[发明专利]手术导引系统

说明书

一种手术导引系统，包含一个光学摄影机、一个设置于一个使用者旁的第一参考元件、一个设置于一个手术器械的第二参考元件、N个显示装置、N个分别设置在该等显示装置的第三参考元件及一个处理单元。该处理单元电连接该光学摄影机以接收两个影像，进而分析该第一参考元件、该第二参考元件及该N个第三参考元件在空间中的多个空间位置，并与该N个显示装置连线，以根据该等空间位置将N个辅助信息分别传送至该N个显示装置。该手术导引系统还包含一种定位架及一种校正工具，以执行分别相关增强现实影像与超音波探头的校准与校正。本发明能提升医疗人员例如在执行手术时的便利性。

技术领域

本发明涉及一种导引系统，特别是涉及一种手术导引系统、及其所包含的定位架与校正工具。

背景技术

随着科技的发展，手术导航系统已经成为手术中不可或缺的重要工具。目前现有的手术导引系统的使用情形为：当利用手术导引系统进行手术辅助导引时，操作的外科医师通常需要通过注视手术导引机的计算机屏幕，来进行手术的操作，使得其视线无法离开手术导引机的计算机屏幕。然而，这样的操作程序，对手术进行的操作不但造成许多不方便，也不是最直观的手术进行方法。因此，以往的手术导引系统便存有许多改善的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更便利的手术导引系统、及其所包含的定位架与校正工具。于是，根据本发明的一观点，提供一种手术导引系统，适用于一个使用者，并包含一个光学摄影机、一个第一参考元件、一个第二参考元件、N个显示装置、N个第三参考元件及一个处理单元。

该光学摄影机包括两个摄影模块，以同时撷取两个影像。该第一参考元件固定且邻近地设置于该使用者旁。该第二参考元件适用于设置在一个手术器械上。N为正整数。该N个第三参考元件分别设置于该N个显示装置上。

该处理单元电连接该光学摄影机以接收该等影像，进而分析该第一参考元件、该第二参考元件及该N个第三参考元件在空间中的多个空间位置，并与该N个显示装置连线，以根据该等空间位置将N个辅助信息分别传送至该N个显示装置。

在一些实施态样中，其中，每一个辅助信息包括相关于该使用者的增强现实(Augmented Reality；AR)影像。每一个显示装置是一个头戴装置，并适用于一个医疗人员配戴，且包括一个透视式(See Through)显示器，以显示对应的该辅助信息的该增强现实影像。

在一些实施态样中，其中，该处理单元分析该第一参考元件、该第二参考元件及该N个第三参考元件在空间中的该等空间位置，获得一个坐标向量(O,V₁,V₂,…,V_N,V_t,V_f)，位置O是该手术导引系统以该光学摄影机的位置作为一个原点参考点，V_i是第i个显示装置的该第三参考元件相对于该原点参考点的位置向量，i等于1、2…N，V_t是该第二参考元件相对于该原点参考点的位置向量，V_f是该第一参考元件相对于该原点参考点的位置向量。

在一些实施态样中，其中，该处理单元通过X2＝T1*(V_t-V₁,V_t-V₂,…,V_t-V_N,V_f-V_t,V₁-V_f,V₂-V_f,…,V_N-V_f)的关系式，获得以该N个显示装置的该等第三参考元件为另一个原点参考点的坐标信息X2，并使得该N个显示装置获得该手术器械的该第二参考元件的即时坐标信息，T1是一个作空间坐标转换的矩阵。