协助用户相对患者身体定位自动化医疗设备的方法和系统技术方案

提供了系统、设备和方法，其用于通过在受试者的一个或更多个图像上模拟自动化医疗设备的位置和取向，并基于模拟的位置和取向向用户提供关于该医疗设备的实际定位和/或实际定位的校正的指令，来协助用户将自动化医疗设备定位在受试者的身体上或受试者的身体附近。定位在受试者的身体上或受试者的身体附近。定位在受试者的身体上或受试者的身体附近。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】协助用户相对患者身体定位自动化医疗设备的方法和系统


[0001]本公开涉及医疗程序领域，且具体涉及用于协助和引导用户相对于受试者的身体定位自动化医疗设备的方法、设备和系统。
[0002]背景
[0003]临床实践中使用的各种诊断和治疗程序涉及将诸如针头(needle)和导管的医疗器械经皮插入受试者的身体，并且在许多情况下进一步涉及在身体内操纵医疗器械以到达目标区域。目标区域可以是任何体内区域，包括病变、肿瘤、器官或血管。需要插入和操纵这类医疗器械的程序的示例包括接种疫苗、血液/流体取样、局部麻醉、组织活检、导管插入、低温消融、电解消融、流体输送、流体引流、近距离放射治疗、神经外科手术、深部脑刺激、各种微创手术等。
[0004]在软组织中引导和操纵医疗工具(诸如针头)是一项复杂的任务，需要良好的三维协调、对患者解剖结构的了解和高水平的经验，因此近年来越来越多地使用自动化(例如机器人)系统来执行这些功能。一些自动化系统基于操纵机械臂，而一些则使用可安装在身体上的机器人设备。自动化系统通常协助医生选择插入点并将医疗器械与插入点对准以及将医疗器械与目标对准。更先进的系统还自动插入器械和/或朝向目标操纵器械。
[0005]在患者身体上和/或相对于患者身体准确地定位和/或定向自动化设备以使医疗器械能够成功地到达目标可能是具有挑战性的，尤其是当目标位于难以导航到的区域(例如肝穹窿部)中时。在这种情况下，自动化设备的正确定位可能需要几次迭代，其中必须在每两次连续迭代之间启动将设备配准到图像空间的扫描，以验证设备的位置。多次迭代和扫描不仅耗时，而且它们还会导致医护人员和患者的辐射暴露量增加。另外，由于自动化设备的定位是基于医生(或医务人员的另一成员)的估计的测量值，因此设备的最终位置和/或取向仍可能偏离其被要求的位置和取向。
[0006]因此，需要用于协助和引导用户(例如，医生)相对于患者身体定位和/或定向医疗设备的系统和方法。
[0007]在本部分中和在说明书的其他部分中提到的每个出版物的公开内容在此各自以其整体通过引用并入。
[0008]概述
[0009]根据一些实施例，本公开涉及用于通过使用虚拟医疗设备在受试者的一个或更多个图像上模拟医疗设备相对于受试者身体的位置和取向来协助用户(例如医疗保健提供者)将医疗设备定位在受试者身体上或其附近的系统、设备和方法。该系统、设备和方法还允许基于模拟的位置和取向向用户提供关于医疗设备的实际(物理)定位和/或实际(物理)定位的校正的指令。
[0010]根据一些实施例，如本文所公开的用于协助用户定位自动化医疗设备的系统、设备和方法是有利的，因为它们最终允许更安全、更有效且更准确的医疗程序，其中针对每个特定医疗程序和针对打算经历该医疗程序的每个特定受试者来执行定位模拟和根据该模拟引导用户关于实际医疗设备相对于受试者身体的定位。
[0011]根据一些实施例，提供了一种协助用户将自动化医疗设备定位在受试者的身体上或受试者的身体附近的方法，该方法可以包括：
[0012]显示受试者的身体中的感兴趣区域的一个或更多个图像；
[0013]在一个或更多个图像上定义目标和入口点；
[0014]计算医疗器械从入口点到目标的轨迹；
[0015]在一个或更多个图像上模拟自动化医疗设备在受试者的身体上或受试者的身体附近的位置和取向；
[0016]确定自动化医疗设备的模拟的位置和取向是否有效；和
[0017]如果自动化医疗设备的模拟的位置和取向以及计算的轨迹被确定为有效，则向用户提供关于自动化医疗设备在受试者的身体上或受试者的身体附近的定位的定位指令。
[0018]根据一些实施例，如果自动化医疗设备的模拟的位置和取向被确定为无效，则该方法可以包括提示用户在一个或更多个图像上定义新的入口点和/或新的目标。
[0019]根据一些实施例，如果自动化医疗设备的模拟的位置和取向被确定为无效，则该方法可以包括在一个或更多个图像上模拟自动化医疗设备的一个或更多个附加位置和取向，并确定自动化医疗设备的一个或更多个附加的模拟的位置和取向中的至少一个是否有效。
