[发明专利]用于消融手术的计划系统和导航系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于消融组织的外科手术。更加具体的，本发明涉及使用计划系统以确定治疗计划，以及使用导航系统以实现消融手术的治疗计划。

背景技术

电外科设备已经广泛的使用。电外科手术包括在外科手术期间利用热能和/或电能来切割、解剖、消融、凝结、烧灼、密封或其他处理生物组织。电外科手术通常使用的手持件进行，所述手持件包括适于在电外科手术期间传输能量至组织部位的外科设备(例如，端部执行器或消融探头)、可操作地输出能量的远程电外科发生器、以及可操作的连接所述外科设备至远程发生器的电缆组件。

某些疾病的治疗需要破坏恶性组织生长，例如肿瘤。在诸如癌症的疾病的治疗中，已经发现某些类型的肿瘤细胞在相比通常会对健康细胞有害的温度稍低的高温下变性。已知的治疗方法，诸如高温疗法，通常包括将患病细包加热至高于41℃的温度而保持邻近健康细胞低于不可逆的细胞破坏发生的温度。这些方法可包括施加电磁辐射以加热、消融和/或凝结组织。有多种不同类型的电外科设备能够用于执行消融手术。

可以使用二维(2D)术前计算断层扫描(CT)图像和“消融区图”来执行癌性肿瘤或良生肿瘤的肿瘤微创消融手术，所述“消融区图”通常描述消融针在实验的、离体组织中在一个范围的输入参数(功率、时间)上的特征。能量剂量(功率、时间)能够与消融组织效应(体积、形状)关联以进行具体设计。能够通过微波天线设计控制输送至组织的能量剂量，例如，可利用天线电抗线圈来提供从设备至组织的已知位置的微波传输。在另一实例中，电介质缓冲使得能够从设备至组织的相对恒定能量输送，其独立于不同的或变化的组织特性。

在用户确定应该使用哪个消融针来实现目标的处理后，用户通过超声引导来进行处理。通常，需要高水平技能来将外科设备置于由超声识别的目标中。其中最重要的是选择所需的角度和进入点来引导设备朝向超声图像面(例如，正在成像的目标处)。

超声引导介入包括使用实时超声成像(经腹、术中等)来精确的引导外科设备至它们的指定目标。这能够通过经皮应用和/或术中应用来进行。在每种情形中，超声系统将包括换能器，其对患者组织成像并用于识别目标以及预期和/或遵循朝向目标的器械的路径。

超声引导介入在目前广泛的用于针吸活检程序来确定已经探测的可疑病变的恶化(乳房、肝脏、肾脏、以及其他软组织)。另外，中心线布置通常用来获得颈静脉通路以及允许输送药物。最后，新兴用途包括中瘤消融和器官(肝脏、肺、肾脏，等)的手术切除。在肿瘤消融的情形中，在实现超声引导目标定位后，可利用活检类针来输送能量(RF、微波、低温，等)以杀死中瘤。在器官切除的情形中，解剖期间表层下解剖结构的直接知识、以及外科设备关于该解剖结构的显示对于获得成功的手术切缘而避开关键结构来说是关键的。

在这些情形中的每个中，超声引导通常提供二维图像表面，其从患者所施加换能器的远端获取。对于用户成功设备定位最重要的是能够可视化和表征目标、选择器械角度和进入点以到达目标、以及观察外科设备及其朝向目标的运动。目前，用户对目标成像并使用高水平技能来选择器械角度和进入点。用户则必须移动超声换能器来观察器械路径(因此损失目标部位)或假定路径是准确的直至设备到达图像面。最重要的是能够选择所需的角度和进入点以引导设备朝向超声图像面(例如，正在成像目标处)。

发明内容

本发明可使用短语“在一个实施方式中”、“在多个实施方式中”、“在一些实施方式中”、或“在其他实施方式中”，其中每个指代根据本发明的一个或多个相同或不同的实施方式。出于描述目的，以形式“A/B”的短语意指A或B。出于描述目的，以形式“A和/或B”的短语意指(A)、(B)或(A和B)。出于描述目的，以形式“A、B、或C中的至少一个”的短语意指“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)”。

如附图所示的以及整个下文说明书所描述的，在指代外科设备上的相对定位时与传统一样，术语“近侧”指代设备更接近用户或发生器的端，而术语“远侧”指代设备远离用户或发生器的端。术语“用户”指代任何医务人员(即，医生、护士，等)，其执行包括使用本文所述的本发明各个方面的医疗程序。

如说明书中所使用的，术语“外科设备”通常指代外科手术工具，其施加电外科能量以治疗组织。外科设备可包括但不限于针、探头、导管、内窥镜器械、腹腔镜器械、血管闭合设备、外科缝合器等。术语“电外科能量”通常指代任何形式的电磁、光、或声能。