CN114246681A - 用于定位医学对象的装置和用于提供校正预设的方法 - Google Patents

用于定位医学对象的装置和用于提供校正预设的方法 Download PDF

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CN114246681A CN202111112454.4A CN202111112454A CN114246681A CN 114246681 A CN114246681 A CN 114246681A CN 202111112454 A CN202111112454 A CN 202111112454A CN 114246681 A CN114246681 A CN 114246681A
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Abstract

本发明涉及一种用于定位医学对象的装置，其中，所述装置具有用于机器人式地移动医学对象的移动装置，其中，所述医学对象具有预定义区段，其中，所述预定义区段至少部分地布置在检查对象中，其中，所述装置设计用于接收控制预设，其中，所述移动装置设计用于基于控制预设定位所述预定义区段，其中，所述装置还设计用于：‑接收关于预定义区段的定位信息，‑确定偏差尺寸，其中，所述偏差尺寸描述控制预设与定位信息之间的偏差，‑基于偏差尺寸确定用于使偏差最小化的校正预设，其中，移动装置还设计用于，基于校正预设重新定位所述预定义区段。本发明还涉及一种系统、用于提供校正预设的方法、用于提供受训练的功能的方法和计算机程序产品。

Description

用于定位医学对象的装置和用于提供校正预设的方法
技术领域
本发明涉及一种用于定位医学对象的装置、系统、用于提供校正预设的方法、用于提供受训练的函数的方法以及计算机程序产品。
背景技术
在检查对象的血管系统中或者血管系统上的介入式的医学过程通常要求将尤其是长形的医学对象尤其经皮地导入血管系统中。此外，为了成功地诊断和/或治疗通常需要将医学对象的至少一部分朝向血管系统中的待治疗的目标区域导引。
在医学对象移动、尤其是平移和/或旋转时，医学对象可在血管系统中迂回和/或形成螺旋。由此，医学对象的远端区段对例如由操作人员加载到远端区段上的移动的响应可延迟。此外，由此可在远端区段的预设的目标定位与实际定位之间出现长度差和/或角度差。为了补偿这种长度差和/或角度差，通常由医学操作人员在有规律的X射线透视检查的情况下尤其手动地移动医学对象。在此不利的是对医学操作人员和检查对象的较高的X射线负荷。此外，在对医学对象在血管系统中的空间走向、尤其是迂回和/或螺旋形成的表现没有准确认知的情况下，远端区段的定位通常是有错误的。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，实现对医学对象的改善的定位。
该技术问题按本发明通过一种用于定位医学对象的装置、系统、用于提供校正预设的方法、用于提供受训练的函数的方法以及计算机程序产品解决。
本发明在第一方面涉及一种用于定位医学对象的装置。在此，所述装置具有用于机器人式地移动医学对象的移动装置。此外，所述医学对象具有预定义区段。此外，所述预定义区段至少部分地布置在检查对象中。此外，所述装置设计用于接收控制预设(Steuerungsvorgabe)。此外，所述移动装置设计用于基于所述控制预设定位所述预定义区段。所述装置还设计用于，接收关于预定义区段的定位信息。此外，所述装置设计用于确定偏差尺寸。在此，所述偏差尺寸描述控制预设与定位信息之间的偏差。此外，所述装置设计用于基于偏差尺寸确定用于使偏差最小化的校正预设。移动装置还设计用于，基于校正预设重新定位所述预定义区段。
在此，医学对象例如可以设计为手术器械和/或诊断器械。医学对象尤其可以是长形的和/或柔性的。医学对象例如可以设计为导管和/或内窥镜和/或导丝(英语guidewire)。医学对象的预定义区段可以有利地描述医学对象的空间上的、尤其是远端的区段，例如医学对象的端部和/或尖部。
所述装置还可以具有提供单元，所述提供单元设计用于控制所述装置和/或所述装置的部件、尤其是移动装置。
此外，移动装置可以有利地是设计用于对医学对象进行远程操纵的机器人装置，例如导管机器人。有利地，移动装置布置在检查对象的外部。此外，移动装置可以具有尤其是可移动和/或可运行的固定元件。此外，移动装置可以具有设计用于容纳医学对象的至少一部分的盒式元件。此外，移动装置可以具有移动元件，所述移动元件固定在固定元件、例如三脚架和/或机器人臂上。此外，固定元件可以设计用于将移动元件固定在患者支承装置上。此外，移动元件可以有利地具有至少一个执行器元件、例如电动机，其中，提供单元设计用于控制执行器元件。盒式元件有利地可以是能够尤其机械地和/或电磁地和/或气动地耦连在移动元件、尤其是至少一个执行器元件上的。在此，盒式元件还可以具有至少一个传递元件，所述传递元件能够通过盒式元件与移动元件、尤其是至少一个执行器元件之间的耦连来移动。所述至少一个传递元件尤其可以移动耦连在至少一个执行器元件上。有利地，传递元件设计用于将执行器元件的移动这样传递至医学对象，使得医学对象沿着医学对象的纵向延伸方向移动和/或使得医学对象围绕纵向延伸方向旋转。所述至少一个传递元件例如可以具有滚轮和/或辊子和/或掩蔽物和/或剪切板(Scherplatte)。
有利地，移动元件可以具有多个、尤其是能够独立控制的执行器元件。此外，盒式元件可以具有多个传递元件，尤其是针对每个执行器元件具有至少一个移动耦连的传递元件。由此可以实现医学对象沿着不同的运动自由度的尤其是独立的和/或同时的移动。
所述装置、尤其是提供单元可以有利地设计用于接收控制预设。接收控制预设尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，控制预设可以由用于采集操作人员的输入的输入单元提供。控制预设可以包括至少一个用于尤其是逐步地控制移动装置的指令。控制预设尤其可以包括至少一个用于规定(或者说预设)医学对象、尤其是预定义区段借助移动装置的尤其是同时的平移和/或旋转的指令、尤其是在时间上的指令序列。有利地，提供单元可以设计用于翻译控制预设并且基于此控制该移动装置。此外，移动装置可以设计用于，基于控制预设定位、尤其是平移式地和/或旋转式地移动医学对象。
作为备选或补充，控制预设可以包括在需要通过预定义区段在检查对象中达到的空间上的目标定位、尤其是需要达到的空间上的位置和/或定向和/或姿态方面的预设。在此，提供单元可以有利地设计用于，尤其是基于检查对象的成像和/或模型将控制预设翻译为至少一个用于控制移动装置的指令并且基于此控制所述移动装置。提供单元尤其可以设计用于，基于检查对象的成像和/或模型和控制预设这样控制移动装置，使得预定义区段被定位。提供单元尤其可以设计用于，借助控制预设和移动装置在检查对象中导引预定义区段。所述检查对象例如可以是人类患者或者动物患者和/或体模、尤其是血管模型，和/或尸体。检查对象尤其可以具有中空器官、例如血管区段，医学对象、尤其是预定义区段至少部分地布置在所述中空器官中。
预定义区段的定位可以有利地包括医学对象、尤其是预定义区段相对于移动装置、尤其是相对于检查对象的移动、尤其是平移和/或旋转。预定义区段可以有利地在定位之后具有在检查对象中的原始定位、尤其是原始的空间上的位置和/或定向和/或姿态。此外，移动装置可以设计用于，例如借助医学对象内部的牵引绳索使得医学对象的预定义区段按规定地变形。所述装置、尤其是移动装置可以有利地设计用于，基于控制预设将医学对象的预定义区段定位在检查对象中的原始定位中。控制预设尤其可以包括关于医学对象、尤其是预定义区段相对于移动装置的相对移动的信息，用于将预定义区段定位在所述原始定位中。
此外，所述装置可以设计用于，接收关于预定义区段的定位信息。定位信息的接收尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，定位信息可以由用于采集预定义区段的尤其是当前的定位的采集单元接收。定位信息可以有利地包括关于预定义区段在检查对象中的尤其是当前的空间上的位置和/或定向和/或姿态的信息。
此外，所述装置可以设计用于，确定偏差尺寸(Abweichungsmaβ)，所述偏差尺寸描述控制预设与定位信息之间的偏差。偏差尺寸尤其可以描述预定义区段的通过控制预设规定的空间上的目标定位与预定义区段的通过定位信息描述的实际的空间定位、尤其是原始定位之间的差。此外，偏差尺寸可以包括预定义区段的通过控制预设规定的空间上的目标定位与通过定位信息描述的实际的定位之间的长度差、尤其是缩短或者延长，和/或角度差。
如果控制预设规定了预定义区段相对于移动装置的空间定位，则定位信息可以描述预定义区段的优选类似地相对于移动装置的尤其是当前的空间定位。预定义区段的空间定位例如可以通过沿着医学对象的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象相对于移动装置的角度描述。
作为备选或补充，控制预设可以规定预定义区段相对于检查对象的、例如在患者坐标系中的空间定位。在此，定位信息可以有利地描述关于预定义区段在相同的患者坐标系中的尤其是当前的空间定位的信息。偏差尺寸在此可以在患者坐标系中描述预定义区段的通过控制预设规定的空间上的目标定位与通过定位信息描述的实际的空间定位之间的偏差。预定义区段的通过控制预设规定的空间上的目标定位与通过定位信息描述的实际的空间定位、尤其是原始定位之间的偏差可由于医学对象在中空器官中的迂回和/或螺旋形成引起。医学对象的迂回在此尤其描述医学对象的卷曲的走向，其中，所述卷曲的走向沿着大多在中空器官的曲线外侧上的中空器官的弯曲部、尤其是曲线延伸。此外，可由于医学对象借助移动装置的旋转导致医学对象形成螺旋。在此，医学对象在中空器官中的空间走向可以具有至少部分螺旋形的、尤其是在空间上卷曲的走向。
此外，所述装置可以设计用于基于偏差尺寸确定用于使偏差最小化的校正预设。所述校正预设在此可以尤其与控制预设类似地包括至少一个用于尤其是逐步地控制移动装置的指令。校正预设尤其可以包括至少一个用于规定医学对象、尤其是预定义区段借助移动装置实现的尤其是同时的平移和/或旋转的指令、尤其是在时间上的指令序列。有利地，所述装置可以设计用于这样确定校正预设，使得控制预设与定位信息之间的偏差被最小化。为此，控制预设可以包括至少一个用于规定医学对象、尤其是预定义区段的重新定位的指令。移动装置可以有利地设计用于，基于校正预设将预定义区段从原始定位朝向通过控制预设规定的目标定位进行重新定位。
