CN108472085B - 用于计划医疗过程的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

计算机系统和计算机实施的分析方法可以用于帮助计划和/或执行医疗过程，诸如经皮肾结石切除术或经皮肾镜碎石术。该方法可以包括：接收患者的解剖结构的一个或多个放射摄影图像、生成一个或多个放射摄影图像的显示、生成对识别解剖结构的特征的用户输入的至少一个请求、接收识别解剖结构的特征的用户输入、基于接收到的用户输入来识别至少一个进入计划、以及生成与一个或多个放射摄影图像相关联的所识别的一个或多个进入计划的显示。该方法可以包括根据所识别的一个或多个进入计划生成指示插入部位的患者模板。

Description

用于计划医疗过程的系统和方法
说明书
技术领域
本公开的各个方面一般涉及用于计划和/或执行医疗过程的系统和方法。
背景技术
在减少对患者的创伤和风险方面的同时，提高医疗效果取得了重大进展。现在许多曾经需要开放手术的过程可以用侵入性较小的技术来完成，这些技术限制了切口的大小，因此为患者提供较少的恢复时间和感染风险。需要活检、电刺激、组织消融或移除天然或异物的某些过程可通过微创手术进行。
例如，在泌尿科领域中，肾部结石或肾结石可以积聚在尿道中并且变成滞留在肾中。肾结石是来自尿液的物质沉积物，通常是矿物质和酸盐。尽管较小的结石可能会自然地从身体排出，但较大的结石可能需要手术干预才能去除。尽管开放手术曾经是移除结石的标准疗法，但其他微创技术，诸如输尿管镜检查术和经皮肾结石切除术/肾结石术(PCNL)已成为更安全有效的替代方案。但是，诸如PCNL的过程仍然存在风险。
像PCNL的微创手术在患者恢复中提供益处，但是仅向医生提供治疗部位的有限视图。因此，可能难以获得足够进入目标部位而不会对患者造成附带损伤。如果对患者的解剖结构没有足够的了解，医生可能需要多次尝试才能正确定位和定向器械以移除结石。如果结石比第一进入路线的预期要大或难以掌握，则可能需要第二进入通道。反复尝试进入会增加血管、组织周围和邻近器官附带损伤的风险，并可能增加出血、感染和流体渗漏/败血症的可能性。
不常规执行PCNL过程的医务人员可能特别担心由于对结石的不正确三角测量而可能造成伤害。尽管如计算机断层扫描(CT)扫描的患者图像可能事先可供参考，但它们通常在PCNL手术前数周或数月获得。在临时期间，结石的尺寸可能已经变大和/或位置可能改变，因此进一步增加了成功移除结石而对患者造成的伤害最小的不确定性。
发明内容
本公开包括一种用于使用至少一个计算机系统来确定医疗过程的患者特定手术进入计划的方法，该方法包括通过电子网络在至少一个计算机系统上接收患者解剖结构的一个或多个放射摄影图像；生成所述一个或多个放射摄影图像的显示；生成对识别所述一个或多个放射摄影图像中的解剖结构的特征的用户输入的至少一个请求；接收识别解剖结构的特征的第一用户输入；由所述至少一个计算机系统基于所接收的用户输入识别用于执行所述医疗过程的至少一个进入计划；以及生成与所述一个或多个放射摄影图像相关联的所识别的至少一个进入计划的显示。在一些示例中，医疗过程可以是经皮肾结石切除术或经皮肾镜碎石术，并且解剖结构可以是肾。
根据一些方面，一个或多个放射摄影图像可以包括通过计算机断层摄影获得的图像。显示器可以包括例如解剖结构的三维表示，其可以从计算机断层摄影和/或其他成像方法重建。一个或多个放射摄影图像不需要通过计算机断层摄影获得，或者可以包括通过除计算机断层摄影以外的成像技术获得的附加图像。
该方法可以进一步包括一个或多个附加步骤。例如，该方法可以进一步包括基于第一用户输入来修改一个或多个放射摄影图像。修改一个或多个放射摄影图像可以包括例如将一个或多个放射摄影图像与用于医疗过程的参考患者数据进行比较。附加地或替代地，该方法可以包括在生成用户输入的至少一个请求之前手动地和/或自动地识别一个或多个放射摄影图像中的解剖结构的一个或多个特征。
在一些示例中，生成用户输入的至少一个请求包括要求用户识别和/或确认一个或多个放射摄影图像中的肾结石的位置。此外，例如，该方法可以包括由至少一个计算机系统基于一个或多个放射摄影图像计算肾结石的至少一个特征。根据一些方面，一个或多个特征可以选自结石负荷、结石密度、皮肤到肾囊距离、皮肤到肾结石距离或其组合。肾结石的其他特征可以被计算、识别或以其他方式确定。识别至少一个进入计划可以包括基于所计算的肾结石的至少一个特征来计算针轨迹。
