CN103957772A - 形状感测辅助的医疗过程 - Google Patents

Abstract

一种在医疗过程中用于形状感测辅助的系统和方法包括分布式路径系统（148）的三维图像（111）。包括进行形状感测的细长装置（102），其用于插入路径系统，以测量在路径系统中的所述细长装置的形状。路径确定模块（144）被配置为计算在三维图像中到靶的规划路径，并且计算细长装置在路径系统中的分歧路径处的容许移动，以提供根据规划路径决定采取分歧路径中的哪个的反馈。

Description

形状感测辅助的医疗过程

本申请涉及2011年3月31日提交的一般指定申请序列号61/469,988（代理人案号：2011PF00453（195-87）），并且通过引用并入于此。

技术领域

本公开涉及形状感测辅助过程，并且更具体而言，涉及利用形状感测数据以导航复杂生物或机械系统的系统和方法。

背景技术

诊断支气管镜检是经由口将刚性或弹性内窥镜插入气道以获得活检的过程。能够执行活检以确认癌症、识别癌症类型、癌症阶段、确定治疗的效果等。在介入期间，在气道插入支气管镜，并且肺脏学家导航至靶。然而，归因于若干原因，在支气管镜检期间采取组织样本是具有低于期望的成功过程比率的困难的任务。第一，气道的拓扑结构非常复杂，并且医师前进到支气管树范围中会迷失。第二，在周围区域中，支气管镜的尺寸可以大于气道的直径，并且医师不再接收来自支气管镜的图像反馈。另外，当尝试导航靶时，可以导致气胸或肺萎陷。

即使由于在介入室中的不同定位（例如，由于CT扫描、患者运动、呼吸运动等），患者解剖经历形变，手术前成像数据（诸如胸和肺的计算机断层摄影（CT）扫描）提供有价值的信息源。不管位置如何改变，气道树的拓扑结构保持相对不改。为了辅助导航，已经提出了不同途径；然而，精确且可靠的靶向仍存在明显的问题，尤其对于在肺周围区域中的靶。

发明内容

根据本原理，一种用于医疗过程中的形状感测辅助的系统和方法包括通过分布式路径系统的三维图像通向靶的规划路径。能够进行形状感测的细长装置被引入路径系统，并且测量在路径系统中的细长装置的形状。将细长装置的形状与在三维图像中的规划路径的形状进行比较，以确定细长装置在规划路径上的位置。确定细长装置在分叉路径处的容许移动，以将细长装置维持在规划路径上。

一种用于医疗过程中的形状感测辅助的系统和方法包括分布式路径系统的三维图像。包括能够进行形状感测的细长装置，其用于插入路径系统，以测量路径系统中的细长装置的形状。路径确定模块被配置为计算在三维图像中通向靶的规划路径，并且计算细长装置在路径系统中的分叉路径处的容许移动，以提供根据规划路径决定采取分叉路径中的哪个的反馈。

另一系统包括处理器和存储装置，所述存储装置被耦合到处理器，并且被配置为存储分布式路径系统的三维图像，并且路径确定模块被配置为计算在三维图像中通向靶的规划路径。包括能够进行形状感测的细长装置，其用于插入路径系统，以测量路径系统中的细长装置的形状。路径确定模块被配置为计算细长装置路径系统中的分叉路径处的容许移动。反馈机构被配置为提供感觉反馈，以根据规划路径决定采取分叉路径中的哪个。

通过结合附图阅读的图示性实施例的以下详细描述，本公开的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

参考以下附图，本公开将详细给出优选实施例的以下描述，其中：

图1是示出了根据本原理用于医疗过程中的形状感测辅助的系统/方法的方框/流程图；

图2是示出了根据一个实施例确定正确路径的分叉结构处的范围的示意图；

图3是示出了根据另一实施例计算的具有不容许移动的细长装置的分叉结构的示意图；以及

图4是示出了根据图示性实施例用于医疗过程中的形状感测辅助的方法的方框/流程图。

具体实施方式

根据本原理，在过程期间通过提取装置的形状感测数据并且使用手术前数据基于规划路径来限定装置的形状，从而提高装置导航。装置可以包括，例如，支气管镜、引导鞘、导管或其他器械。通过规划引导导航，所述规划导致更快且更精确的导航，所述导航具有更可靠靶和更小风险的负面后果，诸如例如，在支气管镜检应用中的气胸。

