使用当前工作流步骤控制医疗数据处理制造技术

本公开涉及一种计算机实施的使患者的身体解剖部位的生物力学模型适应于患者当前状态的方法。所述方法包括确定当前执行的工作流步骤，诸如医学干预，确定结果用作将身体解剖部位的生物力学模型适应于和/或更新为对应的当前患者状态的基础。确定当前工作流步骤也可用作控制成像装置的基础，以跟踪围绕患者的实体，或者对身体解剖部位进行成像或获取其他数据，或者敦促用户执行特定动作，例如使用跟踪仪器、诸如指针来获取信息。生物力学模型是根据图谱数据而生成。根据当前工作流步骤生成的数据集可以附加地或替选地用作确定当前工作流步骤和/或适应另外工作流的基础。流步骤和/或适应另外工作流的基础。流步骤和/或适应另外工作流的基础。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用当前工作流步骤控制医疗数据处理


[0001]本专利技术涉及一种计算机实施的使患者的身体解剖部位的生物力学模型适应于当前患者状态的方法、一种对应的计算机程序、一种存储有所述程序的计算机可读存储介质、一种执行所述程序计算机以及一种包括电子数据存储装置和所述述计算机的医疗系统。

技术介绍

[0002]生物力学模型例如用于描绘可能因医学干预引起的解剖结构变化，并据此更新用于规划和导航干预的患者图像数据。还已知进行这种更新的基础是干预期间所生成的空间采样数据，如医学图像数据。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是改进对身体解剖部位的数字生物力学模型的使用。
[0004]本专利技术可用于例如分别有关医疗导航系统和图像配准软件的过程，它们均为Brainlab AG的产品，诸如Cranial Navigation和Image Fusion。
[0005]下文公开了本专利技术的各个方面、实例和示例性步骤及其实施例。只要技术上适宜且可行，本专利技术的不同示例性特征可根据本专利技术相组合。
[0006]专利技术简述
[0007]在下文中，给出对本专利技术具体特征的简要描述，其不应理解为将本专利技术仅限于本部分中描述的特征或特征组合。
[0008]本公开的方法包括确定当前执行的工作流步骤，诸如医学干预，确定结果用作将身体解剖部位的生物力学模型适应于和/或更新为对应的当前患者状态的基础。确定当前工作流步骤也可用作控制成像装置的基础，以跟踪围绕患者的实体，或者对身体解剖部位进行成像或获取其他数据，或者敦促用户执行特定动作，例如使用跟踪仪器、诸如指针来获取信息。生物力学模型是根据图谱数据而生成。根据当前工作流步骤生成的数据集可以附加地或替选地用作确定当前工作流步骤和/或适应另外工作流的基础。
[0009]专利技术概述
[0010]在本部分中，例如通过参照本专利技术的可行实施例给出对本专利技术的一般特征的描述。
[0011]总体而言，本专利技术达成上述目的的解决方案为，在第一方面，提供一种计算机实施的使患者的身体解剖部位的生物力学模型适应于患者当前状态的医疗方法。所述方法包括在至少一个计算机(例如，至少一个计算机是导航系统的一部分)的至少一个处理器上执行以下由至少一个处理器执行的示例性步骤。
[0012]在(例如第一)示例性步骤中，获取初始生物力学模型数据，该初始生物力学模型数据描述身体解剖部位的初始生物力学模型。例如，生物力学模型是身体解剖部位的有限元模型或耦合弹簧模型。例如，适应性生物力学模型数据是通过分别更改有限元模型或耦合弹簧模型的边界条件而确定，例如是通过移动节点，更改或添加或删除质点，或者更改或
添加或删除力。例如，初始生物力学模型数据是基于对患者图像数据进行基于图谱的分割而生成，该患者图像数据描述身体解剖部位的数字医学图像，即，通过在描述身体解剖部位的基于图像的模型的图谱数据与描述身体解剖部位的数字医学图像的患者图像数据之间建立映射，以便分割身体解剖部位的图像表示。例如，身体解剖部位包括脑部的至少一部分或肝脏的至少一部分。
[0013]在(例如第二)示例性步骤中，获取工作流步骤数据，该工作流步骤数据描述患者身上待执行过程的当前工作流步骤。例如，获取跟踪数据，该跟踪数据描述医疗实体、即患者、医疗人员或仪器中至少一个的位置；以及获取工作流步骤定义数据，该工作流步骤定义数据描述医疗实体、即患者、医疗人员或仪器中至少一个的至少一个位置与患者身上待执行过程的至少一个工作流步骤之间的关联性。例如，然后基于跟踪数据和工作流步骤定义数据来获取工作流步骤数据，其中通过将跟踪数据所描述的位置与工作流步骤定义数据进行比较，并且选择与跟踪数据所描述的医疗实体的位置相对应的医疗实体位置相关联的至少一个工作流步骤，作为当前工作流步骤。例如，跟踪数据是通过对至少一个医疗实体、例如患者、身体解剖部位、医疗人员或医疗仪器中至少一个进行成像、例如视频成像而生成。根据另一实例，跟踪数据是通过光学地或电磁地跟踪附接到至少一个医疗实体、例如患者、身体解剖部位、医疗人员或医疗仪器中至少一个的至少一个标记装置而生成。
[0014]在(例如第三)示例性步骤中，基于工作流步骤数据和初始生物力学模型数据来确定状态变化数据，其中，该状态变化数据描述患者状态变化。例如，患者状态变化是以下至少一项变化：患者身体的位置或几何形态，例如身体解剖部位的位置或几何形态；或者医疗仪器与患者身体之间的相对位置，或医疗人员与患者身体之间的相对位置；上述至少一项位置变化之间的时间；医疗仪器的配置或使用；医疗仪器到达特定位置的时间间隔，或在过程中从预定时间点开始经过的时间间隔。
[0015]在(例如第四)示例性步骤中，获取模型适应性数据，该模型适应性数据描述患者状态变化与待应用于初始生物力学模型的适应性之间的关联性。适应性例如定义为有限元模型或耦合弹簧模型的边界条件变化，例如分别是通过移动节点，更改或添加或删除质点，或者更改或添加或删除力。
