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      手術(shù)機器人系統(tǒng)及其腹腔鏡操作方法以及體感式手術(shù)用圖像處理裝置及其方法_5

      文檔序號:9358864閱讀:來源:國知局
      aw)方向旋轉(zhuǎn);俯仰驅(qū)動部,向與偏轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動正交的俯仰(pitch)方向旋轉(zhuǎn)手術(shù)工具;移送驅(qū)動部,向長度方向移動手術(shù)工具;旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部,用于旋轉(zhuǎn)手術(shù)工具;手術(shù)工具驅(qū)動部,設(shè)在手術(shù)工具的末端,用于切開或切割手術(shù)病灶。但是,機器臂3的結(jié)構(gòu)并不限定于此,應該理解為,本發(fā)明的保護范圍并不限定于這些例示。此外,施術(shù)者通過操作手柄10使機器臂3向?qū)较蛐D(zhuǎn)、移動等實際控制過程,與本發(fā)明的要旨有一定距離,故省略對其的詳細說明。
      [0336]為了對患者進行手術(shù),可以利用一個以上的從機器人2,而用于通過監(jiān)控部6以畫面圖像顯示手術(shù)部位的器械5a,也可以由獨立的從機器人2來實現(xiàn),主機器人I也可以與從機器人2 —體化。
      [0337]圖25是示出本發(fā)明的第一實施例涉及的手術(shù)機器人的框圖。參照圖25,示出了包括圖像輸入部2310、畫面顯示部2320、臂操作部2330、操作信號生成部340、畫面顯示控制部2350、控制部370的主機器人I,和包括機器臂3、內(nèi)窺鏡8的從機器人2。
      [0338]本實施例涉及的體感式手術(shù)用圖像處理裝置可以由包括圖像輸入部2310、畫面顯示部2320、畫面顯示控制部2350的模塊實現(xiàn),當然,這種模塊也可以包括臂操作部2330、操作信號生成部340、控制部370。
      [0339]圖像輸入部2310通過有線或無線傳送接收由從機器人2的內(nèi)窺鏡8輸入的圖像。內(nèi)窺鏡8也可以作為本實施例涉及的手術(shù)工具的一種,其數(shù)量可以是一個以上。
      [0340]畫面顯示部2320將對應于通過圖像輸入部2310接收的圖像的畫面圖像作為視覺信息輸出。畫面顯示部2320將內(nèi)窺鏡圖像以原來大小或放大(Zoom In)/縮小(Zoom Out)輸出,或者將內(nèi)窺鏡圖像和后述建模圖像相匹配或以單獨圖像輸出。
      [0341]此外,畫面顯示部2320也可以將內(nèi)窺鏡圖像和反映整個手術(shù)狀況的圖像、例如攝像機拍攝手術(shù)對象外部生成的攝像機圖像同時及/或相匹配輸出,以便容易掌握手術(shù)狀況。
      [0342]此外,畫面顯示部2320也可以執(zhí)行如下功能,輸出輸出圖像的一部分或在單獨畫面上生成的窗口(window)上輸出縮小整個圖像(內(nèi)窺鏡圖像、建模圖像及攝像機圖像等)的圖像,施術(shù)者利用上述主操縱器從輸出的縮小圖像選擇或旋轉(zhuǎn)特定點時,整個輸出圖像移動或旋轉(zhuǎn),所謂CAD程序的鳥瞰圖(bird's eye view)功能。如上所述的對輸出到畫面顯示部2320的圖像進行放大/縮小、移動、旋轉(zhuǎn)等的功能,可以由控制部370對應主操縱器操作來進行控制。
