CN117695026A - 位姿调整系统、医疗器械及其控制方法、以及医疗系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种位姿调整系统。所述位姿调整系统包括底座，多个可动连杆，可动平台以及电机。其中，每个可动连杆的两端分别通过可动部件与所述底座和所述可动平台固定连接；所述可动部件具有有限个自由度。所述电机用于驱动所述多个可动连杆运动，配合所述可动部件使所述可动平台具有多个自由度。

Description

位姿调整系统、医疗器械及其控制方法、以及医疗系统

技术领域

本申请涉及工业设备或医疗设备领域，特别是涉及一种位姿调整系统、具有该位姿调整系统的医疗器械及其控制方法、以及医疗系统。

背景技术

随着科技的发展，精细运动控制设备已应用于各行各业中。其中应用较为广泛的是在医疗领域，例如，各类微创手术机构的自动控制。微创手术由于无法目视体表下患者的具体身体结构，发展出了通过各类医学扫描设备引导的精确位置定位。由此，适用于此场景下的精细运动控制设备则有了长足发展。

发明内容

本申请公开了一种位姿调整系统以及具有该位姿调整系统的医疗装置。该位姿调整系统具有高稳定高自由度，能实现各类运动变化及精细控制。

本申请一方面公开了一种位姿调整系统。所述位姿调整系统包括底座，多个可动连杆，可动平台以及电机。其中，每个可动连杆的两端分别通过可动部件与所述底座和所述可动平台固定连接；所述可动部件具有有限个自由度。所述电机用于驱动所述多个可动连杆运动，配合所述可动部件使所述可动平台具有多个自由度。

本申请另一方面公开一种医疗装置。所述医疗装置包括如上所述的位姿调整系统以及曲面支架。所述曲面支架包括由多个刚性网格线分隔的多个通孔区域，所述位姿调整系统安置于所述通孔区域之上。所述可动平台包括具备连接部的微创手术机构，所述连接部用于与所述可动部件进行固定连接；所述微创手术机构的运动范围包括所述通孔区域以及与所述通孔区域邻接的一个或以上其他通孔区域。

本申请另一方面公开一种医疗装置的控制方法。所述方法包括获取第一目标对象的第一待手术区域的第一医学扫描图像；基于所述第一医学扫描图像，确定所述第一待手术区域的第一目标位置，以及所述微创手术机构在安装于承载所述第一目标对象的治疗床上的曲面支架上的第二目标位置；基于所述第一目标位置和所述第二目标位置，确定所述微创手术机构的运动控制计划；至少基于所述运动控制计划，控制所述微创手术机构运动。

本申请另一方面提供一种医疗装置的控制系统。所述控制系统包括第一获取模块、第一确定模块、第一计划模块以及第一控制模块。所述第一获取模块用于获取第一目标对象的第一待手术区域的第一医学扫描图像。所述用于第一确定模块用于基于所述第一医学扫描图像，确定所述第一待手术区域的第一目标位置，以及所述微创手术机构在安装于承载所述第一目标对象的治疗床上的曲面支架上的第二目标位置。所述第一计划模块用于基于所述第一目标位置和所述第二目标位置，确定所述微创手术机构的运动控制计划。所述第一控制模块用于至少基于所述运动控制计划，控制所述微创手术机构运动。

本申请另一方面提供一种系统。所述系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本申请另一方面提供一种计算机可读存储介质。所述存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本申请另一方面提供一种医疗系统。所述医疗系统包括如上所述的医疗装置以及处理器。处理器可执行机器可执行指令，并实现以下操作：获取第一目标对象的第一待手术区域的第一医学扫描图像；基于所述第一医学扫描图像，确定所述第一待手术区域的第一目标位置，以及所述微创手术机构在安装于承载所述第一目标对象的治疗床上的曲面支架上的第二目标位置；基于所述第一目标位置和所述第二目标位置，确定所述微创手术机构的运动控制计划；至少基于所述运动控制计划，控制所述微创手术机构运动。

本申请另一方面公开一种医疗装置。所述医疗装置包括所述医疗装置包括如上所述的位姿调整系统以及支撑架。所述位姿调整系统安装于所述支撑架之上，包括微创手术机构。所述支撑架在外力的作用下能够带动所述微创手术机构便利地进出医学扫描设备的扫描范围，所述微创手术机构藉由所述可动连杆和所述可动部件的运动实现位置调整。

本申请另一方面公开一种医疗装置的控制方法。所述方法包括获取第二目标对象的第二待手术区域的第二医学扫描图像；基于所述第二医学扫描图像，确定所述第二待手术区域的第三目标位置，并调整所述医疗装置至第四目标位置；控制所述微创手术机构从所述第四目标位置运动至所述第三目标位置。

本申请另一方面提供一种医疗装置的控制系统。所述控制系统包括第二获取模块、第二确定模块以及第二控制模块。所述第二获取模块用于获取第二目标对象的第二待手术区域的第二医学扫描图像。所述用于第二确定模块用于基于所述第二医学扫描图像，确定所述第二待手术区域的第三目标位置，并调整所述医疗装置至第四目标位置。所述第二控制模块用于控制所述微创手术机构从所述第四目标位置运动至所述第三目标位置。

本申请另一方面提供一种系统。所述系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本申请另一方面提供一种计算机可读存储介质。所述存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本申请另一方面提供一种医疗系统。所述医疗系统包括如上所述的医疗装置以及处理器。处理器可执行机器可执行指令，并实现以下操作：获取第二目标对象的第二待手术区域的第二医学扫描图像；基于所述第二医学扫描图像，确定所述第二待手术区域的第三目标位置，并调整所述医疗装置至第四目标位置；控制所述微创手术机构从所述第四目标位置运动至所述第三目标位置。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本申请一些实施例所示的位姿调整装置的示例性结构图；

图2是根据本申请一些实施例所示的另一种位姿调整装置的示例性结构图；

图3是根据本申请一些实施例所示的另一位姿调整装置的示例性结构图；

图4是根据本申请一些实施例所示的工件或器械的示例性结构图；

图5是根据本申请一些实施例所示的另一位姿调整装置的示例性结构图；

图6是根据本申请一些实施例所示的另一位姿调整装置的示例性结构图；

图7是根据本申请一些实施例所示的位姿调整系统的力传导示意图；

图8是根据本申请一些实施例所示的位姿调整系统的另一种力传导示意图；

图9是根据本申请一些实施例所示的医疗装置的示例性结构图；

图10是根据本申请一些实施例所示的医疗装置的安装示意图；

图11是根据本申请的一些实施例所示的电机的安装示意图；

图12是根据本申请的一些实施例所示的电机的另一安装示意图；

图13是根据本申请的一些实施例所示的医疗装置的运动控制的示例性流程图；

图14是根据本说明书一些实施例所示的医疗装置的控制控制系统的示例性模块图；

图15是根据本申请一些实施例所示的另一种医疗装置的示例性结构图；

图16是根据本申请的一些实施例所示的医疗装置的运动控制的示例性流程图；

图17是根据本说明书一些实施例所示的医疗装置的控制控制系统的另一示例性模块图；

图18是根据本申请的一些实施例所示的处理设备的示例性框图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“安装于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在居中的其他部件。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中的其他部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本申请中，术语“微创手术”可以是指涉及经皮穿刺步骤的任意手术或该手术中的任一手术步骤。例如，本申请中“微创手术”可以包括穿刺活检、肿瘤消融、粒子植入、瘤内药物注射、脑电极植入、射频或激光毁损、近距离放射治疗如后装放疗、医疗美容手术如注射肉毒、玻尿酸等溶液、抽脂溶脂、丰胸、瘦身瘦脸等手术或手术中的任一步骤。当微创手术包括穿刺活检或穿刺活检的任一步骤的时候，本文中的手术执行机构可以包含穿刺针；当微创手术包括肿瘤消融或肿瘤消融的任一步骤的时候，手术执行机构可以包括消融针；当微创手术包括粒子植入或粒子植入的任一步骤的时候，手术执行机构可以包括粒子植入枪，用于执行粒子植入手术；当微创手术包括瘤内药物注射或瘤内药物注射的任一步骤的时候，手术执行机构可以包括注射针；当微创手术包括脑电极植入或脑电极植入的任一步骤的时候，手术执行机构可以包括电极导丝和/或套管；当微创手术包括射频或激光毁损或射频或激光毁损的任一步骤的时候，手术执行机构可以包括射频或激光光纤、和/或套管；当微创手术包括近距离放射治疗的任一步骤的时候，手术执行机构可以包括施源器、导管与插值针；当微创手术包括医疗美容手术的任一步骤的时候，手术执行机构可以包括注射针和抽脂针。所述瘤内药物注射，包括经皮注射药物至瘤(或病灶)内部或者周边，以实现向瘤(或病灶)定点递送药物的目的。

术语“多个”可以包括两个、三个、四个或往上。例如，本申请中“多个通孔区域”可以包括两个通孔区域、三个通孔区域或更多。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”或“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下参考附图对本申请的一些优选实施例进行说明。应当注意的是，以下描述是为了说明的目的，并不旨在限制本申请的保护范围。

