的豐富特性使模型的偽識別可能性極小，反之，在標(biāo)準(zhǔn)立體追蹤情況下探測到的非模型物體上的大數(shù)量的特征增加了很多偽模型識別的可能。
[0088]然而以上描述中，術(shù)語“貼片(tile)”指唯一可識別的單元，可將其設(shè)置以形成光學(xué)圖案(pattern)，該術(shù)語不限于臨近的、非重疊的這樣的單元的“貼片”的傳統(tǒng)概念。共同未決的申請序列號為14/209，500的申請詳細(xì)描述了交錯的編碼方案，其中為了增強(qiáng)雙尺度檢測(two-scale detect1n)，多個貼片重疊在或占據(jù)圖案的相同部分。預(yù)計即使在傳統(tǒng)的貼片式圖案中，也可以選擇對獨(dú)特貼片的該設(shè)置，使得通過每四個貼片的連接(junct1n)形成另外獨(dú)特的貼片，該另外獨(dú)特的貼片是最鄰近該連接的貼片的組合，如此，圖案上的每個路徑都是具有2個或多個貼片的成員。這樣的貼片會有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)圖案的部分看起來模糊時，就需要更多可視的完整的貼片以助于模型識別。然而，以上的描述中貼片邊界具有90度角，進(jìn)一步預(yù)計，貼片邊界可以包含任意折線或圓形線段。共同未決的申請序列號為14/209，500的申請中的該雙尺度編碼方案包括方形貼片和具有孔的復(fù)雜貼片的組合。
[0089]用于追蹤和確定各個元件的運(yùn)動的計算和編程技術(shù)是眾所周知的，因此，不需要進(jìn)一步的信息。
[0090]前述實施例是基于病人有足夠的牙齒安裝口腔夾具12和夾具追蹤組件200的假設(shè)。然而，如果病人口腔的狀況不允許單獨(dú)或同時附接口腔夾具12和夾具追蹤組件200，本發(fā)明想到可以將任意元件直接安裝在病人的顎骨上。
[0091]然而，以上描述涉及手術(shù)工具或包括鉆子的儀器，術(shù)語“手術(shù)儀器”或“手術(shù)工具”意在覆蓋口腔手術(shù)期間使用的其它工具，諸如用于切除組織的切除工具，該組織包括小孩的第三臼齒。
[0092]可以在任何形式的計算機(jī)上實施本文中描述的系統(tǒng)，并且可以將元件實施為專屬應(yīng)用或在客戶-服務(wù)器結(jié)構(gòu)中實施該元件，該結(jié)構(gòu)包括基于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，并且可以包括函數(shù)程序、代碼和代碼片段。本發(fā)明中的系統(tǒng)可以包括存儲在計算機(jī)上和/或存儲設(shè)備(錄入媒介)中的軟件程序，和/或可以通過網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行?？梢酝ㄟ^存儲在存儲媒介上的程序代碼或程序模塊實施本方法。
[0093]出于促進(jìn)理解本發(fā)明的原理的目的，對附圖中繪示的優(yōu)選實施例做了標(biāo)記，并且采用特定語言描述這些實施例。然而，這些特定語言并不與用于限定本發(fā)明的范圍，并且應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明理解為包含本領(lǐng)域技術(shù)人員可能正常想到的實施例。
[0094]可以不同的處理步驟的方式描述本文中的實施例?？梢酝ㄟ^任何數(shù)量的硬件和/或執(zhí)行該特定功能的軟件元件實現(xiàn)這樣的處理步驟。例如，描述的實施例可以采用不同的集成電路元件，例如存儲元件、處理元件、邏輯元件、查找表等等，其在一個或多個微處理器或其它控制設(shè)備的控制下可以執(zhí)行各種功能。類似地，凡可以利用軟件程序或軟件元素實施所描述的實施例的元件的，也可以利用任何程序或腳本語言諸如C、C++、Java、匯編等實施本發(fā)明，這些程序或腳本語言具有利用數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)、對象、進(jìn)程、例程或其它編程元素的任意組合實施的各種算法。功能方面可以在算法中實施，該算法可以在一個或多個處理器中運(yùn)行。并且，本發(fā)明的實施例可以采用任何數(shù)量的傳統(tǒng)技術(shù)用于電子構(gòu)型、信號處理和/或控制、數(shù)據(jù)處理等。詞“機(jī)械”和“元件”被廣泛應(yīng)用但不限于機(jī)械或物理載體，還可以包括與處理器相關(guān)聯(lián)的軟件例程。
[0095]本文中示出和描述的特定實施例是本發(fā)明的說明性示例，然而并不能用于限制本發(fā)明的范圍。為了簡潔的目的，可以不詳細(xì)描述傳統(tǒng)電子設(shè)備、控制系統(tǒng)、軟件發(fā)展和系統(tǒng)的其他功能方面(以及系統(tǒng)的單個操作元件的組成)。
[0096]最后，可以以不同于本文中指明的或與本文中明顯相反的任何合適的順序執(zhí)行本文描述的所有方法的步驟。除非另作說明，本文中使用的任何和所有例子或示例性語言(例如“諸如”)僅僅用于更好地說明本發(fā)明，并不是對本發(fā)明的范圍做限定。在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，各種修改和改變對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是很明顯的。
【主權(quán)項】
