的丰富特性使模型的伪识别可能性极小，反之，在标准立体追踪情况下探测到的非模型物体上的大数量的特征增加了很多伪模型识别的可能。
[0088]然而以上描述中，术语“贴片(tile)”指唯一可识别的单元，可将其设置以形成光学图案(pattern)，该术语不限于临近的、非重叠的这样的单元的“贴片”的传统概念。共同未决的申请序列号为14/209，500的申请详细描述了交错的编码方案，其中为了增强双尺度检测(two-scale detect1n)，多个贴片重叠在或占据图案的相同部分。预计即使在传统的贴片式图案中，也可以选择对独特贴片的该设置，使得通过每四个贴片的连接(junct1n)形成另外独特的贴片，该另外独特的贴片是最邻近该连接的贴片的组合，如此，图案上的每个路径都是具有2个或多个贴片的成员。这样的贴片会有这样的优点，即当图案的部分看起来模糊时，就需要更多可视的完整的贴片以助于模型识别。然而，以上的描述中贴片边界具有90度角，进一步预计，贴片边界可以包含任意折线或圆形线段。共同未决的申请序列号为14/209，500的申请中的该双尺度编码方案包括方形贴片和具有孔的复杂贴片的组合。
[0089]用于追踪和确定各个元件的运动的计算和编程技术是众所周知的，因此，不需要进一步的信息。
[0090]前述实施例是基于病人有足够的牙齿安装口腔夹具12和夹具追踪组件200的假设。然而，如果病人口腔的状况不允许单独或同时附接口腔夹具12和夹具追踪组件200，本发明想到可以将任意元件直接安装在病人的颚骨上。
[0091]然而，以上描述涉及手术工具或包括钻子的仪器，术语“手术仪器”或“手术工具”意在覆盖口腔手术期间使用的其它工具，诸如用于切除组织的切除工具，该组织包括小孩的第三臼齿。
[0092]可以在任何形式的计算机上实施本文中描述的系统，并且可以将元件实施为专属应用或在客户-服务器结构中实施该元件，该结构包括基于网络的结构，并且可以包括函数程序、代码和代码片段。本发明中的系统可以包括存储在计算机上和/或存储设备(录入媒介)中的软件程序，和/或可以通过网络执行。可以通过存储在存储媒介上的程序代码或程序模块实施本方法。
[0093]出于促进理解本发明的原理的目的，对附图中绘示的优选实施例做了标记，并且采用特定语言描述这些实施例。然而，这些特定语言并不与用于限定本发明的范围，并且应当将本发明理解为包含本领域技术人员可能正常想到的实施例。
[0094]可以不同的处理步骤的方式描述本文中的实施例。可以通过任何数量的硬件和/或执行该特定功能的软件元件实现这样的处理步骤。例如，描述的实施例可以采用不同的集成电路元件，例如存储元件、处理元件、逻辑元件、查找表等等，其在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制下可以执行各种功能。类似地，凡可以利用软件程序或软件元素实施所描述的实施例的元件的，也可以利用任何程序或脚本语言诸如C、C++、Java、汇编等实施本发明，这些程序或脚本语言具有利用数据机构、对象、进程、例程或其它编程元素的任意组合实施的各种算法。功能方面可以在算法中实施，该算法可以在一个或多个处理器中运行。并且，本发明的实施例可以采用任何数量的传统技术用于电子构型、信号处理和/或控制、数据处理等。词“机械”和“元件”被广泛应用但不限于机械或物理载体，还可以包括与处理器相关联的软件例程。
[0095]本文中示出和描述的特定实施例是本发明的说明性示例，然而并不能用于限制本发明的范围。为了简洁的目的，可以不详细描述传统电子设备、控制系统、软件发展和系统的其他功能方面(以及系统的单个操作元件的组成)。
[0096]最后，可以以不同于本文中指明的或与本文中明显相反的任何合适的顺序执行本文描述的所有方法的步骤。除非另作说明，本文中使用的任何和所有例子或示例性语言(例如“诸如”)仅仅用于更好地说明本发明，并不是对本发明的范围做限定。在不背离本发明的精神和范围的情况下，各种修改和改变对本领域技术人员来说是很明显的。
【主权项】
