使用預先采集的圖像進行的導航的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及成像，并且具體地涉及建立在可重復使用基礎(chǔ)上的內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多情況下，內(nèi)窺鏡用于對給定的實體(通常為體腔)進行多次成像，諸如用于跟蹤醫(yī)療過程的效果。能夠改善對多個圖像進行比較的能力的系統(tǒng)將是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的實施方式提供了一種成像方法，所述成像方法包括:
[0004]使用第一內(nèi)窺鏡捕獲被查表面的初始圖像；
[0005]在所述初始圖像內(nèi)劃定出由初始圖像外圍區(qū)域包圍的感興趣的目標區(qū)域，所述感興趣的目標區(qū)域具有相對于所述初始圖像外圍區(qū)域被限定的位置；
[0006]使用第二內(nèi)窺鏡捕獲所述被查表面的后續(xù)圖像；
[0007]通過與所述初始圖像外圍區(qū)域的特征進行比較，在所述后續(xù)圖像中識別對應于所述初始圖像外圍區(qū)域的后續(xù)圖像外圍區(qū)域；以及
[0008]響應于被識別的后續(xù)圖像外圍區(qū)域，計算所述感興趣的目標區(qū)域在所述后續(xù)圖像中的位置。
[0009]典型地，所述成像方法包括表征所述初始圖像外圍區(qū)域，以生成所述初始圖像外圍區(qū)域的特征。
[0010]在公開的一個實施方式中，所述第一和第二內(nèi)窺鏡是公共的內(nèi)窺鏡。
[0011]在進一步公開的實施方式中，所述方法包括生成由所述初始圖像外圍區(qū)域包圍的所述感興趣的目標區(qū)域的目標特征，并且計算所述感興趣的目標區(qū)域在所述后續(xù)圖像中的位置包括驗證所述目標特征與由所述后續(xù)圖像外圍區(qū)域包圍的后續(xù)圖像目標區(qū)域的特征的共性。在一個實施方式中，所述方法進一步包括:在捕獲所述初始圖像之后并且在未在所述感興趣的目標區(qū)域上執(zhí)行醫(yī)療過程的情況下，確定所述后續(xù)圖像目標區(qū)域的特征。
[0012]在可替代的實施方式中，所述方法包括生成由所述初始圖像外圍區(qū)域包圍的所述感興趣的目標區(qū)域的目標特征，并且計算所述感興趣的目標區(qū)域在所述后續(xù)圖像中的位置包括驗證所述目標特征和由所述后續(xù)圖像外圍區(qū)域包圍的后續(xù)圖像目標區(qū)域的特征之間的差異。典型地，所述方法還包括:在捕獲所述初始圖像和在所述感興趣的目標區(qū)域上執(zhí)行醫(yī)療過程之后，確定所述后續(xù)圖像目標區(qū)域的特征。
[0013]進一步提供了一種根據(jù)本發(fā)明的實施方式的成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括:
[0014]第一內(nèi)窺鏡，其被配置成使用第一內(nèi)窺鏡捕獲被查表面的初始圖像；
[0015]第二內(nèi)窺鏡，其被配置成捕獲所述被查表面的后續(xù)圖像；以及
[0016]處理器，所述處理器被配置成:
[0017]在所述初始圖像內(nèi)劃定出由初始圖像外圍區(qū)域包圍的感興趣的目標區(qū)域，所述感興趣的目標區(qū)域具有相對于所述初始圖像外圍區(qū)域被限定的位置，
[0018]通過與所述初始圖像外圍區(qū)域的特征比較，在所述后續(xù)圖像中識別對應于所述初始圖像外圍區(qū)域的后續(xù)圖像外圍區(qū)域，以及
[0019]響應于被識別的后續(xù)圖像外圍區(qū)域，計算所述感興趣的目標區(qū)域在所述后續(xù)圖像中的位置。
[0020]進一步提供了一種根據(jù)本發(fā)明的實施方式的成像方法，所述成像方法包括:
[0021]指向第一圖像中的感興趣的目標區(qū)域；
[0022]存儲包圍所述感興趣的目標區(qū)域的外圍區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)；
[0023]通過與被存儲的所述外圍區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)的特征比較，在第二圖像中識別對應于所述第一圖像的所述外圍區(qū)域的區(qū)域；以及
[0024]響應于所述第二圖像中的被識別的區(qū)域，在所述第二圖像中標記所述感興趣的目標區(qū)域的位置。
[0025]進一步提供了一種根據(jù)本發(fā)明的實施方式的內(nèi)窺鏡的導航方法，所述內(nèi)窺鏡的導航方法包括:
[0026]使用第一內(nèi)窺鏡捕獲被查表面的第一圖像；
[0027]指向所述第一圖像中的感興趣的目標區(qū)域；
[0028]存儲包圍所述目標區(qū)域的外圍區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)；
