使用眼球凝视跟踪的医疗装置、系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及使用眼球凝视跟踪的医疗装置、系统和方法。本文描述的是一种用于在术野中执行医疗程序的远程操作医疗系统。远程操作系统包括眼球跟踪单元和控制单元。眼球跟踪单元包括：图像显示器，其经配置向使用者显示术野的图像；至少一个眼球跟踪器，其经配置测量关于使用者的凝视点的数据；和处理器，其经配置处理数据，以确定使用者的凝视点指示的所显示的图像中的观看位置。控制单元经配置基于所确定的观看位置控制远程操作医疗系统的至少一个功能。

【技术实现步骤摘要】
使用眼球凝视跟踪的医疗装置、系统和方法本申请是申请日为2015年3月18日、专利技术名称为“使用眼球凝视跟踪的医疗装置、系统和方法”的中国专利申请No.201580025494.1(PCT/US2015/021309)的分案申请。相关申请本申请要求2014年3月19日提交的题为“使用眼球凝视跟踪的医疗装置、系统和方法(MedicalDevices,Systems,andMethodsUsingEyeGazeTracking)”的美国临时专利申请61/9555,314和2014年3月19日提交的题为“用于次要成像的使用眼球凝视跟踪的医疗装置、系统和方法(MedicalDevices,Systems,andMethodsUsingEyeGazeTrackingforSecondaryImaging)”的美国临时专利申请61/955,355的申请日的优先权和利益，申请通过引用全部并入本文。
技术介绍
外科手术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。如果系统用于执行微创手术，则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能够插入每个开口中，并且器械可以通过套管插入以进入手术区域。诸如内窥镜的成像工具能够用于观看手术区域，并且由成像工具捕获的图像能够显示在图像显示器上，以在外科手术期间由外科医生观看。用于提供一种能够在微创医疗程序期间针对各种应用有效地控制并监视的远程操作医疗系统是可取的。本文公开的系统和方法克服现有技术的缺点中的一个或更多个。
技术实现思路
在一个示例性方面，本公开涉及一种包括眼球跟踪单元和控制单元的远程操作医疗系统。在一方面，眼球跟踪单元包括经配置向使用者显示术野的图像的图像显示器和经配置测量关于使用者的凝视点的数据的至少一个眼球跟踪器。在一方面，眼球跟踪单元包括处理器，其经配置处理数据，以在所显示的图像中确定使用者的凝视点指示的观看位置。在一方面，控制单元经配置基于所确定的观看位置控制远程操作医疗系统的至少一个功能。在另一个示例性方面，本公开涉及一种用于操作远程操作医疗系统的方法。在一方面，方法包括在图像显示器上显示包括术野图像的图像。在一方面，方法包括测量在图像显示器中的使用者的凝视点。在一方面，方法包括在所显示的图像中确定使用者的凝视点指示的观看位置。在一方面，方法包括基于所确定的观看位置控制远程操作医疗系统的至少一个功能。在另一示例性方面，本公开涉及一种包括第一眼球跟踪单元和第二眼球跟踪单元的远程操作医疗系统。在一方面，第一眼球跟踪单元包括一个或更多个第一图像显示器、一个或更多个第一眼球跟踪器和第一处理器，第一处理器联接到一个或更多个第一眼球跟踪器并经配置计算当第一使用者观看由一个或更多个第一图像显示器显示的第一图像时第一使用者的第一凝视点。在一方面，第二眼球跟踪单元包括一个或更多个第二图像显示器、一个或更多个第二眼球跟踪器和第二处理器，第二处理器联接到一个或更多个第二眼球跟踪器并经配置计算当第二使用者观看由一个或更多个第二图像显示器显示的第二图像时第二使用者的第二凝视点。在一方面，一个或更多个第一图像显示器联接到第二处理器。在一方面，一个或更多个第二图像显示器联接到第一处理器。在另一个示例性方面，本公开涉及一种用于操作远程操作医疗系统的方法。在一方面，方法包括在手术部位的3D图像显示器中跟踪眼球凝视动态。在一方面，方法包括当使用者观看3D图像显示器时确定使用者的条件。在另一个示例性方面，本公开涉及一种用于操作手术系统的方法。在一方面，方法包括确定3D凝视点用于第一使用者在第一显示器中观看3D图像和在第二显示器中的3D图像中显示3D凝视点。在一方面，方法包括从在第二显示器上观看第一使用者的3D凝视点的第二使用者接收指令。在另一个示例性方面，本公开涉及一种用于操作包括器械和3D显示器的手术系统的方法。在一方面，方法包括在3D显示器上显示3D图像和确定3D凝视点的位置用于使用者观看3D图像。在一方面，方法包括比较3D图像和3D凝视点的位置。这些及其他实施例相对于下列附图在下面进一步讨论。附图说明当结合附图阅读时，本公开的各方面从下列详细描述最好地理解。根据本行业中的标准惯例，强调的是各种特征未按比例绘制。事实上，为了便于讨论，各种特征的尺寸可以任意地增大或减小。另外，本公开可以在各种示例中重复参考标号和/或字母。此重复是为了简单和清楚起见，并且本身不指示所讨论的各种实施例和/或配置的关系。图1A根据本公开的一个实施例示出示例性远程操作医疗系统。图1B、图1C和图1D根据本公开的各种实施例示出远程操作医疗系统的示例性组件。具体地，图1B根据本公开的一个实施例示出示例性远程操作组件的正视图。图1C根据本公开的一个实施例示出示例性操作员输入系统的正视图。图1D根据本公开的一个实施例示出示例性视觉手推车(visioncart)组件的前视图。图2A根据本公开的一个实施例示出相对于示例性图像显示器和术野的使用者的3D坐标框架的方框图。图2B根据本公开的一个实施例示出由图1A、图1B和图1C的远程操作医疗系统使用的示例性眼球跟踪单元。图2C是根据本公开的一个实施例示出使用眼球跟踪单元控制并影响远程操作医疗系统和/或手术器械的示例性方法的流程图。图2D根据本公开的一个实施例示出示例性代理人的眼球跟踪单元，其联接到被训练的外科医生的示例性眼球跟踪单元。图3A根据本公开的一个实施例示出用于使用图2B的眼球跟踪单元200确定并显示外科医生的3D凝视点的示例性方法。图3B根据本公开的一个实施例示出使用图2D的双眼球跟踪单元的示例性训练/代理方法。图3C根据本公开的一个实施例示出用于确认并启用对应的控制接口以输送要在操作中使用的预定手术器械的示例性凝视点确认方法。图4根据本公开的一个实施例示出用于使用图2B的眼球跟踪单元评价在外科手术期间外科医生的表现的示例性方法。图5是根据本公开的一个实施例示出带有3D坐标系统的手术部位的3D图像的外科医生的控制台的3D图像显示器的一个示例。图6A-6B根据本公开示出能够在图1A-图1C的远程操作医疗系统中使用的内窥镜的各种实施例。图6C是根据本公开的一个实施例的能够用作图6A-图6B的内窥镜的成像模块的立体摄像机的示意图。图7A根据本公开的一个实施例示出内窥镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医疗系统，包括：/n眼球跟踪单元，其包括：/n图像显示器，其经配置向使用者显示术野的图像；/n眼球跟踪器，其经配置测量关于在程序期间所述使用者的凝视点的数据；和/n处理器，其经配置：/n处理所述数据以基于在所述程序期间所述使用者的所述凝视点的运动确定评价因素；以及/n比较所述评价因素与基线凝视点数据。/n

【技术特征摘要】
20140319 US 61/955,314;20140319 US 61/955,3551.一种医疗系统，包括：
眼球跟踪单元，其包括：
图像显示器，其经配置向使用者显示术野的图像；
眼球跟踪器，其经配置测量关于在程序期间所述使用者的凝视点的数据；和
处理器，其经配置：
处理所述数据以基于在所述程序期间所述使用者的所述凝视点的运动确定评价因素；以及
比较所述评价因素与基线凝视点数据。


2.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述评价因素包括位移因素，所述位移因素通过测量所述使用者的所述凝视点在所述术野的所述图像中的目标位置与器械位置之间的运动期间所述凝视点的位移来确定。


3.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述评价因素包括时间因素，所述时间因素通过测量所述使用者的所述凝视点在所述术野的所述图像中的目标位置与器械位置之间运动的时间来确定。


4.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述评价因素包括凝视固定因素，所述凝视固定因素通过测量在所述使用者的所述凝视点运动之前所述使用者的所述凝视点的固定时间来确定。


5.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述评价因素包括所述使用者的所述凝视点运动的运动方向。


6.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述基线凝视点数据从所述程序之前的先前使用者获取。


7.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述处理器被进一步配置为基于所述评价因素评价所述使用者的技能水平。


8.根据权利要求7所述的医疗系统，其中所述处理器被进一步配置为基于用于所述使用者的手的运动的运动学数据、用于器械的运动的运动学数据或用于相机的运动的运动学数据中的至少一项来评价所述使用者的所述技能水平。


9.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述图像显示器是3D图像显示器，所述3D图像显示器被配置为向所述使用者显示所述术野的3D图像。


10.根据权利要求1所述的医...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·扎克，H·C·林，J·M·索格，
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