本发明专利技术公开了一种检测和跟踪装置，该检测和跟踪装置用于检测和跟踪经受操纵的身体器官的位置和/或变形，包括至少一个处理单元，该至少一个处理单元与接收单元和可穿戴和/或便携的显示设备通信，并且执行以下步骤：a)确定该器官的该位置和/或该变形的表示；b)将该器官的三维增强现实图像与该器官的位置和/或该变形的该表示相关联；c)通过该显示设备将该三维增强现实图像与该器官的该位置和/或该变形相重叠；d)跟踪与该器官的该位置和/或该变形对应的该图像的位置和/或变形，从而将关于与该位置和/或该变形相关联的该位置和/或该变形的信息与该位置和/或该变形的位置和/或变形的多个预定义模型进行比较，该三维增强现实图像是该器官的表示。图像是该器官的表示。图像是该器官的表示。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测和跟踪身体器官的位置和/或变形的装置
[0001]描述
[0002]本专利技术涉及一种用于检测和跟踪在术中情景中(例如在外科手术期间中)身体器官的位置和变形的装置和方法。
[0003]目前被研发用于实现在术中情景中在外科手术过程中进行由增强现实技术辅助的辅助体内定向的已知系统基于身体器官的三维增强现实图像的重建，该三维增强现实图像可使用各种技术获得。
[0004]基于这种三维增强现实图像的可用性，存在不同的已知方法，这些方法使得能够获得图像与器官的关联，并且使得能够进行对该器官的跟踪以便允许在该术中情景中在外科手术过程中进行辅助体内定向。
[0005]这种传统方法可例如考虑借助已知的增强现实技术在公共空间中叠加该图像并在医护人员(例如外科医生)的视野中进行手动跟踪。
[0006]这种方法以及基于类似技术的其他方法可在术中情景中(例如在外科手术期间)使用，但是这些方法不能借助增强现实技术实现与医护人员(例如外科医生)的视野的合理、有效、可确认的实时同步，并且以下两方面也不能实现：在确定器官的位置和/或变形信息和/或与该位置和/或变形相关联的变化方面令人满意的精度，以及该位置和/或变形在三维增强现实图像中的再现。
[0007]现有技术中已知的可用于以令人满意的方式检测器官的位置和/或变形和/或与该位置和/或变形相关联的变化的可能系统涉及用于诊断用途的身体成像技术，诸如X射线、计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)以及基于类似原理的技术。
[0008]这些技术不能在术中情景中(例如在外科手术期间)使用，因为这些技术的结果通常是离线可用的，并且因此不能用于更新与三维增强现实图像有关的位置和/或变形，该位置和/或变形对应于该增强现实图像是其表示的器官的位置和/或变形和/或与该位置和/或变形相关联的变化。
[0009]此外，这种技术需要与术中情景不兼容的装备，特别是在外科手术过程中。
[0010]在现有技术下，可在术中情景中(例如在外科手术期间)采用并且不基于与用于诊断用途的身体成像有关的方法的最常见的技术是以下技术，或者在任何情况下这些技术基于类似的原理：
[0011]‑
相机或类似性质的设备，其布置在房间内并且/或者以适当且有利的方式靠近相关装备固定在房间内。
[0012]这种类似性质的相机或设备可用于例如在外科手术期间构建术中情景，并且提供视觉信息，借助归纳或演绎类型的算法从该视觉信息提取对于确定身体器官的位置和/或变形和/或与该位置和/或变形相关联的变化有用的特性。
[0013]‑
基于相机和基准标记的运动捕捉系统或类似性质的设备，其中相机定位在房间中并且/或者以适当且有利的方式靠近相关装备固定在房间内，并且其中基准标记例如在外科手术期间以适当且有利的方式机械地固定到经受术中情景的身体器官。
[0014]这种运动捕捉系统或类似性质的设备可用于检测与机械地联接到器官的一个或
多个基准标记的位置和/或与该位置相关联的变化，并且因此提供关于基准标记的位置信息，借助归纳或演绎类型的算法从该位置信息提取对于确定与基准标记所固定到的身体器官的位置和/或变形和/或与该位置和/或变形相关联的变化有用的特性。
[0015]‑
基于无线电信号的定位系统，诸如基于Wi
‑
Fi技术等的定位系统，其中至少一个Wi
‑
Fi信号发射器定位在房间中并且/或者以适当且有利的方式靠近相关装备固定在房间内，并且其中该信号的调制数据(诸如振幅和相位)可被认为是借助归纳或演绎类型的算法可归于对于确定身体器官的位置和/或变形和/或与该位置和/或变形相关联的变化有用的特性的信息。
[0016]这些技术和基于类似原理的那些技术通常难以在术中情景中(例如在外科手术过程中)使用，其中基于相机的系统可能无法以适当的方式并且/或者无法以必要的精度构建术中情景，运动捕捉系统可能无法以适当的方式检测到机械地联接到身体器官的足够数量的基准标记，并且基于无线电信号的定位系统可能不能孤立该器官来确定位置和/或变形和/或与该位置和/或变形相关联的变化，并且/或者不能在任何情况下以足够精确且可靠的方式来确定在该术中情景中(特别是在外科手术期间)器官的位置和/或变形的表示。
