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    Image integration based registration and navigation for endoscopic surgery
    4.
    发明授权
    Image integration based registration and navigation for endoscopic surgery 有权
    基于图像集成的内窥镜手术注册和导航

    公开(公告)号：US09095252B2

    公开(公告)日：2015-08-04

    申请号：US13521284

    申请日：2010-12-06

    申请人： Aleksandra Popovic

    发明人： Aleksandra Popovic

    IPC分类号： G06K9/00 ,  G06K9/32 ,  A61B1/00 ,  G06T7/00 ,  A61B1/04 ,  A61B19/00

    CPC分类号： A61B1/0005 ,  A61B1/042 ,  A61B34/20 ,  A61B90/361 ,  A61B2034/105 ,  A61B2034/2065 ,  A61B2090/364 ,  A61B2090/376 ,  G06T7/70

    摘要： A real-time tracking of surgical tools relative to a pre-operative surgical plan and intra-operative images involves an image-based registration and tool tracking registration. The image-based registration implements an integration of a plurality of images of an anatomical region of a body including a pre-operative scan image (31) (e.g., a 3D CT/MRI image), an intra-operative fluoroscopic image (42) (e.g., an 2D X-ray image) and an intra- operative endoscopic image (23) (e.g., an 2D arthroscopic image). The tool tracking registration implements a representation within the pre-operative scan image (31) and/or the intra-operative fluoroscopic image (42) of a tracking of one or more surgical tools within the intra-operative endoscopic image (23).

    摘要翻译： 相对于术前手术计划和手术内图像的手术工具的实时跟踪涉及基于图像的注册和工具跟踪注册。 基于图像的注册实现了包括术前扫描图像（31）（例如，3D CT / MRI图像），手术内透视图像（42）的身体的解剖区域的多个图像的集成， （例如，2D X射线图像）和术中内窥镜图像（23）（例如，2D关节镜图像）。 工具跟踪注册实现术中内窥镜图像（23）内的一个或多个手术工具的跟踪的术前扫描图像（31）和/或手术内透视图像（42）内的表示。

    COLLISION AVOIDANCE AND DETECTION USING DISTANCE SENSORS
    5.
    发明申请
    COLLISION AVOIDANCE AND DETECTION USING DISTANCE SENSORS 审中-公开
    使用距离传感器的碰撞避免和检测

    公开(公告)号：US20120209069A1

    公开(公告)日：2012-08-16

    申请号：US13502412

    申请日：2010-10-04

    申请人： Aleksandra Popovic ,  Mareike Klee ,  Bout Marcelis ,  Christianus Martinus Van Heesch

    发明人： Aleksandra Popovic ,  Mareike Klee ,  Bout Marcelis ,  Christianus Martinus Van Heesch

    IPC分类号： A61B1/00 ,  A61B1/04

    CPC分类号： A61B5/065 ,  A61B1/00147 ,  A61B1/00149 ,  A61B1/00193 ,  A61B34/30 ,  A61B2034/105 ,  A61B2034/301 ,  A61B2090/062 ,  A61B2090/08021 ,  A61B2090/3614 ,  A61B2090/367 ,  A61B2090/3784 ,  A61B2090/506 ,  G06T7/579 ,  G06T2207/10068 ,  G06T2207/30004

    摘要： An endoscopic method involves an advancement of an endoscope (20) as controlled by an endoscopic robot (31) to a target location within an anatomical region of a body, and a generation of a plurality of monocular endoscopic images (80) of the anatomical region as the endoscope (20) is advanced to the target location by the endoscopic robot (31). For avoiding or detecting a collision of the endoscope (20) with and object within monocular endoscopic images (80) (e.g., a ligament within monocular endoscopic images of a knee), the method further involves a generation of distance measurements of the endoscope (20) from the object as the endoscope (20) is advanced to the target location by the endoscopic robot (31), and a reconstruction of a three-dimensional image of a surface of the object within the monocular endoscopic images (80) as a function of the distance measurements (81).

    摘要翻译： 内窥镜方法包括将内窥镜机器人（31）控制的内窥镜（20）推进到身体的解剖区域内的目标位置，以及生成解剖区域的多个单目内窥镜图像（80） 当内窥镜（20）通过内窥镜机器人（31）前进到目标位置时。 为了避免或检测内窥镜（20）与单眼内窥镜图像（80）（例如膝盖的单眼内窥镜图像内的韧带）的对象的碰撞，该方法还包括生成内窥镜（20）的距离测量 ）由内窥镜（20）通过内窥镜机器人（31）前进到目标位置，并且将单眼内窥镜图像（80）内的物体的表面的三维图像重建为功能 的距离测量（81）。

    REAL-TIME DEPTH ESTIMATION FROM MONOCULAR ENDOSCOPE IMAGES
    6.
    发明申请
    REAL-TIME DEPTH ESTIMATION FROM MONOCULAR ENDOSCOPE IMAGES 有权
    单眼内窥镜图像的实时深度估计

