專利名稱：確定導航系統(tǒng)檢測裝置的位置及定位該檢測裝置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于確定導航系統(tǒng)檢測裝置的安放位置及定位該導航系統(tǒng)的檢測裝置的方法。
背景技術：
專利文獻US 2004/0015053 Al公開了一種醫(yī)療工作臺，其具有腹腔鏡、控制腹腔 鏡的機器人和其他的手術器械。在腹腔鏡和手術器械上設置位置傳感器，用于探測由導航 系統(tǒng)的發(fā)射極所發(fā)出的電磁場。根據(jù)所探測到的電磁場，可以確定腹腔鏡和手術器械在空 間中的位置。專利文獻US 2004/0077939 Al公開了一種醫(yī)療工作臺，其具有X光機、手術器 械、位置檢測系統(tǒng)和用于至少部分自動化地對患者進行治療的、操縱手術器械的機器人。 為了檢測手術器械、X光機和患者的位置，在X光機、患者和手術器械上設置了位置標記 (Positionsmarker)，位置標記可以被位置檢測系統(tǒng)的光學位置檢測裝置所感知。根據(jù)對由 光學位置檢測裝置所接收的位置標記的圖像進行的分析，可以確定位置標記的位置，即位 置標記的地點和方向，并由此可以確定手術器械、X光機和患者在空間中的位置。為了能夠確定相應的位置，位置檢測系統(tǒng)的位置檢測裝置(也稱為導航系統(tǒng))必 須能夠足夠好地檢測位置標記。如果導航系統(tǒng)是光學導航系統(tǒng)，其位置檢測裝置例如是用 照相機實現(xiàn)的，則當位置標記相對于照相機就是僅有一部分被遮蓋，也會例如影響定位的 質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，提出一種用于確定導航系統(tǒng)的檢測裝置的安放位 置的方法，利用該方法能夠找到檢測裝置相對于機器人和/或三維對象的安放位置，從而 能夠利用檢測裝置相對準確地確定機器人和/或?qū)ο蟮奈恢谩１景l(fā)明要解決的技術問題還在于，提出一種用于相對于機器人和/或?qū)ο蠖ㄎ粚?航系統(tǒng)的檢測裝置的方法，從而能夠利用檢測裝置相對準確地確定機器人和/或三維對象 的位置。通過一種用于確定導航系統(tǒng)檢測裝置的安放位置的方法，已經(jīng)實現(xiàn)了本發(fā)明的目 的，該方法包括以下步驟-對系統(tǒng)進行計算機仿真，該系統(tǒng)具有導航系統(tǒng)的檢測裝置；設有導航系統(tǒng)的 第一標記的機器人或設有第一醒目處的機器人；和設有導航系統(tǒng)的第二標記的三維對象或 設有第二醒目處的對象，-利用計算機仿真對機器人、對象和/或檢測裝置的不同安放位置進行模擬，-對于經(jīng)模擬的安放位置，利用檢測裝置自動確定機器人的第一標記或第一醒目 處和/或?qū)ο蟮牡诙擞浕虻诙涯刻幍目蓽y定性的品質(zhì)，以及-輸出所確定的品質(zhì)以及相應的經(jīng)模擬的安放位置，和/或輸出具有最高或至少足夠高的所確定的品質(zhì)的經(jīng)模擬的安放位置。
因此可以自動地或交互地調(diào)節(jié)機器人、對象和/或檢測裝置的安放位置，從而獲 得足夠好的品質(zhì)。在醫(yī)療技術中，特別是在最少介入醫(yī)療技術中，導航系統(tǒng)是，例如從專利文獻US 6895268 Bl普遍公知的。導航系統(tǒng)包括檢測裝置，例如光學檢測裝置，光學檢測裝置可以具 有例如照相機、激光跟蹤系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)光投影儀或線形投影儀。檢測裝置設置用于，以普遍公 知的方式對設置在對象上、特別是設置在對象表面上的第二標記或?qū)ο蟮牡诙涯刻幒驮O 置在機器人上的第一標記或機器人的第一醒目處進行檢測。