本申請(qǐng)要求2014年2月12日提交的，申請(qǐng)?zhí)枮?1/938,986，發(fā)明名稱為“在介入手術(shù)中為探針插入顯示計(jì)時(shí)信號(hào)的圖形用戶界面”的美國(guó)專利申請(qǐng)，以及2015年2月11日提交的，申請(qǐng)?zhí)枮?4/619,576，發(fā)明名稱為“在外科手術(shù)為手術(shù)器械插入顯示計(jì)時(shí)信號(hào)的方法和系統(tǒng)”的美國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本申請(qǐng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及外科手術(shù)輔助。更具體地，本發(fā)明涉及外科手術(shù)中為手術(shù)器械插入顯示計(jì)時(shí)信號(hào)的方法、系統(tǒng)和程序。

技術(shù)背景

在圖像引導(dǎo)介入過(guò)程，如探針活檢或腫瘤消融中，介入放射醫(yī)生基于在手術(shù)前實(shí)時(shí)獲取的病人的圖像放置針頭或消融探針。為了安全，探針需要逐步向目標(biāo)推進(jìn)。而探針可以逐步向目標(biāo)前進(jìn)，并且在每個(gè)探針通過(guò)之后，獲取新的圖像，用于以一個(gè)探針推進(jìn)中探針位置和方向的驗(yàn)證和/或調(diào)整。重復(fù)這一過(guò)程直至到達(dá)目標(biāo)。特別是對(duì)于靠近如大血管、心臟等重要器官的病灶尤為重要。探針引導(dǎo)所用的成像形式可以包括但不限于計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)、或超聲(US)。

介入放射科醫(yī)生基于所述圖像進(jìn)行探針插入或探針推進(jìn)，因此使探針推進(jìn)時(shí)病人的情況盡可能的與圖像獲取時(shí)保持一致是非常重要的。病人的移動(dòng)或呼吸都可能導(dǎo)致目標(biāo)位置改變。當(dāng)通過(guò)適當(dāng)?shù)拇胧?，例如與病人溝通，使病人的移動(dòng)最小化后，需要采用更加準(zhǔn)確的方法對(duì)病人的呼吸進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。由于無(wú)法保證病人在屏息時(shí)情況完全相同，屏住呼吸也不是一個(gè)可行的方案。此外，由于自身的健康狀況，病人也可能無(wú)法屏住呼吸。

現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種磁性位置傳感器，提出了能夠?qū)崟r(shí)追蹤探針位置的方法，以便于通過(guò)類似GPS的方式實(shí)施探針引導(dǎo)。在病人呼吸期間通過(guò)圖像中的傳感器位置和實(shí)時(shí)傳感器位置提取出指示探針插入的最佳時(shí)間的計(jì)時(shí)信號(hào)。所述計(jì)時(shí)信號(hào)被顯示為一條類似于監(jiān)視器上的心電圖(EKG)信號(hào)的曲線。介入放射科醫(yī)生根據(jù)所述顯示的計(jì)時(shí)信號(hào)捕捉時(shí)機(jī)進(jìn)行探針插入或推進(jìn)。然而，探針引導(dǎo)期間醫(yī)生的視覺(jué)注意集中在屏幕上顯示的目標(biāo)病灶上。在屏幕的不同位置上顯示曲線形的計(jì)時(shí)信號(hào)是不直觀的，對(duì)于醫(yī)生來(lái)說(shuō)在操作探針的同時(shí)采取行動(dòng)是很困難的。因此，亟需提供一種解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及外科手術(shù)輔助。更具體地，本發(fā)明涉及外科手術(shù)中為手術(shù)器械插入顯示計(jì)時(shí)信號(hào)的方法、系統(tǒng)和程序。

