[发明专利]用于在外科手术过程中减少跟踪中断的导航系统和方法

权利要求书

1.一种减少导航系统的定位器与跟踪设备之间的跟踪中断的方法，所述方法包括以下步骤：

检测在定位器的视场内的跟踪设备；

基于定位器和跟踪设备之间的视线关系生成虚拟视线边界；

更新虚拟视线边界，以考虑跟踪设备与定位器之间的相对移动；

评估虚拟物体与虚拟视线边界之间的相对移动，其中虚拟物体与定位器的视场中的物理物体相关联；以及

检测虚拟物体与虚拟视线边界之间的碰撞，以启用防止物理物体阻挡跟踪设备与定位器之间的视线的响应。

2.如权利要求1所述的方法，包括响应于检测到碰撞而生成反馈。

3.如权利要求2所述的方法，其中生成反馈包括生成可听、可视、振动或触觉反馈中的至少一个。

4.如权利要求3所述的方法，其中生成反馈包括振动物理物体。

5.如权利要求3所述的方法，其中生成反馈包括控制物理物体的移动。

6.如权利要求5所述的方法，其中控制物理物体的移动包括利用触觉设备约束工具的移动。

7.如权利要求6所述的方法，包括生成重新定位触觉设备的指令。

8.如权利要求2-7中任一项所述的方法，其中生成反馈包括向用户生成重新定位患者的解剖结构的指令。

9.如权利要求2-7中任一项所述的方法，其中生成反馈包括生成重新定位定位器的指令。

10.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中检测碰撞还被定义为预测碰撞。

11.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中检测在定位器的视场内的跟踪设备包括利用定位器的一个或多个光学传感器感测来自跟踪设备的一个或多个标记的光。

12.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中评估虚拟物体与虚拟视线边界之间的相对移动包括相对于虚拟视线边界的位置和朝向跟踪虚拟物体的位置和朝向。

13.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中生成虚拟视线边界包括生成这样的边界虚拟物体，该边界虚拟物体成形为描绘其中限制物理物体进入的空间，使得来自跟踪设备的光能够被发送到定位器而不被物理物体阻碍。

14.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中生成虚拟视线边界包括基于跟踪设备的位置和朝向以及定位器的位置和朝向来生成边界虚拟物体。

15.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中虚拟视线边界在形状上是圆柱形的、球形的或截头圆锥形的中的至少一种。

16.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中虚拟视线边界包括一条或多条线。

17.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，每当确定跟踪设备的新位置和朝向时，执行更新虚拟视线边界，以考虑跟踪设备与定位器之间的相对移动。

18.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，每0.1至2毫秒执行更新虚拟视线边界，以考虑跟踪设备与定位器之间的相对移动。

19.如权利要求1-7中任一项所述的方法，包括基于第二跟踪设备与定位器之间的视线关系来生成第二虚拟视线边界。

20.如权利要求19所述的方法，包括更新第二虚拟视线边界，以考虑第二跟踪设备与定位器之间的相对移动。