【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于控制医学仪器的移动的控制设备、方法和计算机程序、以及用于移动医学仪器的装置、方法和计算机程序。
技术介绍
1、在医学介入期间或在医学介入的准备中导航医学仪器可能是具有挑战性且耗时的任务。然而该任务的复杂性由于以下事实而增加：在已将医学仪器导航到期望的目标位置之后，意外情况可能引起医学仪器从期望的目标位置移出，从而需要医学仪器的耗时的重新导航。实际上，对医学仪器的不充分的移动控制可能不仅需要额外的导航措施并且因此总介入持续时间的增加，但是也可能导致对患者可能有害的其他医学并发症。因此，需要对于医学仪器的改进的移动控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是允许对于医学仪器的改进的移动控制。
2、在第一方面中，本专利技术涉及一种用于控制医学仪器的移动的控制设备，其中，所述控制设备包括：
3、非瞬态存储器，其存储指令；以及
4、处理器，其执行所述指令，其中，当由所述处理器执行时，所述指令使所述控制设备：
5、提供仪器的限制位置的指示符，超过所述限制位置，所述仪器的位置被认为是超出限制的，
6、根据接收到的包括所述仪器的部分的图像和/或检索到的所述仪器的移动来提供所述仪器的位置，
7、基于所述限制位置的所述指示符和所述仪器的所述位置来控制所述仪器的移动，使得所述仪器的所述位置相对于所述限制位置维持预定关系。
8、上述“指令”可以被定义或描绘为“单元”或“控制器”或由“单元”或“控制器”实施
9、例如：
10、“限制指示符提供单元”(然后)被配置为提供仪器的限制位置的所述指示符。超过限制位置，仪器的位置优选地被认为是超出限制的。
11、“位置提供单元”(然后)被配置为根据接收到的包括仪器的部分的图像和/或检索到的仪器的移动来提供仪器的所述位置。
12、“控制器”(然后)被配置为基于限制位置的指示符和仪器的位置来控制仪器的所述移动，使得仪器的位置相对于限制位置维持预定关系。
13、由于提供了仪器的限制位置的指示符并且此仪器的位置，其中，根据所接收到的包括仪器的部分的图像和/或检索到的仪器的移动来提供仪器的所述位置，并且其中，超过限制位置，仪器的位置优选地被认为是超出限制的，关于仪器的位置相对于其限制的信息是可访问的。由于基于限制位置的指示符和仪器的位置控制仪器的移动使得仪器的位置相对于限制位置维持预定关系，因此可以限制仪器的不期望的运动。因此，控制设备允许对于医学仪器的改进的移动控制。
14、限制指示符提供单元可以被配置为(或对应的指令还可以使所述控制设备)确定所述限制位置本身的指示符并提供所确定的指示符，或从对应的确定单元或指令或处理器或用户接口接收所述指示符并提供它以用于进一步处理。另外地或替代地，所述限制指示符提供单元任选地被配置为(或对应的指令任选地使所述控制设备)在所述图像中提供所述指示符的表示，以便以图形方式表示所述限制位置。图像可以是从其提供仪器的位置的图像。图像中的指示符的表示可以基于或可以不基于用户输入来确定。如果基于用户输入来确定，则用户输入可以特别地指示所述指示符的表示将被放置在的图像位置。
15、所述位置提供单元优选地被配置为(或对应的指令优选地使所述控制设备)基于包括所述仪器的所述部分的图像和/或检索到的所述仪器的移动来确定所述仪器本身的位置，并且提供所确定的位置。为了基于图像确定仪器的位置，所述位置提供单元可以被配置为(或对应的指令可以使所述控制设备)应用图像分割。可以使用已知的图像分割工具，例如，包括u-net卷积神经网络模型。
16、为其提供限制位置的指示符的仪器可以是在其上诱发运动的仪器。在这种情况下，指示符也可以被称为诱发运动限制指示符，因为它可以经由限制位置指示在仪器上诱发的运动的限制。诱发运动可以特别地是指意外的或非故意的运动，即，与对应于控制器的移动控制信号或基于控制器的移动控制信号可预期的移动不一致的运动。诱发运动可以是指仪器相对于静态环境或参考系统的诱发运动，其可以被称为绝对诱发运动。更一般地，诱发运动也可以是指相对运动，在这种情况下，它可以相对于本身移动的环境或参考系统来进行测量。例如，诱发运动可以相对于潜在移动的解剖结构(如活体患者中的血管结构)来进行测量。然后，仪器的位置和限制位置之间的关系的变化可以例如由以下引起：a)如果仪器被不同地移动或保持在固定的绝对位置，则限制位置相对于其固定的解剖结构的移动，b)如果限制位置是固定的绝对位置，则由解剖结构的移动在仪器上诱发的运动，和/或c)通过与它相互作用的其他仪器的移动在仪器上诱发的运动。