在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于具有至少一個(gè)處理器、存儲(chǔ)器和連接到外科手術(shù)輔助網(wǎng)絡(luò)的通信平臺(tái)的計(jì)算機(jī)設(shè)備上的方法。分別確定在第一位置組和多個(gè)第二位置組之間的多個(gè)相似度測(cè)量值。所述第一位置組通過(guò)在手術(shù)前采集的安裝在病人身上的多個(gè)傳感器的圖像獲得。所述第二位置組通過(guò)多個(gè)傳感器和由病人的運(yùn)動(dòng)引起的變化獲得。目標(biāo)病灶在手術(shù)前獲取的用于獲得病灶顯示對(duì)象的圖像中被分割。所述病灶顯示對(duì)象被復(fù)制以產(chǎn)生多個(gè)病灶顯示對(duì)象。所述多個(gè)病灶顯示對(duì)象被呈現(xiàn)在顯示器中，從而多個(gè)病灶顯示對(duì)象之間的距離隨著所述多個(gè)相似度測(cè)量值而改變。

在另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于具有至少一個(gè)處理器、存儲(chǔ)器和連接到網(wǎng)絡(luò)的通信平臺(tái)的計(jì)算機(jī)設(shè)備上的方法。分別確定在第一位置組和多個(gè)第二位置組之間的多個(gè)相似度測(cè)量值。所述第一位置組通過(guò)在手術(shù)前采集的安裝在目標(biāo)上的多個(gè)傳感器的圖像獲得。所述第二位置組通過(guò)多個(gè)傳感器和由目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)引起的變化獲得。目標(biāo)對(duì)象在手術(shù)前獲取的用于獲得目標(biāo)顯示對(duì)象的圖像中被分割。所述目標(biāo)顯示對(duì)象被復(fù)制以產(chǎn)生多個(gè)目標(biāo)顯示對(duì)象。所述多個(gè)目標(biāo)顯示對(duì)象被呈現(xiàn)在顯示器中，從而多個(gè)目標(biāo)顯示對(duì)象之間的距離隨著所述多個(gè)相似度測(cè)量值而改變。

在不同的實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于外科手術(shù)輔助的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括計(jì)時(shí)信號(hào)提取單元、目標(biāo)病灶模擬單元、目標(biāo)病灶復(fù)制單元、以及可視化單元。所述計(jì)時(shí)信號(hào)提取單元被配置用于分別確定在第一位置組和多個(gè)第二位置組之間的多個(gè)相似度測(cè)量值。所述第一位置組通過(guò)在手術(shù)前采集的安裝在病人身上的多個(gè)傳感器的圖像獲得。所述第二位置組通過(guò)多個(gè)傳感器和由病人的運(yùn)動(dòng)引起的變化獲得。所述目標(biāo)病灶模擬單元被配置用于在手術(shù)前獲取的用于獲得目標(biāo)顯示對(duì)象的圖像中分割目標(biāo)病灶。所述目標(biāo)病灶復(fù)制單元被配置用于復(fù)制所述病灶顯示對(duì)象以產(chǎn)生多個(gè)目標(biāo)顯示對(duì)象。所述可視化單元被配置用于在顯示器中呈現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)顯示對(duì)象，從而多個(gè)目標(biāo)顯示對(duì)象之間的距離隨著所述多個(gè)相似度測(cè)量值而改變。

與用于實(shí)施本發(fā)明外科手術(shù)輔助的軟件相關(guān)的其他概念。一種與所述概念一致的軟件產(chǎn)品，包括至少一個(gè)非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒介和該媒介所攜帶的信息。該媒介所攜帶的信息可以是可執(zhí)行的代碼數(shù)據(jù)、與所述可執(zhí)行的代碼數(shù)據(jù)相關(guān)的參數(shù)、和/或與用戶、請(qǐng)求、內(nèi)容或相關(guān)社團(tuán)相關(guān)聯(lián)的信息。

