本公開一般地涉及用于操作患者的手術(shù)部位中的組織的手術(shù)工具，更特別地涉及這類向使用者提供定位制導(dǎo)的手術(shù)工具。

背景技術(shù)：

1、電動(dòng)手術(shù)工具已經(jīng)被開發(fā)出來，以便在醫(yī)療手術(shù)或牙科手術(shù)中操作(即改變、切割、去除或破壞)手術(shù)部位內(nèi)預(yù)期區(qū)域中的組織。這種工具可以使用接觸式結(jié)構(gòu)(例如磨具)或非接觸式結(jié)構(gòu)(例如激光)來實(shí)現(xiàn)這種操作。因此，手術(shù)工具采用例如超聲振動(dòng)、振蕩運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、激光能、電能、電磁能、磁能、射頻能、放射能、化學(xué)能或反應(yīng)物、機(jī)械能和熱能這些手段操作組織，以實(shí)現(xiàn)期望的手術(shù)結(jié)果。無論是作為手術(shù)工具的一部分還是作為單獨(dú)插入工具的一部分，附加導(dǎo)管都可以用來提供流體，以沖洗和/或冷卻手術(shù)部位，和/或從手術(shù)部位帶走血液或被去除/破壞的組織。

2、在執(zhí)行這樣的外科手術(shù)時(shí)，外科醫(yī)生需要與手術(shù)工具的位置和對齊以及工具特性和操作元件有關(guān)的信息、以及與工具相對于手術(shù)部位中的組織的朝向有關(guān)的信息。無論該工具是由外科醫(yī)生直接操作還是由機(jī)器人操作，都存在這類信息需求。

3、如果給定的外科手術(shù)是這樣的，即，手術(shù)部位的創(chuàng)腔是開放的，則外科醫(yī)生可以通過直接目視觀察手術(shù)工具和手術(shù)部位來獲得這類信息。如果外科手術(shù)是這樣的，即，外科醫(yī)生無法直接看到目標(biāo)組織，則可以采用其他間接可視化方法，例如將與手術(shù)工具分離的其他工具上的攝像頭插入手術(shù)部位、對患者的手術(shù)部位進(jìn)行x射線成像或核磁共振成像等。所選擇的間接可視化方法取決于例如手術(shù)位置、創(chuàng)腔的大小和特性、所使用的工具和技術(shù)、外科醫(yī)生的偏好等因素。

4、間接可視化通常使用附加光學(xué)工具(例如內(nèi)窺鏡)來實(shí)現(xiàn)，附加光學(xué)工具將寬光束照明發(fā)射到手術(shù)部位并使用攝像頭來觀察工具和手術(shù)部位。常規(guī)內(nèi)窺鏡提供二維、非立體視圖，其中工具與組織的對齊和/或與組織的接觸點(diǎn)是推測的。因此，手術(shù)的精確度主要依賴于外科醫(yī)生根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和訓(xùn)練確定的工具在手術(shù)部位內(nèi)的位置的能力。此外，使用常規(guī)內(nèi)窺鏡允許外科醫(yī)生只能從內(nèi)窺鏡的視角(即從內(nèi)窺鏡上的攝像頭鏡頭的位置的視點(diǎn))觀察手術(shù)過程，而不能從相對的“第三人稱”視角(即從與由內(nèi)窺鏡上的攝像頭鏡頭提供的視點(diǎn)不同的視點(diǎn)、或從可移動(dòng)視點(diǎn))觀察手術(shù)過程。

