CN106030656A - 在微创搭桥外科手术期间对内乳动脉的空间可视化 - Google Patents

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Abstract

一种用于对解剖目标进行可视化的系统包括：成像设备(105)，其具有用于对要被成像的区域的至少部分进行成像的视场；三维模型(136)，其是根据手术前图像或手术中图像来生成的，并且包括要被成像的所述区域中的在来自所述成像设备的所述图像不可见的内部体积的图像；图像处理模块(148)，其被配置为接收来自所述成像设备的图像，使得所述成像设备的多个视场图像被缝合在一起，以生成要被成像的所述区域的复合图像，所述复合图像被配准到实时图像和所述三维模型；内部视图模块(126)，其被配置为生成用于显示沿着所述复合图像的一个或多个位置处的所述内部体积的内部视图。

Description

在微创搭桥外科手术期间对内乳动脉的空间可视化
技术领域
本公开内容涉及医学仪器和方法，并且更具体地涉及用于在医学应用中对内部解剖结构的改进的可视化的系统和方法。
背景技术
冠状动脉搭桥移植(CABG)是用于对堵塞的冠状动脉的血管再生的外科手术流程。在常规的外科手术中，患者的胸骨被打开，并且心脏完全暴露。然而，微创(MI)搭桥外科手术是通过肋骨之间的小的创口来执行的。CABG流程的重要部分是从患者的身体摘除血管，然后所述血管用于对冠状动脉中的一个或多个动脉粥样硬化变窄处进行搭桥。最常被摘除和使用的血管是内乳动脉(IMA)，所述内乳动脉可以包括位于胸腔中的左内乳动脉(LIMA)或右内乳动脉(RIMA)。
在MI心脏搭桥外科手术期间对这些血管的直接接触是不可获得的，并且使用通过肋骨之间的空间中的肋间肌插入到创口中的长的仪器来摘除这些血管。在MI外科手术期间，外科手术助手能够握持内窥镜，或者能够使用机器人引导来握持内窥镜。在机器人引导的情况下，视觉伺服能够用于将机器人移动到特定位置。视觉伺服包括选择内窥镜图像上的点，在这种情况下，机器人以这样的方式移动：即，所述点变得位于所述图像的中心。
IMA取下通常是CABG流程的最耗时的部分。IMA取下通常花费45-60分钟之间，并且搭桥流程的成功通常取决于获取的血管的质量。
在流程的该阶段期间的主要挑战包括以下：内窥镜图像是针对该流程的唯一的可视化方法，但是内窥镜只提供血管的小段的有限视图。对于MI，外科医生利用在肋骨之间插入并到达胸骨区以下的细长的仪器进行工作。由于获取的动脉需要被小心地从周围组织分离并且必须灼烧旁支，因此这么做是困难的。
例如LIMA动脉的长度必须足以到达冠状动脉上的搭桥位置。在MI流程期间估计获取的血管动脉的长度是非常困难的(与开放的外科手术相反，在开放的外科手术中由于所有区都是可视且可接触的，因此能够估计长度)。由于LIMA被从胸部的中下部分摘除，因此LIMA倾向于更加嵌入在组织中，从而减慢分离并且做出动脉和旁支的可视化更加具有挑战性。
针对动脉分离的技术困难与搭桥需要的未知长度的组合促成了流程时间的延长，这是因为外科医生要么分离比在更具有挑战性的末梢区中所需要的长得多的动脉段；要么分离过短的段，而这要求稍后返回以继续进行对动脉的分离。
IMA通过嵌入到胸壁处的组织中。单独的内窥镜视图不足以暴露所有IMA分支。当将IMA从胸壁摘除时不能关闭(例如，烧灼或夹紧)IMA的侧分支将会引起搭桥动脉上的可以引起进一步伤害的泄露。
发明内容
根据本原理，一种用于对解剖目标进行可视化的系统包括：成像设备，其具有用于对要被成像的区域的至少部分进行成像的视场；三维模型，其是根据手术前图像或手术中图像来生成的，并且包括要被成像的所述区域中的在来自所述成像设备的所述图像中不可见的内部体积的图像；图像处理模块，其被配置为接收来自所述成像设备的图像，使得所述成像设备的视场图像被缝合在一起以生成要被成像的所述区域的复合图像，所述复合图像被配准到实时图像和所述三维模型；内部视图模块，其被配置为生成用于显示沿着所述复合图像的一个或多个位置处的所述内部体积的内部视图。
