用于医疗程序的增强光学成像系统技术方案

公开了一种用于在医疗程序期间对目标成像的光学成像系统。该光学成像系统包括：第一相机，其用于捕获目标的第一图像；第二宽视场相机，其用于捕获目标的第二图像；至少一个路径折叠反射镜，其设置在目标和第二相机的透镜之间的光学路径中；以及用于接收第一图像和第二图像的处理单元，该处理器被配置成：对第一图像和第二宽视场图像中的一个应用图像变换；并且将变换后的图像与图像中的另一个组合以产生目标的立体图像。产生目标的立体图像。产生目标的立体图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于医疗程序的增强光学成像系统


[0001]本公开涉及医学成像，并且具体地涉及适合在图像引导医疗程序中使用的光学成像系统。

技术介绍

[0002]数字显微镜支持医疗程序期间的高级可视化。例如，数字手术显微镜在手术期间提供解剖结构的放大视图。数字显微镜使用光学器件和数字(例如基于CCD的)相机来实时捕获图像，并将图像输出到显示器，以供外科医生、操作者等查看。
[0003]在诸如手术或诊断成像的图像引导的医疗应用中，患者解剖结构和手术工具的精确三维(3
‑
D)可视化是至关重要的。希望提供支持精确3
‑
D可视化的轻量级数字显微镜解决方案。
附图说明
[0004]现在将通过示例的方式参考示出本申请的示例实施例的附图，在附图中：
[0005]图1示出了支持图像引导手术的示例导航系统；
[0006]图2示出了示例导航系统的部件；
[0007]图3是示出可以用于图1和图2的示例导航系统中的示例控制和处理系统的框图；
[0008]图4A示出了在医疗程序期间示例光学成像系统的使用；
[0009]图4B是示出示例光学成像系统500的部件的框图；
[0010]图5A至图5E示出了示例增强光学成像系统的不同视图；
[0011]图6A至图6B示出了用于增强光学成像系统的示例模块的不同透视图；
[0012]图7A至图7D示出了图5A至图5E的增强光学成像系统的相机的光学路径；
[0013]图8是安装在定位系统上的增强光学成像系统的局部侧剖视图；
[0014]图9示出了另一个示例增强光学成像系统的透视图；和
[0015]图10以流程图的形式示出了使用图5A至图5E的增强光学成像系统生成目标的立体图像的示例方法。
[0016]附图中使用类似的附图标记来表示类似的元件和特征。
具体实施方式
[0017]在一方面，本公开描述了一种用于在医疗程序期间对目标成像的光学成像系统。该光学成像系统包括：第一相机，其用于捕获目标的第一图像；第二宽视场相机，其用于捕获目标的第二图像；至少一个路径折叠反射镜，其设置在目标和第二相机的透镜之间的光学路径中；以及用于接收第一图像和第二图像的处理单元，该处理单元被配置成：对第一图像和第二图像中的一个应用图像变换；并且将变换后的图像与图像中的另一个组合以产生目标的立体图像。
[0018]在一些实施方式中，第一相机、第二相机和至少一个路径折叠反射镜可以容纳在
单个外壳内。
[0019]在一些实施方式中，第二相机和至少一个路径折叠反射镜可以包括在附加模块中，以用于安装到第一相机。
[0020]在一些实施方式中，至少一个路径折叠反射镜可以包括基于第二相机的透镜的位置而选择性地定位的第一反射镜和第二反射镜，该第一反射镜和第二反射镜相对于彼此成角度。
[0021]在一些实施方式中，第一反射镜可以相对于目标选择性地定位和成角度，以便将目标的图像反射到第二反射镜，并且第二反射镜可以选择性地定位和成角度，以便将目标的图像从第一反射镜反射到第二相机的透镜。
[0022]在一些实施方式中，第一相机和第二相机可以定位成使得第一相机的光学轴线与第二相机的光学轴线共面。
[0023]在一些实施方式中，图像变换可以是单应性变换。
[0024]在一些实施方式中，处理单元可以进一步被配置成：确定目标和光学成像系统的光圈之间的工作距离；并且基于工作距离确定图像变换。
[0025]在一些实施方式中，光学成像系统可以被配置成可安装到可移动支撑结构上。
[0026]在一些实施方式中，光学成像系统还可以包括支撑连接器，以使得光学成像系统能够可移除地安装到可移动支撑结构上。
[0027]在一些实施方式中，可移动支撑结构可以包括机械臂、手动操作支撑臂或可移动支撑框架中的一种。
[0028]在一些实施方式中，光学成像系统还可以包括手动释放按钮，当被致动时，该手动释放按钮使得光学成像系统能够被手动定位。
[0029]在一些实施方式中，处理单元可以响应于经由用户接口接收的控制输入。
[0030]在一些实施方式中，光学成像系统还可以包括一个或多个光源。
[0031]在一些实施方式中，第二相机可以具有固定变焦光学器件或固定聚焦光学器件中的至少一个。
[0032]在一些实施方式中，第二相机可以固定地联接到第一相机。
[0033]在另一方面，本公开描述了一种使用光学成像系统在医疗程序中生成目标的立体图像的方法。该方法包括：从光学成像系统的第一相机接收目标的第一图像；从光学成像系统的第二相机接收目标的第二图像；对第一图像和第二图像中的一个应用图像变换；以及将变换后的图像与图像中的另一个组合以产生目标的立体图像。
