用于执行外科手术的系统和活检工具
阅读：960发布：2021-06-10
专利汇可以提供用于执行外科手术的系统和活检工具专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及用于执行外科手术的系统和活检工具。一种用于执行外科手术的系统，所述系统包括： 支气管镜 ；耦接到支气管镜的监视装置； 跟踪 系统； 定位 组件；和活检工具，所述活检工具包括：从近端到远端延伸的细长软体；在细长软体的远端上形成的活检构件，所述活检构件包括限定一开口的组织接收部分，所述开口包括具有大开口的远端区域，所述大开口成锥形从而接近于长窄开口，所述长窄开口能够捕获并切割组织。，下面是用于执行外科手术的系统和活检工具专利的具体信息内容。
1.一种用于执行外科手术的系统，其特征在于，所述系统包括：
支气管镜；
耦接到支气管镜的监视装置；
跟踪系统；
定位组件；和
活检工具，所述活检工具包括：
从近端到远端延伸的细长软体；
在细长软体的远端上形成的活检构件，所述活检构件包括限定一开口的组织接收部分，所述开口包括具有大开口的远端区域，所述大开口在接近于长窄开口处成锥形，所述长窄开口能够捕获并切割组织。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，活检构件包括传感器组件，所述传感器组件包括被配置为能够检测传感器组件在患者的气道内的位置的至少一个位置传感器。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括计算机，被配置为执行软件以帮助EWC到目标的导航。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述长窄开口包括朝着所述长窄开口的中心延伸的多个齿。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多个齿以一角度朝着所述长窄开口的中心延伸以使得它们在相对于它们的基础的近端位置处终止。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述大开口包括从由三角形、圆形、矩形组成的组中选择的形状。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述活检构件限定与活检工具的细长软体分离的主体，其中活检构件被固定到细长软体的远端。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，活检构件限定总体上中空的内部，所述中空的内部与活检构件的组织接收部分的开口进行流体沟通。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，活检工具被配置为连接到能够在活检构件处施加吸力的真空源。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，活检构件的组织接收部分的开口被配置为当真空源被施加于活检工具时捕获患者的组织。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，跟踪系统包括：
跟踪模块；
多个参考传感器；和
发射器垫。
12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，定位组件包括：
可定位向导，该可定位向导包括可转向的远端顶端，其中传感器被布置在该可转向的远端顶端之内；
扩展的工作通道；和
手柄；
其中所述可定位向导和扩展的工作通道被形成尺寸以插入至通过支气管镜限定的工作通道。
13.一种活检工具，其特征在于，该活检工具包括：
限定远端的细长软体，所述远端包括活检构件，所述活检构件包括限定一开口的组织接收部分，所述开口包括具有大开口的远端区域，所述大开口在接近于长窄开口处成锥形，所述长窄开口能够捕获并切割组织。
14.如权利要求13所述的活检工具，其特征在于，活检构件还包括传感器组件，所述传感器组件包括被配置为能够检测传感器组件在患者的气道内的位置的至少一个位置传感器。
15.如权利要求13所述的活检工具，其特征在于，所述长窄开口包括朝着所述长窄开口的中心延伸的多个齿。
16.如权利要求15所述的活检工具，其特征在于，所述多个齿以一角度朝着所述长窄开口的中心延伸以使得它们在相对于它们的基础的近端位置处终止。
17.如权利要求13所述的活检工具，其特征在于，所述大开口包括从由三角形、圆形、矩形组成的组中选择的形状。
18.如权利要求13所述的活检工具，其特征在于，还包括耦接到细长软体的近端的近端手柄部分，近端手柄部分被配置用于手动操作以驱动螺旋构件的旋转。
19.如权利要求13所述的活检工具，其特征在于，活检构件限定总体上中空的内部，所述中空的内部与活检构件的组织接收部分的开口进行流体沟通。
20.如权利要求19所述的活检工具，其特征在于，活检工具被配置为连接到能够在活检构件处施加吸力的真空源，其中活检构件的组织接收部分的开口被配置为当真空源被施加于活检工具时捕获患者的组织。
用于执行外科手术的系统和活检工具
技术领域
