用于肺活检和治疗手术的可视化视图的制作方法

背景技术：

1、技术领域

2、本披露内容涉及管腔内导航领域，具体地涉及患者肺部内路径和靶标的导航可视化。

3、相关技术说明

4、存在几种常用的医学方法，比如内窥镜手术或微创手术，用于治疗影响包括肝、脑、心、肺、胆囊、肾和骨在内的器官的各种疾病。通常，临床医生可以采用一种或多种成像模式，比如磁共振成像（mri）、正电子发射断层扫描、（pet）超声成像、计算机断层扫描（ct）、锥形束计算机断层扫描（cbct）或荧光透视，以识别并导航到患者体内的感兴趣区域并最终到活检或治疗靶标。在一些手术中，可以利用术前扫描来进行靶标识别和术中引导。实时成像也可以用于获得靶标区域的更准确和当前的图像。此外，可以使用显示医疗设备相对于靶标的当前位置以及其周围环境的实时图像数据来以安全且准确的方式（例如，在不会对其他器官或组织造成损伤的情况下）将医疗设备导航到靶标。

5、例如，内窥镜方法在导航到患者体内的感兴趣区域时会是有用的，并且特别地对于身体的管腔网络内的区域（比如肺部、血管、结直肠腔和肾管）也是如此。为了实现内窥镜方法，导航系统可以使用先前获取的mri数据或ct图像数据来生成特定身体部位的三维（3d）渲染、模型或体积。

6、可以利用通过mri扫描或ct扫描生成的所得体积来创建导航规划，以促进将导航导管（或其他合适的医疗设备）通过支气管镜和患者的支气管分支推进到感兴趣区域。可以将比如电磁（em）跟踪系统等定位或跟踪系统与例如ct数据结合使用，以促进将导航导管通过支气管分支引导到感兴趣区域。在某些情况下，导航导管可以定位在分支管腔网络的、邻近感兴趣区域或位于感兴趣区域内的气道中的一个气道内，以便为一个或多个医疗器械提供通道。

7、如将认识的，导管及医疗器械的准确放置对于确保成功治疗是重要的。期望对当前导航导管系统进行改进。

技术实现思路

1、一种具有一个或多个计算机的系统可以被配置为通过在该系统上安装软件、固件、硬件或其组合来执行特定的操作或动作，这些软件、固件、硬件或其组合在操作时使该系统执行这些动作。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操作或动作，这些指令在由数据处理装置执行时使该装置执行这些动作。本披露内容的一个总体方面包括一种用于规划肺部导航路径的系统、一种包括处理器和存储器的计算设备，所述存储器中存储有应用程序，所述应用程序当由所述处理器执行时：访问存储在所述存储器中的图像数据；分析所述图像数据以识别胸膜、肿瘤和气道，并确定通过所述气道通过所述气道至所述肿瘤的路径；生成所述肺部的3d模型，所述3d模型包括所述胸膜、所述气道、所述肿瘤以及通过所述气道至所述肿瘤的所述路径的表示，其中，对所述胸膜、所述肿瘤、所述气道的识别以及所述路径的确定是由与所述应用程序相关联的一个或多个神经网络算法执行的；并且在与所述计算设备通信的显示器上的用户界面中呈现所述3d模型和所述路径。所述方面的其他实施例包括各自被配置为执行这些方法的动作的对应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序。

2、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。所述系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时将所述肿瘤的几何中心识别为第一活检位置并且在所述用户界面中显示所述肿瘤中的所述第一活检位置的指示器，其中，所述路径。所述应用程序当由所述处理器执行时接收第二活检位置，确定通过所述气道至所述肿瘤以触及所述第二活检位置的路径，在所述用户界面中显示所述第二活检位置和所述路径的指示器。所述应用程序确定至每个活检位置的多条路径并在所述用户界面中呈现每条路径的分数。基于缩放水平调整所述3d模型的细节层次。所述应用程序当由所述处理器执行时在实况管腔内图像上显示所确定的路径。所述应用程序当由所述处理器执行时生成所述肺部导航路径的时间线视图。所述时间线视图包括沿所述路径的所述气道的每个分叉的表示。所述时间线视图描绘正在沿所述路径被导航的导管的位置的指示器。所述时间线视图描绘所述肿瘤以及所述肿瘤内的活检位置的表示。所述时间线的一部分随着导航的进行而改变颜色。所述系统可以包括指示手术的持续时间的定时器。所描述技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。

