JP5137033B2 - 手術支援情報表示装置、手術支援情報表示方法及び手術支援情報表示プログラム - Google Patents
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Description
P1=PT+αvecA+βvecB
また、内視鏡11の撮像方向Aの基準となる点(例えば、内視鏡11の先端の点)をPL、半直線の方向を示すベクトルをvecCとし、媒介変数をγとすると、内視鏡11の撮像方向Aは以下の式で表すことができる。
P2=PL+γvecC
条件1:0<α,0<β
条件2:0<α+β<1
条件3:γ>0
これらの条件を満たす点を全てのポリゴンデータを構成する三角形について導出し、それら全ての点と内視鏡11の先端の点との距離を計算する。この距離が最も小さくなる交点を、内視鏡11の撮像方向Aである光軸を示す半直線と患者60の内部を構成する面との交点とする。
Claims (8)
- 患者の内部に挿入されて当該内部を撮像する内視鏡と、
第1の座標軸上における、前記内視鏡が挿入される前記患者の内部を構成する面及び当該患者の表面の三次元形状を示す情報を取得する患者形状取得手段と、
前記患者に前記内視鏡が差し込まれるときに、前記患者の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記患者の表面の画像から、第2の座標軸上における当該患者の表面の三次元形状を示す情報を算出する表面形状算出手段と、
前記患者形状取得手段により取得された前記患者の表面の三次元形状を示す情報と前記表面形状算出手段により算出された前記患者の表面の三次元形状を示す情報とをマッチングして、前記第1の座標軸と前記第2の座標軸とを一致させる座標軸一致手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から、前記座標軸一致手段により前記第1の座標軸に一致された前記第2の座標軸上における前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線を算出する内視鏡光軸算出手段と、
前記内視鏡光軸算出手段により算出された前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線と前記患者形状取得手段により取得された三次元形状を示す情報に係る前記患者の内部を構成する面との交点を算出する交点算出手段と、
前記交点算出手段により算出された交点を示す情報を、前記患者形状取得手段により取得された前記患者の内部を構成する面を示す情報に重畳して出力する出力手段と、
を備える手術支援情報表示装置。 - 前記内視鏡の撮像方向に対して予め定められた相対的な位置関係の位置に固定されて設けられるマーカを更に備え、
前記撮像手段は、前記患者に前記内視鏡が差し込まれるときに、前記患者の表面と共に前記マーカを撮像し、
前記内視鏡光軸算出手段は、前記撮像手段により撮像された前記マーカの画像から、前記座標軸一致手段により前記第1の座標軸に一致された前記第2の座標軸上における、前記マーカの三次元座標を算出して、当該マーカと前記内視鏡の撮像方向との前記位置関係から前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の手術支援情報表示装置。 - 第1の座標軸上における、患者の内部に挿入されて当該内部を撮像する内視鏡が挿入される患者の内部を構成する面及び当該患者の表面の三次元形状を示す情報を取得する患者形状取得手段と、
前記患者に前記内視鏡が差し込まれるときに撮像された前記患者の表面の画像を取得する表面画像取得手段と、
前記表面画像取得手段により取得された前記患者の表面の画像から、第2の座標軸上における当該患者の表面の三次元形状を示す情報を算出する表面形状算出手段と、
前記患者形状取得手段により取得された前記患者の表面の三次元形状を示す情報と前記表面形状算出手段により算出された前記患者の表面の三次元形状を示す情報とをマッチングして、前記第1の座標軸と前記第2の座標軸とを一致させる座標軸一致手段と、
前記表面画像取得手段により取得された画像から、前記座標軸一致手段により前記第1の座標軸に一致された前記第2の座標軸上における前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線を算出する内視鏡光軸算出手段と、
前記内視鏡光軸算出手段により算出された前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線と前記患者形状取得手段により取得された三次元形状を示す情報に係る前記患者の内部を構成する面との交点を算出する交点算出手段と、
