用于规划多个介入程序的系统和方法技术方案

一种部署介入器械的方法包含在解剖参考系中识别目标结构。该方法进一步包含在解剖参考系中相对于介入器械的当前位置确定目标区域并且记录介入器械在目标区域内的第一接合位置。

System and method for planning multiple intervention programs

A method of deploying interventional instruments includes identifying target structures in an anatomical reference system. The method further includes determining the target region in the anatomical reference system with respect to the current position of the interventional instrument and recording the first bonding position of the interventional instrument in the target area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于规划多个介入程序的系统和方法相关申请本申请要求2014年7月28日提交的题为“SYSTEMSANDMETHODSFORPLANNINGMULTIPLEINTERVENTIONALPROCEDURES”的美国临时专利申请62/029942的申请日的优先权和权益，其通过引用以其整体并入本文。
本公开涉及用于导航患者解剖结构以进行微创程序的系统和方法，并且更具体涉及用于规划介入器械的多种部署的程序的系统和方法。
技术介绍
微创医疗技术意图减少介入程序期间损伤的组织量，从而减少患者恢复时间、不适和有害副作用。这种微创技术可以通过患者解剖学的自然孔口或通过一个或多个外科切口进行。通过这些自然孔口或切口，临床医生可以插入介入器械(包括外科、诊断、治疗、或活组织检查器械)以到达目标组织位置。为到达目标组织位置，微创介入器械可以通过导航(navigate)解剖学系统如肺、结肠、肠、肾、心脏、循环系统等中的自然或外科生成的通路。为了帮助临床医生导航器械通过通路，利用术前或术中成像来准备通路的模型。用于部署介入器械的目前系统将器械部署位置识别为模型通路内的最靠近目标组织位置的点。目标组织位置可能由于各种原因而是不精确的。例如，解剖结构的位置在移动的患者中与在基于静态术前基于图像的模型中是不同的。位置传感器误差和配准技术的准确性也可能促成确定目标组织位置时的不精确。需要用于进行微创程序以增加进入目标组织位置的概率的改善的系统和方法。
技术实现思路
随附的权利要求概括了本专利技术的实施例。在一个实施例中，一种用于部署介入器械的方法包含在解剖参考系中识别目标结构。该方法进一步包含在解剖参考系中相对于介入器械的当前位置识别目标区域并且记录介入器械在目标区域内的第一接合位置。在另一实施例中，一种用于执行介入程序的方法包含生成包括用于部署介入器械的目标区域的图像的图形用户界面(GUI)。响应于介入器械的第一接合，GUI被更新以包括第一接合位置标记。响应于介入器械的第一接合，GUI被更新以包括第一修正的目标区域的图像。在另一实施例中，一种用于规划多个介入程序的方法包含在解剖系中识别目标结构并且在解剖系中确定目标区域。目标结构位于目标区域内。该方法进一步包含在目标区域内识别用于部署介入器械的第一接合位置并且识别用于部署介入器械的第二接合位置。在另一实施例中，一种系统包含介入器械，所述介入器械包括导管和可从导管部署的工具。该系统还包括控制系统，该控制系统被配置为在解剖参考系中识别目标结构并且在解剖参考系中相对于介入器械的当前位置确定目标区域。目标结构位于目标区域内。控制系统被进一步配置为记录介入器械在目标区域内的第一接合位置并且记录介入器械在目标区域内的第二接合位置。附图说明当结合附图阅读时，本公开的方面从以下详细描述中得到最好的理解。应当强调的是，根据本行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。事实上，为了讨论清晰起见，各种特征的尺寸可以任意增加或减少。此外，本公开可以在各种示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清晰的目的并且其自身不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。图1是根据本公开的实施例的远程操作介入系统。图2图示使用本公开的方面的介入器械系统。图3图示具有延伸的介入工具的图2的介入器械系统的远端。图4是描述用于部署介入器械的方法的流程图。图5图示在目标位置附近的患者的解剖区域，其中介入器械的远端在部署位置处。图6是描述用于执行介入程序的方法的流程图。