在尤其有用的实施例中，系统收集形状感测信息（例如，光学形状感测），以核实相对于从手术前成像数据中规划的靶路径的实际支气管镜路径。系统包括能够进行形状感测的腔内装置，例如，支气管镜、引导鞘等。提供手术前成像数据，诸如计算机断层摄影（CT）扫描图像。可以采用多模态处理方法以将图像与形状感测融合。路径规划算法提供基于手术前数据的导航规划。随着装置被推进，核对违反规划路径的限定。根据路径规划评估形状。如果采取违背或错误路径，生成实时视觉或感觉反馈，例如触觉反馈等，以通过医师允许校正，使得能够跟随规划路径。

跟踪技术允许沿着装置的长度重建装置形状。然后将形状感测数据和跟踪位置与先前收集的图像相关联。利用形状感测，装置的形状的三维（3D）信息是（由此，例如，与由X射线提供的2D信息相比的3D点信息，或来自电磁跟踪的稀疏3D点信息）可用的。在复杂系统中，诸如肺气道中，该形状信息尤其感兴趣，在所述复杂系统中能够采用形状信息以辅助医师验证是否已经选择了正确路径。而且，感测器可以被附接至装置，并且能够负责由呼吸或心跳引起的形变，使得能够补偿该运动。

形状信息能够来源于各种系统。这些系统包括：光学形状讯问系统（例如，光纤布拉格传感器、瑞利散射、布里渊散射、基于光强的衰减）、在设备上用于点的电磁（EM）定位的多线圈阵列、用于三维表面估计的激光扫描系统和用于摄像机的光/声标记/发射器阵列（时间飞越或常规光学测量）或形状的基于麦克风的讯问。实时成像（诸如超声）也可以用于形状信息。

在一个图示性范例中，在支气管镜过程期间，医师可以尝试利用通过肺气道插入的支气管镜到达靶。气道的拓朴结构非常复杂，其常常使医师导航错误的路径。即使手术前成像数据可用于引导，由呼吸或患者重新定位导致的形变危害成功靶向。本原理采用从支气管镜中获得的形状感测信息来沿着整个器械长度重建支气管镜形状。通过允许对指示到靶的正确或错误路径的正确和错误装置形状之间的核对，该信息能够用于克服支气管镜介入中的当前限制。另外，执行在规划路径和形状感测装置的实际形状之间的计算比较。如果采取错误路径，立即警告医师以允许校正。

应当理解，将在医疗仪器方面来描述本发明；然而，本发明的教导宽得多，并且适用于跟踪或分析复杂生物或机械系统中采用的任何仪器。具体而言，本原理适用于生物系统的内部跟踪过程、身体的所有区域（例如肺、胃肠道、排泄器官、血管）中的过程等。附图中描绘的元件可以在硬件和软件的各种组合中实现，并且提供可以在单个元件或多个元件中组合的功能。

通过使用专用硬件以及能够执行与适当硬件相关联的软件的硬件提供附图中所示的各种元件的功能。在由处理器提供功能时，能够由单个专用处理器、单个共享处理器或多个个体处理器（其中一些能够是共享的）提供功能。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解读为仅仅指能够执行软件的硬件，并且会隐含地包括，但不限于数字信号处理器（“DSP”）硬件、用于存储软件的只读存储器（“ROM”）、随机存取存储器（“RAM”）、非易失性存储器等。

此外，本文中提到本发明原理、方面和实施例以及其具体范例的所有陈述意在涵盖其结构和功能的等效方案。此外，这样的等效方案意在包括当前已知的等效方案以及将来开发的等效方案（即，不论结构如何，开发成执行相同功能的任何元件）。因此，例如，本领域技术人员将要认识到，这里给出的方框图表示体现本发明的原理的图示性系统部件和/或电路的概念视图。类似地，将认识到，任何流程表、流程图等表示各种过程，这些过程基本可以在计算机可读存储介质中表示，并由计算机或处理器执行，无论是否明确示出了这样的计算机或处理器。

此外，本发明的实施例能够采取可从计算机可用或计算机可读存储介质访问的计算机程序产品的形式，所述存储介质提供程序代码，供计算机或任何指令执行系统使用或结合其使用。为了本说明书的目的，计算机可用或计算机可读存储介质能够是可以包括、存储、发送、传播或传送程序的任何设备，程序供指令执行系统、设备或装置使用或结合其使用。介质能够是电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统（或设备或装置）或传播介质。计算机可读介质的范例包括半导体或固态存储器、磁带、可移除计算机软盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、刚性磁盘和光盘。光盘的当前范例包括高密度磁盘-只读存储器（CD-ROM）、高密度磁盘-读/写（CD-R/W）和DVD。

