提供定位信息的系统和在解剖结构内定位器械的方法技术方案

公开了被配置成向用户提供定位信息的系统、用于在患者的解剖结构内定位器械的方法和非暂态计算机可读存储介质。系统包括：被外部放置在患者上的外部EM传感器，被定位在EM场的工作体积中时，基于EM场来生成第一组EM传感器信号；被插入患者中的器械，包括器械EM传感器，被配置成基于EM场来生成第二组EM传感器信号；处理器；以及存储器，包括用于使处理器执行以下操作的计算机可执行指令：在使用第二组EM传感器信号在患者的解剖结构内定位器械之前，使用第一组EM传感器信号将外部EM传感器的位置的经编码表示提供给显示器；以及在定位器械时，使用第一组EM传感器信号检测EM场发生器或患者中的至少之一的移动。患者中的至少之一的移动。患者中的至少之一的移动。

【技术实现步骤摘要】
提供定位信息的系统和在解剖结构内定位器械的方法
[0001]本专利技术申请为申请日为2018年6月25日、国际申请号为PCT/US2018/039357、并于2019年12月30日进入中国国家阶段的专利技术名称为“电磁场发生器对准”的第201880044105.3号专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2017年6月28日提交的美国临时申请第62/526,348号的权益，该临时申请的全部内容通过引用并入本文中。


[0004]本公开内容一般涉及用于机器人使能医疗系统中的电磁(EM)场发生器对准的系统和方法，更具体地涉及检测EM传感器的位置以用于EM场发生器对准。

技术介绍

[0005]医疗过程诸如内窥镜检查(例如，支气管镜检查)可能涉及为了诊断和/或治疗的目的而进入并可视化患者的腔网络(例如，气道)的内部。手术机器人系统可以用于控制手术工具的插入和/或操纵，诸如例如内窥镜检查过程期间的内窥镜的插入和/或操纵。手术机器人系统可以包括至少一个机器人臂，所述至少一个机器人臂包括用于在医疗过程期间控制手术工具的定位的操纵器组件。可以基于检测到的电磁(EM)场将手术工具导航通过患者的腔网络。