根据一些方面，该方法可以包括根据所识别的一个或多个进入计划来生成指示一个或多个部位(例如，用于插入针的一个或多个插入部位)的患者模板(template)。一个或多个进入计划可以包括用于在插入部位处插入针的位置和深度，例如，使得一个或多个进入计划识别针进入患者解剖结构以执行医疗过程的合适位置。生成患者模板可以包括例如在医疗过程之前将识别插入部位的一个或多个标记印刷到适于传递给患者的片材(sheet)或其他材料。例如，生成患者模板可以包括印刷至少第一标记和第二标记，所述至少第一标记根据进入计划识别插入部位，所述第二标记提供相对于患者的一个或多个解剖特征的参考。附加地或替代地，所述至少一个进入计划可以包括关于用于在插入部位处插入的针的轨迹的信息。
根据本公开的一些方面，该方法可以包括通过根据至少一个进入计划在插入部位处插入针来执行医疗过程。插入部位可以由光源例如激光光源或成像设备的其他光源识别，该光源可以指向患者的皮肤。光源可以与电子网络通信。
附图说明
结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了各种示例性实施例并且与说明书一起用于解释所公开的实施例的原理。
图1示出了肾的解剖特征。
图2是根据本公开的方面的用于处理和显示患者数据的系统和环境的示意图。
图3示出了根据本公开的方面的示例性成像设备。
图4是根据本公开的方面的用于处理和显示患者数据的示例性方法的流程图。
图5和图6示出了根据本公开的方面的图形用户界面的示例性屏幕截图。
图7A和图7B示出了根据本公开的方面的示例性患者模板。
具体实施方式
本公开的实施例包括促进和改善微创手术的功效和安全性的系统和方法。例如，本公开的方面可以向用户(例如，医生、医疗技术人员或其他医疗服务提供者)提供操纵患者特定数据以分析和/或模拟医疗过程的不同方面的能力。在一些实施例中，例如，本公开可以用于计划和/或执行PCNL过程。
PCNL是用于从肾去除结石的微创手术，并且当例如输尿管镜或体外冲击波碎石术的其他技术不适合时通常使用PCNL。例如，PCNL可适用于较大尺寸的结石(例如，直径大于约2cm的结石)或布置在骨盆附近的结石。图1示出了肾100的位置和结构。左肾和右肾100、101位于腹腔的后部，并且通过腹主动脉130和下腔静脉132连接到循环系统。肾囊102是容纳实质104(肾100的内部组织)的坚韧纤维组织。一系列较小的肾盏106将尿液引导到主要肾盏108中，引入肾盂110，肾盂110成为输尿管112。肾动脉120和肾静脉122向布置在整个薄壁组织104上的血管供应血液。
在典型的PCNL过程中，通过覆盖受影响的肾的皮肤在患者背部制造小切口(直径～0.5-1.5cm)。然后插入小针并将其推进靠近结石的肾，并使导丝穿过针。然后在导丝保持就位的情况下移除针，并且当导丝撤回时，将肾镜插入导丝上并定位在结石附近。该肾镜通常包括光源、成像设备和用于吸入/冲洗或者使用辅助工具来捕获和移除结石的工作通道。如果结石不能直接移除(肾结石切除术)，可以通过例如超声波、激光或电子液压技术将结石破碎成更小的片或碎片(肾结石碎石)，以便于移除。
PCNL的更具挑战性的方面之一是针的插入和正确放置。不正确的定位可能会刺穿血管导致出血，对邻近器官或组织造成损伤，或者最终将肾镜放置在不正确的位置以进入(access)结石。详细了解患者的解剖结构和潜在的进入路线可以允许医生为手术做好充分的准备。
本文公开的系统和方法可以促进收集、获取、分析和/或操纵患者图像和其他数据以促进PCNL过程。在一些实施例中，本文公开的系统和方法可以使医生能够识别、评估和/或模拟不同的手术进入计划，例如，通过患者解剖结构的路径或进入路线，以获取结石。例如，医生可以经由电子设备执行计算机应用以处理图像和/或获取经处理的图像以识别结石的存在并且确定结石相对于肾和周围的解剖结构的尺寸、密度、组成、位置、取向和/或定位。此外，在一些实施例中，应用可以识别和/或模拟与患者图像相关联的一个或多个进入计划。例如，应用可以例如通过在患者图像上显示一个或多个进入路线生成一个或多个进入计划并且将一个或多个进入计划与患者图像相关联。另外地或替代地，应用可以允许医生在患者图像上识别和/或绘制一个或多个进入计划。在过程之前(例如，用于基于结石的位置/特征来计划进入路线)，在该过程期间(例如，用于与实时成像进行比较以确认预先确定的进入路线和结石的位置/特征)，和/或在该过程之后(例如，用于在该过程期间进行的进入路线的进一步的术后分析)，应用对于医生可以是可用的。
