用于半自動(dòng)路徑規(guī)劃的自動(dòng)深度滾動(dòng)和方向調(diào)節(jié)的制作方法
【專利摘要】規(guī)劃工具、系統(tǒng)和方法包括處理器(114)和耦合到處理器的存儲(chǔ)器(116)，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)規(guī)劃模塊(144)。用戶接口(120)耦合到處理器并被配置成允許用戶選擇穿過通路系統(tǒng)(148)的路徑。規(guī)劃模塊被配置成上傳與使用用戶接口引導(dǎo)的用戶控制的光標(biāo)點(diǎn)(108)對(duì)應(yīng)的圖像體積(111)的一個(gè)或多個(gè)切片，使得當(dāng)路徑被導(dǎo)航時(shí)，一個(gè)或多個(gè)切片根據(jù)路徑中的光標(biāo)點(diǎn)的深度而被更新。
【專利說明】用于半自動(dòng)路徑規(guī)劃的自動(dòng)深度滾動(dòng)和方向調(diào)節(jié)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及醫(yī)療儀器，且更具體地涉及用于使用圖形接口工具來圖形規(guī)劃和幫助醫(yī)療程序的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)支氣管的活組織檢查是常見的介入性程序，其中活組織檢查針在支氣管鏡的工作通道中被輸送，并在某個(gè)點(diǎn)處穿過氣道壁前進(jìn)以取回在肺或縱隔中的腫瘤、淋巴結(jié)等的樣本。為了幫助規(guī)劃以及實(shí)時(shí)引導(dǎo)這樣的介入，執(zhí)行患者的胸部掃描。例如計(jì)算機(jī)斷層(CT)掃描的掃描可在放射標(biāo)準(zhǔn)視圖中以及在腔內(nèi)視圖的虛擬呈現(xiàn)中被顯示給用戶(例如肺病專家)，類似于真實(shí)支氣管鏡照相機(jī)的光學(xué)圖像。
[0003]在腔內(nèi)視圖中，對(duì)于來自真實(shí)內(nèi)窺鏡檢查的光學(xué)圖像或虛擬呈現(xiàn)，用戶不能看到在氣道壁后面的組織，特別是活體組織檢查目標(biāo)的位置或未被刺穿的血管的位置。類似地，在標(biāo)準(zhǔn)視圖中，用戶不能確切地看到某個(gè)點(diǎn)在腔內(nèi)視圖中所位于的位置。
[0004]用于支氣管鏡檢查的半自動(dòng)路徑規(guī)劃需要在三維CT圖像體積中手動(dòng)設(shè)置多個(gè)路徑點(diǎn)。對(duì)于在二維顯示中設(shè)置這些路徑點(diǎn)，用戶需要控制當(dāng)前顯示的視平面的三個(gè)位置和三個(gè)方向參數(shù)。這顯著地使得工作流程變慢。
[0005]用于對(duì)周圍目標(biāo)(例如用于活組織檢查)的支氣管鏡檢查的路徑規(guī)劃是常見的但困難的臨床任務(wù)。在目標(biāo)和氣管之間的全自動(dòng)路徑規(guī)劃是合乎需要的，但可能并不總是交付最佳結(jié)果。相反，半自動(dòng)手動(dòng)路徑規(guī)劃需要在三維CT圖像體積中設(shè)置多個(gè)路徑點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)當(dāng)前的原理，規(guī)劃工具、系統(tǒng)和方法包括處理器和耦合到處理器的存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)規(guī)劃模塊。用戶接口耦合到處理器并被配置成允許用戶選擇穿過通路系統(tǒng)的路徑。規(guī)劃模塊被配置成上傳與使用用戶接口引導(dǎo)的用戶控制的光標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像體積的一個(gè)或多個(gè)切片，使得當(dāng)路徑被導(dǎo)航時(shí)，一個(gè)或多個(gè)切片根據(jù)路徑中的光標(biāo)點(diǎn)的深度而被更新。
[0007]具有操作地耦合的視口的系統(tǒng)包括處理器和耦合到處理器的存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)圖像處理模塊。圖形用戶接口耦合到處理器并被配置成允許用戶選擇穿過通路系統(tǒng)的路徑。圖像處理模塊被配置成呈現(xiàn)通路的腔內(nèi)視圖、圖像體積的一個(gè)或多個(gè)其它視圖、以及虛擬線以提供在所有選定視圖(包括腔內(nèi)視圖和一個(gè)或多個(gè)其它視圖)中的空間參考。用戶控制的光標(biāo)點(diǎn)被配置成引導(dǎo)腔內(nèi)視圖，其中光標(biāo)點(diǎn)用來允許對(duì)應(yīng)于光標(biāo)點(diǎn)上的選擇更新而在所有選定視圖中進(jìn)行更新，使得在其它視圖中的光標(biāo)點(diǎn)周圍的圖像信息在用戶接口中是同時(shí)看得見的。
[0008]用于規(guī)劃程序的方法包括:在通路結(jié)構(gòu)的圖像體積中定位終點(diǎn)，圖像體積由沿著深度的堆疊切片組成；在通路結(jié)構(gòu)的圖像體積中選擇起始點(diǎn)；沿著通路結(jié)構(gòu)延伸路徑；根據(jù)與通路結(jié)構(gòu)的圖像切片 對(duì)應(yīng)的通路結(jié)構(gòu)的深度來沿著路徑更新圖像切片；沿著通路導(dǎo)航到終點(diǎn)；以及存儲(chǔ)所述路徑以用于創(chuàng)建對(duì)程序的規(guī)劃。
[0009]用于操作地耦合視口的方法包括:在被配置成允許用戶選擇穿過通路系統(tǒng)的路徑的圖形用戶接口中產(chǎn)生通路結(jié)構(gòu)的腔內(nèi)視圖；產(chǎn)生圖像體積的一個(gè)或多個(gè)其它視圖；以及產(chǎn)生虛擬線以提供在多個(gè)視圖(包括腔內(nèi)視圖和一個(gè)或多個(gè)其它視圖)中的空間參考，使得虛擬線被配置成引導(dǎo)腔內(nèi)視圖，并用來提供參考，以允許對(duì)應(yīng)于虛擬線的用戶選擇的位置更新而在其它視圖中進(jìn)行更新，使得在其它視圖中的虛擬線周圍的圖像信息在用戶接口中是同時(shí)看得見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]從結(jié)合附圖閱讀的本發(fā)明的例證性實(shí)施例的下面的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
[0011]本公開將參考附圖詳細(xì)地呈現(xiàn)優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，其中:
[0012]圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于規(guī)劃程序并同時(shí)觀看不同視角的鏈接的顯示視圖的系統(tǒng)/方法的框圖/流程圖；
[0013]圖2是示出根據(jù)例證性實(shí)施例的用于根據(jù)鼠標(biāo)繪制的規(guī)劃軌跡的深度來更新圖像切片的方法的流程圖；
[0014]圖3是示出根據(jù)一個(gè)例證性實(shí)施例的用于根據(jù)光標(biāo)位置(或鼠標(biāo)點(diǎn))來更新當(dāng)前視平面的向量的圖示；
[0015]圖4A是示出根 據(jù)另一實(shí)施例的具有在腔內(nèi)結(jié)構(gòu)中繪制的路徑軌跡的第一切片的圖像；
[0016]圖4B是示出根據(jù)圖4A的實(shí)施例的具有沿著腔內(nèi)結(jié)構(gòu)延伸的路徑軌跡的不同深度的后續(xù)切片的圖像；
[0017]圖5是示出根據(jù)當(dāng)前原理使用虛擬線參考位置彼此關(guān)聯(lián)的多個(gè)視點(diǎn)或窗格的顯示屏圖像；
[0018]圖6是示出根據(jù)例證性實(shí)施例的用于規(guī)劃程序的方法的流程圖；以及
[0019]圖7是示出根據(jù)例證性實(shí)施例的用于操作地耦合視口的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]根據(jù)本原理，提供一種具有圖形用戶接口的系統(tǒng)，其具有當(dāng)前顯示的視平面的深度、位置和方向的自動(dòng)適應(yīng)，使得用戶只需要控制內(nèi)部結(jié)構(gòu)(例如肺的氣道中)的二維跟蹤。視平面可被連續(xù)地更新。一種方法使用鼠標(biāo)或類似的指向設(shè)備來執(zhí)行對(duì)結(jié)構(gòu)的局部跟蹤，使用鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)來自動(dòng)改變所顯示的視平面的位置及其方向。鼠標(biāo)點(diǎn)位于結(jié)構(gòu)(例如氣道)中心，且視平面方向與結(jié)構(gòu)的方向?qū)R。以這種方式，用戶可從目標(biāo)(例如活體組織檢查目標(biāo))用鼠標(biāo)拖動(dòng)到起始位置(例如氣管)的路徑，而不需要調(diào)節(jié)視平面控制參數(shù)。這個(gè)圖形用戶接口和基本方法創(chuàng)建解釋起來有效和容易得多的工作流程。
[0021]三維輸入圖像體積(例如CT掃描)通常只以一個(gè)或多個(gè)平面切片圖像的形式顯示。唯一的可能性包括x、y和z軸對(duì)齊的圖像(軸向的、冠狀的、矢狀的)、傾斜平面或彎曲重組圖像。在這些二維視平面內(nèi)，用戶可點(diǎn)擊通路位置以設(shè)置或編輯路徑控制點(diǎn)。對(duì)于在二維顯示中手動(dòng)設(shè)置這些路徑點(diǎn)，用戶需要控制當(dāng)前顯示的視平面的三個(gè)位置參數(shù)和三個(gè)方向參數(shù)。特別是，用戶需要穿過切片滾動(dòng)(以調(diào)節(jié)當(dāng)前顯示的切片的深度位置)并改變方向(例如圍繞頭腳向身體軸的旋轉(zhuǎn))，以實(shí)現(xiàn)通路的最佳可見性和可跟蹤性。需要大量的用戶互動(dòng)，且這明顯延遲了用于設(shè)置控制點(diǎn)的工作流程。
[0022]在根據(jù)本原理的一個(gè)實(shí)施例中，圖形用戶接口(⑶I)包括當(dāng)前顯示的視平面的深度位置和方向的連續(xù)自動(dòng)適應(yīng)。當(dāng)用戶在通路內(nèi)部拖動(dòng)指針或鼠標(biāo)時(shí)，當(dāng)前顯示的視平面的深度位置被自動(dòng)調(diào)節(jié)，使得鼠標(biāo)點(diǎn)保持在局部通路的中央?？蛇x地，所顯示的視平面也圍繞當(dāng)前鼠標(biāo)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，使得氣道的局部方向與所顯示的切片視平面最佳地對(duì)齊。
[0023]這個(gè)工作流程包括用戶將鼠標(biāo)點(diǎn)放置在目標(biāo)處，并接著沿著通路拖動(dòng)鼠標(biāo)直到起始點(diǎn)(例如氣管)，而根本不必調(diào)節(jié)任何其它視圖控制參數(shù)。用戶只控制在視平面中的通路的二維跟蹤，深度和旋轉(zhuǎn)被自動(dòng)適應(yīng)。這通過基本算法或方法來實(shí)現(xiàn)，基本算法或方法對(duì)于每個(gè)新鼠標(biāo)位置執(zhí)行鼠標(biāo)點(diǎn)當(dāng)前所位于的通路的局部跟蹤。局部通路的3D中心點(diǎn)及其局部方向被確定。如果在當(dāng)前顯示的深度或方向與所估計(jì)的通路中心和方向之間存在差異，則視平面參數(shù)相應(yīng)地改變，且實(shí)時(shí)地(例如現(xiàn)場(chǎng)反饋)更新顯示。
[0024]在另一實(shí)施例中，圖形用戶接口(GUI)包括幾個(gè)視口或窗格，其允許在與來自真實(shí)內(nèi)窺鏡檢查的圖像反饋類似的虛擬腔內(nèi)視圖中的運(yùn)動(dòng)。視口提供傾斜重組以對(duì)腔內(nèi)視圖中的每個(gè)點(diǎn)顯示:如果虛擬針將經(jīng)過顯示在圖像窗格中的通路壁點(diǎn)而前進(jìn)，則哪個(gè)組織將被穿越。這用來找到通向目標(biāo)(例如目標(biāo)腫瘤或淋巴結(jié))的適當(dāng)?shù)幕铙w組織檢查路徑，同時(shí)避開關(guān)鍵的組織 和血管。
[0025]在這個(gè)實(shí)施例中，虛擬和真實(shí)的腔內(nèi)視圖交互地耦合到視口和耦合在視口之間。將被從當(dāng)前視點(diǎn)(照相機(jī)點(diǎn))前進(jìn)的針穿透的組織與在其它視圖中的真實(shí)或虛擬圖像相互關(guān)聯(lián)。虛擬針或其它參考由腔內(nèi)視圖中的當(dāng)前鼠標(biāo)位置指定，且提供適當(dāng)?shù)尼樁ㄏ虻膬A斜重組視圖的自動(dòng)計(jì)算和顯示。還實(shí)現(xiàn)了使用在腔內(nèi)視圖下面的深度信息使照相機(jī)位置在腔內(nèi)視圖中前進(jìn)而不穿透氣道壁的能力。
[0026]應(yīng)理解，將從醫(yī)療儀器方面描述本發(fā)明；然而，本發(fā)明的教導(dǎo)廣泛得多并可應(yīng)用于執(zhí)行通路導(dǎo)航的任何系統(tǒng)和方法。在一些實(shí)施例中，本原理用于跟蹤或分析復(fù)雜的生物或機(jī)械系統(tǒng)中。特別是，本原理可應(yīng)用于生物系統(tǒng)的內(nèi)部跟蹤程序、在身體的所有區(qū)域例如肺、胃腸道、排泄器官、血管等中的程序。在附圖中描繪的元件可在硬件和軟件的各種組合中實(shí)現(xiàn)，并提供可組合在單個(gè)元件或多個(gè)元件中的功能。
