使用以机器人的方式操纵的内窥镜的增强的血管可视化制造技术

一种用于将靶解剖结构可视化的系统包括：用于内部成像的窥镜(102)，其具有小于要被成像的区域的视场；规划模块(104)，其被配置为从所述窥镜接收视频，使得所述窥镜的视场图像被缝合在一起，以生成所述要被成像的区域的合成图像；图像引导模块(016)，其被配置为在程序期间沿着所述靶解剖结构移动所述窥镜，使得在所述窥镜的所述视场中生成的图像被显示为叠加在所述合成图像的视域上的实况视频。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用以机器人的方式操纵的内窥镜的增强的血管可视化
本公开涉及医学仪器和方法，并且更具体地涉及用于医学应用中的内部解剖结构的改进的可视化的系统和方法。
技术介绍
冠状动脉搭桥移植(CABG)是用于堵塞的冠状动脉的血管再生的外科手术程序。在常规的外科手术中，患者的胸骨被打开，并且心脏完全暴露。然而，微创(MI)搭桥外科手术是通过小的创口来执行的。CABG程序的重要部分是从患者的身体摘除血管，然后所述血管用于对冠状动脉中的一个或多个动脉粥样硬化变窄处进行搭桥。最常用的被摘除和使用的血管是内乳动脉(IMA)，所述内乳动脉可以包括被定位在胸腔中的左内乳动脉(LIMA)或右内乳动脉(RIMA)。在MI心脏搭桥外科手术期间对这些血管的直接接触是不可获得的，并且使用通过肋骨之间的空间中的肋间肌插入到创口中的长的仪器来摘除这些血管。在MI外科手术期间，外科手术助手能够握持内窥镜，或者能够使用机器人引导来握持内窥镜。在机器人引导的情况下，视觉伺服能够用于将机器人移动到特定位置。视觉伺服包括选择内窥镜图像上的点，在这种情况下，机器人以这样的方式移动：即，所述点变得被定位于所述图像的中心。IMA取下通常是CABG程序的最耗时的部分。IMA取下通常花费45-60分钟之间，并且搭桥程序的成功通常取决于获取的血管的质量。在程序的该阶段期间的主要挑战包括以下：内窥镜图像是针对该程序的唯一的可视化方法，但是内窥镜只提供血管的小段的有限视图。对于MI，外科医生利用在肋骨之间插入并到达胸骨区以下的细长的仪器进行工作。由于获取的动脉需要被小心地从周围组织分离并且必须灼烧旁支，因此这么做是困难的。例如LIMA动脉的长度必须足以到达冠状动脉上的搭桥位置。在MI程序期间估计获取的血管动脉的长度是非常困难的(与开放的外科手术相反，在开放的外科手术中由于所有区都是可视并且可接触的，因此能够估计长度)。由于LIMA被从胸部的中下部分摘除，因此LIMA倾向于更加嵌入在组织中，从而减慢分离并且做出动脉和旁支的可视化更加具有挑战性。针对动脉分离的技术困难与搭桥需要的未知长度的组合促成了程序时间的延长，这是因为外科医生要么在更具有挑战性的末梢区中中分离比需要的长得多的动脉段；要么分离过短的段，而这要求稍后返回继续进行动脉的分离。
技术实现思路
根据本专利技术的示范性实施例，本文描述的是一种用于将靶解剖结构可视化的系统，所述系统包括：用于内部成像的窥镜，其具有小于要被成像的区域的视场；规划模块，其被配置为从所述窥镜接收视频，使得所述窥镜的视场图像被缝合在一起，以生成所述要被成像的区域的合成图像；图像引导模块，其被配置为在程序期间沿着所述靶解剖结构移动所述窥镜，使得在所述窥镜的所述视场中生成的图像被显示为叠加在所述合成图像的视域上的实况视频。例如，规划模块能够被配置为选择与靶解剖结构有关的合成图像中的感兴趣点。所述系统还能够包括被配置为引导窥镜的机器人和被配置为采用感兴趣点以用于引导窥镜的图像引导模块。规划模块能够被配置为将手术图像配准并叠加在合成图像上，以提供靶解剖结构的增强图。所述系统还能够包括与合成图像一起显示以指示窥镜例如相对于总尺寸的进度的进度指示符。靶解剖结构能够包括要被分离的血管，并且进度指示符能够包括进度的百分率和/或进度图形，以指示相对于血管的总长度的被分离的部分。规划模块采用血管的手术前图像来估计总长度也是可能的。靶解剖结构能够包括例如在搭桥外科手术中使用的内乳动脉(IMA)。而且，窥镜能够包括柔性内窥镜。根据本专利技术的另一示范性实施例，本文描述的是一种用于将靶解剖结构可视化的系统，所述系统包括处理器和被耦合到所述处理器的存储器。所述存储器包括：规划模块，其被配置为将从窥镜接收的靶解剖结构的视场图像缝合在一起，以形成所述靶解剖结构的合成图像；图像引导模块，其被配置为使用所述合成图像来沿着所述靶解剖结构移动所述窥镜，使得在所述窥镜的所述视场中生成的图像被显示为叠加在所述合成图像的视域上的实况视频。例如，规划模块能够被配置为选择与靶解剖结构有关的合成图像中的感兴趣点。所述系统还能够包括被配置为引导窥镜的机器人和被配置为采用感兴趣点以用于引导窥镜的图像引导模块。规划模块能够被配置为将手术图像配准并叠加在合成图像上，以提供靶解剖结构的增强图。所述系统还能够包括由图像引导模块生成并且与合成图像一起显示以指示窥镜例如相对于总尺寸的进度的进度指示符。靶解剖结构能够包括要被分离的血管，并且进度指示符能够包括进度的百分率和/或进度图形，以指示相对于血管的总长度的被分离的部分。规划模块能够采用血管的手术前图像来估计总长度。靶解剖结构能够包括例如在搭桥外科手术中使用的内乳动脉(IMA)。而且，窥镜能够包括柔性内窥镜。根据本专利技术的又一示范性实施例，本文描述的是一种用于将靶解剖结构可视化的方法，包括：使用窥镜的视场来对靶解剖结构的部分进行成像；使用所述部分来形成所述靶解剖结构的合成图像；选择所述合成图像中的感兴趣点；并且从出发点沿着所述靶解剖结构进行移动，使得在所述窥镜的所述视场中生成的图像被显示为叠加在所述合成图像的视域上的实况视频。