[0016]在(例如第五)示例性步骤中，基于初始生物力学模型数据和状态变化数据以及模型适应性数据来确定适应性生物力学模型数据，其中，该适应性生物力学模型数据描述通过对初始生物力学模型应用适应性而确定的适应性生物力学模型。
[0017]在根据第一方面的方法的实例中，基于状态变化数据来获取关注区域数据，其中，该关注区域数据描述待执行过程、例如上述过程之中或之上的区域或轨迹，例如解剖区域或对象表面。例如，所述过程包括：基于关注区域数据，获取描述导航仪器位置的仪器跟踪数据。替选地或附加地，所述过程包括：基于关注区域数据，获取描述患者的至少一部分、例如身体解剖部位的视频或医学图像数据。例如，所述过程包括：获取医学图像数据，以及例如通过机械臂，手持或手动引导或自动引导用于生成医学图像数据的成像装置，例如超声成像探头。
[0018]在根据第一方面的方法的实例中，基于状态变化数据来确定成像控制数据。该成像控制数据描述待发布给医学成像装置的命令，以获取身体解剖部位的至少一部分的图像。例如，身体解剖部位中的待成像部分取决于患者状态变化的类型。例如，身体解剖部位
中的待成像部分在解剖学上对应于生物力学模型中适应于确定适应性生物力学模型数据的部分。例如，将成像控制数据传输到医学成像装置，并执行为确定医学图像数据，该医学图像数据描述身体解剖部位中的待成像部分的医学图像。
[0019]在第二方面，本专利技术涉及一种计算机程序，其包括指令，当由至少一个计算机执行程序时，所述指令促使至少一个计算机执行根据第一方面的方法。替选地或附加地，本专利技术可以涉及携带表示程序、例如上述程序的信息的(例如以技术手段生成的物理性、例如电)信号波，例如数字信号波，诸如电磁载波，所述程序例如包括适于执行根据第一方面的方法的任意或全部步骤的代码机构。在一实例中，信号波是携带上述计算机程序的数据载波信号。存储在盘上的计算机程序是数据文件，当读取并传输文件时，该文件变成例如(例如以技术手段生成的物理性、例如电)信号形式的数据流。该信号可实施为信号波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机实施的使患者的身体解剖部位的生物力学模型适应于患者当前状态的医疗方法，所述方法包括以下步骤：a)获取初始生物力学模型数据(S1)，所述初始生物力学模型数据描述所述身体解剖部位的初始生物力学模型；b)获取工作流步骤数据(S2)，所述工作流步骤数据描述所述患者身上待执行过程的当前工作流步骤；c)基于所述工作流步骤数据和所述初始生物力学模型数据来确定状态变化数据(S3)，其中，所述状态变化数据描述患者状态变化；d)获取模型适应性数据(S4)，所述模型适应性数据描述所述患者状态变化与待应用于所述初始生物力学模型的适应性之间的关联性；e)基于所述初始生物力学模型数据和所述状态变化数据以及所述模型适应性数据来确定适应性生物力学模型数据(S5)，其中，所述适应性生物力学模型数据描述通过对所述初始生物力学模型应用适应性而确定的适应性生物力学模型。2.根据前述权利要求所述的方法，包括以下步骤：基于所述状态变化数据来获取关注区域数据，其中，所述关注区域数据描述待执行过程、例如上述过程的区域，例如解剖区域。3.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述过程包括：基于所述关注区域数据来获取仪器位置数据，所述仪器位置数据描述导航仪器的位置；或者基于所述关注区域数据来获取医学图像数据，所述医学图像数据描述所述患者的至少一部分，例如所述身体解剖部位。4.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述过程包括获取所述医学图像数据，且其中，手持或手动引导或自动引导用于生成医学图像数据的成像装置，例如超声成像探头。5.根据前述权利要求所述的方法，包括以下步骤：基于所述状态变化数据来确定成像控制数据，其中，所述成像控制数据描述待发布给所述医学成像装置的命令，以获取所述身体解剖部位的至少一部分的图像。6.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述身体解剖部位中的待成像部分取决于所述患者状态变化的类型。7.根据前述两项权利要求中任一项所述的方法，其中，所述身体解剖部位中的待成像部分在解剖学上对应于所述生物力学模型中适应于确定所述适应性生物力学模型数据的部分。8.根据前述三项权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述成像控制数据传输到所述医学成像装置，并执行为确定医学图像数据，所述医学图像数据描述所述身体解剖部位中的待成像部分的医学图像。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述生物力学模型是所述身体解剖部位的有限元模型或耦合弹簧模型，且其中，所述适应性生物力学模型数据是通过更改所述有限元模型或所述耦合弹簧模型的边界条件而确定，例如分别是通过移动节点，更改或添加或删除质点，或者更改或添加或删除力。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述初始生物力学模型数据是基于对患者图像数据进行基于图谱的分割而生成，所述患者图像数据描述所述身...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡，
申请(专利权)人：博医来股份公司，
类型：发明
国别省市：