CN108969874B - 用于导航支气管镜和选择性药物递送的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于导航支气管镜和选择性药物递送的系统和方法”。本发明提供了一种用于在肺部内局部递送药物的诊断和治疗支气管镜系统。具体地讲，公开了用于建立所述肺部的功能图和解剖图、诊断所述肺部内的病症、生成所述肺部内目标部位的治疗方案、导航到所述目标部位、直接向所述目标部位施加治疗以便立即吸收在所述目标部位中以及评估所述治疗的所述功效的系统和方法。

Description

用于导航支气管镜和选择性药物递送的系统和方法
技术领域
本公开涉及外科系统，更具体地讲，涉及用于诊断、导航和局部治疗肺部病症的系统和方法。
背景技术
数千万人患有肺病，例如肺气肿、慢性阻塞性肺病(“COPD”)、哮喘、间质性肺病、囊胞性纤维症、癌症、肺水肿或无数影响肺部的其他疾病。
如可以理解，肺部中由肺病引起的滞留空气、肿胀、粘液或其他流体使得难以有效地将吸入药物递送到肺部深处的目标部位(例如支气管、细支气管、肺泡)，这些部位通常最需要药物，但最不可能接收药物。此外，通常难以在施用给患者后立即确定特定药物的功效。因此，需要用于在肺部内局部递送治疗和诊断试剂以治疗肺病的诊断和治疗支气管镜系统。
发明内容
根据本公开的各方面提供了一种用于由多个图像生成管腔网络的三维 (3D)模型并基于该三维模型生成导航规划以导航到管腔网络内的目标部位的方法。该方法可包括使用三维模型将柔性细长构件(包括联接到其上的治疗和诊断试剂分配器)导航到目标部位。治疗和诊断试剂分配器可以被配置为分配雾化颗粒以治疗目标部位。该方法可包括将治疗和诊断试剂分配器中的雾化颗粒直接施用到目标部位，以便吸收在目标部位中。
在本公开的一个方面，雾化颗粒选自由液体、气体和凝胶构成的组。
在本公开的另一个方面，该方法包括在呼吸周期期间执行选自由通气灌注(VQ)、功能性呼吸成像、MRI、超声和计算机断层摄影构成的组的扫描，以进一步完善管腔网络的三维模型。
在本公开的又一个方面，施用雾化颗粒包括递送缓释治疗试剂。
在本公开的另一个方面，该方法包括使用管腔网络的三维模型来评估雾化颗粒的功效。
在本公开的另一个方面，评估雾化颗粒的功效包括将管腔网络的治疗前三维模型与管腔网络的治疗后三维模型进行比较，以确定对雾化颗粒的响应。
在本公开的又一个方面，该方法包括选择治疗或诊断试剂以递送到目标部位。
在本公开的另一个方面，该方法包括选择患者肺部内的特定气道。
在本公开的又一个方面，该方法包括提供在其远端处具有治疗或诊断试剂分配器的支气管镜，通过患者的鼻子插入该支气管镜以及治疗和诊断试剂分配器，并将雾化颗粒施用在门诊病人身上。
根据本公开的另一个方面提供了一种系统，其包括呈现患者肺部的一个或多个图像的显示器、呈现在显示器上并且被配置为呈现管腔网络的三维(3D)模型的用户界面，其中该三维模型被配置为协助临床医生导航到管腔网络内的目标部位。该系统还可包括能够在管腔网络内导航的工作通道、和柔性细长构件以及联接到该柔性细长构件的治疗和诊断试剂分配器，该治疗和诊断试剂分配器被配置为分配雾化颗粒以治疗目标部位，柔性细长构件以及治疗和诊断试剂分配器被配置用于通过工作通道推进以将雾化颗粒直接递送到目标部位，以便吸收在目标部位中。
在本公开的一个方面，雾化颗粒选自由液体、气体和凝胶构成的组。
在本公开的另一个方面，治疗和诊断试剂分配器是用于将雾化颗粒部署到目标部位上的气雾发射装置。
在本公开的又一个方面，治疗和诊断试剂分配器是喷雾器。
在本公开的又一个方面，治疗和诊断试剂分配器是雾化器。
在本公开的又一个方面，雾化颗粒中的每个颗粒在分配时的直径介于 5微米和15微米之间。