现在参考附图，其中，类似数字表示相同或类似元件，并且初始参考图1，图示性地描绘了用于执行医疗过程的系统100。系统100可以包括工作站或控制台112，从所述工作站或控制台112监督并管理过程。工作站112优选地包括一个或多个处理器114和用于存储程序和应用的存储器116。存储器116可以存储感测模块115，所述感测模块115被配置为解读来自形状感测装置104的反馈信号。在一个实施例中，感测模块115被配置为使用来自形状感测装置104的光学信号反馈（和任何其他反馈，例如，电磁（EM）），以重建形变、偏转和与医疗装置102和/或其周围区域相关联的其他改变。医疗装置102优选是细长的，并且可以包括，例如，导管、引导线、内窥镜、探头、机器人、电极、过滤装置、气囊装置、或其他医疗部件等。工作站112可以包括显示器118，如果采用成像系统110，所述显示器118用于观看对象的内部图像。成像系统110可以包括，例如磁共振成像（MRI）系统、荧光透视系统、计算断层摄影（CT）系统、超声等。显示器118还可以允许用户与工作站112及其部件和功能交互。这进一步由接口120促成，所述接口120可以包括键盘、鼠标、操纵杆或任何其他外围设备或控件，以允许用户与工作站112交互。

当形状感测104包括光纤形状感测时，工作站112可以包括光源106，以向光纤提供光。也可以采用光学讯问单元108来检测从所有纤维返回的光。这允许应变或其他参数的确定，所述应变或其他参数将用于解读介入式装置102的形状、取向等。将采用光信号作为反馈，以对访问误差进行调整并且校准装置102或系统100。

形状感测装置104优选地包括一个或多个光纤，所述一个或多个光纤被配置为利用其几何结构来检测和校正/校准装置102的形状。光学讯问单元/模块108与感测模块115（例如，形状确定成像）一起工作，以允许跟踪器械或装置102。

可以提供成像系统110，用于收集手术前成像数据或实时手术中成像数据。在任何过程之前，可以在另一设施、位置等执行手术前成像。这些图像111可以被存储在存储器116中，并且可以包括患者或路径系统的手术前3D图像体积。例如，路径系统可以是肺或，作为又一范例，可以是胃肠道、排泄器官、血管、身体内腔或患者解剖的其他部分。

在尤其有用的实施例中，采用装置102来发现或观察靶。靶可以包括损伤、肿瘤、受伤部位、物体或其他靶。在过程期间，收集来自形状感测装置104的形状感测数据，并与手术前成像数据配准。配准模块140确定配准位置，并且将形状感测数据与手术前图像111配准，所述手术前图像优选是3D图像。配准模块140可以采用多模态处理方法（例如，以处理多于一个成像数据源），以将成像数据与形状感测数据融合。形状感测数据可以包括来自心搏和/或呼吸的运动数据，并且可以执行运动补偿，以负责图像中的运动数据（例如，使用形状感测能够测量由呼吸导致的形变）。3D图像111可以包括这些运动补偿图像。

路径确定模块114计算路径，并且比较来自与运动补偿图像配准的形状感测数据的丰富点数据，以确定到靶的规划路径。另外，路径确定模块144监测来自感测模块115的形状感测数据，以确定由装置102采取的当前路径，并且沿着规划路径将当前路径与正确路径进行比较。通过匹配路径，例如，在肺中，用装置102的形状，将装置102的位置和形状与运动补偿图像进行比较。如果沿着规划路径出现的内腔壁不匹配形状感测数据位置，则已经采取了错误路径。

当已经采取或将要采取错误路径时，系统100将向临床医生或医师提供反馈。反馈可以采取多个不同形式。例如，可以在显示器118上提供可视化，所述显示器118将向医师提供穿过错误路径以及在哪儿最可能发生错误的反馈，以采取校正措施。当已经采取错误路径时，另一实施例提供声音警报或触觉反馈（例如，装置振动等）。也在采取错误路径之前可以提供反馈。

