專利名稱：促進手術的方法和系統(tǒng)的制作方法
聯(lián)邦贊助的研究或開發(fā)[不適用]縮微膠片/版權引用[不適用]技術領域本申請的實施例一般涉及促進手術過程。具體地，某些實施例涉及提供用于遵循術前手術計劃來有效進行手術的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
手術具有與之相關的風險。因此，對臨床醫(yī)生和患者而言，均希望減少任何這類手術風險的大小和概率。降低風險的一個途徑是改進術前計劃。例如，改進后的術前計劃能縮短手術時間和減少執(zhí)行的侵入行為數(shù)目。此外，改進后的術前計劃能減少干擾手術器械的可能路徑上的健康的、敏感組織和/或器官(如血管或神經(jīng))的風險。而且，在手術中可能不會采用用于提高放射圖像質量的相關技術(如將造影劑施用于患者)。因此，外科醫(yī)生或其它臨床醫(yī)生可以在計劃階段采用這類技術來更好地確定患者的解剖學特征。
然而，術前計劃可能要花費很多時間。而且，臨床醫(yī)生缺少為術前計劃提供易于得到的信息的工具。盡管臨床醫(yī)生可以看到患者的放射圖像，但該圖像也需要醫(yī)生對其進行大量分析。放射圖像的人工分析是耗時的，而且成本高昂。此外，人工分析不能得到可在手術過程中進行實時交互的電子形式的計劃。在手術過程中，也不能以電子方式監(jiān)視人工計劃。而且，人工分析通常是困難的，因為通常在僅為二維的顯示器上向臨床醫(yī)生顯示三維信息。
一種需要為其改進術前計劃的具體手術可稱為切除(如熱燒蝕或冷凍消融)。切除(如熱燒蝕或冷凍消融)可以是對組織(如腫瘤或腫瘤的一部分)進行的任何手術切除。切除(如熱燒蝕或冷凍消融)的一種形式是將切除工具插入要切除的組織。然后，在特定時間內(nèi)，切除工具尖端溫度可達到很高的溫度，從而導致相關組織被殺死。在熱燒蝕過程中，實際上是將組織進行高溫煮沸，而在冷凍消融過程中，則將組織進行冷凍并致死。存在各種工具尖端，各種尖端可以在不同情況下切除不同數(shù)量的組織。對臨床醫(yī)生而言，難以在術前計劃期間計算各種切除工具的體積效應(volumetric effect)。
因此，需要能降低與手術相關的風險的方法和系統(tǒng)，需要自動提供在之后的手術環(huán)境中使用的術前方案的方法和系統(tǒng)。此外，還需要協(xié)助醫(yī)生在手術過程中遵循術前計劃的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的某些實施例提供了一種促進手術的方法，該方法包括追蹤手術器械的至少一部分在被關注部分中的位置；識別與被關注部分的至少一部分對應的手術計劃；以及根據(jù)手術器械的至少一部分的位置與手術計劃的對應性來提供反饋信息。在一個實施例中，該反饋是實時提供的。在一個實施例中，該反饋包括觸覺反饋、熱反饋、視覺反饋和聽覺反饋中的至少其中之一。在一個實施例中，手術計劃包括之前生成的放射圖像。在一個實施例中，手術計劃包括手術器械的至少一部分的至少一條軌跡。在一個實施例中，手術計劃包括至少一項切除。在一個實施例中，該方法還包括顯示被關注部分的至少一部分的實時放射圖像，其中，該放射圖像與手術計劃相對應。在一個實施例中，實時放射圖像包括超聲波圖像。在一個實施例中，將反饋提供給臨床醫(yī)生。
本發(fā)明的特定實施例提供了一種用于促進手術的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括追蹤子系統(tǒng)，用于追蹤手術器械的至少一部分在患者中的位置；反饋子系統(tǒng)，該系統(tǒng)能提供反饋響應；以及可至少部分地在處理器上執(zhí)行的應用程序，該應用程序能將手術器械的上述至少一部分的上述位置和手術計劃進行比較，該應用程序能響應手術器械的上述至少一部分的上述位置與手術計劃之間的關聯(lián)來控制反饋子系統(tǒng)。在一個實施例中，手術計劃包括至少一條軌跡和和至少一個位置。在一個實施例中，反饋響應包括觸覺反饋、熱反饋、視覺反饋和聽覺反饋的至少其中之一。在一個實施例中，該反饋響應是實時提供的。在一個實施例中，系統(tǒng)還包括應用程序生成的可顯示輸出，其中，該可顯示輸出包含患者的至少一部分的實時放射圖像，且該實時放射圖像與手術計劃相對應。在一個實施例中，上述可顯示輸出還包括與實時放射圖像結合在一起的以前生成的放射圖像。在一個實施例中，上述可顯示輸出還包含手術器械的至少一部分的位置。在一個實施例中，上述手術計劃還包括分割(segmentation)。在一個實施例中，手術器械包括切除工具。在一個實施例中，將反饋響應提供給臨床醫(yī)生。
本發(fā)明的某些實施例提供了包含用于計算機的一組指令的計算機可讀存儲介質，這組指令包括用于追蹤手術器械的至少一部分在被關注部分中的位置的追蹤例程；用于識別與被關注部分的至少一部分對應的手術計劃的識別例程；以及用于根據(jù)上述手術器械的至少一部分的位置和手術計劃之間的對應性來提供反饋的反饋例程。在一個實施例中，反饋是實時提供的。在一個實施例中，反饋包括觸覺反饋、熱反饋、視覺反饋和聽覺反饋中的至少其中之一。在一個實施例中，手術計劃包含之前產(chǎn)生的放射圖像。在一個實施例中，該手術計劃包括手術器械的至少一部分的至少一條軌跡。在一個實施例中，手術計劃包括至少一項切除。在一個實施例中，該組指令還包括用于顯示被關注部分的至少一部分的實時放射圖像的顯示例程，其中，該實時放射圖像與手術計劃相對應。在一個實施例中，該實時放射圖像包括超聲波圖像。在一個實施例中，將該反饋提供給臨床醫(yī)生。


圖1示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于進行手術計劃的系統(tǒng)。
圖2示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于進行手術計劃的方法。
圖3示出了一個根據(jù)本發(fā)明的實施例的分割實例。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的顯示數(shù)據(jù)和交互工具的應用程序顯示的實例。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的預測形成的實例。
圖6示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的進行自動的手術計劃的方法。
圖7示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于促進手術的系統(tǒng)。
圖8示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于促進手術的方法的流程圖。
圖9示出了一個根據(jù)本發(fā)明的實施例的、包含手術計劃和被關注部分的三維實時圖像的組合顯示的實例。
結合附圖來閱讀之前的發(fā)明內(nèi)容和以下的具體實施方式
能更好地理解這些部分。為了說明本發(fā)明，在附圖中示出了一些實施例。然而，應當理解，本發(fā)明不限于附圖中示出的配置和器械。而且，某些附圖示出了與根據(jù)一個或多個實施例的本發(fā)明的方法和系統(tǒng)有關的顯示和/或輸出。
具體實施例方式
圖1示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于進行手術計劃的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括圖像生成子系統(tǒng)102，該系統(tǒng)通過一個或多個通信鏈路104以通信方式連接到圖像處理子系統(tǒng)116和/或存儲器114?？梢栽谙到y(tǒng)100中省略存儲器114之類的一個或多個部件?？梢砸愿鞣N形式將一個或多個部件進行集成，或是將這些部件以各種形式在多個部件之間進行分配。
圖像生成子系統(tǒng)102可以是任何能生成與患者的被關注部分對應的二維，三維和/或四維數(shù)據(jù)的放射系統(tǒng)?；颊叩谋魂P注部分可包含與組織、器官、流體、病狀(如腫瘤、膿腫、囊腫等)有關的情形和/或之類的情況。某些圖像處理子系統(tǒng)102包含計算機斷層掃描(CT)、核磁共振成像(MRI)、X射線、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)、斷層合成和/或之類的技術。通過施用給患者的造影劑，可以改善某一成像形態(tài)(如CT)。圖像生成子系統(tǒng)102可以生成一個或多個與圖像對應的、通過通信鏈路104傳送到存儲器114和/或圖像處理子系統(tǒng)116的數(shù)據(jù)組。
存儲器114能存儲由圖像生成子系統(tǒng)102生成的成組數(shù)據(jù)。例如，存儲器114可以是數(shù)字存儲器(如PACS存儲器、光介質存儲器、磁介質存儲器、固態(tài)存儲器、長期存儲器、短期存儲器和/或類似的器件)。例如，存儲器114可以與圖像生成子系統(tǒng)102或圖像處理子系統(tǒng)116進行集成。存儲器114可以位于本地，也可以位于遠方。存儲器114可以是持久型的，也可以是臨時型的。
圖像處理子系統(tǒng)116還可包括存儲器106、處理器108、用戶接口110和/或顯示器112；可以以通信方式連接圖像處理子系統(tǒng)116的各部件?？梢詫⒛承┎考?如處理器108和存儲器106)進行集成。圖像處理子系統(tǒng)116可以接收與患者的被關注部分對應的數(shù)據(jù)?？梢詫?shù)據(jù)存儲在內(nèi)存106中。圖像處理子系統(tǒng)116可以包括計算機、PACS工作站、Advantage工作站和/或類似設備。
存儲器106可以是計算機可讀存儲器，如硬盤、軟盤、CD、CD-ROM、DVD、緊湊型(compact)存儲器、閃存、隨機存取存儲器、只讀存儲器、電可擦除可編程只讀存儲器和/或其它存儲器。存儲器106可包括超過一種存儲器。存儲器106能臨時地或永久地存儲數(shù)據(jù)。存儲器106能存儲可以由處理器108進行讀取的指令組。存儲器106也能存儲由圖像生成子系統(tǒng)102生成的數(shù)據(jù)。存儲器106也能存儲由處理器108生成的數(shù)據(jù)。
處理器108可以是中央處理單元、微處理器、微控制器和/或之類的器件。例如，處理器108可包括一個以上的處理器。處理器108可以是集成式部件，或可被在各個位置之間進行分配。處理器108能執(zhí)行應用程序。處理器108能執(zhí)行方法(如根據(jù)本發(fā)明的方法200)。處理器108能從用戶接口110接收輸入信息，并生成可由顯示器112顯示的輸出。
用戶接口110可包括任何能將信息傳送到圖像處理子系統(tǒng)116的器件。用戶接口110可以包括鼠標、鍵盤和/或任何其它能接收用戶指令的器件。例如，用戶接口110可包含語音識別、動作追蹤和/或眼追蹤特征。可以將用戶接口110集成到其它部件(如顯示器112)之中。例如，用戶接口110可以包括觸摸感應顯示器112。通過用戶接口110，用戶能與在處理器108上執(zhí)行的應用程序進行交互。通過用戶接口110，用戶能與可存儲在存儲器106中的數(shù)據(jù)組進行交互。通過用戶接口110，用戶能與可在顯示器112上顯示的圖形進行交互。
顯示器112可以是任何能將視覺信息傳送給用戶的器件。例如，顯示器112可包括陰極射線管、液晶二極管顯示器、發(fā)光二極管顯示器、投影儀和/或類似的器件。顯示器112能顯示放射圖像和圖像處理子系統(tǒng)116生成的數(shù)據(jù)。顯示可以是二維的，但是，通過陰影、上色和/或類似方法，該顯示也可以指示三維信息。
圖2示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的、進行手術計劃的方法200的流程圖?？梢砸援愑趫D示順序的順序來執(zhí)行方法200的各個步驟。例如，可以同時或基本同時地執(zhí)行方法200中的至少某些步驟。而且，可以省略方法200的某些步驟。可以由計算機和/或其它執(zhí)行計算機可讀介質上的指令組的處理器(如圖1中的處理器108)來執(zhí)行方法200的步驟。而且，可以用以下描述的方法600中的類似步驟置換方法200中的某些步驟，反之亦然。
在步驟202中，提供了包含患者的被關注部分的圖示的數(shù)據(jù)，以供進行顯示。例如，提供了數(shù)據(jù)，以供在顯示器(如顯示器112)上進行顯示。例如，數(shù)據(jù)可以由放射圖像(如圖像生成子系統(tǒng)102)生成，并可包含表示患者的被關注部分的信息。數(shù)據(jù)可包含二維、三維和/或四維信息。數(shù)據(jù)可包括被關注部分的一種或多種視圖(如軸向圖、冠狀圖、弧矢圖和/或斜視圖)。例如，數(shù)據(jù)可能有助于臨床醫(yī)生以二維、三維和/或四維方式計劃和/或可視化手術進程。例如，數(shù)據(jù)可能有助于介入臨床醫(yī)生(如介入放射學家)來計劃介入手術。
現(xiàn)在來看圖3，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包含分割的圖像300的實例。數(shù)據(jù)可包括來自放射成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)。在一個實施例中，數(shù)據(jù)包括放射圖像300中表示的生物結構的分割304。分割304可包括指明各種生物結構的各種形狀或形式。例如，分割304可包括病狀(如腫瘤)的外形。分割304可包括指明器官和其它組織(如血管和/或神經(jīng))的各種形式。
放射圖像數(shù)據(jù)300可包含患者的解剖結構(包括適合分割304的部分)。而且，在被關注部分302的內(nèi)部示出了分割304。例如，可通過在處理器(如圖1所示的處理器108)上運行的應用程序生成分割304。分割304可表示各種形式的生物結構(如器官、組織和/或病狀(如腫瘤，囊腫等))。在生成圖像的過程中，通過向患者施用圖像增強劑(如造影劑)，可以促進分割304的過程。
例如，可以根據(jù)像素和/或體素的各種亮度特性來形成分割304。可以根據(jù)像素和/或體素的亮度特性來辨識各種組織、流體和/或器官。例如，骨骼之類的組織將引起像素和/或體素的亮度特性處于與骨骼相關的范圍內(nèi)。而神經(jīng)之類的組織將引起像素和/或體素的亮度特性處于與神經(jīng)相關的范圍內(nèi)?？梢杂酶鞣N技術來改變與各種解剖結構相關的亮度特性(如在成像前將造影劑施用給患者)。造影劑對改變亮度特性是有用的，這樣，便更容易區(qū)分各種解剖結構的亮度屬性。換言之，基于相關的亮度特性，與未使用造影劑的患者圖像相比，更容易區(qū)分使用了造影劑的患者圖像中的各種解剖結構。
基于與像素和/或體素相關的預期亮度性能，可以對圖像的各個部分進行過濾。比如，如果不準備分割某些解剖部分，則可以過濾這些部分。例如，可以過濾肌肉系統(tǒng)、骨骼、血管和/或類似部分，這樣，便留下了病狀(如腫瘤)。或者，可以根據(jù)相關的亮度特性來選擇解剖部分。例如，可根據(jù)相關的亮度特性來選擇用于分割的血管。
一旦選好解剖部分，便可以對解剖部分進行分割。可使用各種技術(如邊緣檢測)來形成分割304。例如，可以以二維、三維和/或四維的形式進行分割304。分割304可以是二維、三維和/或四維的?？梢杂梅指?04進行進一步的處理和交互?？梢詫⒎指?04作為獨立的數(shù)據(jù)組(或將其與放射圖像數(shù)據(jù)進行集成和/或關聯(lián))存儲在存儲器(如存儲器106)中。
回到圖2，在步驟204中，提供了與數(shù)據(jù)組(如放射圖像數(shù)據(jù)302和分割304)一起使用的交互工具。交互工具可以是與用戶進行交互的一個或多個工具。例如，用戶通過用戶接口(如用戶接口110)可選擇交互工具。
現(xiàn)在參看圖4，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、顯示數(shù)據(jù)和交互工具406的應用程序顯示400的實例。可通過圖標、菜單、浮動菜單、上下文菜單和/或類似的途徑來選擇交互工具406。交互工具406可以包括多種工具。例如，交互工具406可包括可以由用戶選擇的一種或多種工具。交互工具406可具有一個或多個供選擇的工具尖端。工具尖端可具有多種大小、形狀、直徑和/或之類的屬性。工具尖端可以以某種具體的方式影響三維體積。交互工具406也包括其它可編輯參數(shù)，如工具溫度、工具吸力、啟動持續(xù)時間和/或類似的參數(shù)。在一個實施例中，交互工具406是具有多種工具尖端的切除工具。各工具尖端以不同方式影響其周圍的解剖結構。
回到圖2，在步驟206中，允許操縱交互工具(如工具406)的用戶和數(shù)據(jù)組(如放射圖像數(shù)據(jù)302或402和/或分割304或404)之間的交互。用戶可以以二維、三維和/或四維方式與交互工具和數(shù)據(jù)組進行交互。例如，用戶能定位交互工具和/或啟動交互工具。如果交互工具是切除工具，則用戶能在放射圖像數(shù)據(jù)(如302/402)和/或分割(如304/404)內(nèi)定位工具尖端。一旦將其定位于滿意的位置，用戶便能啟動切除工具，從而引起了對通過工具尖端提供熱量這一過程的模擬。
應用程序可以記錄用戶的交互，并將其作為手術計劃分析或手術計劃的一部分存儲在存儲器中。用戶能通過添加、刪除或變更交互來編輯手術計劃分析或手術計劃。例如，可以將手術計劃分析或手術計劃作為獨立的數(shù)據(jù)組(或將其與基礎的放射圖像和/或分割進行集成，或是將其與上述圖像和/或分割進行關聯(lián))存儲在存儲器中，以供今后使用。
例如，可以將交互作為基于矢量的軌跡進行存儲。軌跡有助于介入放射學家之類的用戶將用于插入交互工具(如切除工具)的有效路徑可視化，同時避開主要的解剖結構?？梢詫⒃撥壽E實時地或以其他方式向用戶顯示。
在步驟208中，形成了基于用戶交互的預測。例如，預測可以基于交互工具類型(如切除工具)、交互工具尖端類型、交互的性質、交互工具和/或工具尖端的熱量、工具相對于解剖結構區(qū)域的位置、工具相對于解剖結構區(qū)域的角度、工具動作的持續(xù)時間、交互區(qū)域內(nèi)的解剖結構類型和/或類似的一些方面。例如，切除工具燒穿某些種類的解剖結構比其燒穿其他類型的解剖結構更快和更有效。例如，切除工具的尖端越大，它能燒穿的解剖結構區(qū)域也就越大。應用程序能識別某些或所有這些因素，并能相應地預測患者的解剖結構將如何對提出的交互進行響應。而且，應用程序能將預測存儲在存儲器中。此外，可以向用戶顯示預測。例如，可以實時地向用戶顯示預測反饋。應用程序能將預測作為手術計劃分析或手術計劃的一部分或將其作為獨立的數(shù)據(jù)組進行記錄和存儲。用戶能通過添加、刪除或其他方式更改預測來編輯手術計劃分析或手術計劃。
暫時轉到圖5，其中示出了一個根據(jù)本發(fā)明的實施例形成預測的實例500。圖中示出了分割502。分割502可以是腫瘤的分割。此外，還示出了基于用戶交互的若干個不同的預測504?？赏ㄟ^用戶使用交互工具(如切除工具)進行的交互來形成各個預測504。交互工具可具有多個刀尖，從而導致了多個預測504?？梢韵蛴脩麸@示預測504，并可進一步將該預測作為手術計劃分析或手術計劃的一部分進行存儲。
回到圖2，作為說明性實例，方法200可以按以下方式執(zhí)行。某位患者具有需要通過手術切除(如熱燒蝕或冷凍消融)的腫瘤。在步驟202中，應用程序顯示了包括腫瘤在內(nèi)的患者解剖結構的數(shù)據(jù)和該腫瘤的相應分割。之前，在向患者使用造影劑后，以三維方式生成了患者的CT圖像。將圖像轉移到存儲器(如存儲器114)，并通過執(zhí)行應用程序的處理器(如處理器108)來取得該圖像。應用程序能通過成像協(xié)議來分割上述腫瘤，其中，該協(xié)議根據(jù)體素的相應亮度特性來過濾非腫瘤解剖結構部分。然后，使用邊緣檢測算法來為腫瘤確定一個形狀。并通過應用程序向用戶顯示了分割。
在步驟204中，通過交互菜單向用戶提供了具有多種工具尖端的交互切除工具。存在一系列大小和形狀的工具尖端。用戶一次可選擇一種工具尖端。用戶通過用戶接口(如用戶接口110)來選擇工具尖端。
在步驟206中，用戶使用切除工具和選擇的工具尖端與腫瘤的放射圖像數(shù)據(jù)和分割進行交互。用戶通過用戶接口(如用戶接口110)與上述圖像和分割進行交互。隨著用戶與應用程序中的數(shù)據(jù)進行交互，這些交互被作為手術計劃分析或手術計劃的一部分記錄下來。隨著切除工具穿過非腫瘤區(qū)域到達腫瘤，這一交互過程被記錄下來。一旦切除工具尖端進入腫瘤區(qū)，則用戶通過指明切除工具尖端將被加熱來與上述數(shù)據(jù)進行進一步交互。例如，用戶可通過點擊鼠標來指明工具尖端的加熱。
在步驟208中，根據(jù)步驟206中的交互形成了預測。在這個具體實例中，應用程序被設計成向與數(shù)據(jù)進行交互的用戶提供盡可能實時的反饋。因此，在每次交互之后，均會形成預測，并實時地向用戶顯示該預測。從而，每當切除工具穿過非腫瘤組織而其尖端未加熱時，便會計算(根據(jù)工具尖端的大小和形狀和周圍的解剖結構)關于該交互將如何影響非腫瘤組織的預測，并向用戶顯示該預測。每當在腫瘤區(qū)域內(nèi)加熱切除工具時，便計算(根據(jù)工具尖端的大小、形狀、溫度、加熱持續(xù)時間和腫瘤的類型)預測，并實時地向用戶顯示該預測。然后，根據(jù)臨床目標，在記錄預測時，用戶可通過添加、刪除和/或變更預測來編輯這些預測?？梢詫⑦@組基于交互的預測作為手術計劃分析或手術計劃進行存儲，可以在今后的某個時點(如手術過程中，或正好在手術之前)取用該分析或計劃。
圖6示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于進行自動的手術計劃的方法600?？梢砸援愑趫D示順序的順序來執(zhí)行方法600的各個步驟。例如，可以同時進行方法600的至少某些步驟。此外，可以省略方法600的某些步驟?？赏ㄟ^計算機和/或執(zhí)行計算機可讀介質上的指令組的其它處理器(如圖1中的處理器108)來執(zhí)行該方法的各步驟。此外，可以用方法600中的類似步驟置換方法200中的某些步驟，反之亦然。
在步驟602中，提供了包含患者的被關注部分的圖示的數(shù)據(jù)組，以供進行顯示。步驟602可以類似于步驟202。
在步驟604中，自動選擇了與數(shù)據(jù)組進行交互的工具。步驟604在許多方面與步驟204類似。然而，可根據(jù)多個因素來通過應用程序自動選擇工具。例如，如果將通過切除(如熱燒蝕或冷凍消融)來除去腫瘤，則選擇切除工具尖端的大小和形狀來使基本上切除腫瘤的切除次數(shù)為最小。又如，可以根據(jù)對沿進入腫瘤組織的計劃進入路徑的非腫瘤組織的潛在影響來自動選擇工具尖端大小和形狀。用戶可以忽略對交互工具的自動選擇，或者，可以調整用于自動選擇交互工具的規(guī)則。
在步驟606中，選擇的工具自動與上述數(shù)據(jù)組進行交互。步驟606在許多方面與步驟206類似。然而，根據(jù)多個因素，工具可通過應用程序與數(shù)據(jù)自動進行交互。例如，如果將通過切除(如熱燒蝕或冷凍消融)來除去腫瘤，則將引導切除工具沿有效路徑穿過非組織解剖結構到達腫瘤的具體區(qū)域。一旦工具到達目標位置，便可以在某一持續(xù)時間(根據(jù)效率自動計算出)內(nèi)自動啟動該工具。用戶可以忽略對交互工具的自動選擇，或者，可以調整用于自動選擇交互工具的規(guī)則。例如，用戶能限制某些特定參數(shù)(如工具尖端大小和/或工具尖端溫度)，同時讓自動算法確定其他因素。可以將這些交互存儲在存儲器中，和/或將其作為手術計劃分析或手術計劃的一部分進行保存。通過添加、刪除和/或變更交互，用戶和/或自動計劃算法可以進一步編輯這些交互。
在步驟608中，基于交互形成了預測。步驟608可以類似于步驟208。方法600可以自動返回到步驟604和/或606并繼續(xù)進行，直到某一具體的自動計劃和預測過程完成為止?？梢詫㈩A測存儲在存儲器中，和/或將其作為手術計劃分析或手術計劃的一部分進行保存。用戶和/或自動計劃算法可通過添加、刪除和/或變更預測來進一步編輯這些預測。
作為說明性實例，方法600可以按以下方式進行。某患者具有需要通過切除(如熱燒蝕或冷凍消融)除去的腫瘤。在步驟602中，應用程序顯示了包括腫瘤在內(nèi)的患者的解剖結構數(shù)據(jù)和該腫瘤的相應分割。之前，在向患者使用造影劑后，以三維方式生成了患者的CT圖像。將圖像轉移到存儲器(如存儲器114)，并通過執(zhí)行應用程序的處理器(如處理器108)來取得該圖像。應用程序能通過成像協(xié)議來分割上述腫瘤，其中，該協(xié)議根據(jù)體素的相應亮度特性來過濾非腫瘤解剖結構部分。然后，使用邊緣檢測算法來為腫瘤確定一個形狀。并通過應用程序向用戶顯示了分割。
在步驟604中，根據(jù)感知的腫瘤大小(如分割)，系統(tǒng)自動選擇能有效切除腫瘤的切除工具尖端。然后，系統(tǒng)請求用戶確認對工具尖端的選擇，且用戶確認對交互工具的自動選擇。在這個實例中，將為所有的切除工具交互使用相同大小和形狀的工具尖端。
在步驟606中，應用程序使用上述切除工具和選擇的工具尖端與腫瘤的放射圖像數(shù)據(jù)和分割自動進行交互。隨著用戶與上述數(shù)據(jù)進行交互，這些交互被作為手術計劃分析或手術計劃的一部分記錄下來。隨著切除工具穿過非腫瘤區(qū)域到達腫瘤，這一自動交互過程被記錄下來。一旦切除工具尖端進入腫瘤區(qū)，則應用程序通過指明切除工具尖端將在具體的持續(xù)時間內(nèi)被加熱到具體的溫度來與上述數(shù)據(jù)進行進一步交互。
在步驟608中，根據(jù)步驟606中進行的自動交互形成了預測。例如，每當工具穿過圖像數(shù)據(jù)時，以及每當在腫瘤的區(qū)域內(nèi)加熱切除工具時，便計算(根據(jù)工具尖端的大小、形狀、溫度、加熱持續(xù)時間和腫瘤的類型)預測。在該實例中，直到腫瘤被實質上切除才更新顯示。因此，方法600返回步驟606來執(zhí)行另外的迭代過程，直到腫瘤部位(如分割)被切除為止。在進行所有迭代后，更新了顯示，以指明所有計算和記錄的預測。然后，根據(jù)臨床目標，在記錄預測后，用戶可通過添加、刪除和/或變更預測來編輯這些預測?？梢詫⑦@組基于交互的預測作為手術計劃分析或手術計劃進行存儲，可以在今后的某個時點(如手術過程中，或正好在手術之前)取用該分析或計劃。
在一個實施例中，圖像處理子系統(tǒng)116包括計算機可讀介質，如硬盤、軟盤、CD、CD-ROM、DVD、緊湊型存儲器、閃存和/或其它存儲器(如存儲器106)。該介質可存在于存儲器106、處理器108、存儲器114和/或獨立的系統(tǒng)中。該介質可以包括能由計算機或其它處理器執(zhí)行的指令組?？梢砸栽撚嬎銠C可讀介質上的指令的形式來實施上述的提供、顯示、交互、選擇、自動化和預測功能。例如，該組指令可包含為顯示包含患者的被關注部分的圖示的數(shù)據(jù)組作準備的供應例程。此外，該組指令可包含提供與數(shù)據(jù)組一起使用的交互工具的供應例程。另外，該組指令還可包含允許交互工具與上述數(shù)據(jù)組的一部分進行交互的允許例程。在一個實施例中，通過用戶來允許進行交互。在另一個實施例中，允許自動地進行交互。此外，該組指令可以包含形成例程，該例程用于至少部分地根據(jù)交互來形成關于對上述數(shù)據(jù)組的一部分的影響的預測。在一個實施例中，該組指令可包含從多種工具中選擇交互工具的選擇例程。在一個實施例中，可以自動選擇上述工具。
一旦完成計劃過程，臨床醫(yī)生便可擁有包含一條或多條軌跡和/或其它手術動作(如切除)的手術計劃?？梢栽谑中g中使用該手術計劃，以在進行手術時協(xié)助臨床醫(yī)生。例如，在手術過程中，可以在手術室顯示該手術計劃，以供醫(yī)生觀看。
圖7示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于促進手術的系統(tǒng)700。系統(tǒng)700可包含被關注部分702。手術工具704可處于該被關注部分內(nèi)?？赏ㄟ^追蹤子系統(tǒng)706追蹤該手術工具的位置?？赏ㄟ^放射成像子系統(tǒng)714生成被關注部分702的放射圖像(包括工具704)。追蹤子系統(tǒng)706和放射子系統(tǒng)714可以向處理子系統(tǒng)710輸出數(shù)據(jù)，且該處理子系統(tǒng)還控制了反饋子系統(tǒng)712。在系統(tǒng)700中，可以省略放射成像系統(tǒng)714之類的一個或多個部分?？梢砸愿鞣N形式來集成一個或多個部分，或者，可以以各種形式將它們在多個部件之間進行分配。
被關注部分702可以包括患者的被關注部分。例如，被關注部分702包含作為手術目標的解剖結構。外科醫(yī)生和/或介入放射學家可以使用系統(tǒng)700進行手術。被關注部分702還可以包括其它解剖結構。該被關注部分至少部分地對應于手術計劃(如方法200和/或600)過程中使用的被關注部分。為改善對手術器械704的追蹤或為其他目的，可以以相對于其他部分(如追蹤子系統(tǒng)706和放射成像系統(tǒng)714)的某一具體方式來設置被關注部分。
手術器械704可以是手術過程中在被關注部分中使用的任何器械。例如，手術器械704可包括切除工具?？梢詫⑹中g器械704定位在被關注部分702內(nèi)?？赏ㄟ^臨床醫(yī)生(如外科醫(yī)生或介入放射學家)或自動裝置(如自動觀測儀器、機器人，等等)來定位手術器械704。手術器械704可包括尖端部分。該尖端部分具有在被關注部分702內(nèi)執(zhí)行手術動作(如切除(熱燒蝕或冷凍消融))的尖端?？梢灾脫Q該尖端部分。手術器械704可包括交互部分。該交互部分可以是手術器械704的任何部分，且臨床醫(yī)生通過該交互部分與手術器械704進行交互。交互部分可包括手術器械704的把手，或包括觀測儀器的控制部分。如以下所述，可以將手術器械704與反饋子系統(tǒng)712進行集成，和/或使其與該反饋子系統(tǒng)進行通信。可通過追蹤子系統(tǒng)706來追蹤手術器械704的至少一部分(如尖端部分)。引入促進追蹤的工具尖端材料和/或設備(如特定的金屬和/或無線/有線發(fā)射器)是有益的。可以追蹤整個手術器械704，或是僅追蹤它的一部分(如尖端)。手術器械704或它的一部分基本上對應于方法200和600中討論的交互工具。
追蹤子系統(tǒng)706可包括任何能追蹤手術器械704的位置的子系統(tǒng)。追蹤子系統(tǒng)706可包括電磁追蹤子系統(tǒng)、光學追蹤系統(tǒng)、無線接收器、有線接收器，等等。追蹤子系統(tǒng)706能以二維、三維和/或四維方式追蹤手術器械704的位置。追蹤子系統(tǒng)706能實時地追蹤手術器械704的位置。追蹤子系統(tǒng)706能提供用于其它系統(tǒng)(如處理子系統(tǒng)710和/或顯示器)的輸出?？梢詫⒆粉欁酉到y(tǒng)706與其它系統(tǒng)(如放射成像子系統(tǒng)714)進行集成。追蹤子系統(tǒng)706可采用基準和/或標志來促進追蹤和促進追蹤數(shù)據(jù)與其它數(shù)據(jù)之間的配合。
放射成像子系統(tǒng)714可以生成和/或提供被關注部分702的至少一部分的放射圖像。該放射成像子系統(tǒng)714也可以生成和/或提供器械704的圖像?？梢詫⒎派涑上褡酉到y(tǒng)714整體地或部分地與追蹤子系統(tǒng)706進行集成。例如，可通過分割或其它識別算法來追蹤(如以二維、三維或四維方式)器械704在放射圖像中的位置。放射成像子系統(tǒng)714可包括CT或超聲波。比如，放射成像子系統(tǒng)714可包括能在手術中產(chǎn)生被關注部分的實時圖像的四維超聲波圖像系統(tǒng)。放射成像子系統(tǒng)706可采用基準和/或標志來促進成像以及促進成像數(shù)據(jù)與其它數(shù)據(jù)的配合。
處理子系統(tǒng)710可包括圖像處理子系統(tǒng)(如圖1所示的圖像處理子系統(tǒng)116)。圖像處理子系統(tǒng)710可包括計算機、處理器，工作站和/或類似設備(如PACS或Advantage工作站)。處理子系統(tǒng)710包括處理器(如處理器108)，該處理器能執(zhí)行來自計算機可讀介質上的指令組的應用程序。處理子系統(tǒng)710可以從追蹤子系統(tǒng)706和/或放射成像子系統(tǒng)714接收數(shù)據(jù)。而且，處理子系統(tǒng)710可以識別手術計劃(如方法200和600中生成的手術計劃)。處理子系統(tǒng)710能上傳和/或接收之前生成的手術計劃，并將其存儲在存儲器(如存儲器106)中。處理子系統(tǒng)710可以包含應用程序，該程序能識別手術計劃，并能根據(jù)該計劃執(zhí)行其他的處理任務。可以將處理子系統(tǒng)整體地或部分地與系統(tǒng)700中的其他部分(如放射成像子系統(tǒng)714和/或追蹤子系統(tǒng)706)進行集成。
處理子系統(tǒng)710可以接收和/或處理至少4種類型的數(shù)據(jù)追蹤子系統(tǒng)706的數(shù)據(jù)、放射成像子系統(tǒng)714的數(shù)據(jù)、之前的放射數(shù)據(jù)和/或手術計劃數(shù)據(jù)?？梢詫⒅暗姆派鋽?shù)據(jù)與手術計劃結合在一起。具體地，可以自動地和/或通過用戶的干預來配合追蹤數(shù)據(jù)和手術計劃數(shù)據(jù)。可以映射追蹤數(shù)據(jù)和手術計劃數(shù)據(jù)，以使得可以用手術計劃中的位置來映射和/或關聯(lián)手術器械704的位置。而且，在手術過程中，可以用各種其他數(shù)據(jù)組來進一步映射和/或關聯(lián)放射成像數(shù)據(jù)，以改進被關注部位的實時成像。
可通過處理子系統(tǒng)710以可顯示形式提供各種數(shù)據(jù)(如追蹤數(shù)據(jù)、手術計劃數(shù)據(jù)、實時放射圖像數(shù)據(jù))。這些數(shù)據(jù)類型可以是重復的，或者，可以指明它們是相互關聯(lián)或對應的?？梢约蛇@些數(shù)據(jù)類型，或是以獨立的各個幀的形式來顯示這些數(shù)據(jù)類型?？梢院喜⑦@些數(shù)據(jù)類型，或者，這些數(shù)據(jù)類型在概念上是相互獨立的。
處理子系統(tǒng)710能將器械704的位置與手術計劃中的位置進行比較，并確定器械704是否處于合適的位置。根據(jù)器械704的被追蹤位置與手術計劃過程中基本類似的器械704的計劃位置和/或軌跡之間的對應性，處理子系統(tǒng)710能控制反饋子系統(tǒng)712。也可以進行其它的比較，如手術計劃數(shù)據(jù)與放射成像子系統(tǒng)714的數(shù)據(jù)之間的比較，追蹤子系統(tǒng)706的數(shù)據(jù)與放射成像子系統(tǒng)714的數(shù)據(jù)之間的比較，等等。任何指明器械704相對于其預期位置的位置的比較均導致了處理子系統(tǒng)710對反饋子系統(tǒng)712的控制?？梢耘渲锰幚碜酉到y(tǒng)710控制反饋子系統(tǒng)的方式和規(guī)則(如反饋類型、反饋的持續(xù)時間、誤差界限，等等)。
反饋子系統(tǒng)712可包括任何能將感覺信息傳送給進行手術的臨床醫(yī)生和/或設備(如機器人)的設備?？梢詫⒎答佔酉到y(tǒng)712整體地或部分地集成到系統(tǒng)700的其它部分(如器械704和/或處理子系統(tǒng)710)之中。反饋子系統(tǒng)712可包括能將感覺信息傳送給臨床醫(yī)生的觸覺反饋或力反饋。觸覺反饋可以引起振動或以其他方式產(chǎn)生運動，以便讓醫(yī)生得知存在反饋?？梢詫⒛骋活惙答伵c未經(jīng)計劃的運動進行關聯(lián)。可根據(jù)器械704是否位于計劃的軌跡和/或位置之上來傳送振動、聽覺信號、視覺信號，等等?？梢詫⒂|覺反饋裝置集成到器械704的一部分(如把手和/或控制部分)之中。臨床醫(yī)生(如執(zhí)行手術的醫(yī)生)可通過耳、眼和身體的任何部分(如腳)來接收反饋。反饋子系統(tǒng)712可通過導線、光學連接、紅外線連接或無線連接來傳送信息。可根據(jù)臨床醫(yī)生和/或設計的偏好來配置反饋類型?？梢栽谟欣?、不利和/或中性情況下提供各種反饋。沒有信號也可以是一種形式的反饋。例如，臨床醫(yī)生可能傾向于這樣的設計(如“沒有消息就是好消息”的設計)。而且，反饋可包括啟用和/或停用手術工具(如手術器械)。僅在處于正確位置時，手術器械可能才會發(fā)揮作用。
圖8示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于促進手術的方法800的流程圖?？梢砸援愑趫D示順序的順序來執(zhí)行方法800的各個步驟?？梢酝瑫r或基本同時地執(zhí)行方法800的至少某些步驟。
此外，可以省略方法800中的某些步驟(如步驟808)。可通過計算機和/或其它執(zhí)行計算機可讀介質上的指令組的處理器(如圖1中的處理器108)來執(zhí)行方法的各個步驟。
在步驟802中，可以跟蹤手術器械(如圖7所示的704)在被關注部分(如702)中的位置。例如，可以用追蹤子系統(tǒng)(如706)來追蹤手術器械。又如，放射成像子系統(tǒng)(如714)可提供器械的位置信息。而且，可以用多個系統(tǒng)(如追蹤子系統(tǒng)和放射成像子系統(tǒng))的組合來一起提供手術器械的位置信息。該位置可以對應整個手術器械，或是僅與其一部分(如尖端)相對應?？梢砸远S、三維和/或四維的方式追蹤該位置。追蹤可以用基準和/或標志來促進數(shù)據(jù)的配置和/或映射?；鶞士梢灾该鲄⒖嘉恢?，這樣，便可以將追蹤數(shù)據(jù)置于具體環(huán)境設定中進行分析。追蹤可采用無線、有線、光學、超聲波和/或其它技術。例如，追蹤可通過對來自器械的電磁信號的接收來測量器械的位置?？梢詫崟r地生成追蹤數(shù)據(jù)，并可將它們作為分立的各組數(shù)據(jù)進行存儲，和/或將它們與其他數(shù)據(jù)進行集成。
在步驟804中，識別了與被關注部分(如702)的至少一部分對應的手術計劃。例如，可通過能下載和/或上傳手術計劃的至少一部分的處理子系統(tǒng)(如710)來識別手術計劃。已根據(jù)方法(如方法200和/或方法600)生成了手術計劃。該手術計劃可包含手術器械和/或其它動作的軌跡信息(如計劃的切除(如熱燒蝕或冷凍消融)位置)。該手術計劃也可包括病狀信息(如腫瘤的分割)。該手術計劃可以包括放射圖像數(shù)據(jù)(如手術之前生成的圖像數(shù)據(jù))。可通過在被關注部分中施用造影劑生成該圖像數(shù)據(jù)。上述計劃可以是二維，三維和/或四維的。可以使用其他與方法800結合使用的數(shù)據(jù)類型來配置和/或映射該計劃?？梢杂迷诓襟E802中追蹤的位置數(shù)據(jù)來配置該計劃。
在步驟806中，可根據(jù)器械位置與手術計劃之間的對應性來提供反饋。例如，該器械位置可能不符合其計劃的軌跡。例如，該器械的位置可能不符合該器械的計劃位置。而且，該器械的類型也可能不符合計劃的相關部分中所使用的器械。可以根據(jù)上述位置與計劃之間的對應性來提供反饋?？梢酝ㄟ^反饋子系統(tǒng)712來提供反饋。可以通過處理子系統(tǒng)710來控制反饋。沒有信號可以是某種形式的反饋。例如，臨床醫(yī)生可能更傾向于這樣一種設計(即“沒有消息就是好消息”的設計)。另外，反饋還涉及啟動和/或停用手術工具(如手術器械)。手術器械可能僅在處于正確位置時才發(fā)揮作用。
反饋可向臨床醫(yī)生和/或自動設備(如機器人)指明位置信息。反饋可以是觸覺、聽覺、視覺、感覺等形式的反饋。例如，反饋可包括傳送給正在操縱手術器械的臨床醫(yī)生的振動。當手術計劃與器械的行為和/或位置之間存在正相關時，可以指明是正反饋(如任何與行動和/或對應于手術計劃的位置相關的反饋信息)。當手術計劃與器械的行為和/或位置之間存在負相關時，可以指明是負反饋。臨床醫(yī)生和/或自動設備(如機器人)能響應反饋信息來采取糾正措施。在接收到正反饋后，不采用糾正措施，臨床醫(yī)生和/或自動裝置便能繼續(xù)某一具體的交互?？梢詫崟r地向用戶提供反饋。
在步驟808中，可以顯示被關注部分的實時放射圖像，該圖像包含追蹤和/或手術計劃數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^CT或超聲波生成實時放射圖像?？梢詫崟r圖像(如四維超聲波圖像)與之前的放射圖像(如三維再現(xiàn)圖像)結合在一起。在手術過程中，可以不使用造影劑，從而，使用造影劑的之前圖像與不使用造影劑的實時圖像的結合可以增強顯示的某些特性(如識別病狀和其它解剖結構的能力)?？梢詫⒏鞣N數(shù)據(jù)類型集成到單個圖像之中，或者，以彼此獨立的面板來顯示這些數(shù)據(jù)，或者，以各種形式將它們集成在一起。用戶可以與圖像進行交互(如進行旋轉、像素調整等等)。手術計劃數(shù)據(jù)可包含軌跡和定位數(shù)據(jù)，并且，可以以被關注部分的實時圖像為背景顯示手術計劃數(shù)據(jù)。為進行顯示，可以用基準(fiducial)和/或標志來關聯(lián)各種數(shù)據(jù)類型。用戶能選擇顯示數(shù)據(jù)的各種視圖(如軸向圖、冠狀圖、弧矢圖、斜視圖，等等)?？梢詫⒎答佇畔陲@示中。根據(jù)器械是否符合手術計劃，可以改變被追蹤器械的色彩。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、包含手術計劃和被關注部分的三維實時圖像的組合顯示實例900。被關注部分902可包含與之前的三維CT掃描圖像(用患者中的造影劑生成)結合的實時超聲波數(shù)據(jù)。之前的三維CT掃描圖像可以是三維的再現(xiàn)掃描圖像。在被關注部分902中，可以引入被分割的結構904(如被分割的腫瘤)。根據(jù)方法200和/或600，可以在之前的成像和/或處理中進行分割?？梢詫壽E906和位置908的手術計劃映射到實時圖像?？赏ㄟ^布爾合并(Boolean union)來將手術計劃映射到上述圖像。位置908包括尖端位置(當啟動工具時(此時其尖端處于該尖端位置)，該尖端位置可以是較小的環(huán)(smaller ring)和切除的預測結果)。顯示也包含了手術器械910(如切除工具的尖端)。
作為說明性實例，方法800可以按以下方式進行。某一介入放射學家在患者的被關注部分中進行腫瘤的手術切除(熱燒蝕或冷凍消融)。該放射學家操縱切除工具來進行切除。在步驟802中，當放射學家在患者的被關注部分中操縱切除工具時，電磁追蹤子系統(tǒng)對該工具的位置進行追蹤。系統(tǒng)以四維方式追蹤工具尖端的位置(空間三維加上時間)。而且，系統(tǒng)基本上實時地追蹤工具。在步驟804中，處理子系統(tǒng)識別了之前根據(jù)方法200和600生成的手術計劃。該計劃包含若干條軌跡，且假定切除工具將遵循這些軌跡。而且，該計劃包含若干位置，在這些位置處，應當啟動切除工具，以燒毀和/或冷凍腫瘤組織。該計劃也包含了患者的被關注部分的之前生成的三維放射圖像。該之前生成的圖像是借助于被關注部分中的造影劑通過CT掃描生成的。該處理子系統(tǒng)被設計成識別所述手術計劃，并根據(jù)該計劃來進行處理。
在步驟806中，處理子系統(tǒng)將器械的位置與計劃進行比較，如果切除工具的位置和軌跡符合手術計劃，則表明工具運行良好，且未提供信號。對臨床醫(yī)生而言，沒有信號表明工具得到了正確的定位，且正在按計劃運行。然而，如果放射學家偏離了手術計劃，則向該放射學家提供某一振動，該振動表明，沒有遵循手術計劃。該振動是放射學家的手與切除工具的接觸點處的輕微振動。該振動足以向放射學家發(fā)出警示，但還不足以移動切除工具。根據(jù)實際情況(如緊急情況)，放射學家可選擇忽略手術方案，或是根據(jù)反饋選擇采取一些糾正措施(如重新定位該工具，以更符合手術方案)。
在步驟808中，向外科醫(yī)生顯示實時超聲波四維圖像。已將該超聲波圖像與術前用CT掃描生成的同一部分的三維圖像結合在一起。上述之前的圖像是使用造影劑生成的。這兩個圖像的結合提高了顯示器中的解剖結構的可見性。而且，顯示了包括軌跡和切除工具位置的手術計劃。此外，也顯示了切除工具的當前位置。在該具體實例中，實時地在單個三維圖像中一起顯示了所有數(shù)據(jù)。然而，應用程序也允許同時顯示各種二維視圖(包括軸向圖、冠狀圖、弧矢圖和/或斜視圖)。
轉到圖7，在一個實施例中，處理子系統(tǒng)710和/或追蹤子系統(tǒng)706包含計算機可讀介質(如硬盤、軟盤、CD、CD-ROM、DVD、緊湊型存儲器、閃存和/或其它存儲器(如存儲器106))。該介質可位于存儲器106、處理器108、存儲器114之中，和/或位于獨立系統(tǒng)之中。該介質可包含能由計算機或其它處理器執(zhí)行的一組指令?？赏ㄟ^計算機可讀介質中的指令來實施上述的追蹤、反饋和處理功能。例如，該組指令可包含用于追蹤手術器械的至少一部分在被關注部分中的位置的追蹤例程。此外，該組指令可包含用于識別與被關注部分的至少一部分對應的手術計劃的識別例程。此外，該指令組可包含用于根據(jù)所述手術器械的所述至少一部分的所述位置與所述手術計劃之間的對應性來提供反饋的反饋例程。在一個實施例中，反饋是實時提供的。此外，在另一個實施例中，該組指令還可包含顯示例程，該例程用于顯示被關注部分的至少一部分的實時放射圖像，其中，該實時放射圖像與手術計劃對應。
從而，本申請的實施例提供了降低與手術相關的風險的方法和系統(tǒng)。此外，本申請的實施例給出了自動提供在之后的手術環(huán)境中使用的術前計劃的方法和系統(tǒng)。而且，本申請的實施例提供了協(xié)助臨床醫(yī)生在手術時遵循術前計劃的方法和系統(tǒng)。
盡管結合某些實施例描述了本發(fā)明，但是，本領域技術人員將懂得，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對這些實施例進行各種變更，并可以用它們的等價物來代替這些實施例。此外，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進行許多修改，以便使具體的情形或材料符合本發(fā)明的教導，而不至于背離其范圍。例如，可以用軟件、硬件或它們的組合來實現(xiàn)各種特征。因此，本發(fā)明不應限于已公開的具體實施例，而是應包括落入附錄的權利要求的范圍之內(nèi)的所有實施例。
權利要求
1.一種用于促進手術的方法(800)，包括追蹤手術器械(704，910)的至少一部分在被關注部分(702)中的位置；識別與所述被關注部分(702)的至少一部分對應的手術計劃(906，908)；根據(jù)所述手術器械(704，910)的所述至少一部分的所述位置和所述手術計劃(906，908)之間的對應性來提供反饋。
2.如權利要求1所述的方法(800)，其中，所述反饋是實時提供的。
3.如權利要求1所述的方法(800)，其中，所述反饋包括觸覺反饋、熱反饋、視覺反饋和聽覺反饋的至少其中之一。
4.如權利要求1所述的方法(800)，其中，所述手術計劃(906，908)包含所述手術器械(704，910)的所述至少一部分的至少一條軌跡(906)。
5.如權利要求1所述的方法(800)，其中，所述手術計劃(906，908)包括至少一項切除。
6.一種用于促進手術的系統(tǒng)(100，700)，包括追蹤子系統(tǒng)(706)(100，700)，用于追蹤手術器械(704，910)的至少一部分在患者中的位置；反饋子系統(tǒng)(712)(100，700)，該子系統(tǒng)能提供反饋響應；以及至少能部分地在處理器(108，710)上執(zhí)行的應用程序，所述應用程序能將所述手術器械(704，910)的所述至少一部分的所述位置與手術計劃(906，908)進行比較，所述應用程序能響應所述手術器械(704，910)的所述至少一部分的所述位置和手術計劃(906，908)之間的關聯(lián)來控制所述反饋子系統(tǒng)(712)(100，700)。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)(100，700)，其中，所述手術計劃(906，908)包括至少一條軌跡(906)和至少一個位置。
8.如權利要求6所述的系統(tǒng)(100，700)，其中，所述反饋響應包括觸覺反饋、熱反饋、視覺反饋和聽覺反饋的至少其中之一。
9.如權利要求6所述的系統(tǒng)(100，700)，其中，所述反饋響應是實時提供的。
10.如權利要求6所述的系統(tǒng)(100，700)，還包括由所述應用程序生成的可顯示輸出，其中，所述可顯示輸出包含所述患者的至少一部分的實時放射圖像(902)，其中，所述實時放射圖像(902)與所述手術計劃(906，908)相對應。
全文摘要
本發(fā)明的某些實施例提供了一種用于促進手術的方法(800)，該方法包括追蹤手術器械(704，910)的至少一部分在被關注部分(702)中的位置；識別與被關注部分(702)的至少一部分對應的手術計劃(906，908)；根據(jù)手術器械(704，910)的上述至少一部分的位置與手術計劃(906，908)的對應性來提供反饋。在一個實施例中，實時提供該反饋。在一個實施例中，反饋至少包括觸覺反饋、熱反饋、視覺反饋和聽覺反饋的其中之一。在一個實施例中，手術計劃(906，908)包含以前生成的放射圖像。在一個實施例中，手術計劃(906，908)包括器械(704，910)的上述至少一部分的至少一條軌跡(906)。
文檔編號A61B19/00GK1973780SQ20061006474
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月23日 優(yōu)先權日2005年11月23日
發(fā)明者P·馬赫施, M·M·莫里塔 申請人:通用電氣公司