对柔性设备的预测性运动映射制造技术

一种用于介入医学设备的控制器(150)包括存储器(151)和处理器(152)。所述存储器(151)存储所述处理器(152)运行的指令。所述指令在被运行时，所述指令使所述控制器(150)获得所述介入医学设备(101)的远端的至少一个位置，识别介入医学设备(101)的近端处的运动，将第一训练的人工智能应用于所述介入医学设备(101)的所述近端处的所述运动和所述介入医学设备(101)的所述远端的所述至少一个位置，并且预测在所述介入医学流程期间沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的远端的运动。所述控制器(150)还从医学成像系统(120)获得所述介入医学设备(101)的所述远端的图像，以确定实际的运动何时偏离预测的运动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对柔性设备的预测性运动映射

技术介绍

[0001]当实况医学成像没有显示出工具的非预期运动时，在微创手术中对解剖结构使用工具会具有挑战性。对于一些工具，在近端引入的运动有时不会沿着工具的长度和在工具的远端产生对应的运动。沿着工具的长度的非预期运动包括侧向平移和屈曲。运动的变化取决于工具的类型、患者的解剖结构以及沿着工具的长度的曲率。工具的非预期运动也可能是由于工具特性，例如，尺寸、柔性、扭矩传递和摩擦。非计划运动的结果可能是与组织的不利接触，例如，血管剥离或穿孔。例如，在细长工具(例如，导管或导丝)的近端引入的运动可能导致非预期运动。
[0002]当在二维(二维)荧光透视的引导下执行微创手术时，可能会错过工具的三维(三维)运动的方面。常常只有工具的远端在荧光透视视场(FOV)内，因此，在FOV之外的沿着工具的长度的任何运动都未被感知到。另外，由于荧光透视成像中的透视缩短，远端的运动也可能常常未被感知到。因此，工具的近端的大运动常常不会引起远端的可感知运动，而会引起沿着工具的长度的非预期行为。这个问题的一个具体示例发生在腿部中进行外周血管导航时。导管和导丝被导航为从股骨入口开始，越过髂骨角，并且向下进入对侧股动脉。跟随工具的X射线图像看不到髂骨角交叉，在此处工具可能屈曲而回到主动脉中。
[0003]常规地，在给定工具过程的起点和工具过程的终点的情况下，可以通过用沿循微导管中心线的微导管模拟微导管并通过假定微导管中心线由直线和曲线的交替序列组成来标绘该过程。然而，没有考虑外力(例如，医生对导管的操纵)的干扰。
[0004]如本文所述的对柔性设备的预测性运动映射解决了如上所述的问题。
附图说明
[0005]当与附图一起阅读以下描述时，将最佳地理解示例性实施例。需要强调的是，各种特征不一定是按比例绘制的。实际上，为了讨论清楚，可以任意增大或减小尺寸。在任何适用和实用的地方，相同的附图标记指代相同的元件。
[0006]图1图示了根据代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的系统。
[0007]图2图示了根据代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的方法。
[0008]图3图示了根据另一代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的另一方法。
[0009]图4A图示了根据代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的混合过程。
[0010]图4B图示了根据代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的另一混合过程。
[0011]图5图示了根据代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的方法。
[0012]图6A图示了根据代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的混合过程。
[0013]图6B图示了根据代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的另一混合过程。
[0014]图6C图示了根据代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的方法。
[0015]图7图示了根据另一代表性实施例的计算机系统，在该计算机系统上实施了用于对柔性设备的预测性运动映射的方法。
具体实施方式
[0016]在下面的详细描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的代表性实施例，以便提供对根据本教导的实施例的透彻理解。可以省去对已知的系统、设备、材料、操作方法和制造方法的描述，以避免使得对代表性实施例的描述不清楚。尽管如此，在本领域普通技术人员的能力范围内的系统、设备、材料和方法均在本教导的范围内，并且可以根据代表性实施例来使用。应当理解，本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而并非旨在进行限制。所定义的术语表示在本教导的
中通常理解和接受的定义术语的科学技术含义之外的含义。
[0017]应当理解，虽然在本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件或部件，但是这些元件或部件不应被这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件或部件与另一元件或部件。因此，下面讨论的第一元件或部件也可以被称为第二元件或部件，而不会脱离本专利技术构思的教导。
[0018]本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而并不旨在进行限制。如说明书和权利要求书中所使用的术语“一”、“一个”和“该”的单数形式旨在包括单数形式和复数形式，除非上下文另有明确指示。另外，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”和/或类似术语指定存在所陈述的特征、元件和/或部件，但并不排除存在或增加一个或多个其他特征、元件、部件和/或它们的组。如本文所使用的术语“和/或”包括列举的相关联的项目中的一个或多个项目的任何组合和所有组合。
[0019]除非另有说明，否则当说元件或部件“连接到”、“耦合到”或“邻近”另一元件或部件时，应当理解，该元件或部件能够直接连接或耦合到另一元件或部件，可以存在中间元件或部件。也就是说，这些术语和类似术语涵盖可以采用一个或多个中间元件或部件来连接两个元件或部件的情况。然而，当说元件或部件“直接连接”到另一元件或部件时，这仅涵盖两个元件或部件彼此连接而没有任何中介或中间元件或部件的情况。
