[发明专利]集成眼球凝视跟踪用于立体观看器的医疗装置、系统和方法

说明书

本文描述的是一种眼球跟踪系统，眼球跟踪系统包括经配置向使用者显示术野的图像的图像显示器。图像显示器经配置发射在第一波长范围中的光。系统还包括右眼球跟踪器，右眼球跟踪器经配置发射在第二波长范围中的光并测量关于使用者的右眼球的第一凝视点的数据。系统还包括左眼球跟踪器，左眼球跟踪器经配置发射在第二波长范围中的光并测量关于使用者的左眼球的第二凝视点的数据。系统还包括设置在图像显示器和使用者的右眼球和左眼球之间的光学组件。光学组件经配置指示第一波长范围的光和第二波长范围的光，使得第一波长和第二波长共享左眼球和图像显示器之间的左光学路径的至少一部分并共享右眼球和图像显示器之间的右光学路径的至少一部分，而右眼球跟踪器和左眼球跟踪器对使用者不可见。系统还包括至少一个处理器，其经配置处理关于第一凝视点和第二凝视点的数据，以确定其中使用者的凝视点指示的所显示的图像中的观看位置。

背景技术

外科手术程序能够以微创方式使用远程操作医疗系统执行。微创外科手术的好处是众所周知的，并且当与传统的开放式切口外科手术相比时包括较少的患者创伤、较少的失血和较快的恢复时间。另外，诸如由加利福尼亚森尼韦尔的直观外科手术公司(Intuitive Surgical，Inc.)商业化的DA 手术系统的远程操作医疗系统的使用是已知的。当与手动微创手术相比时，此类远程操作医疗系统可以允许外科医生用直观控制和增加的精确性操作。

远程操作医疗系统可以包括联接到一个或更多个机器臂的一个或更多个器械。如果所述系统用于执行微创手术，则所述器械可以通过诸如小切口的患者体内的一个或更多个小开口或诸如例如口、尿道或肛门的自然腔道进入手术区域。在一些情况下，不通过(一个或更多个)开口直接插入(一个或更多个)器械，套管或其他引导元件能够插入每个开口中，并且器械能够通过套管插入以进入手术区域。诸如内窥镜的成像工具能够用于观看手术区域，并且由成像工具捕获的图像能够显示在图像显示器上，以在外科手术期间由外科医生观看。

提供远程操作医疗系统是可取的，远程操作医疗系统能够有效地并精确地采用眼球凝视跟踪用于在微创医疗程序期间的各种应用。本文公开的系统和方法克服现有技术的缺点中一个或更多个。

发明内容

在一个示例性方面，本公开涉及一种包括图像显示器、右眼球跟踪器、左眼球跟踪器和至少一个处理器的眼球跟踪系统。图像显示器经配置向使用者显示术野的图像。在一方面，右眼球跟踪器经配置测量关于使用者的右眼球的第一凝视点的数据。在一方面，右眼球跟踪器包括右立体成像装置。在一方面，左眼球跟踪器经配置测量关于使用者的左眼球的第二凝视点的数据。在一方面，左眼球跟踪器包括左立体成像装置。在一方面，至少一个处理器经配置处理关于第一凝视点和第二凝视点的数据，以确定其中使用者的凝视点指示的所显示的图像中的观看位置。

在另一个示例性方面，本公开涉及一种包括图像显示器、右眼球跟踪器、左眼球跟踪器、光学组件和至少一个处理器的眼球跟踪系统。图像显示器经配置向使用者显示术野的图像并经配置发射在第一波长范围中的光。在一方面，右眼球跟踪器经配置发射在第二波长范围中的光并测量关于使用者的右眼球的第一凝视点的数据。在一方面，左眼球跟踪器经配置发射在第二波长范围中的光并测量关于使用者的左眼球的第二凝视点的数据。在一方面，光学组件设置在图像显示器和使用者的右眼球和左眼球之间。在一方面，光学组件经配置指示第一波长范围的光和第二波长范围的光，使得第一波长和第二波长共享左眼球和图像显示器之间的左光学路径的至少一部分并共享右眼球和图像显示器之间的右光学路径的至少一部分，而右眼球跟踪器和左眼球跟踪器对使用者不可见。在一方面，至少一个处理器经配置处理关于第一凝视点和第二凝视点的数据，以确定其中使用者的凝视点指示的所显示的图像中的观看位置。