背景技术：
1、将手术工具定位在患者体内可能是具有挑战性的。可以在手术环境中提供手术机器人以帮助执行规程(procedure)。
技术实现思路
1、本公开总体上涉及用于侵入性和非侵入性手术规程的手术机器人导航和控制的领域。本解决方案提供了用于跟踪患者在手术环境内的移动，并且调整或导航手术机器人以在补偿患者移动的同时执行预定规程的技术。本文描述的技术可以使用各种移动检测技术来实现，诸如患者跟踪技术或扭矩感测技术。本公开还提供了通过在手术规程期间响应于各种条件切换到对手术工具的手动控制来启动手术机器人的协作控制的技术。通过将本解决方案的图像引导与手术器械相结合，本解决方案还可以用于非侵入性手术导航，诸如经颅磁刺激(tms)和聚焦超声(fus)。本解决方案允许用于侵入性和非侵入性颅骨规程两者的手术器械的机器人控制，并且利用实时配准来瞄准突出显示的感兴趣定位。
2、本公开的至少一个方面涉及一种使用基于图像的跟踪技术来控制机器人的方法。该方法可以包括访问对应于手术环境和患者的三维(3d)点云，该3d点云具有参考帧。该方法可以包括确定手术机器人在3d点云的参考帧内的位置。该方法可以包括基于3d点云中的一个或多个点的位置的对应变化来检测患者的位置的变化。该方法可以包括响应于检测到患者的位置的变化而生成基于一个或多个点的位置的变化来修改手术机器人的位置的指令。
3、在一些实施方式中，确定手术机器人在参考帧内的位置可以包括使用校准技术校准手术机器人。在一些实施方式中，手术机器人还包括定位在手术环境中的手术部位上方的显示器。在一些实施方式中，该方法可以包括呈现由安装在手术机器人上的捕获设备捕获的图像。在一些实施方式中，手术机器人可以包括接收手术工具的附件。在一些实施方式中，确定手术机器人的位置可以包括确定手术工具的位置。
4、在一些实施方式中，该方法可以包括在参考帧中沿着预定路径导航手术机器人。在一些实施方式中，导航手术机器人可以包括根据参考帧中的预定轨迹调整手术机器人的位置。在一些实施方式中，导航手术机器人可以包括周期性地确定患者的位置变化是否满足阈值。在一些实施方式中，导航手术机器人可以包括响应于确定患者的位置变化满足阈值而根据预定轨迹和患者的位置变化来调整手术机器人的位置。
5、在一些实施方式中，确定手术机器人的位置基于红外跟踪技术。在一些实施方式中，手术机器人包括一个或多个标记。在一些实施方式中，基于红外跟踪技术确定手术机器人的位置包括检测一个或多个标记中的每一个的相应位置。在一些实施方式中，检测患者的位置的变化包括将3d点云的点与在3d点云之后捕获的第二3d点云的第二点进行比较。在一些实施方式中，检测患者位置的变化包括确定该点和第二点之间的距离超过预定阈值。
6、本公开的至少一个方面涉及一种用于使用基于图像的跟踪技术来控制机器人的系统。该系统可以包括耦合到非暂时性存储器的一个或多个处理器。系统可以访问对应于手术环境和患者的3d点云。3d点云可以具有参考帧。系统可以确定手术机器人在3d点云的参考帧内的位置。系统可以基于3d点云中的一个或多个点的位置的对应变化来检测患者的位置的变化。该系统可以响应于检测到患者的位置的变化而生成指令，以基于一个或多个点的位置的变化来修改手术机器人的位置。
7、在一些实施方式中，系统可以通过执行包括使用校准技术校准手术机器人的操作来确定手术机器人在参考帧内的位置。在一些实施方式中，手术机器人还包括定位在手术环境中的手术部位上方的显示器。在一些实施方式中，系统可以呈现由安装在手术机器人上的捕获设备捕获的图像。在一些实施方式中，手术机器人可以包括接收手术工具的附件。在一些实施方式中，系统可以确定手术工具的位置。在一些实施方式中，系统可以沿着参考帧中的预定路径导航手术机器人。
8、在一些实施方式中，为了导航手术机器人，系统可以根据参考帧中的预定轨迹调整手术机器人的位置。在一些实施方式中，为了导航手术机器人，系统可以周期性地确定患者位置的变化是否满足阈值。在一些实施方式中，为了导航手术机器人，系统可以响应于确定患者位置的变化满足阈值而根据预定轨迹和患者位置的变化来调整手术机器人的位置。
9、在一些实施方式中，系统可以基于红外跟踪技术确定手术机器人的位置。在一些实施方式中，手术机器人包括一个或多个标记。在一些实施方式中，系统可以检测一个或多个标记中的每一个的相应位置。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括将3d点云的点与在3d点云之后捕获的第二3d点云的第二点进行比较的操作来检测患者位置的变化。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括确定该点和第二点之间的距离超过预定阈值的操作来检测患者位置的变化。
