本发明专利技术涉及用于临床工作空间模拟的系统和方法，并具体公开了一种用于临床工作空间模拟的计算机实现的方法，其包括：通过增强现实头戴式耳机的成像设备捕获真实世界环境，并且通过相对于该真实世界环境中的外科手术台渲染第一虚拟对象来生成复合视图。所捕获的真实世界环境和所渲染的第一虚拟对象组合在该复合视图中，该复合视图显示在用户穿戴的该增强现实头戴式耳机的显示器上。现实头戴式耳机的显示器上。现实头戴式耳机的显示器上。
【技术实现步骤摘要】
用于临床工作空间模拟的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年5月28日提交的美国专利临时申请号63/194,211的权益和优先权。前述申请的全部公开内容以引用方式并入本文。
技术介绍
[0003]本公开总体上涉及用于临床工作空间模拟的系统和方法。具体地，本公开涉及外科机器人系统的虚拟或增强现实模拟设置。
[0004]相关领域背景
[0005]外科机器人系统当前用于微创医学规程中。一些外科机器人系统包括外科控制台和外科器械，该外科控制台控制外科机器人臂，该外科器械具有联接到机器人臂并由机器人臂致动的端部执行器(例如，夹钳或抓持器械)。在操作中，将机器人臂移动到患者上方的位置，然后通过外科端口或患者的自然孔口将外科器械引导到小切口中，以将端部执行器定位在患者体内的工作部位处。
[0006]机器人外科系统的设置时间可能是长的，并且可能没有考虑手术期间机器人臂之间的潜在碰撞。因此，需要用于确定初始机器人系统部件放置的系统。
技术实现思路
[0007]根据本公开的各个方面，提出了一种用于临床工作空间模拟的计算机实现的方法。该方法包括通过增强现实头戴式耳机的成像设备捕获真实世界环境以及生成复合视图。通过相对于真实世界环境中的外科手术台渲染第一虚拟对象并且将所捕获的真实世界环境和所渲染的第一虚拟对象组合来生成复合视图。该方法进一步包括在增强现实头戴式耳机的显示器上显示复合视图。
[0008]在本公开的一个方面中，其中该方法可以进一步包括在复合视图中渲染第二虚拟对象并检测与该第二虚拟对象的潜在碰撞。
[0009]在本公开的另一方面中，第二虚拟对象可以包括虚拟机器人臂、外科手术台、控制塔和/或控制台。
[0010]在本公开的又另一方面中，该方法可以进一步包括在显示器上显示对用户的指示，该指示基于对潜在碰撞的检测提供避免该潜在碰撞的建议。
[0011]在本公开的另外的方面中，该方法可以进一步包括由成像设备检测真实世界环境中的患者，通过增强现实设备的显示器显示所检测到的患者，基于复合视图确定所显示的患者的腹部部分中的外科端口进入点，以及在所显示的患者的腹部部分中渲染该外科端口进入点。
[0012]在本公开的又另外的方面中，该方法可以进一步包括基于外科端口进入点生成优化的机器人臂放置位置。
[0013]在本公开的一个方面中，外科端口进入点可以进一步基于患者的身体体质。
[0014]在本公开的又另外的方面中，该方法可以进一步包括在患者身上和/或第一虚拟对象上渲染视觉覆盖物。
[0015]在本公开的另一方面中，该方法可以进一步包括捕获用户的手臂，显示用户的手臂，检测用户的所显示的手臂的空间位置，以及确定用户与第一虚拟对象之间的交互。
[0016]在本公开的又另外的方面中，该方法可以进一步包括基于用户与第一虚拟对象之间的交互移动第一虚拟对象在复合视图中的位置。
[0017]根据本公开的各个方面，一种用于临床工作空间模拟的系统包括增强现实头戴式耳机，该增强现实头戴式耳机包括被配置成捕获真实世界环境的图像的成像设备、被配置成显示复合视图的显示器、处理器和存储器。存储器包括存储在其上的指令，这些指令在由处理器执行时使系统通过增强现实头戴式耳机的成像设备捕获真实世界环境，通过相对于真实世界环境中的外科手术台渲染第一虚拟对象并且将所捕获的真实世界环境和所渲染的第一虚拟对象组合来生成复合视图。指令在由处理器执行时进一步使系统在增强现实头戴式耳机的显示器上显示复合视图。
[0018]在本公开的又另一方面中，指令在由处理器执行时可以进一步使系统在复合视图中渲染第二虚拟对象并检测与该第二虚拟对象的潜在碰撞。
[0019]在本公开的另一方面中，第二虚拟对象包括虚拟机器人臂、外科手术台、控制塔和/或控制台。
[0020]在本公开的又另外的方面中，指令在由处理器执行时可以进一步使系统在显示器上显示对用户的指示，该指示基于对潜在碰撞的检测提供避免该潜在碰撞的建议。
[0021]根据本公开的各个方面，指令在由处理器执行时可以进一步使系统通过成像设备检测真实世界环境中的患者，通过增强现实设备的显示器显示所检测到的患者，基于复合视图确定所显示的患者的腹部部分中的外科端口进入点，以及在所显示的患者的腹部部分中渲染该外科端口进入点。
[0022]在本公开的一个方面中，指令在由处理器执行时可以进一步使系统基于外科端口进入点生成优化的机器人臂放置位置。
[0023]在本公开的另一方面中，外科端口进入点可以进一步基于患者的身体体质。
[0024]在本公开的又另一方面，指令在由处理器执行时可以进一步使系统捕获用户的手臂，显示用户的手臂，检测用户的所显示的手臂的空间位置，以及确定用户与第一虚拟对象之间的交互。
[0025]在本公开的另外的方面中，指令在由处理器执行时可以进一步使系统基于用户与第一虚拟对象之间的交互移动第一虚拟对象在复合视图中的位置并且在患者身上和/或虚拟对象上渲染视觉覆盖物。