在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種記錄了用于外科手術(shù)輔助信息的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒介。所述記錄的信息在被設(shè)備讀取時(shí)，使該設(shè)備執(zhí)行一系列程序。分別確定在第一位置組和多個(gè)第二位置組之間的多個(gè)相似度測(cè)量值。所述第一位置組通過(guò)在手術(shù)前采集的安裝在病人身上的多個(gè)傳感器的圖像獲得。所述第二位置組通過(guò)多個(gè)傳感器和由病人的運(yùn)動(dòng)引起的變化獲得。目標(biāo)病灶在手術(shù)前獲取的用于獲得病灶顯示對(duì)象的圖像中被分割。所述病灶顯示對(duì)象被復(fù)制以產(chǎn)生多個(gè)病灶顯示對(duì)象。所述多個(gè)病灶顯示對(duì)象被呈現(xiàn)在顯示器中，從而多個(gè)病灶顯示對(duì)象之間的距離隨著所述多個(gè)相似度測(cè)量值而改變。

附加特征將在下文的說(shuō)明中被闡述，結(jié)合下文的解釋和附圖，部分附件特征將變得顯而易見(jiàn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠結(jié)合對(duì)所述實(shí)施例的使用和操作進(jìn)一步理解本發(fā)明。本發(fā)明公開(kāi)的特征能夠聯(lián)系或使用通過(guò)下文中討論的詳細(xì)實(shí)施例中提出的方法、手段及其組合的各個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)所述方法、系統(tǒng)和\或程序進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。參照附圖對(duì)所述示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。所述實(shí)施例為非限制性示例性實(shí)施例中不同視角的附圖，相同的數(shù)字代表類似的結(jié)構(gòu)，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的在圖像引導(dǎo)外科手術(shù)中顯示計(jì)時(shí)信號(hào)的示例性系統(tǒng)圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的在圖像引導(dǎo)外科手術(shù)中顯示計(jì)時(shí)信號(hào)的示例性流程圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的計(jì)時(shí)信號(hào)；

圖4a示出了根據(jù)本發(fā)明中的一個(gè)實(shí)施例中的示例性病灶模型；

圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明中的另一個(gè)實(shí)施例中的復(fù)制的病灶模型；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明中的一個(gè)實(shí)施例中的多個(gè)病灶模型的示例性運(yùn)動(dòng)合成；

圖6a示出了根據(jù)本發(fā)明中的一個(gè)實(shí)施例中的示例性地探針尖端觀察口；

圖6b示出了根據(jù)本發(fā)明中的一個(gè)實(shí)施例中的示例性地探針尖端觀察口的顏色變化；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明中的一個(gè)實(shí)施例中的示例性探針尖端的觀察口；以及

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明中的一個(gè)實(shí)施例中的能夠用于執(zhí)行本發(fā)明的特定系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

在下面的詳細(xì)描述中，許多具體的細(xì)節(jié)將在實(shí)施例中進(jìn)行說(shuō)明，以便提供一個(gè)關(guān)于本發(fā)明的全面理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以顯而易見(jiàn)的在沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，對(duì)公知的方法、程序、系統(tǒng)、組件和/或電路以相對(duì)概括的方式描述，而沒(méi)有提供具體細(xì)節(jié)，以便避免不必要的模糊。

本發(fā)明涉及一種在圖形引導(dǎo)外科手術(shù)中顯示用于外科器械(例如探針)插入或推進(jìn)的計(jì)時(shí)信號(hào)的方法、系統(tǒng)、和程序。該系統(tǒng)可通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)備(例如移動(dòng)電話、個(gè)人電腦等)和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的專用聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在下文中，CT圖像模式將被用作圖像模式的一個(gè)例子。然而，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述CT成像模式，并可用于任何已知的圖像模式，例如MRI影像學(xué)檢查方法和超聲成像方法。

如圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于顯示外科器械插入的計(jì)時(shí)信號(hào)的示例性系統(tǒng)100。所述系統(tǒng)100包括一個(gè)計(jì)時(shí)信號(hào)提取單元102、目標(biāo)病灶建模單元104、目標(biāo)病灶復(fù)制單元106、目標(biāo)病灶運(yùn)動(dòng)合成單元108、目標(biāo)病灶渲染單元110、圖形顏色控制單元112、圖形模糊控制單元114、探針追蹤單元116和可視化單元120。可以理解的是，雖然在本發(fā)明中討論的是“探針”，該外科器械插入計(jì)時(shí)確定系統(tǒng)和方法可以適用于任何其它使用活體檢查和介入程序的合適的儀器中，例如不限于：針、刀、導(dǎo)管等。

所述計(jì)時(shí)信號(hào)提取單元102可基于醫(yī)學(xué)圖像，如CT圖像，中的傳感器位置以及附著在病人身上的傳感器的實(shí)時(shí)位置提取計(jì)時(shí)信號(hào)。所述計(jì)時(shí)信號(hào)標(biāo)示出插入例如探針的外科器械的最佳時(shí)間。在病人呼吸或移動(dòng)時(shí)，所述計(jì)時(shí)信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生。所述目標(biāo)病灶模擬單元104能夠生成目標(biāo)病灶模型。所述目標(biāo)病灶復(fù)制單元106能夠根據(jù)參數(shù)復(fù)制一定數(shù)目的目標(biāo)病灶，所述參數(shù)例如，3個(gè)。所述目標(biāo)病灶運(yùn)動(dòng)合成單元108能夠根據(jù)所述計(jì)時(shí)信號(hào)合成目標(biāo)病灶的人為運(yùn)動(dòng)。所述人為運(yùn)動(dòng)可通過(guò)以下方式被合成，當(dāng)時(shí)間在所述外科器械插入的最佳時(shí)間上停止時(shí)產(chǎn)生模糊效果。所述目標(biāo)病灶渲染單元110能夠在人為運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生所述目標(biāo)病灶的一個(gè)或多個(gè)視圖。所述圖形顏色控制單元112可以根據(jù)監(jiān)視器122上的計(jì)時(shí)信號(hào)的控制一個(gè)或多個(gè)圖形對(duì)象的顯示顏色。所述圖形模糊控制單元114可以基于計(jì)時(shí)信號(hào)模糊圖形對(duì)象的顯示。所述顏色變化和模糊行為均可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)間在所述外科器械插入的最佳時(shí)間上停止時(shí)引入顏色變化和模糊行為。所述探針追蹤單元116可以追蹤附連到探針上的傳感器的位置。傳感器的位置可以用于控制虛擬針118或任何其他外科手術(shù)器械的運(yùn)動(dòng)，從而使它們的運(yùn)動(dòng)同步?？梢暬瘑卧?20可以使顯示器122上的病灶、圖形對(duì)象、虛擬針可視化。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的在圖像引導(dǎo)外科手術(shù)中顯示計(jì)時(shí)信號(hào)的示例性流程圖。在步驟202中，計(jì)時(shí)信號(hào)可以基于外科手術(shù)開(kāi)始之前獲取的CT圖像中的傳感器的位置和在獲取所述圖像之前附著在病人身上的同一傳感器的實(shí)時(shí)位置被提取。如一個(gè)示例中，所述計(jì)時(shí)信號(hào)可以使用申請(qǐng)?zhí)枮?4/608267,名稱為“在圖像引導(dǎo)外科手術(shù)中確定用于外科器械插入的最佳時(shí)間的方法和系統(tǒng)”，中的方法被提取，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本申請(qǐng)中.在病人呼吸或移動(dòng)時(shí)，生成用于測(cè)量在CT圖像中的傳感器位置和追蹤設(shè)備中的實(shí)時(shí)傳感器位置之間相似度測(cè)量值的實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)信號(hào)。在本實(shí)施例中，病人的CT圖像在手術(shù)前獲取。多個(gè)傳感器被附連在病人身上。從而在CT圖像中提取出傳感器的第一位置組。由于獲取CT圖像之后病人的任何移動(dòng)，例如呼吸，都可能導(dǎo)致傳感器的位置發(fā)生改變，獲取追蹤設(shè)備中的同一實(shí)時(shí)傳感器的第二位置組。所述實(shí)時(shí)傳感器的第二位置組在一段時(shí)間中被持續(xù)記錄以傳感器位置改變的完整圖示，該段時(shí)間與病人的一個(gè)或多個(gè)呼吸周期相關(guān)?；谒龅谝唤M位置(從CT圖像拍攝靜止位置)和每個(gè)所述實(shí)時(shí)傳感器第二的位置組之間的差異確定一系列(計(jì)時(shí)信號(hào)的)相似度測(cè)量值。當(dāng)病人的呼吸情況與CT圖像中的呼吸情況相同時(shí)產(chǎn)生最大的(計(jì)時(shí)信號(hào)的)相似度測(cè)量值。圖3示出了計(jì)時(shí)信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例。信號(hào)值越大，CT圖像中的靜態(tài)傳感器位置和實(shí)時(shí)傳感器位置之間的相似度越高。圖3中的峰值302示出了插入外科器械，例如探針的優(yōu)選時(shí)間?？梢岳斫獾氖?，由于呼吸的周期性，所有峰值都是適合外科器械插入。與此相反，谷值304示出了最不適于插入外科器械的時(shí)間。

