CN106572834B - 对准ct - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于通过患者支气管树导航至目标的方法和系统，其包括：支气管镜；探针，所述探针能够插入到支气管镜的工作通道中，所述探针包括位置传感器；和工作站，所述工作站与探针和支气管镜操作通信，所述工作站包括用户界面，所述用户界面引导用户通过导航规划并且构造成呈现：三维视图，其用于显示患者气道的3D渲染和对应的导航规划；局部视图，其用于辅助用户导航探针通过患者支气管树的周边气道至目标；和目标对准视图，其用于辅助用户将探针的远侧末端与目标对准。

Description

对准CT
相关领域的交叉引用
本申请要求在2014年7月2日提交的美国临时专利申请No.62/020,245的权益和优先权，其全部内容在此通过引用并入。
技术领域
本公开涉及基于由CT图像数据产生的三维模型对导管进行内部引导导航的系统和方法。
背景技术
已经研发了关于可视化患者肺的可视化技术，以便辅助临床医生对患者肺进行诊断和/或进行手术。可视化对于识别病变区域的部位尤为重要。此外，当治疗病变区域时，额外着重于识别病变区域的具体部位，使得在正确部位处实施手术操作。
在过去，已经使用肺的扫描二维(2D)图像辅助可视化。为了获得扫描二维图像，患者经历多次CT扫描。除了使用扫描二维图像，还可以使用三维模型，以虚拟导航通过身体。较之使用二维图像，使用三维模型导航更为复杂。一个挑战涉及到三维引导用户将导管指向目标。已经研发了多张视图，所述多张视图中的一些使用多个截面，并且提出的视图设计成辅助引导。然而，当试图从视点浏览整个体积而不是观察截面时，视图可能被阻挡并且可能看不见位于其它物体后方的物体。已经研究了方法来解决阻挡视图问题，诸如向体积中的一些添加透明度或者使得较远的物体高亮。已知方法中的一种涉及最大强度投影(MIP)，其是针对三维数据的体积渲染方法，所述体积渲染方法将具有最大强度的体素投影在可视平面中，所述体素处于从视点至投影平面的平行射线上。因此，如果使用正投影渲染两个MIP渲染，则相反视点的两个MIP渲染是对称图像。然而，当使用MIP使得电磁导航导管朝向具体点(病变)对准时，可能示出位于病变“后方”的物体，诸如，肋骨或者其它非柔软物质，而不是病变。
发明内容
在实施例中，本公开公开了用于通过患者的支气管树导航至目标的系统。该系统包括：支气管镜，所述支气管镜构造成插入到患者的支气管树中，其中，支气管镜限定了工作通道；探针，所述探针能够插入到支气管镜的工作通道中并且构造成导航通过患者的支气管树，所述探针包括位置传感器；和工作站，所述工作站与探针和支气管镜操作通信。该工作站包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储导航规划和程序，当处理器执行程序时所述程序呈现用户界面，所述用户界面引导用户通过导航规划。用户界面呈现：三维(3D)视图，用于显示患者气道的三维渲染和对应的导航规划；局部视图，其用于辅助用户将探针通过患者支气管树的周边气道导航至目标；和目标对准视图，其用于辅助用户将探针的远侧末端与目标对准。
在一方面中，处理器针对距所述位置传感器的远侧末端的一范围执行最大强度投影(MIP)算法，
在另一个方面中，所述范围是预定的。
在又一个方面中，基于所述目标的位置动态地计算所述范围。
在一方面中，所述MIP算法使得在所述目标对准视图中以最大表面尺寸显示目标。
在另一个方面中，所述MIP算法使得所述目标高亮并且过滤掉在所述目标附近的其它组织的致密体。
在一方面中，所述目标对准视图呈现了覆盖在所述目标上的标记。
在另一个方面中，所述目标对准视图呈现准星，以辅助对准所述目标的中心。
在又一个方面中，所述目标对准视图呈现了从所述位置传感器的末端至所述目标的距离。
在另一个实施例中，本公开公开了通过患者支气管树导航至目标的系统。该系统包括：支气管镜，所述支气管镜构造成插入到患者的支气管树中，其中，支气管镜限定了工作通道；探针，所述探针能够插入到支气管镜的工作通道中并且构造成导航通过患者的支气管树，所述探针包括位置传感器；和工作站，所述工作站与探针和支气管镜操作通信。该工作站包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储导航规划和程序，当处理器执行程序时所述程序呈现用户界面，所述用户界面引导用户通过导航规划，用户界面构造成呈现目标对准视图，其用于辅助用户将探针的远侧末端与目标对准。处理器针对距位置传感器的远侧末端的有限范围执行最大强度投影(MIP)算法。
