图像显示方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像显示方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

随着医疗技术的发展，可以采集病人的人体器官和手术器械等图像，以便医生可以根据该图像对病人进行手术。在现有的内窥镜手术导航系统中，已经有一些可视化显示技术得到了应用，例如，直接利用内窥镜实时获得病人的人体器官和手术器械等的视频图像，并结合医生的临床经验来对手术过程中遇到的问题和手术效果做判断；或者是获得病人的人体器官的三维体数据，采用三视图的方式，分别从横断面、冠状面、及矢状面等的角度去显示病人的人体器官对应的组织结构。

从对现有可视化显示技术的实际应用效果来看，至少存在着以下不足：(1)利用内窥镜获得的视频图像，只能提供内窥镜视野范围内的二维图像，不能全面地显示周边组织区域，无法确定视野内区域和人体器官周边组织的结构位置关系。(2)采用三视图的显示方式，只是将三维数据分别用三个方向上的二维图像显示出来，需要医生根据二维图像的组合来重现显示部位的三维立体结构，增加了医生手术过程中的观察负担。

由于以上方法最终的显示效果都只是在二维图像上，因此，无法满足医生的手术观察需求，以及对人体器官组织的位置进行定位不准确，存在较大的误差，使得医生在手术过程中不能做出更好的判断，给病人手术带来的风险较高。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于解决现有技术中定位不准确的技术问题，旨在提高对人体器官和手术器械进行定位的准确性，降低病人手术带来的风险。

为实现上述目的，本发明提供一种图像显示方法，所述图像显示方法包括：

获取手术器械所在的第一坐标系，将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系；

根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息；

根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系；

基于所述位置关系和所述三维信息构建三维剖切立体图像，并对所述三维剖切立体图像进行显示。

优选地，所述将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系具体包括：

获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系；

根据所述映射关系将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

优选地，所述获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系的步骤包括：

获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；

根据所述旋转矩阵和平移矩阵计算坐标变换矩阵，将所述坐标变换矩阵设置为所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系。

优选地，所述根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械的方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息具体包括：

根据所述转换后坐标系，获取所述手术器械水平方向上的水平剖切视图，以及获取所述手术器械垂直方向上的垂直剖切视图；

获取沿着所述手术器械方向上距离所述手术器械的剖切面的预设厚度，根据所述预设厚度、所述水平剖切视图和垂直剖切视图获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息。

优选地，所述根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系具体包括：

识别所述人体器官的组织所在的第一区域，并从所述三维信息中提取所述第一区域对应的第一目标三维信息；

识别所述手术器械所在的第二区域，并从所述三维信息中提取所述第二区域对应的第二目标三维信息；

根据所述第一目标三维信息和所述第二目标三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系。

优选地，所述根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息之后，所述图像显示方法还可以包括：

接收调整指令，根据所述调整指令对所述预设厚度进行调整，得到调整后厚度；

根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有所述调整后厚度的三维信息。

为实现上述目的，本发明另提供一种图像显示装置，所述图像显示装置包括：

转换模块，用于获取手术器械所在的第一坐标系，将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系；

获取模块，用于根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息；

确定模块，用于根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系；

显示模块，用于基于所述位置关系和所述三维信息构建三维剖切立体图像，并对所述三维剖切立体图像进行显示。

优选地，所述转换模块包括：

获取子模块，用于获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系；

转换子模块，用于根据所述映射关系将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

优选地，获取子模块具体用于：

获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；

根据所述旋转矩阵和平移矩阵计算坐标变换矩阵，将所述坐标变换矩阵设置为所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系。

优选地，所述获取模块具体用于：

根据所述转换后坐标系，获取所述手术器械水平方向上的水平剖切视图，以及获取所述手术器械垂直方向上的垂直剖切视图；

获取沿着所述手术器械方向上距离所述手术器械的剖切面的预设厚度，根据所述预设厚度、所述水平剖切视图和垂直剖切视图获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息。

优选地，所述确定模块具体用于：

识别所述人体器官的组织所在的第一区域，并从所述三维信息中提取所述第一区域对应的第一目标三维信息；

识别所述手术器械所在的第二区域，并从所述三维信息中提取所述第二区域对应的第二目标三维信息；

根据所述第一目标三维信息和所述第二目标三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系。

优选地，所述所述图像显示装置还可以包括：

调整模块，用于接收调整指令，根据所述调整指令对所述预设厚度进行调整，得到调整后厚度；根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有所述调整后厚度的三维信息。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述图像显示方法中的步骤。

