【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及图像处理技术，并且更具体地，涉及重建在医疗手术期间捕获的多个图像，其中配准和重建成像场景的过程使用场景的独特特征来准确地显示捕获的图像，同时最小化计算要求。
技术介绍
1、各种医疗设备技术可供医疗专业人员使用，用于在查看和成像人体的内部器官和系统时使用。例如，配备有数字相机的医疗内窥镜可以被许多医学领域的医生使用，以便在内部查看人体的部分，以用于检查、诊断和治疗期间。例如，医生可以使用耦合到内窥镜的数字相机来查看碎石手术期间肾结石的治疗。
2、在碎石手术期间，医生可以查看由定位在被用于粉碎肾结石的激光光纤附近的数字相机捕获的实时视频流。可以理解的是，为了确保以有效的方式执行医疗手术，医生(或其他操作者)需要在适当的视场中可视化肾结石。例如，由定位在肾结石附近的数字相机所捕获的图像需要准确地反映肾结石的大小。知道肾结石(和/或残留的结石碎片)的物理大小可能直接影响手术决策制定和整体手术效率。在一些光学成像系统(例如，单目光学成像系统)中，图像传感器像素大小可以是固定的，并且因此，被显示的对象的物理大小取决于多谢与采集光学器件的距离。在这种实例中，相同大小的两个对象在同一图像中可能看起来不同，其中，离光学器件更远的多谢可能看起来比第二对象更小。因此，当在医疗手术中分析视频图像时，累积来自多个图像帧的数据可能是有用的，其除了相机视点的改变之外，还可以包括图像“场景”的改变。该累积的数据可以被用于重建成像区域的三维表示(例如肾结石或其他解剖特征的大小和体积)。因此，可能期望开发图像处理算法，该算法配准视频帧并重建成
技术实现思路
1、本公开提供了医疗设备的设计、材料、制造方法和使用替代方案。一种估计身体结构与医疗设备的距离的示例方法，包括：使用定位在医疗设备的远端区域上的光源照明身体结构，使用定位在医疗设备的远端区域上的数字相机捕获身体结构的第一输入图像，使用第一多个像素表示第一图像，其中第一多个像素包括显示局部强度最大值的一个或多个像素，从显示局部强度最大值的一个或多个像素中定义第一像素组，其中第一像素组对应于身体结构的多个表面点，并且其中第一像素组还包括第一图像强度。该方法还包括通过假定和在第一表面点平行来计算从数字相机到多个表面点中的第一表面点的相对距离r，a是常数，并求解r的关系：
2、
3、其中：
4、i是图像强度；
5、l是照明强度；
6、a是表面反照率(albedo)因子；
7、是从第一表面点到相机的矢量；
8、是垂直于第一表面点的矢量；以及
9、r是从数字相机到第一表面点的距离。
10、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括计算从数字相机到多个表面点中的每个表面点的相对距离。
11、可替换地或附加于上述实施例7中的任何一个，还包括使用从数字相机到每个表面点的相对距离和具有相似色调(hue)的像素的像素强度平均值来计算细化表面反照率因子。
12、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括使用细化表面反照率因子来计算从数字相机到每个表面点的细化相对距离。
13、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，其中，细化距离和细化表面反照率因子由从一个或多个配准帧导出的三维位置不确定性矢量的图来约束。
14、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括从细化距离值的加权平均值、细化表面反照率因子和第二表面点位置的先前估计来计算第二表面点位置。
15、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，其中，细化距离值的加权平均值、细化表面反照率因子和第二表面点位置的先前估计与不确定性矢量的量值成反比。
16、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括根据以下关系计算不确定性矢量加权平均值和位置：
17、
18、其中：
19、wp＝先前距离值的加权平均值；
20、wm＝新的测量节点坐标的加权平均值；
21、
22、
23、um＝新的模型节点不确定性测量结果；
24、以及
25、
26、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括生成与表面位置图相关联的表面纹理图，其中使用以下关系生成表面纹理图：
27、
28、估计身体结构与医疗设备的距离的另一方法包括：使用定位在医疗设备的远端区域上的光源照明身体结构，使用定位在医疗设备的区域的远端上的数字相机在第一时间点捕获身体结构的第一图像，其中，当图像捕获设备在第一时间点捕获第一图像时，图像捕获设备定位在第一位置，使用第一多个像素表示第一图像，其中第一多个像素包括显示局部强度最大值的一个或多个像素，从显示局部强度最大值的一个或多个像素中定义第一像素组，其中第一像素组对应于身体结构的多个表面点，其中第一像素组还包括第一图像强度；以及通过假定和在第一表面点平行来计算从数字相机到多个表面点中的第一表面点的相对距离r，a是常数，并求解r的关系：
29、
30、其中：
31、i是图像强度；
32、l是照明强度；
33、a是表面反照率因子；
34、是从第一表面点到相机的矢量；
35、是垂直于第一表面点的矢量；以及
36、r是从数字相机到第一表面点的距离。
37、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括计算从数字相机到多个表面点中的每个表面点的相对距离。
38、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括使用从数字相机到每个表面点的相对距离和具有相似色调的像素的像素强度平均值来计算细化表面反照率因子。
39、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括使用细化表面反照率因子来计算从数字相机到每个表面点的细化相对距离。
40、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，其中，细化距离和细化表面反照率因子由从一个或多个配准帧导出的三维位置不确定性矢量的图来约束。
41、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括从细化距离值的加权平均值、细化表面反照率因子和第二表面点位置的先前估计来计算第二表面点位置。
42、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，其中，细化距离值的加权平均值、细化表面反照率因子和第二表面点位置的先前估计与不确定性矢量的量值成反比。
43、可替换地或附加于上述实施例中的任何一个，还包括根据以下关系计算不确定性矢量加权平均值和位置：
44、
45、其中：
46、wp＝先前距离值的加权平均值；
47、wm＝新的测量节点坐标的加权平均值；
48、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种估计身体结构与医疗设备的距离的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括计算从所述数字相机到所述多个表面点中的每个表面点的相对距离。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括使用从所述数字相机到每个表面点的相对距离和具有相似色调的像素的像素强度平均值来计算细化表面反照率因子。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括使用所述细化表面反照率因子来计算从所述数字相机到每个表面点的细化相对距离。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，细化距离和所述细化表面反照率因子由从一个或多个配准帧导出的三维位置不确定性矢量的图来约束。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括从细化距离值的加权平均值、所述细化表面反照率因子和第二表面点位置的先前估计来计算所述第二表面点位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述细化距离值的加权平均值、所述细化表面反照率因子和所述第二表面点位置的先前估计与不确定性矢量的量值成反比。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括根据以下关系计算不确定性矢量加权平均值和位置：>
9.根据权利要求8所述的方法，还包括生成与表面位置图相关联的表面纹理图，其中所述表面纹理图是使用以下关系生成的：
10.一种估计身体结构与医疗设备的距离的方法，所述方法包括：
11.根据权利要求10所述的方法，还包括计算从所述数字相机到所述多个表面点中的每个表面点的相对距离。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括使用从所述数字相机到每个表面点的相对距离和具有相似色调的像素的像素强度平均值来计算细化表面反照率因子。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括使用所述细化表面反照率因子来计算从所述数字相机到每个表面点的细化相对距离。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，细化距离和所述细化表面反照率因子由从一个或多个配准帧导出的三维位置不确定性矢量的图来约束。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括从细化距离值的加权平均值、所述细化表面反照率因子和第二表面点位置的先前估计来计算所述第二表面点位置。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种估计身体结构与医疗设备的距离的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括计算从所述数字相机到所述多个表面点中的每个表面点的相对距离。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括使用从所述数字相机到每个表面点的相对距离和具有相似色调的像素的像素强度平均值来计算细化表面反照率因子。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括使用所述细化表面反照率因子来计算从所述数字相机到每个表面点的细化相对距离。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，细化距离和所述细化表面反照率因子由从一个或多个配准帧导出的三维位置不确定性矢量的图来约束。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括从细化距离值的加权平均值、所述细化表面反照率因子和第二表面点位置的先前估计来计算所述第二表面点位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述细化距离值的加权平均值、所述细化表面反照率因子和所述第二表面点位置的先前估计与不确定性矢量的量值成反比。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼拉杰·普拉萨德·劳尼亚尔，罗伯特·J·赖克，陈龙泉，
申请(专利权)人：波士顿科学医学有限公司，
类型：发明
国别省市：
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