[0029]使用第二內(nèi)窺鏡捕獲所述被查表面的第二圖像；
[0030]通過與被存儲的所述外圍區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)的特征比較，在所述第二圖像中識別對應于所述外圍區(qū)域的區(qū)域；
[0031]響應于所述第二圖像中的被識別的區(qū)域，在所述第二圖像中標記所述感興趣的目標區(qū)域的位置的指示；以及
[0032]朝向所述指示來導航所述第二內(nèi)窺鏡。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實施方式的以下詳細描述，與附圖一起，將更全面地理解本發(fā)明，其中:
【附圖說明】
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的內(nèi)窺鏡導航系統(tǒng)的示意圖；
[0035]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方式使用所述系統(tǒng)而執(zhí)行的過程的流程圖；
[0036]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式由所述系統(tǒng)捕獲的初始圖像的示意圖；
[0037]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的標記有感興趣的目標區(qū)域的初始圖像的示意圖，而圖4B是圖4A的一個放大部分；
[0038]圖5A、圖5B和圖5C是根據(jù)本發(fā)明的實施方式由所述系統(tǒng)捕獲的不同的后續(xù)圖像的不意圖；
[0039]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的施加到一個后續(xù)圖像的標記的示意圖；
[0040]圖7是根據(jù)本發(fā)明的替代的實施方式的內(nèi)窺鏡導航系統(tǒng)的示意圖；
[0041]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的由所述系統(tǒng)捕獲的替代的初始圖像的示意圖；以及
[0042]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的由所述系統(tǒng)捕獲的替代的后續(xù)圖像的示意圖。
【具體實施方式】
[0043]概述
[0044]本發(fā)明的實施方式提供了一種用于在表面的多個圖像內(nèi)定位公共區(qū)域的方法，所述表面圖像于不同時間被捕獲。該方法可以應用于體腔(諸如患者的腹部或膀胱)的內(nèi)表面的內(nèi)鏡檢查。典型地，該方法用于朝向體腔表面的公共區(qū)域(在初始檢查中，然后在后續(xù)檢查中)對內(nèi)窺鏡進行導航。
[0045]將第一內(nèi)窺鏡插入體腔中，并且捕獲表面的初始圖像。典型地，通過光標(cursor)來標記目標區(qū)域的外部邊界，從而在初始圖像內(nèi)劃定出感興趣的目標區(qū)域。初始圖像外圍區(qū)域包圍感興趣的目標區(qū)域且包含在被捕獲的初始圖像內(nèi)。這兩個區(qū)域是幾何相關(guān)的，從而可以認為感興趣的目標區(qū)域具有由初始圖像外圍區(qū)域限定的位置。
[0046]將第二內(nèi)窺鏡插入體腔中，并且用來捕獲表面的后續(xù)圖像。比較兩個圖像的特征，并且使用所述特征來識別與初始圖像外圍區(qū)域?qū)暮罄m(xù)圖像的外圍區(qū)域。使用被識別的后續(xù)圖像的外圍區(qū)域來計算感興趣的目標區(qū)域在后續(xù)圖像中的位置。
[0047]在計算位置處可以將標記放置在后續(xù)圖像中，所述標記有助于導航到感興趣的目標區(qū)域以及識別感興趣的目標區(qū)域。
[0048]在一些實施方式中，第一和第二內(nèi)窺鏡是同一內(nèi)窺鏡。
[0049]詳細描述
[0050]現(xiàn)在參照圖1，圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的內(nèi)窺鏡導航系統(tǒng)10的示意圖。系統(tǒng)10可以用于人類患者的體腔12的侵入式醫(yī)療過程(典型地為微創(chuàng)手術(shù))，以便對體腔中的實體進行成像。舉例來說，在本說明書中，除另有說明外，假定體腔為患者的膀胱，并且在本文中還稱體腔12為膀胱12。然而，應當理解的是，系統(tǒng)10基本上可以用于任何的人類的體腔(諸如胃腸器官、支氣管、胸)或者非人類的內(nèi)腔。
[0051]系統(tǒng)10由內(nèi)窺鏡模塊14控制，內(nèi)窺鏡模塊14包括與存儲器18通信連接的處理器16。內(nèi)窺鏡模塊14還包括圖像分析模塊20，圖像分析模塊20的功能在下面描述，并且圖像分析模塊20可以由軟件、硬件或軟件和硬件的組合實施