[发明专利]用于利用超声进行肺部可视化的系统和方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于利用超声成像技术可视化肺部的系统和方法。更具体而言， 本公开内容涉及利用超声图像增强由其它成像模态获得的管腔网络的图像。

背景技术

对于肺部疾病(诸如哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和慢性阻塞性肺部疾病 (COLD))或者对于肺部相关疾病的护理标准主要集中在一般对患者是高度侵入性的医疗 和/或药物管理。例如，已经报道了数十年经由局部和侵入性手段(例如，外科手术)的肺去 神经可以对哮喘或肺气肿提供治疗益处。

电磁导航(EMN)已经帮助扩大治疗诸如肺部的管腔网络的可能性。EMN依赖于非侵 入性成像技术，诸如计算机断层扫描(CT)扫描、磁共振成像(MRI)或荧光透视技术。EMN与这 些非侵入性成像技术相结合也已经被用来识别目标的位置并帮助临床医生导航肺部的管 腔网络到达目标。但是，由这些非侵入性成像技术生成的图像已无法提供足够的分辨率来 识别与管腔网络平行延伸的这种神经位置的特征。另外，当执行治疗时，利用这些非侵入性 成像技术的附加图像必须已经被执行，以确定治疗是否已经完成。这增加了患者暴露给有 害X射线或物质的次数和治疗成本。还有，每个临床医生都渴望被治疗的区域的更大分辨 率。因此，存在对于提供期望分辨率并且在操作中临床高效的成像模态的需求。

发明内容

在一方面，本公开内容的特征是一种用于肺部的基于US的询问的方法。该方法包 括：将管腔网络的三维(3D)模型和通路计划导入到导航系统中；生成围绕管腔网络的电磁 (EM)场；沿通路计划朝目标将EM传感器和US换能器插入到管腔网络中；在EM传感器处感测 EM场；同步EM传感器在EM场中的位置与3D模型；在US换能器处发送US波；在US换能器处接收 反射的US波；以及基于反射的US波预测反射US波的组织的类型、密度、疾病状态或者治疗的 充分性。

在一个方面，该系统还包括计算EM场的坐标系与3D模型的坐标系之间的缩放因 子。该方法还包括缩放EM传感器的行进距离，以基于通路计划和缩放因子在3D模型中同步 EM传感器的移动。

在另一方面，该方法还包括处理反射的US波以生成US图像。该方法还包括集成所 生成的US图像与3D模型。该方法还包括基于EM传感器的位置显示集成的3D模型与US图像。 所生成的US图像的分辨率比3D模型的分辨率更精细。所生成的图像示出管腔网络外部的组 织。

在另一方面，该方法还包括计算EM传感器的位置与US换能器的位置之间的距离。 集成所生成的US图像与3D模型是基于所计算的距离的。

在另一方面，该方法还包括基于EM传感器的位置显示状态。该状态指示EM传感器 是位于不在目标的位置处、位于目标处、还是位于与健康组织相邻的位置处。该状态还指示 对目标的治疗是否完成。

在另一方面，该方法还包括确定在治疗之后目标的尺寸是否小于或等于预定尺 寸。该方法还包括显示通知，该通知基于在治疗之后目标尺寸的确定来通知对目标的治疗 的充分性。

在另一方面，该方法还包括在朝目标遵循通路计划时基于反射的US波识别新目 标。该方法还包括将新目标配准到3D模型或将新目标添加到通路计划。

在另一方面，该方法还包括识别患者的呼吸模式。该方法还包括通过基于呼吸模 式补偿患者的呼吸来识别EM传感器的位置。

在不背离本公开内容的范围的情况下，本公开内容的任何上述方面和实施例都可 以被组合。

附图说明

当参照附图阅读各种实施例的描述时，目前公开的系统和方法的目标和特征将对 本领域普通技术人员变得显然，其中：

图1是根据本公开内容的实施例、用于可视化患者的肺部的系统的透视图；

图2A是根据本公开内容的实施例的导管引导组件的剖面图；

图2B是根据本公开内容的实施例、示出图2A的延长的工作通道的远侧尖端的所指 示细节区域的放大图；

图3是根据本公开内容的实施例、用于肺部的三维模型的解剖示意图；

图4A是根据本公开内容的实施例、从进入点到目标的通路的示意图；

图4B是沿剖面线B-B截取的图4A的肺部部分的横截面视图；

图4C是沿图4A的通路计划插入肺部的导管引导组件的示意图；