CN107007353B - 一种用于将细长工具与闭塞目标相对齐的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于将细长工具与闭塞目标相对齐的系统和方法。该系统包括：调整机构，配置为调整所述细长工具相对于由所述目标隔开的枢轴点的角度取向；成像设备，配置为捕获所述细长工具和所述目标的一个或多个X射线图像；以及处理器，与所述调整机构和所述成像设备通信地耦合，其中所述处理器配置为：基于从所述成像设备接收的X射线图像的图像数据来提取所述细长工具的欧氏矢量数据；以及控制所述调整机构以基于所述欧氏矢量数据来迭代地调整所述细长工具的所述角度取向，以便将所述细长工具的纵向轴线与所述目标和所述枢轴点相对齐。

Description

一种用于将细长工具与闭塞目标相对齐的系统和方法

技术领域

本发明宽泛地涉及一种用于将细长工具与闭塞目标相对齐的系统和方法。

背景技术

经皮进入肾脏（PAK）或肾脏进入是微创性的程序用于建立经皮肾镜取石术（PCNL）中的锁孔进入（keyhole access）以移除肾脏结石。在该程序中，套管针（trocar）穿过患者的皮肤通过身体层进入到肾脏中以达到结石目标。外科手术仪器（诸如导丝、超声探头和真空装置）随后会穿过套管针中的孔以实施结石移除过程。

常规地，PAK程序是由将套管针握在手里的外科医生来实施的，其中套管针的一端停留在患者的皮肤上。套管针的另一端被倾斜数次以建立套管针和结石目标之间的准确的对齐。套管针的对齐是在C臂荧光检查仪（C-arm fluoroscope）的帮助下来确定的。一旦确认准确的对齐，外科医生就必须通过使其手稳定来保持套管针的对齐。套管针基本上是被推入到患者的身体中以到达结石目标。

套管针插入程序的持续时间通常范围在10分钟到1.5小时，并且贯穿该程序，C臂荧光检查仪必须在运行中。因此，患者和外科手术工作者都会受到X射线的长期暴露，并且这会在长期来看是潜在的健康威胁。此外，由于该精心的程序，可能会存在套管针必须撤回以及整个程序需要被重复的实例。这会加重患者的病情，因为对肾脏的多次穿刺可能会增加对患者的风险（诸如严重流血、形成血肿、以及感染）。该程序可能必须取消或重新安排，因此导致对患者的很多苦恼以及损失医疗保健专业人员的宝贵时间。

为了解决以上问题，机械臂被用来执行套管针插入程序。例如，当前的途径利用机械臂外科手术系统，其会模仿标准的手动经皮进入肾脏。换言之，这些系统被外科医生手动控制，例如使用操纵器（诸如操纵杆）来将套管针与肾脏结石对齐。还有，这些传统的系统是笨重的，并且在处理中很慢。而且，制作这些系统以及使用这些系统来实施套管针插入程序会很昂贵。

因此，存在这样的需求：提供一种试图解决至少一些以上问题的用于对齐外科手术工具的系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于将细长工具与闭塞目标相对齐的系统，所述系统包括：调整机构，配置为调整所述细长工具相对于由所述目标隔开的枢轴点的角度取向；成像设备，配置为捕获所述细长工具和所述目标的一个或多个X射线图像；处理器，与所述调整机构和所述成像设备通信地耦合，其中所述处理器配置为：基于从所述成像设备接收的X射线图像的图像数据来提取所述细长工具的欧氏矢量数据；以及控制所述调整机构以基于所述欧氏矢量数据来迭代地调整所述细长工具的所述角度取向，以便将所述细长工具的纵向轴线与所述目标和所述枢轴点相对齐。

所述欧氏矢量数据包括所述细长工具在X射线图像上的图像长度，并且其中所述处理器配置为确定所述图像长度。

所述处理器配置为：基于所述细长工具在第一角度取向的X射线图像来确定所述细长工具的所述图像长度；以及如果所述图像长度不近似地等于最小值，则自动地控制所述调整机构以基于所述图像长度来将所述细长工具调整到第二角度取向，以便迭代地将所述细长工具的所述纵向轴线与所述目标和所述枢轴点相对齐。

