1.一種內(nèi)窺鏡形狀和遠(yuǎn)端取向跟蹤系統(tǒng),包括:
第一傳感器單元,所述第一傳感器單元被配置成被布置在內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端處、并且生成用于所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的位置和取向跟蹤數(shù)據(jù);
多個第二傳感器單元,所述多個第二傳感器單元中的每個第二傳感器單元被配置成被布置在沿著所述內(nèi)窺鏡的長度、靠近所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的對應(yīng)的多個位置中的一個位置處、并且生成用于相應(yīng)位置的位置跟蹤數(shù)據(jù);以及
控制單元,所述控制單元被配置成:
(1)接收(a)由所述第一傳感器單元生成的用于所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的所述位置和取向跟蹤數(shù)據(jù)、以及(b)由相應(yīng)第二傳感器單元生成的用于相應(yīng)的多個位置中的每個位置的所述位置跟蹤數(shù)據(jù);
(2)基于由所述第一傳感器單元和所述第二傳感器單元生成的數(shù)據(jù)來確定所述內(nèi)窺鏡的形狀和所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向;以及
(3)生成到顯示單元的輸出,所述輸出使所述顯示單元顯示所述內(nèi)窺鏡的形狀和所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向的表示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中:
所述第一傳感器單元包括生成用于所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的所述位置和取向跟蹤數(shù)據(jù)的加速度計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀;以及
所述多個第二傳感器單元中的每個第二傳感器單元包括生成用于相應(yīng)位置的所述位置跟蹤數(shù)據(jù)的加速度計(jì)和磁力計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述控制單元存儲校準(zhǔn)數(shù)據(jù),所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)用于根據(jù)由所述第一傳感器單元和所述第二傳感器單元生成的數(shù)據(jù)來確定所述內(nèi)窺鏡的形狀和所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),還包括:
一個或更多個無線發(fā)送器,所述一個或更多個無線發(fā)送器無線地發(fā)送(1)由所述第一傳感器單元生成的用于所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的所述位置和取向跟蹤數(shù)據(jù)、以及(2)由所述第二傳感器單元生成的用于所述多個位置的所述位置跟蹤數(shù)據(jù);以及
其中,所述控制單元包括無線接收器,所述無線接收器用以接收由所述一個或更多個無線發(fā)送器發(fā)送的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其中,所述第一傳感器單元和所述多個第二傳感器單元都包括所述一個或更多個無線發(fā)送器中的一個無線發(fā)送器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),包括包括插入線的插入線組件,所述第一傳感器單元與所述插入線耦接,并且所述第二傳感器單元與所述插入線耦接,所述插入線組件被配置用于插入到所述內(nèi)窺鏡的工作通道中,以將所述第一傳感器單元定位成與所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端相鄰并且將所述多個第二傳感器單元中的每個第二傳感器單元定位在沿著所述內(nèi)窺鏡的長度的所述多個位置中相應(yīng)的一個位置處,當(dāng)所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端被布置在患者體內(nèi)時,所述插入線組件能夠從所述工作通道移除。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述第一傳感器單元和所述多個第二傳感器單元中的每個第二傳感器單元都是被成形為附接至所述內(nèi)窺鏡的外表面的一次性單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其中,所述第一傳感器單元和所述多個第二傳感器單元中的每個第二傳感器單元都包括所述一個或更多個無線發(fā)送器中的一個無線發(fā)送器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其中,所述第一傳感器單元和所述多個第二傳感器單元中的每個第二傳感器單元都包括電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述第一傳感器單元和所述多個第二傳感器單元都在所述內(nèi)窺鏡的制造過程中被嵌入在所述內(nèi)窺鏡內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述內(nèi)窺鏡的形狀和所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向的被顯示的表示指示:
所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端相對于參考扭轉(zhuǎn)角的縱向扭轉(zhuǎn)角;以及
所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的傾斜量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中,所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向的被顯示的表示通過旋轉(zhuǎn)了與相對于參考顯示角的縱向扭轉(zhuǎn)角匹配的角度的表示來顯示所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的傾斜量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中,所述內(nèi)窺鏡的形狀和所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向的被顯示的表示包括從變化從而反映所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向的改變的視點(diǎn)觀察到的所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的三維表示。
14.一種用于跟蹤內(nèi)窺鏡的形狀和遠(yuǎn)端取向的方法,所述方法包括:
使用被布置在內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端處的第一傳感器單元來生成用于所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的位置和取向跟蹤數(shù)據(jù);
將用于所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的所述位置和取向跟蹤數(shù)據(jù)從所述第一傳感器單元發(fā)送至控制單元;
使用多個第二傳感器來生成用于沿著所述內(nèi)窺鏡的長度、靠近所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的多個位置中的每個位置的位置跟蹤數(shù)據(jù),所述多個第二傳感器中的每個第二傳感器被布置在沿著所述內(nèi)窺鏡的長度的所述多個位置中相應(yīng)的一個位置處;
將用于沿著所述內(nèi)窺鏡的長度的所述多個位置的所述位置跟蹤數(shù)據(jù)從所述第二傳感器發(fā)送至所述控制單元;
使用控制單元來處理用于所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的所述位置和取向跟蹤數(shù)據(jù)、以及用于沿著所述內(nèi)窺鏡的長度的所述多個位置的所述位置跟蹤數(shù)據(jù),以確定所述內(nèi)窺鏡的形狀和所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向;以及
生成到顯示單元的輸出,所述輸出使所述顯示單元顯示所述內(nèi)窺鏡的形狀和所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向的表示。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中,生成用于所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的位置和取向跟蹤數(shù)據(jù)包括:
通過所述第一傳感器單元中包括的加速度計(jì)來測量所述第一傳感器單元的加速度;以及
通過所述第一傳感器單元中包括的磁力計(jì)和/或所述第一傳感器單元中包括的陀螺儀來測量所述第一傳感器單元的取向。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中,生成用于沿著所述內(nèi)窺鏡的長度的所述多個位置的位置跟蹤數(shù)據(jù)包括:通過所述多個第二傳感器單元中的每個第二傳感器單元中包括的加速度計(jì)來測量相應(yīng)第二傳感器單元的加速度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中:
將用于所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的所述位置和取向跟蹤數(shù)據(jù)從所述第一傳感器單元發(fā)送至控制單元包括:從所述第一傳感器單元無線地發(fā)送所述位置和取向跟蹤數(shù)據(jù),并且通過所述控制單元中包括的無線接收器來接收經(jīng)無線發(fā)送的位置和取向跟蹤數(shù)據(jù);以及
將用于沿著所述內(nèi)窺鏡的長度的所述多個位置的所述位置跟蹤數(shù)據(jù)從所述第二傳感器發(fā)送至所述控制單元包括:從所述第二傳感器單元無線地發(fā)送所述位置跟蹤數(shù)據(jù),并且通過所述控制單元中包括的無線接收器來接收經(jīng)無線發(fā)送的位置跟蹤數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,包括將插入線組件插入到所述內(nèi)窺鏡的工作通道中,所述插入線組件包括插入線,所述第一傳感器單元與所述插入線耦接,并且所述第二傳感器單元與所述插入線耦接。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,包括將所述第一傳感器單元和所述第二傳感器單元附接至所述內(nèi)窺鏡的外表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,包括顯示從變化從而反映所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的取向的改變的視點(diǎn)觀察到的所述內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端的三維表示。