CN109890295A - 用于运行医学手术装置的碰撞保护系统的方法、医学手术装置、计算机程序和数据载体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行医学手术装置(1)的碰撞保护系统的方法，该医学手术装置具有针对待进行手术的患者(3)的患者卧榻(2)、用于在手术期间记录患者(3)的图像数据的具有至少一个可运动的图像记录部件的图像记录装置(4)和辅助机器人(9)，该辅助机器人具有在手术期间至少暂时地位于患者(3)体内的和/或与位于患者(3)体内的器械(12)运动耦合的、可运动的辅助部件(11)，其中，在考虑当前手术阶段情况下在描述手术工作流程的工作流程数据中确定临界性信息，该临界性信息描述了手术装置(1)的部件和/或关于辅助机器人(9)与患者(3)的相互作用的患者(3)的运动的可能碰撞的临界性，其中根据临界性信息，在满足指示特别是超过阈值的提高的临界性的临界性标准时，激活满足比正常运行模式更高的安全性要求的碰撞保护系统的安全运行模式。

Description

用于运行医学手术装置的碰撞保护系统的方法、医学手术装 置、计算机程序和数据载体

技术领域

本发明涉及一种用于运行医学手术装置的碰撞保护系统的方法，该医学手术装置具有用于待进行手术的患者的患者卧榻和辅助机器人，该辅助机器人具有在手术期间至少暂时地位于患者体内的和/或与位于患者体内的器械运动耦合的、可运动的辅助部件。此外，本发明还涉及一种医学手术装置、一种计算机程序和一种电子可读的数据载体。

背景技术

如今，大量的医学干预、即手术都是在图像监视下进行的。为此，通常使用图像记录装置，图像记录装置尽可能少地限制或者仅暂时限制手术所需的空间。对此的示例是具有C形臂的X射线装置，在该C形臂上彼此相对地布置了X射线发射器和X射线探测器。可以将C形臂移动到其尽可能少地妨碍进行手术的人员的位置，或者，通过将患者安置在患者卧榻上，可以将C形臂完全移出的手术区域。为此，例如已经提出，将C形臂布置在机器人臂上，以便能够提供最大可能数量的运动自由度。

此外，在现有技术中已经提出了，在手术中借助辅助机器人提供另外的支持。这种辅助机器人可以被设计为例如轻型机器人(LBR)并用于不同的目的。已知的辅助机器人作为辅助部件提供医学器械的引导辅助，例如以用于引导医学器械的套管或软管(Aalen)的形式。例如，通过用作引导辅助的辅助机器人的辅助部件，可以将作为医学器械的针或钻头针对性地引入待进行手术的患者体内。然而，原则上也可以想到将辅助部件本身引入患者体内的辅助机器人。

在这种通常包括患者卧榻、辅助机器人和图像记录装置的医学手术装置中，由于存在多个独立可运动的部件，例如诸如C形臂的图像记录部件和/或辅助机器人的辅助部件和/或患者卧榻，所以碰撞保护、尤其是关于患者的碰撞保护是一个重要的课题。因此，已经提出了用于这种医学手术装置的碰撞保护系统，该碰撞保护系统可以使用例如传感技术，例如接近开关、不同驱动器的运动数据、用于仿真的数学模型等。在此，对于手术中的大部分作业时间，诸如分析来自接近传感器的数据的简单机制是完全足够的。然而，在使用辅助机器人时，辅助机器人的辅助部件与患者可以是运动耦合的，特别是当辅助部件至少部分地位于患者体内时，或者辅助机器人的辅助部件又与至少部分地位于患者中的医学器械运动耦合时。在此，如果对患者的敏感区域进行手术治疗或检查，即使轻微碰撞也会导致问题。在这方面，已经提出，在这种医学手术装置中采取进一步的安全措施，例如显著降低所有可运动部件的运动速度。然而，这导致工作流程中的困难，因为手术的持续时间会被明显延长，或者通常在执行该介入的人员方面也会形成明显更高的开销。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于实现碰撞保护系统的可能，在该碰撞保护系统中实现对于患者的卓越的安全性，而不会特别限制手术装置的可用性。

