[發明專利]用于使用形狀感測的變形補償的系統和方法

有效

• 申請號: 201810460365.0
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN108542499B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: V·多文戴姆;P·喬普拉;T·趙
• 申請（專利權）人: 直觀外科手術操作公司
• 主分類號: A61B34/35
• 分類號: A61B34/35;A61B34/10;A61B34/20;A61B17/00
• 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

本發明涉及用于使用形狀感測的變形補償的系統和方法，并公開一種用于估計解剖結構變形的方法和醫療系統，其包括從描述患者解剖結構的解剖數據中生成至少一個解剖通道的第一模型，以及確定安置在分岔解剖通道內的設備的形狀。該方法和醫療系統也包括通過相對于設備的確定形狀調整第一模型而生成多個分岔解剖通道的第二模型。

本申請是于2015年5月13日提交的名稱為“用于使用形狀感測的變形補償的系統和方法”的中國專利申請201380025063.6的分案申請。

技術領域

本公開涉及用于在醫療程序期間跟蹤在患者解剖結構內的醫療設備的系統和方法，并且更具體地涉及使用形狀傳感器有效跟蹤患者解剖結構內的醫療設備的系統和方法。

背景技術

微創醫療技術旨在減少在診斷或手術程序期間受損的組織量，從而縮短患者的恢復時間、減輕患者的不適并且減少有害的副作用。此類微創技術可以通過在患者解剖結構中的自然孔口，或通過一個或多個手術切口執行。通過這些自然孔口或切口，臨床醫生可以將手術器械插入到達靶組織位置。為到達靶組織位置，微創手術器械可以在解剖系統中的自然的或手術創建的通道中導航，其中解剖系統諸如肺、結腸、腸、腎臟、心臟、循環系統等。導航輔助系統幫助臨床醫生按路線傳送手術器械，并且避免對解剖結構的損傷。這些系統可以結合形狀傳感器的使用，以更準確地描述手術器械在真實空間中的形狀、姿態和位置或手術器械相對于術前圖像或者并行/同步(concurrent)圖像的形狀、姿態和位置。在動態解剖系統中和/或在布滿許多解剖通道的解剖區域中，將微創器械準確配準到解剖系統中是一項耗時且處理密集的任務。需要改善的系統和方法，以便提高將微創器械配準到解剖系統的系統和方法的準確性和效率。

發明內容

該發明的實施例由所附的權利要求概括。

在一個實施例中，方法包括從描述患者解剖結構的解剖數據中生成至少一個解剖通道的第一模型，以及確定安置在分岔解剖通道內的設備的形狀。該方法也包括通過相對于設備的確定形狀調整第一模型，生成多個分岔解剖通道的第二模型。

在另一個實施例中，醫療系統包括柔性設備，該柔性設備包括形狀傳感器、存儲描述患者解剖結構的解剖數據的存儲器；和處理器。處理器從描述患者解剖結構的解剖數據中生成多個分岔解剖通道的第一模型，并且接收來自形狀傳感器的信息以確定安置在分岔解剖通道內的設備的形狀。通過相對于設備的形狀調整第一模型，處理器也生成多個分岔解剖通道的第二模型。

在另一個實施例中，方法包括從描述患者解剖結構的解剖數據中生成多個分岔解剖通道的第一模型，其中解剖數據是在分岔解剖通道處于交替運動的第一狀態時記錄的。該方法也包括從描述患者解剖結構的解剖數據中生成多個分岔解剖通道的第二模型，其中解剖數據是在分岔解剖通道處于交替運動的第二狀態時記錄的。該方法也包括當所述分岔解剖通道處于第一狀態時，生成以第一形狀安置在分岔解剖通道內的設備的第一圖像；以及當分岔解剖通道處于第二狀態時，生成以第二形狀安置在分岔解剖通道內的設備的第二圖像。

附圖說明

當與附圖一起閱讀時，本公開的各方面從以下詳細描述中最優理解。要強調的是，依照在行業中的標準慣例，各種特征未按比例畫出。實際上，為使討論清晰，各種特征的尺寸可以隨意增大或減小。此外，在各種示例中，本公開可以重復標識號和/或字母。這種重復是為了簡單且清晰的目的，并不自身決定所討論的各種實施例和/或配置之間的關系。

圖1為依照本公開的實施例的機器人手術系統。

圖2示出利用本公開的方面的手術器械系統。

圖3a為與微創器械的圖像配準的人肺的圖像。

圖3b為從微創器械的角度描繪人肺區域的人肺的內部圖像。

圖4a為具有導管的肺的支氣管通道模型的圖示。