10、本公开的至少一个其他方面涉及一种基于扭矩感测技术来控制机器人的方法。该方法可以包括识别由包括患者的手术环境中的一个或多个扭矩传感器捕获的测量值集合。该方法可以包括确定手术机器人在手术环境内的位置。该方法可以包括基于由一个或多个扭矩传感器捕获的测量值集合来检测位置修改条件。该方法可以包括响应于检测到位置修改条件，基于该测量值集合生成修改手术机器人的位置的指令。
11、在一些实施方式中，一个或多个扭矩传感器耦合到患者。在一些实施方式中，该方法可以包括检测位置修改条件还包括确定患者的移动满足预定阈值。在一些实施方式中，一个或多个扭矩传感器耦合到手术机器人。在一些实施方式中，该方法可以包括检测位置修改条件还包括基于该测量值集合确定与手术机器人发生碰撞。在一些实施方式中，一个或多个扭矩传感器耦合到手术机器人。
12、在一些实施方式中，该方法可以包括检测位置修改条件还包括基于该测量值集合确定手术机器人的位置已经偏离预定轨迹。在一些实施方式中，手术机器人可以包括定位在手术环境中的手术部位上方的显示器。在一些实施方式中，该方法可以包括在显示器上呈现手术环境中的患者的视图。在一些实施方式中，手术机器人可以包括接收手术工具的附件。在一些实施方式中，确定手术机器人的位置可以包括确定手术工具的位置。
13、在一些实施方式中，一个或多个扭矩传感器包括加速度计、陀螺仪或惯性测量单元(imu)中的至少一个。在一些实施方式中，确定手术机器人的位置基于红外跟踪技术。在一些实施方式中，手术机器人包括一个或多个标记。在一些实施方式中，该方法可以包括确定一个或多个标记中的每一个的相应位置。在一些实施方式中，生成用于修改手术机器人的位置的指令可以包括生成用于根据患者的移动来移动手术机器人的指令。
14、本公开的至少一个其他方面涉及一种用于基于扭矩感测技术来控制机器人的系统。该系统可以包括耦合到非暂时性存储器的一个或多个处理器。该系统可以识别由包括患者的手术环境中的一个或多个扭矩传感器捕获的测量值集合。该系统可以确定手术机器人在手术环境内的位置。系统可以基于由一个或多个扭矩传感器捕获的测量值集合来检测位置修改条件。响应于检测到位置修改条件，系统可以基于该测量值集合生成修改手术机器人的位置的指令。
15、在一些实施方式中，一个或多个扭矩传感器耦合到患者。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括确定患者的移动满足预定阈值的操作来检测位置修改条件。在一些实施方式中，一个或多个扭矩传感器耦合到手术机器人。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括基于该测量值集合确定与手术机器人发生碰撞的操作来检测位置修改条件。在一些实施方式中，一个或多个扭矩传感器耦合到手术机器人。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括基于该测量值集合确定手术机器人的位置已经偏离预定轨迹的操作来检测位置修改条件。
16、在一些实施方式中，手术机器人还包括定位在手术环境中的手术部位上方的显示器。在一些实施方式中，系统可以在显示器上呈现手术环境中的患者的视图。在一些实施方式中，手术机器人包括接收手术工具的附件。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括确定手术工具的位置的操作来确定手术机器人的位置。在一些实施方式中，一个或多个扭矩传感器可以包括加速度计、陀螺仪或惯性测量单元(imu)中的至少一个。
17、在一些实施方式中，系统可以基于红外跟踪技术来确定手术机器人的位置。在一些实施方式中，手术机器人包括一个或多个标记。在一些实施方式中，系统可以确定一个或多个标记中的每一个的相应位置。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括根据患者的移动生成移动手术机器人的指令的操作来生成修改手术机器人的位置的指令。
18、本公开的至少一个其他方面涉及一种响应于检测到的条件而启动机器人的协作控制的方法。该方法可以包括控制手术机器人在包括患者的手术环境中的位置。该方法可以包括基于手术环境的条件来检测手术机器人的协作控制条件。该方法可以包括响应于检测到协作控制条件而生成提供手术机器人的手动控制的指令。
19、在一些实施方式中，该方法可以包括访问与手术环境中的患者相对应的三维(3d)点云。在一些实施方式中，检测协作控制条件可以包括确定3d点云的一个或多个点满足移动条件。在一些实施方式中，该方法可以包括识别从耦合到患者的一个或多个扭矩传感器捕获的扭矩测量值集合。在一些实施方式中，检测协作控制条件还包括确定该扭矩测量值集合满足患者移动条件。在一些实施方式中，检测协作控制条件可以包括检测图像到患者配准过程中的错误条件。在一些实施方式中，检测协作控制条件可以包括接收与对应于协作控制条件的按钮的交互