[0017]这些技术和基于类似原理的那些技术在确定在术中情景中(例如在外科手术期间)身体器官的位置和/或变形和/或与该位置和/或变形相关联的变化的精度方面常常不能确保有令人满意的性能，该术中情景是不适于使用例如以下项来确定位置和/或变形的情景：
[0018]‑
从相机获得的信息，这是因为由于术中情景的特定配置(诸如，存在插置在相机与期望确定其位置和/或变形的身体器官之间的对象、医疗设备、医护人员或其他身体器官)而导致的遮挡，或者这是因为由于为了不负面地影响术中情景(诸如，需要不干扰在那里工作的医护人员(例如，外科医生)的操作)而必须将相机放置的距离而导致用于确定该位置和/或变形的该信息的分辨率不适当；
[0019]‑
从运动捕捉系统获得的信息，这是因为由于术中情景的特定配置(诸如，存在插置在相机和机械地联接到期望确定其位置和/或变形的身体器官的一个或多个基准标记之间的医护人员、对象、医疗设备或其他身体器官)而导致的遮挡，或者这是因为由于位置通常不适合于可将此类基准标记放置在该器官上以便不负面地影响术中情景的目的(诸如，需要不阻碍在那里工作的医护人员(例如，外科医生)的动作的自由)而导致需要同时检测足够数量的此类基准标记以便确定该位置和/或变形；
[0020]从基于无线电信号的定位系统(诸如，基于Wi
‑
Fi技术等的定位系统)获得的信息，这是因为这种信号不能孤立和划分期望确定其位置和/或变形的身体器官，或者这是因为可用于完成这种划分的精度不够，所述精度不够是由于因其中出现了术中情景(例如外科手术)的环境而引起的无线电信号的调制的波动。
[0021]不适合环境的典型示例是用于医疗性质的活动的区域、地带或房间(其中存在用于医疗用途的各种对象、各种医疗设备和各种医护人员)，诸如外科医生在其中进行手术的手术室或可出现术中情景的一般区域、地带或房间。
[0022]因此，需要改进用于检测和跟踪在术中情景中(例如在外科手术过程中)身体器官的位置和变形的已知的系统和方法。
[0023]因此，本专利技术的技术任务是提供一种用于检测和跟踪在术中情景中(例如在外科
手术过程中)身体器官的位置和变形的装置和方法，该装置和方法允许消除现有技术的上述技术缺点。
[0024]在该技术任务的范围内，本专利技术的一个目的是提供一种用于检测和跟踪在术中情景中(例如在外科手术过程中)身体器官的位置和变形的装置，该装置使得该器官的三维增强现实图像能够以简单、有效且安全的方式与该器官的位置和/或变形的所述表示相关联。
[0025]本专利技术的另一个目的是提供一种用于检测和跟踪在术中情景中(例如在外科手术过程中)身体器官的位置和变形本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种检测和跟踪装置(1)，所述检测和跟踪装置用于至少检测和跟踪经受操纵的身体器官的位置，所述身体器官选自胸部内部器官、腹部器官和盆腔器官，其特征在于，所述检测和跟踪装置具有：
‑
至少一个检测传感器(11)，所述至少一个检测传感器用于检测所述身体器官(10)的所述位置，被配置为提供绝对或时间差异类型的信息；
‑
刚性联接装置(12)，所述刚性联接装置用于将所述至少一个检测传感器(11)联接到所述身体器官(10)；
‑
至少一个传输单元(20)，所述至少一个传输单元用于传输关于由所述检测传感器(11)检测到的绝对或时间差异类型的所述位置的所述信息；
‑
至少一个接收单元(30)，所述至少一个接收单元用于接收关于由所述传输单元(20)传输的绝对或时间差异类型的所述位置的所述信息；
‑
至少一个可穿戴和/或便携的显示设备(50)；
‑
至少一个处理单元(40)，所述至少一个处理单元与所述接收单元(30)和所述显示设备(50)通信，被配置为执行用于评估关于绝对或时间差异类型的所述位置的所述信息的过程的以下步骤：a)确定所述器官(10)的所述位置的表示，所述处理单元(40)具有用于确定所述表示的归纳或演绎算法；b)将所述器官(10)的三维增强现实图像(100)与所述器官的所述位置的所述表示相关联；c)通过所述可穿戴和/或便携的显示设备(50)将所述三维增强现实图像(100)与在公共三维空间中的所述器官(10)的所述位置相重叠；d)跟踪与所述器官(10)的所述位置对应的所述三维增强现实图像(100)的所述位置，从而将关于所述位置的所述信息与器官的位置的多个预定义模型进行比较，所述三维增强现实图像(100)是所述器官的表示。2.根据权利要求1所述的检测和跟踪装置(1)，其特征在于，所述检测和跟踪装置具有：至少两个检测传感器(11)，所述至少两个检测传感器用于检测所述身体器官(10)的所述位置和变形；所述至少一个传输单元(20)，所述至少一个传输单元被配置为传输关于由所述检测传感器(11)检测到的绝对或时间差异类型的所述位置和所述变形的所述信息；所述至少一个接收单元(30)，所述至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：富尔维奥，
申请(专利权)人：IO外科研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。