      [0343]畫面顯示部2320可以以監(jiān)控部6等形式實現(xiàn),用于將接收圖像通過畫面顯示部2320以畫面圖像輸出的圖像處理程序,可以通過控制部370、畫面顯示控制部2350或單獨的圖像處理部(未圖示)執(zhí)行。本實施例涉及的畫面顯示部2320可以是實現(xiàn)各種技術(shù)的顯示器,例如,多視覺顯示器、UHDTV(7380X4320)等超高分辨率的監(jiān)控器。此外,本實施例涉及的畫面顯示部2320可以是3D顯示器。例如,本實施例涉及的畫面顯示部2320可以利用雙目視差原理使用戶分析左眼用和右眼用圖像來識別。這種3D圖像實現(xiàn)方式可以以眼鏡式(例如紅藍眼鏡方式(Anaglyph)、偏光眼鏡方式(被動式眼鏡)、快門眼鏡方式(主動式眼鏡)等)、雙凸透鏡方式、障礙法等不同方式來實現(xiàn)。
      [0344]畫面顯示部2320將輸入的內(nèi)窺鏡圖像輸出到特定區(qū)域。在此,特定區(qū)域可以是在畫面上具有規(guī)定大小及位置的區(qū)域。如上所述的這些特定區(qū)域可以對應于內(nèi)窺鏡8的視覺變化來決定。
      [0345]畫面顯示控制部2350可以對應于內(nèi)窺鏡8的視覺設(shè)定這些特定區(qū)域。S卩,畫面顯示控制部2350對應于內(nèi)窺鏡8旋轉(zhuǎn)、移動等動作追蹤其視點,并反映這些,在畫面顯示部2320設(shè)定輸出內(nèi)窺鏡圖像的特定區(qū)域。
      [0346]臂操作部2330是使施術(shù)者能夠操作從機器人2的機器臂3的位置及功能的單元。如圖24所例示,臂操作部2330可以形成為手柄10形狀,但并不限定于該形狀,可以變更為用于實現(xiàn)相同目的的不同形狀來實現(xiàn)。例如,也可以部分形成為手柄形狀,其他部分形成為離合器按鈕等不同形狀,也還可以形成手指插入管或插入環(huán),施術(shù)者手指能夠插入于該插入管或插入環(huán)并進行固定,以便容易操作手術(shù)工具。
      [0347]施術(shù)者為了移動機器臂3及/或內(nèi)窺鏡8的位置或進行手術(shù)操作而操作臂操作部2330時,操作信號生成部340生成與其相應的操作信號,并傳送給從機器人2。操作信號可以通過有線或無線通信網(wǎng)傳送。
      [0348]操作信號生成部340利用根據(jù)施術(shù)者操作臂操作部340的相應操作信息生成操作信號,生成的操作信號傳送給從機器人2,結(jié)果使得實際手術(shù)工具進行對應于操作信號的操作。而且,根據(jù)操作信號操作的實際手術(shù)工具的位置及操作形狀,施術(shù)者可以通過內(nèi)窺鏡8輸入的圖像來確認。
      [0349]圖26是示出本發(fā)明的第一實施例涉及的體感式手術(shù)用圖像處理裝置的框圖。參照圖26,畫面顯示控制部2350可以包括內(nèi)窺鏡視點追蹤部351、圖像移動信息提取部353、圖像位置設(shè)定部355。
      [0350]內(nèi)窺鏡視點追蹤部351對應于內(nèi)窺鏡8的移動及旋轉(zhuǎn),追蹤內(nèi)窺鏡8的視點信息。在此,視覺信息表示內(nèi)窺鏡所視的視點(view point),這些視點信息可以從所述手術(shù)機器人系統(tǒng)操作內(nèi)窺鏡8的信號提取。即,視點信息可以由操作內(nèi)窺鏡8移動及旋轉(zhuǎn)運動的信號來特定。這些內(nèi)窺鏡8操作信號在手術(shù)機器人系統(tǒng)生成并傳送到操作內(nèi)窺鏡8的機器臂3,所以利用這些信號,可以追蹤內(nèi)窺鏡8的所視方向。
      [0351]圖像移動信息提取部353利用內(nèi)窺鏡8的視點信息,來提取內(nèi)窺鏡圖像的移動信息。即,內(nèi)窺鏡8的視點信息可以包括有關(guān)被取得的內(nèi)窺鏡圖像的拍攝對象的位置變化量信息,從這些信息可以提取內(nèi)窺鏡圖像的移動信息。
