[发明专利]用于医疗程序中的感觉增强系统和方法

权利要求书

1.一种外科手术导航系统，其包括：

头戴式显示装置，所述头戴式显示装置由用户在外科手术程序期间佩戴，所述头戴式显示装置包括处理器单元、显示生成器、传感器套件，所述传感器套件具有至少一个跟踪相机或深度传感器，其中：

所述处理单元用从所述传感器套件接收的数据创建解剖对象的暴露表面的参考表面图；

所述处理单元针对所述参考表面图建立相对于所述传感器套件的参考系；

所述参考系的朝向通过创建所述解剖对象的其它解剖学特征的另外的表面图来建立；

所述处理单元通过以下操作跟踪所述解剖对象相对于所述头戴式显示装置的姿态：(i)创建所述暴露表面的移位表面图以及(ii)使所述移位表面图和参考系旋转和平移，以实现与所述参考表面图的最佳拟合。

2.根据权利要求1所述的外科手术导航系统，其中所述处理单元与所述头戴式显示器通信以提供混合现实用户界面，所述混合现实用户界面包括外科手术工具或植入物相对于所述解剖对象的期望特征在用户的视野中的立体虚拟图像。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的外科手术导航系统，其中所述外科手术程序是髋关节成形术，所述解剖对象是股骨，并且所述暴露表面包含所述股骨的小转子。

4.根据权利要求3所述的外科手术导航，其中所述其它解剖学特征选自由以下组成的组：股骨头、股骨颈、小腿和其组合。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的外科手术导航系统，其中所述外科手术程序是膝关节成形术，所述解剖对象是胫骨，并且所述暴露表面包含所述胫骨的前内侧。

6.根据权利要求5所述的外科手术导航系统，其中所述其它解剖学特征选自由以下组成的组：胫骨坪、小腿、足背表面和其组合。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的外科手术导航系统，其中所述外科手术程序是膝关节成形术，所述解剖对象是股骨，并且所述暴露表面包含所述股骨的远端部分的前内侧。

8.根据权利要求7所述的外科手术导航系统，其中所述其它解剖学特征选自由以下组成的组：滑车上的最远端点、股骨髁、后髁、上髁、小腿和其组合。

9.一种使用头戴式外科手术导航系统进行髋关节成形术程序的方法，其包括：

提供头戴式外科手术导航系统，所述头戴式外科手术导航系统包括显示装置，所述显示装置包括处理器单元、显示生成器、传感器套件，所述传感器套件具有至少一个跟踪相机或深度传感器；

将所述头戴式外科手术导航系统附接到用户的头部；

用所述传感器套件创建小转子的参考表面图以及股骨头和小腿的另外的表面图；

基于所述参考表面图和所述另外的表面图，建立所述股骨相对于所述传感器套件的参考系；

创建所述小转子的移位表面图；以及

通过将所述移位表面图与所述参考表面图进行比较来跟踪所述股骨相对于所述传感器套件的姿态。

10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：

创建经过置换的股骨头的表面图；以及

通过将所述经过置换的股骨头的所述表面图与所述股骨头的所述另外的表面图中的至少一个表面图进行比较来测量所述股骨头的变化。

11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括测量股骨偏移的变化。

12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括测量由于所述股骨头在所述股骨的所述参考系中的位置的变化引起的腿部长度的变化。

13.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：

创建髋臼的参考表面图；

创建所述髋臼的经过置换的髋臼植入物的置换表面图；以及

通过将所述髋臼的所述置换表面图与所述参考表面图进行比较来测量所述髋臼的位置的变化。