[0020]本公开内容因此旨在通过其各个方面、实施例和/或特定特征或子部件中的一个或多个而带来如下具体指出的一个或多个优点。为了解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的示例性实施例，以便提供对根据本教导的实施例的透彻理解。然而，与本文中公开的具体细节背离的与本公开内容一致的其他实施例仍在权利要求的范围内。此外，可以省去对众所周知的装置和方法的描述，以免使得对示例性实施例的描述不清楚。这样的方法和装置在本公开内容的范围内。
[0021]如本文所述，能够根据介入医学设备的近端的特定运动来预测在介入医学设备的远端的预期运动范围。可以预测沿着在荧光透视FOV中可见的介入医学设备的长度的预期运动，并且当观察到的运动在预期运动的范围之外时，可以发出警报。另外，基于观察到的非预期运动，可以预测在荧光透视FOV之外的潜在非计划行为。该系统产生的警告可以防止对血管的额外损伤和其他不希望的结果。对柔性设备的预测性运动映射可以用于跟踪介入医学设备的运动并预测预测的粗略定位，以粗略定位介入医学设备的非计划行为，即使对于在介入医学流程期间使用的医学成像系统的FOV之外的介入医学设备的部分也是如此。
[0022]图1图示了根据代表性实施例的用于对柔性设备的预测性运动映射的系统。
[0023]在图1中示出了控制系统100以及介入医学设备101。介入医学设备101具有离控制系统100最近的近端P和离控制系统100最远的远端D。远端D可以对应于介入医学设备101的在介入医学流程中首先插入患者的解剖结构的部分。
[0024]控制系统100包括医学成像系统120、运动检测器130、工作站140、机器人160和人工智能控制器180。工作站140包括控制器150、接口153、监视器155和触摸面板156。控制器150包括存储指令的存储器151和运行指令的处理器152。接口153将监视器155接口连接到工作站140的主体。人工智能控制器180包括存储指令的存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于介入医学设备的控制器(150)，包括：存储器(151)，其存储指令，以及处理器(152)，其运行所述指令，其中，所述指令在由所述处理器(152)运行时使所述控制器(150)执行以下操作：在介入医学流程期间获得介入医学设备(101)的远端的至少一个位置；在所述介入医学流程期间识别所述介入医学设备(101)的近端处的运动；将第一训练的人工智能应用于所述介入医学设备(101)的所述近端处的所述运动和所述介入医学设备(101)的所述远端的所述至少一个位置；基于将所述第一训练的人工智能应用于所述介入医学设备(101)的所述近端处的所述运动和所述介入医学设备(101)的所述远端的所述至少一个位置来预测在所述介入医学流程期间沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的所述远端的预测的运动；在识别出所述介入医学设备(101)的所述近端处的所述运动之后从医学成像系统(120)获得所述介入医学设备(101)的所述远端的图像；根据所述介入医学设备(101)的所述图像，将沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的所述远端的实际的运动与沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的所述远端的预测的运动进行比较，并且确定所述实际的运动何时偏离所述预测的运动。2.根据权利要求1所述的控制器(150)，其中，根据来自所述医学成像系统(120)的、所述介入医学设备(101)的所述远端的图像来获得所述介入医学设备(101)的所述远端的所述至少一个位置；并且针对沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的所述远端的多个位置，预测沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的所述远端的所述预测的运动。3.根据权利要求1所述的控制器(150)，其中，所述第一训练的人工智能被配置为输入所述介入医学设备(101)的类型、所述介入医学流程的类型、解剖界标或患者的至少一个身体特性中的至少一项，并且基于对所述第一训练的人工智能的所述输入来预测沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的所述远端的所述预测的运动。4.根据权利要求1所述的控制器(150)，其中，所述指令在由所述处理器(152)运行时还使所述控制器(150)执行以下操作：当所述实际的运动偏离所述预测的运动时生成警报。5.根据权利要求1所述的控制器(150)，其中，所述指令在由所述处理器(152)运行时还使所述控制器(150)执行以下操作：基于所述实际的运动和所述预测的运动并且通过应用第二训练的人工智能来预测在所述医学成像系统(120)的视场之外的沿着所述介入医学设备(101)的非计划行为的预测的粗略定位。6.一种用于控制介入医学设备的系统，包括：运动检测器(130)，其被配置为检测介入医学设备(101)的近端处的运动；以及
控制器(150)，其包括存储指令的存储器(151)和运行所述指令的处理器(152)，其中，所述指令在由所述处理器(152)运行时使所述系统执行以下操作：在介入医学流程期间获得介入医学设备(101)的远端的至少一个位置；在所述介入医学流程期间识别所述介入医学设备(101)的所述近端处的所述运动；将第一训练的人工智能应用于所述介入医学设备(101)的所述近端处的所述运动和所述介入医学设备(101)的所述远端的所述至少一个位置；基于将所述第一训练的人工智能应用于所述介入医学设备(101)的所述近端处的所述运动和所述介入医学设备(101)的所述远端的所述至少一个位置来预测在所述介入医学流程期间沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的所述远端的预测的运动；由所述控制器(150)在识别出所述介入医学设备(101)的所述近端处的所述运动之后从医学成像系统(120)获得所述介入医学设备(101)的所述远端的图像；根据所述介入医学设备(101)的所述图像，将沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的所述远端的实际的运动与沿着所述介入医学设备(101)朝向所述介入医学设备(101)的所述远端的预测的运动进行比较，并且确定所述实际的运动何时偏离所述预测的运动。7.根据权利要求6所述的系统，还包括：所述医学成像系统(120)，其中，根据来自所述医学成像系统(120)的、所述介入医学设备(101)的所述远端的图像来获得所述介入医学设备(101)的所述远端的所述至少一个位置；并且分割来自所述医学成像系统(120)的所述图像以识别由所述医学成像系统(120)成像的所述介...

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