用于运行医学机器人设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于通过重新定位医学机器人设备(2)补偿在治疗和/或诊断手术中变差的、医学机器人设备(2)相对待手术的身体(1)的记录准确度的方法，该医学机器人设备(2)具有用于实施诊断和/或治疗措施的终端执行器(3)，该方法的步骤为：在待手术的身体(1)的初始图像数据记录上选择终端执行器(3)应当驶近的至少一个基准点(B1，B2，C1，C2，D1，D2，E1，E2)，相对待手术的身体(1)初始记录医学机器人设备(2)，在基准点(B1，B2，C1，C2，D1，D2，E1，E2)附近定位终端执行器(3)，拍摄术中图像数据记录，在术中图像数据记录中，采集了终端执行器(3)和与终端执行器(3)相邻的身体(1)的周围环境，其中，周围环境包括身体(1)的局部，该局部在初始图像数据记录中具有基准点(B1，B2，C1，C2，D1，D2，E1，E2)，确定终端执行器(3)在术中图像数据记录的位置和/或，将该位置和/或定向与基准点(B1，B2，C1，C2，D1，D2，E1，E2)比较，并且确定必要时存在的偏差(d)，重新定位终端执行器(3)用于补偿偏差(d)，以实现在治疗手术时提高准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于补偿在手术干预期间变差的医学机器人设备记录准确度的方法。
技术介绍
在借助医学机器人设备(即能够在手术期间独立地实施运动或独立地防止设备确定运动的设备)辅助进行治疗手术时，必须相对待手术的身体记录该设备。记录在此理解为建立在医学机器人设备的参照系统中的位置和待手术的身体的参照系统中的位置之间数学意义上的明确关系。它相应于相对待手术的身体校准或调校。这可以例如通过利用医学技术设备和例如待手术的身体的图像数据的共同的坐标系统实现。十分重要的是，医学机器人设备知道，它或它的一个确定部分相对待手术的身体定位在哪个位置，以及医学机器人设备的运动对此位置怎样作用。也可以彼此相对地记录例如不同的数据记录，使得图像数据记录中的位置可以与另一个图像数据记录的位置明确地对应。记录准确度相应地是一个用于衡量假定位置与实际位置一致性的程度，例如医学机器人设备相对待手术的身体的假定位置和医学设备相对该身体的实际位置一致性的程度，该假定位置例如基于设备的控制指令。出于显而易见的原因，期望大的记录准确度。由于不同的影响因素，记录准确度在手术干预中被不利地影响。因此，患者人体结构由于自然因素或外部因素产生的变化导致待手术的身体的假定和实际位置的偏差。自然因素产生的变化理解为例如呼吸、心跳、肠蠕动或通过血流量引起的生理变化。会导致待手术的身体的人体结构或形状和尺寸变化的外部影响因素理解为例如患者的支承的刻意的变化或通过手术干预本身在待手术的身体上发生的变化。此外，医学机器人设备的不准确度也会导致记录准确度变差。这种情况是例如全球定位和/或相对定位准确度的运动不准确度或与医学机器人设备共同作用的医学设备的所谓手眼校准中的不准确度。最后，在医学机器人设备和待手术的身体的人体结构之间的不准确的初始记录，即医学机器人设备与待手术的身体不准确的初始相对位置也是差的记录准确度的可能原因。这些改变或不准确度在需要较高空间准确性的治疗方法中成问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种方法，借助该方法可以在手术干预中通过医学机器人设备实现提高的准确性。该技术问题通过一种用于补偿在手术和/或诊断干预中变差的医学机器人设备记录准确度的方法解决，所述医学机器人设备具有用于实施诊断和/或治疗措施的终端执行器，所述方法的步骤为:a)在待手术的身体的初始图像数据记录上选择终端执行器应当驶近的至少一个基准点；b)相对待手术的身体初始记录医学机器人设备；c)在所述基准点附近定位所述终端执行器；d)记录术中图像数据记录，在术中图像数据记录中获得所述终端执行器和身体的临近终端执行器的区域，其中，所述区域包括身体的局部，所述局部在所述初始图像数据记录中具有准点；e)在所述术中图像数据记录中确定终端执行器的位置和/或定向；f)将所述位置和/或定向与所述基准点比较，并且确定可能存在的偏差；g)重新定位所述终端执行器用于补偿所述偏差。按本专利技术的用于补偿治疗和/或诊断手术中变差的医学机器人设备相对待手术的身体的记录准确度的方法包括以一系列步骤重新定位医学机器人设备。重新定位在此可以尤其自动地进行。医学机器人设备在此具有用于实施诊断和/或治疗措施的终端执行器。终端执行器此处如在机器人中通常是彼此串连地相对借助控制指令可运动的、医学机器人设备的一串元件的最后一个元件。终端执行器可以是例如钻孔夹具或活检针，所述钻孔夹具应当固定在一定的位置中，通过活检针应当从特定组织中提取样本。此处在待手术的身体的初始图像数据记录上选择终端执行器应当驶近的至少一个基准点(或者叫地界标记)。选择可以例如由外科医生进行。基准点可以是位置和/或定向，终端执行器在此位置上的应该沿所述定向而定向。