[0034]在一些实施方式中，该方法还可以包括：确定目标和光学成像系统的光圈之间的工作距离；以及基于工作距离确定图像变换。
[0035]在一些实施方式中，该方法还可以包括：从多个单应性变换中选择第一单应性变换，其中，选择包括：对于多个单应性变换中的每一个：将单应性变换应用于第二图像；计算变换后的第二图像和第一相机之间的图像对应性度量；以及从多个单应性变换中选择具有图像对应性度量的最高值的单应性变换作为第一单应性变换。
[0036]通过结合附图阅读以下详细描述，本公开的其他示例实施例对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
[0037]在本申请中，短语“进入端口”旨在指插管、导管、护套、端口、管或其他结构，该结
构可插入受试者体内，以便提供到内部组织、器官或其他生物物质的通路。在一些实施例中，进入端口可以直接暴露内部组织，例如，经由在其远端处的开口或孔口，和/或经由在沿其长度的中间位置处的开口或孔口。在其他实施例中，进入端口可以经由透明或部分透明的一个或多个表面为一种或多种形式的能量或辐射(诸如但不限于电磁波和声波)提供间接通路。
[0038]在本申请中，术语“术中”旨在指在医疗程序的至少一部分期间发生或执行的动作、过程、方法、事件或步骤。如本文所定义的，术中不限于手术程序，并且可以指其他类型的医疗程序，诸如诊断和治疗程序。
[0039]在本申请中，术语“和/或”旨在覆盖所列元素的所有可能的组合和子组合，包括所列元素中的任何一个单独元素、任何子组合或所有元素，并且不一定排除附加元素。
[0040]在本申请中，短语
“……
或
……
中的至少一个”旨在覆盖所列元素中的任何一个或多个，包括所列元素中的任何一个单独元素、任何子组合或所有元素，不一定排除任何附加元素，并且不一定要求所有元素。
[0041]诸如手术和诊断成像的各种医疗程序采用数字显微镜，其实时提供解剖结构的放大视图。典型地，数字显微镜系统结合有单个主相机(或视频镜)，用于捕获图像，该图像被输出到显示器，以供外科医生或操作者查看。主相机提供视频数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在医疗程序期间对目标成像的光学成像系统，所述系统包括：第一相机，其用于捕获所述目标的第一图像；第二宽视场相机，其用于捕获所述目标的第二图像；至少一个路径折叠反射镜，其设置在所述目标和所述第二相机的透镜之间的光学路径中；和处理单元，其用于接收所述第一图像和所述第二图像，所述处理单元被配置成：将图像变换应用于所述第一图像和所述第二图像中的一个；并且将变换后的图像和所述图像中的另一个组合，以产生所述目标的立体图像。2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第一相机、所述第二相机和所述至少一个路径折叠反射镜容纳在单个外壳内。3.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第二相机和所述至少一个路径折叠反射镜包括在附加模块中，以用于安装到所述第一相机。4.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述至少一个路径折叠反射镜包括基于所述第二相机的所述透镜的位置而选择性地定位的第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜相对于彼此成角度。5.根据权利要求4所述的光学成像系统，其中，所述第一反射镜相对于所述目标选择性地定位和成角度，以便将所述目标的图像反射到所述第二反射镜，并且所述第二反射镜选择性地定位和成角度，以便将所述目标的所述图像从所述第一反射镜反射到所述第二相机的所述透镜。6.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第一相机和所述第二相机定位成使得所述第一相机的光学轴线与所述第二相机的光学轴线共面。7.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述图像变换是单应性变换。8.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述处理单元还被配置成：确定所述目标和所述光学成像系统的光圈之间的工作距离；并且基于所述工作距离确定所述图像变换。9.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述光学成像系统被配置成能够安装到可移动支撑结构上。10.根据权利要求9所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：圣纳普医疗公司，
类型：发明
国别省市：