[0002] 本公开涉及活检取样，并且更具体地涉及用于将活检工具导航到目标位置并且使用活检工具获得组织样品的设备、系统、和方法。
背景技术
[0003] 支气管镜被通过患者的鼻或嘴插入患者的气道中。典型的支气管镜包括细长软管，具有用于照射支气管镜的顶端的远端区域的照明组件、用于从支气管镜的顶端提供视频图像的成像组件、和例如诸如活检工具之类的诊断器械和/或诸如切除探针之类的治疗器械的器械可以插入至其中的工作通道。
[0004] 支气管镜由于它们的大小而受它们可以被推进至气道多远的限制。当支气管镜太大以致无法到达在肺深处的目标位置时，由护套包裹的可位置的向导(“LG”)总体上被利用以从支气管镜的末端导航到目标位置。即，LG与导航系统一起使得能够随着LG被推进至气道而跟踪LG的位置和定向。
[0005] 在使用中，LG/护套组合被插入至支气管镜的工作通道并且到患者的气道中。一旦LG已被导航到目标位置，由导航系统提供的位置与定向跟踪辅助，LG被缩回至护套，留下护套在适当的位置。随着LG被缩回，护套总体上被称为扩展的工作通道(“EWC”)，因为它有效地用作支气管镜的工作通道的扩展。
[0006] 一旦LG已被从EWC缩回后，EWC可以被用作用于将例如活检工具、切除探针的工作工具引导到目标位置的途径。但是，一旦LG被从EWC去掉后，不再提供跟踪，并且因此操作员盲目操作，依赖于保持固定在目标位置处的EWC。工作工具在目标位置处的重新定位同样需要被在没有引导的情况下执行。实用新型内容
[0007] 根据本公开提供了一种用于执行外科手术的系统，所述系统包括：支气管镜；耦接到支气管镜的监视装置；跟踪系统；定位组件；和活检工具，所述活检工具包括：从近端到远端延伸的细长软体；在细长软体的远端上形成的活检构件，所述活检构件包括限定一开口的组织接收部分，所述开口包括具有大开口的远端区域，所述大开口成锥形从而接近于长窄开口，所述长窄开口能够捕获并切割组织。
[0010] 在某些方面，所述开口包括第一和第二纵向延伸的面。第一和第二纵向延伸的面被布置在开口的任一侧上并且向内且朝向彼此形成角以在它们之间限定锐的内角。每个面包括布置在开口的任一侧上的削尖的切割边缘并且被定位以使得削尖切割边缘在远到近方向逐渐地接近彼此，在顶点接合点处结束。
[0011] 在一些方面，活检构件限定与活检工具的细长软体分离的主体。活检构件被固定到细长软体的远端。
[0012] 在某些方面，活检构件限定总体上中空的内部。所述中空内部与活检构件的组织接收部分的开口进行流体沟通。
[0014] 在一些方面，活检构件的组织接收部分的开口被配置为在真空源被施加于活检工具时捕获患者的组织。
[0015] 在某些方面，所述跟踪系统包括跟踪模块、多个参考传感器、和发射器垫。
[0016] 在某些方面，定位组件包括可定位向导、扩展的工作通道、和手柄。可定位向导包括可转向的远端顶端和布置在远端顶端内的传感器。可定位向导和扩展的工作通道被形成尺寸以插入至通过支气管镜限定的工作通道。
[0017] 根据本公开的另一个方面，提供了一种活检工具，包括：限定远端的细长软体，所述远端包括活检构件，所述活检构件包括限定一开口的组织接收部分，所述开口包括具有大开口的远端区域，所述大开口成锥形从而接近于长窄开口，所述长窄开口能够捕获并切割组织。
[0018] 在一些方面，活检构件包括传感器组件，包括至少一个位置传感器。位置传感器被配置为能够检测传感器组件在患者的气道之内的位置。
[0019] 在某些方面，所述开口包括被布置在开口的任一侧上第一和第二纵向延伸的面。第一和第二纵向延伸的面向内且朝向彼此形成角以在它们之间限定锐的内角。每个面包括布置在开口的任一侧上的削尖切割边缘并且被定位以使得削尖切割边缘在远到近方向逐渐地接近彼此，在顶点接合点处结束。
[0020] 在某些方面，活检工具包括耦接到细长软体的近端的近端手柄部分。近端手柄部分被配置用于手动操作以驱动螺旋构件的旋转。
[0021] 在某些方面，活检构件限定总体上中空的内部。所述中空内部与活检构件的组织接收部分的开口进行流体沟通。
[0022] 在某些方面，活检工具被配置为连接到能够在活检构件处施加吸力的真空源。
[0023] 在某些方面，活检构件的组织接收部分的开口被配置为在真空源被施加于活检工具时捕获患者的组织。
[0024] 在一些方面，组织接收部分由一个或多个板限定。
[0025] 在某些方面，活检构件的远端限定总体上钝的配置。
[0027] 在下文参考附图描述本公开的各个方面和特征，其中：
[0028] 图1是配置用于将活检工具导航到目标位置并且使用活检工具获得组织样品的根据本公开提供的系统的透视图；
[0029] 图2是根据本公开提供的并且配置供图1的系统使用的活检工具的侧视图，显示包括扩展的工作通道和活检导管的支气管吸气附件；
[0030] 图2A是图2的活检工具的侧视图；
[0031] 图3是根据本公开提供的并且配置供图1的系统使用的活检工具的远端的透视图；
[0032] 图3A是根据本公开提供的并且配置供图1的系统使用的另一个活检工具的侧视图；
[0033] 图3B是图3A的细节区域的放大视图；
[0034] 图3C是图3A的活检工具的顶视图；
[0035] 图3D是图3C的细节区域的放大视图；
