[发明专利]用于使用立体内窥镜测量距离的系统和方法

权利要求书

1.一种测量系统，所述测量系统包括：

至少一个物理计算装置，所述至少一个物理计算装置：

访问第一图像，所述第一图像由包括在位于与患者相关联的手术区域处的立体内窥镜内的第一摄像机从第一有利点捕获；

访问第二图像，所述第二图像由包括在所述立体内窥镜内的第二摄像机从第二有利点捕获，所述第二有利点对于所述第一有利点是立体的；

从所述测量系统的用户接收用户输入，所述用户输入指定与如所述第一图像中表示的所述手术区域内的特征部对应的用户选择的二维端点即2D端点；

基于所述用户选择的2D端点，来识别与如所述第二图像中表示的所述特征部对应的匹配的2D端点；

基于所述用户选择的2D端点和匹配的2D端点，来限定与所述手术区域内的所述特征部对应的三维端点即3D端点；以及

确定从所述3D端点到与所述手术区域内的附加特征部对应的附加3D端点的距离。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述至少一个物理计算装置进一步：

在确定所述距离之前从所述用户接收指定与如所述第一图像中表示的所述附加特征部对应的附加的用户选择的2D端点的用户输入，

基于所述附加的用户选择的2D端点，来识别与如所述第二图像中表示的所述附加特征部对应的附加的匹配的2D端点，以及

基于所述附加的用户选择的2D端点和附加的匹配的2D端点，来限定与所述附加特征部对应的所述附加3D端点。

3.根据权利要求1所述的测量系统，其中：

所述用户选择的2D端点是包括第一行数和第一列数的像素块；并且

所述至少一个物理计算装置通过以下操作来识别所述匹配的2D端点：

在所述第二图像内识别包括多个候选像素块的矩形区域，每个候选像素块包括所述第一行数和所述第一列数，所述矩形区域包括第二列数和大于所述第一行数的第二像素行数，所述第二列数大于所述第一列数且比所述第二行数大至少两倍；

分析包括在所述矩形区域内的所述多个候选像素块中的所述候选像素块，以向所述候选像素块中的每个候选像素块分配相对于所述用户选择的2D端点的相应的相似性度量；以及

基于所述分析，识别特定候选像素块作为与所述特征部对应的所述匹配的2D端点，所述特定候选像素块被分配有向所述多个候选像素块中的分析的候选像素块分配的所述相应的相似性度量中的最高相似性度量。

4.根据权利要求3所述的测量系统，其中所述至少一个物理计算装置进一步通过以下操作来识别所述匹配的2D端点：

跟踪位于所述手术区域处的所述立体内窥镜和位于所述手术区域处的机器人操纵的手术器械中的至少一个的运动学；

执行包括所述多个候选像素块的所述矩形区域的所述识别和所述候选像素块的所述分析中的至少一个，以基于所跟踪的运动学向所述候选像素块分配所述相应的相似性度量。

5.根据权利要求3所述的测量系统，其中向所述多个候选像素块中的每个个体候选像素块分配的所述相应的相似性度量是基于以下中的至少一个：

个体候选像素块中的每个像素和所述用户选择的2D端点的所述像素块中的对应像素之间的绝对差之和；

所述个体候选像素块中的每个像素和所述用户选择的2D端点的所述像素块的所述对应像素之间的平方差之和；

所述个体候选像素块中的每个像素和所述用户选择的2D端点的所述像素块的所述对应像素之间的标准化互相关；

Census变换；

秩变换；以及

水平梯度和垂直梯度之间的绝对差之和。

6.根据权利要求1所述的测量系统，其中：

在与如所述第二图像中表示的所述特征部对应的所述匹配的2D端点的识别之后并且在与所述特征部对应的所述3D端点的所述限定之前，所述至少一个物理计算装置进一步：

基于所述匹配的2D端点，来识别与如所述第一图像中表示的所述特征部对应的反向匹配的2D端点，并且

基于所述用户选择的2D端点和反向匹配的2D端点，来确定用于所述匹配的2D端点的匹配置信度值；并且

与所述特征部对应的所述3D端点的所述限定进一步基于用于所述匹配的2D端点的所述匹配置信度值。