[發明專利]模型登記系統和方法

有效

• 申請號: 201580068944.5
• 申請日: 2015-11-29
• 公開（公告）號: CN107105972B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: R·本-伊莎;L·巴拉克
• 申請（專利權）人: 埃爾比特系統公司
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;A61B5/055;A61B90/00
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 張臻賢;屈小春

提供一種用于使用參考坐標系登記與對象的預先獲取的模型相關聯的坐標系的系統。所述系統包括包含顯示器的便攜式單元，用于跟蹤所述便攜式單元的跟蹤系統，以及處理器。所述處理器與所述便攜式單元和所述跟蹤系統耦合。所述處理器確定所述便攜式單元的位置和方向。所述處理器進一步根據跟蹤指針和各自的位置相關信息中的至少一個，確定位于所述對象上的至少一個標記的位置。所述處理器進一步在所述顯示器上顯示登記相關信息。所述登記相關信息和所述登記相關信息的顯示位置中的至少一個與所述便攜式單元的所述位置和方向相關。所述至少一個標記在與所述預先獲取的模型相關聯的所述坐標系中的所述位置是預定的。

技術領域

所公開的技術一般涉及跟蹤系統，并且具體來說涉及用于使用與跟蹤系統相關聯的參考坐標系登記對象的模型的系統和方法。

背景技術

使用與醫療跟蹤系統相關聯的坐標系登記與患者的圖像相關聯的坐標系能夠在其各自的位置和方向顯示關于患者的感興趣的身體部位的圖像的術中信息(例如，醫療工具的表示，導航信息)。因此，用戶可以查看這些術中信息以及感興趣的患者身體部位。

Robbins等人的美國專利申請公布U.S.2011/0098553涉及使用圖像引導系統自動登記磁共振(MR)圖像。通過將MR可見標記放置在相對于相機跟蹤系統中可見的標記的已知位置來實現登記。標記被固定到公共的固定裝置上，該固定裝置與參考標記一起附接到頭夾(當標記被覆蓋或去除時使用)。跟蹤系統包括具有用于檢測可見光的檢測陣列的相機，以及被布置成分析陣列的輸出的處理器。要檢測的每個對象攜帶單個標記，其具有在其上的特定單個特征點處相交的明暗的對比區域的圖案，并具有圍繞特定位置的陣列。這使得處理器能夠檢測圖案的旋轉角度并且將每個標記與其他標記區分開。

Schoepp的美國專利申請公布2012/0078236涉及一種用于使用與掃描圖像相關聯的坐標系自動登記與導航系統相關聯的坐標系的方法。最初，包括基準標記的導航系統的相機組件固定地附接到患者(例如，使用粘合劑)。此后，獲取使用相機的患者的掃描圖像。掃描圖像包括帶有基準標記的相機。登記模塊自動辨認和識別在掃描圖像中可見的基準標記，并且從中確定相機組件的位置(即，基準標記相對于相機坐標系和相機的焦點幾何形狀的位置是已知的)。通過識別掃描圖像內的相機坐標系的位置，登記模塊自動登記相對于掃描圖像中患者位置的相機空間。在自動登記相機時，通過外科手術工具、相機坐標系和掃描圖像坐標系之間已知的關系可立即獲得外科手術工具的跟蹤。

本公開技術的概述

特別地，所公開的技術的目的是提供一種用于使用與跟蹤系統相關聯的參考坐標系登記對象的模型的新穎的方法和系統。

根據所公開的技術，因此提供了一種用于使用與對象相關聯的參考坐標系登記與對象的模型相關聯的坐標系的系統。系統包括便攜式單元、跟蹤系統和處理器。便攜式單元包括顯示器。處理器與便攜式單元和跟蹤系統耦合。跟蹤系統跟蹤參考坐標系中的便攜式單元。處理器確定便攜式單元在參考坐標系中的位置和方向。處理器進一步根據跟蹤指針和各自的位置相關信息中的至少一個，確定位于對象上的至少一個標記在參考坐標系中的位置。處理器也在顯示器上顯示登記相關信息，登記相關信息和登記相關信息的顯示位置中的至少一個與便攜式單元在參考坐標系中的位置和方向相關。

根據所公開的技術的另一方面，因此提供了一種用于顯示登記相關信息的方法，其包含以下程序：確定標記在與對象的模型相關聯的坐標系中的位置，標記位于對象上；以及確定便攜式單元在參考坐標系中的位置和方向，便攜式單元包括顯示器。方法進一步包括以下程序：確定至少三個標記在參考坐標系中的位置；以及根據至少三個標記在兩個坐標系中的各自確定的位置，使用參考坐標系登記與對象的模型相關聯的坐標系。方法也包括以下程序：在顯示器上顯示登記相關信息，登記相關信息和登記相關信息的顯示位置中的至少一個與便攜式單元在參考坐標系中的位置和方向相關。

附圖說明

從以下結合附圖的詳細描述中將更全面地理解和了解所公開的技術，其中：