[發(fā)明專利]用于模擬細長器械插入到對象中的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910249518.1
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN110322966B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 讓-塞巴斯蒂安·弗拉芒;弗朗索瓦·卡倫
• 申請（專利權(quán)）人: 卡艾保健加拿大公司
• 主分類號: G16H50/50
• 分類號: G16H50/50
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王瑞朋;胡彬

一種用于模擬細長器械插入到受試者體內(nèi)的方法，該方法包括：接收細長器械的近側(cè)段的實際角度位置和旋轉(zhuǎn)角度中的一者，其中，至少細長器械的遠側(cè)端插入到醫(yī)療設(shè)備中；使用調(diào)節(jié)系數(shù)和細長器械的近側(cè)段的實際角度位置和旋轉(zhuǎn)角度中的所述一者來確定細長器械的插入到醫(yī)療設(shè)備中的遠側(cè)端的遠側(cè)角度位置；產(chǎn)生對象的至少一部分的醫(yī)學(xué)圖像，該醫(yī)學(xué)圖像至少包括細長器械的遠側(cè)段的表示，遠側(cè)段的表示根據(jù)遠側(cè)角度位置而生成；以及輸出生成的醫(yī)學(xué)圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)模擬系統(tǒng)和方法，更具體地涉及用于模擬細長器械插入到對象中的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

通過使用外科手術(shù)器械的微創(chuàng)外科手術(shù)過程越來越多地用于替代傳統(tǒng)的外科手術(shù)。事實上，技術(shù)進步已經(jīng)提供了小型化的工具和器具，其可以通過外科手術(shù)器械(比如導(dǎo)管)插入到對象中以執(zhí)行各種任務(wù)。這些工具通常與視頻系統(tǒng)結(jié)合，以從內(nèi)部查看正在執(zhí)行的過程。

已經(jīng)開發(fā)了虛擬模擬系統(tǒng)用于訓(xùn)練醫(yī)療專業(yè)人員執(zhí)行這些類型的過程。這些模擬系統(tǒng)旨在通過硬件部件和返回給訓(xùn)練中的醫(yī)療專業(yè)人員的視覺表示的組合來產(chǎn)生逼真的模擬操作條件，以提供交互式訓(xùn)練。

然而，這些系統(tǒng)可能是不逼真的，并且可能生成對于訓(xùn)練中的醫(yī)療專業(yè)人員來說不準確的外科手術(shù)過程的視覺表示。例如，檢測和確定插入對象中的外科手術(shù)器械(比如導(dǎo)管或?qū)Ыz)的縱向位置和角度位置可能是具有挑戰(zhàn)性的。事實上，對象的身體的特征，比如外科手術(shù)器械插入到其中的動脈的直徑或其中存在的血液的粘度可能會導(dǎo)致外科手術(shù)器械的潛在屈曲和/或扭曲，這可能在模擬期間沒有考慮到。使用薄的外科手術(shù)器械可能進一步增加屈曲和/或扭曲。

因此，需要一種改進的用于模擬細長器械插入到對象中的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)第一個廣泛的方面，提供了一種用于模擬細長器械插入到對象中的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：醫(yī)療設(shè)備，其包括沿著縱向軸線在近側(cè)面和遠側(cè)面之間延伸的框架，近側(cè)面設(shè)有用于在其中接收細長器械的孔；感測單元，其被構(gòu)造成測量細長器械的近側(cè)段的實際角度位置和旋轉(zhuǎn)角度中的一者，細長器械的近側(cè)段在醫(yī)療設(shè)備的外部；以及模擬機器，其與感測單元通信以從感測單元接收測量的角度位置，該模擬機器至少包括處理單元，其構(gòu)造成：使用調(diào)節(jié)系數(shù)和細長器械的近側(cè)段的實際角度位置和旋轉(zhuǎn)角度中的所述一者來計算細長器械的遠側(cè)端的遠側(cè)角度位置；生成對象的至少一部分的醫(yī)學(xué)圖像，該醫(yī)學(xué)圖像至少包括細長器械的遠側(cè)段的表示，該遠側(cè)段的表示根據(jù)遠側(cè)角度位置而生成；以及輸出生成的醫(yī)學(xué)圖像。

在一個實施例中，感測單元適于測量細長器械的近側(cè)段的實際角度位置，處理單元進一步構(gòu)造成用于基于該實際角度位置和初始角度位置確定旋轉(zhuǎn)角度。

在一個實施例中，感測單元可固定至細長器械的近側(cè)段。

在一個實施例中，感測單元包括管狀段，其可固定在細長器械的近側(cè)段的一部分上。

在一個實施例中，感測單元包括第一半管段和第二半管段，它們可在細長器械上固定在一起。

在一個實施例中，感測單元的第一半管段和第二半管段鉸接地固定在一起。

在一個實施例中，感測單元包括至少一個陀螺儀傳感器，用于測量細長器械的近側(cè)段的實際角度位置和旋轉(zhuǎn)角度中的一者。

在一個實施例中，感測單元進一步構(gòu)造成用于測量細長器械的近側(cè)段的實際縱向位置和縱向位移中的一者，處理單元進一步構(gòu)造成用于：使用校正系數(shù)和細長器械的近側(cè)段的實際縱向位置和縱向位移中的一者來計算細長器械的遠側(cè)端的遠側(cè)縱向位置；以及考慮細長器械的遠側(cè)端的遠側(cè)縱向位置來生成醫(yī)學(xué)圖像。

在一個實施例中，感測單元被構(gòu)造用于測量細長器械的近側(cè)段的實際縱向位置，并且處理單元進一步構(gòu)造成用于使用細長器械的近側(cè)段的實際縱向位置和初始縱向位置來確定細長器械的近側(cè)段的縱向位移。