用于过滤局部化数据的系统和方法技术方案

一种由计算系统执行的方法包括提供指令至远程操作装配件，以根据命令的速率分布图在解剖通道内移动器械。该方法还包括从安置在解剖通道内的器械接收空间信息组并过滤空间信息组，以从空间信息组中选择与命令的速率分布图成比例的一些空间数据记录。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于过滤局部化数据的系统和方法相关申请本专利申请要求2014年11月13日提交的名称为“SYSTEMSANDMETHODSFORFILTERINGLOCALIZATIONDATA”的美国临时专利申请62/079,139的申请日的优先权和利益，所述临时专利申请通过引用全部并入本文。
本公开涉及用于图像导引手术的系统和方法，并且更具体地涉及用于相对于患者解剖体局部化手术器械的方法和系统。
技术介绍
微创医疗技术意在减少在医疗程序期间损坏的组织的量，从而减少患者恢复时间、不舒适和有害的副作用。此类微创技术可以通过患者解剖体中的自然孔口或通过一个或多个手术切口执行。通过这些自然孔口或切口，临床医生可以插入微创医疗器械(包括手术器械、诊断器械、治疗器械或活体检视器械)，以到达目标组织位置。器械可以在诸如肺、结肠、肠、肾脏、心脏、循环系统等解剖系统中导航自然或手术产生的通道。为了帮助到达目标组织位置，医疗器械的位置、取向、形状和/或移动可以与患者解剖体的术前图像或术中图像相互关联。图像导引器械可以使用例如电磁(EM)、机械、光学或超声跟踪系统相对于患者解剖体被局部化。通常，随着关于器械的更多空间信息被接收，局部化的精确度增加。然而，接收关于器械的位置的冗余或不精确空间信息可以降低局部化的精确度，或者可以放缓局部化过程。需要用于过滤空间信息的改进的技术，以改进相对于解剖体的器械局部化。
技术实现思路
本专利技术的实施例由随附的权利要求总结。在一个实施例中，一种由计算系统执行的方法包括提供指令至远程操作装配件，以根据命令的速率分布图(velocityprofile)在解剖通道内移动器械。该方法还包括从安置在解剖通道内的器械接收空间信息组并且过滤该空间信息组，以从该空间信息组中选择与命令的速率分布图成比例的一些空间数据记录。在另一实施例中，一种由计算系统执行的方法包括从安置在解剖通道内的器械接收第一组空间信息。第一组空间信息包括多个空间数据记录，所述多个空间数据记录包括在多个时间段针对器械的远端的位置信息。该方法还包括以时间聚集次序排序多个空间数据记录并且评价在多个空间数据记录中的第一连续空间数据记录和第二连续空间数据记录之间的空间关系。该方法还包括基于所评价的空间关系过滤第一组空间信息。在另一实施例中，一种由计算系统执行的方法包括：从安置在解剖通道内的器械接收第一组空间信息。第一组空间信息包括多个空间数据记录，所述多个空间数据记录包括在多个时间段针对器械的远端的位置信息。该方法还包括产生用于多个空间数据记录中的每个的置信因数并且基于产生的置信因素过滤第一组空间信息。在另一实施例中，一种由计算系统执行的方法包括从安置在解剖通道内的器械接收第一组空间信息。包括多个空间数据记录的第一组空间信息包括在多个时间段针对器械的远端的位置信息。该方法还包括从设置在器械内的形状传感器接收形状数据并且通过基于接收的形状数据移除多个空间数据记录中的至少一个而过滤第一组空间信息。附图说明当用附图阅读时，本公开的各方面通过以下具体实施方式被最佳地理解。强调的是根据本行业的标准惯例，各种特征未按比例绘制。事实上，为了便于讨论，各种特征的尺寸可以任意地增大或减小。另外，在各种示例中，本公开可以重复参考标记和/或参考字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，并且本身不指示在所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。图1是示出根据本文所述的原理的一个示例的说明性远程操作医疗系统的图示。图2是示出根据本文所述的原理的一个示例的说明性医疗器械系统的图示。图3是示出根据本文所述的原理的一个示例的配准到模型患者解剖体的器械的图示。图4A是示出根据本文所述的原理的一个示例的用于执行配准过程的说明性方法的流程图。图4B是示出用于过滤空间信息的说明性方法的流程图。图5A说明了示出为空间上布置的数据点的一组空间数据记录，其说明来自穿过解剖通道的器械的远端的局部化信号。图5B是图5A的空间数据记录的表格。图5C说明了示出为空间上布置的数据点的另一组空间数据记录，其说明来自穿过解剖通道的器械的远端的局部化信号。图6A说明了与解剖通道的形状相关联的分割图一起作为数据点示出的一组空间数据记录。图6B说明了图6A的数据点的一部分。图7说明了根据本公开的实施例的命令的速率分布图。图8-10说明了示出为空间上布置的数据点的空间数据记录组，其说明来自穿过解剖通道的器械的远端的局部化信号。图11说明了从定位在解剖通道中的形状传感器接收的形状分布图。具体实施方式为了促进对本公开的原理的理解的目的，现在将对图中说明的实施例作出参考，并且将使用具体语言来描述图中所示的实施例。然而，将理解的是不意在限制本公开的范围。在本专利技术的各方面的以下详细描述中，许多具体细节被提出，以便提供对所公开的实施例的全面理解。然而，对本领域的技术人员显然的是，本公开的实施例可以在不具有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，公知的方法、过程、组件和电路未被详细描述，以免不必要地模糊本专利技术的实施例的各方面。如本公开涉及的
