用于感測或處置遞送探頭的位移反饋設備和方法
【專利摘要】一種用于進入內部組織的設備、系統(tǒng)和方法，包括設置于醫(yī)學設備的遠端部分上的并且被配置為沿軌跡路徑插入到身體中的探頭（108）。傳感器（102）被安裝到所述醫(yī)學設備的位移跟蹤器部分（104）上，所述位移跟蹤器部分被設置于所述設備的近端部分上。所述傳感器被配置為測量所述位移跟蹤器部分和組織表面之間的平行于所述探頭的距離，使得在所述探頭沿所述軌跡路徑推進或收回時能夠確定所述探頭相對于組織表面的位置。
【專利說明】用于感測或處置遞送探頭的位移反饋設備和方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及醫(yī)學設備和方法，更具體而言涉及針對醫(yī)學程序和其他應用的采用位置感測探頭的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]近年來，人們越來越多地執(zhí)行諸如射頻消融(RFA)的消融程序，以替代更具侵入性的手術程序。在RFA期間，在超聲、計算機斷層攝影(CT)、X射線和磁共振成像(MRI)引導下將具有不絕緣的端部的電極插入到要消融的腫瘤和病變內。在放置電極時，向所述端部施加射頻電流，其將引起組織發(fā)熱并且在60攝氏度以上引起細胞死亡。
[0003]為了在既定的針位置上通過單次消融處理比標稱消融體積大的腫瘤，必須重復地重新放置針的端部，以消融腫瘤的不同部分，其中，被處置的體積相互部分重疊。必須重復這一過程，直到整個腫瘤被消融的集合所覆蓋，其又被稱為“復合消融”。
[0004]消融探頭是由其制造商指定以產生標稱消融體積的，例如，所述體積在正常操作條件下為球形和橢球形消融。臨床醫(yī)師從患者皮膚上的提供了通往腫瘤部位的最佳通道的進入點插入消融探頭。臨床醫(yī)師通常在腫瘤內的最遠端位置(遠離進入點)進行消融，從而確保將腫瘤的最遠端區(qū)帶完全消融。之后，臨床醫(yī)師使探頭從最遠端位置退到近端位置(與進入點更近)，從而在近端對腫瘤進行消融。探頭的進一步前進和后退能夠讓臨床醫(yī)師在考慮規(guī)劃靶體積(PTV)中必須包含的腫瘤的實際尺寸和相關余量以及所述程序中取得的實際消融尺寸的情況下確保腫瘤被完全消融。
[0005]消融程序通常要么采用插入到腫瘤內的單個消融探頭，要么采用插入到腫瘤內的多個探頭。采用單個消融探頭按照順次的方式對腫瘤進行消融。將探頭插入到了靶部位一次，并且執(zhí)行消融。在將同一探頭重新放置到下一靶部位之后執(zhí)行進一步的消融。當前通常通過“腦力規(guī)劃”方法完`成PTV內的靶位置的選擇。臨床醫(yī)師采用他針對如何從選定的探頭最佳地布置一系列的消融的最佳判斷來實現(xiàn)對腫瘤的最佳覆蓋和處置，這要求臨床醫(yī)師選取一個和多個進入點以及最佳的靶消融部位。
[0006]可選地，可以采用計算輔助規(guī)劃工具確定最佳靶消融部位。在這種情況下，規(guī)劃算法計算出并向臨床醫(yī)師呈現(xiàn)靶部位的集合，即腫瘤內或其附近RFA探頭端部應被放置到的空間位置，從而得到理想地覆蓋并處置腫瘤的復合的消融的集合。
[0007]當在一個程序當中采用多個消融探針時，從不同的取向，即采用互不相鄰的皮膚進入點插入所述探頭可能是有利的。多個探頭軌跡允許臨床醫(yī)師通過選擇可選的針軌跡而避開障礙(例如，肋骨、緊要器官、主血管等)，從而使探頭端部達到靶消融位置。一些制造商的消融探頭允許臨床醫(yī)師同時向多個探頭提供能量，以縮短消融整個腫瘤的時間。在采用多個探頭的情況下，臨床醫(yī)師必須將探頭布置在靶位置的集合上，但是爾后要腦力地確定和執(zhí)行要對探頭端部實施的必要的移位，從而使整個腫瘤受到最佳消融。
[0008]探頭端部并非總是感興趣點，也并非是唯一的感興趣點，例如，探頭的有效區(qū)域(遞送處置能量的位置)可以偏離探頭端部一定距離。但是，這一有效區(qū)域的與所述端部的偏離量是通過設備的制造和設計精確已知的。因此，如果端部位置是已知的，那么有效區(qū)域的位置也是已知的。規(guī)劃工具在程序當中對其他點和區(qū)域進行跟蹤時將考慮這一偏移量。
[0009]也可以采用計算機輔助規(guī)劃工具確定對腫瘤進行理想地消融所需的探頭端部位置的集合。該位置的集合可以是這樣的，即，使相繼的位置處于指定的軌跡上，并且只要求臨床醫(yī)師使探頭端部沿同一軌跡后退和前進特定的距離。