[0020]根据一些实施例，如果自动化医疗设备的模拟的位置和取向被确定为无效，则该方法可以包括向用户推荐自动化医疗设备的替代的模拟的位置和取向。
[0021]根据一些实施例，确定自动化医疗设备的模拟的位置和取向是否有效可以包括确定模拟的位置和取向是否确保医疗器械的尖端与入口点以插入角对准，该插入角使得能够根据计算出的轨迹从入口点到目标插入和操纵医疗器械。
[0022]根据一些实施例，确定自动化医疗设备的模拟的位置和取向是否有效可以包括确定对于自动化医疗设备的模拟的位置和取向，计算出的轨迹是否有效。
[0023]根据一些实施例，确定计算出的轨迹是否有效可以包括确定计算出的轨迹的曲率是否超过预定阈值。
[0024]根据一些实施例，确定自动化医疗设备的模拟的位置和取向是否有效可以包括确定自动化医疗设备的末端执行器所需的旋转角度是否在末端执行器的可行旋转范围内。
[0025]根据一些实施例，该方法可以包括在一个或更多个图像上定义医疗器械要避开的一个或更多个障碍物。
[0026]根据一些实施例，在一个或更多个图像上模拟自动医疗设备的位置和取向可以包括在一个或更多个图像上显示虚拟医疗设备。
[0027]根据一些实施例，在一个或更多个图像上模拟自动化医疗设备的位置和取向可以借助于至少一个处理器来自动执行。
[0028]根据一些实施例，自动模拟自动化医疗设备的位置和取向可以使用图像处理技术(方法)来执行。
[0029]根据一些实施例，自动模拟自动化医疗设备的位置和取向可以使用一个或更多个机器学习和/或深度学习算法来执行。
[0030]根据一些实施例，模拟自动化医疗设备的位置和取向可以包括接收关于显示在一个或更多个图像上的虚拟医疗设备的位置和取向的用户输入。
[0031]根据一些实施例，模拟自动化医疗设备的位置和取向可以包括旋转一个或更多个图像以模拟至少一个备选的患者姿态，以及模拟自动化医疗设备在该至少一个备选的患者姿态上的位置和取向。
[0032]根据一些实施例，该方法可以包括调整自动化医疗设备的模拟的位置和取向。该调整可以由处理器自动执行，或者由用户手动执行。根据一些实施例，该方法可以包括接收关于调整自动医疗设备的模拟的位置和取向的用户输入。
[0033]根据一些实施例，向用户提供定位指令可以包括在监视器上显示定位指令和提供音频定位指令中的至少一个。
[0034]根据一些实施例，提供给用户的定位指令可以包括移动、旋转、抬高或倾斜自动化医疗设备或者以上这些项的组合的指令。
[0035]根据一些实施例，向用户提供定位指令可以包括提供关于附接装置在受试者的身体上的定位的定位指令，该附接装置被配置用于固定到受试者的身体并用于将自动化医疗设备联接到受试者的身体。
[0036]根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种协助用户将自动化医疗设备定位在受试者的身体上或受试者的身体附近的方法，包括：显示所述受试者的身体中的感兴趣区域的一个或更多个图像；在所述一个或更多个图像上定义目标和入口点；计算医疗器械从所述入口点到所述目标的轨迹；在所述一个或更多个图像上模拟所述自动化医疗设备在所述受试者的身体上或所述受试者的身体附近的位置和取向；确定所述自动化医疗设备的模拟的位置和取向是否是有效的；和如果所述自动化医疗设备的所述模拟的位置和取向以及计算出的轨迹被确定为是有效的，则向所述用户提供关于所述自动化医疗设备在所述受试者的身体上或所述受试者的身体附近的定位的定位指令。2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述自动化医疗设备的所述模拟的位置和取向被确定为是无效的，则所述方法包括提示所述用户在所述一个或更多个图像上定义新的入口点和/或新的目标。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，如果所述自动化医疗设备的所述模拟的位置和取向被确定为是无效的，则所述方法包括在所述一个或更多个图像上模拟所述自动化医疗设备的一个或更多个附加位置和取向，并确定所述自动化医疗设备的所述一个或更多个附加的模拟的位置和取向中的至少一个是否是有效的。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果所述自动化医疗设备的所述模拟的位置和取向被确定为是无效的，则所述方法还包括向所述用户推荐所述自动化医疗设备的替代的模拟的位置和取向。