[发明专利]在图像引导医疗程序中利用跟踪的系统和方法

权利要求书

1.一种包含指令的处理器可读存储介质，所述指令当被执行时导致所述处理器执行一种确定医疗器械的一部分相对于患者解剖结构的姿态的方法，所述方法包括：

操作光学跟踪传感器以跟踪第一组光学基准点的第一构形和第二组光学基准点的第二构形，所述第一组光学基准点定位于患者解剖结构上并且所述第二组光学基准点定位于医疗器械的参照部上，所述医疗器械包括具有远端的细长柔性主体和刚性近端主体，所述刚性近端主体包括所述参照部，其中操作所述光学跟踪传感器以跟踪所述第二组光学基准点的所述第二构形发生在所述刚性近端主体被耦合至远程操作操纵器的驱动系统时，所述远程操作操纵器被配置为沿线性路径移动所述刚性近端主体；

接收来自沿着至少一部分所述医疗器械在所述参照部与所述远端之间延伸的形状传感器的形状信息；

使用所述第二组光学基准点，为所述远程操作操纵器的位置测量装置的多个插入测量值中的每个来确定所述形状传感器的参照点的位置；以及

利用所述第一构形、所述第二构形和所述形状信息来确定所述细长柔性主体的一部分相对于所述患者解剖结构的姿态。

2.根据权利要求1所述的处理器可读存储介质，其中所述形状传感器是光纤形状传感器，并且所述细长柔性主体的所述一部分的姿态是所述远端的姿态。

3.根据权利要求1所述的处理器可读存储介质，其中所述形状传感器包括多个电磁传感器。

4.根据权利要求1所述的处理器可读存储介质，其中确定所述细长柔性主体的所述一部分相对于所述患者解剖结构的姿态包括：

利用所述第一构形和所述第二构形来确定所述参照部相对于所述患者解剖结构的位置；以及

利用所述形状信息和所述参照部相对于所述患者解剖结构的所述位置来确定所述细长柔性主体的所述远端相对于所述患者解剖结构的位置。

5.根据权利要求1所述的处理器可读存储介质，还包括利用显示系统显示与所述患者解剖结构的图像配准的所述细长柔性主体的合成图像。

6.根据权利要求1所述的处理器可读存储介质，其中操作所述光学跟踪传感器以跟踪所述第一组光学基准点的所述第一构形和所述第二组光学基准点的所述第二构形包括：

利用光学跟踪摄像系统监测所述第一组光学基准点和所述第二组光学基准点。

7.一种包含指令的处理器可读存储介质，所述指令当被执行时导致所述处理器执行一种在手术环境中确定医疗器械的一部分相对于患者解剖结构的姿态的方法，所述方法包括：

跟踪第一组光学基准点以产生第一光学基准点信息，所述第一组光学基准点定位于所述手术环境中的医疗器械的参照部上，所述医疗器械包括具有远端的细长柔性主体和刚性近端主体，其中所述刚性近端主体包括所述参照部；

跟踪第二组光学基准点以产生第二光学基准点信息，所述第二组光学基准点定位于所述手术环境中的远程操作操纵器的插入轨道上，其中所述医疗器械的所述刚性近端主体被耦合以便沿着所述插入轨道移动；

用所述刚性近端主体的所述参照部沿着所述插入轨道的相应位置来校准多个插入测量值；

获得所述患者解剖结构在所述手术环境中的姿态；

驱动所述医疗器械的所述刚性近端主体沿着所述插入轨道运动到第一位置；以及

当所述刚性近端主体处于沿着所述插入轨道的所述第一位置时，基于所述第一位置、经校准的所述多个插入测量值和所述患者解剖结构的姿态，确定所述细长柔性主体在所述手术环境中相对于所述患者解剖结构的姿态。

8.根据权利要求7所述的处理器可读存储介质，其中确定所述患者解剖结构在所述手术环境中的姿态包括在所述手术环境中跟踪定位于所述患者解剖结构上的第三组光学基准点。

9.根据权利要求7所述的处理器可读存储介质，还包括当驱动所述刚性近端主体沿着所述插入轨道运动时，跟踪所述插入轨道上的所述第二组光学基准点和定位于所述患者解剖结构上的第三组光学基准点。