用于取向灵敏的显示装置的像观察应用和方法
【专利说明】
[0001] 本申请是中国专利申请号为201180061055. 8、申请日为2011年03月14日的PCT 申请PCT/US2011/028412的、名称为"用于取向灵敏的显示装置的像观察应用和方法"的发 明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明提供一种使用已有装置，观察复杂的三维像体积的直观的应用，这些已有 装置包含加速度计Giroscope或其他地点和/或取向敏感技术，诸如智能电话、丨pad?和 如此等等。这样做，是向诸如医生、测量员、工程师如此等等用户，提供这些直观装置提供的 优点。
【发明内容】
[0003] 可以预见，本申请可以与无限制的各种各样被成像物体一起使用。非限制性例子， 包含医疗的病人，已制作的物体，动物，诸如油井、火山及断层线的地理构造，计算机再现的 假定结构，等等。在整个本申请中，凡明确指出被用作例子的，都将指医疗的病人。这不意 味着暗示本发明更好地可应用于医疗的病人，且不应作这样解释。
[0004] 本发明的一个方面，提供使用该显示装置的取向敏感的方面和定位的应用，只要 该定位应用可应用于该特定装置，以便根据该装置的取向自动地改变显示。这样做，是创建 这样的幻觉，即，该装置本身实际上能够看进（see into)例如病人的3D体积的源中。被显 示的像仍然与实际病人对准，与该装置的取向无关。因此，如果该装置被垂直地保持在病 人上方，则该显示是在χ-y平面中对准的病人的顶视图，这样使该显示看来好像该装置是 X-射线机似的。如果该装置在竖直方向上旋转并保持在病人旁边，则病人的侧视图被显示。 最好是，该显示随该装置的取向变化而连续地改变，保持与病人对准。
[0005] 本发明的另一方面，是规划能力，由此，该装置能够有效地被用于识别和标记目 标，诸如损伤（lesion)或其他关注的区域，供将来参考。
[0006] 本发明的另一方面，提供一种程序，允许用户规划到达选定目标的可航行 (navigable)路径通路。该可航行路径通路规划特征，最好依赖于自然的空间信息，该信息 被装入三维像数据中，或被分段为部分的像数据的预处理，用于帮助自动地提供到达该目 标的逻辑的、最小莽撞的（least obtrusive)路径通路。
[0007] 本发明的再另一方面，是提供对应的内部虚拟像选项。用户能按需要选择虚拟的 视图，以帮助可视化。最好是，作为路径通路特征的一部分，飞过（fly-through)选项也被 提供，而在飞过期间，用户有唯一能力通过实时与它的显示器互动，学习该路径通路。
[0008] 因此，本发明提供一种在取向灵敏的显示装置上显示像的方法，包括：向所述装置 提供有关物体的三维像体积数据；记录（register)所述装置与所述物体的地点和取向；在 所述显示装置上，显示使用与所述装置的所述地点和取向对应的所述数据产生的像；产生 新的像，该新的像对应于相对于所述物体所述装置的地点和取向的变化；其中，在被显示的 产生的像与所述物体之间的所述对应向用户给出所述装置正看进所述物体中的印象。
[0009] 记录所述装置与所述物体的地点及取向，可以包括把至少一个标记放置在所述物 体上，并跟踪所述装置相对于所述至少一个标记的位置。
[0010] 跟踪所述装置相对于所述至少一个标记的位置，可以包括使用光学跟踪机构对所 述标记定位。
[0011] 跟踪所述装置相对于所述至少一个标记的位置，可以包括使用磁性定位系统。
[0012] 记录所述装置与所述物体的地点及取向，可以包括使用被装进所述装置的全球定 位系统，所述全球定位系统提供所述物体和所述装置的地点。
[0013] 本发明的优选方法，还可以包括，向用户给出锁定目前像的选项，这样使所述装置 的再移动不会导致所述像的变化，直到需要为止。