所述装置可以有利地设计用于，在定位信息和/或控制预设改变时，重复地确定偏差尺寸和/或校正预设。此外，移动装置可以设计用于在校正预设改变时重复地对预定义区段进行重新定位。
由此可以实现医学对象、尤其是预定义区段在检查对象中的特别精确的定位和/或移动。由此有利地减少了检查对象受伤。此外，可以基于校正预设改善对所述装置、尤其是移动装置的控制。此外，校正预设可以有利地用于改善的路径规划，以便在其它的定位中对医学对象进行定位。所建议的装置尤其可以补偿和改正预定义区段在检查对象中的、例如由于医学对象的迂回和/或螺旋形成导致的错误定位。
在所建议的装置的另一有利的实施方式中，所述控制预设可以包括关于相对于移动装置的空间定位、尤其是沿着医学对象的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象相对于移动装置的角度和/或医学对象、尤其是预定义区段相对于移动装置的相对移动的预设。此外，定位信息可以包括关于预定义区段相对于移动装置的空间定位、尤其是沿着医学对象的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象相对于移动装置的角度的信息。
控制预设可以有利地规定医学对象、尤其是预定义区段相对于移动装置的空间定位。在此，关于医学对象、尤其是预定义区段的空间定位的预设可以包括关于沿着医学对象的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象相对于移动装置的角度的预设。
作为备选或补充，控制预设可以包括关于医学对象、尤其是预定义区段相对于移动装置的相对移动的预设，尤其用于将预定义区段定位在原始定位中。在此，相对移动可以描述医学对象、尤其是预定义区段相对于移动装置的移动、尤其是平移和/或旋转。
此外，定位信息可以包括预定义区段相对于移动装置的尤其是当前的空间定位。在此，预定义区段的空间定位例如可以通过沿着医学对象的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象相对于移动装置的角度描述。
偏差尺寸可以有利地描述通过控制预设规定的空间定位和/或医学对象、尤其是预定义区段相对于移动装置的相对移动与预定义区段相对于移动装置的通过定位信息描述的、尤其是实际的空间定位之间的差。在此，偏差尺寸可以描述长度差、尤其是缩短或者延长，和/或角度差。
在所建议的装置的另一有利的实施方式中，所述装置还可以设计用于，根据移动方向确定偏差尺寸，所述移动装置设计用于沿着所述移动方向定位预定义区段。
由于尤其是长形的医学对象至少部分地布置在检查对象、尤其是检查对象的中空器官中，医学对象可迂回和/或形成螺旋。这种迂回和/或螺旋形成在此通常与用于定位预定义区段的、尤其是平移式的和/或旋转式的移动方向有关。
在此，迂回和/或螺旋形成可在沿着背离移动装置的平移式移动方向定位预定义区段时增强，尤其是变得最大。与之相对，迂回和/或螺旋形成可在沿着朝向移动装置的平移式移动方向定位预定义区段时减小，尤其是变得最小。因此，控制预设与定位信息之间的偏差在沿着背离和/或朝向移动装置的平移式移动方向定位预定义区段时可以分别具有不同的符号。此外，螺旋形成的表现和/或卷曲方向可取决于用于定位预定义区段的旋转式的移动方向。
所述装置可以有利地设计用于，根据至少一个移动方向、尤其是沿着多个不同的移动方向确定偏差尺寸，所述移动装置设计用于沿着所述移动方向定位预定义区段。在此，所述装置还可以设计用于，基于相应的偏差尺寸针对至少一个移动方向分别确定校正预设，以便将所属的偏差最小化并且将校正预设提供给移动装置。
由此可以实现根据至少一个用于定位预定义区段的移动方向对预定义区段的错误定位进行特别精确并且同时高效的校正。
在所建议的装置的另一有利的实施方式中，所述装置还可以设计用于接收数据组，所述数据组具有检查对象的成像和/或模型。在此，所述装置还可以设计用于，附加地基于数据组确定偏差尺寸。
数据组、尤其是成像和/或模型的接收尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，可以由用于记录和/或用于提供数据组的医学成像设备的提供单元提供数据组。所述医学成像设备例如可以包括磁共振设备(MRT)和/或计算机断层扫描设备(CT)和/或医学X射线设备、尤其是医学C形臂X射线设备，和/或超声波设备和/或正电子发射型计算机断层扫描设备(PET)。
数据组可以有利地具有检查对象、尤其是中空器官的尤其是时间分辨的二维和/或三维的成像。数据组尤其可以包括检查对象、尤其是中空器官的显影的和/或分段的成像。此外，数据组可以在术前和/或术中映射(abbilden，或者说成像出)检查对象。作为备选或补充，数据组可以具有检查对象、尤其是中空器官的二维和/或三维模型，尤其是中心线模型和/或体积模型、例如体积网格模型(英语volume mesh Model)。数据组可以有利地与患者坐标系和/或相对于移动装置配准(registriert)。
所述装置可以有利地设计用于，基于控制预设在数据组中成像出预定义区段的原始定位和/或医学对象在检查对象中的空间走向。所述装置尤其可以设计用于，基于控制预设在数据组中确定、尤其是模拟预定义区段的原始定位和/或医学对象的空间走向。所述装置可以有利地设计用于，在定位预定义区段时在数据组中模拟和/或成像出医学对象的迂回和/或螺旋形成。为此，所述装置还可以设计用于接收医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数。医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数的接收尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，可以由移动装置和/或医学对象提供运行参数。此外，检查对象的生理参数可以由用于采集生理参数的传感器单元提供。传感器单元例如可以包括呼吸传感器和/或脉搏传感器和/或运动传感器。材料参数例如可以描述医学对象的可变形性、尤其是可延展性和/或扭转强度和/或可弯曲性。此外，运行参数可以描述关于医学对象的尤其是当前的运行状态的信息。运行参数尤其可以包括关于医学对象的空间姿态的信息。此外，生理参数可以包括关于检查对象的尤其在定位预定义区段期间的生理状态和/或生理状态随时间的变化的信息。生理参数例如可以具有检查对象的呼吸信号和/或脉搏信号和/或运动信号。所述装置可以有利地设计用于，附加地基于医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数在数据组中模拟医学对象的预定义区段的原始定位和/或医学对象的空间走向。由此可以特别精确地在数据组中模拟和/或成像出医学对象在检查对象、尤其是中空器官中的迂回和/或螺旋形成。
通过在确定偏差尺寸时添加数据组，可以有利地考虑到医学对象在检查对象中的空间走向、尤其是迂回和/或螺旋形成。数据组尤其可以包括关于至少部分地布置有医学对象的中空器官的空间走向和/或空间延伸的信息，例如直径和/或横截面积。所述装置可以设计用于，尤其根据用于定位预定义区段的移动方向特别精确地附加地基于数据组确定偏差尺寸。在此，所述装置还可以设计用于，考虑关于中空器官的空间走向和/或空间延伸的信息，以便根据用于定位预定义区段的移动方向确定偏差尺寸、尤其是长度差和/或角度差。
在所建议的装置的另一有利的实施方式中，所述数据组可以具有检查对象的血管区段的中心线模型。在此，预定义区段可以布置在血管区段中。此外，所述装置可以设计用于，基于中心线模型确定偏差。
中心线模型可以具有至少一个中心线，所述中心线在空间上、尤其是二维和/或三维地描述检查对象的中空器官、尤其是至少一个血管区段的空间走向。在此，所述至少一个中心线可以是中空器官的中线，所述中线沿着中空器官的纵向延伸方向分别延伸穿过中空器官的横截面的中点。所述装置尤其可以设计用于，基于控制预设在中心线模型中确定、尤其是模拟预定义区段的原始定位和/或医学对象的空间走向。
在此，尤其在医学对象沿着中心线布置时，所述至少一个中心线的从医学对象进入检查对象的进入点至预定义区段在空间上的目标定位的空间走向可以描述医学对象的平均距离(Distanz)。在沿着背离移动装置的、尤其是平移式的移动方向定位预定义区段时，可由于医学对象在中空器官中的迂回和/或螺旋形成导致从进入点至目标定位的距离相对于平均距离延长。此外，在沿着朝向移动装置的、尤其是平移式的移动方向定位预定义区段时，可导致从进入点至目标定位的距离相对于平均距离缩短。所述装置可以有利地设计用于，基于中心线模型、尤其是相对于平均距离确定偏差、尤其是偏差尺寸。在此，所述装置还可以设计用于，通过尤其是区段性地确定医学对象的空间走向与中心线模型之间的空间上的偏差，确定从进入点至目标定位的距离相对于平均距离的缩短和/或延长，尤其是基本上垂直于至少一个中心线地确定。在此，由于中空器官的空间延伸、尤其是直径和/或横截面积，医学对象的空间走向与中心线模型之间的空间上的偏差可以是有限的。
此外，所述装置可以设计用于，基于所述至少一个中心线的走向确定用于使偏差最小化的校正预设。此外，所述装置可以设计用于，有利地考虑中空器官的弯曲部和/或空间延伸，以确定校正预设。
由此可以尤其在考虑医学对象在中空器官中的空间走向的情况下实现对预定义区段的错误定位的特别精确的校正。
在所建议的装置的另一有利的实施方式中，所述移动装置可以设计用于，为了在原始定位中定位预定义区段，基于控制预设沿着第一移动方向移动医学对象。此外，所述移动装置可以设计用于，基于其它控制预设这样移动医学对象，使得预定义区段开始离开其原始定位。此外，所述装置可以设计用于，附加地基于控制预设与其它控制预设的比较确定偏差尺寸。
在此，第一移动方向可以是基本上朝向或者背离所述移动装置的。所述装置可以有利地设计用于，采集预定义区段相对于原始定位的偏差，尤其是定位改变。所述装置例如可以设计用于，根据定位信息、尤其是定位信息的改变采集预定义区段的定位改变。
所述其它控制预设尤其可以包括关于所述控制预设描述的所有特征和特性并且反之亦然。此外，所述移动装置可以设计用于，基于其它控制预设与第一移动方向相反地这样移动所述医学对象，使得预定义区段的尤其是当前的定位相对于原始定位具有偏差。所述移动装置尤其可以设计用于，按照所述其它控制预设与第一移动方向相反地将医学对象移动这么长时间，直至预定义区段开始离开其原始定位。在此，所述其它控制预设可以包括关于医学对象、尤其是预定义区段相对于移动装置的相对移动的信息，其中，相对移动包括医学对象与第一移动方向相反地从移动开始至预定义区段开始离开其原始定位的时间点的移动的时间段。所述其它控制预设尤其可以包括关于在医学对象相对于移动装置进行相对移动时、尤其是直至预定义区段相对于其原始定位具有偏差的时间点所经过的空间距离和/或旋转角度的信息。
