[发明专利]用于部署结构性心脏修复或置换产品的实时融合式全息可视化和引导

说明书

一种用于对患者进行结构性心脏修复或置换手术的系统(100)和方法(200)，包括增强现实系统(102)、被跟踪仪器(104)、第一图像获取系统(108)和计算机系统(106)。该方法包括从患者处获取第一全息图像数据集(122)的步骤。在下一步骤中，计算机系统(106)使用多个传感器(115、117、119、121)跟踪被跟踪仪器(104)，以提供被跟踪仪器数据集(132)。该方法(200)还包括登记第一全息图像数据集(122)、被跟踪仪器数据集(132)以及患者的步骤。然后，在下一步骤中，增强现实系统(102)基于来自患者的第一全息图像数据集(122)渲染第一全息图(134)，以供执业者查看。因此，执业者被允许在使用增强现实系统(102)查看患者和第一全息图(134)的同时对患者进行手术。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年2月1日提交的美国临时申请序列号62/969,035的权益。通过引用将上述申请的全部公开内容纳入本文。

技术领域

本公开涉及全息增强现实(augmented reality，AR)应用，尤其是使用全息增强现实的医疗应用。

背景技术

本节提供了不一定是现有技术的本公开相关的背景信息。

图像引导外科手术已成为例如结构性心脏修复的许多不同手术的标准做法。图像引导手术在视觉上将术中数据与术前数据相关联。图像引导手术的使用已被证明可以提高这些手术的安全性和成功率。然而，在图像引导外科手术中会出现许多已知的困难。

例如，如何向执业者展示术中数据和术前数据可以与执业者的外科手术表现直接相关。通常，该信息显示在位于患者周围的二维(two dimensional，2D)显示器上。不期望的是，这将执业者的注意力从患者处转移到2D显示器。此外，由于执业者在进行手术时必须不断地抬头看2D显示器，这会对执业者的颈部施加额外的压力。

此外，由于术中数据和术前数据的显示方式，确定最佳仪器插入角度会很困难。如前所述，该数据通常以2D显示，这意味着执业者必须在头脑中将仪器的位置和轨迹转换为2D显示器上显示的数据。由于位置和轨迹无法很好地转换为2D，这会不期望地导致混乱和错误。

持续需要一种涉及全息增强现实的用于结构性心脏修复或置换的可视化、引导和导航方法和系统，所述方法和系统使执业者能够在同一视野内查看操作数据和患者。期望的是，该系统和方法使执业者能够在手术期间更容易地确定仪器的位置和轨迹。

发明内容

与本公开一致，令人惊讶地发现了一种涉及全息增强现实的用于结构性心脏修复或置换的可视化、引导和导航系统和方法，所述系统和方法使执业者能够在同一视野内查看操作数据和患者，并使得执业者在手术过程中能够更容易地确定仪器的位置和轨迹。

在一个实施例中，用于对患者进行结构性心脏修复或置换手术的方法包括提供增强现实系统、被跟踪仪器、第一图像获取系统和计算机系统的步骤。计算机系统有处理器和存储器。被跟踪仪器具有多个传感器。第一图像获取系统配置用于从患者处获取第一全息图像数据集。计算机系统与增强现实系统、被跟踪仪器和第一图像获取系统进行通信。该方法可以包括通过第一图像获取系统从患者处获取第一全息图像数据集。该方法还可以包括通过计算机系统使用多个传感器跟踪被跟踪仪器，以提供被跟踪仪器数据集。该方法还可以包括通过计算机系统登记第一全息图像数据集、被跟踪仪器数据集以及患者。该方法还可以包括通过增强现实系统基于来自患者的第一全息图像数据集渲染第一全息图以供执业者查看。该方法还可以包括由执业者在使用增强现实系统查看患者和第一全息图的同时对患者进行结构性心脏修复或置换手术。因此，执业者在结构性心脏修复或置换手术中，使用增强现实系统进行被跟踪仪器的可视化、引导和导航中的至少一个。