[发明专利]用于模拟外科手术的触觉增强和虚拟现实系统

权利要求书

1.一种触觉增强和虚拟现实系统，包括：

A)开放性手术台，该开放性手术台包括：

包括手持触针并由触觉渲染逻辑驱动的第一触觉装置，其中所述第一触觉装置跟踪用户的手部运动并将力反馈提供给所述用户；

由图形逻辑驱动的第一显示系统，其中所述第一显示系统包括显示屏幕和头部跟踪系统，并提供虚拟患者的解剖的一部分的开放性手术视图的动态的以观看者为中心的透视图和至少第一虚拟手术仪器，其中所述第一虚拟手术仪器可视地叠加在所述第一触觉装置的手持触针上，从而允许所述用户看到所述第一虚拟手术仪器和所述用户的手部、且基于从所述第一触觉装置接收的数据随着所述手持触针移动而移动；以及

开放性手术台逻辑，所述开放性手术台逻辑集成所述触觉渲染逻辑和所述图形逻辑，且提供手术过程的开放性手术步骤的实时模拟，包括响应于通过所述第一触觉装置执行的用户操作来实时更新所述开放性手术视图；以及

B)显微手术台，该显微手术台包括：

由触觉渲染逻辑驱动的第二触觉装置，其中所述第二触觉装置跟踪所述用户的手部运动并将力反馈提供给所述用户；

由图形逻辑驱动的第二显示系统，其中所述第二显示系统包括双筒手术显微镜目镜和配置成允许所述用户获得深度知觉的显示屏幕，且提供虚拟患者的解剖的一部分的显微手术视图和至少第二虚拟手术仪器，所述至少第二虚拟手术仪器的位置基于从所述第二触觉装置接收的数据而被模拟；以及

显微手术台逻辑，所述显微手术台逻辑集成所述触觉渲染逻辑和所述图形逻辑，且提供手术过程的开放性手术步骤的实时模拟，包括响应于通过所述第二触觉装置执行的用户操作来实时更新所述显微手术视图。

2.如权利要求1所述的系统，还包括包含开放性手术台逻辑和显微手术台逻辑的触觉增强和虚拟现实系统。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述第一触觉装置包括挤压附接件，所述挤压附接件测量用户的拇指和食指之间的角度以模拟虚拟手术仪器的不连续的或渐进的打开和闭合。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述开放性手术台逻辑包括仪器库，所述仪器库包括多个虚拟手术仪器，所述多个虚拟手术仪器中的每一个能够由用户选择且由所述第一显示系统显示。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述虚拟手术仪器包括钻孔工具、开颅器、以及显微剪刀。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述显微手术台逻辑包括仪器库，所述仪器库包括多个虚拟手术仪器，所述多个虚拟手术仪器的每一个能够由用户选择且由第一显示系统显示。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述虚拟手术仪器包括双极钳、蛛网膜刀、大脑牵开器、吸头、夹钳保持器、超声血流量探针、解剖工具、和显微剪刀。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述显微手术台还包括至少一个脚踏板，所述至少一个脚踏板激活能够从所述仪器库中选择的至少一个虚拟手术仪器。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述双筒手术显微镜目镜能够相对于所述第二显示系统移动。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述双筒手术显微镜目镜安装在高度可调节的安装框上。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括一个或多个计算机，所述计算机包括所述开放性手术台逻辑和所述显微手术台逻辑。

12.如权利要求1所述的系统，其中所述开放性手术台和所述显微手术台组合。