医学对象的空间走向可在将预定义区段定位在检查对象、尤其是中空器官中的原始定位中之后沿着背离移动装置的第一移动方向尤其相对于平均距离具有延长部，例如由于医学对象的迂回和/或螺旋形成而具有延长部。在此，移动装置可以设计用于，通过与第一移动方向相反地、尤其是沿着朝向移动装置的移动方向移动医学对象而缩短所述延长部。备选地，医学对象的空间走向可在将预定义区段定位在检查对象、尤其是中空器官中的原始定位中之后沿着朝向移动装置的第一移动方向尤其相对于平均距离具有缩短部。在此，移动装置可以设计用于，通过与第一移动方向相反地、尤其是沿着背离移动装置的移动方向移动医学对象而延长所述缩短部。
此外，所述装置可以设计用于，附加地基于控制预设与其它控制预设的比较确定偏差尺寸。所述控制预设与其它控制预设的比较尤其可以包括减去通过相应的控制预设规定的医学对象相对于移动装置的平移和/或旋转。在此，所述装置可以设计用于，确定医学对象相对于原始定位的、尤其是在医学对象在中空器官中的布置的最大缩短部与最大延长部之间的偏差尺寸，所述偏差尺寸尤其包括长度差和/或角度差。由此可以有利地确保，在尤其与第一移动方向相反地、按照第二控制预设移动医学对象时，所述预定义区段直接地并且无延迟地遵循(或者说跟随)这个预设。此外，所述装置可以设计用于，基于偏差尺寸、尤其是基于所述其它控制预设确定校正预设。
按照另一有利的设计，所述装置可以设计用于，基于所述其它控制预设重复地分别依次地沿着相反指向的第二运动方向、尤其是振荡式地移动医学对象。针对医学对象在一次重复中的相应相反指向的移动，所述移动的、尤其是平移和/或旋转的距离可以有利地是相同的，因此医学对象分别在一次振荡之后又布置在其最初的定位中。此外，所述装置可以设计用于，随着医学对象的成对地相反指向的移动的每次重复，将所述移动、尤其是振荡的振幅提高这样长的时间，直至预定义区段开始离开其原始定位。由此，所述装置可以有利地设计用于，基于其它控制预设和在预定义区段离开原始定位的时间点的移动的振幅确定关于相反指向的移动方向的偏差尺寸和/或校正预设。此外，所述装置可以有利地设计用于，通过沿着两个相反指向的旋转方向和/或沿着两个相反指向的平移方向在原始定位上振荡式地移动所述医学对象，确定偏差尺寸和/或校正预设。由此，所述装置可以设计用于，针对移动装置、尤其是医学对象的不同的运动自由度，特别精确地确定和提供校正预设。此外，振荡式的移动可以确保，所述预定义区段在每次重复之后布置在原始定位中。
在所建议的装置的另一有利的实施方式中，所述装置还可以设计用于，针对预定义区段在检查对象中的不同的原始定位确定偏差尺寸和校正预设。此外，所述装置可以设计用于，通过迄今确定的校正预设的内插和/或外推确定针对预定义区段在检查对象中的至少一个其它的定位的校正预设。
所述装置、尤其是移动装置可以有利地设计用于，将医学对象的预定义区段尤其是依次地定位在检查对象、尤其是中空器官中的不同的原始定位处。在此，不同的原始定位可以有利地在检查对象、尤其是中空器官中形成路径。所述移动装置尤其可以设计用于，沿着所述路径将医学对象的预定义区段向目标定位移动。在此，所述装置可以设计用于，尤其沿着所述路径针对不同的原始定位中的每个原始定位确定偏差尺寸和校正预设。此外，所述装置可以设计用于，分别按照前述实施方式之一针对不同的原始定位确定偏差尺寸和校正预设。此外，所述装置可以设计用于，通过迄今确定的校正预设的内插和/或外推针对预定义区段的至少一个其它的定位、尤其是针对沿着所述路径的中间定位和/或针对目标定位确定校正预设。所述装置尤其可以设计用于，基于针对不同的原始定位确定的偏差尺寸和校正预设，根据用于定位预定义区段的控制预设将偏差尺寸和/或校正预设参数化。这尤其可以在以下假设的情况下进行，即偏差尺寸和/或校正预设取决于医学对象布置在检查对象中的部分的长度。由此，所述装置可以设计用于，通过迄今确定的校正预设的内插和/或外推，针对用于尤其在目标定位中定位所述预定义区段的控制预设确定控制预设。由此尤其可以在考虑预定义区段向目标定位移动所沿的路径的情况下实现对预定义区段的特别精确并且同时高效的定位。
在所建议的装置的另一有利的实施方式中，所述装置还可以设计用于，通过将受训练的函数(trainierte Funktion)应用于控制预设，确定定位信息。在此，受训练的函数的至少一个参数可以基于训练定位信息与比较定位信息的比较。
受训练的函数可以有利地通过机器学习方法训练。受训练的函数尤其可以是神经网络、尤其是卷积神经网络(英语convolutional neural network，CNN)或者包括卷积层(英语convolutional layer)的网络。此外，受训练的函数可以设计用于，将控制预设处理为输入数据并且将定位信息提供作为输出数据。
受训练的函数将输入数据成像为(或者说映射至)输出数据。在此，输出数据尤其还可以取决于受训练的函数的一个或多个参数。受训练的函数的所述一个或多个参数可以通过训练确定和/或调整。对受训练的函数的一个或多个参数的确定和/或调整尤其可以基于一对训练输入数据和对应配属的训练输出数据，其中，受训练的函数用于训练输入数据以产生训练成像数据(或者说训练映射数据)。所述确定和/或调整尤其可以基于训练成像数据与训练输出数据的比较。一般地也可以将能够受训练的函数、也就是具有尚未被调整的一个或多个参数的函数称为受训练的函数。
针对受训练的函数的其它术语是受训练的成像规则、具有受训练的参数的成像规则、具有受训练的参数的函数、基于人工智能的算法、机器学习算法。针对受训练的函数的示例是人工神经网络，其中，人工神经网络的边缘权重相应于受训练的函数的参数。取代术语“神经网络”也可以使用术语“神经网”。受训练的函数尤其也可以是深度人工神经网络(英语deep neural network，deep artificial neural network)。受训练的函数的另一示例是“支持向量机”，尤其也可以将其它的机器学习算法用作受训练的函数。
受训练的函数尤其可以借助反向传播(Rückpropagation)训练。首先可以通过将受训练的函数应用于训练输入数据来确定训练成像数据。此后可以通过将误差函数应用于训练成像数据和训练输出数据来确定训练成像数据与训练输出数据之间的偏差。此外可以基于误差函数的梯度关于受训练的函数的至少一个参数迭代地调整受训练的函数、尤其是神经网络的至少一个参数、尤其是权重。由此可以在训练所述受训练的函数期间有利地将训练成像数据与训练输出数据之间的偏差最小化。
受训练的函数、尤其是神经网络有利地具有输入层和输出层。在此，输入层可以设计用于接收输入数据。此外，输出层可以设计用于提供成像数据。在此，输入层和/或输出层可以分别包括多个通道、尤其是神经元。
受训练的函数的输入数据可以通过控制预设形成。此外，受训练的函数的输出数据可以通过定位信息形成。
受训练的函数的至少一个参数可以优选基于训练定位信息与比较定位信息的比较。在此，训练定位信息和/或比较定位信息可以已经有利地作为所建议的计算机实施的方法的部分被确定，所述方法用于提供受训练的函数并且在之后的说明中阐述。受训练的函数尤其可以已经通过所建议的用于提供受训练的函数的计算机实施的方法的一种实施方式被提供。
此外，受训练的函数的输入数据可以附加地基于医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数。此外，受训练的函数的输入数据可以基于检查对象的数据组、尤其是中心线模型和/或医学图像数据。
将受训练的函数应用于控制预设实现了尤其在没有用于采集预定义区段的定位的采集单元的情况下高效地确定所述定位信息。
本发明在第二方面涉及一种系统，所述系统包括按照本发明的装置和采集单元(Erfassungseinheit)。在此，所述采集单元设计用于，采集预定义区段在检查对象中的定位和/或定位改变。此外，采集单元设计用于，基于所采集的定位和/或定位改变确定定位信息并且提供给所述装置。
采集单元可以有利地包括传感器、例如电磁的和/或光学的和/或声学的、尤其是基于超声波的、和/或陀螺式的传感器，所述传感器设计用于探测预定义区段。为此，医学对象、尤其是预定义区段例如可以具有标记结构，所述标记结构能够通过采集单元采集到、尤其是识别出和/或定位。采集单元尤其可以布置在医学对象、尤其是预定义区段之中和/或之上。采集单元例如可以至少部分集成地布置在医学对象、尤其是预定义区段中。作为备选或补充，采集单元可以与医学对象在空间上间隔地布置。采集单元可以有利地具有采集区域，所述采集区域至少部分地包括检查对象的体积、尤其是中空器官，医学对象、尤其是预定义区段至少部分地布置在所述体积中。在此，采集单元可以设计用于，采集预定义区段的尤其是当前的定位、尤其是空间位置和/或定向。此外，采集单元可以设计用于，采集预定义区段的定位改变。采集单元尤其可以设计用于，采集预定义区段与其原始定位的偏差。采集单元尤其可以设计用于，确定预定义区段相对于参考定位、尤其是原始定位的、和/或绝对地、尤其是相对于患者坐标系的定位和/或定位改变。为此所述采集单元的坐标系可以有利地与患者坐标系和/或相对于移动装置配准。
采集单元还可以有利地设计用于，基于预定义区段的所采集的定位和/或定位改变将定位信息提供给所述装置。定位信息的提供例如可以包括存储在计算机可读的存储介质上和/或显示在显示单元上和/或传输至提供单元。
所建议的实施方式实现了尤其与控制预设无关地准确地采集定位信息。由此可以有利地将预定义区段的实际的定位和/或定位改变用于确定偏差尺寸和校正预设。
在所建议的系统的另一有利的实施方式中，所述采集单元可以包括医学成像设备，所述医学成像设备设计用于记录检查对象的医学图像数据。在此，预定义区段可以在医学图像数据中时间分辨地、尤其在术中成像。此外，采集单元可以设计用于，根据医学图像数据采集预定义区段的定位和/或定位改变。
