復合曲線式導航導管的制作方法
本公開涉及一種導航導管。更特別地，本公開涉及一種在遠側部分處具有復合曲線部的導航導管。另外，本公開涉及制造導航導管的方法。
背景技術：
微波消融系統可以用于治療各種疾病例如不同器官(譬如肝、腦、心臟、肺和腎上)的癌性生長物。微波消融系統可以包括微波能量源、消融探針、以及用于在目標組織附近引導微波消融探針的一個或多個引導構件例如導航導管。導航導管以及微波消融探針通常相對較細并且具有撓性，以允許醫師導引導航導管通過器官(例如，肺)中的管腔網絡。在某些情況下，傳感器可以定位在導航導管中以便于將導航導管的遠端定位在目標組織附近。隨后記錄導航導管的遠端的位置。
一旦獲得導航導管的位置，就可以從導航導管移除傳感器并且可以將一種或多種外科器械(例如活檢裝置、鉗子、細胞刷、吸液針、消融導管等)通過導航導管插入并定位在導航導管處或者從導航導管伸出。外科器械從導航導管的遠端伸出或者甚至是外科器械行進到導航導管的遠端可能會促使導航導管的遠端從其原始位置偏轉并且相對于目標組織移動。
目前，現有的導航導管包括彎曲的遠端，盡管這些導管適用于它們的預期用途，但是在已經確定了位置之后(例如因外科器械從遠端伸出或者定位在遠端處而導致的)導航導管的彎曲遠端的偏轉可能會使醫師難以準確地定位工具并且維持組織目標軌跡。正如能夠理解的那樣，這相應地可能會降低目標組織的采樣和治療的效率。
技術實現要素：
本公開的一方面涉及一種用于在管腔結構內進行導航的導管組件。該導管組件包括撓性導管和控制手柄。該撓性導管包括：近側部分，所述近側部分毗鄰近端；和遠側部分，所述遠側部分毗鄰遠端，并且所述撓性導管限定了縱向軸線。另外，該撓性導管限定了從中延伸通過的管腔并且構造成使器械能夠從近端平移至遠端。撓性導管的遠側部分形成復合曲線部。該復合曲線部包括彎頭和徑向彎曲部分。彎頭使撓性導管的遠側部分從縱向軸線偏轉并且徑向彎曲部分從彎頭延伸以使遠側部分圍繞中心點偏轉，其中，彎頭使徑向彎曲部分側向伸出遠離縱向軸線。遠側部分包括的長度的范圍是從撓性導管的總長度的約5％到約15％。該彎頭完全形成在遠側部分的起始約5％到起始約25％的范圍內，并且徑向彎曲部分完全形成在遠側部分的起始約75％到起始約95％的范圍內。控制手柄布置在撓性導管的近端處并且可操作地聯接到撓性導管，從而使撓性導管能夠在管腔結構內行進和旋轉。在一些實施例中，撓性導管構造成用于定位在氣管鏡內。
在一方面，傳感器定位在撓性導管的管腔內，使得撓性導管的遠端的位置能夠位于管腔結構內。傳感器可以附接到可定位的引導件，所述可定位的引導件適用于通過撓性導管的管腔插入。
在一個實施例中，彎頭使撓性導管的遠側部分從縱向軸線偏轉約15度至約90度。在另一個實施例中，彎頭使撓性導管的遠側部分從縱向軸線偏轉約30度至約60度。在另一個實施例中，彎頭使撓性導管的遠側部分從縱向軸線偏轉約45度。
撓性導管可以包含一系列不同的硬度等級。在一些實施例中，撓性導管的近側部分包括第一硬度等級，而撓性導管的遠側部分包括第二硬度等級，其中，第一硬度等級大于遠側部分的第二硬度等級。
在一個實施例中，第一硬度等級的范圍是從約30d到約80d，而第二硬度等級的范圍是從約30d到約63d。
本公開還公開了一種制造撓性導管的方法，所述撓性導管包括：毗鄰近端的近側部分；毗鄰遠端的遠側部分；軸向延伸的管腔，所述管腔構造成使器械能夠從近端平移到遠端，所述遠側部分包括徑向彎曲部分，所述徑向彎曲部分圍繞中心點彎曲；和控制手柄，所述控制手柄位于撓性導管的近端處，所述控制手柄構造成使撓性導管在管腔結構內行進和旋轉。
在一些方面，該方法包括在模具中形成徑向彎曲部分，其中，徑向彎曲部分完全形成在從約2厘米到約3厘米的范圍內。模具形成的徑向彎曲部分的曲率在從約45度到約195度的范圍內。在所述方法的另一方面，模具形成的徑向彎曲部分具有約180度的曲率。
此外，在一致的程度上，本文描述的任一方面可以與本文描述的任一或所有的其他方面結合使用。
