用于基于光的肺部可视化的系统和方法技术方案

一种用于肺部的基于光的询问的系统，包括存储器、电磁(EM)板、延长的工作通道(EWC)、EM传感器、光源、受光器，以及处理器。存储器存储管腔网络的3D模型和通路计划，并且EM板生成EM场。EWC根据通路计划朝目标导航患者的管腔网络，并且EM传感器从EWC的远端向远侧延伸并且被配置为感测EM场。光源位于EWC处或EWC周围并且发射光，并且受光器位于EWC处或EWC周围并且被配置为感测从管腔网络的气道反射的光。处理器将反射的光转换成基于光的数据并且识别组织的类型或密度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及用于基于光的肺部可视化的系统和方法。更具体而言，本公开内容涉及将肺部气道的基于光的可视图像增强到由其它成像模态获得的图像并且识别肺部组织的类型的系统和方法。
技术介绍
对于肺部疾病(诸如哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和慢性阻塞性肺部疾病(COLD))或者对于肺部相关疾病的护理标准主要集中在一般对患者是高度侵入性的医疗和/或药物管理。例如，已经报道了数十年经由局部和侵入性手段(例如，外科手术)的肺去神经可以对哮喘或肺气肿提供治疗益处。电磁导航(EMN)已经帮助扩大治疗诸如肺部的管腔网络的可能性。EMN依赖于非侵入性成像技术，诸如计算机断层扫描(CT)扫描、磁共振成像(MRI)或荧光透视技术。EMN与这些非侵入性成像技术相结合也已经被用来识别目标的位置并帮助临床医生导航肺部的管腔网络到达目标。但是，由这些非侵入性成像技术生成的图像已无法提供足够的分辨率来识别与管腔网络平行延伸的这种神经位置的特征。另外，当执行治疗时，利用这些非侵入性成像技术的附加图像必须已经被执行，以确定治疗是否已经完成。这增加了患者暴露给有害X射线或物质的次数和治疗成本。还有，存在对被治疗的区域的更大分辨率的持续期望。因此，存在对于提供更大分辨率并且在操作中临床高效的成像模态的持续的需求。
技术实现思路
在一方面，本公开内容的特征是用于肺部的基于光的询问的系统。该系统包括存储器、电磁(EM)板、延长的工作通道(EWC)、EM传感器、光源、受光器，以及处理器。存储器存储管腔网络的3D模型和管腔网络的通路计划，并且EM板被配置为生成EM场。EWC根据通路计划朝目标导航患者的管腔网络，并且EM传感器从EWC的远端向远侧延伸并且被配置为感测EM场。光源位于EWC处或EWC周围并且被配置为发射光，并且受光器位于EWC处或EWC周围并且被配置为感测从管腔网络的气道反射的光。处理器被配置为将反射的光转换成基于光的数据并且被配置为识别组织的类型或密度、识别一个或多个血管的存在、生成可视图像、或者集成基于光的数据与3D模型。在一方面，该系统还包括被配置为显示集成的基于光的数据与3D模型的显示设备。显示器还被配置为基于EM传感器的位置显示状态。该状态可以指示EM传感器是位于不在目标的位置处、位于目标处、还是位于与健康组织相邻的位置处，以及对目标的治疗是否完成。所生成的图像示出管腔网络的内部。在一方面，所生成的可视图像的分辨率比3D模型的分辨率更精细。在另一方面，光源和受光器位于EWC的远端处或位于EWC的远端的周围。在另一方面，所生成的图像的集成位置是基于3D模型中EM传感器的位置的。在另一方面，处理器还被配置为基于该基于光的数据确定治疗设备是否在目标处。在还有另一方面，处理器还被配置为基于目标的密度确定治疗的充分性，其中目标的密度是根据基于光的数据的。在还有另一方面，处理器还被配置为基于利用荧光染料染色的目标的荧光色的变化确定治疗的充分性。在还有另一方面，处理器基于肺部组织的反射模式利用预测性算法执行光谱分析。在另一方面，光源和受光器集成到共焦成像设备或光学相干断层扫描设备中。在另一方面，处理器还被配置为确定EM传感器与受光器之间的偏移量。基于光的数据与3D模型的集成是基于该偏移量的。在另一方面，系统还包括位于患者上并被配置为辨别患者的呼吸模式的多个参考传感器。该系统还包括被配置为通过基于呼吸模式补偿病人的呼吸来识别EM传感器的位置的跟踪设备。在另一方面，所生成的图像被选择性地融合，以与3D模型一起创建复合图像数据集。在还有另一方面，所发射的光波长在从400纳米至700纳米的范围内。在还有另一方面，光源是发光二极管(LED)、激光、白炽灯泡或荧光灯泡。在不背离本公开内容的范围的情况下，可以组合本公开内容的任何上述方面和实施例。