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述自动化医疗设备的所述模拟的位置和取向是否是有效的包括确定所述模拟的位置和取向是否确保所述医疗器械的尖端与所述入口点以插入角对准，所述插入角使得能够根据所述计算出的轨迹从所述入口点到所述目标插入和操纵所述医疗器械。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述自动化医疗设备的所述模拟的位置和取向是否是有效的包括确定对于所述自动化医疗设备的所述模拟的位置和取向，所述计算出的轨迹是否是有效的。7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述计算出的轨迹是否是有效的包括确定所述计算出的轨迹的曲率是否超过预定阈值。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述自动化医疗设备的所述模拟的位置和取向是否是有效的包括确定所述自动化医疗设备的末端执行器所需的旋转角度是否在所述末端执行器的可行旋转范围内。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述一个或更多个图像上定义所述医疗器械要避开的一个或更多个障碍物。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述一个或更多个图像上模拟所述自动化医疗设备的位置和取向包括在所述一个或更多个图像上显示虚拟医疗设备。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述一个或更多个图像上模拟所述自动化医疗设备的位置和取向借助于至少一个处理器来自动执行。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，自动模拟所述自动化医疗设备的位置和取向使用图像处理技术来执行。13.根据权利要求11或12中任一项所述的方法，其中，自动模拟所述自动化医疗设备的位置和取向使用一个或更多个机器学习和/或深度学习算法来执行。14.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，模拟所述自动化医疗设备的位置和取向包括接收关于显示在所述一个或更多个图像上的虚拟医疗设备的位置和取向的用户输入。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，模拟所述自动化医疗设备的位置和取向包括旋转所述一个或更多个图像以模拟至少一个备选的患者姿态，以及模拟所述自动化医疗设备在所述至少一个备选的患者姿态上的位置和取向。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括调整所述自动化医疗设备的所述模拟的位置和取向。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，向所述用户提供定位指令包括：在监视器上显示所述定位指令和提供音频定位指令中的至少一个。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，提供给所述用户的所述定位指令包括移动、旋转、抬高或倾斜所述自动化医疗设备中的一项或更多项。19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，向所述用户提供定位指令包括提供关于附接装置在所述受试者的身体上的定位的定位指令，所述附接装置被配置用于固定到所述受试者的身体并用于将所述自动化医疗设备联接到所述受试者的身体。20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述自动化医疗设备是自动化插入设备，所述自动化插入设备被配置为根据所述计算出的轨迹朝向所述目标插入和操纵所述医疗器械。21.一种用于协助用户将自动化医疗设备定位在受试者的身体上或受试者的身体附近的系统，包括：至少一个处理器，其被配置为执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法；和监视器，其被配置为显示以下中的一项或更多项：一个或更多个图像、计算出的轨迹以及所述自动化医疗设备的模拟的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：赞克特机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：