用于对解剖目标进行可视化的另一系统包括处理器和被耦合到所述处理器的存储器。所述存储器包括三维模型，所述三维模型是根据手术前图像或手术中图像来生成的，并且包括所述解剖目标中的内部体积的图像，并且所述图像处理模块被配置为接收实时图像并将所述实时图像的部分缝合在一起以生成所述解剖目标的复合图像，所述图像处理模块被配置为将所述复合图像配准到所述实时图像和所述三维模型。所述内部视图模块被配置为生成用于显示沿着所述复合图像的一个或多个位置处的所述解剖目标内部的所述内部体积的内部视图。
一种用于对解剖目标进行可视化的方法包括：使用窥镜的视场对解剖目标的部分进行成像；使用所述部分形成所述解剖目标的复合图像；将所述复合图像中的感兴趣点与所述解剖目标的内部体积的实时图像和三维模型进行配准；并且同时显示所述实时图像、所述复合图像和沿着所述复合图像的一个或多个选定位置处的所述内部体积的图像。
通过结合附图来阅读以下对本公开内容的图示性实施例的详细说明，本公开内容的这些和其他目的、特征以及优势将变得明显。
附图说明
本公开内容将参考以下附图来详细呈现对优选实施例的以下说明，其中：
图1是根据一个实施例示出用于对解剖目标进行可视化的系统的方框图/流程图；
图2是示出在根据本原理用血管的内部横截面图像绘制复合视图时采用的图像的示意图；并且
图3是示出用于根据图示性实施例对解剖目标进行可视化的方法的流程图。
具体实施方式
根据本原理，提供了血管分离规划和运行系统以解决如上所述的血管分离的问题。与仅示出血管的小段相反，本原理提供了示出血管(例如，LIMA)的大部分的显著扩大的视场，并且提供了关于血管的额外信息。该额外信息包括例如被分离以用于获取的血管的长度、关于期望的搭桥长度的血管分离的进度以及需要被灼烧的旁支的位置。
除了从与内窥镜图像叠加并融合的手术前三维(3D)图像示出动脉以外，这趋向为平面关系，动脉还被投影到内窥镜图像上，所述内窥镜图像指示IMA和分支嵌入在其中的胸壁中的动脉深度。在不知道该深度的情况下，外科医生要不然将会难以判定取下将发生的组织深度，或者难以判定多少筋膜要从胸壁摘除。在没有这样的深度信息的情况下，这可能导致分支被不恰当地烧灼，并且从胸壁摘除IMA花费过多时间。左内乳动脉(LIMA)在肋骨之下行进，具有众多分支。该血管可以从胸壁被摘除，以被使用在心脏搭桥中。
根据尤其有用的实施例，为微创冠脉搭桥外科手术提供了在动脉取下期间对内乳动脉(或其他血管)与其侧分支之间的空间关系进行可视化的系统和方法。系统包括对来自手术前3D图像的血管(例如，动脉)的横截面的虚拟可视化和用于机器人引导的内窥镜操纵以在取下之前检查动脉的方法。本原理避免了对执行可能具有风险且可能对血管造成伤害的IMA的手术前诊断导管插入的需要。
应当理解，将从与冠状动脉搭桥流程一起使用和用于冠状动脉搭桥流程的医学仪器的方面来描述本发明；然而，本发明的教导宽泛得多，并且可应用于需要或期望对解剖目标的增强的可视化的任何仪器或流程。在一些实施例中，本原理被采用在跟踪、操纵或分析复杂的生物系统或机械系统中。尤其地，本原理可应用于对生物系统的内部跟踪流程、身体的所有区(例如，肺、胃肠道、排泄器官、血管等)中的流程。附图中描绘的元件可以以硬件和软件的各种组合来实施，并且可以提供可以被组合在单个元件或多个元件中的功能。
能够通过使用专用硬件以及能够运行与适当的软件相关联的软件的硬件来提供附图中示出的各种元件的功能。当由处理器提供时，所述功能能够由单个专用处理器、由单个共享处理器或由多个个体处理器(它们中的一些能够被共享)来提供。此外，对术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为专指能够运行软件的硬件，并且能够隐含地包括而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，本文中记载本发明的原理、各方面和实施例以及其特定范例的所有陈述，旨在涵盖其结构和功能上的等价物。额外地，这样的等价物旨在包括当前已知的等价物以及未来发展的等价物(即，执行相同功能的所发展的任何元件而无论其结构如何)。因此，例如，本领域技术人员应当理解，本文中呈现的方框图表示实施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，应当理解，任何流程图表、流程图等表示基本上可以被表示在计算机可读存储媒介中并且因此可以由计算机或处理器来运行的各种过程，无论这样的计算机或处理器是否被明确示出。
