[发明专利]用于以给出图像的方式支持手术医生的辅助设备和方法

说明书

本发明说明一种用于在使用至少一个医学仪器外科手术期间以给出图像的方式支持手术医生的辅助设备(10)。所述辅助设备(10)具有相机(12)、目视仪(18)、与相机(12)耦合的操纵器(14)、操纵器控制装置(26)和图像处理单元(22)。图像处理单元(22)包含仪器检测模块(50)，以用于通过标识预先确定的识别特征来检测至少一个在相应的单张画面中代表所使用的仪器的目标结构并且用于提取指示所述目标结构在所述单张画面中的位置的位置信息。所述仪器检测模块(50)标识图像部段作为预先确定的识别特征，所述图像部段通过等于或小于预先定义的色饱和度的色饱和度和通过限定该图像部段的、具有至少一个直线区段的轮廓线来表征。

技术领域

本发明涉及一种用于在使用至少一个医学仪器外科手术期间以给出图像的方式支持手术医生的辅助设备，包括：相机，用于产生视频信号，所述视频信号包含单张画面的图像序列；目视仪，用于基于视频信号示出图像序列；图像处理单元，包括仪器检测模块，所述仪器检测模块用于通过标识预先确定的识别特征检测至少一个在相应的单张画面中代表所使用的仪器的目标结构并且用于提取指示单张画面在目标结构中的位置的位置信息；与相机耦合的操纵器，所述操纵器为了使相机运动可通过控制信号控制；以及操纵器控制装置，用于由位置信息产生控制信号并且用于通过控制信号操控操纵器。

背景技术

由现有技术已知在外科手术期间有效支持手术医生的辅助设备。这样手术医生例如在腹腔镜手术期间间接地通过目视仪、例如监视器观察手术部位，在所述目视仪上应该可看到腹腔镜仪器，利用所述腹腔镜仪器，手术医生操纵病人的解剖结构。在监视器上实时显示的视频图像由相机拍摄，所述相机是内窥镜的一部分并且对准手术部位。

在手术期间，相机应该这样对准手术部位，使得处理的目标区域连同仪器尖端和要操纵的解剖结构大约处于在目视仪上示出的视频图像的中心。如果观察的图相部分应该改变，则相机必须在病人的身体中运动。在此目标区域应该再次显示在视频图像的中心。

为了以希望的方式跟踪内窥镜相机，其与操纵器、例如机械手臂耦合，所述操纵器根据希望的相机运动被调节。为此由操纵器控制装置通过控制信号操控，所述控制信号由在视频图像中检测到的仪器尖端的位置获得。上述类型的辅助设备例如在DE 199 61971B4中说明。

常规的辅助设备通常利用标记部工作，所述标记部安装在仪器尖端上并且这样形成识别特征，所述识别特征能够实现在视频图像中检测到仪器尖端。代替这样的标记部也可以利用正在使用的医学仪器的固有特性、如其特有的形状或特有的颜色作为识别特征。然而在这些解决方案中不利的是，要标识的识别特征代表正在使用的仪器的特有特性。因此不能识别任意仪器。

发明内容

本发明的任务是，给出一种辅助设备，其尤其是在不使用特意为此设置的标记部的情况下能够实现尽可能自动的仪器识别。

本发明在一种开头所述类型的辅助设备中如下解决该任务，即，仪器检测模块作为预先确定的识别特征标识如下图像部段，所述图像部段通过等于或小于预先定义的色饱和度的色饱和度和通过限定该图像部段的、具有至少一个直线区段的轮廓线来表征。

按照本发明的解决方案一方面依据如下认识，即，在本技术领域中通常使用的医学仪器由尽可能无色的材料制造，即具有显著小于处于要处理的目标区域中的解剖结构的色饱和度的色饱和度。第二方面本发明依据如下认识，即，几乎每种可使用的仪器在大部分中形成直的且刚性的物体。在该背景下，按照本发明的解决方案设置，将由仪器检测模块要标识的识别特征标识为如下图像部段，所述图像部段一方面具有相对小的色饱和度并且另一方面具有至少部分直线延伸的轮廓线。借助该识别特征可以将几乎每种仪器在视频图像中相对于在目标区域中存在的解剖结构隔离。尤其是，这在不使用安装在仪器上的标记部的情况下也是可能的。