为了解决该技术问题，在开头提到类型的方法中根据本发明规定，在考虑当前手术阶段的情况下，在描述手术工作流程的工作流程数据中，确定临界性信息，临界性信息描述手术装置的部件的可能碰撞的临界性和/或关于辅助机器人与患者的相互作用的患者的运动的可能碰撞的临界性，其中依据临界性信息，在满足指示特别是超过阈值的提高的临界性的临界性标准时，激活满足比正常运行模式更高的安全性要求的碰撞保护系统的安全运行模式。

优选地，手术装置还具有图像记录装置，该图像记录装置具有至少一个可运动的图像记录部件并且用于在手术期间记录患者的图像数据。当然，本发明还可以应用于手术装置的其他另外的子系统，例如另外的第二辅助机器人及其辅助部件。

因此，首先根据本发明实现一种碰撞保护系统，然而该碰撞保护系统可以在多个不同的运行模式中运行，从而给出对于实际上患者现存的风险的自适应调整。在每种运行模式内部，通常执行计算过程以计算包括例如碰撞概率的碰撞值。然后可以通过至少一个措施标准来分析碰撞值，在满足该措施标准的情况下执行措施，例如发出提示和/或警报，停止现有的自动和/或手动执行的运动等。在此，在正常运行模式中会以相对较低的安全性要求工作，因为手术装置的部件的彼此之间的和/或与人员的轻微碰撞不太关键。然而，如果对于患者存在提高的风险，特别是由于辅助机器人与患者的运动耦合造成的提高的风险，则激活安全运行模式，在安全运行模式中设置更高的安全性要求，特别是可以以更高的安全性完全避免碰撞。以这种方式，特别是可以避免将冲击/碰撞传递到位于患者体内的器械。在此可以以不同方式满足至少一种安全运行模式中的更高的安全性要求，正如下面参考具体的示例更详细解释的。一般而言，可以改进计算精度、计算可靠性、介入阈值、作为基础的传感器数据的质量和/或其他。

为了选出碰撞保护系统的当前要使用的运行模式，特别是在实现碰撞保护本身的控制装置的内部，确定临界性信息，该临界性信息描述手术装置的部件的可能碰撞的临界性和/或关于辅助机器人与患者的相互作用的患者的运动的可能碰撞的临界性。在此，例如可以以至少一个临界性值的形式确定临界性信息。为了确定临界性信息，以特别有利的方式考虑当前手术工作流程，方式是，将描述当前手术工作流程的工作流程数据输入到确定中。已经认识到，可以从通常借助控制装置中央地监视或者支持的手术工作流程中导出患者关键状态的开始和结束，因为从当前的手术阶段可以得知，例如是否存在，或者是否在该手术阶段期间至少暂时地存在患者与辅助机器人之间的运动耦合。

由于例如在将患者定位在手术室(OP)中时，以及在进行辅助机器人与图像记录装置之间的配准时，使用碰撞保护系统的正常运行模式在很大程度上是足够的，因此执行手术的人员在其工作流程中不受到过度的安全措施的限制。只有在确实需要时(为此分析工作流程中的当前的手术阶段)，才通过激活安全运行模式使用改善的安全机制。因此，只有在使用正常运行模式的情况下实际上对于患者已经存在了提高的风险时，例如计算密集的、阻塞工作流的和/或缓慢的安全机制才生效。

在此可以规定，在满足回切标准(Rückschaltkriterium)时，特别是在低于阈值时，再次切换回先前的运行模式。然后，只要存在对患者的关键情况，安全运行模式就保持激活。回切标准可以是对于不再适用满足临界性标准的实现。