一种存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行上述图像显示方法中的步骤。

本发明提供的图像显示方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取手术器械所在的第一坐标系，并将第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系；然后根据转换后坐标系获取沿着手术器械方向上，距离手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息；此时可以根据三维信息确定人体器官的组织和手术器械之间的位置关系，以及基于位置关系和三维信息构建三维剖切立体图像，并对三维剖切立体图像进行显示。从而可以根据具有预设厚度的三维信息精准定位人体器官的组织和手术器械之间的位置关系，提高了对人体器官和手术器械进行定位的准确性，降低病人手术带来的风险。

附图说明

图1为本发明的图像显示方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明中进行坐标转换的流程示意图；

图3为本发明中获取三维信息的流程示意图；

图4为本发明中确定人体器官的组织和手术器械之间的位置关系的流程示意图；

图5为本发明的图像显示方法第二实施例的流程示意图；

图6为本发明的三维剖切立体图像的第一示意图；

图7为本发明的三维剖切立体图像的第二示意图；

图8为本发明的图像显示装置第一实施例的功能模块示意图；

图9为本发明的图像显示装置第二实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种图像显示方法第一实施例，参见图1，图1为本发明的图像显示方法第一实施例的流程示意图。如图1所示，在本第一实施例中所述图像显示方法包括以下步骤：

步骤s10：获取手术器械所在的第一坐标系，将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

其中，手术器械可以包括内窥镜、手术钳、手术镊、手术剪、及手术刀等，第一坐标系可以是手术器械所在的直角坐标系，第二坐标系可以是光学定位系统ndi设置的坐标系。

由于手术器械所在的第一坐标系与光学定位系统设置的第二坐标系可能是不同的坐标系，因此需要将病人的三维数据(例如病人的人体器官对应的组织在三维空间中的数据，即三维影像数据)和手术器械等涉及的坐标系，统一转换到光学定位系统设置的坐标系下，以便光学定位系统可以通过手术器械上的定位传感器实时地跟踪手术器械的位置。例如，当手术器械为内窥镜时，可以通过内窥镜上的定位传感器实时地跟踪内窥镜的位置。在坐标系进行统一之后，可以使得手术器械和病人的三维数据等处在同一坐标系下。

参见图2，图2为本发明中进行坐标转换的流程示意图。所述将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系具体包括：

步骤s101：获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系；

步骤s102：根据所述映射关系将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

具体地，可以预先设置手术器械对应的坐标系和光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系，其中，该映射关系可以根据实际需要进行灵活设置。在进行坐标转换的过程中，可以获取手术器械对应的坐标系和光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系，例如，y＝a*x，其中，y表示转换后坐标系，a表示转换系数，x表示第一坐标系。然后根据该映射关系将第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

优选地，所述获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系的步骤包括：获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；根据所述旋转矩阵和平移矩阵计算坐标变换矩阵，将所述坐标变换矩阵设置为所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系。

其中，旋转矩阵包括绕x轴、y轴及z轴旋转的旋转矩阵，坐标变换矩阵p＝rx(θ)×ry(θ)×rz(θ)×t，rx(θ)表示绕x轴旋转的旋转矩阵，ry(θ)表示绕y轴旋转的旋转矩阵，rz(θ)表示绕z轴旋转的旋转矩阵，t表示平移矩阵，各个矩阵的表示形式可以如下所示：

在得到坐标变换矩阵p后，可以根据坐标变换矩阵p将第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

步骤s20：根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息。

其中，预设厚度可以根据实际需要进行灵活设置，与现有技术中普通的三视图不同的是，本发明采用的剖切视图显示的是在对应方向上距离剖切面具有一定厚度的3d信息(即三维信息)，而不是传统的二维图像。因此，在得到转换后坐标系后，可以根据转换后坐标系获取沿着手术器械方向上，距离手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息，该三维信息可以包括渲染的手术器械以及距手术器械前端一定距离的人体器官等，例如，该三维信息可以包括渲染的内窥镜以及距内窥镜前端一定距离的骨骼和器官组织等。需要说明的是，可根据医生的需求可以调整所要显示的厚度，最大化满足医生的手术观察需求。

参见图3，图3为本发明中获取三维信息的流程示意图。所述根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息具体包括：