前記交点算出手段により算出された交点を示す情報を、前記患者形状取得手段により取得された前記患者の内部を構成する面を示す情報に重畳して出力する出力手段と、
を備える手術支援情報表示装置。 - 前記交点算出手段は、前記患者の内部を構成する面をポリゴンデータにして、当該ポリゴンデータを構成する各面と前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線との交点を算出することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の手術支援情報表示装置。
- 前記出力手段は、前記内視鏡により撮像された画像に前記交点に対応する箇所を示す情報を重畳させた画像を併せて出力することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の手術支援情報表示装置。
- 前記撮像手段は、前記形状算出手段により用いられる画像を撮像する場合と前記内視鏡光軸算出手段により用いられる画像を撮像する場合とで撮像条件を切り替えることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の手術支援情報表示装置。
- 患者形状取得手段が、第1の座標軸上における、患者の内部に挿入されて当該内部を撮像する内視鏡が挿入される患者の内部を構成する面及び当該患者の表面の三次元形状を示す情報を取得する患者形状取得ステップと、
表面画像取得手段が、前記患者に前記内視鏡が差し込まれるときに撮像された前記患者の表面の画像を取得する表面画像取得ステップと、
表面形状算出手段が、前記表面画像取得ステップにおいて取得された前記患者の表面の画像から、第2の座標軸上における当該患者の表面の三次元形状を示す情報を算出する表面形状算出ステップと、
座標軸一致手段が、前記患者形状取得ステップにおいて取得された前記患者の表面の三次元形状を示す情報と前記表面形状算出ステップにおいて算出された前記患者の表面の三次元形状を示す情報とをマッチングして、前記第1の座標軸と前記第2の座標軸とを一致させる座標軸一致ステップと、
内視鏡光軸算出手段が、前記表面画像取得ステップにおいて取得された画像から、前記座標軸一致ステップにおいて前記第1の座標軸に一致された前記第2の座標軸上における前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線を算出する内視鏡光軸算出ステップと、
交点算出手段が、前記内視鏡光軸算出ステップにおいて算出された前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線と前記患者形状取得ステップにおいて取得された三次元形状を示す情報に係る前記患者の内部を構成する面との交点を算出する交点算出ステップと、
出力手段が、前記交点算出ステップにおいて算出された交点を示す情報を、前記患者形状取得ステップにおいて取得された前記患者の内部を構成する面を示す情報に重畳して出力する出力ステップと、
を含む手術支援情報表示方法。 - 第1の座標軸上における、患者の内部に挿入されて当該内部を撮像する内視鏡が挿入される患者の内部を構成する面及び当該患者の表面の三次元形状を示す情報を取得する患者形状取得機能と、
前記患者に前記内視鏡が差し込まれるときに撮像された前記患者の表面の画像を取得する表面画像取得機能と、
前記表面画像取得機能により取得された前記患者の表面の画像から、第2の座標軸上における当該患者の表面の三次元形状を示す情報を算出する表面形状算出機能と、
前記患者形状取得機能により取得された前記患者の表面の三次元形状を示す情報と前記表面形状算出機能により算出された前記患者の表面の三次元形状を示す情報とをマッチングして、前記第1の座標軸と前記第2の座標軸とを一致させる座標軸一致機能と、
前記表面画像取得機能により取得された画像から、前記座標軸一致機能により前記第1の座標軸に一致された前記第2の座標軸上における前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線を算出する内視鏡光軸算出機能と、
前記内視鏡光軸算出機能により算出された前記内視鏡の撮像方向である光軸を示す半直線と前記患者形状取得機能により取得された三次元形状を示す情報に係る前記患者の内部を構成する面との交点を算出する交点算出機能と、
前記交点算出機能により算出された交点を示す情報を、前記患者形状取得機能により取得された前記患者の内部を構成する面を示す情報に重畳して出力する出力機能と、
をコンピュータに実行させる手術支援情報表示プログラム。
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