在此，在本发明的范围中，通过使用多个临界性标准来实现分级的安全方案也是有利的，其中在满足临界性标准时激活与其相关联的安全运行模式。特别地，将分别从相关联的阈值开始的临界性区间用于多个安全运行模式，其中对于描述处于临界性区间内部的临界性的临界性信息，激活与其相关联的安全运行模式。以这种方式，最终实现了一种对临界性的精细分级，例如特别是根据工作流程数据得到的精细分级，使得尤其可以逐步地根据需要，将阻塞工作流的和/或减慢手术流程的措施的使用分级。

在本发明的第一有利的具体的实施中可以规定，在至少一个安全运行模式的至少一个中，冗余地关于硬件和/或软件执行在碰撞保护的范围内执行的至少一个计算过程，特别是用于确定碰撞概率，其中考虑用于碰撞保护的在冗余计算中获得的所有结果，和/或以提高的计算精度执行在碰撞保护的范围内执行的至少一个计算过程。因此，例如可以规定，实现第二碰撞计算装置，因此特别是使用至少一个另外的处理器和/或核心，以实现硬件冗余。此外，还可以使用不同的软件，其中特别是关于针对计算过程所使用的算法，至少部分多样地执行冗余的计算，总归是特别有利的。多样意味着，针对冗余的计算路径所使用的硬件和/或所使用的软件彼此不同，特别地因此使用不同的算法，以便确定是否以两个计算路径获得了相同的结果，从而可以实现可信性检查。当然，使用冗余的计算路径还具有如下优点：在一个计算路径故障时，在理想情况下可以使用另外的计算路径，从而提供了故障安全性。

作为第一具体实施的补充或者替换的根据本发明的第二具体实施规定，在至少一个安全运行模式的至少一个中，只有在识别到操作者的确认动作之后才执行医学手术装置的至少一个部件的运动。因此，如果存在关键状态，特别是辅助机器人与患者的运动耦合，则至少对于相应部件的运动需要确认动作，而与该运动是否是手动和/或自动进行无关。在此，有利地可以将需要确认动作来执行运动的部件组合到部件安全组中。这种部件安全组特别是可以包括图像记录部件、患者卧榻和辅助部件。这基于以下知识：并不是所有的医学手术装置的部件会必然提供相关的碰撞，从而可以对实际上存在提高的碰撞风险的部件进行限制，即特别是对患者卧榻、图像记录部件(特别是C形臂)和辅助机器人或者辅助机器人部件本身进行限制。这种部件安全组还可以合适地用在本发明的其他实施中，正如下面更详细解释的。

对于相关部件的手动的可运动性，例如借助操纵杆或其他操作杆使患者卧榻运动，因此可以规定，在安全运行模式中，附加地需要确认动作，例如需要致动确认按钮，以便可以借助实际上与运动相关联的操作元件来实际地引起运动。这种操作元件，即用于确认动作的操作元件和用于医学手术装置的部件运动的操作元件例如可以设计在医学手术装置的操作台上。

就涉及到医学手术装置的自动执行的相关部件的运动而言，可以设置本发明的有利的扩展：在显示装置上显示带有要求确认动作的、将所规划的运动可视化的图像。在此基础上，操作者可以评估要进行的运动并且判断该运动是否可能对患者构成危险。

通常，为了接受确认动作可以使用确认元件，其中在部件的整个运动期间保持致动确认元件是特别有利。以这种方式可以确保，执行手术的人员特别谨慎地监视运动过程并且由此可以知道手术阶段的临界性。

当然还可以与其他实施结合的安全运行模式的第三具体实施规定，在至少一个安全运行模式的至少一个中，通过上安全边界值来限制至少一个部件的运动速度、特别是所有部件的运动速度，该上安全边界值小于在安全运行模式外所使用的正常边界值。例如可以规定，安全边界值仅为正常边界值的10％或更小、例如1mm/s或更小。这意味着，在安全运行模式内，至少安全组的部件、必要时所有的部件明显比在正常运行模式中更缓慢地运动，从而可以明显更早识别到用户或者碰撞保护系统的碰撞，并且不存在由于停止组件持续很长时间，从而仍可能导致碰撞的风险。此外，如果仍发生碰撞，则明显减弱可能的碰撞。