【發(fā)明內容】

[0010]根據(jù)本原理，一種用于進入內部組織的設備、系統(tǒng)和方法包括設置于醫(yī)學設備的遠端部分上并且被配置為沿軌跡路徑插入到身體中的探頭。傳感器被安裝到所述醫(yī)學設備的位移跟蹤器部分上，所述位移跟蹤器部分被設置于所述設備的近端部分上。所述傳感器被配置為測量所述位移跟蹤器部分和組織表面之間的平行于所述探頭的距離，使得在所述探頭沿所述軌跡路徑推進或收回時能夠確定所述探頭端部相對于所述組織表面的位置。
[0011]一種醫(yī)學系統(tǒng)包括設置于醫(yī)學設備的遠端部分上的并且被配置為沿軌跡路徑插入到身體中的探頭。傳感器被安裝到所述醫(yī)學設備的位移跟蹤器部分上并且被設置于所述設備的近端部分上。所述傳感器被配置為測量所述位移跟蹤器部分和組織表面之間的平行于所述探頭的距離，使得在所述探頭沿所述軌跡路徑推進或收回時能夠確定所述探頭相對于所述組織表面的位置。顯示器被配置為顯示所述位移跟蹤器部分收集的距離測量結果。外部計算部件通過通信鏈路被耦合至所述醫(yī)學設備，所述外部計算部件根據(jù)處置規(guī)劃提供探頭沿所述軌跡路徑平移的距離值。
[0012]一種方法包括:確定進入內部組織的規(guī)劃；根據(jù)符合所述規(guī)劃的軌跡定位探頭；測量醫(yī)學設備的近端部分和組織表面之間的平行于沿所述軌跡的所述探頭的距離，從而定位所述探頭的一部分的第一部位；在所述第一部位執(zhí)行醫(yī)學操作；并且通過重新測量所述醫(yī)學設備的近端部分和所述組織表面之間的平行于沿所述軌跡的所述探頭的距離而重新放置所述探頭，從而定位所述探頭部分的后續(xù)部位。
[0013]通過下文對本公開的示范性實施例的詳細描述(應結合附圖對其進行閱讀)，本公開的這些以及其他目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本公開將結合下面的附圖詳細介紹下述對優(yōu)選實施例的描述，其中:
[0015]圖1是示出了根據(jù)一個示范性實施例的醫(yī)學系統(tǒng)的示意性方框圖，所述醫(yī)學系統(tǒng)采用了被配置為用于消融的設備，所述設備采用位移反饋實施處置規(guī)劃；
[0016]圖2是示出了根據(jù)另一示范性實施例的另一醫(yī)學系統(tǒng)的示意性方框圖，所述醫(yī)學系統(tǒng)采用了被配置為用于消融的設備，所述設備借助指示器實現(xiàn)位移反饋的中繼，以實施處置規(guī)劃；
[0017]圖3是示出了根據(jù)示范性實施例的用于進入內部組織的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]本公開描述了用于射頻消融(RFA)和/或其他程序的系統(tǒng)和方法。本原理為臨床醫(yī)師提供了一種途徑，使臨床醫(yī)師能夠在探頭最初或者在相繼的消融或其他處置程序之間前進和后退時獲得有關探頭的位移的反饋。
[0019]使用腦力或者計算機輔助規(guī)劃工具，臨床醫(yī)師知道或者要讓臨床醫(yī)師知道探頭所需的沿某一軌跡的準確后退和前進位移量。對于典型的消融程序而言，相繼的消融之間的距離可以大約為1-3厘米左右。但是，在射頻(RF)探頭上并沒有提供能夠測量探頭端部在消融之間的位移并在所述程序當中將其傳送給臨床醫(yī)師的物理手段。為了克服這一缺陷，臨床醫(yī)師可以采用簡單的措施，例如，采用尺子來估算在臨床醫(yī)師使探頭前進和后退時手柄所經過的距離。但是，其要求醫(yī)師和助手在所述程序中格外細心地注意。即使在臨床醫(yī)師將探頭端部重新放置到新的靶部位之后，探頭本身也可能稍微移動(例如，探頭可能由于其自身的重量的原因而進入到組織內更深的位置)。因此，所述距離測量將變得無效，并且可能導致對腫瘤覆 蓋范圍的不正確的估計。
[0020]本原理在安裝于探頭上的(例如，安裝于探頭手柄附近的)位移跟蹤設備上提供了位移傳感器。所述位移傳感器在與針平行的軌跡上測量傳感器上的點和皮膚表面上的點之間的距離(點間距離)?？梢圆捎靡曰诠饫w和激光的技術的位移傳感器。這類傳感器的準確性可以小于1_，其對于消融程序中的探頭端部位移測量而言足夠了。
