[发明专利]用于导航管状网络的基于图像的向导

权利要求书

1.一种用于基于图像的向导的系统，包括：

电磁（EM）跟踪系统，其获取可插入到管状网络中的内窥镜仪器的远端尖端的所跟踪的三维（3D）位置；以及

计算机系统，通信耦合到所述EM跟踪系统，其中所述计算机系统包括：

非瞬变存储器设备，用于存储计算机可读程序代码，以及

与所述存储器设备通信的处理器，所述处理器与所述计算机可读程序代码一起操作以执行包括下述各项的操作：

对3D图像数据中所述管状网络的至少部分进行分段，

在所述管状网络的二维（2D）术中图像数据中检测所述内窥镜仪器，并确定所检测到的内窥镜仪器的中心线，

执行所述内窥镜仪器和所述中心线的反向投影以生成3D反向投影体积，

至少部分地基于所述3D反向投影体积、所述3D图像数据和所跟踪的3D位置来确定所述内窥镜仪器的设备路径，以及

生成所述设备路径的可视化。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述内窥镜仪器包括支气管镜。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述2D术中图像数据包括荧光透视图像。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述EM跟踪系统在不同时间点处获取与术中2D图像数据的序列相对应的所跟踪的3D位置。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述处理器与所述计算机可读程序代码一起操作以执行包括下述各项的进一步操作：

从术中2D图像数据的序列中选择与到对应的所跟踪的3D位置有最小距离的反向投影内窥镜仪器尖端相对应的图像；

将所跟踪的3D位置平移到曲线表示中；以及

更新所述曲线表示，以最小化所述曲线表示与从所选图像导出的所述内窥镜仪器的反向投影平面之间的差异，其中经更新的曲线表示形成所述设备路径的至少部分。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述曲线表示包括基样条。

7.一种基于图像的向导方法，包括：

对三维（3D）图像数据中的感兴趣区域进行分段；

在所述感兴趣区域的二维（2D）术中图像数据中检测内窥镜仪器，并确定所检测到的内窥镜仪器的中心线；

执行所述内窥镜仪器和所述中心线的反向投影以生成3D反向投影体积；

至少部分地基于所述3D反向投影体积和所述3D图像数据来确定所述内窥镜仪器的设备路径；以及

生成从起始点到目标点的设备路径的可视化。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：获取所述感兴趣区域的3D图像数据，其中所述感兴趣区域包括支气管树的至少部分。

9.如权利要求7所述的方法，进一步包括：在医学过程期间获取所述感兴趣区域的2D术中图像数据。

10.如权利要求9所述的方法，其中获取2D术中图像数据包括：获取一个或多个2D荧光透视图像。

11.如权利要求7所述的方法，进一步包括：确定经分段的感兴趣区域的中心线。

12.如权利要求7所述的方法，进一步包括：经由用户界面来在经分段的感兴趣区域中标识所述内窥镜仪器的起始点和目标点。

13.如权利要求7所述的方法，其中至少部分地基于所述3D反向投影体积和所述3D图像数据来确定所述内窥镜仪器的设备路径包括：

确定一个或多个段分组，其中每一个段分组包括下述一个或多个段的集合：其将经分段的感兴趣区域的主要段定向连接到经分段的感兴趣区域的最远端的段；

确定针对所述一个或多个段分组的一个或多个惩罚函数值；以及

选择所述一个或多个段分组中具有最小惩罚函数值的至少一个段分组，其中所选段分组形成所述设备路径的至少部分。