步骤s201：根据所述转换后坐标系，获取所述手术器械水平方向上的水平剖切视图，以及获取所述手术器械垂直方向上的垂直剖切视图；

步骤s202：获取沿着所述手术器械方向上距离所述手术器械的剖切面的预设厚度，根据所述预设厚度、所述水平剖切视图和垂直剖切视图获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息。

具体地，在获取三维信息的过程中，可以根据转换后坐标系获取手术器械水平方向上的水平剖切视图，以及获取手术器械垂直方向上的垂直剖切视图，例如，可以获取手术器械水平方向上的一个水平剖切视图，以及获取手术器械垂直方向上的一个垂直剖切视图。此时可以获取沿着手术器械方向上距离手术器械的剖切面的预设厚度，该预设厚度可以根据实际需要进行灵活设置，然后根据水平剖切视图、垂直剖切视图和预设厚度获取沿着手术器械方向上距离手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息，其中，剖切面可以是沿着手术器械水平方向上的剖切面，或者是沿着手术器械垂直方向上的剖切面，具体内容可以根据实际需要进行灵活设置，在此不做限定。例如，可以在内窥镜视野的水平方向和垂直方向上进行剖切显示，这两个方向上的剖切视图，能够立体真实地显示内窥镜和病人的人体器官对应的组织之间的位置结构关系，该剖切视图是在内窥镜视野的水平方向和垂直方向上进行剖切显示，跟普通的三视图的显示方式不同，本实施例中剖切视图显示的是在对应方向(即沿着内窥镜镜管的方向)上距离剖切面具有一定厚度的3d信息(包括渲染的内窥镜以及距内窥镜前端一定距离的骨骼和器官组织)，而不是二维图像。由此可以通过设置距离手术器械前端的一定距离，从而显示该距离范围内的病人三维数据的体素，该体素是体积元素(volumepixel)的简称，体素是指某个像素代表的人体组织的立体单位，是个三维的概念，通过水平方向和垂直方向的这两个方向上的剖切视图，结合人眼处理图像信息的方式，将两个方向上的信息组合判断，能够更加完备地显示距离手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息。

预设厚度可根据医生的需求进行调整，从而可以根据具有一定厚度的显示效果，判定手术器械和病人组织结构之间的纵深位置关系，这种显示方式更接近于人眼的立体视觉感知效果。也就是说，提供的内窥镜视野水平方向和垂直方向上的剖切视图，以医生的视角进行两个方向上的组合显示，能够更加真实地显示内窥镜和人体器官对应的组织之间的位置结构关系，提供了更多的组织间位置关系的细节。

步骤s30：根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系。

其中，位置关系可以是人体器官的组织和所述手术器械之间的相对位置。

参见图4，图4为本发明中确定人体器官的组织和手术器械之间的位置关系的流程示意图。所述确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系具体包括：

步骤s301：识别所述人体器官的组织所在的第一区域，并从所述三维信息中提取所述第一区域对应的第一目标三维信息；

步骤s302：识别所述手术器械所在的第二区域，并从所述三维信息中提取所述第二区域对应的第二目标三维信息；

步骤s303：根据所述第一目标三维信息和所述第二目标三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系。

首先，对人体器官的组织所在的位置进行识别，得到第一区域，以及对手术器械的组织所在的位置进行识别，得到第二区域。然后，从三维信息中提取第一区域对应的三维信息，得到第一目标三维信息，以及从三维信息中提取第二区域对应的三维信息，得到第二目标三维信息。此时，可以根据第一目标三维信息和第二目标三维信息计算人体器官的组织和手术器械之间的位置关系，得到人体器官的组织和手术器械之间的位置关系。该位置关系是为了方便医生通过目测观察来判断手术器械和病人组织之间的相对位置关系，根据医生的经验能够在手术过程中尽可能保证手术器械不会触碰到病人的关键组织，保证病人安全。

参见图5，图5为本发明的图像显示方法的第二流程示意图。所述根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息之后，所述图像显示方法还可以包括：

