[发明专利]使用软点特征来预测呼吸循环并改善端部配准的方法

说明书

本公开提供了一种用于使感兴趣的区域的管腔网络与所述感兴趣的区域的管腔网络的图像配准的方法。所述方法包括：基于所述感兴趣的区域的图像来生成所述感兴趣的区域的模型；确定所述感兴趣的区域中的软点的位置；在所述位置传感器在所述感兴趣的区域内进行导航时跟踪所述位置传感器的位置；比较所述感兴趣的区域内的所述位置传感器的所述跟踪位置；将所述位置传感器导航到所述软点；确认所述位置传感器位于所述软点处；以及基于所述软点处的所述位置传感器的所述跟踪位置来更新所述模型与所述感兴趣的区域的配准。

背景技术

技术领域

本公开涉及利用患者身体的感兴趣的区域对运动建模，并且更具体地，涉及用于在整个呼吸循环内利用患者的真实特征来对感兴趣的区域的三维模型进行自动配准和更新的装置、系统和方法。

相关领域

用于检查患者气道的常见装置是支气管镜。通常，支气管镜通过患者的鼻腔或口腔插入患者的气道中并且可以延伸到患者的肺中。典型的支气管镜包括：细长柔性管，其具有用于照明支气管镜尖端远侧区域的照明组件；成像组件，其用于提供来自支气管镜尖端的视频图像；以及工作通道，可以通过该工作通道插入器械(例如，诊断仪器(诸如活检工具)、治疗仪器)。

然而，由于支气管镜的大小，支气管镜在通过气道前进的程度有限。在支气管镜太大而无法到达肺深处的靶标位置的情况下，临床医生可以利用某些实时成像模态，诸如荧光镜检查。虽然有用，但荧光镜图像在导航方面存在某些缺点，因为通常难以将管腔通道与实体组织区分开。此外，由荧光镜检查生成的图像是二维的，而导航患者的气道需要具有三维操纵的能力。

为了解决这些问题，已经开发了通常能够根据一系列计算机断层摄影(CT)图像形成气道或其他管腔网络的三维模型的系统。已经开发出一种这样的系统作为目前由Medtronic PLC销售的ELECTROMAGNETIC NAVIGATION (ENB^TM)系统的一部分。在标题为“ENDOSCOPE STRUCTURES AND TECHNIQUES FORNAVIGATING TO A TARGET IN BRANCHED STRUCTURE”的由Gilboa于2004年3月29日提交的共同转让的美国专利No.7,233,820以及标题为“SYSTEM AND METHOD FOR NAVIGATINGWITHIN THE LUNG”的Brown的共同转让的美国专利申请序列号13/836,203中描述了这样的系统的细节，所述专利的全部内容以引用方式并入本文。

尽管美国专利No.7,233,820中描述的系统非常有能力，但始终需要开发对这种系统的改进和添加。

发明内容

根据本公开，提供了一种将感兴趣的区域与感兴趣的区域的图像配准的方法。在本公开的一个方面，该方法包括：基于感兴趣的区域的图像来生成感兴趣的区域的模型；确定感兴趣的区域中的软点的位置；在位置传感器在感兴趣的区域内导航时跟踪位置传感器的位置；比较感兴趣的区域内的位置传感器的跟踪位置；将位置传感器导航到软点；确认位置传感器位于软点处；以及基于软点处的位置传感器的跟踪位置来更新模型与感兴趣的区域的配准。

在本公开的又一方面，该方法还包括显示在感兴趣的区域内导航位置传感器的指导。

在本公开的再一方面，该方法还包括显示在感兴趣的区域内用于导航位置传感器的指导。位置传感器包括磁场传感器，该磁场传感器被配置为感测磁场并响应于感测的磁场而生成位置信号。

在本公开的另一方面，确认位置传感器位于软点处包括使用CT、超声波或弹性成像对软点进行成像。

在本公开的又一方面，该方法还包括：识别患者身上的静态点；比较患者身上的软点与静态点的位置；以及基于软点的跟踪位置与静态点的比较来更新模型与感兴趣的区域的配准。

在本公开的另一方面，静态点是椎体、主要隆突、胸骨、甲状软骨、肋骨或食道。