本申请一方面提供一种位姿调整系统。该位姿调整系统可以实现小型化、大范围以及便利化地位置和姿态的变化。参考图1，图1是根据本申请一些实施例所示的位姿调整装置的示例性结构图。该位姿调整装置可以实现自身姿态与位置的变换，从而带动安装于其上的其他部件进行姿态与位置的转换。如图1所示，位姿调整系统100可以包括底座110、多个可动连杆120、可动平台130。

底座110可以是用于承载位姿调整系统100的其他部件的基底。其他部件(例如，多个可动连杆120、可动平台130等)可以直接或间接的与底座110进行连接。例如，可动连杆120的一端可以直接固定在位底座110之上，或通过中间连接件(例如，万向轴、球形关节轴承或具有一个或以上自由度比如两自由度联轴器等)固定连接在底座110之上。另一端可以与可动平台130连接。底座110的形状可以是任意的。例如，出于稳固的目的，底座110的形状可以是三角形。又例如，出于安装适配或制造方便的目的，底座110的形状也可以是其他多边形比如四边形、五边形、六边形等。还例如，底座110的形状可以是任意的规则或不规则的形状比如圆形、星形等。底座110可以安装在其他固定设施上以实现整个位姿调整系统100的固定。例如，底座110可以通过焊接、粘接、铆接、螺钉固定、磁吸、卡接等方式固定安装在诸如墙壁、固定立面或支架的中空通孔中。如此，位姿调整系统100也能够具有一稳定的安装面(支撑面)，其包含的部件在运动时不会导致整个位姿调整系统100的移动。

可动连杆120可以用于连接底座110和可动平台130。可选地，可动连杆120的两端可以分别通过一中间部件与底座110和可动平台130连接。该中间部件可以是具有一个或以上自由度的可动部件(如图1中所示的可动部件122)。例如，可动部件122可以具有一个自由度、两个自由度、三个自由度等直至万向运动。作为示例，可动部件122可以是运动副、或关节轴承。例如，转动副、移动副、万向节(或称为万向铰链)、或球形关节轴承等。或者，固定可动部件122中一个或几个自由度以实现该万向节具备有限个自由度。

可动部件122可以直接固定(包括永久固定或可拆卸地固定)在底座110和/或可动平台130之上。例如，可动部件122可以通过焊接、粘接、卡接、螺纹连接等方式与底座110和/或可动平台130固定。可动部件122还可以是可动的设置在底座110和/或可动平台130之上。例如，底座110和/或可动平台130上可以开设有安装孔。在安装孔内设置一轴承。可动部件122比如万向节或关节可以固定在轴承内。通过轴承的转动可以实现万向节的转动。又例如，作为球形关节轴承的可动部件122可以通过关节轴承的转动直接实现自身的转动。

多个可动连杆120在连接底座110和可动平台130后，任意一个可动连杆120在底座110和/或可动平台130上对应的第一连接位点可以与另一个可动连杆120在底座110和/或可动平台130上对应的第一连接位点邻接。如图1所示，可动连杆A和可动连杆B在底座110上的两个第一连接位点是邻接的，可动连杆A和可动连杆C在可动平台130上的两个第一连接位点是邻接的。上述任意一个可动连杆120和另一个可动连杆120本身和在底座110和/或可动平台130上对应的非邻接的两个第二连接位点之间的连线可以构成一个三角形。继续参考图1，可动连杆A和可动连杆B分别在可动平台130上的两个第二连接位点之间的连线可以是虚线段L1。可动连杆A、可动连杆B以及虚线段L1可以构成一个三角形。可动连杆A和可动连杆C分别在底座110上的两个第二连接位点之间的连线可以是虚线段L2。可动连杆A、可动连杆C以及虚线段L2可以构成一个三角形。上述多个可动连杆120之间的位置关系设置，可以有利于整个位姿调整系统100的稳定性。

任意一个可动连杆120在底座110和/或可动平台130上对应的第一连接位点也可以是独立的，与其他可动连杆120对应的第一连接位点是分隔开的。这样，两个可动连杆本身，以及分别在底座110和可动平台130上的两个第一连接位点之间的第一连线，和两个第二连接位点之间的第二连线，可以构成一个四边形。可动连杆120本身是可以运动的。例如，可动连杆120可以是滑动丝杆、滑块导轨、丝杆套管组合、蜗轮蜗杆套管组合、液压传动、或气动，能够在直线方向上来回运动。可动连杆120的运动可以带动其连接的可动平台130的运动。藉由这些可动连杆120的不同的运动范围与程度，可动平台130可以实现位置与姿态的调整。

可动平台130可以包括顶面132和设置在顶面132上的安装部134。顶面132可以作为可动平台130的运动面，跟随连接在其上的可动连杆120和/或可动部件122的运动而运动。安装部134可以用于安装工件或器械136。顶面132可以类似底座110，具备规则形状比如三角形、四边形、圆形、星形、六边形等，或是其他不规则形状。安装部136可以是具有接受其他部件安装条件的组件。例如，安装孔、金属可焊接部位等。如图1所示，安装部134可以是顶面132上设置的通孔。安装在其中的工件或器械136是穿刺针。穿刺针的针筒穿过安装部134并被固定。其他的类似于穿刺针的长筒型工件或器械也可以以同样的方式通过安装部134设置于顶面132上。为了配合上述长筒型工件或器械的安装，底座110也可以具有一个中空通孔。这样，可以更佳的容纳较长长度的长筒型工件或器械。应当理解，安装部134还可以是其他形式的。例如，顶面132可以是一实体平台，安装部134可以是设置在该实体平台上的例如可以实现各类固定连接的支撑件。工件或器械136可以是一显示设备比如显示器，也可以是摄像设备和传感器等。显示器安装在支撑件上后，顶面132实际上成为了显示器的安装面，且为一可动安装面。

可选地，可动平台130可以是具备连接部的工件或器械。参考图2，图2是根据本申请一些实施例所示的另一种位姿调整装置的示例性结构图。如图2所示，可动平台130本身为一具有连接部138的穿刺针。可动连杆120与穿刺针的连接依靠穿刺针的针筒外壁上突出的平台部分相连接。如此，可动连杆120的运动可以直接带动作为可动平台130的穿刺针运动。另外，作为带有连接部的工件或器械，通过可动组件122的可拆卸连接可以便利地进行工件或器械的更换。

参考图3，图3是根据本申请一些实施例所示的另一种位姿调整装置的示例性结构图。如图3所示，可动平台130可以具有一侧边开口。例如，可动平台130的形状可以是一开口圆形比如C字形。开设的开口可以用于协助安装长筒型工件或器械。参考图4，图4是根据本申请一些实施例所示的工件或器械的示例性结构图。如图4中(a)所示，工件或器械400为长筒型，筒体410上具有用于与其他部件相互连接的连接平台420。连接平台420上开设有螺纹孔。可动平台130上也可以开设有螺纹孔作为安装部。通过螺钉，连接平台420可以与可动平台130实现螺纹固定连接，从而实现工件或器械400与可动平台130的固定连接。当然，连接方式不止于上述示例。例如，连接平台420的双层结构，可以与可动平台130直接实现卡接。比如，可动平台130插入到连接平台420的双层结构的缝隙中。又例如，可以通过粘结、焊接等方式将连接平台420与可动平台130进行固定连接。本申请并不对此进行限制。

可动平台130的侧开口，还有益于人工干预长筒型工件或器械的相对位置和姿势。藉由侧开口而提供的无阻挡空间，操作员可以轻易的对工件或器械施力，从而对其进行位置和姿势的改变。可动平台130在运动时，所具有的自由度可以基于可动连杆120的个数，和/或可动部件122具有的自由度来确定。例如，多个可动连杆120的个数可以是3个、4个、5个、6个或者更多。可动部件122具有的自由度可以是1个、2个、3个或者更多。如此，可以使可动平台130具有3个、4个、5个或者6个自由度。可选地，位姿调整系统100包含的多个可动连杆120的个数可以是6个，可动平台130可以具有6个自由度。

