[发明专利]用于追踪目标对象的位置的系统

说明书

本发明涉及一种用于追踪目标对象(2)的位置的系统(3)。在此，布置在目标对象(2)上的标记(10)和附加的控制标记(11)借助固定在机器人臂(5)上的追踪装置(9)被追踪。控制标记(11)相对于追踪装置(9)在此以已知的、预设的空间位置关系布置。在追踪目标对象(2)的位置时，测量追踪装置(9)与控制标记(11)之间的预设的空间位置关系。如果在此形成所测量的与真实的预设的空间位置之间的差异，则依据该差异产生相应的信号。

技术领域

本发明涉及一种用于追踪目标对象的位置的系统、尤其机器人系统，并且涉及一种用于监控该系统的准确性的方法。本发明可以优选应用在医学领域中、例如应用在微创手术中。在此，目标对象由此尤其可以是待治疗或待检查的患者。

背景技术

在实践中已知的是，在患者上布置标记，并且借助导航系统根据该标记追踪患者的位置，所述导航系统可以包括例如指向该标记的摄像头。在例如与由X射线系统产生的患者图像数据配准之后，由此还可以在患者的运动过程中实时地在医学显示器上显示、例如以叠加的形式显示位置准确的重合。在此尤其在使用附加的工具或设备的情况下，可能很快就形成拥挤的场地状况。此外，为了对所有参与运动的设备和对象之间的各个空间位置关系进行监控并相互保持恒定，还可能形成显著的开销。

由文献WO 2016/168 671 A1已知一种用于实施机器人辅助手术的方法。其中，基于患者的图像数据，机器人臂相对于患者和成像设备向预定位置运动。机器人臂将终端执行器保持在关于患者预先确定的位置中，并且在此当成像设备相对于患者运动时不与成像设备或患者相撞。

文献EP 1 854 425 A1公开了一种用于确定医学装置或患者身体部位的位置的方法。在此，利用两个独立的位置检测装置实施两个位置检测，为所述两个位置检测由此匹配特定的优先级，所述优先级定义位置检测的权重。随后在考虑来自位置检测组合的权重的情况下完成位置确定。

文献WO 2007/003 949 A1描述了一种机器人，其具有用于检测标记和布置在工件上的指示器的图像的图像检测设备。通过根据图像确定标记的位置，确定了工件的位置。当标记被遮挡时，应该在指示器运动时确定指示器的新位置，并且机器人继续实施相对于工件的预定运动。

由文献US 2014/0 188 132 A1公开了一种机器人手术系统，其包括移动式基台、第一和第二可活动的支持结构、辐射源和与该辐射源耦合的探测器以及手术仪器。第一支持结构将辐射源或探测器与移动式基台耦合。第二支持结构将手术仪器与辐射源和探测器之间的连接元件耦合。第二支持结构包括可控执行器，用于机电式地表征手术仪器相对于连接元件的运动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，通过特别简单的方式以更好可靠性实现对目标对象的位置的追踪(跟踪)。

上述技术问题根据本发明通过独立权利要求的技术方案来解决。本发明的有利的设计方式和改进方式在从属权利要求中以及在说明书中和附图中给出。

根据本发明的系统、尤其机器人系统具有带有可活动的机器人臂的机器人、追踪装置和数据处理装置。追踪系统的作用在于、也即配备用于，根据布置在目标对象上的标记通过借助系统的数据处理装置处理由追踪装置和/或标记提供的数据来追踪目标对象、尤其患者的位置。为了能够以特别简单且省空间的方式实现对目标对象的位置、也即对目标对象的追踪，将追踪装置至少间接地固定在机器人臂上。为了在追踪目标对象的位置时、也即在追踪目标对象时实现更好的可靠性，所述系统附加地还至少具有控制标记，所述控制标记相对于追踪装置以预设的空间位置关系、也即在机器人运行时已知的空间位置关系布置。

在此，控制标记相对于追踪装置以在机器人运行时恒定的空间位置关系布置。在一种优选的改进方式中，控制标记至少间接地固定在机器人臂上。如同控制标记一样，追踪装置也能够以(至少在机器人运行或机器人臂运动时)相对于机器人臂恒定的预设的空间位置关系固定或者说布置在该机器人臂上。