用于组织安全的选择性激光发射制造技术

公开了用于在医疗规程中标识体内具有不同成分的不同结构类型并相应地调整手术激光输出的系统、装置和方法。示例性激光治疗系统包括：激光系统，其被配置成生成用于传送至身体中的目标的激光束；以及控制器电路，其被配置成：接收响应于由光源产生的电磁辐射而从目标反射的信号并且根据反射信号生成一个或更多个光谱特性。控制器电路可以使用一个或更多个光谱特性将目标标识为多种结构类型例如具有各自组成的组织类型或结石类型中的一种。激光系统可以被控制成基于对目标的标识在操作模式下进行操作。模式下进行操作。模式下进行操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于组织安全的选择性激光发射
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求于2019年8月5日提交的序列号为62/882,837的美国临时专利申请和于2020年4月29日提交的序列号为63/017,450的美国临时专利申请的优先权的权益，上述专利申请通过引用以其全部内容并入本文中。


[0003]本文献总体上涉及激光手术系统，更具体地涉及用于在保持组织安全的同时将手术激光选择性地应用于目标的激光内窥镜系统。

技术介绍

[0004]内窥镜通常用于提供进入患者的内部位置的通道，使得为医生提供视觉通道。一些内窥镜用于微创手术，以从患者的身体去除不需要的组织或异物。例如，临床医生使用肾镜检查肾系统，并且在直接视觉控制下进行各种手术。在经皮肾镜取石术(PCNL)手术中，肾镜通过患者的肋腹被放入肾盂中。可以可视化和提取来自身体不同部位包括例如泌尿系统、胆囊、鼻腔、胃肠道、胃或扁桃体的结石或肿块。
[0005]已经使用激光或等离子系统来将手术激光能量传送至诸如软组织或硬组织的各种目标治疗区域。激光疗法的示例包括消融、凝固、汽化、碎裂等。在碎石术应用中，已经使用激光来分解肾、胆囊、输尿管以及其他石块形成部位中的结石结构或者将大结石消融成较小的碎片。在内窥镜激光疗法中，希望激光仅应用于目标治疗结构(例如，结石或癌组织)，并且使非治疗组织免受非预期的激光辐照。

