[发明专利]仪器的辅助操纵的方法和关联的辅助组装件

说明书

技术领域

本发明关于对于意在在患者中使用的仪器的辅助操纵的装置和组装件。

背景技术

外科手术规程（特别是例如活检等最小侵入规程）需要由医生操纵仪器。这些仪器必须移动并且定位在精确区中用于正确实施规程。这些可以是例如要定位在患者中的精确位点处来执行活检的针。

这些仪器的操纵是细致且复杂的操作。

由于该目的，已知提供用于辅助仪器操纵的装置。

例如，在外科中，已知使用联接臂，其预先定位仪器铰接所在的臂的末端。一旦臂从而被预先定位，用户可以促使仪器执行特定平移或旋转移动同时臂仍保持在它的位置。

装置可以是更简单的装置，例如机械导向装置。

迄今为止用于辅助仪器操纵的装置具有许多缺点。

为了限定赋予仪器的轨迹，一些装置需要要研究的患者区中的解剖标记的识别。这些解剖标记的识别允许要相对于患者身体校准的装置的位置参考系。该定位是必要的，以便能够确定要给予仪器的轨迹。

有时，装置相对于患者身体的位置参考系的校准（其也叫作配准）通过使用器官的三维模型（3D）来执行。整形外科手术中的已知导航和辅助操纵系统尤其是这样的。在该情况下，一个或多个目标器官的3D模型可以在操作前构造，并且轨迹可以在外科手术之前在所谓的外科手术规划阶段期间关于这些模型而确定。在外科手术规程时，仪器（例如光学仪器或磁性仪器）用于使操作前3D模型与患者对准并且确定它相对于装置的位点。

在所有情况下，配准是复杂的并且有时是不精确的。另外，它并不总是能适用的。最后，它在患者或器官移动的情况下必须再次执行。

具有允许在精确的轨迹上引导仪器的机械导向装置，这通常也是必要的。这些机械导向装置例如用于针的定位。

该技术方案具有它需要额外部件这一劣势。为每个患者对该部件消毒，这也是必要的。最后，该部件不适应于所有仪器并且仅允许要限定的有限轨迹集。

本发明提出对迄今已知的用于辅助仪器操纵的装置的改进。

发明内容

本发明提出克服上面提到的劣势。

在一个实施例中，描述在用于辅助仪器操纵的组装件中用于仪器的辅助操纵的方法，该组装件包括：医学成像系统，其包括用于使要由所述系统成像或已经成像的患者的至少一个部位固定的支承；用于意在在所述患者中使用的仪器的辅助操纵的装置，所述装置包括能由操作者操作的移动机械结构，在其上可以固定至少一个仪器，所述方法特征在于，它包括以下步骤：相对于成像系统的位置来校准辅助装置的位置，由此允许患者部位的位置在与辅助装置有关的参考系内已知以在操纵患者中的仪器时辅助操作者。

在一个实施例中，步骤由对操作者提供表征辅助装置和/或仪器相对于患者区或该患者区的目标的位置的信息组成。

在一个实施例中，辅助组装件进一步包括在一个或多个自由度上致动机械结构的机动化件，和能够驱动该机动化件来促进对仪器的至少一个运动学约束的满足的处理器，约束的满足通过操作者的操纵与机动化件响应于这些操纵的动作之间的协作来实现，所述校准使处理器能够将对成像系统的参考系中限定的仪器的运动学约束变换到装置的参考系以便使用所变换的约束来驱动机动化件。

根据一个实施例，装置和成像系统组合并且校准被预先编程。

在一个实施例中，校准由操作者在患者中的规程之前确定，并且包括在成像系统的点处定位装置的步骤，成像系统的参考系中的这些点的位置被传送到系统，其相对于成像系统的位置来校准辅助装置的位置，并且经由校准系统的处理从其处推断装置相对于成像系统的校准位置。

在一个实施例中，处理器配置成驱动机动化件以便迫使仪器将它自身定位在导向装置内，从而对应于几何空间区。

在一个实施例中，导向装置关于仪器的运动学参数和/或由操作者执行的仪器的操纵而动态限定。

在一个实施例中，导向装置关于仪器所插入的患者区的变形模型而动态限定。

在一个实施例中，导向装置关于从患者图像得到的数据（由医学成像系统拍摄）而被重新计算。

在一个实施例中，导向装置对应于这样的几何区，其使仪器在由操作者移动时能够避开物理对象或患者的预定区。

在一个实施例中，对仪器的运动学约束由操作者经由辅助组装件的接口从由医学成像系统提供的图像限定。