[0014] 本发明的优选方法，还可以包括，向所述用户给出选项，用于规划通过所述物体的 需要的路径。
[0015] 本发明的优选方法，还可以包括，提供飞过特征，由此，当被选择时，所述需要的路 径的动画表示，沿所述路径从观察点被显示。
[0016] 本发明还提供给出有关物体的三维像体积数据的方法，包括：使用取向灵敏的显 示装置，存取所述三维像体积数据；记录所述装置与所述物体的地点和取向；在所述显示 装置上，显示使用与所述装置的所述地点和取向对应的所述数据产生的像；连续地产生新 的像，这些新的像对应于相对于所述物体所述装置的地点和取向上的变化；其中，在被显示 的产生的像与所述物体之间的所述对应向用户给出所述装置正看进所述物体中的印象。
[0017] 记录所述装置与所述物体的地点和取向，可以包括把至少一个标记放置在所述物 体上，并跟踪所述装置相对于所述至少一个标记的位置。
[0018] 跟踪所述装置相对于所述至少一个标记的位置，可以包括使用光学跟踪机构对所 述标记定位。
[0019] 跟踪所述装置相对于所述至少一个标记的位置，可以包括使用磁性定位系统。
[0020] 记录所述装置与所述物体的地点和取向，可以包括使用被装进所述装置的全球定 位系统，所述全球定位系统提供所述物体和所述装置的地点。
[0021] 优选的方法还可以包括，向用户给出锁定目前像的选项，这样使所述装置的再移 动不会导致所述像的变化，直到需要为止。
[0022] 优选的方法还可以包括，向所述用户给出选项，用于规划通过所述物体的需要的 路径。
[0023] 优选的方法还可以包括，提供飞过特征，由此，当被选择时，所述需要的路径的动 画表示，沿所述路径从观察点被显示。
[0024] 本发明还提供一种在给出物体内部像中使用的系统，包括：取向灵敏的显示装置； 有关所述物体的三维像体积数据，该数据可由所述装置存取；以及可由所述装置执行的计 算机程序，该程序从所述装置的取向传感器接收输入，和相对于所述物体的地点和取向的 所述装置的地点和取向之间的记录数据，并在所述显示装置的显示器上，产生对应于相对 于所述物体所述显示装置的所述地点和取向的所述物体的内部像，以致在用户看来，好像 他或她正在通过该显示装置窥视进该物体。
[0025] 本发明的系统的优选实施例，还可以包含计算机程序，每当所述显示装置的运动 被检测到时，该计算机程序就更新对应于相对于所述物体所述显示装置的所述地点和取向 的所述物体的所述内部像。
[0026] 本发明的系统的优选实施例，还可以包含计算机程序，该计算机程序提供锁定所 述物体的所述像的选项，这样使所述装置的运动不产生变化的像。
[0027] 本发明的系统的优选实施例，还可以包含滑动器特征，当被移动时，该滑动器特征 引起所述装置产生像的变化，该变化对应于沿垂直于所述显示屏平面的轴的假定的运动。
[0028] 本发明的系统的优选实施例，还可以包含飞过特征，由此，当被选择时，产生所述 需要的路径的动画表示，沿所述路径从观察点被显示。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明的应用的截屏的实施例；
[0030] 图2是有内部几何结构的三维体积的简化图，供描述本发明使用；
[0031] 图3画出使用本发明的应用的装置，被保持在相对于图2的体积的取向中；
[0032] 图4是如在图3的装置上所看到的本发明的应用的截屏的实施例；
[0033] 图5画出使用本发明的应用的装置，被保持在相对于图2的体积的取向中；
[0034] 图6是如在图5的装置上所看到的本发明应用的截屏的实施例；
[0035] 图7画出使用本发明的应用的装置，被保持在相对于图2的体积的取向中；
[0036] 图8是如在图7的装置上所看到的本发明的应