[发明专利]用于机器人定位系统的电对接系统和方法

说明书

技术领域

本文中所描述的实施方式涉及图像引导过程，并且更具体地，涉及用于使图像引导过程中所用机器人定位系统对接的系统和方法。

背景技术

一些公知的介入过程包括介入工具的手动插入，这可能易于出现损伤邻近组织或器官的风险。在一些公知的介入过程中，为了限制或防止这种潜在损伤，介入人员非常谨慎地执行该过程，这会使该过程非常耗时。在一些公知的介入过程中，图像引导技术（例如，诸如那些与成像方式相关的技术（诸如超声、X射线、计算机断层扫描（CT）扫描仪、磁共振成像（MRI）机等））用于克服上述限制。在一些公知的介入过程中，机器人定位系统能够连同图像引导技术用于进一步帮助介入工具的插入。但是，一些公知的机器人定位系统的便携性受限。例如，一些公知的机器人定位系统配置成连同单个成像设备使用（例如，机器人定位系统的校准与单个成像设备相关）。

因此，需要相对于成像系统对接机器人定位系统的系统和方法。还需要能够使机器人定位系统能与多个成像设备仪器使用的对接系统。

发明内容

本文中所描述的设备、系统、和方法涉及图像引导过程，并且更具体地涉及用于对接图像引导过程中所用机器人定位系统的系统和方法。在一些实施方式中，设备包括机器人定位装置和定位垫。定位垫包括位置图案，并且能够在相对于成像系统的可移动支架的期望位置处配置在地面上。机器人定位装置配置成至少部分地配置在定位垫之上。机器人定位装置包括对接装置，该对接装置包括支承在对接装置上的引导操纵器和光学装置。引导操纵器能够至少部分地基于与光学装置以及定位垫的位置图案相关的图像数据相对于可移动支架进行定位。引导操纵器配置成相对于安置在可移动支架上的患者定位仪器引导器。

附图说明

图1是根据一个实施方式能够在图像引导介入过程中使用的机器人定位系统的示意图。

图2是图1机器人定位装置的系统控制器的示意图。

图3是根据一个实施方式的机器人定位系统的侧视图。

图4是图3机器人定位系统的对接装置的分解图。

图5是图4中所示对接装置的侧视图。

图6是图3机器人定位系统的定位垫的俯视图。

图7示出图6中定位垫中示为区域A的一部分。

图8是图4对接装置的立体图，与第一配置中所示的对接装置一起配置在图6中所示的定位垫上。

图9是第二配置中所示的图8的对接装置和定位垫的正视图。

图10是示出根据一个实施方式的校准技术的图解。

图11是根据另一实施方式配置在定位垫上的对接装置的立体图。

图12是对接装置和定位垫在图11中标记为区域B的一部分的放大图。

图13是图11定位垫的俯视图。

图14是图11对接装置的一组定位特征和脚板的仰视立体图。

图15是示出根据一个实施方式的对接机器人定位装置的方法的流程图。

具体实施方式

本文中所描述的设备、系统和方法涉及图像引导过程，更具体地涉及用于对接图像引导过程中所用机器人定位系统的系统和方法。在一些实施方式中，设备包括机器人定位装置和定位垫。定位垫可在相对于成像系统的可移动支架的期望位置处设置在地面上，并且包括位置图案。机器人定位装置可以至少部分地设置在定位垫之上。机器人定位装置包括对接装置，该对接装置具有支承在对接装置上的引导操纵器和光学装置。引导操纵器能够至少部分地基于定位垫的位置图案和光学装置的相关图像数据来相对于可移动支架进行定位。引导操纵器配置成相对于安置在可移动支架上的患者来定位仪器引导器。

在一些实施方式中，存储表示使处理器执行处理的指令的代码的处理器可读永久介质包括代码，从而在机器人定位系统的处理器处接收与光学装置的图像数据相关的信号。机器人定位装置可以至少部分地设置在定位垫上，定位垫邻近成像系统的可移动支架，并且图像数据与定位垫的位置图案相关。处理器可读介质还包括代码，从而使处理器确定与图像数据相关的第一转换矩阵，并且将第一转换矩阵与存储在机器人定位系统的存储器中的第二转换矩阵相比较。第二转换矩阵与机器人定位系统的基本位置相关。处理器可读介质还包括代码，从而使处理器基于第一转换矩阵与第二转换矩阵之间的差异确定调整因数，并且将该调整因数存储在存储器中。调整因数配置成用于确定机器人定位装置的仪器引导器相对于可移动支架的目标位置。