所述医学成像设备例如可以包括磁共振设备(MRT)和/或计算机断层扫描设备(CT)和/或医学X射线设备、尤其是医学C形臂X射线设备，和/或超声波设备和/或正电子发射型计算机断层扫描设备(PET)。医学成像设备可以设计用于，记录检查对象的医学图像数据。在此，医学图像数据可以有利地具有检查对象、尤其是中空器官和/或预定义区段的尤其是时间分辨的二维和/或三维的成像。医学图像数据尤其可以时间分辨地成像出预定义区段在检查对象、尤其是中空器官中的移动。采集单元、尤其是医学成像设备可以有利地设计用于，在医学图像数据中识别和/或定位预定义区段。此外，采集单元、尤其是医学成像设备可以设计用于，根据医学图像数据时间分辨地确定预定义区段的定位和/或定位改变。为此，采集单元、尤其是医学成像设备还可以设计用于，在医学图像数据中将预定义区段分段。此外，采集单元、尤其是医学成像设备可以设计用于，确定预定义区段相对于来自医学图像数据的参考成像和/或绝对地、尤其相对于患者坐标系的定位和/或定位改变。为此，医学成像设备、尤其是医学图像数据的坐标系能够与患者坐标系和/或相对于移动装置配准。采集单元、尤其是医学成像设备还可以设计用于，基于预定义区段的根据医学图像数据采集到的定位和/或定位改变确定定位信息并且提供给所述装置。
所建议的实施方式尤其与控制预设无关地实现了对定位信息的准确、尤其是基于图像的采集。由此，可以将预定义区段的实际的定位和/或定位改变有利地用于确定偏差尺寸和校正预设。
本发明在第三方面涉及一种用于提供校正预设的方法。在此，在第一步骤a)中，由尤其是按照本发明的用于定位医学对象的装置接收控制预设。此外，所述装置具有用于机器人式地移动医学对象的移动装置。此外，所述医学对象具有预定义区段，其中，所述预定义区段至少部分地布置在检查对象中。此外，在所述方法开始之前，借助移动装置基于控制预设对所述预定义区段进行了定位。在第二步骤b)中，接收关于医学对象的预定义区段的定位信息。在第三步骤c)中，确定偏差尺寸，其中，所述偏差尺寸描述控制预设与定位信息之间的偏差。此外，在第四步骤d)中，基于偏差尺寸确定用于使偏差最小化的校正预设。在第五步骤e)中，提供校正预设。
所建议的用于提供校正预设的方法的优点基本上相应于所建议的用于定位医学对象的装置和/或所建议的系统的优点。在此提到的特征、优点和备选的实施方式同样也可以转用到其它要求保护的技术方案上并且反之亦然。
当尤其是在原始定位中对医学对象的预定义区段进行定位之后，可以有利地实施所建议的方法、尤其是步骤a)至e)。
控制预设和/或定位信息的接收尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，控制预设可以由所建议的装置和/或所建议的系统和/或用于采集操作人员的输入的输入单元提供。此外，定位信息可以由所建议的装置、尤其是采集单元和/或所建议的系统提供。
控制预设和/或定位信息尤其可以具有所有参照用于定位医学对象的装置所述的性能和特征并且反之亦然。
在步骤e)中提供校正预设例如可以包括存储在计算机可读的存储介质上和/或显示在显示单元上和/或传输至提供单元。所提供的校正预设可以在校正预定义区段的可能的错误定位时有利地辅助操作人员。
在所建议的方法的另一有利的实施方式中，所述控制预设可以包括关于相对于移动装置的空间定位、尤其是沿着医学对象的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象相对于移动装置的角度和/或医学对象、尤其是预定义区段相对于移动装置的相对移动的预设。此外，定位信息可以包括关于预定义区段相对于移动装置的空间定位、尤其是沿着医学对象的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象相对于移动装置的角度的信息。
在所建议的方法的另一有利的实施方式中，控制预设可以包括关于移动方向的信息，其中，在所述方法开始之前，借助移动装置沿着移动方向对预定义区段进行了定位。此外，可以在步骤c)中根据移动方向确定偏差尺寸。
有利地，在步骤a)中接收的控制预设可以包括关于移动方向的信息，借助移动装置沿着所述移动方向对预定义区段进行了定位。
医学对象在检查对象内的迂回和/或螺旋形成通常与用于定位预定义区段的、尤其是平移式和/或旋转式的移动方向有关。在借助移动装置沿着背离移动装置的平移式移动方向对预定义区段进行了定位时，迂回和/或螺旋形成可以是增强的，尤其是最大的。在借助移动装置沿着朝向移动装置的平移式移动方向对预定义区段进行了定位时，迂回和/或螺旋形成可以是减小的，尤其是最小的。因此，控制预设与定位信息之间的偏差根据用于定位预定义区段的、尤其是相对于移动装置的移动方向可以分别具有不同的符号。此外，螺旋形成的表现和/或卷曲方向可取决于用于定位预定义区段的旋转式的移动方向。
有利地可以根据至少一个移动方向、尤其是沿着多个不同的移动方向确定偏差尺寸，借助所述移动装置沿着所述移动方向对预定义区段进行了定位。此外，可以基于相应的偏差尺寸针对至少一个移动方向分别确定校正预设，以便将所属的偏差最小化。由此可以根据移动方向有利地考虑医学对象的迂回和/或螺旋形成的增强或者减小，以确定偏差尺寸和校正预设。
在所建议的用于提供校正预设的方法的另一有利的实施方式中，所述方法还可以包括步骤a.2)，其中，可以接收数据组，所述数据组具有检查对象的成像和/或模型。在此，可以在步骤c)中，基于数据组和定位信息确定偏差尺寸。
数据组、尤其是成像和/或模型的接收尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，可以由用于记录和/或用于提供数据组的医学成像设备的提供单元提供数据组。数据组尤其可以具有所有参照用于定位医学对象的装置所述的性能和特征并且反之亦然。
当在所建议的方法开始之前在借助移动装置定位了预定义区段之后，可以基于控制预设在数据组中成像出至少部分地布置在检查对象中的医学对象的原始定位和/或空间走向。在此，可以基于控制预设在数据组中确定、尤其是模拟预定义区段的原始定位和/或医学对象的空间走向。有利地可以在数据组中模拟和/或成像出医学对象的迂回和/或螺旋形成。为此，在步骤a.2)中还可以接收医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数。医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数的接收尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，可以由移动装置和/或医学对象提供运行参数。此外，检查对象的生理参数可以由用于采集生理参数的传感器单元提供。此外，医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数尤其可以具有所有参照用于定位医学对象的装置所述的性能和特征并且反之亦然。
有利地可以附加地基于医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数在数据组中模拟医学对象的预定义区段的原始定位和/或医学对象的空间走向。由此可以特别精确地在数据组中模拟和/或成像出医学对象在检查对象、尤其是中空器官中的迂回和/或螺旋形成。此外，可以附加地基于数据组、尤其根据在所述方法开始之前进行预定义区段的定位所沿的移动方向特别精确地确定偏差尺寸。在此，可以有利地根据移动方向考虑包含在数据组中的关于中空器官的空间走向和/或空间延伸的信息，以确定偏差尺寸、尤其是长度差和/或角度差。
在所建议的用于提供校正预设的方法的另一有利的实施方式中，所述数据组可以具有检查对象的血管区段的中心线模型。在此，预定义区段可以有利地布置在血管区段中。此外，可以在步骤c)中，基于中心线模型确定偏差尺寸。
中心线模型尤其可以具有所有参照用于定位医学对象的装置所述的性能和特征并且反之亦然。此外，可以基于控制预设在中心线模型中确定、尤其是模拟预定义区段的原始定位和/或医学对象的空间走向。此外，尤其在医学对象沿着中心线布置时，中心线模型的至少一个中心线的从医学对象进入检查对象的进入点至预定义区段在空间上的目标定位的空间走向可以描述医学对象的平均距离。如果沿着背离移动装置的移动方向对预定义区段进行了定位，则可由于医学对象在中空器官中的迂回和/或螺旋形成(Spiralbildung)导致从进入点至目标定位的距离相对于平均距离延长。与之类似地，如果沿着朝向移动装置的移动方向对预定义区段进行了定位，则可导致从进入点至目标定位的距离相对于平均距离缩短。有利地可以在步骤c)中基于中心线模型、尤其是相对于平均距离确定偏差、尤其是偏差尺寸。尤其可以通过尤其是区段性地确定医学对象的空间走向与中心线模型之间的空间上的偏差，确定从进入点至目标定位的距离相对于平均距离的缩短和/或延长，尤其是基本上垂直于至少一个中心线地确定。在此，由于中空器官的空间延伸、尤其是直径和/或横截面积，医学对象的空间走向与中心线模型、尤其是至少一个中心线之间的空间上的偏差可以是有限的。为此，数据组可以有利地具有关于中空器官沿着至少一个中心线的直径和/或横截面积的信息。
此外，医学对象可以在中空器官中具有空间走向，其中，由于迂回和/或螺旋形成，可出现从进入点至目标定位的距离相对于平均距离的至少区段性的缩短部和至少区段性的延长部。在此，医学对象的空间走向可相对于中心线具有偏差，其中，从进入点至目标定位的距离相对于平均距离的至少区段性的缩短部和延长部可实现对长度差的至少部分的补偿。为此，基于中心线模型确定偏差尺寸可以是有利的。
此外，可以附加地基于至少一个中心线的走向确定用于使偏差最小化的校正预设。在此，可以有利地考虑中空器官的弯曲部和/或空间延伸，以确定校正预设。
由此可以尤其在考虑医学对象在中空器官中的空间走向的情况下实现对预定义区段的错误定位的特别精确的校正。
在所建议的用于提供校正预设的方法的另一有利的实施方式中，所述方法还可以包括步骤a.3)，其中，由所述装置接收其它控制预设。在此，可在所述方法开始之前，为了对预定义区段进行原始定位，借助移动装置基于控制预设沿着第一移动方向移动了医学对象。此外，可在所述方法开始之前，借助移动装置基于其它控制预设这样与第一移动方向相反地移动了医学对象，使得预定义区段相对于其原始定位具有偏差。此后可以有利地在步骤c)中，基于控制预设与其它控制预设的比较确定偏差尺寸。
所述其它控制预设的接收尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，可以由用于采集操作人员的输入的输入单元提供所述其它控制预设。所述其它控制预设尤其可以具有所有参照控制预设和/或参照用于定位医学对象的装置所述的特征和性能并且反之亦然。
第一移动方向可以是基本上朝向或者背离所述移动装置的。有利地，可根据定位信息、尤其是根据定位信息的改变采集到了预定义区段相对于其原始定位的偏差，尤其是定位改变。
