手术系统中有效的交互式出血检测技术方案

手术系统中的出血检测单元处理采集景象中的信息，然后在手术室中的显示单元上展示景象。例如，出血检测单元分析采集景象中的像素数据并确定景象中是否存在一个或多个初始血液位点。在检测到初始血液位点后，通过显示单元上显示的景象中的初始位点图标来识别区域。一方面，处理实时进行，这意味着在向外科医师展示采集景象方面无显著延迟。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】手术系统中有效的交互式出血检测专利技术背景专利
本专利技术的方面涉及内窥镜成像，更具体地涉及检测出血，为外科医师提供实时出血运动的视频显示。相关领域da手术系统，由IntuitiveSurgical，Inc.，Sunnyvale，California销售，是最小侵入性的远距操作手术系统，其为患者提供很多益处，如身体创伤减少、恢复较快和住院时间较短。da手术系统的一个关键要素是能够提供双通道(即，左和右)视频拍摄和可视图像显示，从而向外科医师提供立体观察。这种电子立体成像系统可向外科医师输出高清晰度视频图像，并且可实现如下特征：“放大”视图，允许外科医师去识别具体组织类型和特征，以及以增加的精确度进行工作。在出血发生时的一般手术视野中，主要颜色变成红色，并且产生的血液可掩盖出血源本身，因此出血和/或出血位置不能立即显见于外科医师。此外，外科医师可能专注于关键工作或景象内的不同的具体区域。这些因素中的任一个均可导致观察和诊断出血源的延迟。专利技术概述一方面，手术位点的景象被手术系统如机器人手术系统中的图像拍摄单元拍摄，作为像素数据帧。手术系统中的出血检测单元处理采集像素数据帧中的信息，然后在手术室中的显示单元上展示景象。例如，出血检测单元分析像素数据帧，并确定景象中是否具有一个或多个血液新情况。在检测到一个或多个血液新情况后，一方面，显示单元上显示的景象中包括一个或多个初始位点图标。每个初始位点图标识别血液新情况的位置。通过出血检测单元分析每个后续帧中采集的像素数据。一个或多个血液区域连同初始位点图标一起被识别和显示在显示单元上。因此，观察者看到初始位点图标，并且能够观看血液从初始位点开始的进程。即使初始位点被一滩血液覆盖，初始位点图标也提供出血位点的指示。因此，初始位点图标的显示有助于定位实际出血位点。一方面，通过出血检测单元实施的处理实时进行，这意味着在向外科医师展示采集景象方面无显著延迟。因此，外科医师一旦在景象中检测到血液就通过初始位点图标知道出血，并且外科医师可随时间追踪出血进程。出血检测单元使用通常通过图像拍摄单元在例如最小侵入性手术中采集的景象。检测过程无需如超声或Doppler技术中的特殊照相机或其他特殊设备。更具体地，一方面，手术系统中的出血检测单元接收手术景象的采集帧。像素数据帧包括多个位置。每个位置包括多个颜色组分的像素。出血检测单元检测每个位置的多个颜色组分像素是否包括指示该位置处血液的信息。基于被检测为包括血液指示信息的位置，确定景象中的血液区域。如果这是在预定事件例如初始化事件或抽吸事件后景象中初次检测到血液，则出血检测单元生成至少一个初始位点图标，以指示景象中出血位点的位置。初始位点也可以一些其他方式指示，例如，通过在景象中突出初始位点。如果这不是景象中初次检测到血液，则任选地利用不同于初始位点图标的血液标记指示景象中的血液区域，例如，不同的图标、不同的假着色、不同的边框等。将初始位点图标和任选的血液标记与手术景象组合，以获得组合图像。然后，一方面，将组合图像显示在手术室中的显示单元上。因此，最初展示初始位点图标，然后随时间流逝，初始位点图标保持在景象中，同时通过血液标记指示出血进程。在一些方面，不使用血液标记，仅使用初始位点图标。初始位点图标与出血随时间进程显示的组合有助于外科医师和/或手术室中的其他人员确定出血位点的位置。一方面，每个位置的多个颜色组分像素是否包括该位置处的血液指示信息的确定包括生成比例，其中比例中的第一数量包含该位置处的第一颜色组分像素值，并且其中比例中的第二数量包括该位置处的第二颜色组分值。如果该比例与血液指示阈值具有预先确定的关系，例如，该比例大于血液指示阈值，则将该位置识别为包括血液指示信息。另一方面，出血检测单元估测血液区域中的血液流动。将血液流动的指示标与采集景象组合，并连同任何血液标记和初始位点图标显示在显示单元上。在这方面，出血检测单元，利用多个帧的光流分析，估测区域中每个位置的总体运动。通过校正该位置的估测的总体运动以补偿该位置处的平均组织运动，生成该位置处血液流动的估测。由多个位置的血液流动生成景象中的模拟血液流动。另一方面，交互式方法包括在手术程序期间接收在显示单元上自动生成的出血警告。在该警告后，通过操纵手术器械来清洁相应于显示单元上展示的血液区域的物理区域。接着，由显示单元上展示的信息确定定位的出血源的位置。通过操纵安装在最小侵入性手术系统中的手术器械，处理出血源，以减少出血。