此外，本发明的实施例能够采取计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品可从计算机可用存储介质或计算机可读存储介质存取，所述计算机可用存储介质或计算机可读存储介质提供用于由计算机或任何指令运行系统使用或者与计算机或任何指令运行系统结合使用的程序代码。出于本说明书的目的，计算机可用存储介质或计算机可读存储介质能够是可以包括、存储、通信、传播或输送用于由指令运行系统、装置或设备使用或与指令运行系统、装置或设备结合使用的程序的任何装置。所述介质能够是电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或装置或设备)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、可移动计算机软盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘以及光盘。光盘的当前范例包括压缩盘-只读存储器(CD-ROM)、压缩盘-读/写(CD-R/W)、Blu-RayTM以及DVD。
现在参考附图并且首先参考图1，在所述附图中，相似的附图标记表示相同或相似的元件，根据一个实施例图示性地示出了用于微创外科手术的系统100。系统100可以包括工作站或控制台112，可以从所述工作站或控制台112来监督和/或管理流程。工作站112优选地包括用于存储流程和应用的一个或多个处理器114以及存储器116。存储器116可以存储用于与医学设备102协同工作的规划模块104和图像引导模块106。医学设备102可以包括成像设备105(例如，相机、具有透镜的光纤等)，所述成像设备105可以被布置具有以下中的一个或多个：导管、导丝、探头、内窥镜、柔性内窥镜、机器人、电极、过滤设备、气囊设备或其他医学部件等。设备102可以被插入到患者的身体160中。在一个实施例中，要被执行的流程包括微创冠状动脉外科手术，并且设备102被插入到身体160的胸腔162中，以观察并分离诸如血管(例如，IMA)的解剖目标131。
规划模块104包括以下的元件和特征。在例如针对冠状动脉搭桥流程的血管取下期间，规划模块104在允许外科医生操纵其他仪器的同时为对要被获取的目标血管(例如，IMA)的可视化的控制进行规划。规划模块104存储用于操纵机器人108或在手动流程期间为操作者提供引导的计划。
图像处理模块148控制沿着IMA的图像缝合以提供全面的视场，并且进一步提供允许使用现有的已知方法来将手术前(或手术中)的图像叠加在例如内窥镜视频上的图像配准。规划模块104提供对感兴趣目标点的选择，所述对感兴趣目标点的选择能够涉及图像引导模块106或者被建立索引以与图像引导模块106一起使用。规划模块104也提供对血管或其他解剖结构的特征长度的计算(例如，使用经缝合的图像/复合图像)。
可以采用图像处理模块148来配准和叠加手术图像135，例如使用成像设备110采取的手术前图像或手术中图像。可以同时采用成像设备110或者在另一时间和位置采用成像设备110来收集图像。手术图像135可以包括三维手术前计算机断层摄影(CT)图像或者磁共振图像(MRI)等，或者包括手术中X射线图像或超声图像。也预期其他的成像模态。手术图像135被用于建立三维模型136，所述三维模型136包括沿着解剖目标131的虚拟的内部横截面或内部视图图像。
图像引导模块106优选地通过控制对设备102进行支撑的机器人系统108来提供对设备102(例如，内窥镜)的基于图像的控制。可以使用图像处理模块148和规划模块104来生成叠加107。叠加107可以包括在复合图像124上被可视化的当前的实况内窥镜图像134。复合图像124是由设备102采取的多个视场的图像被缝合在一起的视图。图像引导模块106提供对于进度的量化，所述对于进度的量化能够将被分离的血管的长度与期望的长度进行比较，以确定什么时候已经达到足够的进度。
图像引导模块106沿着解剖目标131的长度引导机器人系统108。在一个实施例中，使用在规划阶段期间分配的并被存储在规划模块104中的计划中的感兴趣点来引导设备102。
