[发明专利]用于计划和导航的系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及关于外科手术过程（surgical procedure）使用的系统和方法。更具体地，本公开针对使用计划系统（planning system）以确定治疗计划和使用导航系统（navigation system）以实现用于外科手术的治疗计划。

背景技术

电外科手术设备（electrosurgical device）已得到广泛使用。电外科手术包括在外科手术过程期间施加热能和/或电能以切割、解剖、消融（ablate）、凝结、烧灼、密封或以另外的方式治疗生物组织。电外科手术典型地通过使用这样的手持件执行，该手持件包括适于在电外科手术过程中向组织点传输能量的外科手术设备（例如，末端执行器或消融探针）、可操作以输出能量的远程电外科手术发生器（generator）以及操作地连接该外科手术设备与该远程发生器的电缆组件。

某些疾病的治疗需要破坏恶性组织生长，例如肿瘤。在诸如癌症的疾病的治疗中，已发现某些类型的肿瘤细胞在稍低于通常对于健康细胞有害的温度的高温下变性。已知的治疗方法（诸如热疗）典型地包括将疾病细胞加热到高于41°C的温度，同时保持相邻的健康细胞低于发生不可逆的细胞破坏的温度。这些方法可包括施加电磁辐射以加热、消融和/或凝结组织。存在大量的不同类型的可用于执行消融过程的电外科手术设备。

可通过使用典型地跨着输入参数（功率、时间）的范围描述在实验性的、体外组织中的消融针的特性的“消融区域图”和二维（2D）术前计算断层摄影（CT）图像，执行用于癌性或良性肿瘤的最小侵入肿瘤消融过程。对于特定设计，能量剂量（功率、时间）可与消融组织效果（体积、形状）相关。能够通过微波天线设计来控制输送到组织的能量剂量，例如，可以使用天线扼流圈来提供从设备到组织中的微波传送的已知位置。在另一例子中，电介质缓冲使得能够与使组织性质不同或改变组织性质无关地从设备向组织中相对恒定地输送能量。

在用户确定应使用哪个消融针以实现目标（target）的治疗之后，用户通过超声引导执行治疗。典型地，需要高级技能以将外科手术设备放置于在超声下识别的目标中。最重要的是，能够选择朝向超声图像面（例如，目标在该处被成像）指引设备所需的角度和进入点。

超声引导干预（ultrasound-guided intervention）包括使用实时超声成像（经腹、手术中等）以精确地将外科手术设备指引至它们的预期目标。这可通过经皮应用和/或术中应用来执行。在各种情况下，超声系统将包括换能器，其将患者组织成像，并被用于识别目标并且预期和/或遵循仪器向着目标的路径。

当前，超声引导干预通常被常用于穿剌活检过程以确定已被检测的可疑损害（乳房、肝脏、肾脏和其它软组织）的恶性。另外，中心线放置对于取得颈静脉进入以及允许输送药物是常见的。最后，新兴的使用包括器官（肝脏、肺部和肾脏等）的外科手术切除和肿瘤消融。在肿瘤消融的情况下，在实现超声引导目标瞄准之后，为了杀死肿瘤，可以使用活检类针以输送能量（RF、微波和低温等）。在器官切除的情况下，解剖期间的表面下解剖体的密切认知和关于该解剖体的外科手术设备的显示是在避开关键结构的同时取得成功的外科手术余量的关键。

在这些情况中的每一种情况下，超声引导一般提供从施加给患者的换能器的末端捕获的二维像面。对于用户来说，为了成功地放置设备，十分重要的是能够可视化和表征目标、选择用以到达目标的仪器角度和进入点并查看该外科手术设备及其朝向目标的移动。当前，用户使目标成像并利用高级技能以选择仪器角度和进入点。用户必须然后移动超声换能器以查看仪器路径（由此失去目标的位置）或者假定路径正确直到设备进入像面。最重要的是，能够选择朝向超声像面（例如，在那里将目标成像）指引设备所需的角度和进入点。

发明内容

此描述可使用短语“在实施例中”、“在多个实施例中”、“在一些实施例中”或“在其它的实施例中”，这些短语均可指的是根据本公开的相同或不同实施例中的一个或更多个。对于此描述而言，形式为“A/B”的短语意味着A或B。对于此描述而言，形式为“A和/或B”的短语意味着“（A）、（B）或（A和B）”。对于此描述而言，形式为“A、B或C中的至少一个”的短语意味着“（A）、（B）、（C）、（A和B）、（A和C）、（B和C）或（A、B和C）”。