用于在医疗过程中进行跟踪的方法和装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102470014 A (43)申请公布日 2012.05.23 CN 102470014 A *CN102470014A* (21)申请号 201080029453.7 (22)申请日 2010.05.17 61/221,138 2009.06.29 US A61B 19/00(2006.01) A61B 1/267(2006.01) (71)申请人皇家飞利浦电子股份有限公司地址荷兰艾恩德霍芬 (72)发明人 J萨巴奇恩斯基 H舒尔茨 (74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司 72002 代理人黄云铎陈松涛 (54) 发明名称用于在医疗过程中进行跟。

2、踪的方法和装置 (57) 摘要用于患者的目标解剖结构的跟踪系统可以包括具有主体(281)的医疗设备，该主体(281)具有远端(290)和在其中形成的至少一个通道(292)，其中，该主体适于通过解剖结构 (105) 插入到达目标区域 (430) ；连接到主体并且接近远端放置的加速度计 (185) ；与主体可操作耦合的成像设备 (295) ；以及与主体可操作耦合的光源 (297)，其中，加速度计与远程处理器 (120) 进行通信以便向其发送加速度数据，其中，成像设备与远程处理器进行通信以便向其发送实时图像，并且其中，通过处理器基于加速度数据确定医疗设备相对于。

3、解剖结构的取向。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.12.29 (86)PCT申请的申请数据 PCT/IB2010/052176 2010.05.17 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/001301 EN 2011.01.06 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页说明书 6 页附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 2 页说明书 6 页附图 6 页 1/2 页 2 1. 一种在医疗过程中进行跟踪的方法，所述方法包括：从整体连接到医疗设备 (180) 的加速度计 (185) 接收加速度数据。

4、 (750)，在远程处理器 (120) 处对所述加速度数据进行接收，将所述医疗设备通过患者的解剖结构 (105) 朝向目标区域 (430) 移动；以及基于所述加速度数据确定所述医疗设备相对于所述解剖结构的取向。 2. 如权利要求 1 所述的方法，还包括：获得所述解剖结构的图像；利用所述图像校准所述取向；在所述解剖结构的第一分叉处，使用所述图像确定进入分叉的支气管的方向；并且基于所确定的取向将所确定的方向与预期方向进行比较。 3. 如权利要求 1 所述的方法，还包括使用所述医疗设备 (180) 获取所述解剖结构的实时图像，并且将所获取的图像显示在与所述处。

5、理器(120)可操作耦合的显示设备(130)上。 4. 如权利要求 3 所述的方法，还包括将取向指示符与所述解剖结构 (105) 的所获取的实时图像叠加，其中，所述取向指示符代表所述医疗设备 (180) 相对于所述解剖结构的所述取向。 5. 如权利要求 1 所述的方法，还包括：使用所述医疗设备 (180) 获取所述解剖结构 (105) 的实时图像；将所获取的图像显示在与所述处理器 (120) 可操作耦合的显示设备 (130) 上；并且将所述取向呈现在所述显示设备上，其中，通过在所述显示设备上旋转所获取的图像来呈现所述取向。 6. 如权利要求 1 所述的方法，还。

6、包括将所述取向呈现在与所述处理器 (120) 可操作耦合的显示设备 (130) 上。 7. 如权利要求 1 所述的方法，还包括使用所述患者的图像检测所述解剖结构中的分叉。 8. 如权利要求 7 所述的方法，其中，使用计算机断层摄影、磁共振成像和超声成像中的至少一种获得所述患者的所述图像。 9. 如权利要求 7 所述的方法，还包括将所述医疗设备 (180) 的当前位置叠加在所述患者的所述图像上。 10. 如权利要求 1 所述的方法，还包括：获得所述解剖结构的图像；通过选择所述图像的对应切片确定所述图像中的目标区域；使用图像处理对所述图像的一部分进行分割；并且。

7、规划从气管进入支气管树到达所述目标区域的路径。 11. 一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可执行代码，所述计算机可执行代码配置用于使在其中提供了所述计算机可读存储介质的计算设备执行下列操作：从整体连接到医疗设备 (180) 的取向传感器 (185) 接收取向数据 (750)，在远程处理器 (120) 处对所述取向数据进行接收，将所述医疗设备通过患者的解剖结构 (105) 朝向目标区域 (430) 移动；基于所述位置数据确定所述医疗设备相对于所述解剖结构的取向；权利要求书 CN 102470014 A 2 2/2 页 3 使用所述医疗设备获取所述解剖结构的。

8、实时图像；以及将所获取的图像和所述医疗设备相对于所述解剖结构的所述取向呈现在可操作耦合到所述处理器的显示设备 (130) 上。 12.如权利要求11所述的计算机可读存储介质，其中，所述取向传感器(185)是加速度计和磁力计之一，并且其中，所述取向数据是加速度数据。 13. 如权利要求 11 所述的计算机可读存储介质，还包括：用于使所述计算设备将取向指示符与所述解剖结构 (105) 的所获取的实时图像叠加的计算机可执行代码，其中，所述取向指示符代表所述医疗设备 (180) 相对于所述解剖结构的所述取向。 14. 如权利要求 11 所述的计算机可读存储介质，还包括。

9、：用于使所述计算设备使用所述患者的图像检测所述解剖结构中的分叉的计算机可执行代码。 15. 如权利要求 15 所述的计算机可读存储介质，还包括：用于使所述计算设备将所述医疗设备 (180) 的当前位置叠加在所述患者的所述图像上的计算机可执行代码。 16. 一种内窥镜，包括：主体 (281)，其具有远端 (290) 和在所述主体中形成的至少一个通道 (292)，所述主体适于通过解剖结构 (105) 插入、到达目标区域 (430) ；连接到所述主体并且接近所述远端放置的加速度计 (185) ；与所述主体可操作耦合的成像设备 (295) ；以及与所述主体可操作耦合。

10、的光源 (297)，其中，所述加速度计与远程处理器 (120) 进行通信以便向其发送加速度数据，其中，所述成像设备与所述远程处理器进行通信以便向其发送实时图像，并且其中，通过所述处理器基于所述加速度数据确定所述医疗设备相对于所述解剖结构的取向。 17.如权利要求16所述的内窥镜，其中，将成像设备(295)和所述光源(295)接近所述主体 (281) 的所述远端 (290) 放置。 18.如权利要求16所述的内窥镜，其中，所述至少一个通道(292)是第一通道和第二通道，所述第一通道适于提供对所述目标区域的抽吸，所述第二通道适于使外科设备经其而通过。 19.如权利。

