用于自动产生解剖边界的系统和方法技术方案

一种医疗系统包括显示系统、用户输入装置和医疗器械。医疗系统还包括可通信地耦接到显示系统和用户输入装置的控制系统。控制系统被配置为经由显示系统显示解剖区域的图像数据，并且确定解剖区域中的目标位置。控制系统进一步被配置为基于目标位置确定解剖边界。解剖边界指示解剖区域中的解剖结构的表面。控制系统还被配置为确定围绕医疗器械和目标位置之间的路径的轨迹区。控制系统进一步被配置为基于轨迹区与解剖边界的交叉来确定区边界。轨迹区与解剖边界的交叉来确定区边界。轨迹区与解剖边界的交叉来确定区边界。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动产生解剖边界的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年12月30日提交的美国临时申请号62/955,181的权益和优先权，该临时申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及用于规划和执行图像引导程序的系统和方法，并且更具体地涉及用于自动生成可以经由图形用户界面查看和/或操纵的解剖边界的系统和方法。

技术介绍

[0004]微创医疗技术旨在减少在医疗程序期间受损的组织数量，从而减少患者康复时间、不适感和有害副作用。这样的微创技术可以通过患者解剖体中的自然孔口或通过一个或多个手术切口执行。通过这些自然孔口或切口，临床医生可以插入微创医疗器械(包括手术器械、诊断器械、治疗器械或活检器械)，以到达目标组织位置。一些微创技术使用可插入解剖通道并导航朝向患者解剖体内的感兴趣区域的医疗器械。在图像引导程序期间对这种器械的控制可能涉及对若干运动自由度的管理，其包括细长装置的插入和缩回以及装置的转向。改进的系统和方法可用于通过在规划器械的导航和部署时识别边界来降低患者受伤的风险。