步骤s10：获取手术器械所在的第一坐标系，将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系；

步骤s20：根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息；

步骤s50：接收调整指令，根据所述调整指令对所述预设厚度进行调整，得到调整后厚度；

步骤s60：根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有所述调整后厚度的三维信息。

步骤s30：根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系；

步骤s40：基于所述位置关系和所述三维信息构建三维剖切立体图像，并对所述三维剖切立体图像进行显示。

其中，步骤s10至步骤s40与图1中的步骤类似，在此不作赘述。

当接收调整指令时，可以根据该调整指令对预设厚度进行调整，得到调整后厚度，例如，可以根据医生的需求调整得到所需的厚度，根据具有调整后厚度的显示效果，可以判断手术器械和病人组织结构之间的纵深位置关系，这种显示方式更接近于人眼的立体视觉感知效果，最大化满足医生的手术观察需求。在得到调整后厚度后，可以根据转换后坐标系获取沿着手术器械方向上，距离手术器械的剖切面具有调整后厚度的三维信息。

步骤s40：基于所述位置关系和所述三维信息构建三维剖切立体图像，并对所述三维剖切立体图像进行显示。

在得到位置关系和三维信息等相关信息后，可以基于位置关系和三维信息构建三维剖切立体图像，该三维剖切立体图像即为包含人体器官对应的组织及手术器械等的三维图像，此时可以对三维剖切立体图像进行显示。

由于病人的三维数据和手术器械都是处于ndi光学跟踪坐标系下，因此可以实时跟踪获得手术器械与病人的三维数据之间的相对位置信息，以及可以通过设置距离手术器械前端的一定距离，从而显示该距离范围内的病人三维数据的体素。随着手术器械的移动，以手术器械前端为参照的一定深度范围内的体素也在不断地进行更新显示，这个显示的数据的深度可以根据医生的需求进行调整，从而沿着手术器械的水平方向和竖直方向对显示的一定深度范围的数据进行剖切显示，得到了具有一定厚度的3d信息的剖切视图。

例如，如图6所示，图6为三维剖切立体图像显示效果图，为了方便医生的观察，显示效果是以医生的视角，提供了人体器官对应的组织及手术器械(例如内窥镜)之间位置关系的剖切视图，以便医生观察手术中的情况。图6中可以将手术器械和临近组织(即人体器官对应的组织)之间位置关系进行精确显示，可以辅助医生在手术过程中做出更好的判断，从而可以降低病人手术带来的风险，更有效地保证病人的生命安全。

需要说明的是，以内窥镜为例，在手术过程中，内窥镜在不断地移动时，可以通过光学定位系统，实时地跟踪到内窥镜的实时位置，例如，如图7所示，在采集病人的数据过程中，可以将重要的人体器官和组织进行渲染显示，这样在具有一定厚度的剖切视图上就显示出了内窥镜与病人组织之间实时的位置关系，即所谓的深度信息，获得的深度信息可以作为一个重要的参考依据，辅助医生对手术进程做出正确的判断。

上述实施例所提供的图像显示方法，通过获取手术器械所在的第一坐标系，并将第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系；然后根据转换后坐标系获取沿着手术器械方向上，距离手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息；此时可以根据三维信息确定人体器官的组织和手术器械之间的位置关系，以及基于位置关系和三维信息构建三维剖切立体图像，并对三维剖切立体图像进行显示。从而可以根据具有预设厚度的三维信息精准定位人体器官的组织和手术器械之间的位置关系，提高了对人体器官和手术器械进行定位的准确性，降低病人手术带来的风险。

本发明提供一种图像显示装置第一实施例，参见图8，图8为本发明的图像显示装置第一实施例的功能模块示意图。在第一实施例中，所述图像显示装置100包括：转换模块110、获取模块120、确定模块130和显示模块140等。其中，转换模块110，用于获取手术器械所在的第一坐标系，将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系；获取模块120，用于根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息；确定模块130，用于根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系；显示模块140，用于基于所述位置关系和所述三维信息构建三维剖切立体图像，并对所述三维剖切立体图像进行显示。

其中，手术器械可以包括内窥镜、手术钳、手术镊、手术剪、及手术刀等，第一坐标系可以是手术器械所在的直角坐标系，第二坐标系可以是光学定位系统ndi设置的坐标系。

由于手术器械所在的第一坐标系与光学定位系统设置的第二坐标系可能是不同的坐标系，因此转换模块110需要将病人的三维数据(例如病人的人体器官对应的组织在三维空间中的数据，即三维影像数据)和手术器械等涉及的坐标系，统一转换到光学定位系统设置的坐标系下，以便光学定位系统可以通过手术器械上的定位传感器实时地跟踪手术器械的位置。例如，当手术器械为内窥镜时，转换模块110可以通过内窥镜上的定位传感器实时地跟踪内窥镜的位置。在坐标系进行统一之后，可以使得手术器械和病人的三维数据等处在同一坐标系下。

