腔夹具分开，该参考夹具包括该参考夹具表面上的参考图案，该参考图案配置为为视频照相机进行探测提供参考点，用于确定该口腔夹具的位置；以及 追踪软件，配置为追踪该工具夹具相对于该口腔夹具的运动，并且描绘存储的病人的口腔图像上的相对运动。39.用于追踪和描绘口腔手术期间口腔手术工具的运动的方法，该方法包括步骤: 提供口腔夹具，该口腔夹具具有支架，该支架具有基座、内壁和外壁，该内壁和外壁从该基座以一角度向外延伸，该内壁和外壁相互间隔一定距离，该距离大于想要将该口腔夹具附接至病人的牙齿的宽度，可塑的热塑性材料放置在该支架的内表面上，并且被铸模到病人的某颗牙齿，该牙齿不是该口腔手术期间被进行手术的牙齿；以及该口腔夹具上的多个基准标记，该基准标记具有不同于该口腔夹具和病人的牙齿的放射密度； 提供手术追踪程序； 在该追踪程序中接收病人口腔的CT扫描图像，其中该口腔夹具附接至该病人的牙齿； 识别该CT扫描图像中的基准标记； 存储该扫描图像； 在手术过程期间，提供具有工具夹具的手术工具，该工具夹具安装至该工具或是其一部分； 提供参考夹具，该参考夹具位于与该口腔夹具分开的位置； 提供参考图案，该参考模式包括视觉参考点，该视觉参考点用于视频照相机进行探测，以及用于该程序确定该口腔夹具和该手术工具的位置； 检索存储的扫描图像； 将该口腔夹具上的每个基准标记配准到该存储的扫描图像中描绘的基准标记； 通过使用照相机探测该参考图案的运动来确定该口腔夹具的运动，以及利用该追踪程序计算该口腔夹具的相应运动，以及利用该追踪程序通过确定该工具夹具的运动来确定该手术工具的运动；以及 在显示器上描绘该存储的扫描图像上的手术工具的运动。40.根据权利要求39所述的追踪和描绘的方法，其中在提供具有可塑的热塑材料的口腔夹具的步骤之前，该方法包括步骤: 将包括可塑材料的口腔夹具加热至使该可塑材料变得可塑的温度； 将该口腔夹具放置在病人的一颗或多颗牙齿上，从而使该可塑材料符合这些牙齿的轮廓；以及 允许该可塑材料固化。41.根据权利要求39所述的追踪和描绘方法，其中该参考夹具将具有基座，可塑的热塑材料放置在该基座的第一表面，并且其中该参考图案位于该基座上与该第一表面相对的第二表面，并且其中将该参考夹具附接至病人的牙齿的步骤包括步骤: 将该参考夹具加热至使该参考夹具上的该可塑材料变得可塑的温度； 将该参考夹具放置在病人的一颗或多颗牙齿上，从而使该参考夹具上的该可塑材料符合这些牙齿的轮廓；以及允许该可塑材料固化。42.根据权利要求39所述的追踪和描绘方法，其中配准每个基准标记的步骤包括:一旦传感器触摸该口腔夹具上的某个基准标记，则从传感器接收信号，该某个基准标记对应于扫描的图像中有颜色的基准标记。43.根据权利要求39所述的追踪和描绘方法，其中配准每个基准标记的步骤包括:该程序基于每个基准标记的形状或在该口腔夹具上的位置探测该口腔夹具上的每个基准标记，以及基于来自扫描的图像的信息确定在该扫描的图像中的对应的基准标记。44.根据权利要求43所述的追踪和描绘方法，其中该手术工具包括照相机，并且其中利用该照相机确定该口腔夹具上该基准标记的位置。45.根据权利要求39所述的追踪和描绘方法，其中用于探测该参考图案的运动的该照相机安装在该口腔夹具上，并且其中第二照相机安装在该手术工具上；其中该参考图案位于参考板上；并且其中定位这些照相机以捕获与该参考图案相关的图像数据；将来自这两个照相机的图像数据传送至该程序；并且其中该程序利用该图像数据计算该口腔夹具和该手术工具的相应运动。46.