用于利用形状感测导丝确定非形状感测介入设备的长度以及确定导丝相对于介入设备的状态的系统和方法技术方案

用于确定非形状感测介入设备(102)的长度的系统和方法，所述系统包括在所述设备的管腔(103)中接收的形状感测导丝(106)。集线装置(107)被配置为紧固所述形状感测导丝和所述介入设备的位置。配准模块(124)被配置为将所述非形状感测介入设备的所述远侧末端(117)的位置配准到所述形状感测导丝的位置。确定模块(126)使用所述设备在所述集线装置中的已知位置和所述设备的所述远侧末端的所述位置来确定所述非形状感测介入设备的所述长度。所述系统包括检测模块(146)，所述检测模块从所述形状感测导丝接收曲率数据，并且被配置为确定所述形状感测导丝相对于所述介入设备的状态。述形状感测导丝相对于所述介入设备的状态。述形状感测导丝相对于所述介入设备的状态。

【技术实现步骤摘要】
用于利用形状感测导丝确定非形状感测介入设备的长度以及确定导丝相对于介入设备的状态的系统和方法
[0001]本申请是申请日为2017年12月1日、专利技术名称为“用于利用形状感测导丝确定非形状感测介入设备的长度以及确定导丝相对于介入设备的状态的系统和方法”的专利申请201780075497.5的分案申请。


[0002]本公开内容涉及医学仪器，并且更具体地涉及具有导丝中的形状感测光纤的系统，该系统用于确定在形状感测导丝上行进的非形状感测介入设备的长度以及确定导丝与介入设备之间的状态。

技术介绍

[0003]通过在设备内嵌入(一条或多条)光纤，可以使医学设备具有形状感测功能。光学形状感测(OSS)或Fiber
‑
Optical RealShape
TM
(下文中称为“FORS
TM”)在外科手术介入期间使用沿着光纤的光来进行设备定位和导航。一个所涉及的原理是通过使用特征瑞利反向散射或受控光栅图案在光纤中使用分布式应变测量。多条光纤能够一起用于重建3D形状，或者单条光纤具有多个芯，这些多个芯也可以被形成螺旋结构以用于较低轮廓的传感器。沿着光纤的形状始于沿着传感器的特定点，被称为发起点或z＝0，并且随后的形状位置和取向相对于该点。FORS
TM
光纤能够被集成到医学设备中以在微创流程期间提供对设备的实况引导。
[0004]包括FORS
TM
的形状感测设备允许确定设备的形状和进行虚拟可视化，而不需要诸如X射线成像设备的成像设备。然而，形状感测设备需要定制设备的机械设计来为光纤增加额外的空间。增加光纤还会增加设备成本并且需要使用形状感测系统。因此，为了确定每个介入设备的形状，可以将光纤添加到每个设备并且需要额外的形状感测系统。替代地，可以将集线装置(hub)与单个形状感测设备结合使用。
[0005]诸如集线装置的锁定设备已经与形状感测介入设备结合使用以在设备中提供形状或曲率变形。非形状感测设备的形状(例如，在具有FORS
TM
形状感测的导丝上使用的导管)将由导丝与设备重叠的这段长度的导丝的形状来限定。锁定设备可以提供FORS
TM
导丝与导管之间的固定关系。
[0006]如果形状感测设备和非形状感测设备被附接到集线装置，则起始位置可以是非形状感测设备锁定到集线装置上的位置。然而，为了将非形状感测设备准确地可视化为虚拟设备，对于配准步骤，需要非形状感测设备相对于FORS
TM
导丝的长度和旋转。由于制造差异等原因，制造商提供的设备的长度通常是不准确的。然而，通常需要精确测量长度以确定非形状感测设备的虚拟形状。有利的是，将不具有形状感测光纤的常规介入设备与同集线设备一起使用的形状感测介入设备进行配准，以确定非形状感测设备的长度和角度并对设备进行准确的可视化。
[0007]此外，形状感测导丝与介入仪器(例如，导管)之间的相互作用对于某些应用可能
是关键的。因此，通过监测导丝的曲率来确定形状感测导丝相对于介入仪器的状态将是有利的。

