[发明专利]用于配准到手术台的系统及方法

说明书

本公开涉及用于配准到手术台的系统及方法。一种配准手术台和计算机辅助设备的系统及方法，该系统包括铰接臂以及联接到该铰接臂的控制单元。该铰接臂具有被构造成在身体开口处插入到患者体内的远端安装的器械。该控制单元被配置为检测经由通信连接联接到该控制单元的手术台的第一运动。该手术台的第一运动引起该铰接臂的控制点的相应的第二运动。该控制单元还被配置为确定该第一运动在手术台坐标系中的第一角方向，确定该第二运动在计算机辅助医疗设备坐标系中的第二角方向，并且基于该第一角方向和第二角方向来确定该手术台和该计算机辅助医疗设备之间的第三角度关系。

本申请是于2015年10月27日提交的名称为“用于配准到手术台的系统及方法”的中国专利申请201580057620.1的分案申请。

相关申请

本公开要求于2014年10月27日提交的标题为“用于集成手术床的系统及方法(System and Method for Integrated Operating Table)”的美国临时专利申请62/069,245以及于2015年3月17日提交的标题为“用于配准到手术台的系统及方法(System andMethod for Registering to a Surgical Table)”美国临时专利申请US62/134,296的优先权，这两个公开通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本公开总体上涉及具有铰接臂的设备的操作，并且更具体地涉及确定具有铰接臂的设备与集成手术台之间的配准。

背景技术

越来越多的设备正在被自主和半自主电子设备取代。这在现今在手术室、介入套房、加强监护病房、急诊室等中找到大批自主的和半自主的电子设备的医院尤其如此。例如，玻璃和水银温度计由电子温度计取代，静脉滴注管线现在包括电子监测器和流量调节器，并且传统的手持式外科器械正由计算机辅助医疗设备所取代。随着越来越多的自主和半自主设备投入使用，其提供了两个或更多个设备协作以实现共同目标的机会。

例如，考虑在手术室或介入套件中的情景，其中具有一个或多个铰接臂的计算机辅助手术设备用于对位于具有铰接式结构的手术台上的患者执行手术，该铰接式结构允许该手术台的台面移动。当外科医生和/或其他手术室工作人员想要使用该手术台来重新调整和/或移动患者时，相对于该计算机辅助手术设备的铰接臂发生这种运动。为了避免造成对该患者的伤害、对该计算机辅助设备的损坏和/或对该手术台的损坏，理想的情况是该计算机辅助手术设备来检测该手术台的运动并相应地调整铰接臂。为了有效地实现这一点，了解该手术台和该计算机辅助手术设备之间的几何和/或运动学关系通常是有帮助的。该问题的一个解决方案是让手术室工作人员手动输入该位置和定向。在实践中，这可能是一种麻烦的、不切实际的和/或容易出错的过程。其他解决方案涉及例如通过将该计算机辅助手术设备栓接到该手术台而将该计算机辅助手术设备相对于该手术台放置在已知的位置和定向上，和/或使用该计算机辅助手术设备和该手术台之间的铰接式结构，该铰接式结构可以用于确定该计算机辅助手术设备和该手术台的位置和定向。这两种方法可能都不合理地限制了该计算机辅助手术设备的可能的位置和定向，这可能使得该计算机辅助手术设备难以有效地用于各种尺寸的患者和/或不同类型的手术。另外，这些方法可能引入当该计算机辅助手术设备和/手术台移动时可能必须执行的附加步骤。

因此，有利的是具有确定计算机辅助手术设备和手术台的位置和定向(即配准)的改进的系统及方法。

发明内容

与一些实施例一致，一种计算机辅助医疗设备包括铰接臂以及联接到该铰接臂的控制单元。该铰接臂具有被构造成在身体开口处插入到患者体内的远端安装的器械。该控制单元被配置为检测经由通信连接联接到该控制单元的手术台的第一运动。该手术台的第一运动引起该铰接臂的控制点的相应的第二运动。该控制单元还被配置为确定该第一运动在手术台坐标系中的第一角方向，确定该第二运动在计算机辅助医疗设备坐标系中的第二角方向，并且基于该第一角方向和第二角方向来确定该手术台和该计算机辅助医疗设备之间的第三角度关系。