医疗路径导航方法及系统技术方案

本申请实施例提供一种医疗路径导航方法及系统。其中，方法包括：路径规划阶段，确定通往病变区域路径上的穿刺起始点和穿刺目标点；路径导航阶段，将电磁导航与穿刺、球囊扩张相结合，打通经肺实质通往病变区域的通道，从而将指引导管导航至病变区域，解决了无法到达没有明显自然气道通达的病变位置的问题，可以将指引导管导航至肺内任何病变区域。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及医疗
，尤其涉及一种医疗路径导航方法及系统。
技术介绍
肺部结节的诊断和治疗对于肺癌的早期发现和治疗已经具有越来越重要的意义。常规的肺部结节活检方式是采用经皮穿刺的方式将穿刺针直接插入肺部获取活检样本，这种穿刺方式有产生气胸的风险。有研究表明，在肺部经皮穿刺，有20-40％的气胸发生率，而气胸是一种严重的不良反应，有可能致命。更安全的方式是采用支气管镜经自然气道对肺部结节进行活检，可以降低不良反应发生的风险。但是，有些病变位置比较特殊，例如没有明显的自然气道通达，导致支气管镜无法到达病变位置，无法实施活检或治疗。
技术实现思路
本申请的多个方面提供一种医疗路径导航方法及系统，用以将定位导管或治疗导管导航至没有明显自然气道通达的病变位置。本申请实施例提供一种医疗路径导航方法，包括：根据由CT数据重建出的支气管树的三维模型及肺内血管的三维模型，确定通往病变区域路径上的穿刺起始点和穿刺目标点，并规划由主隆突经自然气道到所述穿刺起始点的主导航路径和从所述穿刺起始点到所述穿刺目标点的穿刺路径；在所述主导航路径的引导下，基于带有定位传感器的定位导管将指引导管送入通往所述穿刺起始点的自然气道中；在所述指引导管在所述自然气道中移动的过程中，基于所述定位导管上的定位传感器定位所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向，并根据所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向与所述规划的主导航路径的偏离关系，调整所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向，直到将所述指引导管导航至所述穿刺起始点；将带有定位传感器的穿刺导管送入所述指引导管以到达所述穿刺起始点，基于所述穿刺导管上的定位传感器定位所述穿刺导管的方向，调整所述穿刺导管的方向直到所述穿刺导管朝向所述穿刺目标点为止，并控制所述穿刺导管沿着所述穿刺路径刺向所述穿刺目标点，以获得穿刺创口；取出所述穿刺导管后，将球囊导管送入所述指引导管以到达所述穿刺创口，并控制所述球囊导管扩张所述穿刺创口；取出所述球囊导管后，将带定位传感器的后续处理用工具送入所述指引导管，基于所述后续处理用工具上的定位传感器定位所述指引导管在所述扩张后的穿刺创口中的位置和方向，调整所述指引导管在所述扩张后的穿刺创口中的位置和方向，直到将所述指引导管导航至所述病变区域。本申请实施例还提供一种医疗路径导航系统，包括：路径规划装置、路径导航装置、指引导管、带定位传感器的定位导管、带定位传感器的穿刺导管以及球囊导管；所述路径规划装置，用于根据由CT数据重建出的支气管树的三维模型及肺内血管的三维模型，确定通往病变区域路径上的穿刺起始点和穿刺目标点，并规划由主隆突经自然气道到所述穿刺起始点的主导航路径和从所述穿刺起始点到所述穿刺目标点的穿刺路径；所述指引导管，用于在通往所述病变区域的气道中，承载所述定位导管、所述穿刺导管或所述球囊导管；所述路径导航装置，包括：路径导航模块、穿刺控制模块以及扩张控制模块；所述路径导航模块，用于在所述指引导管在所述自然气道中移动的过程中，基于穿设于所述指引导管内的所述定位导管上的定位传感器定位所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向，并根据所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向与所述主导航路径的偏离关系，调整所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向，直到将所述指引导管导航至所述穿刺起始点；所述穿刺控制模块，用于基于穿设于所述指引导管内的所述穿刺导管上的定位传感器定位所述穿刺导管的方向，调整所述穿刺导管的方向直到所述穿刺导管朝向所述穿刺目标点为止，并控制所述穿刺导管沿着所述穿刺路径刺向所述穿刺目标点，以获得穿刺创口；所述扩张控制模块，用于控制穿设于所述指引导管内的所述球囊导管扩张所述穿刺创口；所述路径导航模块，还用于基于穿设于所述指引导管内的后续处理用工具上的定位传感器定位所述指引导管在所述扩张后的穿刺创口中的位置和方向，调整所述指引导管在所述扩张后的穿刺创口中的位置和方向，直到将所述指引导管导航至所述病变区域。