在一方面中，所述有限范围是预定的。
在另一个方面中，基于所述目标的位置动态计算所述有限范围。
在一方面中，所述MIP算法使得在所述目标对准视图中以最大表面尺寸显示所述目标。
在另一个方面中，所述MIP算法使得所述目标高亮并且过滤掉在所述目标附近的其它组织的致密体。
在一方面中，目标对准视图呈现了覆盖在目标上的标记。
在另一个方面中，所述目标对准视图呈现准星，以辅助对准所述目标的中心。
在又一个方面中，所述目标对准视图呈现了从所述位置传感器的末端至所述目标的距离。
在不背离本公开的范围的前提下可以组合本公开的上述方面和实施例中的任意一个。
附图说明
参照附图在下文描述本公开的各个方面和特征，其中：
图1是根据本公开的电磁导航系统的透视图；
图2是构造成与图1的系统一起使用的工作站的示意图；
图3是图解了根据本公开的实施例的导航方法的流程图；
图4是图2的工作站的用户界面的视图，其呈现了根据本公开实施配准的视图。
具体实施方式
本公开涉及基于从CT图像数据产生的三维模型对导管进行内部引导导航以将导管朝向目标区域对准的装置、系统和方法。在本公开中，该系统提供的视图具有基于距导管一范围的限定体积段或者在目标区域或病变附近的体积段。导管对准可以是用于使用电磁导航(EMN)系统实施ELECTROMAGNETIC NAVIGATION(ENB)程序的路径规划的必要成分。
ENB程序通常涉及至少两个阶段：(1)规划位于患者肺内或者毗邻患者肺的目标的路径；和(2)沿着规划路径将探针导航至目标。这些阶段通常称作(1)“规划”和(2)“导航”。在Baker名下的于2013年3月15日提交的均题为“路径规划系统和方法(Pathway PlanningSystem and Method)”的共同所有美国专利申请No.13/838,805；No.13/838,997；和No.13/839,224中更加全面描述了ENB程序的规划阶段，其全部内容通过引用并入。能够在题为“用于在肺内导航的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR NAVIGATING WITHIN THE LUNG)”的共同转让的美国临时专利申请No.62/020,240中发现规划软件的示例，其全部内容在此通过引用并入。
在规划阶段之前，通过例如计算机断层摄影(CT)扫描为患者肺成像，不过本领域技术人员已知成像的其它可应用方法。在CT扫描期间汇集的图像数据随后可以存储为例如医学数字成像和通讯(DICOM)格式，不过本领域技术人员已知其它可应用格式。CT扫描图像数据然后可以装载到规划软件应用程序(“应用程序”)中，以在ENB程序的规划阶段中使用。
参照附图描述系统和方法的实施例。相同的附图标记可以表示附图描述中的类似或者相同元件。本说明书可以使用短语“在实施例中”、“在多个实施例中”、“在一些实施例中”或者“在其它实施例中”，它们均可以指的是根据本公开的相同或者不同实施例中的一个或多个。
参照图1，根据本公开提供了一种电磁导航(EMN)系统10。可以使用EMN系统10实施的任务有：规划抵达目标组织的路径、将定位组件导航至目标组织、将活检工具导航至目标组织以使用活检工具从目标组织获得组织样本、对获得组织样本的位置进行数字标记、以及将一个或者多个回声标记物放置在目标处或者目标周围。
EMN系统10通常包括：手术台40，所述手术台40构造成支撑患者；支气管镜50，所述支气管镜50构造成插入通过患者嘴和/或鼻进入到患者气道中；监测设备60，所述监测设备60联接到支气管镜50，以显示接收自支气管镜50的视频图像；追踪系统70，所述追踪系统70包括追踪模块72、多个参考传感器74、和电磁场发生器76；和工作站80，所述工作站80包括软件和/或硬件，所述软件和/或硬件用于辅助路径规划、目标组织的识别、导航至目标组织以及对活检位置进行数字标记。
