配置微创器械中的部件的系统和方法技术方案

本申请公开一种导管系统，其包括伸长的柔性导管和被安装在导管上的支撑结构。支撑结构包括第一对准特征和第二对准特征。该系统进一步包括与第一对准特征配合的第一传感器部件和与第二对准特征配合的第二传感器部件。第一传感器部件通过第一对准特征相对于第二传感器部件以至少一个自由度固定在支撑结构处。

System and method for configuring components in minimally invasive instruments

The present invention discloses a catheter system, which includes an elongated flexible catheter and a supporting structure mounted on the catheter. The supporting structure includes the first alignment feature and the second alignment feature. The system further comprises a first sensor component matching with the first alignment feature and a second sensor component matching with the second alignment feature. The first sensor component is fixed to the support structure at least one freedom degree with respect to the second sensor component through the first alignment feature.

【技术实现步骤摘要】
配置微创器械中的部件的系统和方法本申请是于2013年8月12日提交的名称为“配置微创器械中的部件的系统和方法”的中国专利申请201380037701.6(PCT/US2013/054568)的分案申请。
本公开涉及微创外科手术的系统和方法，并且更特别地涉及配置微创器械中的部件的系统和方法。
技术介绍
微创医疗技术旨在减少在诊断或外科手术程序期间被损伤的组织量，进而减少患者恢复时间、不适以及有害副作用。这种微创技术可以通过患者解剖结构中的自然孔口或者通过一个或多个外科手术切口来执行。通过这些自然孔口或切口，临床医生可以插入外科手术器械以达到目标组织位置。为了达到目标组织位置，微创外科手术器械可以导航在解剖系统(诸如肺、结肠、肠、肾、心脏、脑、循环系统等)中的自然的或外科手术创建的连接通道中。导航辅助系统帮助临床医生为外科手术器械规定路线并且避免损伤解剖结构。这些系统能够合并传感器的使用以更加准确地描述外科手术器械在实际空间内或相对于先前记录的或同时采集的图像的形状、姿态和位置。在动态解剖系统中和/或在许多解剖通道密集的解剖区域中，准确地确定外科手术器械的形状、姿态和位置可以至少部分地取决于传感器系统、操控系统以及成像部件的相对布置的精确度。需要改进的系统和方法，以便严密地控制微创器械的系统和部件的相对布置。
技术实现思路
本专利技术的实施例被随附的权利要求书概括。在一个实施例中，导管系统包括伸长的柔性导管和被安装在导管上的支撑结构。该支撑结构包括第一对准特征和第二对准特征。该系统进一步包括与第一对准特征配合的第一传感器部件和与第二对准特征配合的第二传感器部件。第一传感器部件通过第一对准特征相对于第二传感器部件以至少一个自由度固定在支撑结构处。在另一实施例中，导管系统包括伸长的柔性导管和被安装在该导管上的第一支撑结构。第一支撑结构包括第一对准特征和第二对准特征。该系统进一步包括被安装在导管上的第二支撑结构。第二支撑结构包括第三对准特征和第四对准特征。该系统还包括第一传感器部件，该第一传感器部件包括与第一对准特征配合的第一部分和与第三对准特征配合的第二部分。该系统还包括与第二对准特征和第四对准特征配合的操控线。第一传感器部件通过第一对准特征和第二对准特征相对于操控线以至少一个自由度固定在第一支撑结构处。第一传感器部件通过第三对准特征和第四对准特征相对于操控线以至少一个自由度固定在第二支撑结构。在另一实施例中，方法包括提供柔性导管。柔性导管包括第一传感器部件、第二传感器部件以及第一支撑结构。第一支撑结构包括第一对准特征和第二对准特征。第一传感器部件相对于第二传感器部件以预定的方位被固定在第一支撑结构处。该方法还包括获取来自第一传感器部件和第二传感器部件的数据。该方法也包括基于预定的方位以及来自第一传感器部件和第二传感器部件的数据确定柔性导管的至少一部分的姿态。附图说明当与附图一起阅读时，本公开的各方面通过以下具体描述被更好地理解。需要强调的是，根据行业内的标准惯例，各种构件可不按比例绘制。事实上，各种构件的尺寸可以被任意地增加或减少以便清晰地论述。此外，本公开可以重复各种示例中的参考编号和/或文字。这种重复是出于简化和清晰的目的并且本身不规定各实施例和/或所述配置之间的关系。图1是根据本公开的实施例的机器人外科手术系统的概要俯视图。图2图示了利用本公开的多方面的内窥镜检查系统。图3a是根据本公开的实施例的分解探测器组件的图示。图3b是图3a的导管的对准支撑结构的横截面视图。图3c是图3a的导管的另一对准支撑结构的横截面视图。图3d是图3c的对准支撑结构的透视图。图3e是图3a的探测器的横截面视图。图4是根据本公开实施例的替换近侧支撑结构的透视图。图5是图4的近侧支撑结构的端视图。图6是描述了用于确定三维空间中一部分探测器的姿态的方法的流程图。图7是根据本公开实施例的探测器的透视图。具体实施方式在本专利技术的各方面的以下具体实施方式中，数个具体细节被提出以便于提供所公开实施例的彻底理解。然而，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践，这对于本领域一个技术人员来说是显而易见的。在其他情况下，熟知的方法、程序、部件和电路没有被详细地描述，以免不必要地模糊本专利技术实施例的各方面。并且，为了避免不必的描述性重复，在根据一个说明性实施例描述的一个或多个部件或动作由于可适用于其他的说明性实施例而能够被使用或省略。以下实施例将按照各种器械和器械的部分在三维空间中的状态来对其进行描述。如本文使用的，术语“方位”指的是对象或对象的一部分在三维空间(如，沿着笛卡尔X、Y、Z坐标的三个平移自由度)中的位置。如本文使用的，术语“取向”指的是对象或对象的一部分的旋转布置(三个旋转自由度——例如，滚动、俯仰和偏摆)。如本文使用的，术语“姿态”指的是对象或对象的一部分在至少一个平移自由度中的方位以及对象或对象的一部分在至少一个旋转自由度中的取向(高达六个总的自由度)。如本文使用的，术语“形状”指的是沿着对象测量的一组姿态、方位或取向。参考图1，机器人外科手术系统大体由参考标记100表示。如图1所示，机器人系统100大体包含外科操纵器组件102，其用于操作外科手术器械104对患者P执行各种程序。组件102被安装到手术台O或安装在手术台O附近。主控组件106允许外科医生S观察外科手术部位并且控制从动操纵器组件102。主控组件106可以位于外科医生的控制台C处，所述控制台C通常位于与手术台相同的房间内。但是，应该理解的是外科医生S能够位于与患者P不同的房间中或者与患者P完全不同的建筑物中。主控组件106大体包含可选支撑件108和一个或多个控制器件112以便控制操纵器组件102。一个或多个控制器件112可以包含任何数量的各种输入器件，诸如操纵杆、跟踪球、数据手套、触发枪、徒手操作控制器、声音识别器件、身体运动或存在传感器等等。在替换实施例中，机器人系统可以包含多于一个从动操纵器组件和/或多于一个主控组件。操纵器组件的确切数量将取决于外科手术程序和手术室内的空间约束，以及其他因素。主控组件可以被并列在一起，或者它们可以被定位在分开的位置。多个主控组件允许多于一个操作者以各种结合控制一个或多个从动操纵器组件。可视化系统110可以包含内窥镜系统以便外科手术部位的同步(实时)图像被提供给外科医生控制台C。同步图像可以是例如由被定位在外科手术部位内的成像探测器捕获的二维或三维图像。在该实施例中，可视化系统110包含可以集成地或可移除地耦连到外科手术器械104的内窥镜部件。但是，在替换实施例中，被附连到独立的操纵器组件的独立内窥镜可以被用于对外科手术部位成像。可替换地，独立的内窥镜组件可以由用户直接操作，而无机器人控制。内窥镜组件可以导航包含主动操控器件(例如，经由遥控操控线)或被动操控器件(例如，经由引导线或直接用户指南)在内的控制器件。可视化系统110可以被实施为硬件、固件、软件或者其结合，可视化系统110可与一个或多个计算机处理器交互或者另外地由一个或多个计算机处理器执行，所述计算机处理器包含例如控制系统116的(一个或多个)处理器。显示系统111可以显示由可视化系统110捕获的外科手术部位和外科手术器械的图像。显示系统111和(一个或多个)主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导管系统，其包括：伸长的柔性导管；支撑结构，其被安装在所述导管上，所述支撑结构包括第一对准特征和第二对准特征；第一传感器部件，其与所述第一对准特征配合；以及第二传感器部件，其与所述第二对准特征配合，其中所述第一传感器部件通过所述第一对准特征相对于所述第二传感器部件以至少一个自由度固定在所述支撑结构处。

【技术特征摘要】
2012.08.14 US 61/682,9761.一种导管系统，其包括：伸长的柔性导管；支撑结构，其被安装在所述导管上，所述支撑结构包括第一对准特征和第二对准特征；第一传感器部件，其与所述第一对准特征配合；以及第二传感器部件，其与所述第二对准特征配合，其中所述第一传感器部件通过所述第一对准特征相对于所述第二传感器部件以至少一个自由度固定在所述支撑结构处。2.根据权利要求1所述的导管系统，其中所述伸长的柔性导管限定具有第一纵向轴线的中心腔，其中所述支撑结构进一步包括限定了具有第二纵向轴线的工作腔的壁，以及其中所述第二纵向轴线与所述第一纵向轴线对准。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·科维斯克，C·M·费内奇，V·多文戴姆，C·Q·登霍欧，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国,US