[發(fā)明專利]光學(xué)形狀感測工具的配準(zhǔn)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580065302.X
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN106999209B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·巴拉特;E·德赫甘馬爾瓦斯特;M·L·弗萊克斯曼;J·克呂克爾;M·P·德雷爾;A·M·塔赫瑪塞比馬拉古奧施
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34;A61N5/10
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 孟杰雄;王英

一種介入系統(tǒng)采用光學(xué)形狀感測工具(32)(例如，具有(一條或多條)嵌入的光纖的近距離治療針)和用于相對于網(wǎng)格坐標(biāo)系引導(dǎo)所述光學(xué)形狀感測工具(32)到解剖區(qū)域中的插入的網(wǎng)格(50、90)。所述介入系統(tǒng)還采用配準(zhǔn)控制器(74)，所述配準(zhǔn)控制器用于相對于針坐標(biāo)系重建所述光學(xué)形狀感測工具(32)的形狀的節(jié)段或整體，所述針坐標(biāo)系的原點位于所述光學(xué)形狀感測工具(32)上的一點，并且所述配準(zhǔn)控制器用于根據(jù)相對于所述網(wǎng)格(50、90)的所述光學(xué)形狀感測工具(32)的重建的節(jié)段/整體形狀將所述針坐標(biāo)系配準(zhǔn)到所述網(wǎng)格坐標(biāo)系(即，對被插入/通過所述網(wǎng)格的OSS針的節(jié)段/整體形狀的重建充當(dāng)網(wǎng)格/針坐標(biāo)系配準(zhǔn)的基礎(chǔ))。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及超聲引導(dǎo)的介入，所述超聲引導(dǎo)的介入涉及針到三維(“3D”)超聲體積的配準(zhǔn)(例如，活檢流程和近距離治療流程)。本發(fā)明具體地涉及將光學(xué)形狀感測工具配準(zhǔn)到3D超聲體積。

背景技術(shù)

一般來說，步進(jìn)器用來保持/引導(dǎo)并且如果需要的話平移/旋轉(zhuǎn)(一個或多個)介入工具以便促進(jìn)超聲引導(dǎo)介入(例如，經(jīng)會陰活檢、諸如永久放射性粒子(seed)植入物的內(nèi)部輻射療、臨時性間質(zhì)近距離治療等)

更具體地，近距離治療流程涉及使用步進(jìn)器在患者內(nèi)保持并平移/旋轉(zhuǎn)經(jīng)直腸超聲(“TRUS”)探頭。步進(jìn)器也用于將網(wǎng)格相對于TRUS探頭保持在固定位置以便引導(dǎo)針插入到患者中。

例如，圖1A圖示了典型的近距離治療設(shè)置，其涉及具有支撐網(wǎng)格50的框架40和保持TRUS探頭20的托筒41的步進(jìn)器。在近距離治療流程期間，網(wǎng)格50相對于患者的直腸被策略地定位，并且步進(jìn)器的齒輪組件(未示出)被手動地或自動地操作以將TRUS探頭20平移和/或旋轉(zhuǎn)到患者的直腸中以及將TRUS探頭20從患者的直腸中平移和/或旋轉(zhuǎn)出來。一旦TRUS探頭20被適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诨颊叩闹蹦c內(nèi)，網(wǎng)格50就可以用于引導(dǎo)(一個或多個)針30插入到目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)(例如，前列腺)中以促進(jìn)(一個或多個)輻射源在患者內(nèi)的植入。

在近距離治療流程期間，網(wǎng)格50的每個通道51如本領(lǐng)域中公知的那樣被術(shù)前配準(zhǔn)到由TRUS探頭20生成的3D超聲體積。例如，如圖1A所示，網(wǎng)格50的具有被建立在網(wǎng)格50的左下角處的原點的網(wǎng)格坐標(biāo)系52被術(shù)前配準(zhǔn)到TRUS探頭20的具有由TRUS探頭20的換能器陣列(未示出)建立的原點的圖像坐標(biāo)系21。

而且在近距離治療流程期間，為了在3D超聲體積內(nèi)跟蹤針30(特別是針30的端部)的目的，必須將針30配準(zhǔn)到網(wǎng)格50。

具體地，轂(hub)60被附接到針30的近端，以便建立具有在轂60到針30的近側(cè)附接點處的原點的針坐標(biāo)系31。要求六(6)個配準(zhǔn)參數(shù)的估計結(jié)果來促進(jìn)針坐標(biāo)系31到網(wǎng)格坐標(biāo)系52的配準(zhǔn)。這六(6)個配準(zhǔn)參數(shù)包括：

(1)如在圖1B中最佳示出的指示坐標(biāo)系31與52的X軸之間的配準(zhǔn)距離的寬度平移參數(shù)X_TP，其中，針30被插入在網(wǎng)格50的中間通道內(nèi)；

(2)如在圖1B中最佳示出的指示坐標(biāo)系31與52的Y軸之間的配準(zhǔn)距離的高度平移參數(shù)Y_TP，其中，針30被插入在網(wǎng)格50的中間通道內(nèi)；

(3)如在圖1A中最佳示出的指示坐標(biāo)系31與52的Z軸之間的配準(zhǔn)距離的深度平移參數(shù)Z_TP；

(4)指示針30相對于針坐標(biāo)系31的X軸的角度旋轉(zhuǎn)的俯仰旋轉(zhuǎn)參數(shù)X_RP(未示出)；

(5)指示針30相對于針坐標(biāo)系31的Y軸的角度旋轉(zhuǎn)的偏航旋轉(zhuǎn)參數(shù)X_RP(未示出)；以及

(6)如在圖1B中最佳示出的指示針30相對于針坐標(biāo)系31的Z軸的角度旋轉(zhuǎn)的滾動旋轉(zhuǎn)參數(shù)Z_RP。