【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于定位患者和手术机器人的引导
技术介绍
机器人手术使得外科医生能够执行通过手动手术技术不能执行或执行效率较低的各种手术过程(如开放和/或腹腔镜手术过程)。然而，为了使外科医生能够舒适地将手术机器人用于机器人手术过程，通常需要大量的训练和准备。准备机器人手术的一个关键方面涉及准备手术环境，如将患者放置在手术台上以及将手术机器人的各个臂放置在患者周围。然而，用于教导外科医生如何为特定手术过程定位患者，并且此后将手术机器人定位在患者周围以确保最佳进入手术区域的常规训练方法非常耗时，并且在一些情况下，甚至阻止采用机器人手术系统。下文公开用于提供用于为机器人手术定位患者和手术机器人的引导和/或训练的改进的系统、设备、方法和计算机可读介质。
技术实现思路
本公开涉及提供用于定位患者和/或手术机器人的引导，并且更具体地涉及用于生成和显示虚拟或增强现实视觉引导以引导和/或训练临床医生如何为各种类型的手术机器人过程定位患者和/或手术机器人的一个或多个部件的系统、方法和计算机可读介质。根据本公开的实施例，提供了用于提供用于定位身体和手术机器人的...
【技术保护点】
1.一种用于提供用于定位身体和手术机器人的引导的系统，所述系统包含：/n图像捕获装置，所述图像捕获装置被配置成：/n捕获包括工作台和手术机器人的手术训练环境的图像；和/n基于捕获的图像生成所述手术训练环境的图像数据；/n头戴式显示器(HMD)，所述头戴式显示器由用户佩戴；和/n计算装置，所述计算装置包括处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使所述计算装置：/n接收手术训练参数；/n从所述图像捕获装置接收所述手术训练环境的所述图像数据；/n基于接收的图像数据检测所述工作台和所述手术机器人的位姿；/n基于所述手术训练环境的所述图像数据生成虚拟训练环境，所述虚拟环...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180110 US 62/615,4951.一种用于提供用于定位身体和手术机器人的引导的系统，所述系统包含：
图像捕获装置，所述图像捕获装置被配置成：
捕获包括工作台和手术机器人的手术训练环境的图像；和
基于捕获的图像生成所述手术训练环境的图像数据；
头戴式显示器(HMD)，所述头戴式显示器由用户佩戴；和
计算装置，所述计算装置包括处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使所述计算装置：
接收手术训练参数；
从所述图像捕获装置接收所述手术训练环境的所述图像数据；
基于接收的图像数据检测所述工作台和所述手术机器人的位姿；
基于所述手术训练环境的所述图像数据生成虚拟训练环境，所述虚拟环境包括所述工作台和所述手术机器人的表示；
基于所述接收的图像数据和生成的虚拟训练环境确定所述用户相对于所述手术训练环境的位姿；
基于所述手术训练参数和所确定的佩戴所述HMD的所述用户相对于所述手术训练环境的位姿生成用于将身体的至少一部分定位在所述工作台上或将所述手术机器人的至少一部分定位在所述身体周围中的至少一个的引导；和
使所述HMD显示生成的引导。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述身体为人体模型，并且所述手术训练环境另外包括在所述工作台上的所述身体。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述引导包括用于基于所述手术训练参数将所述身体的至少一部分定位在所述工作台上的命令。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述命令包括由所述HMD显示的文本命令。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述计算装置使所述HMD显示叠加到所述身体上的所述身体的至少一个器官的位置的增强现实图像。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述命令包括所述身体的至少一部分应放置到的推荐位置的增强现实图像。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述引导指示所述用户何时将所述身体的至少一部分放置到所述推荐位置。
8.根据权利要求3所述的系统，其中所述引导包括所述身体的至少一个器官的位置的增强现实图像。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述身体的所述至少一个器官的所述位置的所述增强现实图像基于患者的身体内的器官的位置的模型。