所述调整机构包括基部和平台，其中所述平台配置为与所述基部相平行。

所述调整机构还包括将所述基部与所述平台链接的多个臂，所述多个臂配置为沿着平行于所述基部的平面移动所述平台，以相对于所述枢轴点来调整所述细长工具的所述角度取向。

所述平台包括用于支撑所述细长工具的球接头顺应，所述球接头顺应包括配置为允许所述细长工具在其中滑动移动的孔。

所述调整机构的所述基部由不透射线（radiopaque）材料制成，并且其中所述调整机构的剩余部件由一个或多个透射线（radiolucent）材料制成。

所述成像设备是C臂荧光检查仪，所示C臂荧光检查仪配置为捕获实时X射线图像。

所述调整机构还包括与所述处理器通信地耦合的至少一个致动器（actuator），所述致动器配置为操作所述臂。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将细长工具与闭塞目标相对齐的方法，所述方法包括以下步骤：捕获所述细长工具和所述目标的一个或多个X射线图像；基于X射线图像的图像数据来提取所述细长工具的欧氏矢量数据；以及基于所述欧氏矢量数据来迭代地调整所述细长工具相对于枢轴点的角度取向，以将所述细长工具的纵向轴线与所述目标和所述枢轴点相对齐。

所述欧氏矢量数据包括所述细长工具在X射线图像上的图像长度。

所述调整角度取向包括以下步骤：基于在第一角度取向的X射线图像来确定所述细长工具的所述图像长度；以及如果所述图像长度不近似地等于最小值，则自动地控制所述调整机构以基于所述图像长度来将所述细长工具调整到第二角度取向，以便迭代地将所述细长工具的所述纵向轴线与所述目标和所述枢轴点相对齐。

所述方法还包括以下步骤：对捕获所述一个或多个X射线图像的成像设备与调整所述细长工具的所述角度取向的调整机构之间的几何关系进行校准。

校准可以包括：确定从初始图像长度达到所述最小值的迭代的数目。

所述调整机构包括基部、以及与所述基部平行的平台，并且所述校准的步骤包括从所述基部固定所述平台的高度。

根据本发明的第三方面，提供了一种使用细长工具来打击堵塞目标的方法，所述方法包括以下步骤：迭代地使所述细长工具朝向所述目标前进，其中使所述工具迭代地前进包括在每次迭代中使用根据以上第二方面所述的方法来将所述工具对齐到所述目标。

所述方法还包括以下步骤：在预定数量的迭代之后，确定所述工具的尖端与目标之间的距离。

附图说明

仅通过示例并结合附图，从以下描述中，本发明的实施例将更好地被本领域技术人员理解并更容易清楚。附图中：

图1示出了图示根据示例实施例的一种用于将细长工具与闭塞目标相对齐的系统的示意图。

图2A示出了根据示例实施例的在图1中的系统中使用的调整机构的透视图。

图2B示出了图2A的调整机构的前视图。

图3示出了正被调整来与目标对齐的外科手术工具的纵向轴线的示意图。

图4示出了在校准图1的调整机构期间，外科手术工具的多个X射线图像的示意图。

图5示出了根据示例实施例的当外科手术工具正被调整来与目标对齐时，图示在相应的X射线图像上的欧氏空间中的外科手术工具的远端的多个位置的示意图。

图6示出了根据另一示例实施例的当外科手术工具正被调整来与目标对齐时，外科手术工具的多个X射线图像的示意图。

图7示出了根据示例实施例的在外科手术工具已经被插入后的操作期间，图示成像设备的移动的示意图。

图8示出了适于用在示例实施例中的示例性计算设备。

具体实施方式

图1示出根据示例实施例的图示用于将细长工具（例如外科手术工具102，诸如空心针）与闭塞目标104相对齐的系统100的示意图。在下面的描述中，系统100参照外科手术应用描述，并且闭塞目标是肾结石104。然而，应理解的是系统100可以用于各种其它应用中。

系统100包括调整机构106。调整机构106配置为调整外科手术工具102相对于枢轴点108的角度取向。该系统100还包括以C臂荧光检查仪110形式的成像设备，配置为捕获外科手术工具102和闭塞目标（例如肾结石104）的一个或多个X射线图像。该系统100还包括处理器112，该处理器112通信地与调整机构106和C臂荧光检查仪110相耦合。该处理器112配置为基于从C臂荧光检查仪110接收的X射线图像数据来提取外科手术工具102的欧氏矢量数据，并且基于该欧氏矢量数据控制调整机构106以迭代地调整外科手术工具102的角度取向，以将外科手术工具102的纵向轴线与肾结石104和枢轴点108相对齐。

