[发明专利]外科规划系统和导航系统

说明书

本申请是名称为“外科规划系统和导航系统”、申请日为2013年5月22日、国家申请号为201310361572.8的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种外科手术。更加具体地，本公开涉及使用规划系统以确定治疗方案以及使用导航系统以实现治疗方案。

背景技术

电外科设备已经广泛地使用。电外科涉及在外科手术期间利用热能和/或电能来切割、解剖、切除、凝结、烧灼、密封或以其他方式处理生物组织。通常使用手持件进行电外科，所述手持件包括适于在电外科手术期间传输能量至组织部位的外科设备(例如，末端执行器或切除探头)、可操作以输出能量的远程电外科发生器、以及可操作地将所述外科设备连接至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的生长，例如肿瘤。在诸如癌症的疾病的治疗中，已经发现某些类型的肿瘤细胞在比通常会对健康细胞有害的温度稍低的高温下变性。已知的治疗方法，诸如高温疗法，通常包括将病变细胞加热至高于41℃的温度而保持邻近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、切除和/或凝结组织。有多种不同类型的电外科设备能够用于执行切除术。

可以使用二维(2D)术前计算机断层扫描(CT)图像和“切除区图”来执行癌性肿瘤和良性肿瘤的肿瘤微创切除术，所述“切除区图”通常描述在实验的、离体组织中的切除针在输入参数(功率、时间)范围内的特征。能量剂量(功率、时间)能够与切除组织效应(体积、形状)关联以进行具体设计。能够通过微波天线设计控制输送至组织的能量剂量，例如，可利用天线扼流圈来提供从设备至组织的已知位置的微波传输。在另一示例中，电介质缓冲使得能够从设备至组织的相对恒定的能量输送，其独立于不同的或变化的组织特性。

在用户确定应该使用哪种切除针来实现目标的治疗后，用户通过超声引导来进行治疗。通常，需要高水平技能来将外科设备置于由超声识别的目标中。其中最重要的是选择将设备向超声图像平面(例如，目标正被成像之处)引导所需的角度和进入点。

超声引导介入包括使用实时超声成像(经腹、术中等)来精确地引导外科设备至它们的指定目标。这能够通过经皮施加和/或术中施加来进行。在每种情形中，超声系统将包括换能器，其对患者组织成像并用于识别目标以及预期和/或遵循朝向目标的器械的路径。

超声引导介入在目前普遍地用于针吸活检术来确定已经探测的可疑病变的恶化(乳房、肝脏、肾脏以及其他软组织)。另外，中心线布置通常用来获得颈静脉通路以及允许输送药物。最后，新兴的用途包括肿瘤切除和器官(肝脏、肺脏、肾脏等)的手术切除。在肿瘤切除的情形中，在实现超声引导定位后，可利用活检式针来输送能量(RF、微波、低温等)，旨在杀死肿瘤。在器官切除的情形中，解剖期间表层下解剖结构的熟练知识、以及外科设备关于该解剖结构的显示对于获得成功的手术切缘而避开关键结构来说是关键的。

在这些情形中的每一个中，超声引导通常提供二维图像平面，其从患者施加的换能器的远端获取。对于用户来说，成功的设备定位最重要的是能够可视化和表征目标、选择器械角度和进入点以到达目标、以及观察外科设备及其朝向目标的运动。目前，用户对目标成像并使用高水平技能来选择器械角度和进入点。用户则必须移动超声换能器来观察器械路径(因此损失目标部位)或假定路径是准确的直至设备到达图像平面。最重要的是选择将设备朝向超声图像平面(例如，正在成像目标之处)引导所需的角度和进入点的能力。

发明内容

本说明书可使用短语“在一个实施方式中”、“在各个实施方式中”、“在一些实施方式中”、或“在其他实施方式中”，其中每个指代根据本发明的一个或多个相同或不同的实施方式。出于描述目的，以形式“A/B”的短语意指A或B。出于描述目的，以形式“A和/或B”的短语意指“(A)、(B)或(A及B)”。出于描述目的，以形式“A、B、或C中的至少一个”的短语意指“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)”。

如附图所示的以及整个下文说明书所描述的，在指代外科设备上的相对定位时，与传统一样，术语“近侧”指代装置更接近用户或发生器的一端，而术语“远侧”指代装置远离用户或发生器的一端。术语“用户”指代执行包括使用本文所述的本发明各个方面的医疗术的任何医务人员(即，医生、护士等)。