[发明专利]机器人系统

说明书

本发明涉及一种用于在如人体的对象内移动如可塑形导管的可塑形器械的机器人系统。所述系统(1)包括：机器人设备(2、3)，其用于在所述对象(7)内修改所述器械(2)的形状并移动所述器械；以及控制单元(4)，其用于基于如路线图、目标位置和形状以及实际位置和形状的结构信息来控制所述机器人设备，使得从所述实际位置和形状到所述目标位置和形状来移动所述器械并修改所述器械的形状。由于所述控制单元在控制所述机器人设备时考虑结构信息，因此能够在对关于所述对象内的、所述器械能导航通过的区域的知识的考虑下自动执行对所述器械的导航。因此可以在没有或仅具有少量用户交互的情况下执行导航。

技术领域

本发明涉及一种用于在对象内移动可塑形器械的机器人系统、机器人方法以及计算机程序。

背景技术

如果由医生使用用于在人体内，尤其是在人的血管内，对可塑形介入器械进行导航的医学机器人系统(如来自汉森公司的麦哲伦机器人系统)，则医生必须控制医学机器人系统使得介入器械到达人体内的期望的目标区域。对医学机器人系统的这种控制要求许多用户交互，这使得介入流程对于医生来说相对繁琐。

US 2011/0319815 A1公开了一种使用形状数据来改进对可塑形或可操纵的器械的控制的光纤器械感测系统。额外的系统使用这样的形状数据来对器械的模型进行经改进的映射或调节。这样的系统包括用于在解剖结构区域内控制可塑形器械的机器人医学系统，所述机器人医学系统具有控制器、一个或多个致动器、以及用于引导一个或多个可塑形器械的定位系统。

WO 2009/023801 A1涉及采用诸如布拉格传感器光纤的光纤传感器的机器人医学器械系统和相关联的方法。在一种配置中，光纤被耦合到细长器械体并且包括具有一个或多个布拉格光栅的纤维芯。控制器被配置为响应于其而使各种动作初始化。例如，控制器可以生成并显示对器械体的图形表示，并且描画所述器械体的一个或多个位置和/或取向变量，或者调节器械驱动器的马达以将导管或另一器械重新定位。具有布拉格光栅的光纤也可以被与包括被定位在管腔鞘内的多个工作器械、器械驱动器、定位传感器和/或图像捕捉设备的其他系统部件一起被采用，并且也可以被耦合到患者的身体或使身体稳定的相关联的结构。

根据WO 2008/097540 A3，一种被配置为操控细长医学器械的可定位医学器械组件(即机器人器械驱动器)包括第一构件，所述第一构件通过可移动接头而被耦合到第二构件，其中，布拉格纤维传感器被耦合到所述第一构件和所述第二构件，使得所述第一构件和所述第二构件关于所述可移动接头的相对移动引起所述布拉格纤维传感器的至少部分的弯曲。所述布拉格纤维传感器具有被可操作地耦合到控制器的近端，所述近端被配置为接收来自所述布拉格纤维传感器的指示其弯曲的信号，所述控制器被配置为分析所述信号以确定所述第一构件和所述第二构件关于所述可移动接头的相对位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在对象内移动可塑形器械的机器人系统、机器人方法以及计算机程序，它们允许在对象内对可塑形器械进行导航时减少用户交互。

在本发明的第一方面中，提出了一种用于在对象内移动可塑形器械的机器人系统，其中，所述系统包括：

-机器人设备，其用于在所述对象内修改所述器械的形状并且移动所述器械，

-内部结构提供单元，其用于提供关于所述对象的内部结构的结构信息，

-目标位置和形状提供单元，其用于提供所述器械在所述对象内的目标位置和形状，

-实际位置和形状提供单元，其用于提供所述器械在所述对象内的实际位置和形状，

-控制单元，其用于基于所述结构信息、所述器械的所述目标位置和形状以及所述器械的所述实际位置和形状来控制所述机器人设备，使得从所述实际位置和形状到所述目标位置和形状来修改并移动所述器械，