[发明专利]能够实现手术区域的深度感知的立体可视化系统

说明书

一种立体系统包括门组件、第一传感器和第一线缆、第二传感器和第二线缆、第一显示器和第二显示器。门组件包括轴线、沿轴线延伸的第一通道和第二通道。第一传感器相对于轴线以第一角度固定在第一通道内，并朝向位置向内指向。第一线缆从第一传感器延伸。第二传感器相对于轴线以第二角度固定在第二通道内，并朝向该位置向内指向。第一角度和第二角度在该位置会聚以限定感知深度。第二线缆从第二传感器延伸。第一显示结构设置在眼镜框的左孔附近，第二显示结构设置在眼镜框的右孔附近。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月26日提交的第62/342,108号美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本公开涉及手术可视化系统。更具体地，本申请涉及一种立体可视化系统，该系统能够例如在手术期间实现手术区域的深度感知。

背景技术

微创手术技术利用门(例如，牵开装置或简单的牵开器)来通过患者的小切口执行医疗程序。与具有大切口的开放式外科手术技术相比，微创手术技术可减少组织创伤、失血、手术持续时间、感染概率以及术后药物使用，从而为患者、外科医生和医院带来显著益处。

随着外科医生对这些技术的熟练程度越来越高，门的开口(例如，牵开器的直径)可以进一步减小，以更精确和锐利地瞄准患者的解剖结构。然而，减少进入患者的开口大大降低了外科医生通过门进入手术区域的可见性。手术放大镜是一种常用的放大技术，包括连接到眼镜架的双目镜片。然而，由于在微创手术技术中通过这种减小开口的门的可见度有限，手术放大镜变得越来越不实用。因此，新的微创技术通常依赖于来自设置在手术区域中的具有各种相机技术的相机的数字图像数据。相机的数字图像数据通常呈现在独立的显示屏上，该显示屏通常连接到患者的床侧。相机通常是单视的，因此不能实现深度感知，这对于区分患者体内的各种解剖结构是至关重要的。

存在允许立体视觉的手术显微镜。然而，这种显微镜非常笨重，不可移动，并且对于执行大多数微创手术的小型医院、外科中心和私人医生而言通常成本过高。此外，显微镜对于外科医生来说并不自然，并且需要将外科医生的位置和注意力从显示屏上观察到手术区域，通过单独的显微镜观察，并且再次返回，以便区分各种解剖学病人内部的结构。前述内容效率不高并且存在某些危险，因为当外科医生切换他/她的位置和注意力时，这种切换需要外科医生记住并组合不同的视图。

此外，前述可视化技术不被设计成与特定的微创门相互作用，使得相机和显微镜对准目标结构耗费时间并且复杂。由于缺乏可用选项，许多外科医生只是采用较大切口的手术，以便提供手术区域的最佳可视化。然而，较大的切口可能会对患者的康复产生负面影响，并从切口产生更大的瘢痕。

人双眼视觉允许深度感知。这需要在略微不同的角度下向人的双眼呈现相同的图像。每只眼睛的图像投影或视差的微小差异可以为外科医生的大脑提供手术区域中的解剖结构的相对深度信息。更具体地，在外科手术期间，外科医生需要与小的、敏感的组织和结构相互作用，例如血管、神经、韧带和肌肉，如果受伤，可能导致严重的患者伤害或死亡。当前的单视场可视化技术不提供外科医生的深度感知，并且负面地影响外科医生区分手术区域中的解剖结构的能力，尤其是在结构交织、难以接近和/或光线不足的情况下。

因此，期望提供一种交互式且易于使用的立体可视化系统，该系统使用外科医生的自然双目视觉能够深度感知手术区域而无需单独的显微镜。

发明内容

本公开中呈现的立体可视化门系统将相应的图像数据递送到外科医生，使得能够以自然双目方式形成立体图像，该系统能够容易地集成到诸如微创外科手术等常规外科手术中，而没有与结合微创门使用当前技术相关的相关困难和成本，包括手术放大镜、独立显示器以及立体显微镜等技术。

立体可视化门系统包括门组件、第一图像传感器和第一线缆、第二图像传感器和第二线缆、第一显示结构和第二显示结构。

门部件包括轴线和多个通道，其中通道包括沿轴线延伸的第一通道和第二通道。