工作站112包括用于查看对象(患者)或体积的内部图像的显示器118，并且可以包括具有叠加的图像或在从设备102收集的图像上生成的其他绘制。显示器118也可以允许用户与工作站112及其部件和功能或系统100内的任何其他元件进行交互。这是由接口120来进一步促进的，所述接口120可以包括键盘、鼠标、操纵杆、触觉设备或用于允许来自工作站112并且与工作站112进行交互的用户反馈的任何其他外围设备或控制设备。
解剖目标131的手术图像135可以包括IMA的3D图像。在对患者解剖结构的诊断或手术前扫描期间，可以采集3D血管造影扫描。如果也需要对IMA进行可视化(参见例如图2，图像202)，则扫描能够被延长。根据该扫描，IMA的3D模型136能够被重建。例如，可以为本领域中已知的方法的分割方法能够用于根据扫描的图像来生成IMA的3D表面以及IMA的所有分支。接下来，从血管内部的相机视角获得虚拟血管造影IMA图像的生成(参见例如图2，图像204)。虚拟图像的生成的第一步骤可以包括对血管结构的中心线的检测。该中心线能够使用骨架化来进行计算，所述骨架化发现在血管的中心的线，同时使从该线到血管壁的距离最小化。该方法非常适合于根据本原理的应用，这是因为一个目的是示出血管的空间分支。
然后，IMA图像的全景缝合和与3D模型的配准被执行(参见例如图2，图像206)。执行配准和缝合的方法可以包括针对宽视场图像的图像缝合。在内窥镜102处于适当的位置并且被朝向LIMA血管的起始(端)定位的情况下，外科医生能够开始采集宽视场。为了这样做，外科医生或机器人108使用未经校准的机器人视觉伺服或其他技术来将内窥镜102沿着LIMA的可见部分移动。以这种方式，外科医生沿着LIMA选择点，并且内窥镜102相应地移动。在仪器移动时，外科医生也能够将外科手术仪器用作引导，并且内窥镜102然后能够跟随工具端部。该步骤是类似于临床实践的，在该步骤中，由助手或外科医生来移动内窥镜以观察动脉的整个长度。
为了缝合通过移动内窥镜102收集的图像，可以修改用于执行对图像的缝合的已知方法。图像可以采用匹配算法(148)或其他图像处理技术。一种修改涉及内窥镜类型。在该实施例中，内窥镜102能够是斜视和前视中的任一种或两者。第二种修改涉及内窥镜102的运动。内窥镜的运动可以由图像处理模块148来预先编程并且进行门控。在该实施例中，由外科医生的命令来生成运动并且对运动进行门控。另一特征可以包括对柔性内窥镜的使用。
尽管由用户来定义运动，但是能够通过基于交叠的量和交叠像素的红绿蓝(RGB)值中的残差来优化捕捉的图像，从而执行对用于缝合的图像验证。图像被对齐以形成复合图像124。复合图像124包括血管(例如，IMA)的整个长度。可以根据图像(使用标度或参考)来计算血管的总长度，或者可以基于内窥镜102或图像中的其他工具行进的距离来计算血管的总长度。最终的结果是包括沿着IMA131的长度的一系列图像(视场图像)的复合图像124，所述复合图像124已经根据由内窥镜在一时间段上采集的个体图像被缝合在一起。
复合图像124具有在图像中被选择并且指示的感兴趣点。一旦已经生成IMA131的相关部分的复合图像124，则能够选择复合图像124上的若干解剖结构的感兴趣点，以针对血管分离进行规划。这些点能够被存储(通过将所述点叠加在图像上)，并且然后在流程期间被涉及。或者，随着点被选择，机器人108(内窥镜握持器)将内窥镜102移动到该位置，并且机器人108的关节位置被存储，因此所述关节位置能够在图像引导的分离流程期间被涉及。
对解剖结构的感兴趣点上的点的选择可以包括例如分离的初始点、分离的结束点、大分叉或其他解剖结构的特征或点。除了(或备选于)对复合图像124上的点进行选择以外，复合图像124还能够用于将内窥镜图像(134)与手术前3D成像或手术中3D成像(3D模型136)进行配准。叠加107可以包括实时图像(134)和使用图像处理148的复合图像124。复合图像124与IMA131的比较能够指示在内窥镜图像上不直接可见的分叉的位置，这是因为所述分叉的位置可能被定位在筋膜和其他组织下面。
3D模型136也可以与叠加107(包括实时图像134和复合图像124)进行配准，以揭示解剖目标131内的内部结构(从3D模型136)。这可以包括内窥镜102的位置处、由操作者选择的点处、通过机器人位置选择等的横截面图像的生成。