根據(jù)檢測裝置所檢測到的標記 或標記位置，導航系統(tǒng)的運算裝置能夠以基本普遍公知的方式確定對象和機器人的位置， 必要時還可以確定對象和機器人的方向。特別是為了設計對象和/或機器人相對于檢測裝置的安放位置，根據(jù)本發(fā)明，首 先對由具有第一標記或第一醒目處的機器人、具有第二標記或第二醒目處的對象和導航系 統(tǒng)的檢測裝置組成的系統(tǒng)建立計算機仿真。對于計算機仿真例如可以產(chǎn)生例如為生命體的對象的圖像數(shù)據(jù)組，尤其是三維圖 像數(shù)據(jù)組。在該圖像數(shù)據(jù)組中對對象(可能是生命體)和對象的第二標記或第二醒目處進 行成像。對于計算機仿真同樣建立檢測裝置的模型，從而可以通過仿真對檢測裝置相對于 對象的安放位置進行模擬。根據(jù)這樣的仿真，就可以確定第二標記或第二醒目處相對于檢 測裝置的位置，必要時還可以確定方向，由此，可以通過檢測裝置確定第二標記或第二醒目 處的可測定性的品質(zhì)。因此，根據(jù)檢測裝置相對于對象的不同的經(jīng)模擬的安放位置，可以計 算出不同的經(jīng)模擬的安放位置的品質(zhì)。然后可以例如輸出檢測裝置相對于對象的給出最好 檢測品質(zhì)的安放位置，如利用顯示裝置進行顯示；或者自動調(diào)整檢測裝置的位置。如果對象涉及生命體，則可以利用醫(yī)療成像設備建立生命體的圖像數(shù)據(jù)組。適用 的醫(yī)療成像設備例如包括磁共振成像儀；計算機斷層掃描設備；X光機，尤其是C型臂X光 機；或超聲波設備。同樣，對于計算機仿真可以建立具有第一標記或第一醒目處的機器人的模型，從 而在此也可以針對機器人相對于檢測裝置的不同安放位置對設置在機器人上的第一標記 或第一醒目處的可測定性進行模擬，并由此確定合適的安放位置。尤其可以對手術或手術 的一部分并由此對第一標記或第一醒目處的運動進行模擬。可以將第一標記或第一醒目處 的運動用于計算安放位置。如果對象涉及例如位于病床上的生命體，則對于計算機仿真還可以建立病床的模 型，以便例如識別，對于特定的安放位置，病床是否遮蔽了相對于檢測裝置的第一或第二標 記，或者第一或第二醒目處；或者躺在病床上的生命體是否由于對病床的調(diào)整，例如調(diào)高， 而遮蔽了標記或醒目處。如果將機器人設計為運動的，則可以考慮將機器人的運動用于計算機仿真。對于 該運動，在計算機仿真中尤其可以考慮機器人的運動學。工業(yè)機器人通常是執(zhí)行機器，其裝備有特定的工具，并對多個運動軸，特別是關于 方向、位置和工作流程是可編程的，以自動地處理對象。工業(yè)機器人通常包括也被稱為機械 臂的機器人手臂、控制裝置，必要時還有執(zhí)行器，執(zhí)行器可以被設計為，例如作為用于抓住工具的夾持器，或者當例如應用于醫(yī)療技術中時，用于傳送醫(yī)療器械，特別是手術器械。機器人手臂實質(zhì)上描述了機器人的可運動部件，也被稱為運動學。機器人手臂特別是具有多 個軸，這些軸例如可以通過作為計算機的控制裝置的電驅(qū)動來控制。如果機器人用在醫(yī)療環(huán)境中，則根據(jù)本發(fā)明方法的一種實施方式可以設計為，使 機器人自動地或例如通過外科醫(yī)生遠程控制地移動醫(yī)療器械，以便于治療作為生命體的對 象。醫(yī)療器械例如是要通過它對患者進行治療的內(nèi)窺鏡。因此，根據(jù)本發(fā)明方法的一種擴展，可以根據(jù)期望的用于治療生命體的醫(yī)療器械 的運動，在計算機仿真的范圍內(nèi)對機器人的運動進行模擬。特別是當在醫(yī)療環(huán)境中使用根據(jù)本發(fā)明的方法時，在將生命體作為對象的手術的 術前規(guī)劃中，可以由操作人員給出導航系統(tǒng)的檢測裝置相對于機器人和/或生命體的合適 的位置。也可以利用根據(jù)本發(fā)明的方法就已一同考慮機器人的運動，特別是所設計的機器 人前端的運動軌跡。