[發明專利]用于為操縱內窺鏡設備的末端朝向一個或更多個界標轉向提供視覺引導和在內窺鏡導航中輔助操作者的系統

有效

• 申請號: 201080023187.7
• 申請日: 2010-03-17
• 公開（公告）號: CN102449666A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: G·普里斯科;V·多文戴姆
• 申請（專利權）人: 直觀外科手術操作公司
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;A61B1/00;A61B1/01
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明大體涉及可操縱的內窺鏡，并且具體地涉及用于為向一個或更多個界標(landmark)操縱內窺鏡設備的末端提供視覺引導和在內窺鏡導航中輔助操作者的方法和系統。

背景技術

微創手術過程被公知為比傳統的開放性手術提供了更多優點，包括疼痛少、縮短住院期、更快地恢復正常活動、傷疤小、縮短恢復時間以及對組織傷害小。為了執行這些過程，必須通過切口或自然的體孔產生到病人體內的入口。可以使用機器人和手動微創手術設備。

微創手術機器人系統的一個示例是加利福利亞州森尼韋爾的直觀外科公司(Intuitive?Surgical，Inc.)da?Vinci手術系統。da?Vinci手術系統具有若干個機器人臂，該若干個機器人臂移動所附的醫療設備，例如圖像捕獲設備和直觀外科公司專有的EndoWrist鉸接手術器械，以響應于通過外科醫生查看由圖像捕獲設備在手術處捕獲的圖片而引起的輸入設備的移動。每個醫療設備均可以通過其自己的微創切口插入病人體內并被定位，從而在手術處執行治療程序。切口位于病人身體上，一遍手術器械可以被用來協作地執行治療程序并且圖像捕獲設備可以查看該治療程序，而在該程序中它們的機器人臂不相碰撞。

內窺鏡是這樣的一種醫療設備，即其允許醫生通過將該設備通過自然體孔或手術產生的開口插入并將其引導至病人體內的目標位置，從而捕獲診斷內部身體器官問題的圖像。在一些情況下，它還可以被用來在內部身體器官上執行治療程序。它可操縱使得其遠端出于導航的目的而被可控制地取向。例如立體鏡或單視場鏡相機的圖像捕獲設備可以被設置在其遠端，使得由相機從那個視圖捕獲的圖像可以由醫生在顯示屏上查看。為了在目標位置執行各種治療程序，例如用于切割、抓緊、燒灼等的那些手術工具可以延伸出內窺鏡的遠端。

內窺鏡可以是剛性的，例如用在腹腔鏡檢查中的內窺鏡，或者它可以是柔性的，使得它能夠遵循身體腔管的彎曲。它還可以是可剛化的(rigidizable)和/或機器人的。可剛化內窺鏡是具有至少一部分柔性體的內窺鏡，機械鎖定機構可以使得該至少一部分柔性體變得基本剛性。機器人內窺鏡是柔性內窺鏡，其至少一部分在計算機控制的伺服機構下彎曲。它還可以是像奧林巴斯(Olympus)的膠囊內鏡(EndoCapsule)的膠囊或栓系膠囊，在這種情況下，它沒有被可控地取向用于導航目的，并且在病人解剖中在重力、由解剖或其他手術設備施加的力的作用下移動。

自然孔腔內內窺鏡手術(“NOTES”)可以采用可操縱的內窺鏡來在病人上執行手術程序。作為示例，柔性內窺鏡可以被引導穿過多個體孔中的一個體孔并從病人體內進入腹部，而不是從外面穿過微創切口。例如，在“經胃”手術中，器械被穿過嘴并進入胃中。然后執行胃切開術，使得器械可以進入腹部并被醫生用來在腹腔內執行治療程序。一旦程序完成，器械與在程序期間被去除的組織一起被取出，并且進入點被關閉。因為沒有在病人身體上產生切口以允許內窺鏡的進入，NOTES可以比使用微創切口的手術帶來更少疼痛。而且，由于它使用自然體孔代替切口以進入體內，它可以降低對一般的麻醉的需求并縮短恢復時間。

在可操縱內窺鏡的操作中，例如在NOTES應用中，當朝目標位置移動時，內窺鏡末端可以被轉動多次并處于不同的方向。因此，柔性內窺鏡可能卷起，圍繞其自身打卷并使操作者失去方向，如果內窺鏡捕獲的圖像不能清楚地指示其相對于目標位置的當前方向，就會使得操作者難以保持對內窺鏡末端的當前方向的跟蹤。相反，操作者可以具有至常規腹腔鏡檢查中的視圖的相對剛性的連接。

如果操作者意外地在錯誤的方向移動內窺鏡，則末端可能無意地穿孔或者損害組織，這對病人引起傷害。即使這種傷害通過小心地移動內窺鏡末端來避免，也需要額外的時間來重復地確定內窺鏡相對于病人體內的目標位置的真正方向。因此，實施手術程序所需的時間被延長，這增加了手術的成本并且增加了對健康安全的憂慮。

發明內容

因此，本發明的一個或更多個方面的目的是為操作者提供視覺引導用于朝向病人體內的一個或更多個界標操縱內窺鏡設備的方法和用于執行該方法的系統。

本發明的一個或更多個方面的另一個目的是提供導航用于輔助操作者朝病人體內的位置操縱內窺鏡。

本發明的一個或更多個方面的另一個目的是向內窺鏡的操作者提供信息的方法和用于執行該方法的系統，所述信息在視覺上指示內窺鏡末端當前指向的方向。

本發明的一個或更多個方面的另一個目的是為內窺鏡的操作者提供信息的方法和用于執行該方法的系統，所述信息在視覺上指示內窺鏡相對于病人解剖結構的當前位置和形狀。