在该实施例中，调整机构106可以安装在躺在外科手术台116上的患者身体114上，例如使用胶带或胶体。换言之，调整机构104并未连接到固定结构，而是可以针对需要类型的外科手术而位于相对于患者的期望位置。安装在患者身体114上的调整机构106可以与患者腹部的呼吸运动协力运动。这可以使得当外科手术工具116在患者身体114中时，在手术期间的皮肤和器官破坏最小化。在其它实施例中，调整机构106可以安装到患者身体114上方的刚性结构以及外科手术台106以固定调整机构106的位置。调整机构106包括至少一个致动器（未示出），其配置为当致动器经由无线连接从处理器112接收信号时，操作调整机构106。在又一实施例中，来自处理器112的信号还可以经由有线连接传送到致动器。

C臂荧光检查仪110可以捕获外科手术工具102和肾结石104的实时X射线图像。与肾结石104相邻的在患者身体114的皮肤上的位置通常被标记“X”标记作为外科手术工具102的插入点。在实施例中，“X”标记是枢轴点108，当外科手术工具102的角度取向由调整机构106调整时，在枢轴点108处外科手术工具102的尖端被放置。在外科手术工具102的调整之前，C臂荧光检查仪的位置被调整为与枢轴点108和肾结石104相对齐，使得枢轴点108叠加在X射线图像上的肾结石104上。

处理器112与C臂荧光检查仪110通信地耦合以接收X射线图像数据。根据该X射线图像数据，处理器112可以提取信息，诸如外科手术工具102的欧氏矢量数据。外科手术工具102的欧氏矢量数据在示例实施例中是X射线图像上的外科手术工具102的长度，并且还可以是外科手术工具102的取向，其可以由处理器112来确定。例如，X射线图像上的外科手术工具102的长度是外科手术工具102的俯视图。通过基于欧氏矢量数据使用调整机构106来迭代地调整外科手术工具102的角度取向，X射线图像上的距离被减少到预定的最小长度，通常为0（奇点），其中外科手术工具102表现为X射线图像上的圆点，以便将外科手术工具102的纵向轴线与肾结石104相对齐。外科手术工具102随后插入到患者身体114中。

图2A和图2B分别示出根据示例实施例的调整机构200的透视图和前视图，适于用在图1的系统100中。调整机构200包括基部202（形式为环孔）以及多个臂（表示为第一臂204a、第二臂204b和第三臂204c）。臂204a、204b和204c以基本上彼此均匀的角度距离连接到基部202.调整机构200还包括提升平台206。提升平台206被分别连接到臂204a、204b和204c的末梢执行器208a、208b、208c。平台206包括球接头顺应（ball joint compliance）210，处于平台206的中心。球接头顺应210包括握住外科手术工具212的孔，并且允许外科手术工具212的滑动运动。球接头顺应210还包括驱动机构（形式为活塞，未示出），用于握住外科手术工具212并且将外科手术工具212插入到患者身体114中（图1）。

在手术期间，基部202被附接到患者身体114。臂204a、204b和204c被至少一个致动器（未示出）致动以彼此协调来调整平台206的位置以及因此的外科手术工具212相对于枢轴点214的取向。在每次手术期间，平台206通常在相同的平面处以相对于基部202预定的恒定高度来运动，并且平台206的运动通过平台206相对于基部202的箭头216a、216b、216c示出在图2A中。该高度通常在手术之前基于诸如针间距和患者的生理情况等因素在校准阶段来确定。当平台206的位置由臂204a、204b和204c来调整时，外科手术工具212松弛地被活塞握住，并且自由地围绕枢轴点214旋转。该配置允许当平台206在相同平面处运动时外科手术工具212的倾斜，并且外科手术工具212的倾斜由图2A中的箭头218来示出。在确认外科手术工具212的取向之后，球接头顺应210的位置被锁定，并且活塞被致动器致动以握住外科手术工具212并且将外科手术工具212插入到患者身体中。

调整机构200的结构通常由轻的并且刚性的材料来制成。在一些实施例中，调整机构200由透射线材料制成，使得由成像设备110（图1）提供的X射线图像不捕获机械手（robot）200的图像。在优选实施例中，调整机构的不同部分是由不同的射线透射性的材料制成。作为示例，调整机构200 基部202可以由不透射线材料制成（例如不锈钢），而机械手的其它部分由透射线材料制成。这可以在校准期间辅助确定由基部202形成的平面（因此由平台206形成的平面）与成像设备110的成像平面之间的几何关系。

