專利名稱：利用距離傳感器的碰撞避免和檢測的制作方法
利用距離傳感器的碰撞避免和檢測本發(fā)明總體涉及包括由內(nèi)窺鏡機器人操縱的內(nèi)窺鏡的微創(chuàng)外科手術(shù)。本發(fā)明尤其涉及利用距離傳感器避免和檢測內(nèi)窺鏡與身體的解剖區(qū)域之內(nèi)的對象的碰撞以及重建由內(nèi)窺鏡成像的表面。通常，微創(chuàng)外科手術(shù)使用內(nèi)窺鏡，內(nèi)窺鏡是具有成像能力的長的柔性或剛性管。當(dāng)通過自然孔口或小切口插入到身體中后，內(nèi)窺鏡提供感興趣區(qū)域的圖像，該圖像可以在外科醫(yī)生執(zhí)行手術(shù)時通過目鏡或在屏幕上進行觀察。對外科手術(shù)來說重要的是圖像之內(nèi)的(多個)對象的深度信息，其將使得外科醫(yī)生能夠推進內(nèi)窺鏡，同時避開所述(多個)對象。然而，內(nèi)窺鏡圖像的幀是二維的，因此外科醫(yī)生可能不能夠感知在圖像的屏幕快照中觀察到的(多個)對象的深度。更具體而言，剛性內(nèi)窺鏡被用于在主要類型的微創(chuàng)流程期間提供視覺反饋，這些微創(chuàng)流程包括，但不限于，用于心臟手術(shù)的內(nèi)窺鏡流程、用于腹部的腹腔鏡流程、用于脊骨的內(nèi)窺鏡流程以及用于關(guān)節(jié)(例如，膝蓋)的關(guān)節(jié)鏡流程。在這樣的流程期間，外科醫(yī)生可以使用活動的內(nèi)窺鏡機器人自主地或者根據(jù)外科醫(yī)生的命令移動內(nèi)窺鏡。在任一種情況下，內(nèi)窺鏡機器人應(yīng)該能夠避免內(nèi)窺鏡與患者體內(nèi)的感興趣區(qū)域之內(nèi)的重要對象的碰撞。對于涉及操作部位實時變化(例如，在ACL關(guān)節(jié)鏡檢查期間由于去除受損韌帶、修復(fù)半月板和/或開鉆通道而導(dǎo)致的膝蓋的實時變化)的流程，和/或與術(shù)前成像相比患者身體在手術(shù)期間的不同定位(例如，膝蓋在術(shù)前計算機斷層攝影期間是直的，而在手術(shù)期間是彎曲的)而言，這種碰撞避免可能是困難的。本發(fā)明提供了一種利用來自單目內(nèi)窺鏡圖像的內(nèi)窺鏡視頻幀和單目內(nèi)窺鏡圖像之內(nèi)的對象的距離測量結(jié)果來重建由內(nèi)窺鏡觀察到的對象的表面的3D圖像從而便避免和檢測內(nèi)窺鏡與對象的任何碰撞的技術(shù)。本發(fā)明的一種形式是一種采用內(nèi)窺鏡和具有內(nèi)窺鏡機器人的內(nèi)窺鏡控制單元的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。在操作中，隨著內(nèi)窺鏡被內(nèi)窺鏡機器人推進至身體的解剖區(qū)域之內(nèi)的目標位置，內(nèi)窺鏡生成解剖區(qū)域的多幅單目內(nèi)窺鏡圖像。另外，內(nèi)窺鏡包括一個或多個距離傳感器，其用于隨著內(nèi)窺鏡被內(nèi)窺鏡機器人推進至目標位置而生成內(nèi)窺鏡與單目內(nèi)窺鏡圖像之內(nèi)的對象之間的距離的測量結(jié)果(例如，到膝蓋的單目內(nèi)窺鏡圖像之內(nèi)的韌帶的距離)。為了避免或檢測內(nèi)窺鏡與對象的碰撞，內(nèi)窺鏡控制單元接收單目內(nèi)窺鏡圖像和距離測量結(jié)果以根據(jù)距離測量結(jié)果重建在單目內(nèi)窺鏡圖像之內(nèi)的對象的表面的三維圖像。本發(fā)明的第二種形式是一種內(nèi)窺鏡方法，其包括由內(nèi)窺鏡機器人將內(nèi)窺鏡推進至身體的解剖區(qū)域之內(nèi)的目標位置以及隨著內(nèi)窺鏡被內(nèi)窺鏡機器人推進至解剖區(qū)域之內(nèi)的目標位置而生成解剖區(qū)域的多幅單目內(nèi)窺鏡圖像。為了避免或檢測內(nèi)窺鏡與單目內(nèi)窺鏡圖像之內(nèi)的對象(例如，膝蓋的單目內(nèi)窺鏡圖像之內(nèi)的韌帶)的碰撞，該方法還包括隨著內(nèi)窺鏡被內(nèi)窺鏡機器人推進至目標位置而生成內(nèi)窺鏡與對象之間的距離測量結(jié)果，以及根據(jù)距離測量結(jié)果重建在單目內(nèi)窺鏡圖像之內(nèi)的對象的表面的三維圖像。

圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的示例性實施例。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡的遠端的第一示例性實施例。
圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡的遠端的第二示例性實施例。圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的表示碰撞避免/檢測方法的示例性實施例的流程圖。圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的關(guān)節(jié)鏡手術(shù)的示意圖。圖6圖示了在圖5所圖示的關(guān)節(jié)鏡手術(shù)期間圖4所圖示的流程圖的示例性應(yīng)用。圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明的表示對象檢測的示例性實施例的流程圖。圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的兩個人造膝蓋圖像的示例性立體匹配。如圖1所示，本發(fā)明的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10采用用于任何可用類型的醫(yī)學(xué)流程的內(nèi)窺鏡20和內(nèi)窺鏡控制單元30。這樣的醫(yī)學(xué)流程的示例包括，但不限于，微創(chuàng)心臟手術(shù)(例如，冠狀動脈旁路橋接或二尖瓣置換)、微創(chuàng)腹部手術(shù)(腹腔鏡檢查)(例如，前列腺切除手術(shù)或膽囊切除手術(shù)，以及自然孔口內(nèi)窺鏡手術(shù)。內(nèi)窺鏡20在本文中被寬泛地定義為在結(jié)構(gòu)上被配置成經(jīng)由成像裝置21 (例如，光纖、透鏡、小型化的基于CCD的成像系統(tǒng)等)對身體(例如，人類或動物)的解剖區(qū)域進行成像的任何裝置。內(nèi)窺鏡20的范例包括，但不局限于，任何類型的成像觀察鏡(例如，氣管鏡、結(jié)腸纖維內(nèi)窺鏡、腹腔鏡、關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡等)以及裝配有圖像系統(tǒng)(例如，成像套管)的類似觀察鏡的任何裝置。內(nèi)窺鏡20在其遠端裝配有一個或多個距離傳感器22，作為(多個)個體元件或(多個)陣列。在一個示例性實施例中，距離傳感器22可以是超聲換能器元件或陣列，其用于發(fā)射和接收具有指示與對象(例如，膝蓋內(nèi)的骨骼)的距離的飛行時間的超聲信號。超聲換能器元件/陣列可以是薄膜微機械加工(例如，壓電薄膜或電容性微機械加工)換能器，其也可以是一次性的。具體而言，電容性微機械加工超聲換能器陣列具有針對對象的飛行時間距離測量結(jié)果的AC特性，以及針對由該陣列的薄膜對象施加的任何壓力的直接測量結(jié)果的DC特性。實際上，(多個)距離傳感器22相對于成像裝置21被定位在內(nèi)窺鏡20的遠端上，以方便避免和檢測內(nèi)窺鏡20與對象的碰撞。在圖2所示的一個示例性實施例中，形式為超聲換能器陣列42和超聲換能器陣列43的距離傳感器被分別定位在內(nèi)窺鏡軸桿40的遠端的周圍和前表面附近，在所述內(nèi)窺鏡軸桿的遠端前表面上具有成像裝置41。針對這一實施例，陣列42和43在內(nèi)窺鏡軸桿40的主長度周圍提供感測。通過使用ID或2D超聲換能器陣列，獲得了在+/-45度的角度范圍內(nèi)操縱超聲波束來發(fā)射和接收超聲信號，從而可以檢測到定位在超聲傳感器的直線上的對象以及位于某一角度下的對象，并且可以避免與這些對象的碰撞。在圖3所示的另一示例性實施例中，形式為單個超聲線性元件52的距離傳感器在內(nèi)窺鏡軸桿50的頂部遠端上環(huán)繞成像裝置51?；蛘?，超聲線性元件52可以包括起到用于波束形成和波束操縱的相控陣列的作用的若干元件。再次參考圖1，單元30的內(nèi)窺鏡機器人31在本文被寬泛地定義為在結(jié)構(gòu)上被配置成具有機動化控制器以在微創(chuàng)外科手術(shù)期間操縱內(nèi)窺鏡20的任何機器人裝置，并且單元30的機器人控制器32在本文被寬泛地定義為在結(jié)構(gòu)上被配置成提供馬達信號至內(nèi)窺鏡機器人31以便在微創(chuàng)外科手術(shù)期間操縱內(nèi)窺鏡20的任何控制器。機器人控制器32的示例性(多個)輸入裝置33包括，但不限于，2D/3D鼠標和操縱桿。 單元30的碰撞避免/檢測裝置34在本文被寬泛地定義為在結(jié)構(gòu)上被配置成使用成像裝置21和距離傳感器22的組合為操作內(nèi)窺鏡的外科醫(yī)生或內(nèi)窺鏡機器人提供內(nèi)窺鏡20與身體的解剖區(qū)域之內(nèi)的對象的實時碰撞避免/檢測的任何裝置。實際上，碰撞避免/檢測裝置34可以如圖所示獨立于機器人控制器32進行操作或者被內(nèi)部集成到機器人控制器32之內(nèi)。圖4所示的流程圖60表示由碰撞避免/檢測裝置34執(zhí)行的本發(fā)明的碰撞避免/檢測方法。針對這一方法，碰撞避免/檢測裝置34初始執(zhí)行通過成像裝置21采集身體的解剖區(qū)域之內(nèi)的對象的單目內(nèi)窺鏡圖像的進程S61，以及在內(nèi)窺鏡20被內(nèi)窺鏡機器人31推進至身體的解剖區(qū)域之內(nèi)的目標位置的同時從(多個)距離傳感器22接收內(nèi)窺鏡20與對象的距離測量結(jié)果的進程S62。根據(jù)圖像采集和距離測量結(jié)果，碰撞避免/檢測裝置34前進到流程圖60的進程S63以檢測對象，從而外科醫(yī)生可以手動地操作內(nèi)窺鏡機器人31，或者內(nèi)窺鏡機器人31可以被自主地操作以避免或檢測內(nèi)窺鏡20與對象的任何碰撞。對象的檢測涉及由內(nèi)窺鏡20觀察到的對象表面的3D重建，其提供用于避免和檢測內(nèi)窺鏡與對象的任何碰撞的關(guān)鍵信息，所述信息包括，但不限于，對象的3D形狀以及對象表面上的每一點的深度。為了方便理解流程圖60，現(xiàn)在將在圖5和圖6所示的關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡手術(shù)流程70的背景下更為詳細地描述進程S61-S63。具體地，圖5圖示了膝蓋71的膝蓋骨72、韌帶73和受損軟骨74。沖洗器械75、修整器械76以及具有形式為成像裝置(未示出)的成像裝置和形式為超聲換能器陣列(未示出)的距離傳感器的關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡77被用于修復(fù)受損軟骨74。同樣地，圖示了用于確定超聲換能器陣列在膝蓋71之內(nèi)的相對定位的超聲換能器78a-78d。圖6圖示了內(nèi)窺鏡機器人31a對關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡77的控制。參考圖4，進程S61的圖像采集涉及隨著由機器人控制器32控制的內(nèi)窺鏡機器人31a將關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡77推進至膝蓋71之內(nèi)的目標位置，關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡77的成像裝置向碰撞避免/檢測裝置34提供二維圖像時間序列80 (圖6)?；蛘撸P(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡77的超聲換能器陣列可以被用于提供二維時間序列90。進程S62的距離測量涉及關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡77的超聲換能器陣列發(fā)射和接收具有指示到對象的距離的飛行時間的在膝蓋71之內(nèi)的超聲信號并且為碰撞避免/檢測裝置34提供距離測量信號81 (圖6)。在一個實施例中，距離測量信號可以具有針對對象的飛行時間距離測量結(jié)果的AC信號分量以及針對由超聲換能器陣列的薄膜的對象施加的任何壓力的直接測量結(jié)果的DC信號分量。進程S63的對象深度估計涉及碰撞避免/檢測裝置34使用圖像時間序列80與距離測量信號81的組合以將控制信號82提供至機器人控制器32和/或根據(jù)需要將圖像數(shù)據(jù)83提供至監(jiān)控器35，以使得外科醫(yī)生或內(nèi)窺鏡機器人31能夠避開對象或在碰撞的情況下操縱遠離對象。圖像數(shù)據(jù)93的顯示還提供了方便外科醫(yī)生做出任何必要的術(shù)中決定的信息，特別是對象的3D形狀和對象表面上的每個點的深度。如圖7所示的流程圖110表示進程S63 (圖4)的示例性實施例。特別地，裝置34對對象的檢測是通過實施基于對極幾何學(xué)(bipolar geometry)的多重立體匹配算法來實現(xiàn)的。首先，在將關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡77插入到膝蓋71之內(nèi)之前，在流程圖110的進程Slll中執(zhí)行成像裝置的校準。在進程Slll的一個實施例中，標準化西洋跳棋盤方法可以被用于獲得3X3成像裝置固有矩陣(K)中的固有成像裝置參數(shù)(例如，焦點和透鏡畸變系數(shù))。其次，隨著關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡77被推進至膝蓋71內(nèi)的目標位置，在流程圖110的進程S112期間根據(jù)在不同時刻拍攝的相同場景的兩幅或更多幅圖像執(zhí)行對象的3D表面的重建。特別地，已知內(nèi)窺鏡71的運動來自內(nèi)窺鏡機器人31的控制，因此兩個相應(yīng)成像裝置位置之間的相對旋轉(zhuǎn)(3X3矩陣R)和平移(3X1矢量t)也是已知的。利用包括固有和外在成像裝置參數(shù)兩者的知識集合(K、R、t)，實施圖像校正以從兩幅圖像構(gòu)建3D深度圖。在這一過程中，(K、R、t)圖像被扭曲，使得它們的垂直分量被對齊。該校正過程得到3X3扭曲矩陣和4X3不一致與深度映射矩陣。接下來，在進程S112期間利用本領(lǐng)域已知的點對應(yīng)關(guān)系來計算兩幅圖像之間的光學(xué)流(optical flow)。特別地，在每個2D點(x、y)處的光學(xué)流(U、ν)表示兩幅圖像之間的點運動。由于這些圖像被校正(即被扭曲以平行)，則ν = 0。最后，根據(jù)光學(xué)流，每個圖像元素的不一致圖是u(xl-O。利用4X3不一致與深度映射矩陣對不一致圖進行重新投影將得到在成像裝置的透鏡前面的對象的3D形狀。圖8圖示了根據(jù)圖像時間序列80進行的3D表面重建100的示例性結(jié)果。有可能檢測透鏡與其他結(jié)構(gòu)之間的距離。然而，假定存在圖像時間序列80的不可測非理想性以及任何離散化誤差，則根據(jù)需要執(zhí)行流程圖Iio的進程S113以校正3D表面重建。該校正開始于比較由N個(一個或多個)距離傳感器22測量的深度dsi，i = 1，···，N與從重建圖像測量的深度dj = 1，…，N。這些距離應(yīng)該相等，然而，由于測量噪聲，N個測量位置中的每個將具有與其相關(guān)聯(lián)的誤差％ = Msi-CliiI, i = 1，…，N。很明顯利用距離傳感器22的直接測量比基于圖像的方法更為精確。然而，基于圖像的方法具有更密集的測量。因此，集合^被用于執(zhí)行所重建的表面的彈性扭曲以提高精度。盡管已經(jīng)參考示例性方面、特征和實施方式描述了本發(fā)明，但所公開的系統(tǒng)和方法并不局限于這些方面、特征和/或?qū)嵤┓绞?。相反，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本文所提供的描述顯而易見的是，所公開的系統(tǒng)和方法容易被修改、變化和改進而不偏離本發(fā)明的主旨或范圍。因此，本發(fā)明清楚地包括在其范圍內(nèi)的此類修改、變化和改進。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，包括:內(nèi)窺鏡(20)，其用于隨著所述內(nèi)窺鏡00)被推進至身體的解剖區(qū)域(71)之內(nèi)的目標位置而生成所述解剖區(qū)域(71)的多幅單目內(nèi)窺鏡圖像(80)，其中，所述內(nèi)窺鏡00)包括至少一個距離傳感器(22)，所述距離傳感器用于隨著所述內(nèi)窺鏡00)被推進至所述目標位置而生成所述內(nèi)窺鏡OO)與所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)之內(nèi)的對象之間的距離的測量結(jié)果(81)；以及內(nèi)窺鏡控制單元(30)，其與所述內(nèi)窺鏡00)通信以接收所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)和所述距離測量結(jié)果(81)，其中，所述內(nèi)窺鏡控制單元(30)包括用以將所述內(nèi)窺鏡00)推進至所述目標位置的內(nèi)窺鏡機器人(31)，并且其中，所述內(nèi)窺鏡控制單元(30)用以根據(jù)所述距離測量結(jié)果(81)重建在所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)之內(nèi)的所述對象的表面的三維圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述對象的表面的三維圖像的重建包括從所述解剖區(qū)域(71)的所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)的時間序列構(gòu)建所述對象的三維深度圖；以及相對于至少兩個距離測量結(jié)果校正所述對象的三維深度圖，每個距離測量結(jié)果與所述單目內(nèi)窺鏡圖像之一相關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述對象的表面的三維圖像的校正包括生成誤差集，所述誤差集表示所述深度圖與由所述至少兩個距離測量結(jié)果指示的所述對象的表面的每個點的深度的比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，校正所述對象的表面的三維圖像還包括根據(jù)所述誤差集執(zhí)行所述對象的表面的三維圖像的所述重建的彈性扭曲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述至少一個距離傳感器02)用以提供由所述對象施加到所述至少一個距離傳感器02)上的任何壓力的測量結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述至少一個距離傳感器02)包括至少一個超聲換能器元件(43)，所述超聲換能器元件用于發(fā)射和接收具有指示從所述內(nèi)窺鏡02)到所述對象的距離的飛行時間的超聲信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述至少一個距離傳感器02)包括至少一個超聲換能器陣列(42)，所述超聲換能器陣列用于發(fā)射和接收具有指示從所述內(nèi)窺鏡02)到所述對象的距離的飛行時間的超聲信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述至少一個距離傳感器02)是壓電陶瓷換能器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述至少一個距離傳感器02)是單晶換能器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述至少一個距離傳感器02)是壓電薄型微機械加工的換能器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述至少一個距離傳感器02)是利用電容性微機械加工構(gòu)建的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述內(nèi)窺鏡00)還包括在內(nèi)窺鏡OO)的軸桿的頂部遠端上的成像裝置(51)；并且其中，所述至少一個距離傳感器02)包括圍繞所述成像裝置(51)的超聲線性元件(52)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其中，所述至少一個距離傳感器02)包括用作用于波束成形和波束操縱的相控陣列的多個傳感器元件。
14.一種內(nèi)窺鏡方法(60)，包括控制內(nèi)窺鏡機器人(31)以將內(nèi)窺鏡OO)推進至身體的解剖區(qū)域之內(nèi)的目標位置；隨著所述內(nèi)窺鏡OO)被所述內(nèi)窺鏡機器人(31)推進至所述目標位置而生成所述解剖區(qū)域(71)的多幅單目內(nèi)窺鏡圖像(80)；隨著所述內(nèi)窺鏡OO)被所述內(nèi)窺鏡機器人(31)推進至所述目標位置而生成所述內(nèi)窺鏡OO)與所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)之內(nèi)的對象之間的距離的測量結(jié)果；以及根據(