图1还示出了两种类型的导管引导组件90、100。两个导管引导组件90、100能够与EMN系统10一起使用并且共享多个公用部件。每个导管引导组件90、100均包括手柄91，所述手柄91连接到延伸工作通道(EWC)96。EWC 96成适当的尺寸，以将其放置到支气管镜50的工作通道中。在操作中，包括电磁(EM)传感器94的可定位引导件(LG)92插入到EWC 96中并且被锁定就位，使得传感器94延伸超过EWC 96的远侧末端93一所需距离。能够通过追踪模块72和工作站80导出在由电磁场发生器76产生的电磁场内EM传感器94的位置并且因此导出EWC 96的远端的位置。
现在参照图2，示出了工作站80的系统简图。工作站80可以包括存储器202、处理器204、显示装置206、网络接口208、输入装置210和/或输出模块212。工作站80实施将在此描述的方法。
图3示出了使用导航工作站80和用户界面216的导航方法。在步骤S300中，用户界面216向临床医生呈现了用于选择患者的视图(未示出)。临床医生可以将患者信息(诸如患者姓名或者患者ID号)输入到文字框中，以选择待实施导航程序的患者。替代地，可以从下拉菜单或者利用其它类似患者选择方法选择患者。一旦已经选择患者，则用户界面216向临床医生呈现视图(未示出)，所述视图包括针对所选患者的可获得的导航规划列表。在步骤S302中，临床医生可以通过启动导航规划中的一个来加载该导航规划。导航规划可以从手术规划软件输入并且包括所选患者的CT图像。
一旦已经选择患者并且已经加载对应的导航规划，则在步骤S304中用户界面216向临床医生呈现患者细节视图(未示出)，所述视图允许临床医生核查所选患者和规划细节。在暂停视图中呈现给临床医生的患者细节的示例可以包括患者姓名、患者ID号和出生日期。规划细节的示例包括导航规划细节、自动配准状态和/或手动配准状态。例如，临床医生可以启动导航规划细节，以核查导航规划并且可以验证自动配准和/或手动配准的可用性。临床医生还可以启动编辑按钮(未示出)，以从患者细节视图编辑加载的导航规划。启动加载导航规划的编辑按钮(未示出)还可以启动上述规划软件。一旦临床医生对患者和规划细节正确感到满意，临床医生就在步骤S306中进行导航设置。替代地，医护人员可以在临床医生选择患者和导航规划之前或者与此同时实施导航设置。
在步骤S306的导航设置期间，临床医生或者其它医护人员通过将患者定位在电磁场发生器76上方的手术台上来准备患者和手术台。临床医生或者其它医护人员将参考传感器74定位在患者胸部并且通过使用由用户界面216向临床医生或者其它医护人员呈现的设置视图(未示出)来验证传感器适当定位。设置视图可以例如向临床医生或者其它医护人员提供参考传感器74相对于由发射垫76产生的磁场的位置的表示。患者传感器允许导航系统在导航期间补偿患者呼吸循环。临床医生还通过将LG 92插入到EWC 96中并将LG 92和EWC96插入到支气管镜50的工作通道中，使得LG 92的远侧末端93从支气管镜50的工作通道的远端延伸来使得LG 92、EWC 96和支气管镜50准备用于手术。例如，临床医生可以使得LG 92的远侧末端93延伸超过支气管镜50的工作通道的远端10mm。
一旦完成设置，工作站80就经由用户界面216呈现如图4所示的视图400。在步骤308中获得CT图像数据并且在视图400的对准视图402中显示了CT图像数据。在步骤310中，使得CT图像数据与所选的导航规划配准。在Brown等人于2014年7月2日提交的题为“用于在肺内导航的系统和方法(System and Method for Navigating Within the Lung)”的美国临时专利申请No.62/020,240中描述了使得图像与导航规划配准的示例方法，其全部内容在此通过引用并入，并且所述示例方法能够与在此描述的EMN系统10一起使用。
在步骤S312中，工作站80基于包括在导航规划中的CT图像数据和传感器94的位置信号实施体积渲染算法，以产生如图4所示的患者气道的壁的3D视图404。3D视图404使用透视渲染，透视渲染在移动靠近体积中的目标时支持前进的感觉。3D视图404还向用户呈现了导航路径，所述导航路径提供了方向的表示，用户将需要沿着所述方向行进以抵达病变410。可以以与3D渲染形成对比的颜色或者形状呈现导航路径，使得用户可以轻易判定所需行进路径。工作站80还呈现了如图4所示的局部视图406，所述局部视图406包括位于LG 92的远侧末端93处并且与所述远侧末端93对准的三维体积的切片。局部视图406示出了病变410和以升高角度覆盖在切片416上的导航路径414。由局部视图406呈现的切片416基于EM传感器94相对于加载导航规划的三维体积的位置变化。局部视图406还向用户呈现了虚拟探针418形式的LG 92的远侧末端93的虚拟图示。虚拟探针418向用户提供了LG 92的远侧末端93面向的方向的表示，使得用户能够控制LG 92在患者气道中前进。