图7是根据本公开的实施例的患者解剖结构中的目标区域的图像。图8是描述用于修正目标区域的方法的流程图。图9是患者解剖结构中的更改的目标区域的图像。图10是具有编码的目标区域标记的目标区域的图像。图11和图12是根据本公开的其他实施例的患者解剖结构中的目标区域的图像。具体实施方式在下文对本专利技术方面的详细描述中，提出很多具体细节以提供对本公开的实施例的充分理解。然而，对本领域技术人员来说将是显而易见的是，本公开的实施例可以无需这些具体细节而被实践。在其他实例中，公知的方法、程序、部件和电路未被详细描述，以便不会不必要地模糊本专利技术的实施例的方面。而且，为避免不必要的重复描述，根据一个示例性实施例描述的一个或多个部件或动作在适用于其他示例性实施例时可以被使用或省略。下文实施例将根据各种器械在三维空间中的状态来描述这些器械和器械的部分。如本文所用，术语“定位”指对象或对象的部分在三维空间中的位置(例如，沿笛卡儿X、Y、Z坐标的三个平移自由度)。如本文所用，术语“取向”指对象或对象的部分的旋转布置(三个旋转自由度—例如，滚转(roll)、俯仰(pitch)和偏航(yaw))。如本文所用，术语“姿态”指对象或对象的部分在至少一个平移自由度中的定位和该对象或该对象的部分在至少一个旋转自由度(多达总共六个自由度)中的取向。如本文所用，术语“形状”指沿对象测量的一组姿态、定位或取向。参考附图的图1，用于在例如外科、诊断、治疗或活组织检查程序中使用的远程操作介入系统通常由附图标记100指示。如图1所示，远程操作系统100通常包括介入操纵器组件102，用于操作介入器械104对患者P进行各种程序。组件102安装到操作台O或安装在操作台O的附近。主组件106允许临床医生或外科医生S观看介入部位(site)和控制从操纵器组件102。主组件106可以位于外科医生的控制台处，所述外科医生的控制台通常与操作台O位于相同的房间。然而，应理解，外科医生S可以与患者P位于不同的房间或完全不同的建筑。主组件106通常包括用于控制操纵器组件102的一个或多个控制装置。控制装置可以包括任意数量的多种输入装置，如操纵杆、轨迹球、数据手套、触发枪、手动操作控制器、语音识别装置、身体动作或存在传感器等。在一些实施例中，控制装置被提供与关联的介入器械104相同的自由度，以提供给外科医生远程呈现、或控制装置与器械104一体的感知，使得外科医生有直接控制器械104的强烈感觉。在其他实施例中，控制装置可以具有比相关联的介入器械104更多或更少的自由度，并且仍提供给外科医生远程呈现。在一些实施例中，控制装置是手动输入装置，其以六个自由度运动，并且其还可以包括用于致动器械(例如，用于闭合抓爪、施加电势至电极、递送药物治疗等)的可致动手柄。远程操作组件102支撑医疗器械系统104并且可以包括一个或多个非伺服控制的联杆(1ink)(例如，可以手动定位并锁定在适当位置中的一个或多个联杆，通常被称为组建(set-up)结构)的运动学结构和远程操作操纵器。远程操作组件102包括响应于来自控制系统(例如，控制系统112)的命令而驱动医疗器械系统104上的输入的多个致动器或马达。马达包括驱动系统，当所述驱动系统耦接到医疗器械系统104时，所述驱动系统可以将医疗器械推进到自然或外科手术建立的解剖孔口。其他机动化的驱动系统可以以多个自由度移动医疗器械的远端，所述多个自由度可以包括三个线性运动度(例如，沿X、Y、Z笛卡尔轴线的线性运动)和三个旋转运动度(例如，围绕X、Y、Z笛卡尔轴线的旋转)。此外，马达可以用于致动用于在活组织检查设备等的钳口(jaw)中抓取组织的器械的可发音清晰的(articulable)末端执行器。远程操作医疗系统100还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种部署介入器械的方法，所述方法包含：在解剖参考系中识别目标结构；在所述解剖参考系中相对于所述介入器械的当前位置确定目标区域；记录所述介入器械在所述目标区域内的第一接合位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.28 US 62/029,9421.一种部署介入器械的方法，所述方法包含：在解剖参考系中识别目标结构；在所述解剖参考系中相对于所述介入器械的当前位置确定目标区域；记录所述介入器械在所述目标区域内的第一接合位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标结构的至少一部分位于所述目标区域内。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述解剖参考系是三维解剖参考系，并且其中识别所述目标结构包括在三维模型参考系中识别模型目标结构并且将所述三维模型参考系配准到所述三维解剖参考系。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述三维模型参考系从患者解剖结构的术前图像被生成。