20、在一些实施方式中，控制手术机器人的位置包括识别用于器械执行手术规程的一个或多个预定轨迹。在一些实施方式中，识别器械的一个或多个预定轨迹包括经由用户输入接收对一个或多个预定轨迹的选择。在一些实施方式中，控制手术机器人的位置包括沿着一个或多个预定轨迹导航手术机器人。在一些实施方式中，控制手术机器人的位置包括根据患者的移动来导航手术机器人。在一些实施方式中，检测协作控制条件包括识别从耦合到手术机器人的一个或多个扭矩传感器捕获的扭矩测量值集合。在一些实施方式中，检测协作控制条件包括确定该扭矩测量值集合满足患者移动条件。
21、本公开的至少一个其他方面涉及一种响应于检测到的条件而启动机器人的协作控制的方法。该系统可以包括耦合到非暂时性存储器的一个或多个处理器。该系统可以控制手术机器人在包括患者的手术环境中的位置。系统可以基于手术环境的条件来检测手术机器人的协作控制条件。系统可以响应于检测到协作控制条件而生成提供手术机器人的手动控制的指令。
22、在一些实施方式中，系统可以访问与手术环境中的患者相对应的三维(3d)点云。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括确定3d点云的一个或多个点满足移动条件的操作来检测协作控制条件。在一些实施方式中，系统可以识别从耦合到患者的一个或多个扭矩传感器捕获的扭矩测量值集合。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括确定该扭矩测量值集合满足患者移动条件的操作来检测协作控制条件。
23、在一些实施方式中，系统可以通过执行包括检测图像到患者配准过程中的错误条件的操作来检测协作控制条件。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括接收与对应于协作控制条件的按钮的交互的操作来检测协作控制条件。在一些实施方式中，系统可以通过执行操作来控制手术机器人的位置，该操作包括识别用于器械执行手术规程的一个或多个预定轨迹。
24、在一些实施方式中，系统可以通过执行包括经由用户输入接收对一个或多个预定轨迹的选择的操作来识别器械的一个或多个预定轨迹。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括沿着一个或多个预定轨迹导航手术机器人的操作来控制手术机器人的位置。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括根据患者的移动导航手术机器人的操作来控制手术机器人的位置。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括识别从耦合到手术机器人的一个或多个扭矩传感器捕获的扭矩测量值集合的操作来检测协作控制条件。在一些实施方式中，系统可以通过执行包括确定该扭矩测量值集合满足患者移动条件的操作来检测协作控制条件。
25、各个方面总体上涉及用于使用三维(3d)图像数据进行实时多模态图像对准的系统和方法，并且可以在没有标记的情况下并且以亚毫米精度实现。3d图像(包括诸如ct或mri的扫描)可以直接配准到使用一个或多个捕获设备实时捕获的受试者(诸如患者的身体)上。这允许某些扫描信息(诸如内部组织信息)与受试者的点云表示一起实时显示。这对于手术规程可能是有益的，否则手术将利用手动过程来在ct扫描中在相同的参考帧中定向器械。可以跟踪器械，可以绘制器械轨迹，并且可以在扫描上突出显示目标。本解决方案可以为各种应用提供实时亚毫米配准，诸如将深度捕获信息与医学扫描对准(例如，用于手术导航)、将深度捕获信息与cad模型对准(例如，用于制造和故障排除)、对准和融合多个医学图像模态(例如，mri和ct；ct和3d超声；mri和3d超声)、对准多个cad模型(例如，以找到模型之间的差异)、以及融合来自多个图像捕获设备的深度捕获数据)。
26、本解决方案可以被实施用于各种设置中的图像引导规程，包括手术室、门诊设置、ct套件、icu和急诊室。本解决方案可用于神经外科应用，例如csf-转移规程，例如外部心室放置和vp分流器放置；脑肿瘤切除和活组织检查；以及电极放置。本解决方案可以用于介入放射学，例如用于腹部和肺活检、消融、抽吸和引流。本解决方案可以用于整形外科手术，例如用于脊柱融合手术。通过将本解决方案的图像引导与手术器械组合，本解决方案可以用于非侵入性手术导航，诸如经颅磁刺激(tms)和聚焦超声(fus)。本解决方案允许用于非侵入性颅骨手术的手术器械的机器人控制，并且利用实时配准来瞄准突出显示的感兴趣定位。
27、本公开的至少一个方面涉及一种通过手术器械将规程递送到感兴趣定位的方法。该方法可以由数据处理系统的一个或多个处理器执行。该方法可以包括由一个或多个处理器配准相对于参考帧定位的3d医学图像。该方法可以包括接收用于执行规程的手术器械的跟踪数据。该方法可以包括确定手术器械与参考帧内的感兴趣定位的相对定位，该感兴趣定位与第一点云和3d医学图像相关。该方法可以包括跟踪目标移动并调整手术器械以保持与感兴趣定位对准。该方法可以包括通过手术器械将规程递送到感兴趣定位。该方法可以包括接收规程的阈值和在规程期间检测到的参数。该方法可以包括使手术器械终止响应于参数满足阈值的规程。在该方法的一些实施方式中，感兴趣定位在受试者的头部的表面上。