可动平台130在运动时，其中心点在底座110所在平面上的投影可以超出底座110的范围。或者，可动平台130在底座110所在平面上的投影可以超出底座110的范围。作为示例，位姿调整系统100的底座110可以是边长为a的三角形，但也可以是其他形状，如四边形、圆形、六边形或不规则形状等。以三角形为例，可动平台130的顶面132，或者连接部138的外侧边可以形成边长为0.5a的三角形。可动连杆120的长度可以是a，运动行程可以达到自身的1.5倍。也就是说，可动连杆120最长可达到1.5a。如此，当多个可动连杆120共同运动导致可动平台130朝向底座110的范围外运动时，在可动连杆120到达极限长度或靠近极限长度时，可动平台130在底座110所在平面上的投影可以超出底座110的范围。这样，可动平台130的中心点在底座110所在平面上的投影也能够超出底座110的范围。位姿调整系统100还可以包括电机140。电机140可以远离位姿调整系统100的其他部件(例如，底座110、可动连杆120和/或可动平台130)，并通过力传导部件驱动多个可动连杆120运动。所述力传导部件可以包括各类能够实现中远距离的动力传递的部件，包括但不限于软轴、硬轴、齿轮杆、传动杆、丝杆等或其任意组合。图5给出了所述力传导部件的一个可行的实施例。图5是根据本申请一些实施例所示的另一位姿调整装置的示例性结构图。如图5所示，电机140可以首先与一软轴142连接，随后该软轴142可以与刚性传动轴144比如硬轴、齿轮杆、传动杆、丝杆等连接，其后可以再与另一软轴146连接。软轴146可以与可动连杆120连接。如此，电机140的驱动力可以由软轴142、刚性传动轴144、软轴146后传动至可动连杆120。可动连杆120可以在传递过来的驱动力下进行运动。通过将电机140外置，可以实现整个系统的小型化，减少系统的复杂集成度，更能适应于不同的应用场景。以下结合图7和图8说明位姿调整系统100的部件间的力传导。图7是根据本申请一些实施例所示的位姿调整系统的力传导示意图。如图7所示，可动部件122可以是设置在安装在底座110上的轴承内的万向节。电机140传导过来的动力可以带动万向节旋转。可动连杆120可以是丝杆和丝杆套管的组合，丝杆可以与万向节连接。万向节的旋转可以直接带动丝杆的转动，从而导致丝杆旋进或旋出丝杆套杆，实现长度的变化。多个可动连杆120的共同运动，可以实现可动平台130的位置和姿态调整。

图8是根据本申请一些实施例所示的位姿调整系统的另一种力传导示意图。如图8所示，可动部件122可以是固定安装在底座110上的万向节。可动连杆120可以是蜗轮蜗杆组合。末端的力传导部件可以是一软轴。该软轴可以穿过底座110或从旁绕过底座110连接至蜗轮(如图8中箭头所指部件)，并传导电机140的动力带动蜗轮转动。蜗轮的转动带动蜗杆的转动，从而导致蜗杆旋进或旋出套管，实现长度上的变化。多个可动连杆120的共同运动，可以实现可动平台130的位置和姿态调整。

返回参考图3，在图3所示出的示例中，可动部件122可以是固定安装在底座110上的球形关节轴承，可动连杆120可以是丝杆螺母的组合。作为力传导部件的软轴可以穿过球形关节，将电机140传到过来的动力(旋转力)传递至螺母使其旋转。与螺母配合的丝杆在螺母的转动下进行直线旋转，从而可以旋进或旋出配套的丝杆套杆，实现自身长度的变化。多个可动连杆120的共同运动，可以实现可动平台130的位置和姿态调整。

在一些示例中，电机140还可以设置在可动连杆120的一端，以驱动对应的可动连杆120进行运动。参考图6，图6是根据本申请一些实施例所示的另一位姿调整装置的示例性结构图。在图6中，靠近每一个可动连杆120与底座110连接的一端设置有电机140。在此种情况下，例如，可动连杆120可以是蜗杆套管的组合。电机的旋转轴可以与蜗杆啮合，将旋转运动转换为蜗杆的直线转动。从而，蜗杆可以旋进或旋出套管，实现长度上的变化。多个可动连杆120的共同运动，可以实现可动平台130的位置和姿态调整。应当注意的是，当可动平台130包括的工件或器械是微创手术机构比如穿刺针、消融针、植入针、注射针等这类需要进行针体推送的医疗器械时，所需的推送动力也可以由电机140提供。相同的或类似的，电机140可以同样通过所述力传导部件驱动这类微创手术机构实现针体的推送。例如，针体可以连接或附接有一丝杆，配合使用的螺母(或法兰)可以基于传导过来的电机140的驱动力旋转，带动丝杆的前进或后退，从而实现针体的推送。返回参考图4，图4的(a)中，工件或器械400为上述示例的微创手术机构时，筒体410(此时为各类针的针筒)与针440之间可以通过中间件430实现连接。中间件430可以是具有两个连接部件的元件。一个连接部附接筒体410内部的运动元件，另一个连接部连接针体。图4的(b)给出了工件或器械400的内部结构示意图。筒体410的一端设置有法兰。筒体410的内部中空，设置有丝杆470，丝杆470的一端位于法兰接口内。中间件430具有的一个连接部可以是带有内螺纹的通孔，与丝杆470相互啮合。丝杆470在软轴450传递过来的驱动力的作用下旋转，从而使得中间件430相对于丝杆470轴向运动。在这种情况下，筒体410的侧壁上开设有运动槽，用于规划中间件430的运动方向，防止其径向移动。

中间件430具有的另一个连接部可以是一凹槽。例如，类似于连接平台420的造型。各类针体可以通过卡接的形式卡入凹槽内，实现针体与中间件430的固定连接。此种设置有益于针体的安装和更换，无需使用其他工具从而实现针体的调整。因此，中间件430的运动则可以带动针体的运动，实现轴向上的前进或后退，从而完成针体的推送或回缩。当然，针体和中间件430的连接部并非限制于上述示例。该连接部还可以是具有一通孔的平台，针体通过卡入通孔实现连接。或者，该通孔还可以如有内螺纹，针体的一端具有外螺纹，通过螺纹旋紧的方式实现针体和中间件430的连接。本申请不做具体限定。需要说明的是，以上说明仅仅是示例性的。本领域技术人员在上述说明的启示下进行的任何更改、调整或替换都在本申请请求保护的范围之内。

本申请所披露的位姿调整系统，可以实现大范围多自由度的运动。同时，通过外置驱动机构实现结构小型化，可拆卸连接实现工件或器械的安装便利同时适应不同的应用场景。

本申请一方面提供一种医疗装置。该医疗装置可以实现微创手术(例如穿刺活检、肿瘤消融、粒子植入、瘤内药物注射、脑电极植入、射频或激光毁损近距离放射治疗、医疗美容手术等微创手术)或注射给药等操作。该医疗装置可以在医学扫描设备的引导下定位下至目标位置或目标位置的周边，并开始执行手术等操作。该医学扫描设备可以是X射线数字成像设备或超声波扫描仪，包括但不限于CT、MRI、PET、PET-CT、C型臂(包括移动式C型臂、周边介入型C型臂、DSA数字减影血管造影系统等)、G型臂、U型臂、DSC、CCD、全息投影设备等。参考图9，图9是根据本申请一些实施例所示的医疗装置的示例性结构图。如图9所示，医疗装置900可以包括曲面支架910和位姿调整系统100。

曲面支架910可以用于支撑位姿调整系统100，其可以包括由多个刚性网格线分隔的多个通孔区域。例如，如图9中所示的曲面支架910可以是一个拱形支架，由多跟纵横交错的刚性网格线912将整个拱形区域分隔成了多个通孔区域914，包括如图中标识的通孔区域S1、S2、S3…。通孔区域914的形状可以是任意的规则或不规则的，不同的通孔区域914的形状可以是相同的或不同的。例如，所有的通孔区域914的形状可以是圆形或者椭圆形，也可以是规则的多边形如六边形、三角形或正三角形，也可以同时包含形状不同的多边形，例如一部分为三角形(如正三角形)，一部分为六边形(如正六边形)，也可以是边缘带有层次的镂空三维结构，还可以是任意的不规则形状。

位姿调整系统100可以安装在曲面支架910的某一个通孔区域914中。例如，位姿调整系统100(例如，底座110)可以通过螺纹或卡扣连接的方式，与限定通孔区域914的刚性网格线可拆卸地连接，以实现在曲面支架610之上的安装。在一个可行的实施方式中，位姿调整系统100的底座110的形状可以是与通孔区域914的形状相匹配。例如，底座110的形状是正三角形，那么通孔区域914的形状也可以是正三角形。刚性网格线912可以包括有向通孔区域914凸起的限位部916。当底座110直接放入到通孔区域914中时，限位部916可以卡住底座110并将其承载，不至于位姿调整系统100直接穿过通孔区域914的中空区域。这样，位姿调整系统100可以安装在曲面支架910之上。在另一个可行的实施方式中，位姿调整系统100的底座110的形状可以与通孔区域914的形状不相匹配，只需通孔区域914的形状足够包裹底座110的形状即可。例如，底座110的形状是三角形，那么通孔区域914的形状可以是该三角形的外接圆形。又例如，供底座110的形状是圆形，那么通孔区域914的形状可以是该圆形的外切三角形。再通过其他固定方式，例如，上述限位部916，同样的卡住底座110并进行承载，实现位姿调整系统100在曲面支架910上的安装。

