组织模型动态视觉渲染制造技术

本文披露了一种用于在导管插入手术期间在组织表面的3‑D模型上图形地呈现指示标记的方法，所述方法包括：在所述3‑D模型上确定区域；使所述指示标记变形以跨所述区域在多个位置处与由所述3‑D模型限定的形状和谐匹配；并且通过生成由所述变形的指示标记覆盖的所述3‑D模型的图像来将所述3‑D模型渲染成包含所述变形的指示标记的图像。

Dynamic Visual Rendering of Organizational Model

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组织模型动态视觉渲染相关申请本申请根据35USC§119(e)要求于2016年11月16日提交的美国临时专利申请号62/422,708、2016年11月16日提交的美国临时专利申请号62/422,705、以及2016年11月16日提交的美国临时专利申请号62/422,713的优先权权益；这些申请的全部内容通过援引并入本文。
在本专利技术的一些实施例中，本专利技术涉及用于辅助外科医生进行导管插入手术的系统和方法，更具体地但非排他地涉及利用动态视觉表示的此类系统和/或方法。美国专利申请公开号2003/074011披露了“一种用于在体内医疗手术期间显示身体的至少一个兴趣点的方法”。所述方法通过以下过程来完成：(a)确立身体的位置；(b)确立用于对身体的至少一部分进行成像的成像仪器的位置；(c)限定与成像仪器的投影平面相关的至少一个投影平面；(d)获取身体的至少一个兴趣点；并且(e)将所述至少一个兴趣点投影在所述至少一个投影平面上；使得在手术过程中，知晓身体和成像仪器的位置，由此甚至在身体和成像仪器的相对位置改变的情况下，至少一个兴趣点也可投影在至少一个投影平面上。”
技术实现思路
根据本披露的一些实施例，提供了一种用于在使用导管探针的导管插入手术期间在组织表面的3-D模型上图形地呈现指示标记的方法，所述方法包括：在所述3-D模型上确定区域；使所述指示标记变形以获得变形的指示标记，所述变形的指示标记跨所述区域在多个位置处与由所述3-D模型限定的形状和谐匹配；并且通过生成跨过由所述多个位置限定的所述区域被所述变形的指示标记覆盖的所述3-D模型的图像，来将所述3-D模型渲染成包括所述变形的指示标记的图像。在一些实施例中，所述指示标记指示了从沿着所述导管探针的位置看到的视野，所述位置是由所述导管探针的远端的测得位置和面向方向确定的。在一些实施例中，所述指示标记的外观指示了所述导管探针相对于所述组织表面的相对位置，所述相对位置是基于所述导管探针的远端相对于所述组织表面的测得位置和面向方向确定的。在一些实施例中，所述区域的大小指示了所述导管探针与所述组织表面之间的距离。在一些实施例中，所述指示标记的可见性指示了所述导管探针与所述组织表面之间的距离。在一些实施例中，所述区域的纵横比指示了所述导管探针与所述组织表面之间的取向。在一些实施例中，在所述导管插入手术的至少一部分持续时间内迭代地执行所述确定、所述变形、以及所述渲染。在一些实施例中，所述呈现以每秒10帧或更大的帧速率更新。在一些实施例中，所述指示标记指示了计划路径。在一些实施例中，所述指示标记指向选定目标部位的方向。在一些实施例中，所述方法进一步包括：标识出应呈现所述指示标记，所述标识是基于与在所述导管插入手术期间期望获取的输入预先关联的规则来进行的。在一些实施例中，所述输入包括导管探针导航过程的被标识开始。在一些实施例中，所述输入包括消融的被标识开始。根据本披露的一些实施例，提供了一种用于在导管插入手术期间图形地呈现组织区域的3-D模型的方法，所述方法包括：估计所述导管插入手术对所述组织区域的估计影响；基于所述估计影响来计算有待在所述3-D模型上标记的区域的形状、大小、以及位置；基于所述估计影响来选择至少一种材料外观特性；并且跨所述有待标记的区域使用所分派的材料外观特性来渲染所述3-D模型以呈现所述估计影响。在一些实施例中，所述估计影响包括以下至少一种：所述组织区域的估计的温度变化、估计的形状变化、以及估计的大小变化。在一些实施例中，所述计算形状包括计算消融点的面积。在一些实施例中，所述计算形状包括计算消融点的深度。在一些实施例中，所述计算形状包括计算多个消融点的路径。在一些实施例中，选择所述材料外观特性以将所述组织的状态可视化。在一些实施例中，所述材料外观特性包括以下各项组成的组中的至少一个的变化：反射、吸收、散射、半透明度、纹理、以及其任何组合。在一些实施例中，所述估计包括呈现所述估计影响随时间的变化。在一些实施例中，随着时间推移来重新计算所述形状。在一些实施例中，所述形状和所述材料外观特性指示了损伤制造效果的增大扩散。根据本披露的一些实施例，提供了一种用于在导管插入手术期间视觉地渲染组织区域的3-D模型以指示导管探针的位置和面向方向的方法，所述方法包括：确定所述导管探针的远端相对于所述组织区域的所述位置和面向方向；并且将所述3-D模型渲染成包括第一指示标记的模拟物，所述第一指示标记被模拟在由所述3-D模型限定的表面部分的位置，其中，所述位置还沿着从所述确定的位置向远侧延伸且在所述导管的所述远端的所述确定的面向方向上的轴线定位。在一些实施例中，所述方法进一步包括：将所述3-D模型渲染成包括第二指示标记的模拟物，所述第二指示标记被模拟在由所述3-D模型限定的第二表面部分的位置，其中，第二表面部分占据所述3-D模型的最靠近所述导管的所述远端的预限定部分的表面位置。在一些实施例中，当所述远端的所确定位置指示与由所述3-D模型限定的表面相接触时，所述第一指示标记和所述第二指示标记被一起渲染为单一指示标记。在一些实施例中，所述指示标记中的至少一个指示标记的形状和位置被确定成与对应的所述3-D模型表面部分和谐匹配。在一些实施例中，所述3-D模型被渲染为是从包含所述组织区域的器官外的视点看到的。在一些实施例中，所述3-D模型被渲染为是从包括所述组织区域的器官内的视点看到的。在一些实施例中，所述组织区域包括体腔。在一些实施例中，所述3-D模型被渲染为是从与所述导管探针的所述远端偏离的视点看到的。在一些实施例中，在所述导管插入手术的至少一部分期间，迭代地提供所述确定和所述渲染。在一些实施例中，所述方法进一步包括：同时呈现所述3-D模型的两个或更多个视图，每个视图来自不同的视点，这些不同的视点包括在包含所述组织区域的器官内的第一视点以及在所述器官外的第二视点。在一些实施例中，这两个呈现均包含所述第一指示标记。在一些实施例中，模拟至少一个指示标记作为对所述3-D模型表面的照射。在一些实施例中，所述照射被模拟为模拟照射束是不均匀的。在一些实施例中，根据所述导管探针相对于所述组织区域的位置和面向方向来计算所述照射的中心。在一些实施例中，通过增大所述束的中心处的照射强度来图形地呈现所述照射中心。在一些实施例中，所述方法进一步包括：模拟从与所述导管探针的远端的位置不同的位置进行照射的第二照射源。在一些实施例中，所述方法进一步包括：模拟第二照射源，所述第二照射源沿与所述导管探针的远端的面向方向不同的方向进行照射。在一些实施例中，模拟所述第二照射源作为环境光源。在一些实施例中，所述渲染包括选择所述组织区域的表面的材料外观，所述材料外观被模拟为受到所述照射的影响。在一些实施例中，所述渲染包括：将所述组织区域渲染为对所述模拟照射是至少部分地半透明的。根据本披露的一些实施例，提供了一种用于在导管插入手术期间自动地修改呈现了组织区域的3-D模型的图像的方法，所述方法包括：将多个条件中的每个条件与呈现3-D模型的对应图像相关联；标识所述多个条件中的一个条件的开始；响应于标识所述一个条件的开始来自动地显示与所述一个条件相关联的所述图像。在一些实施例中，所述条件包括导管探针的远端与组织表面之间的距离小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在使用导管探针的导管插入手术期间在组织表面的3‑D模型上图形地呈现指示标记的方法，所述方法包括：在所述3‑D模型上确定区域；使所述指示标记变形以获得变形的指示标记，所述变形的指示标记跨所述区域在多个位置处与由所述3‑D模型限定的形状和谐匹配；并且通过生成跨过由所述多个位置限定的所述区域被所述变形的指示标记覆盖的所述3‑D模型的图像，来将所述3‑D模型渲染成包括所述变形的指示标记的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.16 US 62/422,705;2016.11.16 US 62/422,708;1.一种用于在使用导管探针的导管插入手术期间在组织表面的3-D模型上图形地呈现指示标记的方法，所述方法包括：在所述3-D模型上确定区域；使所述指示标记变形以获得变形的指示标记，所述变形的指示标记跨所述区域在多个位置处与由所述3-D模型限定的形状和谐匹配；并且通过生成跨过由所述多个位置限定的所述区域被所述变形的指示标记覆盖的所述3-D模型的图像，来将所述3-D模型渲染成包括所述变形的指示标记的图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述指示标记指示了从沿着所述导管探针的位置看到的视野，所述位置是由所述导管探针的远端的测得位置和面向方向确定的。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述指示标记的外观指示了所述导管探针相对于所述组织表面的相对位置，所述相对位置是基于所述导管探针的远端相对于所述组织表面的测得位置和面向方向确定的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述区域的大小指示了所述导管探针与所述组织表面之间的距离。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述指示标记的可见性指示了所述导管探针与所述组织表面之间的距离。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述区域的纵横比指示了所述导管探针与所述组织表面之间的取向。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，在所述导管插入手术的至少一部分持续时间内迭代地执行所述确定、所述变形、以及所述渲染。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述呈现以每秒10帧或更大的帧速率更新。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述指示标记指示了计划路径。10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述指示标记指向选定目标部位的方向。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，进一步包括标识出应呈现所述指示标记，所述标识是基于与在所述导管插入手术期间期望获取的输入预先关联的规则来进行的。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述输入包括导管探针导航过程的被标识开始。13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述输入包括消融的被标识开始。14.一种用于在导管插入手术期间图形地呈现组织区域的3-D模型的方法，所述方法包括：估计所述导管插入手术对所述组织区域的估计影响；基于所述估计影响来计算有待在所述3-D模型上标记的区域的形状、大小、以及位置；基于所述估计影响来选择至少一种材料外观特性；并且跨所述有待标记的区域使用所分派的材料外观特性来渲染所述3-D模型以呈现所述估计影响。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述估计影响包括以下至少一种：所述组织区域的估计的温度变化、估计的形状变化、以及估计的大小变化。16.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，其中，所述计算形状包括计算消融点的面积。17.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，其中，所述计算形状包括计算消融点的深度。18.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，其中，所述计算形状包括计算多个消融点的路径。19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，选择所述材料外观特性以将所述组织的状态可视化。20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述材料外观特性包括以下各项组成的组中的至少一个的变化：反射率、吸收、散射、半透明度、纹理、以及其任何组合。21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法，其中，所述估计包括呈现所述估计影响随时间的变化。22.根据权利要求14至21中任一项所述的方法，其中，随着时间推移来重新计算所述形状。23.根据权利要求14至22中任一项所述的方法，其中，所述形状和所述材料外观特性指示了损伤制造效果的增大扩散。24.一种用于在导管插入手术期间视觉地渲染组织区域的3-D模型以指示导管探针的位置和面向方向的方法，所述方法包括：确定所述导管探针的远端相对于所述组织区域的所述位置和面向方向；并且将所述3-D模型渲染成包括第一指示标记的模拟物，所述第一指示标记被模拟在由所述3-D模型限定的表面部分的位置，其中，所述位置还沿着从所述确定的位置向远侧延伸且在所述导管的所述远端的所述确定的面向方向上的轴线定位。25.如权利要求24所述的方法，进一步包括：将所述3-D模型渲染成包括第二指示标记的模拟物，所述第二指示标记被模拟在由所述3-D模型限定的第二表面部分的位置，其中，第二表面部分占据所述3-D模型的最靠近所述导管的所述远端的预限定部分的表面位置。26.如权利要求25所述的方法，其中，当所述远端的所确定位置指示与由所述3-D模型限定的表面相接触时，所述第一指示标记和所述第二指示标记被一起渲染为单一指示标记。27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其中，所述指示标记中的至少一个指示标记的形状和位置被确定成与对应的所述3-D模型表面部分和谐匹配。28.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其中，所述3-D模型被渲染为是从包含所述组织区域的器官外的视点看到的。29.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其中，所述3-D模型被渲染为是从包括所述组织区域的器官内的视点看到的。30.根据权利要求24至29中任一项所述的方法，其中，所述组织区域包括体腔。31.根据权利要求24至30中任一项所述的方法，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：以撒·施马亚胡，Y·施瓦茨，
申请(专利权)人：纳维斯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛,VG