本發(fā)明的實施方案涉及醫(yī)療規(guī)程，諸如移除對象體內(nèi)的組織或其他物質(zhì)的耳鼻喉科剃除規(guī)程。

背景技術(shù)：

在一些耳鼻喉科剃除規(guī)程中，內(nèi)科醫(yī)生移除對象的組織，諸如鼻息肉。在一些情況下，內(nèi)科醫(yī)生通過參照規(guī)程前獲取的對象解剖結(jié)構(gòu)的體積圖來操縱剃除工具。此類體積圖可例如使用計算機斷層掃描(ct)或磁共振成像(mri)獲取。

國際專利申請wo/2014/059241描述了用于融合與生物樣品的結(jié)構(gòu)特征和特性相關(guān)的信息的方法，該專利申請的公開內(nèi)容以引用方式并入本文?？稍谛g(shù)中將所得的融合圖像導入規(guī)程操縱技術(shù)中，以通過將融合圖像與患者的解剖特征配準來輔助外科規(guī)程。

us2014/0093452部分地提供了氟碳成像試劑以及用于圖像引導治療和/或?qū)ο笤\斷的方法，該對象患有與內(nèi)臟炎癥反應相關(guān)聯(lián)的病癥，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。本公開還提供了用于對象心肌梗塞(mi)的圖像引導治療方法。

us2015/0018698描述了表示心臟的一部分的參數(shù)模型，該參數(shù)模型使用由所述部分的其他實例的數(shù)據(jù)集的所述形狀的統(tǒng)計先驗來構(gòu)建，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。通過使用標測電極，在受檢者的心臟的所述部分的多個位置中獲取電數(shù)據(jù)。將所述參數(shù)模型擬合到所述電數(shù)據(jù)和所述統(tǒng)計先驗以產(chǎn)生心臟的所述部分的等值面以及其形狀的重構(gòu)。

us2011/0152684描述了三維(3d)繪圖方法，該方法包括獲取活體對象體內(nèi)腔體的多個二維(2d)超聲圖像，該2d圖像在3d參照系中具有不同的相應位置，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。在每個2d超聲圖像中，可識別與腔體內(nèi)部的位置對應的像素。將從多個2d圖像識別的像素記錄在3d參照系中，以便限定與腔內(nèi)部對應的體積。重建所述體積的外表面，所述外表面代表所述腔的內(nèi)表面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，提供用于引導規(guī)程的方法。展示了對象的身體的內(nèi)部部分的體積圖。在規(guī)程期間，響應于傳感器相對于所述部分的移動，通過改變所展示的體積圖顯示該部分的區(qū)域的方式來更新所展示的體積圖，其中所述區(qū)域是通過該規(guī)程從其移除了物質(zhì)的區(qū)域。

在一些實施方案中，傳感器與用于移除物質(zhì)的工具聯(lián)接。

在一些實施方案中，更新所展示的體積圖包括更新所展示的體積圖以將從其移除了物質(zhì)的區(qū)域顯示為空的。

在一些實施方案中，更新所展示的體積圖包括通過對從其移除了物質(zhì)的區(qū)域進行著色來更新所展示的體積圖。

在一些實施方案中，對象的身體的內(nèi)部部分包括體腔。

在一些實施方案中，更新所展示的體積圖包括更新所展示的體積圖以指示至少部分地包封該體腔的組織的一部分已被移除。

在一些實施方案中，傳感器的移動包括傳感器沿至少部分地包封該體腔的組織的移動。

在一些實施方案中，該體腔包括對象的鼻腔。

在一些實施方案中，該體腔包括對象的竇腔。

在一些實施方案中，傳感器的移動包括傳感器在該部分內(nèi)的移動。

在一些實施方案中，傳感器的移動包括傳感器在該部分外的移動。

在一些實施方案中，更新所展示的體積圖包括：

自動計算限定該部分內(nèi)與傳感器的移動相關(guān)的移動程度的表面，并且

使用該表面來更新所展示的體積圖。

在一些實施方案中，該移動程度是傳感器的移動程度。

在一些實施方案中，該移動程度是用于移除該物質(zhì)的工具的一部分的移動程度，并且自動計算該表面包括基于(i)傳感器的位置和取向與(ii)工具的該部分的位置之間的關(guān)系來自動計算該表面。