28、在该方法的一些实施方式中，变换来自手术器械的跟踪数据可以包括使用第一参考帧来生成变换的跟踪数据。在该方法的一些实施方式中，渲染变换的跟踪数据可以包括在第一点云和3d医学图像的渲染内。
29、在该方法的一些实施方式中，生成手术器械的移动指令可以基于第一点云、3d医学图像和感兴趣定位。在该方法的一些实施方式中，传输移动指令可以包括手术器械。在该方法的一些实施方式中，显示感兴趣定位的突出显示区域可以包括在3d医学图像和第一点云的渲染内。在该方法的一些实施方式中，确定3d医学图像中表示的受试者与捕获设备的距离可以至少部分地负责生成第一点云。
30、在该方法的一些实施方式中，使手术器械终止能量发射可以包括感兴趣定位不在参考帧内。在该方法的一些实施方式中，使手术器械终止能量发射可以包括目标移动超过用于规程到感兴趣定位的手术器械移动。
31、在该方法的一些实施方式中，允许手术器械接触目标可以包括通过将配准的3d医学图像和第一点云与扭矩感测组合来响应目标移动。在该方法的一些实施方式中，从手术器械接收跟踪数据可以包括施加力以保持手术器械与表面接触。在该方法的一些实施方式中，变换来自手术的跟踪数据可以相对于检测到的目标移动，并且还可以包括保持最初施加到表面的力。
32、本公开的至少一个其它方面涉及一种通过手术器械将规程递送到感兴趣定位的系统。该系统可以通过一个或多个处理器配准相对于参考帧定位的3d医学图像。该系统可以通过一个或多个处理器接收手术器械的跟踪数据，并确定手术器械相对于与第一点云和3d医学图像相关的参考帧内的感兴趣定位的相对定位。系统可以通过一个或多个处理器基于相对定位跟踪目标移动并调整手术器械以保持与感兴趣定位对准。该系统可以由一个或多个处理器通过手术器械将规程递送到器械的定位，并接收规程的阈值和在规程期间检测到的参数。系统可以通过一个或多个处理器使手术器械终止响应于参数满足阈值的规程。在系统的一些实施方式中，感兴趣定位可以在受试者的头部的表面上。
33、在系统的一些实施方式中，系统可以将来自手术器械的跟踪数据变换到第一参考帧以生成变换的跟踪数据。在系统的一些实施方式中，系统可以在第一点云和3d医学图像的渲染内渲染变换的跟踪数据。
34、在系统的一些实施方式中，系统可以基于第一点云、3d医学图像和感兴趣定位生成用于手术器械的移动指令。在系统的一些实施方式中，系统可以将移动指令传输到手术器械。在系统的一些实施方式中，系统可以在3d医学图像和第一点云的渲染内显示对应于感兴趣定位的突出显示区域。在系统的一些实施方式中，系统可以确定在3d医学图像中表示的受试者与捕获设备的距离至少部分地负责生成第一点云。
35、在系统的一些实施方式中，如果感兴趣定位不在参考帧内，则系统可以使手术器械终止能量发射。在系统的一些实施方式中，如果目标移动超过规程到感兴趣定位的手术器械移动，则系统可以使手术器械终止能量发射。
36、在系统的一些实施方式中，系统可以允许手术器械接触目标并且还可以响应于目标移动。在系统的一些实施方式中，系统可以将配准的3d医学图像和第一点云与扭矩感测组合。在系统的一些实施方式中，系统可以从手术器械接收跟踪数据并施加力以保持手术器械与表面接触。在系统的一些实施方式中，系统可以相对于检测到的目标移动变换来自手术器械的跟踪数据，并保持最初施加到表面的力。
37、下面详细讨论这些和其他方面和实施方式。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实施方式的说明性示例，并且提供用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特性的概述或框架。附图提供了对各个方面和实施方式的说明和进一步理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。各方面可以组合，并且将容易理解，在本发明的一个方面的上下文中描述的特征可以与其他方面组合。各方面可以以任何方便的形式实现。例如，通过适当的计算机程序，该计算机程序可以承载在适当的载体介质(计算机可读介质)上，该载体介质可以是有形载体介质(例如，磁盘)或无形载体介质(例如，通信信号)。还可以使用合适的装置来实现各方面，该装置可以采取运行被布置为实现该方面的计算机程序的可编程计算机的形式。如说明书和权利要求书中所使用的，单数形式的“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。