在步驟204中，對(duì)目標(biāo)病灶進(jìn)行建模。所述目標(biāo)病灶模型(病灶顯示對(duì)象)可通過(guò)從CT圖像中分割所述病灶的分割技術(shù)獲取。圖4a示出了一個(gè)示例性的病灶模型402。在本發(fā)明的另一實(shí)施例，球狀顯示對(duì)象可以被分配作為病灶模型。在步驟206中，目標(biāo)病灶模型(病灶顯示對(duì)象)可以按一定的倍數(shù)來(lái)復(fù)制，例如3次。從而病灶模型可被復(fù)制以產(chǎn)生一個(gè)以上的病灶模型。圖4a示出了病灶模型402的示例性的復(fù)制品以產(chǎn)生另外兩個(gè)病灶模型404和406.。復(fù)制的病灶可以在與原來(lái)的病灶相同或不同的位置，例如圖4b所示。在步驟206中，可根據(jù)計(jì)時(shí)信號(hào)為原始病灶和復(fù)制病灶模型合成人工運(yùn)動(dòng)。生產(chǎn)合成運(yùn)動(dòng)的目的是用于在插入的最優(yōu)時(shí)間到來(lái)時(shí)產(chǎn)生將病灶顯示為清晰的可視化效果；否則顯示為模糊。以這種方式，當(dāng)醫(yī)生看病灶顯示時(shí)，視覺(jué)反饋可以即時(shí)告知此時(shí)是否應(yīng)當(dāng)插入探針。圖5示出了合成病灶運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的示例性顯示圖。在t1時(shí)刻，計(jì)時(shí)信號(hào)是最低的，這表明它是最不適于插入探針的時(shí)刻。因此合成運(yùn)動(dòng)可以移動(dòng)至相距最遠(yuǎn)病灶模型(502)。在本實(shí)施例中，原始病灶模型(陰影)保持不動(dòng)，而復(fù)制的病灶可進(jìn)行移動(dòng)。在t2和t3時(shí)刻，即計(jì)時(shí)信號(hào)上升的時(shí)刻，復(fù)制的病灶(504和506)可向原始病灶靠攏。在信號(hào)值最高的時(shí)刻t4，復(fù)制的病灶與原始病灶(508)完全重疊。即，多個(gè)病灶模型(病灶顯示對(duì)象)之間的距離根據(jù)所述一系列相似度測(cè)量值(計(jì)時(shí)信號(hào))而變化。所述距離隨著相似度測(cè)量值的增加而減小，并且所述多個(gè)病灶顯示對(duì)象相對(duì)于所述一系列相似度測(cè)量值中的最大值在時(shí)間上彼此重疊。通過(guò)上述復(fù)制病灶的合成運(yùn)動(dòng)，醫(yī)師可以確切地知道何時(shí)是執(zhí)行探針插入的時(shí)間，而無(wú)需通過(guò)看其他地方的計(jì)時(shí)信號(hào)做出這樣的決定。在步驟210中，病灶可被呈現(xiàn)以在顯示器122上產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，可產(chǎn)生手術(shù)器械的局部視圖，例如探針尖端。在該視圖中，當(dāng)病灶位于視圖中心時(shí)，意味著探針朝向病灶的方向。所以使用局部視圖引導(dǎo)探針能夠更好的控制所述探針。在另一個(gè)實(shí)施例中，產(chǎn)生了一個(gè)全局視圖。當(dāng)需要查看探針、病灶、和任何其它解剖學(xué)結(jié)構(gòu)之間的全局空間關(guān)系時(shí)，全局視圖是優(yōu)選的。

在步驟212中，計(jì)時(shí)信號(hào)可以被用于控制圖形對(duì)象的顏色/灰度。圖形對(duì)象可以是手術(shù)器械，例如針尖的局部視圖中的環(huán)形視口。圖6a示出了視口602，其中以病灶604為中心，示出了所述病灶目標(biāo)已經(jīng)被探針對(duì)準(zhǔn)正中心。區(qū)域606是探針的局部視圖的圖像區(qū)域。病灶顯示對(duì)象與所述環(huán)狀物體(視口)同時(shí)呈現(xiàn)，并且位于所述環(huán)形物體(視口)的內(nèi)部。視口的顏色/灰度可以根據(jù)計(jì)時(shí)信號(hào)被改變，如圖6b所示。光的顏色可以在時(shí)刻t1被顯示，此時(shí)是最不適于探針插入(604)的時(shí)刻。在t1和t2時(shí)刻，較暗的顏色被用于顯示該視口(606和608)。在時(shí)刻t4(優(yōu)選時(shí)間)，黑色可被用來(lái)顯示該視口(610)。因此，視口中的顏色/灰度變化基于計(jì)時(shí)信號(hào)(所述一系列相似度測(cè)量值)而變化。所述顏色/灰度變化可與所述復(fù)制病灶的合成運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，如圖6b所示，或在其它實(shí)施例中分別使用。

在步驟214中，所述計(jì)時(shí)信號(hào)可被用于改變圖形對(duì)象的模糊度。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖7所示，視口602的邊緣是模糊的。在探針插入的最差的時(shí)刻t1，視口的邊緣大多是模糊的，從而獲得一個(gè)模糊的視口702。隨著時(shí)間的接近時(shí)刻t4(優(yōu)選時(shí)間)，邊緣越來(lái)越清晰(704和706)。在時(shí)刻t4(優(yōu)選時(shí)間)，視口(708)中沒(méi)有模糊區(qū)域。圖形對(duì)象的模糊可以與合成病灶運(yùn)動(dòng)的方法和/或顏色/灰度的控制方法相結(jié)合或單獨(dú)使用。雖然在上述實(shí)施例中只提到了顏色/灰度和模糊區(qū)域的變化，可以理解的是，與圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的任何視覺(jué)特性均可根據(jù)所述多個(gè)的相似度測(cè)量值(計(jì)時(shí)信號(hào))而變化。

可選地，所述信號(hào)具有閾值，以便于當(dāng)(與任意一個(gè)相似度測(cè)量值相關(guān)的)信號(hào)低于該閾值時(shí)，在顯示器122上顯示警告，例如，圖形警告。當(dāng)(與任意一個(gè)相似度測(cè)量值相關(guān)的)信號(hào)高于該閾值時(shí)，所述警告被取消。

