[发明专利]形状感测辅助的医疗过程

说明书

本申请涉及2011年3月31日提交的一般指定申请序列号61/469,988（代理人案号：2011PF00453（195-87）），并且通过引用并入于此。

技术领域

本公开涉及形状感测辅助过程，并且更具体而言，涉及利用形状感测数据以导航复杂生物或机械系统的系统和方法。

背景技术

诊断支气管镜检是经由口将刚性或弹性内窥镜插入气道以获得活检的过程。能够执行活检以确认癌症、识别癌症类型、癌症阶段、确定治疗的效果等。在介入期间，在气道插入支气管镜，并且肺脏学家导航至靶。然而，归因于若干原因，在支气管镜检期间采取组织样本是具有低于期望的成功过程比率的困难的任务。第一，气道的拓扑结构非常复杂，并且医师前进到支气管树范围中会迷失。第二，在周围区域中，支气管镜的尺寸可以大于气道的直径，并且医师不再接收来自支气管镜的图像反馈。另外，当尝试导航靶时，可以导致气胸或肺萎陷。

即使由于在介入室中的不同定位（例如，由于CT扫描、患者运动、呼吸运动等），患者解剖经历形变，手术前成像数据（诸如胸和肺的计算机断层摄影（CT）扫描）提供有价值的信息源。不管位置如何改变，气道树的拓扑结构保持相对不改。为了辅助导航，已经提出了不同途径；然而，精确且可靠的靶向仍存在明显的问题，尤其对于在肺周围区域中的靶。

国际申请WO2010/111090（Prisco等人的标题为“System for providing visual guidance for steering a tip of an endoscopic device towards one or more landmarks and assisting an operator in endoscopic navigation”一文）涉及通过显示邻近当前图像的航线的图形表示被提供给内窥镜设备的操作员的界标方向引导，所述当前图像由被放置在内窥镜设备尖端处的图像捕获设备捕获。

发明内容

根据本原理，一种用于医疗过程中的形状感测辅助的系统和方法包括通过分布式路径系统的三维图像通向靶的规划路径。能够进行形状感测的细长装置被引入路径系统，并且测量在路径系统中的细长装置的形状。将细长装置的形状与在三维图像中的规划路径的形状进行比较，以确定细长装置在规划路径上的位置。确定细长装置在分叉路径处的容许移动，以将细长装置维持在规划路径上。

一种用于医疗过程中的形状感测辅助的系统和方法包括分布式路径系统的三维图像。包括能够进行形状感测的细长装置，其用于插入路径系统，以测量路径系统中的细长装置的形状。路径确定模块被配置为计算在三维图像中通向靶的规划路径，并且计算细长装置在路径系统中的分叉路径处的容许移动，以提供根据规划路径决定采取分叉路径中的哪个的反馈。

另一系统包括处理器和存储装置，所述存储装置被耦合到处理器，并且被配置为存储分布式路径系统的三维图像，并且路径确定模块被配置为计算在三维图像中通向靶的规划路径。包括能够进行形状感测的细长装置，其用于插入路径系统，以测量路径系统中的细长装置的形状。路径确定模块被配置为计算细长装置路径系统中的分叉路径处的容许移动。反馈机构被配置为提供感觉反馈，以根据规划路径决定采取分叉路径中的哪个。

通过结合附图阅读的图示性实施例的以下详细描述，本公开的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

参考以下附图，本公开将详细给出优选实施例的以下描述，其中：

图1是示出了根据本原理用于医疗过程中的形状感测辅助的系统/方法的方框/流程图；

图2是示出了根据一个实施例确定正确路径的分叉结构处的范围的示意图；

图3是示出了根据另一实施例计算的具有不容许移动的细长装置的分叉结构的示意图；以及

图4是示出了根据图示性实施例用于医疗过程中的形状感测辅助的方法的方框/流程图。

具体实施方式

根据本原理，在过程期间通过提取装置的形状感测数据并且使用手术前数据基于规划路径来限定装置的形状，从而提高装置导航。装置可以包括，例如，支气管镜、引导鞘、导管或其他器械。通过规划引导导航，所述规划导致更快且更精确的导航，所述导航具有更可靠靶和更小风险的负面后果，诸如例如，在支气管镜检应用中的气胸。