[发明专利]用于使用减小的搜索空间的医疗设备的配准系统和方法

说明书

本发明公开了用于使用减小的搜索空间的医疗设备的配准系统和方法，涉及一种方法，该方法包括，识别在患者解剖结构的存储图像中的连接的解剖结构，并且生成表示连接的解剖结构的多个柱形联动单元。该方法也包括接收对应于器械上的点的跟踪数据，其中该器械安置在连接的解剖结构中的至少一个内；以及使器械上的点与多个柱形联动单元中的一个匹配。

本申请是申请日为2013年5月13日、名称为“用于使用减小的搜索空间的医疗设备的配准系统和方法”的中国专利申请201380025128.7的分案申请。

技术领域

本公开涉及用于在医疗程序期间跟踪在患者解剖结构内的医疗设备的系统和方法，并且更具体地涉及减小的搜索空间有效跟踪患者解剖结构内的医疗设备的系统和方法。

背景技术

微创医疗技术旨在减少在诊断或手术程序期间受损的组织量，从而缩短患者的恢复时间、减轻患者的不适并且减少有害的副作用。此类微创技术可以通过在患者解剖结构中的自然孔口，或通过一个或多个手术切口执行。通过这些自然孔口或切口，临床医生可以将手术器械插入到达靶组织位置。为到达靶组织位置，微创手术器械可以在解剖系统中的自然的或手术创建的连通通道中导航，其中解剖系统诸如肺、结肠、肠、肾脏、心脏、循环系统等。导航辅助系统帮助临床医生按路线传送手术器械，并且避免对解剖结构的损伤。这些系统可以结合位置和形状传感器的使用，以更准确地描述手术器械在真实空间中的形状、姿态和位置或手术器械相对于术前图像或者并行/同步(concurrent)图像的形状、姿态和位置。在动态解剖系统中和/或在布满许多解剖通道的解剖区域中，将微创器械准确配准到解剖系统中是一项耗时且计算机处理密集的任务。需要改善的系统和方法，以便提高将微创器械配准到解剖系统的系统和方法的准确性和效率。

发明内容

该发明的实施例由所附的权利要求概括。

在一个实施例中，方法包括识别在患者解剖结构的存储图像中的连接解剖结构，并且生成表示该连接解剖结构的多个联动单元。该方法也包括接收对应于器械上的点的追踪数据，其中该器械安置在该连接解剖结构中的至少一个内；以及使器械上点与多个联动单元中的一个匹配。

在另一个实施例中，医疗系统包括柔性器械，该柔性器械包括适合于提供器械上的点的追踪数据的传感器和存储患者解剖结构的图像的存储器。该系统也包括处理器，该处理器识别在患者解剖结构的存储图像中的连接解剖结构，并且生成表示该连接解剖结构的多个联动单元。该处理器也接收对应于器械上的点的追踪数据，并且使器械上的点与多个联动单元中的一个匹配，其中所述器械安置在该连接解剖结构中的至少一个内。

在另一个实施例中，方法包括生成患者解剖结构的一组连接通道的图像，并且接收器械上的点的位置信息，该位置信息指示所述点相对于连接通道的位置。该方法也包括生成所述点的调整位置信息，包括将患者解剖结构的该组连接通道模拟为联接柱体的结构，并且用调整位置信息创建调整器械图像。该方法也包括生成合成图像，该合成图像包括该组连接通道的图像和该调整器械图像。

附图说明

当与附图一起阅读时，本公开的各方面从以下详细描述中最优理解。要强调的是，依照在行业中的标准惯例，各种特征未按比例画出。实际上，为使讨论清晰，各种特征的尺寸可以随意增大或减小。此外，在各种示例中，本公开可以重复标识号和/或字母。这种重复是为了简单且清晰的目的，并不自身决定所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。

图1为依照本公开的实施例的机器人手术系统。

图2示出利用本公开的方面的手术器械系统。

图3a为与微创器械的图像配准的人肺的图像。

图3b为从微创器械的角度描绘人肺区域的人肺的内部图像。

图4为肺的支气管通道的一部分的图示。

图5为表示图4的支气管通道的多个柱形联动单元的图示。