技术实现思路

[0008]根据本原理，提供了一种用于确定非形状感测介入设备的长度的系统。所述系统包括具有管腔的非形状感测介入设备。所述系统还包括具有形状感测系统的形状感测导丝，所述形状感测导丝被配置为被接收在所述非形状感测介入设备的所述管腔中。集线装置被配置为接收所述形状感测导丝和所述非形状感测介入设备并且紧固所述形状感测导丝和所述非形状感测介入设备的位置。配准模块被配置为将所述非形状感测介入设备的远侧末端的位置配准到所述形状感测导丝的位置。确定模块被配置为使用所述非形状感测介入设备在所述集线装置中的已知位置和所述非形状感测介入设备的所述远侧末端的所述位置来确定所述非形状感测介入设备的所述长度。
[0009]在另一实施例中，提供了一种用于确定非形状感测介入设备的长度的系统。所述系统包括具有管腔的非形状感测介入设备。所述系统还包括具有形状感测系统的形状感测导丝，所述形状感测导丝被配置为被接收在所述非形状感测介入设备的所述管腔中。集线装置被配置为接收所述形状感测导丝和所述非形状感测介入设备并且紧固所述形状感测导丝和所述非形状感测介入设备的位置。确定模块被配置为使用所述非形状感测介入设备在所述集线装置中的已知位置和所述非形状感测介入设备的所述远侧末端的位置来确定所述非形状感测介入设备的所述长度。
[0010]在另一实施例中，提供了一种用于确定形状感测导丝相对于介入设备的状态的系统。所述系统包括具有管腔的介入设备。所述系统还包括具有形状感测系统的形状感测导丝，所述形状感测导丝被配置为被接收在所述介入设备的所述管腔中。检测模块被配置为：从所述形状感测导丝的所述形状感测系统接收曲率数据，并且确定所述形状感测导丝相对于所述介入设备的所述状态。
[0011]在另一实施例中，提供了一种用于确定非形状感测介入设备的长度的方法。所述方法包括以下步骤：将具有管腔的非形状感测介入设备和被接收在所述管腔中的具有形状感测系统的形状感测导丝紧固到集线装置，以紧固所述形状感测导丝和所述非形状感测介入设备的位置；确定所述非形状感测介入设备的远侧末端的位置；以及使用所述非形状感测介入设备在所述集线装置中的已知位置和所述非形状感测介入设备的所述远侧末端的所述位置来确定所述非形状感测介入设备的所述长度。
[0012]在另一实施例中，提供了一种用于确定形状感测导丝相对于介入设备的状态的方法。所述方法包括以下步骤：在介入设备的管腔中接收具有形状感测系统的形状感测导丝；以及从所述形状感测导丝的所述形状感测系统采集曲率数据，以确定所述形状感测导丝相对于所述介入设备的所述状态。
[0013]在另一实施例中，一种能够在导丝上自由滑动的导管或其他介入设备，其与可变机械连接装置进行组合，所述可变机械连接装置为所述介入设备的远侧端部提供相对于所述导丝的预设但可调节的最大距离或“摆动”。如在前面的实施例中那样，集线装置对导管在导丝上的定位进行编码，并且使得能够在没有X射线的情况下对导管进行可视化或者能够对导管进行主动FORS感测。然而，在导丝从导管的末端进一步缩回(在近侧方向上移动)
的情况下，FORS技术不能获得导管的位置信息以用于导航。如果知道导管的长度，则能够在这种情况下用FORS进行检测。
[0014]结合附图，根据下文对本专利技术的说明性实施例的详细描述，本专利技术的这些和其他目的、特征和优点将变得明显。
附图说明
[0015]本公开内容将参考以下附图来详细呈现优选实施例的以下描述，其中：
[0016]图1是示出根据一个实施例的用于确定非形状感测介入设备的长度以及介入设备相对于FORS
TM
导丝的状态的系统的框图/流程图；
[0017]图2示出了根据一个实施例的由配准模块执行的配准流程的图像；
[0018]图3示出了根据一个实施例的由配准模块执行的针对集线装置旋转角度的配准流程的图像；
[0019]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定形状感测导丝相对于介入设备的状态的系统，包括：介入设备(102)，其具有管腔(103)；形状感测导丝(106)，其具有形状感测系统(105)，所述形状感测导丝被配置为被接收在所述介入设备的所述管腔中；检测模块(146)，其被配置为：从所述形状感测导丝的所述形状感测系统接收曲率数据，并且确定所述形状感测导丝相对于所述介入设备的所述状态。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述检测模块被配置为从处于默认位置的所述形状感测导丝的末端收集数据，以确定所述形状感测导丝的末端(111)的最大曲率，其中，使施加在所述形状感测导丝的末端的力最小化，并且处于所述默认位置的所述末端的形状处于默认形式。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述检测模块还被配置为：在训练阶段期间收集关于所述形状感测导丝的曲率的训练数据，并且分析所述曲率数据和所述训练数据以确定所述形状感测导丝相对于所述介入设备的所述状态。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述检测模块被配置为确定状态，所述状态包括：所述形状感测导丝的末端从所述介入设备突出；所述形状感测导丝的所述末端在所述介入设备内部，并且所述介入设备的末端从所述形状感测导丝突出；以及所述形状感测导丝的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：