組織改變裝置及其使用方法
【專利摘要】提供組織改變裝置。上述裝置的方面包括具有近端和遠(yuǎn)端的長(zhǎng)構(gòu)件。長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端形成能穿過(guò)微創(chuàng)本體開(kāi)口的尺寸，并包括遠(yuǎn)端集成的顯影傳感器和組織改變器。在一些示例中，上述裝置還包括集成鉸接機(jī)構(gòu)，集成鉸接機(jī)構(gòu)為顯影傳感器、組織改變器以及長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端中的至少一個(gè)提供轉(zhuǎn)向能力。也提供用于使用組織改變裝置改變對(duì)象的內(nèi)部目標(biāo)組織的方法。
【專利說(shuō)明】組織改變裝置及其使用方法
[0001]本申請(qǐng)是2009年7月22日申請(qǐng)的、申請(qǐng)?zhí)?00980137023.4、發(fā)明名稱為“組織改
變裝置及其使用方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003]根據(jù)35U.S.C § 119(e)，本申請(qǐng)主張2008年7月22日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.61/082，774以及2009年4月10日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.12/422，176的優(yōu)先權(quán)；這兩個(gè)美國(guó)專利申請(qǐng)的內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。
【背景技術(shù)】
[0004]傳統(tǒng)外科手術(shù)，不管治療的還是診斷的，因身體內(nèi)的病狀，會(huì)對(duì)中間組織(intervening tissue)造成顯著的創(chuàng)傷。這些手術(shù)常需要長(zhǎng)切口、大量的肌肉剝離、延長(zhǎng)的組織縮回、組織的去神經(jīng)和血供應(yīng)阻斷。這些手術(shù)可需要若干小時(shí)的手術(shù)時(shí)間、以及由于在手術(shù)過(guò)程中對(duì)組織的破壞還需要若干星期的手術(shù)后復(fù)原時(shí)間。在一些情況下，這些侵入性手術(shù)導(dǎo)致永久瘢痕、以及可比導(dǎo)致進(jìn)行外科處理引起的疼痛更加嚴(yán)重的疼痛。
[0005]因?yàn)樾枰獙?duì)諸如肌肉組織等組織進(jìn)行最小程度的解剖，因此經(jīng)皮手術(shù)的發(fā)展在減少?gòu)?fù)原時(shí)間和手術(shù)后疼痛方面取得主要改進(jìn)。例如，因?yàn)樾枰咏眢w內(nèi)部位置以及對(duì)重要中間組織的損傷危險(xiǎn)，故期望微創(chuàng)外科技術(shù)用于脊椎和神經(jīng)外科應(yīng)用。盡管微創(chuàng)外科的發(fā)展是沿正確方向的步驟， 但仍需要微創(chuàng)外科儀器以及方法進(jìn)一步發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供組織改變裝置。所述裝置的方面包括具有近端和遠(yuǎn)端的長(zhǎng)構(gòu)件。長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端形成能穿過(guò)微創(chuàng)本體開(kāi)口的尺寸，并包括遠(yuǎn)端集成的顯影傳感器和組織改變器(tissuemodifier)。在一些示例中，所述裝置還包括集成鉸接機(jī)構(gòu),集成鉸接機(jī)構(gòu)為顯影傳感器、組織改變器以及長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端中的至少一個(gè)提供轉(zhuǎn)向能力。也提供用于使用組織改變裝置來(lái)改變對(duì)象的內(nèi)部目標(biāo)組織的方法。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1A和IB提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一次性組織改變裝置的兩個(gè)不同視圖。
[0008]圖2A至2C提供根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的裝置的遠(yuǎn)端的橫截面視圖。
[0009]圖3A至3E提供根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的裝置的遠(yuǎn)端的橫截面視圖。
[0010]圖4提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的裝置的遠(yuǎn)端的替代性視圖，其中示出所述裝置正接近椎間盤的髓核。
[0011]圖5提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的裝置的遠(yuǎn)端的替代性視圖，其中示出所述裝置正接近椎間盤的髓核。
[0012]圖6A至6E提供根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的裝置的遠(yuǎn)端的多個(gè)視圖。
[0013]圖7提供圖1A和IB中所示裝置的剖開(kāi)圖。
[0014]圖8提供根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)的圖示，其中該系統(tǒng)包括一次性組織改變器裝置和體外控制單元。
[0015]圖9提供示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)的架構(gòu)以及該系統(tǒng)如何與使用者互動(dòng)的框圖。
[0016]圖10示出可結(jié)合進(jìn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的組織改變系統(tǒng)中的CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)顯影子系統(tǒng)。
[0017]圖11提供根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的立體影像模塊的流程框圖。
[0018]圖12A提供根據(jù)實(shí)施方式在兩個(gè)不同位置之間移動(dòng)以依次獲得影像數(shù)據(jù)的單個(gè)顯影傳感器。圖12B提供根據(jù)實(shí)施方式的兩個(gè)不同顯影傳感器的略微偏移的顯影位置。
[0019]圖13提供根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的包括視頻處理器模塊的系統(tǒng)的一部分的功能框圖。
[0020]圖14提供根據(jù)實(shí)施方式的影像處理模塊的流程圖。
[0021]圖15提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式構(gòu)造成由在白光和/或近紅外光下所獲得的影像數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生視頻的處理器的操作構(gòu)架的示意圖。
[0022]圖16提供根 據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的微創(chuàng)組織改變裝置的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端和接近裝置的首1J視圖。
[0023]圖17提供根據(jù)實(shí)施方式的接近裝置的不同視圖。
[0024]圖18提供根據(jù)實(shí)施方式具有定位在裝置遠(yuǎn)端同一橫截面內(nèi)的兩個(gè)照相機(jī)的裝置。
[0025]圖19提供根據(jù)實(shí)施方式可存在于本發(fā)明的裝置中以為RF (射頻)電極提供線性平移的電馬達(dá)線性致動(dòng)器的多個(gè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]提供組織改變裝置。所述裝置的各方面包括具有近端和遠(yuǎn)端的長(zhǎng)構(gòu)件。長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端形成能穿過(guò)微創(chuàng)本體開(kāi)口的尺寸，并且包括遠(yuǎn)端集成的顯影傳感器和組織改變器。在一些示例中，所述裝置還包括集成鉸接機(jī)構(gòu)，集成鉸接機(jī)構(gòu)為長(zhǎng)構(gòu)件的顯影傳感器、組織改變器以及遠(yuǎn)端中的至少一個(gè)提供轉(zhuǎn)向能力。也提供利用組織改變裝置改變對(duì)象的內(nèi)部目標(biāo)組織的方法。
[0027]在更詳細(xì)地描述本發(fā)明之前，可以理解，本發(fā)明并不局限于描述的特定實(shí)施方式，因?yàn)檫@些特定實(shí)施方式當(dāng)然可改變。也可以理解，本文所用術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施方式之目的，并且無(wú)意進(jìn)行限制，這是因?yàn)楸景l(fā)明范圍將僅由所附權(quán)利要求限定。
[0028]在提供數(shù)值范圍的情況下，可以理解，除非上下文清晰說(shuō)明，該范圍的上下限之間的每個(gè)中間值以及所闡述范圍內(nèi)的任何其它所陳述的值或中間值均包括在本發(fā)明中，其中下限精確到十分位。這些較小范圍的上限和下限，在任何特別排除闡述范圍內(nèi)的極限值的條件下，可獨(dú)立地包括在較小范圍內(nèi)并也包括在本發(fā)明內(nèi)。在所闡述范圍包括這些極限值的一個(gè)或兩個(gè)的情況下，將這些所包括的極限值的任一個(gè)或兩個(gè)排除的范圍也包括在本發(fā)明內(nèi)。
[0029]除非另外限定，本文所用的所有科技術(shù)語(yǔ)的含義與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。雖然與本文所述的方法和材料相似或等同的任何方法和材料也可用于實(shí)施或測(cè)試本發(fā)明，但現(xiàn)在描述代表性例示的方法和材料。[0030]在該說(shuō)明書(shū)中引用的所有公開(kāi)文獻(xiàn)和專利經(jīng)引用并入本文中，就像每個(gè)單獨(dú)的公開(kāi)文獻(xiàn)或?qū)＠惶貏e地和單獨(dú)地說(shuō)明從而經(jīng)引用并入，并且經(jīng)引用并入本文以公開(kāi)和描述與所引用的公開(kāi)文獻(xiàn)相關(guān)的方法和/或材料。對(duì)任何公開(kāi)文獻(xiàn)的引用是針對(duì)在本發(fā)明申請(qǐng)日之前的公開(kāi)內(nèi)容，并且不應(yīng)該理解為承認(rèn)本發(fā)明因先前發(fā)明而不是先于這種公開(kāi)文獻(xiàn)。此外，所提供的公開(kāi)文獻(xiàn)的日期可能與可能需要單獨(dú)確認(rèn)實(shí)際公開(kāi)文獻(xiàn)的日期不同。
[0031]注意到，如本文所用的以及在所附權(quán)利要求中，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”以及“該”包括復(fù)數(shù)事物，除非上下文另外清晰地說(shuō)明。另外注意，權(quán)利要求可撰寫成排除任何選擇性元素。同樣，這種闡述意圖用作結(jié)合權(quán)利要求元素?cái)⑹龅闹T如“僅”、“只”等這種排他性術(shù)語(yǔ)使用、或者“否定”限制的使用的前提基礎(chǔ)。
[0032]本領(lǐng)域技術(shù)人員在研讀該公開(kāi)內(nèi)容時(shí)，本文所述的和圖示的單獨(dú)實(shí)施方式中的每一個(gè)具有分離的部件和特征，在不脫離本發(fā)明范圍或主旨的情況下，這些分離的部件和特征可易于與其它若干實(shí)施方 式中的任一個(gè)中的特征分開(kāi)或結(jié)合。任何引述的方法均可按照弓丨用事例的順序、或按照邏輯上可能的任何其它順序?qū)嵤?br> [0033]在本發(fā)明進(jìn)一步描述的各個(gè)方面，首先較詳細(xì)描述題述組織改變裝置的實(shí)施方式的多個(gè)方面。接下來(lái)，將較詳細(xì)敘述可使用題述組織改變裝置的改變對(duì)象內(nèi)部目標(biāo)組織的方法的實(shí)施方式。
[0034]組織改變裝置
[0035]本發(fā)明的方面包括可用于改變諸如位于椎間盤(IVD)附近或內(nèi)部的脊椎位置等內(nèi)部目標(biāo)組織部位的組織改變裝置。如上概述的，組織改變裝置的尺寸形成為使得這些裝置的至少遠(yuǎn)端能穿過(guò)微創(chuàng)本體開(kāi)口。同樣，這些裝置的至少遠(yuǎn)端可穿過(guò)小孔切口(minimalincision)進(jìn)入病人的諸如位于椎間盤附近或內(nèi)部的脊椎位置等內(nèi)部目標(biāo)部位，小孔切口例如為比具有20mm或更小外徑的接近裝置所用切口的尺寸小的小孔切口，例如小于這種切口尺寸的75%，譬如小于這種切口尺寸的50%，或更小。在一些示例中，長(zhǎng)構(gòu)件的至少遠(yuǎn)端的尺寸形成為能穿過(guò)坎賓三角區(qū)(Cambin’s triangle)?？操e三角區(qū)【也公知為潘賓三角區(qū)(Pambin’s triangle)】是由發(fā)出神經(jīng)根(exiting spinal nerve root)和過(guò)往神經(jīng)根(traversing spinal nerve root)以及椎間盤界定的解剖脊椎結(jié)構(gòu)。發(fā)出神經(jīng)根是使脊椎管正好在椎間盤朝向頭側(cè)(上方)的神經(jīng)根，過(guò)往神經(jīng)根是使脊椎管正好位于椎間盤朝向尾部(下方)的神經(jīng)根。在長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端的尺寸形成為能穿過(guò)坎賓三角區(qū)的情況下，所述裝置的至少遠(yuǎn)端具有最長(zhǎng)橫截面尺寸，該最長(zhǎng)橫截面尺寸是IOmm或更小，譬如8mm或更小并且包括7mm或更小。在一些示例中，長(zhǎng)構(gòu)件具有外徑,該外徑是7.5mm或更小,譬如7.0mm或更小，包括6.7mm或更小，譬如6.6mm或更小，6.5mm或更小，6.0mm或更小、5.5mm或更小、5.0mm或更小。
[0036]如上概述的，本發(fā)明的組織改變裝置包括長(zhǎng)構(gòu)件。因?yàn)樗鲅b置的這種部件是長(zhǎng)形的，因此這種部件具有如下長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度是這種部件寬度的1.5倍或更長(zhǎng)，譬如是這種部件寬度的2倍或更長(zhǎng)，包括是這種部件寬度的5倍或甚至10倍或更長(zhǎng)，比如是這種部件寬度的20倍或更長(zhǎng)，是這種部件寬度的30倍或更長(zhǎng)，或者更長(zhǎng)。長(zhǎng)構(gòu)件的長(zhǎng)度可改變，在一些示例中介于5cm至20cm的范圍內(nèi)，譬如7.5cm至15cm并包括10至12cm。長(zhǎng)構(gòu)件可沿其整個(gè)長(zhǎng)度具有相同的外部橫截面尺寸(例如直徑)。替代地，橫截面直徑可沿長(zhǎng)構(gòu)件的長(zhǎng)度改變。[0037]題述組織改變裝置的長(zhǎng)構(gòu)件具有近端和遠(yuǎn)端。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“近端”是指長(zhǎng)構(gòu)件的較接近使用者(例如組織改變手術(shù)中操作裝置的醫(yī)師)的端部，如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“遠(yuǎn)端”是指在使用過(guò)程中長(zhǎng)構(gòu)件的較接近對(duì)象的內(nèi)部目標(biāo)組織的端部。在一些示例中，長(zhǎng)構(gòu)件是具有足夠剛性的結(jié)構(gòu)，以在足夠大的力施加到長(zhǎng)構(gòu)件的近端時(shí)容許遠(yuǎn)端被推動(dòng)穿過(guò)組織。同樣，在這些實(shí)施方式中，長(zhǎng)構(gòu)件不是易彎曲的或軟性的，至少不是顯著程度的易彎曲的或軟性的。
[0038]根據(jù)特定的裝置實(shí)施方式，長(zhǎng)構(gòu)件可以包括或可以不包括一個(gè)或多個(gè)至少部分地沿長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度延伸的腔。當(dāng)存在時(shí)，腔可改變直徑，并可用于多種不同目的，例如灌洗、抽吸、電隔離(例如，諸如導(dǎo)線等導(dǎo)電構(gòu)件的電隔離)、譬如作為機(jī)械導(dǎo)引裝置等，如下文更詳細(xì)敘述的。當(dāng)存在時(shí)，這些腔可具有最長(zhǎng)橫截面，在一些示例中，該最長(zhǎng)橫截面在從0.5至
5.0mm的范圍內(nèi)改變,譬如1.0至4.5mm范圍、包括1.0至4.0mm范圍。腔可根據(jù)需要具有任何便利的橫截面，包括但不限于圓形的、方形的、矩形的、三角形的、半圓形的、梯形的、不規(guī)則形的等。這些腔可提供用于多種不同功能，包括作為灌洗腔和/或抽吸腔，如下文更詳細(xì)描述的。
[0039]如上概述的，所述裝置包括遠(yuǎn)端集成的顯影傳感器和遠(yuǎn)端集成的組織改變器。由于顯影傳感器集成在所述裝置的遠(yuǎn)端處，因此顯影傳感器不能在不顯著損害所述裝置的結(jié)構(gòu)和功能的情況下移離所述裝置的其余部分。因此，本發(fā)明的裝置與包括“工作通道”的裝置不同，在包括“工作通道”的裝置中，諸如組織改變器等獨(dú)立的自主性裝置穿過(guò)工作通道。與這些裝置對(duì)比，由于本發(fā)明裝置的顯影傳感器集成在遠(yuǎn)端處，因此它不是如下這種裝置:僅存在于長(zhǎng)構(gòu)件的工作通道內(nèi)、并且可在不以任何方式在結(jié)構(gòu)方面損害長(zhǎng)構(gòu)件的情況下移離這種長(zhǎng)構(gòu)件的工作通道、相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件獨(dú)立的裝置。顯影傳感器可通過(guò)多種不同配置與長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端集成在一起。集成構(gòu)造包括顯影傳感器相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端固定的構(gòu)造、以及顯影傳感器相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端在一定程度上能移動(dòng)的構(gòu)造。也可提供顯影傳感器相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端的運(yùn)動(dòng)，但顯影傳感器相對(duì)于位于遠(yuǎn)端處的諸如遠(yuǎn)端集成組織改變器等另一部件的運(yùn)動(dòng)是固定的。以下結(jié)合附圖進(jìn)一步描述所關(guān)注的具體構(gòu)造。在一些示例中，所述裝置可包括兩個(gè)或更多集成在長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的顯影傳感器，例如以下更詳細(xì)描述的。
