[发明专利]内窥镜手术中的超声探头的机器人引导

说明书

技术领域

本公开涉及机器人引导，并且更具体而言，涉及用于手术成像的机器人引导的超声探头。

背景技术

冠状动脉搭桥手术是采用从身体的别处移植的动脉来桥接患病冠状动脉的过程。在微创搭桥手术中，接近动脉受到下述因素的限制：1)动脉覆盖着脂肪组织或者可能在心肌内延伸，这使得其在内窥镜图像中是看不到的；2)由于通过开口所允许的运动是有限的，因而难以手动地通往心脏的特定区域。这些因素对在微创搭桥手术中采用术中US造成了限制。

发明内容

根据本发明的原理，一种用于手术机器人引导的系统和方法包括机器人系统，所述机器人系统具有被配置为通过开口通向靶的机器人。所述机器人系统包括用于引导机器人沿一路径通往一位置的视觉部件。所述位置是根据所述机器人的位置和取向来定义的。超声探头被所述机器人引导至所述位置，从而允许所述探头进行接合以在所述位置处收集超声图像。

另一种用于手术机器人引导的系统包括机器人系统，所述机器人系统具有被配置为通过开口通向一位置的机器人。所述机器人系统包括超声探头，所述超声探头被机器人引导至所述位置，从而允许探头进行接合以在所述位置处收集超声图像。无源臂被耦合至视觉部件，并用于单独地将所述视觉部件引导至所述位置。所述位置是根据机器人的位置和取向来定义的。

一种用于手术机器人引导的方法包括：引入通过开口通向靶的具有视觉引导部件的机器人；为所述机器人定义通向所述靶的一位置的路径；并且根据所述机器人的位置和取向，沿所述路径引导超声探头以允许所探头进行接合以在沿所述路径的各位置处收集超声图像。

另一种用于手术机器人引导的方法包括：引入被配置为通过第一开口通向靶的机器人；通过所述机器人将超声探头引导至一位置，从而允许所述探头进行接合以在所述位置处收集超声图像；并且通过第二开口将视觉部件单独地引导至所述位置，所述位置是根据所述机器人的位置和取向来定义的。

附图说明

本公开将参考以下附图详细介绍以下对优选实施例的描述，其中：

图1的方框/流程图示出了根据一个示范性实施例的用于手术机器人引导的系统；

图2的示意图示出了根据一个示范性实施例的机器人系统，在所述系统中，机器人在分别的时间携带视觉部件和超声探头；

图3的图像示出了根据一个示范性实施例的、沿血管的映射路径以及在该路径的点上取得的示范性超声图像；

图4的示意图示出了根据一个示范性实施例的机器人系统，在该系统中，机器人同时携带照相机和超声探头；

图5的示意图示出了根据一个示范性实施例的、同时携带内窥镜和超声探头的机器人系统外壳或固定装置，其中，所述超声探头能够伸展到或者能够调节到手术位置；

图6的示意图示出了根据示范性实施例的由机器人携带超声探头和单独携带视觉部件的无源臂的机器人系统，所述机器人和所述无源臂从分别的开口部署；

图7的流程图示出了根据示范性实施例的、用于收集超声图像的手术机器人引导的方法；以及

图8的流程图示出了根据另一示范性实施例的用于收集超声图像的手术机器人引导的方法。

具体实施方式

根据本发明的原理，提供了一种系统、一种装置和一种方法，它们使得能够使用机器人操纵的超声探头对腔内血管(尤其是微创程序中的冠状动脉)进行超声(US)扫描。通过这种方式，使用超声探头执行对冠状动脉搭桥手术中的血管再造的成功性进行即时评估。在微创手术中，鉴于通过开口对仪器进行操纵的困难性，这一操作是非常复杂的。而且，如果动脉是心肌内的或者覆盖着纤维脂肪组织，那么是看不到它们的。单在美国每年就要执行500000次左右的冠状动脉搭桥程序。这些程序中大多数是在不只一条血管内实施的。本发明的原理提供了能够为内窥镜辅助机器人技术提供补充的超声扫描。机器人提供了可重复的仪器安装位置，其将免受开口限制和其他条件的影响。

在一个实施例中，将机器人内窥镜助手配置为允许使用US探头来代替内窥镜。在另一实施例中，具有US探头的机器人在开口、仪器或者实际US探头的一个或多个内使用照相机提供视觉反馈。