[发明专利]通过联合传感器和/或照相机导出数据实现3-D刀具跟踪的方法与系统

权利要求书

1.一种刀具(110)跟踪和校准系统(100)，其包括：

用于根据从观测刀具(110)的照相机(112)所接收的图像数据生成所述刀具(110)的视觉导出状态信息的装置(101)；并且其特征在于：

用于通过将一组照相机参数的初始值与所述刀具(110)的所述视觉导出状态信息组合来生成状态向量信息的装置(101)；以及

用于通过使用贝叶斯滤波器处理所述状态向量信息来生成所述刀具(110)的状态的最优估计和该组照相机值的校正值的装置(101)。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，进一步包括：

用于根据从一个或更多个传感器接收的传感器数据生成非视觉导出状态信息的装置(101)，所述传感器数据包含指示所述刀具(110)的位置的信息；以及

用于通过将所述非视觉导出状态信息与该组照相机参数的所述初始值和所述视觉导出状态信息组合以生成所述状态向量信息的装置(101)。

3.根据权利要求2所述的系统(100)，其中所述照相机(112)是内窥镜照相机(112)。

4.根据权利要求2所述的系统(100)，其中所述一个或更多个传感器与机械机构(114)有关，所述机械机构(114)用来通过身体中的微创切口操纵所述刀具(110)。

5.一种照相机跟踪系统(100)，其包括：

用于生成传感器数据的一个或更多个传感器，所述传感器数据指示用于操纵刀具(110)的机械机构(114)的状态；

用于观测所述刀具(110)的照相机(112)；

用于通过使用所述传感器数据来确定所述刀具(110)在固定参考系中的位置的装置(101)；

用于通过使用由所述照相机(112)在观测所述刀具(110)时所采集的图像数据来确定所述刀具(110)在照相机参考系中的位置的装置(101)；以及

用于通过使用所确定的所述刀具(110)在所述固定参考系中的位置和所确定的所述刀具(110)在所述照相机参考系中的位置来确定所述照相机(112)在所述固定参考系中的位置的装置(101)。

6.根据权利要求5所述的系统(100)，其中所述照相机(112)包括内窥镜照相机(112)。

7.根据权利要求5-6中任一项所述的系统(100)，其中所述用于通过使用所述传感器数据来确定所述刀具(110)在固定参考系中的位置的装置(101)、所述用于通过使用由所述照相机(112)在观测所述刀具(110)时所采集的图像数据来确定所述刀具(110)在照相机参考系中的位置的装置(101)以及所述用于通过使用所确定的所述刀具(110)在所述固定参考系中的位置和所确定的所述刀具(110)在所述照相机参考系中的位置来确定所述照相机(112)在所述固定参考系中的位置的装置(101)由处理器提供，所述处理器被编程以通过使用所述传感器数据来确定所述刀具(110)在固定参考系中的位置、通过使用由所述照相机(112)在观测所述刀具(110)时所采集的图像数据来确定所述刀具(110)在照相机参考系中的位置，并且通过使用所确定的所述刀具(110)在所述固定参考系中的位置和所确定的所述刀具(110)在所述照相机参考系中的位置来确定所述照相机(112)在所述固定参考系中的位置。