如果由操作人員自己選擇安放位置，則根據(jù)本發(fā)明的方法，該安放位置 可以描述期望的可測定性，特別是標記或醒目處的可視性和質(zhì)量(GUte)，由此，操作人員可 以對所設計的安放位置進行調(diào)整，必要情況下還可進行交互式地調(diào)整。本發(fā)明要解決的第二個技術問題通過一種定位導航系統(tǒng)的檢測裝置的方法解決， 該方法包括以下步驟-定位設有導航系統(tǒng)的第一標記或第一醒目處的機器人和導航系統(tǒng)的檢測裝置， 導航系統(tǒng)設置用于，根據(jù)利用檢測裝置檢測到的第一標記或第一醒目處，確定機器人的空 間位置，-根據(jù)利用導航系統(tǒng)定位的機器人和檢測裝置，確定機器人相對于檢測裝置的當 前位置，-將機器人相對于檢測裝置的位置與事先所模擬的機器人相對于檢測裝置的位 置進行自動比較，以及-輸出在機器人相對于檢測裝置的當前位置和機器人相對于檢測裝置的模擬位 置之間的偏差。機器人相對于檢測裝置的位置的自動比較必要時可以在考慮到機器人的當前配 置的情況下進行。第一標記或第一醒目處的相對于機器人結(jié)構(gòu)的位置和方向通常是已知的。而設 置在患者身上的第二標記或第二醒目處的相對于患者解剖結(jié)構(gòu)的位置和方向通常是未 知的，但是可以通過附加的前置且普遍公知的步驟加以確定。該步驟一般被稱為“配準 (Registrierung)，，。為了能夠確定導航系統(tǒng)的檢測裝置相對于機器人的相對適合的位置，在該位置上 檢測裝置能夠采取較好的、用于機器人定位的機器人的第一標記或第一醒目處，利用以上 所述的用于確定導航系統(tǒng)檢測裝置的安放位置的方法提前設計機器人相對于檢測裝置定 位。但是，這種設計的實施，即檢測裝置相對于機器人的真實定位可能是比較困難的。 因此，根據(jù)本發(fā)明，將機器人和檢測裝置的真實定位與所計劃或模擬的定位進行自動比較。 為此例如由檢測裝置確定第一標記或第一醒目處的真實位置，并由此確定機器人的真實位 置，必要時還可以確定機器人的方向。將上述確定的位置和方向與所計劃或模擬的位置和方向進行比較。如果有偏差，則輸出該偏差，其中，例如使用顯示裝置顯示關于所確定的偏
差的信息。
根據(jù)所確定的機器人的當前位置和所計劃或模擬的機器人的位置，可以確定相應 于偏差的位移向量和/或旋轉(zhuǎn)(Rotation)，并輸出該位移向量和/或旋轉(zhuǎn)，特別是可以將其 顯示出來。尤其可以在例如通過顯示裝置顯示的模擬的位置內(nèi)圖形化地顯示位移向量或者 旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的方法的一種擴展，可以確定偏差的程度，并通過例如顯示裝置，將該 偏差程度例如用顏色顯示出來。因此，將檢測裝置相對于機器人定位的人員可以通過真實 定位的變化以及通過對這種定位的相應偏差的觀察，迭代地或根據(jù)經(jīng)驗確定檢測裝置相對 于機器人的安放位置，該安放位置相對好地符合對于檢測裝置的模擬安放位置。還可以考 慮例如通過跟蹤指針來“指示”(“Anpointern”)機器人和檢測裝置的安放位置。根據(jù)本發(fā)明方法的一種實施方式，考慮將希望的機器人的運動用于機器人的模擬 位置。根據(jù)本發(fā)明方法的另一種擴展，執(zhí)行以下另一些步驟-定位設有第二標記或第二醒目處的三維對象，其中，導航系統(tǒng)設置用于，利用檢 測裝置檢測到的第二標記，確定對象的空間位置，-根據(jù)定位的對象和檢測裝置，確定對象相對于檢測裝置的當前位置，-將對象相對于檢測裝置的位置與事先模擬的對象相對于檢測裝置的位置進行 自動比較，以及-輸出對象相對于檢測裝置的當前位置和對象相對于檢測裝置的模擬位置之間 的偏差。三維對象例如是生命體，尤其是要利用機器人對其進行治療的生命體。