[發明專利]將手術工具與由擴展現實頭戴裝置的攝像機跟蹤的參考陣列配準以用于手術期間的輔助導航

在審

• 申請號: 202110466291.3
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113558762A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: T·卡洛韋;I·達林
• 申請（專利權）人: 格羅伯斯醫療有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10;A61B34/30
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 江葳

本申請涉及將手術工具與由擴展現實頭戴裝置的攝像機跟蹤的參考陣列配準以用于手術期間的輔助導航。本發明公開了一種用于手術期間的計算機輔助導航的攝像機跟蹤系統。所述攝像機跟蹤系統被配置成標識由附接到擴展現實(XR)頭戴裝置的一組跟蹤攝像機跟蹤的參考陣列，并確定所述參考陣列是否被配準為與手術工具數據庫中限定的多個手術工具中的一個的特性配對。所述攝像機跟蹤系統進一步被配置成基于所述參考陣列被確定為未配準并接收用戶輸入，將所述參考陣列配準為與基于所述用戶輸入而選擇的所述多個手術工具中的一個的特性配對。所述攝像機跟蹤系統進一步被配置成向所述XR頭戴裝置的顯示裝置提供所述特性的表示以顯示給用戶。

技術領域

本公開涉及醫療裝置和系統，且更確切地說，涉及用于手術期間的計算機輔助導航的攝像機跟蹤系統。

背景技術

手術期間的計算機輔助導航可以為外科醫生提供手術工具的當前位姿相對于患者的解剖結構的醫學圖像的計算機化可視化。用于計算機輔助導航的攝像機跟蹤系統通常使用一組攝像機來跟蹤附接到手術工具上的一組基準點，所述一組基準點在手術期間由外科醫生或其它用戶定位。一組基準點，也稱為動態參考陣列或動態參考庫(DRB)，允許攝像機跟蹤系統確定手術工具相對于醫學圖像中的解剖結構以及相對于患者的位姿以顯示給外科醫生。外科醫生可由此使用實時位姿反饋，以在手術過程期間對手術工具進行導航。

擴展現實(XR)頭戴裝置與攝像機跟蹤系統結合使用，以使外科醫生能夠以覆蓋在患者上的圖形對象的方式查看實時位姿反饋。持續需要使戴著XR頭戴裝置的外科醫生能夠使用多種類型的手術工具，同時減少在工具選擇上的誤差，并減少手術過程期間外科醫生注意力的中斷。

發明內容

本文所公開的各個實施例涉及手術期間的計算機輔助導航的改進。XR頭戴裝置用于協助將手術工具的特性與由攝像機跟蹤系統標識的參考陣列配準。可以將特性的表示顯示到XR頭戴裝置上，以使用戶能夠確認配準過程的正確性。在配準過程中使用XR頭戴裝置可以為外科醫生和其它醫務人員(用戶)提供更直觀、省時和可靠的過程，以在手術過程之前和/或期間對手術工具與攝像機跟蹤系統進行配準。

在一個實施例中，用于手術期間的計算機輔助導航的攝像機跟蹤系統被配置成標識由附接到XR頭戴裝置的一組跟蹤攝像機跟蹤的參考陣列。攝像機跟蹤系統確定參考陣列是否被配準為與手術工具數據庫中限定的多個手術工具中的一個的特性配對。基于參考陣列被確定為未配準并接收用戶輸入，攝像機跟蹤系統將參考陣列配準為與基于用戶輸入而選擇的多個手術工具中的一個的特性配對。攝像機跟蹤系統隨后向XR頭戴裝置的顯示裝置提供特性的表示以顯示給用戶。

公開了攝像機跟蹤系統的相關計算機程序產品和方法。

在審閱以下附圖和詳細描述之后，根據實施例的其它攝像機跟蹤系統、計算機程序產品和方法對于本領域技術人員來說將是或變得顯而易見的。預期所有此類攝像機跟蹤系統、計算機程序產品和方法包含在本說明書中、在本公開的范圍之內且受所附權利要求的保護。此外，預期本文中所公開的所有實施例可單獨地實施或以任何方式和/或組合而組合。

附圖說明

附圖示出了發明概念的某些非限制性實施例，所述附圖被包含在內以提供對本公開的進一步理解，并且結合在本申請內并構成本申請的一部分。在附圖中：

圖1示出了根據本公開的一些實施例的手術系統的實施例；

圖2示出了根據本公開的一些實施例的圖1的手術系統的手術機器人組件；

圖3A示出了根據本公開的一些實施例的圖1的手術系統的攝像機跟蹤系統組件；

圖3B和3C示出了根據本公開的一些實施例的可以與圖1的手術系統一起使用的另一個攝像機跟蹤系統組件的正視圖和等距視圖；

圖4示出了可連接到機器人臂并且根據本公開的一些實施例配置的末端執行器的實施例；