[0026]根据本公开的各个方面，一种存储指令的非暂态计算机可读介质，所述指令在由处理器执行时使处理器执行包括以下的方法：通过增强现实头戴式耳机的成像设备捕获真实世界环境；通过相对于真实世界环境中的外科手术台渲染虚拟机器人臂并且将所捕获的真实世界环境和所渲染的虚拟机器人臂组合来生成复合视图；以及在增强现实头戴式耳机的显示器上显示该复合视图。
附图说明
[0027]本文参考附图描述了本公开的各个方面，其中：
[0028]图1是根据本公开的一个方面的包括控制塔、控制台和一个或多个外科机器人臂的外科机器人系统的示意图；
[0029]图2是根据本公开的一个方面的图1的外科机器人系统的外科机器人臂的透视图；
[0030]图3是根据本公开的一个方面的具有图1的外科机器人系统的外科机器人臂的设置臂的透视图；
[0031]图4是根据本公开的一个方面的图1的外科机器人系统的计算机架构的示意图；
[0032]图5是根据本公开的一个方面的用于临床工作空间模拟的计算机实现的方法的流程图；
[0033]图6是根据本公开的一个方面的具有图1的外科机器人系统的增强现实设备的用户的图；
[0034]图7是根据本公开的一个方面的具有虚拟机器人臂的临床工作空间模拟的复合视图的图像；
[0035]图8是根据本公开的一个方面的具有虚拟外科控制台的临床工作空间模拟的复合视图的图像；
[0036]图9和图10是根据本公开的一个方面的复合视图的图像，其中用户的手与虚拟对象交互；并且
[0037]图11是示出相对于手术床放置的虚拟机器人臂的复合视图的图像。
具体实施方式
[0038]参考附图详细描述了本专利技术所公开的外科机器人系统的各个方面，其中若干视图中的每个视图中类似的附图标记代表相同或对应的要素。如本文所用，术语“远侧”是指外科机器人系统和/或本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于临床工作空间模拟的计算机实现的方法，所述方法包括：通过增强现实头戴式耳机的成像设备捕获真实世界环境；通过以下步骤生成复合视图：相对于所述真实世界环境中的外科手术台渲染第一虚拟对象；以及将所捕获的真实世界环境和所渲染的第一虚拟对象组合；以及在所述增强现实头戴式耳机的显示器上显示所述复合视图。2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，进一步包括：在所述复合视图中渲染第二虚拟对象；以及检测与所述第二虚拟对象的潜在碰撞。3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中所述第二虚拟对象包括虚拟机器人臂、所述外科手术台、控制塔或控制台中的至少一者。4.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，进一步包括：在所述显示器上显示对用户的指示，所述指示基于对所述潜在碰撞的所述检测提供避免所述潜在碰撞的建议。5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，进一步包括：通过所述成像设备检测所述真实世界环境中的患者；通过所述增强现实设备的显示器显示所检测到的患者；基于所述复合视图确定所显示的患者的腹部部分中的外科端口进入点；以及在所显示的患者的所述腹部部分中渲染所述外科端口进入点。6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，进一步包括：基于所述外科端口进入点生成优化的机器人臂放置位置。7.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中所述外科端口进入点进一步基于所述患者的身体体质。8.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，进一步包括：在所述患者或所述第一虚拟对象中的至少一者上渲染视觉覆盖物。9.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，进一步包括：捕获用户的手臂；显示所述用户的所述手臂；检测所述用户的所显示的手臂的空间位置；以及确定所述用户与所述第一虚拟对象之间的交互。10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，进一步包括：基于所述用户与所述第一虚拟对象之间的所述交互移动所述第一虚拟对象在所述复合视图中的位置。11.一种用于临床工作空间模拟的系统，所述系统包括：增强现实头戴式耳机，所述增强现实头戴式耳机包括：成像设备，所述成像设备被配置成捕获真实世界环境的图像；显示器，所述显示器被配置成显示复合视图；处理器；和存储器，所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述
系统：通过所述增强现实头戴式耳机的所述成像设备捕获真实世界环境；通过以下步骤生成...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克斯，
申请(专利权)人：柯惠LP公司，
类型：发明
国别省市：
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