在本申请实施例中，在路径规划阶段，确定通过病变区域路径上的穿刺起始点和穿刺目标点；在导航过程中，将电磁导航与穿刺、球囊扩张相结合，打通通往病变区域的通道，从而将指引导管导航至病变区域，解决了无法到没有明显自然气道通达的病变位置的问题，可以将指引导管导航至肺部的任何病变区域。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1a为本申请一实施例提供的医疗路径导航方法的流程示意图；图1b-图1i为本申请一实施例提供的医疗路径导航过程的示意图；图2a为本申请另一实施例提供的医疗路径导航方法的流程示意图；图2b为本申请另一实施例提供的辅助点及辅助导航路径的示意图；图3为本申请又一实施例提供的对穿刺目标点进行消融治疗的示意图；图4为本申请又一实施例提供的医疗路径导航系统的结构示意图；图5为本申请又一实施例提供的医疗路径导航系统的结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请实施例提供一种医疗路径导航方法，在由CT数据重建出的支气管树的三维模型及肺内血管的三维模型的基础上，将基于定位传感器的路径导航与穿刺、球囊扩张相结合，为一些特殊病变位置，例如没有明显自然气道通达的病变位置，提供一条可达通道，使得指引导管可以到达这些病变位置，为这些病变位置的治疗提供条件。在本申请以下各实施例中，会涉及定位传感器，例如设置于定位导管上的定位传感器、设置于穿刺导管上的定位传感器等。首先，对本申请各实施例涉及的定位传感器进行介绍说明：这些定位传感器采用电磁导航(ElectromagneticNavigation)原理，不同于普通的磁导航(MagneticNavigation)原理。磁导航原理主要是：依靠外部磁场吸引或排斥消融导管中的永磁体以影响消融导管的移动方向。本申请实施例中的定位传感器的工作原理主要是：响应于其所在空间的磁场而向外部控制系统输出电流，以供控制系统定位相应导管的位置。详细地来说，定位传感器与控制系统通过导线进行电气连接。该控制系统包括磁场发生器，用以在一定范围的定位空间中产生磁场；定位传感器本身没有磁性，定位传感器中的线圈用于感受磁场发生器所产生的磁场。其中，磁场发生器在一定范围的定位空间中产生变化的磁场，并保证定位空间中每一点的磁场特性是唯一的。定位传感器中的线圈在变化磁场中产生电流，由定位传感器的导线传导至控制系统，控制系统转换和分析定位传感器传输来的电流以确定相应导管的精确位置和方向。图1a为本申请一实施例提供的医疗路径导航方法的流程示意图。如图1a所示，该方法包括：101、根据由CT数据重建出的支气管树的三维模型及肺内血管的三维模型，确定通往病变区域路径上的穿刺起始点和穿刺目标点，并规划由主隆突经自然气道到所述穿刺起始点的主导航路径和从所述穿刺起始点到所述穿刺目标点的穿刺路径。102、在主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医疗路径导航方法，其特征在于，包括：根据由CT数据重建出的支气管树的三维模型及肺内血管的三维模型，确定通往病变区域路径上的穿刺起始点和穿刺目标点，并规划由主隆突经自然气道到所述穿刺起始点的主导航路径和从所述穿刺起始点到所述穿刺目标点的穿刺路径；在所述主导航路径的引导下，基于带有定位传感器的定位导管将指引导管送入通往所述穿刺起始点的自然气道中；在所述指引导管在所述自然气道中移动的过程中，基于所述定位导管上的定位传感器定位所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向，并根据所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向与所述主导航路径的偏离关系，调整所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向，直到将所述指引导管导航至所述穿刺起始点；将带有定位传感器的穿刺导管送入所述指引导管以到达所述穿刺起始点，基于所述穿刺导管上的定位传感器定位所述穿刺导管的方向，调整所述穿刺导管的方向直到所述穿刺导管朝向所述穿刺目标点为止，并控制所述穿刺导管沿着所述穿刺路径刺向所述穿刺目标点，以获得穿刺创口；取出所述穿刺导管后，将球囊导管送入所述指引导管以到达所述穿刺创口，并控制所述球囊导管扩张所述穿刺创口；取出所述球囊导管后，将带定位传感器的后续处理用工具送入所述指引导管，基于所述后续处理用工具上的定位传感器定位所述指引导管在所述扩张后的穿刺创口中的位置和方向，调整所述指引导管在所述扩张后的穿刺创口中的位置和方向，直到将所述指引导管导航至所述病变区域。...

