CN114099902A - 插入设备定位引导系统和方法 - Google Patents

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阮·科恩
约阿夫·斯坦
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Abstract

本文提供一种插入设备定位引导系统及方法，系统包括：电磁场发生器，被定位在对象的躯体的外部，且被配置用于生成覆盖治疗区域的电磁场；肠管，在所述肠管的远端尖端处包括电磁传感器，电磁传感器被配置用于感测电磁场；配准传感器，被配置用于在对象的躯体上标注至少第一和第二解剖学位置和/或取向；以及处理电路系统，被配置用于：从电磁传感器连续不断地获得信号，基于从电磁传感器获得的信号，在肠管的插入期间连续不断地确定肠管的远端尖端关于通过配准传感器标记的第一和第二解剖学位置的位置；在肠管的插入期间显示肠管相对于第一和第二解剖学位置的路径；其中基于连续不断地确定的远端尖端的位置生成路径。

Description

插入设备定位引导系统和方法
本申请是申请人为纽奇赛尔有限合伙企业、申请日为2017年8月17日、申请号为201710706676.6、发明名称为“插入设备定位引导系统和方法”的分案申请。
技术领域
本公开的实施例涉及插入设备定位引导系统和方法。
背景技术
肠道灌食通常用作对无法以其他方式灌食的患者的营养支持。尽管许多益处与较早地开始肠道喂养相关联，但是灌食管的误放相对常见并且可导致患者不适以及并发症。仅在已插入所述管之后才确认其位置则延误了灌食以及水合或药物治疗的开始。用于引导放置鼻肠灌食管的床边电磁(EM)系统是可用的并且在所述手术过程中被医疗工作人员使用以避免灌食管的误放。然而，仍需要在医疗手术过程中提供重要工具定位的增强准确性的可靠实时追踪系统。
相关技术的上述示例以及与其相关的限制旨在是说明性的而非排他性的。在阅读本说明书并研究附图之后，相关领域的其他限制对本领域技术人员而言将变得明显。
发明内容
结合系统、工具和方法描述并展示了以下实施例及其方面，所述系统、工具和方法意指是示例性且说明性的，并不限制范围。
通常与使用电磁定位引导系统来插入灌食管相关联的问题之一是难以在通常是动态的患者环境中获得可靠性。例如，患者经常移动并且床位从一个地方移到另一个地方。因此本文中提供了一种电磁定位引导系统，无论患者的移动或位置如何所述电磁定位引导系统均是可靠地可操作的并且无需校准。
根据一些实施例，提供了一种插入设备定位引导系统，包括：电磁场发生器，所述电磁场发生器被配置用于生成覆盖治疗区域的电磁场；板传感器，所述板传感器被配置用于在所述治疗区域内被定位在限定对象的取向(具体地，垂直于所述对象的胸部的向量)的位置；基准传感器，被配置用于在所述治疗区域内被定位在所述对象的躯体上，所述基准传感器被配置用于限定表示所述对象的躯体相对于所述场发生器的位置和取向的基准坐标系；配准传感器，所述配准传感器被配置用于标记相对于所述基准坐标系的至少第一和第二解剖学位置；以及处理电路系统，所述处理电路系统被配置用于操作所述场发生器，读取从所述板传感器、所述基准传感器和所述配准传感器获得的信号，并且计算其相对于所述场发生器的位置和取向，所述处理电路系统进一步被配置用于生成表示所述对象的所述躯体以及所述第一和第二解剖学位置的解剖图，所述处理电路系统进一步被配置用于独立于所述对象的移动且独立于所述场发生器的所述位置和/或取向的偏差而促进位于所述插入设备的远端尖端部分中的尖端传感器相对于所述第一和第二解剖学位置的位置、取向和路径在所述3D解剖图上的可视化，由此促进了对成功医疗程序的确定。
在一些实施例中，所述基准传感器被配置用于被定位在所述患者躯体的一侧，从而使得所述3D解剖图进一步描绘所述对象的身体轮廓。在一些实施例中，所述3D解剖图示出了基本上平行于所述板传感器的所述对象的正面上部视图。在一些实施例中，所述3D解剖图示出了基本上垂直于所述板传感器的所述对象的侧视图。在一些实施例中，所述3D解剖图示出了所述对象的轴向视图。
在一些实施例中，所述系统进一步包括被配置用于显示所述3D图的监视器。
根据一些实施例，如本文中所公开的术语“解剖图”可以指代一个或多个示意图、一个或多个2D解剖图、一个或多个3D解剖图、或其任意组合。根据一些实施例，如本文中所公开的术语“解剖图”可以指代一组图(例如，2个、3个、4个或更多个图)，每个图表示不同的视图(例如，前视图、正面上部视图、侧视图、轴向视图)。