[0021]應當理解，雖然將參考醫(yī)學儀器(尤其是消融儀器)描述本發(fā)明；但是本發(fā)明的教導范圍要寬泛得多，其適用于使用熱或發(fā)熱技術或者致冷技術對組織進行破壞的程序中采用的任何儀器(例如，冷凍消融等、活檢、成像、病理學探頭或設備)。具體而言，本原理適用于身身體中的所有區(qū)中的程序，例如，肺、胃腸道、排泄器官、血管等當中的程序。可以通過硬件和軟件的各種組合來實現(xiàn)附圖中所示的元件，它們所提供的功能可以結合到單個元件或者多個元件當中。
[0022]本原理不限于消融探頭，其適用于任何種類的活檢、成像、感測、病理探頭或者其他類型的探頭，這些探頭需要將探頭端部精確地定位到身身體中部，從而借助相對于前一放置的多次放置完成對病變樣本的活檢、成像、感測、收集以及處置提供等。
[0023]可以利用專用硬件以及與適當?shù)能浖Y合的能夠執(zhí)行軟件的硬件提供附圖所示的各種元件的功能。在通過處理器提供時，可以通過單個專用處理器、單個通用處理器或者多個個體處理器提供功能，其中所述多個處理器中的一些處理器可以是通用的。此外，不應將術語“處理器”或“控制器”的字面明確使用推斷為唯獨指能夠執(zhí)行軟件的硬件，其能夠隱含地包括但不限于數(shù)字信號處理器(DSP)硬件、用于存儲軟件的只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、非易失性存儲器等。
[0024]此外，本文中所有記載了本發(fā)明的原理、方面和實施例的陳述以及其具體實例都旨在既包含其結構等價方案又包含其功能等價方案。此外，旨在使這樣的等價方案既包括當前已知的等價方案，又包括未來開發(fā)的等價方案(即，所開發(fā)出的執(zhí)行相同的功能的元件，而不管其結構如何)。因而，例如，本領域技術人員將認識到，本文中提出的方框圖表示實施本發(fā)明的原理的示范性系統(tǒng)部件和/或電路的概念圖。類似地，應當認識到，流程圖、程序框圖等均表示實質上可以在計算機可讀存儲介質內表示并且因而可由計算機或處理器執(zhí)行的各種程序，而不管是否明確示出了這樣的計算機或處理器。
[0025]此外，本發(fā)明的實施例可以采取計算機程序產品的形式，可由提供程序代碼的計算機可用或計算機可讀存儲介質訪問所述計算機程序產品，以供計算機或者任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或者與之結合使用。就本說明書的目的而言，計算機可用或計算機可讀存儲介質可以是任何可以包括、存儲、交換、傳播或轉移程序的裝置，所述程序供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或者與之結合使用。所述介質可以是電子、磁、光、電磁、紅外或半導體系統(tǒng)(或者裝置或設備)或傳播介質。計算機可讀介質的范例包括半導體或固態(tài)存儲器、磁帶、可移除計算機盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、剛性磁盤和光盤。當前的光盤的例子包括光盤-只讀存儲器(CD-ROM)、光盤-讀/寫(CD-R/W)和DVD。
[0026]現(xiàn)在參考附圖，其中，類似的附圖標記表示相同或類似的元件，并且首先參考圖1，其示出了根據(jù)一個示范性實施例的手術設備100。所述設備100包括安裝在位移跟蹤設備104上的位移發(fā)射器/傳感器102。所述位移跟蹤設備104可以被安裝到設備的手柄106上或其附近。位移跟蹤設備104可以包括信號發(fā)射器102，例如，激光二極管、超聲源、電磁(EM)場發(fā)生器或者其他信號生成設備，其發(fā)射信號(光、聲、EM等)以被皮膚表面112反射開(或者以其他方式生成可測量響應)并被接收器或傳感器102探測到。就EM跟蹤而言，EM跟蹤器可以被定位于設備100上的某處的位置上(例如，處于探頭108中)。信號發(fā)射器/接收器102 (下文稱為傳感器或位移傳感器)可以包括單獨的部件(例如，發(fā)射器和接收器)或者可以集成為一個單元(例如，對于基于激光或超聲的傳感器而言)。可以通過位移跟蹤設備104上的控制器或者外部計算機設備或部件132對所述信號發(fā)射器和接收器進行控制。
