集成眼球凝视跟踪用于立体观看器的医疗装置、系统和方法制造方法及图纸

本文描述的是一种眼球跟踪系统，眼球跟踪系统包括经配置向使用者显示术野的图像的图像显示器。图像显示器经配置发射在第一波长范围中的光。系统还包括右眼球跟踪器，右眼球跟踪器经配置发射在第二波长范围中的光并测量关于使用者的右眼球的第一凝视点的数据。系统还包括左眼球跟踪器，左眼球跟踪器经配置发射在第二波长范围中的光并测量关于使用者的左眼球的第二凝视点的数据。系统还包括设置在图像显示器和使用者的右眼球和左眼球之间的光学组件。光学组件经配置指示第一波长范围的光和第二波长范围的光，使得第一波长和第二波长共享左眼球和图像显示器之间的左光学路径的至少一部分并共享右眼球和图像显示器之间的右光学路径的至少一部分，而右眼球跟踪器和左眼球跟踪器对使用者不可见。系统还包括至少一个处理器，其经配置处理关于第一凝视点和第二凝视点的数据，以确定其中使用者的凝视点指示的所显示的图像中的观看位置。

Medical device, system and method of integrated eye gaze tracking for stereoscopic viewer

【技术实现步骤摘要】
集成眼球凝视跟踪用于立体观看器的医疗装置、系统和方法本申请是国际申请日为2015年04月30日、进入国家阶段日为2016年11月18日的名称为“集成眼球凝视跟踪用于立体观看器的医疗装置、系统和方法”的中国专利申请201580025788.4(PCT/US2015/021315)的分案申请。
技术介绍
外科手术程序能够以微创方式使用远程操作医疗系统执行。微创外科手术的好处是众所周知的，并且当与传统的开放式切口外科手术相比时包括较少的患者创伤、较少的失血和较快的恢复时间。另外，诸如由加利福尼亚森尼韦尔的直观外科手术公司(IntuitiveSurgical,Inc.)商业化的DA手术系统的远程操作医疗系统的使用是已知的。当与手动微创手术相比时，此类远程操作医疗系统可以允许外科医生用直观控制和增加的精确性操作。远程操作医疗系统可以包括联接到一个或更多个机器臂的一个或更多个器械。如果所述系统用于执行微创手术，则所述器械可以通过诸如小切口的患者体内的一个或更多个小开口或诸如例如口、尿道或肛门的自然腔道进入手术区域。在一些情况下，不通过(一个或更多个)开口直接插入(一个或更多个)器械，套管或其他引导元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种眼球跟踪系统，所述眼球跟踪系统包括：图像显示器，其经配置向使用者显示术野的图像；右眼球跟踪器，其经配置测量关于所述使用者的右眼球的第一凝视点的数据，所述右眼球跟踪器包括右立体成像装置；左眼球跟踪器，其经配置测量关于所述使用者的左眼球的第二凝视点的数据，所述左眼球跟踪器包括左立体成像装置；和至少一个处理器，其经配置处理关于所述第一凝视点和所述第二凝视点的所述数据，以确定所述使用者的凝视点指向的所显示的图像中的观看位置。

【技术特征摘要】
1.一种眼球跟踪系统，所述眼球跟踪系统包括：图像显示器，其经配置向使用者显示术野的图像；右眼球跟踪器，其经配置测量关于所述使用者的右眼球的第一凝视点的数据，所述右眼球跟踪器包括右立体成像装置；左眼球跟踪器，其经配置测量关于所述使用者的左眼球的第二凝视点的数据，所述左眼球跟踪器包括左立体成像装置；和至少一个处理器，其经配置处理关于所述第一凝视点和所述第二凝视点的所述数据，以确定所述使用者的凝视点指向的所显示的图像中的观看位置。2.根据权利要求1所述的眼球跟踪系统，其中所述右立体成像装置包括经配置从所述右眼球接收光的至少两个摄像机，并且所述左立体成像装置包括经配置从所述左眼球接收光的至少两个摄像机。3.根据权利要求1所述的眼球跟踪系统，其中所述至少一个处理器经配置处理关于所述第一凝视点和所述第二凝视点的所述数据，以基于与恒定瞳孔间距对应的恒定因素确定所述观看位置。4.根据权利要求1所述的眼球跟踪系统，其中所述右眼球跟踪器经配置检测所述右眼球的2D角膜反射数据，并且所述左眼球跟踪器经配置检测所述左眼球的2D角膜反射数据。