在步驟216中，虛擬針的形態(tài)(位置和取向)可基于附連到實(shí)際探針上的傳感器的形態(tài)(位置和取向)變化更新。所以，當(dāng)醫(yī)生操作以瞄準(zhǔn)目標(biāo)病灶時(shí)，實(shí)際探針的形態(tài)(位置和方向)變化可被反映到虛擬針上。到達(dá)目標(biāo)病灶之后，醫(yī)師可基于所述顯示的計(jì)時(shí)信號(hào)執(zhí)行探針插入或探針推進(jìn)。

為了實(shí)現(xiàn)各種模塊、單元、以及它們?cè)诒景l(fā)明中所描述的功能，計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)可以用于一個(gè)或多個(gè)本說(shuō)明書(shū)中描述的實(shí)施例中使用的硬件平臺(tái)(例如，圖1-7中描述的系統(tǒng)100。所述硬件單元、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)的編程語(yǔ)言在本質(zhì)上是常規(guī)的，且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠充分了解本文所述的用于外科手術(shù)輔助的技術(shù)。具有用戶接口單元的計(jì)算機(jī)可以用于實(shí)現(xiàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或其它類型的工作站或終端裝置，即使如果使用得當(dāng)，計(jì)算機(jī)還可以充當(dāng)服務(wù)器。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員非常熟悉該結(jié)構(gòu)、程序和所述計(jì)算機(jī)設(shè)備的一般操作，因此附圖應(yīng)是不言自明的。

圖8示出了一個(gè)可實(shí)現(xiàn)專用系統(tǒng)的用于實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)備。這種結(jié)合本發(fā)明的專業(yè)系統(tǒng)具有如圖所示的包含用戶接口單元的硬件平臺(tái)的功能模塊框圖。該計(jì)算機(jī)可以是通用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)。都可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的專用系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)800被用于實(shí)現(xiàn)探針引導(dǎo)技術(shù)的任何組件，如本文所述。例如，系統(tǒng)100可以在計(jì)算機(jī)如計(jì)算機(jī)800上通過(guò)其硬件、軟件程序、固件、或它們的組合實(shí)現(xiàn)雖然僅示出一個(gè)這樣的計(jì)算機(jī)，為方便起見(jiàn)，在此描述的有關(guān)探針引導(dǎo)的計(jì)算機(jī)功能可通過(guò)分布式方式實(shí)現(xiàn)在多個(gè)類似的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，以分配處理負(fù)載。

所述計(jì)算機(jī)800，例如，包括連接到并從網(wǎng)絡(luò)COM端口802向其中以促進(jìn)數(shù)據(jù)通信連接。計(jì)算機(jī)800還包括一個(gè)或多個(gè)處理器的形式的中央處理單元(CPU)804，用于執(zhí)行程序指令。示例性的計(jì)算機(jī)平臺(tái)包括內(nèi)部通信總線806、程序存儲(chǔ)和不同形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，例如，磁盤(pán)808、只讀存儲(chǔ)器(ROM)810、或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)812，用于由計(jì)算機(jī)完成各種數(shù)據(jù)文件的處理和/或通信，以及由CPU804來(lái)執(zhí)行可能的程序指令。計(jì)算機(jī)800還包括一個(gè)I/O組件814，用于支持在其中計(jì)算機(jī)和其他組件，例如用戶界面元素818，之間的輸入/輸出流。計(jì)算機(jī)800還可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)通信接收程序和數(shù)據(jù)。

因此，如上所述，探針的引導(dǎo)和/或其他過(guò)程的方法的各方面可通過(guò)編程實(shí)施。該技術(shù)方案的某些程序形式，特別是被攜帶或嵌入在機(jī)器可讀媒介中的可執(zhí)行代碼和/或相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的形式，被認(rèn)為是“產(chǎn)品”或“制造品”。有形非臨時(shí)性“存儲(chǔ)”型媒介包括任何或所有的存儲(chǔ)器或其它存儲(chǔ)單元，用于計(jì)算機(jī)、程序、或其類似物、或其相關(guān)模塊中，隨時(shí)為軟件編程提供存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元可以是存儲(chǔ)器或其類似物，或與其相關(guān)聯(lián)的模塊，例如各種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。

