[发明专利]以患者面部作为触摸板用户界面

说明书

本发明题为“以患者面部作为触摸板用户界面”。本发明提供了一种配准患者面部并使用患者面部作为触摸板界面的方法。该方法包括以下步骤：采集患者面部的三维解剖图像，并在第一坐标系中标识患者面部上的预定义位置处的多个解剖点并将至少一个函数分配到至少一个预定义位置，在患者面部上的相应预定义位置处接收第二坐标系中的多个位置，通过使患者面部上的位置与相应解剖点之间相关联来配准第一坐标系和第二坐标系，触发对应于至少一个所分配的函数的命令并将该命令传送至电子装置。本发明描述了一种用于通过该方法配准患者面部的系统。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种用于配准患者面部并使用患者面部作为触摸板用户界面的方法。该方法包括采集患者面部的三维解剖图像，在第一坐标系中标识对应于患者面部上的相应预定义位置的多个解剖点，并将至少一个函数分配给至少一个预定义位置。该方法还包括在患者面部上的相应预定义位置处接收第二坐标系中的多个位置，并通过使患者面部上的位置与相应解剖点之间相关联来配准第一坐标系和第二坐标系。该方法还包括触发对应于至少一个所分配的函数的命令，并将命令传送至电子装置。

在一个方面，本发明涉及一种用于配准患者面部并使用患者面部作为触摸板用户界面的系统。该系统包括：配准工具，其包括位置跟踪系统的位置传感器，该位置传感器被配置成通过将配准工具定位在患者面部上的相应预定义位置处来采集第二坐标系中的多个位置；以及处理器。处理器被配置成在患者面部的三维解剖图像中标识对应于第一坐标系中的相应预定义位置的多个解剖点，并将至少一个函数分配给患者面部上的至少一个预定义位置。处理器还被配置成接收在第二坐标系中测量的多个位置，并通过使患者面部上的位置与相应解剖点之间相关联来配准第一坐标系和第二坐标系。处理器还被配置成检索对应于至少一个所分配的函数的命令。

附图说明

当结合附图阅读本发明的实施方案的以下具体实施方式时，能更好地理解具体实施方式。出于举例说明的目的，附图中示出的为目前优选的实施方案。然而应当理解，本发明不限于所示的精确布置方式和工具。在附图中：

图1为根据本发明的实施方案的外科系统的示意图。

图2为示意性地示出根据本发明的实施方案的用于配准患者面部与磁位置跟踪系统的坐标系并使用患者面部作为用户界面来控制设备的方法的流程图。

图3为在图2所示的配准方法中使用的患者面部的三维计算机断层摄影图像的示意图。

图4为用作用户界面以控制设备的患者面部的示意图。

具体实施方式

本公开整体涉及利用患者的面部作为用户界面来促进配准设备的可用性的方法。

如本文所用，术语“配准”是指用于确定身体部位与例如由术前计算机断层摄影(CT)扫描构建的三维(3D)计算机图像之间的空间关系的过程。外科导航系统用于指导医生在医学规程中的移动。

在某些医学规程中，诸如耳鼻喉(ENT)外科手术，可将相关器官的解剖图像与位置跟踪系统的坐标系配准。使用配准，可以将配备有位置传感器的外科工具导航至所治疗的器官，并且可将其可视化覆盖在解剖图像上。原则上，可使用配备位置跟踪系统的位置传感器的外部配准工具进行术前配准。此工具可施用到患者面部上的预选部位(例如，前额和两个脸颊的中心)。然后，可基于在预选部位处的组织的测量位置，将解剖图像配准到位置跟踪系统的坐标系。

计算机断层摄影成像系统和位置跟踪系统在本领域中是已知的。用于配准医学图像的方法描述于例如美国专利6,560,354和美国专利申请15/674,380中，以上专利以引用方式并入本文，如同充分阐述了一样。美国专利6,560,354描述了使用点和表面的加权组合将图像配准到物理空间的装置和方法。将通过X射线计算机断层摄影拍摄的患者图像配准到在患者的身体上获得的物理测量结果。患者身体的不同部位被赋予不同的数字权重；例如，如果认为骨测量结果比皮肤测量结果更准确，则骨可被赋予比皮肤更高的权重。权重在迭代配准过程中用于确定刚体变换函数。