附图说明当参照附图阅读各种实施例的描述时，目前公开的系统和方法的目标和特征将对本领域普通技术人员变得显然，其中：图1是根据本公开内容的实施例、用于基于光的肺部可视化的系统的透视图；图2A是根据本公开内容的实施例的导管引导组件的剖面图；图2B是根据本公开内容的实施例、示出图2A的延长的工作通道的远侧尖端的所指示细节区域的放大图；图3是根据本公开内容的实施例、用于肺部的三维模型的解剖示意图；图4A是根据本公开内容的实施例、从进入点到目标的通路的示意图；图4B是沿剖面线B-B截取的图4A的肺部部分的横截面视图；图4C是沿图4A的通路计划插入肺部的导管引导组件的示意图；图4D是图4C的所指示细节区域的放大细节视图；图5A是示出肺部组织的反射模式的图；图5B是示出正常肺部组织和恶性肺部组织的反射模式的图；图6A是根据本公开内容的实施例、用于利用光可视化肺部的方法的流程图；图6B是根据本公开内容的实施例、用于导航到目标的方法的流程图；及图6C是根据本公开内容的实施例、用于检查治疗水平的方法的流程图。具体实施方式本公开内容涉及用于利用基于光的成像模态可视化肺部的气道的系统和方法，这为诊断、导航和治疗目的提供了足够的分辨率来识别和定位目标。基于光的成像尤其是与非侵入性成像相结合时，可以提供更高的分辨率，并使得能够进行管腔网络映射和目标识别。另外，关于与识别出的目标相邻的组织提供附加的清晰度，这会导致考虑不同的治疗选项，以避免不利地影响相邻的组织。还有，基于光的成像结合治疗的使用可以为治疗后的分析和治疗充分性的识别提供详细的成像。虽然本公开内容将就特定的说明性实施例进行描述，但对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本公开内容的精神的情况下，可以进行各种修改、重新布置和替换。本公开内容的范围由本公开内容所附的权利要求限定。图1示出了电磁导航(EMN)系统100，其被配置为利用基于光的图像数据增强CT、MRI或荧光镜图像，从而协助导航通过患者的肺的管腔网络到达目标。一种这样的ENM系统可以是目前由CovidienLP公司出售的ELECTROMAGNETICNAVIGATION系统。EMN系统100包括导管引导组件110、支气管镜115、计算设备120、监视设备130、EM板140、跟踪设备160和参考传感器170。支气管镜115经由有线连接(如图1中所示)或无线连接(未示出)操作上耦合到计算设备120和监视设备130。支气管镜115被插入患者150的口腔，并捕获肺部的管腔网络的图像。在EMN系统100中，插入到支气管镜115中的是用于实现访问患者1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于光的询问的系统，包括：存储器，存储管腔网络的3D模型和导航管腔网络的通路计划；电磁(EM)板，被配置为生成EM场；延长的工作通道(EWC)，被配置为根据通路计划朝目标导航患者的管腔网络；EM传感器，从EWC的远端向远侧延伸并且被配置为感测EM场；光源，位于EWC处或EWC周围并且被配置为发射光；受光器，位于EWC处或EWC周围并且被配置为感测从管腔网络的气道反射的光；及处理器，被配置为将反射的光转换成基于光的数据并且识别组织的类型或密度、识别一个或多个血管的存在、生成可视图像、或者集成基于光的数据与3D模型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.06 US 61/874,881;2014.08.26 US 62/041,893;1.一种用于基于光的询问的系统，包括：
存储器，存储管腔网络的3D模型和导航管腔网络的通路计划；
电磁(EM)板，被配置为生成EM场；
延长的工作通道(EWC)，被配置为根据通路计划朝目标导航患者的管腔网络；
EM传感器，从EWC的远端向远侧延伸并且被配置为感测EM场；
光源，位于EWC处或EWC周围并且被配置为发射光；
受光器，位于EWC处或EWC周围并且被配置为感测从管腔网络的气道反射的光；及
处理器，被配置为将反射的光转换成基于光的数据并且识别组织的类型或密度、识别
一个或多个血管的存在、生成可视图像、或者集成基于光的数据与3D模型。
2.如权利要求1所述的系统，还包括被配置为显示集成的基于光的数据与3D模型的显
示设备。
3.如权利要求2所述的系统，其中显示器还被配置为基于EM传感器的位置显示状态。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述状态指示EM传感器是位于不在目标的位置处、位
于目标处、还是位于与健康组织相邻的位置处。
5.如权利要求3所述的系统，其中所述状态指示对目标的治疗是否完成。
6.如权利要求2所述的系统，其中所生成的图像示出管腔网络的内部。
7.如权利要求1所述的系统，其中所生成的可视图像的分辨率比3D模型的分辨率更精
细。
8.如权利要求1所述的系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·斯多佩克，J·D·布兰南，W·J·迪克汉斯，C·M·拉德考，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US