用于规划和导航管腔网络的系统和方法与流程

所公开的技术大体上涉及腔内导航和治疗系统及方法。

背景技术：

1、当前技术包括导管系统，该导管系统能够使导管尖端通过身体的曲折 管腔导航到目标。本技术涉及使用身体目标区域的医学图像(例如，计算 机断层扫描(ct)图像)实时移动导管。导航可以基于医学图像中所示的 解剖结构(例如，气道支气管结构)的结构呈现为推荐路径。然而，在导 航期间，导管系统可能无法使导管的远侧部分到达与目标具有可接受的对 准的所有位置。

2、另外，虽然术前成像可以提供高质量的图像以用于规划通往例如患者 气道内目标的路径，但在成像期间患者体内结构的相对位置与后续手术中 轴线结构的位置之间的偏差(例如，ct与身体的偏差)可能会导致错误， 从而使活检和消融导管准确放置在目标(例如，肿瘤或病变)内并在该目 标内居中非常困难。因此，对现有导航系统的改进。

技术实现思路

1、本公开的一个方面涉及一种用于规划和导航管腔网络的系统，该系统 包括：计算装置，该计算装置包括存储器和处理器，该存储器存储一个或 多个应用程序，该一个或多个应用程序当由该处理器执行时执行以下步 骤：接收计算机断层扫描(ct)图像数据集；生成三维(3d)模型；在操 作地连接到该计算装置的显示器上的用户界面中显示该3d模型；接收该 ct图像数据集中肿瘤的位置的指示；在该3d模型中显示该肿瘤的该位 置；接收该肿瘤周围的边缘的指示以实现期望的治疗；生成通往该肿瘤的 路径规划以用于导管的导航；接收与导航导管相关联的传感器的位置，并 且将该ct图像数据集与患者的管腔网络配准；在该3d模型内显示该传感 器的该位置，该位置基本上对应于该传感器在该患者的该管腔网络内的位 置；按照路径规划，显示导航导管到肿瘤的导航；接收术中图像数据集； 基于该术中图像数据集更新该3d模型中该肿瘤与该导航导管的相对位置； 在该3d模型中显示推进到该肿瘤中的该导航导管；接收描绘该导航导管相 对于该肿瘤的第二术中图像数据集；接收消融导管已被推进通过该导航导 管的指示；以及开始肿瘤的消融。此方面的其他实施方案包括对应的计算 机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个 计算机存储装置被配置为执行本文描述的方法和系统的动作。

2、本公开的此方面的实施方案可以包括以下特征中的一个或多个特征。 在该系统，其中自动生成边缘。该肿瘤位于气道壁之外。该系统还包括在 用户界面上在3d模型中的位置处显示进入点。该系统还包括接收消融导管 正确放置在肿瘤中的指示。该术中图像数据集描绘了消融的进展。第一术 中图像数据集、第二术中图像数据集和第三术中图像数据集是荧光透视图 像或锥形束ct图像。路径规划被配准到第二术中图像数据集或第三术中图像数据集。该系统还包括在第二术中图像数据集或第三术中图像数据集上 显示路径规划、进入点、肿瘤或边缘的至少一部分。该系统还包括在第三 术中图像数据集上显示消融区域。该系统还包括在开始消融之前接收调整 该消融区域的指令。这些重要结构覆盖在第一术中图像数据集或第二术中 图像数据集上。以减小的辐射剂量采集第一术中图像数据集或第二术中图 像数据集。在第一术中图像数据集或第二术中图像数据集采集期间，跳过图像数据集的某些帧以减小成像的辐射剂量。该系统还包括接收重要结构 或关键结构的指示以及与该重要结构或该关键结构保持的最小距离。所描 述的技术的实施方案可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上 的计算机软件，包括安装在系统上的软件、固件、硬件、或它们的组合， 所述软件、固件、硬件或它们的组合在运行时使得系统执行动作。一个或 多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，当 数据处理设备执行所述指令时，使得所述设备执行所述动作。

3、本公开的第二方面涉及一种用于规划和导航管腔网络的系统。该系统 还包括导航导管，该导航导管被配置用于插入患者的管腔网络中。该系统 还包括传感器，该传感器与该导管相关联以用于检测该导航导管在该患者 的该管腔网络内的位置；计算装置，该计算装置包括存储器和处理器，该 存储器存储一个或多个应用程序，该一个或多个应用程序当由处理器执行 时：显示该患者的该管腔网络的3d模型，该3d模型包括该管腔网络的气道和血管、通过该管腔网络的路径、包括边缘的肿瘤，并且其中该肿瘤位 于气道壁之外、进入点以及基于所检测的该传感器的位置的该导管在该患 者的该管腔网络内的位置；接收术中图像；将该3d模型的至少一部分覆盖 到该术中图像上。该系统还包括消融导管，该消融导管被配置用于接纳到 该导航导管中以用于该肿瘤的治疗。此方面的其他实施方案包括对应的计 算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每 个计算机存储装置被配置为执行本文描述的方法和系统的动作。

4、本公开的此方面的实施方案可以包括以下特征中的一个或多个特征。 在消融导管插入肿瘤中时在用户界面上显示术中图像。在插入消融导管之 前，在该术中图像上显示在治疗手术之前确定的消融区域，并且能够在消 融开始之前调整该消融区域。所描述的技术的实施方案可以包括硬件、方 法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件，包括安装在系统上的软 件、固件、硬件、或它们的组合，所述软件、固件、硬件或它们的组合在 运行时使得系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括 指令来执行特定的操作或动作，当数据处理设备执行所述指令时，使得所 述设备执行所述动作。

5、本公开的另一方面涉及：该方法还包括：接收计算机断层扫描(ct) 图像数据集；生成三维(3d)模型；在操作地连接到计算装置的显示器上 的用户界面中显示该3d模型；接收该ct图像数据集中肿瘤的位置的指 示；在该3d模型中显示该肿瘤的该位置；接收该肿瘤周围的边缘的指示以 实现期望的治疗；生成通往该肿瘤的路径规划以用于导管的导航；接收与 导航导管相关联的传感器的位置，并且将该ct图像数据集与患者的管腔网 络配准；在该3d模型内显示该传感器的该位置，该位置基本上对应于该传 感器在该患者的该管腔网络内的位置；按照路径规划，显示导航导管到肿 瘤的导航；接收术中图像数据集；基于该术中图像数据集更新该3d模型中 该肿瘤与该导航导管的相对位置；在该3d模型中显示推进到该肿瘤中的该 导航导管；接收描绘该导航导管相对于该肿瘤的第二术中图像数据集；接 收消融导管已被推进通过该导航导管的指示；以及开始肿瘤的消融。此方 面的其他实施方案包括对应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算 机存储装置上的计算机程序，每个计算机存储装置被配置为执行本文描述 的方法和系统的动作。

6、本公开的此方面的实施方案可以包括以下特征中的一个或多个特征。 该方法还包括确定管腔网络的壁上用于进入肿瘤的进入点的位置，其中该 肿瘤位于气道壁之外。所描述的技术的实施方案可以包括硬件、方法或过 程、或计算机可访问介质上的计算机软件，包括安装在系统上的软件、固 件、硬件、或它们的组合，所述软件、固件、硬件或它们的组合在运行时 使得系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，当数据处理设备执行所述指令时，使得所述设备 执行所述动作。