[发明专利]用于定位图像中手术器械的基准标记设计和探测

权利要求书

1.一种机器人手术方法，其包含：

捕捉手术工具的第一图像，所述手术工具包括定义第一标记的多个特征，所述第一标记的至少一个所述特征包含标识特征；

通过处理所捕捉的第一图像确定所述第一标记的位置；

通过处理所述第一图像、通过使用至少一个标识特征而确定所述第一标记的标识；以及

通过使用对于所述第一标记的所述位置以及所述第一标记的所述标识而确定被成像工具的工具状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一标记包含定义误差校验数据的冗余特征，所述方法进一步包含：

处理所述第一图像，从而探测所述冗余特征并且读取所述误差校验数据；以及

通过验证所述第一标记标识与所述误差校验数据一致来确认所述第一标记的标识。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述冗余特征定义校验和数据，所述方法进一步包含：

处理所述第一图像从而读取所述校验和数据；以及

通过验证所述第一标记标识与所述校验和数据一致来确认所述第一标记的标识。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述工具包括多个标记，每个标记都具有与所述标记的标识关联的至少一个标识特征，所述工具的所述标记的所述标识彼此不同，其中所述第一图像的处理是由具有如下数据的处理器执行，即该数据针对每个标记都指示所述标记和所述手术工具的接点之间的相关预定位置关系，并且其中确定所述工具状态包含通过使用所述第一标记的位置、所述第一标记的标识以及所述第一标记的相关位置关系数据来确定所述工具的位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一图像包括所述工具的第二标记，所述方法进一步包含：

通过处理所述第一图像，来确定所述第二标记的位置；

通过处理所述第一图像，来确定所述第二标记的标识；以及

通过使用所述第二标记的位置、所述第二标记的标识以及与第二标记相关联的所述预定位置关系数据，来确定所述被成像工具的工具状态。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述工具包括第二标记，所述第二标记在所述第一图像中不明显，所述方法进一步包含：

在通过使用所述第一标记确定所述工具状态后移动所述工具；

捕获所移动的工具的第二图像，所述第二图像包含所述第二标记，所述第一标记在所述第二图像中不明显；

通过处理所述第二图像来确定所述第二标记的位置；

通过处理所述第二图像来确定所述第二标记的标识；以及

通过使用所述第二标记的位置、所述第二标记的标识以及与所述第二标记相关联的所述预定位置关系数据，来确定所述工具的经移动的工具状态。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：

捕捉所述手术工具的第二图像，其中通过使用立体内窥镜捕捉所述第一和第二图像；以及

通过处理所述第一和第二图像，来确定所述第一标记的三维位置数据，其中三维或更多维中确定所述工具状态。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述手术工具包括多个标记，每个标记都具有至少一个定位器特征以及至少一个标识特征，所述至少一个标识特征相对于所述至少一个定位器特征具有已知位置关系，其中通过使用所述至少一个定位器特征确定所述第一标记的位置，并且其中通过以下方法确认所述第一标记的标识，即标识所述第一标记的所述至少一个定位器特征并且读取所述至少一个标识特征，其依照所述定位器特征和所述至少一个标识特征之间的所述已知位置关系。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个特征包括至少一个定位器特征，并且其中确定所述第一标记的标识的步骤包含：

处理所述第一图像，以便标识所述至少一个定位器特征；

选择所述第一特征的候选特性；

通过使用经标识的至少一个定位器特征，产生具有所述候选特性的标记的候选域；以及

比较所述候选域与所述第一图像，以便验证所选择的候选特性为所述第一标记的特性。

10.根据权利要求9所述的方法，其中为所述第一标记选择候选特性的步骤包含通过使用来自所述工具的现有图像的至少一个现有工具状态或者实现所述工具的运动的机器人致动系统的接点数据，来产生所述手术工具的评估姿态，其中所选择的候选特性导致用于所述手术工具的候选姿态，其处于所述手术工具的所述评估姿态的预定偏离之内。