[0040] 所述顯影傳感器包括微型成像傳感器，微型成像傳感器具有對(duì)于其預(yù)定用途而言足夠小但保留有足夠高的矩陣分辨率的橫截面面積。例如，本發(fā)明的某些顯影傳感器具有如下橫截面面積(即x_y維度，也公知為封裝芯片尺寸)，該橫截面面積為2mmX2mm或更小，例如為1.8mmXl.8mm或更小，但還具有400X400或更大的矩陣分辨率，例如640X480或更大。在一些示例中，成像傳感器具有如下靈敏度，該靈敏度是500mV/Lux-Sec或更大，例如700mV/Lux-Sec或更大,包括1000mV/Lux_Sec或更大,其中在一些示例中，傳感器的靈敏度是2000mV/Lux-Sec或更大,例如3000mV/Lux_Sec或更大。所述成像傳感器是包括I禹接到集成電路的光敏部件——例如將光轉(zhuǎn)換成電子的光敏元件陣列——的那種成像傳感器。集成電路可構(gòu)造成獲得并整合來(lái)自光敏陣列的信號(hào)且輸出影像數(shù)據(jù)，影像數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)而傳輸?shù)奖粯?gòu)造成接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)顯示給使用者的體外裝置。這些實(shí)施方式的影像傳感器可視為集成電路影像傳感器。這些傳感器的集成電路部件可包括多種不同類型的功能，包括但不限于:影像信號(hào)處理、存儲(chǔ)器、以及將數(shù)據(jù)從顯影傳感器傳輸?shù)襟w外位置的數(shù)據(jù)傳輸電路等。微型成像傳感器還可包括透鏡部件，透鏡部件由一個(gè)或多個(gè)相對(duì)于光敏部件定位以將影像聚焦在光敏部件上的透鏡構(gòu)成。在需要的情況下，一個(gè)或多個(gè)透鏡可存在于殼體內(nèi)。所述微型成像傳感器的具體類型包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器和電荷耦合裝置(CCD)傳感器。傳感器可具有任何便利構(gòu)造，包括圓形的、方形的、矩形的等。所述顯影傳感器可具有最長(zhǎng)橫截面尺寸，最長(zhǎng)橫截面尺寸依據(jù)特定實(shí)施方式而改變，其中在一些實(shí)施方式中，最長(zhǎng)橫截面尺寸(例如直徑)是4.0mm或更小,例如3.5mm或更小,包括3.0mm或更小，例如2.5mm或更小，包括2.0mm或更小，包括1.5mm或更小，包括1.0mm或更小。
[0041]所述成像傳感器可為前照式傳感器或背照式傳感器，并在保留待集成在本發(fā)明裝置的長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的足夠功能的同時(shí)，具有足夠小的尺寸。這些傳感器的方面還在下述美國(guó)專利中的一個(gè)或多個(gè)中進(jìn)一步描述，這些美國(guó)專利的內(nèi)容經(jīng)引用并入本文:7’ 388，242 ；7，368，772 ;7，355，228 ;7，345，330 ;7，344，910 ;7，268，335 ;7，209，601 ;7，196，314 ；7，193，198 ;7，161，130 ;以及 7，154，137。
[0042]當(dāng)顯影傳感器是遠(yuǎn)端集成顯影傳感器時(shí)，它位于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處或附近。因此，它定位于距離遠(yuǎn)端3mm處或更近處，例如位于距離遠(yuǎn)端2mm處或更近處，包括位于距離遠(yuǎn)端Imm處或近處。在一些示例中，顯影傳感器位于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處。顯影傳感器可根據(jù)需要提供從前方觀察和/或從側(cè)面觀察。因此，顯影傳感器可構(gòu)造成提供從長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端沿向前方向所視的影像數(shù)據(jù)。替代地，顯影傳感器可構(gòu)造成提供從長(zhǎng)構(gòu)件側(cè)部所視的影像數(shù)據(jù)。在另外其它實(shí)施方式中，顯影傳感器可構(gòu)造成提供從前方和側(cè)部所視的影像數(shù)據(jù)，例如在影像傳感器面朝相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件縱向軸線成小于90°的角度處的情況下，例如如圖6A至6C所示，下文進(jìn)行更詳細(xì)描述。
[0043]因?yàn)轱@影傳感器是遠(yuǎn)端集成顯影傳感器，因此顯影傳感器也包括用于將影像數(shù)據(jù)傳輸?shù)街T如影像顯示裝置等 體外裝置的功能。在一些示例中，可存在信號(hào)電纜(或其它類型的信號(hào)傳輸元件)，以將位于遠(yuǎn)端處的影像傳感器連接到位于長(zhǎng)構(gòu)件近端處的裝置，例如呈一個(gè)或多個(gè)沿長(zhǎng)構(gòu)件的從遠(yuǎn)端到近端的長(zhǎng)度延伸的導(dǎo)線的形式。替代地，可采用無(wú)線通信協(xié)議，例如，在成像傳感器操作上耦接到無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射器的情況下，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射器可定位在長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處(包括集成到顯影傳感器內(nèi)，位于沿著長(zhǎng)構(gòu)件的一些位置或位于上述裝置的近端處，例如位于長(zhǎng)構(gòu)件近端的位置處或與上述裝置的操作柄聯(lián)接處)。
[0044]在某些實(shí)施方式中，在共同待決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/269，770(其內(nèi)容經(jīng)引用并入本文)中描述的影像傳感器構(gòu)造存在于所述裝置中。在這些實(shí)施方式中，所述裝置至少在使用過(guò)程中可包括顯影傳感器構(gòu)造，上述顯影傳感器構(gòu)造的特征在于具有兩個(gè)或更多位于所述裝置的遠(yuǎn)端處的顯影傳感器。兩個(gè)或更多顯影傳感器可與所述裝置的遠(yuǎn)端全部集成在一起，或分布在所述裝置和諸如獨(dú)立接近裝置的另一裝置之間、或僅位于接近裝置上。因此，實(shí)施方式可包括如下這些系統(tǒng)，其中兩個(gè)或更多顯影傳感器位于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處。實(shí)施方式也可包括如下這些系統(tǒng)，其中一個(gè)顯影傳感器位于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處，且另一顯影元件位于接近裝置的遠(yuǎn)端處。此外，實(shí)施方式可包括如下這些系統(tǒng)，其中兩個(gè)或更多顯影元件位于接近裝置的遠(yuǎn)端處。應(yīng)當(dāng)注意，盡管主要針對(duì)包括遠(yuǎn)端集成組織改變裝置的裝置描述了這些特定顯影傳感器構(gòu)造，但本發(fā)明也包括如下裝置，即包括這種顯影傳感器構(gòu)造、但可不包括集成遠(yuǎn)端組織改變器的裝置，例如，如美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/269, 770 (其內(nèi)容經(jīng)引用并入本文)中描述的。
[0045]在需要的情況下，所述裝置可包括一個(gè)或多個(gè)照明元件，一個(gè)或多個(gè)照明元件構(gòu)造成照明目標(biāo)組織位置，使得該位置可用諸如上述的顯影傳感器顯示。多種不同類型的光源可用作照明元件，只要它們的尺寸是使得它們可位于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處即可。光源可與給定部件(例如長(zhǎng)構(gòu)件)集成在一起，使得它們相對(duì)于上述部件構(gòu)造成使得光源元件不能在不顯著損害部件結(jié)構(gòu)情況下移離上述部件的其余部分。同樣，這些實(shí)施方式的集成照明元件不是能容易移離部件的其余部分的，使得照明元件和部件的其余部分形成互相關(guān)聯(lián)的整體。光源可為構(gòu)造成發(fā)射期望波長(zhǎng)范圍的光的發(fā)光二極管、或者諸如光纖等光學(xué)傳輸元件，光學(xué)傳輸元件構(gòu)造成將具有期望波長(zhǎng)范圍的光從除了長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端外的位置一例如位于長(zhǎng)構(gòu)件近端處的位置一傳輸?shù)介L(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端。與影像傳感器一樣，光源可包括諸如導(dǎo)線或光纖等導(dǎo)電元件，導(dǎo)電元件沿長(zhǎng)構(gòu)件的長(zhǎng)度延伸，以從諸如體外控制裝置等位于身體外部的位置為光源提供電力和控制。在某些實(shí)施方式中，光源可構(gòu)造成與體外控制裝置無(wú)線通信。在需要的情況下，光源可包括為目標(biāo)組織部位提供均勻照明的漫射元件。任何便利的漫射元件均可使用，包括但不限于半透明蓋或?qū)?由任何便利的半透明材料制成)，來(lái)自光源的光透過(guò)這些半透明蓋或?qū)硬⒁虼寺洹?br> [0046]在需要的情況下，本發(fā)明的裝置可包括兩個(gè)或更多照明元件。在系統(tǒng)包括兩個(gè)或更多照明元件的本發(fā)明的那些實(shí)施方式中，這些照明元件可發(fā)射相同波長(zhǎng)的光，或者它們可為光譜特性不同的光源，其中通過(guò)“光譜特性不同”來(lái)表示這些光源發(fā)射波長(zhǎng)不實(shí)質(zhì)重疊的光，例如白光和紅外光。“白光”光源是構(gòu)造成用白光照明組織位置的那些光源，白光即具有對(duì)人眼可見(jiàn)的波長(zhǎng)的電磁輻射(大約400 - 700nm)，或達(dá)到380 — 750nm。近紅外光源是構(gòu)造成用近紅外光照明組織位置的光源，近紅外光即具有介于約700nm到IlOOnm之間波長(zhǎng)的近紅外線輻射。
[0047]在存在兩個(gè)或更多不同照明元件的某些實(shí)施方式中，也可存在控制器，該控制器構(gòu)造成用白光光源和 近紅外光源交替照明諸如椎間盤或椎間盤部分的目標(biāo)組織。通過(guò)“交替”來(lái)表示，在某處存在從用白光光源照明和用近紅外光光源照明的轉(zhuǎn)換。在這些實(shí)施方式中，控制器也可構(gòu)造成使影像傳感器在各種類型的照明下獲得諸如照片或視頻的一個(gè)或多個(gè)影像，例如獲得白光影像數(shù)據(jù)和紅外影像數(shù)據(jù)。措辭“影像數(shù)據(jù)”是指可由處理器使用、以在諸如監(jiān)視器等適當(dāng)顯示器上產(chǎn)生諸如照片影像或視頻等一些類型的人類可見(jiàn)影像的數(shù)據(jù)。
[0048]在某些實(shí)施方式中，處理器構(gòu)造成給使用者提供多光譜影像，上述多光譜影像由在白光照明和近紅外光照明下所獲得的影像數(shù)據(jù)產(chǎn)生?？僧a(chǎn)生多光譜影像以給使用者提供:使用者用在單一照明光譜下所獲得的影像數(shù)據(jù)不能得到的多種不同類型的信息。例如，可產(chǎn)生多光譜影像以給使用者提供三維效果，三維效果在諸如組織解剖、灌洗以及抽吸過(guò)程等使用過(guò)程中，將深度的信息呈現(xiàn)給使用者。
[0049]在某些實(shí)施方式中，處理器可構(gòu)造成由在白光下、或在近紅外光下獲得的影像數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生視頻，或在兩種光的照明下所得數(shù)據(jù)的結(jié)合而獲得的影像數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生視頻，即產(chǎn)生多光譜或結(jié)合的視頻。例如，如果目標(biāo)組織部位是相對(duì)無(wú)流體的，則使用者可期望在白光照明下觀察部位。替代地，在目標(biāo)組織部位充滿流體的情況下，使用者可期望在近紅外光照明下觀察部位。
[0050]在某些實(shí)施方式中，由共同待決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/269，770和N0.12/269, 772 (其內(nèi)容經(jīng)引用并入本文)中描述的兩個(gè)或更多照明元件所構(gòu)成的照明構(gòu)造存在于所述裝置中。應(yīng)當(dāng)注意，盡管在本文中主要針對(duì)在末端處也具有集成組織改變器的微創(chuàng)組織改變裝置描述了具有兩個(gè)或更多光源的本發(fā)明的實(shí)施方式，但具有兩個(gè)或更多遠(yuǎn)端照明元件但缺少末端組織改變器和/或顯影傳感器的本發(fā)明的實(shí)施方式(例如，在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/269，770和N0.12/269, 772 (其公開(kāi)內(nèi)容經(jīng)引用并入本文)中描述的)也涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，實(shí)施方式可包括兩個(gè)或更多照明元件位于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的那些系統(tǒng)。實(shí)施方式也可包括一個(gè)照明元件位于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處、而另一照明元件位于諸如接近裝置的另一裝置遠(yuǎn)端處的那些系統(tǒng)。此外，實(shí)施方式可包括兩個(gè)或更多照明元件位于諸如接近裝置的另一裝置遠(yuǎn)端處的那些系統(tǒng)。
[0051]除了遠(yuǎn)端集 成的顯影傳感器，本發(fā)明實(shí)施方式的裝置還包括集成遠(yuǎn)端的組織改變器。因?yàn)榻M織改變器集成在所述裝置的遠(yuǎn)端處，因此它不能在不顯著損害所述裝置的結(jié)構(gòu)和功能情況下完全地移離所述裝置的其余部分。盡管組織改變器不能在不顯著損害所述裝置的結(jié)構(gòu)和功能情況下完全地移離所述裝置的其余部分，但組織改變器的部件可為能移除的和能替換的。例如，RF電極組織改變器可構(gòu)造成使得組織改變器的導(dǎo)線部件可為能替換的，而組織裝置的其余部分不是。因此，本發(fā)明的裝置與包括“工作通道”的裝置不同，在包括“工作通道”的裝置中，諸如自主性RF電極裝置等獨(dú)立的自主性組織改變器裝置穿過(guò)工作通道。與這些裝置對(duì)比，由于本發(fā)明裝置的組織改變器集成在遠(yuǎn)端處，因此它不是如下裝置:僅存在于長(zhǎng)構(gòu)件的工作通道內(nèi)、并可在不以任何方式在結(jié)構(gòu)方面損害長(zhǎng)構(gòu)件情況下移離這種長(zhǎng)構(gòu)件的工作通道的相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件獨(dú)立的裝置。組織改變器可借助于各種構(gòu)造與長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端集成在一起。集成構(gòu)造包括組織改變器相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端固定的構(gòu)造，以及組織改變器相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端在一定程度上能移動(dòng)的構(gòu)造可用于本發(fā)明的裝置中。下文結(jié)合附圖進(jìn)一步描述所關(guān)注的具體構(gòu)造。因?yàn)榻M織改變器是遠(yuǎn)端集成的組織改變器，因此它位于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處或附近。因此，組織改變器位于距離遠(yuǎn)端IOmm或更近處，例如位于距離遠(yuǎn)端5mm或更近處，包括位于距離遠(yuǎn)端2mm或更近處。在一些示例中，組織改變器位于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處。
[0052]組織改變器是以某種方式與組織互相作用從而以期望方法改變組織的部件。術(shù)語(yǔ)“改變”廣義地用于表示以某種方法變化，包括切割組織、切除組織、輸送試劑到組織、冷凍組織等。因此，與組織改變器一樣，組織切割器、組織切除器、組織冷凍/加熱元件、試劑輸送裝置等也是所關(guān)注的。所述組織切割器包括但不限于:刀片、液體噴射裝置、激光等。所述組織切除器包括但不限于切除裝置，例如用于輸送超聲波能量(譬如當(dāng)用于超聲波切除時(shí))的裝置、用于輸送等離子能量的裝置、用于輸送射頻(RF)能量的裝置、用于輸送微波能量的裝置等。所述能量傳輸裝置包括但不限于:用于調(diào)節(jié)組織溫度的裝置，例如冷凍或加熱裝置等。在一些實(shí)施方式中，組織改變器并不是例如可由使組織陷于相對(duì)表面之間的裝置(例如類似卡鉗狀裝置)來(lái)實(shí)現(xiàn)的通過(guò)夾持、卡住或抓握組織來(lái)實(shí)現(xiàn)組織改變的組織改變器。在這些實(shí)施方式中，組織改變裝置不是構(gòu)造成例如通過(guò)使組織陷于相對(duì)表面之間等施加機(jī)械力來(lái)撕開(kāi)組織的元件。在一些實(shí)施方式中，組織改變包括除了僅通過(guò)低壓灌洗或抽吸所進(jìn)行的移除外的作用，例如在除了低壓灌洗和/或抽吸外在組織上所執(zhí)行的其它一些作用。在一些實(shí)施方式中，組織改變器與探頭元件、或構(gòu)造成除了諸如通過(guò)回撤、無(wú)損傷運(yùn)動(dòng)等簡(jiǎn)單移動(dòng)或重新定位外不對(duì)組織進(jìn)行任何改變的情況下移動(dòng)組織的裝置不同。
[0053]在一些示例中，組織改變器包括至少一個(gè)電極。例如，所述組織改變器可包括RF能量組織改變器，RF能量組織改變器包括至少一個(gè)電極，并可根據(jù)RF電路的期望構(gòu)造以多種不同方法構(gòu)造。RF電路可在所關(guān)注的目標(biāo)組織位置處大致完全地形成(雙極裝置)、或通過(guò)使用附接到病人身體另一部分的第二電極大致完全地形成(單極裝置)。在任一種情況下，實(shí)現(xiàn)RF能量的可控傳輸。題述組織改變裝置的方面包括位于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的射頻(RF)電極。RF電極是用于傳輸諸如超聲波、微波等射頻能量的裝置。在一些示例中，RF電極是用于傳輸RF能量到諸如期望目標(biāo)組織的特定位置的電導(dǎo)體。例如，在某些情況下，RF電極可為RF切除電極。題述組織改變裝置的RF電極可包括諸如金屬導(dǎo)線等導(dǎo)體，并可形成能接近椎間盤空間的尺寸。RF電極可以多種不同形式定型，例如圓形、方形、矩形、橢圓形等。這種電極的尺寸可改變，其中在一些實(shí)施方式中，RF電極具有最長(zhǎng)橫截面尺寸，該最長(zhǎng)橫截面尺寸根據(jù)需要為7mm或更小、6mm或更小、5mm或更小、4mm或更小、3mm或更小或甚至為2mm或更小。在電極包括導(dǎo)線的情況下，此種實(shí)施方式中的導(dǎo)線直徑可為180 μ m，例如150 μ m或更小、例如130 μ m或更小、例如IOOym或更小、例如80 μ m或更小。多種不同適用于組織改變的RF電極構(gòu)造包括但不限于如下美國(guó)專利中描述的:N0.7，449，019 ；N0.7，137，981 ；N0.6，997，941 ；N0.6，837，887 ；N0.6，241，727 ；N0.6，112，123 ；N0.6，607，529 ；N0.5，334，183。RF電極系統(tǒng)或其部件可適配用于本發(fā)明的裝置中(當(dāng)結(jié)合本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)提供的指導(dǎo)時(shí))，并且同樣，這些專利中的RF電極構(gòu)造的公開(kāi)內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。下文結(jié)合附圖進(jìn)一步描述所述RF電極的具體構(gòu)造。