[0027]設備100包括探頭或針108,例如,射頻(RF)探頭、活檢針、用于施予藥物的針等。位移傳感器102被配置為測量傳感器102上的點(A)和皮膚表面上的點(B)之間的距離110(例如，點A和B之間的距離)。距離A-B優(yōu)選處于與探頭108或針平行的軌跡上。傳感器102可以包括基于光纖或者基于激光的技術的位移傳感器。傳感器102的準確度優(yōu)選高于Imm左右并且對于消融或其他程序中的探頭端部114(或其他參考)的位移測量而言足夠了。
[0028]復位按鈕124可以被設置到位移跟蹤設備104上。復位按鈕124允許臨床醫(yī)師將當前探頭端部114的端部 位置指定為參考位置，例如，將當前測得的距離設為零。這能夠使得接下來的距離測量結果是相對于所述參考位置計算出來的。就執(zhí)行消融而言，處于第一消融部位122上的探頭端部位置起著參考位置的作用，其將確保按照相對于所述第一消融部位122的已知位移執(zhí)行后續(xù)消融。距第一消融部位122的預期位移是由臨床醫(yī)師腦力地算出的值或者是由計算機輔助規(guī)劃算法確定并傳達給臨床醫(yī)師的值。臨床醫(yī)師每次完成當前靶部位上的消融，都能夠采用復位按鈕124指示當前消融部位能夠為接下來的消融充當新的參考位置。除了消融例子之外或者作為消融例子的替代，也可以針對其他程序確定相繼的位置，例如，活檢設備、感測設備、其他種類的處置提供設備。
[0029]在一個范例中，設備100包括具有設置在端部114上或者其附近的消融電極的消融設備。通過手動方式或者采用計算機輔助算法(例如，規(guī)劃程序136)計算出軌跡和進入點。所述規(guī)劃還將識別出為了成功地執(zhí)行醫(yī)學程序所述探頭或針必須到達的靶的精確空間位置。之后，探頭或針108通過皮膚表面112上的進入點(在示范性范例中處于肋骨116或者其他障礙組織之間)被置于或者推進到患者身體中并使其進入器官120。器官120可能具有病變或腫瘤118或者其他需要消融或其他活動的感興趣區(qū)域。在進入皮膚112的同時，可以激活復位按鈕124，從而對傳感器102的測量清零。隨著探頭108推進或收回，將對所述測量進行更新，從而使臨床醫(yī)師知道所述端部已經在所述軌跡路徑上穿透了多深。這為第一消融部位122的定位提供了容易并且準確的位置確定。接下來在第一消融部位122上執(zhí)行消融(或其他程序)。由所述消融得到了消融區(qū)域126。第一消融部位122優(yōu)選處于最遠端位置上(但是也可以采用其他消融位置序列)。通過重置傳感器測量位置并使探頭108沿箭頭“C”的方向后退根據(jù)處置規(guī)劃確定的量，由此確定第二消融部位。
[0030]在尤其有用的實施例中，可以在手柄106上或者位移跟蹤設備104上包括顯示器128。顯示器128可以包括簡單的液晶顯示器(IXD)等，從而以特定的分辨率(例如1.0mm)顯示測得的位移數(shù)值。任選地，顯示器128還可以顯示由規(guī)劃算法通過通信模塊130傳達給設備100的所計算出的與下一靶部位的距離。之后，臨床醫(yī)師能夠查看所需的與下一靶部位的距離以及到前一參考位置的實際測量距離。也可以在顯示器128上顯示其他信息和指令。應當理解，可以將顯示器128安裝到另一設備上，并且可以通過通信模塊130將來自設備100的測量信號傳達給另一部件132或者將其顯示在該部件132的顯示器134上。
[0031]設備100上的任選通信模塊130可以從外部計算設備或部件132接收數(shù)據(jù)，所述外部計算設備或部件132執(zhí)行規(guī)劃程序或算法136，并且隨著所述程序中的消融的執(zhí)行而對消融進行持續(xù)跟蹤。部件132優(yōu)選包括處理器140以及用于與模塊130通信的對等通信模塊142。為了方便起見，模塊130優(yōu)選采用無線通信。通信模塊130接收下一消融相對于當前消融位置的位移值，并將所述值呈現(xiàn)到設備100上的顯示器128上或者部件132上的顯示器134上(或兩者上)。通過這種方式，臨床醫(yī)師不必重新查看規(guī)劃算法給出的靶部位規(guī)劃位置的集合就能夠理解當前軌跡以及相繼消融位置之間的必要位移。將通過存儲在存儲器138內的規(guī)劃算法136計算所述位移值并采用具有探頭108的設備100上的通信模塊直接將其傳送至顯示器128。臨床醫(yī)師將不必將其目光從消融程序的正確執(zhí)行上移開，因為所顯示的值將直接呈現(xiàn)在具有探頭108的設備100上。
[0032]通信模塊130提供了將當前探頭端部位置114相對于參考位置的實際測得距離傳達回外部計算設備132上的規(guī)劃算法136的可 能性。假設探頭108發(fā)生了滑動或者無意中從規(guī)劃靶位置發(fā)生了移動，并且臨床醫(yī)師沒有在消融之前校正這一誤差，那么這樣做很有用。之后可以指示規(guī)劃算法136采用針108后退(或前進)的實際距離來更新新的消融的空間位置。就消融程序而言，其可能對PTV的理想規(guī)劃覆蓋范圍造成影響，因為消融探頭108未處于規(guī)劃位置上?？梢圆捎米赃m應規(guī)劃，其將考慮探頭放置的實際空間位置，因而將考慮所執(zhí)行的消融的位置，并計算出探頭的新的靶位置作為這一反饋的結果。設備100的借助通信模塊130的位移跟蹤使得這種類型的反饋能夠得以使用。
[0033]在一個實施例中，測量傳感器可以包括電磁(EM)跟蹤器，可以將其放置到設備100或探頭108內部，而不必處于近端(例如，可能處于設備100的端部114內)或者任何其他位置上。位移跟蹤設備104或其他部件(例如，部件132)可以包括EM場發(fā)生器，可以采用所述EM跟蹤器作為測量位移的傳感器。如果希望，也可以采用EM跟蹤獲得額外的引導信息或反饋。
[0034]在一些實施例中，可以在借助來自超聲(US)、計算機斷層攝影(CT)、電磁跟蹤等的基本成像引導，但通常沒有導航輔助并且沒有定量或計算機化規(guī)劃的情況下執(zhí)行復合消融。所述程序的結果在很大程度上取決于臨床醫(yī)師的直覺和經驗。復合消融規(guī)劃和執(zhí)行的過程很困難，而且已經表明采用(較小的)個體消融完全覆蓋規(guī)劃靶體積(PTV)可能需要大量的消融。
[0035]規(guī)劃的復合消融應當按照最佳的方式，即，在采用最低數(shù)量的消融(每一消融用12到20分鐘)并且在使對健康組織的損害降至最低的同時提供對腫瘤組織的最佳覆蓋的情況下覆蓋PTV。根據(jù)本原理，極大地提高了根據(jù)“腦力規(guī)劃”或計算規(guī)劃執(zhí)行消融或放置消融探頭的準確度。位移跟蹤設備104的使用提供了通過自適應規(guī)劃方法將探頭108的放置程序中產生的任何誤差考慮在內的可能性。采用這些方法實際獲得的PTV覆蓋更有可能根除腫瘤，從而避免腫瘤復發(fā)，而且不會對腫瘤周圍的健康組織過度破壞。
[0036]參考圖2，醫(yī)學設備200可以包括與關于圖1描述的特征相同的所有特征或者部分特征。作為圖1的顯示器128的替代或者除了圖1的顯示器128之外可以采用簡化指示器202。指示器202可以包括可視、可聽、振動等方案，其用于在探頭108前進或者后退到下一計算出的處置位置時做出指示。
[0037]例如，指示器202可以是雙色(例如，紅色/綠色)指示器，其向臨床醫(yī)師提供有關針后退還是前進的反饋，而不顯示數(shù)值距離。當臨床醫(yī)師在處于靶位置上某一容限(例如，±0.5_)內時，綠色指示器發(fā)光。注意，可以采用其他手段，例如，可聽聲音、振動等實現(xiàn)相同的指示。
[0038]假設通信模塊130 (圖1)可用，并且跟蹤采用規(guī)劃算法136到下一消融位置的位移，那么有可能去除顯示所取得的位移的數(shù)值顯示設備128 (圖1)?？梢圆捎弥甘酒?02，例如一組簡單的紅色/綠色發(fā)光指示器以及/或者發(fā)光箭頭204來替代這一設備，從而為臨床醫(yī)師提供必須使探頭后退還是必須使探頭前進才能抵達下一靶位置的反饋。
[0039]可以采用不同的特征組合來實施本原理。例如，可以采用一個沒有通信模塊130的實施例。在這種情況下，臨床醫(yī)師始終能夠看到所測得的與皮膚112的距離，在完成當前部位的消融時可以按下復位按鈕，并且能夠知道到下一消融部位的必要距離，或者能夠看到規(guī)劃算法136的結果，以理解必須執(zhí)行的下一消融以及部位之間的必要距離。一旦臨床醫(yī)師移動了 RF探頭108，位移傳感器102就提供反饋，從而連續(xù)指示測得的距離。在位移跟蹤設備104顯示(例如，在顯示器128上)與所述必要距離匹配的距離時，臨床醫(yī)師放置探頭108。在這一點上，臨床醫(yī)師可以在知道探頭端部114在新部位上的位置與腦力地規(guī)劃或計算機規(guī)劃的位置匹配的情`況下有把握地執(zhí)行下一消融。在另一實施例中，設備100包括通信模塊130。顯示器128可以示出有關到下一靶的必要距離以及與前一設定參考位置的實際測得距離的額外信息。