[0027]可通過使用專用硬件以及能夠結(jié)合適當(dāng)?shù)能浖?zhí)行軟件的硬件來提供附圖中所示的各種元件的功能。當(dāng)由處理器提供時(shí)，功能可由單個(gè)專用處理器、由單個(gè)共用處理器、或由多個(gè)個(gè)體處理器(其中一些可被共用)提供。而且，術(shù)語“處理器”或“控制器”的明確使用不應(yīng)被解釋為專門指能夠執(zhí)行軟件的硬件，而是沒有限制地隱含包括數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)硬件、用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)、非易失性存儲(chǔ)裝置等。
[0028]而且，在本文詳述本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施例的所有陳述以及其特定的例子被預(yù)期包括其結(jié)構(gòu)和功能的等效形式。此外，意圖是這樣的等效形式包括當(dāng)前已知的等效形式以及在未來發(fā)展的等效形式(即，執(zhí)行相同功能而不考慮結(jié)構(gòu)的開發(fā)的任何元件)。因此，例如，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在本文示出的框圖代表具體體現(xiàn)本發(fā)明的原理的例證性系統(tǒng)部件和/或電路的概念圖。類似地，將認(rèn)識(shí)到，任何作業(yè)圖、流程圖等代表可實(shí)質(zhì)上在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中表示并由計(jì)算機(jī)或處理器這樣執(zhí)行的各種過程，而不管這樣的計(jì)算機(jī)或處理器是否被明確示出。
[0029]此外，本發(fā)明的實(shí)施例可采取從計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可訪問的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品提供由計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或結(jié)合計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)來使用的程序代碼。為了這個(gè)描述的目的，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是可包括、存儲(chǔ)、傳遞、傳播或傳輸由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備來使用的程序的任何裝置。介質(zhì)可以是電子、磁、光、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或裝置或設(shè)備)或傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括半導(dǎo)體或固態(tài)存儲(chǔ)器、磁帶、可移動(dòng)計(jì)算機(jī)磁盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、剛性磁盤和光盤。光盤的當(dāng)前例子包括光盤-只讀存儲(chǔ)器(⑶-ROM)、光盤-讀/寫(CE-R/W)、Blu-Ray?和 DVD0
[0030]現(xiàn)在參考附圖，其中相似的數(shù)字表示相同或相似的元件，且最初參考圖1，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例例證性示出用于圖形路徑規(guī)劃和設(shè)備跟蹤的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可用于醫(yī)療工作站中的圖像顯示模塊中，且對(duì)專用支氣管鏡檢查套裝軟件(例如介入性操縱室)或?qū)ρ芨?例如栓塞和血小板檢查)特別有用。也可設(shè)想其它應(yīng)用。
[0031]系統(tǒng)100可包括工作站或控制臺(tái)112，程序從該工作站或控制臺(tái)112被監(jiān)督和/或管理。工作站112優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)處理器114和用于存儲(chǔ)程序和應(yīng)用的存儲(chǔ)器116。存儲(chǔ)器116可存儲(chǔ)圖像處理模塊115，其被配置成產(chǎn)生虛擬儀器，以符合用于觀看來自真實(shí)照相機(jī)的圖像、圖像體積(手術(shù)前圖像)、圖像切片(CT掃描)等的多個(gè)視口，并在多個(gè)視圖中重現(xiàn)事件。圖像處理模塊115被配置成沿著醫(yī)療設(shè)備或儀器(或虛擬儀器或設(shè)備)102和/或其周圍區(qū)域的真實(shí)或虛擬通路重構(gòu)真實(shí)和虛擬圖像。醫(yī)療設(shè)備102可包括導(dǎo)管、導(dǎo)線、探針、針、內(nèi)窺鏡、機(jī)器人、電極、過濾設(shè)備、球囊設(shè)備、或其它醫(yī)療部件等或這樣的設(shè)備的虛擬模型或表示。設(shè)備102可用于最初產(chǎn)生特定的通路系統(tǒng)148的手術(shù)前圖像體積111。
[0032]可提供用于收集手術(shù)前成像數(shù)據(jù)或?qū)崟r(shí)手術(shù)中成像數(shù)據(jù)的成像系統(tǒng)110。手術(shù)前成像可在另一設(shè)施、位置等處在任何程序前面執(zhí)行。這些圖像111可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器116中，并可包括患者或通路系統(tǒng)148 (真實(shí)或虛擬)的手術(shù)前3D圖像體積111。
[0033]在特別有用的實(shí)施例中，設(shè)備/虛擬設(shè)備102用來發(fā)現(xiàn)或觀察目標(biāo)。目標(biāo)可包括傷口、腫瘤、損傷部位、對(duì)象或其它目標(biāo)。在另一實(shí)施例中，設(shè)備102根據(jù)是不需要的。反而，虛擬設(shè)備或光標(biāo)可用來使用虛擬或手術(shù)前圖像(111)繪制穿過通路的過程。