5.根据权利要求1所述的眼球跟踪系统，其中所述右眼球跟踪器经配置检测所述右眼球的2D瞳孔位置数据，并且所述左眼球跟踪器经配置检测所述左眼球的2D瞳孔位置数据。6.根据权利要求1所述的眼球跟踪系统，其中所述右眼球跟踪器和所述左眼球跟踪器经配置跟踪关于与所述使用者的头部特征对应的固定参考点的位置数据。7.根据权利要求6所述的眼球跟踪系统，其中所述至少一个处理器经配置处理关于所述第一凝视点和所述第二凝视点的所述数据并补偿所述使用者的头部运动，以基于关于所述固定参考点的所述位置数据确定所述观看位置。8.根据权利要求1所述的眼球跟踪系统，还包括右眼球光发射器和左眼球光发射器，所述右眼球光发射器经配置向所述使用者的所述右眼球发射第一波长范围的光，并且所述左眼球光发射器经配置向所述使用者的所述左眼球发射所述第一波长范围的光。9.根据权利要求8所述的眼球跟踪系统，还包括定位在所述图像显示器和所述使用者的所述右眼球和所述使用者的所述左眼球中的每一个之间的光学组件，其中所述光学组件包括右眼球镜组和左眼球镜组，其中所述右眼球镜组经布置提供所述使用者的所述右眼球、所述右眼球跟踪器和所述右眼球光发射器之间的光学连通，并且其中所述左眼球镜组经布置提供所述使用者的所述左眼球、所述左眼球跟踪器和所述左眼球光发射器之间的光学连通。10.根据权利要求9所述的眼球跟踪系统，其中所述右眼球镜组经配置引导来自所述图像显示器的第二波长范围的光至所述使用者的所述右眼球，引导来自所述右眼球光发射器的所述第一波长范围的光至所述使用者的所述右眼球，以及引导来自所述使用者的所述右眼球的反射的所述第一波长范围的光至所述右眼球跟踪器，并且所述左眼球镜组经配置引导来自所述图像显示器的所述第二波长范围的光至所述使用者的所述左眼球，引导来自所述左眼球光发射器的所述第一波长范围的光至所述使用者的所述左眼球，以及引导来自所述使用者的所述左眼球的反射的所述第一波长范围的光至所述左眼球跟踪器。11.根据权利要求10所述的眼球跟踪系统，其中所述光学组件经配置反射来自所述图像显示器的所述第二波长范围的光，并传送来自所述右眼球光发射器和所述左眼球光发射器的所述第一波长范围的光。12.根据权利要求11所述的眼球跟踪系统，其中所述右眼球镜组包括右分束器，所述右分束器经配置反射来自所述图像显示器的所述第二波长范围的光至所述使用者的所述右眼球，传送来自所述右眼球光发射器的所述第一波长范围的光至所述使用者的所述右眼球，以及传送来自所述使用者的所述右眼球的反射的所述第一波长范围的光至所述右眼球跟踪器，并且所述左眼球镜组包括左分束器，所述左分束器经配置反射来自所述图像显示器的所述第二波长范围的光至所述使用者的所述左眼球，传送来自所述左眼球光发射器的所述第一波长范围的光至所述使用者的所述左眼球，以及传送来自所述使用者的所述左眼球的反射的所述第一波长范围的光至所述左眼球跟踪器。13.根据权利要求12所述的眼球跟踪系统，其中所述右眼球光发射器和所述右眼球跟踪器设置在所述右分束器和所述图像显示器之间，并且所述左眼球光发射器和所述左眼球跟踪器设置在所述左分束器和所述图像显示器之间。14.根据权利要求12所述的眼球跟踪系统，其中所述左眼球光发射器和所述左眼球跟踪器设置在所述左分束器的侧面并在所述图像显示器和所述左眼球之间的平面中，并且所述右眼球光发射器和所述右眼球跟踪器设置在所述右分束器的侧面并在所述图像显示器和所述右眼球之间的平面中。15.根据权利要求1所述的眼球跟踪系统，其中所述至少一个处理器经配置将第三坐标框架中的所述右眼球和所述左眼球相对于第二坐标框架中的所述术野的图像的运动转换为控制信号以影响相对于所述第二坐标框架的所述术野的图像和所述术野中的远程操作系统的至少一部分中的至少一个。16.一种用于执行医疗程序的远程操作医疗系统，所述远程操作医疗系统包括：眼球跟踪系统，其包括：图像显示器，其经配置向使用者显示术野的图像；至少一个右眼球跟踪器，其经配置测量关于所述使用者的右眼球的第一凝视点的数据；至少一个左眼球跟踪器，其经配置测量关于所述使用者的左眼球的第二凝视点的数据；和至少一个处理器，其经配置处理关于所述第一凝视点和所述第二凝视点的所述数据，以确定所述使用者的所述凝视点指向的所显示的图像中的观看位置；和控制单元，其经配置基于所确定的观看位置控制所述远程操作医疗系统的至少一个功能。