[發明專利]在圖像引導醫療程序中利用跟蹤的系統和方法

有效

• 申請號: 201680051701.5
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN108024693B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: V·多文戴姆;F·巴巴格力;T·D·蘇珀爾;T·趙;C·Q·登霍歐
• 申請（專利權）人: 直觀外科手術操作公司
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;A61B1/005
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本發明提供一種包括跟蹤定位于醫療器械的參照部上的一組光學基準點的方法。該醫療器械包括具有遠端的細長柔性主體和包括參照部的剛性近端主體。該方法還包括：接收來自在醫療器械內部在參照部與遠端之間延伸的形狀傳感器的形狀信息，以及確定細長柔性主體的一部分相對于患者解剖結構的姿態。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年9月10日提交的美國臨時專利申請序列號62/216,494的優先權，所述臨時專利申請通過引用以其整體并入本文中并且在此要求其優先權。

技術領域

本公開涉及用于進行圖像引導程序的系統和方法，并且更具體地涉及用于在圖像引導程序期間使用跟蹤系統的系統和方法。

背景技術

微創醫療技術旨在減少醫療程序期間受損傷的組織的量，由此縮短患者恢復時間，減少不適感和有害副作用。這種微創技術可以通過患者解剖結構中的天然孔道或者通過一個或多個手術切口而執行。通過這些天然孔道或切口，臨床醫生可以將微創醫療器械(包括手術、診斷、治療或活檢器械)插入以到達目標組織位置。為了協助到達目標組織位置，可以使醫療器械的位置和運動與患者解剖結構的手術前或手術中圖像相關聯。借助于與圖像相關聯的圖像引導器械，器械可以穿過在解剖學系統(如肺、結腸、小腸、腎臟、心臟、循環系統等)中的天然通道或手術形成的通道。傳統的器械跟蹤與參照系統可能要求使用電磁傳感器，而這些電磁傳感器在手術環境中會受到金屬物體的干擾。其他跟蹤系統可能要求在醫療程序中在攝像頭與基準點之間的連續視線，從而妨礙在擁擠手術環境中設備及人員的使用。因此，對于用于在最小臨床干擾情況下執行圖像引導手術的系統和方法存在著需求。

發明內容

本發明的實施例由隨附于說明書的權利要求概括。

在一個實施例中，一種方法包括跟蹤定位于患者解剖結構上的一組光學基準點，以及跟蹤定位于醫療器械的參照部上的一組光學基準點。該醫療器械包括：具有遠端的細長柔性主體和包括參照部的剛性近端主體。該方法還包括接收來自在醫療器械內部在參照部與遠端之間延伸的形狀傳感器的形狀信息，以及確定細長柔性主體的一部分相對于患者解剖結構的姿態。

在另一個實施例中，一種方法包括在手術環境中跟蹤定位于醫療器械的參照部上的一組光學基準點。該醫療器械包括具有遠端的細長柔性主體和包括參照部的剛性近端主體。該方法還包括在手術環境中跟蹤定位于遠程操作操縱器的插入軌道上的一組光學基準點。醫療器械的剛性近端主體被耦合以沿著插入軌道移動。該方法還包括用在插入軌道上的剛性近端主體的參照部的相應位置對多個插入測量值進行校準，以及確定患者解剖結構在手術環境中的姿態。該方法還包括驅動醫療器械的剛性近端主體沿插入軌道運動到第一位置，以及當剛性近端主體處于沿著插入軌道的第一位置時確定細長柔性主體在手術環境中相對于患者解剖結構的姿態。

在另一個實施例中，一種方法包括當執行第一醫療程序時跟蹤遠程操作系統中的一組光學基準點，以及確定這組光學基準點在遠程操作系統中的運動。所述方法還包括基于所述運動來操作遠程操作系統以進行第二醫療程序。

在另一個實施例中，一種遠程操作醫療系統包括器械托架、耦合至該器械托架的醫療器械、形狀傳感器、第一組光學基準點、跟蹤傳感器和控制系統。該醫療器械包括具有遠端的細長柔性主體和剛性近端主體，該剛性近端主體包括參照部。該形狀傳感器沿著醫療器械在參照部與遠端之間延伸。第一組光學基準點被配置為定位于參照部上。該跟蹤傳感器被配置為跟蹤第一組光學基準點。該控制系統被配置為操作光學跟蹤傳感器以跟蹤第一組光學基準點的第一構形，接收來自形狀傳感器的形狀信息，以及確定細長柔性主體的一部分相對于患者解剖結構的姿態。

應當理解的是，前面的概述和以下的詳細說明兩者在本質上是示例性和說明性的，并且旨在不限制本公開范圍的情況下提供對本公開的理解。在這方面，基于以下的詳細說明，本公開的其他方面、特征和優點對于本領域技術人員而言將是顯而易見的。

附圖說明