[发明专利]用于微创治疗的导航和模拟的系统和方法

权利要求书

1.一种支持医疗程序的导航系统，包括：

导航模块，其被配置用于控制一个或多个医疗器械的轨迹和视觉显示，所述导航模块具有电源、用导航控制软件编程的处理器控制模块、连接到所述处理器控制模块的存储装置，在所述存储装置中存储有在经受所述医疗程序的解剖部分上要遵循的手术轨迹路径规划；

所述一个或多个医疗器械包括与其相关联的至少一个可唯一地识别的跟踪标记，

所述一个或多个医疗器械的虚拟表示，其存储在所述存储装置中且带有其相关联的至少一个可唯一地识别的跟踪标记，所述一个或多个医疗器械的所述虚拟表示相对于所述医疗器械的尺寸和形状是几何上准确的；

所述解剖部分的所关注的一个或多个组织结构的虚拟表示，其来自存储在所述存储装置中的所述手术轨迹路径规划；

跟踪系统，其与所述导航模块通信以用于使用所述至少一个可唯一地识别的跟踪标记来跟踪所述一个或多个医疗器械；

所述处理器控制模块用指令编程以

比较所述被跟踪的一个或多个医疗器械与存储在所述存储装置中的所述一个或多个医疗器械的所述几何上准确的虚拟表示，以用于识别在使用中的所述一个或多个医疗器械，以及

匹配所述组织结构的所述虚拟表示与所关注的所述组织结构的实际视图；

至少一个显示器，其用于显示

由所述手术轨迹路径规划限定的手术路径，

经受所述医疗程序的所述解剖部分的术前成像数据，所述术前成像数据与所述解剖部分配准，

在所述医疗程序中使用的所述一个或多个医疗器械，

来自所述手术轨迹路径规划的一个或多个组织结构的所述虚拟表示，和

所述与所关注的所述组织的实际视图匹配的所述组织结构的虚拟表示；以及

所述导航模块包括引导机构以在视觉上辅助外科医生沿着所述手术路径平移正被所述跟踪系统跟踪的所述一个或多个医疗器械中的一个。

2.根据权利要求1所述的系统，包括至少一个成像装置，所述至少一个成像装置被配置成在所述医疗程序期间采集所述解剖部分内的局部区域的术中成像数据，所述至少一个成像装置包括与其相关联的至少一个可唯一地识别的跟踪标记，所述至少一个成像装置由所述跟踪系统跟踪，并且其中，所述导航模块用指令编程、以基于所述被跟踪的成像装置相对于所述解剖部分的位置信息、在所述医疗程序期间使用所述局部区域的所述术中成像数据来更新所述解剖部分内的所述局部区域的所述术前成像数据。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述术前成像数据使用MRI采集，并且其中，所述成像装置是插入所述解剖部分内的可插入的MRI装置，并且其中，所述导航模块被编程、以使用局部的术中MRI成像数据自适应地更新所述MRI采集的术前成像数据的部分，所述局部的术中MRI成像数据是使用所述可插入的MRI装置采集的。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其中，所述导航模块被编程以提供定位准确的图，所述图将在所述医疗程序期间采集的术中成像数据与在所述解剖部分中采集的所述术中成像数据的位置关联。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述导航模块被编程以通过空间上相关的彩色图表示所述定位准确的图。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述导航模块被编程以启用定量配准，在所述定量配准中，绝对的定量量度在术中被测量并且使用该测量的绝对定量量度来配准使用一个或多个成像方式获得的成像数据。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述绝对定量量度包括MRI(T1)、MRI(T2)、细胞密度、组织密度、组织各向异性、组织刚度、单位体积或面积的流体流量、电导率、pH和压力中的任一者或组合。

8.根据权利要求2所述的系统，其中，所述导航模块被用指令编程以计算正由所述至少一个成像装置成像的组织的生物力学特性，并且使用所述计算的生物力学特性来更新经受所述医疗程序的所述解剖部分的组织模型。

9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述导航模块被用指令编程以分析来自由所述至少一个成像装置采集的所述术中成像数据的组织图案、并且在所述组织图案与所述术前成像数据之间形成比较，并且基于所述比较生成所述解剖部分的变形的术前模型。

10.根据权利要求2所述的系统，其中，所述成像装置是超声波成像装置、光学相干断层扫描成像装置、光声成像装置和光学成像装置中的任一者。