[0040]在一個尤為有用的實施例中，可以將位移跟蹤設備104從一個RF探頭108上去除，并將其放置到另一 RF探頭上。其使得位移跟蹤設備104適于在采用多個探頭或采用多次探頭放置的程序當中重復使用或者跨不同的患者重復使用。由于位移跟蹤設備104不與患者接觸，因而位移跟蹤設備104保留在無菌區(qū)內。
[0041]可以在多種不同的應用當中采用本原理。例如，可以將本原理用于介入腫瘤學程序，例如，射頻消融、微波消融、冷凍消融等?？梢栽谂R床醫(yī)師直接判斷在何處放置RF探頭端部的程序當中采用本原理，尤其是在使多個探頭端部位置在單條軌跡上對齊，并且只需使探頭端部沿所述軌跡后退或前進特定距離的時候。也可以在利用單個消融探頭的依次施加或者從多個進入點插入并同時激勵的多個消融探頭而采用消融規(guī)劃和導航引導軟件處置大的復雜腫瘤的程序當中采用本原理。通常采用消融程序處置(例如)肝臟、腎臟、肺等中腫瘤。也可以在任何其他程序中，例如，在感測、活檢、成像、病理學研究等的一者或多者當中采用本原理。
[0042]參考圖3，示出了根據(jù)一個實施例的采用位移反饋進入組織的方法。進入組織可以包括采用進入患者身體中并且一部分保留在患者體外的探頭、針或其他剛性儀器進行消融處置、藥物注射、執(zhí)行活檢等。在塊302中，確定用于執(zhí)行所述醫(yī)學程序的進入內部組織的規(guī)劃。其可以包括腦力的規(guī)劃或者采用計算機輔助規(guī)劃算法確定的規(guī)劃，以提供對規(guī)劃靶體積或其他靶區(qū)域的處置。所述規(guī)劃優(yōu)選包括考慮最佳進入和處置選擇的軌跡。這可以包括測繪骨骼、血管等周圍的路徑，從而從一個或多個外部進入點抵達靶區(qū)域。所述規(guī)劃還將識別出為了成功地執(zhí)行醫(yī)學程序所述探頭或針必須到達的靶的精確空間位置。在塊304中，根據(jù)符合所述規(guī)劃的軌跡定位探頭。其可以包括手動對準或者由固定機構、引導設備、機器人、夾持機構或其他設備提供的對準。
[0043]在塊306中，測量到參照物的距離，從而定位探頭端部的第一部位，例如，該距離是沿所述軌跡處于醫(yī)學設備的近端部分和組織表面(或其他參照物)之間的平行于所述探頭的距離。所述探頭端部的第一部位表示根據(jù)規(guī)劃302確定的靶部位中的第一個部位。在塊307中，可以通過醫(yī)學設備的位移跟蹤部分執(zhí)行所述距離的測量。所述位移跟蹤部分可以包括激光束測量、聲波或超聲測量或者其他非接觸測量系統(tǒng)。
[0044]在塊308中，在第一部位上執(zhí)行醫(yī)學操作。其可以包括消融、施予藥物、采集活檢標本、感測組織溫度、分析組織特征或者其他操作。在塊310中，通過重新測量所述醫(yī)學設備的近端部分和所述組織表面之間的平行于沿所述軌跡的所述探頭的距離而根據(jù)所述軌跡重新放置所述探頭，從而定位所述探頭端部的后續(xù)部位。
[0045]可以執(zhí)行塊312-320所示的下述步驟中的一者或多者。在塊312中，持續(xù)顯示測量值，以跟蹤位置變化。其包括在探頭推進或收回的程序中重復測量跟蹤到的探頭移動的位置。在塊314中，可以隨時通過激活安裝在醫(yī)學設備的位移跟蹤器部分上的復位按鈕而使測量值復位。可以采用其設置參考點，可以參照所述參考點確定下一部位的位置(例如，根據(jù)規(guī)劃302的當前軌跡上的下一靶消融部位)。在塊316中，在醫(yī)學設備上的通信模塊和外部部件上的通信模塊之間建立通信鏈路，使得通過所述通信鏈路將用于對后續(xù)部位定位的信息傳達給所述醫(yī)學設備。外部計算部件可以存儲被配置為根據(jù)所述規(guī)劃確定后續(xù)處置區(qū)域的位置的規(guī)劃算法。
[0046]在塊318中，可以在醫(yī)學設備上提供指示器，當探頭端部處于預定范圍內時其指示第一狀態(tài)，當探頭端部處于所述預定范圍之外時其指示第二狀態(tài)。在塊320中，可以在所述醫(yī)學設備上提供指示針對后續(xù)部位移動探頭端部的方向的指示器。
[0047]在塊322中，可以在多個探頭之間轉移所述位移跟蹤部分。通過這種方式，可以將單個位移跟蹤部分用于多個探頭實施測量，或者所述位移跟蹤部分可以是可針對不同的程序和/或患者重復使用的，其方式是拋棄探頭并保留位移跟蹤部分。在塊324中，可以根據(jù)所述規(guī)劃繼續(xù)醫(yī)學操作。
