[发明专利]手势控制

说明书

技术领域

本发明涉及手势控制系统和方法。本发明特别涉及用于在健康护理机构中使用的手势控制系统和方法。

背景技术

与计算机进行交互能够以多种方式完成，包括使用鼠标或键盘。然而，在一些情况下，优选使用免接触式控制单元。这样的控制系统能够是语音控制的系统，但是语音控制不总是足够准确和精确的。本发明的发明人已经认识到改进的控制系统和方法是有益的，并且因此设计了本发明。

发明内容

用于使用操作者手势来控制成像系统和其他医疗设备的系统的鲁棒性取决于传感器数据的体积和传感器的类型。当前的手势控制方法具有缺点，例如基于摄像机的系统需要视线，并且基于超声的系统仅对于短距离是有用的。另一个限制因素是对于大多数传感器方法而言，难以跟踪例如操作者的整个手臂。

本发明提出不用于其他方案的一种利用跟踪操作者的四肢(例如手臂、头、手、手指)的光学形状感测来使能的衣服或任何光学形状感测使能的设备，优选与系统相结合，其中，模式识别方案应用于评估所记录的用于实时事件检测的手势。

实现一种控制系统应是有利的，其中，免接触式控制允许对诸如计算机的设备的精确的和鲁棒的输入。

总体上，本发明优选单独地或以任何组合寻求缓和、减轻或消除上述缺点中的一个或多个。具体地，提供解决现有技术中的上述问题或其他问题的方法可以被看作是本发明的目标。

为了更好地解决这些关心问题中的一个或多个，在本发明的第一方面中，提出一种由要被监测的诸如健康护理人员的人员穿着的衣服，所述衣服包括附着到衣服并且遍布所述衣服延伸的光学形状感测设备，使得衣服的部分的形状改变和/或移动被反映为光学形状感测设备的形状改变，其中，所述光学形状感测设备被缝合在衣服内或被附着到衣服，以便监测运动。

通过利用具有嵌入衣服或附着到衣服的可跟踪的形状感测设备，消除了基于摄像机的系统需要视线和基于超声的系统仅对短距离有用的缺点。另一个被克服的限制因素是对于大多数传感器方法难以跟踪例如操作者的整个手臂。通过本发明，能够跟踪整个手臂。这允许更精确的手势识别。而且，预期手势命令可以包括手臂的更多部分的移动，例如通过上臂与下臂和/或手的组合。衣服允许以鲁棒的方式监测穿着该衣服的人员。衣服提供对穿着该衣服的人员的移动模式的识别的可能性，从而允许该人员以免接触式的方式与仪器进行交互。

使用衣服或器械能够控制一系列仪器，包括但不限于成像系统(例如允许穿着者改变或操纵正在显示的图像)、外科手术器械(例如导管或介入探针或外科手术探针或机器人或用于造影剂的注射器)、正显示在屏幕上的数据集或外科医生可以希望以简单而直观的方式操作、无需接触设备来将其控制的任何其他器械或仪器。以下将给出更多的范例。

本发明还可以包括音频和/或视觉和/或触觉反馈，以确认手势解读和命令执行。而且，系统、衣服、器械以及方法可以采用模式开关，以在介入期间对手势控制状态的打开和关闭进行切换。也可以在执行所识别的命令之前使用确认步骤。

当在健康护理机构中，特别是在外科手术环境中使用所述衣服时，所述衣服提供直观的控制、以及由于与临床工作人员处理查看工作站的交互被减少的改进的工作流程。当前可以想象的是，所述系统非常适合于在医学成像中的范例，所述在医学成像中的范例总体上包括由手势控制的图像浏览器。这能够是例如预先记录的预介入成像，所述预介入成像包括但不限于患者正在经受或计划经受的外科手术或其他医疗程序的CT成像、MR成像、X射线成像、超声成像或实时X射线图像、实时MR-图像、实时CT图像、实时超声图像。

在一实施例中，光学形状感测设备包括柔性体，所述柔性体具有相对于设备的长度比较小的横截面，光学形状感测设备被配置为相对于基准确定柔性体的形状，形状感测设备被配置为基于其对于跟踪柔性体的移动和/或当前形状的配置来收集信息。当光学形状感测设备包括柔性体时，光学形状感测设备能够跟随穿着所述衣服人员移动，同时具有增加的强度。

有利地，光学形状感测设备被集成在衣服的部分中，所述衣服的部分对应于穿着所述衣服的人员的四肢。如上所述，预期将光学形状感测设备集成在四肢中是特别有用的，这是因为它们对有目的地移动是最有效的。四肢包括手臂、头、手和/或一个或多个手指。单独跟踪人员的躯干可能得到对应于给定的命令或事件的非故意的移动模式的检测。组合躯干和一个或多个四肢的移动模式识别提供更宽范围的组合，所述更宽范围的组合允许定义更多的命令或事件。跟踪至少一个四肢允许对要被控制的设备的直观控制。