5、雖然現(xiàn)有的手術(shù)工具和手術(shù)方法已經(jīng)取得了成功并且能夠滿足其預(yù)期目的，但是對向外科醫(yī)生提供定位信息和可視化信息的手術(shù)工具和手術(shù)方法進(jìn)行改進(jìn)仍然是受歡迎的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本公開的某些方面，公開了一種供使用者操作患者體內(nèi)手術(shù)部位中的預(yù)期組織的電動(dòng)手術(shù)工具，例如，電動(dòng)手術(shù)工具可以包括主體和投影裝置，主體包括主要部分和組織操作部分。組織操作部分可供以電力并具有用于操作預(yù)期組織的操作構(gòu)件。主體和組織操作部分被配置在一起，以便限定操作構(gòu)件相對于手術(shù)部位的操作方向，組織操作構(gòu)件被供以電力并沿操作方向?qū)R，以操作沿操作方向布置的預(yù)期組織。投影裝置具有射出端口且可供以電力，以從射出端口沿定位方向，將光學(xué)定位標(biāo)記發(fā)射到手術(shù)部位上。射出端口位于主體上，使得定位方向與操作方向在操作上相關(guān)聯(lián)，光學(xué)定位標(biāo)記對使用者可見，以便提供與操作構(gòu)件在手術(shù)部位內(nèi)的位置和朝向中的至少一者有關(guān)的信息、以及提供與操作方向在手術(shù)部位內(nèi)的位置和朝向中的至少一者有關(guān)的信息。各種選擇和修改都是可能的。

2、例如，操作方向可以與定位方向平行。主體可以包括中心部分和從中心部分沿遠(yuǎn)端方向延伸的遠(yuǎn)端，操作方向和定位方向沿遠(yuǎn)端方向延伸。主體還可以包括中心部分和從中心部分沿遠(yuǎn)端方向延伸的遠(yuǎn)端，操作方向和定位方向沿與遠(yuǎn)端方向成角度的橫向延伸，橫向還可以垂直于遠(yuǎn)端方向。操作部分可以包括、或位于或鄰近這樣結(jié)構(gòu)的主體的遠(yuǎn)端。

3、投影裝置可以包括電動(dòng)光源，射出端口可以包括透鏡，透鏡用于將來自電動(dòng)光源的光線以光束形式引導(dǎo)到定位方向，以形成光學(xué)定位標(biāo)記?？梢蕴峁┻h(yuǎn)離工具的光學(xué)單元，電動(dòng)光源位于光學(xué)單元中，光學(xué)單元還可以包括用于接收獲取的手術(shù)部位的圖像的攝像頭。

4、射出端口可以發(fā)射具有多條平行光線的光束，使得無論射出端口和手術(shù)部位內(nèi)的光學(xué)定位標(biāo)記之間的距離如何，光學(xué)定位標(biāo)記的尺寸都基本上不變。光學(xué)定位標(biāo)記可以具有各種形狀，例如至少一個(gè)點(diǎn)、至少一條線、多個(gè)字符、多個(gè)符號、記號等。光學(xué)定位標(biāo)記可以相對于操作構(gòu)件定尺寸，以便指示如果操作構(gòu)件沿操作方向移動(dòng)以接觸預(yù)期組織時(shí)，手術(shù)部位內(nèi)將被接觸的區(qū)域。射出端口可以發(fā)射具有以定位方向?yàn)橹行牡亩鄺l非平行光線的光束，使得光學(xué)定位標(biāo)記的尺寸根據(jù)射出端口和手術(shù)部位內(nèi)的光學(xué)定位標(biāo)記之間的距離而變化。

5、射出端口可以發(fā)射光束，工具可以包括用于電光測距的探測器，以確定射出端口和手術(shù)部位內(nèi)的光學(xué)定位標(biāo)記之間的距離。工具可以包括多個(gè)射出端口以及附著到主體的多個(gè)光學(xué)接收器，多個(gè)光學(xué)接收器用于獲取手術(shù)部位的圖像，多個(gè)光學(xué)接收器中的至少一個(gè)光學(xué)接收器與至少一個(gè)成像裝置相結(jié)合，以進(jìn)行電光測距。

6、投影裝置可以被配置成從至少一個(gè)射出端口發(fā)射至少兩條光束，光學(xué)定位標(biāo)記包括由至少兩條光束創(chuàng)建的多個(gè)不同部分。多個(gè)不同部分中的兩個(gè)不同部分可以在可見光譜中具有不同波長。多個(gè)不同部分相對于操作構(gòu)件間隔開，以便指示如果操作構(gòu)件沿操作方向移動(dòng)以接觸預(yù)期組織，手術(shù)部位內(nèi)將被操作的區(qū)域。至少一個(gè)射出端口可以是單一射出端口，單一射出端口被配置成將光線分裂成至少兩條光束。至少一個(gè)射出端口還可以包括多個(gè)射出端口，每個(gè)射出端口被配置成發(fā)射至少兩條光束中的一條。

