[發(fā)明專利]基于圖像的氣道分析和映射

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980003358.0
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN110831538B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉夢龍;里特維克·烏馬拉內(nèi)尼
• 申請（專利權(quán)）人: 奧瑞斯健康公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B1/267
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 高巖;楊林森

對腔網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的器械的導(dǎo)航可以包括基于圖像的氣道分析和映射。基于圖像的氣道分析可以包括：在腔網(wǎng)絡(luò)內(nèi)捕獲的圖像中檢測一個或更多個氣道；以及確定指示其中圖像被捕獲的當(dāng)前氣道如何分支到檢測到的“子”氣道中的分支信息。基于圖像的氣道映射可以包括將一個或更多個檢測到的氣道映射至術(shù)前模型中的腔網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)預(yù)期氣道。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2018年5月31日提交的美國臨時(shí)申請第62/678,881號的權(quán)益，該美國臨時(shí)申請的全部內(nèi)容在此通過引用其全部內(nèi)容并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容總體上涉及用于醫(yī)療器械的導(dǎo)航的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于對機(jī)器人控制的醫(yī)療器械進(jìn)行導(dǎo)航的基于圖像的氣道分析和映射。

背景技術(shù)

諸如內(nèi)窺鏡檢查(例如支氣管鏡檢查)的醫(yī)療過程可以涉及為了診斷和/或治療目的而進(jìn)入并使患者的腔(例如氣道)的內(nèi)部可視化。在過程期間，可以將諸如內(nèi)窺鏡的柔性管狀工具或器械插入患者體內(nèi)。在一些情況下，第二器械可以穿過內(nèi)窺鏡到達(dá)被識別用于診斷和/或治療的組織部位。

支氣管鏡檢查是一種使得醫(yī)師能夠檢查患者肺部中的氣道例如支氣管和細(xì)支氣管的內(nèi)部狀況的醫(yī)療過程。在醫(yī)療過程期間，可以將稱為支氣管鏡的細(xì)的柔性管狀工具或器械插入患者的口腔中并且沿患者的喉部向下進(jìn)入他或她的肺氣道通向被識別用于隨后診斷和/或治療的組織部位。支氣管鏡可以具有提供到組織部位的通路的內(nèi)腔(“工作通道”)，并且導(dǎo)管和各種醫(yī)療工具可以通過工作通道插至組織部位。

在某些醫(yī)療過程中，可以使用手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)用于控制手術(shù)工具的插入和/或操縱。手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)可以包括至少一個機(jī)器人臂或其他器械定位裝置，所述其他器械定位裝置包括用于在過程期間控制手術(shù)工具的定位的操縱器組件。

發(fā)明內(nèi)容

可以使用機(jī)器人使能醫(yī)療系統(tǒng)用于執(zhí)行各種醫(yī)療過程，所述各種醫(yī)療過程包括微創(chuàng)過程(例如腹腔鏡過程)和非侵入性過程(例如內(nèi)窺鏡過程)兩者。在內(nèi)窺鏡檢查過程中，可以使用機(jī)器人使能醫(yī)療系統(tǒng)用于執(zhí)行支氣管鏡檢查、輸尿管鏡檢查、腸胃病檢查等。在這樣的過程期間，醫(yī)師和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以將醫(yī)療器械導(dǎo)航通過患者的腔網(wǎng)絡(luò)。腔網(wǎng)絡(luò)可以包括多個分支腔(例如在支氣管網(wǎng)絡(luò)或腎臟網(wǎng)絡(luò)中)或單個腔(例如胃腸道)。機(jī)器人使能醫(yī)療系統(tǒng)可以包括用于將醫(yī)療器械引導(dǎo)(或協(xié)助引導(dǎo))通過腔網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航系統(tǒng)。

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式涉及用于基于圖像的氣道分析和映射的系統(tǒng)和技術(shù)。基于圖像的氣道分析和映射可以幫助導(dǎo)航通過腔網(wǎng)絡(luò)。基于圖像的氣道分析可以包括：在利用器械上的成像裝置捕獲的圖像內(nèi)，識別與腔網(wǎng)絡(luò)的一個或更多個分支相關(guān)聯(lián)的一個或更多個氣道，并且確定指示其中圖像被捕獲的當(dāng)前氣道如何分支到檢測到的“子”氣道中的分支信息。基于圖像的氣道映射可以包括將識別出的氣道映射至腔網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)分支。可以使用這些系統(tǒng)和技術(shù)用于確定或估計(jì)器械在腔網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的位置。本公開內(nèi)容的系統(tǒng)、方法和裝置均具有若干創(chuàng)新方面，其中沒有一個單獨(dú)負(fù)責(zé)本文所公開的期望屬性。

在一個方面，提供了一種將器械導(dǎo)航通過腔網(wǎng)絡(luò)的方法，該方法包括：利用定位在器械上的成像裝置捕獲腔網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個圖像，所述多個圖像至少包括在第一時(shí)間處捕獲的第一圖像以及在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間處捕獲的第二圖像；識別第一圖像中的第一氣道；識別第二圖像中的兩個或更多個氣道；基于第一圖像中的第一氣道以及第二圖像中的兩個或更多個氣道來確定滿足交疊條件；訪問術(shù)前模型數(shù)據(jù)，該術(shù)前模型數(shù)據(jù)指示在第二時(shí)間期間與器械的位置對應(yīng)的氣道的預(yù)期計(jì)數(shù)；以及基于術(shù)前模型數(shù)據(jù)和滿足交疊條件的確定，來確定第二圖像中的兩個或更多個氣道與術(shù)前模型數(shù)據(jù)中的氣道之間的映射。