5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述目标区域包括确定所述目标结构的位置相对于所述介入器械的所述当前位置的概率分布。6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述目标区域包括确定在术前成像时间与介入程序时间之间的患者解剖姿态的变化。7.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述目标区域包括针对解剖运动循环确定误差分布。8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述目标区域包括针对所述介入器械中的传感器确定误差分布。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述介入器械包括导管和工具，并且确定所述目标区域包括针对从所述导管延伸的所述工具的已知特性确定不确定度值。10.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述目标区域包括确定与目标解剖结构的形状相关联的误差值。11.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述目标区域包括确定与所述目标结构周围的组织的性质相关联的误差值。12.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述目标区域包括利用成像装置对目标解剖结构进行可视化。13.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含提供指令用于何时基于周期性解剖运动状态在所述第一接合位置处进行第一接合程序。14.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含记录所述介入器械在所述目标区域内的第二接合位置。15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含提供指令用于基于从所述第一接合位置获得的信息在所述第二接合位置处进行第二接合程序。16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含生成图形用户界面即GUI，所述GUI包括表示所述目标结构的目标标记和表示所述目标区域的一组标记。17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包含：在所述GUI上显示表示所述第一接合位置的第一接合标记，以及基于记录的所述第一接合位置修正表示所述目标区域的所述一组标记。18.根据权利要求17所述的方法，其中显示所述第一接合标记包括显示关于来自所述第一接合位置的组织样本的信息。19.根据权利要求16所述的方法，其进一步包含：基于从所述第一接合位置获得的所述组织样本修正表示所述目标区域的所述一组标记。20.根据权利要求16所述的方法，其进一步包含：基于从成像器械接收的数据修正表示所述目标区域的所述一组标记。21.根据权利要求16所述的方法，其中表示所述目标区域的所述一组标记包括对应于与所述一组标记中的每个标记相关联的概率的颜色编码。22.根据权利要求16所述的方法，其中所述GUI进一步包括目标组织结构的图像，所述方法进一步包含：基于来自所述第一接合位置的第一组织样本的信息修正所述目标组织结构的所述图像，以及基于来自所述第二接合位置的第二组织样本的信息修正所述目标组织结构的所述图像。23.根据权利要求16所述的方法，其中所述GUI进一步包括对应于周期性解剖运动状态的解剖状态指示符。24.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含在记录所述第一接合位置之前确定用于所述介入器械的第一部署位置。25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包含在记录所述第二接合位置之前确定用于所述介入器械的第二部署位置，其中所述第一部署位置不同于所述第二部署位置。26.一种用于执行介入程序的方法，所述方法包含：生成包括用于部署介入器械的目标区域的图像的图形用户界面即GUI；响应于所述介入器械的第一接合，更新所述GUI以包括第一接合位置标记；以及响应于所述介入器械的所述第一接合，更新所述GUI以包括第一修正的目标区域的图像。27.根据权利要求26所述的方法，其中目标区域的所述图像包括表示用于执行所述介入程序的目标结构的所述概率分布的一组点。28.根据权利要求26所述的方法，其中所述目标结构的所述概率分布从周期性解剖运动数据来获得。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·Q·登霍欧，T·赵，F·巴巴格力，V·多文戴姆，T·D·苏珀尔，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国,US