[发明专利]与声学探头的机器人仪器引导件集成

说明书

一种用于与介入设备(60)一起应用的机器人声学探头。所述机器人声学探头采用声学探头(20)，所述声学探头包括成像平台(21)并且还包括声学换能器阵列(25)，所述成像平台具有定义设备插入端口入口(23)和设备插入端口出口(24)的设备插入端口(22)，所述声学换能器阵列相对于所述设备插入端口出口(24)被设置。所述机器人声学探头还采用机器人仪器引导件(40)，所述机器人仪器引导件包括基座(41)和末端执行器(45)，所述基座相对于所述设备插入端口入口(23)被安装到所述成像平台(21)，所述末端执行器被耦合到所述基座(41)并且能相对于远程运动中心(49)在多个姿态之间转变。所述末端执行器(45)定义延伸通过所述设备插入端口(22)的介入设备轴线(48)，并且所述远程运动中心(49)邻近所述设备插入端口出口(24)定位在所述介入设备轴线(48)上。

技术领域

本公开的发明总体上涉及机器人控制的介入设备的声学引导(例如，机器人控制的针、导入器、观察仪器等的超声引导)。

本公开的发明更具体地涉及机器人仪器引导件与声学探头的集成以便提高机器人控制的介入设备的声学引导。

背景技术

在超声引导的经皮针活检中，靶向有挑战性的病变会是耗时的。紧张的时间约束可能在多数情况下对深深地位于器官中或靠近关键解剖结构或两者的穿刺病变来说是关键的。这样的病变可能涉及平面外的倾斜的针轨迹，因此对实践者展示始终将针保持在视场中所需的良好的手眼协调以及成像技巧提出挑战。大视场超声体积图像可能会对平面外的针轨迹以及术中情况的更好理解实用。此外，与大视场超声集成在一起的针的机器人控制可能会对针围绕皮肤入口点的回转和/或针在皮肤入口点内的平移实用。

发明内容

本公开的发明提供了一种具有能定位在患者解剖结构的皮肤入口点处的远程运动中心(RCM)以便获得更直观且更安全的介入程序的机器人声学探头。

本公开的发明的一个实施例是一种采用声学探头和机器人仪器引导件的机器人声学探头。

所述声学探头包括成像平台，并且还包括声学换能器阵列，所述成像平台具有定义设备插入端口入口和设备插入端口出口的设备插入端口，所述声学换能器阵列相对于所述设备插入端口出口被设置(例如，所述声学换能器阵列环绕所述设备插入端口出口)。

所述机器人仪器引导件包括基座，并且还包括末端执行器，所述基座相对于所述设备插入端口入口被安装到所述成像平台，所述末端执行器被耦合到所述基座并且能相对于远程运动中心在多个仪器姿态之间转变。

所述末端执行器定义延伸通过所述设备插入端口的介入设备轴线，并且所述远程运动中心邻近所述设备插入端口出口被定位在所述介入设备轴线上。

本公开的发明的第二实施例是一种机器人声学系统，其采用前面提到的机器人声学探头的实施例并且还采用用于控制末端执行器相对于远程运动中心在多个仪器姿态之间的转变的机器人仪器引导件控制器。

所述末端执行器相对于所述远程运动中心在所述多个仪器姿态之间的所述转变可以包括所述末端执行器围绕所述远程运动中心的回转和/或所述末端执行器沿着所述介入设备轴线的平移。

所述机器人仪器引导件控制器可以根据通过所述声学换能器阵列对患者解剖结构的超声体积成像、通过成像模态对所述患者解剖结构的模态体积成像和/或所述机器人仪器引导件在跟踪坐标系内的位置跟踪来导出对所述末端执行器相对于所述远程运动中心在所述多个仪器姿态之间的所述转变的控制。

本公开的发明的第三实施例是一种利用前面提到的机器人声学探头的实施例的介入方法。

所述介入方法涉及对所述机器人声学探头相对于患者解剖结构的皮肤入口点的定位，其中，所述远程运动中心与所述皮肤入口端口一致。