60附接到患者P。利用所附接的基準設備360對患者P進行手術前或手術中成像。如果存在，基準標記366在圖像中是可見的，并且因此提供相對于患者P的解剖結構和由圖像生成的患者解剖結構的任何二維或三維模型固定的參考。在另一些實施例中，基準設備360上的另選基準元件諸如像傳感器保持器372的特征部、定位在傳感器保持器372中的形狀傳感器光纖353的參考部分351、或甚至是基準設備360本身能夠被成像以建立固定的患者參考。
[0062]在開始介入程序之前，形狀傳感器光纖353的參考部分351放置在傳感器保持器372中，其中連接器374連接到連接器382。參考部分351因此相對于基準設備360以傳感器保持器372的預定配置保持固定。這樣連接之后，形狀傳感器光纖353的參考部分351相對于基準設備360提供形狀傳感器光纖的近端的已知定向。詢問系統376詢問形狀傳感器光纖353以確定遠側尖端的姿勢和柔性導管主體354的形狀。導管主體354的這種感測的相對姿勢和形狀數據相對于光纖參考部分351是已知的，該參考部分351被配準到基準設備360。因此，用形狀傳感器光纖的參考部分351的配準信息處理導管主體354的相對姿勢和形狀信息提供了導管主體354相對于患者P的姿勢和形狀。
[0063]圖7示出使用介入器械跟蹤系統350的方法400。在402處，處理系統接收患者P的解剖結構的模型。該模型由利用所附接的基準設備360拍攝的患者P的圖像生成。該模型限定圖像參考幀?；鶞蕵擞?66在該模型中是可見的。在404處，參考部分351聯接到基準設備360。形狀傳感器光纖353的參考部分351因此相對于基準設備360保持為預定配置。以這種方式，參考部分351被配準到基準設備360。在406處，接收(在形狀傳感器光纖353的參考幀中的)形狀傳感器信息用于處理。在408處，基于圖像參考幀和形狀傳感器353的參考幀之間相關性確定形狀傳感器光纖353的遠端(或任何其他部分)在圖像參考幀中的姿勢。可選地，來自圖像參考幀的、對應于柔性主體354的遠端的姿勢的圖像被顯示。該圖像可以為疊加在來自患者模型的圖像上的柔性主體354的遠端的圖像。在一些實施例中，患者模型可以基于形狀傳感器信息更新(例如，通過使患者模型符合柔性主體254的姿勢)。另選地，該圖像可以是從患者模型內部看去的視圖，其對應于從柔性主體的遠端看去的視圖。
[0064]圖8示出根據本公開的實施例的介入器械跟蹤系統450。跟蹤系統450包括具有柔性導管主體454和器械主體456的介入器械452。光纖形狀傳感器453在介入器械452內延伸。形狀傳感器453的近端終止于傳感器連接部件451。跟蹤系統450也包括傳感器裝置458。傳感器裝置458包括基準設備460和參考夾具462?；鶞试O備460包括表面464，該表面464使用粘合劑或其他化學或機械固定機構可移除地附接到患者P。在一些實施例中，基準設備460能夠包括用成像技術(諸如熒光鏡透視檢查或CT)可見的至少一個基準標記466。在各種其他實施例中，基準設備360能夠包括能夠用作基準的物理特征部，或甚至其本身能夠是基準。
[0065]光纖形狀傳感器470從基準設備460延伸?；鶞试O備460包括用作對接特征部的傳感器保持器472，該對接特征部經配置與形狀傳感器光纖470的參考部分471配合并且將其保持為預定參考形狀。在該實施例中，傳感器保持器472是連續蜿蜒通道，其接收形狀傳感器光纖470并且相對于基準設備460將光纖的參考部分471保持為預定形狀配置。傳感器光纖470的近端終止于傳感器連接部件474。在該實施例中，光纖470的參考部分471可用作基準標記，因為其相對于基準設備固定并且利用成像技術可以是可見的。
[0066]在各種另選的實施例中，形狀傳感器470可被省略或由其他部件補充，用于測量基準設備460和參考夾具462之間的相對姿勢。各種基于傳感器的跟蹤系統中的任何一種可用于跟蹤參考夾具462與基準設備460的相對姿勢。此類跟蹤系統可包括電容式傳感器、壓電傳感器或光學傳感器。
[0067]跟蹤系統450還包括用于生成和檢測光的詢問系統476，所述光用于確定形狀傳感器光纖453和形狀傳感器光纖470的當前形狀。詢問系統476也可處理返回的數據以顯示給臨床醫生。詢問系統476包括連接器478、479。光纖鏈路480在連接器482、484之間延伸。光纖鏈路486在連接器488、490之間延伸。在該實施例中，光纖鏈路480、486的光纖未被感測(即，光纖鏈路的形狀未被詢問)，并且用于在感測的形狀傳感器453、470和詢問系統476之間傳達光學信息。
[0068]在使用中，基準設備460附接到患者P。利用附接到患者解剖結構的基準設備460對患者P進行手術前或手術中成像。在該實施例中，形狀傳感器光纖470在成像期間可附接到基準設備460。如果存在，基準標記466在圖像中是可見的，并且因此提供相對于患者P的解剖結構和由圖像生成的患者解剖結構的任何二維或三維模型固定的參考。在另一些實施例中，基準設備460上的另選基準元件諸如像傳感器保持器472的特征部、定位在傳感器保持器472中的形狀傳感器光纖470的參考部分471、或甚至是基準設備460本身能夠被成像以建立固定的患者參考。
[0069]在開始介入程序之前，傳感器光纖470的近端和所附接的連接器474聯接到參考夾具462。傳感器光纖453的近端和所附接的連接器451也聯接到參考夾具462。參考夾具將傳感器光纖470、451的近端相對于彼此和參考夾具保持在固定位置和定向。光纖鏈路480的連接器482連接到連接器451，并且連接器484連接到詢問系統476的連接器478。光纖鏈路486的連接器488連接到連接器474，并且連接器490連接到詢問系統476的連接器479。詢問系統476詢問形狀傳感器光纖453以確定遠側尖端的姿勢和柔性導管主體454的形狀。詢問系統476也詢問形狀傳感器光纖470以確定形狀傳感器光纖470的參考部分471的姿勢。導管主體454的所感測的相對姿勢和形狀數據相對于參考夾具451是已知的，并且參考部分471的相對姿勢和形狀數據相對于參考夾具462是已知的。因為連接器451、474相對于彼此并且相對于參考夾具462是固定的，所以參考夾具提供形狀傳感器光纖453、470之間的固定配準。因此，用形狀傳感器光纖470的參考部分471的配準信息處理導管主體454的相對姿勢和形狀信息提供了導管主體454相對于患者P的姿勢和形狀。
[0070]圖9示出使用介入器械跟蹤系統450的方法500。在502處，處理系統接收患者P的解剖結構的模型。該模型由利用所附接的基準設備460拍攝的患者P的圖像生成。該模型限定圖像參考幀。基準標記466在該模型中是可見的。形狀傳感器光纖453聯接到參考夾具462，并且形狀傳感器光纖470聯接到參考夾具462。在504處，從形狀傳感器光纖470接收(在形狀傳感器光纖470的參考幀中的)形狀傳感器信息用于處理。在506處，從形狀傳感器光纖453接收(在形狀傳感器光纖453的參考幀中的)形狀傳感器信息用于處理。在508處，基于圖像參考幀、形狀傳感器353的參考幀和形狀傳感器470的參考幀之間的相關性確定形狀傳感器光纖353的遠端在圖像參考幀中的姿勢?？蛇x地，來自圖像參考幀的、對應于柔性主體454的遠端的姿勢的圖像被顯示。該圖像可以為疊加在來自患者模型的圖像上的柔性主體454的遠端的圖像。另選地，該圖像可以是從患者模型內部看去的視圖，其對應于從柔性主體的遠端看去的視圖。
[0071]圖10示出根據本公開的實施例的介入器械跟蹤系統550。跟蹤系統550包括具有柔性導管主體554和器械主體556的介入器械552。光纖形狀傳感器553與介入器械552分開并且經設定尺寸插入該介入器械552中。跟蹤系統550也包括傳感器裝置558。傳感器裝置558包括基準設備560和參考主體562?；鶞试O備560包括表面564，該表面564使用粘合劑或其他化學或機械固定機構可移除地附接到患者P?；鶞试O備560包括用成像技術(諸如熒光鏡透視檢查或CT)可見的至少一個基準標記566?；鶞试O備560還包括經配置與參考主體562的配合部分570配合的傳感器對接特征部568。傳感器對接特征部568可包括一個或多個凹槽、突起、機械緊固件、粘性緊固件、磁性緊固件或用于將基準設備560可移除地連接到參考主體562的其他部件。當連接時，傳感器對接特征部568和配合部分570將基準設備560和參考主體562保持為固定的預定空間關系。
[0072]參考主體562包括傳感器保持器572，其經配置將形狀傳感器光纖553的參考部分551保持為預定參考形狀。在該實施例中，傳感器保持器572是連續蜿蜒通道，其接收形狀傳感器光纖553并且相對于參考主體562將光纖保持為預定形狀配置。在另選的實施例中，傳感器保持器可以是一系列離散的附接點，傳感器光纖可附接到所述離散的附接點以相對于參考主體保持已知的預定形狀。參考主體562還包括傳感器連接部件574，其中傳感器光纖553終止于傳感器連接部件574，用于到跟蹤系統550的其他部件的連接。在各種另選實施例中，已知配置可以是如先前所述的可測量變量。
[0073]跟蹤系統550還包括用于生成和檢測光的詢問系統576，所述光用于確定形狀傳感器光纖553的當前形狀。詢問系統576也可處理返回的數據以顯示給臨床醫生。詢問系統576包括連接器578。光纖鏈路580在連接器582、584之間延伸。在該實施例中，光纖鏈路580的光纖未被感測(即，光纖鏈路的形狀未被詢問)，并且用于將來自感測的形狀傳感器553的光學信息傳達到詢問系統576。在使用中，光纖鏈路580的連接器582連接到連接器574，并且連接器584連接到連接器578。
[0074]在使用中，基準設備560附接到患者P。利用所附接的基準設備560對患者P進行手術前或手術中成像。基準標記566在圖像中是可見的，并且因此提供相對于患者P的解剖結構和由圖像生成的患者解剖結構的任何二維或三維模型固定的參考。在開始介入程序之前，傳感器光纖553插入柔性導管主體554中。參考主體562聯接到基準設備560并且由對接特征部568和配合部分570相對于基準設備保持為預定配置。這樣連接之后，形狀傳感器光纖553的參考部分551相對于基準設備560提供形狀傳感器光纖的近端的已知定向。詢問系統576詢問形狀傳感器光纖553以確定遠側尖端的姿勢和柔性導管主體554的形狀。導管主體554的這種感測的