[0048]在解釋權利要求的程序時，應當理解:
[0049]a) “包括”一詞不排除存在給定權利要求中列出的那些之外的其他元件或動作；
[0050]b)元件前的量詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件；
[0051]c)權利要求中的任何附圖標記都不限制其范圍；
[0052]d)可以由同一項目或硬件或軟件實現(xiàn)的結構或功能表示幾個“模塊”；并且
[0053]e)不意在要求任何特定的動作順序，除非另行明確說明。
[0054]已經描述了探頭的位移反饋設備和方法的優(yōu)選實施例(其旨在進行舉例說明而非構成限制)，應當指出，本領域技術人員鑒于上述教導能夠做出修改和變化。因此要理解，可以在所披露的公開的特定實施例中進行權利要求界定的所公開實施例的范圍之內的改變。這樣描述完專利法 要求的細節(jié)和特性之后，在權利要求中闡述了專利證書主張并希望保護的范圍。
【權利要求】
1.一種醫(yī)學設備，包括: 探頭(108)，其被設置于所述設備的遠端部分上并且被配置為沿軌跡路徑插入到身體中；以及 傳感器(102)，其被安裝在所述設備的位移跟蹤器部分(104)上并且被設置于所述設備的近端部分上，所述傳感器被配置為測量所述位移跟蹤器部分和組織表面之間的平行于所述探頭的距離，使得在所述探頭沿所述軌跡路徑推進或收回時能夠確定所述探頭相對于所述組織表面的位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述探頭(108)包括消融探頭，所述消融探頭具有形成于其上的一個或多個消融電極。
3.根據(jù)權利要求1所述的設備，還包括顯示器(128)，所述顯示器指示由所述傳感器測得的測量值。
4.根據(jù)權利要求1所述的設備，還包括被安裝在所述位移跟蹤器部分上的復位按鈕(124)，所述復位按鈕用于將測量值復位。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備，還包括通信模塊(130)，所述通信模塊被配置為與外部部件(132)通信，使得所述探頭的位置相對于醫(yī)學處置規(guī)劃被監(jiān)測。
6.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述位移跟蹤器部分(104)包括安裝于其上的指示器(202)，所述指示器在所述探頭的所述部分處于預定范圍內時指示第一狀態(tài)并且在所述探頭的所述部分處于所述預定范圍之外時指示第二狀態(tài)。
7.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述位移跟蹤器部分(104)包括安裝于其上的指示器(204)，所述指示器指示針對后續(xù)操作移動所述探頭的方向。
8.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述探頭(108)被用于感測、活檢、成像或病理學研究中的一種或多種。
9.一種醫(yī)學系統(tǒng),包括: 探頭(108)，其被設置于醫(yī)學設備的遠端部分上并且被配置為沿軌跡路徑插入到身體中； 傳感器(102)，其被安裝在所述醫(yī)學設備的位移跟蹤器部分(104)上并且被設置于所述設備的近端部分上，所述傳感器被配置為測量所述位移跟蹤器部分和組織表面之間的平行于所述探頭的距離，使得在所述探頭沿所述軌跡路徑推進或收回時能夠確定所述探頭相對于所述組織表面的位置； 顯示器(128)，其被配置為顯示由所述位移跟蹤器部分收集的距離測量結果；以及 外部計算部件(132)，其通過通信鏈路耦合至所述醫(yī)學設備，所述外部計算部件根據(jù)處置規(guī)劃提供沿所述軌跡路徑平移所述探頭的距離值。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，探頭(108)包括消融探頭，其具有形成于其上的一個或多個消融電極。
11.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述顯示器(128)被提供于所述醫(yī)學設備和所述外部部件中的一個或多個上。