1.一种方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述手术机器人在所述参考帧内的位置还包括由所述一个或多个处理器使用校准技术校准所述手术机器人。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述手术机器人还包括位于所述手术环境中的手术部位上方的显示器，并且其中所述方法还包括由所述一个或多个处理器呈现由安装在所述手术机器人上的捕获设备捕获的图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述手术机器人包括接收手术工具的附件，并且其中确定所述手术机器人的位置还包括由所述一个或多个处理器确定所述手术工具的位置。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述一个或多个处理器沿着所述参考帧中的预定路径导航所述手术机器人。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，导航所述手术机器人还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述手术机器人的位置基于红外跟踪技术。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述手术机器人包括一个或多个标记，并且其中基于所述红外跟踪技术确定所述手术机器人的位置包括检测所述一个或多个标记中的每一个的相应位置。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述患者的位置的所述变化包括由所述一个或多个处理器将所述3d点云的点与在所述3d点云之后被捕获的第二3d点云的第二点进行比较。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，检测所述患者的位置的所述变化包括确定所述点与所述第二点之间的距离超过预定阈值。
11.一种系统，包括：
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括使用校准技术校准所述手术机器人的操作来确定所述手术机器人在所述参考帧内的位置。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述手术机器人还包括位于所述手术环境中的手术部位上方的显示器，并且其中所述一个或多个处理器还被配置为呈现由安装在所述手术机器人上的捕获设备捕获的图像。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述手术机器人包括接纳手术工具的附件，并且其中所述一个或多个处理器还被配置为确定所述手术工具的位置。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为沿着所述参考帧中的预定路径导航所述手术机器人。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，为了导航所述手术机器人，所述一个或多个处理器还被配置为：
17.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为基于红外跟踪技术确定所述手术机器人的位置。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述手术机器人包括一个或多个标记，并且其中所述一个或多个处理器还被配置为检测所述一个或多个标记中的每一个的相应位置。
19.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括将所述3d点云的点与在所述3d点云之后被捕获的第二3d点云的第二点进行比较的操作来检测所述患者的位置的所述变化。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括确定所述点与所述第二点之间的距离超过预定阈值的操作来检测所述患者的位置的所述变化。
21.一种方法，包括：
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述一个或多个扭矩传感器耦合到所述患者；并且
23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述一个或多个扭矩传感器耦合到所述手术机器人；并且
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述一个或多个扭矩传感器耦合到所述手术机器人；并且
25.根据权利要求21所述的方法，其中，所述手术机器人还包括位于所述手术环境中的手术部位上方的显示器，并且其中所述方法还包括由所述一个或多个处理器在所述显示器上呈现所述手术环境中的所述患者的视图。