1.口腔手術(shù)期間用于追蹤手術(shù)儀器的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 夾具，配置為可移除地附接至病人的位于臨近手術(shù)區(qū)域的位置的解剖結(jié)構(gòu)； 第一追蹤組件，包括可移除地附接至所述夾具和第一追蹤圖案表面的托架組件，所述第一追蹤圖案表面包括第一光學(xué)可視圖案，所述托架組件將所述第一追蹤圖案定位在與所述手術(shù)區(qū)域分開的位置； 用于手術(shù)程序的工具； 第二追蹤組件，包括安裝到所述工具的第二追蹤圖案表面，所述第二追蹤圖案表面包括第二光學(xué)可視圖案； 多個照相機(jī)，安裝在遠(yuǎn)離所述手術(shù)區(qū)域的位置，這允許當(dāng)所述照相機(jī)啟動時捕獲所述第一和第二追蹤圖案表面上的光學(xué)可視圖案的圖像； 參考數(shù)據(jù)集，包括所述夾具相對于所述手術(shù)區(qū)域的掃描的位置和方向； 處理系統(tǒng)，處理所捕獲的圖像，并且配置為識別光學(xué)可視圖案，以及三角測量所述第一和第二追蹤組件的位置和方向，所述處理系統(tǒng)基于所述參考數(shù)據(jù)集確定被追蹤的工具的位置和方向，并且分析每個照相機(jī)的第一追蹤圖案表面和第二追蹤圖案表面上的光學(xué)可視圖案的之間的相對變換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述夾具配置為可移除地附接至病人口腔內(nèi)的一個或多個牙齒上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述托架組件包括可移除地附接至所述夾具上的法蘭的托架底座，附接至所述第一追蹤圖案表面的追蹤底座，以及將所述托架底座附接至所述追蹤底座的支撐臂。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述托架底座包括與法蘭嚙合的兩個分開的安裝桿。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述追蹤底座至所述第一追蹤圖案表面的附接是可調(diào)節(jié)的。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述追蹤底座包括具有一系列壓痕和突起的基座。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述第一追蹤組件包括具有至所述追蹤底座的附接的框，該附接配置為允許所述框相對于所述托架組件可調(diào)節(jié)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述框包括一系列壓痕和突起，所述壓痕或突起配置為與所述托架底座上的壓痕或突起緊密配合，從而允許追蹤框的旋轉(zhuǎn)方向相對于所述基座可調(diào)節(jié)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述光學(xué)可視圖案的每一個包括多個2D具有鮮明對比的形狀，所述具有鮮明對比的形狀設(shè)置為唯一地將每個光學(xué)可視圖案與其它光學(xué)可視圖案區(qū)分開。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中每個照相機(jī)被定位從而捕獲所述第一和第二追蹤圖案表面中每一個上的至少一部分光學(xué)可視圖案，使得由所述照相機(jī)捕獲的每個光學(xué)可視圖案的圖像與由其它照相機(jī)捕獲的相同的光學(xué)可視圖案的圖像處于不同的視角，所述照相機(jī)配置為向處理器發(fā)送表示由所述照相機(jī)捕獲的光學(xué)可視圖案的2D圖像的數(shù)據(jù)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述處理器包括圖案的數(shù)據(jù)集，所述圖案的數(shù)據(jù)集包括用于數(shù)據(jù)集中每個圖案上的有鮮明對比的形狀的位置數(shù)據(jù)，并且其中所述處理器配置為分析所述圖案的數(shù)據(jù)集，以確定數(shù)據(jù)集中哪個圖案與從照相機(jī)接收的2D圖像中的每個光學(xué)可視圖案中相對應(yīng)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述具有鮮明對比的形狀包括具有不同顏色的相鄰框，每組相鄰框由線與另一組相鄰框分開，并且兩個交叉的線的中心點(diǎn)形成定義點(diǎn)，其中所述處理器確定定義點(diǎn)在圖案的數(shù)據(jù)集和光學(xué)可視圖案中的位置，從而確定所述圖案的數(shù)據(jù)集中的給定圖案是否與所述光學(xué)可視圖案相對應(yīng)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，其中所述夾具配置為可移除地吸附至病人的一個或多個牙齒上，并且其中所述法蘭從遠(yuǎn)離病人的牙齒的位置向外延伸。14.利用根據(jù)前述任一權(quán)利要求的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)提供口腔手術(shù)過程中圖像導(dǎo)航的方法。
【專利摘要】用于手術(shù)過程中追蹤手術(shù)儀器的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)。該圖像導(dǎo)航系統(tǒng)包括用于捕獲光學(xué)可視圖案的圖像的多個照相機(jī)，該照相機(jī)適于位于手術(shù)區(qū)域之外。處理系統(tǒng)接收并處理該圖像，以識別該圖案并三角測量每個圖案相對于照相機(jī)的位置和方向。該處理系統(tǒng)利用參考數(shù)據(jù)集，該參考數(shù)據(jù)集基于與口腔結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)定義了參考坐標(biāo)系統(tǒng)。該處理系統(tǒng)基于該參考數(shù)據(jù)集確定被追蹤儀器的位置和方向。
【IPC分類】A61B34/20
【公開號】CN105411678
【申請?zhí)枴緾N201510591924
【發(fā)明人】斯科特·A·梅里特, 羅伯特·W·埃默里三世, 愛德華·J·馬蘭多拉, 克里斯托弗·W·沙夫
【申請人】X-Nav技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年9月16日
【公告號】EP2997927A2, US20160074129