jù)所述距離測量結(jié)果重建在所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)之內(nèi)的所述對象的表面的三維圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)窺鏡方法(60)，其中，重建所述對象的表面的三維圖像包括從所述解剖區(qū)域(71)的所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)的時間序列構(gòu)建所述對象的三維深度圖；以及相對于至少兩個距離測量結(jié)果校正所述對象的所述三維深度圖，每個距離測量結(jié)果與所述單目內(nèi)窺鏡圖像之一相關(guān)聯(lián)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)窺鏡方法(60)，其中，校正所述對象的表面的三維圖像包括生成誤差集，所述誤差集表示所述深度圖與由所述至少兩個距離測量結(jié)果指示的所述對象的表面的每個點的深度的比較。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的內(nèi)窺鏡方法(60)，其中，校正所述對象的表面的三維圖像還包括根據(jù)所述誤差集執(zhí)行所述對象的表面的三維圖像的重建的彈性扭曲。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)窺鏡方法(60)，其進一步包括生成由所述對象施加到所述內(nèi)窺鏡OO)上的壓力的測量結(jié)果。
19.一種內(nèi)窺鏡控制單元(30)，包括內(nèi)窺鏡機器人(31)，其用于將內(nèi)窺鏡OO)推進至身體內(nèi)的解剖區(qū)域(71)之內(nèi)的目標位置；以及碰撞避免/檢測單元(34)，其用以隨著所述內(nèi)窺鏡OO)被所述內(nèi)窺鏡機器人(31)推進至所述目標位置而接收所述解剖區(qū)域(71)的多幅單目內(nèi)窺鏡圖像(80)并接收所述內(nèi)窺鏡OO)與所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)之內(nèi)的對象的距離的測量結(jié)果(81)，其中，所述碰撞避免/檢測單元(34)還用以根據(jù)所述距離測量結(jié)果(81)重建在所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)之內(nèi)的所述對象的表面的三維圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的內(nèi)窺鏡控制單元(30)，其中，所述對象的表面的三維圖像的重建包括從所述解剖區(qū)域(71)的所述單目內(nèi)窺鏡圖像(80)的時間序列構(gòu)建所述對象的三維深度圖；以及相對于至少兩個距離測量結(jié)果(81)校正所述對象的所述三維深度圖，每個距離測量結(jié)果(81)與所述單目內(nèi)窺鏡圖像之一相關(guān)聯(lián)。
全文摘要
一種內(nèi)窺鏡方法涉及內(nèi)窺鏡(20)在內(nèi)窺鏡機器人(31)的控制下推進至身體的解剖區(qū)域之內(nèi)的目標位置，以及隨著內(nèi)窺鏡(20)被內(nèi)窺鏡機器人(31)推進至目標位置而生成解剖區(qū)域的多幅單目內(nèi)窺鏡圖像(80)。為了避免或檢測內(nèi)窺鏡(20)與單目內(nèi)窺鏡圖像(80)之內(nèi)的對象(例如，膝蓋的單目內(nèi)窺鏡圖像之內(nèi)的韌帶)的碰撞，該方法還涉及隨著內(nèi)窺鏡(20)被內(nèi)窺鏡機器人(31)推進至目標位置而生成內(nèi)窺鏡(20)與該對象之間的距離測量結(jié)果，以及根據(jù)距離測量結(jié)果(81)重建單目內(nèi)窺鏡圖像(80)之內(nèi)的對象表面的三維圖像。
文檔編號A61B19/00GK102595998SQ201080049832
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者A·波波維奇, B·馬賽利斯, C·M·范黑施, M·克萊 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司