[发明专利]用于基于光的肺部可视化的系统和方法

说明书

一种用于肺部的基于光的询问的系统，包括存储器、电磁(EM)板、延长的工作通道(EWC)、EM传感器、光源、受光器，以及处理器。存储器存储管腔网络的3D模型和通路计划，并且EM板生成EM场。EWC根据通路计划朝目标导航患者的管腔网络，并且EM传感器从EWC的远端向远侧延伸并且被配置为感测EM场。光源位于EWC处或EWC周围并且发射光，并且受光器位于EWC处或EWC周围并且被配置为感测从管腔网络的气道反射的光。处理器将反射的光转换成基于光的数据并且识别组织的类型。

技术领域

本公开内容涉及用于基于光的肺部可视化的系统和方法。更具体而言，本公开内容涉及将肺部气道的基于光的可视图像增强到由其它成像模态获得的图像并且识别肺部组织的类型的系统和方法。

背景技术

对于肺部疾病(诸如哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和慢性阻塞性肺部疾病(COLD))或者对于肺部相关疾病的护理标准主要集中在一般对患者是高度侵入性的医疗和/或药物管理。例如，已经报道了数十年经由局部和侵入性手段(例如，外科手术)的肺去神经可以对哮喘或肺气肿提供治疗益处。

电磁导航(EMN)已经帮助扩大治疗诸如肺部的管腔网络的可能性。EMN依赖于非侵入性成像技术，诸如计算机断层扫描(CT)扫描、磁共振成像(MRI)或荧光透视技术。EMN与这些非侵入性成像技术相结合也已经被用来识别目标的位置并帮助临床医生导航肺部的管腔网络到达目标。但是，由这些非侵入性成像技术生成的图像已无法提供足够的分辨率来识别与管腔网络平行延伸的这种神经位置的特征。另外，当执行治疗时，利用这些非侵入性成像技术的附加图像必须已经被执行，以确定治疗是否已经完成。这增加了患者暴露给有害X射线或物质的次数和治疗成本。还有，存在对被治疗的区域的更大分辨率的持续期望。因此，存在对于提供更大分辨率并且在操作中临床高效的成像模态的持续的需求。

发明内容

在一方面，本公开内容的特征是一种用于肺的基于光的询问的方法，包括：导入管腔网络的三维(3D)模型和朝目标导航管腔网络的通路计划；生成围绕管腔网络的电磁(EM)场；沿通路计划朝所述目标将EM传感器、光源和受光器插入到管腔网络中；在EM传感器处感测EM场；同步EM传感器在EM场中的位置与3D模型；在光源处发射光；在受光器处接收从管腔网络反射的光；以及基于反射的光预测所述目标的类型或密度、一个或多个血管的存在、疾病状态、对所述目标的治疗的充分性。

在一方面，所述方法还包括计算EM场的坐标系与3D模型的坐标系之间的缩放因子。所述方法还包括缩放EM传感器的行进距离，以基于通路计划和缩放因子在3D模型中同步EM传感器的移动。

在一方面，所述方法还包括基于反射的光生成图像。所述方法还包括集成所生成的图像与3D模型。所述方法还包括基于EM传感器的位置显示集成的3D模型。所生成的图像示出管腔网络的内部。

在另一方面，所述方法还包括计算EM传感器的位置与受光器的位置之间的距离。集成所生成的图像与3D模型是基于所述距离的。

在另一方面，所述方法还包括识别患者的呼吸模式。所述方法还包括通过基于呼吸模式补偿患者的呼吸来识别EM传感器的位置。所生成的图像被选择性地融合，以与3D模型一起创建复合图像数据集。

在另一方面，所述方法还包括基于EM传感器的位置显示状态。所述状态指示受光器是位于不在目标的位置处、位于目标处、还是位于与健康组织相邻的位置处。或者所述状态还指示对目标的治疗是否完成。

在另一方面，所述方法还包括确定所述目标的密度是否小于或等于预定值。所述方法还包括显示通知所述目标的密度是否小于或等于预定值的确定结果的通知。

在另一方面，所述方法还包括确定被治疗的目标的颜色是否达到预定颜色改变。所述方法还包括显示通知被治疗的目标的颜色是否达到预定颜色改变的确定结果的通知。

在另一方面，所发射的光波长在从400纳米至700纳米的范围内。