[發明專利]用于配準頭戴設備系統的系統和方法

在審

• 申請號: 201880059811.5
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN111093513A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 邁克爾·科斯塔;T·鄧洛普;羅曼二世·弗洛里斯;馬修·赫特;M·奧布賴恩;I·帕塔納姆;M·蘭耶巴蘭;杰勒德·薩利納斯;F·斯卡爾佐;L·斯蒂斯;馬修·西爾維斯特;J·懷特;J·茲維斯塔
• 申請（專利權）人: 神經系統分析公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 柴雙;石海霞

本文描述的布置涉及用于頭戴設備系統的系統、裝置和方法，該頭戴設備系統包括：換能器；攝像頭，被配置為捕獲對象的圖像數據；以及控制器，被配置為使用捕獲的圖像數據檢測放置在對象上的一個或更多個基準標記，并基于檢測到的基準標記相對于對象配準換能器。

相關專利申請的交叉引用

本申請要求2017年9月14日提交的第62/558,804號美國臨時申請的優先權，其全部內容通過引用的方式并入本文。

背景技術

包含在頭戴設備系統中的裝置(例如，光學裝置、外科裝置、掃描裝置、醫療診斷裝置、自動經顱多普勒裝置等)的性能基于裝置相對于對象頭部的位置來進行優化。裝置相對于對象頭部的特定區域的初始配準(例如，對準)對于裝置在其運行期間有效地運行很重要。另外，執行裝置的手動配準的頭戴設備系統的技術人員可能會引入人為誤差，使得在運行期間裝置的性能受到不利影響。另外，可能需要技術熟練的技術人員來正確地配準裝置，這可能會妨礙有效且及時的醫療保健管理。因此，希望包括裝置的頭戴設備系統能夠在所需人工干預最少的情況下相對于對象頭部自動地配準該裝置。

發明內容

根據各種布置，提供了系統和方法，其提供頭戴設備系統相對于對象的自動配準。在一些布置中，自動配準最小化或消除了技術人員操作頭戴設備系統的需要，這可以最小化操作系統時的人為誤差，并且可以更快且更有效地執行頭戴設備系統的操作。

在一些布置中，一種頭戴設備系統包括：換能器；攝像頭，被配置為捕獲對象的圖像數據；以及控制器，被配置為使用捕獲的圖像數據檢測放置在對象上的一個或更多個基準標記，并基于檢測到的基準標記相對于對象配準換能器。

在一些布置中，換能器是超聲換能器。

在一些布置中，頭戴設備系統還包括機器人，其被配置為相對于對象定位換能器。控制器被配置為通過定位換能器以在對象上操作換能器并且在換能器操作期間將換能器的工作空間限制到一個或更多個邊界來對換能器進行配準。

在一些布置中，圖像數據捕獲設置在對象上的一個或更多個基準標記。

在一些布置中，一個或更多個基準標記中的每一個具有能夠反射光的逆向反光材料。

在一些布置中，一個或更多個基準標記中的每一個具有由與逆向反光材料相比反射更少的光的材料制成的邊界。

在一些布置中，一個或更多個基準標記中的每一個具有固定的尺寸、形狀和設計。

在一些布置中，控制器被配置為通過從圖像數據生成一個或更多個二進制圖像來分析捕獲的圖像數據。

在一些布置中，一個或更多個二進制圖像中的至少一個是基于閾值的二進制圖像，并且控制器通過以下方式生成基于閾值的二進制圖像：將高于預定閾值的圖像數據的每個像素的值設置為第一值，并且將低于預定閾值的圖像數據的每個像素的值設置為第二值。

在一些布置中，一個或更多個二進制圖像中的至少一個是基于邊緣檢測的二進制圖像。

在一些布置中，控制器被配置成檢測一個或更多個二進制圖像中的輪廓線，并從檢測的輪廓線中選擇基準輪廓線，該基準輪廓線是在捕獲圖像數據時設置在對象上的基準標記的輪廓線。

在一些布置中，具有與正圓的面積周長比不同的面積周長比的每個輪廓線被拒絕。

在一些布置中，具有在值的預定范圍之外的面積的每個輪廓線被拒絕。

在一些布置中，一個或更多個二進制圖像包括基于閾值的二進制圖像和基于邊緣檢測的二進制圖像。在基于閾值的二進制圖像和基于邊緣檢測的二進制圖像兩者中均存在至少一個檢測到的輪廓線。至少一個檢測到的輪廓線被選擇為基準輪廓線。

在一些布置中，控制器被配置為基于攝像頭的光學參數和每個基準標記的預定尺寸來確定每個基準標記的位置。