技术实现思路

[0005]与一些实施例一致，提供一种医疗系统。该系统包括显示系统、用户输入装置和医疗器械。该系统还包括可通信地耦接到显示系统和用户输入装置的控制系统。控制系统被配置为经由显示系统显示解剖区域的图像数据，并确定解剖区域中的目标位置。控制系统进一步被配置为基于目标位置确定解剖边界；解剖边界指示解剖区域中的解剖结构的表面。控制系统还被配置为确定围绕医疗器械和目标位置之间的路径的轨迹区。控制系统进一步被配置为基于轨迹区与解剖边界的交叉来确定区边界。
[0006]在另一个示例中，提供了一种规划医疗程序的方法。该方法包括经由显示系统显示解剖区域的图像数据和确定解剖区域中的目标位置。该方法还包括基于目标位置确定解剖边界；解剖边界指示解剖区域中的解剖结构的表面。该方法还包括确定围绕医疗器械和目标位置之间的路径的轨迹区。该方法还包括基于轨迹区与解剖边界的交叉来确定区边界。
[0007]在另一个示例中，提供了一种非暂时性机器可读介质。非暂时性机器可读介质包括多个机器可读指令，这些指令在由与规划工作站相关联的一个或多个处理器执行时适于使一个或多个处理器执行方法。该方法包括通过显示系统显示解剖区域的图像数据并确定解剖区域中的目标位置。该方法还包括基于目标位置确定解剖边界；解剖边界表示解剖区域中的解剖结构的表面。该方法还包括确定围绕医疗器械和目标位置之间的路径的轨迹区。该方法还包括基于轨迹区域与解剖边界的交叉来确定区边界。
[0008]应当理解，前述一般描述和以下详细描述本质上都是说明性和解释性的，并且旨在提供对本公开的理解，而不限制本公开的范围。根据以下详细描述，本公开的附加方面、特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
[0009]图1是根据一些示例的患者解剖体的简化图。
[0010]图2A是根据一些示例的图示用于生成解剖边界的方法的流程图。
[0011]图2B是根据一些示例的图示用于确定解剖边界的输入的示意图。
[0012]图3是根据一些示例在执行用于生成解剖边界的方法期间的图形用户界面的简化图。
[0013]图4A是根据一些示例的图示与解剖边界相关联的引导信息的简化图。
[0014]图4B是根据一些示例的用二维图像数据呈现引导信息的图形用户界面的简化图。
[0015]图5是根据一些示例的图示用于确定区边界的输入的示意图。
[0016]图6是根据一些示例的图示与解剖边界相关联的引导信息的简化图。
[0017]图7A
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图7C是根据一些示例在执行用于生成解剖边界的方法期间的图形用户界面的简化图。
[0018]图8是根据一些示例的医疗系统的简化图。
[0019]图9是根据一些示例的包括安装在插入组件上的医疗器械的患者坐标空间的侧视图的简化图。
[0020]通过参考以下详细描述，最好地理解本公开的实施例及其优点。应该理解，相同的附图编号用于识别图中的一个或多个图中所图示的相同元件，其中图中的示出是出于图示本公开的实施例的目的，而不是出于限制本公开的示例的目的。
具体实施方式
[0021]在使用可转向的医疗器械规划和执行医疗程序期间，解剖边界或虚拟“危险围栏”可以通过识别医疗程序期间医疗器械要避开的解剖表面来定义。解剖边界可以屏蔽在目标位置附近的解剖体的脆弱部分，或者可以保护其他感兴趣解剖结构不被医疗器械无意中穿透。包括脆弱的解剖结构或表面的感兴趣结构可以包括例如肺胸膜、肺裂隙、大的肺泡和血管。例如，在医疗程序期间刺穿肺胸膜可能导致对患者危险的气胸。生成对应于肺胸膜的解剖边界将允许操作者限制医疗器械的路径以避免解剖体的脆弱部分。在规划程序期间识别的候选路径当其经过解剖体的脆弱部分的阈值距离内或者它突破解剖体的脆弱部分时可能被识别为无效。下面提供了用于规划医疗程序(包括但不限于肺活检程序)的图形用户界面的说明性示例。图形用户界面可以包括多种模式，其包括数据选择模式、混合分段和规划模式、预览模式、保存模式、管理模式和回顾模式。图形用户界面的一些方面类似于以下文献中描述的特征：2016年6月30日提交的题为“Graphical User Interface for Displaying Guidance Information During and Image
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Guided Procedure”的美国临时专利申请No.62/357,217和2016年6月30日提交的题为“Graphical User Interface for Displaying Guidance Information in a Plurality of Modes During and Image
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Guided Procedure”的美国临时专利申请No.62/357,258，这些文献通过引用以其整体并入
本文。
[0022]图1图示了在解剖区域104(例如人肺)的分支解剖通道102内延伸的细长医疗器械100。解剖区域104具有解剖参考系(X
A
、Y
A
、Z
A
)。医疗器械100的远端108可以前进通过解剖通道102以在目标106处或附近执行医疗程序，诸如活检程序。解剖区域104还可以包括脆弱表面或在执行医疗程序时另外感兴趣表面。例如，肺胸膜110和肺裂隙112可能是感兴趣表面，因为在医疗过程期间损坏这些表面可能会伤害患者。在执行医疗程序之前，可以进行术前规划步骤以规划医疗程序。在一些实施例中，机器人辅助医疗系统可用于规划和执行医疗程序。
[0023]图2A图示了根据一些示例的用于在医疗程序的规划期间生成解剖边界的方法200。例如，规划医疗程序通常可以包括规划初始工具位置和一个或多个解剖目标之间的轨迹。可以在用于执行活检或其他医疗程序的同一机器人辅助医疗系统上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种医疗系统，其包括：显示系统；用户输入装置；医疗器械；以及控制系统，其与所述显示系统和所述用户输入装置通信耦接，所述控制系统被配置为：经由所述显示系统显示解剖区域的图像数据；确定所述解剖区域中的目标位置；基于所述目标位置确定解剖边界，所述解剖边界指示所述解剖区域中的解剖结构的表面；确定围绕所述医疗器械和所述目标位置之间的路径的轨迹区；以及基于所述轨迹区和所述解剖边界的交叉确定区边界。2.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述控制系统进一步被配置为经由所述显示系统显示具有所述图像数据的区边界。3.根据权利要求1所述的医疗系统，其中确定所述解剖边界还包括确定目标边缘区域与所述解剖结构的至少一个交叉。4.根据权利要求1所述的医疗系统，其中确定所述轨迹区包括确定所述医疗器械的远端和能够沿所述路径从所述医疗器械延伸的工具的远端之间的距离。5.根据权利要求4所述的医疗系统，其中所述控制系统进一步被配置为显示所述区边界和所述工具的工具轨迹之间的交叉点。6.根据权利要求4所述的医疗系统，其中所述工具包括针。7.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述轨迹区为锥形。8.根据权利要求7所述的医疗系统，其中锥形的所述轨迹区的角度是能够调整的。9.根据权利要求1所述的医疗系统，其中确定所述区边界包括确定附加轨迹区并且基于每个轨迹区与所述解剖边界的交叉确定所述区边界。10.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述控制系统进一步被配置为在确定所述区边界期间经由所述显示系统显示引导信息。11.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述控制系统进一步被配置为使所述区边界变形，以符合基于患者解剖体的移动从所述图像数据导出的解剖模型的变形，并且显示变形的区边界。12.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述控制系统进一步被配置为显示覆盖在患者程序期间获得的荧光检查图像数据上的所述解剖边界。13.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所...

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