在可与其他实施结合的安全运行模式的另外的具体实施中规定，在至少一个安全运行模式的至少一个中，在碰撞保护系统中使用的措施标准的、至少一个描述措施触发的措施参数朝着相对于正常运行模式更早的触发进行调整，和/或使用附加的措施和/或措施标准。因此，在用于提高安全运行模式中的安全性的这四个选项中规定，提高例如安全余量，即部件和/或人员之间要保持的间距，这可能导致更早地响应碰撞保护系统并且因此可能导致改善地避免碰撞。此外还可以规定，使用另外的措施标准和/或另外的措施，和/或调整用于执行措施的措施参数，例如接通新的警告声音、更快地制动等。

在可以与其他具体的实施结合的用于实现安全运行模式的特别有利的第五具体实施中规定，在至少一个安全运行模式的至少一个中，激活在正常运行模式中停用的至少一个碰撞保护传感器，并且在计算过程中考虑其传感器数据用于碰撞保护。这种碰撞保护传感器可以是例如超声波测距仪和/或布置在图像记录部件上的传感器。因此，在整个系统、即医学手术装置中可以设置碰撞保护传感器，仅在安全运行模式中主动接通该碰撞保护传感器，因为例如在安全运行模式外，该碰撞保护传感器可能导致过多的误触发。对此的示例是超声波测距仪，其布置在图像记录部件上，例如布置在C形臂上或者布置在C形臂上布置的X射线探测器和/或X射线发射器上。这种超声波测距仪通常还会确定手术区域中的、可能导致误触发的手部运动等。然而，如果存在更高的临界性，则更可能忍受该风险，从而在整体上通过更大的数据库来提高安全性。

如已经指出的，使用监视手术流程的医学手术装置的中央控制装置通常是优选的，中央控制装置确定工作流程数据。在现有技术中原则上已经提出了这种设计的控制装置，其引导和/或在此支持人员按照手术工作流程执行手术，从而具有这种控制装置的手术装置已经知道有用的工作流程数据，从工作流程数据中可以导出当前手术阶段的临界性。

适宜地，可以至少部分地从监视手术区域的监视传感器的传感器数据和/或从与辅助机器人配准的图像记录装置的图像数据中确定工作流程数据。因此可以想到，还可以分析图像记录装置的图像数据，以便例如确定辅助部件和/或与辅助部件耦合的医学器械是否已经与患者相互作用。在图像记录装置、例如具有C形臂的X射线装置的图像数据中，可以特别容易地检测到医学器械，从而即使在简单的分析中也可以相应地确定有用的工作流程数据，并且可以从中导出临界性信息。然而，特别优选的是，使用专用的监视传感器，该监视传感器当然也可以在实际的碰撞保护系统的范围内使用，即在正常运行模式和/或在安全运行模式中使用。这种监视传感器的具体实现例如可以规定，对器械进行记录的辅助部件作为监视传感器具有对于运动耦合的器械接通的接触开关。因此，一旦将医学器械用在例如可以用作该器械的引导的辅助部件中，则自动致动接触开关，并且存在关于关键手术阶段开始的信息。当然，这种监视传感器的多种其他具体的设计也是可以的并且是可想到的。