[0034]圖像處理模塊115包括通路確定模塊或工具144。通路確定模塊144向用戶提供用于沿著手術(shù)前圖像111中的通路規(guī)劃導(dǎo)航以為介入性程序作規(guī)劃的功能。工作站112可包括用于觀看受驗(yàn)主體的內(nèi)部圖像的顯示器118。圖像可包括手術(shù)前圖像、實(shí)時(shí)照相機(jī)圖像和/或?qū)崟r(shí)手術(shù)中圖像。如果成像系統(tǒng)110被使用，則成像系統(tǒng)110可包括例如磁共振成像(MRI)系統(tǒng)、熒光鏡檢查系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)系統(tǒng)、超聲(US)等。顯示器118還可允許用戶與工作站112及其部件和功能互動(dòng)。顯示器118優(yōu)選地配置成在圖形用戶接口(⑶I) 106中顯示一個(gè)或多個(gè)窗格或視口 124。視口 124優(yōu)選地被關(guān)聯(lián)，從而它們被基于真實(shí)或虛擬觸發(fā)事件而同時(shí)更新。用戶與顯示器118的互動(dòng)進(jìn)一步由接口 120促進(jìn)。接口 120可包括:硬件設(shè)備，例如鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿或任何其它外圍或控制裝置；可包括軟件設(shè)備，例如虛擬控制、面板、顯示窗格等；或這兩種設(shè)備的組合以允許用戶與工作站112互動(dòng)用于指向控制108。
[0035]在一個(gè)例證性實(shí)施例中，通路確定模塊144產(chǎn)生并控制接口 120的軟件設(shè)備。接口 120的鼠標(biāo)或指向器設(shè)備(108)可用來幫助規(guī)劃穿過通路系統(tǒng)148的適當(dāng)路徑，例如穿過肺的氣道。用戶可在特定的位置上點(diǎn)擊鼠標(biāo)108以將該位置識(shí)別為在介入性程序中稍后將被穿越的路徑上的點(diǎn)位置。點(diǎn)位置可在例如來自CT掃描等的二維切片圖像中被識(shí)別出。規(guī)劃可在作為第一鼠標(biāo)點(diǎn)位置的目標(biāo)部位處開始。鼠標(biāo)點(diǎn)位置將被定義為在使用鼠標(biāo)或類似設(shè)備由點(diǎn)和點(diǎn)擊型操作指示的虛擬圖像中的位置。對(duì)于在當(dāng)前顯示的重組切片中的每個(gè)新鼠標(biāo)點(diǎn)位置，可使用路徑規(guī)劃模塊144執(zhí)行下面的步驟以規(guī)劃在隨后執(zhí)行的程序期間將被穿越的路徑。
[0036]參考圖2， 框圖/流程圖描述了用于規(guī)劃穿過通路系統(tǒng)的路徑的例證性步驟。下面的步驟可由規(guī)劃模塊144控制或執(zhí)行。在塊202中，通路的局部提取(分割)在兩個(gè)方向上(例如上游和下游)執(zhí)行。利用已知的分割算法，例如基于中心的區(qū)域生長(zhǎng)算法或樹分割和重構(gòu)算法，提取優(yōu)選地在被限制長(zhǎng)度的塊中被執(zhí)行，以使確保實(shí)時(shí)可計(jì)算性。
[0037]在塊204中，如果局部通路分割是不成功的或顯示當(dāng)前鼠標(biāo)位置完全在通路內(nèi)部的低置信度，則在塊205中不執(zhí)行對(duì)當(dāng)前視平面的更新。否則，在塊206中，確定通路的局部中心ca。在塊208中，在所估計(jì)的通路中心Ca和當(dāng)前鼠標(biāo)點(diǎn)P之間確定差向量d = ca - p，且執(zhí)行投影，其中s = d.η被投影到當(dāng)前顯示的視平面的法向量η上。然后，視平面的中心從C。更新到cjsn。在塊210中，確定通路的局部方向向量va。在塊212中，平行于法向量η的Va的向量分量和當(dāng)前顯示的視平面的垂直向量ev相減以得到正交向量V。然后，當(dāng)前顯示的視平面的水平向量eh被調(diào)節(jié)，使得它與ν對(duì)齊。為了實(shí)現(xiàn)此，圍繞經(jīng)過當(dāng)前鼠標(biāo)點(diǎn)P的頭尾向軸旋轉(zhuǎn)視平面。
[0038]在塊214中，使用新平面參數(shù)(例如向量)來更新當(dāng)前顯示的視平面。在塊216中，沿著通過鼠標(biāo)拖動(dòng)創(chuàng)建的路徑的所有3D位置被跟蹤并存儲(chǔ)以用作用于半自動(dòng)路徑規(guī)劃的輸入。路徑點(diǎn)可受到進(jìn)一步的處理算法，例如在整個(gè)過程中的定中心和平滑化。
[0039]參考圖3，其是例證性示出根據(jù)圖2的示例性工作流程在上面描述的向量操作的向量圖。當(dāng)前視平面220示出局部分割的氣道224的橫截面。確定并估計(jì)通路的局部中心Ca0在所估計(jì)的通路中心Ca和當(dāng)前鼠標(biāo)點(diǎn)P之間確定差向量d = Ca-P。執(zhí)行投影，其中s=(1.η被投影到當(dāng)前顯示的視平面220的法向量η上。然后，為了更好的可視化而更新視平面的中心(例如從C0到C()+sn)。確定通路的局部方向向量va。平行于法線η的Va的向量分量和當(dāng)前顯示的視平面220的垂直向量ev(其沿著頭尾向軸222)相減以得到正交向量v(未示出)。然后，當(dāng)前顯示的視平面220的水平向量eh被調(diào)節(jié)，使得它與ν對(duì)齊。為了實(shí)現(xiàn)此，圍繞經(jīng)過當(dāng)前鼠標(biāo)點(diǎn)P的頭尾向軸222旋轉(zhuǎn)視平面。
[0040]使用新平面參數(shù)(例如向量)來更新當(dāng)前顯示的視平面222。在更新之后，中心點(diǎn)ca在視平面上，且平面法向量η正交于方向va。沿著通過鼠標(biāo)拖動(dòng)而創(chuàng)建的路徑的所有3D位置被跟蹤并存儲(chǔ)以用作用于半自動(dòng)路徑規(guī)劃的輸入。路徑點(diǎn)可受到進(jìn)一步的處理(例如定中心和平滑化)。換句話說，路徑從當(dāng)前視圖(重組)平面220上的當(dāng)前鼠標(biāo)點(diǎn)P起被局部地分割，且在連續(xù)的更新周期中，重組平面220沿著其平面法向量η前后移動(dòng)，使得所估計(jì)的路徑中心Ca進(jìn)入位于重組平面220中，以及圍繞頭尾向軸222旋轉(zhuǎn)平面220，使得重組平面220的法向量η變得與所估計(jì)的局部路徑方向正交。[0041]再次參考圖1，路徑規(guī)劃模塊144可幫助使用由用戶提供的鼠標(biāo)拖動(dòng)數(shù)據(jù)來計(jì)算路徑。手術(shù)前圖像111 (例如在程序前獲取的診斷體積CT圖像)用作程序的“道路圖”，并提供患者的解剖的非常詳細(xì)的信息。這些圖像111用來規(guī)劃例如以限定沿著肺的氣道的最佳路徑，例如以到達(dá)期望的目標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像111還用來提供用于在規(guī)劃路徑時(shí)更新顯示118的切片。切片是當(dāng)鼠標(biāo)沿著路徑被拖動(dòng)時(shí)更新的二維橫截面。當(dāng)深度沿著路徑改變時(shí)，切片被以更當(dāng)前的切片更新，從而規(guī)劃可繼續(xù)。切片可以基于鼠標(biāo)點(diǎn)的定中心信息而被更新，或可被用戶手動(dòng)更新。