    公开(公告)号：US20120056986A1

    公开(公告)日：2012-03-08

    申请号：US13266465

    申请日：2010-03-25

    申请人： Aleksandra Popovic

    发明人： Aleksandra Popovic

    IPC分类号： H04N13/00

    CPC分类号： A61B1/04 ,  A61B1/00009 ,  A61B1/313 ,  A61B5/065 ,  A61B34/20 ,  A61B2090/061

    摘要： An endoscopic surgical method involves an advancement of an endoscope (20) to a target location within an anatomical region of a body and a generation of a plurality of endoscopic video frames (22) as the endoscope (20) is advanced to the target location with the endoscopic video frames (2) illustrating monocular endoscopic images of the anatomical region. For real-time estimation of a depth of an object within monocular endoscopic images (e.g., depth of a bronchial wall within an monocular endoscopic images of a bronchial tube), the method further involves (S41) a determination of an optical flow of one or more image points within a frame time series of the monocular endoscopic images of the anatomical region, and (S42) an estimation of a depth field indicative of a depth of the object within the monocular endoscopic images as a function of the optical flow of the image point(s).

    摘要翻译： 内窥镜手术方法包括当内窥镜（20）前进到目标位置时将内窥镜（20）前进到身体的解剖区域内的目标位置和产生多个内窥镜视频帧（22），并且 内窥镜视频帧（2）示出解剖区域的单目内窥镜图像。 为了实时估计单眼内窥镜图像内的物体的深度（例如，支气管的单目内窥镜图像内的支气管壁的深度），该方法还包括（S41）确定一个或多个 在解剖区域的单目内窥镜图像的帧时间序列内的更多图像点，以及（S42）作为指示单眼内窥镜图像内的物体的深度的深度区域的估计作为图像的光流的函数 点。

    INTERLOCKING NESTED CANNULA
    7.
    发明申请
    INTERLOCKING NESTED CANNULA 审中-公开
    相互锁定的肛门

    公开(公告)号：US20110201887A1

    公开(公告)日：2011-08-18

    申请号：US13123591

    申请日：2009-10-12

    申请人： Elliot Eliyahu Greenblatt ,  Karen Irene Trovato ,  Aleksandra Popovic ,  Douglas Stanton

    发明人： Elliot Eliyahu Greenblatt ,  Karen Irene Trovato ,  Aleksandra Popovic ,  Douglas Stanton

    IPC分类号： A61B1/00

    CPC分类号： A61B17/3421 ,  A61B2017/003 ,  A61B2017/00331 ,  A61B2017/00991 ,  A61B2017/3443 ,  A61B2034/107 ,  A61M25/0021 ,  A61M25/0023 ,  A61M25/0041 ,  A61M2025/0006 ,  A61M2025/0175 ,  A61M2205/6045

    摘要： An interlocking nested cannula set (231) has a plurality of telescoping tubes cooperatively configured and dimensioned to reach a target location relative to an anatomical region. Each tube has a pre-set interlocking shape. A nesting of an inner tube (30) within an outer tube (40) includes a gap (50) between the tubes (30, 40), which interlock within the gap (50) to limit rotation of the tubes (30, 40) relative to the gap (50). The interlocking shapes of the tubes (30, 40) may be identical or different. Examples of the interlocking shapes of a polygonal interlocking shape, a non-circular closed curve interlocking shape, a polygonal-closed curve hybrid interlocking shape and a keyway interlocking shape.

    摘要翻译： 互锁嵌套套管组（231）具有多个伸缩管，其协作地构造和定尺寸以达到相对于解剖区域的目标位置。 每个管具有预设的互锁形状。 内管（40）内的嵌套包括在管（30,40）之间的间隙（50），所述间隙在间隙（50）内互锁以限制管（30,40）的旋转， 相对于间隙（50）。 管（30,40）的互锁形状可以相同或不同。 多边形互锁形状，非圆形闭合曲线互锁形状，多边形闭合曲线混合互锁形状和键槽互锁形状的互锁形状的示例。

    METHOD AND SYSTEM FOR FAST PRECISE PATH PLANNING
    8.
    发明申请
    METHOD AND SYSTEM FOR FAST PRECISE PATH PLANNING 有权
    快速精确路径规划方法与系统

    公开(公告)号：US20110093191A1

    公开(公告)日：2011-04-21

    申请号：US12996818

    申请日：2009-06-19

    申请人： Karen Irene Trovato ,  Aleksandra Popovic

    发明人： Karen Irene Trovato ,  Aleksandra Popovic

    IPC分类号： G01C21/00

    CPC分类号： G06Q10/047 ,  A61B17/3421 ,  A61B2017/3443

    摘要： A system (200) executes a method (130-180) to produce an optimal path for any type of path planning application. In operation, the system (200) constructs a configuration space node structure representing a discretized configuration space including a plurality of states characterized by one or more parameters, and augments the configuration space node structure with discrete parameter values explicitly quantifying each node of the configuration space node structure and/or with heuristic values serving as a search guide through a free space region of the discretized configuration space.

