用于在外科手术过程中减少跟踪中断的导航系统和方法技术方案

用于减少外科手术期间跟踪中断的导航系统和方法。虚拟边界发生器生成与跟踪设备和定位器相关联的虚拟边界。碰撞检测器评估虚拟物体相对于虚拟边界的移动，以检测虚拟物体与虚拟边界之间的碰撞。反馈发生器响应于碰撞检测，以减少跟踪设备与定位器之间的跟踪中断。

Navigation system and method for reducing tracking interruption during surgical operation

Navigation system and method for reducing tracking interruption during surgical operation. The virtual boundary generator generates a virtual boundary associated with the tracking device and the locator. The collision detector estimates the movement of virtual objects relative to the virtual boundaries to detect collisions between virtual objects and virtual boundaries. The feedback generator is responsive to collision detection to reduce the tracking interruption between the tracking device and the locator.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在外科手术过程中减少跟踪中断的导航系统和方法对相关申请的交叉引用本申请要求于2015年2月25日提交的美国临时专利申请No.62/120,585的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开一般而言涉及用于在外科手术过程中减少跟踪中断的导航系统和方法。
技术介绍
导航系统辅助用户定位物体。例如，导航系统用在工业、航空航天和医疗应用中。在医疗领域中，导航系统辅助外科医生相对于患者的解剖结构放置外科手术工具。使用导航系统的外科手术包括神经外科和矫形外科手术。通常，工具和解剖结构与显示器上显示的它们的相对移动一起被跟踪。导航系统可以采用光信号、声波、磁场、射频信号等，以便跟踪物体的位置和/或朝向。导航系统常常包括附连到被跟踪的物体的跟踪设备。定位器与跟踪设备上的跟踪元件协作，以确定跟踪设备的位置，并最终确定物体的位置和/或朝向。导航系统经由跟踪设备监视物体的移动。许多导航系统依赖跟踪元件与定位器的传感器之间无阻碍的视线，其中传感器接收来自跟踪元件的跟踪信号。这些导航系统还依赖位于定位器的视场内的跟踪元件。因此，已经努力减少阻碍跟踪元件与传感器之间的视线的可能性并将跟踪元件维持在定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少导航系统的定位器与跟踪设备之间的跟踪中断的方法，所述方法包括以下步骤：检测在定位器的视场内的跟踪设备；基于定位器和跟踪设备之间的视线关系生成虚拟视线边界；更新虚拟视线边界，以考虑跟踪设备与定位器之间的相对移动；评估虚拟物体与虚拟视线边界之间的相对移动，其中虚拟物体与定位器的视场中的物理物体相关联；以及检测虚拟物体与虚拟视线边界之间的碰撞，以启用防止物理物体阻挡跟踪设备与定位器之间的视线的响应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.25 US 62/120,5851.一种减少导航系统的定位器与跟踪设备之间的跟踪中断的方法，所述方法包括以下步骤：检测在定位器的视场内的跟踪设备；基于定位器和跟踪设备之间的视线关系生成虚拟视线边界；更新虚拟视线边界，以考虑跟踪设备与定位器之间的相对移动；评估虚拟物体与虚拟视线边界之间的相对移动，其中虚拟物体与定位器的视场中的物理物体相关联；以及检测虚拟物体与虚拟视线边界之间的碰撞，以启用防止物理物体阻挡跟踪设备与定位器之间的视线的响应。2.如权利要求1所述的方法，包括响应于检测到碰撞而生成反馈。3.如权利要求2所述的方法，其中生成反馈包括生成可听、可视、振动或触觉反馈中的至少一个。4.如权利要求2或3所述的方法，其中生成反馈包括振动物理物体。5.如权利要求2、3或4中任一项所述的方法，其中生成反馈包括控制物理物体的移动。6.如权利要求5所述的方法，其中控制物理物体的移动包括利用触觉设备约束工具的移动。7.如权利要求6所述的方法，包括生成重新定位触觉设备的指令。8.如权利要求2-8中任一项所述的方法，其中生成反馈包括向用户生成重新定位患者的解剖结构的指令。9.如权利要求2-8中任一项所述的方法，其中生成反馈包括生成重新定位定位器的指令。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中检测碰撞还被定义为预测碰撞。11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中检测在定位器的视场内的跟踪设备包括利用定位器的一个或多个光学传感器感测来自跟踪设备的一个或多个标记的光。12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中评估虚拟物体与虚拟视线边界之间的相对移动包括相对于虚拟视线边界的位置和朝向跟踪虚拟物体的位置和朝向。13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中生成虚拟视线边界包括生成这样的边界虚拟物体，该边界虚拟物体成形为描绘其中限制物理物体进入的空间，使得来自跟踪设备的光能够被发送到定位器而不被物理物体阻碍。14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中生成虚拟视线边界包括基于跟踪设备的位置和朝向以及定位器的位置和朝向来生成边界虚拟物体。15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中虚拟视线边界在形状上是圆柱形的、球形的或截头圆锥形的中的至少一种。16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中虚拟视线边界包括一条或多条线。17.如前述权利要求中任一项所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·莫克特苏马·德拉巴雷拉，D·W·马拉克沃斯基，
申请(专利权)人：马科外科公司，
类型：发明
国别省市：美国,US