用于在图像引导手术中使用配准荧光透视图像的系统和方法技术方案

本申请涉及用于在图像引导手术中使用配准荧光透视图像的系统和方法。一种由计算系统执行的方法，该方法包含：接收当医疗仪器的一部分被定位于患者解剖结构内时的患者解剖结构的荧光透视图像。荧光透视图像具有荧光透视参考框架。该部分在解剖模型参考框架中具有经感测的定位。该方法进一步包含：识别荧光透视图像中的该部分，以及使用荧光透视图像中经识别的该部分，识别在荧光透视参考框架中的该部分的经提取定位。该方法进一步包含：基于该部分的经感测的定位和该部分的经提取的定位，将荧光透视参考框架配准到解剖模型参考框架。荧光透视参考框架配准到解剖模型参考框架。荧光透视参考框架配准到解剖模型参考框架。

【技术实现步骤摘要】
用于在图像引导手术中使用配准荧光透视图像的系统和方法
[0001]本申请是于2017年2月10日提交的名称为“用于在图像引导手术中使用配准荧光透视图像的系统和方法”的中国专利申请201780003111X(PCT/US2017/017433)的分案申请。
[0002]相关申请
[0003]本专利申请要求提出于2016年2月12日的题为“SYSTEMS AND METHODS FOR USING FLUOROSCOPY TO ASSIST INSTRUMENT NAVIGATION IN IMAGE
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GUIDED SURGERY(用于使用荧光透视技术协助图像引导手术中仪器导航的系统和方法)”的美国临时专利申请号62/294,870和提出于2016年2月12日的题为“SYSTEMS AND METHODS FOR USING REGISTERED FLUOROSCOPIC IMAGES IN IMAGE
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GUIDED SURGERY(用于在图像引导手术中使用配准荧光透视图像的系统和方法)”的美国临时专利申请号62/294,879的优先权和权益，这两项申请都因此以参考方式被全文纳入。


[0004]本公开涉及用于进行图像引导手术的系统和方法，更具体地涉及用于在图像引导手术期间使用经配准的实时荧光透视图像和先前时间解剖图像的系统和方法。

技术介绍

[0005]微创医疗技术意在减少在医疗手术期间受损的组织数量，由此减少患者的恢复时间、不适感和有害的副作用。这种微创技术可以通过患者解剖结构中的自然孔或通过一个或更多个手术切口执行。通过这些自然孔或切口，临床医师可以插入微创医疗仪器(包括：手术、诊断、治疗或活检仪器)，以到达目标组织位置。为了帮助到达目标组织位置，医疗仪器的位置和移动可能与患者解剖结构的术前或在术中以前的静态图像相关。利用与图像相关的图像引导仪器，这些仪器可以在解剖系统中导航自然孔道或手术方式造成的孔道，诸如肺、结肠、肠、肾、心脏、循环系统等等。传统上，患者解剖结构的术前或术中图像通常是详细的经常是三维的图像。然而，它们是患者解剖结构的静态的先前时间表示。荧光透视是成像方式，该成像方式提供患者解剖结构的实时图像，包括在患者解剖结构上的医疗手术期间使用的任何辐射透不过的仪器。然而，荧光透视图像可能无法捕获到某些类型组织的高质量图像。需要系统和方法来配准实时荧光透视图像和先前时间静态图像，以为执行图像引导手术提供增强的导航信息。

