用于图像引导医疗程序中导航的系统和方法技术方案

本文提供了医学成像系统和方法，其无需分割以提供导航和程序规划。一种方法包括由具有至少一个处理装置的医学成像系统接收患者解剖结构的三维图像数据。该方法还包括对三维数据进行滤波以显示与患者解剖结构相关联的三维图像数据的一部分，并且在处理装置处接收来自操作者输入装置的输入。输入包括在由三维图像数据限定的空间内进行虚拟移动的导航方向。该方法还包括跟踪虚拟移动，并且基于跟踪的虚拟移动生成患者解剖结构的第一模型。拟移动生成患者解剖结构的第一模型。拟移动生成患者解剖结构的第一模型。

【技术实现步骤摘要】
用于图像引导医疗程序中导航的系统和方法
[0001]本申请是于2017年12月07日提交的名称为“用于图像引导医疗程序中导航的系统和方法”的中国专利申请201780067272.5(PCT/US2017/065162)的分案申请。
[0002]相关申请
[0003]本专利申请要求于2016年12月8日提交的题为“Systems and Methods for Navigation in Image
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Guided Medical Procedures(用于图像引导医疗程序中导航的系统和方法)”的美国临时专利申请US62/431,696的申请日的优先权和权益，该临时专利申请在此通过引用以其整体并入本文。


[0004]本公开涉及用于控制可转向细长装置的系统和方法。

技术介绍

[0005]微创医疗技术旨在减少在医疗程序期间受损的组织量，从而减少患者康复时间、不适和有害的副作用。这种微创技术可以通过患者解剖结构中的天然孔口或通过一个或多个外科手术切口来执行。通过这些天然孔口或切口，操作者可以插入微创医疗器械(包括外科手术、诊断、治疗或活组织检查器械)以到达目标组织位置。一种这样的微创技术是使用柔性和/或可转向/可操控(steerable)的细长装置，诸如柔性导管，该细长装置可以被插入解剖通道中并朝患者解剖结构内的感兴趣区域导航。由医务人员控制这种细长装置涉及几个自由度的管理，包括至少管理细长装置的插入和缩回以及装置的转向。此外，还可以支持不同的操作模式。
[0006]为了促进这种微创医学技术，成像配准技术可以被用于至少将术前或术中成像的模态与插入的微创医疗器械的方位和/或取向相关联，以相对于患者体内的目标组织位置对器械导航和定位。以这种方式，操作者或其他操作者能够更准确地指导和控制微创医疗器械的操作。
[0007]因此，在微创医疗技术期间提供对医学成像的使用的改进将是有利的。