    摘要翻译： 系统（200）执行方法（130-180）以产生用于任何类型的路径规划应用的最佳路径。 在操作中，系统（200）构建表示离散化配置空间的配置空间节点结构，所述配置空间节点结构包括由一个或多个参数表征的多个状态，并且利用明确量化配置空间的每个节点的离散参数值来增加配置空间节点结构 节点结构和/或通过离散化配置空间的自由空间区域作为搜索引导的启发式值。

    DETECTION OF FOREIGN OBJECT IN PROXIMTY OF SURGICAL END-EFFECTOR
    9.
    发明申请
    DETECTION OF FOREIGN OBJECT IN PROXIMTY OF SURGICAL END-EFFECTOR 审中-公开
    检测外科手术对象的临床对象

    公开(公告)号：US20130293868A1

    公开(公告)日：2013-11-07

    申请号：US13979283

    申请日：2012-01-25

    申请人： Aleksandra Popovic ,  Emil George Radulescu ,  Robert Manzke ,  Raymond Chan

    发明人： Aleksandra Popovic ,  Emil George Radulescu ,  Robert Manzke ,  Raymond Chan

    IPC分类号： G01L1/24

    CPC分类号： G01L1/242 ,  A61B34/20 ,  A61B34/76 ,  A61B2034/2061 ,  A61B2034/301 ,  G01L1/246

    摘要： An optical detection tool employs a surgical end-effector (30) and an optical fiber (20). In operation, the surgical end-effector (30) is navigated within an anatomical region relative to an object foreign to the anatomical region and the optical fiber (20) generates an encoded optical signal indicative of a strain measurement profile of the optical fiber (20) as the surgical end-effector (30) is navigated within the anatomical region. The optical fiber (20) has a detection segment in a defined spatial relationship with the surgical end-effector (30). The strain measurement profile represents a normal profile in the absence of any measurable contact of the foreign object with the detection segment of the optical fiber (20). Conversely, the strain measurement profile represents an abnormal profile in response to a measurable contact of the foreign object with the detection segment of the optical fiber (20).

    摘要翻译： 光学检测工具采用外科末端执行器（30）和光纤（20）。 在操作中，手术末端执行器（30）相对于解剖区域外部的物体在解剖区域内导航，并且光纤（20）产生指示光纤（20）的应变测量轮廓的编码光信号 ），因为手术末端执行器（30）在解剖区域内导航。 光纤（20）具有与外科末端执行器（30）确定的空间关系的检测段。 在不存在外来物体与光纤（20）的检测段的任何可测量接触的情况下，应变测量轮廓表示正常轮廓。 相反，应变测量轮廓表示响应于异物与光纤（20）的检测段的可测量接触的异常轮廓。

    LASER ENHANCED RECONSTRUCTION OF 3D SURFACE
    10.
    发明申请
    LASER ENHANCED RECONSTRUCTION OF 3D SURFACE 审中-公开
    激光增强3D表面重建

    公开(公告)号：US20120310098A1

    公开(公告)日：2012-12-06

    申请号：US13577456

    申请日：2011-01-14

    申请人： Aleksandra Popovic

    发明人： Aleksandra Popovic

    IPC分类号： A61B1/04 ,  A61B6/00

    CPC分类号： G01B11/2513 ,  A61B1/00009 ,  A61B1/04 ,  A61B1/2676 ,  A61B1/3132 ,  A61B1/317 ,  A61B5/1076 ,  A61B5/1077 ,  A61B5/4528 ,  G06T7/521 ,  G06T2207/10068 ,  G06T2207/30004

    摘要： A method for reconstructing a surface of a three-dimensional object (41) involves a projection of a laser spot pattern (12, 14) onto the surface of the three-dimensional object (41) by a laser (11), and a generation of a series of endoscopic images (24) as an endoscope (21) is translated and/or rotated relative to the three-dimensional object (41). Each endoscopic image (24) illustrates a different view (23) of a laser spot array (13, 15) within the laser spot pattern (12, 14) as projected onto the surface of the three-dimensional object (41) by the laser (11). The laser spot array (13, 15) may be identical to or a subset of the laser spot pattern (12, 14). The method further involves a reconstruction of the surface of the three-dimensional object (41) from a correspondence of the different views (23) of the laser spot array (13, 15) as illustrated in the endoscopic images (24).

    摘要翻译： 用于重建三维物体（41）的表面的方法涉及通过激光（11）将激光光斑图案（12,14）投影到三维物体（41）的表面上，并且产生 作为内窥镜（21）的一系列内窥镜图像（24）相对于三维物体（41）被平移和/或旋转。 每个内窥镜图像（24）示出了当通过激光器投影到三维物体（41）的表面上时激光光斑图案（12,14）内的激光光斑阵列（13,15）的不同视图（23） （11）。 激光点阵列（13,15）可以与激光光斑图案（12,14）相同或子集。 该方法还包括如内窥镜图像（24）所示从激光光斑阵列（13,15）的不同视图（23）的对应关系重建三维物体（41）的表面。