系统100可以包括警告机构146，所述警告机构146被配置为指示已经选择或正在选择错误路径。警告机构146可以采取许多形式，并且可以被包括在部件中，所述部件已经是系统100的一部分，包括被安装在装置102上。警告机构146可以包括以下特征中的一个或多个。可以采用显示器118来显示选择的错误路径的位置，使得医师能够返回并进行校正。额外地或备选地，当选择错误路径时，可以生成视觉（显示器118）、触觉和/或听觉（例如，在接口120处的扬声器）指示器。可以采用警告机构146来警告即将发生的错误选择，以在过程期间有效地引导医师。

手术前图像111（诸如在过程之前采集的诊断体积CT图像）用作针对过程的“道路图”，并且提供非常详细的患者解剖信息。这些图像111用于规划，例如，以定义沿着肺气道的最优路径，例如，以到达期望靶。在本实施例中，图像111也用于跟踪装置102及其通过路径系统148（诸如肺）的进展。

甚至富有经验的医师认为操纵当前支气管镜或装置102很难，尤其当他们被深深地插入以进入外周气道时。当前支气管镜允许整个支气管镜旋转并且允许弯曲尖端。使用能够进行形状感测的支气管镜/引导鞘/装置102，能够在沿着肺气道导航的同时，实时测量范围的三维形状。

杠杆形状感测104的形状信息连同从手术前数据（图像111）得到的详细信息，装置102（例如，腔内装置）仅仅被限定为符合手术前CT图像和基于这些图像的规划的某些配置。每当到达分叉时，这简化医师的决策。通过限定支气管镜/引导鞘/装置102能够插入的形状，使肺脏学家进入错误气道或刺穿错误气道壁并且引起气胸的机会最小化。

以多种方式可以实施根据路径规划的形状的限定。利用从手术前图像111得到的信息和来自形状感测104的信息，能够监测装置102的当前形状，以在导航期间限定其形状、位置或移动。例如，当到达分叉时，给出关于转到哪条路的选项。一旦将形状感测104与来自路径确定模块144的手术前规划路径进行配准，能够进行有关采取哪个分叉选项的明确决定，以辅助导航。应当注意，与其他方法（例如基于电磁（EM）的导航）相比，光纤形状感测104提供更好并更精确的配准。这部分地归因于形状感测数据可用在装置（纤维）的整个长度上，与用于EM跟踪的仅仅尖端或一些点正好相反的事实。

在一个有用的实施例中，装置102包括支气管镜，被分析的路径系统148包括肺，并且形状感测104包括光学形状感测。尽管可以采用其他成像方法，通过计算机断层摄影（CT）获得手术前图像111。从手术前图像111中提取肺气道的全局结构，并且由路径确定模块144计算假设被选择以到达靶的路径。该路径提供有关假设医师采取哪条路径的信息-由此限制支气管镜能够存在的可能性。

在一个实施例中，路径确定模块144被配置为计算针对能够进行形状感测的装置102的不希望的角度或其他不容许移动，以避免采取错误的分叉选项。通过将装置102的形状仅仅限定在指向希望分叉的方向上的那些移动，能够明显地改善导航。

除确定正确的路径之外，能够提供实时视觉或感觉反馈，以辅助医师，例如，触觉反馈。基于来自与成像数据组合的形状感测104的反馈，使用不同方法能够执行形状限定。在一个实施例中，尖端执行器或柄150能够具有指示灯或显示器152，以通知操作者偏转/旋转/前进/撤回多少以及到哪个方向。指示灯可以提供关于正确运动的线索，以告知柄150选择正确路径。在另一实施例中，尖端执行器或柄150能够包括一个或多个机构154，以将装置102的执行限定到有限间距，以在选择正确路径中进行辅助。机构154可以响应于已经采取错误路径的反馈，并且限定运动或指示应当停止运动直到做出校正。另外，在柄150或在显示器118上可以指示步骤或校正措施。机构154可以包括夹持力或其他机构来夹紧或以其他方式限定装置102的移动。机构154可以与警告机构146协调工作，以向医师提供视觉或感觉指示。

参考图2，在另一实施例中，装置102包括支气管镜，其可以具有手动或自动控制转向组件202，基于在肺206的分支结构（例如，分叉）204之内相对于（来自路径确定模块144的）希望靶路径的关于当前尖端定位和（来自形状感测104的）形状的信息，能够手动或以编程方式设置所述控制转向组件202尖端偏转和旋转的范围。在这样的实例中，使用可寻址执行装置208能够实施运动限制的范围。在该实例中，“可寻址”能够意味着使用形状信息和控制信号或装置设置能控制装置102的配置。执行装置208可以包括在转向组件202中的机电的、电磁的、气动的（微型波纹管）或水力的（微型液活塞）约束部件，当在从实时成像、形状感测测量、以及路径规划中动态计算的边界之内，所述转向组件202允许操作者进行尖端的不约束运动。

