[发明专利]估计呼吸期间胸腔移动的系统、方法和计算机可读介质

说明书

本文描述了一种用于可视化患者胸部内的结构的移动的系统。所述系统包含电磁跟踪系统、计算装置和显示器。所述计算装置包含处理器，所述处理器被配置为：生成所述患者内部的3D模型；获得用于所述3D模型的EM传感器的位置；在呼吸周期期间的间隔处确定所述EM传感器的位置；确定在最大潮气量和最小潮气量处的所述EM传感器的位置；确定在最大潮气量处和用于所述3D模型的所述EM传感器的所述位置之间的差异；基于在最大潮气量处与用于所述3D模型的所述EM传感器的所述位置之间的所述差异，生成在最大潮气量处的3D模型；并且将在最大潮气量处的所述3D模型存储在存储器中。

技术领域

本公开涉及用于在呼吸期间基于检测到的传感器移动来估计胸腔内、上和整个胸腔内的组织移动的装置、系统、方法和计算机可读介质。特别地，本公开涉及用于生成和更新胸腔以及胸腔内的结构(其整体在呼吸周期期间移动)的三维(3D)模型的装置、系统、方法和计算机可读介质。

背景技术

已经开发了使得能够在典型地从一系列计算机断层摄影(CT)图像生成患者身体中的气道和其他管腔网络的3D模型的系统。一种此类系统已经被开发为目前由MedtronicPLC公司出售的ELECTROMAGNETIC(ENBTM)的一部分。在由Brown等人于2015年6月29日提交的标题为“用于在肺部内导航的系统和方法”的共同转让的美国专利申请公开第2016/0000302号中，以及由贝克等人于2013年3月15日提交的标题为“路径规划系统和方法”的美国专利第9,459,770号中描述了此类系统的细节，所述专利中的每个的全部内容都通过引用并入本文。尽管美国专利申请公开第2016/0000302号和第9,459,770号中描述的系统都是很有能力的，但总是需要对此类系统进行改善和添加。

发明内容

根据本公开的实施例，提供用于可视化患者胸部内的结构的移动的系统。

在本公开的一个方面，示例性系统包含电磁(EM)跟踪系统，所述电磁(EM)跟踪系统包含：EM场发生器，其被配置为生成EM场；多个EM传感器，其附着到患者并且可在EM场内移动；以及跟踪模块，其被配置为检测多个EM传感器在EM场内的位置。所述系统还包含显示装置和计算装置，所述计算装置包含处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时，使得所述计算装置执行以下操作：接收患者胸部的多个图像；基于患者胸部的多个图像生成患者胸部内部的第一3D模型；确定在全屏气处的所述多个EM传感器的位置；确定在最大潮气量处的所述多个EM传感器的位置；确定在最大潮气量处的所述多个EM传感器的位置与在全屏气处的所述多个EM传感器的位置之间的差异；基于在最大潮气量处的所述多个EM传感器的位置与在全屏气处的所述多个EM传感器的位置之间的差异，生成在最大潮气量处的第二3D模型；并且使得所述显示装置显示所述第二3D模型。

在本公开的另一个方面，所述指令在由所述处理器执行时，还使得所述计算装置执行以下操作：确定在最小潮气量处的所述多个EM传感器的位置；确定在最小潮气量处的所述多个EM传感器的位置与在最大潮气量处的所述多个EM传感器的位置之间的差异；并且基于在最小潮气量处的所述多个EM传感器的位置与在最大潮气量处的所述多个EM传感器的位置之间的差异生成在最小潮气量处的第三3D模型。

在本公开的又一个方面，所述指令在由所述处理器执行时，还使得所述计算装置执行以下操作：从多个EM传感器中选择所述EM传感器的子集，所述EM传感器的子集对应于患者胸部的区域；确定所述EM传感器的子集的当前位置；确定所述EM传感器的子集的当前位置与最大潮气量期间的EM传感器的子集的位置、最小潮气量期间的EM传感器的子集的位置、以及多个EM传感器的选定的第一位置之间的差异；并且基于所述EM传感器的子集的当前位置与最大潮气量期间的EM传感器的子集的位置、最小潮气量期间的EM传感器的子集的位置、以及多个EM传感器的选定的第一位置之间的所确定的差异，使得显示装置显示第二3D模型、第三3D模型或第四3D模型中的一者。