附圖說明
參照附圖在下文描述本公開的各個方面，附圖被包含在本說明書中并且構成本說明書的一部分，在附圖中：
圖1示出了根據本公開的被加入作為電磁導航系統的一部分的復合曲線式導航導管；
圖2a至圖2d是根據本公開的多個不同外科器械的遠端部分的局部透視圖；
圖3是圖1中示出的復合曲線式導航導管的側視圖；
圖3a是圖3中示出的復合曲線式導航導管的截面圖；
圖4a至圖4b和圖5a至圖5b是示出了具有彎頭和徑向彎曲部分的復合曲線式導航導管的局部側視圖；
圖6a和圖7a是示出了具有彎頭和徑向彎曲部分的復合曲線式導航導管的局部側視圖，其中，在復合曲線式導航導管中沒有布置器械；
圖6b和7b是示出了具有彎頭和徑向彎曲部分的復合曲線式導航導管的局部側視圖，其中，在復合曲線式導航導管中布置有器械；
圖8a是定位在患者的肺內的氣管鏡的示意性平面圖，其中，復合曲線式導航導管從氣管鏡向遠側延伸；
圖8b是圖8a的細部標識區域的放大圖，其示出了患者氣道的管腔網絡的分支和位于其中的復合曲線式導航導管；
圖9是根據本公開用于形成撓性導管的遠側部分的模具的俯視圖；以及
圖10是示出了具有徑向彎曲部分的復合曲線式導航導管的遠側部分的局部側視圖。
具體實施方式
通常，本公開部分地涉及一種復合曲線式導航導管，所述復合曲線式導航導管包括撓性導管，所述撓性導管限定了縱向軸線，以便于將插入在導管中的器械引導到患者的肺的管腔網絡內否則將難以抵達的目標部位。另外，本公開涉及一種制造具有徑向彎曲部分的撓性導管的方法。
本文中公開了本公開的詳細實施例；然而，所公開的實施例僅為本公開的示例，而本公開能夠以各種形式實施。因此，在本文中公開的具體結構和功能細節不應解讀為限制性的，而僅僅是作為權利要求的基礎以及作為教導本領域技術人員在實踐中用任何適當的詳細結構以不同的方式來使用本公開的代表性基礎。
參照附圖詳細描述了本公開的各個方面，其中，相同的附圖標記表示類似或相同的元件。當在本文中使用時，術語“醫師”指的是醫生、護士或任何醫護從業者并且可以包括輔助人員。在本說明書中，術語“近側”指的是裝置或其部件的靠近醫師的部分，而術語“遠側”指的是裝置或其部件的遠離醫師的部分。
圖1示出了根據本公開的電磁導航(emn)系統10。emn系統10構造成用于規劃通向目標組織80的路徑(圖8b)(規劃階段)以及將撓性導管101導航至目標組織80(導航階段)。在導航之后，外科器械(例如在圖2a至圖2d中示出的那些外科器械，包括例如：活檢鉗200(圖2a)、細胞刷202(圖2b)、吸液針204(圖2c)和消融導管206(圖2d))可以插入到撓性導管101中，以便從目標組織80獲得組織樣本或者適當地治療目標組織80。emn系統10通常包括：操作臺20，其構造成用以支撐患者“p”；氣管鏡30，其構造成用于通過患者“p”的嘴插入到患者“p”的氣道中；監測裝備40，其聯接到氣管鏡30以用于顯示從氣管鏡30接收到的視頻圖像；追蹤系統50，其包括追蹤模塊52、多個參考傳感器54和發射墊56；計算機60，其包括軟件和/或硬件，所述軟件和/或軟件用于輔助進行路徑規劃、識別目標組織80和導航至目標組織80；用于導航的導管組件100，其包括撓性導管101、能夠插入到撓性導管101中并且在遠端74處具有傳感器76的可定位引導件72；以及轉向組件，例如控制手柄90。為了更加詳細地描述示例性的規劃階段，可以參照由mattw.baker在2013年3月15日提交的發明名稱為“pathwayplanningsystemandmethod(路徑規劃系統和方法)”的公開號為2014-0270441的美國專利申請，其全部內容通過引用而并入本文。另外，為了詳細描述示例性的導航階段，可以參照由andrewe.brown等人在2015年6月29日提交的發明名稱為“systemandmethodfornavigatingwithinthelung(用于在肺內導航的系統和方法)”的公開號為2016-0000302的美國專利申請，其全部內容通過引用而并入本文。
參照圖3，撓性導管101包括毗鄰近端108的近側部分104和毗鄰遠端110的遠側部分106。由撓性導管101的近側部分104限定縱向軸線x。近側部分104基本上是筆直的。撓性導管101的遠側部分106包括在下文詳細描述的復合曲線部120。撓性導管101還包括外表面102a(圖3a)和內表面102b(圖3a)，所述內表面102b在其中限定了管腔112(圖3a)。在一個實施例中，表面102a和102b可以包括各種性質，其中包括但不限于低摩擦系數和潤滑性。如圖3所示，管腔112的尺寸構造成用以接收可定位引導件72或外科器械200至206(圖2a至圖2d)。
如圖3所示，撓性導管101限定了總長度“l1”。在一個實施例中，撓性導管101可以由沿著長度“l1”具有一致的硬度等級的材料形成。在一些實施例中，近側部分104可以由這樣的材料形成，所述材料沿著撓性導管101的長度“l2”具有的硬度等級“d1”的范圍是從約30d到約80d，在另一些實施例中是從約40d到約70d，在又一些實施例中是從約50d到約60d。然而，近側部分104的硬度等級“d1”并不局限于以上的特定范圍，而是針對所需的應用可以大于或者小于這些特定范圍。
在一些實施例中，遠側部分106可以由這樣的材料形成，所述材料沿著長度“l3”具有的硬度等級“d2”的范圍是從約20d到約75d，在另一些實施例中是從約25d到約60d，在又一些實施例中是從約30d到約63d。然而，還可以設想的是，遠側部分106的硬度等級“d2”能夠大于或小于這些特定范圍。在實施例中，長度“l3”的范圍是總長度“l1”的約5％到約15％，在另一些實施例中是總長度“l1”的約2％到約10％。然而，還可以設想的是，長度“l3”能夠大于或小于這些特定范圍。能夠在例如由davidm.costello等人于2014年7月30日提交的發明名稱為“positioningcatheter(定位導管)”的公開號為2015-0126852的美國專利申請中找到具有可變硬度等級的撓性導管101的詳細說明，其全部內容通過引用而并入本文。
在圖1的emn系統10中，在插入撓性導管101和可定位引導件72并且將它們導航至期望目標期間，借助于可定位引導件72并且更加特別地借助于固定到可定位引導件72的遠端74的傳感器76來確定撓性導管101的位置。在另一些實施例中，傳感器76可以固定到外科器械200至206中的任意一者。而且，在又一些實施例中，傳感器76可以固定到撓性導管101。在一個實施例中，為了將外科器械200-206中的任意一者安置到撓性導管101的管腔112中，可能需要移除包括傳感器76的可定位引導件72。醫師通常會使用熒光鏡以使撓性導管101的任何移動可視化；然而，為了進行定位，對于醫師而言非常有效的是能夠在移除管腔112中的外科器械200-206或者將外科器械200-206安置在管腔112內時預判撓性導管101的移動。
因此，通過采用具有特定性質的撓性導管101(例如，遠側部分包括復合曲線部和特定的硬度等級)，就能夠以更高的準確度來確定收回可定位引導件72以及隨后插入外科器械200-206的效果。特別地，在移除可定位引導件72之前，醫師能夠將撓性導管101準確地安置在患者“p”的肺的管腔網絡中，以適應插入外科器械200-206的預期效果。而且，因為每個外科器械200-206在插入管腔112中時會對撓性導管101的形狀具有不同的效果，所以醫師可以單獨地確定并理解這些效果中的每一個。
在撓性導管101的硬度等級在近側部分104和遠側部分106之間有所變化的實施例中，撓性導管101包括過渡部分“t”，如圖3所示。過渡部分“t”可以由適當的連接方法形成，所述適當的連接方法包括但不限于包覆成型、熱熔接和超聲焊接。近端108和過渡部分“t”之間的距離為長度“l2”。在一些實施例中，長度“l2”的范圍是從約90厘米到約100厘米，在另一些實施例中是從約93厘米到約98厘米。遠端110和過渡部分“t”之間的距離為長度“l3”。在一些實施例中，長度“l3”的范圍是從約8厘米到約11厘米，在另一些實施例中是從約9厘米到約10厘米。如圖3所示，過渡部分“t”的長度是長度“l4”。在一個實施例中，長度“l4”約為1厘米。
繼續參照圖3，遠側部分106包括復合曲線部120。在一些實施例中，復合曲線部120包括彎頭122和徑向彎曲部分124。復合曲線部120完全位于撓性導管101的長度“l3”內。如圖3所示，彎頭122在遠側部分106中延伸的長度為“l5”。在一些實施例中，長度“l5”的范圍是總長度“l3”的約1％至約25％，在另一些實施例中是總長度“l3”的約3％至約22％，在又一些實施例中是總長度“l3”的約5％至約20％。然而，可以設想的是，遠側部分106中的該長度“l5”可以大于或小于這些特定范圍。長度“l5”起始于過渡部分“t”的遠側且終止于徑向彎曲部分124的近側。還是如圖3所示，徑向彎曲部分124在遠側部分106中延伸的長度為“l6”。在一些實施例中，長度“l6”的范圍是總長度“l3”的約75％至約99％，在另一些實施例中是總長度“l3”的約78％至約97％，在又一些實施例中是總長度“l3”的約80％至約95％。然而，也可以設想的是，遠側部分106中的該長度“l6”可以大于或小于這些特定范圍。長度“l6”起始于遠側部分106的長度“l5”的遠側且終止于撓性導管101的遠端110。彎頭122和徑向彎曲部分124之間的過渡點在圖3中示出為點a。
現在觀察圖4a至圖4b和圖5a至圖5b，示出了復合曲線部120的不同實施例。參照縱向軸線x限定復合曲線部120的彎頭122和徑向彎曲部分124。彎頭122使遠側部分106偏轉遠離縱向軸線x。在一些實施例中，彎頭122可以包括彎曲部，所述彎曲部偏離縱向軸線x的范圍介于約15度至約90度之間，在另一些實施例中介于約30度至約60度之間，在又一些實施例中介于約40度至約55度之間。然而，可以設想的是，彎曲度能夠大于或小于這些特定范圍。在一些實施例中，彎頭122包括15度的彎曲部“b”(圖4a和圖5a)。在另一些實施例中，彎頭122包括約45度的彎曲部“b”(圖4b和圖5b)。
繼續參照圖4a至圖4b和圖5a至圖5b，徑向彎曲部分124從彎頭122延伸，其中，彎頭122使徑向彎曲部分124側向伸出遠離撓性導管101的縱向軸線x。徑向彎曲部分124由曲率半徑“r”限定。徑向彎曲部分124可以具有變化的長度，以使得其限定45度、90度和180度的角度(參見例如圖4a至圖4b和圖5a至圖5b)；然而，在不背離本公開的范圍的前提下可以采用其它的角度。徑向彎曲部分124可以完全形成在約1厘米至約7厘米的范圍內，在另一些實施例中可以完全形成在約2厘米至約6厘米的范圍內，在又一些實施例中可以完全形成在約2.5厘米至約5.5厘米的范圍內。然而，在不背離本公開的范圍的前提下可以采用其它的范圍。在另一些實施例中，徑向彎曲部分124可以完全形成在2.5厘米、3厘米或3.5厘米的范圍內。圖6a至圖6b和圖7a至圖7b示出了撓性導管101的另外的實施例的側視圖。在一個實施例中，復合曲線部120包括：彎頭122，所述彎頭122具有約45度的彎曲部“b”；和徑向彎曲部分124，所述徑向彎曲部分124限定約90度的角度(圖6a至圖6b)。根據本公開，當可定位引導件72(圖6b)布置在撓性導管101中以使得傳感器76延伸經過遠端110時，復合曲線部120的偏轉受限(比較圖6a與圖6b)。當復合曲線部120包括具有約45度的彎曲部“b”的彎頭122和限定約180度的角度的徑向彎曲部分124(圖7a至7b)、或者包括具有約15度的彎曲部“b”的彎頭122和限定約90度的角度的徑向彎曲部分124、或者包括具有約15度的彎曲部“b”的彎頭122和限定約180度的角度的徑向彎曲部分124(未示出)時能夠獲得類似的結果。
現在參照圖8a和圖8b，彎頭122可以允許實現徑向彎曲部分124的突伸偏轉的更加精確的軌跡。此外，一旦將撓性導管101的徑向彎曲部分124安置在管腔網絡中的期望位置處，彎頭122即可用作撓性導管101的徑向彎曲部分124的錨固件。在彎頭122用作錨固件的實施例中，醫師能夠使用彎頭122的錨固點作為在一旦將外科器械例如外科器械200-206中的一種外科器械引入到撓性導管101的管腔112中之后用于預測徑向彎曲部分124的偏轉量的原點。彎頭122用作錨固件的位置用點c表示(圖8b)，在此，彎頭122的近側部分(例如，過渡部t近側)接觸氣道壁。
在一些實施例中，彎頭122可以允許徑向彎曲部分124抵達管腔網絡中的更遠的地方。如上所述，通過將彎頭122用作徑向彎曲部分124的錨固件，徑向彎曲部分124可以允許已插入的外科器械例如外科器械200-206中的一種外科器械抵達管腔網絡中的更遠和/或更高的目標組織區域。能夠實現這一點的原因在于彎頭122為撓性導管101提供了成角度的結構，從而允許醫師充分利用徑向彎曲部分124。而且，彎頭122使徑向彎曲部分124能夠更加突出，這增強了徑向彎曲部分124抵達管腔網絡中更遠的地方的能力。
醫師可以選擇徑向彎曲部分124的彎曲部“b”和角度的適當組合，以用于導航到患者“p”的氣道中的不同區域。例如，在一個實施例中，包括具有約45度的彎曲部“b”的彎頭122和限定180度的角度的徑向彎曲部分124的復合曲線部120可以用于將可定位引導件72和傳感器76引導至患者“p”的氣道中的上肺葉的后部。
現在參照圖9和圖10，將描述撓性導管101的另一個實施例以及制造撓性導管101的方法。撓性導管101的遠側部分106可以僅包含徑向彎曲部分124。如上所述，徑向彎曲部分124可以包括曲率半徑“r”并且限定45度、90度或180度的角度；然而，在不背離本公開的范圍的前提下也可以采用其它的曲率半徑“r”和其它的限定角度值。在一些實施例中，徑向彎曲部分124可以完全形成在約2厘米到約3厘米的范圍內，在另一些實施例中可以完全形成在約2.25厘米到約2.75厘米的范圍內；然而，在不背離本公開的范圍的前提下可以采用其它的范圍。
繼續參照圖9和圖10，利用心軸(未示出)制造撓性導管101。撓性導管101的內表面102b在心軸上滑動，使得心軸穿過管腔112。心軸在組裝撓性導管101的同時為撓性導管101的撓性部件提供剛性。管腔112具有由內表面102b限定的內徑(未示出)。撓性導管101的內徑基本等于、而且略微大于心軸的外徑并且長度基本等于心軸的長度。心軸可以涂覆有ptfe涂層，從而有助于撓性導管101的內表面102b在心軸上滑動并且防止撓性導管101的內表面102b粘接到心軸。心軸的外徑基本等于撓性導管101的管腔的期望內徑并且心軸的長度大于撓性導管101的最終期望長度。心軸的直徑范圍可以是從約0.127厘米至約0.254厘米，在另一些實施例中可以是從約0.154厘米至約0.230厘米。而且，心軸的長度范圍可以是從約76厘米至約230厘米，在另一些實施例中可以是從約90厘米至約200厘米，在又一些實施例中可以是從約120厘米至約160厘米范圍。當撓性導管101在心軸上形成之后，將撓性導管101安置在模具300內以形成徑向彎曲部分124。撓性導管101的遠側部分106被安置在模具300的中空段302內。中空段302呈“ρ”形。中空段302的上部曲線成形為使得徑向彎曲部分124完全形成在期望的曲率范圍內。如上所述，徑向彎曲部分124可以完全形成在2厘米至3厘米的范圍內；然而，在不背離本公開的范圍的前提下可以采用其它范圍。而且，在不背離本公開的范圍的前提下，中空段302可以成形為其它的形式。在一些實施例中，模具300可以包括第一半體和第二半體(未示出)。每個半體均可以包括與中空段302類似的中空段。另外，第一半體具有與第二半體類似的取向，以使得當第一半體與第二半體接合時每個半體中的中空段相互對準。在撓性導管101的遠側部分106被安置在中空段302內之后，將足夠的熱量和/或壓力施加到撓性導管101的遠側部分106，以用于形成徑向彎曲部分124。
在另一個實施例中，可以由模具300形成撓性導管101的復合曲線部120。撓性導管101的遠側部分106被安置在模具300的中空段302內。中空段302可以包括這樣的形狀，所述形狀將允許形成具有彎曲部“b”的彎頭122和具有曲率半徑“r”的徑向彎曲部分124。
撓性導管101可以由任何適當的材料形成，所述材料包括但不限于能夠應用于外科和醫療用途的橡膠和塑料。可以設想的是，適當的材料(沒有明確示出)可以包括由金屬或者替代地由一種或多種非傳導性纖維材料(例如，可從dupont獲得的以商標名
返回參照圖1，用于導航的導管組件100包括控制手柄90、握持件92和伸縮軸94，所述控制手柄90、握持件92和伸縮軸94可操作地連接到撓性導管101。通過旋轉握持件92并且使伸縮軸94平移，醫師能夠使用單手操縱撓性導管101到達目標組織80(圖8b)。控制手柄90的這些動作使醫師能夠將撓性導管101導航通過例如患者“p”的氣道的管腔網絡的彎曲路徑，并且引導撓性導管101在每個分叉處行進。控制手柄90的一個示例是目前由medronic制造并以商品名edgetm銷售的產品。控制手柄90可以符合人體工程學地成形為便于撓性導管101的握持和/或旋轉。在一個實施例中，沿著控制手柄90的長度設置多個肋部分(未示出)，以便于撓性導管101的握持和旋轉。
emn系統10包括追蹤系統50，所述追蹤系統50用于在導航階段期間形成患者的位置校準和管腔導航的視覺圖像。在實施例中，追蹤系統50是六自由度電磁追蹤系統，其與由andrewe.brown等人于2015年6月29日提交的發明名稱為“systemandmethodfornavigatingwithinthelung(在肺內導航的系統和方法)”且公開號為2016-0000302的美國專利申請中所公開的追蹤系統類似，其全部內容通過引用而并入本文。然而，應當理解的是，也可以利用其它適當的定位測量系統以及其它適當的構造。如圖1所示，追蹤系統50包括追蹤模塊52、多個參考傳感器54和發射墊56。追蹤系統50的發射墊56定位在患者“p”下方并且圍繞患者的至少一部分生成電磁場(未明確示出)。追蹤系統50構造成與用于導航的導管組件100一起使用。
利用追蹤模塊52和發射墊56生成的電磁場，即可在可定位引導件72和撓性導管101被導航通過管腔網絡時確定多個參考傳感器54和傳感器76的位置。更特別地，多個參考傳感器54中的一個或更多個附接到患者“p”的胸部。可定位引導件72上的多個參考傳感器54和傳感器76在發射墊56生成的電磁場內的坐標被發送到計算機60，所述計算機60包括適當的軟件以參照導航規劃確定它們的位置。
可定位引導件72和撓性導管101構造成用于通過氣管鏡30的工作通道(未明確示出)插入到患者“p”的氣道中。然而，可以理解的是，可定位引導件72和撓性導管101可以替代地在沒有氣管鏡30的情況下使用。在實施例中，可定位引導件72和撓性導管101能夠經由鎖定機構(未明確示出)相對于彼此鎖定。
在整體描述emn系統10的部件之后，下文描述它們與計算機60上駐留的規劃和導航軟件相結合的相互作用和實施方式。用于規劃和導航的此類軟件的示例是當前由medtronic銷售的ilogictm規劃和導航軟件包。
在規劃階段期間，從患者“p”的肺部獲得計算機斷層掃描(ct)圖像。計算機60利用由ct生成的數據建立患者“p”的氣道的三維模型。利用規劃軟件，醫師可以選擇通向目標組織80的路徑。一旦選擇好適當的路徑，就保存路徑并且將路徑導出到軟件的導航組件，以用于在一個或多個導航階段期間使用。另外，通過選擇通向目標組織80的適當路徑，醫師能夠選擇的復合曲線部120具有：彎頭122，所述彎頭122具有彎曲部“b”；徑向彎曲部分124，所述徑向彎曲部分124具有曲率半徑“r”并且限定構造成用以抵達目標組織80的最佳角度。在該選擇之后但是在開始手術之前，必須校準患者“p”在發射墊56上的位置。在校準期間，在規劃階段期間根據患者“p”的氣道的三維模型生成的目標組織80的位置與在撓性導管101插入到肺中時通過氣管鏡30觀察并且由傳感器76感測的患者的“p”氣道相配合。結果，能夠通過對傳感器78的位置、尤其是傳感器78在患者“p”的氣道內的氣管鏡30不能抵達的部分中的位置的精確了解而進行導航階段。能夠在由andrewe.brown等人于2015年7月2日提交的發明名稱為“real-timeautomaticregistrationfeedback(實時自動校準反饋)”且公開號為2016-0000356的美國專利申請中找到這樣的校準技術及其在管腔導航中的實施方式的更多細節，其全部內容通過引用而并入本文。然而，在實施例中，也可以設想其它適當的技術。
如前所述，傳感器76被集成到可定位引導件72的遠端74中并且構造成輸出信號，所述信號表示可定位引導件72相對于參考坐標系在六個自由度上的位置和取向。在實施例中，如圖1和圖8a至8b所示，可定位引導件72插入到撓性導管101中，使得傳感器76從撓性導管101的遠端110伸出。撓性導管101與可定位引導件72一起通過氣管鏡20插入到患者“p”的氣道中。起初，包括撓性導管101和可定位引導件72的氣管鏡30通過患者“p”的嘴行進到患者“p”的管腔網絡中。當氣管鏡30楔入并且不能再進一步行進通過患者“p”的管腔網絡時，撓性導管101和可定位引導件72行進越過氣管鏡30。如前所述，通過控制手柄90的平移和旋轉使撓性導管90和可定位引導件72行進到目標組織80。
在一個實施例中，僅通過使可定位引導件72移動通過患者“p”的氣道而自動校準傳感器76的位置。更具體地，在可定位引導件72移動通過患者“p”的氣道時，使用追蹤系統50記錄關于傳感器76的位置的數據。將由這些位置和移動數據得到的形狀與來自于在規劃階段期間生成的三維模型的患者“p”的氣道的內部幾何形狀進行比較。基于該比較，例如利用計算機60上的軟件來確定形狀與患者“p”的氣道的三維模型之間的位置關聯。計算機60上的軟件利用患者“p”的氣道的三維模型或由三維模型產生的二維圖像(其基于記錄的位置數據以及可定位引導件72保持位于患者“p”的氣道中的非組織空間中(例如，在填充有空氣的腔中)的假設)來校正或校準代表傳感器76的位置的圖像。
在已經完成規劃階段(例如，已經識別出目標組織80且選定通向目標組織的路徑)并且已經完成校準之后，emn系統10可以用于導航可定位引導件72通過患者“p”的氣道到達目標組織80。為了便于進行這樣的導航，計算機60、監測裝備40和/或任何其它適當的顯示裝置可以構造成顯示患者“p”的氣道的三維模型或者患者“p”的氣道的二維模型或者根據患者“p”的氣道的三維模型生成的二維圖像，并且所述二維圖像可以包括從傳感器76的當前位置到目標組織80的選定路徑。
一旦已經將可定位引導件72成功地導航到目標組織80，從而完成了導航階段，即可從撓性導管101移除可定位引導件72，將撓性導管101留置就位以作為用于將外科器械例如活檢鉗200、細胞刷202、吸液針204和消融導管206引導到目標組織80的引導通道。在移除可定位引導件72之前或者在插入外科器械200-206中的一個之后，可以利用一種或多種成像方式來確認安置情況(例如處于目標組織80內和/或毗鄰目標組織80)。例如，可以單獨地或彼此組合地使用ct、超聲、熒光鏡、以及其它的成像方式。
盡管已經在附圖中示出了本公開的若干實施例，但是不應當理解為本公開受限于此，原因在于本公開的范圍應當理解為如本技術領域所允許的一樣寬泛，并且說明書也應當類似地解讀。因此，上述說明內容不應當理解為限制性的，而僅僅是特定實施例的示范性說明。在所附權利要求的范圍和精神內，本領域技術人員能夠設想其它的變型。
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