為了這個 目的，機器人可以控制醫(yī)療器械，尤其是以事先設定的方式控制手術器械。為了確定機器人 相對于生命體、通常是相對于對象的位置，還在對象上，例如在其表面上設置標記，即第二 標記。當利用機器人對生命體進行治療時，通常期望的是，檢測裝置能夠盡可能隨時檢測到 第一標記和第二標記，并能夠相應地定位，使得檢測裝置始終滿足上述條件。根據(jù)本發(fā)明方 法的這種擴展，不僅可以使檢測裝置相對于機器人被調(diào)整為能夠較好地檢測第一標記，而 且還能夠使檢測裝置相對于對象較合適地定位。設置在患者身上的第二標記或第二醒目處的相對于患者解剖結(jié)構(gòu)的位置和方向 通常是未知的，但是可以通過附加的前置且普遍公知的步驟加以確定。該步驟一般被稱為 “配準”。第二標記在手術中的位置可能偏離其在手術前的位置，并因此偏離模擬的位置。必 要時可以在配準后對要尋找的安放位置進行調(diào)整。


下面參照附圖對本發(fā)明的實施例進行示例性說明。圖1示出了機器人，圖2示出了具有機器人、導航系統(tǒng)和病床的醫(yī)療工作臺，圖3示出了流程圖，用于說明如何確定導航系統(tǒng)的檢測裝置相對于機器人的安放 位置，
圖4示出了成像醫(yī)療設備，以及圖5示出了流程圖，用于說明如何相對于機器人定位導航系統(tǒng)的檢測裝置。
具體實施方式
圖1示出了具有機器人臂A的機器人R，機器人臂A當前實施例的情況下被固定在 基座S上。機器人臂A實質(zhì)上描述了機器人的可運動的部件，并具有多個軸1-6、多個杠桿 7-10和法蘭F，醫(yī)療器械18例如固定在法蘭F上。在當前實施例中，每個軸1-6都利用電驅(qū)動裝置11-16運動，所述電驅(qū)動裝置以未 示出的方式電連接機器人R的控制計算機17，使得控制計算機17或在控制計算機17上運 行的計算機程序能夠控制電驅(qū)動裝置11-16，使機器人R的法蘭F的位置和方向能夠基本上 在空間中自由地設置。機器人R的電驅(qū)動裝置11-16例如各包括一個電動機，必要時還包括控制該電動 機的功率電子電路。當前實施例的情況下，機器人R設置用于，利用醫(yī)療器械18對圖2中位于病床L 上的患者P進行治療。此外，圖2示出了導航系統(tǒng)，該導航系統(tǒng)具有當前實施例的情況下 具有兩個照相機20、21的檢測裝置E ；設置在機器人R上的標記Ml和設置在患者身上的標 記M2。另外，當前實施例的情況下，導航系統(tǒng)的檢測裝置E還具有計算機22，檢測裝置E固 定在可運動的三角架19上，從而能夠改變檢測裝置E的空間安放位置。專業(yè)人員至少可以從專利文獻US 6895268 Bl中了解這樣的導航系統(tǒng)，導航系統(tǒng) 設置用于，確定對象、例如患者P的位置和方向。導航系統(tǒng)可以例如是磁性的，或者如當前實施例的情況下那樣是光學導航系統(tǒng)， 并例如用于確定對象的位置，必要時還確定方向。為了確定例如患者P或機器人R的位置， 導航系統(tǒng)利用它的照相機20、21確定標記Ml、M2的空間位置。根據(jù)所確定的患者P和機器人R的位置，機器人R能夠以所希望的方式移動醫(yī)療 器械18，從而以希望的方式治療患者P。為了使機器人R的控制計算機17獲得關于患者P 位置的信息，導航系統(tǒng)的計算機22例如通過數(shù)據(jù)線26與機器人R的控制計算機17連接。為了能夠使導航系統(tǒng)足夠準確地確定患者P和機器人R的位置，必須使照相機20、 21能夠足夠良好地檢測到標記Ml、M2。因此，以適宜的方式相對于患者P和機器人R安放 檢測裝置E是絕對必要的。為了獲得檢測裝置E相對于患者P和機器人R的至少一個比較合適的安放位置， 當前實施例的情況下，對機器人R的安放位置、患者P的位置和檢測裝置E的安放位置進行 設計。