至少部分地布置在检查对象中的医学对象的迂回和/或螺旋形成与第一移动方向有关地可以是减小的，尤其是最小的，或者可以是增强的，尤其是最大的。因此，在借助移动装置将预定义区段定位在其原始定位中之后，医学对象的空间走向可相对于平均距离具有延长部或者缩短部。在此，由于在所述方法开始之前借助移动装置基于其它控制预设与第一移动方向相反地移动了医学对象，前述的延长部被缩短或者前述的缩短部被延长。在此，医学对象的相对于平均距离延长或者缩短的空间走向的状态尤其反转为相对于平均距离缩短或者延长的空间走向。
有利地可以附加地基于控制预设与其它控制预设的比较确定偏差尺寸。控制预设与其它控制预设的比较尤其可以包括减去(Differenzbildung)通过相应的控制预设规定的医学对象相对于移动装置的平移和/或旋转。在此，可以确定医学对象相对于原始定位的、尤其是在医学对象在中空器官中的布置的最大缩短部与最大延长部之间的偏差尺寸，所述偏差尺寸尤其包括长度差和/或角度差。在此，偏差尺寸尤其描述在预定义区段相对于其原始定位可能具有偏差之前、在医学对象沿着与第一移动方向相反的移动方向移动时需要被补偿的长度差和/或角度差。在此，可以基于偏差尺寸、尤其基于其它控制预设确定校正预设。偏差尺寸尤其描述医学对象在中空器官中的空间布置的滑动，所述滑动可以作为校正预设尤其根据移动方向被确定和提供。
所建议的方法的前述实施方式实现了特别精确地确定偏差尺寸和校正预设，所述校正预设通过在所述方法开始之前进行的、医学对象与第一移动方向相反的移动被确定、尤其被验证。
在所建议的用于提供校正预设的方法的另一有利的实施方式中，可以在步骤a)中，接收关于所述预定义区段在检查对象中的不同的原始定位的多个控制预设。此外，可以在步骤a.3)中，接收关于所述预定义区段的原始定位的多个其它控制预设。在此，可以针对在检查对象中的不同的原始定位确定所述偏差尺寸和校正预设。此外，可以通过迄今确定的校正预设的内插和/或外推确定针对预定义区段在检查对象中的至少一个其它的可能的定位的校正预设。
预定义区段的不同的原始定位可以有利地在检查对象、尤其是中空器官中形成路径。尤其可在所述方法开始之前已经借助移动装置沿着所述路径将医学对象的预定义区段向目标定位移动。有利地可以尤其沿着所述路径针对不同的原始定位确定偏差尺寸和校正预设。尤其可以分别按照前述实施方式之一针对不同的原始定位、尤其通过分别相互对应的控制预设与其它控制预设之间的比较确定偏差尺寸和校正预设。此外，可以通过迄今确定的校正预设的内插和/或外推针对预定义区段的至少一个其它的可能的定位、尤其是针对沿着所述路径的可能的中间定位和/或针对目标定位确定校正预设。至少一个其它的可能的定位例如可以通过操作人员借助输入单元的输入预设。偏差尺寸和/或控制预设尤其可以根据控制预设基于针对不同的原始定位确定的偏差尺寸和校正预设被参数化。由此可以通过迄今确定的校正预设的内插和/或外推针对用于定位预定义区段、尤其是在目标定位中定位预定义区段的控制预设确定和提供校正预设。
所建议的方法的前述实施方式尤其在考虑预定义区段在所述方法开始之前借助移动装置朝目标定位移动所沿的路径的情况下，实现了特别精确地确定偏差尺寸和校正预设。
在所建议的方法的另一有利的设计中，可以在步骤a)中接收针对预定义区段在检查对象中的不同的原始定位的多个控制预设。此外，可以在步骤b)中接收关于预定义区段的原始定位的多个定位信息。在此，可以分别按照前述实施方式之一针对检查对象中的不同的原始定位确定偏差尺寸和校正预设。此外，可以通过迄今确定的校正预设的内插和/或外推针对预定义区段在检查对象中的至少一个其它的可能的定位确定校正预设。
在所建议的用于提供校正预设的方法的另一有利的实施方式中，可以在步骤b)中，通过将受训练的函数应用于控制预设来确定定位信息。在此，受训练的函数的至少一个参数可以基于训练定位信息与比较定位信息的比较。
所述受训练的函数和/或训练定位信息和/或比较定位信息尤其可以具有所有参照用于定位医学对象的装置所述的特征和性能并且反之亦然。受训练的函数尤其可以通过所建议的用于提供受训练的函数的方法的实施方式提供。
因此，控制预设可以形成受训练的函数的输入数据。此外，定位信息可以形成受训练的函数的输出数据。
此外，受训练的函数的输入数据可以附加地基于医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数。此外，受训练的函数的输入数据可以基于检查对象的数据组、尤其是中心线模型和/或医学图像数据。
将受训练的函数应用于控制预设实现了尤其在没有用于采集预定义区段的定位的采集单元的情况下高效地确定所述定位信息。
在所建议的用于提供校正预设的方法的另一有利的实施方式中，所述方法还可以包括步骤b.0)，其中，接收检查对象的医学图像数据。在此，所述预定义区段可以有利地在医学图像数据中时间分辨地成像。此外，可以在步骤b)中，根据医学图像数据确定定位信息。
医学图像数据的接收尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，医学图像数据可以由用于记录医学图像数据的医学成像设备提供。所述医学图像数据尤其可以具有所有参照用于定位医学对象的装置所述的性能和特征并且反之亦然。
有利地可以在医学图像数据中识别和/或定位医学对象的预定义区段。此外，可以根据医学图像数据时间分辨地确定预定义区段的定位和/或定位改变。为此，可以在医学图像数据中将预定义区段分段。此外，可以确定预定义区段相对于来自医学图像数据的参考成像和/或绝对地、尤其相对于患者坐标系的定位和/或定位改变。为此，医学成像设备、尤其是医学图像数据的坐标系能够与患者坐标系和/或相对于移动装置配准。此外，可以在步骤b)中基于预定义区段的在医学图像数据中时间分辨地成像的定位和/或定位改变确定定位信息。
所建议的实施方式有利地实现了尤其与控制预设无关地精确地确定预定义区段的定位信息。
本发明在第四方面涉及一种尤其是计算机实施的、用于提供受训练的函数的方法。在此，在第一步骤t1)中，由用于定位医学对象的装置接收训练控制预设。此外，在第二步骤t2)中，分别接收关于针对医学对象的预定义区段的每个训练控制预设的比较定位信息。在第三步骤t3)中，通过将受训练的函数应用于训练控制预设来确定训练定位信息。在第四步骤t4)中，基于训练定位信息与比较定位信息的比较，调整受训练的函数的至少一个参数。此外，在第五步骤t5)中，提供受训练的函数。
在步骤t1)中对训练控制预设的接收和/或在步骤t2)中对比较定位信息的接收尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，训练控制预设可以由用于采集操作人员的输入的输入单元和/或所建议的用于定位医学对象的装置提供。此外，比较定位信息可以由用于采集医学对象的预定义区段的定位和/或定位改变的采集单元、尤其是医学成像设备提供。
所述训练控制预设尤其可以具有控制预设的所有参照用于定位医学对象的装置和/或参照用于提供校正预设的方法所述的性能并且反之亦然。此外，比较定位信息可以具有定位信息的所有参照用于定位医学对象的装置和/或参照用于提供校正预设的方法所述的性能并且反之亦然。此外，可以模拟训练控制预设和/或比较定位信息。
有利地可以在步骤t1)中，接收针对至少一个、尤其是不同的检查对象的多个、尤其是不同的训练控制预设。此外，可以在步骤t2)中，针对每个训练控制预设分别接收比较定位信息。在此，比较定位信息可以分别具有关于预定义区段的空间定位和/或定位改变的信息，其中，在所述方法开始之前，基于相应的训练控制预设借助移动装置尤其是模拟化地定位了预定义区段。比较定位信息可以有利地分别描述预定义区段的实际定位。
在步骤t3)中，可以通过将受训练的函数应用于训练控制预设，确定训练定位信息。换而言之，训练控制预设可以形成受训练的函数的输入数据并且训练定位信息形成受训练的函数的输出数据。此外，受训练的函数的输入数据可以基于参照用于提供校正预设的方法描述的医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象的生理参数。此外，受训练的函数的输入数据可以基于参照用于提供校正预设的方法描述的检查对象的数据组、尤其是中心线模型和/或医学图像数据。
在步骤t4)中，可以基于训练定位信息与比较定位信息的比较调整受训练的函数的至少一个参数。在此，比较例如可以包括确定分别根据训练控制预设相互对应的训练定位信息与比较定位信息之间的长度差和/或角度差。有利地可以这样调整至少一个参数，使得将比较定位信息与训练定位信息之间的偏差最小化。
在步骤t5)中对受训练的函数的提供尤其可以包括存储在计算机可读的存储介质上和/或传递至提供单元、尤其是传递至所建议的用于定位医学对象的装置。
有利地可以通过所建议的方法提供受训练的函数，所述受训练的函数可以使用在用于定位医学对象的装置和/或用于提供校正预设的方法的实施方式中。
此外，本发明涉及一种具有计算单元、存储单元和接口的提供单元。在此，提供单元可以设计用于通过以下方式实施所建议的用于提供校正预设的方法的实施方式，即提供单元的部件设计用于实施各个单独的方法步骤。所述接口尤其可以设计用于实施步骤a)、尤其是其它的子步骤a.1)至a.3)，步骤b)、尤其是其它的子步骤b.0)，和/或步骤e)。此外，计算单元和/或存储单元可以设计用于实施其余的步骤。
所建议的提供单元的优点基本上相应于所建议的用于提供校正预设的方法的优点。在此提到的特征、优点和备选的实施方式同样也可以转用到其它要求保护的技术方案上并且反之亦然。
本发明还涉及一种具有训练计算单元、训练存储单元和训练接口的训练单元。在此，训练单元可以设计用于通过以下方式实施所建议的用于提供受训练的函数的方法的实施方式，即训练单元的部件设计用于实施各个单独的方法步骤。训练接口尤其可以设计用于实施步骤t1)、t2)和/或t5)。此外，训练计算单元和/或训练存储单元可以设计用于实施步骤t3)和t4)。
所建议的训练单元的优点基本上相应于所建议的用于提供受训练的函数的方法的优点。在此，所提到的特征、优点或者备选的实施方式同样也可以转用至其它要求保护的技术方案上并且反之亦然。
本发明在第五方面涉及一种具有计算机程序的计算机程序产品，所述计算机程序能够直接装载到提供单元的存储器中，所述计算机程序具有程序段，以便在由提供单元执行所述程序段时，实施所述计算机实施的用于提供校正预设的方法和/或所述方法的一个方面的所有步骤；和/或所述计算机程序能够直接装载到训练单元的训练存储器中，所述计算机程序具有程序段，以便在由训练单元执行所述程序段时，实施所建议的用于提供受训练的函数的方法和/或所述方法的一个方面的所有步骤。
