导航辅助制造技术

一种用于增强手术部位的至少一部分的表示以帮助定向所述表示的手术机器人系统，所述系统包括：处理器，所述处理器被配置成：接收指示成像装置相对于手术部位的位置和取向的成像装置信号，根据所接收的成像装置信号增强所述手术部位的至少一部分的表示，所述增强指示所述手术部位的表示的取向，接收指示所述成像装置的更新的位置和/或取向的另一成像装置信号，根据所述成像装置信号和所述另一成像装置信号确定所述成像装置的位置和取向中的至少一者的改变，并根据所确定的改变更新增强的表示；以及显示器，所述显示器被配置成显示所述增强的表示的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导航辅助
技术介绍
使用机器人来辅助和执行手术是已知的。图1示出了典型的手术机器人100，该手术机器人由基座108、臂102和器械105构成。基座支撑机器人，并且本身刚性地附接到例如手术室地面、手术室天花板或推车。臂在基座与器械之间延伸。臂借助于沿其长度的多个柔性关节103而铰接，所述多个柔性关节用于将手术器械相对于患者定位在期望位置。手术器械附接到机器人臂的远端104。手术器械在端口107处穿透患者101的身体，以便进入手术部位。该器械在其远端包括用于执行医疗程序的末端执行器106。图2示出了用于执行机器人腹腔镜手术的典型手术器械200。手术器械包括基座201，手术器械借助于基座连接到机器人臂。轴202在基座201与铰接部203之间延伸。铰接部203终止于末端执行器204。在图2中，一对锯齿状钳口被示出为末端执行器204。铰接部203允许末端执行器204相对于轴202移动。期望通过铰接部向末端执行器204的运动提供至少两个自由度。成像装置可以与手术器械一起位于手术部位处。成像装置可以对手术部位进行成像。由成像装置提供的手术部位的图像可以显示在显示器上，以供执行程序的外科医生观察。因此，可以进行外科医生无法直接看到手术部位的腹腔镜(或微创)手术。手术部位的视图与外科医生进行手术的身体之间通常存在脱节。可以任何期望的取向提供用于对手术部位进行成像的成像装置，并且可以在手术程序期间改变该取向。因此，外科医生可能在手术期间失去定向，并且可能丧失对显示的末端执行器所在的手术部位中的位置和/或取向的感知。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于增强手术部位的至少一部分的表示以帮助定向所述表示的手术机器人系统，所述系统包括：处理器，所述处理器被配置成：接收指示成像装置相对于手术部位的位置和取向的成像装置信号，根据所接收的成像装置信号增强所述手术部位的至少一部分的表示，所述增强指示所述手术部位的表示的取向，接收指示所述成像装置的更新的位置和/或取向的另一成像装置信号，根据所述成像装置信号和所述另一成像装置信号确定所述成像装置的位置和取向中的至少一者的改变，以及根据所确定的改变更新增强的表示；以及显示器，所述显示器被配置成显示所述增强的表示的至少一部分。所接收的成像装置信号和所接收的另一成像装置信号中的至少一者可以包括与成像装置有关的运动学数据。处理器可以被配置成根据所述手术部位的表示中的特征来确定增强。处理器可以被配置成根据增强数据来确定增强。增强数据可包括与表示相关联的数据。增强数据可以包括指示表示中的特征的数据。指示表示中的特征的数据可以指示特征组集合中的一个或多个特征组。增强数据可以包括指示与表示有关的用户输入的增强信号。该系统可以包括控制器，所述控制器被配置成响应于所述控制器处的用户输入而生成所述增强信号。处理器可以被配置成根据表示的至少一部分的图像处理来确定增强。处理器可以被配置成跟踪表示中的特征的位置，并根据所跟踪的位置以及成像装置取向、成像装置位置、成像装置的视场和表示的显示部分的视场中的至少一者的改变来更新增强的表示。该系统还可以包括成像装置，其中，所述成像装置可以被配置成对所述手术部位的至少一部分进行成像并生成被成像部分的图像馈送。处理器可以被配置成根据所生成的图像馈送的至少一部分的图像处理来确定增强。可以根据所述手术部位的至少一部分的3D模型的3D模型数据和所生成的图像馈送中的至少一者获得所述表示。所述处理器可以被配置成接收3D模型数据和所生成的图像馈送中的至少一者。该系统还可以包括联接到所述处理器的存储器，所述存储器被配置成存储所述手术部位的表示和所述增强中的至少一者。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于增强手术部位的至少一部分的表示以帮助定向所述表示的方法，所述方法包括：接收指示成像装置相对于手术部位的位置和取向的成像装置信号；根据所接收的成像装置信号增强所述手术部位的至少一部分的表示，所述增强指示所述手术部位的表示的取向；接收指示所述成像装置的更新的位置和/或取向的另一成像装置信号；根据所述成像装置信号和所述另一成像装置信号确定所述成像装置的位置和取向中的至少一者的改变；根据所确定的改变更新增强的表示；以及显示所述增强的表示的至少一部分。该方法可以包括根据手术部位的表示中的特征来确定增强。该方法可以包括根据在表示的显示部分中不存在的特征来确定增强。该方法可以包括接收增强数据，以及根据所接收的增强数据来确定增强。增强数据可以包括指示表示中的特征的数据。指示表示中的特征的数据可以指示特征组集合中的一个或多个特征组。增强数据可以包括指示与表示有关的用户输入的增强信号。该方法可以包括根据表示的至少一部分的图像处理来确定增强。该方法可以包括跟踪表示中的特征的位置，并根据所跟踪的位置以及成像装置取向、成像装置位置、成像装置的视场和表示的显示部分的视场中的至少一者的改变来更新增强的表示。以上任何方面的任何一个或多个特征可以与以上任何其它方面的任何一个或多个特征组合。任何设备特征在可能的情况下都可以被撰写为方法特征，反之亦然。仅出于简洁的原因，这些内容在此处未全部写出。提供此
技术实现思路
以以简化形式介绍一些概念，在下文的具体实施方式中进一步描述这些概念。此
技术实现思路
中对特征的提及并不表明它们是本专利技术或所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不应被视为限制所要求保护的主题的范围。附图说明现在将参照附图以举例的方式描述本专利技术。在附图中：图1示出了执行手术程序的手术机器人；图2示出了已知的手术器械；图3示出了手术机器人；图4示出了外科医生控制台；图5示意性地示出了控制器的配置；图6示出了用于增强手术部位的表示的方法；图7示出了增强的示例；图8示出了表示的显示部分的示例；图9示出了用于使表示的一部分居中的过程；以及图10示出了增强的另一示例。具体实施方式以下描述在手术机器人系统的上下文中描述了本专利技术的技术，尽管下文描述的特征不限于此类系统，而是可以更一般地应用于机器人系统。在一些示例中，本专利技术的技术可以应用于远程操作的机器人系统。在一些示例中，可以在机器人系统的用户在操作机器人系统时可能变得失去定向的部位应用本专利技术的技术。本专利技术的技术可能有用的情况的一些示例包括利用“蛇形”机器人进行探索、调查或维修的情况。机器人系统可以包括制造系统，例如车辆制造系统、零件处理系统、实验室系统和操纵器，例如用于危险材料的操纵器或手术操纵器。图3示出了具有从基座301延伸的臂300的手术机器人。该臂包括多个刚性分支302。分支通过转动关节303联接。最近侧的分支302a通过近侧关节303a联接到基座。它和其他分支通过另外的关节303串联联接。适当地，手腕304由四个单独的转动关节组成。手腕304将臂的一个分支(302b)联接到最远侧分支(302c)。最远侧分支302c承载手术器械306的附接件305。臂的每个关节303具有一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增强手术部位的至少一部分的表示以帮助定向所述表示的手术机器人系统，所述系统包括：/n处理器，所述处理器被配置成：/n接收指示成像装置相对于手术部位的位置和取向的成像装置信号，/n根据所接收的成像装置信号增强所述手术部位的至少一部分的表示，所述增强指示所述手术部位的表示的取向，/n接收指示所述成像装置的更新的位置和/或取向的另一成像装置信号，/n根据所述成像装置信号和所述另一成像装置信号确定所述成像装置的位置和取向中的至少一者的改变，以及/n根据所确定的改变更新增强的表示；以及/n显示器，所述显示器被配置成显示所述增强的表示的至少一部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181003 GB 1816169.51.一种用于增强手术部位的至少一部分的表示以帮助定向所述表示的手术机器人系统，所述系统包括：
处理器，所述处理器被配置成：
接收指示成像装置相对于手术部位的位置和取向的成像装置信号，
根据所接收的成像装置信号增强所述手术部位的至少一部分的表示，所述增强指示所述手术部位的表示的取向，
接收指示所述成像装置的更新的位置和/或取向的另一成像装置信号，
根据所述成像装置信号和所述另一成像装置信号确定所述成像装置的位置和取向中的至少一者的改变，以及
根据所确定的改变更新增强的表示；以及
显示器，所述显示器被配置成显示所述增强的表示的至少一部分。


