图像处理装置和方法、手术系统和手术构件制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种图像处理装置和方法、手术系统和手术构件，由此可以方便地确定用于对手术对象进行手术的手术构件的位置或方向。获取显微图像(201)，其中，通过手术显微镜(112)捕捉插入到手术对象的手术构件(121)的图像，基于获取的显微图像(201)来估计在手术对象内部的手术构件的相对朝向，并且将与估计的朝向相关的朝向信息(222、223、224)输出到输出单元。例如，本发明专利技术可以通过使用手术显微镜来观察眼内内视镜或手术器具而应用于眼睛手术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像处理装置和方法、手术系统和手术构件
本技术涉及一种图像处理装置和方法、手术系统和手术构件，具体地，涉及一种利用其可以容易地掌握用于眼睛手术的手术构件的位置和朝向的图像处理装置和方法、一种手术系统和一种手术构件。
技术介绍
在眼科手术中，有时，在处理不能从显微镜视觉识别的位置的情况时使用眼内内视镜。眼内内视镜通常尤其用于视网膜玻璃体手术等。图1是用于说明眼睛的手术的示图。将眼内内视镜11和手术工具12插入到被实施手术的眼睛21中。在监视器31上显示由眼内内视镜11拍摄的被实施手术的眼睛21的内部的图像41。外科医生在观看监视器31的图像41的同时进行手术。虽然眼内内视镜11具有拍摄位置的高自由度，但是存在图像的重力方向和位置容易丢失的问题。此外，如果操作错误，则眼内内视镜11可能损坏视网膜13。因此，学习眼内内视镜11的操作的障碍非常高。此外，在现行的过程中，在位置丢失的情况下指导返回到原位，因此，手术时间将更长。因此，需要容易地掌握眼内内视镜11的朝向和位置。因此，已经提出了在眼科内视镜的手部提供指向特定方向的指标(专利文献1)。此外，提出使用重力传感器或加速度传感器来获得内视镜的方向(专利文献2)。此外，已经提出了利用内视镜的X射线检测标记，用于从X射线图像观察十二指肠(专利文献3)。引用列表专利文献专利文献1：日本专利申请公开第10-328126号。专利文献2：日本专利申请公开第2014-155592号。专利文献3：日本专利申请公开第2015-2858号。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，在专利文献1的提案中，操作者需要在视觉上识别眼科内视镜的基本原理或者用指尖的触觉来确认指标。在前一种情况下，视线远离手术区域(surgicalfield)。在后一种情况下，存在必须习惯于掌握正确取向的问题。此外，很难掌握位置。另外，由于微创手术眼科内视镜变得更细，不仅可能发生变形，而且也难以处理在根部和尖端之间发生变形的情况。如专利文献2中所提出的，将传感器附接到内视镜的尖端部分，成为缩小直径的阻碍因素。此外，尽管将传感器附接到手部是有些用的，但是内视镜本身的重量增加，操作变得困难，并且难以应用于眼内内视镜。如在专利文献3的提案中，为了利用X射线图像，不仅需要X射线装置，而且用于观察十二指肠的内视镜本身也需要具有特定结构，并且装置的尺寸变大，导致成本高。因此，难以应用于内视镜。鉴于这种情况已提出了本技术，并且本技术能够容易地掌握用于眼睛手术的手术构件的位置和朝向。问题的解决方法本技术的一个方面是一种图像处理装置，包括：获取单元，获取通过用手术显微镜拍摄插入到手术对象的手术构件而获得的显微图像；估计单元，基于由获取单元获取的显微图像来估计手术构件在手术对象中的相对姿势；以及输出单元，输出与已估计的姿势相关联的姿势信息。手术构件可以是眼内内视镜。输出单元可以将姿势信息叠加在由眼内内视镜输出的内视镜图像上并且输出叠加的图像。姿势可以包括位置、朝向和旋转角度中的至少一个。姿势信息可以包括表示位置、朝向或刻度上的旋转角度的图形。姿势信息可以包括眼球模型的截面或三维视图。在手术构件上显示标记，并且估计单元基于由获取单元获取的显微图像的标记来估计手术构件在手术对象中的相对姿势。所述获取单元获取从作为手术对象的被实施手术的眼睛的外部拍摄的眼内内视镜的图像，并且估计单元可以基于未插入到眼内内视镜的被实施手术的眼睛的部分的特征量来估计眼内内视镜在被实施手术的眼睛中的相对姿势。手术构件是显示标记的手术工具，获取单元可以获取显示标记的手术工具的显微图像和眼内内视镜的内视镜图像，估计单元可以估计显示标记的手术工具与手术显微镜之间的相对姿势，并且还可以估计显示标记的手术工具与眼内内视镜之间的相对姿势，并且所述图像处理装置还包括操作单元，其根据手术工具和手术显微镜之间的相对姿势以及手术工具和眼内内视镜之间的相对姿势来操作手术显微镜和眼内内视镜之间的相对姿势。本技术的一个方面是一种图像处理方法，包括：获取通过用手术显微镜拍摄插入到手术对象的手术构件而获得的显微图像的步骤；基于由所述获取单元获取的显微图像来估计手术构件在手术对象中的相对姿势的步骤；以及输出与已估计的姿势相关联的姿势信息的步骤。本技术的一个方面是一种手术系统，包括：手术显微镜，拍摄手术对象；获取单元，获取通过用手术显微镜拍摄插入到手术对象的手术构件而获得的显微图像；估计单元，基于由获取单元获取的显微图像来估计手术构件在手术对象中的相对姿势；以及输出单元，输出与已估计的姿势相关联的姿势信息。