      [0352]圖像位置設(shè)定部355利用提取的移動信息來設(shè)定輸出內(nèi)窺鏡圖像的畫面顯示部2320的特定區(qū)域。例如,若內(nèi)窺鏡8的視點信息變化為規(guī)定向量A,則有關(guān)患者內(nèi)部臟器的內(nèi)窺鏡圖像,對應于該向量,來特定其移動信息,并利用該移動信息設(shè)定畫面顯示部2320的特定區(qū)域。若內(nèi)窺鏡圖像變化為規(guī)定向量B,則可以利用這些信息和畫面顯示部2320的尺寸、形狀、分辨率,來設(shè)定在畫面顯示部2320實際輸出內(nèi)窺鏡圖像的特定區(qū)域。
      [0353]圖27是示出本發(fā)明的第一實施例涉及的體感式手術(shù)用圖像處理裝置的流程圖。下面所要執(zhí)行的各步驟可以以畫面顯示控制部2350為主體進行,但各步驟不必以描述順序的時間序列執(zhí)行。
      [0354]在步驟S511中,對應于內(nèi)窺鏡8的移動及旋轉(zhuǎn),追蹤作為有關(guān)內(nèi)窺鏡8所視視點的信息的內(nèi)窺鏡8的視點信息。視點信息根據(jù)操作內(nèi)窺鏡8移動及旋轉(zhuǎn)運動的信號來特定,所以能夠追蹤內(nèi)窺鏡8的所視方向。
      [0355]在步驟S513中,利用內(nèi)窺鏡8的視點信息,提取內(nèi)窺鏡圖像的移動信息,該內(nèi)窺鏡圖像的移動信息對應于內(nèi)窺鏡圖像的拍攝對象的位置變化量。
      [0356]在步驟S515中,利用提取的移動信息,設(shè)定在畫面顯示部2320輸出內(nèi)窺鏡圖像的特定區(qū)域。即,若如上所述的特定內(nèi)窺鏡8的視點信息及內(nèi)窺鏡圖像的移動信息,貝IJ利用這些移動信息,設(shè)定在畫面顯示部2320輸出內(nèi)窺鏡圖像的特定區(qū)域。
      [0357]在步驟S517中,在畫面顯示部2320設(shè)定的特定區(qū)域輸出內(nèi)窺鏡圖像。
      [0358]圖28是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例涉及的體感式手術(shù)用圖像處理方法輸出圖像的構(gòu)成圖。畫面顯示部2320可以是整個畫面,通過內(nèi)窺鏡8取得的內(nèi)窺鏡圖像2620可以輸出到畫面顯示部2320的特定位置,例如,內(nèi)窺鏡圖像2620的中心點位于坐標X、Y。坐標X、Y可對應于內(nèi)窺鏡8視點的變化量來設(shè)定。例如,內(nèi)窺鏡8的視點信息及內(nèi)窺鏡圖像的移動量向左+1、向豎向-1的變化時,內(nèi)窺鏡圖像2620的中心點可以向坐標X+l、Y-1的位置移動。
      [0359]圖29是示出本發(fā)明的第二實施例涉及的手術(shù)機器人的框圖。參照圖29,示出了包括圖像輸入部2310、畫面顯示部2320、臂操作部2330、操作信號生成部340、畫面顯示控制部2350、圖像存儲部360、控制部370的主機器人1,和包括機器臂3、內(nèi)窺鏡8的從機器人2。下面,主要說明與上述的區(qū)別。
      [0360]本實施例特征在于,在當前時間,提取之前輸入存儲的內(nèi)窺鏡圖像并與當前內(nèi)窺鏡圖像一同輸出到畫面顯示部2320,從而能夠向用戶通知有關(guān)內(nèi)窺鏡圖像變化的信息。
      [0361]圖像輸入部2310接收從手術(shù)用內(nèi)窺鏡以彼此不同時間點提供的第一內(nèi)窺鏡圖像和第二內(nèi)窺鏡圖像。在此,第一、第二等序數(shù)可以是用于區(qū)分彼此不同內(nèi)窺鏡圖像的識別號,第一內(nèi)窺鏡圖像和第二內(nèi)窺鏡圖像可以是內(nèi)窺鏡8在彼此不同時間點及視點拍攝的圖像。此外,圖像輸入部2310可以比先于第二內(nèi)窺鏡圖像接收第一內(nèi)窺鏡圖像。