[0042]參考圖4A和4B，例證性描述肺306的兩個(gè)連續(xù)切片308和310。根據(jù)當(dāng)前的原理，肺306是使用CT來成像的。在圖4A中，鼠標(biāo)點(diǎn)在氣道304內(nèi)被選擇并沿著路徑被拖動(dòng)以提供鼠標(biāo)拖動(dòng)302。當(dāng)鼠標(biāo)拖動(dòng)302延長(zhǎng)時(shí)，它開始離開切片308中的氣道304的腔內(nèi)部分。規(guī)劃路徑模塊(144)重新定鼠標(biāo)拖動(dòng)302的中心，并將當(dāng)前視圖切換到圖4B中的切片310，其中鼠標(biāo)拖動(dòng)302可繼續(xù)到其目的地點(diǎn)。切片310是下一 CT掃描切片，其與切片308的二維圖像相對(duì)應(yīng)，除了切片310具有與切片308不同的深度以外。通過提供待進(jìn)入的氣道304的腔內(nèi)空腔的額外位置，這允許鼠標(biāo)拖動(dòng)302沿著期望的路徑被更遠(yuǎn)地延伸。此外，導(dǎo)航過程只需要在二維上(在切片中)，因?yàn)樯疃?第三維)被通過圖像處理來更新。這極大地簡(jiǎn)化了規(guī)劃程序?？赡軆?yōu)選地在目標(biāo)位置處開始鼠標(biāo)拖動(dòng)302，并朝著如輸入點(diǎn)或口的最初起始點(diǎn)(例如在肺的情況下的氣管等)向后行進(jìn)。
[0043]參考圖5，例證性圖形用戶接口(⑶1)400包括多個(gè)視口 402、404、406和408。⑶1400可在工作站112 (圖1)中使用，工作站112可包括支氣管鏡檢查操縱室或用于規(guī)劃和引導(dǎo)支氣管鏡檢查程序的其它系統(tǒng)。視口 402、404、406和408在例證性布置中被描繪，且可以使用更多或更少數(shù)量的視口。視口 402、404、406和408可配置有不同的方向、不同尺寸的窗格等。在本例中，標(biāo)準(zhǔn)視圖(SV)(軸向)在視口 402中示出。腔內(nèi)視圖(EV)在視口 404中示出。一個(gè)或多個(gè)傾斜重組視圖(例如RV1、RV2、RV3等)在視口 406和408中示出。視口 404包括手 術(shù)前圖像體積或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像體積。視口 402、404、406和408優(yōu)選地都被幾何地耦合，如在本文所述的，由虛擬線或被示為針向量410的針的基本概念管理。應(yīng)理解，GUI400可用來規(guī)劃程序的導(dǎo)航，或可在介入性程序期間用作工具。
[0044]在例證性例子中，在腔內(nèi)視圖404中的鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)在下面的建議下實(shí)時(shí)地更新其它視口 402、406、408:當(dāng)前鼠標(biāo)點(diǎn)412將是在氣道壁404中通過其使活組織檢查針前進(jìn)的點(diǎn)。點(diǎn)412由在視口 404的虛擬腔內(nèi)呈現(xiàn)中的這個(gè)點(diǎn)的觀察方向和在虛擬腔內(nèi)呈現(xiàn)中的這個(gè)點(diǎn)412的基本深度值確定。給出這個(gè)氣道壁點(diǎn)坐標(biāo)，虛擬針向量被計(jì)算為在氣道壁點(diǎn)412和腔內(nèi)視圖404的當(dāng)前照相機(jī)位置之間的向量。可選地，可指定另一位置而不是照相機(jī)位置。例如，支氣管鏡的工作通道的嘴位置(而不是照相機(jī)位置)可被指定為虛擬針的起始點(diǎn)。也可使用虛擬位置。
[0045]計(jì)算并顯示一個(gè)傾斜重組視圖RV1406，其示出由當(dāng)前腔內(nèi)照相機(jī)位置(在視口404中)和針向量410給出的平面。可為由當(dāng)前腔內(nèi)照相機(jī)位置(在視口 404中)給出并平行于針向量410但正交于視口 406中的RVl的平面計(jì)算另一重組視圖RV2(未示出)。為由當(dāng)前腔內(nèi)照相機(jī)位置(在視口 404中)給出但垂直(成直角、正交)于針向量410的平面計(jì)算第三重組視圖RV3408。
[0046]虛擬針410被顯示為在重組視圖RVl(和/或RV2，如果示出的話)中繪制的線。針410垂直于RV3408，且因此只被標(biāo)記為在RV3408中的單個(gè)點(diǎn)或十字絲。虛擬針410穿透氣道壁的點(diǎn)被指示為在標(biāo)準(zhǔn)視圖402中的標(biāo)記418，且標(biāo)準(zhǔn)視圖402的中心坐標(biāo)被重置到這個(gè)點(diǎn)以使視圖位于中心并使虛擬針410的軌跡變得可見。
[0047]在腔內(nèi)視圖404內(nèi)的鼠標(biāo)點(diǎn)擊可用作用于沿著虛擬腔內(nèi)呈現(xiàn)中的腔內(nèi)空腔的方向移動(dòng)照相機(jī)位置的方法。照相機(jī)位移向量的長(zhǎng)度由在虛擬腔內(nèi)呈現(xiàn)中的這個(gè)點(diǎn)的基本深度值的分?jǐn)?shù)(fraction)表示。(這個(gè)步長(zhǎng)分?jǐn)?shù)可以是固定的，比如50%，或用戶可調(diào)節(jié)的)。這確保下一照相機(jī)位置將仍然在氣道內(nèi)部，而不考慮用戶在腔內(nèi)視圖404中點(diǎn)擊哪里。然后所有氣道被更新到新照相機(jī)位置。
[0048]應(yīng)理解，上面描述的例子是例證性的，可根據(jù)當(dāng)前的原理來使用很多變化。例如，在本例中標(biāo)準(zhǔn)視圖402可以是軸平行的；然而，標(biāo)準(zhǔn)視圖402可以在軸、冠狀、矢狀方向上，或所有三個(gè)方向可被同時(shí)提供。腔內(nèi)視圖404可被計(jì)算為直接體積呈現(xiàn)、來自網(wǎng)的表面呈現(xiàn)或閾值體積圖像。重組視圖406、408可包括薄切片重組、厚片重組(例如最大強(qiáng)度或平均強(qiáng)度)、或直接體積呈現(xiàn)厚片。也設(shè)想其它變化。
