用于腔网络内的器械跟踪和导航的方法和系统技术方案

描述了用于器械跟踪和导航的方法和系统。在一个实施方式中，该系统可以被配置成从跟踪定位在腔网络内的器械的至少一个位置传感器接收位置传感器数据并且确定根据传感器数据得出的基于位置传感器的估计状态。系统可以被配置成基于位置传感器数据和至少一种其他类型的位置数据确定器械的组合估计状态。该系统可以被配置成基于组合估计状态和基于位置传感器的估计状态确定定位变换并且基于通过定位变换调整的基于位置传感器的估计状态输出器械的估计状态。

Methods and systems for device tracking and navigation in cavity networks

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于腔网络内的器械跟踪和导航的方法和系统
本公开内容一般地涉及用于器械跟踪和导航的方法和系统，并且更具体地涉及用于在腔网络内跟踪和导航机器人使能的医疗器械的方法和系统。
技术介绍
医疗过程诸如内窥镜检查(例如，支气管镜检查)可以涉及出于诊断和/或治疗目的而进入患者的腔网络(例如，气道)的内部并使其可视化。支气管镜检查是允许医师检查患者的肺中的气道例如支气管和细支气管的医疗过程。在该过程期间，被称为支气管镜的细柔性管状工具或器械可以被插入到患者的口腔中，并且朝向被识别用于后续诊断和/或治疗的组织部位通过患者的喉部向下延伸进入到他或她的肺气道中。在某些过程中，机器人使能的医疗系统可以用于控制器械的插入和/或操纵。机器人使能的医疗系统可以包括机器人臂或其他器械定位装置，其具有用于在过程期间控制器械的定位的操纵器组件。
技术实现思路
机器人使能的医疗系统可以被配置成用于在医疗或外科过程期间跟踪和导航器械。该系统可以用于执行各种过程，包括微创过程(例如，腹腔镜检查)和无创过程(例如，内窥镜检查)二者。在内窥镜检查过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在其上存储有指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令在被执行时使装置的处理器至少进行以下操作：/n从跟踪定位在腔网络内的器械的至少一个位置传感器接收位置传感器数据；/n确定根据所述传感器数据得出的基于位置传感器的估计状态；/n基于所述位置传感器数据和至少一种其他类型的位置数据确定所述器械的组合估计状态；/n基于所述组合估计状态和所述基于位置传感器的估计状态确定定位变换；以及/n基于通过所述定位变换调整的基于位置传感器的估计状态输出所述器械的估计状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171218 US 62/607,2461.一种在其上存储有指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令在被执行时使装置的处理器至少进行以下操作：
从跟踪定位在腔网络内的器械的至少一个位置传感器接收位置传感器数据；
确定根据所述传感器数据得出的基于位置传感器的估计状态；
基于所述位置传感器数据和至少一种其他类型的位置数据确定所述器械的组合估计状态；
基于所述组合估计状态和所述基于位置传感器的估计状态确定定位变换；以及
基于通过所述定位变换调整的基于位置传感器的估计状态输出所述器械的估计状态。


2.根据权利要求1所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述处理器进行以下操作：
在所述腔网络的第一部分与所述腔网络的第二部分之间的转变点处确定所述定位变换；以及
当所述器械定位在所述腔网络的第二部分内时，基于通过所述定位变换调整的基于位置传感器的估计状态输出所述器械的估计状态。


3.根据权利要求1所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述处理器进行以下操作：
对于所述腔网络的第一部分与所述腔网络的第二部分之间的转变点之前的一系列位置确定所述定位变换；以及
当所述器械定位在所述腔网络的第二部分内时，基于通过所述定位变换调整的基于位置传感器的估计状态输出所述器械的估计状态。


4.根据权利要求2所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述处理器进行以下操作：当所述器械定位在所述腔网络的第一部分内时，输出所述组合估计状态。


5.根据权利要求2所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述处理器进行以下操作：
获得与所述腔网络的映射部分相对应的术前模型数据；以及
基于所述术前模型数据确定所述转变点。


6.根据权利要求5所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述转变点被确定为在所述术前模型的最后一段的阈值长度处。