在步骤S314中，导管被导航通过气管。在导管被导航通过气管的同时，工作站80执行MIP算法，以在步骤S316中计算处于与远侧末端93相距有限范围中的MIP并且在步骤S318中显示MIP。可以基于目标位置预定或者动态计算所述有限范围。例如，有限范围可以是与远侧末端93相距35mm。通过将MIP算法局限于远侧末端93的有限范围内的高亮结构，可以减轻处理器204的负荷。通过使用有限范围，可以省略可能阻碍病变的更致密的结构，从而允许显示病变。MIP算法致使有限范围内的病变以它们最大的表面尺寸显示，从而允许用户瞄准目标的中心。如对准视图402所示，MIP算法可以针对高亮病变密度组织进行调整并且过滤掉CT体积中的大部分其它致密体，从而产生更清晰的图画，其中肺病变在暗色背景中突出。例如绿色球体或者椭圆的标记物408可以用于表示规划的目标并且覆盖在渲染体积上，以降低对准到错误物体的风险。视图中心中的准星410辅助用户将远侧末端93与目标中心对准。在准星410旁显示远侧末端93与标记目标中心相距的距离412，从而允许用户找到对准和接近之间的最佳平衡。
在步骤S320中，判定病变是否处于有限范围内。可以由用户做出判定或者可以使用已知图像分析技术做出判定。如果病变没有处于远侧末端93的有限范围内，则处理返回到步骤S314，在步骤S314用户继续导航导管。
在本文描述的实施例中，使用CT图像数据和3D模型的导管对准允许比其它CT体积图示获得更为良好的瞄准体验。可以从常规CT切片不可用的距离处示出病变的目标区域。目标在有限范围处示出，这与可能示出将隐藏病变的更致密的远侧物体的常规MIP相反。该实施例允许用户评估对准/接近之间的最优平衡，这限定了用于活检工具引入的最佳位置。视图看上去与CT图像类似，从而从心理学上确保医师他们看到的信息是真实的，允许瞄准病变结构的各个部分并且确保用户处于规划目标。在3D模型中，范围中的不相关结构被最小化，从而允许用户清楚地识别病变。
返回图1，导管引导组件90、100具有不同的操作机构，但是均包含手柄91，能够通过旋转并且压缩来操纵所述手柄91，以将LG 92的远侧末端93、延伸工作通道96转向。导管引导组件90当前由Covidien LP以商标名为的手术套件进行营销和出售，类似地导管引导组件100当前由Covidien LP以商标名为EDGETM的手术套件出售，所述两个套件均包括手柄91、延伸工作通道96和可定位引导件92。为了更加详细地描述导管引导组件90、100，将参照由Ladtkow等人于2013年3月15日提交的共同所有的美国专利申请No.13/836,203，其全部内容在此通过引用并入。
如图1所示，患者示出平躺在手术台40上，其中，支气管镜50插入通过患者嘴并且进入到患者气道中。支气管镜50包括照明源和视频成像系统(没有明确示出)并且联接到监测设备60(例如视频显示装置)，以显示接收自支气管镜50的视频成像系统的视频图像。
包括LG 92和EWC 96的导管引导组件90、100构造成通过支气管镜50的工作通道插入到患者气道中(不过可以替代地在没有支气管镜50的条件下使用导管引导组件90、100)。LG 92和EWC 96经由锁止机构99选择性地相对于彼此锁止。利用六自由度电磁追踪系统70(例如，与美国专利No.6,188,355和公开PCT申请WO 00/10456和WO 01/67035中公开的六自由度电磁追踪系统类似，其全部内容在此通过引用并入)或者任何其它适当的定位测量系统实施导航，不过还可以设想其它构造。追踪系统70构造成与导管引导组件90、100一起使用以在EM传感器94结合EWC 96移动通过患者气道时追踪EM传感器94的位置，如下文所述。
如图1所示，电磁场发生器76定位在患者下方。电磁场发生器76和多个参考传感器74与追踪模块72互连，所述追踪模块72以六个自由度导出每个参考传感器74的位置。参考传感器74中的一个或者多个附接到患者的胸部。参考传感器74的六个自由度坐标被发送到工作站80，所述工作站80包括应用程序81，在所述应用程序81中，传感器74用于计算患者参考坐标系。