技术实现思路

[0006]通过伴随说明书的权利要求对本专利技术的实施例进行总结。
[0007]在一个实施例中，由计算系统执行的方法包含：接收当医疗仪器的一部分位于患者解剖结构中时的患者解剖结构的荧光透视图像。荧光透视图像具有荧光透视参考框架。该部分可被称为指示器部分，并且该部分可包含：医疗仪器的任何长度，通过非限制示例的方法，包括：医疗仪器的近处部分、中间部分、远处部分和/或远端。该部分在解剖模型参考
框架中具有感测的或另外方式已知的定位。该方法进一步包含：识别该部分在荧光透视图像中的定位，以及使用该部分在荧光透视图像中的定位，识别经提取的该部分在荧光透视参考框架中的定位。该方法进一步包含：基于该部分的经感测的定位和该部分的经提取的定位，将荧光透视参考框架配准到解剖模型参考框架。
[0008]在另一个实施例中，由计算系统执行的方法包含：识别多个解剖界标(anatomic landmark)的一组定位，该多个解剖界标在模型参考框架中在患者解剖结构的孔道的解剖模型中被进行渲染，以及接收当医疗仪器的一部分通过患者解剖结构的孔道中的多个解剖界标时的患者解剖结构的荧光透视图像数据。荧光透视图像数据具有荧光透视参考框架。该方法进一步包含：识别在荧光透视参考框架中的多个解剖界标处的一组部分定位，并将模型参考框架中的多个解剖界标的一组定位和荧光透视参考框架中的该组部分定位配准到公共参考框架。
[0009]在另一个实施例中，一种由计算系统执行的方法包含：在模型参考框架中接收用于患者解剖结构的孔道的解剖模型的一组模型点，以及接收当医疗仪器的指示器部分通过患者解剖结构的孔道时的患者解剖结构的荧光透视图像数据。荧光透视图像数据具有荧光透视参考框架。该方法进一步包含：从荧光透视图像数据中识别荧光透视参考框架中的一组指示器部分定位点，并将每个指示器部分定位点匹配到该组模型点中的模型点以生成一组匹配。该方法进一步包含：基于该组匹配，将模型参考框架配准到荧光透视参考框架。
[0010]在另一个实施例中，一种计算机辅助医疗系统包含：在手术坐标空间内具有方位平面的荧光透视成像器，以及一个或更多个处理器。一个或更多个处理器被配置为执行方法，该方法包括：接收当医疗仪器的一部分定位在患者解剖结构内的位置处时的患者解剖结构的荧光透视图像，荧光透视图像具有方位平面。该方法还包含：接收命令以驱动医疗仪器的该部分的运动，约束该部分的致动，使得该部分的经致动的移动被约束到荧光透视图像的方位平面，以及用经约束的致动驱动该部分的运动。一方面，系统进一步包含：当用经约束的致动驱动该部分的运动时，从医疗仪器接收传感器的信息，从接收的传感器信息识别在荧光透视图像的方位平面外部的该部分的移动，以及接收信号以将该部分调整到荧光透视图像的方位平面。
[0011]在另一个实施例中，一种由计算系统执行的方法包含：接收患者解剖结构的解剖模型，其中在解剖模型中识别感兴趣的区域。该方法进一步包含：从定位于患者解剖结构内并被配准到解剖模型的仪器的仪器形状传感器中接收形状传感器数据，并基于接收的形状传感器数据和感兴趣的区域，确定用于显示的荧光透视图像平面。
[0012]应当理解，上述一般性的描述和以下详细的描述二者都在性质上是示例性的和解释性的，并且意在不限制本公开的范围的情况下提供对本公开的理解。在该方面，根据以下详细的描述，本公开的附加方面、特征和优点对本领域中的技术人员将是明显的。
附图说明
[0013]当结合附图阅读下面的详细描述时，本公开的各个方面得到最佳地理解。强调的是，按照行业内的标准做法，不按比例绘制各种特征。事实上，各种特性的尺寸可以任意增加或减少以便于清楚讨论。此外，本公开可以在各种示例中重复引用数字和/或字母。这种重复是为了简单清楚，并且其本身并不规定讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
[0014]图1是根据本公开的实施例的远程操作的医疗系统。
[0015]图2A说明利用本公开的方面的医疗仪器系统。
[0016]图2B说明根据本公开的实施例的具有扩展的医疗工具的图2A的医疗仪器系统的远端。
[0017]图3说明定位在人体的肺内的图2A的医疗仪器系统的远端。
[0018]图4是说明根据本公开的一个实施例的用于在图像引导外科手术中提供引导的方法的流程图。
[0019]图5是根据本公开的一个实施例的一种手术坐标空间的侧视图，该手术坐标空间包括医疗仪器和荧光透视成像系统。
[0020]图6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储指令的计算机可读介质，所述指令当由一个或多个处理器执行时适于使得所述一个或多个处理器执行一种方法，其包含：识别多个解剖界标的一组定位，所述多个解剖界标被渲染在模型参考框架中的患者解剖结构的孔道的解剖模型中；接收医疗仪器的一部分通过所述患者解剖结构的所述孔道中的所述多个解剖界标时的所述患者解剖结构的荧光透视图像数据，所述荧光透视图像数据具有荧光透视参考框架；在所述荧光透视参考框架中识别在所述多个解剖界标处的所述医疗仪器的所述部分的一组定位；以及将在所述模型参考框架中的所述多个解剖界标的所述一组定位和在所述荧光透视参考框架中的所述多个解剖界标处的所述医疗仪器的所述部分的所述一组定位配准到公共参考框架。2.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中在所述荧光透视参考框架中识别所述医疗仪器的所述部分的所述一组定位包括：在所述荧光透视参考框架中识别所述医疗仪器的所述部分的预定形状。3.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中识别在所述荧光透视参考框架中的所述医疗仪器的所述部分的所述一组定位包括：将当所述医疗仪器的所述部分被定位在所述多个界标中的至少一个时的所述患者解剖结构的所述荧光透视图像数据与当所述医疗仪器的所述部分没有被定位在所述患者解剖结构内时记录的所述患者解剖结构的荧光透视图像数据进行比较。4.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中识别在所述荧光透视参考框架中的所述一组定位包括：将当所述医疗仪器的所述部分被定位在所述多个界标中的至少一个时的所述患者解剖结构的所述荧光透视图像数据与当所述医疗仪器的所述部分被定位在所述患者解剖结构内的另一个位置处时记录的所述患...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，F，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：