曲面支架910可以安放在医学扫描设备的扫描床之上。安放方法包括可拆卸的安装，比如包括卡扣安装、螺纹安装、铆接安装等方式，也可以包括夹具或者胶带。曲面支架910也可以与扫描床有可控的移动，比如滑动，以及使用滑动锁扣限定滑动。参考图10，图10是根据本申请一些实施例所示的医疗装置的安装示意图。图10中示出了一种可行的曲面支架910在扫描床上的安放方式。扫描床1010上设置有多个安装孔1012，而曲面支架上可以设置有多个安装点918(如图9中所示)。安装孔1012和安装点918都可具有内牙螺纹。对准安装孔1012和安装点918，通过外牙螺钉旋进两者内部可以实现曲面支架910和扫描床1010之间的固定安装。可以理解的是，曲面支架910可以是可拆卸地固定扫描床1010之上的。当无需使用时，曲面支架910可以从扫描床1010上拆卸下来。另外，曲面支架910和扫描床1010之间的安装连接也可以是非固定的。例如，曲面支架910可以设置有滑块，而扫描床1010上可以设置有滑轨。通过滑轨滑块的配合实现曲面支架910在扫描床1010之上的滑动连接。当然，曲面支架910和/或扫描床1010还可以具有止动机构，当曲面支架910滑动到一目标位置时，可以依靠止动机构对其进行位置固定。或者，曲面支架910在扫描床1010上的滑动可以依靠电机(例如，伺服电机或步进电机)驱动，同时依靠电机实现位置固定。在另一些可行的实施方式中，曲面支架910可以首先被放置在扫描床上，再使用夹具夹持曲面支架910和扫描床使曲面支架910稳定放置在扫描床使。例如，夹具夹持住曲面支架910的刚性网格线(位于支架边缘的刚性网格线)和扫描床的外边缘突出部分。或者，可以在扫描床上设置有粘结胶带，通过粘结胶带粘接曲面支架910，使其安放在扫描床之上。

在医疗装置900被安置于医学扫描设备的扫描床上被使用时，曲面支架910可以覆盖住待扫描对象的目标区域。所述待扫描对象可以是患者、动物、体模等或其一部分。例如，假定待扫描对象是需要进行胸腔扫描的患者，则目标区域可以是患者的胸部/胸腹部，可以全部位于曲面支架910的覆盖之下。当曲面支架910是可拆卸地与扫描床1010固定连接，可以使待扫描对象首先放置于扫描床1010之上，再根据待扫描对象的位置安装曲面支架910。当曲面支架910是非固定例如滑动连接于扫描床1010之上时，可以根据待扫描对象在扫描床1010之上的位置调整曲面支架910的位置，使其覆盖待扫描对象的目标区域。

位姿调整系统100可以是前述的位姿调整系统。所包括的工件或器械可以是用于执行微创手术的微创手术机构诸如穿刺针、消融针、粒子植入枪、电极导丝和/或套管、射频或激光光纤、和/或套管等或注射给药的注射针等。在一个可行的实施例/实施方式中，工件或器械可以是具有连接部的微创手术机构(例如，如图2中所示的，在以下可以直接称为微创手术机构)。由于位姿调整系统的可动连杆120和可动部件122的运动，微创手术机构也可以藉由以上两者的运动实现运动。运动范围可以包括位姿调整系统100所安装的通孔区域，以及与该通孔区域邻接的一个或以上其他通孔区域。继续参考图9，位姿调整系统100的活动范围可以包括其自身安装的通孔区域，以及与该通孔区域邻接的三个通孔区域，通孔区域SM、通孔区域SN和通孔区域SP。

结合前述关于曲面支架910的描述，微创手术机构在安置在曲面支架910之上后，微创手术机构的运动范围可以包含所述待扫描对象的目标区域。为了方便，此时所述待扫描对象也可以被称为目标对象，为需要进行微创手术的对象，包括患者、动物或其一部分。所述目标区域可以被称为待手术区域。所述待手术区域可以位于所述目标对象的内部。例如，当微创手术为肺部穿刺活检取样时，所述手术区域则是患者肺部器官的活检取样区域比如肿瘤疑似区域。可以理解的是，患者在躺在扫描床上进行微创手术时，诸如呼吸、心跳等无法自主控制的运动将会导致待手术区域的位置的变动。因此，微创手术机构的运动范围也可以覆盖目标区域的变动范围。以使位姿调整系统100能够调整位置和姿态，正确地使微创手术机构到达待手术区域。

在一个可行的实施方式中，位姿调整系统100的电机140可以设置在曲面支架910之外。如图10所示，电机140可以紧靠曲面支架910的边缘设置。如图11和图12所示，图11和图12示出了电机140的安装方式，可以通过更改力传导部件中硬轴或软轴的长度实现电机140与曲面之间910之间的距离改变。还应当理解，所述力传导部件可以全部使用软轴，则可以将软轴引出至扫描床之外，将电机140设置在整个医学扫描设备的外部。

医疗装置900可以跟随扫描床1010进入医学扫描设备的扫描孔之内。为了避免影响到医学扫描图像的质量，医疗装置900可以由医学扫描可兼容材料制备。示例性的，曲面支架910和位姿调整系统100可以由非磁性材料例如塑料、非磁性金属比如钛合金等制备。例如，当医疗装置900应用于CT时，曲面支架910和位姿调整系统100可以由塑料、凯夫拉和不影响人体扫描的金属制备。当医疗装置900应用于MRI时，曲面支架910和位姿调整系统100可以由符合MRI安全要求的塑料和非磁性金属制备。在一个可行的实施方式中，应用于MRI时，电机140可以是基于压电陶瓷的超声电机。同时，为了使医疗装置900在医学扫描图像上显影以便确定各个部分的位置，曲面支架910和位姿调整系统100的材料中可以包括核磁显像的物质(例如鱼肝油颗粒或水珠)。所述物质可以添加在制备材料中，或者在医疗装置900被使用时添加。例如，曲面支架910和/或微创手术机构(比如，穿刺针、射频针、植入枪、注射针等各类针)可以使用包含核磁显像的物质的材料制备。又例如，曲面支架910和/或微创手术机构可以由不包含核磁显像的物质的材料制备，同时在制备过程中沿外形在部件的内部保留空隙或细小通路。比如，曲面支架910的刚性网格线的内部可以留有通向外界的细小通路。在使用时可以向该细小通路内加入核磁显像物质，同样可以使曲面支架910在医学扫描图像上显影。

可以理解的是，当医疗装置900跟随扫描床1010进入医学扫描设备的扫描孔之内后，电机140由于外置的原因，可以是不跟随进入扫描孔的。此时，电机140可以由常见材质制成，而无需使用特定的材料制备。同时，上述图示中只是示出了在曲面支架910上安置有一个或两个位姿调整系统100，但只是出于说明的目的。位姿调整系统100的个数是可以根据具体情况进行调整的。例如，根据需要执行微创手术的待手术区域的个数以及需要对待手术区域执行的微创手术的个数/种类，曲面支架910上可以安置有两个、三个、四个或更多的位姿调整系统100。

医疗装置900还可以具有一控制部件。该控制部件可以控制位姿调整系统100的可动连杆120的运动以及微创手术机构的运动。例如，该控制部件可以通过控制电机140的运转，从而实现对位姿调整系统100的位置和姿态控制。在微创手术过程中，结合医学扫描图像，通过该控制部件可以实现微创手术机构的高准确性运动控制。

需要说明的是，以上说明仅仅是示例性的。本领域技术人员在上述说明的启示下进行的任何更改、调整或替换都在本申请请求保护的范围之内。

本申请所披露的医疗装置，可以根据待手术区域的具体位置自动调节自身状态，包括但不限于位置、姿态等。在微创手术期间可以藉由医学扫描设备实时监控手术过程，并对微创手术机构的位置和姿态进行微控，提升手术准确性和安全性。以下以流程图的描述对本申请所披露的医疗装置的控制进行进一步的说明。

图13是根据本申请的一些实施例所示的医疗装置的运动控制的示例性流程图。在一些实施例中，流程1300可以由第一控制系统1400执行。例如，流程1300可以以程序或指令的形式存储在存储装置(如第一控制系统1400的自带存储单元或外接存储设备)中，所述程序或指令在被执行时，可以实现流程1300。在一些实施例中，第一控制系统1100可以控制如上所述的医疗装置900实现流程1300。如图13所示，流程1300可以包括以下操作。

步骤1310，获取所述目标对象的待手术区域的第一医学扫描图像。该步骤可以由第一获取模块1410执行。

在一些实施例中，所述第一目标对象可以是需要执行微创手术的患者、动物等或其一部分。例如，某一患者需要进行肺部穿刺，则所述第一目标对象可以是该患者的胸肺部分。所述第一待手术区域可以位于所述第一目标对象的表面或内部。例如，当微创手术为肺部穿刺活检时，所述第一手术区域则是患者肺部器官的活检取样区域比如肿瘤疑似区域。

