[发明专利]用于多个视觉系统的配准的系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于导航患者解剖结构以进行微创程序的系统和方法，并且更特别地涉及配准用于进行微创程序的多个视觉系统的系统和方法。

背景技术

微创医疗技术旨在减少在介入性程序期间被损伤的组织的量，由此减少患者恢复时间、不适以及有害副作用。这类微创技术可以通过患者解剖结构内的自然孔口或者通过一个或多个外科手术切口来执行。通过这些自然孔口或切口，临床医生可以插入介入性器械(包括外科手术器械、诊断器械、治疗器械或活检器械)以达到目标组织位置。为了达到目标组织位置，微创介入性器械可以导航在解剖结构系统(例如，肺、结肠、肠、肾、心脏、循环系统等)中的自然的或外科手术产生的通道中。多个系统可以被用于辅助临床医生引导介入性器械通过解剖结构通道。这些系统包括向临床医生显示来自介入性器械的视点的解剖结构通道的视图的可视化系统。需要改进的系统和方法以便利用多个可视化系统来增强临床医生对介入性器械的位置和姿态的理解。

发明内容

本发明的实施例由随附的权利要求概括。

在一个实施例中，一种方法包括生成解剖结构区域的模型并且从位于解剖结构区域内的内窥镜图像捕获探针接收真实图像。该方法还包括识别真实图像中的真实基准区域并且识别解剖结构区域的模型中的多个虚拟组织结构。该方法还包括将多个虚拟组织结构中的一个与真实基准区域进行匹配并且根据多个虚拟组织结构中的匹配的一个虚拟组织结构确定内窥镜图像捕获探针的探针姿态。

在另一实施例中，医疗系统包括柔性导管主体、在导管主体内延伸的图像捕获探针以及存储描述解剖结构区域的解剖结构数据的存储器。该系统还包括处理器，该处理器被配置为生成解剖结构区域的模型并且从位于解剖结构区域内的图像捕获探针接收真实图像。该处理器被进一步配置为识别真实图像中的真实基准区域并且识别解剖结构区域的模型中的多个虚拟组织结构。该处理器被进一步配置为将多个虚拟组织结构中的一个与真实基准区域进行匹配并且根据多个虚拟组织结构中的匹配的一个虚拟组织结构确定图像捕获探针的探针姿态。

一种配准解剖结构图像的方法，该方法包括生成解剖结构区域的三维模型并且从位于解剖结构区域内的内窥镜图像捕获探针接收真实图像。该方法进一步包括识别真实图像中的真实基准区域并且从方位传感器接收方位信息，该方位信息识别解剖结构区域中的探针的尖端所处的子区域。该方法进一步包括识别子区域中的多个虚拟组织结构、将子区域中的多个虚拟组织结构中的一个与真实基准区域进行匹配以及根据子区域中的多个虚拟组织结构中的匹配的一个虚拟组织结构确定内窥镜图像捕获探针的探针姿态。

附图说明

当与附图一起阅读时，从以下具体实施方式中更好地理解本公开的各方面。需要强调的是，根据行业标准惯例，各种特征没有按比例绘制。事实上，各种特征的尺寸可以被任意地增加或减少，以便清晰地讨论。此外，本公开可能在各个示例中重复参考编号和/或字母。这种重复是出于简化和清晰的目的，并且本身并不规定所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。

图1是根据本公开的实施例的机器人介入系统。

图2示出利用本公开的各方面的介入性器械系统。

图3a是来自肺部内的可视化器械的采样真实图像。

图3b是从图3a的真实图像中提取的组织结构的表示。

图3c和3d是从图3a的真实图像中提取的组织结构的分层表示。

图3e是描绘肺部的跟踪图像，微创器械被插入肺部内。

图3f是图3e的跟踪图像的子区域的放大视图。

图3g是显示真实图像、虚拟图像、微观跟踪图像以及宏观跟踪图像的示例性显示屏。

图4a-4d是示出配准多个可视化系统的方法的流程图。

具体实施方式

在本发明的各方面的以下具体实施方式中，陈述多个具体细节是为了彻底理解所公开的实施例。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实施。在其他情况下，没有详细描述熟知的方法、程序、部件以及电路，以免不必要地掩盖本发明实施例的各方面。并且，为了避免不必要的描述性重复，当适用于其他说明性实施例时，根据一个说明性实施例描述的一个或多个部件或动作可以被使用或省略。