11、要求16所述的内窥镜，其中，所述加速度计(185)通过无线链路与所述远程处理器 (120) 进行通信。 20.如权利要求16所述的内窥镜，其中，所述成像设备(295)通过无线链路与所述远程处理器 (120) 进行通信。权利要求书 CN 102470014 A 3 1/6 页 4 用于在医疗过程中进行跟踪的方法和装置 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求 2009 年 6 月 29 日提交的美国临时申请 s/n 61/221,138( 申请人卷号 PH013137US1) 的权益，通过参考将其合并于此。相关申请是 2009 年 6 月 29 日提交的 s。

12、/n 61/221,150“Method and System for Position Determination” ( 申请人卷号 PH013333US1)。技术领域 0003 本申请涉及治疗领域，特别涉及对医疗过程进行跟踪，并且将特别参考其进行描述。背景技术 0004 已经提出了各种技术和系统以便诸如基于根据 3D 成像格式的测量来改善器械放置 ( 例如，导管放置 ) 进入身体的精确性。这些成像格式试图对进入设备相对于诸如 MRI 检测目标组织的治疗目标区域进行定位。这些成像格式产生用于确定设备在处置期间的合适定位的成像数据。 0005 在许多情况下，仅在该成像数据信。

13、息的基础上递送医疗设备，并且相对于目标的最终位置的确认甚至可能需要采集第二组图像。在设备中使用摄像机来视觉呈现设备路径的一些情况下，如果不遵循正确的路径，例如设备在移动期间扭动，其就不清楚。 0006 支气管镜检查是对支气管内部进行观察的方法。将柔性光纤设备、支气管镜、一种特殊类型的内窥镜通过患者的口或者鼻孔插入气道系统。允许肺脏学家看见气管、主支气管、以及较大的小支气管的内部。通常，支气管镜具有工作通道，可以通过该工作通道将小型外科器械带到支气管镜尖端。 0007 可以在 CT 扫描上检测到肺部病变。为了实现可靠诊断，必须经常对组织样本进行研究。虽然可能。

14、用针从外面提取组织样本，但是该方法具有某些问题。在支气管镜的帮助下，可能避免这些问题。肺部病变的经支气管内窥镜活检是经支气管窥镜收集肺部组织的外科技术。使用小手术镊或者活检针通过工作通道从支气管壁后面得到肺部组织。发明内容 0008 提供该概述，以符合美国的 37C.F.R.1.73 条款，该条款要求本发明的概述简要指示本发明的本质和实质。提交该概述是基于这样的理解，即，将不使用该概述解释或者限制权利要求的范围或者意义。 0009 根据示例性实施例的一方面，在医疗过程中进行跟踪的方法可以包括从整体连接到医疗设备的加速度计接收加速度数据，其中，在远程处理器处对加速。

15、度数据进行接收，并且其中，将医疗设备通过患者的解剖结构朝向目标区域移动；并且基于加速度数据确定医疗设备相对于解剖结构的取向。 0010 根据示例性实施例的另一方面，计算机可读存储介质可以包括存储在其中的计算说明书 CN 102470014 A 4 2/6 页 5 机可执行代码，其中，配置计算机可执行代码以使得在其中提供有计算机可读存储介质的计算设备：从整体连接到医疗设备的取向传感器接收取向数据，其中，在远程处理器处对取向数据进行接收，并且其中，将医疗设备通过患者的解剖结构朝向目标区域移动；基于取向数据确定医疗设备相对于解剖结构的取向；使用医疗设。

16、备采集解剖结构的实时图像；并且将所采集的图像和医疗设备相对于解剖结构的取向呈现在可操作耦合到处理器的显示设备上。 0011 根据示例性实施例的另一方面，提供了内窥镜，其可以包括主体，主体具有远端和在其中形成的至少一个通道，其中，主体适于通过解剖结构插入到达目标区域；连接到主体并且接近远端放置的加速度计；与主体可操作耦合的成像设备；以及与主体可操作耦合的光源，其中，加速度计与远程处理器进行通信，以便向其发送加速度数据，其中，成像设备与远程处理器进行通信，以便向其发送实时图像，并且其中，由处理器基于加速度数据确定医疗设备相对于解剖结构的取向。。

17、 0012 这里所描述的示例性实施例可以具有相对于同时代系统和处理器的许多优点，包括外科设备放置的精确性和通过允许更快确定医疗设备的正确路径导致的过程时间减少。另外，可以通过改装现有外科设备利用这里所描述的系统和方法。一旦阅读和理解了下列详细说明，更多优点和益处对于本领域的普通技术人员将变得显而易见。附图说明 0013 从下列详细说明、附图和所附权利要求中，本领域的技术人员将意识到和理解本公开的上述以及其它特征和优点。 0014 图 1 是根据一个示例性实施例的在医疗过程中使用的跟踪系统的示意性图示说明； 0015 图 2 是与图 1 的跟踪系统一起使用的外科设备的示意。

18、性图示说明； 0016 图 3 是与图 1 的跟踪系统一起使用的另一个外科设备的示意性图示说明； 0017 图 4 是具有目标解剖结构的患者的示意性图示说明；并且 0018 图 5 是使用图 2 或者图 3 的外科设备所采集的患者支气管的图像； 0019 图6是图1-3的系统和设备可以使用的、用于在医疗过程期间执行跟踪的方法；并且 0020 图 7 是在外科设备和工作站之间的信号流的示意性图示说明。具体实施方式 0021 结合在用于人类的过程期间使用的支气管镜跟踪系统，对本公开的示例性实施例进行描述。本领域的普通技术人员应该理解，可以将本公开的示例性实施例应用到各种类。

19、型的医疗或者外科设备 ( 包括其它内窥镜或者医用导管 )、各种类型的过程、以及无论人类或者动物的身体各个部分，也可以与这些一起使用。示例性实施例还可以用于跟踪使用结合了摄像机或者代替摄像机的各种类型成像的外科设备，例如，由放置在进入身体的外科设备中的超声设备进行的超声成像。在这里将示例性实施例描述为结合成像使用加速度计跟踪。本公开的示例性实施例的方法和系统的使用可以适于应用到其它类型的目标解剖结构的跟踪中，并且可以使用包括磁力计的其它类型的取向感测传感器。说明书 CN 102470014 A 5 3/6 页 6 0022 参考图 1，示出了跟踪系统 100，。

20、其可以具有诸如支气管镜的外科设备 180，该外科设备 180 具有连接到其的加速度计 185。可以沿着或者接近外科设备 180 的尖端或者远端放置加速度计 185。虽然示例性实施例示出了单一加速度计 185，但是本公开预期使用任何数目的可以在沿着外科设备 180 的各种构造中的加速度计。可以将外科设备 180 使用在能够由支撑结构 170 支撑的患者的目标解剖结构 105 中。 0023 加速度计 185 可以是能够检测外科设备 180 的尖端加速度、从而可以生成关于当前尖端取向的取向信息的测量设备。加速度计 185 可以为各种类型，包括：压电式、 MEMS、热 ( 。

21、亚微米 CMOS 工艺 )、体微机械加工的电容式、体微机械加工的压电阻抗式、电容式粒子弹簧基底 (capacitive spring mass base)、机电伺服、零点平衡、应变仪、谐振、磁感应、光学、表面声波、 DC 响应、模态调谐冲击 (modally tuned impact)、座垫、 PIGA 等。在一个实施例中，可以利用 3 轴加速度计，其不仅测量加速度的强度，还测量其方向。 0024 可以将加速度计 185 可操作连接到处理器 120，该处理器 120 从其接收取向数据。可操作耦合可以是经过诸如线186的硬接线，并且/或者可以是加速度计1。

22、85和处理器120 之间的无线链路。在一个实施例中，取向数据可以是诸如电压变化的原始数据，对其进行测量并且发送到处理器120。在另一个实施例中，加速度计185可以在将取向数据发送到处理器 120 之前将原始数据转换成方向信息。 0025 系统 100 描绘了直接提供给处理器 120 的取向数据。然而，本公开预期加速度计 185将取向数据提供给取向采集单元(未示出)，其可以对数据进行处理并且随后将数据提供给处理器 120。 0026 在一个实施例中，可以与诸如高分辨率成像模态的、包括X射线扫描机155的成像模态 150 一起使用跟踪系统 100，或者跟踪系统 100 。

23、可以包括诸如高分辨率成像模态的、包括 X 射线扫描机 155 的成像模态 150。例如，可以通过扫描机 155 生成目标解剖结构 105 的高分辨率图像，并且将其存储在图像寄存器中。可以将图像寄存器合并入处理器 120 中，并且 / 或者图像寄存器可以是单独的存储器和 / 或处理设备。在图 1 中为了说明的目的示出了 C 臂 X 射线扫描设备 155，但是本公开预期使用包括开放式 MRI、 CT 等的各种成像设备。本公开预期单独或者组合使用包括 MRI、超声、 X 射线、 CT 等的各种成像模态。本公开还预期成像模态 150 是依靠其来收集图像的独立系统，包括手术前和。

24、 / 或手术中图像。 0027 另外参考图2，外科设备180可以包括一个或多个通道292，该一个或多个通道292 形成为通过设备 ( 例如，支气管镜 ) 的主体 281，该一个或多个通道 292 例如为用于给临床医师提供进入目标解剖结构的工作通道和抽吸通道。主体 281 可以由各种柔性材料制成。设备 180 可以包括沿着或者接近设备尖端 290 放置的加速度计 185，其包括嵌入在设备壁中或者连接到设备外部的加速度计 185。设备 180 还可以包括摄像机或者成像设备 295 以及光源 297。光源 297 可以具有自包含的电源并且 / 或者可以诸如通过使用线 186( 在图。

25、 1 中 ) 连接到外部电源。在一个实施例中，为了调整所发射光的级别或者在光源上施加的其它控制，可以将光源 297 可操作连接到处理器 120。在另一个实施例中，可以通过光纤从外部光发生设备给外科设备 180 的尖端提供光。 0028 摄像机295可以可操作连接到处理器120，处理器120从其接收成像数据。可操作耦合可以通过诸如线 186 的硬连线，并且 / 或者可以是摄像机 295 和处理器 120 之间的无线链路。在一个实施例中，成像数据可以是通过摄像机295获取并且直接发送到处理器120 说明书 CN 102470014 A 6 4/6 页 7 的原始数据。在。

26、另一个实施例中，摄像机 295 可以在将成像传输到处理器 120 之前将原始数据转化成视频信息。处理器 120 可以将成像数据实时呈现为视频，使得临床医师可以看见外科设备 180 途经的路径。 0029 另外参考图 4 和图 5，为了到达肿瘤或者其它目标面积或区域 430，外科设备 180 可以经过气管 410 并且经过支气管 420 向下行进。如在图 5 中所示，支气管的分叉的结构需要临床医师在过程期间移动外科设备 180 时在不同路径之间做出选择。 0030 当外科设备 180 不移动时，加速度计 185 仅测量重力。基于该测量，处理器 120 可能确定设备 180 。

27、尖端 290 处的向上方向，并且将其与通过成像模态 150 所获取的设备图像 ( 例如， CT 扫描 ) 相关。由于已知在诸如支气管镜检查的过程期间如何放置患者，所以可能将支气管镜检查图像与 CT 扫描相关。在给定分叉处，为了到达目标，可能使用加速度数据确定跟随哪个分支。 0031 在一个实施例中，可以借助于处理器 120 所执行的图像处理对支气管镜检查图像中可见的分叉进行自动检测。还可以进一步检测支气管镜 180 是移动进入支气管还是移动离开支气管。与来自加速度计 185 的信息一起，可以使用该组合信息对支气管镜在支气管树中的位置进行检测。来自加速度计 185 的信息和。

28、来自处理器 120 所执行的图像分析的信息的组合有助于到目标解剖结构的导航。 0032 在另一个实施例中，可以呈现分叉指示符以便指示支气管镜关于目标解剖结构的取向。例如，可以呈现箭头等，其示出关于垂直面哪个方向是向上或者哪个方向是向下。在另一个实施例中，基于 CT 扫描，可能根据实际支气管镜的位置并且以实际支气管镜的取向描绘计算机产生的视图，这称为 “虚拟支气管镜检查” 。为了允许用户定向，可以与实际图像并排显示该视图。在另一个实施例中，在通过图像分析确定了视频图像中的分叉之后，可以用诸如十字叉标记所计划的路径。 0033 另外参考图 3，示出了另一个外科设。

29、备 380( 例如，支气管镜 )。设备 380 可以包括允许将加速度计385、摄像机395和光源397中的一个或多个放置在设备尖端390处或者附近的额外通道 392。可以通过使用硬连线和 / 或无线链路将这些组件可操作耦合到处理器 120。一旦设备 380 到达其目标，就可以将这些组件中的一个或多个通过通道 392 移除。例如，在设备 380 移动期间可以将加速度计 385 滑动通过通道 392 并且放置在其中。在一个实施例中，可以与设备 180 的一个或多个组件一起使用现有支气管镜。例如，可以将加速度计放置在现有工作通道内或者在外侧接附至支气管镜尖端。在另一个实施例中，。

30、可以将光学系统和发光组件固定在外科设备 180 中。一旦到达目标区域，就可以将加速度计 385 通过通道 392 滑动返回，使得可以将通道用于诸如抽吸通道或者工作通道的其它目的。在该实施例中，可以因此构成更少通过设备 180 的通道。 0034 参考图6，示出了对诸如支气管镜的外科设备进行跟踪的方法600。在步骤602中，获得诸如支气管的目标区域的图像 ( 例如， CT 图像 )。图像可以是手术前图像以及 / 或者手术中图像。在步骤 604 中，可以移动支气管镜通过支气管，其中，临床医师从放置于支气管镜中的摄像机获取到的实时视频正在观察在该支气管处。在步骤 606。

31、中，确定是否已到达目标。在步骤 608 中，临床医师可能遇到路径中的分叉。在步骤 610 中，可以使用从加速度计所接收的取向数据确定继续沿其前进的正确路径。在步骤 612 中，可以重复这些步骤直到到达目标为止。可以诸如通过使用加速度数据对图像进行调整，使得在其中示出支气说明书 CN 102470014 A 7 5/6 页 8 管镜的位置和 / 或支气管镜的取向。 0035 系统 100 允许将来自加速度计 185 的数据传输到处理器 120。在一个实施例中，可以沿着光导束发送该数据，可以使用该光导束用于可操作耦合到支气管镜的光学摄像机。处理器 120 可以从加速度。

32、计接收取向数据，并且从视频处理器接收支气管镜图像用于分析。处理器 120 可以分析并且跟踪当前被看见的支气管树的分叉。在一个实施例中，为了接收介入前 CT 扫描和对应的路径规划数据，还可以将处理器 120 连接到设施网络。可以将处理器 120 所计算的方向信息传输给视频处理器，在视频处理器处，将其与原始支气管镜图像数据相结合，并且随后呈现在监视器 130 上。 0036 另外参考图7，描绘了设备180和工作站或基站119之间的信号流。信号流可以包括从加速度计 180 到处理器 120 的加速度数据 750 ；从摄像机 295 到视频处理器 721 的支气管镜成像。

33、( 例如，实时视频 )725 ；以及从光源 797 到光 297( 连接到支气管镜 ) 的光 775。 0037 在一个实施例中，可以对在显示器 130 上呈现的支气管镜图像进行自动旋转，以便基于来自加速度计的取向数据描绘向上方向。在另一个实施例中，可以使用图像处理方法确定支气管镜是移动进入支气管还是离开支气管。在又一个实施例中，可以利用其它类型的取向传感器获取取向数据。例如，可以使用磁力计基于外部磁场(包括地球磁场和/或人造场 ) 确定与支气管镜尖端关联的方向和分叉的路径。可以使用系统 100 用于支气管镜导航，特别是经支气管的肺部活检。还可以在诸如结肠镜检查的其。

34、它应用中使用系统 100。 0038 在一个实施例中，可以在假定患者处于已知位置和取向以开始支气管镜导航的情况下，执行方向校准(所假定患者位置的迭代细化)。这样，手术前CT数据集因此朝向由加速度计所测得的方向。在第一个分叉处，在图像分析的帮助下确定进入两个分叉的支气管的方向。基于加速度计测量将这些方向与期望方向和所假定的患者取向进行比较，并且计算出取向的偏差。通过该偏差对所假定的患者取向进行校正，并且对下一个分叉使用对患者取向的更好的假定。可以在下一个分叉处重复该过程。 0039 可以在支气管镜检查之前获得肺部的手术前CT。可以如下对该CT扫描进行分析：在 CT 。

35、图像中，可以确定诸如肺结节或者肿瘤的感兴趣病变的位置。这通过在正确的切片中点击正确的位置手工完成。可以在合适的图像处理方法的帮助下从CT图像中提取(分割) 出支气管树。可以规划从气管进入支气管树到达病变的路径。这可以手工完成，但是自动方法也是可能的。可以对沿着路径的分叉进行检测。如在上述评论中所述，采用该规划步骤，有足够的信息可用于手术中导航。 0040 在支气管并且因此还有支气管镜尖端点直接向下或者直接向上的情况下，可能不存在来自加速度计的可用方向信息。在该情况下，对患者重新定位以使支气管镜尖端指向具有水平分量的方向是有帮助的。可替换地，可以通过对磁场的方向进行测量。

36、的磁力计支持加速度计。除了在磁极处之外，这与重力场不是共线的。 0041 可以以硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现包括上述方法步骤的本发明。可以在一个计算机系统中以集中方式，或者以分布在若干个互连计算机系统上的不同元件的分布式方式实现本发明。任何类型的计算机系统或者适于执行这里所描述的方法的其它装置是合适的。硬件和软件的典型组合可以是具有计算机程序的通用计算机系统，当加载和执行该计算机程序时，其控制计算机系统使得它执行这里所描述的方法。 0042 可以将包括上述方法步骤的本发明嵌入在计算机程序产品中。计算机程序产品可说明书 CN 102470014 A 8 6/。

37、6 页 9 以包括在其中嵌入计算机程序的计算机可读存储介质，该计算机程序包括用于指示计算设备或者基于计算机的系统执行这里所描述的各个过程、流程和方法的计算机可执行代码。本上下文中的计算机程序意味着以任何语言、代码或者符号的指令集形式的任何表达，其旨在使系统具有在紧接着下列操作之一或二者或者在这些操作之一或二者之后执行特定功能的信息处理能力： a) 转换到另一种语言、代码或者符号； b) 在不同材料形式中再现。 0043 对这里所描述实施例的图示说明旨在提供对各个实施例结构的一般理解，并且它们不旨在作为对可能利用这里所描述的结构的装置和系统的所有要素和特征的完整说明。。

38、一旦查看了上述说明，许多其它实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。可以利用并且从其得到其它实施例，使得可以不脱离本公开的范围进行结构和逻辑替换和改变。图也仅仅是代表性的，并且可以不按比例绘制。可以夸大其某些部分，同时可以最小化其它部分。因此，将说明书和附图视为说明性的而不是具有限制意义的。 0044 因此，虽然在这里对特定实施例进行了说明和描述，但是应该意识到，所计算的实现相同目的的任何布置可以代替所示的特定实施例。本公开旨在覆盖各个实施例的任何以及所有改变或者变化。一旦查看了上述说明，上述实施例的组合以及没有在这里专门描述的其它实施例对于本领域的技术人员。

39、将是显而易见的。因此，并不旨在将本公开限制于所公开的、作为预期用于实现本发明的最佳模式的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所述实施例。 0045 提供本公开的摘要以符合美国 37C.F.R.1.72(b) 条款，该条款要求摘要以允许读者快速确定技术公开的本质。基于这样的理解提交该摘要，即，将不使用它解释或者限制权利要求的范围或者意义。说明书 CN 102470014 A 9 1/6 页 10 图 1 说明书附图 CN 102470014 A 10 2/6 页 11 图 2 说明书附图 CN 102470014 A 11 3/6 页 12 图 3 说明书附图 CN 102470014 A 12 4/6 页 13 图 4 图 5 说明书附图 CN 102470014 A 13 5/6 页 14 图 6 说明书附图 CN 102470014 A 14 6/6 页 15 图 7 说明书附图 CN 102470014 A 15 。

摘要
申请专利号：	CN201080029453.7	申请日：	2010.05.17
公开号：	CN102470014A	公开日：	2012.05.23
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):A61B 19/00申请日:20100517\|\|\|公开
IPC分类号：	A61B19/00; A61B1/267	主分类号：	A61B19/00
申请人：	皇家飞利浦电子股份有限公司
发明人：	J·萨巴奇恩斯基; H·舒尔茨
地址：	荷兰艾恩德霍芬
优先权：	2009.06.29 US 61/221,138
专利代理机构：	永新专利商标代理有限公司 72002	代理人：	黄云铎;陈松涛
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内容摘要

用于患者的目标解剖结构的跟踪系统可以包括具有主体(281)的医疗设备，该主体(281)具有远端(290)和在其中形成的至少一个通道(292)，其中，该主体适于通过解剖结构(105)插入到达目标区域(430)；连接到主体并且接近远端放置的加速度计(185)；与主体可操作耦合的成像设备(295)；以及与主体可操作耦合的光源(297)，其中，加速度计与远程处理器(120)进行通信以便向其发送加速度数据，其中，成像设备与远程处理器进行通信以便向其发送实时图像，并且其中，通过处理器基于加速度数据确定医疗设备相对于解剖结构的取向。

权利要求书

1：一种在医疗过程中进行跟踪的方法，所述方法包括：：从整体连接到医疗设备 (180) 的加速度计 (185) 接收加速度数据 (750)，在远程处理器 (120) 处对所述加速度数据进行接收，将所述医疗设备通过患者的解剖结构 (105) 朝向目标区域 (430) 移动；以及基于所述加速度数据确定所述医疗设备相对于所述解剖结构的取向。
2：如权利要求 1 所述的方法，还包括：获得所述解剖结构的图像；利用所述图像校准所述取向；在所述解剖结构的第一分叉处，使用所述图像确定进入分叉的支气管的方向；并且基于所确定的取向将所确定的方向与预期方向进行比较。
3：如权利要求 1 所述的方法，还包括使用所述医疗设备 (180) 获取所述解剖结构的实时图像，并且将所获取的图像显示在与所述处理器 (120) 可操作耦合的显示设备 (130) 上。
4：如权利要求 3 所述的方法，还包括将取向指示符与所述解剖结构 (105) 的所获取的实时图像叠加，其中，所述取向指示符代表所述医疗设备 (180) 相对于所述解剖结构的所述取向。
5：如权利要求 1 所述的方法，还包括：使用所述医疗设备 (180) 获取所述解剖结构 (105) 的实时图像；将所获取的图像显示在与所述处理器 (120) 可操作耦合的显示设备 (130) 上；并且将所述取向呈现在所述显示设备上，其中，通过在所述显示设备上旋转所获取的图像来呈现所述取向。
6：如权利要求 1 所述的方法，还包括将所述取向呈现在与所述处理器 (120) 可操作耦合的显示设备 (130) 上。
7：如权利要求 1 所述的方法，还包括使用所述患者的图像检测所述解剖结构中的分叉。
8：如权利要求 7 所述的方法，其中，使用计算机断层摄影、磁共振成像和超声成像中的至少一种获得所述患者的所述图像。
9：如权利要求 7 所述的方法，还包括将所述医疗设备 (180) 的当前位置叠加在所述患者的所述图像上。
10：如权利要求 1 所述的方法，还包括：获得所述解剖结构的图像；通过选择所述图像的对应切片确定所述图像中的目标区域；使用图像处理对所述图像的一部分进行分割；并且规划从气管进入支气管树到达所述目标区域的路径。
11：一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可执行代码，所述计算机可执行代码配置用于使在其中提供了所述计算机可读存储介质的计算设备执行下列操作：从整体连接到医疗设备 (180) 的取向传感器 (185) 接收取向数据 (750)，在远程处理器 (120) 处对所述取向数据进行接收，将所述医疗设备通过患者的解剖结构 (105) 朝向目标区域 (430) 移动；基于所述位置数据确定所述医疗设备相对于所述解剖结构的取向； 2 使用所述医疗设备获取所述解剖结构的实时图像；以及将所获取的图像和所述医疗设备相对于所述解剖结构的所述取向呈现在可操作耦合到所述处理器的显示设备 (130) 上。
12：如权利要求 11 所述的计算机可读存储介质，其中，所述取向传感器 (185) 是加速度计和磁力计之一，并且其中，所述取向数据是加速度数据。
13：如权利要求 11 所述的计算机可读存储介质，还包括：用于使所述计算设备将取向指示符与所述解剖结构 (105) 的所获取的实时图像叠加的计算机可执行代码，其中，所述取向指示符代表所述医疗设备 (180) 相对于所述解剖结构的所述取向。
14：如权利要求 11 所述的计算机可读存储介质，还包括：用于使所述计算设备使用所述患者的图像检测所述解剖结构中的分叉的计算机可执行代码。
15：如权利要求 15 所述的计算机可读存储介质，还包括：用于使所述计算设备将所述医疗设备 (180) 的当前位置叠加在所述患者的所述图像上的计算机可执行代码。
16：一种内窥镜，包括：主体 (281)，其具有远端 (290) 和在所述主体中形成的至少一个通道 (292)，所述主体适于通过解剖结构 (105) 插入、到达目标区域 (430) ；连接到所述主体并且接近所述远端放置的加速度计 (185) ；与所述主体可操作耦合的成像设备 (295) ；以及与所述主体可操作耦合的光源 (297)，其中，所述加速度计与远程处理器 (120) 进行通信以便向其发送加速度数据，其中，所述成像设备与所述远程处理器进行通信以便向其发送实时图像，并且其中，通过所述处理器基于所述加速度数据确定所述医疗设备相对于所述解剖结构的取向。
17：如权利要求 16 所述的内窥镜，其中，将成像设备 (295) 和所述光源 (295) 接近所述主体 (281) 的所述远端 (290) 放置。
18：如权利要求 16 所述的内窥镜，其中，所述至少一个通道 (292) 是第一通道和第二通道，所述第一通道适于提供对所述目标区域的抽吸，所述第二通道适于使外科设备经其而通过。
19：如权利要求 16 所述的内窥镜，其中，所述加速度计 (185) 通过无线链路与所述远程处理器 (120) 进行通信。
20：如权利要求 16 所述的内窥镜，其中，所述成像设备 (295) 通过无线链路与所述远程处理器 (120) 进行通信。

说明书

用于在医疗过程中进行跟踪的方法和装置
    相关申请的交叉引用
     本申请要求 2009 年 6 月 29 日提交的美国临时申请 s/n 61/221,138( 申请人卷号 PH013137US1) 的权益，通过参考将其合并于此。相关申请是 2009 年 6 月 29 日提交的 s/n 61/221,150“Method and System for Position Determination” ( 申请人卷号 PH013333US1)。
     技术领域
     本申请涉及治疗领域，特别涉及对医疗过程进行跟踪，并且将特别参考其进行描述。背景技术已经提出了各种技术和系统以便诸如基于根据 3D 成像格式的测量来改善器械放置 ( 例如，导管放置 ) 进入身体的精确性。这些成像格式试图对进入设备相对于诸如 MRI 检测目标组织的治疗目标区域进行定位。这些成像格式产生用于确定设备在处置期间的合适定位的成像数据。
     在许多情况下，仅在该成像数据信息的基础上递送医疗设备，并且相对于目标的最终位置的确认甚至可能需要采集第二组图像。在设备中使用摄像机来视觉呈现设备路径的一些情况下，如果不遵循正确的路径，例如设备在移动期间扭动，其就不清楚。
     支气管镜检查是对支气管内部进行观察的方法。将柔性光纤设备、支气管镜、一种特殊类型的内窥镜通过患者的口或者鼻孔插入气道系统。允许肺脏学家看见气管、主支气管、以及较大的小支气管的内部。通常，支气管镜具有工作通道，可以通过该工作通道将小型外科器械带到支气管镜尖端。
     可以在 CT 扫描上检测到肺部病变。为了实现可靠诊断，必须经常对组织样本进行研究。虽然可能用针从外面提取组织样本，但是该方法具有某些问题。在支气管镜的帮助下，可能避免这些问题。肺部病变的经支气管内窥镜活检是经支气管窥镜收集肺部组织的外科技术。使用小手术镊或者活检针通过工作通道从支气管壁后面得到肺部组织。
     发明内容提供该概述，以符合美国的 37C.F.R.§1.73 条款，该条款要求本发明的概述简要指示本发明的本质和实质。提交该概述是基于这样的理解，即，将不使用该概述解释或者限制权利要求的范围或者意义。
     根据示例性实施例的一方面，在医疗过程中进行跟踪的方法可以包括从整体连接到医疗设备的加速度计接收加速度数据，其中，在远程处理器处对加速度数据进行接收，并且其中，将医疗设备通过患者的解剖结构朝向目标区域移动；并且基于加速度数据确定医疗设备相对于解剖结构的取向。
     根据示例性实施例的另一方面，计算机可读存储介质可以包括存储在其中的计算
     机可执行代码，其中，配置计算机可执行代码以使得在其中提供有计算机可读存储介质的计算设备：从整体连接到医疗设备的取向传感器接收取向数据，其中，在远程处理器处对取向数据进行接收，并且其中，将医疗设备通过患者的解剖结构朝向目标区域移动；基于取向数据确定医疗设备相对于解剖结构的取向；使用医疗设备采集解剖结构的实时图像；并且将所采集的图像和医疗设备相对于解剖结构的取向呈现在可操作耦合到处理器的显示设备上。
     根据示例性实施例的另一方面，提供了内窥镜，其可以包括主体，主体具有远端和在其中形成的至少一个通道，其中，主体适于通过解剖结构插入到达目标区域；连接到主体并且接近远端放置的加速度计；与主体可操作耦合的成像设备；以及与主体可操作耦合的光源，其中，加速度计与远程处理器进行通信，以便向其发送加速度数据，其中，成像设备与远程处理器进行通信，以便向其发送实时图像，并且其中，由处理器基于加速度数据确定医疗设备相对于解剖结构的取向。
     这里所描述的示例性实施例可以具有相对于同时代系统和处理器的许多优点，包括外科设备放置的精确性和通过允许更快确定医疗设备的正确路径导致的过程时间减少。另外，可以通过改装现有外科设备利用这里所描述的系统和方法。一旦阅读和理解了下列详细说明，更多优点和益处对于本领域的普通技术人员将变得显而易见。附图说明从下列详细说明、附图和所附权利要求中，本领域的技术人员将意识到和理解本公开的上述以及其它特征和优点。
     图 1 是根据一个示例性实施例的在医疗过程中使用的跟踪系统的示意性图示说明；
     图 2 是与图 1 的跟踪系统一起使用的外科设备的示意性图示说明；
     图 3 是与图 1 的跟踪系统一起使用的另一个外科设备的示意性图示说明；
     图 4 是具有目标解剖结构的患者的示意性图示说明；并且
     图 5 是使用图 2 或者图 3 的外科设备所采集的患者支气管的图像；
     图 6 是图 1-3 的系统和设备可以使用的、用于在医疗过程期间执行跟踪的方法；并且
     图 7 是在外科设备和工作站之间的信号流的示意性图示说明。
     具体实施方式
     结合在用于人类的过程期间使用的支气管镜跟踪系统，对本公开的示例性实施例进行描述。本领域的普通技术人员应该理解，可以将本公开的示例性实施例应用到各种类型的医疗或者外科设备 ( 包括其它内窥镜或者医用导管 )、各种类型的过程、以及无论人类或者动物的身体各个部分，也可以与这些一起使用。示例性实施例还可以用于跟踪使用结合了摄像机或者代替摄像机的各种类型成像的外科设备，例如，由放置在进入身体的外科设备中的超声设备进行的超声成像。在这里将示例性实施例描述为结合成像使用加速度计跟踪。本公开的示例性实施例的方法和系统的使用可以适于应用到其它类型的目标解剖结构的跟踪中，并且可以使用包括磁力计的其它类型的取向感测传感器。参考图 1，示出了跟踪系统 100，其可以具有诸如支气管镜的外科设备 180，该外科设备 180 具有连接到其的加速度计 185。可以沿着或者接近外科设备 180 的尖端或者远端放置加速度计 185。虽然示例性实施例示出了单一加速度计 185，但是本公开预期使用任何数目的可以在沿着外科设备 180 的各种构造中的加速度计。可以将外科设备 180 使用在能够由支撑结构 170 支撑的患者的目标解剖结构 105 中。
     加速度计 185 可以是能够检测外科设备 180 的尖端加速度、从而可以生成关于当前尖端取向的取向信息的测量设备。加速度计 185 可以为各种类型，包括：压电式、 MEMS、热 ( 亚微米 CMOS 工艺 )、体微机械加工的电容式、体微机械加工的压电阻抗式、电容式粒子弹簧基底 (capacitive spring mass base)、机电伺服、零点平衡、应变仪、谐振、磁感应、光学、表面声波、 DC 响应、模态调谐冲击 (modally tuned impact)、座垫、 PIGA 等。在一个实施例中，可以利用 3 轴加速度计，其不仅测量加速度的强度，还测量其方向。
     可以将加速度计 185 可操作连接到处理器 120，该处理器 120 从其接收取向数据。可操作耦合可以是经过诸如线 186 的硬接线，并且 / 或者可以是加速度计 185 和处理器 120 之间的无线链路。在一个实施例中，取向数据可以是诸如电压变化的原始数据，对其进行测量并且发送到处理器 120。在另一个实施例中，加速度计 185 可以在将取向数据发送到处理器 120 之前将原始数据转换成方向信息。
     系统 100 描绘了直接提供给处理器 120 的取向数据。然而，本公开预期加速度计 185 将取向数据提供给取向采集单元 ( 未示出 )，其可以对数据进行处理并且随后将数据提供给处理器 120。
     在一个实施例中，可以与诸如高分辨率成像模态的、包括 X 射线扫描机 155 的成像模态 150 一起使用跟踪系统 100，或者跟踪系统 100 可以包括诸如高分辨率成像模态的、包括 X 射线扫描机 155 的成像模态 150。例如，可以通过扫描机 155 生成目标解剖结构 105 的高分辨率图像，并且将其存储在图像寄存器中。可以将图像寄存器合并入处理器 120 中，并且 / 或者图像寄存器可以是单独的存储器和 / 或处理设备。在图 1 中为了说明的目的示出了 C 臂 X 射线扫描设备 155，但是本公开预期使用包括开放式 MRI、 CT 等的各种成像设备。本公开预期单独或者组合使用包括 MRI、超声、 X 射线、 CT 等的各种成像模态。本公开还预期成像模态 150 是依靠其来收集图像的独立系统，包括手术前和 / 或手术中图像。
     另外参考图 2，外科设备 180 可以包括一个或多个通道 292，该一个或多个通道 292 形成为通过设备 ( 例如，支气管镜 ) 的主体 281，该一个或多个通道 292 例如为用于给临床医师提供进入目标解剖结构的工作通道和抽吸通道。主体 281 可以由各种柔性材料制成。设备 180 可以包括沿着或者接近设备尖端 290 放置的加速度计 185，其包括嵌入在设备壁中或者连接到设备外部的加速度计 185。设备 180 还可以包括摄像机或者成像设备 295 以及光源 297。光源 297 可以具有自包含的电源并且 / 或者可以诸如通过使用线 186( 在图 1 中 ) 连接到外部电源。在一个实施例中，为了调整所发射光的级别或者在光源上施加的其它控制，可以将光源 297 可操作连接到处理器 120。在另一个实施例中，可以通过光纤从外部光发生设备给外科设备 180 的尖端提供光。
     摄像机 295 可以可操作连接到处理器 120，处理器 120 从其接收成像数据。可操作耦合可以通过诸如线 186 的硬连线，并且 / 或者可以是摄像机 295 和处理器 120 之间的无线链路。在一个实施例中，成像数据可以是通过摄像机 295 获取并且直接发送到处理器 120的原始数据。在另一个实施例中，摄像机 295 可以在将成像传输到处理器 120 之前将原始数据转化成视频信息。处理器 120 可以将成像数据实时呈现为视频，使得临床医师可以看见外科设备 180 途经的路径。
     另外参考图 4 和图 5，为了到达肿瘤或者其它目标面积或区域 430，外科设备 180 可以经过气管 410 并且经过支气管 420 向下行进。如在图 5 中所示，支气管的分叉的结构需要临床医师在过程期间移动外科设备 180 时在不同路径之间做出选择。
     当外科设备 180 不移动时，加速度计 185 仅测量重力。基于该测量，处理器 120 可能确定设备 180 尖端 290 处的向上方向，并且将其与通过成像模态 150 所获取的设备图像 ( 例如， CT 扫描 ) 相关。由于已知在诸如支气管镜检查的过程期间如何放置患者，所以可能将支气管镜检查图像与 CT 扫描相关。在给定分叉处，为了到达目标，可能使用加速度数据确定跟随哪个分支。
     在一个实施例中，可以借助于处理器 120 所执行的图像处理对支气管镜检查图像中可见的分叉进行自动检测。还可以进一步检测支气管镜 180 是移动进入支气管还是移动离开支气管。与来自加速度计 185 的信息一起，可以使用该组合信息对支气管镜在支气管树中的位置进行检测。来自加速度计 185 的信息和来自处理器 120 所执行的图像分析的信息的组合有助于到目标解剖结构的导航。在另一个实施例中，可以呈现分叉指示符以便指示支气管镜关于目标解剖结构的取向。例如，可以呈现箭头等，其示出关于垂直面哪个方向是向上或者哪个方向是向下。在另一个实施例中，基于 CT 扫描，可能根据实际支气管镜的位置并且以实际支气管镜的取向描绘计算机产生的视图，这称为 “虚拟支气管镜检查” 。为了允许用户定向，可以与实际图像并排显示该视图。在另一个实施例中，在通过图像分析确定了视频图像中的分叉之后，可以用诸如十字叉标记所计划的路径。
     另外参考图 3，示出了另一个外科设备 380( 例如，支气管镜 )。设备 380 可以包括允许将加速度计 385、摄像机 395 和光源 397 中的一个或多个放置在设备尖端 390 处或者附近的额外通道 392。可以通过使用硬连线和 / 或无线链路将这些组件可操作耦合到处理器 120。一旦设备 380 到达其目标，就可以将这些组件中的一个或多个通过通道 392 移除。例如，在设备 380 移动期间可以将加速度计 385 滑动通过通道 392 并且放置在其中。在一个实施例中，可以与设备 180 的一个或多个组件一起使用现有支气管镜。例如，可以将加速度计放置在现有工作通道内或者在外侧接附至支气管镜尖端。在另一个实施例中，可以将光学系统和发光组件固定在外科设备 180 中。一旦到达目标区域，就可以将加速度计 385 通过通道 392 滑动返回，使得可以将通道用于诸如抽吸通道或者工作通道的其它目的。在该实施例中，可以因此构成更少通过设备 180 的通道。
     参考图 6，示出了对诸如支气管镜的外科设备进行跟踪的方法 600。在步骤 602 中，获得诸如支气管的目标区域的图像 ( 例如， CT 图像 )。图像可以是手术前图像以及 / 或者手术中图像。在步骤 604 中，可以移动支气管镜通过支气管，其中，临床医师从放置于支气管镜中的摄像机获取到的实时视频正在观察在该支气管处。在步骤 606 中，确定是否已到达目标。在步骤 608 中，临床医师可能遇到路径中的分叉。在步骤 610 中，可以使用从加速度计所接收的取向数据确定继续沿其前进的正确路径。在步骤 612 中，可以重复这些步骤直到到达目标为止。可以诸如通过使用加速度数据对图像进行调整，使得在其中示出支气
     管镜的位置和 / 或支气管镜的取向。
     系统 100 允许将来自加速度计 185 的数据传输到处理器 120。在一个实施例中，可以沿着光导束发送该数据，可以使用该光导束用于可操作耦合到支气管镜的光学摄像机。处理器 120 可以从加速度计接收取向数据，并且从视频处理器接收支气管镜图像用于分析。处理器 120 可以分析并且跟踪当前被看见的支气管树的分叉。在一个实施例中，为了接收介入前 CT 扫描和对应的路径规划数据，还可以将处理器 120 连接到设施网络。可以将处理器 120 所计算的方向信息传输给视频处理器，在视频处理器处，将其与原始支气管镜图像数据相结合，并且随后呈现在监视器 130 上。
     另外参考图 7，描绘了设备 180 和工作站或基站 119 之间的信号流。信号流可以包括从加速度计 180 到处理器 120 的加速度数据 750 ；从摄像机 295 到视频处理器 721 的支气管镜成像 ( 例如，实时视频 )725 ；以及从光源 797 到光 297( 连接到支气管镜 ) 的光 775。
     在一个实施例中，可以对在显示器 130 上呈现的支气管镜图像进行自动旋转，以便基于来自加速度计的取向数据描绘向上方向。在另一个实施例中，可以使用图像处理方法确定支气管镜是移动进入支气管还是离开支气管。在又一个实施例中，可以利用其它类型的取向传感器获取取向数据。例如，可以使用磁力计基于外部磁场 ( 包括地球磁场和 / 或人造场 ) 确定与支气管镜尖端关联的方向和分叉的路径。可以使用系统 100 用于支气管镜导航，特别是经支气管的肺部活检。还可以在诸如结肠镜检查的其它应用中使用系统 100。在一个实施例中，可以在假定患者处于已知位置和取向以开始支气管镜导航的情况下，执行方向校准 ( 所假定患者位置的迭代细化 )。这样，手术前 CT 数据集因此朝向由加速度计所测得的方向。在第一个分叉处，在图像分析的帮助下确定进入两个分叉的支气管的方向。基于加速度计测量将这些方向与期望方向和所假定的患者取向进行比较，并且计算出取向的偏差。通过该偏差对所假定的患者取向进行校正，并且对下一个分叉使用对患者取向的更好的假定。可以在下一个分叉处重复该过程。
     可以在支气管镜检查之前获得肺部的手术前 CT。可以如下对该 CT 扫描进行分析：在 CT 图像中，可以确定诸如肺结节或者肿瘤的感兴趣病变的位置。这通过在正确的切片中点击正确的位置手工完成。可以在合适的图像处理方法的帮助下从 CT 图像中提取 ( 分割 ) 出支气管树。可以规划从气管进入支气管树到达病变的路径。这可以手工完成，但是自动方法也是可能的。可以对沿着路径的分叉进行检测。如在上述评论中所述，采用该规划步骤，有足够的信息可用于手术中导航。
     在支气管并且因此还有支气管镜尖端点直接向下或者直接向上的情况下，可能不存在来自加速度计的可用方向信息。在该情况下，对患者重新定位以使支气管镜尖端指向具有水平分量的方向是有帮助的。可替换地，可以通过对磁场的方向进行测量的磁力计支持加速度计。除了在磁极处之外，这与重力场不是共线的。
     可以以硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现包括上述方法步骤的本发明。可以在一个计算机系统中以集中方式，或者以分布在若干个互连计算机系统上的不同元件的分布式方式实现本发明。任何类型的计算机系统或者适于执行这里所描述的方法的其它装置是合适的。硬件和软件的典型组合可以是具有计算机程序的通用计算机系统，当加载和执行该计算机程序时，其控制计算机系统使得它执行这里所描述的方法。
     可以将包括上述方法步骤的本发明嵌入在计算机程序产品中。计算机程序产品可
     以包括在其中嵌入计算机程序的计算机可读存储介质，该计算机程序包括用于指示计算设备或者基于计算机的系统执行这里所描述的各个过程、流程和方法的计算机可执行代码。本上下文中的计算机程序意味着以任何语言、代码或者符号的指令集形式的任何表达，其旨在使系统具有在紧接着下列操作之一或二者或者在这些操作之一或二者之后执行特定功能的信息处理能力： a) 转换到另一种语言、代码或者符号； b) 在不同材料形式中再现。
     对这里所描述实施例的图示说明旨在提供对各个实施例结构的一般理解，并且它们不旨在作为对可能利用这里所描述的结构的装置和系统的所有要素和特征的完整说明。一旦查看了上述说明，许多其它实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。可以利用并且从其得到其它实施例，使得可以不脱离本公开的范围进行结构和逻辑替换和改变。图也仅仅是代表性的，并且可以不按比例绘制。可以夸大其某些部分，同时可以最小化其它部分。因此，将说明书和附图视为说明性的而不是具有限制意义的。
     因此，虽然在这里对特定实施例进行了说明和描述，但是应该意识到，所计算的实现相同目的的任何布置可以代替所示的特定实施例。本公开旨在覆盖各个实施例的任何以及所有改变或者变化。一旦查看了上述说明，上述实施例的组合以及没有在这里专门描述的其它实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。因此，并不旨在将本公开限制于所公开的、作为预期用于实现本发明的最佳模式的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所述实施例。提供本公开的摘要以符合美国 37C.F.R.§1.72(b) 条款，该条款要求摘要以允许读者快速确定技术公开的本质。基于这样的理解提交该摘要，即，将不使用它解释或者限制权利要求的范围或者意义。