[發(fā)明專利]用于優(yōu)化介入心臟病學(xué)工具的定向接近和治療遞送的增強現(xiàn)實解決方案

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201880080880.4
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN111491584A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·S·法西姆;P·N·布拉伊多;R·D·欣里希森
• 申請（專利權(quán)）人: 美敦力公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B18/02;A61M25/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 錢慰民;張鑫

一種用于加強外科手術(shù)進(jìn)程的方法，包括：基于患者的器官的術(shù)前圖像數(shù)據(jù)來提供患者的患者器官的三維模型；基于對患者的患者器官的三維模型的分析，來標(biāo)識與相對于患者的輔助目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的第二位置的患者的至少一個目標(biāo)醫(yī)治解剖結(jié)構(gòu)的第一位置對應(yīng)的定位數(shù)據(jù)；基于標(biāo)識的定位數(shù)據(jù)來選擇穿刺位置；以及由增強現(xiàn)實設(shè)備經(jīng)由增強現(xiàn)實顯示系統(tǒng)來顯示覆蓋真實世界環(huán)境的虛擬器官對象，該虛擬器官對象與三維模型對應(yīng)并且視覺地指示所選擇的穿刺位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于優(yōu)化介入心臟病學(xué)工具的定向接近(approach)和治療遞送的增強現(xiàn)實解決方案的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

許多心臟手術(shù)進(jìn)程(procedure)通常在心臟的左心房中被執(zhí)行，而左心房通常不易進(jìn)入。為了醫(yī)治左心房，設(shè)備可經(jīng)由患者的股靜脈進(jìn)入患者的循環(huán)系統(tǒng)。設(shè)備隨后可被推進(jìn)通過股靜脈至心臟的右心房。一旦在右心房中，通常在經(jīng)中隔(transseptal)壁中創(chuàng)建經(jīng)中隔穿刺，以獲得至心臟的左側(cè)以及相關(guān)聯(lián)的脈管系統(tǒng)的入口。

盡管通常執(zhí)行的是經(jīng)中隔穿刺，但是可能發(fā)生危及生命的并發(fā)癥，諸如心包填塞、主動脈穿孔和全身性栓塞。這些病發(fā)中的許多都是動脈壁的非預(yù)期穿刺的結(jié)果。例如，心臟的搏動、心肌的滑度、以及隔膜的厚度的不規(guī)則性均可促成在操控穿刺設(shè)備、導(dǎo)管或其他設(shè)備時的困難以及促成在不導(dǎo)致?lián)p傷的情況下準(zhǔn)確地穿刺隔膜中的困難。

此外，當(dāng)進(jìn)行醫(yī)治手術(shù)進(jìn)程時，隔膜穿刺的位置可顯著地影響手術(shù)進(jìn)程復(fù)雜性，這些醫(yī)治手術(shù)進(jìn)程例如冷凍消融、肺靜脈阻塞、左心耳(LAA)封閉、經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣植入(TMVI)、經(jīng)主動脈瓣植入(TAVI)等。由于要嘗試將導(dǎo)管球囊同心地定位至一個或多個肺靜脈，尤其是右下肺靜脈(RIPV)所需的極端操作，導(dǎo)管的機械魯棒性(robustness)被示出受到了影響，導(dǎo)致引導(dǎo)線腔扭結(jié)，并且也可導(dǎo)致內(nèi)球囊粘合物(bond)的泄漏。此類未能實現(xiàn)最佳穿刺位置的情況可能會對醫(yī)師有效地操控此類心內(nèi)醫(yī)療設(shè)備的能力帶來負(fù)面影響，并且因此可能會對患者的安全和手術(shù)進(jìn)程的療效帶來負(fù)面影響。

為了定位隔膜壁要被穿刺的精確區(qū)域，醫(yī)師可使用一個或多個醫(yī)療上已知的成像技術(shù)，諸如，例如熒光檢查、內(nèi)窺鏡檢查、或超聲可視化，以用于標(biāo)識形成隔膜的各種解剖邊界。然而，用于在隔膜壁中定位最佳穿刺部位的現(xiàn)有技術(shù)具有缺陷。

例如，穿刺針的尖端的定位可由外科醫(yī)生使用圍繞隔膜的各種解剖標(biāo)記檢測到。具體而言，在健康患者中，隔膜相較于卵圓窩而言更厚，這提供了不精確但是潛在重要的生理標(biāo)志。然而，在患有心房異常(例如心房擴張)的患者中，或由于既往外科手術(shù)的結(jié)果，諸如卵圓窩之類的傳統(tǒng)標(biāo)志可能變化，這使得定位變得困難并且增加了對患者造成傷害的風(fēng)險。

血管造影技術(shù)已被設(shè)計以用于幫助定位穿刺部位。例如，經(jīng)食道和經(jīng)胸腔超聲心動描記術(shù)、血管內(nèi)超聲和心內(nèi)超聲心動描記術(shù)均已被采用作為確定最佳經(jīng)中隔穿刺部位的方式。然而，經(jīng)胸腔超聲可能無法準(zhǔn)確地定位卵圓窩的薄壁，并且在維持患者舒適和無菌性二者上呈現(xiàn)出困難，由此經(jīng)常導(dǎo)致給定手術(shù)進(jìn)程的成本增加。經(jīng)食管超聲心動描記術(shù)也在一些情況下呈現(xiàn)出若干劣勢，諸如與患者有限的通信(由鎮(zhèn)靜導(dǎo)致)、食管出血的風(fēng)險、更長的手術(shù)進(jìn)程時間、額外的成本以及卵圓窩的不準(zhǔn)確標(biāo)識。此外，心內(nèi)超聲心動描記術(shù)十分昂貴，并且極大地增加了手術(shù)進(jìn)程的總體時間。同樣，熒光檢查成像技術(shù)需要使用X光，而X光已知對患者有害，并且需要醫(yī)師穿上沉重的鉛防護(hù)服，這使得醫(yī)師在手術(shù)進(jìn)程期間身體活動受到限制，并且隨著時間可能導(dǎo)致醫(yī)師出現(xiàn)工效學(xué)并發(fā)癥。

現(xiàn)有醫(yī)療成像技術(shù)的另一問題在于它們通常涉及傳統(tǒng)監(jiān)視器(例如，桌面監(jiān)視器)。即，在手術(shù)進(jìn)程期間，醫(yī)師需要將視線從手術(shù)臺向上看，以便于查看監(jiān)視器上的圖像。這樣做需要醫(yī)師將視線從患者身上移開，并且可由于醫(yī)師不斷地改變他/她的視場和關(guān)注點而導(dǎo)致手術(shù)進(jìn)程中的不準(zhǔn)確性。一些醫(yī)師可能會選擇放棄使用傳統(tǒng)監(jiān)視器，或者不會像他們希望的那樣頻繁地查看監(jiān)視器上的信息，以便于避免在手術(shù)進(jìn)程期間不斷地將視線從患者身上移開。