由于调整机构200具有简单的结构，并且在尺寸上相对较小，因此，其可以运动并且快速响应于来自处理器112（图1）的信号。调整机构200的配置还限制过度的运动。这会减少在手术中的皮肤撕裂。此外，调整机构200的大多数部分还由生物兼容的材料制成，使得在外科手术中使用调整机构200不会对患者引起任何不期望的影响。例如，合适的材料可以是钛或聚醚醚酮树脂（Polyether Ether Ketone，PEEK）。但是，应理解的是调整机构200的结构可以由其它材料来制成。

在实施例中，外科手术工具212可以包括与处理器112通信地耦合的触觉传感器（未示出），以检测外科手术工具212上的压力改变。这会增强处理器112在检测外科手术工具212在患者身体中的深度以及检测肾结石104（图1）的准确度。

图3示出了根据示例实施例的外科手术工具102（图1）的纵向轴线被调整为与目标312相对齐的示意图。如图3中所示，在外科手术工具102从第一角度取向300a到第二角度取向300b的调整中涉及四个平面，即目标平面302、枢轴点平面304、调整机构平面306和成像平面308。

调整机构106（图1）在调整机构平面306处运动，外科手术工具102和成像设备110（图1）在成像平面308处运动，反映并捕获外科手术工具102的运动。在使用调整机构105来调整外科手术工具102之前，成像平面308被调整为使得枢轴点310叠加在由成像设备110提供的X射线图像上的肾结石312上。例如，成像平面308平行于枢轴点平面304。

这里，当外科手术工具102的取向在第一角度取向300a时，外科手术工具的长度314叠加在成像平面308上。当外科手术工具102的角度取向在调整机构平面306被调整机构106调整到第二角度取向300b时，长度314被缩短到最小值或奇点，使得外科手术工具102的纵向轴线与肾结石312相对齐。

图4示出根据示例实施例的在校准调整机构106（图1）期间外科手术工具102（图1）的多个X射线图像的示意图。欧氏空间中的点的位置可以考虑为相对于原点的欧氏矢量。在欧氏空间中的两个点之间的欧氏距离可以由连接两个点的线段的长度来确定。例如，点P₁到P₄是从该空间的原点P₀的欧氏矢量。在实施例中，外科手术工具102的尖端放置在枢轴点402，并且外科手术工具102的角度取向由调整机构106相对于枢轴点402来调整，该枢轴点402还是该空间的原点P₀。

在示例实施例中，沿着X射线图像数据中的X轴和Y轴的点的坐标被用来确定X射线图像上的外科手术工具102的欧氏距离或图像长度。因此，在欧氏空间中，图4中的点P₀具有笛卡尔坐标（X₀，Y₀），并且点P₁具有笛卡尔坐标（X₁，Y₁），并且欧氏距离可以使用下面的勾股公式来确定：

。

外科手术工具102的欧氏矢量数据可以由处理器112基于由成像设备110（图1）提供的X射线图像来提取。处理器112可以确定X射线图像上的外科手术工具102的图像长度。处理器112随后将信号传送到致动器以控制调整机构106，以基于所确定的外科手术工具102的图像长度来迭代地调整外科手术工具102的角度取向。可以自动重复确定外科手术工具102的图像长度的步骤以及控制调整机构106以调整外科手术工具102的角度取向的步骤（如上文所述），直到图像长度达到最小值，其中外科手术工具102叠加在X射线图像上的枢轴点108上（图1）。最小长度（例如0）指示外科手术工具102的纵向轴线基本上与肾结石104相对齐（图1）。

成像设备110相对于调整机构106的位置可以使用各种方法来确定和校准。在实施例中，调整机构106和成像设备110的校准可以通过以下来执行：从由成像设备110提供的X射线图像中提取调整机构106的不透射线的基部202（图2）的形状；以及根据基部202的形状来确定成像设备110的位置。在另一实施例中，处理器112可以配置为沿着调整机构平面306（图3）在预定步骤来移动调整机构106的平台206（图2），以便允许处理器112将成像平面308叠加到调整机构平面306上。特别地，可以通过将调整机构平面306映射到成像平面308来执行校准。这包括将调整机构平面306分辨率映射到成像平面308分辨率，并且反之亦然，以便确定这两个平面的相互关系。该校准可以补偿由这些平面之间的角度差异导致的角度误差。