优选地，所述转换模块110包括：获取子模块，用于获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系；转换子模块，用于根据所述映射关系将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

具体地，转换模块110可以预先设置手术器械对应的坐标系和光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系，其中，该映射关系可以根据实际需要进行灵活设置。在进行坐标转换的过程中，可以获取手术器械对应的坐标系和光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系，例如，y＝a*x，其中，y表示转换后坐标系，a表示转换系数，x表示第一坐标系。然后转换模块110根据该映射关系将第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

优选地，获取子模块具体用于：获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；根据所述旋转矩阵和平移矩阵计算坐标变换矩阵，将所述坐标变换矩阵设置为所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系。

其中，旋转矩阵包括绕x轴、y轴及z轴旋转的旋转矩阵，坐标变换矩阵p＝rx(θ)×ry(θ)×rz(θ)×t，rx(θ)表示绕x轴旋转的旋转矩阵，ry(θ)表示绕y轴旋转的旋转矩阵，rz(θ)表示绕z轴旋转的旋转矩阵，t表示平移矩阵，各个矩阵的表示形式可以如下所示：

在得到坐标变换矩阵p后，可以根据坐标变换矩阵p将第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

优选地，所述获取模块120具体用于：根据所述转换后坐标系，获取所述手术器械水平方向上的水平剖切视图，以及获取所述手术器械垂直方向上的垂直剖切视图；获取沿着所述手术器械方向上距离所述手术器械的剖切面的预设厚度，根据所述预设厚度、所述水平剖切视图和垂直剖切视图获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息。

其中，预设厚度可以根据实际需要进行灵活设置，与现有技术中普通的三视图不同的是，本发明采用的剖切视图显示的是在对应方向上距离剖切面具有一定厚度的3d信息，而不是传统的二维图像。因此，在得到转换后坐标系后，获取模块120可以根据转换后坐标系获取沿着手术器械方向上，距离手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息，该三维信息可以包括渲染的手术器械以及距手术器械前端一定距离的人体器官等，例如，该三维信息可以包括渲染的内窥镜以及距内窥镜前端一定距离的骨骼和器官组织等。需要说明的是，可以根据医生的需求可以调整所要显示的厚度，最大化满足医生的手术观察需求。

具体地，在获取三维信息的过程中，获取模块120可以根据转换后坐标系获取手术器械水平方向上的水平剖切视图，以及获取手术器械垂直方向上的垂直剖切视图，例如，可以获取手术器械水平方向上的一个水平剖切视图，以及获取手术器械垂直方向上的一个垂直剖切视图。此时可以获取沿着手术器械方向上距离手术器械的剖切面的预设厚度，该预设厚度可以根据实际需要进行灵活设置，然后根据水平剖切视图、垂直剖切视图和预设厚度获取沿着手术器械方向上距离手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息，其中，剖切面可以是沿着手术器械水平方向上的剖切面，或者是沿着手术器械垂直方向上的剖切面，具体内容可以根据实际需要进行灵活设置，在此不做限定。例如，可以在内窥镜视野的水平方向和垂直方向上进行剖切显示，这两个方向上的剖切视图，能够立体真实地显示内窥镜和病人的人体器官对应的组织之间的位置结构关系，该剖切视图是在内窥镜视野的水平方向和垂直方向上进行剖切显示，跟普通的三视图的显示方式不同，本实施例中剖切视图显示的是在对应方向(即沿着内窥镜镜管的方向)上距离剖切面具有一定厚度的3d信息(包括渲染的内窥镜以及距内窥镜前端一定距离的骨骼和器官组织)，而不是二维图像。由此可以通过设置距离手术器械前端的一定距离，从而显示该距离范围内的病人三维数据的体素，该体素是体积元素的简称，体素是指某个像素代表的人体组织的立体单位，是个三维的概念，通过水平方向和垂直方向的这两个方向上的剖切视图，结合人眼处理图像信息的方式，将两个方向上的信息组合判断，能够更加完备地显示距离手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息。

预设厚度可根据医生的需求进行调整，从而可以根据具有一定厚度的显示效果，判定手术器械和病人组织结构之间的纵深位置关系，这种显示方式更接近于人眼的立体视觉感知效果。也就是说，提供的内窥镜视野水平方向和垂直方向上的剖切视图，以医生的视角进行两个方向上的组合显示，能够更加真实地显示内窥镜和人体器官对应的组织之间的位置结构关系，提供了更多的组织间位置关系的细节。