在一个实施例中，在边界约束附近，例如，通过施加机械阻力、增加在卷扬线上的摩擦或通过给予力以阻碍操作者运动，将感觉/触觉反馈提供给操作者。可以由例如振动装置柄的触觉执行器212、视觉和/或听觉反馈（例如，使用警告机构146（图1））、显示器118、在接口120处的扬声器、在柄上的指示器214（例如，发光二极管等）等提供感觉反馈。在边界约束处，约束部件或机构154和/或执行装置208对操作者运动给予完全停止（使用夹持或夹紧装置或其他停止机构（未示出）），使得操作者不能够远离路径规划。对于一个或多个自由度的计算机控制可以使装置102自动化，以简化操作者工作流程。通过采用如前所述的形状感测数据和手术前路径数据，可以使用计算机控件来推进和引导装置。

参考图3，肺206的视图包括要由装置102导航的分叉204。装置102可以具有在约束上的上限304和下限306、角限制308、旋转限制310等，所述约束被放置在控制线或其他机构上，以约束装置102或其尖端的一个或多个自由度。基于装置102的当前位置和在3D图像体积111中的规划路径，计算约束或不容许移动（304、306、308和310）。

施加的约束限制装置102的行为，使得仅仅能够实现符合路径规划的尖端方向。在一个尤其有用的实施例中，在多个位置处可以将装置102初始化。例如，可以在分支结构（例如，分叉204）中的每个位置处自动设置装置102的尖端314的取向，使得尖端314指向在这种情况下符合路径规划的箭头“A”的方向，并且当进一步朝向靶推进探头或装置102时，将仅仅需要由操作者进行微调。

通过在形状和手术前数据之间执行连续配准，能够精确地跟踪装置102的尖端314的位置。在对于该分叉和对于随后遇到的分叉，决定装置102当前在哪个分叉以允许改变到形状限定中，具有该信息是有用的。

参考图4，根据优选实施例图示性地示出了用于在医疗过程中提供形状感测辅助的方法。在方框402中，提供分布式路径系统的三维（3D）图像。通过分割CT图像或通过其他系统或技术（例如，MRI、US、X射线等）收集的图像可以创建3D图像。图像可以被处理用于运动补偿或其他校正。三维图像可以包括手术前图像体积。在方框404中，通过分布式路径系统的三维图像确定到靶的规划路径。

在方框406中，能够进行形状感测的细长装置将被引入路径系统。路径系统可以包括肺、血管、心脏等。细长装置可以包括医疗装置，诸如，例如，导管、引导线、支气管镜等。尽管可以采用其他形状感测装置，优选地使用光纤形状感测系统执行形状感测。

在方框408中，优选将细长装置与三维图像配准。使用跟踪系统（例如，EM）、物理引导杆、在路径系统中的感测装置形状与可能路径之间的比较或其他配准方法可以执行该操作。在方框410中，在路径系统中测量细长装置的形状。

在方框414中，将细长装置的形状与在三维图像中的规划路径的形状进行比较，以确定在规划路径上细长装置的位置。靶可以包括损伤、肿瘤或其他过程目的。在方框416中，确定细长装置在分叉路径处的容许移动，以将细长装置维持在规划路径上。在方框418中，约束被放置在导致采取错误路径的移动上。

在方框420中，监测细长装置的形状的改变。在方框422中，如果形状被移动或占用已经认为不允许的位置，则做出不容许移动的警告。在方框424中，警告可以包括感觉反馈，诸如，视觉、触觉或听觉反馈，指示选择了错误路径。在方框426中，细长装置可以被限制无法进行不容许移动。限制可以包括限定装置的前进、限定装置的转向、限定其他控件或执行等。

在方框428中，如果对到达靶的每个新决定（例如，返回到方框408）是有必要的，则重复处理。在方框430中，关于靶实施过程。

在解读所附的权利要求时，应当理解：

a)“包括”一词不排除存在给定权利要求中列出的那些之外的其他元件或动作；

b)元件前的“一”或“一个”一词不排除存在多个这样的元件；

c)权利要求中的任何附图标记都不限制其范围；

d)可以通过相同的项目或硬件或软件实现的结构或功能表示若干个“模块”；以及

e)不要求动作的特定顺序，除非另行明确说明。

已经针对用于内脏器官的实时机械功能评估的形状感测装置描述了优选实施例（意为图示性的而非限制性的），需要注意的是，可以由本领域技术人员根据以上教导做出修改和变型。因此，应当理解，可以在公开的特定实施例中做出变化，所述变化在由所附权利要求列举的本文公开的实施例的范围内。已经这样描述了专利法要求的细节和详情，在所附权利要求中阐述由专利证主张和期望保护的内容。

