形状感测辅助的医疗程序制造技术

一种用于在医疗程序中的形状感测辅助的系统和方法，包括提供（402）分布式通路系统的三维图像。向所述通路系统中引入（406）能进行形状感测的细长设备。在所述通路系统中测量（410）所述细长设备的形状。将所述形状与所述三维图像进行比较（414）以确定是否已相对于目标选择了给定路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形状感测辅助的医疗程序
本公开涉及形状感测辅助的程序，更具体而言，涉及一种用于利用形状感测数据导航复杂生物或机械系统的系统和方法。
技术介绍
在支气管镜检查期间获取组织样本是一项困难的任务，且成功率很低。在介入期间，在气道中插入支气管镜，从而使得医师能够导航至目标。然而，气道的拓扑结构非常复杂，医师在进一步向下进入支气管树时能够轻易迷失。一个支气管镜问题是，支气管镜仅提供局部信息。在当前的临床实践中，通常在介入之前采集计算机断层摄影（CT）图像以进行诊断和目标界定。基于CT，计算机工具辅助工作流程，例如辅助分割期望结构，计算到达目标的最佳路径等。此外，CT提供介入期间能够使用的患者解剖结构的更全局的信息。为了跟踪路径并将支气管镜检查图像与其位置配准，通常采用电磁（EM）跟踪。然而，由于介入期间患者进行呼吸，因此CT和支气管镜检查图像之间的失准限制了图像绘制的使用。也可以采用实时X射线成像以跟踪设备。
技术实现思路
根据本专利技术原理，一种用于在医疗程序中进行形状感测辅助的系统和方法，包括提供分布式通路系统的三维图像。向所述通路系统中引入能进行形状感测的细长设备。测量在所述通路系统中的所述细长设备的形状。将所述形状与所述三维图像进行比较以确定是否已相对于目标选择了给定路径。一个目标是为医师提供一些信息和是否选择了期望路径的反馈。根据本专利技术原理的方法包括提供分布式通路系统的三维图像；向所述通路系统中引入能进行形状感测的细长设备；测量所述通路系统中的所述细长设备的形状；并且将所述形状与所述三维图像进行比较以确定是否已相对于目标选择了给定路径。一种系统包括分布式通路系统的三维图像。能进行形状感测的细长设备被提供用于插入所述通路系统中，以测量所述通路系统中的所述细长设备的形状。通路确定模块被配置为计算所述三维图像中的路径，并将所述形状与所述三维图像中的所述路径进行比较，以确定是否已相对于目标选择了给定路径。另一系统包括处理器，以及耦合到所述处理器并被配置为存储分布式通路系统的三维图像的存储器设备，以及被配置为计算所述三维图像中的路径的通路确定模块。能进行形状感测的细长设备被提供用于插入所述通路系统中，以测量所述通路系统中的所述细长设备的形状。所述路径确定模块被配置为将所述形状与所述三维图像中的所述路径进行比较，以确定是否已相对于目标选择了给定路径。从结合附图阅读的本专利技术的说明性实施例的以下详细描述，本公开的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见。附图说明将参考以下附图在优选实施例的以下描述中给出本公开，在附图中：图1为框图/流程图，其示出了根据本专利技术原理用于在医疗程序中进行形状感测辅助的系统/方法；图2是示意图，其示出了根据一个实施例的，分叉图像中生成的且针对形状感测设备的中心线，以在确定是否已采取了正确路径中用于进行比较；图3是示意图，其示出了根据另一实施例的，分叉图像中生成的中心线以及用于变形器官的形状感测测量，以在确定是否已采取了正确路径中用于进行比较；并且图4为框图/程序图，其示出了根据本专利技术原理用于在医疗程序中进行形状感测辅助的方法。具体实施方式根据本专利技术原理，通过提取设备的形状感测数据在程序期间改进了设备导航。跟踪技术允许沿一段设备重建设备的形状。之后将形状感测数据和跟踪位置与先前收集的图像相关。利用形状感测，设备形状的三维（3D）信息（从而，例如相比于X射线提供的2D信息或来自电磁跟踪的稀疏3D点信息的3D信息）是可用的。这种形状信息在复杂系统中，例如在肺的气道中，是特别感兴趣的，在那里能够采用形状信息辅助医师验证是否已选择了正确的路径。此外，传感器附着于所述设备，并能够将由于呼吸或心跳导致的变形考虑在内，因此能够补偿这种运动。在一个说明性范例中，在支气管镜检查程序期间，医师可以尝试利用通过肺的气道插入的支气管镜到达目标。气道的拓扑结构非常复杂，这常常令医师导航错误的路径。即使用于引导的术前成像数据是可用的，由于呼吸或患者重新定位导致的变形也会影响到成功的瞄准。本专利技术原理采用从支气管镜获得的形状感测信息以沿整个仪器长度重建支气管镜的形状。这种信息能够用于通过允许在指示通往目标的正确或不正确通路的正确和不正确设备形状之间进行检查，克服支气管镜检查介入中的当前限制。应当理解，将按照医疗仪器描述本专利技术；然而，本专利技术的教义要宽得多，且适用于在跟踪或分析复杂生物或机械系统中采用的任何仪器。具体而言，本专利技术原理适用于生物系统的内部跟踪程序，身体的诸如肺、胃肠道、排泄器官、血管的所有区域中的程序等。图中描绘的元件可以以硬件和软件的各种组合的形式实施，并提供可以在单个元件或多个元件中组合的功能。