[發明專利]跟蹤系統和方法

有效

• 申請號: 200980109999.0
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN101978243A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: C·普羅克斯;L-P·阿米歐特;Y·布廷;Y·布里頓;K·杜瓦爾;B·佩爾蒂埃;A·理查德;M·瓦林
• 申請（專利權）人: 奧索瑟夫特公司
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00;A61B19/00;G01P15/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 陳華成

1.一種用于在手術期間跟蹤器具和骨骼的計算機輔助手術系統，其包括：

第一可跟蹤部件，其具有至少產生基于方向的數據的第一慣性傳感器單元；以及

第二可跟蹤部件，其具有至少產生基于方向的數據的第二慣性傳感器單元，其中可跟蹤部件中的一個連接到所述器具，可跟蹤部件中的另一個連接到骨骼；以及

處理單元，用于從可跟蹤部件接收基于方向的數據，所述處理單元具有方向計算器，所述方向計算器根據兩個所述可跟蹤部件的基于方向的數據，計算第二可跟蹤部件相對于第一可跟蹤部件的方向，由此所述處理單元計算所述器具相對于所述骨骼的方向。

2.根據權利要求1的計算機輔助手術系統，其中，所述第一可跟蹤部件和所述第二可跟蹤部件產生基于位置的數據，并且所述處理單元存儲幾何數據，該幾何數據至少使可跟蹤部件中的一個與所述骨骼相關聯并使可跟蹤部件中的另一個與所述器具相關聯，由此所述方向計算器計算所述器具相對于所述骨骼的位置和方向。

3.根據權利要求1的計算機輔助手術系統，其中，所述處理單元實際上是所述第二可跟蹤部件的一部分。

4.根據權利要求3的計算機輔助手術系統，其中，所述第二可跟蹤部件具有用于顯示所述第二可跟蹤部件相對于所述第一可跟蹤部件的方向的用戶界面。

5.根據權利要求1的計算機輔助手術系統，其中，可跟蹤部件中的至少一個具有確認指示器，所述確認指示器從所述處理單元接收信號以視覺顯示對來自至少一個可跟蹤部件的命令的確認。

6.根據權利要求1的計算機輔助手術系統，其中所述第一慣性傳感器單元為適于附著于所述骨骼、用以產生兩個方向自由度的方向數據的基于加速度計的單元；

所述第二慣性傳感器單元為適于附著于所述骨骼、用以產生兩個方向自由度的方向數據的基于加速度計的單元；

所述方向計算器，當所述骨骼關于所述第一慣性傳感器單元的兩個自由度中的僅僅一個的軸轉動時，確定第一慣性傳感器單元和第二傳感器單元的變化的角速度；以及

所述處理單元進一步包括標定計算器，其用于通過利用所確定的變化的角速度標定所述骨骼相對于所述第一慣性傳感器單元的方向，以確定所述第一慣性傳感器單元的第三個方向自由度，由此可在三個方向自由度上跟蹤所述骨骼。

7.一種用于跟蹤物體的三個方向自由度的方法，該方法包括：

從附著于物體的基于加速度計的參考跟蹤部件接收兩個方向自由度的方向數據；

從附著于物體的基于加速度計的標定跟蹤部件接收兩個方向自由度的方向數據；

當物體關于所述參考跟蹤部件的兩個方向自由度中的僅僅一個的軸轉動時，確定所述參考跟蹤部件和所述標定跟蹤部件的變化的角速度；以及

通過利用所確定的變化的角速度，標定物體相對于所述參考跟蹤部件的方向，以確定所述參考跟蹤部件的第三個方向自由度；

由此，可在三個方向自由度上跟蹤物體。

8.根據權利要求7的方法，其中，接收方向數據包括從附著于所述骨骼的所述參考跟蹤部件和所述標定跟蹤部件接收方向數據。

9.根據權利要求7的方法，其中，確定所述參考跟蹤部件和所述標定跟蹤部件的變化的角速度包括：顯示與關于所述參考跟蹤部件的兩個方向自由度中的僅僅一個的軸的變化的角速度有關的數據，以指導操作者移動物體。

10.根據權利要求9的方法，進一步包括對骨骼模型或尸體執行該方法。

11.根據權利要求7的方法，進一步包括在標定后以三個方向自由度在界面上顯示對物體的跟蹤。

12.根據權利要求7的方法，其中，確定變化的角速度包括：如果關于所述軸的方向變化超過最大值，則拒絕變化的角速度。