在一些实施例中，所述第一医学扫描图像可以包括基于医学需求而使用各类相关成像设备对所述第一目标对象的第一待手术区域进行扫描后得到而得到的图像。例如，使用医学扫描设备诸如CT、MRI、PET、PET-CT、C型臂(例如DSA)等对所述第一目标对象的第一待手术区域进行扫描后，经过数据获取、数据处理以及图像重建等操作后获取的包括CT图像、MRI图像、PET图像、PET-CT图像、DSA图像等图像。又例如，在进行医疗美容手术时使用DSC、CCD或全息投影设备对所述第一目标对象的第一待手术区域(比如，需进行玻尿酸注射的脸部，或进行抽脂瘦身的全身)进行扫描拍摄得到的图像也可以被称为所述第一医学扫描图像。第一获取模块1410可以与上述成像设备进行通信，以获取所述第一医学扫描图像。所述第一医学扫描图像可以是2D图像，也可以3D图像。在一些实施例中，所述第一医学扫描图像也可以是预先得到的。例如，在流程1300被执行前，已经利用医学扫描设备对第一目标对象的第一待手术区域进行扫描得到。随后被传输至第一控制系统1300的自带存储单元或外接存储设备中被存储。当需要使用时，第一获取模块1410与这些自带存储单元或外界存储设备进行通信后可以得到所述第一医学扫描图像。

步骤1320，基于所述第一医学扫描图像，确定所述第一待手术区域的第一目标位置，以及所述微创手术机构在安装于承载所述第一目标对象的治疗床上的曲面支架上的第二目标位置。该步骤可以由第一确定模块1420执行。

在一些实施例中，第一确定模块1420可以首先基于目标识别/图像分割算法，从所述第一医学扫描图像中确定所述第一待手术区域对应的显影区域。示例性的目标识别算法可以包括R-CNN、SPP-Net、Fast R-CNN、Faster R-CNN、R-FCN、OverFeat、YOLO、SSD、DSSD等。示例性的图像分割算法可以包括基于阈值的算法、基于聚类的算法、基于区域的算法、基于图割的算法、活动边界和水平集、基于神经网络的算法等。示例性的基于阈值的算法包括但不限于直接阈值法、迭代阈值法、三角阈值法、最大类间方差法OTSU、Sauvola局部二值化算法等。示例性的基于聚类的算法包括但不限于Mean Shift算法、K-Means算法、Fuzzy C-mean算法、Medoidshift算法、Turbopixels算法等。示例性的基于区域的算法包括但不限于阈值分割法、区域生长法、区域合并法、区域分裂合并法等。示例性的基于图割的算法包括但不限于Goldberg-Tarjan算法、Ford-Fulkerson算法等。示例性的基于神经网络的算法可以包括但不限于CNNs、FCNs、U-Net、V-Net、CRNs、RNNs等。所述目标识别算法和/或图像分割算法可以是预先训练完毕并存储好的。例如，存储于第一控制系统1300的自带存储单元或外接存储设备中。第一确定模块1420可以与这些存储单元或存储设备进行通信，进而调用所述目标识别算法和/或图像分割算法。

在一些实施例中，第一确定模块1420可以基于由所述第一扫描图像建立的图像坐标系，确定所述第一待手术区域的显影区域的图像坐标系中的位置信息。该位置信息可以使用坐标点集合表示，也可以是基于这些坐标点所确定的中心坐标点。由此，该位置信息可以用于表示所述待手术区域的第一目标位置。在一些实施例中，所述第一待手术区域的显影区域在图像坐标系中的坐标点集合可以变转换为世界坐标系中的坐标点集合，用来表示所述待手术区域的第一目标位置。

在一些实施例中，第一确定模块1420可以基于所述第一目标位置确定所述第二目标位置。示例性的，第一确定模块1420可以基于所述第一目标位置确定所述第一待手术区域在世界坐标系中的位置。如此，第一确定模块1420可以确定医疗装置900安装在扫描床的何处可以使安置在曲面支架910上的位姿调整系统100的运动范围可以覆盖所述第一目标位置。例如，通过对比扫描床的位置、所述第一目标位置、曲面支架910的通孔区域914的大小可以确定曲面支架910在扫描床上的安装位置，以及位姿调整系统100安装于曲面支架910上的哪个通孔区域914。在确定后，位姿调整系统100所包含的微创手术机构的位置可以被确定为第二目标位置。所述第二目标位置可以使用表示微创手术机构的执行端(例如，穿刺针的针管)的整体的坐标点集合表示，也可以使用表示该执行端的特征点(例如，针管的针尖)的坐标点表示。所述第二目标位置也可以是在世界坐标系中的位置。

步骤1330，基于所述第一目标位置和所述第二目标位置，确定所述微创手术机构的运动控制计划。该步骤可以由第一计划模块1430执行。

在一些实施例中，所述运动控制计划可以包括微创手术机构的初始运动姿态以及规划运动路径，以及运动起点。

可以理解，所述第一待手术区域比如疑似肿瘤区位于所述第一目标对象比如患者体内比如肺部，要进行微创手术比如穿刺活检需要微创手术机构进入所述第一目标对象内部，达到所述第一待手术区域后再执行具体手术操作比如组织提取。而进入患者身体内部，微创手术机构需要避开其他器官、组织和/或骨骼，这样可以避免给带来其他损伤，同时避开骨骼阻挡。第一计划模块1430可以确定从所述第一待手术区域到第一目标对象的表面比如患者体表的一条最优路径，所述最优路径是指加权了对健康组织损坏评估后的最优路径。沿着该路径运动，微创手术机构可以从第一目标对象的表面顺利达到所述第一待手术区域。则该路径可以是所述规划运动路径。该路径的起点可以是所述运动起点。而微创手术机构开始沿所述规划运动路径开始运动的姿态可以是所述初始运动姿态。保持该初始运动姿态进行运动，可以保证一开始正确地沿所述规划运动路径运动。

在一些实施例中，第一计划模块1430可以确定从所述第一目标位置至所述第一待手术区域的表面的目标路径。第一计划模块1430可以对所述第一医学扫描图像上的第一目标对象的除去所述第一待手术区域的其他部分执行如上述步骤1020的操作。例如，假定所述第一目标对象比如患者的第一待手术区域为患者的肺部疑似肿瘤区域，第一计划模块1430可以在步骤1320中确定该疑似肿瘤区域的第一目标位置后，可以同时识别并分割所述第一医学扫描图像中其他组织/器官的显影区域，包括体表、气管、心脏、血管、肋骨等。相同的或类似的，第一计划模块1430可以利用上述目标识别算法和/或图像分割算法实现以上目的。第一计划模块1430可以首先利用某一目标识别算法处理所述第一医学扫描图像以确定图像中的各个部分，再利用某一目标分割算法分割各个部分的显影区域。第一计划模块1430还可以利用同一算法实现上述两个目的，例如基于神经网络的FCNs算法。

在一些实施例中，在确定所述第一目标对象的各个部分的显影区域后，第一计划模块1430可以确定从所述第一待手术区域的第一目标位置到所述第一目标对象的表面的连线。例如，第一计划模块1430可以以穷举的方式首先获取多条从所述第一待手术区域的第一目标位置出发并到达所述第一目标对象的表面的连线。再确定这些连线是否有与所述第一目标对象的其他部分有接触例如穿过这些部分。没有接触到这些部分的连线可以被认为是候选路径。第一计划模块1430可以从这些候选路径中选择距离最短的一条作为所述目标路径。第一计划模块1430也可以对这些候选路径进行评估，例如，对微创手术机构沿候选路径运动后对健康组织损坏的加权评估，损坏最小的候选路径可以作为所述目标路径。基于所述目标路径，微创手术机构以特定姿态前进可以从第一目标对象的表面到达所述手术区域，并且对目标对象内部的其他部分的损害最小。例如，肺穿刺手术，穿刺针可以基于目标路径从体表进入到肿瘤疑似区域，而不会危害人体内部其他重要器官，也不会被肋骨阻挡前进路径，对肌肉、皮肤等损害最低。所述目标路径可以被指定为所述运动控制计划的规划运动路径。另外，所述规划运动路径还可以限定在所述目标手术执行机构在运动过程中的姿态。该姿态可以保证所述目标手术执行机构顺利的沿所述规划运动路径运动，而不发生偏移。

在一些实施例中，第一计划模块1430在确定所述目标路径后，可以直接确定所述目标路径与所述第一目标对象的表面的目标交点。可以理解，所述目标交点可以是微创手术机构开始运动的起点，微创手术机构可以从该起点进入到目标对象的内部，并沿着所述规划运动路径达到所述第一待手术区域。所述目标交点可以被指定为所述运动起点。

在一些实施例中，所述初始运动姿态可以是微创手术机构开始运动时的姿态。以穿刺手术为例，执行穿刺手术的穿刺机构包括进针部件和穿刺针。所述规划运动路径限定了穿刺针的运动轨迹。为了保证穿刺针的运动轨迹是匹配于所述规划运动路径的，则需要在开始进行穿刺时就确定穿刺机构的姿态，比如穿刺针的起始位置、穿刺针相对于目标对象的表面的穿刺角度等。以该姿态进行穿刺，可以保证一开始穿刺针的运动轨迹与所述规划运动路径相符。该姿态也可以被称为微创手术机构的初始运动姿态。所述初始运动姿态也可以使用图像坐标系下的一系列坐标点限定。

