一種采用內窺鏡（30）和成像單元（80）的手術導航系統。所述內窺鏡（30）包括在內窺鏡（30）的工作通道之內的電磁追蹤器（40），所述電磁追蹤器（40）用于在解剖區域之內生成指示所述內窺鏡（30）的一個或多個姿態的電磁感測信號；以及在所述內窺鏡（30）的成像通道之內的內窺鏡照相機（50），所述內窺鏡照相機（50）用于生成所述解剖區域的內窺鏡圖像。所述成像單元（80）根據在所述解剖區域之內的校準部位的術前掃描圖像與在所述解剖區域之內的所述校準部位的一個或多個內窺鏡圖像之間的圖像配準，執行所述電磁追蹤器（40）與所述內窺鏡照相機（50）的術中校準。

1.一種手術導航系統，其包括：
內窺鏡(30)，其包括：
在所述內窺鏡(30)的工作通道之內的電磁追蹤器(40)，其用于在解剖區域之內生成指
示所述內窺鏡(30)的至少一個姿態的電磁感測信號，以及
在所述內窺鏡(30)的成像通道之內的內窺鏡照相機(50)，其用于生成所述解剖區域的
內窺鏡圖像；以及
成像單元(80)，其能用于根據在所述解剖區域之內的校準部位的術前掃描圖像與在所
述解剖區域之內的所述校準部位的至少一個內窺鏡圖像之間的圖像配準，生成所述電磁追
蹤器(40)與所述內窺鏡照相機(50)的術中校準。
2.如權利要求1所述的手術導航系統，其中，所述圖像配準包括：
將所述內窺鏡(30)導航至在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的第一姿態；
采集與所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第一姿
態相對應的所述校準部位的第一內窺鏡圖像；
執行到達所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第一
姿態的，所述術前掃描圖像的虛擬內窺鏡漫游；
采集與所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第一姿
態相對應的所述校準部位的第一腔內圖像；以及
配準所述校準部位的所述第一腔內圖像與所述校準部位的所述第一內窺鏡圖像，這包
括計算第一圖像變換矩陣(T_C←T)。
3.如權利要求2所述的手術導航系統，其中，所述解剖區域是支氣管樹并且所述校準部
位是主隆凸。
4.如權利要求2所述的手術導航系統，其中，所述術中校準還包括：
根據所述第一圖像變換矩陣(T_C←T)、從所述內窺鏡(30)的追蹤器到全局參考的電磁追
蹤器變換矩陣(T_R←E)、以及從所述全局參考到所述解剖區域的所述術前掃描圖像的電磁參
考變換矩陣(T_T←R)來計算校準變換矩陣(T_C←E)。
5.如權利要求2所述的手術導航系統，其中，所述圖像配準包括：
將所述內窺鏡(30)導航至在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的第二姿態；
采集與所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第二姿
態相對應的所述校準部位的第二內窺鏡圖像；
執行到達所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第二
姿態的，所述術前掃描圖像的虛擬內窺鏡漫游；
采集與所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第二姿
態相對應的所述校準部位的第二腔內圖像；以及
配準所述校準部位的所述第二腔內圖像與所述校準部位的所述第二內窺鏡圖像，這包
括計算第二圖像變換矩陣(T_C←T)。
6.如權利要求5所述的手術導航系統，其中，所述術中校準包括：
將所述第一圖像變換矩陣(T_C←T)與所述第二圖像變換矩陣(T_C←T)進行平均；以及
根據所平均的圖像變換矩陣(T_C←T)、從所述內窺鏡(30)的追蹤器到全局參考的電磁追
蹤器變換矩陣(T_R←E)、以及從所述全局參考到所述解剖區域的所述術前掃描圖像的電磁參
考變換矩陣(T_T←R)來計算校準變換矩陣(T_C←E)。
7.如權利要求1所述的手術導航系統，其中，所述成像單元(80)還能用于顯示所述解剖
區域的所述術前掃描圖像與所述解剖區域的所述至少一個內窺鏡圖像的，從所述圖像配準
推導的圖像整合。
8.如權利要求7所述的手術導航系統，其中：
所述內窺鏡(30)能用于被導航至在所解剖區域之內的相對于如所述圖像整合顯示的
手術部位的手術姿態；
繼所述內窺鏡(30)被導航至所述手術姿態之后，所述電磁追蹤器(40)能用于從所述工
作通道移除；以及
繼所述電磁追蹤器(40)從所述工作通道移除之后，手術儀器能用于插入所述工作通道
之內。
9.一種手術導航系統，其包括：
內窺鏡(30)，其包括：
在所述內窺鏡(30)的工作通道之內的電磁追蹤器(40)，其用于在解剖區域之內生成指
示所述內窺鏡(30)的至少一個姿態的電磁感測信號，以及
在所述內窺鏡(30)的成像通道之內的內窺鏡照相機(50)，其用于生成所述解剖區域的
內窺鏡圖像；
電磁追蹤單元，其響應于電磁信號以電磁追蹤在所述解剖區域之內的相對于全局參考
的所述內窺鏡(30)；以及
成像單元(80)，其能用于根據在所述解剖區域之內的校準部位的術前掃描圖像與在所
述解剖區域之內的所述校準部位的至少一個內窺鏡圖像之間的圖像配準，以及根據所述全
局參考與所述術前掃描圖像的電磁配準，執行所述電磁追蹤器(40)與所述內窺鏡照相機
(50)的術中校準。
10.如權利要求9所述的手術導航系統，其中，所述圖像配準包括：
將所述內窺鏡(30)導航至在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的第一姿態；
采集與所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第一姿
態相對應的所述校準部位的第一內窺鏡圖像；
執行到達所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第一
姿態的，所述術前掃描圖像的虛擬內窺鏡漫游；
采集與所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第一姿
態相對應的所述校準部位的第一腔內圖像；以及
配準所述校準部位的所述第一腔內圖像與所述校準部位的所述第一內窺鏡圖像，這包
括計算第一圖像變換矩陣(T_C←T)。
11.如權利要求10所述的手術導航系統，其中，所述術中校準包括：
根據所述第一圖像變換矩陣(T_C←T)、從所述內窺鏡(30)的追蹤器到所述全局參考的電
磁追蹤器(40)變換矩陣(T_R←E)、以及從所述全局參考到所述解剖區域的所述術前掃描圖像
的電磁參考變換矩陣(T_T←R)來計算校準變換矩陣(T_C←E)。
12.如權利要求10所述的手術導航系統，其中，所述圖像配準還包括：
將所述內窺鏡(30)導航至在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的第二姿態；
采集與所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第二姿
態相對應的所述校準部位的第二內窺鏡圖像；
執行到達所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第二
姿態的，所述術前掃描圖像的虛擬內窺鏡漫游；
采集與所述內窺鏡(30)的在所述解剖區域之內的相對于所述校準部位的所述第二姿
態相對應的所述校準部位的第二腔內圖像；以及
配準所述校準部位的所述第二腔內圖像與所述校準部位的所述第二內窺鏡圖像，這包
括計算第二圖像變換矩陣(T_C←T)。
13.如權利要求12所述的手術導航系統，其中，所述術中校準包括：
將所述第一圖像變換矩陣(T_C←T)與所述第二圖像變換矩陣(T_C←T)進行平均；以及
根據所平均的圖像變換矩陣(T_C←T)、從所述內窺鏡(30)的追蹤器到全局參考的電磁追
蹤器(40)變換矩陣(T_R←E)、以及從所述全局參考到所述解剖區域的所述術前掃描圖像的電
磁參考變換矩陣(T_T←R)來計算校準變換矩陣(T_C←E)。
14.如權利要求1所述的手術導航系統，其中，所述成像單元(80)還能用于顯示所述解
剖區域的所述術前掃描圖像與所述解剖區域的所述至少一個內窺鏡圖像的，從所述圖像配
準推導的圖像整合。
15.如權利要求14所述的手術導航系統，其中：
所述內窺鏡(30)能用于被導航至在所解剖區域之內的相對于如所述圖像整合顯示的
手術部位的手術姿態；
繼所述內窺鏡(30)被導航至所述手術姿態之后，所述電磁追蹤器(40)能用于從所述工
作通道移除；以及
繼所述電磁追蹤器(40)從所述工作通道移除之后，手術儀器能用于插入所述工作通道
之內。