[0054]在一些示例中，從RF能量源向組織改變器供以電流。將電流驅(qū)動(dòng)到組織改變器的電壓信號(hào)可定義為具有明確限定的操作頻率的為正弦波形、方形波形、鋸齒波形、三角波形、脈沖波形、非標(biāo)準(zhǔn)波形、復(fù)合波形、或不規(guī)則波形等。例如，操作頻率的范圍可為從IKHz至Ij 50MHz，例如從IOOKHz到25MHz，并包括從250KHz到10MHz。在一些實(shí)施方式中，RF電壓信號(hào)是具有操作頻率460KHZ的正弦波。此外，組織改變器的操作頻率可通過(guò)調(diào)制波形而被調(diào)制。通過(guò)“被調(diào)制”來(lái)表示，通過(guò)諸如周期性信號(hào)波形等第二波形而使振幅減小。調(diào)制波形可為用明確限定的調(diào)制頻率可定義的，例如為正弦波形、方形波形、鋸齒波形、三角波形、脈沖波形、非標(biāo)準(zhǔn)波形、復(fù)合波形、或不規(guī)則波形等等。例如，調(diào)制頻率的范圍可為從IHz到ΙΟΚΗζ，例如從IHz到500Hz，并包括從IOHz到100Hz。在一些實(shí)施方式中，調(diào)制波形是具有調(diào)制頻率70Hz的方波。
[0055] 在一些實(shí)施方式中，RF調(diào)諧器被包括為RF能量源的一部分。RF調(diào)諧器包括作用為調(diào)整RF能量源的輸出阻抗的基本電元件(例如電容器和感應(yīng)器)。術(shù)語(yǔ)“調(diào)整”在此意圖具有廣義解釋，包括影響實(shí)現(xiàn)最大功率輸送的電響應(yīng)、影響在不同負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)恒定功率(或電壓)電平的電響應(yīng)、影響在不同負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)不同功率(或電壓)電平的電響應(yīng)。此外，RF調(diào)諧器的元件可選擇，使得動(dòng)態(tài)地調(diào)整輸出阻抗，意味著RF調(diào)諧器根據(jù)在電極末端處遇到的負(fù)載阻抗而自調(diào)整。例如，這些元件可選擇為使得當(dāng)電極放置于鹽溶液(鹽溶液接地連接到返回電極)內(nèi)時(shí)，電極具有形成等離子體電暈的足夠電壓，但然后當(dāng)電極接觸組織(組織也接地連接到返回電極，例如通過(guò)鹽溶液)時(shí)，可將電壓電平自調(diào)整到較低閾值，因此動(dòng)態(tài)地維持電極末端處的等離子體電暈，同時(shí)使輸送到組織的電力和對(duì)周圍組織的熱沖擊最小化。RF調(diào)諧器的存在可提供很多優(yōu)點(diǎn)。例如，通過(guò)電極的遠(yuǎn)端末端將RF能量輸送到目標(biāo)組織是具有挑戰(zhàn)性的，這是因?yàn)镽F能量從RF能量源到電極末端沿著傳導(dǎo)路徑長(zhǎng)度經(jīng)歷衰減和反射，這可導(dǎo)致插入損耗。包括諸如上述的RF調(diào)諧器，可有助于最小化和控制插入損耗。
[0056]本發(fā)明的裝置可包括線性機(jī)械致動(dòng)器，用于相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端線性地平移諸如組織改變器(例如RF電極)等的裝置遠(yuǎn)端元件。通過(guò)“線性地平移”表示沿著大致直線路徑移動(dòng)組織改變器。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“線性”也包括組織改變器沿非直線的(即曲線的)路徑的運(yùn)動(dòng)。例如，如果電極遇到不同密度的組織(例如軟骨、骨頭等)，或電極正通過(guò)的組織構(gòu)造不是直線的等，則組織改變器的運(yùn)動(dòng)路徑可從大致直線路徑偏斜。
[0057]當(dāng) 由線性機(jī)械致動(dòng)器致動(dòng)時(shí)，組織改變器從“中性”位置沿著其軸向延伸部分周期性地移動(dòng)到從中性位置朝遠(yuǎn)側(cè)或朝近側(cè)移動(dòng)的位置，且從中性位置移動(dòng)的最大位移對(duì)應(yīng)振動(dòng)振幅。因此，線性機(jī)械致動(dòng)器致動(dòng)組織改變器通過(guò)等于振動(dòng)振幅兩倍并覆蓋從遠(yuǎn)側(cè)極限位置到近側(cè)極限位置的距離。在某些實(shí)施方式中，組織改變器可由線性機(jī)械致動(dòng)器從長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端延伸0.1mm或更多，例如0.5mm或更多，包括Imm或更多，例如2mm或更多，例如5mm或更多。本文根據(jù)線性平移頻率描述由線性機(jī)械致動(dòng)器實(shí)施的組織改變器相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端的這種前后運(yùn)動(dòng)。注意，上述的遠(yuǎn)側(cè)極限位置和近側(cè)極限位置是指由線性機(jī)械致動(dòng)器單獨(dú)實(shí)施所到達(dá)的那些位置。在一些實(shí)施方式中，線性機(jī)械致動(dòng)器可為用于平移電極的唯一裝置。在其它實(shí)施方式中，例如下文更詳細(xì)描述的，線性機(jī)械致動(dòng)器可提供如下振動(dòng)振幅，該振動(dòng)振幅疊加在控制電極平移的另一獨(dú)立控制上，該另一獨(dú)立控制在顯著大于振動(dòng)振幅的距離內(nèi)移動(dòng)電極，該距離例如為IOmm或更多，譬如20mm或更多，包括30mm或更多，比如40mm或更多。在這種情況下，組織改變器可延伸超出由上述線性機(jī)械致動(dòng)器限定的遠(yuǎn)側(cè)極限位置和近側(cè)極限位置所限定的范圍。例如，手動(dòng)控制器(例如，指輪或類似結(jié)構(gòu))可設(shè)置在所述裝置上，手動(dòng)控制器允許使用者在不同于由線性機(jī)械致動(dòng)器提供的運(yùn)動(dòng)中，相對(duì)于遠(yuǎn)端移動(dòng)組織改變器。
[0058]因此，本發(fā)明的裝置可包括線性機(jī)械致動(dòng)器，線性機(jī)械致動(dòng)器構(gòu)造成以線性平移頻率相對(duì)于遠(yuǎn)端線性地平移組織改變器。線性機(jī)械致動(dòng)器可為在用于相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端線性地平移組織改變器的題述裝置中使用較為便利的多種致動(dòng)器中的任一種。例如，線性機(jī)械致動(dòng)器可為音圈馬達(dá)(VCM)、電磁線圈、氣動(dòng)致動(dòng)器、電馬達(dá)等。線性機(jī)械致動(dòng)器操作上耦接到組織改變器。通過(guò)“操作上耦接”來(lái)表示，線性機(jī)械致動(dòng)器連接到組織改變器，使得致動(dòng)器的線性運(yùn)動(dòng)傳遞到組織改變器，由此根據(jù)線性致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)方向，從長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端延伸組織改變器、或者朝長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端回撤組織改變器。
[0059]當(dāng)存在時(shí)，線性致動(dòng)器用于以一定線性平移頻率線性平移組織改變器。在一些示例中，線性平移頻率為IOHz或更大，例如25Hz或更大，包括50Hz或更大，例如IOOHz或更大。在一些實(shí)施方式中，線性平移頻率是70Hz。在某些示例中，組織改變器在遠(yuǎn)側(cè)極限位置和近側(cè)極限位置之間的平移以預(yù)定線性平移頻率發(fā)生，而在其它實(shí)施方式中，線性平移頻率可不被預(yù)定。平移頻率(不論是否預(yù)定)可根據(jù)各個(gè)因素而定，這些因素例如但不限于正被改變的組織類型、正被改變的組織總量、組織位置、周圍組織的鄰近度、組織構(gòu)造、正被執(zhí)行的手術(shù)類型、線性機(jī)械致動(dòng)器的性質(zhì)、施加到致動(dòng)器的DC (直流)電壓、施加到致動(dòng)器的AC (交流)電壓的振幅等。例如，在某些實(shí)施方式中，線性平移頻率是可限定為標(biāo)準(zhǔn)波形的，例如正弦波形。在一些示例中，正弦波形是Hz正弦波形，使得線性平移頻率的范圍介于從IHz到500Hz，例如從IHz到250Hz，以及包括從IOHz到IOOHz。在其它示例中，線性平移頻率是可限定為非標(biāo)準(zhǔn)的、復(fù)合的或不規(guī)則波形等等。例如，線性平移頻率可為可限定為包括具有變化頻率的周期的波形、包括具有變化振幅的周期的波形、包括具有變化頻率和變化振幅的周期的波形、以及兩個(gè)或更多波形疊加的波形等等。
[0060]在一些實(shí)施方式中，組織改變裝置構(gòu)造成使線性機(jī)械致動(dòng)與經(jīng)過(guò)調(diào)制的RF波形同步。通過(guò)“同步”來(lái)表示，兩個(gè)或更多事件被設(shè)定時(shí)間從而以經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)的方式操作。例如，兩個(gè)或更多波形可被設(shè)定時(shí)間從而以經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)的方式操作。在一些實(shí)施方式中，調(diào)制頻率等于線性平移頻率，且調(diào)制波形相對(duì)于線性平移波形相移。這些波形的同步可利用多種不同協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)，并可實(shí)施不同形式的一個(gè)或多個(gè)控制器，這些形式包括硬件、軟件以及軟硬件的結(jié)合形式。例如，單個(gè)共用控制器可產(chǎn)生兩個(gè)相移的波形；替代地，單獨(dú)控制器可以主從式構(gòu)造設(shè)置，以產(chǎn)生兩個(gè)相移波形；替代地，一個(gè)控制器可產(chǎn)生波形，硬件(例如光電編碼器、機(jī)械編碼器、霍爾傳感器等等)可用于觸發(fā)該波形的物理實(shí)施方式(例如機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng))，且第二控制器可由觸發(fā)器信號(hào)產(chǎn)生具有可調(diào)相移的第二波形。調(diào)制波形相對(duì)于線性平移波形的相移可為正的(相位超前)或負(fù)的(相位滯后)，并可具有0°至360°的幅度或更多，例如0°至180°，包括60°至120°。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，調(diào)制波形比線性平移波形滯后 90。.[0061]如上所討論的，組織改變器(例如RF電極)具有其周期線性平移的遠(yuǎn)側(cè)極限位置和近側(cè)極限位置。在某些實(shí)施方式中，組織改變器構(gòu)造成在非遠(yuǎn)側(cè)極限位置的一個(gè)位置將RF能量輸送到內(nèi)部目標(biāo)組織。因此，在這些示例中，調(diào)制波形與線性平移頻率同步，使得當(dāng)組織改變器位于非遠(yuǎn)側(cè)極限位置的位置時(shí)，例如當(dāng)組織改變器位于近側(cè)極限位置處或附近時(shí)，組織改變器被供以能量。例如，如上所討論的，調(diào)制波形可相對(duì)于線性平移波形相移。
[0062]組織改變裝置的周期線性平移可提供很多具有多個(gè)益處的功能。例如，組織改變器的以相對(duì)于手動(dòng)控制平移的較快速度(例如，以大于IOHz的頻率)進(jìn)行的周期線性平移，由于軟組織的順應(yīng)性，將傾向于將組織改變器物理推進(jìn)軟組織，而硬組織將抵抗變形，并因此將不容許組織改變器物理推進(jìn)硬組織。因此，由于電極碰到硬組織，因此電極將向回推抵長(zhǎng)本體，因此給使用者產(chǎn)生觸覺(jué)反饋。在一些實(shí)施方式中，組織改變器的調(diào)制波形與組織改變器的線性平移波形的同步提供附加益處。例如，當(dāng)組織改變器接近近側(cè)極限位置時(shí)，電極從它碰到的硬組織處快速回撤，將使組織改變器與硬組織物理分離一間隙。在一些實(shí)施方式中，僅當(dāng)組織改變器位于近側(cè)極限位置處或附近，組織改變器末端才被致動(dòng)，如上所述。這具有將組織改變能量?jī)?yōu)先輸送到與堅(jiān)固的硬組織相比較軟的順應(yīng)性組織的效果。另外說(shuō)明，這提供基于彈性模量的組織辨別性。在需要移除核材料的脊椎外科應(yīng)用的情況下，例如融合、人工全部椎間盤置換以及人工部分椎間盤置換，調(diào)制波形與線性平移波形的同步有利于將組織改變能量輸送到髓核(軟的順應(yīng)性組織)，同時(shí)將輸送到椎間盤纖維環(huán)(discannulus，堅(jiān)固的硬組織)以及椎體終板(堅(jiān)固的硬組織)的組織改變能量輸送最小化。另外，組織改變器的循環(huán)線性平移有助于防止如下?tīng)顩r，即電極在切除組織時(shí)電極粘附到組織，導(dǎo)致對(duì)周圍組織增加熱效應(yīng)、無(wú)效或不連續(xù)的組織解剖、碳化或以另外方式改變的組織在組織改變器末端上的堆積、或上述的結(jié)合。另外，組織改變器的循環(huán)線性平移有助于將已解剖組織切成較小片，因此利于將已解剖組織抽吸。
[0063]在一些示例中，所述裝置包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造成獲得線性平移數(shù)據(jù)的傳感器。通過(guò)“線性平移數(shù)據(jù)”來(lái)表示關(guān)于RF電極的線性平移的信息，其中這些信息可包括關(guān)于平移方向、平移速度、平移加速度/負(fù)加速度等信息。傳感器在存在時(shí)，可定位于長(zhǎng)構(gòu)件的任一便利位置，例如位于遠(yuǎn)端處等，只要傳感器定位成使得可以獲得期望線性平移數(shù)據(jù)即可?？刹捎枚喾N不同類型的傳感器中的任一種，其中所述傳感器包括但不限于:光學(xué)編碼器、機(jī)械編碼器、光電傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器、位置傳感器、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)傳感器等。
[0064]在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12，467，122中提供了關(guān)于線性平移的附加細(xì)節(jié)，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。應(yīng)該理解，盡管本文主要關(guān)于包括集成遠(yuǎn)端顯影的裝置描述線性機(jī)械致動(dòng)器元件，如圖1所示的，但包括定位在裝置遠(yuǎn)端處的任一元件的遠(yuǎn)端線性平移的裝置也涵蓋在本發(fā)明范圍內(nèi)。
[0065]根據(jù)組織改變器的性質(zhì)，所述裝置將包括近端連接器，近端連接器用于將所述裝置和組織改變器操作上連接到組織改變器操作所需的體外元件，體外元件例如為體外RF控制器、機(jī)械組織切割器控制器、液體噴射控制器等。
[0066]在一些實(shí)施方式中，所述裝置中還存在向顯影傳感器、組織改變器以及長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端中的至少一個(gè)提供轉(zhuǎn)向能力的集成鉸接機(jī)構(gòu)。通過(guò)“轉(zhuǎn)向能力”來(lái)表示，例如通過(guò)利用定位在所述裝置近端處的控制器 ，在手術(shù)過(guò)程中根據(jù)需要對(duì)顯影傳感器、組織改變器以及長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端進(jìn)行操縱或定向的能力。在這些實(shí)施方式中，所述裝置包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(或者一個(gè)或多個(gè)位于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的元件)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過(guò)近端控制器按照需要使期望的遠(yuǎn)端部件可操縱。同樣，如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“轉(zhuǎn)向能力”是指給使用者提供轉(zhuǎn)向功能的結(jié)構(gòu)，例如以期望方式變向的能力，例如通過(guò)相對(duì)于初始方向向左、右、上或下移動(dòng)。轉(zhuǎn)向功能可由多種不同機(jī)構(gòu)提供。合適機(jī)構(gòu)示例包括但不限于由諸如形狀記憶材料、琴用鋼絲等合適材料制成的一個(gè)或多個(gè)絲線、管子、板條、網(wǎng)狀物或其結(jié)合。在一些示例中，長(zhǎng)構(gòu)件的末端設(shè)有不同的附加功能，即當(dāng)操作柄的很大一部分維持在固定位置時(shí)，容許長(zhǎng)構(gòu)件末端繞其縱向軸線獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)，下文進(jìn)行更詳細(xì)討論。本發(fā)明的遠(yuǎn)端部件鉸接范圍可改變，例如從一 180到+180°、譬如一 90到+90°。替代地，遠(yuǎn)端探頭末端鉸接的范圍可從O到360°，例如從O到+180°，包括從O到90°，考慮到繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)探頭，使得在探頭軸線任一側(cè)上可接近角度的全范圍，舉例而言，如下文更詳細(xì)描述的。在以下公開(kāi)的PCT申請(qǐng)公開(kāi)文獻(xiàn)中還描述了所述鉸接機(jī)構(gòu)，即 N0.W02009029639 ；N0.W02008/094444 ；N0.W02008/094439 以及N0.W02008/094436 ;其內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。下文結(jié)合附圖進(jìn)一步描述所述具體鉸接構(gòu)造。
[0067]在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的裝置還可包括灌洗器和抽吸器，灌洗器和抽吸器構(gòu)造成沖洗內(nèi)部目標(biāo)組織部位和/或所述裝置的部件，例如顯影傳感器的透鏡。同樣，長(zhǎng)構(gòu)件還可包括延伸穿過(guò)所述裝置的至少大致長(zhǎng)度的一個(gè)或多個(gè)腔，例如用于執(zhí)行多種不同功能，如以上概述的。在期望沖洗(即洗滌)位于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的目標(biāo)組織部位(例如，為了從該位置移除已切除的組織等)的某些實(shí)施方式中，長(zhǎng)構(gòu)件可包括灌洗腔和抽吸腔兩者。因此，組織改變裝置可包括位于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的灌洗腔，且組織改變裝置可包括位于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的抽吸腔。在使用過(guò)程中，灌洗腔操作上連接到位于所述裝置近端處的流體源(例如生理上可接受的流體，譬如鹽水)，其中流體源構(gòu)造成在正壓力下，例如在從O到60磅每平方英寸范圍內(nèi)的壓力下，將流體引入腔內(nèi)，使得流體沿著灌洗腔輸送并排出遠(yuǎn)端。盡管灌洗腔的尺寸可改變，但在某些實(shí)施方式中，灌洗腔的最長(zhǎng)橫截面尺寸的范圍是從0.5mm到5mm,例如從0.5mm到3mm,包括從0.5mm到1.5mm。在使用過(guò)程中，抽吸腔操作上連接到位于所述裝置近端處的負(fù)壓源(例如真空源)。盡管抽吸腔的尺寸可改變，但在某些實(shí)施方式中，抽吸腔的最長(zhǎng)橫截面尺寸的范圍是從Imm到7mm,例如從Imm到6mm,包括從Imm到5mm。在一些實(shí)施方式中，抽吸器包括端口，端口的橫截面面積是長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端的橫截面面積的33%或更多，例如50 %或更多，包括66 %或更多。在一些示例中，負(fù)壓源構(gòu)造成在負(fù)壓下將流體和/或組織從遠(yuǎn)端處的目標(biāo)組織部位吸入抽吸腔，負(fù)壓范圍例如為從300到600mmHg，例如為550mmHg，使得流體和/組織移離組織部位并沿著抽吸腔輸送并排出近端，例如輸送進(jìn)廢物存儲(chǔ)器。在某些實(shí)施方式中，灌洗腔和抽吸腔可為分離的腔，而在其它實(shí)施方式中，灌洗腔和抽吸腔可被包括進(jìn)單個(gè)腔中，例如作為具有提供用來(lái)抽吸的內(nèi)管并且提供用來(lái)灌洗的外管的同心管。當(dāng)存在時(shí)，所述裝置的具有沖洗功能的腔可操作上耦接到體外灌洗裝置，例如流體源，正壓和負(fù)壓等。在需要的情況下，灌洗器和/或抽吸器可為能轉(zhuǎn)向的，如上所述。
