用于内窥镜手术期间的引导注射的系统及方法技术方案

一种引导系统及方法，包括实时成像装置（121），其被配置为在术中收集靶区域的图像数据，以提供实时图像。靶确定模块（108）被配置为生成被配准到所述实时图像的叠加图（111），以将形态特征信息投影在所述靶区域的所述实时图像中的对应特征上。提供医疗器械（122），以在所述靶区域上执行过程，从而基于所述叠加图，将所述至少一个医疗器械引导到适合用于执行手术任务的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及医疗过程及系统，并且更具体地，涉及引导注射系统及方法。
技术介绍
冠状动脉旁路移植术(CABG)期间的心肌内干细胞注射对心脏再生具有积极效果。对于许多否则将不得不经历开胸手术患者来说，微创内窥镜CABG (M1-CABG)是具有前景且处于发展中的替代途径。在M1-CABG期间，干细胞或其他试剂的心肌内注射可以是治疗的部分，但对于成功执行而言，在技术上是有问题的。 由于缺乏关于瘢痕、局部缺血或其他病理区域的程度和位置的信息，以及其他缺失数据，诸如，心脏壁厚，在M1-CABG期间试剂的手动心肌内注射是富有挑战性的。信息的缺乏部分由于M1-CABG期间可用的术中成像模态仅为内窥镜这一事实。
技术实现思路
根据本原理，一种引导系统和方法包括实时成像装置，其被配置为在术中收集靶区域的图像数据，以提供实时图像。靶确定模块被配置为生成被配准到所述实时图像的叠加图，以将形态特征信息投影在所述靶区域的所述实时图像的对应特征上。提供一种医疗器械，在所述靶区域上执行过程，从而基于所述叠加图，将所述至少一个医疗器械引导到适合用于执行手术任务的区域。一种工作站包括处理器和被耦合到所述处理器的存储器。实时成像装置被配置为在术中收集靶区域的图像数据，以提供实时图像。靶确定模块被存储在所述存储器中，并且被配置为在显示器上生成被配准到所述实时图像的叠加图，以将形态特征信息投影在所述靶区域的所述实时图像中的对应特征上。手动或自动地控制医疗器械，以在所述靶区域上执行过程，从而基于所述叠加图，将所述至少一个医疗器械引导到适合用于执行手术任务的区域。一种方法，包括确定针对患者的靶区域的感兴趣特性；对靶区域进行实时成像，以提供实时图像；在显示器上生成被配准到所述实时图像的叠加图，以将形态特征信息投影到所述靶区域的所述实时图像中的对应特征上；以及在所述靶区域上执行过程，从而基于所述叠加图，将至少一个医疗器械引导到适合用于执行手术任务的区域。根据联系附图阅读的下文对说明性实施例的详细描述，本公开的这些和其他目标、特征和优点将变得显而易见。【附图说明】本公开将参考以下附图，详细地提出对优选实施例的以下描述，其中:图1为示出根据一个说明性实施例用于根据组织特性的叠加图进行引导的系统/方法的框图/流程图；图2为根据一个说明性实施例由内窥镜收集的示出叠加图的实时图像；图3为根据另一说明性实施例示出引导系统/方法的框图/流程图；图4为根据另一说明性实施例说明性地示出使用多个器械在胸腔中执行的过程的不意图；图5为根据另一说明性实施例示出相对于叠加图的十字线的实时图像；图6为根据另一说明性实施例示例性地示出使用机器人在胸腔中执行的过程的示意图；图7为根据另一说明性实施例示出相对于叠加图的靶符号的实时图像；图8为根据另一说明性实施例示例性地示出使用机器人和用于同时确定靶组织的特性的超声成像系统在胸腔中执行的过程的示意图；图9为根据另一说明性实施例示出具有对于部署医学装置而言不可接受部位的叠加图的实时图像；以及图10为示出根据另一说明性实施例用于根据组织特性的叠加图进行引导的系统/方法的框图/流程图。【具体实施方式】本原理提供一种注射装置、用于将所述装置引导到患者中的正确位置的系统及方法、以及用于对窥镜图像中的解剖学信息进行检索和可视化的系统及方法。在一个实施例中，采用注射针，其能够根据局部心脏壁厚或其他病理的受控深度被延伸或部署，以避免填塞或其他严重并发症。将使用到介入科医师的充分反馈引导并且延伸/部署所述注射装置，以避免灾难性的并发症。提供一种内窥镜图像引导系统，其在微创冠状动脉旁路移植术(M1-CABG)以及其他过程期间对关于瘢痕位置和组织厚度的经配准的数据进行投影。能够手动地或通过机器人操纵所述注射装置到靶区域。基于在所述靶区域的组织厚度的知识及其可视化，延伸所述注射针。M1-CABG期间的闭环试剂递送利用针和注射器的半自动或全自动驱动均是可能的。试剂可以包括干细胞、药物等。也应当理解，本专利技术将在医疗器械方面进行描述；然而，本专利技术的教导要宽泛的多，并且可应用于在跟踪或分析复杂生物或机械系统中采用的任何器械。尤其，本原理可应用于生物系统的内部跟踪过程，在诸如肺、心脏、胃肠道、排泄器官、血管等的身体的所有区域中的过程。附图中描绘的元件可以在硬件与软件的各种组合中得以实施，并且提供可以被组合在单个元件或多个元件中的功能。通过使用专用硬件以及能够运行与合适的软件相关联的软件的硬件，能够提供附图中所示的各种元件的功能。在由处理器提供时，能够由单个专用处理器、由单个共享处理器，或由多个独立的处理器(它们中的一些能够是共享的)提供所述功能。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解读为唯一地指代能够运行软件的硬件，并且能够暗含地包括而不限于数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、非易失性存储器等。此外，本文中记载本专利技术的原理、方面和实施例的所有陈述，以及其具体范例，意在涵盖其结构及功能的等同方案。额外地，这样的等同方案意在包括目前已知的等同方案以及未来发展的等同方案(即，无论其结构执行相同功能的所发展的任何元件)。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本文提出的框图表示体现专利技术原理的说明性系统部件和/或电路的概念视图。类似地，将认识到，无论这样的计算机或处理器是否被明确示出，任何流程表、流程图等表示各个过程，所示各个过程基本上可以被表示在计算机可读存储介质中并因此由计算机或处理器运行。