技术实现思路

[0006]本公开内容的系统、方法和装置各自具有若干创新方面，其中没有单一个方面单独地负责本文中公开的期望属性。
[0007]在一方面，一种系统被配置成检测电磁(EM)失真。该系统可以包括：第一EM传感器，其被配置成响应于EM场的检测，来生成第一组一个或更多个EM传感器信号，第一EM传感器被配置成被放置在患者身上；处理器；以及存储器，其存储用于使处理器执行以下操作的计算机可执行指令：基于来自与第一时间对应的第一组一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算指示第一EM传感器在第一时间的位置的一个或更多个度量的一个或更多个基线值；基于来自与第一时间之后的时间段对应的第一组一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算第一时间之后的时间段期间的一个或更多个度量的一个或更多个更新值；确定一个或更多个更新值与一个或更多个基线值之间的差大于阈值；以及响应于该差大于阈值，确定EM场已经失真。
[0008]在另一方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其存储有指令，所述指令在被执行时，使至少一个计算装置执行以下操作：基于来自与第一时间对应的第一组一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算指示第一EM传感器在第一时间的位置的一个或更多个度量的一个或更多个基线值，所述第一EM传感器被配置成响应于EM场的检测而生成第一组一个或更多个EM传感器信号；基于来自与第一时间之后的时间段对应的第一组一
个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算第一时间之后的时间段期间的一个或更多个度量的一个或更多个更新值；确定一个或更多个更新值与一个或更多个基线值之间的差大于阈值；以及响应于该差大于阈值，确定EM场已经失真。
[0009]在又一方面，提供了一种检测EM失真的方法，该方法包括：基于来自与第一时间对应的第一组一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算指示第一EM传感器在第一时间的位置的一个或更多个度量的一个或更多个基线值，第一EM传感器被配置成响应于EM场的检测而生成第一组一个或更多个EM传感器信号；基于来自与第一时间之后的时间段对应的第一组一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算第一时间之后的时间段期间的一个或更多个度量的一个或更多个更新值；确定一个或更多个更新值与一个或更多个基线值之间的差大于阈值；以及响应于该差大于阈值，确定EM场已经失真。
[0010]在再一方面，提供了一种被配置成检测EM失真的系统，该系统包括：EM传感器，其位于器械的远端处，EM传感器被配置成响应于EM场的检测而生成一个或更多个EM传感器信号；处理器；以及存储器，其存储用于使处理器执行以下操作的计算机可执行指令：基于来自与第一时间对应的一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号来计算指示器械的远端在第一时间的速度的一个或更多个度量的一个或更多个基线值；基于来自与第一时间之后的时间段对应的一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号来计算第一时间之后的时间段期间的一个或更多个度量的一个或更多个更新值；确定一个或更多个更新值与一个或更多个基线值之间的差大于阈值；以及响应于该差大于阈值，确定EM场已经失真。
[0011]在又一方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其存储有指令，所述指令在被执行时，使至少一个计算装置：基于来自与第一时间对应的一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算指示器械的远端在第一时间的速度的一个或更多个度量的一个或更多个基线值，器械包括位于器械的远端处的EM传感器，EM传感器被配置成响应于EM场的检测而生成一个或更多个EM传感器信号；基于来自与第一时间之后的时间段对应的一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算第一时间之后的时间段期间的一个或更多个度量的一个或更多个更新值；确定一个或更多个更新值与一个或更多个基线值之间的差大于阈值；以及响应于该差大于阈值，确定EM场已经失真。
[0012]在再一方面，提供了一种检测EM失真的方法，该方法包括：基于来自与第一时间对应的一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算指示器械的远端在第一时间的速度的一个或更多个度量的一个或更多个基线值，器械包括位于器械的远端处的EM传感器，EM传感器被配置成响应于EM场的检测而生成一个或更多个EM传感器信号；基于来自与第一时间之后的时间段对应的一个或更多个EM传感器信号的EM传感器信号，来计算第一时间之后的时间段期间的一个或更多个度量的一个或更多个更新值；确定一个或更多个更新值与一个或更多个基线值之间的差大于阈值；以及响应于该差大于阈值，确定EM场已经失真。
[0013]根据本申请的一个方面，提供了一种向用户提供定位信息的系统，该系统包括：外部EM传感器，被配置成在被定位在由EM场发生器生成的EM场的工作体积中时，基于EM场来生成第一组一个或更多个EM传感器信号，外部EM传感器被配置成被外部放置在患者上；器械，包括器械EM传感器，器械被配置成插入患者中，器械EM传感器被配置成基于EM场来生成第二组一个或更多个EM传感器信号；处理器；以及存储器，包括用于使处理器执行以下操作的计算机可执行指令：在使用第二组一个或更多个EM传感器信号在患者的解剖结构内定位
器械之前，使用第一组一个或更多个EM传感器信号将外部EM传感器的位置的经编码表示提供给被配置成呈现经编码表示的显示器；以及在使用第二组一个或更多个EM传感器信号在患者的解剖结构内定位器械时，使用第一组一个或更多个EM传感器信号检测EM场发生器或患者中的至少之一的移动。
[0014]根据本申请的另一个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储有指令，所述指令在被执行时使至少一个计算装置执行以下操作：获得指示外部EM传感器在EM场发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种被配置成向用户提供定位信息的系统，所述系统包括：外部电磁EM传感器，所述外部EM传感器被配置成在被定位在由EM场发生器生成的EM场的工作体积中时，基于所述EM场来生成第一组一个或更多个EM传感器信号，所述外部EM传感器被配置成被外部放置在患者上；器械，所述器械包括器械EM传感器，所述器械被配置成插入所述患者中，所述器械EM传感器被配置成基于所述EM场来生成第二组一个或更多个EM传感器信号；处理器；以及存储器，所述存储器包括用于使所述处理器执行以下操作的计算机可执行指令：在使用所述第二组一个或更多个EM传感器信号在所述患者的解剖结构内定位所述器械之前，使用所述第一组一个或更多个EM传感器信号将所述外部EM传感器的位置的经编码表示提供给被配置成呈现所述经编码表示的显示器；以及在使用所述第二组一个或更多个EM传感器信号在所述患者的解剖结构内定位所述器械时，使用所述第一组一个或更多个EM传感器信号检测所述EM场发生器或所述患者中的至少之一的移动。2.根据权利要求1所述的系统，其中，用于使所述处理器使用所述第一组一个或更多个EM传感器信号将所述外部EM传感器的位置的经编码表示提供给被配置成呈现所述经编码表示的所述显示器的所述计算机可执行指令被配置成使所述处理器执行以下操作：基于所述第一组一个或更多个EM传感器信号来确定所述外部EM传感器相对于所述EM场发生器的位置；对所述外部EM传感器相对于所述EM场的所述工作体积的位置的表示进行编码；以及将所述位置的经编码表示提供给被配置成呈现所述经编码表示的所述显示器。3.根据权利要求1所述的系统，其中：所述工作体积包括(i)第一子体积和(ii)第二子体积，所述第二子体积大于所述第一子体积并且包围所述第一子体积；以及所述存储器还包括用于使所述处理器执行以下操作的计算机可执行指令：对所述外部EM传感器相对于所述EM场发生器的所述第一子体积和所述第二子体积中的每一个的位置的表示进行编码；以及将所述EM传感器相对于所述第一子体积和所述第二子体积中的每一个的位置的经编码表示提供给所述显示器。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述存储器还包括用于使所述处理器执行以下操作的计算机可执行指令：对针对所述系统的用户的用于放置所述EM场发生器以使得所述外部EM传感器被定位在所述第一子体积和所述第二子体积中的至少一个内的用户指令进行编码；以及将经编码的用户指令提供给所述显示器。5.根据权利要求3所述的系统，还包括至少两个附加外部EM传感器，所述至少两个附加外部EM传感器被配置成被放置在所述患者上，以围绕感兴趣区域。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述感兴趣区域至少部分地与所述患者的解剖特征交叠。7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述存储器还包括用于使所述处理器执行以下操
作的计算机可执行指令：对用于放置所述EM场发生器以使得限定数量的EM传感器被定位在所述第一子体积内的用户指令进行编码；以及将经编码的用户指令提供给所述显示器。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器还包括用于使所述处理器执行以下操作的计算机可执行指令：对针对所述用户的用于将所述EM场发生器重新定位成更接近所述外部EM传感器的用户指令进行编码；以及将用于重新定位所述EM场发生器的经编码的用户指令提供给所述显示器。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器还包括用于使所述处理器执行以下操作的计算机可执行指令：响应于检测到的移动，限制在定位所述器械时给予所述第二组一个或更多个EM传感器信号的权重。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器还包括用于使所述处理器执行以下操作的计算机可执行指令：响应于检测到的移动，避免在定位所述器械时使用所述第二组一个或更多个EM传感器信号。11.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有指令，所述指令在被执行时使至少一个计算装置执行以下操作：获得指示外部电磁EM传感器在EM场发生器的EM场内的位置的第一组一个或更多个EM传感器信号，所述外部EM传感器被配置成...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：奥瑞斯健康公司，
类型：发明
国别省市：