用于表面扫描的胸部内窥镜制造技术

本公开提供了一种手术设备，所述手术设备包括内窥镜、摄像头、光源和结构光图案源。所述内窥镜包括细长主体，所述细长主体具有能够相对于彼此被操纵的多个段。摄像头、光源和结构光图案源协作以确定患者体内的表面的形貌。本公开还提供了一种执行手术的方法。

Chest Endoscopy for Surface Scanning

【技术实现步骤摘要】
用于表面扫描的胸部内窥镜本分案申请是基于申请号为201710204462.9，申请日为2017年3月31日，专利技术名称为“用于表面扫描的胸部内窥镜”的中国专利申请的分案申请。
本公开涉及手术系统，并且更具体地，本公开涉及实施内窥镜胸部成像和治疗的系统和方法。
技术介绍
人们经常要进入医疗设施，以便由临床医生诊断或治疗多种不同的医疗状况。在某些情况下，对于适当的治疗和诊断来说至关重要的是临床医生瞄准关注区域并且充分接近关注区域的能力。此外，在大多数情况下，临床医生努力尽量最小化医疗程序的侵入性。这种最小化侵入性的目标限制了临床医生接近关注区域的选择，并且由此相应地研发了医疗程序和医疗工具。用于微创治疗的常见方法是使用一个或多个进入端口以及光学器件来实施手术，所述进入端口使得能够插入工具(例如，抓紧器和结扎工具)，所述光学器件使得临床医生能够观察正在被治疗的区域。进入端口具有使用带刃闭塞器型套管针、不带刃闭塞器型套管针和钝头闭塞器型套管针的不同的种类和机械结构。进入端口通常具有至少一个插管，所述插管使得工具和光学器件能够穿过插管插入。将套管针插入插管中，并将组合件穿过患者身体上的小的开口或切口插入。一旦放置后，将套管针从插管中移除，留下插管可用于插入工具。对于给定的应用，套管针和插管可以由不锈钢、塑料和两者的组合形成。通常用于“单端口”手术的一种专用进入端口由Medtronic以SILSTMPorts的名称在销售。SILSTMPorts通过外科手术插入患者的脐部并由弹性体材料形成。在一个示例中，三个插管从进入端口穿出，使得能够通过患者体内的单个开口插入三种不同的工具，所述单个开口处于将留下很少或不可观察到的伤疤的位置。事实上，对于腹腔镜检查来说，“单孔”方法是重大进展，这是由于切口数量有限，并且从而降低了“侵入”率，而这通常会改善对患者的效果。众所周知的腹腔镜胸部外科手术是视频辅助胸腔镜手术(VATS)。通常在VATS期间，用双腔气管导管对患者进行插管，其中每个腔朝向不同的肺定向。以这种方式，临床医生可以在待治疗的肺中引发肺萎陷，并且向未经治疗的肺提供适当的通气。在布置双腔气管导管后，临床医生在胸壁上切出一个或多个切口。可替代地，如果需要吹气以减少肺容积(如患有慢性阻塞性肺病(COPD)的患者通常所需要的那样)，临床医生可以插入进入端口。通常，临床医生将根据需要在第4或第5肋间隙处切出一个大切口，并且通常最多可达三个切口，以实现摄像头和器械之间的通路和三角测量。在某些情况下，胸壁可以在切口之前被吹气针刺穿。切口的典型尺寸的范围为约2厘米至约6厘米。切口的确切位置取决于临床医生正在寻求接近的肺的区域，但大体每个切口将布置在肋间隙内(即，患者两个肋骨之间的空间，并且这两个肋骨中处于彼此互补的位置)。随后，临床医生可以依靠套管针将进入端口布置在每个切口中以便扩大开口或形成开口，在完成插入之后插管将安置在所述开口中。临床医生通常将选择进入端口中的一个用于插入手术摄像头，并且将选择另一进入端口用于插入手术装置。在某些情况下，摄像头可以在插入之前插入套管针中，以使得临床医生能够观察插入过程。在整个过程中能够互换每个进入端口的使用。通过所选进入端口插入的摄像头将患者胸腔内的图像传输到视频监视器上，为临床医生提供指导。一旦临床医生已经使用手术摄像头定位了关注区域，就通过相应的进入端口插入手术装置并进行导航以实施必要的治疗。在治疗完成后，移除摄像头和手术装置，移除进入端口，并且将患者的切口闭合。另一种微创方法是使用内窥镜检查来到达身体内的期望位置。虽然并非排他地，尽管在某些情况下内窥镜可以并且经由小的切口插入患者体内，但是内窥镜方法通常用于诊断(例如，活组织检查)程序中以消除对患者进行插入的需要。虽然内窥镜通常用于经由自然的孔口(例如鼻子、嘴巴或肛门)来接近管腔组织，但是内窥镜也可以被插入进入端口中。虽然当前的内窥镜对于其当前的任务是有用的，并且在导航到组织以用于检查和治疗中是非常有用的，但是改进总是令人期望并追求的。
技术实现思路
