[发明专利]用于跟踪介入器械的形状传感器系统以及使用方法

说明书

一种医疗跟踪系统包括基准设备，该基准设备包括经配置与传感器装置的配合部分配合的传感器对接特征部。传感器对接特征部将配合部分保持为已知配置。基准设备也包括至少一个可成像的基准标记和被配置用于附接到患者的解剖结构的表面。

技术领域

本公开涉及用于导航患者解剖结构以进行微创手术的系统和方法，并且更具体地涉及使用形状传感器系统来跟踪介入器械的系统和方法。

背景技术

微创医疗技术意图在介入手术期间减少被损害的组织量，从而减少患者的康复时间、不适感和有害的副作用。通过患者解剖结构中的天然孔口或通过一个或多个手术切口可执行此类微创技术。通过这些天然孔口或切口，临床医生可插入介入器械(包括外科手术器械、诊断器械、治疗器械或组织检查器械)，以到达目标组织位置。为到达目标组织位置，微创介入器械可在解剖系统(诸如肺、结肠、肠、肾、心脏、循环系统等)中导航天然或外科手术形成的管道。在现有系统中，电磁(EM)导航可用于跟踪介入器械穿过患者解剖结构的移动。虽然EM导航系统可用于许多手术，但它们可受到来自手术部位中的其他器材的磁场干扰。例如，荧光镜成像系统的C臂或金属器械可对EM导航系统产生磁场干扰，从而在跟踪介入器械中引起不可接受的误差。需要改进的导航系统和方法用于跟踪手术环境中的介入器械，包括在EM导航不适合或可受到损坏的环境中。

发明内容

本发明的实施例由随附说明的权利要求书概括。

在一个实施例中，医疗跟踪系统包括一种基准设备，该基准设备包括经配置与传感器装置的配合部分配合的传感器对接特征部。传感器对接特征部将配合部分保持为已知配置。基准设备也包括至少一个可成像的基准标记和经配置用于附接到患者的解剖结构的表面。

在另一个实施例中，一种用于医疗器械跟踪的方法包括接收解剖结构的模型。该模型限定图像参考帧并且包括至少一个基准标记的图像。该方法还包括当包括至少一个基准标记的基准设备联接到第一形状传感器装置时，将第一形状传感器装置的参考部分配准到多个基准标记。第一形状传感器装置的参考部分相对于至少一个基准标记保持为已知配置。该方法还包括从第一形状传感器装置的第一形状传感接收在第一传感器参考帧中的第一形状传感器信息，以及基于图像参考帧和第一传感器参考帧之间的相关性确定第一形状传感器在图像参考帧中的姿势。

一种用于医疗器械跟踪的方法包括接收解剖结构的模型。该模型限定图像参考帧并且包括至少一个基准标记的模型。该方法还包括从包括参考部分的第一形状传感器接收在第一参考帧中的第一形状传感器信息，所述参考部分相对于至少一个基准标记保持为已知配置。该方法还包括从定位在解剖结构内的第二形状传感器接收在第二参考帧中的第二形状传感器信息。该方法还包括基于第一参考帧、第二参考帧和图像参考帧之间的相关性确定第二形状传感器在图像参考帧中的姿势。

本公开的附加方面、特征和优点将从以下具体实施方式中变得显而易见。

附图说明

当结合附图阅读时，根据下面的具体实施方式，将最好地理解本公开的各方面。强调的是，根据本行业的标准实践，各种特征部未按比例绘制。实际上，为了讨论清楚起见，可以任意地增大或减小各种特征部的尺寸。此外，本公开在各种示例中可重复附图标号和/或字母。这种重复是为了简化和清楚起见，而其本身并不表示所讨论的各种实施例和/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器械系统。

图3示出根据本公开的实施例的具有跟踪系统的介入器械系统。

图4示出根据本公开的实施例的传感器装置。

图5示出根据本公开的实施例的介入器械跟踪系统的使用方法。

图6示出根据本公开的另一个实施例的具有跟踪系统的介入器械系统。