【技术特征摘要】
1.一种医疗路径导航方法，其特征在于，包括：根据由CT数据重建出的支气管树的三维模型及肺内血管的三维模型，确定通往病变区域路径上的穿刺起始点和穿刺目标点，并规划由主隆突经自然气道到所述穿刺起始点的主导航路径和从所述穿刺起始点到所述穿刺目标点的穿刺路径；在所述主导航路径的引导下，基于带有定位传感器的定位导管将指引导管送入通往所述穿刺起始点的自然气道中；在所述指引导管在所述自然气道中移动的过程中，基于所述定位导管上的定位传感器定位所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向，并根据所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向与所述主导航路径的偏离关系，调整所述指引导管在所述自然气道中的位置和方向，直到将所述指引导管导航至所述穿刺起始点；将带有定位传感器的穿刺导管送入所述指引导管以到达所述穿刺起始点，基于所述穿刺导管上的定位传感器定位所述穿刺导管的方向，调整所述穿刺导管的方向直到所述穿刺导管朝向所述穿刺目标点为止，并控制所述穿刺导管沿着所述穿刺路径刺向所述穿刺目标点，以获得穿刺创口；取出所述穿刺导管后，将球囊导管送入所述指引导管以到达所述穿刺创口，并控制所述球囊导管扩张所述穿刺创口；取出所述球囊导管后，将带定位传感器的后续处理用工具送入所述指引导管，基于所述后续处理用工具上的定位传感器定位所述指引导管在所述扩张后的穿刺创口中的位置和方向，调整所述指引导管在所述扩张后的穿刺创口中的位置和方向，直到将所述指引导管导航至所述病变区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据支气管树的三维模型及肺内血管的三维模型，确定通往病变区域路径上的穿刺起始点和穿刺目标点，包括：根据所述支气管树的三维模型，规划病变区域；从所述病变区域内，选择一点作为所述穿刺目标点；根据所述肺内血管的三维模型，在避开血管的支气管内选择一点，作为所述穿刺起始点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在避开血管的支气管内选择一点，作为所述穿刺起始点，包括：在所述病变区域附近的支气管中，选择避开血管的支气管；在所述避开血管的支气管内，选择分叉处的一点，作为所述穿刺起始点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述支气管树的三维模型，从所述病变区域周围的支气管内选择辅助点，并规划从所述穿刺起始点到所述辅助点的辅助导航路径；以及在所述指引导管在所述自然气道中移动到的过程中，基于所述定位导管上的定位传感器将所述指引导管从所述穿刺起始点导航至所述辅助点，以获得与所述辅助导航路径对应的实际支气管路径，并根据所述实际支气管路径与所述辅助导航路径的对比，修正所述穿刺起始点和所述穿刺目标点的位置。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在将带有定位传感器的后续处理用工具送入所述指引导管之前，所述方法还包括：将所述穿刺导管送入所述指引导管，基于所述穿刺导管上的定位传感器定位所述穿刺导管的方向，调整所述穿刺导管的方向直到所述穿刺导管朝向所述穿刺目标点为止，并控制所述穿刺导管沿着所述穿刺路径二次刺向所述穿刺目标点。6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在将所述指引导管导航至所述病变区域之后，所述方法还包括：基于所述后续处理用工具上的定位传感器调整所述后续处理用工具的位置和方向直到所述后续处理用工具到达所述穿刺目标点，控制所述后续处理用工具针对所述穿刺目标点进行后续处理。7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述后续处理用工具为消融导管、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘弘毅，马家骏，
申请(专利权)人：常州朗合医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32