矫正装置的测量和排序系统制造方法及图纸

本文提供了一种系统和方法，用于电子捕获对象的解剖结构，该系统包括具有相机、显示屏和与用户互动的终端用户软件程序的电子设备。软件程序跟踪放置在可视区域中的目标，并基于目标跟踪向用户发出视觉反馈。软件程序包括通过音频反馈或触觉反馈可视地呈现给用户的标准，指示如何相对于解剖结构定位相机。终端用户软件程序可以具有基于满足的标准自动捕获电子设备上的解剖结构的装置。终端用户软件程序可以包括自动缩放、目标畸变校正特性和/或诸如使用虚拟标记的其它特性。诸如使用虚拟标记的其它特性。诸如使用虚拟标记的其它特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】矫正装置的测量和排序系统
相关申请的交叉引用
[0001]本专利申请为在2017年6月29日提交的、名称为“矫正装置的测量和排序系统”的美国专利申请号第15/636，816号的部分延续案。
[0002]本专利申请要求2016年6月29日提交的、名称为“矫正装置的测量和排序系统”的美国临时申请第62/356，480号的权益。第62/356，480号和第15/636，816号申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]1.

[0004]本专利技术一般地涉及对对象解剖结构的测量。一个例子是当需要对解剖结构进行测量以构建适合于特定患者解剖结构的定制矫正设备时。本专利技术公开了一种新颖、便捷的电子装置，以测量解剖结构。

技术介绍

[0005]2.相关技术的描述
[0006]测量患者解剖结构的最常用的方法包括铸造、手动测量、测量装置和数字化解剖结构。
[0007]铸造的第一种方法，该方法涉及在患者的解剖结构上预先标记界标，例如在铸造腿时在膝盖中心。然后，解剖结构用铸件带铸造解剖结构，允许标记转移到铸件带的内表面。铸件带硬化并被切断。然后将空的铸件外壳运送到定制的支架制造商，然后由该制造商用石膏填充该铸件，并将铸件切掉，以获得具有界标的患者腿部的“正面”表示。可以想象，这给出了患者解剖结构的紧密和详细的模型，但是这是一个缓慢、繁琐且昂贵的过程。
[0008]另一种方法，该方法涉及手动测量患者解剖结构上的一个或多个位置，然后记录信息并将该信息发送给定制支架制造商。这是一个直截了当的过程，但是具有很大缺点，该缺点省略了患者的大部分解剖曲线和轮廓。这可能导致不合适定制支架，该支架具有被患者拒绝的更高可能性。
[0009]另一种方法，该方法涉及在构建过程期间患者本人在场。这当然是最佳适配支架的理想情况，但是由于地理位置和时间的局限性，通常是不可行的。
[0010]又一种方法，该方法涉及使用三维扫描系统来捕获整个腿部解剖结构。全三维数字化设置的主要缺点是系统的成本和复杂性。
[0011]对这些问题有部分的反应。授予泰勒的、标题为“定制矫形装置的排序方法和装置”的美国专利公开第2014/0063220A1号公开了一种用于数字测量和排序定制矫形装置的方法和装置。
[0012]在专利中泰勒描述了另一实施例，该替换实施例处理三维模型的生成。标记被添加到解剖结构，但是仅用作“简易”参考点，该参考点作用于从解剖结构的多个视图生成三维模型。泰勒没有教导关于智能目标，该智能目标由软件在运行时解释和跟踪以确定相机
相对于解剖结构的距离和位置，并向用户给出实时反馈，该实时反馈是关于如何校正相机位置以便捕获解剖结构的良好定向的照片。相反，标志被动地用于构建三维模型。
[0013]泰勒的另一个实施例包括来自相机的景深测量，以确定解剖结构的位置。这是一种不同的方法，该方法使用相机的聚焦和缩放来确定显示可视区域中的解剖结构的尺寸。该实施例没有公开关于本专利技术所使用的实时增强现实场景中使用的目标图案的任何内容。

技术实现思路

[0014]在一个实施例中，本专利技术是一种电子捕获对象的解剖结构的系统，该专利技术涉及使用自动缩放特性和目标图案。该系统包括电子设备和至少一个目标图案。该电子设备包括：i)相机，该相机配置为捕获对象的解剖结构的解剖信息；ii)显示屏；以及iii)终端用户软件程序，该终端用户软件程序配置为通过该显示屏与用户进行交互，并处理在相机上捕获的信息。目标图案物理放置在该对象解剖结构上。
[0015]终端用户程序包括用户界面，该用户界面用于为用户提供软件功能的控制。软件编程在识别相机的可视区域内识别目标图案。该软件编程利用自动缩放特性来放大到目标图案以提供目标图案的特写，验证目标图案，然后缩小以提供解剖结构的适当框架。在保持与对象的基本固定的相机距离的同时利用自动缩放特性。软件程序基于至少一个目标图案的尺寸、形状或位置向用户提供反馈，用于引导用户相对于目标图案适当地移动相机，从而产生上述解剖信息的优化视图。软件程序还通过相机捕获解剖信息的优化视图。
[0016]在另一个实施例中，电子捕获对象的解剖结构的系统，该系统包括自动缩放特性和畸变校正特性。与先前实施例类似，该系统包括电子设备和至少一个目标图案。该电子设备包括：i)相机，该相机被配置为捕获对象的解剖结构的对象解剖信息；ii)显示屏；以及iii)终端用户软件程序，该终端用户软件程序被配置为通过显示屏与用户交互并处理在相机上捕获的信息。目标图案物理放置在该对象解剖结构上。
[0017]终端用户程序包括用户界面，以为用户提供软件功能的控制。软件编程识别相机的可视区域中的目标图案。软件编程利用自动缩放特性来放大到目标图案以提供目标图案的特写、验证目标图案、然后缩小以提供解剖结构的适当框架。在保持与对象的基本固定的相机距离的同时利用自动缩放特性。软件编程校正目标图案中的畸变(如果有的话)。它从位于对象解剖结构上的目标图案上的原点计算最优矢量，该最优矢量垂直于未畸变目标图案的表面。计算从目标图案的原点到相机的实际矢量。使用最优矢量和实际矢量之间的差，将由相机收集的图像校正为如果相机实际上位于最优矢量上时的图像，从而产生解剖信息的最佳视图。软件编程还通过相机捕获解剖信息的优化视图。
[0018]在另一个实施例中，电子捕获对象的解剖结构的系统，该系统包括畸变校正特性、目标图案，但是没有自动缩放特性。与先前实施例类似，该系统包括电子设备和至少一个目标图案。在该实施例中，终端用户程序包括用户界面，该用户界面以提供软件功能的用户控制。软件编程识别相机的可视区域中的目标图案。软件编程校正目标图案中的畸变(如果有的话)。它计算起自位于对象解剖结构上的目标图案上的原点的最优矢量，该最优矢量垂直于未畸变目标图案的表面。软件编程引导用户将相机向后远离解剖结构以进行框建图像。它还向用户提供反馈，以便引导用户相对于物理放置在对象上的目标图案适当地移动相机，从而产生解剖信息的优化视图。软件编程还通过相机捕获解剖信息的优化视图。
[0019]在另一个实施例中，电子捕获对象的解剖结构的系统，该系统包括具有虚拟标记的自动缩放特性，其中软件识别对象的解剖结构。终端用户程序包括用户界面，以为用户提供软件功能的控制。软件编程引导用户定位相机以识别显示屏内的对象的解剖结构。它使用所识别的对象的解剖结构的解剖特征以及由用户输入的患者数据和已知的人体测量数据来预计虚拟标记的最佳位置。软件编程还将虚拟标记放置在显示屏上呈现给用户的图像上的预计的最佳位置处。它利用自动缩放特性和虚拟标记来放大以提供解剖结构的适当框架。在保持与对象的基本固定的相机距离的同时利用自动缩放特性。软件编程基于解剖特征向用户提供反馈，以引导用户相对于虚拟标记适当地移动相机，从而产生解剖信息的优化视图。最后，软件程序通过相机捕获解剖信息的优化视图以提供输出数据。
[0020]在另一个实施例中，电子捕获对象的解剖结构的系统，该系统包括具有虚拟标记的自动缩放特性，其中用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电子捕获对象的解剖结构的系统，包括：a)电子设备，包括：i)相机，配置为捕获对象的解剖结构的解剖信息；ii)显示屏；以及，iii)终端用户软件程序，配置为通过所述显示屏与用户互动，并处理在所述相机上捕获的信息；以及，b)至少一个目标图案，物理放置在所述对象的解剖结构上；其中，所述终端用户软件程序包括：i)用户界面，为用户提供软件功能的控制；ii)软件编程为：在所述相机的可视区域内识别所述至少一个目标图案；利用自动缩放特性来放大到所述目标图案，以提供所述目标图案的特写，验证所述目标图案，然后缩小以提供所述解剖结构的适当框架，其中在保持距所述对象一基本固定的相机距离时利用所述自动缩放特性；以及，基于所述至少一个目标图案的尺寸、形状或位置向所述用户提供反馈，以引导所述用户相对于所述至少一个目标图案适当地移动所述相机，从而产生所述解剖信息的优化视图；iii)装置，通过所述相机捕获所述解剖信息的优化视图。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电子设备与因特网相连，以及所述终端用户软件程序配置为将所述解剖信息捕获的优化视图传送到远程位置。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述解剖信息用于构建定制的装备以适合所述对象的解剖结构。4.根据权利要求1所述的系统，其中，提供给所述用户以引导所述用户移动所述相机的所述反馈包括反馈标记，所述反馈标记包括顶部距离线、底部距离、锯齿线、偏航线、中心区域和中心标记。5.一种电子捕获对象的解剖结构的系统，包括：a)电子设备，包括：i)相机，所述相机配置为捕获对象的解剖结构的解剖信息；ii)显示屏；以及，iii)终端用户软件程序，配置为通过所述显示屏与用户交互，并处理在所述相机上捕获的信息；以及，b)至少一个目标图案，物理放置在对象的解剖结构上；其中，所述终端用户软件程序包括：i)用户界面，为用户提供软件功能的控制；ii)软件编程为：在所述相机的可视区域内识别所述至少一个目标图案；利用自动缩放特性来放大到所述目标图案，以提供所述目标图案的特写，验证所述目标图案，然后缩小以提供所述解剖结构的适当框架，其中在保持距所述对象一基本固定的相机距离时利用所述自动缩放特性；
校正在所述至少一个目标图案中的畸变(如果有的话)；计算从位于所述对象的解剖结构上的目标图案上的原点开始的最优矢量，所述最优矢量垂直于未畸变的目标图案的表面；计算从所述目标图案的原点到所述相机的实际矢量；以及使用所述最优矢量与所述实际矢量之间的差，将所述相机收集的图像校正为如果所述相机实际上定位在所述最优矢量上会是怎样的图像，从而产生所述解剖信息的优化视图；iii)装置，通过所述相机捕获所述解剖信息的优化视图。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述电子设备与因特网相连，以及所述终端用户软件程序配置为将所述解剖信息捕获的优化视图传送到远程位置。7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述解剖信息用于构建定制的装备以适合所述对象的解剖结构。8.根据权利要求5所述的系统，其中，提供给所述用户以引导所述用户移动所述相机的所述反馈包括反馈标记，所述反馈标记包括顶部距离线、底部距离、锯齿线、偏航线、中心区域和中心标记。9.一种电子捕获对象的解剖结构的系统，包括：a)电子设备，包括：i)相机，配置为捕获对象的解剖结构的解剖信息；ii)显示屏；以及，iii)终端用户软件程序，配置为通过所述显示屏与用户交互，并处理在所述相机上捕获的信息；以及，b)至少一种目标图案，物理放置在对象的解剖结构上；其中，所述终端用户软件程序包括：i)用户界面，所述用户界面用于提供软件功能的用户控制；ii)软件编程：在所述相机的可视区域内识别所述至少一个目标图案；校正在所述至少一个目标图案中的畸变(如果有的话)；计算从所述对象的解剖结构上的目标图案上的原点开始的最优矢量，所述最优矢量垂直于未畸变的目标图案的表面；引导用户将相机向后远离解剖结构以对图像进行框建；向所述用户提供反馈，以引导所述用户适当地相对于物理地放置在所述对象上的至少一个目标图案移动所述相机，从而产生所述解剖信息的优化视图；iii)装置，通过所述相机捕获所述解剖信息的优化视图。10.根据权利要求9所述的系统，其中，当向后远离所述解剖结构对所述图像进行框建时，所述软件编程引导所述用户沿着所述最优矢量定位所述相机。11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述软件编程计算从所述目标图案...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：视觉探索工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：