在圖3所示的流程圖中對當前實施例的情況下對以上所述的安放位置進行設計的步 驟進行了綜合。當前實施例的情況下，可以利用計算機仿真來設計檢測裝置E和機器人R的安放 位置以及患者P的位置，計算機仿真以合適的計算機程序的形式存儲在計算機24上，如圖 3所示的流程圖中的步驟Si。當前實施例的情況下，為了計算機仿真首先利用在圖4中示出的醫(yī)療設備27生成 患者P的特別是三維圖像數(shù)據(jù)組。所述成像醫(yī)療設備27例如是磁共振成像儀；計算機斷 層掃描設備；X光機，尤其是C型臂X光機；或者超聲波設備。為了產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)組，已在患者P上設置了標記M2，相應地還可以在對應于圖像數(shù)據(jù)組的圖像中形成標記M2。將該三維圖像數(shù)據(jù)組加載到計算機24中，由此可以利用計算機仿真建立患者P的模型。當前實施例的情況下，還可以將機器人R和照相機20、21的模型存儲在計算機24 中。此外，機器人R的模型包括設置在機器人R上的標記Ml。因而可以利用計算機仿真對 機器人R和檢測裝置E的不同的安放位置以及患者P的位置和/或方向進行模擬。為了獲得檢測裝置E相對于機器人R以及相對于患者P的盡可能好的位置，在圖 中未詳細示出的操作人員利用計算機仿真對檢測裝置E、機器人R和患者P的不同安放位置 進行模擬，如圖3所示的流程圖的步驟S2。當前實施例的情況下，實施計算機仿真，使得對于每個所模擬的安放位置利用照 相機20、21自動確定第一和第二標記Ml和M2的可測定性的品質(zhì)，如圖3所示的流程圖的 步驟S3。例如，可以將標記Ml、M2彼此之間的距離，或者標記Ml、M2彼此之間或者與周圍 環(huán)境之間的遮蔽作為品質(zhì)標準。隨后，在與計算機24連接的顯示裝置23上圖形化地顯示相應的確定的品質(zhì)。由 此操作人員可以根據(jù)經(jīng)驗或者自動地確定照相機20、21相當于患者P和機器人R的最佳位 置。替代地或附加地，還可以這樣實施計算機仿真在模擬多個安放位置之后，例如顯示給 出最好或至少足夠好的可測定性品質(zhì)的經(jīng)模擬的安放位置，如圖3所示的流程圖中的步驟 S4。在利用計算機仿真確定了檢測裝置E和機器人R的希望的安放位置以及患者P的 位置之后，對檢測裝置E、機器人R相應于計劃、即仿真進行定位，以及在病床L上對患者P 進行調(diào)整。圖5綜合了三個在當前實施例的情況下執(zhí)行的步驟，由此可以對檢測裝置E、機器 人R和患者P如所計劃的進行定位和定向。在當前實施例的情況下，在計算機24上運行支持操作人員的計算機程序，從而使 操作人員能夠以較簡單的方式如所計劃的對機器人R和檢測裝置E進行定位。操作人員首先定位機器人R和檢測裝置E，如圖5所示的流程圖的步驟Sl ‘。檢測裝置E檢測機器人R的標記Ml，據(jù)此計算機器人R的當前空間位置，以及計算 機器人R相對于檢測裝置E的當前位置，如圖5所示的流程圖的步驟S2'。這些計算結(jié)果被傳送給計算機24，計算機24通過電導線25連接導航系統(tǒng)的計算 機22。在計算機24上運行的計算機程序?qū)C器人R相對于檢測裝置E的當前位置與所計 劃的機器人R相對于檢測裝置E的位置進行對比，如圖5所示的流程圖的步驟S3'。當前 實施例的情況下，利用以上所述的計算機仿真來確定所計劃的機器人R相對于檢測裝置E 的位置。根據(jù)機器人R相對于檢測裝置E的計劃的位置和當前位置，在計算機24上運行的 計算機程序確定該兩個位置之間的偏差，如圖5所示的流程圖的步驟S4'；并在顯示裝置 23上顯示關于該偏差的信息，如圖5所示的流程圖的步驟S5'。在當前實施例的情況下，通過在計算機24上運行的計算機程序，計算機器人R相 對于檢測裝置E的計劃的位置和當前位置之間的位移向量或旋轉(zhuǎn)，并將所述位移向量或旋 轉(zhuǎn)在顯示裝置23上可視化。位移向量例如示出必須向哪個方向移動檢測裝置E，以使檢測 裝置E如所計劃的那樣被定位。位移向量例如被插入在所顯示的機器人R和檢測裝置E的計劃位置的顯示中。
