利用跟踪辅助摄像机对手术部位进行功能成像制造技术

一种手术成像系统包括摄像机、第一成像器和处理单元。所述摄像机被配置成沿着第一光学路径捕获手术部位的光学图像。所述第一成像器被配置成沿着与所述第一光学路径分离的第二路径捕获所述手术部位的第一功能图像。所述处理单元被配置成根据捕获的第一功能图像和捕获的光学图像生成所述手术部位的组合视图，并且将所述组合视图传输到显示器。

Functional imaging of surgical site with tracking assistant camera

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用跟踪辅助摄像机对手术部位进行功能成像
技术介绍
在手术过程期间，摄像机可以用来可视化手术部位。具体地说，在包括机器人手术的微创手术(MIS)中，可以使用专门的光学摄像机允许外科医生来可视化手术部位。为了理解在手术部位处的、不容易观察得到的组织的功能方面，例如，存在于次表面组织中的血液流动或某些组织发生癌变，已经开发了这些专门的摄像机和专门的成像协议。当这些专门的成像技术与典型的基于白光的内窥镜结合使用时，在微创或机器人手术中，使用专门地构造的内窥镜，该内窥镜可以允许可见光以及功能成像两者导出的数据以从相同的视点被记录。这种类型的内窥镜通常相当昂贵。因此，需要开发允许用于手术部位的光学和功能成像的系统，该系统可以与现有的基于白光的内窥镜一起使用，而不需要专门地构造的内窥镜。将期望开发和使用能够容易地定位在体内的独立摄像机，以提供这种附加的功能成像信息，并且然后将该附加的功能成像信息覆盖在现有的主要的内窥镜图像上，从而允许扩展当前内窥镜的能力，而不需要专门地构造的内窥镜。
技术实现思路
在本公开的方面中，手术成像系统包括摄像机、第一成像器和处理单元。所述摄像机被配置成沿着第一光学路径捕获手术部位的光学图像。所述第一成像器被配置成沿着与所述第一光学路径分离的第二路径捕获所述手术部位的第一功能图像。所述处理单元被配置成根据捕获的第一功能图像和捕获的光学图像生成所述手术部位的组合视图，并且将所述组合视图传输到显示器。在各方面中，该系统包括显示器，该显示器被配置成接收捕获的第一功能图像和光学图像的组合视图，并显示该组合视图。该系统可以包括内窥镜，该内窥镜被配置成穿过开口以进入手术部位。摄像机可以被安置在内窥镜内。第一成像器可以可释放地联接到内窥镜的外部表面。第一成像器可以包括沿着内窥镜的外部表面延伸以将第一成像器联接到处理单元的引线。引线可以被配置成向第一成像器供电和/或被配置成传输捕获的第一功能图像到处理单元。内窥镜可以包括开关，该开关可在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，仅光学图像被传输到显示器，并且在第二位置中，组合视图被传输到显示器。在一些方面中，系统包括第二成像器，该第二成像器被配置成沿着与第一光学路径和第二光学路径分离的第三路径捕获手术部位的第二功能图像。处理单元可以被配置成接收捕获的第二功能图像并将捕获的第二功能图像与捕获的光学图像组合，并被配置成传输组合视图到显示器。处理单元可以被配置成将捕获的第一功能图和第二功能图像与捕获的光学图像组合，并将组合的视图传输到显示器。在某些方面中，处理单元被配置成从由摄像机捕获的光学图像确定摄像机的姿态，并且从由第一成像器捕获的第一功能图像确定第一成像器的姿态。处理单元可以被配置成基于第一成像器相对于摄像机的姿态的姿态生成组合视图。在本公开的另一方面中，利用处理单元在显示器上显示手术部位的视图的方法包括：沿着第一光学路径从摄像机接收手术部位的光学图像；沿着与第一光学路径分离的第二光学路径从第一成像器接收手术部位的第一功能图像；将手术部位的第一功能图像和光学图像组合成组合视图；以及将组合视图传输到显示器。在各方面中，组合第一功能图像和光学图像包括在第一功能图像和光学图像中的每一个中定位公共物体，以将第一功能图像定位在光学图像之上。附加地或替代性地，该方法可以包括接收摄像机的姿态和接收第一成像器的姿态，并且组合第一功能图像和光学图像可以包括基于第一成像器相对于摄像机的姿态的姿态将第一功能图像定位在光学图像之上。在一些方面中，该方法包括沿着与第一光学路径和第二光学路径分离的第三光学路径从第二成像器接收手术部位的第二功能图像。将手术部位的第一功能图像和光学图像组合成组合视图进一步包括将第二功能图像与第一功能图像和光学图像组合。该方法可以包括利用第二成像器延伸摄像机的视场。在本公开的另一方面中，在显示器上的可视化手术部位的方法包括：将摄像机定位在手术部位内，以沿着第一光学路径捕获光学图像；将第一成像器定位在手术部位内，以沿着与第一光学路径分离的第二路径捕获第一功能图像；以及在显示器上查看光学图像覆盖的第一功能图像的组合视图。在各方面中，该方法包括利用手术器械将第一成像器定位在手术部位内。定位第一成像器可以包括将第一成像器定位在支撑摄像机的内窥镜的外部表面上。该方法可以包括在查看组合视图之前启动开关以激活组合视图。下面参考附图更详细地描述本公开的示范性实施例的进一步细节和方面。附图说明下文参考附图描述的本公开的各个方面，该附图被并入并构成本说明书的一部分，其中：图1是根据本公开的手术成像系统的透视图，包括光学成像系统、处理单元、功能成像系统和显示器；图2是图1中所示细节区域的剖视图，绘示了患者体腔内的在图1中所示的光学成像系统的摄像机和在图1中所示的功能成像系统的成像器；和图3是根据本公开的利用处理单元在显示器上显示功能图像和光学图像的组合视图的方法的流程图。具体实施方式现在参考附图详细描述本公开的实施例，其中在几个视图的每个中，相同的附图标记表示相同或相应的元件。如本文所使用，术语“临床医生”是指医生、护士或任何其它护理提供者，并且可以包括支持人员。在整个说明书中，术语“近端”是指设备或其的部件最靠近临床医生的部分，术语“远端”是指设备或其的部件最远离临床医生的部分。此外，如本文所使用术语“姿态”被理解为意味着物体在空间中的位置和取向。本公开总体上涉及手术系统，该手术系统包括捕捉手术部位的光学图像的摄像机和捕捉手术部位的功能图像的一个或多个独立的功能成像器。功能图像可以被覆盖或被涂覆在光学图像之上，以便利用显示器上的光学图像同时被查看。功能成像器可以被安置在从摄像机分离的手术部位内，使得功能成像器沿着从摄像机分离的成像路径被安置。手术系统可以包括处理单元，其使用功能成像器相对于摄像机的姿态以将功能图像数据与光学图像组合。处理单元使用摄像机和成像器的视场内的物体，例如组织结构或手术器械，以将功能图像与光学图像组合。现在参考图1，根据本公开提供的手术系统1包括光学成像系统10和功能成像系统30。光学成像系统10包括处理单元11、显示器18和内窥镜20。如图所示，手术系统1是腹腔镜手术系统；然而，手术系统1可以是内窥镜手术系统、开放式手术系统或机器人手术系统。对于合适的机器人手术系统的详细描述，可以参考美国专利第8,828,023号，其全部内容通过引用并入本文。在附加的参考图2，光学成像系统10被配置成提供患者“P”体腔内的手术部位“S”的光学视图或图像，并被配置成传输光学图像到显示器18。光学成像系统10的内窥镜20包括摄像机22，以在手术过程期间捕获手术部位“S”的光学图像，如下文详述。内窥镜20通过开口(自然开口或者切口)插入，以将摄像机22定位在邻近手术部位“S”体腔内，以允许摄像机22来捕获手术部位“S”的光学图像。摄像机22将捕获的光学图像传输到处理单元22。处理单元11从摄像机22接收手术部位“S”的光学图像或数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手术成像系统，其包含：/n摄像机，其被配置成沿着第一光学路径捕获手术部位的光学图像；/n第一成像器，其被配置成沿着与所述第一光学路径分离的第二路径捕获所述手术部位的第一功能图像；以及/n处理单元，其被配置成根据捕获的第一功能图像和捕获的光学图像生成所述手术部位的组合视图，并且将所述组合视图传输到显示器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170908 US 62/556,0091.一种手术成像系统，其包含：
摄像机，其被配置成沿着第一光学路径捕获手术部位的光学图像；
第一成像器，其被配置成沿着与所述第一光学路径分离的第二路径捕获所述手术部位的第一功能图像；以及
处理单元，其被配置成根据捕获的第一功能图像和捕获的光学图像生成所述手术部位的组合视图，并且将所述组合视图传输到显示器。