Claims (24)

1.一种方法，包括：

通过分布式路径系统的三维图像确定（404）到靶的规划路径；

将能够进行形状感测的细长装置引入（406）所述路径系统；

测量（410）在所述路径系统中的所述细长装置的形状；

将所述细长装置的所述形状与在所述三维图像中的所述规划路径的形状进行比较（414），以确定所述细长装置在所述规划路径上的位置；并且

确定（416）所述细长装置在分叉路径处的容许移动，以将所述细长装置维持在所述规划路径上。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述细长装置与所述三维图像配准（408）。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定容许移动包括计算（408）对导致采取错误路径的移动的约束。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

监测（420）所述细长装置的所述形状的改变；并且

警告（422）用户不容许移动。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，警告包括视觉、触觉或声音，所述视觉、触觉或声音指示(424)选择错误路径。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括，当选择不容许移动时，限制（426）所述细长装置。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，限制（426）包括，除了对于所述容许移动，限定前进和限定转向中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述细长装置包括医疗装置，并且所述路径包括肺。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述三维图像包括手术前图像体积，所述手术前图像体积包括所述肺。

10.一种系统，包括：

分布式路径系统（148）的三维图像（111）；

能够进行形状感测的细长装置（102），其用于插入所述路径系统，以测量在所述路径系统中的所述细长装置的形状；

路径确定模块（144），其被配置为计算在所述三维图像中到靶的规划路径，并且计算所述细长装置在所述路径系统中的分叉路径处的容许移动，以提供根据所述规划路径决定采取所述分叉路径中的哪个的反馈。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括配准模块（140），所述配准模块被配置为将所述细长装置与所述三维图像配准。

12.根据权利要求10所述的系统，还包括约束机构（154），所述约束机构被耦合到所述细长装置，并且被配置为约束所述装置不能选择除所述规划路径以外的路径。

13.根据权利要求10所述的系统，还包括反馈机构（146、152），所述反馈机构被配置为指示已经选择了错误路径。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述反馈机构（146、152）包括视觉、触觉或听觉指示器中的一个，所述视觉、触觉或听觉指示器指示已经选择了所述错误路径。

15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述反馈机构（146、152）包括提供用于校正所述细长装置的移动的方向的指示器。

16.根据权利要求10所述的系统，其中，所述细长装置（102）包括医疗装置，并且所述路径包括肺。

17.根据权利要求10所述的系统，其中，所述三维图像（111）包括手术前图像体积，所述手术前图像体积包括所述肺。

18.一种系统，包括：

处理器（114）；

存储装置（116），其被耦合到所述处理器，并且被配置为存储：

分布式路径系统（148）的三维图像（111）；以及

路径确定模块（144），其被配置为计算在所述三维图像中到靶的规划路径；

能够进行形状感测的细长装置（102），其用于插入所述路径系统，以测量在所述路径系统中的所述细长装置的形状，所述路径确定模块被配置为计算所述细长装置在所述路径系统中的分叉路径处的容许移动；以及

反馈机构（146、152），其被配置为提供根据所述规划路径决定采取所述分叉路径中的哪个的感觉反馈。

19.根据权利要求18所述的系统，还包括配准模块（140），其被配置为将所述细长装置与所述三维图像配准。

20.根据权利要求18所述的系统，还包括约束机构（154），所述约束机构被耦合到所述细长装置，并且被配置为约束所述装置不能选择除所述规划路径以外的路径。

21.根据权利要求18所述的系统，其中，所述反馈机构（146、152）包括视觉、触觉或听觉指示器中的一个，所述视觉、触觉或声音指示器指示已经选择了错误路径。

22.根据权利要求18所述的系统，其中，所述反馈机构（146、152）包括指示器，以提供用于校正所述细长装置的移动的方向。

23.根据权利要求18所述的系统，其中，所述细长装置（102）包括医疗装置，并且所述路径包括肺。

24.根据权利要求18所述的系统，其中，所述三维图像（111）包括手术前图像体积，所述手术前图像体积包括所述肺。