[发明专利]使用传感器融合的手术工具导航

权利要求书

1.一种用于管腔网络的导航的系统，其包括：

导航导管，所述导航导管包含护套、光学传感器和惯性测量单元(IMU)；

计算机，其包含计算机可读记录介质，所述计算机可读记录介质上存储有应用程序，所述应用程序在由处理器执行时执行以下步骤：

经由所述光学传感器捕获图像；

将捕获的图像与存储在所述计算机可读记录介质中并且能够由所述应用程序访问的术前图像进行比较；

在所述捕获的图像中识别与所述术前图像中的基准点相对应的基准点；

接收代表所述IMU的加速度和速度的信号；以及

描绘包含从所述术前图像导出的三维(3D)模型或二维(2D)图像的用户界面上的所述导管的位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器执行基于所述IMU的所接收信号而更新所述导管在所述3D模型或2D图像中的所描绘位置的步骤。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述导管进一步包含形状传感器。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述形状传感器是光纤-布拉格光栅。

5.一种导航导管，其包括：

外部护套；

光学传感器，其用于捕获其中放置有所述护套的管腔网络的图像；以及

惯性监测单元(IMU)，其形成在所述外部护套的远侧部分中，其中所述IMU被配置成输出一个或多个信号，所述信号表示所述外部护套的所述远侧部分在所述管腔网络中移动时的速度和加速度。

6.根据权利要求5所述的导航导管，其进一步包括被配置成接收一个或多个工具的工作通道。

7.根据权利要求6所述的导航导管，其中所述工具是活检针或消融装置。

8.根据权利要求5所述的导航导管，其进一步包括形状传感器。

9.根据权利要求8所述的导航导管，其中所述形状传感器是光纤-布拉格光栅。

10.根据权利要求8所述的导航导管，其中所述形状传感器与所述光学传感器进行通信。

11.一种在管腔网络中导航导管的方法，其包括：

经由光学传感器捕获图像；

将捕获的图像与术前图像进行比较；

在所述捕获的图像中识别与所述术前图像中的基准点相对应的基准点；

描绘导管在从所述术前图像导出的三维(3D)模型或二维(2D)图像中的位置；

经由惯性测量单元(IMU)检测所述导管的远侧部分的移动；以及

基于检测到的移动而更新所述导管在所述3D模型或2D图像中的所述位置。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括由所述惯性测量单元(IMU)检测重力向量。

13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括确定所述导管的朝向。

14.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括检测所述IMU的速度和加速度。

15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括确定由通气或心跳引起的移动。

16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括在用户界面上显示通气率或心跳的表示。

17.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括解谐所述用户界面的所述更新以从导管的所描绘位置消除由通气或心跳引起的所确定的移动。