在一些實施方案中，該傳感器包括電磁傳感器。

在一些實施方案中，體積圖包括對象的身體的內(nèi)部部分的基于計算機斷層掃描的圖。

在一些實施方案中，體積圖包括對象的身體的內(nèi)部部分的基于磁共振成像的圖。

在一些實施方案中，在規(guī)程之前使用特定成像模式獲取該體積圖，并且更新所展示的體積圖包括不使用該特定成像模式來更新所展示的體積圖。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，還提供用于引導規(guī)程的設(shè)備。該設(shè)備包括顯示器和處理器。該處理器被配置成(i)在該顯示器上展示對象的身體的內(nèi)部部分的體積圖，并且(ii)在規(guī)程期間，響應于傳感器相對于該部分的移動，通過改變所展示的體積圖顯示該部分的區(qū)域的方式來更新所展示的體積圖，其中所述區(qū)域是通過該規(guī)程從其移除了物質(zhì)的區(qū)域。

結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方案的以下詳細說明，將更全面地理解本發(fā)明，其中：

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的用于引導規(guī)程的系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案展示的體積圖的二維切面的示意圖；并且

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的用于引導規(guī)程的方法的流程圖。

具體實施方式

概述

在一些規(guī)程中，內(nèi)科醫(yī)生使用插入對象中的工具從對象體內(nèi)例如從對象的體腔移除組織或其他物質(zhì)。在一些情況下，內(nèi)科醫(yī)生通過參照規(guī)程前獲取的對象解剖結(jié)構(gòu)的體積圖諸如ct體積來操縱該工具。然而，隨著內(nèi)科醫(yī)生移除組織或其他物質(zhì)，體積圖變得不準確；具體地，體積圖繼續(xù)將剛剛變空的區(qū)域顯示為被占據(jù)。因此，隨著規(guī)程的進行，內(nèi)科醫(yī)生越來越難以正確地操縱該工具。此外，內(nèi)科醫(yī)生無法確認該組織或其他物質(zhì)已被正確移除。

對于后一個問題的一個解決方案是對對象進行規(guī)程后成像。例如，為了確認規(guī)程成功，可獲取規(guī)程后ct體積，然后可將該ct體積與初始ct體積進行比較。然而，該解決方案的缺點是，隨著規(guī)程的進行，內(nèi)科醫(yī)生無法實時獲知該組織或其他物質(zhì)是否被正確移除。另外，獲取對象的第二ct體積(或mri體積)可能是耗時的和/或昂貴的。

因此，本發(fā)明的實施方案提供了更優(yōu)越的另選解決方案。在規(guī)程期間，在對象的身體的正移除物質(zhì)的內(nèi)部部分內(nèi)移動傳感器。傳感器的移動程度提供關(guān)于空的區(qū)域的信息，然后，如果需要，響應于該信息來更新體積圖。移動該傳感器的過程以及響應于該移動來更新體積圖一般快速且費用低，并且還向內(nèi)科醫(yī)生提供實時引導。

系統(tǒng)說明

首先參見圖1，該圖是根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案用于引導規(guī)程的系統(tǒng)的示意圖。圖1示出了其中從對象26的體腔諸如對象的鼻腔30或竇腔內(nèi)移除組織的耳鼻喉科剃除規(guī)程的執(zhí)行。然而，應當注意的是，本文所述的實施方案適用于任何相關(guān)規(guī)程，在所述規(guī)程過程中，從對象的身體的內(nèi)部部分移除任何類型的物質(zhì)(例如，組織、變硬的粘液、或異物)。

圖1示出參照顯示器20諸如計算機監(jiān)視器的正在進行規(guī)程的內(nèi)科醫(yī)生28，在該顯示器上，展示了對象臉部的體積圖22。體積圖22可包括例如基于ct的圖或基于mri的圖，該圖在規(guī)程前使用相關(guān)模式獲取。如下進一步所述，在在規(guī)程期間，體積圖進行實時更新以反映由規(guī)程導致的任何解剖結(jié)構(gòu)的變化。(圖1-2中顯示器上顯示的圖像源自發(fā)明人之一所進行的模擬。)