在具体实施中可以规定，临界性信息针对在完成图像记录装置与辅助机器人之间的配准时和/或在驶向患者的辅助部件的轨迹终止时和/或在器械与辅助部件运动耦合时进行描述的工作流程数据确定提高的临界性。因此，例如关于开始时间点，通过图像记录装置和辅助机器人的完成的配准或辅助部件的轨迹的完成的行驶来描述关键状态，这在下一步骤中使得可以将医学器械引入患者体内。正是在分级的情况下可以证明，在手术工作流程中考虑这种类型的手术阶段是有利的，例如方式是，在配准结束之后通过第一安全运行模式执行安全性的第一提高，然而一旦可能发生或发生辅助机器人与患者之间的运动耦合(第二安全运行模式)，安全性就再次明显提高。相应地，当然通过消除运动耦合并且再次减小临界性可以切换回先前的运行模式。

作为实现提供提高的安全性的安全运行模式的可能性，还可以想到提高计算过程的准确性。在此，例如可以规定，不利用检查是否存在重叠的球形对象进行计算，而是在安全运行模式中通过表面网格作为表面描述处理。还可以想到用于提高计算精度的其他变形方案。

在本文中，但也是一般性地，本发明的有利的扩展有利地规定，为了减少计算开销，在碰撞保护的计算过程的范围内所考虑的医学手术装置的部件被限制、特别是限制到安全组。至少关于涉及患者的碰撞，因此可以将碰撞计算限制到与关键状态相关的部件、特别是安全组的部件，例如患者卧榻、图像记录部件和辅助部件。例如，如果将这种限制与安全运行模式中的冗余计算相结合，则例如可以将附加的计算路径限制到安全组的部件。以这种方式节省了计算开销。

除了方法之外，本发明还涉及一种医学手术装置，该医学手术装置具有用于待进行手术的患者的患者卧榻、用于在手术期间记录患者的图像数据的具有至少一个可运动的图像记录部件的图像记录装置和辅助机器人，该辅助机器人具有在手术期间至少暂时地位于患者体内的和/或与位于患者体内的器械运动耦合的、可运动的辅助部件，该医学手术装置的特征在于设计用于执行根据本发明的方法的、实现碰撞保护系统的控制装置。关于根据本发明方法的所有实施可以类似地转用到根据本发明的医学手术装置上，利用这些医学手术装置同样可以获得已经提到的优点。

根据本发明的计算机程序例如可以直接加载到医学手术装置的控制装置的存储器中，并且可以具有程序装置，以便在控制装置中执行计算机程序时执行本文所描述的方法的步骤。根据本发明的计算机程序可以存储在根据本发明的电子可读的数据载体上，该数据载体因此包括存储在其上的电子可读的控制信息，该电子可读的控制信息包括根据本发明的计算机程序，并且被设计为，当在医学手术装置的控制装置中使用数据载体时，电子可读的控制信息执行文本所描述的方法。数据载体优选是非瞬态数据存储介质，例如CD-ROM。

附图说明

根据下面描述的实施例并且参考附图得到本发明的其他优点和细节。附图中：

图1示出了根据本发明的医学手术装置，和

图2示出了根据本发明的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的医学手术装置1的原理示意图。在也可以称为患者台的患者卧榻2上，可以安置也在此示出的待进行手术的患者3。此外，手术装置1还包括图像记录装置4，在此是具有C形臂5的X射线装置，在X射线装置上彼此相对地布置了X射线发射器6和X射线探测器7。C形臂5以至少一个自由度可运动地固定在支架8上或者在此未示出的机器人臂上。

此外，手术装置1还包括辅助机器人9，辅助机器人9具有能够通过机器人臂10以多个自由度调节的辅助部件11，该辅助部件11在此用作为了清楚起见同样示出的医学器械12的引导。如果引导辅助部件11中的医学器械12，则可以精确地将器械12引入患者3体内的目标区域13，例如待治疗的肿瘤和/或脊柱的解剖学部分。因此，仅示例性地理解在此示出的治疗区域14。

