[发明专利]用于定位可移动目标的形状传感器系统

说明书

一种方法，其包含接收来自第一形状传感器中的第一细长光纤部段的第一形状数据。第一细长光纤部段延伸在参考固定装置和耦连到患者解剖结构的第一解剖学固定装置之间。该方法进一步包含：根据第一形状数据确定第一解剖学固定装置的姿态，以及追踪第一解剖学固定装置的姿态变化。

技术领域

本公开涉及使用形状传感器系统追踪解剖目标和/或介入器械的系统和方法，并且更具体地涉及使用冗余的形状传感器提高形状传感器系统的准确性的系统和方法。

背景技术

微创医疗技术意图减少在介入程序期间损伤的组织量，从而减少患者恢复时间、不适感和有害的副作用。为了追踪解剖目标、植入设备和/或介入器械(包括手术器械、诊断器械、治疗器械或活检器械)在患者解剖结构内的位置，微创传感器系统可以被使用。在现有系统中，电磁(EM)导航可以用于追踪介入器械、植入设备或目标在患者解剖结构内的运动。虽然EM导航系统对于许多程序是有用的，但是它们可能受到来自手术间中的其它装备的磁场干扰。例如，荧光成像系统或金属器械的C型臂可以产生与EM导航系统的磁场干扰，从而导致介入器械的追踪中的不可接受的误差。在其它现有系统中，光纤形状传感器系统可以用于追踪患者解剖结构中的介入器械的运动。光纤形状传感器系统监测在沿单个光纤的各个点处的应变以确定光纤的形状。根据单个光纤的形状，能够获得沿光纤的各个点的姿态(方位和取向)。由于误差积累，所以与得到的沿单个光纤的各个点的姿态相关的误差可以随距光纤询问器的距离而增加。需要改进的导航系统和方法以便追踪手术环境中的介入器械、植入设备和解剖目标。

发明内容

本发明的实施例由随附的权利要求概括。

在一个实施例中，一种方法包含接收来自第一形状传感器中的第一细长光纤部段的第一形状数据。该第一细长光纤部段延伸在参考固定装置(reference fixture)和耦连到患者解剖结构的第一解剖学固定装置之间。该方法进一步包含根据第一形状数据确定第一解剖学固定装置的姿态和追踪第一解剖学固定装置的姿态变化。

在另一个实施例中，一种系统包含骨固定设备、形状传感器参考固定装置以及耦连在形状传感器参考固定装置和骨固定设备之间的光纤形状传感器设备。该光纤形状传感器被配置成提供第一形状数据用于确定骨固定设备的姿态。

在另一个实施例中，一种系统包含骨固定设备、形状传感器参考固定装置以及耦连在形状传感器参考固定装置和骨固定设备之间的形状传感器设备。该形状传感器被配置成提供第一形状数据用于确定骨固定设备的姿态。该形状传感器设备包括多个光纤，多个光纤耦连到细长的条带材料从而以预定的空间关系维持多个光纤。

在另一个实施例中，一种系统包含骨固定设备、形状传感器参考固定装置以及光纤形状传感器设备，光纤形状传感器设备在近端处耦连到形状传感器参考固定装置并且在远端处可拆卸地耦连到骨固定设备。该光纤形状传感器被配置成提供第一形状数据用于确定骨固定设备的姿态。该系统进一步包含用于将骨固定设备的远端可拆卸地耦连到光纤形状传感器设备的联接器。

在另一个实施例中，一种方法包含接收来自第一形状传感器中的第一细长光纤部段的第一形状数据，该第一细长光纤部段延伸在参考固定装置和耦连到医疗器械的器械固定装置之间。该方法还包含根据第一形状数据确定器械固定装置的姿态和追踪器械固定装置的姿态变化。

根据下面的具体实施方式，本公开的附加方面、特征和优点将变的显而易见。

附图说明

当结合附图阅读时，根据下面的具体实施方式，本公开的各方面被最好地理解。特别强调，根据行业内的标准惯例，各种特征未按比例绘制。事实上，为了清晰的讨论，各种特征的尺寸可以被任意地增加或减少。此外，本公开可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清晰的目的，并且其本身并不指定讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。

图1是根据本公开的一个实施例的传感器系统。