26.根据权利要求21所述的方法，其中，所述手术机器人包括接收手术工具的附件，并且其中确定所述手术机器人的位置还包括由所述一个或多个处理器确定所述手术工具的位置。
27.根据权利要求21所述的方法，其中，所述一个或多个扭矩传感器包括加速度计、陀螺仪或惯性测量单元imu中的至少一个。
28.根据权利要求21所述的方法，其中，确定所述手术机器人的位置基于红外跟踪技术。
29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述手术机器人包括一个或多个标记，所述方法还包括由所述一个或多个处理器确定所述一个或多个标记中的每一个的相应位置。
30.根据权利要求21所述的方法，其中，生成用来修改所述手术机器人的位置的指令包括由所述一个或多个处理器生成用来根据所述患者的移动来移动所述手术机器人的指令。
31.一种系统，包括：
32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述一个或多个扭矩传感器耦合到所述患者，并且其中所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括确定所述患者的移动满足预定阈值的操作来检测所述位置修改条件。
33.根据权利要求31所述的系统，其中，所述一个或多个扭矩传感器耦合到所述手术机器人，并且其中所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括基于所述测量值集合确定与所述手术机器人发生碰撞的操作来检测所述位置修改条件。
34.根据权利要求31所述的系统，其中，所述一个或多个扭矩传感器耦合到所述手术机器人，并且所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括基于所述测量值集合确定所述手术机器人的位置已经偏离预定轨迹的操作来检测所述位置修改条件。
35.根据权利要求31所述的系统，其中，所述手术机器人还包括位于所述手术环境中的手术部位上方的显示器，并且其中所述一个或多个处理器还被配置为在所述显示器上呈现所述手术环境中的所述患者的视图。
36.根据权利要求31所述的系统，其中，所述手术机器人包括接收手术工具的附件，并且其中所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括确定所述手术工具的位置的操作来确定所述手术机器人的位置。
37.根据权利要求31所述的系统，其中，所述一个或多个扭矩传感器包括加速度计、陀螺仪或惯性测量单元imu中的至少一个。
38.根据权利要求31所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为基于红外跟踪技术确定所述手术机器人的位置。
39.根据权利要求37所述的系统，其中，所述手术机器人包括一个或多个标记，并且其中所述一个或多个处理器还被配置为确定所述一个或多个标记中的每一个的相应位置。
40.根据权利要求31所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括生成根据所述患者的移动来移动所述手术机器人的指令的操作来生成修改所述手术机器人的位置的指令。
41.一种方法，包括：
42.根据权利要求41所述的方法，还包括由所述一个或多个处理器访问与所述手术环境中的所述患者相对应的三维3d点云；并且
43.根据权利要求41所述的方法，还包括由所述一个或多个处理器识别从耦合到所述患者的一个或多个扭矩传感器捕获的扭矩测量值集合；和
44.根据权利要求41所述的方法，其中，检测所述协作控制条件还包括由所述一个或多个处理器检测图像到患者配准过程中的错误条件。
45.根据权利要求41所述的方法，其中，检测所述协作控制条件还包括：由所述一个或多个处理器接收与对应于所述协作控制条件的按钮的交互。
46.根据权利要求41所述的方法，其中，控制所述手术机器人的位置包括由所述一个或多个处理器识别用于器械执行手术规程的一个或多个预定轨迹。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，识别用于所述器械的所述一个或多个预定轨迹包括经由用户输入接收对所述一个或多个预定轨迹的选择。
48.根据权利要求41所述的方法，其中，控制所述手术机器人的位置包括由所述一个或多个处理器沿着所述一个或多个预定轨迹导航所述手术机器人。
49.根据权利要求41所述的方法，其中，控制所述手术机器人的位置包括由所述一个或多个处理器根据所述患者的移动来导航所述手术机器人。
50.根据权利要求41所述的方法，其中，检测所述协作控制条件包括：
51.一种系统，包括：
52.根据权利要求51所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