图2示出了根据本公开的示例性实施例的用于收集、处理和显示患者特定数据的示例性计算机系统和环境的示意图。计算机系统200可以包括用于访问和/或操纵数据的一个或多个用户设备202以及与电子通信网络205通信的服务器，例如206A、206B、206C、206D(其中的每一个可以具有对应的数据库207A、207B、207C、207D)。网络205可以包括因特网、虚拟专用网或有线和/或无线电子通信网络的任何其他组合。系统200还可以包括用于获取和访问患者的医疗图像的一个或多个成像设备204。
每个用户设备202可以是固定的或移动的电子设备，包括电子计算设备。这种电子设备的非限制性示例包括膝上型计算机、台式计算机、平板计算机(包括例如Apple iPad、Samsung Galaxy、Amazon Kindle和Microsoft Surface设备)、智能电话、数码相机。成像设备204的非限制性示例包括CT扫描仪、静止荧光透视机、移动C形臂设备以及其他血管造影/放射摄影装置，以及相机、超声波(换能器)设备和磁共振成像(MRI)机器。
每个用户设备202可以包括处理器、存储器、显示器、一个或多个用户输入设备以及网络通信接口。用户输入设备可以是例如显示监视器、触摸板、触摸屏、键盘或鼠标、以及提供用户输入/输出能力的其他类型的设备和设备特征。一个或多个用户设备202可以包括用于通过应用程序(“app”)接收用户输入并显示数据的显示器或图形用户界面。图5和图6中示出了平板计算机500形式的用户设备的示例性屏幕截图，下面进行讨论。一个或多个用户设备202可以实施适当的安全协议，例如要求用户输入登录凭证以限制对患者数据的访问并遵守适用的健康规章，例如健康保险携带和责任法案(HIPAA)。
每个用户设备202和成像设备204可以被配置为通过网络205发送和/或接收包括患者数据的数据。通过网络205获得和/或访问的患者数据可以包括但不限于任何成像、检测到的、测量出的、处理后的和/或计算出的生理数据，包括例如尿、肌肉骨骼、胃肠、皮肤病学、呼吸或血管系统的各种特征的数据。例如，患者数据可以包括左和/或右肾和周围解剖结构(诸如左和/或右输尿管、肾动脉、肾静脉、骨盆、脊柱、肾上腺、膀胱和/或尿道)的一个或多个图像。每个图像可以与拍摄图像的时间、日期、位置和/或仪器相关联。在一些实施例中，患者数据可以包括个人信息(例如，患者姓名、年龄、性别等)和/或其他生理健康参数(例如，平均心率、体温等)。
可以使用各种医学成像技术来收集患者数据。例如，图像可以由CT扫描仪和/或旋转血管造影术产生。CT扫描通常提供在患者不动的同时以不同角度拍摄的一系列截面图像或“切片”，其中切片可以组装成三维(3D)图像。旋转血管造影术例如通过移动C形臂可以在手术期间进行，或者在患者不动时进行，但通常质量低于CT扫描。对于一些成像过程，可使用造影剂来帮助识别图像中的解剖特征。例如，可以在成像之前将造影剂引入患者体内(例如经由通过输尿管的患者的尿道)以帮助显现肾和泌尿系统。
图3图示了根据本公开的一些方面的用于在PCNL过程的准备中和/或PCNL过程期间收集患者350的X射线图像的示例性移动C形臂设备300。如图所示，成像设备300的“C形臂”305包括与被定位在患者350的相对侧上的检测器310对准的X射线管308。C形臂305可以相对于患者在一个或多个平面(例如，围绕平行于患者350的轴线和/或垂直于患者350的轴线)旋转，以允许在不移动患者350的情况下收集不同取向的图像。图像可以在成像设备300的监视器或显示器316上实时显示和分析和/或可以被本地或远程地存储以供稍后查看和分析。例如，C形臂设备300可以用于在PCNL过程期间收集患者图像，例如，其中医生可以参考图像以便在手术期间对插入针、肾镜和其他器械的适当定位进行指导。
移动C形臂设备300可以包括光源以识别患者的特定目标或区域，诸如预期的切口或插入部位。例如，C形臂305可以包括耦合到或结合到X射线管308中的光源，其中光源可以用于将光引导到用于PCNL过程的预先确定的插入部位。图3示出了以“X”或十字线形式聚焦在患者350背部的光线311以指示预期的插入部位。如在下面进一步讨论的，可以经由在显示器316处的用户输入和/或通过网络205接收的指令来控制由光源生成的光的方向、取向、强度和/或形状。
回到图2，服务器206A-206D可以被配置为通过网络205例如从用户设备202、成像设备204、其他服务器和/或共享云网络接收患者数据。每个服务器206A-206D可以执行不同的功能，或者某些功能可以由两个或更多个服务器206A-206D共享。每个服务器206A-206D可以包括用于执行和存储处理器可读指令的处理器和存储器。一个或多个服务器206A-206D可以通信地耦合到对应的数据库207A-207D，该数据库被配置为存储服务器206A-206D可访问的数据(例如患者数据)。至少一个服务器206A-206D可以包括数据分析器，该数据分析器被配置为执行接收到的数据的分析；和/或应用程序，其允许医生控制分析参数，诸如由数据分析器在执行分析中使用的阈值。
在一些实施例中，系统200可以包括成像服务器206A、患者记录服务器206B、参考数据服务器206C和应用服务器206D。如上所述，可以使用更多或更少的服务器。例如，在一些实施例中，由成像服务器206A、患者记录服务器206B、参考数据服务器206C和应用服务器206D(或其任何组合)执行的功能可以由单个服务器来实现。
成像服务器206A可以根据本文的方法接收、处理和/或传输患者图像以供查看和分析。例如，成像服务器206A可以接收由一个或多个成像设备204生成的图像、执行一个或多个处理步骤、并且传输经处理的图像以在一个或多个用户设备202上查看。另外地或替代地，成像服务器206A可以获取保存到数据库207A的图像，其可以对应于为患者获得的先前图像。图像处理步骤可以包括但不限于将多个图像组装成3D表示或模型、将图像与患者信息相关联、将相似类型和/或日期的图像分组在一起、减少噪声、和/或识别/标记特定的解剖结构特征。图像处理可以通过本领域中通常已知的适当算法来执行。在一些实施例中，由相同或不同设备生成的多个图像可以被分层(例如，一个图像叠加在另一个上)和/或被组合成单个二维或三维图像。
患者记录服务器206B可以用于获取患者特定信息以用于与图像关联和/或在一个或多个用户设备202上查看。例如，患者记录服务器206B可以对应于病人先前已经接收或例行接受治疗的医院或医疗办公室的服务器。由患者记录服务器206B接收和/或传输的信息可以包括但不限于患者姓名、出生日期、年龄、联系信息、一般医疗状况、先前手术和其他医疗事件(包括之前的肾结石发病率)、生理信息(例如，平均血压、平均心率等)以及可能有助于医生计划PCNL过程或其他医疗过程的其他患者特定信息。在一些实施例中，患者记录服务器206B可以从存储在数据库207B中的记录中获取患者信息。
参考数据服务器206C可用于访问来自医学病例研究的相关数据以供参考和/或与患者数据进行比较。例如，可以使用来自医学病例研究的汇总数据来自动识别患者图像中的不同特征(例如，肾囊、大/小肾盏和肾盂、和/或肾结石的可能位置)。在一些实施例中，参考数据服务器206C可将患者数据与各种病例研究数据(例如，可选地保存在数据库207C中的病例研究记录)进行比较以尝试定位一个或多个参考患者概况。例如，一个或多个参考患者概况可以包括关于移除与患者的尺寸和/或位置类似的尺寸和/或位置的肾结石的信息。
应用服务器206D可以与一个或多个用户设备202通信以传输和/或接收用于生成和显示适合用户的偏好和需求的患者数据的指令。应用服务器206D可以例如从其他服务器206A-206C、成像设备204组装患者数据，并且根据需要执行分析、计算和/或生成模拟。例如，应用服务器206D可以向一个或多个用户设备202发送指令以提示用户输入，并且可以基于用户输入处理从一个或多个其他服务器206A-206C接收到的数据(或保存在数据库206D中的信息)以相应地修改在一个或多个用户设备202上所显示的信息。
图4示出了使用图2的系统收集、处理和显示患者数据的示例性方法400的流程图。方法400可以包括诸如从以上讨论的成像设备204和/或成像服务器206A接收患者图像(步骤401)。然后可以例如经由成像服务器206A和/或应用服务器206D来处理接收到的患者图像(步骤403)。步骤403可以包括上面讨论的任何处理/修改技术。在一些实施例中，例如，步骤403可以包括从接收到的CT扫描中生成肾和周围解剖结构的3D表示、自动识别肾和/或周围组织的不同特征、和/或自动识别一个或多个进入计划用于移除肾结石。
随后可以将处理/修改后的图像显示在一个或多个用户设备202(例如平板计算机)上(步骤405)。接下来，可以生成对用户输入的请求(步骤407)，例如作为平板计算机的屏幕上的提示。例如，屏幕可以显示文本框，要求用户例如通过触摸屏幕来识别和/或确认肾的特定结构和任何肾结石的位置。在一些实施例中，例如通过在屏幕上拖动数字(手指或拇指)或触笔可以提示用户绘制进入计划和/或突出显示进入计划的一个或多个部分。
在一些实施例中，用户输入可以包括进一步处理/修改患者图像的请求(步骤409)。例如，用户设备202可以接收用户请求以计算用户已经标记的结石的尺寸和/或密度，或者基于图像的不同选择、不同的算法或其他参数生成肾的新的3D模型。因此，该方法可以包括重复步骤403一次或多次。在一些实施例中，处理/修改患者图像可以包括访问患者记录(步骤411)和/或访问参考数据(步骤413)，诸如上面讨论的病例研究信息。再次处理后的图像可以显示在一个或多个用户设备202上(步骤405)。
在一些实施例中，用户输入可以不需要图像的进一步处理。例如，用户可能希望操纵已经处理并在用一个或多个户设备202上显示的图像，例如以放大、微型化和/或旋转图像或图像的部分来浏览一系列图像(例如，来自CT扫描的单个切片)，和/或改变在一个或多个用户设备202上显示的多个图像的布局。在接收到用户输入以修改显示(步骤415)时，用户设备202可以执行相应的功能以执行修改(步骤417)。
每个用户设备202可以具有适当的界面或控件以允许用户选择用于操纵患者图像的不同选项。例如，用户可以经由键盘或鼠标或经由触摸屏从菜单选项中进行选择。对于具有触摸屏的用户设备202，诸如一些智能电话和平板计算机，用户设备202可以被配置为将用户输入的类型与特定功能相关联。例如，用户设备202可以被配置为确定用户的手指何时捏住触摸屏的表面。如果用户的手指靠拢在一起，则用户设备202可以从所显示的图像中缩小，而如果用户的手指彼此远离，则用户设备202可以放大正在显示的图像。缩放的量可以取决于一个或多个手指沿着触摸屏的表面捏的行进距离。
如上所述，一个或多个用户设备202可以通过网络205与服务器206A-206D中的一个或多个进行通信，以传输诸如用户指令的数据和/或接收诸如患者图像(包括任何经处理的图像)的数据和其他患者数据、参考数据的数据、或用于生成请求用户输入的提示的指令。在一些实施例中，一个或多个用户设备202可以被配置为执行一些或全部图像处理或其他数据处理功能。
图5和图6示出了根据本公开的一些实施例的作为示例性用户设备202的平板计算机500的示例性用户界面。平板计算机500可以具有触摸屏，该触摸屏被配置为基于触摸屏的表面上的至少一个用户的手指(例如，一个或多个手指或拇指)的接触来接收来自用户的输入。可以理解的是，触摸屏可以被配置为基于用户的一个或多个手指、用户的一个或多个拇指、触笔、另一个指向物体或仪器或者其组合接触或感测接近触摸屏来接收来自用户的输入。此外，应当理解，根据本公开的用户设备202不需要具有触摸屏，而是可以通过本领域中已知的其他输入设备(包括上述用户输入设备)来接收用户输入。
平板计算机500可以包括用于显示信息的显示器501和用户元件503，其可以允许用户退出应用和/或开启/关闭平板计算机500。显示器501可以显示一个图像或者多个图像，例如分成不同的面板。例如，图5示出了分成四个面板502A、502B、502C和502D的显示器501，并且图6示出了分成三个面板522A、522B和522C的显示器501。面板可以具有与图5中相同或基本相同的尺寸和形状，或者可以具有相对于其他面板不同的形状和/或不同的尺寸，如图6所示。不同类型的图像可以显示在各个面板中，例如以突出各种解剖结构和特征。面板可以示出原始数据(例如，经由CT扫描、X射线、荧光透视或旋转血管造影收集的原始图像)、操纵/处理后的数据(包括但不限于简化的图像或进入计划/表示、注释的图像、分层的图像数据)、模拟数据(包括但不限于3D模拟、具有模拟进入路线的进入计划/表示，以及具有模拟特征的原始或经处理的图像)。面板可以包括由系统生成的或由用户输入提供的注释，以识别特征和/或提供信息或各种度量以供参考。例如，面板可以显示密度信息、结石负荷和/或皮肤到结石距离以及其他度量。
例如，不同的面板可以示出一个或多个X射线图像、一个或多个CT图像，其可以以不同角度收集，提供各种x、y、z坐标中的平面视图(例如，冠状、矢状、和横向视图)，和/或一个或多个荧光透视图像。这些不同的视图可以帮助用户确定肾结石的位置和/或大小。例如，用户可以使用不同视图来标记肾的各种特征，使得多个CT图像视图可以被组合以在三维中可视化肾的结构。图5示出了面板502B中的横向CT图像、面板502C中的矢状CT图像、面板502D中的冠状CT图像和面板502A中的肾-输尿管-膀胱X射线。图6示出了面板522A中的横向CT图像(其可以是图5的面板502B中示出的相同图像)、面板522B中的冠状CT图像(其可以是图5的面板502D中示出的相同图像)，以及从CT数据重建的面板522C中的3D图像，其示出肾、其肾盏和肾结石。用户可以能够操纵3D图像，诸如通过旋转图像和/或放大或缩小感兴趣的特定特征或区域。例如，用户可以通过旋转图像和/或放大或缩小特定特征来操纵3D图像以查看针插入的不同角度。
显示器501可以包括具有一个或多个菜单选项(如图所示的图标510A-510F)的菜单510，以允许用户在用于显示和/或处理图像的不同选项中进行选择。例如，可以选择第一菜单选项510A来识别和/或表征所示的不同解剖结构或特征。项目的示例性列表在图5中示出，包括肾囊、肾盏、肾结石负荷(结石大小)和/或任何参考标记的位置。该列表可以包括每个项目的进度指示符，其示出是否期望或需要附加的用户输入。用户可以使用触摸屏选择识别不同的特征，其中用户设备202和/或系统200的其他组件可以使用图像识别算法来识别/勾画整个结构(例如，通过检测相同对比度的周围区域)。
第二菜单选项510B可以允许用户查看对应于特定特征(例如肾结石)的数据。图6示出了对应于面板522C的图像中所示的肾结石575的数据的列表。数据可以由系统200计算，或者可能已经与患者图像相关联。如所示，数据可以包括结石负荷(例如，结石的尺寸，单位mm)、结石密度(根据豪恩斯菲尔德分级通过CT扫描计算出的放射强度，)、从患者皮肤表面到肾囊、肾盏和结石575的距离、以及在PCNL过程期间插入针以达到结石的投影角度。
第三菜单选项510C可以允许用户改变各种设置，诸如灵敏度设置、要使用的不同算法、在应用启动时默认示出多少图像面板等。第四菜单选项510D可以指示关于到网络205的连接性的信息，第五菜单选项510E可以允许用户打印诸如下面讨论的手术模板的信息，并且第六菜单选项510F可以允许用户通过网络205上传和/或下载患者图像或其他患者数据或信息。菜单选项510A-510F旨在是示例性的；菜单510可以包括其他类型的菜单选项，以及比所示更少或更多的菜单选项。
在一些实施例中，显示器501的部分可以向所示图像示出文本和/或注释。例如，文本可以包括关于患者的信息、关于在显示器501上所示的图像的信息，或者来自医生或其他医疗专业人员的评论、以及其他类型的信息。此外，例如，注释可以识别各种解剖特征或参考标记，或者可以反映关于进入计划或预计的针轨迹的信息。图5和图6中的每一个示出了覆盖显示器501的一部分的文本框505，具有关于患者(患者姓名)和所示图像(获得图像的日期)的信息。图6进一步示出了在面板522A、522B和522C中的每一个中示出的图像的注释，以指示以30度的角度8.02cm(皮肤到结石)的针插入深度。
如上所述，系统200可以允许医生或其他用户识别和评估不同的进入计划。系统200可以自动地识别一个或多个进入计划(例如，在图像处理期间，方法400的步骤403)和/或可以在用户输入时突出各种进入计划。例如，用户可以选择不同的图像和/或旋转肾的3D表示以评估到达结石的不同路径，并且可以通过跨屏幕拖动数字(手指或拇指)或触笔来绘制或突出选定的进入计划。在检测到拖动动作后，用户设备202和/或系统200的其他组件可以使用图像识别算法来识别/勾画整个路径，例如以不同颜色识别每个进入方案。用户可以选择期望的进入计划，于是用户设备202和/或系统200的其他组件可以生成包括相对于针应该用对病人造成的最小伤害插入到达肾和结石所处的皮肤表面处的位置、深度和一个或多个轨迹角度的“最终”进入计划。
在一些实施例中，用户设备202可以允许用户生成并打印患者模板以帮助执行PCNL过程。图7A和图7B示出了根据本公开的一些方面的患者模板700。例如，患者模板700可以根据由系统200生成的进入计划包括一个或多个标记705以指示用于插入针730的位置，以及一个或多个标记707以指示针730的轨迹。例如，第一标记705(例如，X)可以识别用于插入针730的位置，并且远离第一标记705的第二标记707(例如，线)可以识别针730的轨迹以遵循一次插入。例如，系统200可以生成具有30度角度的进入计划(参见图5和图6)，其可以对应于当与第二标记707对齐并且在第一标记750处插入时针应与患者750形成的角度。在一些实施例中，针730的一个或多个轨迹角度可以印刷在患者模板700上。在一些实施例中，针730的插入部位也可以由成像设备光源(例如，耦合到或结合到移动C形臂设备300的X射线管308中的光源，如图3所示)指示以在PCNL过程期间使用。
患者模板700可以包括一个或多个附加标记以提供用于将患者模板700放置在患者750上的正确位置的参考。图7A示出了两个参考标记715，在该示例中表示为曲线，以帮助患者模板700相对于诸如患者的肋骨或椎骨的解剖特征放置，其位置可从CT数据导出并术前触诊。患者模板700可以定位在患者身上，使得参考标记715匹配它们各自的解剖特征以用作患者模板700的正确取向的界标。
另外地或替代地，患者模板700可以包括参考标记713，以与外部放置在患者皮肤上的对应参考标记(例如，不透射线的基准点)对准。例如，放置在患者的离散位置处的一个或多个参考标记可以在成像期间可见，并且提供用于正确插入针730的附加三角测量信息。
患者模板700的任何参考标记713、715的类型和位置可以由用户设备202和/或系统200的其他组件自动生成，或者可以通过用户输入添加到用户设备202。此外，患者模板700可以根据需要包括其他信息，例如以确认患者模板700正在与正确的患者750一起使用。
患者模板700可以被印刷在多孔材料片材(例如，纱布或聚合物网眼织物)上，用于将模板转移至患者750。印刷患者模板700的材料可以是非无菌的。如图7B所示，各种标记705、707、713、715随后可被追踪并转移至患者750。标记705、707、713、715可在患者750被擦洗以使得手术环境对于PCNL过程无菌之后保持可见。
考虑到本文公开的实施例的说明和实践，本公开的其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。尽管在示例性系统、设备和方法的上下文中讨论了本公开的某些特征，但是本公开不限于此，并且包括根据所公开的一般原理的本文示例的替代和变型。意图是说明书和示例仅被认为是示例性的，本公开的真实范围和精神由以下权利要求书指示。

Claims (21)

1.一种使用至少一个计算机系统确定用于医疗过程的患者特定手术进入计划的设备，其中所述至少一个计算机系统被配置成：
通过电子网络接收患者的解剖结构的多个放射摄影图像，所述解剖结构包括肾和周围的解剖结构；
处理所述多个放射摄影图像以生成显示在一个或多个用户设备上的肾和周围解剖结构的三维表示；
生成至少一个用户输入请求，包括在一个或多个用户设备的屏幕上识别以三维表示的肾的结构的提示，包括肾结石的位置，以及通过在一个或多个用户设备的屏幕上提供拖动输入来识别用于执行移除肾结石的医疗过程的进入计划的一部分的提示；
接收所述用户输入；
至少基于所述用户输入识别至少一个进入计划，其中所述至少一个进入计划包括由用户输入识别的进入计划的一部分；以及
在一个或多个用户设备上生成与所述三维表示相关联的所识别的至少一个进入计划的显示。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述医疗过程是经皮肾结石切除术。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述多个放射摄影图像包括通过计算机断层摄影获得的图像。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述至少一个计算机系统还被配置成在生成对所述用户输入的至少一个请求之前，自动识别所述多个放射摄影图像中的所述解剖结构的一个或多个特征。
5.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述至少一个计算机系统还被配置成基于所述多个放射摄影图像来计算所述肾结石的至少一个特征。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个特征选自结石负荷、结石密度、皮肤到肾囊距离、皮肤到肾结石距离或其组合。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，识别所述至少一个进入计划包括基于肾结石的至少一个特征来计算针轨迹。
8.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述至少一个计算机系统还被配置成基于所述用户输入修改所述多个放射摄影图像。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，修改所述多个放射摄影图像包括将所述多个放射摄影图像与用于所述医疗过程的参考患者数据进行比较。
10.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述至少一个计算机系统还被配置成根据所识别的至少一个进入计划来生成指示插入部位的患者模板。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，生成所述患者模板包括通过打印机将识别所述插入部位的一个或多个标记印刷到片材以传递给患者。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，生成所述患者模板包括通过打印机印刷至少第一标记和第二标记，所述第一标记根据所述进入计划识别所述插入部位，所述第二标记提供相对于所述患者的解剖特征的参考。
13.根据权利要求10所述的设备，其中，所述至少一个进入计划包括用于在所述插入部位处插入针的位置和深度。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述至少一个进入计划包括关于用于插入的所述针的轨迹的信息。
15.一种使用至少一个计算机系统来确定用于医疗过程的患者特定手术进入计划的设备，所述至少一个计算机系统被配置成：
通过电子网络接收患者的解剖结构的一个或多个放射摄影图像，所述解剖结构包括肾和周围的解剖结构；
处理所述一个或多个放射摄影图像以在一个或多个用户设备上生成所述一个或多个放射摄影图像的显示；
生成至少一个用户输入请求，包括在一个或多个用户设备的屏幕上识别一个或多个放射摄影图像中的肾的结构的提示，包括肾结石的位置，以及通过在一个或多个用户设备的屏幕上提供拖动输入来识别用于执行移除肾结石的医疗过程的进入计划的一部分的提示；
接收所述用户输入；
基于所述一个或多个放射摄影图像计算识别的肾结石的结石密度和尺寸；
基于所述用户输入和计算出的肾结石的结石密度和尺寸，识别至少一个用于执行医疗过程的进入计划；以及
在所述一个或多个用户设备上生成与所述一个或多个放射摄影图像相关联的所识别的至少一个进入计划的显示。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述一个或多个放射摄影图像包括通过计算机断层摄影获得的图像。
17.根据权利要求15所述的设备，其中，所述至少一个计算机系统还被配置成在生成对所述用户输入的至少一个请求之前自动识别所述一个或多个放射摄影图像中的所述解剖结构的一个或多个特征。
18.根据权利要求15所述的设备，其中，所述至少一个计算机系统还被配置成基于所述用户输入修改所述一个或多个放射摄影图像。
19.根据权利要求18所述的设备，其中，修改所述一个或多个放射摄影图像包括将所述一个或多个放射摄影图像与用于所述医疗过程的参考患者数据进行比较。
20.根据权利要求15所述的设备，其中，所述至少一个计算机系统还被配置成根据所识别的至少一个进入计划来生成指示插入部位的患者模板。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，生成所述患者模板包括通过打印机将识别所述插入部位的一个或多个标记印刷到片材以传递给患者。
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