隨著集線器沿著纖維平移，由502、504和506指示的集線器的位置被曲率中的圖案容易地識(shí)別。然后采用能識(shí)別的圖案來(lái)匹配數(shù)據(jù)中的集線器。圖6示出了被用于在OSS數(shù)據(jù)中識(shí)別集線器的模板508的范例。
[0065]在方框410中，針對(duì)給定的形狀，計(jì)算沿著所述形狀的曲率，從而定義所述形狀。搜索(比較)測(cè)量的OSS數(shù)據(jù)，以匹配集線器模板，從而確定在OSS數(shù)據(jù)中的集線器位置。在方框412中，可以將集線器模板匹配到OSS數(shù)據(jù)以確定最小差異，從而確定集線器位置。模板匹配算法可以沿著纖維的長(zhǎng)度來(lái)運(yùn)行。這可以簡(jiǎn)單地是在模板與纖維的選定部分之間的差異。這種匹配算法的最小值將指示集線器的位置，并且因此指示在第一和第二 OSS使能的設(shè)備之間的關(guān)系。在一個(gè)范例中，一旦獲知了集線器的位置，在第一OSS使能的設(shè)備(導(dǎo)絲)進(jìn)入第二OSS使能的設(shè)備(導(dǎo)管)的中心腔處的第一節(jié)點(diǎn)是已知的。根據(jù)前向點(diǎn)，兩個(gè)設(shè)備將具有相同的形狀，直到導(dǎo)絲或?qū)Ч芙Y(jié)束。所述算法繼續(xù):
[0066]針對(duì)a= I:搜索長(zhǎng)度-模板長(zhǎng)度
[0067]%沿儀器(例如，導(dǎo)絲)的長(zhǎng)度對(duì)模板進(jìn)行比較
[0068](306打1&11:1^叉(；0=811111(&匕8(搜索對(duì)象(&:&+模板長(zhǎng)度-1)-模板))；
[0069]%對(duì)在沿模板的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的Kappa中的差異進(jìn)行求和(參見(jiàn)圖7A) Jappa是指示纖維的曲率的參數(shù)
[0070]a = a+l ；
[0071 ] 結(jié)束
[0072]coeffs = coeffMatrix;
[0073][num, idx] =min(coeffs(:))；
[0074]偏移=idx。
[0075]%最小系數(shù)的位置是沿設(shè)備的集線器的位置(S卩，導(dǎo)絲的點(diǎn)，導(dǎo)絲已經(jīng)被插入到集線器中，-這確定在導(dǎo)絲與導(dǎo)管之間的偏移)(參見(jiàn)圖7B)。
[0076]參考圖7A，針對(duì)在導(dǎo)絲與導(dǎo)管之間的不同偏移值，在兩個(gè)形狀感測(cè)設(shè)備(導(dǎo)絲和導(dǎo)管)的輸出之間的曲率的差異的絕對(duì)值被繪圖。在圖中的局部最小512指示集線器的位置。
[0077]參考圖7B，相對(duì)于纖維節(jié)點(diǎn)或索引(idx)來(lái)繪制Kappa。到波動(dòng)區(qū)域514(集線器位置)的右側(cè)的區(qū)域516指示針對(duì)導(dǎo)絲和導(dǎo)管遠(yuǎn)端到集線器的恒定Kappa。
[0078]在方框414中，通過(guò)檢查處在集線器的遠(yuǎn)端的第一和第二OSS使能的儀器的段之間的相關(guān)可以運(yùn)行有效性檢查。所述有效性檢查或相關(guān)可以被提供作為在兩個(gè)或更多個(gè)OSS使能的儀器的OSS數(shù)據(jù)之間的對(duì)齊檢查。所述相關(guān)可以是針對(duì)曲率、形狀或應(yīng)變中的一個(gè)或多個(gè)。
[0079]參考圖8，相對(duì)于纖維節(jié)點(diǎn)或索引(idx)來(lái)繪制Kappa。在由點(diǎn)線522指示的集線器的左側(cè)526，0SS使能的導(dǎo)管或?qū)Ыz的軌道是不相同的，正如預(yù)期它們?cè)谒鰠^(qū)域中不機(jī)械耦合。然而，在由點(diǎn)線522指示的集線器的右側(cè)524，0SS使能的導(dǎo)管和導(dǎo)絲的軌道被配準(zhǔn)，并且軌道對(duì)齊，從集線器位置朝向反映了導(dǎo)絲位于導(dǎo)管之內(nèi)，從而假設(shè)識(shí)別曲率。
[0080]在方框416中，通過(guò)找到在OSS數(shù)據(jù)中相對(duì)于集線器位置的交疊來(lái)確定在兩個(gè)或更多個(gè)OSS使能的儀器之間的配準(zhǔn)。在方框418中，可以使用剛性變化來(lái)計(jì)算在第一和第二OSS使能的儀器的交疊位置之間的配準(zhǔn)。在兩個(gè)或更多個(gè)OSS使能的儀器的OSS數(shù)據(jù)之間可以計(jì)算剛性變換，并且在兩個(gè)形狀之間的計(jì)算可以采用已知的變換工具(例如，Procrustes?或類(lèi)似的程序)。在方框420中，能夠基于所述配準(zhǔn)來(lái)確定所述儀器的不正確的形狀(0SS使能的儀器中的至少一個(gè)儀器的誤配準(zhǔn))?？梢詫⑦@些不正確的形狀視為離群的并且從數(shù)據(jù)集中去除。
[0081]應(yīng)當(dāng)理解，利用一個(gè)OSS使能的設(shè)備、利用使用集線器設(shè)計(jì)的相同唯一形狀的兩個(gè)或更多個(gè)OSS使能的設(shè)備、或者利用具有其自己的集線器設(shè)計(jì)的唯一形狀的每個(gè)OSS使能的設(shè)備，來(lái)采用集線器設(shè)計(jì)的唯一形狀。例如，除了使用具有導(dǎo)絲的集線器設(shè)計(jì)的唯一形狀之夕卜，假設(shè)沿著導(dǎo)管的集線器的位置也是已知的(例如，機(jī)械地定義的)。然而，也通過(guò)將類(lèi)似的特征(直與彎曲)通過(guò)集線器添加到導(dǎo)管路徑，也能夠使用針對(duì)導(dǎo)絲使用的相同技術(shù)(例如，上述的曲率模板匹配)來(lái)提取沿導(dǎo)管的集線器的位置。另一優(yōu)點(diǎn)是也將示出相對(duì)于集線器的旋轉(zhuǎn)，其能夠從光纖能夠自由扭曲的直路徑中容易地導(dǎo)出。
[0082]通過(guò)獲知集線器在導(dǎo)管空間中的位置和旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)獲知導(dǎo)絲在集線器中的位置，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)設(shè)備相對(duì)于另一個(gè)設(shè)備的配準(zhǔn)。通過(guò)唯一地檢測(cè)彎曲形狀(或者彎曲形狀的部分)，可以使用集線器的已知?jiǎng)傂蕴卣鱽?lái)執(zhí)行剛性坐標(biāo)變換。在這種情況下將不需要實(shí)際疊加。
[0083]能夠容易地探測(cè)具有一個(gè)設(shè)備進(jìn)入另一設(shè)備的直-彎曲-直(或者其其他組合)路徑的集線器;然而，可以提供在集線器處開(kāi)始的其他幾何關(guān)系。例如，兩個(gè)設(shè)備可以被并排保持或者可以被包括在相同儀器或結(jié)構(gòu)的不同部分等。
[0084]參考圖9A和9B，針對(duì)有意義的臨床使用，形狀感測(cè)的設(shè)備需要被配準(zhǔn)到參考成像幀(諸如，例如，術(shù)前計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)圖像、實(shí)況熒光透視圖像等)ASS使能的導(dǎo)絲602和OSS使能的導(dǎo)管604被示為配準(zhǔn)到圖9A中血管610的術(shù)前圖像606。例如，OSS使能的導(dǎo)絲602和OSS使能的導(dǎo)管604被示為在圖9B中血管610的術(shù)前圖像608中不良地配準(zhǔn)(偏移)。
[0085]參考圖10，本文描述的集線器設(shè)計(jì)的利用可以在多個(gè)不同的配置中實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，集線器700包括具有Y形狀和所示的分裂成半的縱向主體710?？梢圆捎镁W(wǎng)部分722來(lái)向集線器700的設(shè)計(jì)提供支持或強(qiáng)度或者提供有用的特征(用于懸掛設(shè)備的把手、孔等)。縱向主體710包括直部分724，直部分724分叉為彎曲部分718和延伸部分720。彎曲部分718、延伸部分720或者這兩者能夠?qū)τ糜谠贠SS數(shù)據(jù)中定位集線器700的唯一集線器形狀做出貢獻(xiàn)。第一 OSS使能的設(shè)備702a通過(guò)在末端部分716中形成的腔708來(lái)進(jìn)入彎曲部分718。腔708可以包括錐形或漏斗狀形狀714，以輔助OSS使能的設(shè)備702a的插入。第二OSS使能的設(shè)備702b進(jìn)入延伸部分720，并且OSS使能的設(shè)備702a和702b在腔室712中接合并且離開(kāi)遠(yuǎn)端部分726 WSS使能的設(shè)備702a和702b的配置能夠用于在OSS數(shù)據(jù)中識(shí)別集線器700。
[0086]參考圖11，集線器800包括具有單一配置和分裂成半的縱向主體810。連接部分822可以包括用于向集線器800的設(shè)計(jì)提供支持或強(qiáng)度或者提供有用特征(用于懸掛設(shè)備的把手、孔等)的固體材料?？v向主體810包括直部分824或軌道824，直部分824或軌道824分叉為彎曲部分或軌道818和延伸部分820 ο彎曲部分818、延伸部分820或者這兩者能夠?qū)τ糜谠贠SS數(shù)據(jù)中定位集線器800的唯一集線器形狀做出貢獻(xiàn)。在這一實(shí)施例中，彎曲的部分包括對(duì)形狀的唯一性做出貢獻(xiàn)的多個(gè)彎曲。
[0087]第一 OSS使能的設(shè)備(未示出)通過(guò)在末端部分816中形成的腔808來(lái)進(jìn)入彎曲部分818。腔808可以包括錐形或漏斗狀形狀814，以輔助所述OSS使能的設(shè)備的插入。第二OSS使能的設(shè)備(未示出)進(jìn)入延伸部分820，并且所述OSS使能的設(shè)備在腔室812中接合并且離開(kāi)遠(yuǎn)端部分826。所述OSS使能的設(shè)備的配置能夠用于在OSS數(shù)據(jù)中識(shí)別集線器800。
[0088]參考圖12，例示性示出了針對(duì)集線器設(shè)計(jì)的OSS通道的三種不同配置902、904和906 ο配置902包括直部分和彎曲部分。配置904包括直部分和兩個(gè)彎曲部分。配置906包括Y形部分(在每個(gè)OSS設(shè)備軌道上的彎曲)和公共直部分。應(yīng)當(dāng)理解，預(yù)期其他配置，并且在圖12中描繪的配置僅僅是出于例示性的目的。
[0089]參考圖13，盡管本發(fā)明的原理描述針對(duì)兩個(gè)OSS使能的設(shè)備配置的集線器設(shè)計(jì)，但是所述集線器可以被配置為容納超過(guò)兩個(gè)OSS使能的設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，集線器1000包括諸如相對(duì)于圖11描述的特征，但包括另外的彎曲軌道818、末端部分816以及進(jìn)口 814，用于接收另外的OSS使能的設(shè)備。在一個(gè)范例中，集線器1000可以在軌道820中接收OSS使能的內(nèi)窺鏡(未示出)。內(nèi)窺鏡可以包括工作通道。集線器1000還可以包括針對(duì)一個(gè)或多個(gè)OSS使能的導(dǎo)管、導(dǎo)絲等的軌道818。在軌道818中的OSS使能的設(shè)備可以通過(guò)集線器1000并進(jìn)入到內(nèi)窺鏡的工作通道中并且如上所述被配準(zhǔn)。也預(yù)期其他儀器和組合。
[0090]在解釋隨附的權(quán)利要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解:
[0091]a) “包括”一詞不排除在給定權(quán)利要求中所列舉的那些元件或動(dòng)作之外