[0068]在需要的情況下，所述裝置可包括操作上連接到長(zhǎng)構(gòu)件近端的控制結(jié)構(gòu)，例如柄。通過(guò)“操作上連接”來(lái)表示，一個(gè)結(jié)構(gòu)與另一結(jié)構(gòu)處于聯(lián)系中(例如機(jī)械連接、電連接、光學(xué)連接等等)。當(dāng)存在時(shí)，控制結(jié)構(gòu)(例如柄)位于所述裝置的近端處。柄可具有任何便利構(gòu)造，例如具有一個(gè)或多個(gè)按鈕的手持棒，例如具有扳機(jī)的手持槍等，下文進(jìn)一步提供合適柄構(gòu)造的示例。
[0069]在一些實(shí)施方式中，當(dāng)操作柄的很大一部分保持在固定位置時(shí)，長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端能繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣，長(zhǎng)構(gòu)件的至少遠(yuǎn)端可轉(zhuǎn)動(dòng)一些角度，同時(shí)附接到長(zhǎng)構(gòu)件近端的柄保持在固定位置。給定裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可改變，并可介于從O到360°的范圍內(nèi)，例如從O到270°，包括從O到180°。
[0070]本發(fā)明的裝置可為一次性的或可重復(fù)使用的。同樣，本發(fā)明的裝置可為全部可重復(fù)使用的(例如為多用途裝置)，或?yàn)槿恳淮涡缘?例如，所述裝置的全部部件是一次使用的情況)。在一些示例中，所述裝置可為全部可多次重復(fù)使用的(例如，全部部件可為重復(fù)使用有限次數(shù)的情況)。所述 裝置的部件中的每一個(gè)可單獨(dú)為一次使用的、具有有限重復(fù)使用性、或無(wú)限可重復(fù)使用的，導(dǎo)致全部裝置或系統(tǒng)由具有不同可用性參數(shù)的部件組成。
[0071]本發(fā)明的裝置可利用任何便利材料或其結(jié)合來(lái)制造，這些材料包括但不限于:金屬材料，例如鎢、不銹鋼合金、鉬或其合金、鈦或其合金、鑰或其合金、以及鎳或其合金；聚合物材料，例如聚四氟乙烯、聚酰亞胺、PEEK (聚醚醚酮)等；陶瓷，例如氧化鋁瓷(譬如STEATITE?氧化鋁瓷、MAEC0R?氧化鋁瓷)等。
[0072]另外，本發(fā)明的裝置可包括遠(yuǎn)端集成的非顯影傳感器。換言之，所述裝置可包括集成在長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的一個(gè)或多個(gè)非顯影傳感器。應(yīng)該理解，盡管本文主要針對(duì)在遠(yuǎn)端處具有非顯影傳感器的組織改變裝置來(lái)描述非顯影傳感器，但其它微創(chuàng)裝置也可包括位于遠(yuǎn)端處的非顯影傳感器。
[0073]—個(gè)或多個(gè)非顯影傳感器是構(gòu)造成從目標(biāo)位置獲得非可見(jiàn)數(shù)據(jù)的傳感器。所述非可見(jiàn)數(shù)據(jù)包括但不限于:溫度、壓力、pH、彈性、阻抗、導(dǎo)電率、距離、尺寸等。所述非顯影傳感器包括構(gòu)造成獲得一個(gè)或多個(gè)類型的所述非可見(jiàn)數(shù)據(jù)的那些。可集成在遠(yuǎn)端處的傳感器示例包括但不限于:溫度傳感器、壓力傳感器、PH傳感器、阻抗傳感器、導(dǎo)電率傳感器、彈性傳感器等。傳感器的具體類型包括但不限于:熱敏電阻、應(yīng)變計(jì)、包含膜片式傳感器、MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、電極、光傳感器等。傳感器的具體類型選擇將根據(jù)所述非可見(jiàn)數(shù)據(jù)的性質(zhì)而定。例如，壓力傳感器可在壓力傳感器變形以確定目標(biāo)組織的彈性模量時(shí)，檢測(cè)施加到目標(biāo)組織的力。溫度傳感器可用來(lái)檢測(cè)局部升高的溫度(這可用來(lái)區(qū)別不同類型的組織，例如區(qū)別不同的正常組織和腫瘤組織(腫瘤顯示血流量增大并因此溫度更高))。適當(dāng)校準(zhǔn)的激光束可用于確定至位于裝置視場(chǎng)內(nèi)的物體的距離、或位于裝置視場(chǎng)內(nèi)的物體的長(zhǎng)度比例。當(dāng)存在時(shí)，集成的非顯影傳感器可構(gòu)造成補(bǔ)充所述裝置的其它遠(yuǎn)端部件，從而例如以與結(jié)合集成照明元件描述的那些方式相似的方式，使對(duì)遠(yuǎn)端的外輪廓上的任何沖擊最小化。
[0074]本發(fā)明的裝置也可包括被屏蔽的部件，例如被屏蔽了周圍RF場(chǎng)的部件。應(yīng)該理解，盡管本文主要針對(duì)具有RF屏蔽的組織改變裝置來(lái)描述具有RF屏蔽的結(jié)構(gòu)，但其它微創(chuàng)裝置也可包括RF屏蔽。
[0075]在某些實(shí)施方式中，包括一個(gè)或 多個(gè)顯影傳感器的顯影模塊可包括RF屏蔽裝置。RF屏蔽式顯影傳感器模塊與長(zhǎng)構(gòu)件集成在一起。由于RF屏蔽式顯影傳感器模塊與長(zhǎng)構(gòu)件集成在一起，因此RF屏蔽式顯影傳感器模塊不能在不顯著損害所述裝置的結(jié)構(gòu)和功能的情況下移離長(zhǎng)構(gòu)件和所述裝置的其余部分。因此，本發(fā)明的裝置與包括“工作通道”的裝置不同，在包括“工作通道”的裝置中，不同獨(dú)立的自主性裝置穿過(guò)工作通道。與這些裝置對(duì)t匕，由于本發(fā)明裝置的RF屏蔽式顯影傳感器模塊與長(zhǎng)構(gòu)件集成在一起，因此它不是如下裝置:僅存在于長(zhǎng)構(gòu)件工作通道內(nèi)、并且可在不以任何方式在結(jié)構(gòu)方面損害長(zhǎng)構(gòu)件的情況下移離這種長(zhǎng)構(gòu)件的工作通道、相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件獨(dú)立的裝置。顯影傳感器模塊可通過(guò)多種不同構(gòu)造與長(zhǎng)構(gòu)件集成在一起。集成構(gòu)造包括顯影傳感器模塊的顯影傳感器相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端固定的構(gòu)造、以及顯影傳感器模塊的顯影傳感器相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端在一定程度上可移動(dòng)的構(gòu)造。顯影傳感器模塊的顯影傳感器相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端的運(yùn)動(dòng)也可提供，但然后相對(duì)于諸如遠(yuǎn)端集成的組織改變器等存在于遠(yuǎn)端處的另一部件固定。
[0076]當(dāng)顯影傳感器模塊被RF屏蔽時(shí)，顯影傳感器模塊包括RF屏蔽裝置，RF屏蔽裝置大體阻止一如果未完全防止的話一周圍RF場(chǎng)到達(dá)顯影傳感器的電路并且與顯影傳感器的電路互相作用。同樣，RF屏蔽裝置是大體阻止——如果未完全防止的話——周圍RF能量(例如當(dāng)由遠(yuǎn)端RF電極提供時(shí))影響顯影傳感器的電路功能(circuitry function)的結(jié)構(gòu)。
[0077]顯影傳感器模塊的RF屏蔽裝置可具有多種不同構(gòu)造。RF屏蔽裝置可包括作用為屏蔽顯影傳感器的電路使電路免受周圍RF場(chǎng)影響的密閉元件。在一些示例中，RF屏蔽裝置是接地的導(dǎo)電性密閉部件，其聯(lián)接顯影傳感器模塊的顯影傳感器、導(dǎo)電構(gòu)件以及其它部件。在一些示例中，顯影傳感器模塊的顯影傳感器存在于殼體內(nèi)，其中殼體可包括作用為RF屏蔽部件的接地外部導(dǎo)電層。在這些示例中，RF屏蔽裝置是外部接地導(dǎo)電層。RF屏蔽式顯影傳感器模塊的導(dǎo)電性密閉裝置可由諸如金屬、金屬合金等多種不同導(dǎo)電材料制成，其中所述具體導(dǎo)電材料包括但不限于銅箔等。在某些示例中，RF屏蔽裝置是金屬層。這種層在存在時(shí)可改變厚度，但在一些示例中具有從0.2mm到0.7mm范圍內(nèi)的厚度，例如從0.3mm到
0.6mm,包括 0.4mm 到 0.5mm。
[0078]在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/437，865中提供了關(guān)于RF屏蔽式顯影傳感器模塊的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，該美國(guó)專利申請(qǐng)的內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。應(yīng)該注意，盡管主要針對(duì)包括遠(yuǎn)端集成組織改變器的裝置來(lái)描述RF屏蔽式顯影傳感器模塊，但包括這種顯影傳感器模塊而缺少遠(yuǎn)端組織改變器的裝置也涵蓋于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0079]本發(fā)明的組織改變裝置可構(gòu)造為手持式的。因此，在某些示例中，組織改變裝置具有1.5kg或更小的質(zhì)量,例如Ikg或更小,包括0.5kg或更小,譬如0.25kg或更小。
[0080]以上在變化細(xì)節(jié)方面描述了本發(fā)明的裝置實(shí)施方式的多個(gè)方面。現(xiàn)將參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述裝置實(shí)施方式。圖1A和IB提供根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的裝置100的兩個(gè)不同側(cè)視圖。裝置100包括長(zhǎng)構(gòu)件110和位于長(zhǎng)構(gòu)件110近端處的操作柄120。操作柄具有槍型構(gòu)造，并包括扳機(jī)125和指輪130，扳機(jī)125和指輪130給使用者提供控制所述裝置的諸如RF電極定位和延伸等一些功能的手動(dòng)操作。位于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的是集成顯影傳感器140和組織改變器150。控制元件160 (其可包括抽吸腔和灌洗腔、控制/電源導(dǎo)線等)在遠(yuǎn)端區(qū)域170處從柄120引出，遠(yuǎn)端區(qū)域170相對(duì)于柄120的其余部分能轉(zhuǎn)動(dòng)。在長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處可存在多種附加部件，這些附加部件可包括灌洗器、抽吸器、鉸接機(jī)構(gòu)等，如上文總體描述的。關(guān)于長(zhǎng)構(gòu)件110遠(yuǎn)端的更多細(xì)節(jié)可在圖6D中看到。
[0081]圖2A至2C提供根據(jù)所述裝置的三個(gè)不同實(shí)施方式的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端的橫截面。這些視圖中的每一個(gè)示出顯影傳感器和組織改變器可怎樣集成在遠(yuǎn)端處，盡管遠(yuǎn)端的尺寸有限。
[0082]圖2A 示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的裝置的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端200的示例性剖面圖。遠(yuǎn)端200包括集成的CMOS顯影傳感器210，顯影傳感器210具有2.5mm的直徑。還示出導(dǎo)絲215，導(dǎo)絲215具有Imm直徑，并提供用于所述裝置的遠(yuǎn)端的鉸接。集成機(jī)械切割器230具有1.58mm直徑。光源240具有1.33mm直徑。也示出提供用于抽吸和灌洗的腔250。圖2A按比例繪出，圖示出集成的顯影、組織改變、照明和灌洗可位于具有5.0Omm外徑的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處。
[0083]圖2B示出除了采用較小直徑導(dǎo)絲(0.80mm)外、與圖2A中示出的相似的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端的橫截面。結(jié)果，光源240可具有1.50mm直徑，且機(jī)械切割器230可具有1.92mm直徑。與圖2A中示出的實(shí)施方式相似，圖2B按比例繪出，圖示出集成的顯影、組織改變、照明和灌洗可位于具有5.0Omm外徑的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處。
[0084]圖2C示出除了存在較小的非圓形橫截面導(dǎo)絲(1.20mmX0.60mm)外、與圖2A中示出的相似的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端的橫截面。結(jié)果，光源240可具有1.63mm直徑，且機(jī)械切割器230可具有2.22mm直徑。與圖2A中示出的實(shí)施方式相似，圖2C按比例繪出，圖示出集成的顯影、組織改變、照明和灌洗可位于具有5.0Omm外徑的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處。
[0085]圖3A示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的裝置的遠(yuǎn)端的示例性橫截面。圖3A圖示裝置的具有6.6mm遠(yuǎn)端外徑的遠(yuǎn)端300，其中該圖是按比例繪出的。裝置的遠(yuǎn)端300包括具有2.8mm外徑的集成照相機(jī)320 (例如CMOS傳感器)和兩個(gè)各自具有1.3mm外徑的光纖光源330。在遠(yuǎn)端處還集成有各自聯(lián)接灌洗腔350 (具有1.2mmX 0.8mm尺寸)的電極切割器340(具有2.0mmX0.7_尺寸)。另外，遠(yuǎn)端包括中央抽吸腔360，中央抽吸腔360具有矩形構(gòu)造和5.0_X1.8mm的尺寸。在圖3A中，集成照相機(jī)320與其它元件重疊，圖3A圖示了照相機(jī)橫截面怎樣僅占據(jù)了裝置的最遠(yuǎn)端部分300的空間。包括抽吸腔360等其它部件的橫截面的重疊部分將在到達(dá)照相機(jī)近端之前終止或朝側(cè)向轉(zhuǎn)向。在用于從目標(biāo)組織位置移除組織的裝置的使用過(guò)程中，可執(zhí)行下述步驟。首先，所述裝置的遠(yuǎn)端300穿過(guò)接近裝置310引入目標(biāo)組織解剖區(qū)域。接近裝置310可為任何便利裝置，例如傳統(tǒng)的牽開(kāi)器管。如圖3A所示的接近裝置310具有7.0mm內(nèi)徑和9.5mm外徑。在該階段時(shí)，照相機(jī)320的定向偏置到一側(cè)(圖中左側(cè))。在插入過(guò)程中，位于照相機(jī)視場(chǎng)相對(duì)側(cè)上的電極340 (圖中右側(cè))朝遠(yuǎn)端平移，使得電極340從裝置的遠(yuǎn)端300末端處朝遠(yuǎn)端突出。并且，在插入過(guò)程中，朝遠(yuǎn)端平移的電極340通過(guò)供應(yīng)RF電流并灌注導(dǎo)電流體而致動(dòng)，從而導(dǎo)致在所述裝置插入過(guò)程中進(jìn)行組織解剖。為進(jìn)一步對(duì)照相機(jī)偏置朝向的一側(cè)(圖中左側(cè))進(jìn)行組織解剖，位于與照相機(jī)視場(chǎng)同側(cè)上的電極340 (圖中左側(cè))朝遠(yuǎn)端平移，使得電極340從位于照相機(jī)近側(cè)上的內(nèi)窺鏡探頭朝側(cè)向突出。當(dāng)平移時(shí)，同一電極(圖中左側(cè))通過(guò)供應(yīng)RF電極并灌注導(dǎo)電流體而致動(dòng)，導(dǎo)致進(jìn)行組織解剖。在此時(shí)，裝置的整個(gè)端部300可朝近側(cè)和朝遠(yuǎn)側(cè)平移，使得實(shí)現(xiàn)期望的組織解剖。當(dāng)?shù)谝晃恢玫慕M織解剖完成時(shí)，所述裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)180度，并且利用上述步驟進(jìn)行其它的組織移除。
[0086]圖3B示出與圖3A中的相似的裝置遠(yuǎn)端300的示例性橫截面，不同之處在于，圖3B中裝置遠(yuǎn)端除包括聯(lián)接到電極340(尺寸2.5mmX 1.1mm)的灌洗腔350(尺寸1.5mmX 0.9mm)外還包括附加的灌洗腔370 (外徑1.2_)。并且，抽吸管的幾何結(jié)構(gòu)是六邊形的而非矩形的，以使該幾何結(jié)構(gòu)(尺寸4.2mmX 2.3mm)的空間利用最大化。該附圖按比例繪出，并示出什么可集成在裝置的具有6.6_外徑的遠(yuǎn)端處的另一示例。如圖示，與圖3A中一樣，照相機(jī)320的橫截面與其它元件重疊，附圖示出了照相機(jī)橫截面怎樣僅占據(jù)所述裝置最遠(yuǎn)端部分處的空間。包括光源、電極之一、以及抽吸管在內(nèi)的其它橫截面的重疊部分，將在到達(dá)照相機(jī)近端之前終止或朝側(cè)向轉(zhuǎn)向。除了通過(guò)利用附加的灌洗腔370進(jìn)行的附加灌洗可用于幫助沖洗掉已解剖的組織并且清潔照相機(jī)鏡頭外，操作這種裝置可包括上文結(jié)合圖3A中裝置所述的相同步驟。
[0087]圖3C示出與圖3B示出的相似的裝置的遠(yuǎn)端300的示例性橫截面，除了電極340之一的定向反向、且抽吸管360的幾何結(jié)構(gòu)為梯形而非六邊形以使該幾何結(jié)構(gòu)的空間利用最大化。該附圖按比例繪出，并示出可集成到6.6_外徑的裝置遠(yuǎn)端處的部件的另一示例。在圖3C中，部件的尺寸與圖3B中的相同，除了灌洗腔370具有1.1mm外徑，抽吸腔360的尺寸是4.2mmX 2.7mm,電極340的尺寸是2.5mmX 1.1mm,以及電極灌洗腔350的尺寸是
1.5mmX 0.9_。與圖3A和3B中所示裝置中一樣，照相機(jī)橫截面與其它元件重疊，附圖示出照相機(jī)橫截面320怎樣僅占據(jù)探頭最遠(yuǎn)端部分處的空間。包括光源、電極之一、以及抽吸管在內(nèi)的其它橫截面的重疊部分，將在到達(dá)照相機(jī)320近端之前終止或朝側(cè)向轉(zhuǎn)向。操作這種裝置可包括上文結(jié)合圖3A和3B的裝置所述的相同步驟。
[0088]圖3D示出與圖3C中的相似的裝置的遠(yuǎn)端300的示例性橫截面，除了僅使用一個(gè)電極340 (尺寸5.4mm直徑X0.35mm厚)、且它比圖3C所示裝置中存在的電極大得多。電極灌洗腔也形成有不同尺寸，具有1.5mmX0.6mm的尺寸。在圖3D中，示出集成照相機(jī)320具有照相機(jī)電纜380 (具有L5mmX0.8mm的尺寸)。并且，抽吸腔的幾何結(jié)構(gòu)是半圓形而非梯形以使該幾何結(jié)構(gòu)的空間利用最大化，其中抽吸腔的尺寸是3.4_X2.1_。該附圖按比例繪出，并示出可集成到具有6.6_外徑的裝置的遠(yuǎn)端處的部件的示例。該裝置示出存在于具有?.2mm內(nèi)徑和9.5mm外徑的接近管內(nèi)。在圖3D中，與圖3A至3C中一樣，照相機(jī)320橫截面與其它元件重疊，附圖示出照相機(jī)橫截面320怎樣僅占據(jù)探頭最遠(yuǎn)端部分處的空間。包括光源以及抽吸管在內(nèi)的其它橫截面的重疊部分，將在到達(dá)照相機(jī)近端之前終止或朝側(cè)向轉(zhuǎn)向。操作這種裝置可包括上文結(jié)合圖3A至3C的裝置所述的相同步驟，除了單個(gè)電極起圖3A至3C中兩個(gè)電極功能的作用。電極朝遠(yuǎn)端僅平移一段短距離以進(jìn)行遠(yuǎn)端切害I]，然后它朝遠(yuǎn)端進(jìn)一步平移以使它朝側(cè)向延伸到由照相機(jī)觀察的一側(cè)以進(jìn)行該側(cè)上的組織解剖。