17.根据权利要求16所述的远程操作医疗系统，其中所述图像显示器是经配置向所述使用者显示所述术野的3D图像的3D图像显示器。18.根据权利要求16所述的远程操作医疗系统，还包括手术器械，其中所述控制单元经配置基于所显示的图像中的所确定的观看位置控制所述术野中的所述手术器械的至少一个功能。19.根据权利要求16所述的远程操作医疗系统，其中所述图像显示器经配置向所述使用者显示包括多个功能选项的使用者接口的图像。20.根据权利要求19所述的远程操作医疗系统，其中如果所确定的观看位置匹配所述多个功能选项在所述使用者接口的所述显示图像中的位置，所述控制单元经配置启动所述多个功能选项中的所述至少一个。21.根据权利要求16所述的远程操作医疗系统，其中所述至少一个处理器经配置处理关于所述第一凝视点和所述第二凝视点的所述数据，以基于与恒定瞳孔间距对应的恒定因素确定所述观看位置。22.根据权利要求16所述的远程操作医疗系统，其中所述至少一个右眼球跟踪器经配置检测所述右眼球的2D角膜反射数据，并且所述至少一个左眼球跟踪器经配置检测所述左眼球的2D角膜反射数据。23.根据权利要求16所述的远程操作医疗系统，其中所述至少一个右眼球跟踪器经配置检测所述右眼球的2D瞳孔位置数据，并且所述至少一个左眼球跟踪器经配置检测所述左眼球的2D瞳孔位置数据。24.根据权利要求16所述的远程操作医疗系统，其中所述至少一个右眼球跟踪器和所述至少一个左眼球跟踪器经配置跟踪关于与所述使用者的头部特征对应的固定参考点的位置数据。25.根据权利要求24所述的远程操作医疗系统，其中所述至少一个处理器经配置处理关于所述第一凝视点和所述第二凝视点的所述数据并补偿所述使用者的头部运动，以基于关于所述固定参考点的所述位置数据确定所述观看位置。26.根据权利要求16所述的远程操作医疗系统，还包括右眼球光发射器和左眼球光发射器，所述右眼球光发射器经配置向所述使用者的所述右眼球发射第一波长范围的光，并且所述左眼球光发射器经配置向所述使用者的所述左眼球发射所述第一波长范围的光。27.根据权利要求26所述的远程操作医疗系统，还包括定位在所述图像显示器和所述使用者的所述右眼球和所述使用者的所述左眼球中的每一个之间的光学组件，其中所述光学组件包括右眼球镜组和左眼球镜组，其中所述右眼球镜组经布置提供所述使用者的所述右眼球、所述右眼球跟踪器和所述右眼球光发射器之间的光学连通，并且其中所述左眼球镜组经布置提供所述使用者的所述左眼球、所述左眼球跟踪器和所述左眼球光发射器之间的光学连通。28.根据权利要求27所述的远程操作医疗系统，其中所述右眼球镜组经配置引导来自所述图像显示器的第二波长范围的光至所述使用者的所述右眼球，引导来自所述右眼球光发射器的所述第一波长范围的光至所述使用者的所述右眼球，以及引导来自所述使用者的所述右眼球的反射的所述第一波长范围的光至所述至少一个右眼球跟踪器，并且所述左眼球镜组经配置引导来自所述图像显示器的所述第二波长范围的光至所述使用者的所述左眼球，引导来自所述左眼球光发射器的所述第一波长范围的光至所述使用者的所述左眼球，以及引导来自所述使用者的所述左眼球的反射的所述第一波长范围的光至所述至少一个左眼球跟踪器。29.根据权利要求28所述的远程操作医疗系统，其中所述光学组件经配置反射来自所述图像显示器的所述第二波长范围的光并传送来自所述右眼球光发射器和所述左眼球光发射器中的每一个的所述第一波长范围的光。30.根据权利要求29所述的远程操作医疗系统，其中所述右眼球镜组包括右分束器，所述右分束器经配置反射来自所述图像显示器的所述第二波长范围的光至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·扎克，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国,US