步骤1340，至少基于所述运动控制计划，控制所述微创手术机构运动。该步骤可以由第一控制模块1440执行。

在一些实施例中，第一控制模块1440可以控制微创手术机构从所述第二目标位置移动到所述运动控制计划中限定的运动起点。第一控制模块1440可以调整微创手术机构的姿态为所述运动控制计划中限定的初始姿态，并控制微创手术机构以所述初始姿态沿所述规划运动路径运动。在所述目标手术机构的运动过程中，所述第一目标对象以及微创手术机构一直处于医学扫描设备的扫描区域，并且操作人员不移动目标对象。第一控制模块1440可以实时的根据新获取的第一目标对象以及微创手术机构的医学扫描图像，调整其运动状态，以保证正确进入所述第一目标对象的内部达到所述第一待手术区域或所述第一待手术区域的周边。

在一些实施例中，第一控制模块1440可以控制微创手术机构从所述第二目标位置移动至所述运动起点。当所述运动起点利用图像坐标系中的坐标进行表达时，第一控制模块1440可以首先进行坐标转换，将其转换为利用世界坐标系中的坐标。这样，第一控制模块1440可以利用同一坐标系中的坐标，直接控制控制微创手术机构从所述第二目标位置移动至所述运动起点。

在一些实施例中，第一控制模块1440可以获取所述初始运动姿态在图像坐标系下的一系列坐标，并基于转换关系将这些坐标转化为在世界坐标系中的坐标。第一控制模块1440可以基于这些转换后的坐标将微创手术机构的当前姿态调整为所述初始运动姿态。例如，第一控制模块1440可以控制电机140以驱动多个可动连杆120进行运动，进而带动微创手术机构实现姿态调整。以穿刺手术为例，微创手术机构(也就是穿刺针机构)的姿态调整可以包括穿刺针的位置调整，穿刺角度的调整等。第一控制模块1440可以将穿刺针机构在运动起点(例如，穿刺点)时，穿刺针的位置调整至对准穿刺点，穿刺针的角度调整至符合规划运动路径限定的角度。例如，穿刺针与患者体表成45°。

在一些实施例中，当微创手术机构到达执行起始点，且姿态调整至所述初始运动姿态后，第一控制模块1440可以基于所述规划运动路径限定的运动轨迹，控制微创手术机构开始运动。例如，控制穿刺针前进，刺入目标对象的内部。

在微创手术机构的运动过程中，由于第一目标对象的内部因素影响，即使微创手术机构按照规划运动路径运动，也会出现运动轨迹偏差的情况。例如，人体穿刺手术过程中，由于组织压力以及弹性的影响，穿刺针可能会被挤压出规划运动路径限定的运动轨迹。或者由于组织形变的影响，手术区域比如肿瘤疑似区域发生偏移，按照原先的规划运动路径穿刺针并不能到达所述手术区域。因此，第一控制系统1400(例如，第一获取模块1410)还可以实时获取微创手术机构的运动过程中，所述第一目标对象的第一待手术区域以及微创手术机构的实时医学扫描图像。该实时医学扫描图像同样可以由医学扫描设备对所述第一目标对象的第一待手术区域以及所述微创手术机构进行扫描后得到。第一控制系统1400(例如，第一计划模块1430)可以基于所述实时医学扫描图像，调整所述运动控制计划。相同的或类似的，第一控制系统1400(例如，第一计划模块1430)可以基于利用目标识别算法和/或图像分割算法确定所述实时医学扫描图像中所述第一待手术区域的显影区域，以及微创手术机构的显影区域。所使用的目标识别算法和/或图像分割算法如前述所示。之后，第一控制系统1400(例如，第一计划模块1430)可以确定所述第一待手术区域的显影区域，以及微创手术机构的显影区域在图像坐标系中的位置。两者之间的位置连线可以被确定为新的运动路径。第一控制系统1400(例如，第一计划模块1430)可以基于该新的运动路径调整所述运动控制计划。例如，第一控制系统1400(例如，第一计划模块1430)可以将该新的运动路径确定为新的规划运动路径，并确认微创手术机构需要调整到的新的姿态，使其在后续运动过程中能够沿新的规划运动路径运动。在完成所述规划运动路径的调整后，第一控制系统1400(例如，第一控制模块1440)可以基于调整后的运动控制计划，继续控制所述目标手术执行机构运动。

在一些实施例中，所述实时医学扫描图像还可以被显示。第一控制系统1400还可以包括显示模块(图14中未显示)。所述显示模块可以包括显示屏，可以在接收到所述实时医学扫描图像后，在显示屏上显示。

需要说明的是，上述关于微创手术机构的运动控制是关于单一个微创手术机构的描述。该流程也可以适用于多个微创手术机构的控制，并且多个微创手术机构之间的控制不受影响。

应当注意的是，上述有关图13中的各个步骤的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对图13中的各个步骤进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。

图14是根据本说明书一些实施例所示的医疗装置的控制控制系统的示例性模块图。该控制系统可以实现对所述微创手术装置运动的高准确性控制。如图14所示，第一控制系统1400可以包括第一获取模块1410、第一确定模块1420、第一计划模块1430以及的第一控制模块1440。

第一获取模块1410可以用于获取所述目标对象的待手术区域的第一医学扫描图像。所述第一目标对象可以是需要执行微创手术的患者、动物等或其一部分。所述第一医学扫描图像可以包括基于医学需求而使用各类相关成像设备对所述第一目标对象的第一待手术区域进行扫描后得到而得到的图像。第一获取模块1410可以与上述成像设备进行通信，以获取所述第一医学扫描图像。所述第一医学扫描图像也可以是预先得到的，并被传输至第一控制系统1400的自带存储单元或外接存储设备中被存储。第一获取模块1410与这些自带存储单元或外界存储设备进行通信后可以得到所述第一医学扫描图像。

第一确定模块1420可以基于所述第一医学扫描图像，确定所述第一待手术区域的第一目标位置，以及所述微创手术机构在安装于承载所述第一目标对象的治疗床上的曲面支架上的第二目标位置。第一确定模块1420可以首先基于目标识别/图像分割算法，从所述第一医学扫描图像中确定所述第一待手术区域对应的显影区域。并基于由所述第一扫描图像建立的图像坐标系，确定所述第一待手术区域的显影区域的图像坐标系中的位置信息，作为所述待手术区域的第一目标位置。第一确定模块1420还可以基于所述第一目标位置确定所述第二目标位置。例如，通过坐标系位置变换的方式基于所述第一目标位置确定所述第二目标位置。第一计划模块1430可以基于所述第一目标位置和所述第二目标位置，确定所述微创手术机构的运动控制计划。所述运动控制计划可以包括微创手术机构的初始运动姿态以及规划运动路径，以及运动起点。第一计划模块1430可以确定从所述第一待手术区域到第一目标对象的表面比如患者体表的一条最优路径，所述最优路径是指加权了对健康组织损坏评估后的最优路径。沿着该路径运动，微创手术机构可以从第一目标对象的表面顺利达到所述第一待手术区域。则该路径可以是所述规划运动路径。该路径的起点可以是所述运动起点。而微创手术机构开始沿所述规划运动路径开始运动的姿态可以是所述初始运动姿态。

第一控制模块1440可以至少基于所述运动控制计划，控制所述微创手术机构运动。第一控制模块1440可以控制微创手术机构从所述第二目标位置移动到所述运动控制计划中限定的运动起点，调整微创手术机构的姿态为所述运动控制计划中限定的初始姿态，并控制微创手术机构以所述初始姿态沿所述规划运动路径运动。第一控制模块1440可以实时的根据新获取的第一目标对象以及微创手术机构的医学扫描图像，调整其运动状态，以保证正确进入所述第一目标对象的内部达到所述第一待手术区域或所述第一待手术区域的周边。

关于上述模块的其他描述，可以参考本申请其他部分，例如，图13。

应当理解，图14所示的系统及其模块可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，系统及其模块可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。其中，硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分则可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本说明书的系统及其模块不仅可以有诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。

需要注意的是，以上对于模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。

本申请还公开了一种医疗系统。该医疗系统可以包括如上所述的医疗装置和处理器。所述医疗装置中包括的微创手术机构可以是CT、MRI、PET、PET-CT、C型臂等医学扫描设备引导的微创手术的执行机构，可以实现如穿刺活检、肿瘤消融、粒子植入、脑电极植入、射频或激光毁损、近距离放射治疗如后装放疗等微创手术。所述微创手术机构也可以是利用诸如DSC、CCD、全息投影设备等实现术前检查、术中辅助的医疗美容的微创手术的执行机构，可以实现如如注射肉毒、玻尿酸等溶液、抽脂溶脂、丰胸、瘦身瘦脸等手术或手术中的任一步骤。所述医疗装置包括如上所述的曲面支架和一个或以上位姿调整系统。该位姿调整系统可以包括用于执行微创手术的微创手术机构。曲面支架承载所述位姿调整系统。通过位姿调整系统可以改变微创手术机构的位置和姿态的改变。所述医疗装置可以连同手术对象跟随扫描床一起进入医学扫描设备的扫描区域内，其不会影响扫描对象的医学图像的成像质量。在使用时，手术对象比如患者躺在扫描床上，曲面支架将固定在扫描床上，安装在其上的位姿调整系统的微创手术机构的运动范围覆盖所述目标对象的手术区域。