在本公开的另一个方面，管腔网络的三维模型是通过计算机断层摄影 (CT)扫描形成的，该三维模型被配置为与来自第二成像模式的图像合并在一起以便于导航通过肺部的气道和治疗组织。
在本公开的又一个方面，用户界面被配置为评估雾化颗粒的功效。
在本公开的又一个方面，用户界面被配置为将管腔网络的治疗前三维模型与管腔网络的治疗后三维模型进行比较，使得可以确定雾化颗粒的功效。
在本公开的又一个方面，治疗试剂选自由支气管扩张剂、皮质类固醇、甲基黄嘌呤、β激动剂、抑制剂、抗微生物剂、抗肿瘤剂、抗纤维化剂、生物制剂、免疫治疗剂、基因载体、放射性标记和自发荧光配体构成的组。
在本公开的另一个方面，诊断试剂选自由无机化合物和有机化合物、染料、着色剂、放射性示踪剂以及培养基化学类成分构成的组。
附图说明
在参照附图阅读其各种实施方案的描述时，本发明所公开的系统和方法的对象和特征对于本领域的普通技术人员将显而易见，其中：
图1是根据本公开的电磁导航系统的示意性透视图；
图2是示出被配置用于与图1的系统一起使用的医疗工具的远侧部分的局部透视图；并且
图3是图1的工作站的用户界面的图示，其呈现用于导航到目标部位的多个视图。
具体实施方式
根据本公开提供了用于在肺部内局部递送治疗和诊断试剂、药物等的诊断和治疗支气管镜系统。鉴于在相对有限的系统量度(如最大肺活量等)情况下呼吸的动态性，呼吸道医学的挑战之一是将吸入剂或药物递送到精确位置以更好地识别或治疗多种不同的肺病(如阻塞性肺病)。递送的主模式仍然是通过口咽(即喉部)。由于多种原因(例如肿胀、粘液、滞留空气、解剖结构)，吸入药物不会或不能到达下部呼吸气道，因此无法向最有需要的肺部区域提供有效治疗。所述系统向临床医生提供将治疗或诊断试剂或药物直接分配到目标部位以确保递送以及在静态以及动态评估期间和/或在手术之后评估该试剂或药物的功效的能力。具体地讲，本公开公开了用于以下操作的系统和方法：建立和合并肺部的功能图和解剖图、诊断肺部内的病症、生成气道或肺部内目标部位的治疗方案、导航到目标部位、向目标部位施用治疗或诊断试剂或者向目标部位施加治疗，以及评估所述试剂或治疗的功效。下文详述了本公开的这些及其他方面和特征。
首先参见图1，其示出了根据本公开的电磁导航(EMN)系统10的图示。EMN系统10可用于规划和导航通向目标组织部位的路径，并将治疗或诊断试剂或一定计量的药物递送到目标部位，如将在下文中更详细地描述。EMN系统10通常包括被配置为支承患者的手术台40、被配置用于通过患者的口腔和/或鼻部插入患者气道的支气管镜50、联接到支气管镜50以显示从支气管镜50接收的视频图像的监测设备60、包括跟踪模块72的跟踪系统70、多个参照传感器74、电磁场发生器76以及包括用于促进路径规划、识别目标组织并导航到目标组织的软件和/或硬件的工作站80。 EMN系统10还包括导管组件90，该导管组件能够插入支气管镜50的工作通道中。如下文进一步详细描述，导管组件90和其他治疗工具可以通过支气管镜50插入以导航到组织和/或治疗组织。
作为规划阶段的一部分，使用一个或多个成像模式(如计算机断层摄影(CT)扫描)来获得患者气道的一系列手术前图像并用于规划和生成通向目标的路径。一般来讲，在成像期间，患者在CT扫描期间屏住呼吸，从而基于患者呼吸周期的峰值吸入或峰值呼气产生一组图像切片(例如，CT图像数据)。然后将CT图像数据加载到工作站80上，该工作站利用CT图像数据来生成和查看患者气道的三维图或三维模型。该三维模型和来源于该三维模型的图像数据使得能够(自动、半自动或手动地)识别目标组织，并允许选择通过患者的气道到目标组织的路径，该路径实际上可以是气道本身。更具体地讲，CT扫描被处理并组装成三维体，然后用来生成患者气道的三维模型。另外，也可以使用CT或其他模式呈现更加动态的气道解剖图，以便在正常潮式呼吸期间评估气道树和肺部，使得可以更好地识别目标、目标治疗区域等。
该三维模型可以在与工作站80相关联的显示监视器81上呈现，或以任何其他合适的方式提供。使用工作站80，三维体的各个切片和三维模型的视图可以呈现，并且/或者可以由临床医生操纵，以利于识别目标组织和选择通过患者的气道进入目标组织的合适路径。该三维模型也可以显示先前执行活组织检查的位置的标记，包括日期、时间和关于所获得组织样品的其他识别信息。也可以将这些标记选择为目标部位，可以规划通向该目标部位的路径。一旦选定，便保存该路径以便在导航过程期间使用。然后将肺部的三维模型和实时图像合并在一起(类似于汽车GPS)，以利于导航通过肺部的气道并治疗组织。可以基于来自例如对气道的治疗影响或其缺乏、对进一步治疗的需求、额外诊断、治疗不足或过度治疗区域的动态反馈来更新三维模型，或者仅仅凭借确定引导治疗至何处才能获得最佳临床效果的合并图像数据来更新三维模型。由上述三维模型生成的信息可用于开发数据库，使得三维模型、图和其他患者数据可以相对于目标疾病随时间推移而优化。
应当理解，患者的肺部可以除此之外或另选地使用任何合适的成像装置(诸如MRI、超声、PET等)成像，并且可以结合存储在工作站80上的软件和程序处理这些图像，如下文更详细地描述。
由CT图像数据生成气道和其他管腔网络的三维模型的EMN系统的一个示例是当前由Covidien LP出售的
Figure BDA0001679562380000051
ELECTROMAGNETIC NAVIGATION
Figure BDA0001679562380000052
系统。此类系统的细节在授予Gilboa、标题为“用于导航到分支结构中的目标的内窥镜结构和技术(ENDOSCOPE STRUCTURES AND TECHNIQUES FOR NAVIGATING TO A TARGET INBRANCHED STRUCTURE)”、于2004年3月29日提交的共同转让的美国专利7,233,820中有所描述，该专利的内容以引用方式并入本文。
在规划阶段期间，可扫描追踪的颗粒可以施用给患者以评估可扫描追踪的颗粒最终分散到肺部中的位置(如沉积图案)以及大部分功能性肺部和气体交换发生的位置。可以例如通过使用功能性呼吸成像、通气灌注 (VQ)扫描、CT、MRI、超声、PET或它们的组合来执行此类评估，这也可产生动态图和静态图。动态图和静态图可以与先前的患者成像(例如模型、图等)叠加和/或整合以完善三维模型。然后可以使用吸入药物(例如支气管扩张剂、抗生素等)来评估来自先前患者模型或图的潜在变更或变化，这些变更或变化随后可以整合到治疗方案中以据此完善治疗方案(例如，识别过度治疗的区域或治疗不足的区域并治疗此类区域)。在至少一个实施方案中，在施用之前和之后局部肺功能和结构变化(例如气道直径)的比较可用于评估支气管扩张剂、示踪剂和/或其他治疗剂到达肺部中的位置以及需要专门治疗的位置。当支气管扩张剂、示踪剂和/或其他治疗剂与可扫描追踪的颗粒结合施用时，则可以在成像(如MRI、功能性呼吸成像、PET、V/Q扫描等)下观察到呼吸周期不同时间点处的雾化沉积图案。该成像信息可用于进一步完善患者肺部的三维成像图，或用于确定肺部的哪些区域(例如，由于肿胀、空气或粘液积聚，或其他条件)不接收和/或不能接收药物，并用于使用本文所述的手术和装置识别局部治疗的位置。
仍参见图1，其示出了能够与EMN系统10一起使用的导管引导组件 90。导管引导组件90包括柄部91，该柄部连接到延长的工作通道(EWC) 96。EWC 96的尺寸被设定用于放置到支气管镜50的工作通道中并允许进入肺部的深处。在工作时，可定位引导件(LG)92(包括电磁(EM)传感器 94)被插入到EWC 96中并锁定到适当位置使得传感器94延伸超出EWC 96的远端末端一段需要的距离。在一个实施方案中，LG 92与EWC 96整合以致EM传感器94设置在EWC 96上。EM传感器94(因此以及EWC 96的远端)在由电磁场发生器76产生的电磁场内的位置可以通过跟踪模块 72和工作站80获得。导管引导组件90还包括柄部91，该柄部可通过旋转和压缩进行操纵以导向LG 92和延长的工作通道(EWC)96的远端末端93。导管引导组件90目前由美敦力公司(Medtronic,Inc.)以商品名
Figure BDA0001679562380000061
和EDGETM手术工具包营销和出售。有关导管引导组件 90的更具体的描述，可参考由Ladtkow等人于2013年3月15日提交的共同所有的美国专利9,247,992，其全文据此以引用方式并入本文。
如图1所示，其示出患者躺在手术台40上，其中支气管镜50通过患者的口腔插入并进入患者的气道。支气管镜50可包括照明源(未明确示出)和视频成像系统(未明确示出)并被连接到监测设备60(例如，视频显示器)，用于显示接收自支气管镜50的视频成像系统的视频图像。
导管引导组件90(包括LG 92和EWC 96)被配置为用于经支气管镜 50的工作通道插入到患者气道中(但另选地该导管引导组件90也可在没有支气管镜50的情况下使用)。EM传感器94可直接设置在EWC 96上，如上所述。除此之外或另选地，EM传感器94可以直接设置在支气管镜50上或内置到支气管镜50中，或者以适配器(未示出)的形式安装在支气管镜50上。传感器94可以沿着支气管镜50的通道设置在任何地方。可以使用六自由度(DOF)电磁跟踪系统70，并且该电磁跟踪系统可类似于在美国专利6,188,355以及公布的PCT专利申请WO 00/10456和WO 01/67035中所公开的那些，这些专利中的每一项的全文以引用方式并入本文。还设想了在不脱离本公开范围的情况下包括5DOF和3DOF系统的其他构型。跟踪系统70被配置为与导管引导组件90一起使用以跟踪EM传感器94的位置 (当其与EWC 96联动通过患者气道时)。
如图1所示，电磁场发生器76设置在患者下方。电磁场发生器76和多个参照传感器74与跟踪模块72互连，从而获得各个参照传感器74的六 DOF位置。一个或多个参照传感器74附接到患者的胸部。参照传感器74 的六DOF坐标被发送到工作站80(其包括应用程序82)，其中传感器74 用于计算患者参照坐标系。在实施过程中，临床医生使用导管引导组件90 来导航EWC 96和/或导航支气管镜50，使用EM传感器94从肺部的管腔网络(例如气道)内到达目标部位。一旦到达目标部位，便将另一个装置 (例如医疗工具)插入EWC 96和/或支气管镜50中，并将其推进到目标部位。
参照图2，其示出了与本公开一起使用的医疗工具的远侧部分，通常由附图标号200标识。医疗工具200包括柔性细长构件201、主体202、填充有治疗和诊断试剂204的贮存器203、管腔205和喷嘴206。医疗工具 200可以是例如小喷雾器或雾化器，其设计可类似于吸入器或雾化器。医疗工具200还可为被配置为分配治疗和/或诊断试剂的液体、凝胶或气体分配装置。举例来说，除了分配用于治疗组织的治疗试剂之外，医疗工具200 可除此之外或另选地分配诊断试剂(例如放射性标记配体)以识别某一肺部区域中的感染或当与某些形式的肺部损伤接触时自发荧光的标记物，以上仅是几个举例。
柔性细长构件201被配置为能够在支气管镜50或EWC 96内延伸。医疗工具200的主体202可以附接到柔性细长构件201的远端部分。治疗试剂204可以是多种药物中的任一种，包括但不限于支气管扩张剂、皮质类固醇、甲基黄嘌呤、β激动剂、抑制剂、抗微生物剂、抗肿瘤剂、抗纤维化剂、生物制剂、免疫治疗剂、基因载体、放射性标记和自发荧光配体。诊断试剂204可以是无机化合物和有机化合物、染料、着色剂、放射性示踪剂以及培养基化学类成分。还设想了本领域中已知的其他合适的治疗和诊断试剂，这些试剂被配置用于与本文所述的医疗工具200一起使用。在实施方案中，医疗工具200被配置为根据需要一起或单独分配治疗试剂204 和诊断试剂204。在一个示例中，治疗和诊断试剂204的颗粒可以利用缓释技术，以在较长的时间段内定时或连续递送包含于其中的药物。在另一个实施方案中，治疗和诊断试剂204可以是微颗粒。微颗粒可足够小以使得它们在到达目标目的地之前不被容纳在肺部的管腔网络中，但也足够大以横穿肺部的肺泡。例如，微颗粒可以为5-15微米，但设想了任何合适的颗粒尺寸。在实施方案中，如果传感器94并入支气管镜50中或并入支气管镜50上，则支气管镜50自身的工作通道随后可成为诊断和/或治疗物质的局部递送源。
在使用中，医疗工具200被插入EWC 96和/或支气管镜50中，并导航通过肺部直到喷嘴206靠近在规划阶段期间识别的目标部位为止。一旦医疗工具200的喷嘴206靠近目标部位，就致动医疗工具200，在致动医疗工具之后治疗和诊断试剂204(如微颗粒、液体，等等)被释放，如图2所示。应当理解，医疗工具200可以采用多种技术来完成治疗和诊断试剂204 的释放和分散。这可包括一个或多个管腔延伸至柔性细长构件201的近端，用于注射用于粉化或雾化治疗和诊断试剂204的介质(例如推进剂源)。或者，可以并入一种机构，从贮存器203选择性地释放治疗和诊断试剂204，在该机构中贮存器203自身被加压。在此类实施方案中，贮存器 203能够从医疗工具200中取出。可以从医疗工具200的近端实现可选择性地释放的机构的致动，并且这种致动可以是机械的、电的和/或这两种的组合。
治疗和诊断试剂204可以是凝胶或糊剂的形式，以便高度局部化治疗所识别的位置，尤其是期望治疗和诊断试剂204分散不广泛的位置或者期望更长期地粘附到治疗区域的位置。如本领域的技术人员将理解，在不脱离本公开范围的情况下可以采用用于局部施用治疗和诊断试剂204的其他机构。
图3示出了用户界面，该用户界面可以在患者评估和/或手术期间在显示器81(图1)上呈现以局部治疗患者的气道。如图3所示，根据本公开的实施方案，显示器81向临床医生呈现具有多个视图302、304和306的用户界面300，帮助临床医生导航可定位引导件92和EWC 96以评估和治疗例如目标部位303。用户界面300可包括局部视图(三维图静态视图)302、支气管镜视图304和三维图动态视图306。局部视图302也可在导航期间酌情向临床医生呈现EWC 96的远侧末端93、可定位引导件92的EM 传感器94以及医疗工具200的可视化视图。例如通过使用相机(未示出) 和光源(未示出)，支气管镜视图304可以呈现患者肺部的真实实时视图。支气管镜视图304可以与视图302、306结合使用以导航肺部的管腔网络。除此之外或另选地，支气管镜视图304可用于实时评估药物在预期目标部位的功效。例如，在施用治疗和诊断试剂204(图2)之后，可以使用支气管镜视图304测量肺部和肺叶、气道和血管体积等等的变化。在不脱离本公开范围的情况下可以呈现其他视图。随着EWC 96和可定位引导件 92推进，更新视图302、304和306中的每一者以说明位置的变化量。
用户界面300可另外包括距离指示符308、取向指示符310和呼吸周期指示符312，提供有关至目标部位303的距离的反馈、相对于目标部位303 的取向以及在呼吸周期期间对目标部位303的充分进入。在一个实施方案中，指示符308、310、312可以根据距离和取向在两种颜色或两种形状之间交替。举例来说，并且如本文所述，当从EWC 96的远侧末端93到目标部位303的距离处于医疗工具200的交互距离内时，距离指示符308的颜色可以从红色变为绿色或者从“X”变为钩形符号作为从当前位置到目标部位 303的指示符，医疗工具200能够交互。此外，取向指示符310可以基于医疗工具200相对于目标部位303的取向以及医疗工具200与目标部位303 交互的充分性而改变。呼吸周期指示符312可以向临床医生提供音频反馈，指示在任何时候患者在呼吸周期中处于哪个阶段以及呼吸与感兴趣区域303交互的峰值可能发生的时间。
在其他实施方案中，用户界面300可包括工具建议窗口320。在呼吸周期期间，跟踪系统70可以分析气道在吸气和呼气过程中的运动，并基于气道的运动和目标部位303的运动。用户界面300可以提供建议界面窗口 320、特定医疗工具200(包括特定治疗试剂)或其他工具(基于在呼吸周期期间的运动，这些工具是有用的)、特定评估和/或手术过程，以及其他可能受呼吸周期影响的特性。在另外的实施方案中，用户界面300也可提供与目标部位303交互的置信度等级的显示，从而详细说明与目标部位303 交互的可能性百分比。
在使用中，用户界面300的功能性呼吸图可用于导航、评估和治疗目标部位。最初，在规划阶段，三维图静态视图302和/或三维图动态视图 306用于评估病症。举例来说，如上所述，用户可执行VQ扫描并利用用户界面300对吸入颗粒最终分散到肺部中的位置(例如沉积图案)和大部分功能性肺部和气体交换发生的位置进行实时评估。利用这种方法和/或其他方法，临床医生则可确定在何处集中治疗，使用哪种疗法，以及例如在目标部位303上使用多少治疗用量。一旦识别目标部位303，临床医生就可以使用规划的手术，将医疗工具200插入EWC 96和/或支气管镜50中，并按照规划沿循在支气管镜视图304和三维图动态视图302中示出的路径将其推进到目标部位303，以到达目标部位303。当医疗工具200靠近目标部位 303时，临床医生可激活医疗工具200，使得治疗和诊断试剂204从喷嘴 206分配以直接治疗目标部位303。
应当理解，将药物直接递送到目标部位303将使临床医生能够例如更好地治疗目标部位303，更好地评估特定药物的真实功效，并保存药物。此外，利用用户界面300将例如治疗和诊断试剂204直接递送至目标部位303 允许临床医生实时评估任何特定药物的功效。在治疗之后，临床医生可以执行另一次CT扫描以生成患者肺部的治疗后三维模型，然后可以将该模型与患者肺部的治疗前数据进行比较以评估疗法的功效。具体地讲，利用用户界面300，临床医生可以测量对疗法的治疗响应，例如治疗前和治疗后数据的所测变化，诸如例如肺部和肺叶、气道和血管体积的变化，相对于整个系统以及系统的特定区域(例如右肺上叶、左肺上叶等)的流速测量。
在另选的实施方案中，治疗和诊断试剂204可以在简化的门诊评估和/ 或手术中施用。临床医生可以将支气管镜50(例如小儿支气管镜)和/或 EWC 96插入患者的口腔或鼻部中。然后临床医生可操纵支气管镜50和/或 EWC 96直到到达肺部中期望的目标部位为止。可以使用相机(未示出)或光源(未示出)在肺部内导航到期望的目标部位。然后可以将医疗工具200 向下推进支气管镜50和/或EWC 96中直到喷嘴206靠近目标部位，此时可以激活医疗工具以将治疗和诊断试剂204分配到期望的目标部位上。然后可以将支气管镜50和/或EWC 96导航到气道或肺实质中的目标部位。这种评估和/或手术可相对于需要治疗的气道或目标的顺序，此外相对于分配给特定目标的治疗和诊断试剂的类型而自动化。治疗可首先基于对实质和气道树的治疗前评估以及通过使用数据基进一步增强选择和准确性。此外，后续治疗还可基于患者对先前治疗的响应，然后可以将这些数据整合到下一治疗方案中。这些数据可用于开发数据库以随时间推移相对于目标疾病来优化患者治疗。
因此，本发明所述的实施方案确保治疗和诊断试剂204在有效、简化的门诊评估和/或手术中递送到目标部位。
本文已经描述了装置、并入此类装置的系统以及使用这些装置和系统的方法的具体实施方案。然而，这些具体实施方案仅仅是本公开的实例，其可能以多种形式体现。因此，本文所公开的特定的结构和功能细节不应理解为限制性的，而仅仅是权利 要求书的基础，并作为具有代表性的基础用于允许本领域技术人员以基本上任何合适的具体结构运用本公开。尽管前述实施方案是以患者气道的支气管镜描述的，但是本领域技术人员将认识到，相同或类似的装置、系统和方法也可用于其他管腔网络，如例如，脉管网络、淋巴网络以及/或者胃肠道网络。

Claims (11)

1.一种用于导航支气管镜和选择性药物递送的系统，包括：
显示器，所述显示器呈现患者肺部的一个或多个图像；
用户界面，所述用户界面呈现在所述显示器上并且被配置为呈现管腔网络的三维模型，其中所述三维模型被配置为协助临床医生导航到所述管腔网络内的目标部位；
工作通道，所述工作通道能够在所述管腔网络内导航；和
医疗工具，所述医疗工具包括柔性细长构件以及布置在所述柔性细长构件的远端处并且在所述柔性细长构件的外部的治疗和诊断试剂分配器，所述治疗和诊断试剂分配器限定贮存器、管腔和喷嘴，所述贮存器被配置为贮存治疗试剂和诊断试剂中的至少一种，所述管腔与所述贮存器流体连通，所述喷嘴布置在所述管腔的远端处，其中所述治疗和诊断试剂分配器被配置为从所述贮存器通过所述管腔并且从所述管腔通过所述喷嘴分配雾化颗粒以治疗所述目标部位，所述柔性细长构件以及所述治疗和诊断试剂分配器被配置用于通过所述工作通道推进以将所述雾化颗粒直接递送到所述目标部位，以便吸收在所述目标部位中。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述雾化颗粒选自由液体、气体和凝胶构成的组。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述治疗和诊断试剂分配器是用于将所述雾化颗粒部署到所述目标部位上的气雾发射装置。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述治疗和诊断试剂分配器是喷雾器。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述治疗和诊断试剂分配器是雾化器。
6.根据权利要求2所述的系统，其中所述雾化颗粒中的每个颗粒在分配时的直径介于5微米和15微米之间。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述管腔网络的所述三维模型是通过计算机断层摄影扫描形成的，所述三维模型被配置为与来自第二成像模式的图像合并在一起以便于导航通过所述肺部的气道并到达治疗组织。
8.根据权利要求2所述的系统，其中所述用户界面被配置为评估所述雾化颗粒的功效。
9.根据权利要求2所述的系统，其中所述用户界面被配置为将所述管腔网络的治疗前三维模型与所述管腔网络的治疗后三维模型进行比较，使得能够确定所述雾化颗粒的功效。
10.根据权利要求1所述的系统，其中治疗试剂选自由支气管扩张剂、皮质类固醇、甲基黄嘌呤、β激动剂、抑制剂、抗微生物剂、抗肿瘤剂、抗纤维化剂、生物制剂、免疫治疗剂、基因载体、放射性标记和自发荧光配体构成的组。
11.根据权利要求1所述的系统，其中诊断试剂选自由无机化合物和有机化合物、染料、着色剂、放射性示踪剂以及培养基化学类成分构成的组。
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