簡單的縮放會導 致有價值信息的丟失。有效的視場將變得更窄，并且針頭在屏幕上顯示的部分會更短，從而 可能導致更高的角誤差。為了克服這些限制，優(yōu)選地采用了非均勻和定向的縮放算法。圖9 示范了這樣的算法。線901是在視頻900的頂部上顯示的規(guī)劃插入方向的指示。在線路901兩 側(cè)的圍繞像素被放大，但僅垂直于所述線，使得原來顯示的針頭的全部仍然可在屏幕上看 到。這種類型的縮放，即在垂直于規(guī)劃插入方向并且在限定的邊界內(nèi)的一個方向上有效地 拉伸圖像，在此被稱為"局部線性放大"。視頻圖像的縮放優(yōu)選地局限在通過線902和線904 在圖像中限定的邊界之間的狹窄區(qū)域。在這個區(qū)域中，每個像素被倍增(在本實施方式中是 2,但也可以應用其它倍增系數(shù)）。像素的倍增必須以周圍區(qū)域為代價，從而導致鄰接放大條 的圖像的部分的損失。為了避免這種損失，優(yōu)選地引入另兩個相鄰的過渡區(qū)域，一個在線 902與線906之間示出在圖中，而另一個是從線904到線908。在此過渡區(qū)域中，顯示被優(yōu)選地 垂直于路徑收縮，以這樣的系數(shù)避免圖像的所述部分的損失。在該圖所示的示例中，收縮的 過渡部分的寬度是縮放寬度的兩倍，因此，需要的線性放大(縮?。┫禂?shù)是4/5。在這些區(qū)域 外，圖像保持為原始圖像。
[0055] 在過程中可能會發(fā)生的是，所選擇的進入點需要被校正。改變進入點使得它仍然 引導針頭到選定目標的機制通過下述完成:獲取移動進入點的校正指示。根據(jù)新的進入點 和目標點重新計算在三維空間中的新路徑。新路徑顯示在屏幕上。用于改變進入點的機制 可包括計算機鍵盤或計算機鼠標。例如，向左、向右、向前、向后、向上、向下、回到原點等的 推壓鍵。也包括通過拖動在屏幕上的進入點圖像至所需的新位置完成相同的事情。
[0056] 根據(jù)過程和所使用工具的種類，所述路徑不一定是直線。成形的工具也可以通過 在兩個屏幕上呈現(xiàn)工具形狀(或工具的可識別部分)而使用，因此通過將工具的視頻圖像與 在兩個投影圖像上的模擬工具匹配，所述工具被帶到所期望的目標位置，同時也處在圍繞 其軸的角度。一個示例是沿弧形路徑引入弓形針。在這樣的情況下，規(guī)劃路徑和所顯示的線 都通常是非直線的。
[0057]光學系統(tǒng)可以反向?qū)嵤霉馔队皺C代替視頻攝像機。在這樣的實施方式中，攝 像機120和攝像機130由微型視頻投影機所取代。與前面的實施方式相同，在投影機焦平面 上的線被投射為空間中的一個平面。由兩個投影機投射的兩個平面的交叉線確定在空間中 的線。投影平面通過與在攝像機中使用的相同的運算確定，在患者的身體上確定預規(guī)劃路 徑的位置。相對于現(xiàn)有技術(shù)，這樣的投影系統(tǒng)具有在空間中投射動態(tài)線的優(yōu)點，因此，如果 需要的話，它移動以保持相對于患者身體的恒定位置，即使當患者在過程期間移動了。此 外，利用視頻投影機投射彩色圖像的能力，兩個不同體積的顏色投射在平面的兩側(cè)，從而讓 醫(yī)師通過顏色知道將針頭移動到哪里，以便將它與預規(guī)劃路徑對準。
[0058]應當理解的是，以上描述僅意在用作示例，并且在本發(fā)明如在所附權(quán)利要求中限 定的范圍內(nèi)的許多其它實施方式是可能的。
【主權(quán)項】
1. 一種用于促進針頭與規(guī)劃插入路徑的手動對準的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： (a) 第一攝像機，其具有第一視場和第一光軸； (b) 第二攝像機，其具有第二視場和第二光軸； (c) 框架，其以固定空間關(guān)系支撐所述第一和第二攝像機的，使得所述第一和第二光軸 在它們之間形成大于30度的角度，并且使得所述第一和第二視場重疊； (d) 顯示屏裝置，其包括至少一個屏幕;和 (e) 處理系統(tǒng)，其包括至少一個處理器，所述處理系統(tǒng)與所述第一和第二攝像機通信以 接收視頻數(shù)據(jù)，并且與所述顯示屏裝置通信以產(chǎn)生顯示來自所述第一攝像機的視頻的第一 顯示和顯示來自所述第二攝像機的視頻的第二顯示，其中，所述處理系統(tǒng)被構(gòu)造為： (i) 輸入限定規(guī)劃插入路徑的數(shù)據(jù)； (ii) 確定對應于所述規(guī)劃插入路徑的在所述第一和第二視場的每個中的線;和 (iii) 在所述第一和第二顯示兩者中生成所述線的視覺指示。