技术实现思路

[0006]本文献描述了用于在诸如激光内窥镜手术的医疗规程期间标识体内具有不同组成的不同组织类型或结石类型并且根据所标识的组织类型或结石类型自动地调整疗法的系统、装置和方法。示例性电外科治疗系统包括：电外科能量系统，其被配置成生成用于传送至受试者的身体中的目标的电外科能量；以及控制器电路，其被配置成接收响应于由光源产生的电磁辐射而从目标反射的信号并且根据反射信号生成一个或更多个光谱特性。控制器电路可以使用一个或更多个光谱特性将目标标识为具有各自不同成分的多种结构类型中的一种；以及基于对目标的标识来确定电外科能量系统的操作模式。在示例中，控制电路可以将电外科能量系统控制成：将电外科能量传送至特定类型的感兴趣目标例如结石类型或癌组织，并且基于所分类的组织类型或结石类型来调整激光设置。
[0007]示例1是一种电外科治疗系统，该电外科治疗系统包括：电外科能量系统，其被配置成产生用于传送至受试者的身体中的目标的电外科能量；以及控制器电路，其被配置成：接收响应于由光源产生的电磁辐射而从目标反射的信号；根据所接收的反射信号生成一个或更多个光谱特性；使用一个或更多个光谱特性将目标标识为具有各自不同成分的多种结构类型中的一种；以及基于对目标的标识来确定电外科能量系统的操作模式，操作模式包
括电外科能量的传送或停止传送或者针对电外科能量系统的能量参数设置。
[0008]在示例2中，示例1的主题可选地包括：其中，电外科能量系统包括激光系统，该激光系统被配置成生成用于传送至受试者的身体中的目标的激光束，并且能量参数设置包括激光参数设置。
[0009]在示例3中，示例2的主题可选地包括：其中，控制器电路被配置成：使用所接收的反射信号生成反射光谱，该反射光谱表示多个波长上的反射强度；以及生成一个或更多个光谱特性，生成一个或更多个光谱特性包括从反射光谱中提取一个或更多个光谱特征，一个或更多个光谱特征包括：特定波长下的反射强度；两个或更多个不同波长上的反射率的统计特征；或反射光谱的图形表示的图形特征。
[0010]在示例4中，示例3的主题可选地包括：其中，控制器电路被配置成使用一个或更多个光谱特性将目标标识为结石结构或解剖结构中的一个。
[0011]在示例5中，示例3至4中任意一个或更多个的主题可选地包括：其中，控制器电路被配置成：使用一个或更多个光谱特性将目标分类为具有各自不同成分的多个结石类型中的一种；基于目标的所分类的结石类型来调整针对激光系统的激光参数设置；以及根据所调整的激光参数设置来生成针对激光系统的控制信号，以将激光束传送至所分类的结石类型的目标。
[0012]在示例6中，示例5的主题可选地包括：其中，控制器电路被配置成将目标分类为肾结石类型中的一种，肾结石类型包括以下中的至少一个：磷酸钙(CaP)结石；磷酸铵镁(MAP)结石；一水草酸钙(COM)结石；基于胆固醇的结石；二水草酸钙(COD)结石；或尿酸(UA)结石。
[0013]在示例7中，示例3至6中任意一个或更多个的主题可选地包括：其中，控制器电路被配置成：使用一个或更多个光谱特性将目标分类为多个组织类型中的一种；以及基于目标的所分类的组织类型来确定激光系统的操作模式。
[0014]在示例8中，示例7的主题可选地包括：其中，控制器电路被配置成：使用一个或更多个光谱特性将目标分类为治疗区域或非治疗区域；以及生成针对激光系统的控制信号，以将激光束传送至治疗区域并且停止激光束到非治疗区域的传送。
[0015]在示例9中，示例7至8中任意一个或更多个的主题可选地包括：其中，控制器电路被配置成：使用一个或更多个光谱特性将目标分类为正常组织或癌组织；以及生成针对激光系统的控制信号，以将激光束传送至所分类的癌组织的目标，并且如果目标被分类为正常组织，则停止激光束的传送。
[0016]在示例10中，示例1至9中任意一个或更多个的主题可选地包括：其中，控制器电路被配置成确定电外科能量系统的操作模式，确定电外科能量系统的操作模式包括以下中的一个：如果目标被标识为结石结构，则确定电外科能量系统的操作模式是第一操作模式；如果目标被标识为解剖结构，则确定电外科能量系统的操作模式是第二操作模式；如果目标被标识为既不是解剖结构也不是结石结构，则确定电外科能量系统的操作模式是第三操作模式。
[0017]在示例11中，示例2至9中任意一个或更多个的主题可选地包括耦接至激光系统的内窥镜，内窥镜包括控制器电路和至少一个光路，所述至少一个光路被配置成传输激光束、从目标反射的信号或由光源产生的电磁辐射中的一个或更多个。
[0018]在示例12中，示例11的主题可选地包括：其中，控制器电路还被配置成：使用一个
或更多个光谱特性中的至少一个来计算目标与至少一个光路的远端端部之间的距离；以及如果(1)目标被标识为治疗结构类型并且(2)所计算的距离在指定的激光发射范围内，则确定激光系统的操作模式，该操作模式包括将激光束传送至目标。
[0019]在示例13中，示例11至12中任意一个或更多个的主题可选地包括：其中，至少一个光路包括第一光路，第一光路被配置成将从目标反射的信号传输至耦接至控制器电路的光谱传感器。
[0020]在示例14中，示例13的主题可选地包括：其中，第一光路还被配置成将激光束传输至目标。
[0021]在示例15中，示例13至14中任意一个或更多个的主题可选地包括：其中，第一光路还被配置成将电磁辐射从光源传输至目标。
[0022]在示例16中，示例13至15中任意一个或更多个的主题可选地包括：其中，至少一个光路包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电外科治疗系统，包括：电外科能量系统，所述电外科能量系统被配置成生成用于传送至受试者的身体中的目标的电外科能量；以及控制器电路，所述控制器电路被配置成：接收响应于由光源产生的电磁辐射而从所述目标反射的信号；根据所接收的反射信号生成一个或更多个光谱特性；使用所述一个或更多个光谱特性将所述目标标识为具有各自不同成分的多种结构类型中的一种；以及基于对所述目标的标识来确定所述电外科能量系统的操作模式，所述操作模式包括所述电外科能量的传送或停止传送或者针对所述电外科能量系统的能量参数设置。2.根据权利要求1所述的电外科治疗系统，其中，所述电外科能量系统包括激光系统，所述激光系统被配置成生成用于传送至所述受试者的身体中的目标的激光束，并且所述能量参数设置包括激光参数设置。3.根据权利要求2所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配置成：使用所接收的反射信号来生成反射光谱，所述反射光谱表示多个波长上的反射强度；以及生成一个或更多个光谱特性包括：从所述反射光谱中提取一个或更多个光谱特征，所述一个或更多个光谱特征包括：特定波长下的反射强度；两个或更多个不同波长上反射率的统计特征；或者所述反射光谱的图形表示的图形特征。