[0089] 圖3E示出與圖3D中的相似的遠(yuǎn)端探頭末端的示例性橫截面，除了灌洗通道之一由具有1.2mm外徑的探頭工具390替換，探頭工具390用于操縱組織并使目標(biāo)組織區(qū)域暴露以顯影和/或由諸如電極裝置340等組織改變器改變。該附圖按比例繪出，并示出可集成到具有6.6_外徑的裝置遠(yuǎn)端處的部件的另一示例。操作這種裝置可包括上文結(jié)合圖3A至3D的裝置所述的相同步驟，除了探頭也可用于探測(cè)組織解剖區(qū)域及輔助期望的組織解剖。
[0090]圖4提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的裝置的側(cè)視圖，其中該裝置包括位于其遠(yuǎn)端處的側(cè)視集成照相機(jī)。在圖4中，裝置400包括具有側(cè)視或偏置透鏡420的集成照相機(jī)410，該集成照相機(jī)410提供如下視場(chǎng)，該視場(chǎng)包括由裝置的前視圖和側(cè)視圖觀察的部件。如圖示，側(cè)視照相機(jī)相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件的縱向軸線傾斜從15到65°范圍的角度。裝置400也包括集成組織切割器430 (例如，成RF電極的形式)和集成光源435。針對(duì)椎間盤440示出了裝置400，其中裝置400的遠(yuǎn)端穿過(guò)纖維環(huán)450延伸進(jìn)髓核460。
[0091]圖5提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的裝置500的側(cè)視圖，其中該裝置包括位于其遠(yuǎn)端處的側(cè)視集成照相機(jī)510和兩個(gè)能轉(zhuǎn)向的電極530和535。在圖5中，裝置500包括具有側(cè)視或偏置透鏡520的集成照相機(jī)510。裝置500也包括能轉(zhuǎn)向的集成電極530和535(例如由形狀記憶材料制成)以及集成光源540。針對(duì)椎間盤540示出了裝置500，其中裝置500的遠(yuǎn)端穿過(guò)纖維環(huán)450延伸進(jìn)髓核460。
[0092]圖6A和6B是圖示已插入椎間盤空間的本發(fā)明的組織改變裝置的遠(yuǎn)端的實(shí)施方式的立體圖。組織改變裝置600包括穿過(guò)椎間盤纖維環(huán)620插入椎間盤空間的髓核630的長(zhǎng)構(gòu)件610。組織改變裝置600也包括自導(dǎo)管650的遠(yuǎn)端延伸的RF電極640，導(dǎo)管650自長(zhǎng)構(gòu)件610的遠(yuǎn)端延伸。導(dǎo)管650自長(zhǎng)構(gòu)件610的遠(yuǎn)端延伸并具有曲線形狀，這利于RF電極640接近整個(gè)椎間盤空間。組織改變裝置600也包括位于長(zhǎng)構(gòu)件610遠(yuǎn)端處的集成CMOS顯影元件660。
[0093]圖6A和6B提供RF電極的視圖，RF電極在其遠(yuǎn)端處能轉(zhuǎn)向。在圖6A和6B中示出的實(shí)施方式中，RF電極的轉(zhuǎn)向功能由形狀記憶元件連同導(dǎo)管一起提供。如本文所用的術(shù)語(yǔ)“形狀記憶”是指能在變形之后恢復(fù)其初始形狀的材料。在某些實(shí)施方式中，形狀記憶元件包括形狀記憶合金，例如但不限于鎳一鈦(例如NITINOL (鎳鈦諾))合金、銅一鋅一鋁一鎳合金、銅一鋁一鎳合金等等。例如，RF電極的轉(zhuǎn)向功能可由包括形狀記憶合金的導(dǎo)絲提供。形狀記憶導(dǎo)絲可附接到RF電極，使得當(dāng)RF電極自長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端延伸時(shí)，形狀記憶合金呈現(xiàn)預(yù)定形態(tài)，因此將RF電極移動(dòng)成大體相同的形態(tài)。在某些示例中，形狀記憶合金連同導(dǎo)管一起提供。導(dǎo)管可為設(shè)置于長(zhǎng)構(gòu)件內(nèi)部的用于容納RF電極并用于導(dǎo)引RF電極方向的管(即具有中空中央腔的套筒)。因此，RF電極可設(shè)置于導(dǎo)管的中央腔內(nèi)。導(dǎo)管可由諸如塑料、橡膠、金屬等任何便利的生物相容性材料形成。導(dǎo)管可設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)形狀記憶元件，例如包括形狀記憶合金的導(dǎo)絲，如上所述。在某些實(shí)施方式中，導(dǎo)管是形狀記憶導(dǎo)管，例如包括形狀記憶合金的導(dǎo)管。
[0094]在一些示 例中，導(dǎo)管可滑動(dòng)地定位在長(zhǎng)構(gòu)件內(nèi)，并且可自長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端延伸。在一些示例中，形狀記憶導(dǎo)管在自長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端延伸時(shí)具有曲線形狀，使得導(dǎo)管與長(zhǎng)構(gòu)件的縱向軸線成一角度地延伸。例如，當(dāng)導(dǎo)管自長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端完全延伸時(shí)，導(dǎo)管可形成弧形，其中導(dǎo)管包括I。到360。的弧，例如30°到180。，包括60°到120。。如上所述，導(dǎo)管可設(shè)置有位于導(dǎo)管中央腔內(nèi)的RF電極。在一些示例中，導(dǎo)管構(gòu)造成便利于RF電極接近整個(gè)椎間盤空間。在某些示例中，通過(guò)RF電極、導(dǎo)管以及長(zhǎng)構(gòu)件中的一個(gè)或多個(gè)的鉸接便利了接近整個(gè)IVD空間。另外，RF電極可以可滑動(dòng)地定位在導(dǎo)管內(nèi)，并可自導(dǎo)管的遠(yuǎn)端延伸。長(zhǎng)構(gòu)件、RF電極和/或?qū)Ч芸瑟?dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提供了在IVD空間內(nèi)部的附加的可接近性。
[0095]在某些實(shí)施方式中，組織改變裝置包括兩個(gè)或更多導(dǎo)管，其中導(dǎo)管是相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件可滑動(dòng)地平移的。在一些示例中，導(dǎo)管是相對(duì)于彼此可滑動(dòng)地平移的，這便利于與長(zhǎng)構(gòu)件縱向軸線成一角度地延伸RF電極、或?qū)㈦姌O末端變形成新形狀或構(gòu)造。因此，一個(gè)導(dǎo)管可獨(dú)立于其它導(dǎo)管、相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端延伸或回撤。例如，各導(dǎo)管的運(yùn)動(dòng)可由使用者控制，使得使用者可使各導(dǎo)管單獨(dú)地延伸、回撤或轉(zhuǎn)向。
[0096]在一些示例中，RF電極包括可滑動(dòng)地定位在形狀記憶導(dǎo)管內(nèi)的導(dǎo)絲，形狀記憶導(dǎo)管可滑動(dòng)地定位在長(zhǎng)構(gòu)件內(nèi)。在某些示例中，RF電極包括位于第一端部和第二端部之間的暴露部分，其中第一端部和第二端部各自位于形狀記憶導(dǎo)管內(nèi)。通過(guò)“暴露”來(lái)表示，RF電極的部分能夠?qū)崿F(xiàn)與期望的目標(biāo)組織電接觸。在這些示例中，第一端部和第二端部是能線性平移的，其中第一端部和第二端部是能一致平移的，使得第一端部和第二端部以相同速率從長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端延伸和回撤。在其它示例中，第一端部和第二端部是相對(duì)于彼此能線性平移的，使得第一端部和第二端部可以不同速率從長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端延伸和回撤、或者從長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端至不同位置。這就便利了 RF電極的暴露部分的與長(zhǎng)構(gòu)件縱向軸線成一角度的運(yùn)動(dòng)。例如，當(dāng)RF電極自長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端延伸時(shí)，RF電極與長(zhǎng)構(gòu)件縱向軸線之間的角度可為從1°到270。，例如 30° 到 180。，包括 60° 到 120。。
[0097]如圖6A和6B所示，RF電極640是U型結(jié)構(gòu)，該U型結(jié)構(gòu)包括在各側(cè)上由瓷制構(gòu)件界定的遠(yuǎn)側(cè)切割端部(暴露區(qū)域)。該U型構(gòu)造在圖6E中進(jìn)一步圖示出。位于遠(yuǎn)側(cè)切割端部619各側(cè)處的瓷制構(gòu)件617可接合(例如，使得它們具有圖6A和6B中所示的橫桿構(gòu)造)或?yàn)楸舜朔蛛x的部件(例如，如圖6E中所示)。這些部件可由任何便利的瓷制材料制成，包括但不限于氧化鋁陶瓷，例如STEATITE?氧化鋁陶瓷、MAEC0R?氧化鋁陶瓷等。在圖6E中，區(qū)域619的延伸長(zhǎng)度可在從2到20mm范圍內(nèi)改變，例如從2到10mm，并包括2到6mm。組成區(qū)域619的導(dǎo)線的直徑可改變，在某些實(shí)施方式中為180 μ m，例如150 μ m或更小，例如130 μ m或更小，例如100 μ m或更小，例如80 μ m或更小。盡管遠(yuǎn)側(cè)切割端部或區(qū)域619可由多種材料制成，但在一些示例中，電極的該部分由與電極導(dǎo)線621的材料不同的材料制成?？芍瞥蛇h(yuǎn)端切IllJ端部619的所述材料包括但不限于鶴、鶴合金，例如鶴鍊、鋼、涂覆有諸如Pt、Au等貴金屬的鶴。
[0098]圖6C提供與圖6A和6B中所示的相似的裝置的遠(yuǎn)端的視圖。圖6C示出包括集成CMOS顯影傳感器660、灌洗腔665、抽吸腔670以及能轉(zhuǎn)向的RF電極640在內(nèi)的多種部件可怎樣結(jié)合進(jìn)具有7.0mm或更小、例如6.5mm或更小的外徑的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端內(nèi)。電極640由自電極導(dǎo)管650延伸的電極導(dǎo)線構(gòu)成。將電極導(dǎo)線與遠(yuǎn)側(cè)切割端部690分離的是瓷制電極壓接兀件680。在圖6C中不出處于延伸配置下的電極導(dǎo)線640和導(dǎo)管650,但電極導(dǎo)線640和導(dǎo)管650各自可獨(dú)立地由形狀記憶材料制成，以呈現(xiàn)彎曲配置(如圖6A和6B中所示)，并因此給予RF電極轉(zhuǎn)向能力。如圖6C所示，抽吸腔670朝裝置600的側(cè)面敞開(kāi)，并正好在CMOS顯影傳感器660的近側(cè)處定位，使得這些完全不同的部件全部可集成在所述裝置的遠(yuǎn)端處。
[0099] 圖6D提供本發(fā)明的組織改變裝置600 (具有6.5mm外部尺寸)的遠(yuǎn)端的一個(gè)實(shí)施方式的三維視圖。在圖6D中，所述裝置的遠(yuǎn)端包括圓形的集成CMOS顯影傳感器605和集成LED610.還示出面朝前部的第一灌洗腔615和第二灌洗腔617，第二灌洗腔617自遠(yuǎn)端略微延伸并面朝側(cè)部，使得當(dāng)需要時(shí)，從腔617排出的流體橫過(guò)CMOS顯影傳感器605流動(dòng)以清潔具有碎屑的傳感器。還示出在灌洗腔615和617與集成CMOS顯影傳感器605近側(cè)定位的抽吸腔625，其中抽吸腔625構(gòu)造成在使用過(guò)程中從目標(biāo)組織部位抽吸流體和組織碎屑。遠(yuǎn)端還包括能轉(zhuǎn)向的集成RF電極組件655。RF電極組件655包括自隔離的(例如RF屏蔽的)導(dǎo)引腔642延伸的NITIN0L形狀記憶導(dǎo)管645。RF電極還包括鎢切割線665，鎢切割線665在各端處通過(guò)瓷制弧形止擋675接合到NITIN0L形狀記憶電極導(dǎo)線663。如圖示，切割線665的直徑比電極導(dǎo)線663的直徑小,其中該尺寸差可改變,并可介于從100到500 μ m范圍內(nèi)，例如300到400 μ m。
[0100]回顧上文，圖1A和IB提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的裝置的不同視圖，其中所述裝置包括如圖6D所示的遠(yuǎn)端。圖7提供圖1A和IB中所示裝置的剖開(kāi)圖。如圖7所示，所述裝置包括扳機(jī)元件125，扳機(jī)元件125相對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端平移導(dǎo)管。還示出指輪130，指輪130提供用于電極相對(duì)于遠(yuǎn)端的手動(dòng)運(yùn)動(dòng)。圖7的剖開(kāi)圖示出機(jī)械致動(dòng)器180，機(jī)械致動(dòng)器180提供用于位于長(zhǎng)構(gòu)件遠(yuǎn)端處的電極150的線性平移。
[0101]如上綜述，本發(fā)明的裝置的某些實(shí)施方式包括線性機(jī)械致動(dòng)器，例如美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/467，122中描述的，該美國(guó)專利申請(qǐng)的內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。圖19提供電馬達(dá)線性致動(dòng)器的多個(gè)視圖，上述電馬達(dá)線性致動(dòng)器可存在于本發(fā)明的裝置中以提供RF電極的線性平移。如圖19所示，所述裝置包括容納電馬達(dá)1920的馬達(dá)載架1910。電馬達(dá)1920包括與大錐齒輪1940成操作關(guān)系的小錐齒輪1930。大錐齒輪1940轉(zhuǎn)而操作上連接到凸輪隨動(dòng)件1950，凸輪隨動(dòng)件1950操作上連接到位于傳動(dòng)點(diǎn)1960處的RF電極。
[0102]系統(tǒng)
[0103]題述發(fā)明的方面包括組織改變系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括操作上連接到一個(gè)或多個(gè)體外控制單元(即體外控制器)的組織改變裝置，例如上述的組織改變裝置。體外控制單元可包括很多不同部件，例如:電源，灌洗源，抽吸源，影像數(shù)據(jù)處理部件，影像顯示部件(例如監(jiān)視器、打印機(jī)等)，諸如呈計(jì)算機(jī)形式等的數(shù)據(jù)處理器，諸如軟盤、硬盤、⑶-ROM (只讀光盤)、DVD (數(shù)字多用途光盤)、閃存等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置等，裝置和系統(tǒng)控制器等等。
[0104]在圖8中示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的系統(tǒng)示例。在圖8中，所述系統(tǒng)包括手持組織改變裝置800和體外控制單元850。手持裝置800包括遠(yuǎn)端810和構(gòu)造成被保持在操作者手內(nèi)的柄820。定位在遠(yuǎn)端810處的是集成顯影部件和組織改變部件(以及其它部件)，如橫截面830所示。體外控制單元850包括影像顯示器860 (例如液晶顯示監(jiān)視器)、視頻數(shù)字信號(hào)處理器870、能量源880 (例如被構(gòu)造成操作RF組織改變構(gòu)件)以及灌洗/抽吸系統(tǒng)890。手持裝置800和體外控制單元850通過(guò)電纜彼此操作上連接。
[0105] 圖9提供示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)架構(gòu)、以及在使用過(guò)程中所述系統(tǒng)的各個(gè)部件可怎樣與諸如外科醫(yī)生等使用者互動(dòng)的示意圖。在圖9中，體外控制單元910包括視頻處理單元911、RF電極電源912、灌洗源913、以及抽吸源914。這些部件中的每一個(gè)操作上連接到電控制器915，使用者990可根據(jù)期望與電控制器915互動(dòng)以操作所述系統(tǒng)。還示出組織改變裝置950，組織改變裝置950包括集成顯影傳感器951、RF電極952、灌洗腔953、抽吸腔954以及鉸接機(jī)構(gòu)955。組織改變裝置950提供很多功能960，包括組織解剖961、組織移除962、組織辨別963以及接近能力964。所述系統(tǒng)提供很多用戶界面選項(xiàng)930 ;包括影像顯示器931、觸覺(jué)反饋932以及機(jī)械控制器933。
[0106]在給定系統(tǒng)內(nèi)，集成遠(yuǎn)端顯影子系統(tǒng)可具有多種不同構(gòu)造。圖10提供包括遠(yuǎn)端CMOS顯影傳感器的集成顯影子系統(tǒng)的實(shí)施方式的示例。如圖10所示，顯影子系統(tǒng)1000包括遠(yuǎn)端CMOS顯影傳感器1010，遠(yuǎn)端CMOS顯影傳感器1010包括操作上耦接到集成電路部件1020的透鏡殼體部件1015。如附圖所示，透鏡殼體1015包括透鏡組1016。在遠(yuǎn)端處還示出的是LED1018，在使用過(guò)程中LED1018提供對(duì)目標(biāo)組織位置的照明。集成電路部件1020包括CMOS傳感器集成電路1021和剛性印刷電路板1022。透鏡殼體/光源部件1015的子部件操作上耦接到軟性電纜1030，軟性電纜1030提供用于將位于裝置遠(yuǎn)端處的CMOS顯影系統(tǒng)經(jīng)由柄1040操作上連接到視頻處理子系統(tǒng)1050。在柄1040內(nèi)，軟性電纜操作上連接到屏蔽電纜1052，屏蔽電纜1052提供用于RF隔離。如圖10所示，各個(gè)部件被屏蔽隔離于RF，例如通過(guò)用導(dǎo)電材料涂覆元件，其中導(dǎo)電材料然后接地。例如，透鏡殼體1015和電纜1030被RF屏蔽。RF屏蔽式電纜1052連接到視頻處理子系統(tǒng)1050，視頻處理子系統(tǒng)1050包括多種功能塊，例如主機(jī)控制器1051 (耦接到PC1061)、數(shù)字信號(hào)處理器1054 (耦接到IXD1062)以及CMOS顯影傳感器橋1053。如圖10所示，視頻處理子系統(tǒng)1050通過(guò)連接到金屬殼1070而連接到大地1072。
[0107]本發(fā)明的系統(tǒng)除組織改變裝置和體外控制單元外還可包括很多附加部件，如上所述。附加部件可包括接近端口裝置；根牽開(kāi)器；牽開(kāi)器裝置、系統(tǒng)部件固定裝置等等。所關(guān)注的還有進(jìn)一步 包括如在共同待決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/269，770,N0.12/269，772以及N0.12/269，775中所述的接近裝置的系統(tǒng)；這些美國(guó)專利申請(qǐng)的內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。
[0108]如上所述，本發(fā)明的一些實(shí)施方式包括具有接近裝置的系統(tǒng)。在這種實(shí)施方式中，兩個(gè)或更多顯影元件可分布于長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端和接近裝置之間。圖16提供根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的微創(chuàng)組織改變裝置的長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端和接近裝置的橫截面視圖。在圖16中，長(zhǎng)構(gòu)件1620的遠(yuǎn)端包括第一成像傳感器1621，而接近裝置1622的遠(yuǎn)端包括第二成像傳感器1623。在長(zhǎng)構(gòu)件1620的遠(yuǎn)端處還示出第一和第二 LED1624和1625。還示出灌洗腔1626和抽吸腔1627。另外，所述裝置包括呈解剖電極1628(例如RF電極)形式的組織改變器。在圖16所示系統(tǒng)中，第一成像傳感器1621提供對(duì)目標(biāo)組織部位的顯影。第二成像傳感器1623位于接近裝置上(不過(guò)它可位于接近裝置或長(zhǎng)構(gòu)件上的多個(gè)位置處)。第二成像傳感器1623的定向使得成像傳感器1623提供長(zhǎng)構(gòu)件的影像數(shù)據(jù)，例如在放置過(guò)程中長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端處的影像數(shù)據(jù)等。當(dāng)使用時(shí)任何便利的定位均可實(shí)現(xiàn)。
[0109]圖17提供根據(jù)實(shí)施方式的接近裝置的不同視圖。如圖17所示，接近裝置1730包括遠(yuǎn)端1731。定位在遠(yuǎn)端1731處的是兩個(gè)照相機(jī)1732A和1732B、以及諸如LED或光纖的兩個(gè)照明源1733A和1733B。穿過(guò)接近裝置的長(zhǎng)度并從近端引出的是導(dǎo)線1734和1735，導(dǎo)線1734和1735用于例如通過(guò)耦接到控制裝置來(lái)為照相機(jī)和顯影元件提供電力和控制。
[0110]所述裝置的多個(gè)顯影和/或照明元件可以多種不同方法相對(duì)于彼此定位。根據(jù)需要，通過(guò)選擇性地定位這些成對(duì)的元件，借助于具體影像處理技術(shù)，可獲得目標(biāo)組織部位的獨(dú)有影像。例如，如圖18所示，兩個(gè)照相機(jī)1842和1844可位于成像裝置1840 (例如微創(chuàng)組織改變裝置和/或接近裝置)的遠(yuǎn)端的同一橫截面內(nèi)。在這種實(shí)施方式中，來(lái)自兩個(gè)照相機(jī)的影像數(shù)據(jù)可結(jié)合以獲得目標(biāo)組織部位的全景圖，在這種示例中，目標(biāo)組織部位為位于纖維環(huán)1812內(nèi)的髓核1814。這種構(gòu)造也容許我們獲得目標(biāo)組織部位的立體影像，例如通過(guò)使來(lái)自兩個(gè)照相機(jī)的影像數(shù)據(jù)同步而獲得。
[0111]將顯影元件放置于所述裝置的不同橫截面內(nèi)和/或位于不同裝置上，也可提供成像方面的優(yōu)點(diǎn)。例如，圖16提供由可滑動(dòng)地定位于諸如牽開(kāi)器管等接近裝置的內(nèi)部通道內(nèi)的微創(chuàng)組織改變裝置所構(gòu)成的系統(tǒng)的遠(yuǎn)端的視圖。在圖16繪示的實(shí)施方式中，主照相機(jī)1621位于組織改變裝置的橫截面上，次級(jí)照相機(jī)1623位于接近裝置的壁上。兩個(gè)照相機(jī)都可根據(jù)期望設(shè)置成具有某些定向，例如朝向前部或傾斜角度或朝向側(cè)部。照明也可進(jìn)行設(shè)置，使得可顯示同一物體的不同視圖。例如，光源可沿某個(gè)方向在相當(dāng)程度上校準(zhǔn)或聚焦，以更清楚觀察外科手術(shù)刀片、電極或局部組織外觀。
[0112]影像處理模塊
[0113]本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)的實(shí)施方式可包括一個(gè)或多個(gè)不同類型的影像處理模塊。在一些示例中，本發(fā)明的裝置可包括具有一個(gè)或多個(gè)位于遠(yuǎn)端處的顯影傳感器的立體影像模塊。通過(guò)“立體影像模塊”來(lái)表示，由所述裝置獲得的影像數(shù)據(jù)來(lái)提供立體影像的功能模塊。同樣，模塊借助于監(jiān)視器使使用者感知由所述裝置獲得的影像數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的影像的三維視圖。雖然根據(jù)“影像”描述模塊，但應(yīng)該理解，該描述等同適用于照片影像和視頻。所述裝置可包括兩個(gè)或更多不同顯影傳感器或單個(gè)顯影傳感器，影像數(shù)據(jù)通過(guò)顯影傳感器收集，并由立體影像模塊采用以提供立體影像。在長(zhǎng)構(gòu)件包括第一顯影傳感器和第二顯影傳感器的情況下，立體影像模塊構(gòu)造成處理由第一和第二顯影傳感器提供的影像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生立體影像。
[0114] 在這種實(shí)施方式中，可采用任何便利的立體影像處理程序。圖11圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式由影像數(shù)據(jù)產(chǎn)生立體影像的技術(shù)的流程框圖。獲得左側(cè)和右側(cè)影像數(shù)據(jù)(如框1105表示的)，這或者由從第一位置移到第二位置的單個(gè)顯影傳感器按順序獲得，或者如果存在兩個(gè)顯影傳感器則按順序或同時(shí)地獲得。左側(cè)和右側(cè)影像數(shù)據(jù)慮及了與同一顯影傳感器的各相應(yīng)位置或兩個(gè)不同顯影傳感器的相應(yīng)位置相關(guān)的不同位置和立體圖。用于第一和第二影像的影像數(shù)據(jù)可能包括失真，可利用算法，例如其中左側(cè)和右側(cè)影像數(shù)據(jù)首先如圖示地借助于校準(zhǔn)元件變形以消除透鏡失真，如由框1110圖示的?？刹捎萌魏伪憷乃惴?。所述算法包括:Luca Lucchese 的 “Geometric Calibration of Digital Cameras throughMult1-view Rectification” (Image and Vision Computing,第 23 卷，第 5 期,2005 年5 月，517 ~539 頁(yè))中描述的那些；以及 Lucchese 的 “Correction of Geometric LensDistortion through Image Warping，，( ISPA2003,Proceeding of the3rd InternationalSymposium on Image and Signal Processing and Analysis,2003 年 9 月 18 ~20 日，第I卷,516~521頁(yè))描述的列文伯格-馬夸爾特法(Levenberg-Marquardt)算法。然后，由框1115表示的所生成的不失真的左側(cè)和右側(cè)影像用立體和影像融合算法處理以構(gòu)造立體影像，如框1120、1122、1124、1126、1128所表示的。任何便利的立體和影像融合算法均可米用，例如但不限于以下描述的那些:Richard Szeliski的“Scene Reconstruction fromMultiple Cameras，，(Microsoft Vision Technology Group ;也參見(jiàn) http://research.microsoft.com/pubs/75687/Szelisk1-1CIP00.pdf) ；Y.Nishimoto 和 Y.Shirai 的“Aparallel matching algorithm for stereo vision，，( IJCA1-1985-卷 2,第 977 頁(yè)；也參見(jiàn) http://ijca1.0rg/Past%20Proceedings/IJCA1-85-V0L2/PDF/059.pdf)；Zhu Shu-long的“Image Fusion Using Wavelet Transform” (Institute of Surveying&Mapping ；Commission IV, Working Group IV/7 ；也參 JAL http://www.1sprs.0rg/commission4/proceedings02/pdfpapers/162.pdf)；以及 D.Tzovaras 著的“Disparity field anddepth map coding for multiview3D image generation，，( Image Communication, SignalProcessing ;1998,卷 11, n° 3,205 ~230 頁(yè))；等等。
[0115]立體算法通過(guò)利用三角測(cè)量法計(jì)算由顯影傳感器觀察到的物體的范圍信息。在不同觀測(cè)點(diǎn)處觀察到的物體將造成該物體在第一和第二顯影傳感器的影像數(shù)據(jù)中位于不同位置。視差或影像差異用于確定物體深度和范圍。第一和第二顯影傳感器的影像數(shù)據(jù)內(nèi)的對(duì)應(yīng)象素點(diǎn)可被識(shí)別出并用于確定視差線(disparity line)，如框1124表示的。因?yàn)榈谝缓偷诙@影傳感器位于不同位置并因此具有不同立體圖，所以存在于第一和第二顯影傳感器的影像數(shù)據(jù)中的同一物體可位于不同象素坐標(biāo)位置?？蓪?shí)施三角測(cè)量法，如框1126表示的，基于與第一和第二顯影傳感器的位置相關(guān)的幾何結(jié)構(gòu)，三角測(cè)量法可用于確定由顯影傳感器觀察到的物體的深度和范圍。三角測(cè)量法計(jì)算應(yīng)用于獲取范圍數(shù)據(jù)，所生成的范圍(或深度)圖可根據(jù)期望重疊在影像傳感器上。這由圖11中的框1128表示。因此，考慮了三維深度信息的立體影像可 由來(lái)自第一和第二顯影傳感器的影像數(shù)據(jù)重新構(gòu)建。
[0116]圖12B圖示根據(jù)某些實(shí)施方式的略微偏移的顯影位置。圖12B圖示兩個(gè)顯影傳感器，即用于物體A和B的第一視圖的1242和用于物體A和B的第二視圖的1244。在圖12A中以相似方式發(fā)現(xiàn)物體的深度和范圍，如下所述。可在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/269，770中發(fā)現(xiàn)有關(guān)采用由兩個(gè)或更多不同顯影傳感器獲得的影像數(shù)據(jù)的立體影像模塊方面的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；該美國(guó)專利申請(qǐng)的內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。
[0117]還要關(guān)注的是構(gòu)造成由單個(gè)影像傳感器獲得的數(shù)據(jù)提供立體影像的立體影像模塊。在這種實(shí)施方式中，影像傳感器構(gòu)造成將目標(biāo)組織位置的連續(xù)偏移影像數(shù)據(jù)提供到立體影像模塊，上述連續(xù)偏移影像數(shù)據(jù)然后由立體影像模塊用來(lái)提供期望的立體影像。通過(guò)“連續(xù)偏移影像數(shù)據(jù)”來(lái)表示，至少包括來(lái)自目標(biāo)組織位置的第一視圖的數(shù)據(jù)和來(lái)自同一目標(biāo)位置的第二視圖的數(shù)據(jù)的影像數(shù)據(jù)，其中第二視圖從第一視圖偏移。第二視圖可從第一視圖偏移任何便利距離，例如Imm或更小，包括0.5mm或更小?？衫萌魏伪憷緩将@得第一和第二偏移視圖。在一個(gè)途徑中，單個(gè)顯影傳感器從第一位置移到第二位置，以獲得期望的偏移影像數(shù)據(jù)。單個(gè)顯影傳感器可利用任何便利方式從第一位置移到第二位置，例如通過(guò)將傳感器從第一位置物理移動(dòng)到第二位置的機(jī)械元件來(lái)移動(dòng)。在另外的其它實(shí)施方式中，可借助于操作上耦接于構(gòu)造成提供期望的第一和第二偏移視圖的光學(xué)導(dǎo)引系統(tǒng)(其可包括一個(gè)或多個(gè)透鏡、鏡件、過(guò)濾器等)的單個(gè)顯影傳感器，獲得期望的偏移視圖。例如，可通過(guò)包括將影像數(shù)據(jù)交替地傳輸?shù)斤@影傳感器的第一和第二透鏡系統(tǒng)，第一和第二偏移視圖可提供給單個(gè)顯影傳感器。偏移視圖也可如下提供，例如，通過(guò)包括具有鏡件的單個(gè)透鏡系統(tǒng)來(lái)提供，其中鏡件構(gòu)造成提供給透鏡兩個(gè)或更多不同視圖。獲得第一和第二偏移視圖所利用的頻率可改變，其中在一些示例中，頻率可介于從I到30幀/秒的范圍內(nèi)，例如I到15幀/秒。各種系統(tǒng)可實(shí)施以借助于單個(gè)照相機(jī)提供多個(gè)視圖。所述系統(tǒng)包括但不限于在下列中描述的那些:S.Hill的“Scalable Mult1-view Stereo CameraArray for Real World Real-Time Image Capture and Three Dimensional Displays”(Massachusetts Institute of Technology, Program in Media Arts and SciencesSchool of Architecture and Planning ;2004 年 5 月 7 日；也參見(jiàn) http://web.media,mit.edu/ ~ vmb/papers/hillms.pdf) ；Chunyu Gao 等的“Single Camera Stereo UsingPlanar Plate，，(Beckman Institute,University of Illinois at Urbana-Champaign ;也參見(jiàn) http://vision.a1.uiuc.edu/newpubs/Stereo PPP Ga0.pdf);以及 Mitsumoto, H.等的“3_D Reconstruction Using Mirror Images Based on a Plane Symmetry RecoveringMethod，，(IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence ;第 14卷；第9期，1992年9月，941~946頁(yè))。
[0118]圖12A圖示單個(gè)顯影傳感器1205，該單個(gè)顯影傳感器1205移到兩個(gè)不同位置(1201和1202)以按順序獲得影像數(shù)據(jù)，上述按順序獲得的影像數(shù)據(jù)由立體影像模塊采用以產(chǎn)生物體A和B的立體影像。第一和第二影像位置1201和1202彼此相距偏移寬度W，該偏移寬度W可改變，在一些示例中介于Imm或更小的范圍內(nèi)，例如0.5mm或更小。在第一和第二位置的不同立體圖(由虛線1215、1220分別示出)處觀察到位于焦平面距離Z處的物體A和B。觀察立體圖時(shí)的差異在由單個(gè)傳感器從第一和第二位置獲得的影像數(shù)據(jù)中反映出。如圖示，顯影傳感器1205在位置1201時(shí)觀察到物體A和B偏移到中心右側(cè)，并在位置1202時(shí)觀察到物體A和B偏移到中心左側(cè)。兩個(gè)視圖之間的視差用于確定物體A和B的深度和范圍。
[0119]立體影像模塊可在構(gòu)造成接收由一個(gè)或多個(gè)顯影傳感器獲得的影像數(shù)據(jù)的視頻處理器模塊中來(lái)實(shí)施。立體影像模塊處理影像數(shù)據(jù)以提供用于顯示在顯示器上的立體影像數(shù)據(jù)。圖13圖示根據(jù) 一個(gè)實(shí)施方式的包括視頻處理器模塊1305的系統(tǒng)1300的部分的功能框圖。視頻處理器模塊1305包括處理器/控制器模塊1310，處理器/控制器模塊1310與傳感器模塊1360、照相機(jī)模塊1350、以及顯示器1380通信。處理器/控制器模塊1310包括前端模塊1315、后端模塊1320、微控制器1330、以及影像協(xié)處理模塊1340。影像協(xié)處理模塊1340包括例如立體影像模塊，并執(zhí)行立體影像模塊的前述功能和操作。
[0120]照相機(jī)模塊1350可包括提供影像數(shù)據(jù)的單個(gè)顯影傳感器、或兩個(gè)或更多顯影傳感器。前端模塊1315包括用于從照相機(jī)模塊1350接收影像數(shù)據(jù)的電路。從照相機(jī)模塊1350接收的影像數(shù)據(jù)由立體影像模塊(即由影像協(xié)處理模塊1340)處理，以提供立體影像數(shù)據(jù)。例如，如前所述，來(lái)自各個(gè)不同顯影傳感器的影像數(shù)據(jù)可變形以矯正影像失真，并融合以構(gòu)建考慮了三維深度信息的單個(gè)立體影像。后端模塊1320包括用于將立體影像數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示器1380的電路。顯示器1380顯示影像數(shù)據(jù)的三維視圖以供使用者觀察。
[0121]視頻處理器模塊1305可經(jīng)由I2C總線與照相機(jī)模塊1350電耦接，舉例而言，照相機(jī)模塊1350構(gòu)造為從設(shè)備并且微控制器1330構(gòu)造為主設(shè)備。微控制器1330可構(gòu)造為發(fā)送照相機(jī)控制數(shù)據(jù)到照相機(jī)模塊1350。照相機(jī)控制數(shù)據(jù)可包括信息請(qǐng)求(例如，用于測(cè)試/調(diào)試相關(guān)的信息，用于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)等)或提供用于控制照相機(jī)模塊1350的指令(例如，控制兩個(gè)或更多不同顯影傳感器等)。
[0122]傳感器模塊1360可包括前述的一個(gè)或多個(gè)傳感器和/或工具。所實(shí)施的一個(gè)或多個(gè)傳感器和/或工具可提供與它們的具體功能和應(yīng)用相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)。傳感器數(shù)據(jù)由處理器/控制器模塊1310接收，并可根據(jù)傳感器和/或工具的具體功能以及它們的應(yīng)用以多種方法使用。例如，傳感器數(shù)據(jù)可由處理器/控制器模塊1310使用以給使用者提供信息(例如，待顯示在顯示器1380上或使一個(gè)或多個(gè)LED照明的參數(shù)數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、測(cè)量讀數(shù)、警告等)，以考慮用于更精確控制具體傳感器和/或工具的反饋信號(hào)、存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)、進(jìn)一步處理進(jìn)附加相關(guān)信息等。微控制器1330也可經(jīng)由I2C總線或通用輸入/輸出(GPIO)接口并通過(guò)發(fā)送傳感器控制數(shù)據(jù)(例如，用以控制和/或校準(zhǔn)所實(shí)施的具體傳感器和/或工具)，控制傳感器模塊1360。
[0123]處理器/控制器模塊1310還包括用于與外部裝置和外設(shè)通過(guò)接口連接的多種模塊。例如，如圖13所示，處理器控制模塊包括用于從裝置上的用戶鍵區(qū)和開(kāi)關(guān)接收輸入信號(hào)的鍵區(qū)和開(kāi)關(guān)電路1370、用于發(fā)送/接收存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)的SD (安全數(shù)碼卡)卡保持件電路1372、以及用于控制照相機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)控制電路1374。微控制器1330可構(gòu)造為具有例如與各個(gè)電路通信的GP10。此外，視頻處理器模塊1305可包括用于實(shí)施測(cè)試或調(diào)試程序的通信接口，例如UART (通用異步接收/發(fā)送裝置)、USB (通用串行總線)等。
[0124]上述顯影系統(tǒng)可包括以某些方式操作影像數(shù)據(jù)的影像處理部件，例如整理數(shù)據(jù)、從數(shù)據(jù)獲取信息、基于所獲得信息采取一個(gè)或多個(gè)行動(dòng)等。影像處理部件可物理嵌入系統(tǒng)的任何便利部件內(nèi)，例如體外處理單元內(nèi)、微創(chuàng)裝置內(nèi)等。應(yīng)該理解，盡管本文主要參照具有影像處理部件(或與具有影像處理部件的裝置通信)的微創(chuàng)組織改變裝置描述影像處理部件，但其它微創(chuàng)裝 置也可實(shí)施影像處理部件(或與具有影像處理部件的裝置通信)。
