[发明专利]针对光学形状感测纤维的智能工具夹具

说明书

相关申请的交叉引用

相关申请为“Flexible Tether with Integrated Sensors for Dynamic Instrument Tracking”，美国专利商标局s/n61/391137，于2010年10月8日递交，在此通过引用将其并入并作为本申请的部分。

技术领域

本发明涉及医学图像引导介入领域，并且尤其涉及用于介入或外科手术程序的针对光学形状感测纤维的智能工具夹具。

背景技术

光纤形状感测(OSS)系统对于设备跟踪非常有价值，因为它们提供沿设备整个长度的3D位置和形状信息。这例如允许将仪器配准到术中或术前医学图像，由此在介入或外科手术程序期间辅助引导导航。

由于小的纤维覆盖尺寸(小于约400μm)，OSS使能的设备可以被用于血管内和腔内介入中的导航，所述介入涉及穿过小直径的血管和腔。该小的覆盖尺寸也允许OSS使能的设备以微创方式，接近标准内窥镜所不能到达的诸如外围气道的区域。

然而，仅到达靶点并不是最终目标，并且在大多数医学程序中，在导航步骤之后，执行诸如活检或药物递送的动作。目前的OSS使能的设备不适于执行这样的动作。

发明内容

提供一种用于在介入程序期间夹持工具的设备和方法。所述设备包括：夹具主体，其与形状感测光纤纤维固定相接；多个工具中的一个，其被所述夹具主体夹持为与所述形状感测光纤纤维耦合对齐。

根据一个实施例，同时使用并夹持至少两个工具。在一个实施例中，至少一个工具为传感器，并且另一个工具响应于来自所述传感器的读数而被部署。

根据一个实施例，多个工具中的一个由所述工具夹具操作。所述夹具主体可以部署或以其他方式，响应于来自用户的手动输入，响应于由用户通过工作站或直接输入设备生成的信号，或者响应于来自所述夹具主体上或由所述夹具主体夹持的传感器的信号，来操作所述工具。

根据一个实施例，所述工具夹具还包括逻辑设备，其中，所述逻辑设备激活多个工具中的所述一个。所述激活可以包括从所述夹具主体伸出所述工具。可选地，所述激活可以包括为工具动作提供动力。

根据一个实施例，多个工具被存储在所述夹具主体中，并且所述多个工具中的一个由致动器通过夹头部署。所述致动器可以由通过所述形状感测光纤纤维的光学信号触发。

根据一个实施例，所述设备可以还包括处理器设备和传感器，其中，所述多个工具包括标识，并且所述传感器感测被夹持在所述夹头中的所述工具中的所述一个上的所述标识，并将所述标识发送到所述处理设备，以识别所述多个工具中被夹持在所述夹头中的一个。在一个实施例中，所述处理设备使用所述标识来选择所述工具中的一个。

根据一个实施例，所述夹具主体包括邻近所述光纤的远端的光收发器，用于发送和接收通过所述光纤的数据。

根据一个实施例，所述夹具主体包括用于收集样品的腔室。

根据一个实施例，所述夹具的主体尺寸与所述光纤纤维大体相同。

根据本发明的另一方面，提供一种用于执行医学介入的系统，所述系统包括：形状感测光纤线缆、被固定到所述形状感测光纤纤维的远端的工具夹具、至少一个处理器、可操作地与所述至少一个处理器连接的至少一个存储器以及由所述夹具主体夹持为与所述光纤线缆耦合对齐的至少一个工具，其中，所述处理器启动所述至少一个工具的动作。

根据一个实施例，所述动作为所述至少一个工具的运动。可选地，所述动作可以为给所述至少一个工具提供动力。根据另一实施例，所述动作为选择所述至少一个工具中的一个。根据另一实施例，所述动作为传送来自所述至少一个工具的数据。

在其他实施例中，可以由所述处理器启动其他动作以及动作的各种组合。

根据本发明的另一方面，提供一种用于用被固定到形状感测光纤的远端的工具夹具来执行介入的方法。所述方法包括：接收刺激以执行工具动作；以及触发所述工具动作。

根据一个实施例，所述刺激为由用户启动的命令。根据另一实施例，所述刺激为来自被附接到所述工具夹具的传感器的读数。

根据一个实施例，所述动作是所述至少一个工具的运动。根据其他实施例，所述动作可以为：给所述至少一个工具提供动力，选择所述至少一个工具中的一个，以及传送来自所述至少一个工具的数据。

根据一个实施例，所述工具动作是用患者外部的所述夹具主体执行的。根据其他实施例，所述工具动作是用患者内部的夹具主体以及用部分在患者内部的所述夹具主体执行的。

附图说明