所述处理器可以控制所述医疗装置。当所述处理执行器可执行指令时，可以获取手术对象的手术位置，以及医疗装置的微创手术机构的位置，并基于这些位置确定微创手术机构的运动控制计划。该运动控制计划可以包括手术运动起点、微创手术机构的初始运动姿态和规划运动路径。所述处理器可以基于所述运动控制计划，控制微创手术机构运动。所述处理器可以控制微创手术机构运动到运动起点对应的位置，并调整微创手术机构在运动起点的姿态至初始姿态，开始沿规划运动路径开始运动，以开始运动。所述处理器还可以实时获取手术过程中手术对象和微创手术机构的医学扫描图像，并基于新的医学扫描图像，实时调整微创手术机构的运动姿态，以确保微创手术机构正确安全地按既定要求运动。

关于所述医疗装置与所述处理器的控制过程的描述可以与本申请图1-图12的说明相同或类似。

本申请一方面提供一种医疗装置。该医疗装置可以实现微创手术(例如穿刺活检、肿瘤消融、粒子植入、瘤内药物注射、脑电极植入、射频或激光毁损、近距离放射治疗如后装放疗、医疗美容手术如注射肉毒、玻尿酸等溶液、抽脂溶脂、丰胸、瘦身瘦脸等微创手术)或注射给药等操作。该医疗装置可以在医学扫描设备的引导下定位下至目标位置或目标位置的周边，并开始执行手术等操作。该医学扫描设备可以是X射线数字成像设备或超声波扫描仪，包括但不限于CT、MRI、PET、PET-CT、C型臂(包括移动式C型臂、周边介入型C型臂、DSA数字减影血管造影系统等)、G型臂、U型臂、DSC、CCD、全息投影设备等。特别的，该医疗装置适用于开放式医学扫描设备，例如C型臂。参考图15，图15是根据本申请一些实施例所示的另一种医疗装置的示例性结构图。如图15所示，医疗装置1500可以包括支撑架1510和位姿调整系统100。

支撑架1510可以用于安装位姿调整系统100。在一个可行的实施方式中，支撑架1510的一端可以具有一夹持机构。该夹持机构可以夹住位姿调整系统100的底座110，从而实现整个系统在支撑架1510上的安装。可选地，位姿调整系统100还可以通过将底座110卡入支撑架1510的一端开设的卡槽内实现固定连接。

相同或类似的，支撑架1510的另一端也可以如曲面支架910一样固定在医学扫描设备的扫描床之上。例如，扫描床上的床沿上设置有具有内牙螺纹的安装孔，支撑架1510的另一端是具有一个或以上具有内牙螺纹的安装孔的安装块。将对应的安装孔对准后，通过外牙长螺钉可以旋进两个安装孔从而实现支撑架1510在扫描床上的安装。支撑架1510还可以以其他形式安装在扫描床上。例如，磁吸式。扫描床的床沿设置有长条磁铁，支撑架1510的安装块由磁性材料制成。通过磁吸效应使支撑架1510安装在扫描床上。当然，支撑架1510在扫描床上的安装还可以是诸如卡接、套接、滑轨滑块等其他可拆卸固定安装方式。本申请不做具体限定。

支撑架1510也可以不安装在扫描床上。在一个可行的实施方式中，支撑架1510可以是安装在一移动小车之上。通过移动该移动小车可以将支撑架1210拉进或远离扫描床。

支撑架1510自身是可以运动的。在此处，“运动”可以是指支撑架1510自身内部的各个部件间发生位置变化。例如，支撑架可以是类似于工业机器人的多关节架构。各部件之间通过运动关节轴连接，从而具有多个运动自由度。基于此，支撑架1510可以在外力的作用下带动位姿调整系统100便利地进出医学扫描设备的扫描范围。该外力可以是由医学扫描设备的操作员或执行手术操作的医生施加。例如，进行医学扫描图像引导的微创手术时，位姿调整系统100的包含的微创手术机构需要进行到医学扫描设备的扫描范围内，且具有一个初始位置。此时，医生可以直接用手掰动支撑架1510，将微创手术机构移动至该初始位置。当微创手术结束后，医生同样可以用手将支撑架1510掰离。或者，支撑架1510也可以类似与工业机器人依靠电机驱动各关节运动从而实现运动。

位姿调整系统100可以是前述的位姿调整系统。所包括的工件或器械可以是用于执行微创手术的微创手术机构诸如穿刺针、消融针、粒子植入枪、电极导丝和/或套管、射频或激光光纤、和/或套管等或注射给药的注射针等。由于位姿调整系统的可动连杆120和可动部件122的运动，微创手术机构也可以藉由以上两者的运动实现运动。驱动可动连杆120进行运动的电机140可以直接如图15中所示，设置于底座110之上。例如，设置在于可动连接120的连接面的另一侧。电机140的驱动力通过较短的软轴传递至可动连杆120。可选地，电机140还可以利用较长的软轴、硬轴、齿轮杆、传动杆、丝杆等或其任意组合的形式设置在远离位姿调整系统100的位置。例如，位于扫描床之外。

由于位姿调整系统100需要进出医学扫描设备的扫描范围，支撑架1510和/或位姿调整系统100也可以是由医学扫描可兼容材料制备。例如非磁性材料比如塑料、非磁性金属比如钛合金等。当电机140不跟随进入扫描范围内时，可以由常规材料制备。

医疗装置1500还可以具有一控制部件。该控制部件可以控制位姿调整系统100的可动连杆120的运动以及微创手术机构的运动。例如，该控制部件可以通过控制电机140的运转，从而实现对位姿调整系统100的位置和姿态控制。在微创手术过程中，结合医学扫描图像，通过该控制部件可以实现微创手术机构的高准确性运动控制。

需要说明的是，以上说明仅仅是示例性的。本领域技术人员在上述说明的启示下进行的任何更改、调整或替换都在本申请请求保护的范围之内。

本申请所披露的医疗装置，适用于开放式医学扫描设备引导的微创手术中。例如，肾结石微创手术。医疗装置可以根据待手术区域的位置调整其包括的微创手术机构的位置和姿态，更加准确安全的完成微创手术。以下以流程图的描述对本申请所披露的另一医疗装置的控制进行进一步的说明。

图16是根据本申请的一些实施例所示的医疗装置的运动控制的示例性流程图。在一些实施例中，流程1600可以由第二控制系统1700执行。例如，流程1600可以以程序或指令的形式存储在存储装置(如第二控制系统1700的自带存储单元或外接存储设备)中，所述程序或指令在被执行时，可以实现流程1600。在一些实施例中，第二控制系统1700可以控制如上所述的医疗装置1500实现流程1600。如图16所示，流程1600可以包括以下操作。

步骤1610，获取第二目标对象的第二待手术区域的第二医学扫描图像。该步骤可以由第二获取模块1710执行。

在一些实施例中，步骤1610可以与步骤1310相同或类似，可以参考步骤1310的描述。需要说明的是，目标对象、待手术区域和医学扫描图像中的在前限定部分“第一”和“第二”并不是对个体和/或数量的限定。所述第一目标对象和所述第二目标对象同属于目标对象，例如，都可以指需要进行微创手术的对象，比如患者的某一患病器官/组织等，或者是该患病器官/组织所具有的某一特定病灶部位。所述第一目标对象和所述第二目标对象可以指代相同的一个个体，或者不同的个体。使用“第一”和“第二”是为了在本申请不同的流程的描述过程中进行区分，并不是不同特征的限定手段。对于待手术区域和医学扫描图像的在前限定部分的目的与目标对象相同。

步骤1620，基于所述第二医学扫描图像，确定所述第二待手术区域的第三目标位置，并调整所述医疗装置至第四目标位置。

在一些实施例中，所述第三目标位置和所述第一目标位置的确定相同或类似，可以参考步骤1320的描述。

在一些实施例中，所述第四目标位置可以基于所述第三目标位置确定。由于医疗装置1500的位姿调整系统是设置于支撑架之上，支撑架可以藉由外力进行运动，因此，医疗装置1500中的微创手术机构的位置可以直接因为支撑架的运动而改变。当所述第三目标位置位于所述第二待手术对象的内部时，所述第四目标位置可以被确定为靠近所述第二待手术对象的表面一位置。支撑架也可以

步骤1630，控制所述微创手术机构从所述第四目标位置运动至所述第三目标位置。该步骤可以由第二控制模块1730执行。

在一些实施例中，步骤1630可以与步骤1330和步骤1340相同或类似，包括但不限于基于所述第三目标位置和所述第四目标位置指定运动控制计划，并基于该计划对微创手术机构进行控制。可以参考步骤1330和步骤1340的说明。

