(biāo)系363，并且參考系可以是臂安裝平臺坐標(biāo)系330。所記錄的變換可以是在特定時(shí)間點(diǎn)從參考系到攝像頭坐標(biāo)系的變換，在所述特定時(shí)間點(diǎn)具有特定配置的鉸接臂控制成像設(shè)備。在一些實(shí)施例中，記錄該變換可以包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(如圖1的存儲器150)上存儲攝像頭坐標(biāo)系和參考坐標(biāo)系之間的變換和/或運(yùn)動學(xué)關(guān)系。在過程720，可以允許和/或引入干擾到系統(tǒng)中。例如，可以釋放用于到一個或多個鉸接臂的一個或多個關(guān)節(jié)的一個或多個制動器。這可以包括釋放控制成像設(shè)備和/或器械的鉸接臂的一個或多個關(guān)節(jié)上的制動器。在一些實(shí)施例中，可以通過方法400的交錯制動器釋放和/或方法500的制動器釋放引起干擾。在過程730，對器械和/或成像設(shè)備的干擾進(jìn)行補(bǔ)償，使得減少和/或消除由干擾引起的末端執(zhí)行器和成像設(shè)備的移動。在一些實(shí)施例中，可以使用圖5的方法500中的一個或多個過程來執(zhí)行在過程730針對每個器械和成像設(shè)備進(jìn)行的補(bǔ)償。在一些實(shí)施例中，可以單獨(dú)留下該成像設(shè)備，并允許在無補(bǔ)償?shù)那闆r下干擾該成像設(shè)備。在過程740，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)可以接收器械運(yùn)動命令。器械運(yùn)動命令可以來自使用者操縱控件(如圖1的輸入控件195)。器械運(yùn)動命令可以與干擾同時(shí)發(fā)生。在過程750，使用在過程710期間記錄/存儲的變換將在過程740接收到的命令從在過程710期間記錄的攝像頭坐標(biāo)系變換到相應(yīng)器械的坐標(biāo)系。在一些實(shí)施例中，由攝像頭坐標(biāo)系表示的物理成像設(shè)備可能已經(jīng)被干擾和移動開，并且因此不再處于與在710期間記錄的攝像頭坐標(biāo)系相同的位置。在一些示例中，此差異可以導(dǎo)致器械控制的直觀水平下降，其可以在任何時(shí)間通過使操作者使用攝像頭所附接的鉸接臂重新定位攝像頭和/或通過重置攝像頭坐標(biāo)系來校正。在過程760，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)根據(jù)在過程750從攝像頭坐標(biāo)系變換到器械參考系中的命令來驅(qū)動關(guān)節(jié)以移動器械。根據(jù)一些實(shí)施例，可以同時(shí)執(zhí)行過程710-760中的一個或多個。在一些實(shí)施例中，760的過程可以與計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)驅(qū)動關(guān)節(jié)以補(bǔ)償干擾同時(shí)發(fā)生。例如，驅(qū)動關(guān)節(jié)的用戶命令可以疊加到基于干擾補(bǔ)償來驅(qū)動關(guān)節(jié)的命令上。如上所述，關(guān)節(jié)的移動可以是帶寬受限的、速度受限的、帶寬有受控的和/或速度受控的?；诏B加在補(bǔ)償命令之上的用戶命令來驅(qū)動關(guān)節(jié)可以用與以上關(guān)于圖4和圖5討論的示例類似的方式被控制和/或限制。盡管說明性實(shí)施例已被示出并描述，在前面的公開中可以設(shè)想許多各種不同的修改、變化和替換，并且在某些情況下，無需其他特征的相應(yīng)使用就可采用這些實(shí)施例的一些特征。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到許多變化、替換和修改。因而，本發(fā)明的范圍應(yīng)僅受到以下權(quán)利要求書所限制，并且應(yīng)領(lǐng)會到，應(yīng)寬泛地并且是以一種與在此公開的實(shí)施例的范圍相一致的方式來解釋權(quán)利要求書。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12