1.口腔手术期间用于追踪手术仪器的图像导航系统，所述系统包括: 夹具，配置为可移除地附接至病人的位于临近手术区域的位置的解剖结构； 第一追踪组件，包括可移除地附接至所述夹具和第一追踪图案表面的托架组件，所述第一追踪图案表面包括第一光学可视图案，所述托架组件将所述第一追踪图案定位在与所述手术区域分开的位置； 用于手术程序的工具； 第二追踪组件，包括安装到所述工具的第二追踪图案表面，所述第二追踪图案表面包括第二光学可视图案； 多个照相机，安装在远离所述手术区域的位置，这允许当所述照相机启动时捕获所述第一和第二追踪图案表面上的光学可视图案的图像； 参考数据集，包括所述夹具相对于所述手术区域的扫描的位置和方向； 处理系统，处理所捕获的图像，并且配置为识别光学可视图案，以及三角测量所述第一和第二追踪组件的位置和方向，所述处理系统基于所述参考数据集确定被追踪的工具的位置和方向，并且分析每个照相机的第一追踪图案表面和第二追踪图案表面上的光学可视图案的之间的相对变换。2.根据权利要求1所述的图像导航系统，其中所述夹具配置为可移除地附接至病人口腔内的一个或多个牙齿上。3.根据权利要求1或2所述的图像导航系统，其中所述托架组件包括可移除地附接至所述夹具上的法兰的托架底座，附接至所述第一追踪图案表面的追踪底座，以及将所述托架底座附接至所述追踪底座的支撑臂。4.根据权利要求3所述的图像导航系统，其中所述托架底座包括与法兰啮合的两个分开的安装杆。5.根据权利要求4所述的图像导航系统，其中所述追踪底座至所述第一追踪图案表面的附接是可调节的。6.根据权利要求5所述的图像导航系统，其中所述追踪底座包括具有一系列压痕和突起的基座。7.根据权利要求6所述的图像导航系统，其中所述第一追踪组件包括具有至所述追踪底座的附接的框，该附接配置为允许所述框相对于所述托架组件可调节。8.根据权利要求7所述的图像导航系统，其中所述框包括一系列压痕和突起，所述压痕或突起配置为与所述托架底座上的压痕或突起紧密配合，从而允许追踪框的旋转方向相对于所述基座可调节。9.根据权利要求1所述的图像导航系统，其中所述光学可视图案的每一个包括多个2D具有鲜明对比的形状，所述具有鲜明对比的形状设置为唯一地将每个光学可视图案与其它光学可视图案区分开。10.根据权利要求9所述的图像导航系统，其中每个照相机被定位从而捕获所述第一和第二追踪图案表面中每一个上的至少一部分光学可视图案，使得由所述照相机捕获的每个光学可视图案的图像与由其它照相机捕获的相同的光学可视图案的图像处于不同的视角，所述照相机配置为向处理器发送表示由所述照相机捕获的光学可视图案的2D图像的数据。11.根据权利要求10所述的图像导航系统，其中所述处理器包括图案的数据集，所述图案的数据集包括用于数据集中每个图案上的有鲜明对比的形状的位置数据，并且其中所述处理器配置为分析所述图案的数据集，以确定数据集中哪个图案与从照相机接收的2D图像中的每个光学可视图案中相对应。12.根据权利要求11所述的图像导航系统，其中所述具有鲜明对比的形状包括具有不同颜色的相邻框，每组相邻框由线与另一组相邻框分开，并且两个交叉的线的中心点形成定义点，其中所述处理器确定定义点在图案的数据集和光学可视图案中的位置，从而确定所述图案的数据集中的给定图案是否与所述光学可视图案相对应。13.根据权利要求12所述的图像导航系统，其中所述夹具配置为可移除地吸附至病人的一个或多个牙齿上，并且其中所述法兰从远离病人的牙齿的位置向外延伸。14.利用根据前述任一权利要求的图像导航系统提供口腔手术过程中图像导航的方法。
【专利摘要】用于手术过程中追踪手术仪器的图像导航系统。该图像导航系统包括用于捕获光学可视图案的图像的多个照相机，该照相机适于位于手术区域之外。处理系统接收并处理该图像，以识别该图案并三角测量每个图案相对于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。
【IPC分类】A61B34/20
【公开号】CN105411678
【申请号】CN201510591924
【发明人】斯科特·A·梅里特, 罗伯特·W·埃默里三世, 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3月23日
【申请日】2015年9月16日
【公告号】EP2997927A2, US20160074129