在一些实施例中，所述板传感器被配置用于被定位在所述对象的上部躯体和/或颈部之下。
在一些实施例中，所述配准传感器是被配置用于手动地操作的触笔。
在一些实施例中，所述插入设备为胃肠管。
在一些实施例中，所述第一解剖学位置为胸骨上切迹，并且所述第二解剖学位置为剑突。在一些实施例中，所述胃肠管相对于所述第一和第二解剖学位置的所述路径的正面视图显示指示成功插入。在一些实施例中，所述胃肠管的所述显示路径(正面视图)横穿所述第一解剖学位置与所述第二解剖学位置之间的轴线的位置指示成功插入。在一些实施例中，所述胃肠管的所述显示路径的实际形状指示成功插入。
根据一些实施例，提供了一种用于引导插入设备的方法，所述方法包括：利用电磁场发生器，将电磁场施加到治疗区域；在所述治疗区域内将板传感器定位在限定对象的取向的位置；在所述治疗区域内将基准传感器定位在所述对象的躯体上，所述基准传感器限定表示所述对象的躯体相对于所述场发生器的位置和取向的基准坐标系；利用配准传感器，标记至少第一和第二解剖学位置；利用处理电路系统，操作所述场发生器，读取从所述板传感器、所述基准传感器和所述配准传感器获得的信号，计算其相对于所述场发生器的位置和取向，并且生成表示所述对象的所述躯体以及所述第一和第二解剖学位置的解剖图；以及独立于所述对象的移动且独立于所述场发生器的所述位置和/或取向的偏差在所述解剖图上显示所述插入设备的尖端传感器相对于所述第一和第二解剖学位置的位置、取向和/或路径。
在一些实施例中，所述方法进一步包括将所述插入设备的所述远端尖端部分的所述路径显示在所述解剖图上并且由此促进了成功医疗程序的确定的步骤。
在一些实施例中，所述定位所述基准传感器包括：将其定位在所述患者躯体的一侧，从而使得所述解剖图进一步描绘所述对象的身体轮廓。
在一些实施例中，所述定位所述板传感器包括：将其定位在所述对象的上部躯体和/或颈部之下。
在一些实施例中，所述配准传感器是手动操作的触笔。
在一些实施例中，所述解剖图示出了基本上平行于所述板传感器的所述对象的正面上部视图。在一些实施例中，所述解剖图示出了基本上垂直于所述板传感器的所述对象的侧视图。在一些实施例中，所述解剖图示出了所述对象的轴向视图。
在一些实施例中，所述插入设备为胃肠管。
在一些实施例中，所述第一解剖学位置为胸骨上切迹，并且所述第二解剖学位置为剑突。在一些实施例中，所述胃肠管相对于所述第一和第二解剖学位置的路径显示指示成功插入。在一些实施例中，所述胃肠管的所述显示路径横穿所述第一解剖学位置与所述第二解剖学位置之间的轴线的位置指示成功插入。在一些实施例中，所述胃肠管的所述显示路径的实际形状指示成功插入。
在一些实施例中，所述电磁场发生器并未与所述患者进行任何物理接触。在一些实施例中，所述电磁场发生器被设计为不与所述患者进行物理接触。在一些实施例中，所述电磁场发生器未被设计为与所述患者进行直接或间接物理接触。
在一些实施例中，所述处理器/处理电路系统可以包括两个单元或两个子单元。第一单元被配置用于控制整个追踪系统(例如，操作所述场发生器，读取从所述板传感器、所述基准传感器和所述配准传感器获得的信号并且计算其相对于所述场发生器的位置和取向)。第二单元被配置用于从所述第一处理器接收计算出的位置和取向信息，并且使用此信息生成表示所述对象的所述躯体以及所述第一和第二解剖学位置的3D解剖图，并且独立于所述对象的移动且独立于所述场发生器的位置和/或取向的偏差而允许尖端传感器相对于所述第一和第二解剖学位置的位置、取向和/或路径在所述3D解剖图上的可视化。
根据一些实施例，还可以被称为位置传感器的所述尖端传感器被定位在所述管/导管/探针的远端处或邻近所述管/导管/探针的远端并且帮助确定所述管/导管/探针的远端在患者身上的位置。
根据一些实施例，可以使用传感器(例如，位置传感器)(比如磁场传感器、基于阻抗的传感器或超声传感器)来应用本文中所描述的系统和方法。根据一些实施例，所述位置传感器(例如，尖端传感器)可以指代安装在管/导管/探针上的元件，所述管/导管/探针使所述处理电路系统接收指示所述元件的坐标的信号。所述位置传感器可以包括接收器，所述接收器基于所述传感器接收到的能量(例如，从所述场发生器)为处理电路系统/控制单元生成位置信号。根据一些实施例，所述传感器与所述处理单元之间的通信可以是无线的。
本发明及其实施例的更多细节和特征可以在本说明书和所附附图中找到。
除非另外限定，否则本文中所使用的全部技术术语和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。尽管可以在本发明的实践或测试中使用与本文中所描述的方法和材料类似的或等效的方法和材料，但是在下文中描述了合适的方法和材料。在发生冲突的情形下，以本专利说明书(包括定义)为准。此外，材料、方法和示例仅为说明性的并且不旨在是限制性的。
附图说明
在所参考的附图中展示了示例性实施例。附图中所示出的部件的尺寸以及特征通常是为了呈现的方便和清楚而选择的并且不一定按照比例示出。下文中列出了附图。
图1是根据一些实施例的插入设备定位引导系统的框图。
图2A示意性地展示了根据一些实施例的在医院环境中的插入设备定位引导系统。
图2B示出了根据一些实施例的图2A的图示的放大部分。
图2C示出了根据一些实施例的图2A的图示的侧视图。
图2D-E示意性地展示了根据一些实施例的在医院环境中的插入设备定位引导系统，示出了使用触笔标记的解剖学位置、位于不同位置的基准传感器和板传感器。
图3A示出了根据一些实施例的插入设备的放置的“实时”显示的视图。
图3B示出了根据一些实施例的插入设备的放置的“回放”显示的视图。
图4是根据一些实施例的用于引导插入医疗设备的位置的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
本文中所公开的是一种用于对可插入医疗设备(例如，管(比如灌食管))的插入进行引导的系统和方法。所公开的系统可以用作插入设备定位引导系统。所述系统可以用于在插入过程中实时地追踪并指示插入医疗设备的位置。作为一个示例，所述系统可以在灌食管插入对象的身体中时追踪并指示其尖端的位置。有利地，这使得插入过程相当地更加容易且更加安全，确保了所述管插入在正确的位置处。
根据一些实施例，提供了一种插入设备定位引导系统，包括：电磁场发生器，所述电磁场发生器被配置用于生成覆盖治疗区域的电磁场；板传感器，所述板传感器被配置用于在所述治疗区域内被定位在限定对象的取向(具体地，垂直于所述对象的胸部的向量)的位置；基准传感器，被配置用于在所述治疗区域内被定位在所述对象的躯体上，所述基准传感器被配置用于限定表示所述对象的躯体相对于所述场发生器的位置和取向的基准坐标系；配准传感器，所述配准传感器被配置用于标记相对于所述基准坐标系的至少第一和第二解剖学位置；以及处理电路系统，所述处理电路系统被配置用于操作所述场发生器，读取从所述板传感器、所述基准传感器和所述配准传感器获得的信号，计算其相对于所述场发生器的位置和取向，并且生成表示所述对象的所述躯体以及所述第一和第二解剖学位置的解剖图，所述处理器/处理电路系统进一步被配置用于独立于所述对象的移动且独立于所述场发生器的所述位置和/或取向的偏差而促进位于所述插入设备的远端尖端部分中的尖端传感器相对于所述第一和第二解剖学位置的位置、取向和路径在所述解剖图上的可视化，由此促进了对成功医疗程序的确定。可选地，所述系统进一步包括被配置用于显示所述图的监视器。
板传感器被配置用于在所述治疗区域内被定位在限定对象的取向(具体地，垂直于所述对象的胸部的向量)的位置。对象的所述取向(具体地，垂直于所述对象的胸部的向量)可以由被配置用于被定位在所述治疗区域内的板传感器来指示。在非限制性示例中，所述板传感器被配置用于被定位在所述对象的上部躯体和/或颈部之下。
表示所述对象的躯体相对于所述场发生器的所述位置和取向的基准坐标系可以由被配置用于在所述治疗区域内被定位在对象的躯体上的基准传感器来指示。所述基准传感器可以被定位在所述患者的躯体的一侧，从而使得所述解剖图进一步描绘所述对象的身体轮廓。
所述第一和所述第二解剖学位置可以由被配置用于标记相对于所述基准坐标系的至少所述第一和所述第二解剖学位置的配准传感器来指示。可选地，所述配准传感器是被配置用于手动地操作的触笔。可选地，所述第一解剖学位置为胸骨上切迹并且所述第二解剖学位置为剑突，并且所述胃肠管相对于所述第一和所述第二解剖学位置的路径显示指示成功插入。
所述电磁场发生器贯穿将管置于对象身体内的过程的持续时间可以是静态的。在这样的情况下，被电磁场覆盖的区贯穿将管置于对象身体内的过程的持续时间是静态/恒定的。有利地，静态电磁场可能有助于显示的准确性。
所述解剖图可以示出基本上平行于所述板传感器的所述对象的正面上部视图和/或基本上垂直于所述板传感器的所述对象的侧视图和/或所述对象的轴向视图。
适合用作上述电磁追踪系统(包括电磁场发生器以及所述传感器中的一个或多个传感器)的硬件的一个示例是加拿大安大略省的Northern Digital Inc(北部数字公司)的
Figure BDA0003366767030000061
系统。
贯穿以下描述，所述设备的不同实施例的类似元件用相差100的整数倍的元件编号来标号。例如，图1的电磁场发生器用数字102来标号，并且与图1的电磁场发生器102相对应的图2的电磁场发生器用数字202来标号。
现在参考图1，其是插入设备定位引导系统100的框图。系统100包括：电磁场发生器102，所述电磁场发生器被配置用于生成至少覆盖感兴趣区域103b(例如，治疗区域(比如患者的躯体))的电磁场103a；多个电磁传感器(比如传感器104、106和108)，所述电磁传感器用于指示尖端传感器(位于插入设备的远端尖端部分中)在所述感兴趣区域103b(通常为对象的躯体)的解剖图(图3A和图3B)上的位置。系统100进一步包括处理器110，所述处理器被配置用于操作所述场发生器，读取从所述板传感器、所述基准传感器和所述配准传感器获得的信号，计算其相对于所述场发生器的位置和取向，并且生成表示所述对象的所述躯体的所述解剖图。处理器110被配置用于独立于所述对象的移动且独立于场发生器102的所述位置和/或取向的偏差而促进所述尖端传感器的所述位置和路径相对于预先指定的解剖学位置在所述解剖图上的可视化。系统100进一步包括监视器112，所述监视器可操作地连接至处理器110并且被配置用于在解剖图上显示插入设备尖端和插入部位的位置和/或从所述插入设备尖端通向所述插入部位的路径。在一些实施例中，监视器112可以与处理器110集成(比如在单体计算机的情况下)。因此，对成功的医疗程序(例如，如与肺相反地，将灌食管插入胃中)进行确定是有可能的。
传感器108通常是被配置用于在所述治疗区域内被定位在限定对对象的取向的位置的板传感器。可选地，所述位置指示对象的姿势。板传感器108可选地是6-DOF(自由度)电磁传感器。板传感器108可选地定位在对象的床上并且被配置用于通过标记床的位置来标记对象的姿势。可替代地，板传感器108可以附接至对象的身体。可选地，板传感器108被定位在对象的背部之下。可选地，板传感器108被定位在对象的上部躯体和/或颈部之下。在保持板传感器108邻近对象背部的情况下，其可以指示对象是躺着、以部分地抬起其上身的方式躺着、还是坐着。基准传感器108可以例如是能够确定其相对于场发生器102的位置(XYZ轴)和姿态(滚转、偏转和俯仰)的6条轴的6-DOF电磁传感器。
传感器104通常是被配置用于被定位在对象躯体上的基准传感器。基准传感器104被配置用于限定表示对象的躯体相对于场发生器的位置和取向的基准坐标系。可选地，基准传感器104可以附接至患者的皮肤，例如，在患者躯体的一侧(比如在患者腋窝下方)。在这样的情况下，解剖图进一步描绘对象的身体轮廓。基准传感器104可以例如是能够确定其相对于场发生器102的位置(XYZ轴)和姿态(滚转、偏转和俯仰)的6条轴的6-DOF电磁传感器。
传感器106通常是配准传感器，所述配准传感器被配置用于被定位在对象身体(例如，对象的躯体)上和/或用于在所述身体上标记至少第一和第二解剖学(胸廓)位置。可以根据所使用的程序的类型、插入医疗设备的类型等来标记来标记不同的解剖学位置。对解剖学位置进行标记可以是物理的，比如附接标记/基准点(比如贴纸)。可替代地，对解剖学位置进行标记可以是虚拟的，比如配准虚拟标记/基准点。根据实施例，所述标记可以促进标识或指定对象身体内或上的解剖学位置(比如在非限制性示例中，对象的胸骨上切迹、和对象的剑突)。
可选地，配准传感器106是触笔传感器，所述触笔传感器被配置用于被手动地操作以便标记对象的身体上由触笔的操作者所标识的至少第一和第二解剖学位置。仅作为示例，一旦触笔传感器106被定位在患者身体上的期望点之上，则可以通过指示软件(例如但不限于通过按压GUI按钮或语音激活)来做出所述标记。所述标记可以被传送至处理器110并由其进行配准。
系统100被配置用于结合插入医疗设备(未示出)(比如灌食管)来进行工作。所述插入医疗设备可以包括允许其在感兴趣区域103b内进行追踪的一个或多个传感器。优选地，所述传感器位于插入医疗设备的尖端处。在这样的情况下，处理器110和监视器112被配置用于计算并显示插入医疗设备的尖端在通向插入部位/目标区域的指定解剖学位置之间的位置和/或推进。
根据一些实施例，如本文中所使用的，术语“插入设备”和“插入医疗设备”可以指代被适配用于插入身体中的任何设备/工具。插入设备可以是任何医疗插入设备或医疗外科手术设备。插入医疗设备的非限制性示例包括灌食管(比如胃肠管(例如，鼻肠灌食管)、气管内管、气管造口术管、胃管、导管或环甲软骨切开术管)。插入设备的其他示例在本领域中是公知的。
根据一些实施例，术语“处理电路系统”和“处理器”可以互换地使用。
在一些实施例中，插入设备是管。在一些实施例中，所述管是灌食管。在一些实施例中，所述管是胃/肠灌食管，比如但不限于鼻胃灌食管或鼻肠灌食管。根据一些实施例，灌食管可能已将电磁传感器布置在其中和/或其上(例如，在其远端处)。
现在参考图2A至图2E，其示意性地展示了根据一些实施例的在医院环境中的插入设备定位引导系统200。图2A示意性地展示了根据一些实施例的在医院环境中的插入设备定位引导系统，图2B示出了根据一些实施例的图2A的图示的放大部分，图2C示出了根据一些实施例的图2A的图示的侧视图，并且图2D和图2E示意性地展示了根据一些实施例的在医院环境中的插入设备定位引导系统，示出了用触笔标记的解剖学位置、位于不同位置处的基准传感器(如在图2A至图2C中所示出的)和板传感器。
与图1的系统100相类似，系统200包括电磁场发生器202以及多个电磁传感器204、206和/或208。进一步地，系统200被配置用于结合插入医疗设备(未示出)来进行工作，所述插入医疗设备可以包括被配置用于感测和/或干扰场发生器202所生成的电磁场的一个或多个电磁传感器。可选地，系统200的监视器212与计算机集成，所述计算机对应于或包括图1的处理器110。
根据一些实施例，电磁场发生器202可以以相对于患者的种这角度和位置被定位，以使得所生成的电磁场能够覆盖外部和内部工作区域，或者换言之，整个上部躯体(至少从鼻子区域到十二指肠区域)。基准传感器204、板传感器208和触笔传感器206全部覆盖在场发生器202所产生的场之下。灌食管的尖端传感器被配置用于移动到消化系统内部，并且其路径因此可以被追踪。基准传感器204可以附接至患者的皮肤和/或在其上，例如，在患者的腋窝下方。用于附接传感器的合适手段(比如例如贴纸、医用胶等等)在本领域中是公知的。基准传感器204可以用于基于场发生器202所发出的电磁场(未示出)来检测患者相对于场发生器202的位置(XYZ轴)和姿态(滚转、偏转和俯仰)。
如本文中所讨论的，板传感器208可以被定位在限定对象的取向(或者至少被治疗的身体部分的取向)的位置处。例如，如果医疗插入过程涉及患者的躯体，则板传感器208可以被定位在平行于所述躯体的患者的床215的一部分上，如在图2D中所示出的。可替代地，如在图2E中所示出的，将板传感器308至少部分地插入患者的背部与床215之间。
可以手动地操作触笔传感器206以便在患者的皮肤上标记一个或多个解剖学位置。例如，图2D和图2E示出了在患者的胸部上标记两个这样的解剖学位置(在这些附图中被指示为“206a”和“206b”)。解剖学位置206a被标记在胸骨上切迹上，并且解剖学位置206b被标记在剑突上。所述标记可以被传送到计算机并且由其进行配准。
可选地，计算机接收基准传感器204、板传感器208以及两个被标记的解剖学位置206a和206b的位置信号和姿势信号，并且计算表示对象的躯体的解剖学标记，此后医疗程序可以开始。在引导插入灌食管的示例性情况下，灌食管的尖端配备有传感器。可选地，计算机从接收信号并计算传感器位置的第二处理器接收传感器的实际位置和取向。可选地，计算机从接收来自传感器的信号并计算其物理位置的第二处理器接收实际位置和取向。
以如下方式操作系统200：
激活电磁场发生器202以便将电磁场施加到治疗区域，从而覆盖对象的躯体；
将板传感器208/308定位在限定对象的取向(或者至少被治疗的身体部分的取向)的位置(例如，在对象的躯体下方的床上)的治疗区域内；
在治疗区域内将基准传感器204定位在对象的躯体上(优选地在躯体的一侧)。基准传感器204限定表示对象的躯体相对于场发生器的位置和取向的基准坐标系；
配准传感器206用于在对象的躯体上标记两个解剖学位置(例如，胸骨上切迹和剑突)；
利用处理器，生成表示躯体和两个解剖学位置的解剖图并且在监视器212上显示所述解剖图以及(灌食管的)尖端传感器的位置和路径。可以显示尖端传感器相对于两个解剖学位置和/或相对于经过两个解剖学位置之间的纵轴且沿躯体的中心的路径。
现在参考图3A，其示出了根据一些实施例的插入设备的放置的“实时”显示的视图，并且现在参考图3B，其示出了根据一些实施例的放置插入设备的“回放”显示的视图。可以将这样的显示呈现在监视器(比如监视器212)上。左角包括一般信息和患者的详细资料，并且在图3B的显示中还包括回放控制。
示意性地绘制了尖端的路径，使得护理人员能够可视化管的整个插入路径，直到其到达期望的位置。可选地并且如在图3A和3B中所示出的，箭头在路径的尖端附近，指示管所指向的实际方向。(多个)这样的箭头可以帮助用户适当地插入管(或者更好地理解管在哪儿以及管移向哪个方向)。图3A和图3B两者的显示示出了患者身体的三个视图：在监视器的顶部右侧示出的前视图、在监视器的底部左侧示出的横向视图、以及在监视器的底部右侧示出的轴向视图。在一些实例中，可以示出不同的和/或附加的视图。
在手动地操纵医疗器具进入患者身体时，将插入医疗设备插入的护理人员可以查看监视器212上的指示，以便将其导入身体中的期望位置。
现在参考图4，其是根据一些实施例的用于引导插入医疗设备的位置的方法的步骤的流程图。步骤420包括将电磁场应用到治疗区域。可选地，电磁场发生器(比如图2的电磁场发生器202)被定位成使得电磁场覆盖治疗区域。板传感器(比如图2A至图2D的板传感器208)被定位在限定对象的取向(或者至少被治疗的身体部分的取向)的位置(步骤422)。基准传感器(比如图2A至图2D的基准传感器204)在治疗区域内被定位在患者身上(在对象的躯体上)，所述基准传感器限定表示对象躯体相对于场发生器的位置和取向的基准坐标系(步骤424)。可选地，基准传感器被定位在患者躯体的一侧，诸如以便指示对象的身体轮廓。通过利用配准传感器来标记至少第一和第二解剖学位置(步骤426)。可选地，手动操作触笔传感器(比如图2A至图2D的触笔传感器206)以标记所述至少第一和第二解剖学位置(例如，206a和206b)。可替代地，一个或多个配准传感器被定位在所述至少第一和第二解剖学位置之上。可选地，所述第一解剖学位置为胸骨上切迹，并且所述第二解剖学位置为剑突。基准传感器204、板传感器208和两个被标记的解剖学位置206a和206b中的每一项均存在于感兴趣区域内。可以同时地或以可互换的顺序执行步骤420、422和424中的每个步骤。表示对象躯体以及第一和第二解剖学位置的解剖图通过利用处理器来生成(步骤428)。所述解剖图可以基于从基准传感器204、板传感器208和两个被标记的解剖学位置206a和206b接收到的信号来生成。独立于对象的移动且独立于场发生器的位置和/或取向的偏差而将插入设备的尖端传感器相对于第一和第二解剖学位置的位置和取向显示在解剖图上(步骤430)。这可在所有传感器保持在场发生器的感测体积内时完成。
可选地，解剖图示出了基本上平行于板传感器的对象的正面上部视图、基本上垂直于板传感器的对象的侧视图、对象的轴向视图。可选地，解剖图通过计算并显示被插入设备相比第一解剖学位置206a和第二解剖学位置206b的位置来使能可视化对象身体内的插入设备(具有被配置用于感测和/或干扰场发生器所生成的电磁场的电磁传感器)的位置。可选地，所述计算可以包括：至少部分地基于从基准传感器204和板传感器208接收的并且在所述过程中连续不断地和/或实时获得的信号来正常化所述位置。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。所述计算机程序产品可以包括其上具有用于使处理器实施本发明的方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或多个计算机可读存储介质)。
所述计算机可读存储介质可以是有形设备，所述有形设备可保留并存储指令以供指令执行设备使用。所述计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光学存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、或上述各项的任何适合的组合。计算机可读存储介质的更多具体示例的非穷尽列表包括以下各项：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式致密盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、记忆棒、软盘、其上记录有指令的机械编码设备、以及以上各项的任何适合的组合。如本文中所使用的，计算机可读存储介质不应被解释为本身是瞬态信号(比如无线电波或其他自由传播的电磁波)、通过波导或其他传输介质(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)传播的电磁波、或通过导线传输的电信号。相反，所述计算机可读存储介质是非瞬态(即，非易失性)介质。
本文中所描述的计算机可读程序指令可从计算机可读存储介质下载到对应的计算/处理设备或者经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网)下载到外部计算机或外部存储设备。所述网络可以包括铜制传输电缆、光学传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令并且转发所述计算机可读程序指令以存储在对应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于实施本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关的指令、微代码、固件指令、状态设定数据、或者以一种或多种编程语言的任何组合编写的源代码或者目标代码，所述一种或多种编程语言包括面向对象的编程语言(比如Java、Smalltalk、C++等)以及常规程序化编程语言(比如“C”编程语言或类似的编程语言)。计算机可读程序指令可以完全地在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立的软件包执行、部分在用户的计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情境中，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接至用户的计算机，或者可以(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)连接至外部计算机。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路系统可以通过利用用于个性化电子电路系统的计算机可读程序指令的状态信息来执行计算机可读程序指令，从而执行本发明的方面。
在本文中参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本发明的方面。将理解的是，流程图图示和/或框图的每个方框以及流程图图示和/或框图中的方框的组合可以由计算机可读程序指令来实施。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以生产机器，从而使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或框图的一个方框或多个方框中所指定的功能/动作的手段。这些计算机可读程序指令还可以存储在计算机可读存储介质中，所述计算机可读存储介质可以指导计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式发挥作用，从而使得将指令存储在其中的计算机可读存储介质包括制品，所述制品包括实施流程图和/或框图的一个方框或多个方框中所指定的功能/动作的方面的指令。
计算机可读程序指令还可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以便使一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行从而产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实施流程图和/或框图的一个方框或多个方框中所指定的功能/动作。
附图中的流程图和框图展示了根据本发明的各实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。在此方面，流程图或框图中的每个方框都可以表示包括用于实现(多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、片段或者指令的一部分。在一些替代性实现方式中，方框中所标注的功能可以不按附图中所标注的顺序发生。例如，实际上，连续示出的两个框可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将指出的是，可以通过执行指定功能或动作或者实施专用硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实施框图和/或流程图图示中的每个方框以及框图和/或流程图图示中的方框的组合。
对本发明的各实施例的描述已经出于说明的目的得以呈现，但是并不旨在是穷举的或局限于所公开的实施例。在不偏离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对本领域普通技术人员来说将是明显的。选择本文中所使用的术语来最佳地解释实施例的原理、对市场中所找到的技术的实践应用或者对所述技术的技术改进，或者使得本领域的其他普通技术人员能够理解本文中所公开的实施例。

Claims (11)

1.一种用于定位肠管的引导系统，包括：
电磁场发生器，所述电磁场发生器被定位在对象的躯体的外部，所述电磁场发生器被配置用于生成覆盖治疗区域的电磁场；
肠管，在所述肠管的远端尖端处包括电磁传感器，所述电磁传感器被配置用于感测所述电磁场；
配准传感器，所述配准传感器被配置用于在所述对象的躯体上标注至少第一和第二解剖学位置和/或取向；以及
处理电路系统，所述处理电路系统被配置用于：
从所述电磁传感器连续不断地获得信号，
基于从所述电磁传感器获得的信号，在所述肠管的插入期间连续不断地确定所述肠管的远端尖端关于通过所述配准传感器标记的所述第一和第二解剖学位置的位置；
在所述肠管的插入期间显示所述肠管相对于所述第一和第二解剖学位置的路径；其中基于连续不断地确定的所述远端尖端的位置生成所述路径。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被进一步配置用于基于显示的路径确定所述肠管的插入是否成功。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述配准传感器被并入被配置用于手动地操作的触笔的尖端。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一解剖学位置为胸骨上切迹，并且所述第二解剖学位置为剑突。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述肠管是灌食管。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述电磁触感器是被配置为可移动地定位在所述肠管的内部或上的单独的单元。
7.一种用于引导肠管的插入的方法，所述方法包括：
利用外部的场发生器，生成覆盖对象的躯体的区域的电磁场；
利用配准传感器，在所述对象的躯体上标记至少第一和第二解剖学位置；
在显示器上显示指示由所述配准传感器标记的第一和第二解剖学位置的相对位置的标记，
将肠管插入患者，所述肠管包括被配置用于感测所述电磁场的尖端传感器；
基于所述尖端传感器的读取，在所述肠管的插入期间连续不断地确定所述肠管的远端尖端关于所述第一和第二解剖学位置的位置；
在所述肠管的插入期间显示所述肠管相对于所显示的第一和第二解剖学位置的路径，其中在所述肠管的插入期间基于连续不断地确定的所述远端尖端的位置生成所述路径。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：基于所显示的路径确定所述肠管的插入是否成功。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述配准传感器被并入手动地操作的触笔的尖端。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一解剖学位置为胸骨上切迹，并且所述第二解剖学位置为剑突。
11.如权利要求7所述的方法，其中，所述肠管是灌食管。
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