最后，通过利用显示单元上展示的信息来确定处理过程是否减少出血。系统包括图像拍摄系统，其被配置以采集手术景象的数据帧。数据帧包括多个位置。每个位置包括多个颜色组分的像素。系统中的出血检测单元包括区域分割模块和血液区域识别模块。系统还包括显示单元，其偶联于出血检测单元以接收组合景象，和被配置以显示组合景象。区域分割模块被配置以接收数据帧；检测每个位置的多个颜色组分像素是否包括位置处的血液指示信息；和基于被检测为包括血液指示信息的位置，确定景象中的血液区域。血液区域识别模块偶联于区域分割模块。血液区域识别模块被配置以生成初始位点图标，指示景象中的血液区域，和组合初始位点图标与景象，生成组合景象。出血检测单元还包括血液流动估测器模块。血液流动估测器模块在血液区域中生成关于该区域任何运动的血液流动。血液流动估测器模块包括估测运动模块，其估测区域中每个位置的总体运动。血液流动估测器模块还包括校正运动模块，其偶联于估测运动模块。校正运动模块校正区域中每个位置的总体运动，从而生成每个位置处关于该区域的运动的血液流动。附图简述图1是包括出血检测单元的手术系统的高水平示图。图2是示例包括出血检测单元的手术系统的硬件和软件方面的示意图。图3A是通过图1和2的出血检测单元进行的方法的方法流程图。图3B是利用出血检测单元提供的信息的交互式方法的方法流程图。图4A至4F是基于图3A和3B的方法的景象实例。图5是通过区域分割模块进行的方法的更详细方法流程图。图6是图3A的血液流动估测方法的更详细方法流程图。图7是图1的出血检测模块包括的模块的更详细示图。图8A是在景象上叠加的使使用者指定出血检测区域的栅格的实例。图8B是关闭了出血检测的手术系统选择的区域的实例。图9是具有血液检测和血液流动估测控制的出血检测系统的示意图。在附图中，参考编号的第一数字指示带有该参考编号的元件第一次出现所在的图。专利技术详述图1是手术系统100的高水平示图，例如，da手术系统，包括出血检测单元135。(da是IntuitiveSurgical，Inc.ofSunnyvale，California的注册商标)。在此实例中，外科医师，利用外科医师控制台114的主控制器，远程操纵安装在机器人操纵臂113上——该机器人操纵臂113进而安装在推车(cart)110上——的内窥镜112。外科医师还远程操纵偶联于推车110的一个或多个手术器械。da手术系统还与其他部件、线缆等相联，但这些未示例在图1中，以避免从公开转移。关于最小侵入性手术系统的进一步信息可在例如美国专利申请号11/762,165(2007年6月23日提交；公开了MinimallyInvasiveSurgicalSystem)、美国专利号US6,837,8本文档来自技高网...

【技术保护点】
方法，包括：通过系统接收包括手术位点景象的帧，其中所述帧包括多个位置，并且其中每个位置包括多个颜色组分的像素；通过所述系统检测每个位置的所述多个颜色组分的像素是否包括该位置处的血液指示信息；基于检测为包括血液指示信息的位置，通过所述系统确定所述景象中的血液区域；和在所述血液区域是初始血液区域时，通过所述系统，利用初始位点图标，识别所述血液区域，其中所述初始位点图标识别所述景象中的初始血液位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.25 US 61/675,4841.用于手术位点景象的血液检测的系统，包括：图像拍摄系统、显示单元和在所述图像拍摄系统和所述显示单元之间连接的出血检测单元，所述图像拍摄系统被配置以采集手术位点景象的数据帧，其中所述数据帧包括多个位置，和其中每个位置包括多个颜色组分的像素；所述出血检测单元偶联于所述图像拍摄系统以接收所述数据帧，所述出血检测单元包括：区域分割模块，其被配置以：接收所述数据帧；检测每个位置的多个颜色组分的像素是否包括该位置处的血液指示信息；和基于检测为包括血液指示信息的位置，确定所述景象中的血液区域；血液区域识别模块，偶联于所述区域分割模块，并且被配置以：在所述景象中的血液区域是所述景象中的初始血液区域时生成初始位点图标，以指示所述景象中的初始血液区域；和组合所述初始位点图标与所述景象，以生成包括组合景象的数据；和所述显示单元偶联于所述出血检测单元以接收所述包括组合景象的数据，所述显示单元被配置以显示所述组合景象。2.权利要求1所述的系统，其中所述出血检测单元进一步包括：血液流动估测器模块，其中所述血液流动估测器模块模拟所述景象中的血液区域中的血液流动。3.权利要求2所述的系统，其中所述血液流动估测器模块包括：估测运动模块，其中所述估测运动模块估测所述景象中的血...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文毅，C·J·莫尔，J·M·松格，
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