替代地，對于機器人R和檢測裝置E的當前定位，還可以在顯示裝置23上例如借 助于不同的顏色圖形化地顯示與所計劃的位置的偏差的質(zhì)量。在當前實施例的情況下，還可以利用通過計算機仿真所計劃的患者P的位置或取 向?qū)颊逷相對于機器人R或相對于檢測裝置E的當前位置和/或取向進行校正。另外，還可以在計算機仿真中考慮對于利用醫(yī)療器械18治療患者P而言所應該執(zhí) 行的機器人R的運動，并在必要時在進行治療之前利用計劃對該運動進行調(diào)整。還可以在計算機仿真中考慮病床L。代替第一標記Ml和第二標記M2，還可以使用在機器人R和患者P上合適的醒目 處。雖然所述實施例描述了根據(jù)本發(fā)明的方法在醫(yī)學技術中的應用，但是除了醫(yī)學之 夕卜，同樣還可以考慮例如在測量儀器(Messzellen)中使用根據(jù)本發(fā)明的方法。
權利要求
一種用于確定導航系統(tǒng)的檢測裝置的安放位置的方法，該方法包括以下步驟對系統(tǒng)進行計算機仿真，該系統(tǒng)具有導航系統(tǒng)的檢測裝置(E)，設有該導航系統(tǒng)的第一標記(M1)的機器人(R)或設有第一醒目處的機器人；和設有該導航系統(tǒng)的第二標記(M2)的三維對象(P)或設有第二醒目處的對象；利用計算機仿真模擬所述機器人(R)、對象(P)和/或檢測裝置(E)的不同安放位置；對于經(jīng)模擬的安放位置，利用所述檢測裝置(20，21)自動確定所述機器人(R)的第一標記(M1)或第一醒目處和/或所述對象(P)的第二標記(M2)或第二醒目處的可測定性的品質(zhì)；以及輸出所確定的品質(zhì)以及相應的經(jīng)模擬的安放位置，和/或輸出具有最高或至少足夠高的所確定的品質(zhì)的經(jīng)模擬的安放位置。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述導航系統(tǒng)是光學導航系統(tǒng)。
3 .如權利要求1或2所述的方法，包括對于所述計算機仿真考慮所述機器人(R)的 運動。
4.如權利要求3所述的方法，包括對于所述計算機仿真考慮所述機器人(R)的運動學。
5.如權利要求1到4中任一項所述的方法，包括對于所述計算機仿真使用圖像數(shù)據(jù) 組，尤其是所述對象(P)的三維圖像數(shù)據(jù)組，其中，考慮所述第二標記(M2)或第二醒目處的位置。
6.如權利要求1到5中任一項所述的方法，其中，所述對象(P)是生命體。
7.如權利要求5和6所述的方法，包括利用成像醫(yī)療技術設備(27)建立所述圖像數(shù)據(jù)組。
8.如權利要求6或7所述的方法，其中，所述機器人(R)設置用于自動地移動醫(yī)療器械 (18)，以對所述生命體(P)進行治療。
9.如權利要求8所述的方法，包括在所述計算機仿真的范圍內(nèi)根據(jù)所述用于治療生 命體(P)的醫(yī)療器械(18)的期望的運動，對所述機器人(R)的運動進行模擬。
10.一種用于定位導航系統(tǒng)的檢測裝置的方法，該方法包括以下步驟定位設有導航系統(tǒng)的第一標記(Ml)或設有第一醒目處的機器人(R)和所述導航系統(tǒng) 的檢測裝置(E)，該導航系統(tǒng)設置用于，根據(jù)利用所述檢測裝置(E)檢測的第一標記(Ml)或 檢測的第一醒目處，確定所述機器人(R)的空間位置，根據(jù)利用所述導航系統(tǒng)定位的機器人(R)和定位的檢測裝置(E)，確定所述機器人(R) 相對于所述檢測裝置(E)的當前位置，將所述機器人(R)相對于所述檢測裝置(E)的位置與事先模擬的所述機器人(R)相對 于所述檢測裝置(E)的位置進行自動比較，以及輸出所述機器人(R)相對于所述檢測裝置(E)的當前位置和所述機器人(R)相對于所 述檢測裝置(E)的模擬的位置之間的偏差。