[0049]在標(biāo)準(zhǔn)視圖(402)中的鼠標(biāo)點(diǎn)擊可用來觸發(fā)在鼠標(biāo)點(diǎn)擊點(diǎn)處腔內(nèi)視圖(404)的呈現(xiàn)。使用適當(dāng)?shù)木植繗獾捞崛∷惴▽?duì)這個(gè)點(diǎn)自動(dòng)估計(jì)照相機(jī)方向。所有視口被相應(yīng)地更新。應(yīng)理解，更新任何視口可觸發(fā)其它視圖的更新?？砂葱枰獮樗幸晥D或視圖的子集實(shí)現(xiàn)這個(gè)更新特征。例如,在重組視圖406或408中的鼠標(biāo)點(diǎn)擊將標(biāo)準(zhǔn)視圖402的中心點(diǎn)以及腔內(nèi)視圖404的照相機(jī)點(diǎn)重置到選定點(diǎn)，并可相應(yīng)地更新所有視口。對(duì)于在腔內(nèi)視圖404中可見的每個(gè)氣道壁點(diǎn)，它的位置可在重組視圖406、408(例如1^1、1^2、1^3等)中被彩色編碼，使得腔內(nèi)視圖404的 觀察范圍作為在重組視圖(未示出)中的邊界輪廓線可見。在腔內(nèi)視圖404中，彩色覆蓋層(未示出)可用來指示特定支氣管鏡的活組織檢查針可從照相機(jī)角度偏離的最大角度。這個(gè)特征在對(duì)齊針中是有用的，以用于規(guī)劃程序。
[0050]在特別有用的實(shí)施例中，在腔內(nèi)視圖404中的鼠標(biāo)輪運(yùn)動(dòng)可用來改變當(dāng)通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊使照相機(jī)位置前進(jìn)或凹進(jìn)時(shí)所采用的步長(zhǎng)。在鼠標(biāo)點(diǎn)擊之后具有當(dāng)前步長(zhǎng)的下一位置被指示為在重組視圖406 (和RV2，如果被使用的話)中的標(biāo)記。
[0051]重組視圖RV3408可不僅通過當(dāng)前照相機(jī)點(diǎn)被計(jì)算，而且可對(duì)虛擬針410上的任何點(diǎn)被計(jì)算，使得用戶可以例如使用鼠標(biāo)輪來連續(xù)選擇這樣的點(diǎn)，因而沿著(并垂直于)虛擬針410穿過圖像體積滾動(dòng)。鼠標(biāo)拖動(dòng)(與鼠標(biāo)點(diǎn)擊相反)可在腔內(nèi)視圖404中用來旋轉(zhuǎn)照相機(jī)觀察方向或改變照相機(jī)向上方向，這取決于鼠標(biāo)拖動(dòng)的方向。
[0052]⑶1400包括虛擬控制和按鈕420，以提供視圖選擇、方向、圖像處理等的設(shè)置?？刂?22提供控制指針/鼠標(biāo)選項(xiàng)和控制。其它虛擬控制、菜單框等也可被使用。
[0053]參考圖6，示出描述用于規(guī)劃程序的方法的框圖。在塊502中，獲取或提供用于通路結(jié)構(gòu)的手術(shù)前圖像。這可包括在程序前面的任何時(shí)間的CT掃描、磁共振成像(MRI)掃描等。在塊503中，處理手術(shù)前圖像。在塊504中，通路結(jié)構(gòu)被分割成與光標(biāo)的當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的塊。塊應(yīng)足夠小以允許實(shí)時(shí)計(jì)算。在塊505中，通路結(jié)構(gòu)的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的局部提取優(yōu)選地在兩個(gè)方向上在光標(biāo)位置周圍被執(zhí)行。
[0054]在塊506中，第一終點(diǎn)位于通路結(jié)構(gòu)的圖像體積中。圖像體積優(yōu)選地由沿著深度的堆疊切片組成。圖像體積可包括肺、血管或網(wǎng)絡(luò)等。第一終點(diǎn)可包括將被介入性程序到達(dá)的目標(biāo)，例如腫瘤、傷口、損傷等。在塊508,在通路結(jié)構(gòu)的圖像體積中選擇起始點(diǎn)。起始點(diǎn)選擇可包括鼠標(biāo)點(diǎn)擊以選擇鼠標(biāo)拖動(dòng)的起始位置。在塊510中,路徑沿著通路結(jié)構(gòu)延伸。這可包括拖動(dòng)鼠標(biāo)以在圖像體積的圖像中延伸視覺上呈現(xiàn)的線。同時(shí)，也可提供描述鼠標(biāo)點(diǎn)擊和拖動(dòng)的其它技術(shù)和行動(dòng)。
[0055]在塊512中，顯示與在通路結(jié)構(gòu)的路徑中的深度的當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的圖像切片。沿著與圖像切片對(duì)應(yīng)的通路結(jié)構(gòu)，根據(jù)深度的變化沿著路徑更新圖像切片。在一個(gè)例子中，選擇沿著腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的路徑。鼠標(biāo)拖動(dòng)遵循腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的所計(jì)算出的中心線。在塊514中，對(duì)路徑中的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)計(jì)算中心位置，且將中心位置與路徑的軌跡進(jìn)行比較以確定正在觀察的堆疊切片是否應(yīng)被更新。當(dāng)鼠標(biāo)拖動(dòng)繼續(xù)時(shí)，鼠標(biāo)拖動(dòng)的深度改變以遵循腔內(nèi)結(jié)構(gòu)。當(dāng)深度改變時(shí)，圖像切片被更新。
[0056]在塊516中，路徑(經(jīng)由例如鼠標(biāo)拖動(dòng))沿著通路被導(dǎo)航到終點(diǎn)。在塊518中，存儲(chǔ)路徑以用于創(chuàng)建程序的規(guī)劃。在塊520中，可使用運(yùn)動(dòng)相關(guān)的多視圖顯示工具和方法來分析并修改路徑(例如見圖7)。
[0057]參考圖7，示出用于操作地耦合視口的方法。視口可在規(guī)劃程序中被使用；然而也可使用其 它應(yīng)用。在塊604中，在被配置成允許用戶選擇穿過通路系統(tǒng)的路徑的圖形用戶接口中，產(chǎn)生通路結(jié)構(gòu)的腔內(nèi)視圖。腔內(nèi)視圖可包括手術(shù)前圖像、計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像、圖像網(wǎng)等。在塊608中，產(chǎn)生圖像體積的一個(gè)或多個(gè)其它視圖。一個(gè)或多個(gè)視圖可包括標(biāo)準(zhǔn)視圖和重組視圖中的一個(gè)或多個(gè)。重組視圖可包括平行于虛擬線的視圖或垂直于虛擬線的視圖中的一個(gè)。腔內(nèi)和其它視圖優(yōu)選地同時(shí)顯示在顯示設(shè)備上的多個(gè)窗格中。
[0058]在塊612中，產(chǎn)生虛擬線以提供在多個(gè)視圖(包括腔內(nèi)視圖和一個(gè)或多個(gè)其它視圖)中的空間參考。虛擬線被配置成引導(dǎo)腔內(nèi)視圖，并用來提供參考，以同時(shí)允許對(duì)應(yīng)于虛擬線的用戶選擇的位置更新而在所有視圖中進(jìn)行更新。圍繞視圖中的虛擬線的圖像信息在用戶接口中是同時(shí)看得見的。在塊616中，通過使指向控制設(shè)備前進(jìn)或后退，而在腔內(nèi)視圖或其它視圖中使虛擬線前進(jìn)或縮回。所有選定視圖相應(yīng)地被更新。在塊620中，在一個(gè)實(shí)施例中，腔內(nèi)視圖用來確定在腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的壁中的針插入點(diǎn)，且至少一個(gè)其它視圖用來確定穿過壁在腔內(nèi)視圖中不可見的結(jié)構(gòu)。虛擬線可用來對(duì)活組織檢查針或其它儀器進(jìn)行建模?？筛鶕?jù)當(dāng)前的原理提供其它視圖和相關(guān)視口的使用。在塊622中，優(yōu)選地在所有選定視圖中指示虛擬線。
[0059]在塊624中，可使用指向控制設(shè)備來改變至少一個(gè)視圖的照相機(jī)角度。指向控制設(shè)備可包括鼠標(biāo)或等效設(shè)備。照相機(jī)控制可由鼠標(biāo)輪等提供。
[0060]在解釋所附權(quán)利要求中，應(yīng)理解:
[0061]a)詞“包括”并不排除除了在給定權(quán)利要求中列出的那些元件或動(dòng)作以外的其它元件或動(dòng)作的存在；
[0062]b)在元件之前的詞“一(a) ”或“一(an) ”并不排除多個(gè)這樣的元件的存在；
[0063]c)在權(quán)利要求中的任何參考符號(hào)并不限制它們的范圍；
[0064]d)幾個(gè)“裝置”可由相同的項(xiàng)或硬件或軟件實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)或功能表示；以及
[0065]e)除非明確指示，否則并不意圖要求動(dòng)作的特定序列。
[0066]在描述了用于半自動(dòng)路徑規(guī)劃的自動(dòng)路徑滾動(dòng)和方向調(diào)節(jié)的優(yōu)選實(shí)施例(其意圖是例證性的而不是限制性的)后，應(yīng)注意的是，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可根據(jù)上述教導(dǎo)而做出修改和變化。因此應(yīng)理解，可在所公開的本公開的特定實(shí)施例中做出在如所附權(quán)利要求所概述的在本文公開的實(shí)施例的范圍內(nèi)的變化。在這樣描述了專利法所要求的細(xì)節(jié)和特征后，在所附權(quán)利要 求中闡述被專利證書保護(hù)的所主張和期望的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種規(guī)劃系統(tǒng),包括: 處理器(114)； 存儲(chǔ)器(I 16)， 其耦合到所述處理器并存儲(chǔ)規(guī)劃模塊(144)，以及用戶接口(120)，其耦合到所述處理器并被配置成允許用戶選擇穿過通路系統(tǒng)(148)的路徑； 所述規(guī)劃模塊被配置成上傳與使用所述用戶接口引導(dǎo)的用戶控制的光標(biāo)點(diǎn)(108)對(duì)應(yīng)的圖像體積(111)的一個(gè)或多個(gè)切片，使得當(dāng)所述路徑被導(dǎo)航時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)切片根據(jù)所述路徑中的光標(biāo)點(diǎn)的深度而被更新。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述規(guī)劃模塊(144)被配置成產(chǎn)生軌跡線以指示所述路徑。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述通路系統(tǒng)(148)包括肺，且所述路徑在進(jìn)入點(diǎn)和所述肺內(nèi)的目標(biāo)之間被確定。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述用戶控制的光標(biāo)點(diǎn)(108)位于腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的深度維度內(nèi)的中心，且所述規(guī)劃模塊(144)以圖像切片檢查深度從而確定所述圖像切片是否應(yīng)被更新。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括圖像處理模塊(115)，其被配置成圍繞光標(biāo)位置在兩個(gè)方向上執(zhí)行通路的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的局部提取。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)器(116)存儲(chǔ)沿著由所述光標(biāo)點(diǎn)的拖動(dòng)所產(chǎn)生的路徑的所有三維位置，以用作用于路徑規(guī)劃的輸入。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述圖像體積(111)包括手術(shù)前收集的圖像。
8.一種具有操作地耦合的視口的系統(tǒng)，包括: 處理器(114)； 存儲(chǔ)器(116)，其耦合到所述處理器并存儲(chǔ)圖像處理模塊(115)； 圖形用戶接口(106)，其耦合到所述處理器并被配置成允許用戶選擇穿過通路系統(tǒng)(148)的路徑； 所述圖像處理模塊(115)被配置成呈現(xiàn): 通路的腔內(nèi)視圖(404)； 圖像體積(111)的一個(gè)或多個(gè)其它視圖(402、406、408);以及虛擬線(410)，用于提供在包括所述腔內(nèi)視圖和一個(gè)或多個(gè)其它視圖的所有選定視圖中的空間參考； 用戶控制的光標(biāo)點(diǎn)(412)，其被配置成引導(dǎo)所述腔內(nèi)視圖，其中所述光標(biāo)點(diǎn)用來允許對(duì)應(yīng)于所述光標(biāo)點(diǎn)中的選擇更新而在所述所有選定視圖中進(jìn)行更新，使得在其它視圖中的所述光標(biāo)點(diǎn)周圍的圖像信息在所述用戶接口中是同時(shí)看得見的。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)視圖(402、406、408)包括標(biāo)準(zhǔn)視圖和重組視圖兩者中的一個(gè)或多個(gè)。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中重組視圖包括平行于所述虛擬線的視圖或垂直于所述虛擬線的視圖兩者中的一個(gè)。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述虛擬線(410)通過指向控制設(shè)備的前進(jìn)或后退而在所述腔內(nèi)視圖中前進(jìn)或縮回。