本发明还涉及一种计算机可读的存储介质，在所述存储介质上存储有能够由提供单元读取并且执行的程序段，以便在由提供单元执行所述程序段时，实施用于提供校正预设的方法和/或所述方法的一个方面的所有步骤；和/或在所述存储介质上存储有能够由训练单元读取并且执行的程序段，以便在由训练单元执行所述程序段时，实施用于提供受训练的函数的方法和/或所述方法的一个方面的所有步骤。
本发明还可以涉及一种计算机程序或者计算机可读的存储介质，它们包括受训练的函数，所述受训练的函数通过所建议的计算机执行的方法或者其一个方面提供。
在很大程度上通过软件的实现方式的优点是，迄今已经使用的提供单元和/或训练单元也能够以简单的方式通过软件更新被加装，以便以按照本发明的方式工作。这种计算机程序产品除了计算机程序之外必要时可以包括附加的组成部分，例如文件汇编和/或附加的部件，以及硬件部件，例如用于使用软件的硬件锁(Dongles等)。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在以下详细描述。在不同的附图中针对相同的特征使用相同的附图标记。在附图中：
图1和图2示出所建议的用于定位医学对象的装置和所建议的系统的不同实施方式的示意图；
图3示出移动装置的示意图；
图4示出预定义区段的定位的示意图；
图5至图10示出所建议的用于提供校正预设的方法的不同实施方式的示意图；
图11示出所建议的用于提供受训练的函数的方法的示意图；
图12示出提供单元的示意图；
图13示出训练单元的示意图。
具体实施方式
图1示出所建议的用于定位医学对象的装置和所建议的系统的示意图。在此，所述装置可以具有移动装置CR，所述移动装置用于机器人式地移动医学对象MD。移动装置CR例如可以设计为导管机器人，尤其用于远程操纵医学对象MD。医学对象MD可以设计为尤其是长形的手术和/或诊断器械。医学对象MD尤其可以是柔性和/或能够机械地变形的。医学对象MD例如可以设计为导管和/或内窥镜和/或导丝。有利地，医学对象MD可以通过导入鞘在进入点处导入布置在患者支承装置32上的检查对象31中、尤其是检查对象31的中空器官中。在此，患者支承装置32可以是至少部分可移动的。为此，患者支承装置32可以有利地具有运动装置BV，所述运动装置BV能够借助处理单元22的运动信号28控制。
此外，医学对象MD可以具有预定义区段VD。在此，预定义区段VD例如可以描述具有处于医学对象MD上的标记结构的尖部和/或区段。医学对象MD的预定义区段VD可以有利地至少部分地布置在检查对象、尤其是中空器官中。在此，中空器官例如可以具有血管区段，预定义区段VD至少部分地布置在所述血管区段中。
此外，移动装置CR可以借助固定元件71、例如三脚架和/或机器人臂尤其是可移动地固定在患者支承装置32上。移动装置CR可以有利地设计用于，至少沿着医学对象MD的纵向延伸方向平移式地移动布置在移动装置中的医学对象MD。此外，移动装置CR可以设计用于，将医学对象MD围绕纵向延伸方向旋转。作为备选或补充，移动装置CR可以设计用于控制医学对象MD的至少一部分、例如医学对象MD的远端的区段和/或尖部的移动。此外，移动装置CR可以设计用于，使得医学对象MD的预定义区段VD按定义地变形，例如通过医学对象MD内部的牵引绳索。
所述装置还可以具有提供单元22。在此，所述装置、尤其是提供单元22可以设计用于接收控制预设。接收控制预设尤其可以包括对计算机可读的数据存储器的采集和/或读取和/或从数据存储单元、例如数据库接收。此外，控制预设可以由用于采集操作人员的输入的输入单元42提供。所述输入单元42例如可以包括键盘和/或指示设备、尤其是计算机鼠标。此外，所述装置可以具有显示单元41、例如监视器和/或显示屏。在此，输入单元42可以优选至少部分地集成在显示单元41中、例如在电容式和/或电阻式的输入显示屏中。
控制预设可以包括至少一个用于尤其是逐步地控制移动装置的指令。控制预设尤其可以包括至少一个用于规定医学对象MD、尤其是预定义区段VD借助移动装置CR的尤其是同时的平移和/或旋转的指令、尤其是在时间上的指令序列。有利地，提供单元22可以设计用于翻译控制预设并且基于此控制移动装置CR。此外，移动装置CR可以设计用于，基于控制预设定位、尤其是平移式地和/或旋转式地移动医学对象MD。
所述装置、尤其是提供单元22还可以设计用于接收预定义区段VD的定位信息。所述定位信息可以有利地包括关于预定义区段VD在检查对象31中的尤其是当前的空间上的位置和/或定向和/或姿态的信息。
所述控制预设可以有利地包括关于相对于移动装置CR的空间定位、尤其是沿着医学对象MD的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象MD相对于移动装置CR的角度和/或医学对象MD、尤其是预定义区段VD相对于移动装置CR的相对移动的预设。此外，定位信息可以包括关于预定义区段VD相对于移动装置CR的空间定位、尤其是沿着医学对象MD的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象MD相对于移动装置CR的角度的信息。
在此，图1示出所建议的系统的实施方式，所述系统包括所建议的装置和采集单元SEN，其中，采集单元设计用于采集预定义区段VD在检查对象31中的定位和/或定位改变。此外，采集单元SEN可以设计用于，基于所采集的定位和/或定位改变确定定位信息并且例如借助信号35提供给所述装置、尤其是提供单元22。采集单元SEN可以有利地包括传感器、例如电磁的和/或光学的和/或声学的、尤其是基于超声波的、和/或陀螺式的传感器，所述传感器设计用于探测预定义区段VD。采集单元SEN尤其可以布置在医学对象MD、尤其是预定义区段VD之中和/或之上。采集单元SEN例如可以至少部分集成地布置在医学对象MD、尤其是预定义区段VD中。
作为备选或补充，所述装置可以设计用于，通过将受训练的函数应用于控制预设来确定定位信息，其中，受训练的函数TF的至少一个参数基于训练定位信息TPI与比较定位信息VPI的比较。
所述装置、尤其是提供单元22还可以设计用于，确定偏差尺寸，其中，所述偏差尺寸描述控制预设与定位信息之间的偏差。此外，所述装置、尤其是提供单元22可以设计用于，基于偏差尺寸确定用于使偏差最小化的校正预设。此外，移动装置CR可以设计用于，基于校正预设重新定位所述预定义区段VD。
在此，通过操作人员在输入单元42上的输入可以实现对所述装置、尤其是移动装置CR和/或系统和/或患者支承装置32的尤其是补充性的控制。为此，输入元件42例如将信号26发送至提供单元22。
此外，显示单元41可以设计用于，显示所述装置、尤其是移动装置CR和/或系统的信息和/或信息的图形视图、例如控制预设和/或定位信息和/或偏差尺寸和/或校正预设。为此，处理单元22例如可以将信号25发送至显示单元41。
图2示出所建议的系统的另一有利的实施方式，其中，采集单元SEN可以包括医学成像设备、例如医学C形臂X射线设备37。所述医学C形臂X射线设备37可以设计用于记录检查对象31的医学图像数据。
在示例性的设计中作为医学C形臂X射线设备37的医学成像设备可以具有探测器34、尤其是X射线探测器，并且具有X射线源33。为了记录图像数据，所述医学C形臂X射线设备37的臂38可以围绕一个或多个轴可移动地支承。此外，所述医学C形臂X射线设备37可以包括运动装置39，所述运动装置实现所述医学C形臂X射线设备37在空间中的运动。探测器34和X射线源33能够以定义的布置结构可移动地固定在共同的C形臂38上。
此外，提供单元22可以设计用于，这样控制所述医学C形臂X射线设备37相对于检查对象31的定位，使得医学对象MD的预定义区段VD在借助所述医学C形臂X射线设备37记录的医学图像数据中成像。所述医学C形臂X射线设备37相对于检查对象31的定位例如可以包括X射线源33和探测器34的定义的布置结构、尤其是C形臂38的围绕一个或多个空间轴的定位。此外，所述医学C形臂X射线设备37可以包括运动装置39、例如轮系统和/或轨道系统和/或机器人臂，它们实现了所述医学C形臂X射线设备37在空间中的运动。
为了记录检查对象31的医学图像数据，提供单元22可以将信号24发送至X射线源33。X射线源33接下来可以发出X射线束、尤其是锥形束和/或扇形束和/或平行束。在X射线束与检查对象31的待成像的检查区域相互作用之后，在X射线束到达探测器34的表面时，探测器34可以将信号21发送至提供单元22。所述提供单元22例如可以根据信号21接收医学图像数据。
预定义区段VD可以有利地在医学图像数据中时间分辨地成像。在此，采集单元SEN、尤其是医学C形臂X射线设备37可以设计用于，根据医学图像数据采集预定义区段VD的定位和/或定位改变。此外，显示单元41可以设计用于，显示医学图像数据的图形视图。
图3示出用于机器人式地移动医学对象MD的移动装置CR的示意图。移动装置CR可以有利地具有尤其是能移动的和/或能运行的固定元件71。此外，移动装置CR可以具有盒式元件74，所述盒式元件设计用于容纳医学对象MD的至少一部分。此外，移动装置CR可以具有移动元件72，所述移动元件固定在固定元件71、例如三脚架和/或机器人臂上。此外，固定元件71可以设计用于将移动元件72尤其是能移动地固定在患者支承装置32上。在此，移动元件72可以有利地具有至少一个、例如三个执行器元件73、例如电动机，其中，提供单元22设计用于控制所述至少一个执行器元件73。盒式元件74有利地可以是能够尤其机械地和/或电磁地和/或气动地耦连在移动元件72、尤其是至少一个执行器元件73上的。在此，盒式元件74还可以具有至少一个传递元件75，所述传递元件能够通过盒式元件74与移动元件72、尤其是至少一个执行器元件73之间的耦连移动。所述至少一个传递元件75尤其可以移动耦连在至少一个执行器元件73上。此外，传递元件75可以设计用于将执行器元件73的移动这样传递至医学对象MD，使得医学对象MD沿着医学对象MD的纵向延伸方向移动和/或使得医学对象MD围绕所述纵向延伸方向旋转。所述至少一个传递元件75例如可以具有滚轮和/或辊子和/或掩蔽物和/或剪切板。
有利地，移动元件72可以具有多个、尤其是能够独立控制的执行器元件73。此外，盒式元件74可以具有多个传递元件75，尤其是针对每个执行器元件73具有至少一个移动耦连的传递元件75。由此可以实现医学对象MD沿着不同的运动自由度的尤其是独立的和/或同时的移动。