在实施例中，对于由调整机构106产生的某些运动，外科手术工具102的欧氏矢量数据中的改变之间的关系可以由处理器112使用统计过程（诸如回归分析）来确定。该信息可以用来确定调整机构106的校准，使得基于外科手术工具102的欧氏矢量数据的调整机构106的运动可以变得更加准确。换言之，该校准可以增强处理器112基于外科手术工具102的欧氏矢量数据来控制调整机构106的准确度。

图5示出了根据示例实施例的当外科手术工具102被调整来与目标104（图1）相对齐时，相应的X射线图像上的外科手术工具102（图1）的远端（即尾端）的多个位置的示意图。外科手术工具102的尖端位于枢轴点P₀，并且点P₁到P₆示出外科手术工具102的远端在欧氏空间上的运动（当外科手术工具102被调整时）。在该示例中，对齐出现在外科手术工具102的远端叠加在X射线图像上的枢轴点P₀上时。

如图5所示，每次迭代会减少外科手术工具102的图像长度，并且使得外科手术工具102的纵向轴线更接近正确的对齐。在每次迭代之后，处理器112（图1）计算和确定外科手术工具102的下一位置，并且控制调整机构106（图1）以将外科手术工具102移动到下一位置。随着迭代被执行，调整机构106的校准（图1）还可以由处理器112同时确定。

外科手术工具102与目标相对齐而进行的过程可以涉及多个步骤。即使调整机构可以被处理器控制来将外科手术工具102移动到特定的期望位置，但是外科手术工具102随着调整机构106移动的位置的准确度会受到操作调整机构106的致动器（未示出）的分辨率的影响。作为示例，在图5中，线502是由处理器112确定的外科手术工具102的期望路线以将外科手术工具102的纵向轴线与目标104相对齐（图1）。但是，由外科手术工具102采取的实际路线可以示出有偏差。该偏差可以在下一次迭代中在外科手术工具102的运动中补偿。

图6示出了根据另一示例实施例的图示当外科手术工具602被调整来与目标104（图1）相对齐时外科手术工具602的多个X射线图像的示意图。与图5类似，外科手术工具602在与目标104对齐之前会在多次迭代中被调整。但是，如图6中所示，外科手术工具602以螺旋路线604在逆时针方向上被调整以与目标104相对齐。该螺旋运动是校准步骤和外科手术工具602调整步骤的组合的结果。这会减少外科手术工具602的总的调整时间。所需要的迭代的数目可以由处理器112（未示出）基于表示X射线图像（图6上的12点位置示出）上的外科手术工具602的欧氏矢量的初始长度来校准。此后，这些迭代被自动地实施。外科手术工具602在逆时针方向上的运动由箭头606示出。

图7示出根据示例实施例的图示在外科手术工具102已被插入后在手术期间的成像设备110的运动的示意图。如图7中所示，外科手术工具102的尖端702已经被插入到患者身体114中。成像设备110的位置可以被调整来捕获外科手术工具102以一定角度（例如30度）相对于外科手术工具102的纵向轴线的X射线图像。根据该X射线图像，处理器112（图1）可以提取外科手术工具102的欧氏矢量数据。外科手术工具102的尖端702与肾结石104之间的距离可以通过分析外科手术工具102的欧氏矢量数据来确定。外科手术工具102在患者身体114中的深度还可以根据外科手术工具102的欧氏矢量数据来确定。

基于处理器112的分析，外科医生可以手动地控制调整机构106的活塞（未示出），从而根据由外科医生确定的步进大小来调整外科手术工具102到患者身体104中的角度取向。重复该过程直到外科手术工具102到达肾结石104。

本发明的实施例提供了一种自动地将外科手术工具与肾结石相对齐的系统。如参照附图所描述的，该系统配置为提取手术期间外科手术工具的欧氏矢量数据，并且基于该欧氏矢量数据来调整外科手术工具到肾结石的角度取向。该系统还可以通过以下来校准调整机构的运动：对于由调整机构引起的某些运动，确定外科手术工具的欧氏矢量数据的改变之间的关系。

使用在示例实施例中描述的方法和系统可以减少与手动地控制外科手术工具与肾结石对齐相比较而言的操作时间。结果，患者可以经受更短的X射线的暴露。由于该程序是由系统自动执行的，因此外科手术工作人员可以在分开的房间进行外科手术，并且不会暴露到X射线。其不会涉及手动地对齐外科手术工具的事实还意味着可以增强对齐的准确度，并且外科手术成功的概率会更高。