机器人臂10在此由必要时移动的支架15支承。在此应该指出，患者卧榻2也能够通过相应的驱动装置16进行调节。

手术装置1的运行在此由在控制台17中示出的控制装置18控制。控制装置18被设计为用于执行根据本发明的方法，并且在此相应地也实现了碰撞保护系统。此外，控制装置18还接管工作流程控制。在此，控制台17也被可运动地安置，并且具有无菌覆盖的操作面板19和显示装置20。例如，操作面板19使得能够控制不同部件的运动，例如作为图像记录部件的C形臂5的运动、机器人臂10和/或患者卧榻2的运动。此外，操作面板19还具有确认元件21，下面更详细地说明其功能。

下面参考图2在根据本发明方法的实施例中更详细地解释，依据手术阶段根据手术工作流程实现自适应碰撞保护。工作流程控制，即手术工作流程的监视和支持，以及碰撞保护系统的实现都通过控制装置18进行。

在步骤S1中，开始针对患者3的手术的手术工作流程。在手术工作流程的过程期间，如提到的那样，通过控制装置18进行控制和监视，在步骤S2中，该控制装置18在分析现有的工作流程数据的情况下，不断地当前地确定临界性信息。在此，临界性信息是临界性值，该临界性值描述了手术装置1的部件的可能碰撞的临界性和/或关于辅助机器人9与患者3的相互作用的患者3运动的可能碰撞的临界性。特别地，引导辅助部件11中的医学器械12并且穿入到患者3中的概率越大，临界性就越升高，从而以这种方式给出患者3与辅助部件11、因此与辅助机器人9之间的运动耦合。在此，基于辅助的工作流程执行，工作流程数据已经可以至少部分地存在于控制装置18中。其他的工作流程数据可以根据来自监视传感器的传感器数据和/或根据利用与机器人9配准的图像记录装置4的图像数据确定，例如通过关于器械12是否已经穿入患者3对图像数据进行分析。监视传感器可以具有例如在此未详细示出的辅助部件11中的接触开关，当引导辅助部件11中的器械13，因此与器械13运动耦合时，该接触开关致动。

在示例性的工作流程中，首先可以例如将患者3安置在患者卧榻2上，其中手术装置1的其他组成部分大多远离患者3并且未被使用，从而安全要求相对低并且碰撞保护系统可以在正常模式下运行，这也适用于必要时预先给定的、在其中产生辅助机器人9与图像记录装置4之间的关于患者3的配准的时间段。在配准结束时，发生临界性以及因此临界性值的提高，因为之后可以开始对患者3的实际手术。在辅助部件11的驶向患者3的轨迹(应当在轨迹终止之后使用器械12)结束并且在确定了器械12与辅助部件11的运动耦合时，产生临界性值的进一步提高。例如在从图像数据中检测到器械12已经穿入到患者3中时，也相应地提高临界性。

如所解释的，在步骤S2中确定的临界性信息最终描述了，基于即将或已经给出的与辅助机器人9的运动耦合，对于患者3的碰撞有多危险。因此，在步骤S3中作为临界性标准，检查临界性值是否位于与正常运行模式相关联的临界性区间中，通常是低于特定阈值，或者检查临界性值是否包含在与安全运行模式相关联的至少一个临界性区间中，在超过之前提到的特定阈值的情况下则是单个的安全运行模式。如果临界性值已经位于与碰撞保护系统的当前运行模式相关联的临界性区间中，则根据箭头22再次返回到步骤S2并且不断地进一步更新临界性信息。然而，如果需要改变碰撞保护系统的运行模式，则在步骤S4中设置与临界性信息的当前的临界性值位于其中的临界性区间相关联的运行模式。如果碰撞保护系统仍处于正常运行模式并且已经超过了特定的阈值，则切换到安全运行模式或者所述安全运行模式，反之亦然。