53.根据权利要求51所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置成识别从耦合到所述患者的一个或多个扭矩传感器捕获的扭矩测量值集合；和
54.根据权利要求51所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括检测图像到患者配准过程中的错误条件的操作来检测所述协作控制条件。
55.根据权利要求51所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括接收与对应于所述协作控制条件的按钮的交互的操作来检测所述协作控制条件。
56.根据权利要求51所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括识别用于器械执行手术规程的一个或多个预定轨迹的操作来控制所述手术机器人的位置。
57.根据权利要求56所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括经由用户输入接收对所述一个或多个预定轨迹的选择的操作来识别所述器械的所述一个或多个预定轨迹。
58.根据权利要求51所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括沿着所述一个或多个预定轨迹导航所述手术机器人的操作来控制所述手术机器人的位置。
59.根据权利要求51所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行包括根据所述患者的移动导航所述手术机器人的操作来控制所述手术机器人的位置。
60.根据权利要求51所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为通过执行操作来检测所述协作控制条件，所述操作包括：
61.一种方法，包括：
62.根据权利要求61所述的方法，还包括由所述一个或多个处理器基于所述跟踪数据、以及所述手术器械的目标移动或所述手术器械的定位与所述感兴趣定位之间的目标距离中的至少一个来控制所述手术器械的位置。
63.根据权利要求61所述的方法，其中，所述感兴趣定位在所述受试者的头部的表面上。
64.根据权利要求61所述的方法，还包括：
65.根据权利要求61所述的方法，还包括：
66.根据权利要求61所述的方法，还包括在所述医学图像的渲染内显示所述感兴趣定位的突出显示区域。
67.根据权利要求61所述的方法，还包括由所述一个或多个处理器确定在所述医学图像中表示的所述受试者与图像捕获设备的距离以检测所述3d图像。
68.根据权利要求61所述的方法，还包括响应于(1)所述感兴趣定位不在所述参考帧内或(2)所述受试者的移动超过移动阈值中的至少一个，由所述一个或多个处理器使所述手术器械终止能量发射。
69.根据权利要求61所述的方法，还包括：
70.根据权利要求61所述的方法，还包括：
71.根据权利要求61所述的方法，其中，所述手术器械被配置为执行作为聚焦超声规程的所述规程，所述方法还包括由所述一个或多个处理器基于所述跟踪数据操纵由所述手术器械输出的超声波束。
72.一种系统，包括：
73.根据权利要求72所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为基于所述跟踪数据、以及所述手术器械的目标移动或所述手术器械的定位与所述感兴趣定位之间的目标距离中的至少一个来控制所述手术器械的位置。
74.根据权利要求72所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
75.根据权利要求72所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
76.根据权利要求72所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为在所述医学图像的渲染内生成所述感兴趣定位的突出显示区域。
77.根据权利要求72所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为确定在所述医学图像中表示的所述受试者与图像捕获设备的距离以检测所述3d图像。
78.根据权利要求72所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为响应于(1)所述感兴趣定位不在所述参考帧内或(2)所述受试者的移动超过移动阈值中的至少一个而使所述手术器械终止能量发射。
79.根据权利要求72所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
80.根据权利要求72所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
