[发明专利]用于经皮插入的设备的图像引导导航的系统和方法

说明书

本申请涉及用于经皮插入的设备的图像引导导航的系统和方法。具体而言，用于图像引导的医疗程序的系统和方法使用透视3D重建图来计划和导航从入口点到目标的经皮插入的设备(例如活检工具)。

技术领域

本公开涉及医疗设备的图像引导导航的领域，尤其涉及从经皮入口点到目标(例如，肿瘤)的经皮插入工具的图像引导导航，以执行例如定位(例如，使用染料、导丝或基准)、活检或目标消融的程序。

背景技术

计算机断层扫描(CT)引导的穿刺活检是从肺结节中获取组织样本以进行肺癌诊断的常用方法。患者躺在CT台上并接受局部麻醉注射以使针路麻木。通过术前CT扫描定位目标肺结节，临床医生可使用它来规划到达目标结节的最安全的针头路径。通过术中CT扫描确认目标结节和针头的位置，临床医生将针头插入皮肤，将其推向目标结节并入口目标结节，并取出目标结节的样本。尽管CT提供了高空间分辨率和良好的组织对比度，从而可以精确安全地放置活检针，但CT无法提供实时成像、跟踪和移动感知。

发明内容

在各方面中，本公开的特征在于使用经皮插入的设备执行图像引导的医疗程序的方法。经皮插入的医疗设备可以用于执行定位、活检、消融或任何其他合适的图像引导医疗程序。在一个总的方面，一种方法包括对包括目标区域的患者身体的至少一部分执行第一透视扫描，以获得第一透视图像。所述方法还包括基于第一透视图像确定目标的位置，并且基于目标位置和第一透视图像确定入口点的位置。所述方法还包括：执行第二次透视扫描，以获得在入口点插入患者体内的经皮插入的设备的第二张透视图像，并基于第二透视图像确定所插入的经皮插入的设备的位置和方向，以及经皮插入的设备和目标之间的距离，为每个第二透视图像确定第二姿势，并基于第二透视图像和第二姿势生成并显示第二透视三维(3D)重建图。所述方法还包括：在插入经皮插入的设备之后，执行第三透视扫描以获取第三透视图像；为每个第三透视图像确定第三姿势；以及基于第三透视图像和第三姿势生成并显示第三透视3D重建图。

在各方面，本公开的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。执行第一透视扫描可以包括执行透视扫描以获得不透射线的物体的第一透视图像，其指示入口点的位置。所述方法可以包括：确定不透射线的物体相对于目标的位置，并基于不透射线的物体相对于目标的位置来确定入口点的位置。该方法可以包括：基于第一透视图像显示到目标的距离，以及使用经皮插入的设备上的长度标记使经皮插入的设备前进所显示的距离。

所述方法可以包括：确定每个第一透视图像的第一姿势，并基于第一透视图像和第一姿势来生成第一透视3D重建图。所述方法可以包括：基于所确定的入口点和目标的位置将指示入口点和目标的标记施加到第一透视扫描3D重建图，以及显示标记的第一透视扫描3D重建图。所述方法可以包括：为每个第二透视图像确定第二姿势，并且基于第二透视图像和第二姿势来生成第二透视3D重建图。所述方法可以包括：将第二透视3D重建图配准到第一透视3D重建图，并且基于该配准将施加到第一透视3D重建图的标记转移到第二透视3D重建图。

所述方法可以包括：在第一透视图像的至少两个上施加指示目标的位置的标记。所述方法可以包括：基于第二透视扫描图像确定经皮插入的设备的位置和方向；以及基于确定经皮检查设备的位置和方向，将指示经皮插入的设备的标记施加到第二透视扫描图像中的至少两个。经皮插入的设备可以是活检针或消融设备。

所述方法可以包括：在推进经皮插入的设备之后，执行第三透视扫描以获得经皮插入的设备的第三透视图像；基于第三透视图像确定经皮插入的设备的尖端的位置；以及确定经皮插入的设备的尖端位置在目标位置。所述方法可以包括：为每个第三透视图像确定第三姿势，并且基于第三透视图像生成第三透视3D重建图。可以基于第三透视3D重建图来确定经皮插入的设备的尖端的位置。所述方法可以包括：向第一透视3D重建图施加指示要避开的关键结构的标记。