[发明专利]引导系统和相关联的方法

说明书

本发明公开了引导系统和相关联的方法。一种方法包括：在操作之前接收宏扫描数据；从宏扫描数据定义身体信息模型；在操作期间将导航组件定位在身体中；利用导航组件来生成微扫描数据；在身体信息模型中使宏扫描数据中的位置与微扫描数据中的位置相关；和/或通过将微扫描数据中的图像与宏扫描数据中的图像组合来修改身体信息模型。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2016年11月11日提交的美国临时专利申请号62/420,891 的35U.S.C.§119下的优先权的权益，其通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开的方面总体上涉及医疗设备和操作。特定方面涉及引导系统和相关联的方法。

背景技术

细长设备通常用于进入身体的偏远区域和腔室以用于诊断的、手术的和/或治疗的目的。例如，内窥镜可以使用自然形成的腔或孔和/或手术切口来进入结肠、食道、胃、尿道、膀胱、输尿管、肾脏、肺、支气管、子宫和其他器官；并且导管可以使用循环系统作为路径以进入心脏附近的治疗部位，或使用尿管以进入泌尿区域。这些细长设备可以通过自然的身体路径(诸如大动脉，包括在腹股沟或颈部中发现的那些)被引入到身体中。相同的设备也可以通过在身体中形成的人工路径(诸如由隧道工具形成的隧道)被引入。

通过一些身体路径的导航需要细长设备穿过一直变窄的直径，直到设备的远端到达身体内的手术部位为止。将远端定位在手术部位可能是有挑战的。在一些情况下，可以采用荧光镜以在一个运动平面中引导远端通过身体。由于X 射线是在外部施加的，因此在单个成像平面中，它们通常无法解释身体路径(尤其是延伸深入到身体中的路径)的局部方面。需要附加的传感技术来引导医疗设备通过更大范围的身体路径，并降低与这种导航相关联的风险。提供本文描述的设备、方法和系统的方面以解决这些问题。

发明内容

本公开的方面涉及引导设备、系统和方法。现在描述本公开的许多方面。

本公开的一个方面是一种方法，包括：接收宏扫描(macroscan)数据，其包括身体的第一图像以及与每个第一图像相关联的第一位置数据；根据第一位置数据来组合第一图像以生成身体信息模型；将导航组件定位在身体中；利用导航组件生成微扫描(microscan)数据，微扫描数据包括身体的第二图像和与每个第二图像相关联的第二位置数据；在身体信息模型中的目标位置处使第一位置数据与第二位置数据相关；和/或在目标位置处通过将第一图像与第二图像进行组合来修改身体信息模型。

根据该方面，导航组件可以包括细长轴和位于细长轴的远侧部分上的内部扫描器，并且该方法可以包括将内部扫描器定位在身体中，并利用内部扫描器生成微扫描数据。内部扫描器可以包括被配置为生成身体的波能图像的探针，并且第二图像可以包括波能图像，该方法还包括利用探针生成波能图像。探针可以包括一个或多个超声换能器，其被配置为生成身体的超声图像，并且生成波能图像可以包括利用一个或多个超声换能器来生成超声图像。探针可以包括一个或多个激光源，其被配置为生成身体的激光图像，并且生成波能图像可以包括利用一个或多个激光源来生成激光图像。

在一些方面中，内部扫描器可以包括被配置为生成图形图像的多个成像元件，并且第二图像可以包括图形图像，该方法还包括利用多个成像元件在电磁波谱的一个或多个频率下生成图形图像。生成图形图像可以包括在可见光范围内生成图形图像。内部扫描器包括多个光源，并且该方法还可以包括独立于多个成像元件或与多个成像元件一起操作多个光源。生成微扫描数据可以包括根据预定序列生成第二图像和位置数据。例如，可以以预定序列在60Hz或更高的频率下生成第二图像。

在其他方面中，导航组件可以包括细长轴，并且将导航组件定位在身体中可以包括使细长轴的远侧部分移动通过身体。例如，细长轴的远侧部分可以包括响应于磁场的跟踪传感器，并且生成第二位置数据可以包括在现场移动传感器。