[发明专利]用于确定物品在管状结构之内的位置的位置确定设备

说明书

本发明涉及一种用于确定长形的物品(4)在管状结构之内的位置的位置确定设备(5)，其中位置确定设备(5)包括第一提供单元(6)，用于提供沿着在管状结构之内的路径在多个第一部位处的曲率值的第一分布。位置确定设备(5)还包括：第二提供单元(7)，用于提供沿着物品(4)在多个第二部位处的应变值或曲率值的第二分布；和位置确定单元(8)，用于基于所述第一和第二分布确定物品(4)相对于路径的位置。

技术领域

本发明涉及一种位置确定设备、一种方法和一种计算机程序，用于确定长形的物品，尤其是医疗器械，例如是导管、支气管镜或导针在管状结构，例如是血管或呼吸道之内的位置。本发明还涉及一种成像系统，所述成像系统包括位置确定设备，以及一种成像方法和一种成像计算机程序。

背景技术

在医疗应用中已知位置确定设备，所述位置确定设备使用基于电磁形状测量(EM)或光学形状测量(“optical shape sensing”，OSS)的跟踪技术来确定介入器械在患者体内的位置。光学形状测量典型地借助于多个光学曲率传感器的评估进行，所述曲率传感器又由围绕纤维的横截面同心地设置的应变传感器构成。EM和OSS跟踪技术然而由于在曲率信息的内插和积分的情况下的电磁场或误差的例如不均匀性可能是相对不准确的。

发明内容

本发明的一个目的是，提供一种位置确定设备、一种方法和一种计算机程序，其能够实现更好地确定长形的物品在管状结构之内的位置。本发明的另一目的是，提供一种包括位置确定设备的成像系统以及一种成像方法和一种成像计算机程序。

所述目的通过一种用于确定长形的物品，尤其是医疗器械在管状结构之内的位置的位置确定设备来实现，其中所述位置确定设备包括：

-第一提供单元，用于提供沿着在管状结构之内的路径在多个第一部位处的曲率值的第一分布；

-第二提供单元，用于提供沿着物品在多个第二部位处的应变值或曲率值的第二分布；

-位置确定单元，用于基于第一和第二分布来确定物品相对于路径的位置。

沿着管状结构在多个第一部位处的第一分布的曲率值和沿着物品在多个第二部位处的第二分布的应变值或曲率值是局部值。通过基于这些局部信息而不是基于全局信息来确定物品在管状结构之内的位置可以明显改善位置确定的准确性，因为这些方法对于测量误差是不太敏感的。例如，相对于全局测量误差、如漂移、场不均匀性等的位置确定的准确性可以是不太敏感的并且尤其是完全不敏感的。此外，可以确定物品的位置，而例如不需要基于例如第二分布的曲率值对物品的形状的重建。

第一提供单元可以是存储单元，在所述存储单元中存储第一分布的曲率值，其中第一提供单元可以适合用于提供第一分布的存储的曲率值。第一提供单元然而也可以是接收单元，所述接收单元用于从例如第一确定单元接收第一分布的曲率值和用于提供第一分布的接收到的曲率值。此外，第一提供单元本身也可以是第一确定单元。第二提供单元也可以是存储单元或接收单元。此外，第二提供单元可以是第二确定单元。

第一分布的曲率值优选是预设的。所述曲率值可以基于管状结构的图像、例如计算机断层扫描图像、磁共振断层扫描图像或其他图像来确定。第一分布的曲率值也能够以其他方式确定。例如，在前一方法中一个或多个曲率传感器可以在管状结构之内运动，使得所述曲率传感器位于管状结构之内的已知的第一部位处，而管状结构的曲率借助于曲率传感器测量。用于产生曲率值的另一实例是医疗物品在从图像数据中提取的管状结构之内的位置的模拟。

管状结构例如可以是血管系统、呼吸系统或其他分支的管状结构。管状结构也可以是工程管状结构，例如管道系统、隧道系统、线缆通道系统等。物品优选是医疗器械，例如导针、导管或支气管镜。物品然而也可以是非医疗物品，所述非医疗物品例如在管道系统、隧道系统、线缆通道系统等中运动。