的技术人员通常想到的，对所描述的装置、器械、方法和本公开的原理的任何进一步应用的任何更改和进一步修改被充分地预计到。特别地，充分地预计到，相对于一个实施例描述的特征、组件和/或步骤可以与相对于本公开的其他实施例描述的特征、组件和/或步骤组合。另外，本文提供的尺寸是为了具体示例，并且可预计到不同的大小、尺寸和/或比例可以用于实施本公开的概念。为了避免不需要的描述性重复，如从其他说明性实施例可应用的，根据一个说明性实施例描述的一个或多个组件或动作可以被使用或省略。为了简洁的目的，这些组合的许多迭代将不被单独描述。为了简单性，在一些情况下，相同的参考标记贯穿附图使用，以指代相同或类似的部件。依据在三维空间中的器械的状态，以下实施例将描述各种器械和器械的各个部分。如本文所用，术语“位置”是指在三维空间(例如，沿笛卡尔X、Y、Z坐标的三个平移自由度)中的物体或物体的一部分的方位。如本文所用，术语“取向”是指物体或物体的一部分的旋转放置(三个旋转自由度，例如，滚动、俯仰和偏转)。如本文所用，术语“姿势”是指在至少一个平移自由度中的物体或物体的一部分的位置和在至少一个旋转自由度(高达六个总自由度)中的那个物体或物体的一部分的取向。如本文所用，术语“形状”是指沿物体测量的一组姿势、位置或取向。参照附图的图1，一种用于在例如包括诊断程序、治疗程序或手术程序的医疗程序中使用的远程操作医疗系统通常由参考标号100指示。如将描述的，本公开的远程操作医疗系统是在外科医生的远程操作控制下。在可替代的实施例中，远程操作医疗系统可以在经编程执行程序或子程序的计算机的部分控制下。在其他可替代的实施例中，在经编程执行程序或子程序的计算机的完全控制下的完全自动化的医疗系统可以用于执行各程序或各子程序。如图1中所示，远程操作系统100通常包括用于在对患者P执行各种程序中操作医疗器械系统104的远程操作装配件102。装配件102安装到手术台O或手术台O附近，患者P被安置在手术台O上。医疗器械系统104可操作地耦连到远程操作装配件102。操作员输入系统106允许外科医生或其他类型的临床医生S查看手术部位的图像或表示手术部位的图像并控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由计算系统执行的方法，所述方法包括：提供指令至远程操作装配件，以根据命令的速率分布图在解剖通道内移动器械；根据所述命令的速率分布图移动所述器械；从安置在所述解剖通道内的所述器械接收空间信息组；以及过滤所述空间信息组，以从所述空间信息组中选择与所述命令的速率分布图成比例的一些空间数据记录。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.13 US 62/079,1391.一种由计算系统执行的方法，所述方法包括：提供指令至远程操作装配件，以根据命令的速率分布图在解剖通道内移动器械；根据所述命令的速率分布图移动所述器械；从安置在所述解剖通道内的所述器械接收空间信息组；以及过滤所述空间信息组，以从所述空间信息组中选择与所述命令的速率分布图成比例的一些空间数据记录。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述空间信息包括位置信息。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述空间信息包括取向信息。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述空间信息从所述器械上的电磁传感器接收。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述命令的速率分布图包括命令的第一速率和大于所述第一速率的命令的第二速率，并且其中过滤所述空间信息组包括在针对所述第一速率的第一时间段期间选择比在针对所述第二速率的第二时间段期间更少的空间数据记录。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：接收用于所述解剖通道的模型的模型空间信息组；将来自所述空间信息组的选择的所述一些空间数据记录配准到所述模型空间信息组。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述命令的速率分布图在操作员控制装置处接收。8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从力传感器接收信号；基于从所述力传感器接收的信号终止从所述器械接收所述空间信息组。9.一种由计算系统执行的方法，所述方法包括：移动至少部分地安置在解剖通道内的器械；从所述器械接收第一组空间信息，所述第一组空间信息包括多个空间数据记录，所述多个空间数据记录包括在多个时间段的针对所述器械的远端的位置信息；以时间聚集次序排序所述多个空间数据记录；评价所述多个空间数据记录中的第一连续空间数据记录和第二连续空间数据记录之间的空间关系；以及基于评价的空间关系过滤所述第一组空间信息。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述空间关系是距离并且过滤包括：确定所述第一连续空间数据记录和所述第二连续空间数据记录之间的所述距离是否低于距离阈值；以及如果所述距离低于所述距离阈值，则从所述多个空间数据记录移除所述第一连续空间数据记录或所述第二连续空间数据记录中的一个。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述空间关系是距离并且过滤包括：确定所述第一连续空间数据记录和所述第二连续空间数据记录之间的所述距离是否大于距离阈值；以及如果所述距离高于所述距离阈值，则从所述多个空间数据记录移除所述第一连续空间数据记录或所述第二连续空间数据记录中的一个。12.根据权利要求9所述的方法，其中所述空间关系是距离，并且用于与所述距离比较的距离阈值从所述器械的已知最大速度确定。13.根据权利要求9所述的方法，其中所述空间关系是距离，并且用于与所述距离比较的距离阈值在获得所述第二连续空间数据记录之前和之后从所述器械的已知速度确定。14.根据权利要求9所述的方法，其中过滤所述第一组空间信息包括从所述多个空间数据记录移除...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·Q·登霍欧，F·巴巴格力，
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