A method and apparatus for defining the location of a medical instrument relative to features of a medical workspace including a patient's body region are described. Pairs of two-dimensional images are obtained, preferably by means of two video cameras making images of the workspace along different sightlines which intersect. A fiducial structure is positioned in the workspace for defining a three dimensional coordinate framework, and a calibration image pair is made. The calibration image pair comprises two 2D projections from different locations of the fiducial structure. After the calibration image pair is made, the fiducial structure is removed. A standard projection algorithm is used to reconstruct the 3D framework of the fiducial structure from the calibration image pair. Appropriate image pairs can then be used to locate and track any other feature such as a medical instrument, in the workspace, so long as the cameras remain fixed in their positions relative to the workspace. The computations are desirably performed with a computer workstation including computer graphics capability, image processing capability, and providing a real-time display of the workspace as imaged by the video cameras. Also, the 3D framework of the workspace can be aligned with the 3D framework of any selected volume scan, such as MRI, CT, or PET, so that the instrument can be localized and guided to a chosen feature. No guidance arc or other apparatus need be affixed to the patient to accomplish the tracking and guiding operations.

Une méthode et un appareil pour définir l'endroit de à dispositifs relatifs d'un instrument médical d'une zone de travail médicale comprenant la région du corps d'un patient sont décrits. Des paires d'images bidimensionnelles sont obtenues, de préférence au moyen de deux appareils-photo visuels faisant des images de la zone de travail le long des différentes lignes visuelles qui intersectent. Une structure fiducielle est placée dans la zone de travail pour définir un cadre du même rang tridimensionnel, et une paire d'image de calibrage est faite. La paire d'image de calibrage comporte les deux 2D projections de différents endroits de la structure fiducielle. Après que la paire d'image de calibrage soit faite, la structure fiducielle est enlevée. Un algorithme standard de projection est employé pour reconstruire le cadre 3D de la structure fiducielle de la paire d'image de calibrage. Des paires appropriées d'image peuvent alors être employées pour localiser et dépister n'importe quel autre dispositif tel qu'un instrument médical, dans la zone de travail, à condition que les appareils-photo restent fixes dans leurs positions relativement à la zone de travail. Les calculs sont de préférence exécutés avec un poste de travail d'ordinateur comprenant des possibilités d'infographie, possibilités de traitement d'image, et fournir un affichage en temps réel de la zone de travail comme reflètents par les appareils-photo visuels. En outre, le cadre 3D de la zone de travail peut être aligné avec le cadre 3D de n'importe quel balayage choisi de volume, tel que MRI, de CT, ou d'ANIMAL DE COMPAGNIE, de sorte que l'instrument puisse être localisé et guidé à un dispositif choisi. Aucun arc de conseils ou d'autres appareils ne doit être apposé au patient pour accomplir les opérations de cheminement et de guidage.