技术实现思路

[0008]通过说明书随附的权利要求充分地总结了本专利技术的实施例。
[0009]与一些实施例一致，一种方法包括由具有至少一个处理装置的医学成像系统接收患者解剖结构的至少一部分的三维图像数据；由处理装置识别与患者解剖结构的该部分相关联的三维图像数据的一部分；在处理装置处接收来自操作者输入装置的输入，该输入包括在由三维图像数据限定的空间内进行虚拟移动的导航方向；跟踪虚拟移动；并且基于跟踪的虚拟移动生成患者解剖结构的该部分的模型。其他实施例包括相应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机程序被配置为执行方法的动作。
[0010]与其他实施例一致，提供了一种用于处理医疗图像的系统。该系统可以包括存储
器，其存储患者解剖结构的至少一部分的一组三维图像数据；和与存储器通信的处理装置，该处理装置被配置为执行指令以执行操作。操作可以包括接收患者解剖结构的至少一部分的三维图像数据，识别三维图像数据的一部分，以及接收来自操作者输入装置的输入。输入可以限定由三维图像数据的一部分限定的图像空间内的路径。操作还可以包括基于由三维图像数据限定的图像空间内的路径生成患者解剖结构的该部分的模型。该方面的其他实施例包括相应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机程序被配置为执行方法的动作。
[0011]与其他实施例一致，提供了一种用于显示医学图像并与医学图像交互的系统。该系统可以包括存储器，其存储患者解剖结构的至少一部分的一组三维图像数据；和与该存储器通信的处理装置。处理装置被配置为执行存储在存储器中的指令以执行操作。操作可以包括在与处理装置通信的显示器中渲染图形用户界面，接收患者解剖结构的至少一部分的三维图像数据，以及识别与患者解剖结构的一部分相关联的三维图像数据的一部分。操作还可以包括接收来自操作者输入装置的输入，该输入限定由三维图像数据限定的图像空间内的路径。该系统还包括基于由三维图像数据限定的图像空间内的路径生成患者解剖结构的该部分的模型。该方面的其他实施例包括相应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机程序被配置为执行方法的动作。
[0012]应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述实际上都是示例性和解释性的，并且旨在提供对本公开的理解而不限制本公开的范围。在这方面，从以下详细描述中，本公开的其他方面、特征和优点对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
附图说明
[0013]图1是根据一些实施例的远程操作医疗系统的简化图。
[0014]图2A是根据一些实施例的医疗器械系统的简化图。
[0015]图2B是根据一些实施例的具有扩展医疗工具的医疗器械的简化图。
[0016]图3A和图3B是根据一些实施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。
[0017]图4是根据本公开的一些实施例的示出为图像引导的微创医疗程序提供基于图像的引导的一般方法的流程图。
[0018]图5A是根据本公开的一些实施例的用于从三维图像数据生成模型或模型的一部分而不执行分割过程的方法的流程图。
[0019]图5B是根据本公开的一些实施例的针对模型生成的一部分使用分割过程以从三维图像数据生成模型或模型的一部分的方法的流程图。
[0020]图6A、图6B和图6C是根据本公开的一些实施例的示例性医学图像数据的二维渲染。
[0021]图7A、图7B和图7C描绘了根据本公开的一些实施例通过对图6A
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6C的图像数据分别进行滤波而获得的滤波图像数据的多个二维视图。
[0022]图7D、图7E和图7F是根据本公开的一些实施例的图7A
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7C中所示的三维滤波图像数据的正视图。
[0023]图8A是根据本公开的一些实施例的示例性医学图像数据的三维渲染。
[0024]图8B是具有基于线的导航路径模型的图8A的示例性医学图像数据的三维渲染。
[0025]图9A、图9B、图9C和图9D示出了根据本公开的一些实施例的包括与医疗程序的目标对应的数据的示例性图像数据。
[0026]图10根据本公开的一些实施例示出了从三维图像数据内的透视图(perspective view)指向在图9A
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9D中识别的目标的指示箭头。
[0027]图11A示出了根据本公开的一些实施例的通过分割图像数据而生成的表面模型的内部视图。
[0028]图11B示出了根据本公开的一些实施例的结合了图11A的表面模型与从中获得表面模型的滤波图像数据的视图的内部视图。
[0029]图12A、图12B、图12C和图12D示出了根据本公开的一些实施例的产生示例性患者解剖结构的模型的过程。
[0030]图13是根据本公开的一些实施例的示例性用户界面。
[0031]图14示出了根据本公开的一些实施例的用于在微创医疗程序期间提供基于图像的引导的方法13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包括多个机器可读指令的非暂时性计算机可读介质，当由一个或多个处理器执行时，所述多个机器指令适于使所述一个或多个处理器执行一种促进图像引导的医疗程序的方法，所述方法包括：通过具有至少一个处理装置的远程操作医疗系统接收患者解剖结构的至少一部分的三维图像数据；通过将耦连到所述远程操作医疗系统的医疗器械配准到外科手术环境并将所述三维图像数据与所述外科手术环境配准，将所述医疗器械与所述三维数据配准；将辐射密度滤波器应用于所述三维图像数据，以改变所述三维图像数据的一个或多个体素的渲染；并且从与所述医疗器械相关联的视角在显示器中渲染所述三维图像数据。2.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中将所述辐射密度滤波器应用于所述三维图像数据使得具有第一辐射密度值的体素被透明地渲染。3.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述指令还使得所述一个或多个处理器执行：将所述三维图像数据中的体素分配给多种组织类型中的一种。4.根据权利要求3所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述指令还使得所述一个或多个处理器执行：经由包括在用户界面中的组织类型选择元素接收对所述多种组织类型的组织类型的选择；接收与所述组织类型选择元素相关联的透明设置；并且将所述透明设置应用...

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