根据权利要求39所述的追踪和描绘方法，其中该参考图案位于该口腔夹具的表面，其中该工具夹具包括工具参考图案；其中用于探测该参考图案的运动的照相机位于参考板上，并且朝向该口腔夹具以用于捕获该口腔夹具上的参考图案的图像数据；并且其中第二照相机安装在参考板上，并且被定位以用于捕获该工具夹具上的该工具参考图案的图像数据；将来自这两个照相机的图像数据传送至该程序；并且其中该程序利用该图像数据计算该口腔夹具和该手术工具的对应运动。47.根据权利要求39所述的追踪和描绘方法，其中该参考图案位于该口腔夹具上，其中参考板包括参考图案和照相机，该照相机朝向该口腔夹具，用于捕获该夹具参考图案式的图像数据；其中该工具夹具包括第二照相机，该照相机朝向该参考板，用于捕获该参考板上的该参考图案的图像数据；将来自这两个照相机的图像数据传送至该程序；并且其中该程序包括利用该图像数据计算该口腔夹具和该手术工具的对应运动。48.根据权利要求39所述的追踪和描绘方法，其中该参考图案位于工具上，其中该参考板包括第二参考图案和照相机，该照相机朝向该工具，用于捕获该工具参考图案的图像数据；其中该口腔夹具包括第二照相机，该照相机朝向该参考板，用于捕获该参考板上的该参考图案的图像数据；将来自这两个照相机的图像数据传送至该程序；并且其中该程序包括利用该图像数据计算该口腔夹具和该手术工具的对应运动。49.用于追踪和描绘口腔手术期间口腔手术工具的运动的方法，该方法包括步骤: 提供口腔夹具，该口腔夹具具有支架，该支架具有基座、内壁和外壁，该内壁和外壁从该基座以一角度向外延伸，该内壁和外壁相互间隔一定距离，该距离大于想要将该口腔夹具附接至病人的牙齿的宽度，可塑的热塑性材料放置在该支架的内表面上，并且被铸模到病人的某颗牙齿，该牙齿不是该口腔手术期间被进行手术的牙齿；以及该口腔夹具上的多个基准标记，该基准标记具有不同于该口腔夹具和病人的牙齿的放射密度； 提供手术追踪程序； 在该追踪程序中接收病人口腔的CT扫描图像，其中该口腔夹具附接至病人的牙齿； 识别该CT扫描图像中的基准标记； 存储该扫描图像； 在手术过程期间，提供具有工具夹具的手术工具，该工具夹具安装至该工具或是其一部分； 提供参考图案，该参考图案包括视觉参考点，该视觉参考点用于视频照相机进行探测，以及用于该程序确定该口腔夹具和该手术工具的位置； 检索存储的扫描图像； 将该口腔夹具上的每个基准标记配准到该存储的扫描图像中描绘的基准标记； 通过使用照相机探测该参考图案的运动来确定该口腔夹具的运动，以及利用该追踪程序计算该口腔夹具的相应运动，以及利用该追踪程序通过确定该工具夹具的运动来确定该手术工具的运动；以及 在显示器上描绘该存储的扫描图像上的手术工具的运动。50.根据权利要求49所述的用于追踪和描绘的方法，其中该参考图案位于该工具上或者该口腔夹具上，并且该照相机位于该工具或该口腔夹具中的另一个上，该照相机朝向该参考图案，用于捕获该参考图案的图像数据；将来自该照相机的图像数据传送至该程序；并且其中，该程序利用该图像数据计算该口腔夹具和该手术工具的对应运动。51.根据权利要求49所述的装置和描绘方法，其中有两个参考图案，位于该工具和该口腔夹具中的每一个，并且其中有两个照相机，位于该工具和该口腔夹具中的每一个，该工具上的照相机朝向该口腔夹具上的参考图案，用于捕获与该参考图案相关的图像数据，该口腔夹具上的照相机朝向该工具上的参考图案，用于捕获与该参考图案相关的图像数据；将来自这两个照相机的图像数据传送至该程序；并且其中该程序利用这些图像数据计算该口腔夹具和该手术工具的相应运动。