在利用机器人108沿着血管(例如，动脉)的第一前进(跟踪目标131的路径)之后，机器人108记住动脉的每一个位置在哪里(从编码器)，并且然后能够追溯稍后对内窥镜图像(实况)和内部视图(例如，来自手术前3D图像或手术中3D图像的(一个或多个)横截面)进行可视化的路径。内部视图模块126可以是规划模块104的部分，是图像处理模块148的部分，或作为单独的模块存在。内部视图模块126从手术图像135/模型136中的结构图像并且尤其是例如沿着复合图像124的血管的横截面视图生成内部视图图像。
参考图2，示意图图示地示出了在根据本原理为复合图像提供可用的血管的横截面视图的不同阶段处采用的图像。图像202示出了包括IMA血管的3D血管造影图像。对IMA的3D图像202的采集可以在对患者解剖结构的诊断或手术前扫描期间进行。3D血管造影扫描需要从常规流程延长，以对整个IMA进行可视化。
对IMA血管的分割然后被执行，以为主血管和分支提供数据特征。根据扫描的图像提供对IMA的经分割的3D模型的重建。任何合适的分割方法都可以被执行，以生成IMA的3D表面以及IMA的所有分支。
从血管内部的相机视角生成虚拟的血管造影IMA图像。图像204示出了从血管内部的相机视角示出分支部分的虚拟3D图像。虚拟图像的生成包括对血管结构的中心线的检测。中心线能够使用骨架化来进行计算，所述骨架化发现在血管的中心的线，同时使从该线到血管壁的距离最小化。这些图像示出了血管的空间分支。
复合内窥镜图像206从多个内窥镜图像被缝合在一起。IMA图像的全景缝合将多个内窥镜图像放在一起，以提供IMA或其他目标的完整视图。全景视图与3D模型进行配准。以这种方式，内部图像可用于沿着血管的任何点。复合内窥镜图像206与3D绘制(具有内部相机图像的3D模型)进行配准。图像206示出了具有横截面线(例如，在截面线A-A处)的血管，因此外科医生能够看见如在图像208中示出的分支关于主IMA血管的空间分布。图像208示出了截面线A-A处的内部相机视图。查看位置(例如，截面A-A)可以沿着图像206中的血管被移动，并且图像208将会针对该位置利用相关联的虚拟图像来进行更新。
在一个实施例中，提供了对内窥镜图像中的IMA的横截面的选择和对与该横截面有关的虚拟图像的可视化。对IMA上的位置的选择可以使用接口120(图1)和显示器118(图1)来执行。用户选择IMA上的位置，并且系统显示来自血管内部的虚拟图像(例如，横截面)。
在另一实施例中，自动可视化可以被采用并且通过对内窥镜或其他设备的定位来控制。例如，血管横截面可以针对对应于内窥镜图像的中心的位置进行绘制。横截面图像(虚拟图像)能够被自动选择，并且横截面3D视图能够被外科医生生成和可视化。
在另一实施例中，可以为内窥镜沿着IMA的机器人引导提供对对应横截面的可视化。内窥镜图像的中心处的血管横截面能够被自动选择，并且横截面3D视图能够被外科医生生成和可视化。用机器人操纵的内窥镜可以被定位在IMA的近端处、靠近主动脉。基于图像缝合和与全景图像206中的每一个位置相关联的机器人编码器的已知值，机器人系统能够移动内窥镜从而以由用户定义的速度在其长度上跟随IMA。随着内窥镜移动，内窥镜206的图像以及IMA的虚拟图像208重建两者可以被同时示出。
再次参考图1并且继续参考图2，图像引导模块106用于引导内窥镜102。外科医生将内窥镜移回到例如靠近主动脉的近处位置(图像210中的点“A”)，并且开始执行将动脉从周围组织的分离，以使动脉(IMA)与胸壁分开。外科医生能够通过使用视觉伺服和/或涉及先前选择的点(例如，在规划期间选择的点“C”)并且示出大分叉来自动地将内窥镜定位在该位置处。随着外科医生沿着动脉进行进度，向外科医生同时显示可以被叠加的当前内窥镜视图(图像210中的内窥镜图像134)和先前计算的复合图像124二者。另外，可以提供截面线(图像206中的A-A)或其他感兴趣点的叠加，以进一步显示正被查看的动脉的内部视图。从手术前图像提供内部相机视图208。
“画中画”视图允许外科医生观察比当前可获得的宽得多的视场，并且允许外科医生查看血管的内部部分以揭示在内窥镜视图中不可获得的任何分支、损伤的组织或其他感兴趣特征。另外，由于根据与配准信息组合的机器人编码器而已知内窥镜的运动，因此能够检索标度，从而示出已经被分离的动脉的部分的长度或要被分离的血管的规划的末端点(点“B”)。
