[发明专利]配置用于导航路径跟踪的机器人系统

说明书

某些方面涉及用于导航路径跟踪的系统和技术。在一个方面，一种系统显示被显示的内腔网络的手术前模型。该系统确定内腔网络内的器械相对于手术前模型的位置。基于器械相对于手术前模型的位置，系统确定是否进入路径跟踪模式。在路径跟踪模式下，系统显示指示器械相对于所显示的手术前模型的路径的视觉标记。视觉标记可以用于使器械的导航路径可视化和/或延伸手术前模型。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2017年10月13日提交的美国临时申请第62/572,285号和2018年9月26日提交的美国申请第16/143,362号的权益，该美国临时申请和该美国申请中的每一个在此通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本公开内容整体上涉及用于医疗器械的导航的系统和方法，并且更具体地涉及用于医疗器械的导航路径跟踪方法和导航系统。

背景技术

医疗过程例如内窥镜检查(例如，支气管镜检查)可以涉及出于诊断和/或治疗的目的进入并且可视化患者内腔(例如，气道)的内部。在过程期间，可以将柔性管状工具或器械例如内窥镜插入患者体内。在某些情况下，第二器械可以通过内窥镜到达被识别用于诊断和/或治疗的组织部位。

支气管镜检查是使得医师能够检查患者肺部中的气道例如支气管和细支气管的内部状况的医疗过程。在医疗过程期间，可以将被称为支气管镜的细的、柔性的管状工具或器械插入患者的嘴中，并沿患者的喉咙进入他的或她的肺部气道朝向被识别用于后续的诊断和治疗的组织部位。支气管镜可以具有内部腔(“工作通道”)，该内部腔提供至组织部位的路径，并且导管和各种医疗工具可以通过工作管道插入到组织部位。

在某些医疗过程中，医疗机器人系统可以用于控制医疗器械的插入和/或操纵。医疗机器人系统可以包括至少一个机器人臂或其他器械定位装置，其他器械定位装置包括用于在过程期间控制医疗器械的定位的操纵器组件。

发明内容

机器人使能的医疗系统可以用于执行各种医疗过程，包括微创过程例如腹腔镜检查过程和无创过程例如内窥镜检查过程两者。在内窥镜检查过程中，机器人使能的医疗系统可以用于执行支气管镜检查、输尿管镜检查、肠胃病学等。在这样的过程期间，医师和/或计算机系统可以将医疗器械导航通过患者的内腔网络。内腔网络可以包括多个分支内腔(例如在支气管网络或肾脏网络中)或单个内腔(例如胃肠道)。机器人使能的医疗系统可以包括导航系统，该导航系统用于引导医疗器械(或辅助引导医疗器械)通过内腔网络。导航系统可以至少部分地基于内腔网络的手术前模型来提供引导。

手术前模型可能只限于内腔网络的某些部分。即，内腔网络可以延伸超出手术前模型所表示的部分。然而，在过程期间，医师可能期望将医疗器械导航到内腔网络的手术前模型中未表示的部分。这可能是困难的，因为导航系统提供的引导可以至少部分地基于手术前模型。此外，当将医疗器械导航超出手术前模型时，医师难以跟踪器械的位置。在某些情况下，医师可能无法将医疗器械导航超出手术前模型，或者，如果医疗器械被导航超出手术前模型，则可能难以确定医疗器械的位置。

通过本文中描述的内腔网络导航系统和技术解决了上述问题等。在一些实现方式中，所公开的技术提供导航路径跟踪。导航路径跟踪可以提供说明医疗器械的位置(和过去的位置)的历史路径(例如，面包屑导航(breadcrumbs))。可以将历史路径显示给医师，使得医师可以将内腔网络的未由手术前模型表示的部分可视化。可以在内腔网络的超出手术前模型的部分中提供导航路径跟踪。在某些情况下，可以使用导航路径跟踪来延伸手术前模型。在某些情况下，也可以在内腔网络的由手术前模型表示的部分内使用导航路径跟踪。

本公开内容的系统、方法和装置每个均具有若干创新方面，其中没有一个方面单独地负责本文中公开的期望属性。