2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含被配置成接收所述捕获的第一功能图像和所述捕获的光学图像的所述组合视图并且显示所述组合视图的显示器。


3.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含被配置成穿过开口以进入手术部位的内窥镜。


4.根据权利要求3所述的系统，其中所述摄像机安置在所述内窥镜内。


5.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一成像器可释放地联接到所述内窥镜的外部表面。


6.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一成像器包括沿着所述内窥镜的外部表面延伸以将所述第一成像器联接到所述处理单元的引线，所述引线被配置成进行向所述第一成像器供电或向所述处理单元传输捕获的第一功能图像中的至少一个。


7.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含第二成像器，所述第二成像器被配置成沿着与所述第一光学路径和所述第二路径分离的第三路径捕获所述手术部位的第二功能图像，所述处理单元被配置成接收捕获的第二功能图像并且将所述捕获的第二功能图像与所述捕获的光学图像组合，并且将组合视图传输到显示器。


8.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理单元被配置成将所述捕获的第一功能图像和所述捕获的第二功能图像与所述捕获的光学图像组合，并且将组合视图传输到显示器。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理单元被配置成根据由所述摄像机捕获的所述光学图像来确定所述摄像机的姿态，并且根据由所述第一成像器捕获的所述第一功能图像来确定所述第一成像器的姿态，并且其中所述处理单元被配置成基于相对于所述摄像机的所述姿态的所述第一成像器的所述姿态来生成所述组合视图。


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【专利技术属性】
技术研发人员：德怀特·梅格兰，
申请(专利权)人：柯惠LP公司，
类型：发明
国别省市：美国;US