[发明专利]基于组织辨别的位置检测

说明书

提出了一种包括光学感测单元和处理单元的系统。所述光学感测单元可以包括具有远端的光导，其中，所述光导可以被配置为被布置在要被插入到感兴趣区域中的组织中设备中。所述处理单元可以被配置为：接收包括不同组织类型的感兴趣区域的信息以及通过所述组织的路径的信息，确定沿着所述路径的组织类型的序列，基于从所述光学感测单元接收的信息来确定在所述光导的所述远端处的组织类型，将所确定的组织类型与所述路径上的组织类型进行比较，基于对组织类型的所述比较来确定所述光导的所述远端在所述路径上的可能的位置，以及生成指示所述可能的位置的信号。

技术领域

本发明总体上涉及用于检测生物组织类型的系统和方法。本发明还涉及用于基于对不同组织类型的确定来检测设备在组织中的位置的系统和方法。本发明还涉及计算机程序，该计算机程序使系统执行方法的步骤，从而基于对组织类型的确定来检测设备在组织内的位置。

背景技术

椎弓根螺钉固定例如是脊柱退行性疾病、椎间盘疾病、脊柱创伤或脊柱畸形的主要处置方法。椎弓根螺钉固定提供短而刚性的节段稳定作用，这允许保护运动节段和稳定脊柱。胸腰椎骨折处置的融合率和临床结果似乎优于使用其他形式的处置所达到的效果。根据医学护理研究和质量机构(AHRQ)的报告，2011年在美国住院期间进行了约488000例脊柱融合术(每10000个人中有15.7个人的住院率)，这占所有手术室手术的3.1％。

虽然在脊柱中安装椎弓根螺钉器械在世界范围内都用于增强脊柱稳定性，但是它的安全性和有效性已经受到了质疑。与椎弓根螺钉放置相关的主要问题是对椎弓根螺钉的准确定位。实际上，椎弓根螺钉或多或少地被盲目插入或者在通常较差的透视引导下插入，这导致了迄今为止相当差的临床结果。

应当理解，在骨处置的其他领域中也可能发生类似的问题。US 2012/287407描述了用于通过骨进行导航的方法和设备。在一个实施例中，提供了一种骨导航设备，该设备包括骨穿透构件，该骨穿透构件被配置为植入骨中并且具有延伸穿过骨的至少一个光波导。该光波导适于照射设备周围的组织并且接收来自组织的反射光/透射光以确定组织的光学特性。

发明内容

本发明的一个目的可以被看作是基于组织类型来确定被插入到感兴趣区域中的设备的位置。该目的和其他目的分别由根据独立权利要求所述的系统和计算机程序来解决。在从属权利要求中描述了其他实施例。

换句话说，本发明的一个目的可以被看作是提供能够在早期阶段检测设备是否被放错位置而使得仍然可能对设备进行重新定向的设备放置系统。

为了解决上述问题，可以提供根据实施例的设备放置系统，所述设备放置系统包括成像系统和计划与导航系统。所述成像系统能够生成感兴趣区域(例如，脊柱)的图像，并且规划与导航系统可以适于对将设备插入到感兴趣区域中(例如将椎弓根螺钉插入在脊柱的多个椎骨中的一个椎骨中)进行规划。一方面，将在设备放置期间可能遇到的组织类型存储在表中。另一方面，导航系统(其至少提供辅助引导设备放置的信息)可以基于对设备处或设备前面的组织的确定并基于被存储在表中的组织类型的序列来确定设备的实际位置。这可以基于实时组织感测来完成，实时组织感测可以由被插入到感兴趣区域中的设备来执行。这种设备可以是克氏针，钻子或锥子，或螺钉。因此，该系统可以将借助于成像和在规划期间所确定的预测组织类型与借助于感测所确定的实时测量的组织类型进行比较。

根据实施例的系统可以包括光学感测单元和处理单元。所述光学感测设备可以包括具有远端的光导，其中，所述光导可以被配置为被布置在要被插入到感兴趣区域中的组织中的设备中。所述光导的所述远端可以被布置为与所述设备的前端相邻。所述处理单元可以被配置为(i)接收包括不同组织类型的感兴趣区域的信息，(ii)接收识别通过所述感兴趣区域的路径的输入，(iii)确定沿着所述路径的组织类型的序列，(iv)从所述光学感测单元接收光学信息，(v)基于所接收的光学信息来确定在所述光导的所述远端处的组织类型，(vi)将所确定的组织类型与所述路径上的组织类型进行比较，(vii)基于对组织类型的所述比较来确定所述光导的所述远端在所述路径上的可能的位置，以及(viii)生成指示所述可能的位置的信号。