10.根据权利要求3所述的系统，其中所述命令包括所述手术机器人的至少一部分应放置到的推荐位置的增强现实图像。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述虚拟训练环境另外包括虚拟身体的表示。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像捕获装置联接到所述HMD。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像捕获装置为多个图像捕获装置中的一个，并且其中所述多个图像捕获装置被定位在所述手术训练环境周围的多个相应位置处。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述手术机器人的所述至少一部分包括以下中的一个或多个：
基座；
第一接头；
联接到所述第一接头的第一臂；
联接到所述第一臂的第二接头；
联接到所述第二接头的第二臂，
其中所述基座通过所述第一接头、第一臂和第二接头联接到所述第二臂。
15.根据权利要求1所述的系统，其中接收所述手术训练参数包括从所述存储器加载预先配置的手术训练参数。
16.根据权利要求1所述的系统，其中接收所述手术训练参数包括从通过用户的输入接收手术训练参数的选择。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述手术训练参数基于训练程序。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述训练程序选自训练程序的数据库。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述训练程序的数据库包括与以下中的一个或多个有关的训练程序：
手术的类型；
患者的类型；
所述患者的特性；和
正在治疗的医学病况的类型。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述训练程序经由图形用户接口选择。
21.根据权利要求1所述的系统，其中所述手术训练参数包括以下中的一个或多个：
手术的类型；
患者的年龄；
所述患者的体重；
所述患者的体型；和
所述患者的医学病况。
22.根据权利要求1所述的系统，其中用于使所述计算装置确定佩戴所述HMD的所述用户相对于所述手术训练环境的位姿的所述指令包括另外的指令，所述另外的指令在由所述处理器执行时使所述计算装置：
分析所述接收的图像数据以识别所述接收的图像数据中的所述用户以及所述工作台和所述手术机器人中的一个或多个；
确定所述用户相对于所述工作台和所述手术机器人中的一个或多个的位置；和
基于所确定的所述用户相对于所述工作台或所述手术机器人中的一个或多个的位置生成所述用户在所述虚拟环境中的表示。
23.根据权利要求1所述的系统，其中所述指令在由所述处理器执行时另外使所述计算装置确定所述用户是否已经执行由所述引导指示的动作。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述图像捕获装置被配置成捕获所述手术训练环境的附加图像数据，并且其中确定所述用户是否已经执行由所述引导指示的所述动作包括：
分析所述附加图像数据以检测所述用户的移动；和
基于检测到的所述用户的移动确定所述用户是否已经执行由所述引导指示的所述动作。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述指令在由所述处理器执行时另外使所述计算装置：
基于所述检测到的所述用户的移动确定评分；和
使所述HMD显示所确定的评分。
26.一种用于提供用于定位身体和手术机器人的引导的方法，所述方法包含：
接收手术训练参数的选择；
获得手术训练环境的图像数据，所述手术训练环境包括：
工作台；和
手术机器人；
基于获得的图像数据检测所述工作台和所述手术机器人的位置；
基于所述手术训练环境的所述获得的图像数据生成虚拟训练环境，所述虚拟训练环境包括所述工作台和所述手术机器人的表示；
基于所述获得的图像数据和生成的虚拟训练环境确定佩戴头戴式显示装置(HMD)的用户相对于所述手术训练环境的位姿；
基于所述手术训练参数和所确定的所述用户相对于所述手术训练环境的位姿生成用于将身体的至少一部分定位在所述工作台上或将所述手术机器人的至少一部分定位在所述身体周围中的至少一个的引导；和
使所述HMD显示生成的引导。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述身体为人体模型，并且所述手术训练环境另外包括在所述工作台上的所述身体。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述引导包括用于基于所述手术训练参数将所述身体的至少一部分定位在所述工作台上的命令。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述命令包括由所述HMD显示的文本命令。
30.根据权利要求29所述的方法，其另外包含使所述HMD显示叠加到所述身体上的所述身体的至少一个器官的位置的增强现实图像。
31.根据权利要求28所述的方法，其中所述命令包括所述身体的至少一部分应放置到的推荐位置的增强现实图像。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述引导指示所述用户何时将所述身体的至少一部分放置到所述推荐位置。
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