如圖所示，內(nèi)科醫(yī)生28手持導絲32，該導絲已被插入對象的鼻部，使得導絲32的遠側(cè)端部定位在鼻腔30內(nèi)。該導絲的遠側(cè)端部處是傳感器34，該傳感器通常包括電磁傳感器，諸如線圈。內(nèi)科醫(yī)生在鼻腔內(nèi)移動傳感器34，通常包括沿部分地包封鼻腔的組織36移動傳感器。在移動傳感器時，傳感器接收外部線圈27發(fā)射的信號，該外部線圈定位在患者頭部周圍。響應于從外部線圈接收的信號，傳感器生成信號40，該信號指示傳感器的位置和取向。信號40由處理器42接收，該處理器例如可定位在控制臺38內(nèi)。響應于該信號，處理器更新體積圖，如下進一步所述。

通常，實施諸如快速解剖標測(fam)技術(shù)，該技術(shù)描述于例如授予altmann等人的us2011/0152684中，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。fam技術(shù)自動計算限定傳感器的移動程度的表面24。換句話講，表面24界定體積，傳感器在該體積內(nèi)而非該體積外移動。如圖1所示，表面24可作為體積圖上的覆蓋圖展示給內(nèi)科醫(yī)生。通過觀察表面24，內(nèi)科醫(yī)生能夠看見由規(guī)程引起的已經(jīng)發(fā)生的對象解剖結(jié)構(gòu)的變化。例如，在圖1所示的場景中，內(nèi)科醫(yī)生能夠看見對象隔膜44的一部分已被移除。然后內(nèi)科醫(yī)生可指示處理器更新體積圖，如下進一步所述，以合并解剖結(jié)構(gòu)上已產(chǎn)生的變化。另選地，處理器可使用表面24自動更新體積圖，甚至不需要來自內(nèi)科醫(yī)生的任何特定輸入。

通常，在外部線圈27與體積圖之間執(zhí)行規(guī)程前配準，使得傳感器的位置以及因此，表面24的位置可根據(jù)體積圖的坐標系來表示。

在一些實施方案中，如圖1所示，傳感器34與用于從對象移除組織或其他物質(zhì)的工具分開設(shè)置。在此類實施方案中，內(nèi)科醫(yī)生通常交替使用(i)工具和(ii)導絲、探頭或包括傳感器的其他器械。例如，內(nèi)科醫(yī)生可首先使用耳鼻喉科剃刀以從對象的鼻腔移除一些組織(例如，對象隔膜的一部分)。隨后，內(nèi)科醫(yī)生可將剃刀從對象鼻部取出，插入傳感器，在鼻腔內(nèi)移動傳感器，并且響應于傳感器的移動來更新體積圖。隨后，內(nèi)科醫(yī)生可取出傳感器，重新插入剃刀，并且如果合適的話，在更新的體積圖的引導下，繼續(xù)移除組織。

在其他實施方案中，傳感器34通過例如與用于該規(guī)程的工具(例如，耳鼻喉科剃刀)固定地或可拆卸地成一體而聯(lián)接到該工具。將傳感器聯(lián)接到工具消除了在器械之間進行交替使用的需要，并且還提高了工具的操縱性，這是因為工具的位置可實時從傳感器所測量的位置獲得。在一些實施方案中，傳感器設(shè)置在工具的遠側(cè)端部處。在其他實施方案中，傳感器設(shè)置在更近位置處，例如工具手柄中。在此類后一實施方案中，未必需要在對象的身體的進行規(guī)程的部分內(nèi)移動傳感器。相反，可將傳感器移到該部分外(例如，完全在對象身體外)，并且可基于(i)傳感器的移動以及(ii)傳感器的位置和取向與工具的遠側(cè)端部的位置之間已知的固定關(guān)系來更新體積圖。例如，已知的固定關(guān)系可用于基于傳感器的所測量的移動來計算工具的遠側(cè)端部的移動程度。據(jù)此，可構(gòu)建表面24并隨后將其用于更新體積圖。

鑒于如上所述，基本上可以說：

(i)可響應于傳感器相對于對象身體相關(guān)部分的任何移動來更新體積圖。此類移動可包括在該部分內(nèi)的移動(如圖1所示)、在該部分外的移動、或兩者的組合。

(ii)表面24可限定與傳感器的移動相關(guān)的在對象的身體的相關(guān)部分內(nèi)的任何移動程度。換句話講，表面24可限定傳感器自身的移動程度，或者另選地，對于其中傳感器移動到對象身體的該部分之外的實施方案，表面24可限定剃除工具、導絲、或傳感器所聯(lián)接到的任何其他器械的遠側(cè)端部或任何其他相關(guān)部分的移動程度。

