[发明专利]图像引导式机器人会聚消融

说明书

一种机器人系统采用用于在解剖区域(例如，胸部区域)内的解剖结构(例如，心脏)上执行手术流程的多个手术机器人(20)和手术流程控制器(22)。在操作中，控制器(22)通过基于用于在所述解剖结构上执行所述手术流程的手术计划(例如，会聚消融计划，其包括用于消融心脏的外部的心外膜消融计划和用于消融所述心脏的内部的心内膜消融计划)引导每个手术机器人(20)相对于所述解剖结构在所述解剖区域内的导航并且还通过响应于所述手术机器人(20)中的一个或多个基于所述手术计划相对于所述解剖结构在所述解剖区域内被导航的部分或完全失能而修正所述手术计划，来自主地控制每个手术机器人(20)相对于所述解剖结构在所述解剖区域内的导航。

技术领域

本公开总体上涉及用于在解剖结构的内部上执行内手术(endo-surgical)流程并且在解剖结构的外部上执行外手术(epi-surgical)流程的混合流程，具体而言用于执行组合心内膜消融的会聚消融和用于处置任何类型的心律失常的心外膜消融(例如，心房纤颤)。本公开具体地涉及基于内手术流程计划和外手术流程计划在图像引导下对混合流程的执行的机器人控制。

背景技术

具有长期的持久心房纤颤(AF)的患者中的心内导管消融与有限水平的成功(特别地在结构心脏病的存在的情况下)相关联。这由于使用心脏内部的消融导管隔离全部必要的电学通路的复杂性。

心外膜手术方法(例如，Cox Maze流程)已经被示出在处置AF中是成功的。然而，这样的方法的有创性质已经限制心外膜手术方法的使用。另外，微创心外膜方法(例如，“mini-maze”流程)尚未实现开放胸部流程的成功率。

新兴技术是“混合流程”，其已经被开发以在直接外科医师视觉下执行组合心内膜导管消融和心外膜消融以创建心脏内部和外部两者的综合病变模式。更具体地，在混合流程期间，在考虑两个不同的消融方法的相对“强度和弱点”的情况下，多学科团队规划消融类型。

执行复杂的会聚消融计划已经证明是具挑战性的，尤其是在确保由不同的策略消融的区域是互补的并且实现受影响的区域的电学隔离的目标中。针对手动消融(即，手动导管操纵和手动手术工具操纵)并且针对机器人辅助消融两者存在挑战。

发明内容

本公开提供了用于自主地控制多个手术机器人相对于解剖结构在解剖区域内的导航从而在所述解剖结构上执行规划手术流程的系统、控制器和方法。例如，心外膜消融机器人和心内膜消融机器人相对于心脏在胸部区域内的导航的自主控制从而执行所述心脏的规划会聚消融。

本公开的发明的一个形式是一种采用用于在解剖区域(例如，胸部区域)内的解剖结构(例如，心脏)上执行手术流程的多个手术机器人和手术流程控制器的机器人系统。在操作中，手术流程控制器通过基于用于在解剖结构上执行手术流程的手术计划(例如，会聚消融计划，其包括用于消融心脏的外部的心外膜消融计划和用于消融心脏的内部的心内膜消融计划)引导每个手术机器人相对于解剖结构在所述解剖区域内的导航并且还通过响应于所述手术机器人中的一个或多个基于所述手术计划相对于所述解剖结构在所述解剖区域内被导航的部分或者完全失能而修正所述手术计划，自主地控制所述解剖区域内的每个手术机器人相对于所述解剖结构的导航。

本公开的方面的第二形式是采用外手术机器人(例如，心外膜消融机器人)、内手术机器人(例如，心内膜消融机器人)和混合流程控制器(例如，会聚消融控制器)的机器人系统。

在操作中，混合流程控制器基于用于在所述解剖结构的外部附近执行手术流程的外手术流程计划来引导外手术机器人相对于所述解剖结构在所述解剖区域内的导航，并且基于用于在所述解剖结构的内部内执行所述手术流程的内手术流程计划来引导内手术机器人相对于所述解剖结构在所述解剖区域内的导航。