【技术实现步骤摘要】
通过联合传感器和/或照相机导出数据实现3-D刀具跟踪的方法与系统本申请是于2013年2月20日提交的名称为“通过机械微创外科手术过程中联合传感器和/或照相机导出数据实现3-D刀具跟踪的方法与系统”的中国专利申请201310054782.2的分案申请,且前述专利申请是于2006年5月8日提交的名称为“通过机械微创外科手术过程中联合传感器和/或照相机导出数据实现3-D刀具跟踪的方法与系统”的中国专利申请200680025913.2的分案申请。本专利技术是在美国政府的支持下根据由美国国家标准与技术研究所(NIST)授予的70NANB1H3048号合作协议进行的。美国政府对本专利技术拥有一定权力。
本专利技术主要涉及微创外科手术,且具体地说涉及利用机械微创外科手术过程中传感器和/或照相机导出数据(例如刀具位置、速度)的联合实现3-D刀具跟踪的方法与系统。
技术介绍
微创外科手术技术旨在减少在诊断或手术过程中破坏的外源组织的数量,从而缩短患者康复时间,减轻不适感,降低毒副作用。因此,使用微创外科手术技术,可以使标准外科手术的医院驻留平均时长显著缩短。同样地,微创外科手术也可以降低患者康复时间和离开工作的时间,减轻患者不适,降低手术副作用。微创外科手术的常见形式是内窥镜检查,内窥镜的常见形式是腹腔镜检查,其为对腹腔内部的微创检查和外科手术。在标准腹腔镜检查手术中,向患者的腹部注入气体,通过小(大约1/2英寸或更小)切口传递套袖来提供腹腔镜手术器械的入口。腹腔镜检查手术器械主要包含腹腔镜或内窥镜(用于观测手术区域)以及工作刀具。所述工作刀具与用于传统(开腹)手术的刀具相 ...
【技术保护点】
1.一种刀具(110)跟踪和校准系统(100),其包括:用于根据从观测刀具(110)的照相机(112)所接收的图像数据生成所述刀具(110)的视觉导出状态信息的装置(101);并且其特征在于:用于通过将一组照相机参数的初始值与所述刀具(110)的所述视觉导出状态信息组合来生成状态向量信息的装置(101);以及用于通过使用贝叶斯滤波器处理所述状态向量信息来生成所述刀具(110)的状态的最优估计和该组照相机值的校正值的装置(101)。
【技术特征摘要】
2005.05.16 US 11/130,4711.一种刀具(110)跟踪和校准系统(100),其包括:用于根据从观测刀具(110)的照相机(112)所接收的图像数据生成所述刀具(110)的视觉导出状态信息的装置(101);并且其特征在于:用于通过将一组照相机参数的初始值与所述刀具(110)的所述视觉导出状态信息组合来生成状态向量信息的装置(101);以及用于通过使用贝叶斯滤波器处理所述状态向量信息来生成所述刀具(110)的状态的最优估计和该组照相机值的校正值的装置(101)。2.根据权利要求1所述的系统(100),进一步包括:用于根据从一个或更多传感器接收的传感器数据生成非视觉导出状态信息的装置(101),所述传感器数据包含指示所述刀具(110)的位置的信息;以及用于通过将所述非视觉导出状态信息与该组照相机参数的所述初始值和所述视觉导出状态信息组合以生成所述状态向量信息的装置(101)。3.根据权利要求2所述的系统(100),其中所述照相机(112)是内窥镜。4.根据权利要求2所述的系统(100),其中所述一个或更多传感器与机械机构(114)有关,所述机械机构(114)用来通过身体中的微创切口操纵所述刀具(110)。5.一种计算机实施的刀具跟踪和校准方法,其包括:根据从观测刀具(110)的照相机(112)接收的图像数据生成视觉导出状态信息;并且其特征在于:通过将一组照相机参数的初始值与所述视觉导出状态信息组合来生成状态向量信息;以及通过提供所述状态向量信息到贝叶斯滤波器来生成所述刀具(110)的状态的最优估计和该组照相机参数的校正值。6.一种照相机跟踪系统(100),其包括:用于生成传感器数据的一个或更多传感器,所述传感器数据指示用于操纵刀具(110)的机械机构(114)的状态;用于观测所述刀具(110)的照相机(112);用于通过使用所述传感器数据来确定所述刀具(110)在固定参考系中的位置的装置(101);用于通过使用由所述照相机(112)在观测所述刀具(110)时所采集的图像数据来确定所述刀具(110)在照相机参考系中的位置的装置(101);以及用于通过使用所确定的所述刀具(110)在所述固定参考系中的位置和所确定的所述刀具(110)在所述照相机参考系中的位置来确定所述照相机(112)在所述固定参考系中的位置的装置(101)。7.根据权利要求6所述的系统(100),其中所述照相机(112)包括内窥镜(112)。8.根据权利要求6-7中任一项所述的系统(100),其中所述用于通过使用所述传感器数据来确定所述刀具(110)在固定参考系中的位置的装置(101)、所述用于通过使用由所述照相机(112)在观测所述刀具(110)时所采集的图像数据来确定所述刀具(110)在照相机参考系中的位置的装置(101),以及所述用于通过使用所确定的所述刀具(110)在所述固定参考系中的位置和所确定的所述刀具(110)在所述照相机参考系中的位置来确定所述照相机(112)在所述固定参考系中的位置的装置(101)由处理器提供,所述处理器被编程以...
【专利技术属性】
技术研发人员:B·D·霍夫曼,D·Q·拉金,G·普里斯科,G·G·张,R·库马尔,
申请(专利权)人:直观外科手术操作公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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