[发明专利]对光学形状感测使能仪器使扭曲最小化的系统和方法

说明书

形状感测系统包括导引管(304)和光学形状感测设备(104)，所述光学形状感测设备包括一个或更多个光纤且在近处固定在固定点处且设置在所述导引管之中。介入性仪器(102)被刚性地附接到手柄(212)，以防止所述仪器相对于所述手柄旋转。所述仪器具有内腔，所述内腔被配置成在其内接收所述导引管，使得所述光学形状感测设备贯穿所述仪器和所述手柄而不受约束，并且所述导引管相对于至少所述仪器和所述手柄的旋转自由滑动，而不将扭转摩擦传递到光学形状感测设备。

技术领域

本公开涉及一种医学仪器，特别是涉及一种针对医学应用的带有光纤旋转约束和/或控制的形状感测系统。

背景技术

光纤形状感测(OSS)纤维仅仅能够直到围绕其轴线沿任一方向扭曲2π才产生准确的形状重建，而在接近6π的累积扭曲时丧失稳定性。这归因于重建算法比较三个外芯中的信号和中心(没有扭曲)芯中的信号，且沿纤维纵向轴线的过度扭曲限制了区分由于弯曲相比其它因素造成的相位差的能力。

通过操作者将扭矩施加到仪器或在操纵仪器手柄时将扭矩施加到仪器手柄，或者通过在移动仪器时纤维与仪器内腔之间的摩擦，会引起扭曲。对于临床使用，特别是在血管手术中，外科医生经常通过多个π的转动扭动仪器，通常沿相同的方向。在保证仍然能够操作且以通常的方式扭转仪器的同时，需要最小化由临床医生施加到纤维上的扭曲的量。

发明内容

根据本发明原理，形状感测系统包括导引管和光学形状感测设备，所述光学形状感测设备包括一个或更多个光纤且在近处固定在固定点处且设置在所述导引管之中。介入性仪器被刚性地附接到手柄，以防止所述仪器相对于所述手柄旋转。所述仪器具有内腔，所述内腔被配置成在其内接收所述导引管，使得所述光学形状感测设备贯穿所述仪器和所述手柄而不受约束，并且所述导引管相对于至少所述仪器和所述手柄的旋转自由滑动，而不将扭转摩擦传递到所述光学形状感测设备。

另一个形状感测系统包括工作站，工作站包括处理器和存储器，所述存储器存储形状感测模块，所述形状感测模块被配置成在介入性手术的过程中解读光学形状感测信号。发射单元包括光学固定点，用于发送和接收光学信号。导引管在近处固定在离所述固定点远处地设置的安装点处。光学形状感测设备包括一个或更多个光纤且在近处固定在所述固定点处且设置在所述导引管之中。介入性仪器被刚性地附接到手柄，以防止所述仪器相对于所述手柄旋转。所述仪器具有内腔，所述内腔被配置成在其内接收所述导引管，使得所述光学形状感测设备贯穿所述仪器和所述手柄而不受约束，并且所述导引管相对于至少所述仪器和所述手柄的旋转自由滑动，而不将扭转摩擦传递到光学形状感测设备。

而又一个形状感测系统包括光学形状感测设备，其包括一个或更多个光纤且在近处固定在固定点处。介入性仪器被刚性地附接到手柄，以防止所述仪器相对于所述手柄旋转。所述仪器具有内腔，所述内腔被配置成接收所述光学形状感测设备，其在所述仪器中的至少一个位置处受约束。轴承包括在所述手柄中，且被配置成接收和附接到保护管，其中所述手柄相对于所述轴承和所述保护管自由旋转。所述保护管在所述固定点处或附近的固定位置和所述手柄之间封装所述光学形状感测设备。离合器被配置成接合所述轴承，以防止所述手柄根据事件相对于所述保护管旋转。

根据要与附图结合阅读的本公开的图示性实施例的以下详细描述，本公开的这些和其它目的、特征以及优点将变得明显。

附图说明

本公开将参照以下附图详细展现优选实施例的以下描述，其中：

图1是示出了根据一个示例性实施例的形状感测系统的方框图/流程图，形状感测系统约束、控制和/或限制纤维旋转；

图2是根据一个示例性实施例的形状感测系统的透视图，示出了发射单元、手柄和医学仪器；

图3是根据一个示例性实施例的剖开透视图，示出了形状感测设备自由设置在引导管中，导引管自由设置在仪器中；