2.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，所接收的成像装置信号和所接收的另一成像装置信号中的至少一者包括与所述成像装置有关的运动学数据。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的手术机器人系统，其中，所述处理器被配置成根据所述手术部位的表示中的特征来确定所述增强。


4.根据任一前述权利要求所述的手术机器人系统，其中，所述处理器被配置成根据增强数据确定所述增强。


5.根据权利要求4所述的手术机器人系统，其中，所述增强数据包括与所述表示相关联的数据。


6.根据权利要求4或权利要求5所述的手术机器人系统，其中，所述增强数据包括指示所述表示中的特征的数据。


7.根据权利要求6所述的手术机器人系统，其中，指示所述表示中的特征的数据指示特征组集合中的一个或多个特征组。


8.根据权利要求4到7中任一项所述的手术机器人系统，其中，所述增强数据包括指示与所述表示有关的用户输入的增强信号。


9.根据权利要求8所述的手术机器人系统，其中，所述系统包括控制器，所述控制器被配置成响应于所述控制器处的用户输入而生成所述增强信号。


10.根据任一前述权利要求所述的手术机器人系统，其中，所述处理器被配置成根据所述表示的至少一部分的图像处理来确定所述增强。


11.根据任一前述权利要求所述的手术机器人系统，其中，所述处理器被配置成跟踪所述表示中的特征的位置，并且根据所跟踪的位置以及成像装置取向、成像装置位置、所述成像装置的视场和所述表示的所显示部分的视场中的至少一者的改变来更新所述增强的表示。


12.根据任一前述权利要求所述的手术机器人系统，还包括成像装置，其中，所述成像装置被配置成对所述手术部位的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢克·戴维·罗纳德·黑尔斯，安德鲁·罗伯特·莫比，马克·克利福德·斯莱克，
申请(专利权)人：CMR外科有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB