用于使用实时二维荧光镜检查数据识别、标记和导航到靶标的系统和方法技术方案

一种用于促进在患者的身体部位的荧光镜检查图像中识别和标记靶标的系统，所述系统包含一个或多个存储装置、至少一个硬件处理器和显示器，所述存储装置上存储有用于以下的指令：接收所述患者的所述身体部位的CT扫描和荧光镜检查3D重建，其中所述CT扫描包括所述靶标的标记；和基于所述患者的所述CT扫描生成至少一个虚拟荧光镜检查图像，其中所述虚拟荧光镜检查图像包括所述靶标和所述靶标的所述标记，所述硬件处理器被配置为执行这些指令，所述显示器被配置为向用户显示所述虚拟荧光镜检查图像和所述荧光镜检查3D重建。

A system and method for identifying, labeling, and navigating data to targets using real-time two-dimensional fluorescent mirrors

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用实时二维荧光镜检查数据识别、标记和导航到靶标的系统和方法
本公开总体上涉及在荧光镜检查图像中识别和标记靶标的领域，并且具体地涉及在涉及体内导航的医疗程序中的这类靶标识别和标记。此外，本公开涉及医疗程序中的导航的系统、设备和方法。
技术介绍
存在若干种常用的医学方法(如内窥镜检查程序或微创程序)，其用于治疗影响器官的各种疾病，包括肝脏、大脑、心脏、肺、胆囊、肾脏和骨骼。通常，临床医生采用一种或多种成像模式(如磁共振成像(MRI)、超声成像、计算机断层扫描(CT)、荧光镜检查)以及其它成像模式，来识别并导航到患者体内感兴趣区域并最终识别并导航到靶标进行治疗。在一些程序中，操作前扫描可用于靶标识别和操作中指导。然而，通常可需要实时成像以获取靶标区域的更准确和最新的图像。此外，可需要显示医疗装置相对于靶标及其周围环境的当前位置的实时图像数据，用于以更安全和准确的方式(例如，在不必要或没有对其它器官或组织造成损坏的情况下)将医疗装置导航到靶标。举例来说，已证明内窥镜检查方法可用于导航到患者体内的感兴趣区域，并且具体地可用于导航到身体的腔网络(如肺)内的区域。为了实现肺中的内窥镜检查，并且更具体地支气管镜检查方法，已经开发了支气管内导航系统，所述系统使用先前获取的MRI数据或CT图像数据来生成特定身体部位(如肺)的三维(3D)渲染、模型或体积。然后，将MRI扫描或CT扫描生成的所得体积用于创建导航计划，以促进导航导管(或其它合适的医疗装置)通过支气管镜和患者支气管的分支前进至感兴趣区域。定位或跟踪系统(如电磁(EM)跟踪系统)可与例如CT数据结合使用，以促进将导航导管通过支气管的分支引导至感兴趣区域。在某些情况下，导航导管可定位在邻近感兴趣区域或在感兴趣区域之内的分支腔网络的气道中的一个内，以为一种或多种医疗器械提供通路。然而，由先前获取的扫描(如CT扫描)生成的三维体积的患者肺可能无法提供足够的基础，用于在导航程序期间将医疗器械准确地引导至靶标。在某些情况下，不准确性是由于在程序期间患者的肺相对于先前获取的CT数据的获取时的肺的变形而引起的。这种变形(CT到身体散度)可能是由许多不同的因素引起的，例如：镇静与不镇静、支气管镜改变患者的姿势并推动组织、不同的肺活量(因为CT处于吸气状态，而导航处于呼吸过程)、不同的床、天等。因此，需要另一种成像模式来实时可视化这类靶标并通过在程序期间校正导航来增强体内导航程序。此外，为了准确且安全地将医疗装置导航到例如用于活检或治疗的远程靶标，医疗装置和靶标都应在某种三维引导系统中可见。荧光镜检查成像装置通常在导航程序期间位于手术室中。临床医生可使用标准的荧光镜检查成像装置，例如用于在将医疗装置导航到期望位置后可视化并确认其位置。然而，尽管标准的荧光镜检查图像显示高密度对象(如金属工具和骨骼)以及大软组织对象(如心脏)，但是该荧光镜检查图像可难以分辨感兴趣的小软组织对象，如病变。此外，荧光镜检查图像只是二维投影。因此，X射线体积重建可识别这类软组织对象并导航到靶标。存在几种提供三维体积重建的解决方案(如CT和锥束CT)，它们在医学领域得到了广泛使用。这些机器在算法上将来自已知的、经过校准的X射线源位置的多个X射线投影组合到三维体积中，在所述三维体积中，软组织更可见。举例来说，CT机器可在程序期间与迭代扫描一起使用，以提供穿过身体的引导，直到工具到达靶标为止。这是一个繁琐的过程，因为它需要几次完整的CT扫描、专用的CT室以及两次扫描之间的盲目导航。另外，由于高水平的电离辐射，每次扫描都要求工作人员离开房间，并使患者暴露在这类辐射下。另一选项是锥束CT机器，它可在某些手术室中使用，并且操作起来更容易一些，但价格昂贵，并且类似CT只在两次扫描之间提供盲目导航一样，需要多次迭代进行导航，并且需要工作人员离开房间。另外，基于CT的成像系统非常昂贵，并且在许多情况下不可在与实行程序的位置相同的位置获得。因此，已经引入了一种成像技术，所述成像技术使用标准的荧光镜装置重建局部三维体积，以便可视化并便于导航到体内靶标，并且具体地可视化并便于导航到小软组织对象：Weingarten等人的标题为“用于使用标准荧光镜的局部三维重建的系统和方法(SYSTEMSANDMETHODSFORLOCALTHREEDIMENSIONALVOLUMERECONSTRUCTIONUSINGASTANDARDFLUOROSCOPE)”的美国专利申请第2017/035379号，其内容通过引用并入本文；Barak等人的标题为“用于利用基于荧光镜检查的局部三维体积重建导航到靶标并对靶标执行程序的系统和方法(SYSTEMANDMETHODFORNAVIGATINGTOTARGETANDPERFORMINGPROCEDUREONTARGETUTILIZINGFLUOROSCOPIC-BASEDLOCALTHEREEDIMENSIONALVOLUMERECONSTRUCTION)”的美国专利申请第2017/035380号，其内容通过引用并入本文；和Weingarten等人的标题为“用于使用标准荧光镜的局部三维体积重建的系统和方法(SYSTEMSANDMETHODSFORLOCALTHREEDIMENSIONALVOLUMERECONSTRUCTIONUSINGASTANDARDFLUOROSCOPE)”的美国专利申请第15/892,053号，其内容通过引用并入本文。一般来说，根据上述专利申请中公开的系统和方法，在医疗程序期间，可使标准的荧光镜C臂围绕患者旋转例如约30度，并且由专门的软件算法生成感兴趣区位的荧光镜检查3D重建。然后，用户可使用软件界面滚动荧光镜检查3D重建的图像切片，以识别靶标(例如病变)并标记靶标。如此快速生成感兴趣区位的3D重建可提供靶标区域的实时三维成像。靶标和位于其区域内的医疗装置的实时成像可有益于许多介入程序，如各种器官的活检和消融程序、血管介入和整形外科。举例来说，当涉及导航支气管镜检查时，目的可以是接收有关活检导管相对于靶标病变的位置的准确信息。再例如，微创程序(如腹腔镜检查程序，包括机器人辅助手术)可采用操作中荧光镜检查以增加可视化，例如用于引导和病变定位，并防止不必要的伤害和并发症。采用用于靶标区域的荧光镜检查三维成像的实时重建并基于重建进行导航的上述系统和方法也可有益于这类程序。尽管如此，准确地识别和标记在荧光镜检查3D重建中的靶标不是容易的任务，特别是当靶标是小软组织时。因此，需要一种用于促进在荧光镜检查图像数据中，并且具体地在荧光镜检查3D重建中识别和标记靶标，从而促进导航到靶标以及相关医疗程序的产生的系统和方法。
技术实现思路
根据本公开，提供一种用于在患者的身体部位的荧光镜检查图像中促进靶标的识别和标记的系统，所述系统包含：(i)一个或多个存储装置，其上存储有用于以下的指令：接收患者身体部位的CT扫描和荧光镜检查3D重建，其中CT扫描包括靶标的标记；基于患者的CT扫描生成至少一个虚拟荧光镜检查图像，其中虚拟荧光镜检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于促进在患者的身体部位的荧光镜检查图像中识别和标记靶标的系统，所述系统包含：/n(i)一个或多个存储装置，所述存储装置上存储有用于以下的指令：/n接收所述患者的所述身体部位的CT扫描和荧光镜检查3D重建，其中所述CT扫描包括所述靶标的标记；和/n基于所述患者的所述CT扫描生成至少一个虚拟荧光镜检查图像，其中所述虚拟荧光镜检查图像包括所述靶标和所述靶标的所述标记，/n(ii)至少一个硬件处理器，所述硬件处理器被配置为执行所述指令，和/n(iii)显示器，所述显示器被配置为向用户显示所述虚拟荧光镜检查图像和所述荧光镜检查3D重建。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170629 US 62/526,798;20171010 US 62/570,431;20181.一种用于促进在患者的身体部位的荧光镜检查图像中识别和标记靶标的系统，所述系统包含：
(i)一个或多个存储装置，所述存储装置上存储有用于以下的指令：
接收所述患者的所述身体部位的CT扫描和荧光镜检查3D重建，其中所述CT扫描包括所述靶标的标记；和
基于所述患者的所述CT扫描生成至少一个虚拟荧光镜检查图像，其中所述虚拟荧光镜检查图像包括所述靶标和所述靶标的所述标记，
(ii)至少一个硬件处理器，所述硬件处理器被配置为执行所述指令，和
(iii)显示器，所述显示器被配置为向用户显示所述虚拟荧光镜检查图像和所述荧光镜检查3D重建。


2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·P·维加藤，R·巴拉克，E·科佩尔，B·格林伯格，E·凯德密沙哈尔，D·玛尔迪克斯，A·比仁鲍姆，G·阿莱克斯安德罗尼，E·克莱因，
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