能够通过使用专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件，提供图中所示的各种元件的功能。当由处理器提供时，所述功能能够由单个专用处理器，由单个共享处理器，或由多个独立处理器（其中一些可以是共享的）提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不得被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，而是能够暗含地包括，但不限于数字信号处理器（“DSP”）硬件、用于存储软件的只读存储器（“ROM”）、随机存取存储器（“RAM”）、非易失性存储器等。此外，本文中记载本专利技术的原理、方面和实施例以及其具体范例的所有陈述都旨在涵盖其结构和功能等价物两者。此外，这样的等价物旨在包括当前已知的等价物以及将来开发的等价物（即开发出来的执行相同功能的任何元件，不论其结构如何）。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本文给出的框图表示体现本专利技术原理的说明性系统部件和/或电路的概念视图。类似地，应认识到，任何流程图，流程图表等表示可以基本表示于计算机可读存储介质中，并因此由计算机或处理器执行的各种过程，无论是否明确示出这样的计算机或处理器。此外，本专利技术的实施例能够采取计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品可从提供由计算机或任何指令执行系统使用或结合计算机或任何指令执行系统使用的程序代码的计算机可用或计算机可读存储介质存取。出于本说明书的目的，计算机可用或计算机可读存储介质能够是，可以包括、存储、通信、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用或结合指令执行系统、装置或设备使用的程序的任何装置。介质能够是电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统（或装置或设备）或传播介质。计算机可读介质的范例包括半导体或固态存储器、磁带、可移除计算机盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、刚性磁盘和光盘。当前光盘的范例包括压缩盘–只读存储器（CD-ROM）、压缩盘–读/写（CD-R/W）和DVD。现在参考附图，其中，类似的编号表示相同或类似元件，首先参考图1，说明性地描绘了用于执行医疗程序的系统100。系统100可以包括工作站或控制台112，从工作站或控制台112监督并管理该程序。工作站112优选包括一个或多个处理器114以及用于存储程序和应用的存储器116。存储器116可以存储光学感测模块115，光学感测模块115被配置为解读来自形状感测设备104的光学反馈信号。光学感测模块115被配置为使用光学信号反馈（和任何其他反馈，例如电磁（EM））来重建变形、偏斜以及与医疗设备102和/或其周围区域相关联的其他变化。医疗设备102可以包括，例如导管、引导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.31 US 61/469,9881.一种方法，包括：提供(402)分布式通路系统的三维图像；向所述通路系统中引入(406)能进行形状感测的细长设备；测量(410)所述通路系统中的所述细长设备的形状；利用来自所述能进行形状感测的细长设备的形状感测数据针对所述三维图像执行运动补偿；并且计算经运动补偿的三维图像中的路径，并将所述形状与所述经运动补偿的三维图像中的路径进行比较(414)以确定是否已相对于目标选择了给定路径。2.根据权利要求1所述的方法，其中，比较包括生成(416)所述形状的第一几何表示以及所述三维图像的第二几何表示，并且将所述第一几何表示与所述第二几何表示进行比较。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一几何表示和所述第二几何表示包括中心线。4.根据权利要求1所述的方法，其中，测量形状包括测量(412)所述细长设备在第一状态中的第一形状以及所述细长设备在变形状态中的第二形状。5.根据权利要求1所述的方法，还包括指示(420)已选择了不正确路径。6.一种系统，包括：分布式通路系统(148)的三维图像(111)，其中利用来自能进行形状感测的细长设备的形状感测数据针对所述三维图像执行运动补偿；能进行形状感测的细长设备(102)，其用于插入所述通路系统中，以测量所述通路系统中的所述细长设备的形状；以及通路确定模块(144)，其被配置为计算经运动补偿的三维图像中的路径，并将所述形状与所述经运动补偿的三维图像中的所述路径进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·克林德，R·曼茨克，R·陈，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：