11.如權利要求10所述的方法，包括通過利用所述檢測裝置(E)檢測設置在所述機 器人(R)上的所述第一標記(Ml)或第一醒目處，確定所述機器人(R)相對于所述檢測裝置 (E)的當前位置。
12.如權利要求10或11所述的方法，其中，利用如權利要求1到9中任一項所述的方法確定所述機器人(R)相對于所述檢測裝置(E)的模擬位置。
13.如權利要求10到12中任一項所述的方法，包括確定對應于所述機器人(R)相對 于所述檢測裝置(E)的當前位置與所述機器人(R)相對于所述檢測裝置(E)的模擬位置之 間的偏差的位移向量和/或旋轉(zhuǎn)；并輸出所述的位移向量和/或旋轉(zhuǎn)。
14.如權利要求10到13中任一項所述的方法，包括確定所述偏差的程度并輸出所確 定的程度。
15.如權利要求10到14中任一項所述的方法，包括將希望的機器人(R)的運動用于 所述機器人(R)的模擬位置。
16.如權利要求10到15中任一項所述的方法，包括定位設有所述導航系統(tǒng)的第二標記(M2)或設有第二醒目處的三維對象(P)，其中，所 述導航系統(tǒng)設置用于，利用所述檢測裝置(E)所檢測的位置相對于患者(P)已知的第二標 記(M2)或第二醒目處，確定所述對象(P)的空間位置，根據(jù)所定位的對象(P)和所定位的檢測裝置(20、21)，確定所述對象(P)相對于所述檢 測裝置(E)的當前位置，將所述對象(P)相對于所述檢測裝置(20、21)的位置與所述對象(P)相對于所述檢測 裝置(E)的事先經(jīng)模擬的位置進行自動比較，以及輸出在所述對象(P)相對于所述檢測裝置(E)的當前位置和所述對象(P)相對于所述 檢測裝置(E)的模擬位置之間的偏差。
17.如權利要求16所述的方法，包括對于在所述對象(P)相對于所述檢測裝置(E)的 當前位置和所述對象(P)相對于所述檢測裝置(E)的模擬位置之間的偏差，對通過所述對 象(P)的運動引起的所述第二標記(M2)或第二醒目處相對于所述對象(P)的位置和/或 方向的變化進行調(diào)整。
18.如權利要求16或17所述的方法，其中，所述對象是生命體(P)。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述機器人(R)設置用于，自動地移動醫(yī)療器械 (18)，以對所述生命體(P)進行治療。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定導航系統(tǒng)的檢測裝置(E)的安放位置和定位該檢測裝置(E)的方法。首先，對系統(tǒng)進行計算機仿真，該系統(tǒng)具有設有導航系統(tǒng)的第一標記(M1)或設有第一醒目處的機器人(R)；設有導航系統(tǒng)的第二標記(M2)或設有第二醒目處的三維對象(P)；和導航系統(tǒng)的檢測裝置(E)。對機器人(R)、對象(P)和/或檢測裝置(E)的不同安放位置進行模擬，并利用檢測裝置(E)針對經(jīng)模擬的安放位置自動地確定機器人(R)的第一標記(M1)或第一醒目處和/或?qū)ο?P)的第二標記(M2)或第二醒目處的可測定性品質(zhì)。輸出所確定的品質(zhì)及相應經(jīng)模擬的安放位置，和/或輸出具有最高或至少足夠高的所確定的品質(zhì)的經(jīng)模擬的安放位置。
文檔編號A61B19/00GK101868191SQ200880116691
公開日2010年10月20日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權日2007年11月19日
發(fā)明者德克·雅各布, 托拜厄斯·奧爾特邁爾 申請人:庫卡羅伯特有限公司