52.用于追踪和描绘口腔手术期间口腔手术工具的运动的方法，该方法包括步骤: 提供根据权利要求1的所述口腔夹具； 提供手术追踪程序； 将照相机附接至该口腔夹具上的底座； 将病人口腔的之前的CT扫描图像检索入该追踪程序； 提供具有工具夹具的手术工具，该工具夹具安装至该工具或是其一部分，该工具夹具包括两个视频照相机，安装并且定位该照相机，从而捕获图像，这些图像的中心相互分开大约180度，每个照相机具有视场； 提供该工具夹具上照相机和该口腔夹具上照相机中的一个的视场，该参考图案提供视觉参考点，用于照相机进行捕获，以及用于程序确定该手术工具和该口腔夹具的位置； 当围绕病人口腔移动该工具时，将来自照相机的图像数据传送至该程序； 根据该图像数据创建病人口腔的部分的三维模型，并且将该模型配准至该之前的CT扫描图像，用于确定该工具相对于之前的CT扫描图像的运动；以及在显示器上描绘之前的CT扫描图像上的手术工具的运动。53.追踪手术仪器的方法，该方法包括步骤: 提供手术仪器，该手术仪器具有刀具和该仪器上的至少一个照相机，该照相机具有用于检索图像数据的视场； 提供用于追踪手术仪器的运动的程序； 提供配准设备，用于确定该刀具相对于该照相机的位置，该配准设备包括基座上的触摸板，以及位于该配准设备上的预定位置的配准图案，该预定位置在该照相机的视场之内； 将该刀具的尖端放置在该触摸板上； 启动该照相机以接收图像数据； 旋转并且以尖端为轴转动该工具； 将该图像数据传送至该程序； 确定该刀具的该尖端相对于该照相机的位置； 在程序中存储该尖端相对于该照相机的位置，用于追踪该刀具； 在手术过程期间，将来自该工具的该照相机的图像数据传送至该程序； 基于存储的刀具数据和手术期间传送的该图像数据，计算该刀具尖端的位置；以及 描绘该刀具的尖端在病人的之前存储的扫描图像中的位置。54.根据权利要求53所述的追踪手术仪器的方法，还包括步骤: 在手术区域提供参考图案； 监控手术过程期间从该照相机传送的图像数据，以确定是参考图案被该照相机否该连续地探测；以及 一旦在预定时间段内确定手术过程期间传送的该图像数据不包括该参考图案的图像，那么该程序提供视觉或音频指示，指示手术工具需要被配准。55.根据权利要求54所述的追踪手术仪器的方法，其中该视觉或音频指示是显示器上的弹出消息，需要用户采取进一步动作；并且其中当用户采取进一步动作后，该程序将该弹出消息从显示器删除。
【专利摘要】用于追踪口腔内手术仪器的图像导航系统。该图像导航系统包括适于位于口腔内以提供口腔内光学可视图案的多个照相机。处理系统接收并处理口腔图像，以识别该图案并三角测量每个照相机的位置和方向。该处理系统利用参考数据集，该参考数据集基于与口腔结构的对准定义了参考坐标系统。该处理系统基于该参考数据集确定被追踪仪器的位置和方向。在实施例中，该系统包括口腔夹具，该口腔夹具可移除地附接至病人的牙齿，并被配置为固定其中一个照相机。
【IPC分类】A61B1/04
【公开号】CN105228504
【申请号】CN201480026547
【发明人】斯科特·A·梅里特, 罗伯特·W·埃默里, 爱德华·J·马兰多拉, 克里斯托弗·W·沙夫
【申请人】X-Nav技术有限责任公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年3月14日
【公告号】EP2967288A2, US20140272773, WO2014152519A2, WO2014152519A3