[发明专利]将手术工具与由扩展现实头戴装置的摄像机跟踪的参考阵列配准以用于手术期间的辅助导航

说明书

本申请涉及将手术工具与由扩展现实头戴装置的摄像机跟踪的参考阵列配准以用于手术期间的辅助导航。本发明公开了一种用于手术期间的计算机辅助导航的摄像机跟踪系统。所述摄像机跟踪系统被配置成标识由附接到扩展现实(XR)头戴装置的一组跟踪摄像机跟踪的参考阵列，并确定所述参考阵列是否被配准为与手术工具数据库中限定的多个手术工具中的一个的特性配对。所述摄像机跟踪系统进一步被配置成基于所述参考阵列被确定为未配准并接收用户输入，将所述参考阵列配准为与基于所述用户输入而选择的所述多个手术工具中的一个的特性配对。所述摄像机跟踪系统进一步被配置成向所述XR头戴装置的显示装置提供所述特性的表示以显示给用户。

技术领域

本公开涉及医疗装置和系统，且更确切地说，涉及用于手术期间的计算机辅助导航的摄像机跟踪系统。

背景技术

手术期间的计算机辅助导航可以为外科医生提供手术工具的当前位姿相对于患者的解剖结构的医学图像的计算机化可视化。用于计算机辅助导航的摄像机跟踪系统通常使用一组摄像机来跟踪附接到手术工具上的一组基准点，所述一组基准点在手术期间由外科医生或其它用户定位。一组基准点，也称为动态参考阵列或动态参考库(DRB)，允许摄像机跟踪系统确定手术工具相对于医学图像中的解剖结构以及相对于患者的位姿以显示给外科医生。外科医生可由此使用实时位姿反馈，以在手术过程期间对手术工具进行导航。

扩展现实(XR)头戴装置与摄像机跟踪系统结合使用，以使外科医生能够以覆盖在患者上的图形对象的方式查看实时位姿反馈。持续需要使戴着XR头戴装置的外科医生能够使用多种类型的手术工具，同时减少在工具选择上的误差，并减少手术过程期间外科医生注意力的中断。

发明内容

本文所公开的各个实施例涉及手术期间的计算机辅助导航的改进。XR头戴装置用于协助将手术工具的特性与由摄像机跟踪系统标识的参考阵列配准。可以将特性的表示显示到XR头戴装置上，以使用户能够确认配准过程的正确性。在配准过程中使用XR头戴装置可以为外科医生和其它医务人员(用户)提供更直观、省时和可靠的过程，以在手术过程之前和/或期间对手术工具与摄像机跟踪系统进行配准。

在一个实施例中，用于手术期间的计算机辅助导航的摄像机跟踪系统被配置成标识由附接到XR头戴装置的一组跟踪摄像机跟踪的参考阵列。摄像机跟踪系统确定参考阵列是否被配准为与手术工具数据库中限定的多个手术工具中的一个的特性配对。基于参考阵列被确定为未配准并接收用户输入，摄像机跟踪系统将参考阵列配准为与基于用户输入而选择的多个手术工具中的一个的特性配对。摄像机跟踪系统随后向XR头戴装置的显示装置提供特性的表示以显示给用户。

公开了摄像机跟踪系统的相关计算机程序产品和方法。

在审阅以下附图和详细描述之后，根据实施例的其它摄像机跟踪系统、计算机程序产品和方法对于本领域技术人员来说将是或变得显而易见的。预期所有此类摄像机跟踪系统、计算机程序产品和方法包含在本说明书中、在本公开的范围之内且受所附权利要求的保护。此外，预期本文中所公开的所有实施例可单独地实施或以任何方式和/或组合而组合。

附图说明

附图示出了发明概念的某些非限制性实施例，所述附图被包含在内以提供对本公开的进一步理解，并且结合在本申请内并构成本申请的一部分。在附图中：

图1示出了根据本公开的一些实施例的手术系统的实施例；

图2示出了根据本公开的一些实施例的图1的手术系统的手术机器人组件；

图3A示出了根据本公开的一些实施例的图1的手术系统的摄像机跟踪系统组件；

图3B和3C示出了根据本公开的一些实施例的可以与图1的手术系统一起使用的另一个摄像机跟踪系统组件的正视图和等距视图；

图4示出了可连接到机器人臂并且根据本公开的一些实施例配置的末端执行器的实施例；