3、本披露内容的另一方面包括一种系统，所述系统包括：导管，所述导管被配置用于在患者的肺部内导航；跟踪系统，所述跟踪系统被配置用于检测所述导管的位置；以及包括处理器和存储器的计算设备，所述存储器中存储有应用程序，所述应用程序当由所述处理器执行时：访问存储在所述存储器中的图像集；分析所述图像数据以识别胸膜、肿瘤和气道，并确定通过所述气道通过所述气道至所述肿瘤的路径；生成所述肺部的3d模型，所述3d模型包括所述胸膜的表示、所述气道的表示、所述肿瘤的表示以及通过所述气道至所述肿瘤的所述路径的表示；并且在与所述计算设备通信的显示器上的用户界面中呈现所述3d模型和所述路径，其中，对所述胸膜的识别、对所述肿瘤的识别、对所述气道的识别以及所述路径的确定是由与所述应用程序相关联的一个或多个神经网络算法执行的。所述方面的其他实施例包括各自被配置为执行这些方法的动作的对应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序。

4、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。所述系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时在所述肿瘤上描绘离开角度锥。所述应用程序当由所述处理器执行时基于缩放水平显示或移除所述3d模型的元素。所述应用程序当由所述处理器执行时在所述用户界面中在实况支气管镜图像上显示所述路径。所述应用程序当由所述处理器执行时生成所述3d模型和实况荧光透视图像的靶标对齐视图并将其呈现在所述用户界面中。所述应用程序当由所述处理器执行时生成所述路径的时间线视图，其中，所述时间线视图包括沿所述路径的所述气道的每个分叉的表示。所述应用程序当由所述处理器执行时在所述用户界面上显示肿瘤尺寸数据。所描述技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。

1.一种用于规划肺部导航路径的系统，包括：

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时将所述肿瘤的几何中心识别为第一活检位置并且在所述用户界面中显示所述肿瘤中的所述第一活检位置的指示器，其中，所述路径。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时接收第二活检位置，确定通过所述气道至所述肿瘤以触及所述第二活检位置的路径，在所述用户界面中显示所述第二活检位置和所述路径的指示器。

4.如权利要求2中任一项所述的系统，其中，所述应用程序确定至每个活检位置的多条路径并在所述用户界面中呈现每条路径的分数。

5.如权利要求2所述的系统，其中，基于缩放水平调整所述3d模型的细节层次。

6.如权利要求2所述的系统，其中，对所述胸膜、所述肿瘤、所述气道的识别以及所述路径的确定是由与所述应用程序相关联的一个或多个神经网络算法执行的。

7.如权利要求2所述的系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时生成所述肺部导航路径的时间线视图。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述时间线视图包括沿所述路径的所述气道的每个分叉的表示。

9.如权利要求7所述的系统，其中，所述时间线视图描绘正在沿所述路径被导航的导管的位置的指示器。

10.如权利要求7所述的系统，其中，所述时间线视图描绘所述肿瘤以及所述肿瘤内的活检位置的表示。

11.如权利要求7所述的系统，其中，所述时间线的一部分随着导航的进行而改变颜色。

12.如权利要求7所述的系统，进一步包括指示手术的持续时间的定时器。

13.一种系统，包括：

14.如13所述的系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时将所述肿瘤的几何中心识别为第一活检位置并且在所述用户界面中显示所述肿瘤中的所述第一活检位置的指示器。

15.如权利要求13所述的系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时在所述肿瘤上描绘离开角度锥。

16.如权利要求13所述的系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时基于缩放水平显示或移除所述3d模型的元素。

17.如权利要求13所述的系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时在所述用户界面中在实况支气管镜图像上显示所述路径。

18.如权利要求13所述的系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时生成所述3d模型和实况荧光透视图像的靶标对齐视图并将其呈现在所述用户界面中。

19.如权利要求13所述的系统，其中，对所述胸膜的识别、对所述肿瘤的识别、对所述气道的识别以及所述路径的确定是由与所述应用程序相关联的一个或多个神经网络算法执行的。

20.如权利要求13所述的系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时在所述用户界面上显示肿瘤尺寸数据。