图8示出了示例计算设备800，后文可互换地被称为计算机系统800，其中一个或多个这样的计算设备800包括处理器（诸如图1中的112）用于实施示例实施例的方法和系统。计算设备800的以下描述仅通过示例来提供，并且不旨在限制。

如图8所示，示例计算设备800包括处理器804用于执行软件例程。尽管为了清楚示出了单个处理器，但是计算设备800还可以包括多处理器系统。处理器804连接到用于与计算设备800的其它部件通信的通信基础结构806。通信基础结构806可以例如包括通信总线、纵横（cross-bar）或网络。

计算设备800还包括主存储器808（诸如随机访问存储器（RAM））和次级存储器810。次级存储器810可以包括例如硬盘驱动器812和/或可移除存储驱动器814，其可以包括软盘驱动器、磁盘驱动器和光盘驱动器等。可移除存储驱动器814以已知方式从可移除存储单元818读取或写到可移除存储单元818。可移除存储单元818可以包括软盘、磁带和光盘等，其由可移除存储驱动器814读取或写到可移除存储驱动器814。本领域技术人员应当理解的是可移除存储单元818包括计算机可读存储介质，在计算机可读存储介质桑拿存储有计算机可执行程序代码指令和/或数据。

在其它实施例中，次级存储器810可以附加地或备选地包括其它相似的用于允许计算机程序或其它指令加载到计算设备800中的器件。这样的器件可以包括例如可移除存储单元822和接口820。可移除存储单元822和接口820的示例包括程序盒式存储器（cartridge）和盒式接口（诸如在视频游戏控制设备中找到的）、可移除存储器芯片（诸如EPROM或者PROM）和相关联的插口、以及允许软件和数据从可移除存储单元822传递到计算机系统800的其它可移除存储单元822和接口820。

计算设备800还包括至少一个通信接口824。通信接口824允许软件和数据在计算设备800和外部设备之间经由通信路径826来传递。在本发明的各种实施例中，通信接口824允许数据在计算设备800和数据通信网络（诸如公共数据通信网络或私有数据通信网络）之间被传递。通信接口824可以用来在不同的计算设备800之间交换数据，其中这样的计算设备800形成内部连接的计算机网络的部分。通信接口824的示例可以包括调制解调器、网络接口（诸如以太网卡）、通信端口、具有相关联的电路的天线等。通信接口824可以是有线的或者可以是无线的。经由通信接口824传递的软件和数据可以是电子信号、电磁信号、光信号、或者能够由通信接口824接收的其它信号形式。这些信号经由通信路径826提供给通信接口。

如图8所示，计算设备800还可以包括显示接口802和音频接口832，显示接口802用于执行将图像渲染到相关联的显示器830的操作，音频接口832用于执行经由相关联的扬声器834来播放音频内容的操作。

如本文中所使用的，术语“计算机程序产品”可以部分是指可移除存储单元818、可移除存储单元822、硬盘驱动器812中安装的硬盘、或者经由通信路径826将软件携带到通信接口824的载波。计算机可读存储介质是指任意非暂态有形存储介质，其将所记录的指令和/或数据提供给用于执行和/或处理的计算设备800。这样的存储介质的示例包括软盘、磁盘、CD-ROM、DVD、蓝光盘、硬盘驱动、ROM或者集成电路、USB存储器、光磁盘、或者计算机可读卡（诸如SD卡等），无论这些设备在计算设备800的内部或外部。暂态的或非有形的计算机可读传输介质的示例（其还可以参与到向计算设备800提供软件、应用程序、指令和/或数据）包括无线电或者红外传输信道以及到另一计算机或联网设备的网络连接、以及因特网或内联网（包括email传输和记录在网站上的信息等）。

计算机程序（还被称为计算机程序代码）被存储在主存储器808和/或次级存储器810中。计算机程序还可以经由通信接口824来接收。这样的计算机程序当执行时会使得计算设备800执行本文讨论的实施例中的一个或多个特征。在各种实施例中，计算机程序当被执行时会使得处理器804执行上文描述的实施例的特征。相应地，这样的计算机程序表示计算机系统800的控制器。