在此，在这里要注意，下面针对仅使用单个安全运行模式的情况描述安全运行模式，以便保持描述的清楚。在其他实施例中，当然可以想到多种运行模式，以便自适应且分级地保证合适的安全性，例如在图像记录装置4与辅助机器人9之间的配准结束之后略微提高安全性；在辅助机器人9的行驶轨迹的终点到达患者3时，在第二安全运行模式中进一步提高安全性；以及一旦器械13与辅助部件11运动耦合或者引入到患者3中，就满足了最高可能的安全要求(第三安全运行模式)。

从正常运行模式到(在目前讨论的示例中的)安全运行模式进行了调整，该调整明显提高了碰撞保护的安全性，但是可能引起手术进度或工作流程的减慢，这就是为什么要基于步骤S3中的询问将这种调整限制到实际上需要这种调整的情况。

首先，在安全运行模式中规定，用于确定碰撞值的计算过程一方面冗余地、另一方面更精确地计算，该碰撞值稍后应当通过措施标准来分析。在此，通过将不同的处理器或至少处理器核心用于冗余计算路径，但也使用不同的软件算法来确定碰撞值，来多样地进行冗余计算。可以相互检查结果的可信性，或者即使在计算路径故障的情况下，还可以保证碰撞保护系统的继续运行。在此，为了更精确的计算，一方面将计算减少到组合到安全组中的、对患者关键的部件，在此是辅助部件11(并且由此与辅助部件11运动耦合的部件)、患者卧榻2和具有X射线探测器7和X射线发射器6的C形臂5。更精确的计算表现在，不使用围绕部件或患者的球形安全区域，而是作为表面网格描述部件和患者3的表面以及在算法内进行精确的计算。

此外，安全运行模式规定，部件的运动、特别是所提到的安全组的部件的运动，仅在存在操作者的确认动作时才是可以的。在此，通过确认元件21来保证确认动作。在诸如患者卧榻2的部件的手动控制的运动期间必须不断地附加地保持该确认元件21，以确保操作人员意识到关键的情况并且他精确地监视运动过程。如果要在关键的手术阶段规定自动运动，则首先可以借助显示装置20将运动可视化，在此基础上，用户可以通过确认元件21来执行确认动作。

此外，在安全运行模式中，部件的运动速度、特别是所有部件或至少安全组的部件的运动速度受到上安全边界值的极大限制。在此，安全边界值当然小于在安全运行模式之外在正常运行模式中使用的正常边界值。在此，安全运行模式中的安全边界值例如是每秒一毫米，从而存在极慢的、容易监视的运动，此外，在紧急情况下可以快速地并且以短的停止距离中断该运动。

在安全运行模式中，在此激活图1中所示的附加的碰撞保护传感器23，在此是超声波测距仪，该超声测距仪设置在X射线探测器7上(并且必要时还设置在X射线发射器6上)作为图像记录部件或者作为图像记录部件的一部分。在碰撞保护系统的正常运行模式中不激活碰撞保护传感器23，因为碰撞保护传感器23对准手术区域，并且例如可能在执行手术的人员进行手部运动时导致误触发。但是，如果情况更加关键，则可以忍受这种误触发，以便获得对于计算过程的更可靠的数据库。

在计算过程中确定的碰撞值通过用于碰撞保护的措施标准来分析，其中在满足相应的措施标准时采取碰撞避免措施和/或警告措施。在安全运行模式中，可以通过调整相应的措施参数来可选地调整措施标准和/或措施，从而可以例如更大地选择安全距离、可以更快地进行制动、可以更早地进行干预和/或甚至使用附加的措施和/或措施标准，以提高安全性。

显而易见的是，安全运行模式满足明显更高的安全要求，因为通过相应的方法明显地提高了安全性。如上所述，这也可以以多个安全运行模式相应地分级地进行。

虽然在细节上通过优选的实施例对本发明进行阐述和描述，但是本发明却不限于所公开的示例并且本领域技术人员可以从中导出其它方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于运行医学手术装置(1)的碰撞保护系统的方法，所述医学手术装置具有针对待进行手术的患者(3)的患者卧榻(2)、用于在手术期间记录患者(3)的图像数据的图像记录装置(4)和辅助机器人(9)，所述图像记录装置具有至少一个可运动的图像记录部件，所述辅助机器人具有在手术期间至少暂时地位于患者(3)体内的和/或与位于患者(3)体内的器械(12)运动耦合的、可运动的辅助部件(11)，