7.根据权利要求5所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述转变点被确定为在所述术前模型的最后一段的远端处。


8.根据权利要求1所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述定位变换包括偏移。


9.根据权利要求8所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述偏移包括矢量。


10.根据权利要求9所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述矢量指示在转变点处所述组合估计状态与所述基于传感器的估计状态之间的距离。


11.根据权利要求1所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述定位变换包括函数。


12.根据权利要求1所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述组合估计状态包括以下中的一个或更多个：
段的标识符、所述段内的深度和所述器械的滚转信息；
三自由度位置；以及
六自由度位置。


13.根据权利要求1所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述基于位置传感器的估计状态包括以下中的一个或更多个：
三自由度位置；以及
六自由度位置。


14.根据权利要求2所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述处理器进行以下操作：基于调整后的基于位置传感器的估计状态确定所述器械的估计状态与目标结节之间的距离。


15.根据权利要求1所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述处理器进行以下操作：在显示器上显示调整后的基于位置传感器的估计状态的视觉标记。


16.根据权利要求1所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述处理器进行以下操作：
基于调整后的基于位置传感器的估计状态确定所述器械的指向方向；以及
在显示器上显示所述指向方向。


17.根据权利要求1所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述处理器进行以下操作：在所述器械定位在所述第二部分内时，固定所确定的定位变换。


18.一种机器人系统，包括：
器械，所述器械具有细长主体和设置在所述细长主体上的至少一个位置传感器；
器械定位装置，所述器械定位装置附接至所述器械并且被配置成移动所述器械；
其上存储有可执行指令的至少一个计算机可读存储器；以及
一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器与所述至少一个计算机可读存储器进行通信并且被配置成执行所述指令以使所述系统至少进行以下操作：
从所述至少一个位置传感器接收位置传感器数据；
确定根据所述位置传感器数据得出的基于位置传感器的估计状态；
基于所述位置传感器数据和至少一种其他类型的位置数据确定所述器械的组合估计状态；
基于所述组合估计状态和所述基于位置传感器的估计状态确定定位变换；以及
基于通过所述定位变换调整的基于位置传感器的估计状态输出所述器械的估计状态。
根据权利要求18所述的系统，其中，所述器械包括内窥镜。
根据权利要求18所述的系统，其中，所述器械定位装置包括机器人臂。


19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述至少一个位置传感器包括EM传感器。


20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述至少一个位置传感器包括形状感测光纤、加速度计、陀螺仪或超声传感器。


21.根据权利要求18所述的系统，其中，所述指令在被执行时使所述一个或更多个处理器进行以下操作：
在腔网络的第一部分与所述腔网络的第二部分之间的转变点处确定所述定位变换；以及
当所述器械定位在所述腔网络的第二部分内时，基于通过所述定位变换调整的基于位置传感器的估计状态输出所述器械的估计状态。


22.根据权利要求18所述的系统，其中，所述指令在被执行时使所述一个或更多个处理器进行以下操作：
对于腔网络的第一部分与所述腔网络的第二部分之间的转变点之前的一系列位置确定所述定位变换；以及
当所述器械定位在所述腔网络的第二部分内时，基于通过所述定位变换调整的基于位置传感器的估计状态输出所述器械的估计状态。


23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述指令在被执行时使所述一个或更多个处理器进行以下操作：当所述器械定位在所述腔网络的第一部分内时，输出所述组合估计状态。


24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述指令在被执行时使所述一个或更多个处理器进行以下操作：
获得与所述腔网络的映射部分相对应的术前模型数据；
基于所述术前模型数据确定所述转变点。


25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述转变点被确定为在所述术前模型的最后一段的阈值长度处。


26.根据权利要求24所述的系统，其中，所述转变点被确定为在所述术前模型的最后一段的远端处。


27.根据权利要求18所述的系统，其中，所述定位变换包括偏移。


28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述偏移包括矢量。


29.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫德耶·拉菲塔里，普拉桑特·吉万，
申请(专利权)人：奥瑞斯健康公司，
类型：发明
国别省市：美国;US