[發明專利]協助用戶相對患者身體定位自動化醫療設備的方法和系統

在審

• 申請號: 202080095595.7
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN115052545A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: M·肖查特;I·羅斯;德維爾·克勞沙爾
• 申請（專利權）人: 贊克特機器人有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B17/34;A61B34/32;A61B34/20;A61B34/00;A61B17/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 姜曉霞;楊明釗

提供了系統、設備和方法，其用于通過在受試者的一個或更多個圖像上模擬自動化醫療設備的位置和取向，并基于模擬的位置和取向向用戶提供關于該醫療設備的實際定位和/或實際定位的校正的指令，來協助用戶將自動化醫療設備定位在受試者的身體上或受試者的身體附近。

技術領域

本公開涉及醫療程序領域，且具體涉及用于協助和引導用戶相對于受試者的身體定位自動化醫療設備的方法、設備和系統。

背景

臨床實踐中使用的各種診斷和治療程序涉及將諸如針頭(needle)和導管的醫療器械經皮插入受試者的身體，并且在許多情況下進一步涉及在身體內操縱醫療器械以到達目標區域。目標區域可以是任何體內區域，包括病變、腫瘤、器官或血管。需要插入和操縱這類醫療器械的程序的示例包括接種疫苗、血液/流體取樣、局部麻醉、組織活檢、導管插入、低溫消融、電解消融、流體輸送、流體引流、近距離放射治療、神經外科手術、深部腦刺激、各種微創手術等。

在軟組織中引導和操縱醫療工具(諸如針頭)是一項復雜的任務，需要良好的三維協調、對患者解剖結構的了解和高水平的經驗，因此近年來越來越多地使用自動化(例如機器人)系統來執行這些功能。一些自動化系統基于操縱機械臂，而一些則使用可安裝在身體上的機器人設備。自動化系統通常協助醫生選擇插入點并將醫療器械與插入點對準以及將醫療器械與目標對準。更先進的系統還自動插入器械和/或朝向目標操縱器械。

在患者身體上和/或相對于患者身體準確地定位和/或定向自動化設備以使醫療器械能夠成功地到達目標可能是具有挑戰性的，尤其是當目標位于難以導航到的區域(例如肝穹窿部)中時。在這種情況下，自動化設備的正確定位可能需要幾次迭代，其中必須在每兩次連續迭代之間啟動將設備配準到圖像空間的掃描，以驗證設備的位置。多次迭代和掃描不僅耗時，而且它們還會導致醫護人員和患者的輻射暴露量增加。另外，由于自動化設備的定位是基于醫生(或醫務人員的另一成員)的估計的測量值，因此設備的最終位置和/或取向仍可能偏離其被要求的位置和取向。

因此，需要用于協助和引導用戶(例如，醫生)相對于患者身體定位和/或定向醫療設備的系統和方法。

在本部分中和在說明書的其他部分中提到的每個出版物的公開內容在此各自以其整體通過引用并入。

概述

根據一些實施例，本公開涉及用于通過使用虛擬醫療設備在受試者的一個或更多個圖像上模擬醫療設備相對于受試者身體的位置和取向來協助用戶(例如醫療保健提供者)將醫療設備定位在受試者身體上或其附近的系統、設備和方法。該系統、設備和方法還允許基于模擬的位置和取向向用戶提供關于醫療設備的實際(物理)定位和/或實際(物理)定位的校正的指令。

根據一些實施例，如本文所公開的用于協助用戶定位自動化醫療設備的系統、設備和方法是有利的，因為它們最終允許更安全、更有效且更準確的醫療程序，其中針對每個特定醫療程序和針對打算經歷該醫療程序的每個特定受試者來執行定位模擬和根據該模擬引導用戶關于實際醫療設備相對于受試者身體的定位。

根據一些實施例，提供了一種協助用戶將自動化醫療設備定位在受試者的身體上或受試者的身體附近的方法，該方法可以包括：

顯示受試者的身體中的感興趣區域的一個或更多個圖像；

在一個或更多個圖像上定義目標和入口點；

計算醫療器械從入口點到目標的軌跡；

在一個或更多個圖像上模擬自動化醫療設備在受試者的身體上或受試者的身體附近的位置和取向；

確定自動化醫療設備的模擬的位置和取向是否有效；和

如果自動化醫療設備的模擬的位置和取向以及計算的軌跡被確定為有效，則向用戶提供關于自動化醫療設備在受試者的身體上或受試者的身體附近的定位的定位指令。