机器人、具有以并联方式安装的关节和刚性节段的并联机器人(例如本领域已知的Stewart平台)或者串联与并联动力学的任意混合型组合。
[0023]内窥镜12在本文中被宽泛地定义为在结构上被配置有从身体的里面成像的能力的任意设备。出于本发明的目的的内窥镜12的范例包括，但不限于，任意类型的窥镜，柔性的或刚性的(例如，内窥镜、关节镜、支气管镜、胆管镜、结肠镜、膀胱镜、十二指肠镜、胃镜、子宫镜、腹腔镜、喉镜、神经镜、耳镜、推式肠镜、鼻喉镜、乙状结肠镜、窦镜、胸腔镜等)以及类似于窥镜的装配有图像系统的任意设备(例如，具有成像的嵌套套管)。所述成像是局部的，并且可以利用光纤、透镜以及微型(例如基于CCD的)成像系统以光学方式获得表面图像。
[0024]在实践中，内窥镜12被安装到机器人11的末端执行器。机器人11的末端执行器的位姿为末端执行器在机器人11致动器的坐标系内的位置和取向。利用被安装到机器人11的末端执行器的内窥镜12，内窥镜12的视场在解剖区域内的给定位姿(即内窥镜位姿)对应于机器人11的末端执行器在机器人坐标系内的不同位姿。因此，由内窥镜12生成的解剖区域的每个个体内窥镜图像均可以被链接到内窥镜12的视场在机器人坐标系内的对应位姿。
[0025]视频捕捉设备13在本文中被宽泛地定义为在结构上被配置有将来自内窥镜12的内窥镜视频信号转化成内窥镜图像(“Ι0ΕΙ”)14的计算机可读时间序列的功能的任意设备。在实践中，视频捕捉设备13可以采用任意类型的抓帧器用于从内窥镜视频信号捕捉个体数字静止帧。
[0026]仍然参考图1，控制单元20包括机器人控制器21和内窥镜控制器22。
[0027]机器人控制器21在本文中被宽泛地定义为在结构上被配置为向机器人11提供一个或多个机器人致动器命令(“RAC”)29来针对内窥镜流程按期望控制机器人11的末端执行器的位姿的任意控制器。更具体而言，机器人控制器21将来自内窥镜控制器22的内窥镜位置命令(“EPC”)28转化成机器人致动器命令29。例如，内窥镜位置命令28可以指示通向内窥镜12的视场在解剖区域内的期望三维位置的内窥镜路径，其中机器人控制器21按需要将命令28转化成包括针对机器人11的每个电机的致动电流的命令29，以将内窥镜12移动到内窥镜12的视场在解剖区域内的期望三维位置。
[0028]内窥镜控制器22在本文中被宽泛地定义为在结构上被配置用于实施根据本发明并且在图2中示范性示出的机器人控制方法的任意控制器。为此，内窥镜控制器22可以并入解剖特征描绘模块(“AFDM”)23、图像配准模块(“IRM”)24、解剖特征选择模块(“AFSM”)25以及视觉伺服模块(“VSM”)26。
[0029]解剖特征描绘模块23在本文中被宽泛地定义为在结构上被配置用于处理用户输入(“UI”)27以在解剖区域的术前图像43内描绘针对其每个感兴趣解剖特征的体积坐标位置(X，Y，Z)以对内窥镜图像14内的(一个或多个)解剖特征进行术中可视化的任意模块。特别是，由如图2中所示的流程图30的阶段S31示范性地实施解剖特征描绘。
[0030]图像配准模块24在本文中被宽泛地定义为如本领域已知的在结构上被配置用于配准术前图像43与内窥镜图像14的任意模块。特别是，由如图2中所示的流程图30的阶段S32示范性地实施图像配准。
[0031]解剖特征选择模块25在本文中被宽泛地定义为在结构上被配置用于处理对感兴趣的特定解剖特征或其(一个或多个)片段的内窥镜观看选择的用户输入26的任意模块。特别是，由如图2中所示的流程图30的阶段S33示范性地实施解剖特征选择。
[0032]此外，在图1的场景中，本文中使用的术语“可视化”被宽泛地解释为描述在解剖区域内对内窥镜12的机器人控制，其中感兴趣的解剖特征或其(一个或多个)片段在内窥镜图像14内部分或整体可见，或者在内窥镜图像14内被遮挡而不可见但对外科医生而言容易形成对解剖特征或其(一个或多个)片段的轮廓线在内窥镜图像14内的部分或整体的心理图片。
[0033]视觉伺服模块26在本文中被宽泛地定义为在结构上被配置用于确定解剖区域内的内窥镜位姿以及将内窥镜12移动到解剖区域内的内窥镜位姿的任意模块，该内窥镜位姿方便所选择的(一个或多个)解剖特征或其(一个或多个)片段在内窥镜图像14内的可视化。特别是，由如图2中所示的流程图30的阶段S34示范性地实施内窥镜位姿。
[0034]现在将在本文中提供对流程图30的描述，以帮助对内窥镜控制器22的进一步理解。
[0035]参考图2，流程图30的阶段S31涵盖解剖特征描绘模块23采集术前图像43。例如，如图3中所示，成像设备41 (例如，CT设备、MRI设备、X射线设备或3D US设备)被操作为生成患者50的胸部区域的术前图像43，术前图像43图示患者50的左和右冠状动脉51和52。解剖特征描绘模块23可以采集术前图像43，术前图像43是由成像设备41生成的(如图3中示范性地示出的)或是在先前被存储在数据库42中(如图3中示范性地示出的)。
[0036]解剖特征描绘模块23处理术前图像43，以描绘针对解剖区域内的每个感兴趣的解剖特征或其(一个或多个)片段的体积坐标位置。在实践中，解剖特征描绘模块23可以运行用于在术前图像43内描绘感兴趣的解剖特征或其(一个或多个)片段的任意技术。在如图4中所示的一个实施例中，解剖特征描绘模块23提供四种(4)模式23a-23d，用于在术前图像43内描绘(一个或多个)解剖区域的体积坐标位置。
[0037]参考图4，体积坐标位置(“VCP”)模式23a描绘如由模块23的用户选择的每个解剖特征在术前图像43内的体积坐标位置。具体地，术前图像具有由X轴、Y轴和Z轴限定的3D坐标系。用户可以将指针箭头移动到在术前图像43内的感兴趣解剖特征或其(一个或多个)片段，或者指针在由X轴和y轴限定的术前图像43内的二维视图44。在指针的期望定位后，用户可以做出对解剖特征或其(一个或多个)片段的选择(例如鼠标点击)以方便对解剖特征的体积坐标位置(χ，γ，ζ)的描绘。额外地，用户可以能够旋转术前图像43以及指针在术前图像43内的对应的二维视图44，以针对在内窥镜图像中的期望视图对解剖特征进行取向。在该情况中，利用体积坐标位置(Χ，Υ，Ζ)来描绘解剖特征的取向。可以根据期望针对所选择的解剖特征的其他区和/或针对额外的解剖特征，重复指针移动和用户选择。
[0038]此外，可以由用户对所选择的(一个或多个)解剖特征或其(一个或多个)片段分配名称(例如，“左前降支”)。尤其是在用户对解剖特征的不同片段(例如“左前降支的上段”、“左前降支的中段”以及“左前降支的下段”)感兴趣时。
[0039]解剖特征界标(“AFL”)模式23b提供针对VCP模式23a的术前图像43内的每个解剖特征或其片段(一个或多个)的界标名称的预定义列表45。经由指针