      [0362]圖像存儲部360存儲該第一內(nèi)窺鏡圖像和第二內(nèi)窺鏡圖像。圖像存儲部360不僅存儲第一內(nèi)窺鏡圖像和第二內(nèi)窺鏡圖像的實際圖像內(nèi)容的圖像信息,也存儲有關(guān)輸出到畫面顯示部2320的特定區(qū)域的信息。
      [0363]畫面顯示部2320向彼此不同區(qū)域輸出第一內(nèi)窺鏡圖像和第二內(nèi)窺鏡圖像,而畫面顯示控制部2350可以控制畫面顯示部2320,以便對應于內(nèi)窺鏡8的彼此不同視點,將第一內(nèi)窺鏡圖像和第二內(nèi)窺鏡圖像向彼此不同區(qū)域輸出。
      [0364]在此,畫面顯示部2320可以輸出使彩度、亮度、顏色及畫面圖案中一種以上不同的第一內(nèi)窺鏡圖像和第二內(nèi)窺鏡圖像。例如,畫面顯示部2320將當前輸入的第二內(nèi)窺鏡圖像以彩色圖像輸出,而過去圖像的第一內(nèi)窺鏡圖像以黑白圖像等輸出,從而能夠使用戶區(qū)分圖像。參照圖32,例示出了作為當前輸入圖像的第二內(nèi)窺鏡圖像622以彩色圖像輸出于坐標Χ1、Υ1,而作為過去輸入圖像的第一內(nèi)窺鏡圖像621形成有畫面圖案、即斜杠圖案而輸出于坐標Χ2、Υ2。
      [0365]此外,作為之前圖像的第一內(nèi)窺鏡圖像可以繼續(xù)或僅在預定時間內(nèi)輸出。后者的情況,過去圖像僅在規(guī)定時間內(nèi)向畫面顯示部2320輸出,所以畫面顯示部2320可以持續(xù)更新為新的內(nèi)窺鏡圖像。
      [0366]圖30是示出本發(fā)明的第二實施例涉及的體感式手術(shù)用圖像處理裝置的框圖。參照圖30,畫面顯示控制部2350可以包括內(nèi)窺鏡視點追蹤部351、圖像移動信息提取部353、圖像位置設(shè)定部355、存儲圖像顯示部357。
      [0367]內(nèi)窺鏡視點追蹤部351對應于內(nèi)窺鏡8的移動及旋轉(zhuǎn)來追蹤內(nèi)窺鏡8的視點信息,圖像移動信息提取部353利用內(nèi)窺鏡8的視點信息來提取上述內(nèi)窺鏡圖像的移動信息。
      [0368]圖像位置設(shè)定部355利用提取的移動信息來設(shè)定在畫面顯示部2320輸出內(nèi)窺鏡圖像的特定區(qū)域。
      [0369]在畫面顯示部2320輸出實時輸入的第二內(nèi)窺鏡圖像的期間,存儲圖像顯示部357提取存儲于存儲部360的第一內(nèi)窺鏡圖像向畫面顯示部2320輸出。由于第一內(nèi)窺鏡圖像和第二內(nèi)窺鏡圖像的其輸出區(qū)域及圖像信息彼此不同,所以,存儲圖像顯示部357向畫面顯示部2320輸出作為過去圖像的第一內(nèi)窺鏡圖像,過去圖像是從圖像存儲部360提取這些信息而存儲的。
      [0370]圖31是示出本發(fā)明的第二實施例涉及的體感式手術(shù)用圖像處理方法的流程圖。下面描述的各步驟可以以畫面顯示控制部2350為主體進行,大致可以區(qū)分為輸出第一內(nèi)窺鏡圖像的步驟和輸出第二內(nèi)窺鏡圖像的步驟,但如上所述的第一內(nèi)窺鏡圖像和第二內(nèi)窺鏡圖像可以同時輸出。
      [0371]在步驟S511中,對應于內(nèi)窺鏡8的第一移動及旋轉(zhuǎn)信息,追蹤作為有關(guān)內(nèi)窺鏡8所視視點的信息的內(nèi)窺鏡8的視點信息。
      [0372]在步驟S513中,提取第一內(nèi)窺鏡圖像的移動信息,在步驟S515中,利用提取的移動信息,設(shè)定在畫面顯示部2320輸出內(nèi)窺鏡圖像的特定區(qū)域,在步驟S517中,在設(shè)定位置輸出第一內(nèi)窺鏡圖像。