优选地，所述确定模块130具体用于：识别所述人体器官的组织所在的第一区域，并从所述三维信息中提取所述第一区域对应的第一目标三维信息；识别所述手术器械所在的第二区域，并从所述三维信息中提取所述第二区域对应的第二目标三维信息；根据所述第一目标三维信息和所述第二目标三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系。

其中，位置关系可以是人体器官的组织和所述手术器械之间的相对位置。首先，确定模块130对人体器官的组织所在的位置进行识别，得到第一区域，以及对手术器械的组织所在的位置进行识别，得到第二区域。然后，从三维信息中提取第一区域对应的三维信息，得到第一目标三维信息，以及从三维信息中提取第二区域对应的三维信息，得到第二目标三维信息。此时，确定模块130可以根据第一目标三维信息和第二目标三维信息计算人体器官的组织和手术器械之间的位置关系，得到人体器官的组织和手术器械之间的位置关系。该位置关系是为了方便医生通过目测观察来判断手术器械和病人组织之间的相对位置关系，根据医生的经验能够在手术过程中尽可能保证手术器械不会触碰到病人的关键组织，保证病人安全。

参见图9，图9为图像显示装置100第二实施例的功能模块示意图。上述第一实施例中所述图像显示装置100还可以包括：调整模块150，用于接收调整指令，根据所述调整指令对所述预设厚度进行调整，得到调整后厚度；根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有所述调整后厚度的三维信息。

当接收调整指令时，调整模块150可以根据该调整指令对预设厚度进行调整，得到调整后厚度，例如，可以根据医生的需求调整得到所需的厚度，根据具有调整后厚度的显示效果，可以判断手术器械和病人组织结构之间的纵深位置关系，这种显示方式更接近于人眼的立体视觉感知效果，最大化满足医生的手术观察需求。在得到调整后厚度后，调整模块150可以根据转换后坐标系获取沿着手术器械方向上，距离手术器械的剖切面具有调整后厚度的三维信息。

在得到位置关系和三维信息等相关信息后，显示模块140可以基于位置关系和三维信息构建三维剖切立体图像，该三维剖切立体图像即为包含人体器官对应的组织及手术器械等的三维图像，此时显示模块140可以对三维剖切立体图像进行显示。

由于病人的三维数据和手术器械都是处于ndi光学跟踪坐标系下，因此可以实时跟踪获得手术器械与病人的三维数据之间的相对位置信息，以及可以通过设置距离手术器械前端的一定距离，从而显示该距离范围内的病人三维数据的体素。随着手术器械的移动，以手术器械前端为参照的一定深度范围内的体素也在不断地进行更新显示，这个显示的数据的深度可以根据医生的需求进行调整，从而沿着手术器械的水平方向和竖直方向对显示的一定深度范围的数据进行剖切显示，得到了具有一定厚度的3d信息的剖切视图。

例如，如图6所示，图6为三维剖切立体图像显示效果图，为了方便医生的观察，显示效果是以医生的视角，提供了人体器官对应的组织及手术器械(例如内窥镜)之间位置关系的剖切视图，以便医生观察手术中的情况。图6中可以将手术器械和临近组织(即人体器官对应的组织)之间位置关系进行精确显示，可以辅助医生在手术过程中做出更好的判断，从而可以降低病人手术带来的风险，更有效地保证病人的生命安全。

需要说明的是，以内窥镜为例，在手术过程中，内窥镜在不断地移动时，可以通过光学定位系统，实时地跟踪到内窥镜的实时位置，例如，如图7所示，在采集病人的数据过程中，可以将重要的人体器官和组织进行渲染显示，这样在具有一定厚度的剖切视图上就显示出了内窥镜与病人组织之间实时的位置关系，即所谓的深度信息，获得的深度信息可以作为一个重要的参考依据，辅助医生对手术进程做出正确的判断。

上述实施例所提供的图像显示装置，转换模块110通过获取手术器械所在的第一坐标系，并将第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系；然后获取模块120根据转换后坐标系获取沿着手术器械方向上，距离手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息；此时确定模块130可以根据三维信息确定人体器官的组织和手术器械之间的位置关系，以及显示模块140基于位置关系和三维信息构建三维剖切立体图像，并对三维剖切立体图像进行显示。从而可以根据具有预设厚度的三维信息精准定位人体器官的组织和手术器械之间的位置关系，提高了对人体器官和手术器械进行定位的准确性，降低病人手术带来的风险。