基准点尤其可以是在一个位置处的三维向量。位置可以例如是为活组织检查预设的、软组织器官的部位。三维向量可以例如是待安装的椎弓根螺钉的位置。“驶近一个位置或基准点”此处也理解为“建立相对所述位置或基准点已知的预先确定的位置关系”。驶近一个位置或基准点的方式也可以是，终端执行器与所述位置或基准点间隔一个预先确定的距离，尤其具有一个预先确定的定向。初始图像数据记录可以是在手术之前例如一个月拍摄的术前图像数据记录或在手术前不久或在手术时直接拍摄的术中图像数据记录，使得它代表在治疗和/或诊断手术时刻的待手术的身体。另一个步骤是相对待手术的身体初始记录医学机器人设备。若初始图像数据记录是术中图像数据记录，则这种初始记录尤其可以借助初始图像数据记录进行，或者若初始图像数据记录不是术中图像数据记录，则这种初始记录借助相对初始图像数据记录记录的其他术中图像数据记录进行。这种其他术中图像数据记录可以是例如二维氟图像，该二维氟图像相对三维体积记录。医学机器人设备，尤其是其终端执行器，即置于明确定义的、准确已知的相对待手术的身体或基准点的位置和定向。作为另一个步骤，将终端执行器定位在基准点附近。这种定位可以独立地通过设备或人工地通过操作人员实现。附近在此理解为允许拍摄图像数据记录的区域，如在下一个步骤中描述。在该步骤中，进行术中图像数据记录的拍摄，在该术中图像数据记录中采集了终端执行器和与终端执行器相邻的身体区域，其中，区域包括身体的局部，该局部在初始图像数据记录中具有至少一个基准点。因此，尤其是当存在多个在手术和/或诊断干预时应当驶近的基准点时，在相邻区域的多个基准点情况下，多次使用相同的术中图像数据记录以便在多个基准点附近定位终端执行器。在另一个步骤中，确定终端执行器在术中图像数据记录中的位置和/或定向。然后将该位置和/或定向与基准点比较并且确定必要时存在的偏差。然后，该偏差必要时是一种用于衡量变差的记录准确度的程度。最后，重新定位终端执行器用于补偿偏差并因此变差的记录准确度，使得末端传导神经装和基准点的位置和/或定向又一致。因此，术中成像用于直接地控制机器人的干预。这样的优点是，又提高了记录准确度并且在手术中实现了通过医学机器人设备实施的诊断和/或治疗措施的提高的准确性。因此，通过使用术中图像数据记录(在术中图像数据记录中均包括终端执行器和在初始图像数据记录中具有基准点的身体局部)补偿待手术的身体由于自然或外部因素造成的形状和尺寸，即患者人体结构的改变并且补偿医学机器人设备本身的运动不准确度。尤其可以规定，按列示的顺序实施步骤a)至g)或c)至g)。在有利的实施形式中，在治疗和/或诊断手术时重复实施步骤c)至g)。然后，在此重新定位终端执行器的最后的步骤同时相当于将终端执行器定位在基准点附近的步骤。这样的优点是，也可以补偿在治疗和/或诊断措施的另一个过程中触发的改变或不准确度。然后，该方法可设计成迭代方法并因此可实现特别大的准确度。在一个优选的实施形式中，另一个步骤是，在将终端执行器的位置和/或定向与基准点比较之前相对术中图像数据记录记录初始图像数据记录。由此，将初始图像数据记录的基准点与术中图像数据记录关联，这种关联例如在制作初始图像数据记录和术中图像数据记录时不必通过相同的设备分别进行，因为对于两个图像数据记录存在一个共同的坐标系统。这样的优点是，初始图像数据记录和术中图像数据记录不必通过相同的成像系统制作。这能够减少手术过程中出现的辐射伤害以及实现更高的灵活性。在特别有利的实施形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过重新定位医学机器人设备(2)补偿在手术和/或诊断干预中变差的医学机器人设备(2)相对待手术的身体(1)的记录准确度的方法，所述医学机器人设备(2)具有用于实施诊断和/或治疗措施的终端执行器(3)，所述方法的步骤为：a)在待手术的身体(1)的初始图像数据记录上选择终端执行器(3)应当驶近的至少一个基准点(B1，B2，C1，C2，D1，D2，E1，E2)；b)相对待手术的身体(1)初始记录医学机器人设备(2)；c)在所述基准点(B1，B2，C1，C2，D1，D2，E1，E2)附近定位所述终端执行器(3)；d)记录术中图像数据记录，在术中图像数据记录中获得所述终端执行器(3)和身体(1)的临近终端执行器(3)的区域，其中，所述区域包括身体(1)的局部，所述局部在所述初始图像数据记录中具有准点(B1，B2，C1，C2，D1，D2，E1，E2)；e)在所述术中图像数据记录中确定终端执行器(3)的位置和/或定向；f)将所述位置和/或定向与所述基准点(B1，B2，C1，C2，D1，D2，E1，E2)比较，并且确定可能存在的偏差(d)；g)重新定位所述终端执行器(3)用于补偿所述偏差(d)。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P梅维斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE