[发明专利]外科可视化平台

说明书

本发明公开了一种外科可视化系统。外科可视化系统被配置成能够识别一个或多个结构和/或确定相对于遮蔽组织和/或所识别的结构的一个或多个距离。外科可视化系统可有利于外科装置避开所识别的结构。外科可视化系统可包括被配置成能够发射多个组织穿透光波的第一发射器以及被配置成能够将结构化光发射到组织的表面上的第二发射器。外科可视化系统还可包括被配置成能够检测反射的可见光、组织穿透光和/或结构化光的图像传感器。外科可视化系统可向一个或多个临床医生传达关于一个或多个隐藏识别结构的方位的信息和/或提供一个或多个接近度指示标识。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2018年9月11日提交的名称为“SURGICALVISUALIZATION PLATFORM”的U.S.16/128,179的优先权的权益，并且与2018年9月11日提交的名称为“SURGICAL VISUALIZATION PLATFORM”的美国非临时专利申请16/128,191在此合并。两项申请根据35U.S.C.§119(e)要求2018年7月16日提交的名称为“DIGITAL SURGERYIMAGING I VISUALIZATION SYSTEM”的美国临时专利申请序列号62/698,625的优先权的权益，该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

外科系统通常结合有成像系统，该成像系统可允许临床医生例如在一个或多个显示器(诸如监视器)上观看外科部位和/或其一个或多个部分。显示器可以是手术室本地的和/或远程的。成像系统可包括具有相机的观察镜，该观察镜观看外科部位并将视图传输到临床医生可观看的显示器。观察镜包括但不限于关节镜、血管镜、支气管镜、胆道镜、结肠镜、膀胱镜、十二指肠镜、肠镜、食管胃-十二指肠镜(胃镜)、内窥镜、喉镜、鼻咽-肾镜、乙状结肠镜、胸腔镜、输尿管镜和外镜。成像系统可受到它们能够识别和/或传达给临床医生的信息的限制。例如，某些成像系统可能无法在术中识别三维空间内的某些隐蔽结构、物理轮廓和/或尺寸。另外，某些成像系统可能无法在术中将某些信息传送和/或传达给临床医生。

发明内容

一种外科可视化系统可包括：结构化光发射器，该结构化光发射器被配置成能够将结构化光图案发射在解剖结构的表面上；光谱光发射器，该光谱光发射器被配置成能够发射多个波长的光谱光，该多个波长的光谱光能够穿透解剖结构并到达位于解剖结构的表面下方的嵌入结构；图像传感器，该图像传感器被配置成能够检测反射的结构化光图案、反射的光谱光和反射的可见光；以及控制电路，该控制电路与图像传感器信号通信，其中控制电路被配置成能够：根据由图像传感器检测到的反射的结构化光图案来构造解剖结构的三维数字表示；根据由图像传感器检测到的反射的光谱光来检测嵌入结构；将嵌入结构与解剖结构的三维数字表示整合；以及确定从结构化光发射器到解剖结构的至少一个距离。一种外科可视化系统可包括控制电路，该控制电路通信地联接到光谱光发射器、结构化光发射器和图像传感器。外科可视化系统还可包括存储器，该存储器通信地联接到控制电路，其中存储器存储指令，该指令在被执行时致使控制电路：控制光谱光发射器发射适于穿透组织并到达嵌入组织中的结构的多个波长的光；控制结构化光源将结构化光图案发射到组织的表面上；控制图像传感器检测从结构反射的多个光谱光波长和组织的表面上的结构化光图案；基于反射的结构化光图案来计算组织的表面的三维数字表示；以及基于反射的光谱光波长来识别结构的方位。

一种外科可视化系统可包括光谱成像系统，该光谱成像系统被配置成能够发射多个波长，其中光谱成像系统被配置成能够识别隐藏结构。外科可视化系统还可包括结构化光系统，该结构化光系统被配置成能够将结构化光图案发射到可见组织表面上，其中结构化光系统被进一步配置成能够生成可见组织的三维数字表示。外科可视化系统还可包括传感器系统，该传感器系统被配置成能够检测可见光、多个波长和结构化光图案。外科可视化系统还可包括成像系统，该成像系统被配置成能够在可见组织表面的三维渲染上选择性地描绘隐藏结构。