該軟件的全部或部分可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng)或各種其它電信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行通信。這種通信，例如，可以使軟件從一臺(tái)計(jì)算機(jī)或處理器上加載到另一個(gè)上，例如，從管理服務(wù)器或搜索引擎操作者的主機(jī)上加載到具有計(jì)算環(huán)境或其他具有計(jì)算環(huán)境的系統(tǒng)或與用戶的興趣目標(biāo)相關(guān)的類似功能的硬件平臺(tái)上。因此，另一種類可能負(fù)載軟件單元的媒介包括光、電、電磁波，例如用于本地設(shè)備之間的物理接口、通過(guò)有線和光纖地面網(wǎng)絡(luò)以及通過(guò)各種空氣橋接。攜帶這些波的物理元件，例如有線或無(wú)線鏈路、光學(xué)鏈路或其類似物，也被認(rèn)為是負(fù)載所述軟件的媒介。如本文所述，除非限于有形的“存儲(chǔ)”媒介，諸如計(jì)算機(jī)或機(jī)器“可讀媒介”是指參與為處理器提供指令以用于執(zhí)行的任何媒介。

因此，機(jī)器可讀媒介可以采用多種形式，包括但不限于：有形存儲(chǔ)媒介、載波媒介或物理傳輸媒介。非易失性存儲(chǔ)媒介包括，例如，光盤(pán)或磁盤(pán)、例如可以被用來(lái)實(shí)現(xiàn)如附圖所示的系統(tǒng)或其任意組成部分的計(jì)算機(jī)或其類似物中的存儲(chǔ)設(shè)備中的任意一種。易失性存儲(chǔ)媒介包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，例如所述計(jì)算機(jī)平臺(tái)的主存儲(chǔ)器。有形傳輸媒介包括同軸電纜、銅線和光纖，包括構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線的導(dǎo)線。載波傳輸媒介可采用電或電磁信號(hào)，或例如射頻(RF)和紅外(IR)數(shù)據(jù)通信期間產(chǎn)生的聲波或光波。計(jì)算機(jī)可讀媒介的常見(jiàn)形式包括例如：軟盤(pán)、柔性盤(pán)、硬盤(pán)、磁帶、任何其它磁媒介、光盤(pán)、DVD或DVD只讀存儲(chǔ)器、任何其它光學(xué)媒介、穿孔卡片紙帶、具有孔的任何其他物理存儲(chǔ)媒介、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、可編程只讀存儲(chǔ)器和可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器、閃存可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器、其他存儲(chǔ)器芯片或卡盒、傳輸數(shù)據(jù)或指令的載波、傳送這種載波的電纜或鏈路、或計(jì)算機(jī)可以讀取的程序代碼和/或數(shù)據(jù)的任何其它媒介格式。許多這些形式的計(jì)算機(jī)可讀媒介涉及將一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列傳送給用于執(zhí)行的物理處理器。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，本發(fā)明適用于多種修改和/或改進(jìn)。例如，雖然以上描述的各種組件的實(shí)施方式可以在硬件設(shè)備上實(shí)施，但也作為軟件唯一的解決方案，----例如，在現(xiàn)有的服務(wù)器上安裝。另外，如本文所公開(kāi)的所述探針引導(dǎo)系統(tǒng)可以被實(shí)現(xiàn)為固件、固件/軟件的組合、固件/硬件的組合、或硬件/固件/軟件的組合。

盡管前面已經(jīng)描述了被認(rèn)為構(gòu)成本發(fā)明和/或其他實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以對(duì)其進(jìn)行各種修改，本發(fā)明所公開(kāi)的主題可以以各種形式和實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明可適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，說(shuō)明書(shū)中僅描述了其中一部分。下面的權(quán)利要求旨在聲明落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)的任何和所有應(yīng)用、修改和變化。