软件可以存储在计算机程序产品中并且被加载到使用可移除存储驱动器814、硬盘驱动器812或接口812的计算设备800中。备选地，计算机程序产品可经由通信路径826被下载到计算机系统800。软件当被处理器804执行时会使得计算设备800执行本文描述的实施例的功能。

应理解的是图8的实施例仅作为示例来呈现。因此，在一些实施例中，可以省略计算设备800的一个或多个特征。还有，在一些实施例中，可以将计算设备800的一个或多个特征组合在一起。附加地，在一些实施例中，计算设备800的一个或多个特征可以被分开成一个或多个零部件。

应理解的是，图8中图示的元件用于提供用来执行如以上实施例中描述的服务器的各种功能和操作的器件。在一种实施方式中，服务器可以通常被描述为包括至少一个处理器和至少一个存储器（包括计算机程序代码）的物理设备。至少一个处理器和计算机程序代码配置为与至少一个处理器一起使得物理设备执行必须的操作。

本领域技术人员应理解的是，在不偏离本发明广泛描述的精神和范围的情况下，可以对特定实施例中示出的本发明进行很多变化和/或修改。本发明的实施例因此应在所有方面被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (15)

1.一种用于将细长工具与闭塞目标相对齐的系统，所述系统包括：

调整机构，配置为调整所述细长工具相对于与所述目标隔开的枢轴点的角度取向；

成像设备，配置为捕获所述细长工具和所述目标的一个或多个X射线图像；以及

处理器，与所述调整机构和所述成像设备通信地耦合，其中所述处理器配置为：

基于从所述成像设备接收的X射线图像的图像数据来提取所述细长工具的欧氏矢量数据；以及

控制所述调整机构以基于所述欧氏矢量数据来迭代地调整所述细长工具的所述角度取向，以便将所述细长工具的纵向轴线与所述目标和所述枢轴点相对齐。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述欧氏矢量数据包括所述细长工具在X射线图像上的图像长度，并且其中所述处理器配置为确定所述图像长度。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述处理器配置为：

基于所述细长工具在第一角度取向的X射线图像来确定所述细长工具的所述图像长度；以及

如果所述图像长度不近似地等于最小值，则自动地控制所述调整机构以基于所述图像长度来将所述细长工具调整到第二角度取向，以便迭代地将所述细长工具的所述纵向轴线与所述目标和所述枢轴点相对齐。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述调整机构包括基部和平台，其中所述平台配置为与所述基部相平行。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述调整机构还包括将所述基部与所述平台链接的多个臂，所述多个臂配置为沿着平行于所述基部的平面来移动所述平台，以相对于所述枢轴点来调整所述细长工具的所述角度取向。

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述平台包括用于支撑所述细长工具的球接头顺应，所述球接头顺应包括配置为允许所述细长工具在其中滑动移动的孔。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述调整机构的所述基部由不透射线材料制成，并且其中所述调整机构的剩余部件由一个或多个透射线材料制成。

8.根据权利要求1-3、5-7中任一项所述的系统，包括：其中所述成像设备是C臂荧光检查仪，所示C臂荧光检查仪配置为捕获实时X射线图像。

9.根据权利要求5所述的系统，其中所述调整机构还包括与所述处理器通信地耦合的至少一个致动器，所述致动器配置为操作所述臂。

10.一种用于将细长工具与闭塞目标相对齐的方法，所述方法包括以下步骤：

捕获所述细长工具和所述目标的一个或多个X射线图像；

基于X射线图像的图像数据来提取所述细长工具的欧氏矢量数据；以及

基于所述欧氏矢量数据来迭代地调整所述细长工具相对于枢轴点的角度取向，以将所述细长工具的纵向轴线与所述目标和所述枢轴点相对齐。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述欧氏矢量数据包括所述细长工具在X射线图像上的图像长度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述调整角度取向包括以下步骤：

基于在第一角度取向的X射线图像来确定所述细长工具的所述图像长度；以及

如果所述图像长度不近似地等于最小值，则自动地控制所述调整机构以基于所述图像长度来将所述细长工具调整到第二角度取向，以便迭代地将所述细长工具的所述纵向轴线与所述目标和所述枢轴点相对齐。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：对捕获所述一个或多个X射线图像的成像设备与调整所述细长工具的所述角度取向的调整机构之间的几何关系进行校准。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述校准的步骤包括：确定从初始图像长度达到最小值的迭代的数目。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述调整机构包括基部、以及与所述基部平行的平台，并且所述校准的步骤包括从所述基部固定所述平台的高度。