本技术的一个方面是一种手术构件，插入到被实施手术者的被实施手术的眼睛并用于被实施手术的眼睛的手术，并且是一种其中，在插入到被实施手术的眼睛中的插入单元中显示可以通过手术显微镜观察的标记的手术构件。在本技术的一个方面中，获取通过用手术显微镜拍摄插入到手术对象的手术构件而获得的显微图像；基于由获取单元获取的显微图像来估计手术构件在手术对象中的相对姿势；并且输出与已估计的姿势相关联的姿势信息。本专利技术的效果如上所述，根据本技术的一个方面，可以容易地掌握用于眼睛手术的手术构件的位置和朝向。注意，在本文中描述的效果仅仅是说明性的，而不是限制性的，并且本技术可以具有额外效果。附图说明[图1]是用于说明眼睛手术的示图。[图2]是示出根据本技术的实施方式的手术系统的配置的透视图。[图3]是用于说明根据本技术的实施方式的眼睛手术的示图。[图4]是用于说明本技术的标记的示图。[图5]是示出本技术的手术系统的功能配置的方框图。[图6]是用于说明本技术的图像处理的流程图。[图7]是用于说明根据本技术的实施方式的眼睛手术的示图。[图8]是用于说明根据本技术的实施方式的眼睛手术的示图。[图9]是示出本技术的手术系统的配置的方框图。[图10]是用于说明本技术的图像处理的流程图。[图11]是示出本技术的姿势信息的示例的示图。[图12]是示出本技术的姿势信息的示例的示图。[图13]是示出本技术的姿势信息的示例的示图。[图14]是示出本技术的姿势信息的示例的示图。具体实施方式在下文中，将描述用于实现本技术的模式(下文中称为实施方式)。注意，将按以下顺序进行描述。1、第一实施方式(1)手术系统(2)姿势估计原理(3)手术系统的功能块(4)图像处理2、第二实施方式3、第三实施方式(1)姿势估计原理(2)手术系统的功能块(3)图像处理4、姿势信息5、其他<1、第一实施方式>(1)手术系统图2是示出根据本技术的实施方式的手术系统的配置的透视图。图2示意性地示出了用于眼科手术的手术系统100的基本配置。手术系统100包括手术台111、手术显微镜112、图像处理装置113和呈现单元114。此外，可以根据需要使用玻璃体手术装置、生命体征显示装置等，但是省略了其说明。将被实施手术者(即，患者)131放置在手术台111上。外科医生132站立在被实施手术者131的头部131A的后侧(或可以是左侧或右侧)，并使用眼科手术构件进行眼科手术。在图2所示的示例的情况下，眼内内视镜121和手术工具122(例如，玻璃体切割器)用作手术构件。手术显微镜112设置在被实施手术者131的头部131A上方，并且拍摄作为手术对象本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像处理装置，包括：获取单元，获取通过用手术显微镜拍摄插入到手术对象的手术构件而获得的显微图像；估计单元，基于由所述获取单元获取的显微图像来估计所述手术构件在所述手术对象中的相对姿势；以及输出单元，输出与已估计的姿势相关联的姿势信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 JP 2016-0674161.一种图像处理装置，包括：获取单元，获取通过用手术显微镜拍摄插入到手术对象的手术构件而获得的显微图像；估计单元，基于由所述获取单元获取的显微图像来估计所述手术构件在所述手术对象中的相对姿势；以及输出单元，输出与已估计的姿势相关联的姿势信息。2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述手术构件是眼内内视镜。3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，所述输出单元将所述姿势信息叠加在由所述眼内内视镜输出的内视镜图像上并且输出所叠加的图像。4.根据权利要求3所述的图像处理装置，其中，所述姿势包括位置、朝向和旋转角度中的至少一个。5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其中，所述姿势信息包括表示位置、朝向或刻度上的旋转角度的图形。6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其中，所述姿势信息包括眼球模型的截面图或三维视图。7.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，在所述手术构件上显示标记，并且所述估计单元基于由所述获取单元获取的显微图像的标记来估计所述手术构件在所述手术对象中的相对姿势。8.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，所述获取单元获取从作为所述手术对象的被实施手术的眼睛的外部拍摄的所述眼内内视镜的图像，并且所述估计单元基于所述眼内内视镜的未插入到所述被实施手术的眼睛的部分的特征量来估计所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：榎润一郎，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP