[发明专利]手术引导装置、系统和方法

说明书

公开了一种引导装置。该装置可以包括：跟踪垫，其具有引导开口，以及多个传感器，所述多个传感器可与针上的至少一个信标一起操作，以至少在针的远端插入引导开口中时跟踪针的布置方式。还公开了相关的系统和方法。

技术领域

本公开的方面总体涉及医疗装置和程序。具体而言，一些方面涉及手术引导装置、系统和方法。

背景技术

非侵入性手术程序有利地允许医生治疗身体的内部区域，而不必在身体的外部皮肤中形成大的物理开口。许多非侵入性的程序专门用于治疗身体的特定区域，比如器官。经皮肾镜术(或称“PCNL”)例如是一种这样的程序，其中比如针之类的物体被插入穿过身体并进入肾脏以移除肾结石。需要精确放置针以避免损害肾脏。因此，比如荧光镜检查等医学成像技术可以用于PCNL程序，以既定位肾脏又跟踪针相对于已定位肾脏的位置。

许多成像技术仅限于在单个成像平面内生成身体的图像。对于荧光镜检查，该成像平面是相对于x射线束的成像平面来限定的。这些技术可以用于定位器官，并确定物体与器官之间的距离；然而，它们常常不适于将物体引导到器官。例如，PCNL针可能被身体组织推离成像平面，从而需要医生相对于针和肾脏重新定位成像平面(这是耗时的)；或者仅仅依靠触觉来引导身体，这是不精确的，并且对身体有潜在的伤害。此外，由于这些成像技术中的许多生成三维身体的二维图像，因此它们可能会扭曲或模糊物体与身体之间的几何关系。在PCNL程序中，例如，这些限制可能使医生难以确定针是否沿着所需的插入角度朝肾脏推进。

发明内容

本公开的多个方面涉及手术引导装置、系统和方法。现在描述本公开的多个方面。

一个方面是一种引导装置。一示例性引导装置可以包括：跟踪垫，其具有引导开口，以及多个传感器，所述多个传感器可与针上的至少一个信标一起操作，以至少在针的远端插入引导开口中时跟踪针的布置方式。

根据这个方面，至少一个信标可以包括磁性元件，并且多个传感器中的每个可以是变换器。例如，每个变换器可以是霍尔效应传感器。所述跟踪垫可以限定出围绕引导开口三角地布置的三个位置，并且多个传感器可以包括放置在所述三个位置中的每个处的至少一个传感器。装置可以进一步包括标记元件，其被构造为指示用于所述针的远端在所述引导开口内的目标插入点。例如，所述标记元件可以被构造为将至少两个光束投射到所述引导开口中，并且所述目标插入点可以由所述至少两个光束之间的交点指示。

多个传感器可以被构造为确定针的远端在引导开口内的实际插入点。多个传感器还可以被构造为确定针相对于开口的实际插入角度。在一些方面中，装置可以进一步包括在跟踪垫上的引导元件，其指示实际插入角度是否与目标插入角度一致。例如，引导元件可以包括多个指示器，每个指示器被构造为指示用于使实际插入角度与目标插入角度一致的移动方向。所述多个传感器可以进一步被构造为在所述远端插入所述开口中时确定所述引导开口与所述针的远端之间的距离。

所述至少一个信标可以包括位于所述针的远端处的第一信标和位于所述针的近端处的第二信标，其中所述针的布置方式相对于所述第一信标和第二信标中的任一者或两者被跟踪。在一些方面中，装置可以进一步包括：发送器，其被构造为将针的实际布置方式传达到处理器；接收器，其被构造为从所述处理器接收所述针的目标布置方式；以及引导元件，其被构造为指示用于使实际布置方式与目标布置方式同步的移动方向。所述引导元件可以包括显示器，其被构造为显示相对于目标布置方式的实际布置方式；并且/或者处理器可以构造为建立所述移动方向并激活所述引导元件。

另一个方面是另一种引导装置。根据这个方面，一示例性引导装置可以包括：跟踪垫，其具有引导开口，以及多个传感器，所述多个传感器可与针的至少一个部分一起操作，以至少在针的远端插入引导开口中时产生运动信号。