12.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，還包括被安裝在所述位移跟蹤器部分上的復位按鈕(124)，所述復位按鈕用于將測量值復位。
13.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，通信鏈路建立于所述醫(yī)學設備的通信模塊(130)和所述外部部件上的通信模塊(142)之間。
14.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述位移跟蹤器部分(104)包括安裝于其上的指示器(202)，所述指示器在所述探頭的所述部分處于預定范圍內時指示第一狀態(tài)并且在所述探頭的所述部分處于所述預定范圍以外時指示第二狀態(tài)。
15.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述位移跟蹤器部分(104)包括安裝于其上的指示器(204)，所述指示器指示針對后續(xù)操作移動所述探頭的方向。
16.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述外部計算部件(132)存儲被配置為根據(jù)所述處置規(guī)劃確定后續(xù)區(qū)域的位置的規(guī)劃算法(136)。
17.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述探頭(108)被用于感測、活檢、成像或病理學研究中的一種或多種。
18.一種方法，包括: 確定(302)進入內部組織的規(guī)劃； 根據(jù)符合所述規(guī)劃的軌跡來放置(304)探頭； 測量(306)醫(yī)學設備的近端部分和組織表面之間的平行于沿所述軌跡的所述探頭的距離，從而定位所述探頭的一 部分的第一部位； 在所述第一部位上執(zhí)行(308)醫(yī)學操作；并且 通過重新測量所述醫(yī)學設備的近端部分和所述組織表面之間的平行于沿所述軌跡的所述探頭的距離而根據(jù)所述軌跡重新放置(310)所述探頭，從而定位所述探頭的所述一部分的后續(xù)部位。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，執(zhí)行(308)醫(yī)學操作包括執(zhí)行消融。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法，還包括連續(xù)顯示(312)測量值以跟蹤位置變化。
21.根據(jù)權利要求18所述的方法，還包括通過激活安裝在所述醫(yī)學設備的位移跟蹤器部分上的復位按鈕而將測量值復位(314)。
22.根據(jù)權利要求18所述的方法，還包括在所述醫(yī)學設備上的通信模塊和外部部件上的通信模塊之間建立(316)通信鏈路，使得用于定位所述后續(xù)部位的信息通過所述通信鏈路被傳達到所述醫(yī)學設備。
23.根據(jù)權利要求18所述的方法，還包括在所述醫(yī)學設備上提供(318)指示器，所述指示器在所述探頭的所述部分處于預定范圍內時指示第一狀態(tài)并且在所述探頭的所述部分處于所述預定范圍之外時指示第二狀態(tài)。
24.根據(jù)權利要求18所述的方法，還包括在所述醫(yī)學設備上提供(320)指示器，所述指示器指示針對所述后續(xù)部位移動所述探頭的方向。
25.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，確定(302)規(guī)劃包括執(zhí)行規(guī)劃算法，所述規(guī)劃算法被配置為根據(jù)所述規(guī)劃確定后續(xù)處置區(qū)域的位置。
26.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，距離的測量是通過所述醫(yī)學設備的位移跟蹤部分執(zhí)行的并且所述方法還包括在多個探頭之間轉移(322)所述位移跟蹤部分。
【文檔編號】A61B17/34GK103732162SQ201280038528
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月30日 優(yōu)先權日:2011年8月9日
【發(fā)明者】S·M·達拉爾, C·M·孔, S·塞特拉曼, J·克呂克爾 申請人:皇家飛利浦有限公司