17、在医学仪器已经被导航到期望的目标位置的介绍性示例中，限制位置(即由限制指示符指示的医学仪器的限制位置)可以特别地对应于期望的目标位置。期望的目标位置可以例如由用户输入确定或对应于最后已知位置，诸如在用户引起的仪器控制之后的最后已知位置。限制位置可以对应于期望的目标位置本身，即精确地或近似地等于它。然而，限制位置也可以对应于仅达到预定义容限的期望的目标位置。在医学仪器上诱发的运动然后可以被容许，只要它们不使医学仪器从目标位置移出到使得医学仪器的位置偏离期望的目标位置超过容限的程度。在另一方面，已经可以执行医学仪器的初始导航，使得医学仪器不最终处于期望的目标位置本身，而是在与期望的目标位置相对应的位置中仅达到某个安全裕度，其中，安全裕度可能已经预期医学仪器的潜在诱发运动。在该后一种情况下，由限制指示符指示的限制位置可以再次精确地或近似地与期望的目标位置相对应。该示例表明，仪器的位置相对于限制位置的预定关系将被广泛理解，特别地包括仪器要被保持在固定位置的情况，以及仪器可以移动只要满足其相对于限制位置的相对位置的预定条件的情况两者。在这个意义上，通过限制指示符，仪器的诱发运动以及可能的所有移动的容限变得可量化。因此，因此，在实施例中，所指示的限制位置可以被理解为暗示或定义仪器的诱发运动的限制。然而，限制位置及其指示符可以独立于在仪器上诱发的任何运动来定义。更一般地，例如，所指示的限制位置可以被理解为暗示或定义仪器的所有运动的限制。
18、仪器的位置可以是指仪器的位置和/或取向。特别地，仪器的位置可以是指仪器的预定义部分的位置和/或取向。然而，仪器的位置也可以是指仪器的多个部分的位置和/或取向，或基于此来确定，诸如通过求平均。可以基于a)接收到的包括仪器的部分的图像和b)检索到的仪器的移动中的至少一项来确定仪器的位置。因此，例如，可以基于对示出仪器的图像的分析(特别是基于其预定义图像特征)来确定仪器的位置。如上所述，已知的分割技术可以用于此目的。作为基于图像的仪器定位的补充和替代，检索到的仪器的移动可以用于确定仪器的位置。检索到的仪器的移动可以是指从由控制器发出的先前移动控制信号中恢复的移动控制信息和/或指示仪器位置的当前控制或移动参数。所述检索到的移动、先前移动或当前移动优选地从工具、机器人和/本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于控制医学仪器的移动的控制设备(100)，其中，所述控制设备包括：
2.根据权利要求1所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)在所述图像中提供所述指示符(12)的表示，以便以图形方式表示所述限制位置。
3.根据权利要求2所述的控制设备(100)，其中，所述仪器(10)是医学仪器，其中，所述指令还使所述控制设备(100)控制所述仪器(10)沿着管状解剖结构(50)的移动，其中，所述管状解剖结构(50)的部分被包括在所述图像中，并且其中，所述指示符(12)的所述表示跨被成像管状结构被提供。
4.根据权利要求3所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)提供具有这样的尺寸的所述指示符(12)的所述表示：所述尺寸跨被成像管状结构被提供，随着所述被成像管状结构的宽度的潜在变化而动态地变化。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备(100)，其中，所述仪器(10)是两个仪器中的第一仪器，其中，当所述两个仪器中的第二仪器(20)移动时，所述第二仪器(20)能够诱发所述第一仪器(10)
6.根据权利要求5所述的控制设备(100)，其中，所述两个仪器中的所述第二仪器(20)是手动驱动的，并且能够诱发所述第一仪器(10)上的运动，其中，所述指令还使所述控制设备(100)控制所述第一仪器(10)，以便在所述第二仪器(20)被手动驱动时自动维持相对于所述限制位置的所述预定关系。
7.根据权利要求5或6所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)：
8.根据权利要求7所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)：
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的控制设备(100)，其中，所述第一仪器(10)和所述第二仪器(20)是医学仪器，其中，所述指令还使所述控制设备(100)控制所述第一仪器(10)和所述第二仪器(20)沿着管状解剖结构(50)的移动。
10.根据权利要求9所述的控制设备(100)，其中，所述第一仪器(10)是内部设备，并且所述第二仪器(20)是外部设备，其中，所述接收到的图像包括所述第一仪器(10)和所述第二仪器(20)的部分以及所述解剖结构(50)的多个分支的分支交叉点的图像，所述多个分支包括主分支和从所述主分支分出的目标分支，并且其中，当所述控制器(103)引起所述外部设备的缩回时，所述指令还使所述控制设备(100)通过将所述内部设备进一步推进补偿所述外部设备的所述缩回的量将所述内部设备维持在所述管状解剖结构(50)的目标分支中的目标点处。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)：确定所述限制位置的所述指示符(12)针对其被提供的所述仪器(10)的所述位置与所述限制位置之间的距离，并且基于所述距离来控制所述仪器(10)的所述移动。