4.根据权利要求3所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配置成：使用所述一个或更多个光谱特性将所述目标标识为结石结构或解剖结构中的一个。5.根据权利要求3至4中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配置成：使用所述一个或更多个光谱特性将所述目标分类为具有各自不同成分的多个结石类型中的一种；基于所述目标的所分类的结石类型来调整针对所述激光系统的激光参数设置；以及根据所调整的激光参数设置来生成针对所述激光系统的控制信号，以将激光束传送至所分类的结石类型的目标。6.根据权利要求5所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配置成将所述目标分类为肾结石类型中的一种，所述肾结石类型包括以下中的至少一个：磷酸钙(CaP)结石；磷酸铵镁(MAP)结石；一水草酸钙(COM)结石；基于胆固醇的结石；二水草酸钙(COD)结石；或者尿酸(UA)结石。7.根据权利要求3至6中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配置
成：使用所述一个或更多个光谱特性将所述目标分类为多个组织类型中的一种；以及基于所述目标的所分类的组织类型来确定所述激光系统的操作模式。8.根据权利要求7所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配置成：使用所述一个或更多个光谱特性将所述目标分类为治疗区域或非治疗区域；以及生成针对所述激光系统的控制信号，以将激光束传送至所述治疗区域并停止激光束到所述非治疗区域的传送。9.根据权利要求7所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配置成：使用所述一个或更多个光谱特性将所述目标分类为正常组织或癌组织；以及生成针对所述激光系统的控制信号，以将激光束传送至所分类的癌组织的目标，并且如果所述目标被分类为正常组织，则停止激光束的传送。10.根据权利要求1至9中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配置成确定所述电外科能量系统的操作模式，确定所述电外科能量系统的操作模式包括以下中的一个：如果所述目标被标识为结石结构，则确定所述电外科能量系统的操作模式是第一操作模式；如果所述目标被标识为解剖结构，则确定所述电外科能量系统的操作模式是第二操作模式；或者如果所述目标被标识为既不是解剖结构也不是结石结构，则确定所述电外科能量系统的操作模式是第三操作模式。11.根据权利要求2至9中任一项所述的电外科治疗系统，包括耦接至所述激光系统的内窥镜，所述内窥镜包括所述控制器电路和至少一个光路，所述至少一个光路被配置成传输所述激光束、从所述目标反射的信号或由所述光源产生的电磁辐射中的一个或更多个。12.根据权利要求11所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路还被配置成：使用所述一个或更多个光谱特性中的至少一个来计算所述目标与所述至少一个光路的远端端部之间的距离；以及如果(1)所述目标被标识为治疗结构类型并且(2)所计算的距离在指定的激光发射范围内，则确定所述激光系统的操作模式，所述操作模式包括将所述激光束传送至所述目标。13.根据权利要求11至12中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述至少一个光路包括第一光路，所述第一光路被配置成：将从所述目标反射的信号传输至耦接至所述控制器电路的光谱传感器。14.根据权利要求13所述的电外科治疗系统，其中，所述第一光路还被配置成将所述激光束传输至所述目标。15.根据权利要求13至14中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述第一光路还被配置成将所述电磁辐射从所述光源传输至所述目标。16.根据权利要求13至15中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述至少一个光路包括与所述第一光路分离的第二光路，所述第二光路被配置成将所述激光束传输至所述目标。17.根据权利要求11至16中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配置成：进一步使用关于所述至少一个光路的外径的信息来生成所述一个或更多个光谱特性。18.根据权利要求11至17中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述控制器电路被配
置成：进一步使用关于所述至少一个光路的远端端部相对于所述内窥镜的突出的角度的信息来生成所述一个或更多个光谱特性。19.根据权利要求1至18中任一项所述的电外科治疗系统，其中，由所述光源产生的电磁辐射包括以下中的一个或更多个：紫外线波；可见光波；或者红外线波。20.根据权利要求1至19中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述控制电路耦接至光谱传感器，所述光谱传感器被配置成感测响应于照射所述目标结构的电磁辐射而从所述目标反射的信号，所述光谱传感器包括以下中的一个或更多个：傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪；拉曼光谱仪；UV
‑
VIS光谱仪；UV
‑
VIS
‑
IR光谱仪；或者荧光光谱仪。21.根据权利要求1至21中任一项所述的电外科治疗系统，其中，所述控制电路耦接至成像传感器，所述成像传感器被配置成：感测响应于照射所述目标结构的电磁辐射而从所述目标反射的信号。22.一种用于控制电外科能量系统以将电外科能量传送至受试者的身体中的目标的方法，所述方法包括：利用由光源产生的电磁辐射照射所述目标；经由耦接至控制器电路的光谱传感器感测响应于所述电磁辐射而从所述目标反射的信号；使用所感测的反射信号，经由所述控制器电路来生成一个或更多个光谱特性；使用所述一个或更多个光谱特性，经由所述控制器电路将所述目标标识为具有各自不同成...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢尔盖，
申请(专利权)人：捷锐士阿希迈公司以奥林巴斯美国外科技术名义，
类型：发明
国别省市：