      [0373]在步驟S519中,在圖像存儲部360存儲有關(guān)輸出的第一內(nèi)窺鏡圖像的信息及第一畫面位置。
      [0374]在步驟S521中,對應于內(nèi)窺鏡8的第二移動及旋轉(zhuǎn)信息,追蹤作為有關(guān)內(nèi)窺鏡8所視視點的信息的內(nèi)窺鏡8的視點信息。
      [0375]在步驟S522中,提取第二內(nèi)窺鏡圖像的移動信息,在步驟S523中,利用提取的移動信息,設(shè)定在畫面顯示部2320輸出內(nèi)窺鏡圖像的特定區(qū)域,在步驟S524中,在設(shè)定位置輸出第二內(nèi)窺鏡圖像。
      [0376]在步驟S525中,在圖像存儲部360存儲有關(guān)輸出的第二內(nèi)窺鏡圖像的信息及第一畫面位置。在步驟S526中,與第二內(nèi)窺鏡圖像一同向第一畫面位置輸出存儲于圖像存儲部360的第一內(nèi)窺鏡圖像。在此,第一內(nèi)窺鏡圖像可以與第二內(nèi)窺鏡圖像的彩度、亮度、顏色及畫面圖案中一種以上不同的輸出。
      [0377]圖33是示出本發(fā)明的第三實施例涉及的手術(shù)機器人的框圖。參照圖33,示出了包括圖像輸入部2310、畫面顯示部2320、臂操作部2330、操作信號生成部340、畫面顯示控制部2350、控制部370、圖像匹配部450的主機器人1,和包括機器臂3、內(nèi)窺鏡8的從機器人2。下面,主要說明與上述的區(qū)別。
      [0378]本實施例的特征在于,能夠?qū)⑹中g(shù)時利用內(nèi)窺鏡實際拍攝的內(nèi)窺鏡圖像和預先生成并存儲于圖像存儲部360的手術(shù)工具的建模圖像各自或彼此匹配,或調(diào)節(jié)其尺寸等進行圖像修改后,向用戶可觀察的畫面顯示部2320輸出。
      [0379]圖像匹配部450將通過圖像輸入部2320接收的內(nèi)窺鏡圖像和存儲于所述圖像存儲部360的有關(guān)手術(shù)工具的建模圖像進行彼此匹配,并生成輸出圖像,且將其輸出到畫面顯示部2320。內(nèi)窺鏡圖像是利用內(nèi)窺鏡拍攝患者身體內(nèi)部的圖像,僅拍攝限定區(qū)域而獲得的圖像,所以包括手術(shù)工具的部分模樣的圖像。
      [0380]建模圖像是將整個手術(shù)工具的形狀以2D或3D圖像實施而生成的圖像。建模圖像可以是手術(shù)開始時間之前的特定時間、例如在初期設(shè)定狀態(tài)拍攝的手術(shù)工具圖像。建模圖像是通過計算機模擬手術(shù)技術(shù)生成的圖像,所以圖像匹配部450可以在實際內(nèi)窺鏡圖像上匹配示出的手術(shù)工具和建模圖像輸出。建模實際物體而獲得圖像的技術(shù),與本發(fā)明的要旨有一定距離,故省略對其的詳細說明。此外,圖像匹配部450的具體功能、不同細節(jié)結(jié)構(gòu)等,在下面參照相關(guān)附圖進行詳細說明。
      [0381]控制部370控制各構(gòu)成要素的動作,以便能夠執(zhí)行所述功能??刂撇?70也可以執(zhí)行將通過圖像輸入部2310輸入的圖像轉(zhuǎn)換成通過畫面顯示部2320顯示的影像圖像。此夕卜,控制部360控制圖像匹配部450,以便根據(jù)臂操作部2330的操作而輸入相應操作信息時,與其相應的通過畫面顯示部2320輸出建模圖像。
