实时自动配准反馈制造技术

公开了一种利用实时反馈将管腔网络配准至所述管腔网络的三维模型的方法，包括根据所述管腔网络生成所述管腔网络的三维模型、在所述管腔网络附近产生电磁场、将一位置传感器插入所述电磁场中、追踪所述传感器在所述管腔网络内部的位置、利用位于所述管腔网络外的传感器来比较所追踪到的所述传感器的位置和三维模型的表示开口空间的那部分的位置并且在用户界面上呈现其中所述管腔网络的已经充分地被所述传感器横贯的那部分以将所述管腔网络的部分配准至所述三维模型的指示。

Real-time automatic registration feedback

Disclosed is a method of 3D model using real time feedback network registration to the luminal lumen of the network according to the network, including the generation of the luminal lumen network 3D model, in the lumen of network generated near the electromagnetic field, a position sensor is inserted into the electric magnetic field, tracking the sensor in the lumen internal network location, use in the lumen of the network sensor to compare the tracked by the sensor and the position of the three-dimensional model to express the open space that part of the position and the user interface presented wherein the lumen network is already sufficiently the sensor across that part to the lumen of network registration to the three-dimensional model of instruction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】实时自动配准反馈相关申请的交叉引用本申请要求2014年7月2日申请的美国临时专利申请序号No.62/020,220的权益和优先权，其整个内容通过引用被结合到本文中。背景
本专利技术涉及支气管配准，并且更具体地涉及用于使支气管树模型与病人的真实支气管树自动配准的装置、系统和方法。
技术介绍
用于检查病人的气道的通用装置是支气管镜。一般地，支气管镜通过病人的鼻子或者嘴被插入病人的气道中并且可以延伸到病人的肺脏中。典型的支气管镜包括：具有用于照亮支气管镜末端远侧区域的照明组件的细长柔性管、用于提供来自所述支气管镜末端的视频图像的成像组件、和可以插入器械(例如，诸如活检工具的诊断器械、治疗器械)的工作通道。然而，支气管镜由于其大小而受限于可通过气道前进多远。在支气管镜太大而不能到达肺脏深处的目标位置的情况下，医师可利用诸如荧光镜检查的某些实时成像模式。荧光镜图像虽然有用，但存在某些导航缺陷，原因在于其常常难以区分管腔通路与实体组织。此外，由荧光镜产生的图像是两维的，而在病人的气道中导航需要以三维操纵的能力。为了解决这个问题，已经开发出了多种系统，其一般从多个计算机断层扫描(CT)图像能够发展出气道或者其他管腔网络的三维模型。已经开发出了一种所述系统作为ELECTROMAGNETICNAVIGATION(ENBTM)的一部分，该系统目前由CovidienLP售卖。在由Gilboa于2004年3月29日申请的、名称为“ENDSCOPESTRUCTURESANDTECHNIQUESFORNAVIGATINGTOATARGETINBRANCHEDSTRUCTURE”的共同转让的美国专利US7,233,820中描述了所述系统的细节，其整个内容通过引用结合到本文中。虽然如美国专利US7,233,820中所描述的系统是相当得力的，但是总存在对所述系统的改进和补充的发展需要。
技术实现思路
根据本专利技术提供的是一种利用实时反馈来使管腔网络与管腔网络的三维模型配准的方法。在本专利技术的一方面，所述方法包括：基于管腔网络的图像产生管腔网络的三维模型、产生围绕管腔网络的电磁场、将位置传感器插入电磁场中、追踪传感器在管腔网络内的位置、将所述传感器的所追踪的位置与所述管腔网络外的传感器和所述三维模型的表示开口空间的部分进行比较，并且在用户界面上呈现管腔网络的哪部分已被传感器充分横贯的指示以将管腔网络的该部分配准至三维模型。在本专利技术的另一方面，方法还包括将传感器插入可定位的导引器中。在本专利技术的再一方面，方法还包括将传感器和可定位的导引器插入支气管镜中。在本专利技术的又再一方面，方法还包括将支气管镜插入管腔网络中，其中所述管腔网络是病人的气道。在本专利技术的再一方面，用户界面显示气道的模型。在本专利技术的再一方面，方法还包括在用户界面上呈现出支气管镜的实况图像。在本专利技术的另一方面，支气管镜的实况图像描绘了当传感器横穿管腔网络时的传感器。在本专利技术的又一方面，用户界面使得用户能够终止配准。在本专利技术的另一方面，所述方法还包括检验管腔网络至三维模型的配准。在本专利技术的又一方面，所述方法还包括在用户界面上呈现三维模型的二维切片。在本专利技术的另一方面，所述二维切片显示传感器的位置。在本专利技术的再一方面，方法还包括移动传感器，其中传感器的移动导致呈现出在传感器已经移到的位置处的管腔网络的二维切片。在本专利技术的又再一方面，当在传感器移动时传感器基本上保持在管腔网络的识别出的边界内时确认配准。在本专利技术的另一方面，所述方法还包括当所述传感器横穿管腔网络时，在用户界面上呈现三维模型和传感器的位置。在本专利技术的再一方面，在配准期间呈现传感器的位置。