而且图1示出了导管活检工具102，所述导管活检工具102在导航到目标以及移除LG 92之后能够插入到导管引导组件90、100中。活检工具102用于从目标组织收集一个或者多个组织样本。如下文详细所述，活检工具102还构造成与追踪系统70一起使用，以辅助将活检工具102导航到目标组织，从而在相对于目标组织操纵活检工具102获得组织样本时追踪活检工具102的位置，并/或标记获得组织样本的位置。
尽管在上文关于包括在LG 92中的EM传感器94详细描述了导航，但是还可以设想的是，EM传感器94可以嵌入或者包含在活检工具102中，其中，活检工具102可以替代地用于导航，而不需要LG或者使用LG所需的必要工具更换。在2013年11月20日提交的题为“用于将活检工具导航至目标位置以及使用活检工具获得组织样本的装置、系统和方法(DEVICES,SYSTEMS,AND METHODS FOR NAVIGATING A BIOPSY TOOL TO A TARGET LOCATION ANDOBTAINING A TISSUE SAMPLE USING THE SAME)”的美国临时专利申请No.61/906,732和No.61/906,762和具有相同题目并且在2014年3月14日提交的美国临时专利申请No.61/955,407中描述了多种可用活检工具，其全部内容在此通过引用并入并且可以与在此描述的EMN系统10一起使用。
在手术规划期间，工作站80利用计算机断层摄影(CT)扫描图像数据以产生和观察患者气道的三维模型(“3D模型”)，使得能够识别3D模型上的目标组织(自动、半自动或者手动)，并且允许选择通过患者气道抵达目标组织的路径。更加具体地，处理CT扫描并且将其集合到三维体积中，然后利用三维体积产生患者气道的3D模型。3D模型可以呈现在与工作站80相关的显示监控器81上，或者以任何其它适当方式呈现。使用工作站80，可以呈现和/或可以由临床医生操纵三维体积的各个切片和3D模型的视图，以辅助识别目标并且选择通过患者气道接近目标的适当路径。3D模型还可以显示实施先前活检的部位的标记，所述标记包括日期、时间和关于获得的组织样本的其它识别信息。这些标记还可以被选择作为能够规划路径的目标。一旦选择了路径，便保存路径以用于在导航程序期间使用。在2014年3月15日提交的美国专利申请No.13/838,805；No.13/838,997和No.13/839,224中描述了适当的路径规划系统和方法的示例，上述申请中的每一个的全部内容在此通过引用并入。
在导航期间，EM传感器94连同追踪系统70使得在EM传感器94或者活检工具102前进通过患者气道时能够追踪EM传感器94和/或活检工具102。
回头参照图2，存储器202包括任何非临时计算机可读存储介质，用于存储数据和/或软件，所述软件能够由处理器204执行并且控制工作站80的操作。在实施例中，存储器202可以包括一个或者多个固态存储装置，诸如闪存芯片。作为一个或者多个固态存储装置的替代方案或者附加方案，存储器202可以包括通过大容量存储控制器(未示出)和通信总线(未示出)连接到处理器204的一个或者多个大容量存储装置。尽管在此参照固态存储装置描述了计算机可读介质，但是本领域技术人员应当理解的是计算机可读存储介质能够是处理器204可访问的任何可用介质。即，计算机可读存储介质包括以任何方法或技术实施的非临时、易失和非易失、可移除以及非可移除介质，用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息。例如，计算机可读存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或者其它固态存储技术、CD-ROM、DVD、蓝光光碟或者其它光学存储装置、磁盒、磁带、磁盘存储装置或者其它磁性存储装置或者任何其它介质，所述任何其它介质能够用于存储所需信息并且能够由工作站80访问。
存储器202可以存储应用程序81和/或CT数据214。应用程序81在由处理器204执行时致使显示装置206呈现用户界面216。网络接口208可以构造成连接到网络，所述网络诸如是：局域网(LAN)，所述局域网包括有线网络和/或无线网络；广域网(WAN)；无线移动网络；蓝牙网络和/或因特网。输入装置210可以是任何装置(诸如鼠标、键盘、踏板、触摸屏和/或声音接口)，凭借所述装置用户可以与工作站80交互。输出模块212可以包括任何连接端口或者总线，例如并行端口、串联端口、通用串行总线(USB)或者本领域技术人员已知的任何其它类似连接端口。