本发明实施例还提供一种计算机设备，该计算机设备可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器、一个或一个以上包含计算机可读存储介质的存储器、电源和输入单元等部件。其中：

处理器是该计算机设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行计算机设备的各种功能和处理数据，从而对计算机设备进行整体监控。优选地，处理器可包括一个或多个处理核心，处理器可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。

存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及图像显示。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据网络设备的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器还可以包括存储器控制器，以提供处理器对存储器的访问。

计算机设备还包括给各个部件供电的电源，优选地，电源可以通过电源管理系统与处理器逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。该计算机设备还可包括输入单元，该输入单元可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。尽管未示出，计算机设备还可以包括显示单元等，在此不再赘述。

具体在本实施例中，计算机设备中的处理器会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器中，并由处理器来运行存储在存储器中的应用程序，从而实现本发明实施例提供的图像显示方法，如下：

获取手术器械所在的第一坐标系，将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系；

根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息；

根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系；

基于所述位置关系和所述三维信息构建三维剖切立体图像，并对所述三维剖切立体图像进行显示。

优选地，所述将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系具体包括：

获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系；

根据所述映射关系将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

优选地，所述获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系的步骤包括：

获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；

根据所述旋转矩阵和平移矩阵计算坐标变换矩阵，将所述坐标变换矩阵设置为所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系。

优选地，所述根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械的方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息具体包括：

根据所述转换后坐标系，获取所述手术器械水平方向上的水平剖切视图，以及获取所述手术器械垂直方向上的垂直剖切视图；

获取沿着所述手术器械方向上距离所述手术器械的剖切面的预设厚度，根据所述预设厚度、所述水平剖切视图和垂直剖切视图获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息。

优选地，所述根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系具体包括：

识别所述人体器官的组织所在的第一区域，并从所述三维信息中提取所述第一区域对应的第一目标三维信息；

识别所述手术器械所在的第二区域，并从所述三维信息中提取所述第二区域对应的第二目标三维信息；

根据所述第一目标三维信息和所述第二目标三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系。

优选地，所述根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息之后，所述图像显示方法还可以包括：

接收调整指令，根据所述调整指令对所述预设厚度进行调整，得到调整后厚度；

根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有所述调整后厚度的三维信息。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本发明实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的任一种图像显示方法中的步骤。例如，该指令可以执行如下步骤：

获取手术器械所在的第一坐标系，将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系；

根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息；

根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系；

基于所述位置关系和所述三维信息构建三维剖切立体图像，并对所述三维剖切立体图像进行显示。

优选地，所述将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系具体包括：

获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系；

根据所述映射关系将所述第一坐标系转换为光学定位系统设置的第二坐标系，得到转换后坐标系。

优选地，所述获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系的步骤包括：

获取所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；

根据所述旋转矩阵和平移矩阵计算坐标变换矩阵，将所述坐标变换矩阵设置为所述手术器械对应的坐标系和所述光学定位系统设置的坐标系之间的映射关系。

优选地，所述根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械的方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息具体包括：

根据所述转换后坐标系，获取所述手术器械水平方向上的水平剖切视图，以及获取所述手术器械垂直方向上的垂直剖切视图；

获取沿着所述手术器械方向上距离所述手术器械的剖切面的预设厚度，根据所述预设厚度、所述水平剖切视图和垂直剖切视图获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息。

优选地，所述根据所述三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系具体包括：

识别所述人体器官的组织所在的第一区域，并从所述三维信息中提取所述第一区域对应的第一目标三维信息；

识别所述手术器械所在的第二区域，并从所述三维信息中提取所述第二区域对应的第二目标三维信息；

根据所述第一目标三维信息和所述第二目标三维信息确定所述人体器官的组织和所述手术器械之间的位置关系。

优选地，所述根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有预设厚度的三维信息之后，所述图像显示方法还可以包括：

接收调整指令，根据所述调整指令对所述预设厚度进行调整，得到调整后厚度；

根据所述转换后坐标系获取沿着所述手术器械方向上，距离所述手术器械的剖切面具有所述调整后厚度的三维信息。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

其中，该存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取记忆体(ram，randomaccessmemory)、磁盘或光盘等。

由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本发明实施例所提供的任一种图像显示方法中的步骤，因此，可以实现本发明实施例所提供的任一种图像显示方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。