[0125]在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/269，770和N0.12/501, 336中提供了關(guān)于立體影像處理模塊的附加細(xì)節(jié)；這些美國(guó)專利申請(qǐng)的內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。也應(yīng)該理解，盡管本文主要參照在遠(yuǎn)端端部處具有集成組織改變器的微創(chuàng)組織改變裝置描述立體影像模塊，但其它微創(chuàng)裝置也可實(shí)施本發(fā)明的立體影像模塊，其中這些裝置可包括遠(yuǎn)端集成組織改變器并且仍舊落入本發(fā)明的這些實(shí)施方式的范圍內(nèi)。
[0126]在一些實(shí)施方式中，可存在將影像數(shù)據(jù)和參照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的影像處理模塊。這些特定實(shí)施方式的影像處理模塊是如下處理模塊，其構(gòu)造成接收影像數(shù)據(jù)、并且將所接收的影像數(shù)據(jù)與包括顏色描述符數(shù)據(jù)和解剖描述符數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)的參照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以確定是否應(yīng)該產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
[0127]影像處理模塊所接收的影像數(shù)據(jù)可改變。在某些示例中，影像數(shù)據(jù)是從顯影傳感器獲得的數(shù)據(jù)。所接收的影像數(shù)據(jù)可為用于一個(gè)或多個(gè)照片影像的數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)。因此，影像數(shù)據(jù)可由影像處理部件利用以產(chǎn)生并輸出照片影像或視頻。當(dāng)影像數(shù)據(jù)為視頻數(shù)據(jù)時(shí)，影像處理模塊可構(gòu)造成實(shí)時(shí)執(zhí)行其功能，使得影像處理模塊構(gòu)造成實(shí)時(shí)處理視頻數(shù)據(jù)。術(shù)語(yǔ)“實(shí)時(shí)”用其通常含義，以表示影像處理模塊以與接收影像數(shù)據(jù)速率相同的速率，將所接收的影像數(shù)據(jù)與參照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
[0128]在某些實(shí)施方式中，所接收的影像數(shù)據(jù)包括比較器成分。比較器成分是可用于將所接收的影像數(shù)據(jù)與參照數(shù)據(jù)(下文更詳細(xì)描述參照數(shù)據(jù))進(jìn)行比較的成分。這種比較器成分可為容許將所接收的數(shù)據(jù)與用于一個(gè)或多個(gè)參照數(shù)據(jù)影像的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確比較的任何便利的數(shù)據(jù)成分。盡管可采用任何便利的比較器成分，但在某些示例中，比較器成分由影像中的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定基準(zhǔn)元素構(gòu)成。影像中的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定基準(zhǔn)元素可為存在于影像中的虛點(diǎn)或?qū)嶋H結(jié)構(gòu)。在任一情況下，基準(zhǔn)元素基于其在影像中的位置可相對(duì)于用來(lái)獲得影像的顯影傳感器處于影像中的已知位置。同樣，在基準(zhǔn)元素為虛點(diǎn)的情況下，虛點(diǎn)可為相對(duì)于獲得影像的顯影傳感器計(jì)算得到的影像中的空間內(nèi)的點(diǎn)。任何用于確定該虛擬基準(zhǔn)元素的便利協(xié)議均可采用。替代地，在基準(zhǔn)元素是影像中的實(shí)際結(jié)構(gòu)的情況下，影像中的實(shí)際結(jié)構(gòu)可為影像中呈現(xiàn)的、并相對(duì)于裝置的顯影傳感器位于已知位置的裝置的結(jié)構(gòu)。
[0129]在一些示例中，所接收的影像數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)影像的基準(zhǔn)元素是用來(lái)獲得影像數(shù)據(jù)的裝置的實(shí)際結(jié)構(gòu)元件。所述裝置的結(jié)構(gòu)元件可為在由顯影傳感器獲得的影像中呈現(xiàn)的任何裝置部件。在一些示例中，結(jié)構(gòu)元件除了成為由顯影傳感器獲得的影像中的基準(zhǔn)元素外，不用于任何用途。例如，結(jié)構(gòu)元件可為從所述裝置的遠(yuǎn)端突伸進(jìn)顯影傳感器的視場(chǎng)內(nèi)、并因此被捕獲到由顯影傳感器所獲得的影像數(shù)據(jù)中的導(dǎo)線或相似結(jié)構(gòu)。在另外的其它實(shí)施方式中，結(jié)構(gòu)元件除了僅作為影像的基準(zhǔn)元素外還用于一個(gè)或多個(gè)用途。例如，結(jié)構(gòu)元件可為組織改變器，例如RF電極，譬如下文更詳細(xì)描述的。在這些實(shí)施方式中，結(jié)構(gòu)元件提供一個(gè)或多個(gè)附加功能，例如組織改變。所述裝置的位于照相機(jī)視場(chǎng)內(nèi)的任何結(jié)構(gòu)均可作為結(jié)構(gòu)元件并因此作為基準(zhǔn)元素。
[0130]如上綜述，影像處理模塊構(gòu)造成將所接收的影像數(shù)據(jù)與參照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。術(shù)語(yǔ)“參照數(shù)據(jù)”在本文中用于指任何格式的數(shù)據(jù)，例如保存為一個(gè)或多個(gè)影像文件的數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)用于一個(gè)或多個(gè)參照影像，例如這些數(shù)據(jù)可由適當(dāng)處理器利用以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)參照影像的情況。同樣，參照數(shù)據(jù)包括用于第一參照影像的至少第一組參照影像數(shù)據(jù)。在一些示例中，參照數(shù)據(jù)也包括用于第二參照影像的第二組參照影像數(shù)據(jù)。在這些實(shí)施方式中，參照數(shù)據(jù)可包括用于多個(gè)參照影像的多組參照影像數(shù)據(jù)，參照影像例如為2個(gè)或更多、5個(gè)或更多、10個(gè)或更多、25個(gè)或更多、50個(gè)或更多、100個(gè)或更多、1000個(gè)或更多、1500個(gè)或更多、2000個(gè)或更多、5000個(gè)或更多、10000個(gè)或更多等參照影像。
[0131]參照影像是所關(guān)注的區(qū)域的預(yù)定影像。因?yàn)閰⒄沼跋袷穷A(yù)定的，因此它們是獨(dú)立于由影像處理模塊所接收的影像數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的影像。在一些示例中，參照影像是在獲得由影像處理模塊接收的影像數(shù)據(jù)之前就存在的影像。參照影像可為在給定手術(shù)(例如在給定手術(shù)之前從對(duì)象獲得的參照影像的情況)中從被顯影的同一對(duì)象(例如人)、或從不同對(duì)象(例如人)獲得的影像。替代地，參照影像可從頭產(chǎn)生，使得它們不是由任何實(shí)際對(duì)象獲得的影像數(shù)據(jù)而產(chǎn)生，而是相反是設(shè)計(jì)的，例如通過(guò)利用手動(dòng)或計(jì)算機(jī)輔助圖形協(xié)議而設(shè)計(jì)。
[0132]構(gòu)成參照數(shù)據(jù)的參照影像可以很多方法彼此不同。例如，任何兩個(gè)給定的參照影像可為不同內(nèi)部組織位置的所關(guān)注的區(qū)域的影像。在這種參照數(shù)據(jù)中，參照數(shù)據(jù)可包括相對(duì)于預(yù)定內(nèi)部組織位置彼此不同的第一和第二預(yù)定影像。例如，參照數(shù)據(jù)可包括至少第一組織位置和第二組織位置的影像。第一和第二組織位置可為在諸如外科手術(shù)過(guò)程中等給定手術(shù)過(guò)程中、期望給定裝置成像的位置。在一些示例中，參照數(shù)據(jù)包括當(dāng)正確執(zhí)行手術(shù)時(shí)、在給定手術(shù)過(guò)程中給定顯影傳感器應(yīng)該成像的不同位置的多個(gè)影像。參照數(shù)據(jù)也可包括在給定手術(shù)過(guò)程中顯影傳感器不應(yīng)該觀察到的不同組織位置的影像，例如當(dāng)未正確執(zhí)行所述給定手術(shù)時(shí)傳感器不應(yīng)該觀察到的組織位置影像。因此，一些參照數(shù)據(jù)可包括在諸如整個(gè)外科手術(shù)等整個(gè)手術(shù)過(guò)程中正確地和不正確地定位時(shí)追蹤裝置位置的多個(gè)影像。
[0133] 參照數(shù)據(jù)中的成組影像數(shù)據(jù)可包括一個(gè)或多個(gè)顏色描述符數(shù)據(jù)和解剖描述符數(shù)據(jù)。通過(guò)“顏色描述符數(shù)據(jù)”來(lái)表示基于給定內(nèi)部組織部位及其組成的特定顏色的數(shù)據(jù)。例如，內(nèi)部組織部位可包括各自具有不同顏色的一個(gè)或多個(gè)組織。例如，諸如肌肉、神經(jīng)、骨骼等不同組織可具有不同顏色。該不同顏色可作為顏色描述符數(shù)據(jù)存在于參照影像中，并可由影像處理模塊使用。通過(guò)“解剖描述符數(shù)據(jù)”來(lái)表示基于在內(nèi)部組織部位處的一個(gè)或多個(gè)組織結(jié)構(gòu)的特定形狀的數(shù)據(jù)。例如，諸如肌肉、神經(jīng)、骨骼等不同組織具有不同形狀。這些不同形狀作為解剖描述符數(shù)據(jù)存在于影像數(shù)據(jù)中。
[0134]如上綜述，影像處理模塊將所接收的內(nèi)部組織部位的影像數(shù)據(jù)(例如，在給定手術(shù)過(guò)程中獲得的)與參照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。由影像處理模塊執(zhí)行的比較可利用任何便利的數(shù)據(jù)處理協(xié)議實(shí)現(xiàn)。在該比較步驟中可采用的數(shù)據(jù)處理協(xié)議可基于顏色描述符數(shù)據(jù)和/或解剖描述符數(shù)據(jù)將所接收的影像數(shù)目與參照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)比較協(xié)議包括但不限于:諸如平均顏色亮度等數(shù)據(jù)描述符與存儲(chǔ)值之間的平均絕對(duì)差，以及結(jié)構(gòu)的主要軸線和存儲(chǔ)值之間的關(guān)聯(lián)程度。
[0135]在執(zhí)行該比較步驟時(shí)，影像處理模塊可構(gòu)造為從參照數(shù)據(jù)中自動(dòng)地選擇合適影像以比較所接收的影像數(shù)據(jù)。在一些示例中，影像處理模塊構(gòu)造為通過(guò)基于所述裝置的已確定的定位位置來(lái)選擇合適組參照影像數(shù)據(jù)，將所接收的影像數(shù)據(jù)與參照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。例如，影像處理模塊可獲得有關(guān)所述裝置的定位信息(例如，從所述裝置上的傳感器或手動(dòng)輸入并關(guān)聯(lián)于給定影像來(lái)獲得的信息)，然后當(dāng)獲取影像數(shù)據(jù)的裝置正被接收時(shí)選擇用于與所述裝置位于相同定位位置的參照影像。替代地，影像處理模塊可基于相似性參數(shù)自動(dòng)選擇適當(dāng)組的影像數(shù)據(jù)。例如，影像處理模塊可從參照數(shù)據(jù)中自動(dòng)選擇最相似組的影像數(shù)據(jù)以用于比較步驟中。
[0136]影像處理模塊將所接收到的影像數(shù)據(jù)與參照數(shù)據(jù)比較，以確定是否應(yīng)該產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。換言之，影像 處理模塊的輸出是關(guān)于是否應(yīng)該產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)的決定。如果影像處理模塊決定應(yīng)該產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，則影像處理模塊可產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)或指示系統(tǒng)的獨(dú)立模塊產(chǎn)生
報(bào)警信號(hào)。
[0137]在產(chǎn)生時(shí)，報(bào)警信號(hào)可根據(jù)系統(tǒng)的性質(zhì)而改變。報(bào)警信號(hào)可為關(guān)于給定系統(tǒng)參數(shù)的警告信號(hào)、或使系統(tǒng)操作者確認(rèn)所述給定系統(tǒng)參數(shù)是可接受的信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，報(bào)警信號(hào)可包括有關(guān)裝置的功能信息。例如，在這些實(shí)施方式中，報(bào)警信號(hào)可包括給定裝置適當(dāng)?shù)仄鹱饔玫男畔ⅲ缃M織改變器未以某種方式損壞等信息。例如，在外科手術(shù)過(guò)程中可能發(fā)生的一個(gè)問(wèn)題是RF電極斷裂或丟失。影像處理模塊可自動(dòng)檢測(cè)該發(fā)生事件，并產(chǎn)生給使用者提供RF電極已斷裂信息的報(bào)警信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，報(bào)警信號(hào)可包括有關(guān)裝置的定位信息。例如，報(bào)警信號(hào)可包括關(guān)于給定裝置(或其部件，例如組織改變器)是否正確地在空間內(nèi)定位的信息。在這些實(shí)施方式中，報(bào)警信號(hào)可包含所述裝置的組織改變器接觸非目標(biāo)組織、使得組織改變器未正確在空間內(nèi)定位的信息。
[0138]所述系統(tǒng)可構(gòu)造成以多種不同方法利用報(bào)警信號(hào)。所述系統(tǒng)可構(gòu)造成給系統(tǒng)使用者提供報(bào)警信號(hào)，例如經(jīng)由系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)輸出來(lái)提供報(bào)警信號(hào)。附加地或替代地，所述系統(tǒng)可構(gòu)造成基于報(bào)警信號(hào)的產(chǎn)生而自動(dòng)地調(diào)制所述系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)。例如，在影像處理模塊確定組織改變器正接觸非目標(biāo)組織并因此產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)的情況下，報(bào)警信號(hào)可自動(dòng)調(diào)制組織改變器的操作，例如通過(guò)關(guān)斷組織改變器來(lái)自動(dòng)調(diào)制。在一些示例中，報(bào)警信號(hào)可使系統(tǒng)自動(dòng)地停機(jī)。
[0139]影像處理模塊可根據(jù)期望實(shí)施為諸如數(shù)字信號(hào)處理軟件等軟件；諸如電路等硬件；或其結(jié)合。圖14提供根據(jù)實(shí)施方式的影像處理模塊的流程圖。在圖14中，影像處理模塊1400在1405處接通電源。在步驟1405處接通電源之后，所述系統(tǒng)加載與所關(guān)注的區(qū)域1410以及顏色描述符1420和解剖描述符1425對(duì)應(yīng)的成組影像數(shù)據(jù)所構(gòu)成的參照數(shù)據(jù)。接下來(lái)，所述系統(tǒng)在步驟1430處接收視頻影像數(shù)據(jù)，并在步驟1440處處理所接收的視頻影像數(shù)據(jù)。對(duì)于視頻的各個(gè)給定幀，影像處理模塊1400在步驟1450處選取顏色和解剖描述符，并利用這些已被選取的描述符對(duì)所接收的影像數(shù)據(jù)與參照描述符比較。在步驟1470處，所述系統(tǒng)確定是否產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。所述系統(tǒng)可基于很多不同報(bào)警信號(hào)閾值來(lái)決定是否產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。報(bào)警信號(hào)閾值是用于影像參數(shù)的值，例如影像中的結(jié)構(gòu)元件(例如組織改變器)、顏色描述符、結(jié)構(gòu)描述符等。如果未超過(guò)閾值(例如，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)正確顏色或結(jié)構(gòu)存在于影像中)，則影像處理模塊可繼續(xù)移動(dòng)到視頻影像數(shù)據(jù)的下一幀，如圖示。替代地，如果超過(guò)閾值，使得正確顏色和/或結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)未存在于影像中，則在步驟1480處影像處理模塊產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。報(bào)警信號(hào)可包括很多不同類型的信息，例如給使用者(例如外科醫(yī)生)提供系統(tǒng)和/或手術(shù)的某部分出錯(cuò)的簡(jiǎn)單警告，例如組織改變器是否被損壞、組織改變器未正確定位等。在這些示例中，使用者可將報(bào)警信號(hào)用作停止或改變手術(shù)參數(shù)的指示。在一些示例中，報(bào)警信號(hào)可以某種方式自動(dòng)地改變系統(tǒng)的操作參數(shù)，例如通過(guò)自動(dòng)地改變組織改變器的操作參數(shù)、通過(guò)關(guān)斷系統(tǒng)等來(lái)自動(dòng)地改變。
[0140]在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.12/437，186中提供關(guān)于被構(gòu)造成比較參照數(shù)據(jù)的這種影像處理模塊的附加細(xì)節(jié)，其內(nèi)容經(jīng)引用并入本文。應(yīng)該注意，盡管根據(jù)與包括集成遠(yuǎn)端組織改變器的裝置一起使用的影像處理模塊描述了這些實(shí)施方式的影像處理模塊，但不包括集成遠(yuǎn)端組織改變器的裝置也涵蓋在本發(fā)明的這些特定實(shí)施方式中，這是因?yàn)橛跋裉幚砟K可與多種不同類型裝置一起使用。
[0141]如上所述，在某些實(shí)施方式中，處理器可構(gòu)造成由在白光下、或在近紅外光下獲得的影像數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生視頻，或在兩種光照明下所獲取的數(shù)據(jù)的結(jié)合來(lái)產(chǎn)生視頻，即產(chǎn)生多色譜或結(jié)合視頻。例如，如果目標(biāo)組織部位相對(duì)無(wú)流體，則使用者可期望在白光照明下觀察該部位。替代地，在目標(biāo)組織部位充滿流體的情況下，使用者可期望在近紅外光照明下觀察該部位。