在本专利技术的又再一方面，在处理期间呈现传感器的位置。在本专利技术的另一方面，如果确定传感器的足够的受检测位置在三维模型之外，则用户界面使得用户能够返回至配准。在不脱离本专利技术的范围的情况下本专利技术的上述方面和实施例中的任何一项可以被组合。附图说明在下文中参照附图来描述本专利技术的各个方面和特征，其中：图1是根据本专利技术的电磁导航系统的透视图；图2是配置成供图1的系统使用的工作站的示意图；图3A和B图示了利用根据本专利技术所提供的实时反馈将管腔网络配准至管腔网络的三维模型的方法的流程图；图4显示了在开始配准之前的肺脏的检查；图5显示了在已经开始配准之后图4的肺脏的检查；图6显示了图5的肺脏的检查，且起动一个指示器用于气管；图7显示了图6的肺脏的检查，且起动另外的指示器用于肺脏的第一区域；图8显示了图7的肺脏的检查，且起动另外的指示器用于肺脏的第二区域；图9显示了图8的肺脏的检查，且起动另外的指示器对肺脏的第三区域；图10显示了图9的肺脏的检查，且起动另外的指示器用于肺脏的第四区域；图11显示了根据本专利技术的实施例展示用于检查配准的三维体积的切片的视图；图12显示了图11的视图，展示了传感器移动之后用于检查配准的其他切片；和图13显示了用于根据本专利技术的实施例检验三维模型中的配准的视图。具体实施方式本专利技术涉及用于自动地配准支气管树模型与病人的气道的装置、系统和方法。可以预想到用于生成支气管树模型的多种方法，在由Baker于2013年3月15申请的、全都以“PATHWAYPLANNINGSYSTEMANDMETHOD”为名的待审美国专利申请第13/838,805号、第13/838,997号和第13/839,224号中充分地描述了其中的一些，所有专利的整个内容通过引用结合到本文中。本专利技术的配准系统例如通常包括至少一个在电磁场内被追踪位置的传感器。所述定位传感器可被结合到不同种类的工具中，并且能够通过比较所感测到的空间中的位置与病人气道的三维模型内的位置来确定工具在病人气道内的当前位置。所述配准便于将传感器或者工具导航至目标位置和/或便于相对于目标位置操作传感器或者工具。在由Brown等于2014年7月2日申请的、名称为“SYSTEMANDMETHODFORNAVIGATINGWITHINTHELUNG”的待审美国临时专利申请第62/020,240号中充分地描述了传感器或者工具至目标位置的导航，其整个内容通过引用结合到本文中。在由Brown于2014年7月2日申请的、名称为“METHODSFORMARKINGBIOPSYLOCATION”的待审的美国临时专利申请第62/020,177号；由KEHAT等于2014年7月2日申请的、名称为“INTELLIGENTDISPLAY”的第62/020,238号；由Greenburg于2014年7月2日申请的、名称为“UNIFIEDCOORDINATESYSTEMFORMULTIPLECTSCANSOFPATIENTLUNGS”的第62/020,242号；由Klein等于2014年7月2日申请的、名称为“ALIGNMENTCT”的第62/020,245号；由Merlet于2014年7月2日申请的、名称为“ALGORITHMFORFLUOROSCOPICPOSEESTIMATION”的第62/020,250号；由Lachmanovich等于2014年7月2日申请的、名称为“TRACHEAMARKING”的第62/020,253号；由Markov等于2014年7月2日申请的、名称为“AUTOMATICDETECTIONOFHUMANLUNG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将管腔网络配准至所述管腔网络的三维模型的方法，包括：根据所述管腔网络的图像生成管腔网络的三维模型；在所述管腔网络附近产生电磁场；将位置传感器插入所述电磁场中；追踪所述位置传感器在所述管腔网络内部的位置；将所述位置传感器的所追踪的位置与所述管腔网络外的传感器和所述三维模型的表示开口空间的部分进行比较；和在用户界面上呈现所述管腔网络的哪部分已经被所述位置传感器完全横贯的指示，以将所述管腔网络的该部分配准至三维模型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.02 US 62/020,2201.一种将管腔网络配准至所述管腔网络的三维模型的方法，包括：根据所述管腔网络的图像生成管腔网络的三维模型；在所述管腔网络附近产生电磁场；将位置传感器插入所述电磁场中；追踪所述位置传感器在所述管腔网络内部的位置；将所述位置传感器的所追踪的位置与所述管腔网络外的传感器和所述三维模型的表示开口空间的部分进行比较；和在用户界面上呈现所述管腔网络的哪部分已经被所述位置传感器完全横贯的指示，以将所述管腔网络的该部分配准至三维模型。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述位置传感器插入可定位的导引件中。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：将所述位置传感器和所述可定位的导引件插入支气管镜中。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：将所述支气管镜插入所述管腔网络中，其中所述管腔网络是病人的气道。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述用户界面显示所述气道的模型。6.根据权利要求4所述的方法，还包括：在所述用户界面上呈现出支气管镜的实况图像。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述支气管镜的实况图像描绘了当所述位置传感器横贯所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·E·布朗，E·D·兰驰马诺维奇，E·克莱因，O·P·维加藤，A·Y·涅波姆尼亚希，
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