机器人装置的运动编程制造方法及图纸

一种方法包括采集患者的手术部位的图像。所述方法包括以下步骤：基于到手术部位的用户限定路径来捕获仪器的运动数据。所述方法包括以下步骤：基于所捕获的运动数据来确定运动路径。该运动路径对应于机器人装置的一个或更多个组件的致动。所述方法包括以下步骤：将运动路径的一部分显示到图像上。所述方法包括以下步骤：确定用于沿着所确定的运动路径来致动所述一个或更多个组件的一个或更多个指令。所述方法包括以下步骤：将所述一个或更多个指令提供给机器人装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人装置的运动编程相关申请的交叉引用本申请要求2019年1月18日提交的美国临时申请No.62/794,545的权益和优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
本公开描述了基于所跟踪的手术仪器(surgicalinstrument)对机器人装置进行运动编程。
技术介绍
微创(minimallyinvasive)手术通常会限制人体切口的大小，以使可以快速从外科手术中恢复并降低感染几率。然而，在微创手术期间，仅少数工具可能会被同一外科医生同时使用。有时可能会发生工具更换以将合适的工具放置在手术套件中。工具更换可能会超出微创外科手术的时间。而且，微创手术可能会给外科医生带来负担，特别是在长时间手动操作手术控制器的时候。
技术实现思路
在一个实施方式中，提供了一种方法，所述方法包括以下步骤：采集患者的手术部位的图像。所述方法还包括以下步骤：基于到手术部位的用户限定路径来捕获仪器的运动数据。所述方法还包括以下步骤：基于所捕获的运动数据来确定运动路径。该运动路径对应于机器人装置的一个或更多个组件的致动。所述方法还包括以下步骤：将运动路径的一部分显示到图像上。所述方法还包括以下步骤：确定用于沿着所确定的运动路径来致动所述一个或更多个组件的一个或更多个指令。所述方法还包括以下步骤：将所述一个或更多个指令提供给机器人装置。在另一实施方式中，提供了一种方法，所述方法包括以下步骤：采集患者的手术部位的图像。所述方法还包括以下步骤：基于在患者的手术部位处的仪器的用户限定布置来捕获仪器的姿态。所述方法还包括以下步骤：确定与仪器的所捕获的姿态对应的运动路径。运动路径与机器人装置的一个或更多个组件的致动关联。所述方法还包括以下步骤：将运动路径的一部分显示到合并的图像上。所述方法还包括以下步骤：确定用于沿着所确定的运动路径来致动所述一个或更多个组件的一个或更多个指令。所述方法还包括以下步骤：将所述一个或更多个指令提供给机器人装置。在另一实施方式中，提供了一种系统，所述系统包括：跟踪装置、机器人装置以及处理装置。该处理装置包括处理器和非暂时性计算机可读介质。该非暂时性计算机可读介质包括所存储的指令，该指令在由处理器执行时，使所述系统采集患者的手术部位的图像。所存储的指令还使所述系统经由跟踪装置，基于在患者的手术部位处的仪器的用户限定布置来捕获仪器的姿态。所存储的指令还使所述系统通过处理器确定与仪器的所捕获的姿态对应的运动路径。运动路径与机器人装置的一个或更多个组件的致动关联。所存储的指令还使所述系统提供用于将运动路径的一部分显示到图像上的指令。所存储的指令还使所述系统通过处理器确定用于沿着所确定的运动路径来致动所述一个或更多个组件的一个或更多个指令。所存储的指令还使所述系统将所述一个或更多个指令提供给机器人装置。附图说明随着结合附图阅读本说明书，本专利技术的许多优点对本领域技术人员来说将是显而易见的，其中相同标号被应用于相同的要素，并且其中：图1例示了根据本公开的实施方式的用于执行外科手术的示例系统；图2例示了根据本公开的实施方式的可以在外科手术期间使用的示例机器人装置；图3例示了根据本公开的实施方式的计算装置的示例框图；图4例示了根据本公开的实施方式的示例计算机介质；图5例示了根据本公开的实施方式的在外科手术期间的示例方法的流程图；图6例示了根据本公开的实施方式的在外科手术期间的示例方法的另一流程图；图7例示了根据本公开的实施方式的可以在外科手术期间显示的示例图像；图8例示了根据本公开的实施方式的可以在外科手术期间显示的另一示例图像；图9例示了根据本公开的实施方式的在外科手术期间的示例方法的另一流程图；图10例示了根据本公开的实施方式的在外科手术期间的示例方法的另一流程图。具体实施方式下面，对本专利技术的例示性实施方式进行描述。为了清楚起见，在本说明书中并未描述实际实现的所有特征。当然应意识到，在任何这种实际实施方式的开发中，必须进行许多具体实现决策，以实现开发者的特定目标(诸如符合系统相关约束和商业相关约束)，这些目标将从一个实现到另一实现而发生改变。此外，应意识到，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员，不过是一项常规的任务。而且，要容易理解的是，尽管下面主要在脊柱手术的背景下进行讨论，但是本专利技术的系统和方法可以被用于任何数量的解剖学环境中，以提供遍布全身的任何数量的不同手术目标部位的通路。本文所描述的示例包括用于执行外科手术的系统和方法。在一个示例中，提供了一种方法，所述方法包括以下步骤：采集患者的手术部位的图像。在另一示例中，提供了一种方法，所述方法包括以下步骤：采集患者的手术部位的高分辨率基线图像(baselineimage)。在一个示例中，高分辨率基线图像是经由移动透视机捕获的X射线图像。继续该示例，将处理装置配置成，基于调节高分辨率基线图像的一个或更多个方面，以数字方式操纵高分辨率基线图像以生成基线图像集。该方法还包括以下步骤：以比高分辨率基线图像更低的分辨率采集手术部位的新图像。在一个示例中，较低分辨率图像是以低于与高分辨率基线图像关联的辐射水平的辐射水平捕获的X射线图像。由于较低分辨率图像的图像质量，因此，将处理装置配置成，通过将较低分辨率图像与基线图像集的一个或更多个图像进行比较，来找到较低分辨率图像与来自高分辨率基线图像集的图像之间的匹配。将处理装置配置成，选择与较低分辨率图像具有可接受相关度的基线图像集的代表性图像。还将处理装置配置成，将所选择的代表性图像与较低分辨率的图像合并以产生合并的图像。在一个实施方式中，将所合并的图像显示在显示器上，以供用户(例如，外科医生)评估外科手术的一个或更多个方面。所述方法还包括以下步骤：基于到手术部位的用户限定路径来捕获由外科医生使用的仪器的运动数据。将处理装置配置成基于所捕获的运动数据来确定运动路径。运动路径对应于机器人装置的一个或更多个组件的致动，该机器人装置将协助外科医生完成外科手术。该方法还包括以下步骤：将运动路径的一部分显示到合并的图像上以供外科医生再检查。例如，在涉及使用一个或更多个椎弓根螺钉(pediclescrew)的外科手术中，外科医生可以将仪器定位在椎弓根目标部位，并且基于仪器的所捕获的运动数据来查看与椎弓根螺钉的插入对应的运动路径。在该示例中，外科医生可以选择椎弓根目标部位上的一个点并使仪器枢转，以了解叠加到所合并的图像上的一个或更多个不同轨迹。基于绕该点枢转的仪器，将一个或更多个跟踪装置配置成，捕获与仪器的移动关联的运动数据。然后，如本文所描述，相应地处理该运动数据并且将运动路径的至少一部分叠加到所合并的图像上。外科医生可以向处理装置提供关于运动路径是否与术前计划对准的输入(例如，语音命令、接入接口等)。基于运动路径的核准，所述方法包括以下步骤：确定用于沿着所确定的运动路径来致动机器人装置的所述一个或更多个组件的一个或更多个指令。所述方法还包括以下步骤：将所述一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，所述方法包括以下步骤：/n采集患者的手术部位的图像；/n基于到所述手术部位的用户限定路径来捕获仪器的运动数据；/n基于所捕获的运动数据来确定运动路径，其中，所述运动路径对应于机器人装置的一个或更多个组件的致动；/n将所述运动路径的一部分显示到所述图像上；/n确定用于沿着所确定的运动路径来致动所述一个或更多个组件的一个或更多个指令；以及/n将所述一个或更多个指令提供给所述机器人装置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190118 US 62/794,545;20190820 US 16/544,9151.一种方法，所述方法包括以下步骤：
采集患者的手术部位的图像；
基于到所述手术部位的用户限定路径来捕获仪器的运动数据；
基于所捕获的运动数据来确定运动路径，其中，所述运动路径对应于机器人装置的一个或更多个组件的致动；
将所述运动路径的一部分显示到所述图像上；
确定用于沿着所确定的运动路径来致动所述一个或更多个组件的一个或更多个指令；以及
将所述一个或更多个指令提供给所述机器人装置。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户限定路径是基于便携式仪器的移动的。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述便携式仪器包括一个或更多个红外反射器。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定与所捕获的运动数据对应的运动路径的步骤还包括：
比较所述便携式仪器的所述一个或更多个红外反射器的位置与联接至所述患者的一个或更多个红外反射器的位置；
基于所述比较，确定所述便携式仪器的所述一个或更多个红外反射器与联接至所述患者的所述一个或更多个红外反射器之间的距离处于安全阈值内；以及
基于所述确定，确定对所述机器人装置的所述一个或更多个组件的致动进行的一个或更多个调节。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述手术部位的图像是三维图像。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述一个或更多个指令提供给所述机器人装置的步骤还包括：
接收输入，所述输入确认所确定的运动路径的所叠加的至少一部分与手术作业计划对准。


7.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
确定所确定的运动路径的所叠加的至少一部分与所述手术部位内的一个或更多个预定边界相交；以及
提供用于显示的所确定的运动路径的所叠加的至少一部分的变化的视觉效果。


8.一种方法，所述方法包括以下步骤：
采集患者的手术部位的三维图像；
基于在患者的手术部位处的仪器的用户限定布置来捕获仪器的姿态；
确定与所述仪器的所捕获的姿态对应的运动路径，其中，所述运动路径与机器人装置的一个或更多个组件的致动关联；
将所述运动路径的一部分显示到所述三维图像上；
确定用于沿着所确定的运动路径来致动所述一个或更多个组件的一个或更多个指令；以及
将所述一个或更多个指令提供给所述机器人装置。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述用户限定布置是基于便携式仪器的移动的。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述便携式仪器包括一个或更多个红外反射器。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，确定与所捕获的运动数据对应的运动路径的步骤还包括：
比较所述便携式仪器的所述一个或更多个红外反射器的位置与联接至所述患者的一个或更多个红外反射器的位置；
基于所述比较，确定所述便携式仪器的所述一个或更多个红外反射器与联接至所述患者的所述一个或更多个红外反射器之间的距离处于安全阈值内；以及
基于所述确定，确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·芬利，J·格罗廷，
申请(专利权)人：纽文思公司，
类型：发明
国别省市：美国;US