[发明专利]用于在患者体内跟踪内窥镜的位置的装置和方法

权利要求书

1.一种内窥镜系统，其具有内窥镜，所述内窥镜包括内窥镜手柄和内窥镜本体，所述内窥镜系统包括：

位于所述内窥镜上的多个定向标记物；

位于所述患者体外且适于检测所述多个定向标记物中的一个或多个并生成第一定向数据的一个或多个相机；

控制器，其适于接收所述第一定向数据并生成显示所述内窥镜位置的所述患者的解剖结构的虚拟模型；以及

适于从所述控制器接收所述第一定向数据和所述虚拟模型并且将所述虚拟模型投射到所述患者身上的投影仪，其中所述投影仪被校准以在所述内窥镜和患者的坐标系中表达其相对于所述内窥镜和患者的位置的数据，并且基于所述投影仪的内部参数实现所述虚拟模型的实时投射，其中所述投影仪的校准提供了所述投影仪的所述内部参数。

2.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中所述第一定向数据包括已进入所述患者的所述内窥镜本体的所有位置。

3.根据权利要求1所述的内窥镜系统，还包括至少一个位于患者的床上的定向标记物，其中所述控制器适于生成位于所述患者的床上的所述患者的图像。

4.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中所述控制器适于基于指示所述内窥镜本体的位置的数据生成所述内窥镜本体的图像，并且其中所述控制器还适于通过执行所述内窥镜的定向至限定所述患者的位置的坐标系的转换并向所述图像施加所述转换来使所述图像定向，其中所述控制器还适于将所述定向的图像叠加至所述患者的解剖结构的一部分的图像上以生成所述内窥镜本体的定向的叠加图像，其中所述内窥镜系统还包括至少一个屏幕，其适于从所述控制器接收所述内窥镜本体的所述定向的叠加图像。

5.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中所述第一定向数据指示所述内窥镜本体相对于所述坐标系的位置。

6.根据权利要求1所述的内窥镜系统，还包括沿所述内窥镜本体纵向地位于不同位置上的多个传感器，其中所述多个传感器中的每一个适于生成第二定向数据；其中所述第二定向数据指示所述内窥镜手柄的位置。

7.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中所述多个定向标记物包括被置于所述内窥镜的所述手柄上的球体，每个球体具有范围是0.5至2cm的直径。

8.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中所述多个定向标记物包括针点大小的激光束。

9.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中所述多个定向标记物由反射或发射红外光的材料制成。

10.根据权利要求1所述的内窥镜系统，进一步包括多个传感器，它们包括通过电光和机械方法中的一种或多种来测量所述内窥镜的插入管的弯曲和扭曲的加速度计、陀螺仪、磁力计和条带中的一个或多个。

11.根据权利要求1所述的内窥镜系统，进一步包括多个传感器，它们包括电感传感器、电容传感器、电容位移传感器、光电传感器、磁传感器和红外传感器中的一个或多个，其中所述多个传感器中的每一个基于所述传感器对应于唯一的识别符。

12.根据权利要求10所述的内窥镜系统，其还包括距离传感器，其适于检测沿所述内窥镜本体纵向地位于不同位置处的距离标记并生成距离数据，其中所述距离传感器包括用于提供所述插入管在患者的胃肠道内已行进的距离的深度传感器和触摸传感器中的一个或多个。

13.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中所述一个或多个相机包括两个立体校准的相机，它们适于通过三角测量生成包括基准在所述相机自身坐标系中的3D位置的第一定向数据的至少一部分。

14.根据权利要求1所述的内窥镜系统，还包括多个触摸传感器，所述多个触摸传感器被配置为响应于使用者对所述内窥镜本体的抓握来测量所述内窥镜本体的插入深度。