在此描述的方法、程序、算法或者代码中的任意一个可以转换或者表述为编程语言或者计算机程序。“编程语言”和“计算机程序”是用于计算机的专用指令的任何语言并且包括(但是并不局限于)这些语言和它们的变体：汇编语言、Basic、批处理文件、BCPL(自举组合程式设计语言)、C、C+、C++、Delphi、Fortran(公式翻译程式语言)、Java、JavaScript、机器代码、操作系统命令语言、Pascal、Perl、PL1、脚本语言、Visual Basic、元语言，以上语言自身指定程序；以及所有第一、第二、第三、第四和第五代计算机语言。还包括数据库和其它数据模式和任何其它元语言。为了该定义，在解释、编译或者使用编译和解释方法两者的语言之间没有区别。为了该定义，在程序的编译版本和源版本之间没有差别。因此，在编程语言能存在于多于一种状态中(诸如源、编译、对象或者链接)的情况下，参照程序是参照任一和所有这种状态。定义还包括实际指令和那些指令的意图。
在Brown等人于2014年7月2日提交的题为“实时自动配准反馈(Real-TimeAutomatic Registration Feedback)”的共同所有美国临时专利申请No.62/020,220、Brown于2014年7月2日提交的题为“标记活检部位的方法(Methods for Marking BiopsyLocation)”的美国临时专利申请No.62/020,177、Kehat等人于2014年7月2日提交的题为“智能显示装置(Intelligent Display)”的美国临时专利申请No.62/020,238、Greenburg于2014年7月2日提交的题为“用于患者肺的多CT扫描的统一坐标系(Unified CoordinateSystem For Multiple Ct Scans Of Patient Lungs)”的美国临时专利申请No.62/020,242、Merlet在2014年7月2日提交的题为“荧光镜姿态评估的算法(Algorithm forFluoroscopic Pose Estimation)”的美国临时专利申请No.62/020,250、Markov等人于2014年7月2日提交的题为“用于肺划分的系统和方法(System and Method forSegmentation of Lung)”的美国临时专利申请No.62/020,261、Lachmanovich等人于2014年7月2日提交的题为“气管标记(Trachea Marking)”的美国临时专利申请No.62/020,253、由Markov等人于2014年7月2日提交的题为“自动检测人类肺气管(Automatic DetectionOf Human Lung Trachea)”的美国临时专利申请No.62/020,257、由Markov等人于2014年7月2日提交的题目为“肺和胸膜划分(Lung And Pleura Segmentation)”的美国临时专利申请No.62/020,261、Lachmanovich等人于2014年7月2日提交的题为“锥视图-在3D导航的同时提供距离和方向反馈的方法(Cone View–A Method Of Providing Distance AndOrientation Feedback While Navigating In 3d)”的美国临时专利申请No.62/020,258、以及由Weingarten等人于2014年7月2日提交的题为“在肺内部工具导航的动态3D肺图谱视图(Dynamic 3D Lung Map View for Tool Navigation Inside the Lung)”的美国临时专利申请No.62/020,262中更加全面描述了能够应用在ENB程序的规划或者导航阶段中的图像和数据产生、管理和操纵的其它方面，上述引用专利申请中的每一个的全部内容通过引用并入本发明。
尽管为了图解和描述参照附图详细描述了实施例，但是应当理解的是发明的过程和设备并不理解为限制于此。对于本领域普通技术人员而言显而易见的是可以在不背离本公开范围的前提下对前述实施例做出各种修改。

