[发明专利]使用虚拟装置和物理3D模型以显现医疗装置在患者器官中的导航

说明书

本发明题为“使用虚拟装置和物理3D模型以显现医疗装置在患者器官中的导航”。本发明公开了一种方法，所述方法包括接收在患者的身体内移动的医疗装置的第一位置的第一序列。通过以模仿所述第一序列的第二位置的第二序列自动地移动在身体外部的虚拟装置，向用户显现医疗装置的第一位置。

技术领域

本发明整体涉及在患者器官中跟踪医疗装置，并且具体地涉及使用虚拟装置和三维(3D)物理模型来协助医疗装置的导航的方法和系统。

背景技术

在各种医疗规程中，显示视觉3D模型以协助医师在患者的器官中导航医疗工具。

例如，美国专利申请公布2010/0268068描述了在具有成像系统的心腔内进行医学介入规程的系统和方法，以获得心腔的图像数据，并且根据该图像数据创建3D模型。该专利申请还描述了介入系统和介入工具，所述介入系统用于使得3D模型与心腔的实时图像进行配准并且显示该3D模型，所述介入工具被定位在心腔中以在介入系统上显示并且在配准的3D模型上被实时导航。

美国专利申请公布2012/0280988描述了交互式混合现实模拟器，其包括对象的内部或隐藏特征的虚拟3D模型，进行交互的物理模型或对象，以及用于与物理对象进行交互的跟踪器械。

发明内容

本文所述的发明的实施方案提供了方法，所述方法包括接收在患者的身体内移动的医疗装置的第一位置的第一序列。通过以模仿第一序列的第二位置的第二序列自动地移动在身体外部的虚拟装置，向用户显现医疗装置的第一位置。

在一些实施方案中，接收第一序列包括在相应的第一位置处接收医疗装置的第一取向，并且移动虚拟装置还包括在相应的第二位置处以第二取向对虚拟装置进行取向，以便模拟第一取向。在其他实施方案中，医疗装置包括耳鼻喉部(ENT)工具或导丝。在其他实施方案中，自动地移动虚拟装置包括在物理三维(3D)模型中移动虚拟装置，所述物理3D模型对患者的身体的至少一部分进行建模，所述物理3D模型位于身体外部。

在一个实施方案中，该方法包括通过接收身体的至少一部分的一个或多个解剖图像来产生物理3D模型，以及基于所述一个或多个解剖图像来推导用于产生物理3D模型的指令。在另一实施方案中，产生物理3D模型包括基于指令使用3D打印机来打印物理3D模型。在另一实施方案中，自动地移动虚拟装置包括控制联接到虚拟装置的机器人，以将虚拟装置移动到第二位置。

在一些实施方案中，自动地移动虚拟装置包括控制将标记投射在第二位置处的投影仪。在其他实施方案中，第一位置设置在第一坐标系中，并且第二位置设置在第二坐标系中，并且该方法包括在第一坐标系和第二坐标系之间进行配准。

在一个实施方案中，自动地移动虚拟装置包括在身体外部的三维(3D)场景中移动虚拟装置，所述3D场景对患者的身体的至少一部分进行建模。在另一实施方案中，该方法包括通过接收器官的至少一部分的一个或多个解剖图像来构建3D场景，以及基于所述一个或多个解剖图像来推导用于构建3D场景的指令。

根据本发明的实施方案另外提供了一种包括接口和处理器的设备。所述接口被配置成接收在患者的身体内移动的医疗装置的第一位置的第一序列。所述处理器被配置成通过以模仿第一序列的第二位置的第二序列自动地移动在身体外部的虚拟装置，向用户显现医疗装置的第一位置。

以下结合附图根据本发明的实施方案的详细说明将更全面地理解本发明，在附图中：

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的鼻窦扩张外科系统的示意性图解；以及

图2是根据本发明的实施方案而示意性地示出用于显现医疗装置在器官中的位置和取向的方法的流程图。

具体实施方式

概述