[发明专利]用于取向检测和工具安装的系统和方法

说明书

一种系统包括工具和导管，导管的尺寸被设置为接收所述工具。所述系统还包括处理器和存储器，存储器具有被存储在其上的计算机可读指令。当被所述处理器执行时，所述计算机可读指令使得所述系统经由所述工具的图像传感器接收来自所述导管的管腔内的多个图像。每个图像包括多个像素。对于每个图像，识别与可观察特征相关联的多个像素的子集。对于每个图像，基于所识别的多个像素的子集确定所述可观察特征的可能取向。基于每个图像的所述可观察特征的可能取向的组合确定所述可观察特征的复合取向。基于所确定的复合取向确定所述工具相对于所述导管的旋转偏移。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年7月10日提交的美国临时申请62/696,178的权益，其以引用方式被完全并入本文。

技术领域

本公开涉及用于检测并识别导管中的工具的取向的系统和方法，并且在各种实施例中，可以包括确定工具在导管中的适当安装。

背景技术

微创医疗技术意图减少医疗程序期间损伤的组织量，从而减少患者恢复时间、不适和有害副作用。这种微创技术可以通过患者解剖体的自然孔口或通过一个或多个外科手术切口执行。通过这些自然孔口或切口，医师可以插入微创医疗器械(包括外科手术器械、诊断器械、治疗器械或活检器械)到达目标组织位置。一种这样的微创技术是使用可以被插入解剖通道中并导向患者解剖结构内的感兴趣区域的柔性的和/或可转向的细长装置(诸如柔性导管)。由医务人员控制这种细长装置涉及几个自由度的管理，至少包括管理细长装置的插入和缩回以及装置的转向。

因此，研发用于微创医疗技术期间使用的改善的系统和方法将会是有利的。

发明内容

随附于说明书的权利要求最好地概括了本发明的一些实施例。

与一些实施例一致，提供了一种用于确定被至少部分地安装在导管内的工具的取向的方法。所述方法可以包括经由所述工具的图像传感器捕获所述导管的管腔内的第一图像，所述第一图像包括多个像素。所述方法可以进一步包括识别包括可观察特征的所述多个像素的第一子集和包括背景颜色的所述多个像素的第二子集。所述方法可以进一步包括将所述多个像素的所述第二子集调整为中性颜色。所述方法可以进一步包括通过过滤所述多个像素来去除所述第二子集而产生修改的图像。所述方法可以进一步包括确定所述修改的图像中的所述可观察特征的角度取向。所述方法可以进一步包括基于所述可观察特征的所述角度取向确定所述工具相对于所述导管的旋转偏移。

与一些实施例一致，提供了一种用于确定导管中的工具的取向的系统。所述系统可以包括被成形为定位在所述导管的管腔中的工具。所述系统可以进一步包括被定位在所述工具中的成像传感器。所述系统可以进一步包括在所述导管中被定位在所述成像传感器的视场内的可观察特征，并且所述成像传感器可以被配置为捕获包括第一图像的所述视场的图像，所述第一图像包括所述可观察特征。所述第一图像中的所述可观察特征的方位可以指示所述工具已经在所述导管内旋转的旋转偏移。

与一些实施例一致，提供了一种用于确定被至少部分地安装在导管内的工具的取向的方法。所述方法可以包括经由所述工具的图像传感器从所述导管的管腔内捕获第一图像，所述第一图像包括多个像素。所述方法可以进一步包括识别包括第一可观察特征的所述多个像素的第一子集、包括第二可观察特征的像素的第二子集、和包括背景颜色的所述多个像素的第三子集。所述方法可以进一步包括将所述第三子集调整为中性颜色。所述方法可以进一步包括通过过滤所述多个像素来去除所述第三子集而产生修改的图像。所述方法可以进一步包括确定所述修改的图像中的第一和第二可观察特征中的每一个的角度取向。所述方法可以进一步包括基于第一和第二可观察特征的所述角度取向确定所述工具相对于所述导管的旋转偏移。

应理解，以上大致描述和以下详细描述二者本质上是示例性和解释性的，并且旨在提供对本公开的理解而非限制本公开的范围。就此而言，根据下面的详细描述，本公开的附加方面、特征和优点对于本领域技术人员将是显然的。

附图说明