現(xiàn)在另外參見圖2，該圖是根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案而展示的圖1中所示出的體積圖的二維切面47的示意圖。另選地或除圖1的三維圖之外，切面，諸如切面47，可在顯示器20上展示給內(nèi)科醫(yī)生，以有助于引導規(guī)程。(叉絲48向內(nèi)科醫(yī)生指示傳感器的當前位置。)

如上所述，處理器42響應于傳感器的移動來更新體積圖。更新體積圖時，處理器改變體積圖顯示從其移除了組織或其他物質(zhì)的區(qū)域的方式。通常，如上所述響應于傳感器的移動進行計算的表面24用于更新體積圖。例如，在切面47中，對先前包含移除的隔膜部分的區(qū)域進行著色，這是因為著色斑塊46顯示在此區(qū)域中(和周圍區(qū)域中)。斑塊46可通過如下方式獲得：將由表面24界定的體積投射到切面47上，并且對該投射部進行著色。另選地，斑塊46可直接通過傳感器的移動獲得，即，斑塊46可通過對由傳感器訪問的每個位置進行著色來獲得。

除了顯示著色斑塊之外，可對體積圖進行更新以簡單地將剛剛變空的區(qū)域顯示為空。例如，由表面24界定的體素可設(shè)定為黑色，從而指示這些體素為空。然后將體積圖的涂黑部分顯示在圖1的三維視圖中和/或圖2的二維視圖中。

圖1和圖2共同示出了以下場景：其中更新體積圖以指示至少部分地包封體腔的組織的一部分已被移除。另選地，可更新體積圖以指示任何類型的組織或物質(zhì)包括例如鼻息肉已被移除。

現(xiàn)在參見圖3，該圖是根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的用于引導規(guī)程的方法51的流程圖。方法51始于展示步驟50，在該步驟處，向內(nèi)科醫(yī)生展示初始體積圖。如上所述，體積圖可包括在規(guī)程前獲取的ct或mri體積。

在體積圖的引導下，在組織移除步驟52處，內(nèi)科醫(yī)生從對象移除組織。隨后，在fam生成步驟54處，內(nèi)科醫(yī)生使用傳感器，如上所述，以生成對象的解剖結(jié)構(gòu)的相關(guān)部分的快速解剖標測(fam)。隨后，在更新步驟56處，根據(jù)如上所述的fam來更新體積圖。然后內(nèi)科醫(yī)生查閱更新的體積圖，并且，在決策步驟58處，決定是否繼續(xù)規(guī)程。如果內(nèi)科醫(yī)生決定不繼續(xù)，則規(guī)程結(jié)束。否則，方法51返回組織移除步驟52，在步驟52處，在更新的體積圖的引導下，內(nèi)科醫(yī)生從對象移除更多的組織。

一般來講，處理器42可體現(xiàn)為單個處理器或協(xié)作式聯(lián)網(wǎng)或集群的處理器集。處理器42通常是編程化數(shù)字計算裝置，該裝置包括中央處理單元(cpu)、隨機存取存儲器(ram)、非易失輔助存儲器諸如硬盤驅(qū)動器或光盤驅(qū)動器、網(wǎng)絡(luò)接口、和/或外圍裝置。將程序代碼(包括軟件程序)和/或數(shù)據(jù)載入ram中以待cpu執(zhí)行或處理，并且如本領(lǐng)域所知，生成結(jié)果以用于顯示、輸出、傳輸、或存儲。程序代碼和/或數(shù)據(jù)可以電子形式經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下載到計算機，或者，例如另選地或除此之外，程序代碼和/或數(shù)據(jù)可在諸如磁性存儲器、光學存儲器或電子存儲器等非臨時性有形介質(zhì)上提供和/或存儲。當提供給處理器時，此類程序代碼和/或數(shù)據(jù)產(chǎn)生了被配置成執(zhí)行本文所述的任務(wù)的機械或?qū)Ｓ糜嬎銠C。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，本發(fā)明并不限于上文中特別示出和描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包含上文所述各種特征的組合與子組合兩者，以及不在現(xiàn)有技術(shù)范圍內(nèi)的其變型和修改，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀上述描述時應當想到這些變型和修改。以引用方式并入本專利申請的文獻將視為本專利申請的整體部分，不同的是如果在這些并入的文獻中定義的任何術(shù)語與在本說明書中明確或隱含地給出的定義在某種程度上相沖突，則應只考慮本說明書中的定義。