其特征在于，

在考虑当前手术阶段的情况下，在描述手术工作流程的工作流程数据中，确定临界性信息，所述临界性信息描述了手术装置(1)的部件的可能碰撞的临界性和/或关于辅助机器人(9)与患者(3)的相互作用的患者(3)的运动的可能碰撞的临界性，其中依据临界性信息，在满足指示特别是超过阈值的提高的临界性的临界性标准的情况下，激活满足比正常运行模式更高的安全性要求的碰撞保护系统的安全运行模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在满足回切标准时，特别是在低于阈值时，再次切换回先前的运行模式，和/或使用多个临界性标准，其中在满足临界性标准时激活与所述临界性标准相关联的安全运行模式。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在至少一个安全运行模式的至少一个中，冗余地关于硬件和/或软件执行在碰撞保护的范围内执行的至少一个计算过程，特别是用于确定碰撞概率，其中考虑用于碰撞保护的在冗余计算中获得的所有结果，和/或以提高的计算精度执行在碰撞保护的范围内执行的至少一个计算过程。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个安全运行模式的至少一个中，只有在识别到操作者的确认动作之后才执行医学手术装置(1)的至少一个部件的运动。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，需要确认动作来执行运动的部件属于部件安全组，所述部件安全组特别是包括图像记录部件、患者卧榻(2)和辅助部件(11)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个安全运行模式的至少一个中，通过上安全边界值来限制至少一个部件的运动速度、特别是所有部件的运动速度，所述上安全边界值小于在安全运行模式外所使用的正常边界值。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个安全运行模式的至少一个中，在碰撞保护系统中使用的措施标准的至少一个措施参数朝着相对于正常运行模式更早的触发进行调整，所述措施参数描述了措施的触发，和/或使用附加的措施和/或措施标准。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个安全运行模式的至少一个中，激活在正常运行模式中停用的至少一个碰撞保护传感器(23)，并且在计算过程中对于碰撞保护考虑所述碰撞保护传感器的传感器数据。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用监视手术流程的医学手术装置(1)的中央控制装置(18)，所述中央控制装置确定工作流程数据。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，至少部分地根据监视手术区域的监视传感器的传感器数据和/或根据与辅助机器人(9)配准的图像记录装置(4)的图像数据，确定工作流程数据。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述临界性信息，针对在完成图像记录装置(4)与辅助机器人(9)之间的配准时和/或在驶向患者(3)的辅助部件(11)的轨迹终止时和/或在器械(12)与辅助部件(11)运动耦合时描述的工作流程数据，确定提高的临界性。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了减少计算开销，在碰撞保护的计算过程的范围内所考虑的医学手术装置(1)的部件受到限制，特别是限制到安全组。

13.一种医学手术装置(1)，所述医学手术装置具有针对待进行手术的患者(3)的患者卧榻(2)、用于在手术期间记录患者(3)的图像数据的图像记录装置(4)和辅助机器人(9)，所述图像记录装置具有至少一个可运动的图像记录部件，所述辅助机器人具有在手术期间至少暂时地位于患者(3)体内的和/或与位于患者(3)体内的器械(12)运动耦合的、可运动的辅助部件(11)，其特征在于，实现碰撞保护系统的控制装置(18)设计用于执行上述权利要求中任一项所述的方法。

14.一种计算机程序，当在医学手术装置(1)的控制装置(18)上实施计算机程序时，所述计算机程序执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的步骤。

15.一种电子可读的数据载体，在所述电子可读的数据载体上存储有根据权利要求14所述的计算机程序。