      [0382]包含于內(nèi)窺鏡圖像中的實際手術(shù)工具是包含于通過內(nèi)窺鏡8輸入而傳送到主機器人I的圖像中的手術(shù)工具,是直接對患者身體實施手術(shù)行為的手術(shù)工具。與此相比,包含于建模圖像中的建模手術(shù)工具預先數(shù)學建模手術(shù)工具而以2D或3D圖像存儲于圖像存儲部360。內(nèi)窺鏡圖像的手術(shù)工具和建模圖像的建模手術(shù)工具,可以由根據(jù)施術(shù)者操作臂操作部2330而被主機器人I識別的操作信息(即有關(guān)手術(shù)工具移動、旋轉(zhuǎn)等的信息)控制??梢酝ㄟ^操作信息決定實際手術(shù)工具和建模手術(shù)工具的其位置及操作形狀。參照圖36,內(nèi)窺鏡圖像2620與建模圖像2610相匹配而輸出在畫面顯示部2320的坐標X、Y。
      [0383]建模圖像不僅包括手術(shù)工具圖像,也可以包括建模患者臟器而再構(gòu)成的圖像。即建模圖像包括參照從計算機斷層攝影檢查(CT、Computer Tomography)、磁共振(MR、Magnetic Resonance)、正電子發(fā)身才斷層掃描(PET、Positron Emiss1n Tomography)、單光子發(fā)射計算機斷層掃描(SPECT、Single Photon Emiss1n Computed Tomography)、超聲波掃描(US、Ultrasonography)等圖像設(shè)備獲取的圖像再構(gòu)成的患者臟器表面的2D或3D圖像,此時,若將實際內(nèi)窺鏡圖像和計算機建模圖像進行匹配,則可以向施術(shù)者進一步提供包含手術(shù)部位的整個圖像。
      [0384]圖34是示出本發(fā)明的第三實施例涉及的體感式手術(shù)用圖像處理裝置的框圖。參照圖34,圖像匹配部450可以包括特性值運算部451、建模圖像實現(xiàn)部453、重疊圖像處理部455。
      [0385]特性值運算部451利用由從機器人2的腹腔鏡8輸入提供的圖像及/或結(jié)合于機器臂3的實際手術(shù)工具的位置的坐標信息等運算特性值。實際手術(shù)工具的位置可以參照從機器人2的機器臂3的位置值來識別,有關(guān)該位置的信息,也可以自從機器人2提供給主機器人I。
      [0386]特性值運算部451例如可以利用通過腹腔鏡8的圖像等運算出腹腔鏡8的視角(FOV、Field of View)、放大率、視點(例如所視方向)、所視深度等,和實際手術(shù)工具的種類、方向、深度、彎曲程度等特性值。利用腹腔鏡8的圖像運算特性值時,也可以利用提取包含于該圖像中的對象物的外輪廓線、形狀識別、用于識別傾斜角度等的圖像識別技術(shù)。此夕卜,實際手術(shù)工具的種類等,也可以在機器臂3上結(jié)合該手術(shù)工具的過程等中預先輸入。
      [0387]建模圖像實現(xiàn)部453實現(xiàn)對應于由特性值運算部451運算的特性值的建模圖像。有關(guān)建模圖像的數(shù)據(jù)可以從圖像存儲部360提取。S卩,建模圖像實現(xiàn)部453提取對應于腹腔鏡8的特性值(視角(F0V、Field of View)、放大率、視點、所視深度等,和實際手術(shù)工具的種類、方向、深度、彎曲程度等)的有關(guān)手術(shù)工具等的建模圖像數(shù)據(jù)來實現(xiàn)建模圖像,以便與內(nèi)窺鏡圖像的手術(shù)工具等匹配。
      [0388]建模圖像實現(xiàn)部453提取對應于由特性值運算部451運算的特性值的圖像的方法可以有多種。例如,建模圖像實現(xiàn)部453可以直接利用腹腔鏡8的特性值提取與其對應的建模圖像。即,建模圖像實現(xiàn)部453可以參照所屬腹腔鏡8的視角、放大率等數(shù)據(jù)提取與其對應的2D或3D建模手術(shù)工具圖像,并將其與內(nèi)窺鏡圖像進行匹配。在此,如視角、放大率等特性值可以通過與根據(jù)最初設(shè)定值的基準圖像進行比較算出,或?qū)⒁来紊傻母骨荤R8圖像彼此進行比較運算。
