[发明专利]具有自动驱动的内窥镜的外科导航系统

说明书

本发明公开了一种外科导航系统(100)，该外科导航系统包括内窥镜(10)，该内窥镜具有主体(12)、具有远侧轴端部(16)的轴(14)、光学导管(28)和可移动光学元件(32)。该可移动光学元件被构造成提供限定视线的视场，并且能够操作以捕获该视场内的图像。该系统还包括：驱动机构(70)，该驱动机构能够操作以移动该可移动光学元件以调整该视线的方向；导航传感器(40,42)，这些导航传感器能够操作以生成对应于该远侧轴端部在患者体内的位置的信号；以及处理器(108)。该处理器能够操作以基于该信号来确定该远侧轴端部在该患者体内的位置，并且命令该驱动机构将该可移动光学元件定位成使得该视线朝向该患者体内的所选感兴趣点。

背景技术

在一些情况下，可期望扩张患者体内的解剖通道。这可包括鼻旁窦口扩张(例如，以治疗鼻窦炎)、喉扩张、欧氏管扩张、耳、鼻或喉内其他通道的扩张等。扩张解剖通道的一种方法包括使用导丝和导管将可充胀球囊定位在解剖通道内，然后用流体(例如，盐水)使球囊充胀以扩张解剖通道。例如，可膨胀球囊可定位在鼻旁窦处的口内，并且然后充胀，以由此通过重塑与该口相邻的骨来扩张口，而不需要切开粘膜或移除任何骨。然后扩张的口可允许改善从受影响的鼻旁窦的引流和通风。可用于执行此类过程的系统可根据2011年1月6日公布的名称为“Systems and Methods for Transnasal Dilation of Passagewaysin the Ear,Nose or Throat”的美国公布2011/0004057的教导内容来提供，该公布的公开内容以引用方式并入本文。此类系统的示例是由Acclarent,Inc.(Irvine,California)提供的旋转球囊Sinuplasty^TM系统。

可变观察方向内窥镜可与此类系统一起使用，从而提供解剖通道(例如，耳、鼻、喉、鼻旁窦等)内的可视化以将球囊定位在期望位置处。可变观察方向内窥镜能够沿多个横向视角观察，而不必使内窥镜的轴在解剖通道内挠曲。此类内窥镜可根据2010年2月4日公布的名称为“Swing Prism Endoscope”的美国公布2010/0030031的教导内容来提供，该公布的公开内容以引用方式并入本文。

图像引导的外科手术(IGS)是一种这样的外科技术：其中使用计算机来获得已经插入患者体内的器械的位置与一组术前获得图像(例如，CT或MRI扫描、3-D标测图等)的实时相关性，以便在术前获得的图像上叠加器械的当前位置。在一些IGS规程中，在外科手术之前获得手术区的数字断层扫描(例如，CT或MRI、3-D标测图等)。然后使用专门编程的计算机将数字断层扫描数据转化成数字地图。在外科手术过程中，具有安装在其上的传感器(例如，发出电磁场和/或响应于外部产生电磁场的电磁线圈)的特殊器械用于执行手术，同时传感器向计算机发送数据从而指示每个外科器械的当前位置。该计算机将从安装在器械上的传感器接收的数据与由手术前断层扫描生成的数字地图相关联。断层扫描图像连同指示器(例如，十字准线或照亮点等)一起显示于系统显示装置(例如，视频监视器)上，从而示出每个外科器械相对于扫描图像中所示解剖特征部的实时位置。由系统显示装置描绘的扫描图像和指示器在本文中统称为“导航图像”。这样，即使外科医生不能直接在体内的器械当前位置处目视观察其本身，外科医生也能够通过观察显示装置而了解每个配备传感器的器械的确切位置。

可用于耳鼻喉(ENT)和鼻窦手术中的电磁IGS系统的示例包括InstaTrak ENT^TM系统，其可购自GE Medical Systems,Salt Lake City,Utah。电磁图像引导系统的其他示例包括但不限于由Biosense-Webster,Inc.(Diamond Bar,California)提供的3系统；以及可购自Surgical Navigation Technologies,Inc.(Louisville,Colorado)的系统。可与IGS系统一起使用的支气管内器械的示例在2013年11月28日公布的名称为“Endobronchial Catheter”的美国专利公布2013/0317339号中有所描述，该专利公布的公开内容以引用方式并入本文。