Claims (16)

1.一种用于通过患者气管树导航至目标的系统，所述系统包括：
支气管镜，所述支气管镜构造成用于插入到患者的支气管树中，所述支气管镜限定了工作通道；
探针，所述探针能够插入到所述支气管镜的所述工作通道中并且构造成导航通过患者的支气管树，所述探针包括位置传感器；和
工作站，所述工作站与所述探针和所述支气管镜操作通信，所述工作站包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储导航规划和程序，当所述处理器执行所述程序时所述程序呈现用户界面，所述用户界面引导用户通过所述导航规划，所述用户界面构造成呈现：
三维(3D)视图，用于显示患者气道的三维渲染和对应的导航规划；
局部视图，其用于辅助用户将所述探针通过患者支气管树的周边气道导航至所述目标；和
目标对准视图，其用于辅助用户将所述探针的远侧末端与所述目标对准，
其中，所述处理器针对距所述位置传感器的远侧末端的一范围执行最大强度投影算法。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述范围是预定的。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，基于所述目标的位置动态地计算所述范围。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述最大强度投影算法使得在所述目标对准视图中以最大表面尺寸显示目标。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述最大强度投影算法使得所述目标高亮并且过滤掉在所述目标附近的其它组织的致密体。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述目标对准视图呈现了覆盖在所述目标上的标记。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述目标对准视图呈现准星，以辅助对准所述目标的中心。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述目标对准视图呈现了从所述位置传感器的末端至所述目标的距离。
9.一种用于通过患者的支气管树导航至目标的系统，所述系统包括：
支气管镜，所述支气管镜构造成插入到患者的支气管树中，所述支气管镜限定了工作通道；
探针，所述探针能够插入到所述支气管镜的所述工作通道中并且构造成导航通过患者的支气管树，所述探针包括位置传感器；和
工作站，所述工作站与所述探针和所述支气管镜操作通信，所述工作站包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储导航规划和程序，当所述处理器执行所述程序时所述程序呈现用户界面，所述用户界面引导用户通过所述导航规划，所述用户界面构造成呈现目标对准视图，其用于辅助所述用户将所述探针的远侧末端与所述目标对准，
其中，所述处理器针对距所述位置传感器的远侧末端的有限范围执行最大强度投影算法。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述有限范围是预定的。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，基于所述目标的位置动态地计算所述有限范围。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述最大强度投影算法使得在所述目标对准视图中以最大表面尺寸显示所述目标。
13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述最大强度投影算法使得所述目标高亮并且过滤掉在所述目标附近的其它组织的致密体。
14.根据权利要求9所述的系统，其中，所述目标对准视图呈现了覆盖在所述目标上的标记。
15.根据权利要求9所述的系统，其中，所述目标对准视图呈现准星，以辅助对准所述目标的中心。
16.根据权利要求9所述的系统，其中，所述目标对准视图呈现了从所述位置传感器的末端至所述目标的距离。
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