图17是根据本说明书一些实施例所示的医疗装置的控制控制系统的示例性模块图。该控制系统可以实现对所述微创手术装置运动的高准确性控制。如图14所示，第二控制系统1700可以包括第二获取模块1710、第二确定模块1720以及第二控制模块1740。

第二获取模块1710可以获取第二目标对象的第二待手术区域的第二医学扫描图像。所述第二目标对象、所述第二待手术区域以及所述第二医学图像与所述第一目标对象、所述第一待手术区域以及所述第一医学图像相同或类似。第二获取模块1710可以与第一获取模块14101410执行相同或相似的操作。

第二确定模块1720可以基于所述第二医学扫描图像，确定所述第二待手术区域的第三目标位置，并调整所述医疗装置至第四目标位置。所述第三目标位置可以与所述第一目标位置相同或类似，第二确定模块1720同样的可以首先基于目标识别/图像分割算法，从所述第二医学扫描图像中确定所述第二待手术区域对应的显影区域。并基于由所述第二扫描图像建立的图像坐标系，确定所述第二待手术区域的显影区域的图像坐标系中的位置信息，作为所述待手术区域的第三目标位置。第二确定模块1720也可以根据支撑架被施加外力后的所达到的位置作为第四目标位置。第二确定模块1720也可以根据支撑架被电机驱动后最后停留位置作为第四目标位置。

第二控制模块1730可以控制所述微创手术机构从所述第四目标位置运动至所述第三目标位置。第二控制模块1730可以实现与第一控制模块1440相同或相似的操作。

关于上述模块的其他描述，可以参考本申请其他部分，例如，图13以及图16。

在一些实施例中，第一控制系统1400和第二控制系统1700可以是同一个控制系统。例如，第一获取模块1410、第一确定模块1420以及的第一控制模块1440分别与第二获取模块1710、第二确定模块1720以及第二控制模块1740可以是同一个模块，实现相同的功能，执行相同的操作。应当理解，图17所示的系统及其模块可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，系统及其模块可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。其中，硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分则可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本说明书的系统及其模块不仅可以有诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。

需要注意的是，以上对于模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。

图18是根据本申请的一些实施例所示的处理设备的示例性框图。处理设备1800可以包括用来实现本申请实施例中所描述的系统的任意部件。例如，处理设备1800可以用过硬件、软件程序、固件或其组合实现。例如，处理设备1800可以实现第一控制系统1400以及第二控制系统1700。为了方便起见，图中仅绘制了一个处理设备，但是实现本申请实施例中所描述的计算功能可以以分布的方式、由一组相似的平台所实施，以分散系统的处理负荷。

在一些实施例中，处理设备1800可以包括处理器1810、存储器1820、输入/输出部件1830和通信端口1840。在一些实施例中，处理器(例如，CPU)1810可以以一个或多个处理器的形式执行程序指令。在一些实施例中，存储器1820包括不同形式的程序存储器和数据存储器，例如，硬盘、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)等，用于存储由计算机处理和/或传输的各种各样的数据文件。在一些实施例中，输入/输出部件1830可以用于支持处理设备1800与其他部件之间的输入/输出。在一些实施例中，通信端口1840可以与网络连接，用于实现数据通信。示例性的处理设备可以包括存储在只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和/或其他类型的非暂时性存储介质中的由处理器1810执行的程序指令。本说明书实施例的方法和/或流程可以以程序指令的方式实现。处理设备1800也可以通过网络通讯接收本申请中披露的程序和数据。

为理解方便，图18中仅示例性绘制了一个处理器。然而，需要注意的是，本说明书实施例中的处理设备1800可以包括多个处理器，因此本说明书实施例中描述的由一个处理器实现的操作和/或方法也可以共同地或独立地由多个处理器实现。例如，如果在本说明书中，处理设备1800的处理器执行步骤1和步骤2，应当理解的是，步骤1和步骤2也可以由处理设备1800的两个不同的处理器共同地或独立地执行(例如，第一处理器执行步骤1，第二处理器执行步骤2，或者第一和第二处理器共同地执行步骤1和步骤2)。

本文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，本领域技术人员可以理解，本说明书的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本说明书的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本说明书的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。

计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令控制系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。

本说明书各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。

此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (13)

1.一种位姿调整系统，其特征在于，包括：

底座；

多个可动连杆；

可动平台；以及

电机；其中，

每个可动连杆的两端分别通过可动部件与所述底座和所述可动平台固定连接；所述可动部件具有有限个自由度；

所述电机用于驱动所述多个可动连杆运动，配合所述可动部件使所述可动平台具有多个自由度。

2.根据权利要求1所述的位姿调整系统，其特征在于，所述可动平台包括顶面和设置于所述顶面上的安装部，所述安装部用于安装工件或器械；或所述可动平台包括具备连接部的工件或器械，所述连接部用于与所述可动部件进行固定连接；所述可动平台的中心点在所述底座所在平面上的投影能够超出所述底座的范围。

3.根据权利要求1或2所述的位姿调整系统，其特征在于，所述可动连杆的个数为6个，所述可动平台具有6个自由度。

4.医疗装置，其特征在于，所述医疗装置包括：

一个或以上如权利要求1-3中任一项所述的位姿调整系统；以及

曲面支架；其中，

所述曲面支架包括由多个刚性网格线分隔的多个通孔区域；

所述位姿调整系统安置于所述通孔区域之上；

所述可动平台包括具备连接部的微创手术机构，所述连接部用于与所述可动部件进行固定连接；所述微创手术机构的运动范围包括所述通孔区域以及与所述通孔区域邻接的一个或以上其他通孔区域。

5.根据权利要求4所述的医疗装置，其特征在于，所述刚性网格线包括向所述通孔区域外凸的限位部，所述限位部用于承载所述底座以使所述位姿调整系统安置于所述曲面支架之上，所述电机设置于所述曲面支架之外；所述曲面支架可拆卸地安装于承载目标对象的治疗床上，并覆盖所述目标对象；所述位姿调整系统安置于所述通孔区域之上后，所述目标对象的待手术区域位于所述微创手术机构的运动范围内。

6.根据权利要求4或5所述的医疗装置，其特征在于，所述曲面支架和所述位姿调整装置由医学扫描可兼容材料制备。

7.一种如权利要求4-6任一项所述的医疗装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第一目标对象的第一待手术区域的第一医学扫描图像；

基于所述第一医学扫描图像，确定所述第一待手术区域的第一目标位置，以及所述微创手术机构在安装于承载所述第一目标对象的治疗床上的曲面支架上的第二目标位置；

基于所述第一目标位置和所述第二目标位置，确定所述微创手术机构的运动控制计划；

至少基于所述运动控制计划，控制所述微创手术机构运动。

8.一种医疗系统，其特征在于，包括：

如权利要求4-6中任一项所述的医疗装置；以及

控制所述医疗装置的处理器，所述处理器执行机器可执行指令，实现以下操作：

获取第一目标对象的第一待手术区域的第一医学扫描图像；

基于所述第一医学扫描图像，确定所述第一待手术区域的第一目标位置，以及所述微创手术机构在安装于承载所述第一目标对象的治疗床上的曲面网格上的第二目标位置；

基于所述第一目标位置和所述第二目标位置，确定所述微创手术机构的运动控制计划；

至少基于所述运动控制计划，控制所述微创手术机构运动。

9.医疗装置，其特征在于，所述医疗装置包括：

一个或以上如权利要求1-3中任一项所述的位姿调整系统；以及

支撑架；其中，

所述位姿调整系统安装于所述支撑架之上，包括微创手术机构；

所述支撑架在外力的作用下能够带动所述微创手术机构便利地进出医学扫描设备的扫描范围，所述微创手术机构藉由所述可动连杆和所述可动部件的运动实现位置调整。

10.根据权利要求9所述的医疗装置，其特征在于，所述电机设置于医学扫描设备的扫描范围之外；所述医学扫描设备至少包括X射线数字成像设备或超声波扫描仪。

11.根据权利要求9或10所述的医疗装置，其特征在于，所述支撑架和所述位姿调整装置由医学扫描可兼容材料制备。

12.一种如权利要求9-11任一项所述的医疗装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第二目标对象的第二待手术区域的第二医学扫描图像；

基于所述第二医学扫描图像，确定所述第二待手术区域的第三目标位置，并调整所述医疗装置至第四目标位置；

控制所述微创手术机构从所述第四目标位置运动至所述第三目标位置。

13.一种医疗系统，其特征在于，包括：

如权利要求9-11任一项所述的医疗装置；以及

控制所述微创手术装置的处理器，所述处理器执行机器可执行指令，实现以下操作：

获取第二目标对象的第二待手术区域的第二医学扫描图像；

基于所述第二医学扫描图像，确定所述第二待手术区域的第三目标位置，并调整所述医疗装置至第四目标位置；

控制所述微创手术机构从所述第四目标位置运动至所述第三目标位置。