尽管已经针对使用IMA的CABG流程描述了本原理，但是在本文中描述的设备(沿着目标动脉移动的机械人内窥镜)和可视化方法可以应用于身体的其他区中并且应用于其他流程。尽管尤其有用的应用在微创搭桥外科手术中被采用，但是本原理可以用于采用血管分离的任何过程。
参考图3，图示性地示出了根据本原理的用于对解剖目标进行可视化的方法。在方框302中，在一个实施例中，为介入流程准备好患者。这包括手术前成像以创建解剖目标的三维(3D)模型。该三维模型可以使用手术前三维血管造影扫描来生成。其他扫描技术也可以被采用。详细的计划可以使用包括指定的点或感兴趣处的3D图像/模型来生成。切口和/或创口提供到患者的内部的入口，仪器被安装在所述入口中。
在方框304中，使用窥镜(例如，内窥镜)的视场对解剖目标的多个部分进行成像。每幅图像的视场可以少于整个区域或解剖目标。在方框306中，使用在窥镜的多个视场中的图像的多个部分来形成解剖目标的复合图像。这可以包括将多个部分缝合在一起以制作复合图像。在方框308中，复合图像中的感兴趣点与解剖目标的内部体积的三维模型进行配准。在方框310中，复合图像与实时窥镜图像进行配准。
在方框312中，为沿着解剖目标和/或复合图像的一个或多个选定位置处的同时显示提供实时图像、复合图像和内部体积的图像。所选择的感兴趣点可以包括任何数量的点，并且为技术人员/外科医生提供沿着目标的整个长度的血管(例如，其深度)或其他目标的内部细节。在被提供在复合图像(例如，用作图)和/或目标上的每个感兴趣点处，能够为技术人员/外科医生显示对应于选定的点或感兴趣点的血管的内部的横截面视图或内部相机视图。
在方框314中，沿着解剖目标引导(例如，手动地或利用机器人)窥镜，并且沿着复合图像的一个或多个选定位置用于触发对对应的内部图像查看。解剖目标可以包括要被分离的血管，并且内部体积的图像优选揭示要在搭桥外科手术中使用的内乳动脉(IMA)中被烧灼的分支。当沿着解剖目标引导窥镜(并且通过窥镜进行查看)时，对应的内部图像也可以被显示以检测分支或其他特征。在方框316中，使用根据本原理的复合图像和内部视图来执行血管取下，以确保所有分支都被烧灼并且足够长度的血管被获取。在方框318中，流程完成。
在解释权利要求时，应当理解：
a)“包括”一词不排除存在给定权利要求中列出的元件或动作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不限制其范围；
d)若干“器件”可以由相同的项目或硬件或实施结构或功能的软件来表示；并且
e)并不要求动作的具体顺序，除非具体指示。
已经描述了用于在微创搭桥外科手术期间对内乳动脉的空间可视化的优选实施例(所述优选实施例旨在是说明性的而不是限制性的)，应当注意，本领域技术人员在以上教导的启示下能够做出修改和变型。因此应当理解，可以在本文中如权利要求书概括的那样的公开的实施例的范围内，对所公开的公开内容的特定实施例做出改变。因此已经描述了专利法所要求的细节和特性，在权利要求书中阐述了由专利证书所要求并期望保护的内容。

Claims (20)

1.一种用于对解剖目标进行可视化的系统，包括：
成像设备(105)，其具有用于对要被成像的区域的至少部分进行成像的视场；
三维模型(136)，其是根据手术前图像或手术中图像来生成的，并且包括要被成像的所述区域中的在来自所述成像设备的所述图像中不可见的内部体积的图像；
图像处理模块(148)，其被配置为接收来自所述成像设备的图像并将来自所述成像设备的多幅图像缝合在一起以生成要被成像的所述区域的复合图像，所述复合图像被配准到实时图像和所述三维模型；以及