      [0389]此外,根據(jù)其它實施例,建模圖像實現(xiàn)部453可以利用用于決定腹腔鏡8及機器臂3位置及操作形狀的操作信息提取建模圖像。即,如上所述的內(nèi)窺鏡圖像的手術(shù)工具可以由根據(jù)施術(shù)者操作臂操作部2330而被主機器人I識別的操作信息控制,對應于內(nèi)窺鏡圖像的特性值的建模手術(shù)工具的位置及操作形狀可以根據(jù)操作信息決定。
      [0390]該操作信息可以按時間序列存儲在單獨的數(shù)據(jù)庫,建模圖像實現(xiàn)部453可以參照該數(shù)據(jù)庫識別實際手術(shù)工具的特性值,并與其對應地提取有關(guān)建模圖像的信息。即,輸出到建模圖像中的手術(shù)工具的位置,可以利用手術(shù)工具的位置變更信號的累積數(shù)據(jù)來設(shè)定。例如,若有關(guān)作為手術(shù)工具中的一個手術(shù)器械的操作信息包括順時針方向旋轉(zhuǎn)90度及向延伸方向移動Icm的信息時,建模圖像實現(xiàn)部453對應于該操作信息改變包含于建模圖像中的手術(shù)器械的形狀并進行提取。
      [0391]在此,手術(shù)器械安裝在具有致動器的手術(shù)機器臂的前端部,驅(qū)動部(未圖示)所具有的驅(qū)動輪(未圖示)從致動器接收驅(qū)動力而動作,而與驅(qū)動輪連接的插入于手術(shù)患者體內(nèi)的操作物進行規(guī)定動作,從而進行手術(shù)。驅(qū)動輪形成為圓盤形,結(jié)合于致動器從而能夠接收驅(qū)動力。此外,驅(qū)動輪的數(shù)量可以對應控制對象的數(shù)量來決定,這些驅(qū)動輪的技術(shù),對于手術(shù)器械相關(guān)的技術(shù)人員來說是顯而易見的,故省略詳細說明。
      [0392]重疊圖像處理部455為了防止實際拍攝的內(nèi)窺鏡圖像和建模圖像重疊而輸出建模圖像的部分圖像。即,內(nèi)窺鏡圖像包括手術(shù)工具的部分形狀,而建模圖像實現(xiàn)部453輸出與其對應的建模手術(shù)工具時,重疊圖像處理部455確認內(nèi)窺鏡圖像的實際手術(shù)工具圖像和建模手術(shù)工具圖像的重疊區(qū)域,并從建模手術(shù)工具圖像中刪除重疊部分,從而使兩個圖像彼此一致。重疊圖像處理部455從建模手術(shù)工具圖像中刪除建模手術(shù)工具圖像與實際手術(shù)工具圖像的重疊區(qū)域,從而處理重疊區(qū)域。
      [0393]例如,實際手術(shù)工具的全長為20cm,考慮特性值(視角(FOV、Field of View)、放大率、視點、所視深度等,和實際手術(shù)工具的種類、方向、深度、彎曲程度等)時內(nèi)窺鏡圖像的實際手術(shù)工具圖像的長度為3cm時,重疊圖像處理部455利用特性值,使建模圖像包含未輸出到內(nèi)窺鏡圖像中的建模手術(shù)工具圖像輸出。
      [0394]圖35是示出本發(fā)明的第三實施例涉及的體感式手術(shù)用圖像處理方法的流程圖。下面,主要說明與上述的區(qū)別。
      [0395]在步驟S131中,對手術(shù)對象及/或手術(shù)工具預先生成建模形狀并存儲。建模圖像可以通過計算機模擬技術(shù)建模,本實施例也可以利用單獨的建模圖像生成裝置生成建模圖像。
      [0396]在步驟S132中,特性值運算部351運算出內(nèi)窺鏡圖像的特性值。如上所述,特性值運算部351利用由從機器人2的腹腔鏡8輸入提供的圖像及/或結(jié)合于機器臂3的實際手術(shù)工具的位置
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