[发明专利]用于协助操纵器械或工具的装置

说明书

技术领域

本发明的领域大体涉及用于借助于关节式机械结构来协助操纵器械或工具的装置。例如在成像中，在乳房层析X光照相组合法中检测乳房回波描记检查的范围内的异常。

背景技术

层析X光照相组合法是一种X光成像方法，能够用这种方法来获得所关注的对象的呈一系列连续的断面形式的三维图(3D)。

根据所关注的对象在各种角度下的投影来重建这些断面。

为了这样做，一般将所关注的对象置于发射X光的源和X光检测器之间。源和/或检测器是可移动的，使得对象在检测器上的投影的方向可改变(典型地在30°的角范围内)。

因此获得所关注的对象在不同的角度下的若干投影，一般能够通过本领域技术人员熟知的反投影方法来根据这些投影重建所关注的对象的三维图。

层析X光照相组合法特别用于普查和诊断乳癌。在这种情况下，这称为乳房层析X光照相组合法或3D乳房X光照相术。

图1示意性地示出了用于获得器官B的二维(2D)投影图像和用于通过层析X光照相组合法来重建这个器官的3D图像的成像装置1。

根据不同的角度来朝器官B发射来自源4的X光。在穿过器官B之后，它们被检测器3检测到，从而形成一组投影图像。

通过本领域技术人员熟知的X光断层摄影重建方法来重建器官B的典型地呈平行于检测器3的X光断层摄影断面(图像)的三维图。

如在传统3D乳房X光照相术中，在层析X光照相组合检查的期间，患者的乳房特别地在检测器3和挤压板2之间受到挤压。

医师将分析X光断层摄影断面，以便检测可能的损伤。

可能发生的情况是：医师想要例如借助于回波描记探头来在他/她将已经确认的区上进行额外的检查。

通常，在患者仰躺或略微侧卧时进行乳房回波描记检查。乳房未被挤压。

为了定位待用回波描记探头评估的损伤，放射科医师必须在想象中将3D层析X光照相组合图像“叠置”在患者的乳房上方。这个叠置是很难的，因为在层析光照相组合法中患者站(坐)着而乳房被挤压，而在回波描记术中患者仰躺而乳房未被挤压。

这个问题的解决方法是在患者在同一位置上的情况下，在层析X光照相组合检查之后立即执行回波描记检查。在层析X光照相组合检查之前，患者的乳房被挤压，并且在回波描记检查一结束就解除挤压。层析X光照相组合系统应当配备有与回波描记检查相兼容的挤压板(板对于回波描记探头发射的声波应当是“可穿透的”)。

在那种情况下，回波描记探头所获得的图像和X光断层摄影断面对应于患者的乳房的同一位置。

但是，为了使探头到达可能的损伤的水平，医师必须使用X光断层摄影图像作为参照，以定位损伤。

这不是没有难度的，因为医师必须根据X光断层摄影图像在想象中重建可能的损伤的空间的位置。

已经在机器人技术中知道了在器械或工具的操纵期间对使用者提供协助的装置。

为了这样做，协助装置会提供对器械或工具施加运动学约束的可能性，以便将器械或工具定位成使得使用者可执行任务。

规定了任务的意思的是根据使用者想要用器械或工具来施加的某个自由度数量而限定的动作。

考虑到如今的这些装置需要许多马达驱动器，这些装置是复杂、庞大且昂贵的。

此外，知道这样的协助装置：对于它们来说，根据小于关节式机械结构提供给器械或工具的自由度数量的自由度数量来促动关节式机械结构。

例如，在手术中，关节臂已经是已知的，关节臂将预先定位工具所连结的臂的端部。一旦臂因此而被预先定位好，则使用者可使他的/她的工具执行特定的平移或旋转运动，而臂仍然被约束在这个位置上。

但是，在他/她使器械或工具运动时，这样的关节臂不能为使用者提供引导。

在上面提到的特定的情况下，这些已知的装置不会在定位回波描记探头时提供引导。

实际上，马达驱动器的数量不仅小于工具的自由度数量，而且还小于完成任务所需的自由度数量。

因此，存在对用于借助于关节式机械结构来协助操纵工具或器械的装置的需要，该装置简单、廉价，具有减少数量的马达驱动器，但是允许在实际上引导工具或器械的运动。

发明内容

本发明的目标在于借助于允许扫描包括可能的损伤的区的器械或工具来协助医师瞄准和分析所关注的区域中的损伤。