[发明专利]用于对患者进行成像的系统和方法

说明书

用于对患者进行成像的系统和方法包括从内窥镜朝向至少一个解剖特征(例如，肝脏或肺的外部)投射红外(IR)光，捕获所述IR光，从所述内窥镜朝向所述解剖特征的类似部分投射光学光，以及捕获所述光学光。一旦所述IR光和所述光学光被捕获，两者彼此相关联以生成手术中3D图像。IR和光学光的这种投射和捕获能够在成像过程期间的离散时间发生，或者同时发生。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月20日提交的美国临时申请序列号62/782,683 的权益，并且涉及并要求于2018年12月13日提交的美国临时申请序列号 62/779,242和2018年12月13日提交的美国临时申请序列号62/779,229的权益， 其各自的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及与外科手术过程相关联执行的成像技术，更具体地，涉及 2D图像数据与3D图像数据的关联。

背景技术

微创外科手术过程已经成为诊断和治疗各种医学病症的既常用又有效的方 法。例如，依赖于内窥镜外科手术器械的腹腔镜外科手术过程允许减小进入组 织的切口长度以允许接近外科手术部位，以及在某些外科手术过程中的创伤。 类似地，机器人外科手术过程允许临床医生以最小的努力维持相对于外科手术 部位的内窥镜外科手术器械的位置和取向。

发明内容

根据本公开内容的各方面提供了用于在患者的体内进行成像的系统和方 法。在一个方面中，所述方法可以包括：分析第一图像，所述第一图像包括由 与内窥镜相关联的IR相机捕获的反射IR光的第一图像；分析第二图像，所述 第二图像包括由与内窥镜相关联的光学光相机捕获的反射光学光；将所述第一 图像与所述第二图像相关联；以及基于所述第一图像与所述第二图像的关联来 生成手术中3D图像。

根据一个方面，将第一图像和第二图像相关联包括通过将第一图像的点平 移到第二图像的相对应的点来将第一图像映射到第二图像。

所述方法可以进一步包括朝向患者的至少一个解剖特征投射多个IR光束。 在一个方面，所述多个IR光束以彼此间隔的关系朝向至少一个解剖特征投射。 附加地或可替换地，朝向至少一个解剖特征投射的多个IR光束以网格图案投 射。

根据一个方面，所述方法进一步包括基于第一图像确定多个3D坐标。

在一个方面中，进一步基于多个3D坐标生成手术中3D图像。

根据一个方面，所述方法可以进一步包括在显示器上显示手术中3D图像。

根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于在患者体内进行成像的系统。 所述系统包括内窥镜和与所述内窥镜通信的计算设备。所述内窥镜包括：红外 (IR)光源，其被配置为将多个IR光束投射到至少一个解剖特征上；IR相机， 其被配置为捕获第一图像；光学光源，其被配置为将光学光投射到至少一个解 剖特征上；以及光学相机，其被配置为捕获第二图像。第一图像包括多个IR光 束的反射，第二图像包括由光学光源照射的至少一个解剖特征。所述计算设备 包括处理器和上面存储有指令的存储器，所述指令当由所述处理器执行时，使 得所述计算设备将第一图像与第二图像相关联，基于第一图像与第二图像的关 联而生成手术中3D图像，并且显示所述手术中3D图像。

在一个方面中，所述计算设备被配置为通过将第一图像的点平移到第二图 像的相对应点来将第一图像映射到第二图像。

投射到至少一个解剖特征上的多个IR光束可以限定网格图案。

在一个方面中，所述计算设备被配置为基于第一图像确定多个3D坐标。 附加地，或可替换地，所述计算设备被配置为基于第一图像与第二图像的关联 并且进一步基于多个3D坐标来生成手术中3D图像。在一个方面中，所述计算 设备可以将所生成的手术中3D图像与先前获取的手术前图像相关联。