7、還可以提供用于獲取手術(shù)部位的圖像的至少一個(gè)成像裝置。至少一個(gè)成像裝置可以使用附著到主體的光學(xué)接收器來獲取手術(shù)部位的圖像。成像裝置可以包括用于接收來自光學(xué)接收器的圖像的攝像頭。攝像頭可以位于遠(yuǎn)離工具的光學(xué)單元中。

8、投影裝置可以包括電動(dòng)光源，射出端口可以包括透鏡，透鏡用于將來自電動(dòng)光源的光線以光束形式引導(dǎo)到定位方向，以形成光學(xué)定位標(biāo)記，電動(dòng)光源位于光學(xué)單元中。多個(gè)射出端口和多個(gè)光學(xué)接收器可以分布在工具周圍。

9、至少一個(gè)成像裝置可以使用多個(gè)光學(xué)接收器，由多個(gè)光學(xué)接收器裝置獲取的多個(gè)圖像彼此互補(bǔ)，多個(gè)光學(xué)接收器可以在主體上彼此間隔開。

10、多個(gè)成像裝置中的一個(gè)可以獲取沿操作方向的包括光學(xué)定位標(biāo)記的圖像，多個(gè)成像裝置中的另一個(gè)可以獲取沿不同于操作方向的方向?qū)б膱D像。至少一個(gè)成像裝置可以包括光學(xué)接收器，光學(xué)接收器還可以作為投影裝置的射出端口。

11、多個(gè)定位標(biāo)記可以分布在主體上，以便通過檢測多個(gè)定位標(biāo)記的位置來識別主體的朝向。

12、可以提供用于顯示圖像的顯示裝置，圖像提供與操作構(gòu)件在手術(shù)部位內(nèi)的位置和朝向中的至少一者有關(guān)的信息、以及提供與操作方向在手術(shù)部位內(nèi)的位置和朝向中的至少一者有關(guān)的信息。圖像可以是手術(shù)部位的視覺圖像。圖像可以包括光學(xué)定位標(biāo)記。圖像還可以包括操作構(gòu)件相對于預(yù)期組織的位置和朝向的表示。圖像可以是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像。

13、操作構(gòu)件可以是激光元件、超聲波元件、振蕩元件、旋轉(zhuǎn)元件、熱元件、射頻元件、電元件、電磁元件、磁元件、放射元件、化學(xué)元件中的一者。

14、主體可以包括手柄和防護(hù)罩，防護(hù)罩位于組織操作部分的操作構(gòu)件附近，并且被配置成至少部分地圍繞操作構(gòu)件的第一部分，使得第一部分不與手術(shù)部位接觸，護(hù)罩被配置成使得操作構(gòu)件的第二部分暴露出來，以用于操作手術(shù)部位內(nèi)的預(yù)期組織。射出端口可以位于防護(hù)罩上，至少防護(hù)罩的遠(yuǎn)端部分可以相對于操作構(gòu)件位于主體上的遠(yuǎn)端，射出端口位于防護(hù)罩的遠(yuǎn)端部分上。投影裝置可以被配置成具有兩個(gè)射出端口，兩個(gè)射出端口中的一個(gè)位于防護(hù)罩上，兩個(gè)射出端口中的另一個(gè)位于主體上而與防護(hù)罩間隔開。裝置還可以包括成像裝置，成像裝置具有附著到主體的至少兩個(gè)光學(xué)接收器，至少兩個(gè)光學(xué)接收器用于獲取手術(shù)部位的圖像，至少兩個(gè)光學(xué)接收器中的至少一個(gè)位于防護(hù)罩上，至少兩個(gè)光學(xué)接收器中的至少另一個(gè)位于主體上而與防護(hù)罩間隔開。