此外，移动装置CR、尤其是至少一个执行器元件73可以借助信号35由提供单元22控制。由此可以尤其是间接地由提供单元22控制医学对象MD的移动。此外，通过移动固定元件71可以调整移动装置CR相对于检查对象31的定向和/或位置。移动装置CR有利地设计用于接收控制预设。
此外，移动装置CR可以有利地具有传感器单元77，所述传感器单元设计用于采集医学对象MD相对于移动装置CR的相对移动。在此，传感器单元77尤其可以具有编码器、例如轮子编码器和/或辊子编码器，和/或光学传感器、例如条形码扫描仪和/或激光扫描仪和/或摄像机，和/或电磁传感器。传感器单元77例如可以至少部分集成地布置在移动元件72、尤其是至少一个执行器元件73，和/或盒式元件74、尤其是至少一个传递元件75中。传感器单元77尤其可以设计用于，通过相对于移动装置CR采集医学对象MD，采集医学对象MD的相对移动。作为备选或补充，传感器单元77可以设计用于采集移动装置CR的部件的移动和/或位置改变，所述部件与医学对象MD移动耦连，所述部件例如是至少一个执行器元件73和/或至少一个传递元件74。
图4示出预定义区段VD在检查对象31的中空器官HO、尤其是血管区段中的定位的示意图。中空器官HO例如可以具有血管区段，预定义区段VD布置在血管区段中。所述装置可以有利地设计用于，根据移动方向FW、BW确定偏差尺寸，所述移动装置CR设计用于沿着所述移动方向定位预定义区段VD。此外，所述装置、尤其是提供单元22可以设计用于接收数据组，所述数据组具有检查对象、尤其是中空器官HO的成像和/或模型、尤其是中心线模型。在此，数据组可以尤其在术前和/或术中成像出检查对象31。此外，所述装置可以设计用于，附加地基于数据组、尤其基于中心线模型确定偏差尺寸。
中心线模型可以具有至少一个中心线CL，所述中心线CL在空间上、尤其是二维和/或三维地描述检查对象31的中空器官HO、尤其是至少一个血管区段的空间走向。如果数据组、尤其是中心线模型二维地描述、尤其是成像出中空器官HO的空间走向，则所述装置可以有利地设计用于，通过将用于估计深度信息的算法应用于数据组，确定和补充深度信息。在此，所述至少一个中心线CL可以是中空器官HO的中线，所述中线沿着中空器官HO的纵向延伸方向分别延伸穿过中空器官HO的横截面的中点。所述装置尤其可以设计用于，基于控制预设在中心线模型中确定、尤其是模拟预定义区段VD的原始定位IP和/或医学对象MD的空间走向。
在此，尤其在医学对象MD沿着至少一个中心线CL布置时，所述至少一个中心线CL的从医学对象MD进入检查对象31的进入点EP至预定义区段VD在空间上的目标定位TP的空间走向可以描述医学对象MD的平均距离。在沿着背离移动装置CR的、尤其是平移式的移动方向FW定位预定义区段VD时，可由于医学对象MD.FW在中空器官HO中的迂回和/或螺旋形成导致从进入点EP至目标定位TP的距离相对于平均距离延长。预定义区段VD.FW在此可以具有原始定位IP。此外，在沿着朝向移动装置CR的、尤其是平移式的移动方向BW定位预定义区段VD时，可导致从进入点EP至目标定位TP的距离相对于平均距离缩短(Verkürzung)、尤其是减短(Abkürzung)。所述装置可以有利地设计用于，基于中心线模型、尤其是相对于平均距离确定偏差、尤其是偏差尺寸。在此，所述装置还可以设计用于，通过尤其是区段性地确定医学对象的空间走向MD.FW、MF.BW与中心线模型之间的空间上的偏差，确定从进入点EP至目标定位IP的距离相对于平均距离的缩短和/或延长，尤其是基本上垂直于至少一个中心线CL地确定。在此，由于中空器官HO的空间延伸、尤其是直径和/或横截面积，医学对象的空间走向MD.FW、MD.BW与中心线模型之间的空间上的偏差可以是有限的。所述装置尤其可以设计用于，基于控制预设和中心线模型、尤其是根据用于定位预定义区段VD的移动方向FW、BW确定偏差尺寸。所述装置尤其可以设计用于，基于控制预设和中心线模型确定、尤其是模拟医学对象在检查对象31中的延长的空间走向MD.FW与缩短的空间走向MD.BW之间的关系，尤其是长度差和/或角度差。
此外，所述装置可以设计用于，基于医学对象在检查对象中的延长的空间走向MD.FW与缩短的空间走向MD.BW的比较和/或求平均，附加地基于定位信息确定、尤其是验证中心线模型、尤其是至少一个直线形CL。与之类似地，所述装置可以设计用于，附加地基于定位信息验证医学对象在检查对象31中的延长的空间走向MD.FW与缩短的空间走向MD.BW之间的关系，尤其是长度差和/或角度差。由此可以有利地改善偏差尺寸的确定质量。
此外，所述移动装置CR可以设计用于，为了在预定义区段VD的原始定位IP中定位预定义区段VD，基于控制预设沿着第一移动方向FW移动医学对象MD。此外，所述移动装置CR可以设计用于，基于其它控制预设这样与第一移动方向相反地BW移动医学对象MD，使得预定义区段VD开始离开其原始定位IP。在此，所述装置可以设计用于，附加地基于控制预设与其它控制预设的比较确定偏差尺寸。
此外，所述装置可以设计用于，针对预定义区段在检查对象31、尤其是中空器官HO中的不同的原始定位IP确定偏差尺寸和校正预设。此外，所述装置可以设计用于，通过迄今确定的校正预设的内插和/或外推确定针对所述预定义区段VD在检查对象中的至少一个其它的定位、尤其是目标定位TP的校正预设。
图5示出所建议的用于提供校正预设PROV-CC的方法的一种有利的实施方式的示意图。在此，可以在第一步骤a)中，由所建议的用于定位医学对象MD的装置接收RES-SC控制预设SC。在此，有利地在所述方法开始之前，借助移动装置CR基于控制预设SC对所述预定义区段VD进行了定位。在第二步骤b)中，可以接收REC-PI关于医学对象MD的预定义区段VD的定位信息PI。在第三步骤c)中，可以确定DET-DIFF偏差尺寸DIFF，其中，所述偏差尺寸DIFF描述控制预设SC与定位信息PI之间的偏差。在第四步骤d)中，可以基于偏差尺寸DIFF确定DET-CC用于使偏差最小化的校正预设CC。在第五步骤e)中，可以提供PROV-CC校正预设CC。
控制预设SC尤其可以包括关于移动方向FW、BW的信息，其中，在所述方法开始之前，借助移动装置CR沿着移动方向FW、BW对预定义区段VD进行了定位，此外，可以在步骤c)中，根据移动方向FW、BW确定DET-CC偏差尺寸CC。
图6示出所建议的用于提供校正预设PROV-CC的方法的另一有利的实施方式的示意图。在此，可以在步骤a.2)中接收REC-DS数据组DS，所述数据组具有检查对象31的成像和/或模型。此外，可以在步骤c)中，尤其附加地基于数据组DS和定位信息PI确定偏差尺寸。
所述数据组DS可以有利地具有检查对象31的血管区段的中心线模型，其中，预定义区段VD布置在血管区段中。此外，可以在步骤c)中，基于中心线模型确定DET-DIFF偏差尺寸DIFF。在此，数据组DS可以尤其在术前和/或术中成像出检查对象31。
图7示出所建议的用于提供校正预设PROV-CC的方法的另一有利的实施方式的示意图。在此，可以在另一步骤a.3)中，由所建议的装置接收其它控制预设SC2。有利地，在所述方法开始之前，为了在原始定位IP中定位预定义区段VD，借助移动装置CR基于控制预设SC沿着第一移动方向FW移动了医学对象MD。此外，在所述方法开始之前，借助移动装置CR基于其它控制预设SC2有利地这样与第一移动方向相反地BW移动了医学对象MD，使得预定义区段VD相对于其原始定位IP具有偏差。在此，可以在步骤c)中，优选基于控制预设SC与其它控制预设SC的比较COMP-SC-SC2确定DET-CC偏差尺寸DIFF。
图8示出所建议的用于提供校正预设PROV-CC的方法的另一有利的实施方式的示意图。在此，可以在步骤a)中，接收REC-SC关于所述预定义区段VD在检查对象31中的不同的原始定位IP.iter的多个控制预设SC.iter。此外，可以在步骤a.3)中，接收REC-SC2关于所述预定义区段VD的原始定位IP.iter的多个其它控制预设SC2.iter。有利地可以针对在检查对象31中的不同的原始定位IP.iter确定DET-DIFF、DET-CC所述偏差尺寸DIFF.iter和校正预设CC.iter。此后可以通过迄今确定的校正预设CC.iter的内插和/或外推确定CALC-CC针对预定义区段VD在检查对象中的至少一个其它的可能的定位、尤其是所接收REC-TP的目标定位TP的校正预设CC-TP。
图9示出所建议的用于提供校正预设PROV-CC的方法的另一有利的实施方式的示意图。在此，可以在步骤b)中，通过将受训练的函数TF应用于控制预设SC，确定定位信息PI。有利地，受训练的函数TF的至少一个参数可以基于训练定位信息与比较定位信息的比较。
医学对象MD的移动可以有利地由平移T和旋转R组成。在此可以在用于操纵医学对象MD的移动的作用位置与预定义区段VD的由此得出的定位的有效位置之间进行区分。如果R(CR)描述医学对象MD在移动装置CR处的作用位置上的旋转并且T(CR)描述医学对象MD在移动装置CR处的作用位置上的平移，则R(VD)和T(VD)可以描述预定义区段的由此得出的旋转或者平移。因此，医学对象MD借助移动装置CR的移动对预定义区段VD的定位的影响可以描述为：
[R(VD)，T(VD)]＝TF[R(CR)，T(CR)] (1).
其中，医学对象MD在移动装置CR处的旋转R(CR)和平移T(CR)通过所述控制预设规定。此外，医学对象MD借助移动装置CR的旋转R(CR)和平移T(CR)对预定义区段VD的定位的影响可以通过定位信息描述。包含在定位信息中的关于预定义区段VD的尤其是当前的空间上的位置和定向的信息可以有利地通过预定义区段VD的平移T(VD)和旋转R(VD)描述。受训练的函数TF的至少一个参数的确定和/或调整尤其可以基于由训练输入数据和所属的训练输出数据组成的训练数据对。因此，训练数据对可以有利地包括训练控制预设、尤其是医学对象MD借助移动装置CR的不同的旋转R(CR)和平移T(CR)，和关于预定义区段的比较定位信息、尤其是与医学对象的旋转R(CR)和平移T(CR)对应的预定义区段VD的旋转R(VD)和平移T(VD)。此外，受训练的函数TF的输入数据可以附加地基于医学对象的材料参数和/或运行参数和/或检查对象31的生理参数。此外，受训练的函数TF的输入数据可以基于检查对象31的数据组DS、尤其是中心线模型和/或医学图像数据ID。
此外，也可以确定受训练的函数TF的逆TF-1：
[R(CR)，T(CR)]＝TF-1[R(VD)，T(VD)] (2).