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述腔內(nèi)視圖(404)用來確定在腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的壁中的針插入點(diǎn)，且至少一個(gè)其它視圖用來確定穿過壁在所述腔內(nèi)視圖中不可見的結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述虛擬線(410)在所有選定視圖中被指示出。
14.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括被配置成改變用于至少一個(gè)所述視圖的照相機(jī)角度的指向控制設(shè)備(108)。
15.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述圖形用戶接口(106)包括顯示器(118)，使得對(duì)應(yīng)于多個(gè)視圖(124)的多個(gè)窗格被同時(shí)顯不。
16.—種用于規(guī)劃程序的方法,包括: 在通路結(jié)構(gòu)的圖像體積中定位(506)終點(diǎn)，所述圖像體積由沿著深度的堆疊切片組成； 在所述通路結(jié)構(gòu)的所述圖像體積中選擇(508)起始點(diǎn)； 沿著所述通路結(jié)構(gòu)延伸(510)路徑； 根據(jù)與所述通路結(jié)構(gòu)的圖像切片對(duì)應(yīng)的所述通路結(jié)構(gòu)的深度來沿著所述路徑更新(512)所述圖像切片； 沿著通路導(dǎo)航(516)到所述終點(diǎn)；以及 存儲(chǔ)(518)所述路徑以用于創(chuàng)建對(duì)程序的規(guī)劃。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括將所述通路結(jié)構(gòu)分割(504)成與光標(biāo)的當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的塊。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述通路結(jié)構(gòu)包括肺的氣道，且所述路徑在作為所述起始點(diǎn)的目標(biāo)和作為所述終點(diǎn)的氣管之間確定。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括計(jì)算(514)在所述路徑中的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的中心位置，以及對(duì)所述中心位置與所述路徑的軌跡進(jìn)行比較以確定正在觀察的堆疊切片是否應(yīng)被更新。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括圍繞光標(biāo)位置在兩個(gè)方向上執(zhí)行(505)所述通路結(jié)構(gòu)的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的局部提取。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述圖像體積包括手術(shù)前收集的圖像(111)。
22.一種用于操作地耦合視口的方法，包括: 在被配置成允許用戶選擇穿過通路系統(tǒng)的路徑的圖形用戶接口中產(chǎn)生(604)通路結(jié)構(gòu)的腔內(nèi)視圖； 產(chǎn)生(608)圖像體積的一個(gè)或多個(gè)其它視圖；以及 產(chǎn)生(612)虛擬線以提供在包括所述腔內(nèi)視圖和所述一個(gè)或多個(gè)其它視圖的多個(gè)視圖中的空間參考，使得所述虛擬線被配置成引導(dǎo)所述腔內(nèi)視圖，并被用來提供參考，以允許對(duì)應(yīng)于所述虛擬線的用戶選擇的位置更新而在其它視圖中進(jìn)行更新，使得在所述其它視圖中的所述虛擬線周圍的圖像信息在所述用戶接口中是同時(shí)看得見的。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中一個(gè)或多個(gè)視圖包括標(biāo)準(zhǔn)視圖和重組視圖中兩者的一個(gè)或多個(gè)。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中重組視圖包括平行于所述虛擬線的視圖或垂直于所述虛擬線的視圖兩者中的一個(gè)。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述虛擬線通過指向控制設(shè)備的前進(jìn)或后退而在所述腔內(nèi)視圖中前進(jìn)或縮回。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述腔內(nèi)視圖用來(618)確定在所述腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的壁中的針插入點(diǎn)，且至少一個(gè)其它視圖用來確定穿過壁在所述腔內(nèi)視圖中不可見的結(jié)構(gòu)。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述虛擬線在所有選定視圖中被指示出(622)。
28.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括使用指向控制設(shè)備改變(624)用于至少一個(gè)所述視圖的照相機(jī)角度。
29.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述腔內(nèi)視圖和其它視圖在多個(gè)窗格中同時(shí)被顯示。
【文檔編號(hào)】G06T19/00GK103957834SQ201280059479
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月3日
【發(fā)明者】R·維姆科, K·盧, S·徐, T·克林德, M·貝格特爾特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司