此外，本专利技术的实施例能够采取计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品可从提供由计算机或任何指令运行系统使用或与计算机或任何指令运行系统相连的程序代码的计算机可用或计算机可读存储介质访问。出于该描述目的，计算机可用或计算机可读存储介质能够是任何这样的设备，所述设备可以包括、存储、通信、传播或传送用于由指令运行系统、设备或装置使用或与执行运行系统、设备或装置相连的程序。所述介质能够是电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或设备或装置)或传播介质。计算机可读介质的范例包括半导体或固态存储器、磁带、可移除计算机软盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的当前范例包括压缩盘-只读存储器(⑶-ROM)、压缩盘-读/ 写(CD-R/W)和 DVD。现在参考附图，其中类似的附图标记表示相同或相似的元件，并且首先参考图1，说明性地描绘了根据本原理用于执行医疗过程的系统100。系统100可以包括工作站或控制台112，从所述工作站或控制台112监督并管理过程。工作站112优选地包括一个或多个处理器114以及用于存储程序和应用的存储器116。存储器116可以存储用于引导医疗器械、病理图及相关数据、成像信息等的程序/应用/数据。系统100可以包括用于聚集图像数据的内窥镜或其他装置120。装置120可以包括提供实时图像数据的成像系统121 (例如，照相机)。内窥镜120可以包括光源，以在过程期间提供光。在过程(例如，M1-CABG过程期间)期间，针对靶组织或器官140，可以采用成像系统110，以在术前或术中对靶病理位置(或其他特性，例如组织厚度等等)的经配准数据进行投影。成像系统11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种引导系统，包括：实时成像装置（121），其被配置为在术中收集靶区域的图像数据，以提供实时图像；靶确定模块（108），其被配置为生成被配准到所述实时图像的叠加图（111），以将形态特征信息投影到所述靶区域的所述实时图像中的对应特征上；以及至少一个医疗器械（122），其用于在所述靶区域上执行过程，从而基于所述叠加图，将所述至少一个医疗器械引导到适合用于执行手术任务的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.17 US 61/498,0621.一种引导系统，包括: 实时成像装置(121)，其被配置为在术中收集靶区域的图像数据，以提供实时图像； 靶确定模块(108)，其被配置为生成被配准到所述实时图像的叠加图(111)，以将形态特征信息投影到所述靶区域的所述实时图像中的对应特征上；以及 至少一个医疗器械(122)，其用于在所述靶区域上执行过程，从而基于所述叠加图，将所述至少一个医疗器械引导到适合用于执行手术任务的区域。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述实时成像装置包括配备照相机的内窥镜(120)。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述靶区域(140)包括心脏，并且所述形态特征信息包括所述心脏上的壁厚和瘢痕组织中的至少一个。4.如权利要求3所述的系统，其中，所述叠加图(111)包括颜色变化和纹理变化之一，以指示所述心脏上的所述壁厚和瘢痕组织中的至少一个的变化。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个医疗器械(122)包括针(124)，并且所述叠加图(111)示出能够接受的注射部位。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个医疗器械(122)包括针(124)，并且所述叠加图(111)示出不应当发生注射的危险区(144)。7.如权利要求1所述的系统，其中，使用机器人(132)引导所述至少一个医疗器械(122)，并且基于所述叠加图控制所述机器人。8.如权利要求7所述的系统，其中，所述机器人(132)将所述至少一个医疗器械插入器官中。9.如权利要求7所述的系统，其中，所述机器人(132)测量所述至少一个医疗器械(122)的针(124)的插入深度，并且显示器(118)实时地指示当前插入深度。10.如权利要求7所述的系统，其中，所述机器人(132)使用力传感器(123)测量所述至少一个医疗器械(122)的 针(124)的插入力，并且显示器(118)实时地指示当前插入力。11.如权利要求10所述的系统，其中，在闭环控制系统中采用有关所述插入力的信息，以控制插入深度。12.如权利要求1所述的系统，其中，使用成像系统(110)在术前或术中从所述靶区域收集所述形态特征信息。13.一种工作站，包括: 处理器(114); 存储器(116)，其被耦合到所述处理器； 实时成像装置(121)，其被配置为在术中收集靶区域的图像数据，以提供实时图像； 靶确定模块(108)，其被存储在所述存储器中，并且被配置为在显示器上生成被配准到所述实时图像的叠加图(111)，以将形态特征信息投影到所述靶区域的所述实时图像中的对应特征上；以及 至少一个医疗器械(122)，其被手动地或自动地控制为在所述靶区域上执行过程，从而基于所述叠加图，将所述至少一个医疗器械引导到适合用于执行手术任务的区域。14.如权利要求13所述的工作站，其中，所述实时成像装置(121)包括配备照相机的内窥镜(120)。15.如权利要求13所述的工作站，其中，所述靶区域(140)包括心脏，并且所述形态特征信息包括所述心脏上的壁厚和瘢痕组织中的至少一个。16.如权利要求15所述的工作站，其中，所述叠加图(111)包括颜色变化和纹理变化之一，以指示所述心脏上的壁厚和瘢痕组织中的所述至少一个的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·曼茨克，R·陈，H·埃尔哈瓦林，A·波波维奇，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：