图10示出所建议的用于提供校正预设PROV-CC的方法的另一有利的实施方式的示意图。在此，可以在步骤b.0)中，由医学成像设备、尤其是医学C形臂X射线设备37接收REC-ID检查对象的医学图像数据ID。此外，所述预定义区段VD可以有利地在医学图像数据ID中时间分辨地成像。在此，可以在步骤b)中，根据医学图像数据ID确定DET-PI定位信息。
在图11中示出所建议的用于提供受训练的函数PROV-TF的方法的一种有利的实施方式。在第一步骤t1)中，可以由所建议的用于定位医学对象MD的装置接收RES-TSC训练控制预设SC。在第二步骤t2)中，可以分别接收REC-VPI关于针对医学对象MD的预定义区段VD的每个训练控制预设TSC的比较定位信息VPI。在第三步骤t3)中，可以通过将受训练的函数TF应用于训练控制预设TSC，确定训练定位信息TPI。此外，可以在第四步骤t4)中，基于训练定位信息TPI与比较定位信息VPI的比较，调整ADJ-TF受训练的函数TF的至少一个参数。此后可以在步骤t5)中提供PROV-TF受训练的函数TF。
在图12中示意性地示出所建议的提供单元22。在此，提供单元22可以包括接口IF、计算单元CU和存储单元MU。提供单元22可以设计用于通过以下方式实施用于提供校正预设PROV-CC的方法和其方面，即接口IF、计算单元CU和存储单元MU设计用于实施相应的方法步骤。接口IF尤其可以设计用于实施步骤a)、尤其是其它的子步骤a.1)至a.3)，步骤b)、尤其是其它的子步骤b.0)和/或步骤e)。此外，计算单元CU和/或存储单元MU可以设计用于实施其余的步骤。
图13示出所建议的训练单元TRS的示意图。所述训练单元TRS可以有利地包括训练接口TIF、训练存储单元TMU和训练计算单元TCU。训练单元TRS可以设计用于通过以下方式实施用于提供受训练的函数PROV-TF的方法和其方面，即训练接口TIF、训练存储单元TMU和训练计算单元TCU设计用于实施相应的方法步骤。训练接口TIF尤其可以设计用于实施步骤t1)、t2)和/或t5)。此外，训练计算单元TCU和/或训练存储单元TMU可以设计用于实施步骤t3)和t4)。
提供单元22和/或训练单元TRS尤其可以是计算机、微控制器或者集成电路。备选地，提供单元22和/或训练单元TRS可以是(多个)计算机的真实的或者虚拟的集合体(用于真实的集合体的英语专业术语是“Cluster”，用于虚拟的集合体的英语专业术语是“Cloud”)。提供单元22和/或训练单元TRS也可以设计为虚拟的系统，所述系统在真实的计算机或者真实的或者虚拟的计算机集合体上实施(英语virtualization)。
接口IF和/或训练接口TIF可以是硬件或者软件接口(例如PCI总线、USB或者火线)。计算单元CU和/或训练计算单元TCU可以是硬件元件或者软件元件，例如微处理器或者所谓的FPGA(“Field Programmable Gate Array”的英语缩写)。存储单元MU和/或训练存储单元TMU可以实现为非持久性工作存储器(Random Access Memory，简称RAM)或者设计为持久性大容量存储器(硬盘、USB盘、SD卡、固态硬盘)。
接口IF和/或训练接口TIF尤其可以包括多个子接口，所述子接口实施相应方法的不同步骤。换而言之，接口IF和/或训练接口TIF也可以理解为多个接口IF或者多个训练接口TIF。计算单元CU和/或训练计算单元TCU尤其可以包括多个子计算单元，所述子计算单元实施相应方法的不同步骤。换而言之，所述计算单元CU和/或训练计算单元TCU也可以理解为多个计算单元CU或者多个训练计算单元TCU。
包含在所述的附图中的示意性视图并不反映比例尺或者尺寸关系。
最后再次指出，以上详细描述的方法以及所示的装置只是实施例，本领域技术人员可以在不背离本发明范围的情况下以不同的方式改变所述实施例。此外，不定冠词“一个”的使用并不排除相关特征也可多次地存在。同样地，术语“单元”和“元件”并不排除相关的部件由多个共同作用的子部件组成，所述子部件必要时也可以分布在空间中。

Claims (21)

1.一种用于定位医学对象(MD)的装置，
其中，所述装置具有用于机器人式地移动医学对象(MD)的移动装置(CR)，其中，所述医学对象(MD)具有预定义区段(VD)，
其中，所述预定义区段(VD)至少部分地布置在检查对象(31)中，
其中，所述装置设计用于接收(REC-SC)控制预设(SC)，
其中，所述移动装置(CR)设计用于基于所述控制预设(SC)定位所述预定义区段(VD)，
其中，所述装置还设计用于：
-接收(REC-PI)关于预定义区段(VD)的定位信息(PI)，
-确定(DET-DIFF)偏差尺寸(DIFF)，其中，所述偏差尺寸(DIFF)描述控制预设(SC)与定位信息(PI)之间的偏差，
-基于偏差尺寸(DIFF)确定(DET-CC)用于使偏差最小化的校正预设(CC)，
其中，移动装置(CR)还设计用于，基于校正预设(CC)重新定位所述预定义区段(VD)。
2.按权利要求1所述的装置，其中，所述控制预设(SC)包括关于相对于移动装置(CR)的空间定位、尤其是沿着医学对象(MD)的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象(MD)相对于移动装置(CR)的角度和/或医学对象(MD)、尤其是预定义区段(VD)相对于移动装置(CR)的相对移动的预设，
其中，定位信息(PI)包括关于预定义区段(VD)相对于移动装置(CR)的空间定位、尤其是沿着医学对象(MD)的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象(MD)相对于移动装置(CR)的角度的信息。
3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
所述装置还设计用于，根据移动方向(FW、BW)确定偏差尺寸(DIFF)，所述移动装置(CR)设计用于沿着所述移动方向定位预定义区段(VD)。
4.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述装置还设计用于接收(REC-DS)数据组(DS)，所述数据组具有检查对象(31)的成像和/或模型，
其中，所述装置设计用于，附加地基于数据组(DS)确定(DET-DIFF)偏差尺寸(DIFF)。
5.按权利要求4所述的装置，其特征在于，所述数据组(DIFF)具有检查对象(31)的血管区段的中心线模型，
其中，预定义区段(VD)布置在血管区段中，
其中，所述装置还设计用于，基于中心线模型确定(DET-DIFF)偏差。
6.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述移动装置(CR)设计用于：
-为了在原始定位(IP)中定位预定义区段(VD)，基于控制预设(SC)沿着第一移动方向(FW)移动医学对象(MD)，
-基于其它控制预设(SC2)这样与第一移动方向相反地(BW)移动医学对象(MD)，使得预定义区段(VD)开始离开其原始定位(IP)，
其中，所述装置设计用于，附加地基于控制预设(SC)与其它控制预设(SC)的比较(COMP-SC-SC2)确定(DET-DIFF)偏差尺寸(DIFF)。
7.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述装置还设计用于：
-针对预定义区段(VD)在检查对象(31)中的不同的原始定位(IP.iter)确定偏差尺寸(DIFF.iter)和校正预设(CC.iter)，
-通过迄今确定的校正预设(CC.iter)的内插和/或外推来确定(CALC-CC)针对预定义区段(VD)在检查对象(31)中的至少一个其它的定位(TP)的校正预设(CC.TP)。
8.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述装置还设计用于，通过将受训练的函数(TF)应用于控制预设(SC)，确定定位信息(PI)，
其中，受训练的函数(TF)的至少一个参数基于训练定位信息(TPI)与比较定位信息(VPI)的比较。
9.一种系统，包括按前述权利要求之一所述的装置和采集单元(SEN)，其中，所述采集单元(SEN)设计用于：
-采集预定义区段(VD)在检查对象(31)中的定位和/或定位改变，
-基于所采集的定位和/或定位改变确定定位信息(PI)并且提供给所述装置。
10.按权利要求9所述的系统，其特征在于，所述采集单元(SEN)包括医学成像设备(37)，
所述医学成像设备设计用于记录检查对象(31)的医学图像数据(ID)，
其中，预定义区段(VD)在医学图像数据(ID)中时间分辨地成像，
其中，采集单元(SEN)设计用于，根据医学图像数据(ID)采集(DET-PI)预定义区段(VD)的定位和/或定位改变。
11.一种用于提供校正预设(PROV-CC)的方法，包括：
a)由用于定位医学对象(MD)的装置接收(RES-SC)控制预设(SC)，
其中，所述装置具有用于机器人式地移动医学对象(MD)的移动装置(CR)，
其中，所述医学对象(MD)具有预定义区段(VD)，
其中，所述预定义区段(VD)至少部分地布置在检查对象(31)中，
其中，在所述方法开始之前，借助移动装置(CR)基于控制预设(SC)对所述预定义区段(VD)进行了定位，
b)接收(REC-PI)关于医学对象(MD)的预定义区段(VD)的定位信息(PI)，
c)确定(DET-DIFF)偏差尺寸(DIFF)，其中，所述偏差尺寸(DIFF)描述控制预设(SC)与定位信息(PI)之间的偏差，
d)基于偏差尺寸(DIFF)确定(DET-CC)用于使偏差最小化的校正预设(CC)，
e)提供(PROV-CC)校正预设(CC)。
12.按权利要求11所述的方法，其中，所述控制预设(SC)包括关于相对于移动装置(CR)的空间定位、尤其是沿着医学对象(MD)的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象(MD)相对于移动装置(CR)的角度和/或医学对象(MD)、尤其是预定义区段(VD)相对于移动装置(CR)的相对移动的预设，
其中，定位信息(PI)包括关于预定义区段(VD)相对于移动装置(CR)的空间定位、尤其是沿着医学对象(MD)的纵向延伸方向的长度尺寸和/或医学对象(MD)相对于移动装置(CR)的角度的信息。
13.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于，
控制预设(SC)包括关于移动方向(FW、BW)的信息，
其中，在所述方法开始之前，借助移动装置(CR)沿着移动方向(FW、BW)对预定义区段(VD)进行了定位，
其中，在步骤c)中，根据移动方向(FW、BW)确定(DET-DIFF)偏差尺寸(DIFF)。
14.按权利要求11至13之一所述的方法，所述方法还包括：
a.2)接收(REC-DS)数据组，所述数据组具有检查对象(31)的成像和/或模型，
其中，在步骤c)中，基于数据组(DS)和定位信息(PI)确定(DET-DIFF)偏差尺寸(DIFF)。
15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，所述数据组(DS)具有检查对象(31)的血管区段的中心线模型，
其中，预定义区段(VD)布置在血管区段中，
其中，在步骤c)中，基于中心线模型确定(DET-DIFF)偏差尺寸(DIFF)。
16.按权利要求11至15之一所述的方法，
a.3)由所述装置接收(REC-SC2)其它控制预设(SC2)，
其中，在所述方法开始之前，为了在原始定位(IP)中定位预定义区段(VD)，借助移动装置(CR)基于控制预设(SC)沿着第一移动方向(FW)移动了医学对象(MD)，
其中，在所述方法开始之前，借助移动装置(CR)基于其它控制预设(SC2)这样与第一移动方向相反地(BW)移动了医学对象(MD)，使得预定义区段(VD)相对于其原始定位(IP)具有偏差，
其中，在步骤c)中，基于控制预设(SC)与其它控制预设(SC)的比较(COMP-SC-SC2)确定(DET-DIFF)偏差尺寸(DIFF)。
17.按权利要求16所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，接收(REC-SC)关于所述预定义区段(VD)在检查对象(31)中的不同的原始定位(IP.iter)的多个控制预设(SC.iter)，
其中，在步骤a.3)中，接收关于所述预定义区段(VD)的原始定位(IP.iter)的多个其它控制预设(SC2.iter)，
其中，针对在检查对象(31)中的不同的原始定位(IP.iter)确定(DET-DIFF、DET-CC)所述偏差尺寸(DIFF.iter)和校正预设(CC.iter)，
其中，通过迄今确定的校正预设(CC.iter)的内插和/或外推来确定(CALC-CC)针对预定义区段(VD)在检查对象(31)中的至少一个其它的可能的定位(TP)的校正预设(CC.TP)。
18.按权利要求11至17之一所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，通过将受训练的函数(TF)应用于控制预设(SC)，确定定位信息(PI)，
其中，受训练的函数(TF)的至少一个参数基于训练定位信息(TPI)与比较定位信息(VPI)的比较。
19.按权利要求11至18之一所述的方法，所述方法还包括：
b.0)接收(REC-ID)检查对象(31)的医学图像数据(ID)，
其中，所述预定义区段(VD)在医学图像数据(ID)中时间分辨地成像，
其中，在步骤b)中，根据医学图像数据(ID)确定(DET-PI)定位信息(PI)。
20.一种用于提供受训练的函数(PROV-TF)的方法，包括：
t1)由用于定位医学对象(MD)的装置接收(RES-TSC)训练控制预设(SC)，
t2)分别接收(REC-VPI)关于针对医学对象(MD)的预定义区段(VD)的每个训练控制预设(TSC)的比较定位信息(VPI)，
其中，医学对象(MD)布置在检查对象(31)中，
t3)通过将受训练的函数(TF)应用于训练控制预设(TSC)，确定训练定位信息(TPI)，
t4)基于训练定位信息(TPI)与比较定位信息(VPI)的比较，调整(ADJ-TF)受训练的函数(TF)的至少一个参数，
t5)提供(PROV-TF)受训练的函数(TF)。
21.一种具有计算机程序的计算机程序产品，所述计算机程序能够直接装载到提供单元(22)的存储器(MU)中，所述计算机程序具有程序段，以便在由提供单元(22)执行所述程序段时，实施按权利要求11至19之一所述的方法的所有步骤；和/或所述计算机程序能够直接装载到训练单元(TRS)的训练存储器(TMU)中，所述计算机程序具有程序段，以便在由训练单元(TRS)执行所述程序段时，实施按权利要求20所述的方法的所有步骤。
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