12.根据权利要求11所述的控制设备(100)，其中，根据所述仪器(10)的部分的接收到的图像来提供所述限制位置的所述指示符(12)针对其被提供的所述仪器(10)的所述位置(11)，其中，所述限制位置是指所述接收到的图像中的位置，并且其中，所述距离是基于所述图像来确定的。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)基于以下各项来提供针对所述限制位置的所述指示符(12)：被成像解剖特征，特别是在所述仪器(10)沿着管状解剖结构(50)移动的情况下的所述仪器进入的新分支；和/或通过用户接口的用户输入，所述用户接口被配置为将用户输入与所述图像中的位置相关联；和/或存储的预定义设置参数。
14.根据权利要求13所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)进一步基于所述限制位置的所述指示符(12)针对其被提供的所述仪器(10)的所述位置(11)来提供所述限制位置的所述指示符(12)。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)：检测何时尽管要移动的所述仪器(10、20)被控制为移动超过阈值距离，但是所述仪器(10、20)的所述位置(11、21)不改变；并且在这种情况下修改所述仪器(10、20)的所述移动或触发对用户的警报。
16.一种用于移动医学仪器的装置(200)，其中，所述装置包括：
17.根据权利要求16所述的装置(200)，还包括作为两个仪器中的第一仪器的所述仪器(10)和所述两个仪器中的所述第二仪器(20...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于控制医学仪器的移动的控制设备(100)，其中，所述控制设备包括：
2.根据权利要求1所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)在所述图像中提供所述指示符(12)的表示，以便以图形方式表示所述限制位置。
3.根据权利要求2所述的控制设备(100)，其中，所述仪器(10)是医学仪器，其中，所述指令还使所述控制设备(100)控制所述仪器(10)沿着管状解剖结构(50)的移动，其中，所述管状解剖结构(50)的部分被包括在所述图像中，并且其中，所述指示符(12)的所述表示跨被成像管状结构被提供。
4.根据权利要求3所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)提供具有这样的尺寸的所述指示符(12)的所述表示：所述尺寸跨被成像管状结构被提供，随着所述被成像管状结构的宽度的潜在变化而动态地变化。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备(100)，其中，所述仪器(10)是两个仪器中的第一仪器，其中，当所述两个仪器中的第二仪器(20)移动时，所述第二仪器(20)能够诱发所述第一仪器(10)上的运动。
6.根据权利要求5所述的控制设备(100)，其中，所述两个仪器中的所述第二仪器(20)是手动驱动的，并且能够诱发所述第一仪器(10)上的运动，其中，所述指令还使所述控制设备(100)控制所述第一仪器(10)，以便在所述第二仪器(20)被手动驱动时自动维持相对于所述限制位置的所述预定关系。
7.根据权利要求5或6所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)：
8.根据权利要求7所述的控制设备(100)，其中，所述指令还使所述控制设备(100)：
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的控制设备(100)，其中，所述第一仪器(10)和所述第二仪器(20)是医学仪器，其中，所述指令还使所述控制设备(100)控制所述第一仪器(10)和所述第二仪器(20)沿着管状解剖结构(50)的移动。
10.根据权利要求9所述的控制设备(100)，其中，所述第一仪器(10)是内部设备，并且所述第二仪器(20)是外部设备，其中，所述接收到的图像包括所述第一仪器(10)和所述第二仪器(20)的部分以及所述解剖结构(50)的多个分支的分支交叉点的图像，所述多个分支包括主分支和从所述主分支分出的目标分支，并且其中，当所述控制器(103)引起所述外部设备的缩回时，所述指令...
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