例如，所述方法还能够包括将手术图像或手术前图像配准并叠加在合成图像上，以提供靶解剖结构的增强图。此外，所述方法还能够生成进度指示符，以指示相对于总尺寸的窥镜的进度。靶解剖结构能够包括要被分离的血管，并且生成进度指示符能够包括指示进度的百分率和/或进度图形，以指示相对于例如血管的总长度的被分离的部分。使用窥镜的视场来对靶解剖结构的部分进行成像能够包括使用用于引导的感兴趣点来以机器人的方式移动窥镜。所述方法还能够包括使用视觉伺服来移动窥镜。靶解剖结构包括内乳动脉(IMA)并且沿着靶解剖结构进行移动的步骤包括分离在搭桥外科手术中使用的IMA也是可能的。所述方法还能够包括根据合成图像来测量靶解剖结构的长度。通过结合附图来阅读以下对本公开的图示的实施例的详细说明，本公开的这些和其他目的、特征以及优势将变得明显。附图说明本公开将参考以下附图来详细呈现对优选实施例的以下说明，其中：图1是根据一个实施例示出了用于将靶解剖结构可视化的系统的方框图/流程图；图2是根据一个实施例示出了用于将靶解剖结构可视化的系统的方框图/流程图；图3是根据一个图示性实施例示出了用于指导血管取下和/或冠状动脉搭桥的系统设置的图；图4是根据一个图示的实施例示出了具有内窥镜的图3的系统设置的图，其中，所述内窥镜具有小于要被取下的整个血管的视场的视场；图5是根据一个实施例示出了来自内乳动脉的内窥镜视频的被缝合在一起的视场的合成图像的图像；图6是根据一个实施例示出了具有被分配的感兴趣点的合成图像的图像；图7是根据一个实施例示出了具有内乳动脉的经配准和经叠加的手术图像(手术前的和/或手术中的)的合成图像的图像；并且图8是根据一个实施例示出了具有被叠加在合成图像上的实况视频视场插图的合成图像并且示出了进度(％)和内乳动脉的长度的图像。具体实施方式根据本原理，提供了血管分离规划和运行系统以解决如上所述的血管分离的问题。与仅示出小段相反，本原理提供了示出血管(例如，LIMA)的大部分的显著扩大的视场，并且提供了关于血管的额外信息。该额外信息包括例如被分离以用于获取的血管的长度、关于期望的搭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将靶解剖结构可视化的系统，包括：用于内部成像的窥镜(102)，其具有小于要被成像的区域的视场；规划模块(104)，其被配置为从所述窥镜接收视频，使得所述窥镜的视场图像被缝合在一起，以生成所述要被成像的区域的合成图像；以及图像引导模块(106)，其被配置为在程序期间沿着所述靶解剖结构移动所述窥镜，使得在所述窥镜的所述视场中生成的图像被显示为叠加在所述合成图像的视域上的实况视频。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.28 US 61/665,3751.一种用于将靶解剖结构可视化的系统，包括：用于内部成像的窥镜(102)，其具有小于要被成像的区域的视场；规划模块(104)，其被配置为从所述窥镜接收视频，使得所述窥镜的视场图像被缝合在一起，以生成所述要被成像的区域的合成图像；以及图像引导模块(106)，其被配置为在程序期间沿着所述靶解剖结构移动所述窥镜，使得在所述窥镜的所述视场中生成的图像被显示为叠加在所述合成图像的视域上的实况视频。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述规划模块(104)被配置为选择与所述靶解剖结构有关的所述合成图像中的感兴趣点。3.如权利要求2所述的系统，还包括被配置为引导所述窥镜的机器人(108)，其中，所述图像引导模块(106)被配置为采用所述感兴趣点以用于引导所述窥镜。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述规划模块(104)被配置为将手术图像配准并叠加在所述合成图像上，以提供所述靶解剖结构的增强图。5.如权利要求1所述的系统，还包括进度指示符(804)，所述进度指示符与所述合成图像一起显示，以指示所述窥镜相对于总尺寸的进度。6.如权利要求5所述的系统，其中，所述靶解剖结构包括要被分离的血管，并且所述进度指示符包括进度的百分率或者进度图形中的至少一个，以指示相对于所述血管的总长度的被分离的部分。7.如权利要求6所述的系统，其中，所述规划模块(104)采用所述血管的手术前图像来估计所述总长度。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述靶解剖结构包括在搭桥外科手术中使用的内乳动脉。9.如权利要求1所述的系统，其中，所述窥镜(102)包括柔性内窥镜。10.一种用于将靶解剖结构可视化的系统，包括：处理器(114)；以及被耦合到所述处理器的存储器(116)，所述存储器包括：规划模块(104)，其被配置为将从窥镜接收的靶解剖结构的视场图像缝合在一起，以形成所述靶解剖结构的合成图像；以及图像引导模块(106)，其被配置为使用所述合成图像来沿着所述靶解剖结构移动所述窥镜，使得在所述窥镜的所述视场中生成的图像被显示为叠加在所述合成图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·波波维奇，H·埃尔哈瓦林，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL