基于多个感测参数的外科系统控制技术方案

公开了用于控制外科器械的各种外科控制系统。可以根据传感器数据控制外科器械；然而，一些感测的数据可以指示由外科器械作用的组织的不同状态或条件，因此在缺少额外数据的情况下可能是不确定的。因此，外科控制系统可以利用多个独立的传感器数据测量值，以便协作地控制外科器械或另一个连接的装置。本公开涉及一种用于外科器械的控制系统，包括：成像系统，该成像系统包括被配置成能够发射电磁辐射的发射器和被配置成能够接收指示第一组织参数的反射的电磁辐射的图像传感器；被配置成能够检测由外科器械作用的组织的第二组织参数的传感器；以及耦接到成像系统和传感器的控制电路，该控制电路被配置成能够基于第一组织参数和第二组织参数的组合来确定组织的状态，并且根据所确定的组织状态来控制外科器械。根据所确定的组织状态来控制外科器械。根据所确定的组织状态来控制外科器械。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于多个感测参数的外科系统控制

技术介绍

[0001]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)上观看手术部位和/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，该观察镜观看手术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
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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。

技术实现思路

[0002]在一个一般方面，公开了一种用于外科器械的控制系统。该控制系统包括成像系统、被配置成能够检测由外科器械作用的组织的第二组织参数的传感器、以及耦接到成像系统和传感器的控制电路。该成像系统包括被配置成能够发射电磁辐射的发射器和被配置成能够接收指示第一组织参数的反射电磁辐射的图像传感器。该控制电路被配置成能够基于第一组织参数和第二组织参数的组合来确定组织的状态，并根据所确定的组织状态来控制外科器械。
[0003]在另一个一般方面，公开了一种用于外科系统的控制系统。外科器械包括传感器，该传感器被配置成能够检测与外科器械相关联的第二参数。该控制系统包括成像系统和耦接到成像系统并能够耦接到传感器的控制电路。该成像系统包括被配置成能够发射电磁辐射的发射器和被配置成能够接收指示组织的第一参数的反射电磁辐射的图像传感器。该控制电路被配置成能够基于第一参数和第二参数的组合来确定组织的状态，并根据所确定的组织状态来控制外科器械。
[0004]在又另一一般方面，公开了一种外科集线器，该外科集线器能够耦接到成像系统、外科装置和外科器械。该成像系统包括被配置成能够在手术部位发射电磁辐射的发射器和被配置成能够接收从手术部位反射的电磁辐射的图像传感器，其中反射的电磁辐射指示与组织相关联的第一参数，该外科装置包括被配置成能够检测与外科装置相关联的第二参数的传感器。外科集线器包括控制电路，该控制电路被配置成能够从成像系统接收第一参数的第一测量值，从传感器接收第二参数的第二测量值，基于第一参数和第二参数的组合来确定组织的状态，并且根据所确定的组织状态来控制外科器械。
附图说明
[0005]各种方面的新型特征在随附权利要求书中具体阐述。然而，关于组织和操作方法两者的所述方面可通过结合附图参照以下描述最好地理解，其中：
[0006]图1是根据本公开的至少一个方面的包括成像装置和外科装置的外科可视化系统的示意图，该外科可视化系统被配置成能够识别组织表面下方的关键结构。
[0007]图2是根据本公开的至少一个方面的用于外科可视化系统的控制系统的示意图。
[0008]图2A示出了根据本公开的至少一个方面的被配置成能够控制外科可视化系统的各方面的控制电路。
[0009]图2B示出了根据本公开的至少一个方面的被配置成能够控制外科可视化系统的各方面的组合逻辑电路。
[0010]图2C示出了根据本公开的至少一个方面的被配置成能够控制外科可视化系统的各方面的时序逻辑电路。
[0011]图3是根据本公开的至少一个方面的描绘在图1的外科装置、成像装置与关键结构之间进行三角测量以确定关键结构在组织表面下方的深度d
A
的示意图。
[0012]图4是根据本公开的至少一个方面的被配置成能够识别组织表面下方的关键结构的外科可视化系统的示意图，其中该外科可视化系统包括用于确定关键结构在组织表面下方的深度d
A
的脉冲光源。
[0013]图5是根据本公开的至少一个方面的包括成像装置和外科装置的外科可视化系统的示意图，该外科可视化系统被配置成能够识别组织表面下方的关键结构。
[0014]图6是根据本公开的至少一个方面的包括三维相机的外科可视化系统的示意图，其中该外科可视化系统被配置成能够识别嵌入组织内的关键结构。
[0015]图7A和图7B是根据本公开的至少一个方面的由图6的三维相机拍摄的关键结构的视图，其中图7A是来自三维相机的左侧透镜的视图，并且图7B是来自三维相机的右侧透镜的视图。
[0016]图8是根据本公开的至少一个方面的图6的外科可视化系统的示意图，其中可确定从三维相机到关键结构的相机
‑
关键结构距离d
w
。
[0017]图9是根据本公开的至少一个方面的利用两个相机来确定嵌入关键结构的方位的外科可视化系统的示意图。
[0018]图10A是根据本公开的至少一个方面的利用相机的外科可视化系统的示意图，该相机在多个已知方位之间轴向运动以确定嵌入关键结构的方位。
[0019]图10B是根据本公开的至少一个方面的图10A的外科可视化系统的示意图，其中相机在多个已知方位之间轴向且旋转运动以确定嵌入关键结构的方位。
[0020]图11是根据本公开的至少一个方面的用于外科可视化系统的控制系统的示意图。
[0021]图12是根据本公开的至少一个方面的用于外科可视化系统的结构化光源的示意图。
[0022]图13A是根据本公开的至少一个方面的各种生物材料的吸收系数不同波长的曲线图。
[0023]图13B是根据本公开的至少一个方面的通过光谱外科可视化系统对解剖结构进行可视化的示意图。
[0024]图13C至图13E描绘了根据本公开的至少一个方面的用于区分解剖结构与遮蔽物的例示性高光谱识别特征，其中图13C是输尿管特征与遮蔽物的图形表示，图13D是动脉特征与遮蔽物的图形表示，并且图13E是神经特征与遮蔽物的图形表示。
[0025]图14是根据本公开的至少一个方面的被配置成能够感测离关键解剖结构的距离的近红外(NIR)飞行时间测量系统的示意图，该飞行时间测量系统包括定位在公共装置上
的传输器(发射器)和接收器(传感器)。
[0026]图15是根据本公开的至少一个方面的图17A的NIR飞行时间测量系统的发射波、接收波以及发射波与接收波之间的延迟的示意图。
[0027]图16示出了根据本公开的至少一个方面的被配置成能够感测离不同结构的距离的NIR飞行时间测量系统，该飞行时间测量系统包括单独装置上的传输器(发射器)和接收器(传感器)。
[0028]图17是根据本公开的至少一个方面的由计算机实现的交互式外科系统的框图。
[0029]图18是根据本公开的至少一个方面的用于在手术室中执行外科手术的外科系统。
[0030]图19示出了根据本公开的至少一个方面的由计算机实现的交互式外科系统。
[0031]图20示出了根据本公开的至少一个方面的态势感知外科系统的图。
[0032]图21示出了根据本公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于外科器械的控制系统，所述控制系统包括：成像系统，所述成像系统包括：发射器，所述发射器被配置成能够发射电磁辐射；以及图像传感器，所述图像传感器被配置成能够接收指示第一组织参数的反射电磁辐射；传感器，所述传感器被配置成能够检测由所述外科器械作用的组织的第二组织参数；以及控制电路，所述控制电路耦接到所述成像系统和所述传感器，所述控制电路被配置成能够：基于所述第一组织参数和所述第二组织参数的组合来确定所述组织的状态；以及根据所确定的组织状态来控制所述外科器械。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第一组织参数包括所述组织的EMR折射率、EMR偏振、被动IR发射或多普勒波长偏移中的至少一者。3.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第二组织参数包括所述组织的电容或阻抗中的至少一者。4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第二组织参数包括所述组织的温度、粘弹性压缩或厚度中的至少一者。5.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述外科器械选自由外科缝合器、电外科器械和超声外科器械组成的组。6.一种用于外科器械的控制系统，所述外科器械包括被配置成能够检测与所述外科器械相关联的第二参数的传感器，所述控制系统包括:成像系统，所述成像系统包括：发射器，所述发射器被配置成能够发射电磁辐射；以及图像传感器，所述图像传感器被配置成能够接收指示组织的第一参数的反射电磁辐射；以及控制电路，所述控制电路耦接到所述成像系统并且能够耦接到所述传感器，所述控制电路被配置成能够：基于所述第一参数和所述第二参数的组合来确定所述组织的状态；以及根据所确定的组织状态来控制所述外科器械。7.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述第一参数包括所述组织的EMR折射率、EMR偏振、被动IR发射或多普勒波长偏移中的至少一者。8.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述第二参数包括所述组织的电容或阻抗中的至少一者。9.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述第二参数包括所述组...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：西拉格国际有限公司，
类型：发明
国别省市：