【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及用于将无线定位的标记标签集成到外科和医疗程序中的系统、装置、组件和方法。所述系统、装置、组件和方法可用于各种应用，包括与外科手术机器人组件的集成。
技术介绍
1、许多医疗程序面临的一个常见而严重的挑战是治疗区域的准确定位。举例来说，病变的位置，例如要接受治疗的肿瘤，包括手术切除，仍然是医学界面临的挑战。现有的系统昂贵、复杂、耗时，而且常常让患者感到不适。
2、肺结节的常规外科治疗就说明了这些问题。在一些情况下，肺结节在传统的开放手术或胸腔镜检查中可能难以定位，在结节内或周围放置钩状导线、注射或可见染料或放射性核素，试图在切除前改善定位。这个步骤通常在切除结节之前，在计算机断层扫描(ct)中进行。然后患者被运送到手术室，外科医生切断导线，使用放射性核素探测器，或使用视觉标志，定位然后移除结节。
3、在切除肺结节之前，也会进行类似的步骤来定位肺结节。在某些情况下，肺结节在传统的开放手术或胸腔镜检查中可能难以定位，在结节内或周围放置钩状导线、注射可见染料或放射性核素，试图在切除前改善定位。这种步骤通常在切除结节之前在ct进行。然后患者被运送到手术室，外科医生切断导线，使用放射性核素探测器，或使用视觉标志定位和移除结节。
4、此外，在医疗过程中使用的工具也很难定位。例如，外科医生使用的手持工具的位置可能是未知的，除了外科医生凭直觉知道。任何有线定位传感器都会增加从手持工具伸出的电线、管路等的数量，从而降低工具的可操作性。
5、许多其他医疗设备和程序可以受益于改进的组织和工具定位。
6、医疗过程中患者周围的环境对任何无线定位系统都提出了独特的挑战。例如，手术室或医生办公室包括各种电磁噪声的主动源(例如，头顶照明、电视等)和响应无线激励器信号的电磁噪声响应源。换句话说，其他设备可能传输干扰无线定位系统的噪声。举例包括(a)由在无线定位系统中使用的在相同频率范围内广播的其他电子设备引起的主动源外部噪声；以及(b)外来rfid噪声。外来rifd噪声是当无线定位系统给不是预期的或设计为无线定位系统的一部分的rfid标签通电时引起，从而触发这些外来标签以使用相同频率范围内的信号进行响应。
7、另一个挑战伴随不断变化的环境材料产生。环境还可以包括各种磁性、铁磁性或金属对象，这些对象可能使无线定位系统产生和利用的磁场失真。涡流在响应入射的振荡磁场的导体内产生，产生具有相反相位的场，从而有效地产生二级信号源。二级信号源的强度取决于一级发射器和金属环境之间的磁矢量耦合，这可能很复杂并且很难建模。例如，手术室可以包括支撑患者的床，不同的床会不同程度地影响磁场。在另一个例子中，具有外科手术机器人的手术室可以包括各种机器人控制的附件或臂，这些附件或臂可能会干扰或改变电磁场。
8、在各种环境下进行的医疗过程中，组织和工具的定位需要改进的系统和方法。
技术实现思路
1、本公开提供了，在一个方面，一种无线定位系统。所述无线定位系统包括垫板，所述垫板包括激励器线圈和传感器线圈；以及包括有无线标签的工具，所述无线标签被配置为响应于由所述激励器线圈产生的磁场来产生信号，所述信号由传感器线圈检测到。所述系统还包括处理器，所述处理器被配置为基于传感器线圈检测到的信号来确定工具的位置。
2、在一些实施例中，所述工具是相机、超声探头、电阻抗探头、光探头、微力探头、电烙器工具、针、可吞咽胶囊、键盘(keypad)、缝合器、夹子和海绵中的一种。
3、在一些实施例中，所述无线标签是第一无线标签，所述信号是第一信号，并且其中所述系统还包括第二无线标签，所述第二无线标签耦合到患者的组织并且被配置为响应于由所述激励器线圈产生的磁场来产生第二信号。
4、在一些实施例中，所述处理器被配置为确定所述工具相对于所述第二无线标签的位置。
5、在一些实施例中，所述第二无线标签耦合到的组织是肺组织、骨组织、软组织和动脉中的一个。
6、在一些实施例中，所述处理器还被配置为确定所述工具的定向。
7、本公开提供了，在一个方面，一种无线定位系统。所述无线定位系统包括外科手术机器人组件，所述外科手术机器人组件包括机械臂、相机和偶接到机械臂的工具。所述系统还包括垫板，所述垫板包括激励器线圈和传感器线圈。所述系统还包括第一无线标签，所述第一无线标签耦合到外科手术机器人组件的一部分。所述第一无线标签被配置为响应于由所述激励器线圈产生的磁场来产生第一信号，并且所述第一信号由传感器线圈检测。所述系统还包括耦合到患者组织的第二无线标签，并且所述第二无线标记被配置为响应于由激励器线圈产生的磁场来产生第二信号。所述第二信号由传感器线圈检测。所述系统还包括处理器，所述处理器被配置为基于由传感器线圈检测到的第一信号和第二信号来确定第一无线标签和第二无线标签的位置。
