由计算机辅助医疗系统显示的虚拟对象的基于力

本申请要求2021年12月17日提交的美国临时专利申请第63/290,867号的优先权，其内容通过引用据此整体并入本文。背景技术：1、在医疗程序期间使用的系统可以在由显示装置显示的图像中呈现虚拟对象。例如，该系统可以在由内窥镜捕获的患者解剖结构的图像内呈现三维(3d)术前模型。2、在某些情况下，可期望调整在图像中显示的虚拟对象的姿态(例如，位置和/或取向)。例如，用户可期望调整3d术前模型的姿态，以将3d术前模型与图像内描绘的患者解剖结构对准。3、在一些情形下，用户可期望通过移动(例如旋转和/或平移)同一用户输入装置来调整虚拟对象的姿态，该用户输入装置还用于控制附接到计算机辅助医疗系统的一个或多个操纵器臂的一个或多个器械。遗憾的是，由于用户移动的运动范围有限(例如，在用户手腕处的移动的运动范围有限)，虚拟对象的姿态调整可能需要分成几个较小的步骤。一旦用户已经完成调整虚拟对象的姿态并且恢复使用用户输入装置来控制器械，则用户输入装置的运动还可致使在用户输入装置和由用户输入装置控制的器械之间断开。技术实现思路1、以下描述呈现了本文描述的系统和方法的一个或多个方面的简化概述。此概述不是对所有预期方面的广泛概述，并且既不旨在识别所有方面的关键或重要元素，也不旨在描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的是呈现本文描述的系统和方法的一个或多个方面，作为下文呈现的详细描述的序言。2、一种说明性系统包括：存储器，其存储指令；和处理器，其通信地联接到存储器并且被配置成执行指令以：约束与用户输入装置的运动相关联的自由度；检测在自由度上施加到用户输入装置的用户力；以及基于用户力来操纵由显示装置显示的虚拟对象的姿态。3、一种说明性系统包括用户输入装置；显示装置，其被配置成显示虚拟对象；和控制系统，其与用户输入装置和显示装置通信地联接，其中所述控制被配置成：约束与用户输入装置的运动相关联的自由度，检测在该自由度上施加到用户输入装置的用户力，以及基于用户力操纵由显示装置显示的虚拟对象的姿态。4、一种说明性方法包括约束与用户输入装置的运动相关联的自由度；检测在自由度上施加到用户输入装置的用户力；以及基于用户力操纵由显示装置显示的虚拟对象的姿态。5、一种说明性非暂态计算机可读介质可以存储指令，当执行所述指令时，所述指令指导计算装置的处理器：约束与用户输入装置的运动相关联的自由度；检测在与自由度相关联的方向上施加到用户输入装置的用户力；以及基于用户力操纵由显示装置显示的虚拟对象的姿态。6、附图说明技术特征：1.一种系统，其包括：2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以：3.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以在计算机辅助医疗系统处于其中所述用户输入装置被配置成用于操纵虚拟对象的虚拟对象操纵模式时，约束与所述用户输入装置的运动相关联的所述自由度。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以在所述计算机辅助医疗系统处于所述虚拟对象操纵模式时，放弃操纵器械的姿态。5.根据权利要求3所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以基于所述用户输入装置的运动来操纵器械的姿态，所述器械的姿态基于所述计算机辅助医疗系统从所述虚拟对象操纵模式转换到其中所述用户输入装置被配置成用于操纵器械的器械操纵模式。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以在所述计算机辅助医疗系统处于所述器械操纵模式时，放弃约束与所述用户输入装置的运动相关联的所述自由度。7.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以在所述计算机辅助医疗系统处于所述器械操纵模式时，放弃操纵所述虚拟对象的所述姿态。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以：9.根据权利要求8所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以：10.根据权利要求9所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以当所述用户输入装置的运动超过所述阈值量时提供警告。11.根据权利要求1所述的系统，其中操纵所述虚拟对象的所述姿态包括绕所述虚拟对象的轴线旋转所述虚拟对象。12.根据权利要求1所述的系统，其中操纵所述虚拟对象的所述姿态包括在由所述显示装置显示的图像内平移所述虚拟对象。13.根据权利要求1所述的系统，其中操纵所述虚拟对象的所述姿态包括在由所述显示装置显示的图像内调整所述虚拟对象的缩放。14.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以在施加到所述用户输入装置的所述用户力增大时提高所述虚拟对象的所述姿态的操纵速度。15.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以在施加到所述用户输入装置的所述用户力减小时降低所述虚拟对象的所述姿态的操纵速度。16.根据权利要求1所述的系统，其中检测施加到所述用户输入装置的所述用户力基于远离所述用户输入装置的初始空间位置或初始空间取向中的一者或两者的所述用户输入装置的运动。17.根据权利要求16所述的系统，其中当所述用户力不再被施加到所述用户输入装置时，约束所述自由度使所述用户输入装置朝向所述初始空间位置或所述初始空间取向中的一者或两者移动，而不影响所述虚拟对象的所述姿态。18.根据权利要求16所述的系统，其中所述处理器还被配置成执行所述指令以：19.根据权利要求18所述的系统，其中当所述计算机辅助医疗系统从所述虚拟对象操纵模式转换到所述器械操纵模式时，所述用户输入装置的所述空间位置和所述空间取向对应于器械的姿态。20.一种系统，其包括：21.一种方法，其包括：22.根据权利要求21所述的方法，其还包括：23.根据权利要求21所述的方法，其中在计算机辅助医疗系统处于其中所述用户输入装置被配置成用于操纵虚拟对象的虚拟对象操纵模式时，执行所述操纵。24.根据权利要求23所述的方法，其还包括：25.根据权利要求21所述的方法，其还包括：26.根据权利要求25所述的方法，其还包括：27.根据权利要求21所述的方法，其中所述检测基于远离所述用户输入装置的初始空间位置或初始空间取向中的一者或两者的所述用户输入装置的运动。28.根据权利要求27所述的方法，其中当所述用户力不再抵靠所述用户输入装置施加时，约束所述自由度使所述用户输入装置朝向所述初始空间位置或所述初始空间取向中的一者或两者移动，而不影响所述虚拟对象的所述姿态。29.一种存储指令的非暂态计算机可读介质，当执行所述指令时，所述指令指导计算装置的处理器：技术总结一种说明性虚拟图像处理系统可以被配置成约束与用户输入装置的移动相关联的自由度，检测在自由度上施加到用户输入装置的用户力，以及基于用户力来操纵由显示装置显示的虚拟对象的姿态。技术研发人员：A·J·麦克劳德,A·沙德曼受保护的技术使用者：直观外科手术操作公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16