[0142]圖15提供根據(jù)一實(shí)施方式的構(gòu)造成由在白光和/或近紅外光下所獲得的影像數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生視頻的處理器的操作框架的示意圖。如圖15所示，在照相機(jī)接通電源1531之后，照相機(jī)在NIR LED(近紅外光發(fā)光二極管)接通和白光關(guān)斷1533的情況下獲得視頻幀的NIR光緩沖1532。另外，在NIR LED關(guān)斷和白光接通1535的情況下，照相機(jī)獲得視頻幀的白光緩沖1534。所生成的視頻數(shù)據(jù)在步驟1536處理以產(chǎn)生具有深度的結(jié)合視頻1537。在步驟1538，給使用者提供選擇，即觀察僅在白光照明下獲得的白光視頻、或觀察在白光照明下所獲得的視頻與在近紅外光照明下所獲得的視頻的結(jié)合視頻。通過(guò)“結(jié)合視頻”來(lái)表示，將在白光照明和近紅外光照明下獲得的影像數(shù)據(jù)相結(jié)合的視頻影像。雖然未在圖15中示出，但處理器也可構(gòu)造成給使用者提供觀察僅近紅外光的影像數(shù)據(jù)的選擇。使用者的選擇可用于控制LED，如步驟1539處所示。
[0143]方法
[0144]本發(fā)明的方面也包括將對(duì)象的內(nèi)部目標(biāo)組織成像和/或改變的方法。因此，本發(fā)明的方面還包括用本發(fā)明的組織改變裝置將內(nèi)部組織部位成像的方法。借助于本發(fā)明的裝置可將多個(gè)內(nèi)部組織部位成像。在某些實(shí)施方式中，所述方法是以微創(chuàng)方式對(duì)椎間盤成像的方法。為便于描述，現(xiàn)主要根據(jù)對(duì)IVD目標(biāo)組織部位成像來(lái)進(jìn)一步描述所述方法。然而，本發(fā)明并不因此受限，因?yàn)檫@些裝置可用于對(duì)多個(gè)不同目標(biāo)組織部位成像。
[0145]關(guān)于對(duì)椎間盤或其例如椎間盤外部、髓核等的部分成像，這些方法的實(shí)施方式包括將本發(fā)明的微創(chuàng)椎間盤成像裝置的遠(yuǎn)端定位為對(duì)椎間盤或其諸如髓核、髓核內(nèi)部部位等處的部分成觀察的關(guān)系。通過(guò)“觀察關(guān)系”來(lái)表示，遠(yuǎn)端定位在距離所述目標(biāo)組織部位的40mm以內(nèi)，例如IOmm以內(nèi)、包括5mm以內(nèi)。
[0146]本發(fā)明的方法可包括借助于顯影傳感器獲得內(nèi)部組織部位的影像數(shù)據(jù)然后將影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到本發(fā)明的系統(tǒng)的影像處理模塊。本發(fā)明的方法也可包括將影像數(shù)據(jù)接收進(jìn)包括本發(fā)明的影像處理模塊的系統(tǒng)內(nèi)。所述方法還包括觀察由影像處理模塊接收的影像數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的影像。
[0147]HP140484WD
[0148]將遠(yuǎn)端定位于與期望目標(biāo)組織有關(guān)的觀察裝置內(nèi)可利用任何便利途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括通過(guò)利用諸如套管或牽開(kāi)器管的接近裝置，接近裝置根據(jù)期望可以配備或可以不配備套針。在將成像裝置的遠(yuǎn)端定位為對(duì)目標(biāo)組織成觀察關(guān)系之后，諸如椎間盤或其部分的目標(biāo)組織通過(guò)利用照明和顯 影元件而成像以獲得影像數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明方法獲得的影像數(shù)據(jù)以影像形式輸出到使用者，例如通過(guò)用監(jiān)視器或其它便利介質(zhì)作為顯示裝置輸出到使用者。在某些實(shí)施方式中，影像是照片影像，而在其它實(shí)施方式中，影像可為視頻。
[0149]在某些實(shí)施方式中，所述方法包括除了組織觀察外的組織改變步驟。例如，所述方法可包括組織移除步驟，例如利用組織切割和灌洗或沖洗的結(jié)合來(lái)進(jìn)行組織移除。例如，所述方法可包括切割組織的至少一部分，然后從該部位移除已切割組織，例如通過(guò)利用由灌洗腔引入和由抽吸腔流出的流體沖洗已成像組織位置的至少一部分來(lái)移除。
[0150]內(nèi)部目標(biāo)組織可廣泛地改變。所述內(nèi)部目標(biāo)組織包括但不限于心臟位置、血管位置、矯形接合處、中樞神經(jīng)系統(tǒng)位置等。在某些示例中，內(nèi)部目標(biāo)組織部位包括脊椎組織。
[0151]題述方法適用于多種哺乳動(dòng)物。所述哺乳動(dòng)物包括但不限于:善跑動(dòng)物，例如馬、狗等；工作動(dòng)物，例如馬、牛等；以及人類。在一些實(shí)施方式中，實(shí)施題述方法的哺乳動(dòng)物是人類。
[0152]采用圖3A中繪示的裝置的方法示例包括下列步驟。首先，將所述裝置的遠(yuǎn)端300通過(guò)接近裝置310引入目標(biāo)組織解剖區(qū)域。接近裝置310可為任何便利裝置，例如傳統(tǒng)牽開(kāi)器管。在圖3A中示出的接近裝置310具有7.0mm內(nèi)徑和9.5mm外徑。在該階段，照相機(jī)320的定向偏置到一側(cè)(圖中左側(cè))。在插入過(guò)程中，位于照相機(jī)視場(chǎng)相對(duì)側(cè)上的電極340(圖中右側(cè))朝遠(yuǎn)端平移，使得它從裝置300的遠(yuǎn)端末端朝遠(yuǎn)端突出。并且，在插入過(guò)程中，朝遠(yuǎn)端平移的電極340通過(guò)供應(yīng)RF電流和灌注導(dǎo)電流體而致動(dòng)，從而導(dǎo)致在所述裝置插入過(guò)程中進(jìn)行組織解剖。為進(jìn)一步對(duì)照相機(jī)偏置朝向一側(cè)(圖中左側(cè))的組織解剖，位于與照相機(jī)視場(chǎng)同側(cè)上的電極340 (圖中左側(cè))朝遠(yuǎn)端平移，使得它自照相機(jī)近側(cè)上的內(nèi)窺鏡探頭朝側(cè)向突出。在平移時(shí)，同一電極(圖中左側(cè))通過(guò)供應(yīng)RF電極和灌注導(dǎo)電流體而致動(dòng)，從而導(dǎo)致組織解剖。在此時(shí)，裝置300的整個(gè)端部可朝近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)平移，直到實(shí)現(xiàn)期望的組織解剖為止。當(dāng)?shù)谝晃恢玫慕M織解剖完成時(shí)，所述裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)180度，并利用上述步驟進(jìn)一步進(jìn)行組織移除。
[0153]實(shí)用性
[0154]題述組織改變裝置和方法可用于在期望對(duì)對(duì)象的內(nèi)部目標(biāo)組織成像和/或改變、同時(shí)對(duì)周圍組織的損害最小化的很多不同應(yīng)用中。題述裝置和方法可用于很多應(yīng)用中，例如但不限于外科手術(shù)，在這些應(yīng)用中可移除很多不同類型的組織，包括但不限于:軟組織、軟骨、骨骼、韌帶等。所述具體手術(shù)包括但不限于:脊椎融合術(shù)(例如經(jīng)椎間孔腰椎體間融合，TLIF)、人工全部椎間盤置換術(shù)(TDR)、人工部分椎間盤置換術(shù)(PDR)、將髓核全部或部分從椎間盤(IVD)空間移除的手術(shù)、關(guān)節(jié)成形術(shù)等。同樣，本發(fā)明的方法也包括治療方法，例如以一些方法改變椎間盤以治療現(xiàn)有醫(yī)療狀況的情況。所述治療方法包括但不限于:纖維環(huán)切除、髓核摘除、椎間盤切除、纖維環(huán)置換、髓核置換、以及由于突出或脫出椎間盤而進(jìn)行的減壓。可使用成像裝置的附加方法包括在美國(guó)公開(kāi)申請(qǐng)N0.20080255563中描述的那些。
[0155]在某些實(shí)施方式中，題述裝置和方法便利了髓核解剖，同時(shí)使對(duì)周圍組織的熱損傷最小化。另外，題述裝置和方法可在解剖和移除髓核過(guò)程中，便利外科醫(yī)生接近IVD的外殼內(nèi)的整個(gè)區(qū)域或纖維環(huán)，同時(shí)使切割或以另外方式損傷纖維環(huán)或其它鄰近結(jié)構(gòu)(例如神經(jīng)根)的風(fēng)險(xiǎn)最小化。
[0156]此外，題述裝置和方法可用于其它手術(shù)中，例如但不限于切除手術(shù)，包括高功率聚焦超聲外科消融、心臟組織切除、腫瘤組織切除(例如癌組織切除、肉瘤組織切除等)、微波消融術(shù)等。另外所關(guān)注的其它應(yīng)用包括但不限于:矯形手術(shù)，例如骨折修復(fù)、骨再造等；運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如韌帶修復(fù)、軟骨移除等；神經(jīng)外科應(yīng)用等等。
[0157]本發(fā)明裝置可根據(jù)組織類型給操作者提供可變觸覺(jué)反饋。例如，在諸如組織改變器(例如RF電極)等遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)由機(jī)械線性致動(dòng)器(例如如上所述的)線性平移的實(shí)施方式中，操作者可根據(jù)線性平移遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)正接觸的組織類型感受不同觸覺(jué)性質(zhì)。然后，這些不同的觸覺(jué)性質(zhì)可由使用者用來(lái)區(qū)分組織類型。換言之，在使用過(guò)程中，根據(jù)所述裝置的遠(yuǎn)端接觸的組織性質(zhì)，本發(fā)明裝置可給諸如外科醫(yī)生等操作者提供不同感覺(jué)。同樣，本發(fā)明的裝置和方法也可用于組織辨 別應(yīng)用中，其中所述裝置用于確定裝置遠(yuǎn)端接觸的內(nèi)部組織的特定性質(zhì)，例如裝置遠(yuǎn)端是否接觸軟組織、軟骨等。
[0158]如上所述，在一些實(shí)施方式中，組織改變器的調(diào)制波形與其線性平移波形的同步提供附加益處。例如，當(dāng)組織改變器接近近側(cè)極限位置時(shí)，電極從它遇到的硬組織快速回撤將使組織改變器與硬組織物理分隔一間隙。在一些實(shí)施方式中，組織改變器末端僅在組織改變器位于近側(cè)極限位置或附近時(shí)材被致動(dòng)，如上所述。這具有將組織改變能量?jī)?yōu)先傳輸?shù)脚c堅(jiān)固的硬組織相比軟的順應(yīng)性組織的效果。另外闡明，這提供基于彈性模量的組織辨另IJ。在需要移除核材料的脊椎外科應(yīng)用的情況下，例如融合、人工全部椎間盤置換術(shù)、以及人工部分椎間盤置換術(shù)等，調(diào)制波形與線性平移波形的同步便利了將組織改變能量傳輸?shù)剿韬?軟的順應(yīng)性組織)，同時(shí)將組織改變能量傳輸?shù)阶甸g盤纖維環(huán)(堅(jiān)固的硬組織)和椎體終板(堅(jiān)固的硬組織)的傳輸最小化。另外，組織改變器的循環(huán)線性平移有助于防止出現(xiàn)如下?tīng)顩r，即當(dāng)電極切除組織時(shí)，電極粘附到組織，導(dǎo)致對(duì)周圍組織產(chǎn)生增加的熱效果、無(wú)效或不連續(xù)的組織解剖、已碳化或以另外方式改變的組織在組織改變器末端上的堆積、或其結(jié)合。另外，組織改變器的循環(huán)線性平移有助于將已解剖組織切成較小碎片，因此便利了對(duì)已解剖組織的抽吸。
[0159]套件
[0160]還提供用于實(shí)施題述方法的套件，其中所述套件可包括上述裝置中的一個(gè)或多個(gè)、和/或題述系統(tǒng)的部件，如上所述。所述套件還可包括可用于實(shí)施題述方法的其它部件，例如導(dǎo)絲、接近裝置、流體源等。各種部件可根據(jù)期望封裝，例如一起或分開(kāi)封裝。[0161]除了上述部件，題述套件還可包括用于利用套件部件來(lái)實(shí)施題述方法的指令。用于實(shí)施題述方法的指令通常記錄在合適的記錄介質(zhì)上。例如，這些指令可印刷在諸如紙或塑料等基體上。同樣，這些指令可作為封裝說(shuō)明書(shū)存在于套件內(nèi)、套件容器標(biāo)簽內(nèi)或其部件(即與封裝或子封裝相關(guān)的)內(nèi)等。在其它實(shí)施方式中，這些指令作為電子存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件存在于諸如CD - ROM、磁盤等合適計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上。在另外其它實(shí)施方式中，實(shí)際指令不存在于套件內(nèi)，但提供用于例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)程指令源獲得指令的手段。這種實(shí)施方式的示例是包括可看到指令和/或可下載指令的網(wǎng)址的套件。與這些指令一樣，用于獲得指令的手段記錄在合適基體上。
[0162]雖然以上為了清楚理解目的而通過(guò)圖示和舉例方式詳細(xì)描述了本發(fā)明，但對(duì)研讀過(guò)本發(fā)明教示的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言易清楚的是，在不脫離所附權(quán)利要求的主旨或范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行某些變更和改變。也可以理解，本文所用術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施方式，而無(wú)意進(jìn)行限制，這是因?yàn)楸景l(fā)明的范圍將僅由所附權(quán)利要求限定。
[0163] 因此，前述僅例示本發(fā)明的原理?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)雖然未在本文清楚描述或示出、但體現(xiàn)了本發(fā)明原理并且涵蓋在本發(fā)明主旨和范圍內(nèi)的各種配置。此外，本文敘述的所有示例和條件語(yǔ)言主要用來(lái)幫助讀者理解本發(fā)明原理和發(fā)明人貢獻(xiàn)的構(gòu)思以促進(jìn)本領(lǐng)域發(fā)展，并且可以被視為不受限于這些具體描述的示例和條件。此外，本文敘述本發(fā)明原理、方面與實(shí)施方式及其具體示例的所有闡述意圖涵蓋本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能方面的等同范圍。另外，這種等同范圍意圖包括現(xiàn)在已知等同范圍和將來(lái)發(fā)展的等同范圍，即不管結(jié)構(gòu)如何但執(zhí)行相同功能的研發(fā)出的任何組成部分。因此，本發(fā)明的范圍無(wú)意局限于本文示出和描述的示例性實(shí)施方式。相反，本發(fā)明的范圍和主旨由所附權(quán)利要求體現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種微創(chuàng)外科成像裝置，包括: 長(zhǎng)構(gòu)件，所述長(zhǎng)構(gòu)件具有近端和遠(yuǎn)端，所述遠(yuǎn)端的尺寸形成為能穿過(guò)微創(chuàng)本體開(kāi)口 ； 控制結(jié)構(gòu)，所述控制結(jié)構(gòu)連接到所述長(zhǎng)構(gòu)件的近端，所述控制結(jié)構(gòu)包括控制按鈕和柄； 光纖，所述光纖從所述近端延伸到所述遠(yuǎn)端，用于沿朝向目標(biāo)組織的遠(yuǎn)端方向傳播光; 腔，所述腔從所述近端延伸到所述遠(yuǎn)端，其中所述腔構(gòu)造為將試劑輸送到外科關(guān)節(jié)囊; 顯影傳感器，所述顯影傳感器構(gòu)造為從所述目標(biāo)組織收集影像數(shù)據(jù)； 視頻處理器模塊，所述視頻處理器模塊構(gòu)造為從所述顯影傳感器接收所述影像數(shù)據(jù)，所述視頻處理器模塊連接到被構(gòu)造為顯示所述影像數(shù)據(jù)的影像顯示部件；以及其中，所述顯影傳感器構(gòu)造為響應(yīng)于所述控制按鈕的操作而致動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置，其中，所述視頻處理器模塊構(gòu)造為校準(zhǔn)由透鏡引起的影像數(shù)據(jù)失真。
3.如權(quán)利要求2所述的微創(chuàng)外科成像裝置，其中，所述視頻處理器模塊利用算法來(lái)校準(zhǔn)所述影像的失真。
4.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置，還包括控制器，所述控制器與所述影像顯示部件和所述顯影傳感器電子通信。
5.如權(quán)利要求4所述的微創(chuàng)外科成像裝置，還包括傳感器模塊，所述傳感器模塊與所述控制器電子通信，所述傳感器模塊構(gòu)造為收集生理學(xué)數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的微創(chuàng)外科成像裝置，其中，所述控制器構(gòu)造為從所述傳感器模塊接收生理學(xué)數(shù)據(jù)，并將所述生理學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)送到所述影像顯示部件，其中所述影像顯示部件構(gòu)造為將所述生理學(xué)數(shù)據(jù)提供給用戶。
7.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置，其中，所述顯影傳感器是CMOS裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置，其中，所述顯影傳感器是CCD裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置，其中，所述裝置還包括集成鉸接機(jī)構(gòu)，所述集成鉸接機(jī)構(gòu)向所述長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端提供轉(zhuǎn)向能力。
10.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置，其中，所述長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端還包括灌洗器和抽吸器。
11.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置，其中，所述長(zhǎng)構(gòu)件是剛性的。
12.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置，其中，當(dāng)所述操作柄的很大一部分保持在固定位置時(shí)，所述長(zhǎng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端能繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
13.—種改變對(duì)象的內(nèi)部目標(biāo)組織的方法，所述方法包括: 經(jīng)由微創(chuàng)本體開(kāi)口穿過(guò)如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置的遠(yuǎn)端； 將如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)外科成像裝置的遠(yuǎn)端插入外科關(guān)節(jié)囊中； 照亮所述外科關(guān)節(jié)囊； 拍攝所述外科關(guān)節(jié)囊的影像； 在影像顯示器上顯示所述影像；以及 將試劑注射進(jìn)所述外科關(guān)節(jié)囊中。
【文檔編號(hào)】A61B1/317GK103961177SQ201410145799
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2008年7月22日
【發(fā)明者】詹姆斯·S·西布爾斯基, 弗瑞德·R·賽迪奎 申請(qǐng)人:因西特醫(yī)療技術(shù)有限公司