8、在一些实施例中，所述第一无线标签被耦合到所述相机。
9、在一些实施例中，第一无线标签耦合到所述机械臂。
10、在一些实施例中，所述传感器线圈是第一传感器线圈，并且所述系统还包括耦合到所述机械臂的第二传感器线圈。
11、在一些实施例中，所述系统还包括可移动对象，所述可移动对象包括第三无线标签，其中所述可移动对象被移动到不同的位置并且被所述相机检测以配准相机的视场。
12、在一些实施例中，所述可移动对象包括外壳、可相对于所述外壳移动的内球体。所述第三无线标签位于所述内球体内。
13、在一些实施例中，所述内球体包括重压部分，所述重压部分用于将球体相对于重力定向在默认定向。
14、在一些实施例中，所述外科手术机器人组件包括控制台，并且其中所述第一无线标签的位置和所述第二无线标签的所述位置显示在所述控制台上。
15、在一个方面，本公开提供了一种垫板。所述垫板包括被配置为产生磁场的激励器线圈、传感器线圈、导电层和位于所述激励器线圈和所述导电层之间的电磁可渗透层。
16、在一些实施例中，所述导电层是金属的，并且所述电磁可渗透层是铁的。
17、在一些实施例中，所述电磁可渗透层的磁导率在10至5000的范围内。
18、在一些实施例中，所述激励器线圈是第一激励器线圈，并且所述垫板还包括周向地围绕中心的第二激励器线圈、第三激励器线圈和第四激励器线圈。
19、在一些实施例中，由所述第一激励器线圈、所述第二激励器线圈，所述第三激励器线圈和所述第四激励器线圈产生的磁场包括三个正交磁场。
20、在一些实施例中，所述传感器线圈是第一传感器线圈，所述垫板还包括第二传感器线圈、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无线定位系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述工具是相机、超声波探头、电阻抗探头、光探头、微力探头、电烙器工具、针头、可吞咽胶囊、键盘、订书机、夹子和海绵中的一个。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线标签是第一无线标签，所述信号是第一信号，并且其中所述系统还包括第二无线标签，所述第二无线标签耦合到患者的组织并且被配置为响应于由所述激励器线圈产生的磁场来产生第二信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述处理器被配置为确定所述工具相对于所述第二无线标签的位置。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二无线标签耦合到的所述组织是肺组织、骨组织、软组织和动脉中的一个。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置为确定所述工具的定向。
7.一种无线定位系统，包括：
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一无线标签耦合到所述相机。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一无线标签耦合到所述机械臂。
10.根据权利要求7所述的系统，其
11.根据权利要求7所述的系统，还包括可移动对象，所述可移动对象包括第三无线标签，其中，所述移动对象被移动到不同的位置，并被所述相机检测，以配准所述相机的视场。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述可移动对象包括外壳、可相对于所述外壳移动的内球体，其中所述第三无线标签位于所述内球体内。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述内球体包括重压部分，所述重压部分用于将球体相对于重力定向在默认定向。
14.根据权利要求7所述的系统，其中所述外科手术机器人组件包括控制台，并且其中所述第一无线标签的所述位置和所述第二无线标签的所述位置显示在所述控制台上。
15.一种垫板，包括：
16.根据权利要求15所述的垫板，其中所述导电层是金属的，所述电磁可渗透层是铁的。
17.根据权利要求15所述的垫板，其中所述电磁可渗透层的磁导率的范围在10至5000内。
18.根据权利要求15所述的垫板，其中所述激励器线圈是第一激励器线圈，所述垫板还包括周向地围绕中心的第二激励器线圈、第三激励器线圈和第四激励器线圈。