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述規(guī)劃路徑和所述線是直線。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述框架支撐所述第一和第二攝像機，同時所述 第一與第二光軸基本垂直。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括用于附著至受試者身體的配準夾具，所述配準夾 具具有數(shù)個光學標記，并且其中，所述處理系統(tǒng)還構(gòu)造為處理來自所述第一和第二攝像機 中的至少一個的所述視頻數(shù)據(jù)以得出所述配準夾具相對于所述框架的位置。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述處理系統(tǒng)構(gòu)造為連續(xù)地跟蹤所述配準夾具并 且根據(jù)所述配準夾具的當前位置連續(xù)地更新所述第一和第二顯示器兩者中所述線的視覺 指示。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述配準夾具還包括構(gòu)造為在至少一個體積成像 模式下可見的至少一個對照標記。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理系統(tǒng)還被構(gòu)造為通過對鄰近所述規(guī)劃路 徑的所述視頻的區(qū)域施加局部線性放大而修改所述視頻數(shù)據(jù)，所述線性放大被施加在與指 示規(guī)劃路徑的所述線垂直的方向上。8. -種用于促進針頭與規(guī)劃插入路徑的手動對準的方法，該方法包括以下步驟： (a) 提供以固定空間間隔關(guān)系部署的第一和第二攝像機，使得所述攝像機的光軸在它 們之間形成大于30度的角度，并且使得所述攝像機的視場重疊； (b) 輸入限定規(guī)劃插入路徑的數(shù)據(jù)； (c) 確定對應于所述規(guī)劃插入路徑的在每個所述攝像機的視場中的線;和 (d) 在來自所述第一和第二攝像機兩者的視頻的視覺顯示中生成所述線的視覺指示。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一和第二攝像機以它們的光軸基本互相垂 直的方式部署。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括跟蹤附著至受試者身體的配準夾具的運動，并 且根據(jù)受試者身體的位置連續(xù)地更新所述視覺指示的位置。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述配準夾具具有數(shù)個光學標記，并且其中，通 過處理來自所述第一和第二攝像機中的至少一個的視頻數(shù)據(jù)以得出所述配準夾具的位置 執(zhí)行所述跟蹤。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述配準夾具還包括構(gòu)造為在至少一個體積成 像模式下可見的至少一個對照標記。13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括通過對鄰近所述規(guī)劃路徑的視頻區(qū)域施加局部 線性放大而修改來自所述第一和第二攝像機的視頻數(shù)據(jù)，所述線性放大被施加在與指示規(guī) 劃路徑的所述線垂直的方向上。
【專利摘要】一種用于促進針頭與規(guī)劃插入路徑的手動對準的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括通過框架以固定空間關(guān)系支撐的第一和第二攝像機，使得攝像機的光軸在它們之間形成大于30度的角度，并且優(yōu)選地是90度。處理系統(tǒng)為兩個攝像機產(chǎn)生視頻顯示。在每個視頻顯示中的對應于輸入的規(guī)劃插入路徑的線被確定，并且在所述視頻顯示中產(chǎn)生該線的視覺指示。
【IPC分類】A61B34/20
【公開號】CN105555221
【申請?zhí)枴緾N201480051106
【發(fā)明人】P.吉爾博
【申請人】尼德爾韋斯有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2014年8月10日
【公告號】US20160199009, WO2015022684A1