本公开涉及一种手术设备，所述手术设备包括内窥镜、摄像头、光源和结构光图案源。所述内窥镜包括细长主体，所述细长主体具有能够相对于彼此被操纵的多个段。所述摄像头、所述光源和所述结构光图案源协作以确定患者体内的表面的形貌。一方面，所述结构光图案源可以是结构光扫描激光器。在某些方面，所述结构光扫描激光器可以是具有准直光的LED激光器。在其他方面，所述手术设备可以包括第二摄像头，所述第二摄像头构造为拦截来自所述结构光扫描激光器的反射光，所述准直光处于红外光谱或可见光谱中。在某些方面，所述内窥镜的最远侧段可以终止于远侧面，其中所述摄像头、所述光源和所述第二摄像头布置在所述远侧面内，并且所述结构光扫描激光器布置在所述最远侧段的外表面上。一方面，所述结构光扫描激光器和所述第二摄像头可以相对于由所述最远侧段限定的中心线成一角度定向。在其他方面，所述结构光图案源可以是数字光处理系统。在某些方面，所述数字光处理系统可以包括光源、至少一个反射镜、第一透镜、数字光处理芯片和第二透镜。在其他方面，所述数字光处理系统和所述摄像头可以布置在所述内窥镜的所述最远侧段中。一方面，所述数字光处理系统可以布置在所述内窥镜的最远侧段的外部，并且所述摄像头可以布置在所述内窥镜的最远侧段内。在某些方面，所述数字光处理系统和所述摄像头可以布置在所述内窥镜的所述最远侧段的外部。在其他方面，所述手术设备可以包括第二内窥镜，其中所述数字光处理系统联接到所述内窥镜，并且所述摄像头联接到所述第二内窥镜。根据本公开的另一方面，本公开提供了一种执行手术的方法。所述方法包括：将指令存储在与计算机相关联的存储器中；使内窥镜在患者体腔内前进；朝向目标组织操纵由所述内窥镜限定的多个段的远侧段；从联接到所述远侧段的结构光图案源投射结构光图案；使用联接到所述远侧段的摄像头来检测所述结构光图案的从所述目标组织反射回的部分；和执行指令以使用由摄像头获得的数据生成目标组织的三维图。一方面，从所述结构光图案源投射结构光图案可以包括从结构光扫描激光器投射结构光图案。在某些方面，检测所述结构光图案的部分可以包括使用联接到所述远侧段的第二摄像头来检测所述结构光图案的部分。在其他方面，从结构光图案源投射结构光图案可以包括从数字光处理系统投射结构光图案。一方面，所述方法可以包括将由联接到所述远侧段的光学摄像机获得的图像与存储在所述存储器中的患者的图像相关联。在某些方面，所述方法可以包括追踪所述内窥镜在所述患者体腔内的位置。在其他方面，执行指令以生成所述目标组织的三维图可以包括利用所述相关联的图像和所述内窥镜的追踪位置来生成所述目标组织的精确三维图。附图说明下面参考附图描述本公开的各个方面和特征，其中：图1是患者的胸腔的侧视剖视图，其中，根据本公开所提供的具有表面扫描能力的内窥镜在胸腔内前进；图2是图1的内窥镜的前视透视图；图2A是图1的内窥镜的替代实施例的前视透视图；图3是根据本公开所提供的具有表面扫描能力的内窥镜的另一实施例的前视透视图；图4是根据本公开提供的具有表面扫描能力的内窥镜的又一实施例的前视透视图；图5是患者的胸腔的侧视剖视图，其中，根据本公开所提供的具有表面扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手术设备，所述手术设备包括：内窥镜，所述内窥镜包括细长主体，所述细长主体包括能够相对于彼此被操纵的多个段；第一摄像头；光源；结构光图案源，和第二摄像头，所述第二摄像头构造为拦截来自结构光图案源的反射光；其中，所述第一摄像头、所述第二摄像头、所述光源和所述结构光图案源协作以确定患者体内的表面的形貌，其中，所述内窥镜的最远侧段的远侧端部包括一对铰接夹板，所述一对铰接夹板能够在第一接近位置和第二打开位置之间枢转。

【技术特征摘要】
2016.03.31 US 62/315,773;2017.03.24 US 15/468,9811.一种手术设备，所述手术设备包括：内窥镜，所述内窥镜包括细长主体，所述细长主体包括能够相对于彼此被操纵的多个段；第一摄像头；光源；结构光图案源，和第二摄像头，所述第二摄像头构造为拦截来自结构光图案源的反射光；其中，所述第一摄像头、所述第二摄像头、所述光源和所述结构光图案源协作以确定患者体内的表面的形貌，其中，所述内窥镜的最远侧段的远侧端部包括一对铰接夹板，所述一对铰接夹板能够在第一接近位置和第二打开位置之间枢转。2.根据权利要求1所述的手术设备，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·萨尔特，W·C·哈丁，P·J·迪格曼，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国,US