19.根据权利要求18所述的垫板，其中由所述第一励磁线圈、所述第二激励器线圈、所述第三激励器线圈和所述第四激励器线圈产生的磁场包括三个正交磁场。
20.根据权利要求18所述的垫板，其中所述传感器线圈是第一传感器线圈，所述垫板还包括第二传感器线圈、第三传感器线圈和第四传感器线圈。
21.根据权利要求20所述的垫板，其中，所述第一传感器线圈、所述第二传感器线圈、所述第三传感器线圈和所述第四传感器线圈周向地围绕所述第一激励器线圈。
22.根据权利要求21所述的垫板，其中，所述第一传感器线圈包括第一传感器轴线，且所述第三传感器线圈包括第三传感器轴线，其中，所述第一传感器轴线平行于所述第三传感器轴线，以及
23.根据权利要求22所述的垫板，其中所述第一传感器轴线垂直于所述第二传感器轴线。
24.根据权利要求23所述的垫板，其中所述第一激励器线圈包括与所述第一传感器轴线和所述第二传感器轴线垂直的激励器线圈轴。
25.根据权利要求15所述的垫板，其中所述传感器线圈响应于由所述激励器线圈产生的所述磁场来检测无线信号，并且其中所述垫板位于患者和支撑所述患者的床之间。
26.一种无线标签，包括外壳体，所述外壳包括锚固件，其中所述锚固件被配置为固定在患者的组织内。
27.根据权利要求26所述的无线标签，其中所述锚固件是自部署的。
28.根据权利要求26所述的无线标签，其中所述锚固件是螺旋形物。
29.根据权利要求26所述的无线标签，其中所述锚固件是支架。
30.根据权利要求26所述的无线标签，其中所述锚固件从所述外壳体的纵轴径向向外延伸。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种无线定位系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述工具是相机、超声波探头、电阻抗探头、光探头、微力探头、电烙器工具、针头、可吞咽胶囊、键盘、订书机、夹子和海绵中的一个。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线标签是第一无线标签，所述信号是第一信号，并且其中所述系统还包括第二无线标签，所述第二无线标签耦合到患者的组织并且被配置为响应于由所述激励器线圈产生的磁场来产生第二信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述处理器被配置为确定所述工具相对于所述第二无线标签的位置。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二无线标签耦合到的所述组织是肺组织、骨组织、软组织和动脉中的一个。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置为确定所述工具的定向。
7.一种无线定位系统，包括：
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一无线标签耦合到所述相机。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一无线标签耦合到所述机械臂。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述传感器线圈是第一传感器线圈，并且所述系统还包括耦合到所述机械臂的第二传感器线圈。
11.根据权利要求7所述的系统，还包括可移动对象，所述可移动对象包括第三无线标签，其中，所述移动对象被移动到不同的位置，并被所述相机检测，以配准所述相机的视场。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述可移动对象包括外壳、可相对于所述外壳移动的内球体，其中所述第三无线标签位于所述内球体内。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述内球体包括重压部分，所述重压部分用于将球体相对于重力定向在默认定向。
14.根据权利要求7所述的系统，其中所述外科手术机器人组件包括控制台，并且其中所述第一无线标签的所述位置和所述第二无线标签的所述位置显示在所述控制台上。
15.一种垫板，包括：
16.根据权利要求15所述的垫板，其中所述导...
【专利技术属性】
技术研发人员：杰森·希尔特纳，亚当·费舍，布莱恩·迪恩，
申请(专利权)人：艾鲁森特医疗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。