用于校准和确定惯性测量单元的位置数据的方法、训练系统和具有惯性测量单元的医学器械技术方案

本公开涉及一种用于校准和预测惯性测量单元(2)的至少位置数据的方法，其特征在于下列步骤。通过机动化系统(4)使IMU(2)在空间中沿预定义的轨迹(T)运动；在运动期间，通过IMU(2)检测所测量的运动数据，并且向控制单元(8)提供运动数据；在运动期间通过跟踪系统(6)检测IMU(2)的位置和/或取向；将所测量的运动数据与所检测的位置和/或取向相关联/配属，以获得训练数据集；利用训练数据集训练KI系统(10)以获得IMU校准；检测IMU(2)的所测量的运动数据作为对经训练的KI系统(10)的输入，并且通过经训练的KI系统(10)基于输入的运动数据输出IMU(2)的位置和/或取向。此外，本公开涉及一种根据并列权利要求所述的训练系统(1)、医学器械(18)、计算机可读存储介质和训练数据集。(图1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及一种用于训练和校准并且用于预测或确定惯性测量单元的至少一个位置或位置数据的方法。此外，本公开涉及一种根据并列权利要求的前序部分所述的具有惯性测量单元的训练系统、具有惯性测量单元的医学器械、计算机可读的存储介质、计算机程序和训练数据集。

技术介绍

1、在内窥镜手术中，在患者身体内的导航呈现很大的挑战。具有光学跟踪系统的光学导航系统例如仅具有有限的视野并且在中断向被跟踪对象的视线时失去其位置确定或方位确定的功能。此外，在所使用的器械中存在关于适当的人体工程学的限制，所述限制例如由体积大的跟踪器引起。因此光学导航系统非常不理想地适合于用在内窥镜手术中。

2、已有一些努力尝试使用惯性测量单元(简称：imu)用于医学
中的导航。惯性测量单元具有的关键优点是，它们不会带来能见度问题并且可以集成到各种系统或产品中，而不会极大地负面影响这些产品的人体工程学。

3、然而，惯性测量单元还具有显著的缺点，这些缺点目前妨碍了在外科手术环境中的使用或者至少使该使用变得非常困难。惯性测量单元虽然允许检测加速度和取向或转速，但在此不提供全局的绝对本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于校准和确定惯性测量单元(2)的至少一个位置和/或取向的方法，其特征在于步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测所测量的运动数据的步骤中，检测至少一个加速度和取向，尤其是至少一个加速度和至少一个转速，并且优选还检测相对于磁场的定向。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在关联步骤中，将在第一时间点测量的运动数据、尤其是加速度和转速与在第一时间点检测的位置和/或取向进行配属。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，运动步骤包括通过机器人使所述惯性测量单元(2)运动，并且优选地，检测步骤具有通过机器人...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于校准和确定惯性测量单元(2)的至少一个位置和/或取向的方法，其特征在于步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测所测量的运动数据的步骤中，检测至少一个加速度和取向，尤其是至少一个加速度和至少一个转速，并且优选还检测相对于磁场的定向。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在关联步骤中，将在第一时间点测量的运动数据、尤其是加速度和转速与在第一时间点检测的位置和/或取向进行配属。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，运动步骤包括通过机器人使所述惯性测量单元(2)运动，并且优选地，检测步骤具有通过机器人运动学的跟踪系统(6)进行检测。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所测量的运动数据包括在三个方向上的三个加速度值和三个转速值或三个围绕三个轴线的取向值并且所述ki系统(10)在输入层中具有至少六个节点。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为所述ki系统(10)，使用人工神经网络，尤其是循环深度神经网络，特别优选地使用长短期记忆网络和/或卷积循环网络。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，运动步骤沿着预定义的轨迹(t)、优选至少两个预定义的轨迹进行并且具有变化的速度和/或变化的加速度和/或变化的转速或取向。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在确定和输出的步骤中，除了位置和/或取向外，还输出所述惯性测...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉恩·斯塔维亚斯基，
申请(专利权)人：B·布莱恩新风险投资有限责任公司，
类型：发明
国别省市：