内部视图模块(126)，其被配置为生成用于显示沿着所述复合图像的一个或多个位置处的所述内部体积的内部视图。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置为根据图像引导模块(106)引导所述成像设备的机器人(108)。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述机器人(108)被配置为穿过路径，并且所述内部视图模块被配置为当所述路径被穿过时生成用于进行显示的所述内部视图。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，要被成像的所述区域包括要被分离的血管，并且所述内部视图揭示要被烧灼的分支。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内部视图模块(126)被配置为沿着所述复合图像生成血管的横截面。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述血管包括在搭桥外科手术中使用的内乳动脉(IMA)。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置为同时显示以下中的两个或更多个的显示设备(118)：所述复合图像、所述实时图像、或沿着所述复合图像的一个或多个选定位置处的所述内部视图的图像。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述三维模型(136)是使用手术前三维血管造影扫描来生成的。
9.一种用于对解剖目标进行可视化的系统，包括：
处理器(114)；
存储器(116)，其被耦合到所述处理器，所述存储器包括：
三维模型(136)，其是根据手术前图像或手术中图像来生成的，并且包括所述解剖目标中的内部体积的图像；
图像处理模块(148)，其被配置为接收实时图像并将所述实时图像的多个部分缝合在一起以生成所述解剖目标的复合图像(124)，所述图像处理模块被配置为将所述复合图像配准到所述实时图像和所述三维模型；以及
内部视图模块(126)，其被配置为生成用于显示沿着所述复合图像的一个或多个位置处的所述解剖目标内部的所述内部体积的内部视图。
10.根据权利要求9所述的系统，还包括被配置为根据图像引导模块引导窥镜以收集所述实时图像的机器人(108)。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述机器人(108)被配置为穿过路径，并且所述内部视图模块被配置为当所述路径被穿过时生成用于进行显示的所述内部视图。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，要被成像的所述区域包括要被分离的血管，并且所述内部视图揭示要被烧灼的分支。
13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述内部视图模块(126)被配置为沿着所述复合图像生成血管的横截面。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述血管包括在搭桥外科手术中使用的内乳动脉(IMA)。
15.根据权利要求9所述的系统，还包括被配置为同时显示以下中的两个或更多个的显示设备(118)：所述复合图像、所述实时图像、或沿着所述复合图像的一个或多个选定位置处的所述内部视图的图像。
16.根据权利要求9所述的系统，其中，所述三维模型(136)是使用手术前三维血管造影扫描来生成的。
17.一种用于对解剖目标进行可视化的方法，包括：
使用窥镜的视场对解剖目标的多个部分进行成像(304)；
使用所述多个部分形成(306)所述解剖目标的复合图像；
将所述复合图像中的感兴趣点与实时图像和所述解剖目标的内部体积的三维模型进行配准(310)；并且
同时显示(312)所述实时图像、所述复合图像和沿着所述复合图像的一个或多个选定位置处的所述内部体积的图像。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括沿着所述解剖目标引导(314)机器人并且针对沿着所述复合图像的所述一个或多个选定位置显示所述内部体积的所述图像。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述解剖目标包括要被分离的血管，并且所述内部体积的所述图像揭示在搭桥外科手术中使用的内乳动脉(IMA)中的要被烧灼的分支。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述三维模型是使用手术前三维血管造影扫描来生成的。
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