[0036] 图4是根据本公开提供的并且配置供图1的系统使用的另一个活检工具的远端的透视图；
[0037] 图5是根据本公开提供的并且配置供图1的系统使用的又一个活检工具的远端的透视图；
[0038] 图6是根据本公开提供的并且配置供图1的系统使用的另一个活检工具的远端的透视图；
[0039] 图7是根据本公开提供的并且配置供图1的系统使用的又一个活检工具的远端的透视图；
[0040] 图8是根据本公开提供的并且配置供图1的系统使用的又一个活检工具的远端的透视图；
[0041] 图9是配置供本公开的活检工具中的任何一个使用的传感器的透视图；
[0042] 图10是配置供本公开的活检工具中的任何一个使用的另一个传感器的透视图；
[0043] 图11是配置供本公开的活检工具中的任何一个使用的又一个传感器的透视图；以及
[0044] 图12是配置供图1的系统使用的、用于跟踪活检工具穿过患者的气道的发射器垫的分解的透视图。
具体实施方式
[0045] 根据本公开提供并且以下详细描述用于将活检工具导航到目标位置并且使用活检工具获得组织样品的设备、系统、和方法。本公开的各个活检工具，例如，每个总体上包括软体、布置在软体远端的活检构件、和集成到活检工具中并且相邻活检构件定位的传感器组件。活检构件被配置为帮助获得组织样品。传感器组件能够确定活检构件的当前位置，因此帮助活检构件导航到目标组织和/或相对于目标组织操作活检构件。但是，也预见在没有传感器组件的情况下提供活检构件，取决于特定目的。下面描述此类设备、合并此类设备的系统、和使用相同设备的方法的详细实施例。但是，这些详细实施例仅仅是本公开的示例，其可以实施为各种形式。
[0046] 参考图1和2，根据本公开提供并且配置用于规划到目标组织的路径(规划阶段)、将定位组件导航到目标组织(导航阶段)、和将活检工具导航到目标组织以使用活检工具从目标组织获得组织样品(活检阶段)的系统被显示为总体上由参考数字10标识。系统10总体上包括被配置为支持患者“P”的手术台40；配置用于通过患者的嘴插入到患者的气道中的支气管镜50；耦接到支气管镜50的监视装置60以用于显示从支气管镜50接收到的视频图像；包括跟踪模块72、多个参考传感器74、和发射器垫76的跟踪系统70；包括用于帮助路径规划、识别目标组织、以及导航到目标组织的软件和/或硬件的计算机80；包括可定位向导(LG)92和扩展的工作通道(EWC)96的定位组件90或91；以及可插入至定位组件90、91并且可操作以获得组织样品例如用于后续的诊断试验的活检工具100。以下将开始详细说明规划和导航阶段，继之以根据本公开提供的活检工具的详细描述和在执行活检阶段中结合系统10的此类活检工具的使用。
[0047] 参考规划阶段，计算机80使用计算的层析X线照相(CT)图像数据来生成并观看患者气道的三维模型、实现(自动地、半自动地或手动地)识别三维模型上的目标组织、并允许选择穿过患者的气道到目标组织的路径。更具体地，CT扫描被处理并装配到三维CT体中，其然后被利用以生成患者气道的三维模型。三维模型可以被显示在与计算机80相关联的显示器监视器上，或以任何其它适合的方式显示。使用计算机80，三维模型的各种视图可以被提供和/或三维模型可以被操作以帮助在三维模型上的目标组织的识别和穿过患者气道以访问目标组织的适合路径的选择。一旦被选择后，路径被保存以便在导航阶段使用。
[0048] 继续参考图1，示出患者“P”躺在手术台40上，支气管镜50通过患者的嘴插入到患者的气道中。支气管镜50包括照明源和视频成像系统(未明确地示出)并且被耦接到监视装置60，例如，视频显示器，以用于显示从支气管镜50的视频成像系统接收到的视频图像。
[0049] 参考导航阶段，六个自由度的电磁跟踪系统70，例如，类似于在美国专利No.6,188,355中公开和在PCT申请No.WO 00/10456和WO 01/67035公布的哪些，其每个的全部内容通过引用合并于此，或其它适合的定位测量系统，被利用来执行对准和导航，但是也预期其它配置。跟踪系统70包括跟踪模块72、多个参考传感器74、和发射器垫76。跟踪系统70被配置供或者定位组件90或者定位组件91、和如以下详细说明的活检工具100使用。定位组件
90和91包括具有可以被操纵的远端顶端93的LG 92。定位组件90和91还包括EWC 96和手柄
98。LG 92和EWC 96被配置用于通过支气管镜50的工作通道插入到患者的气道中(虽然可替换地可以在没有支气管镜50的情况下使用LG 92和EWC 96)并且被选择性地经由锁定机构
99相对于彼此可锁定。LG 92的远端顶端93可以被配置用于以任何适合的方式转向，例如，使用耦接在手柄98与远端顶端93之间的多个转向索(未示出)，以帮助操作LG 92的远端顶端93和EWC 96通过患者气道。可替换地，手柄120的旋转和转移可以帮助对LG 92的远端顶端93的操作，并且在具体地实施例中EWC 96可以被成角或弯曲以帮助操作远端顶端93通过气道。传感器94与LG 92的远端顶端93结合并且允许监视远端顶端93在六个自由度、相对于参考坐标系的位置和定向。LG 92的传感器94可以被类似于以下详细说明的传感器(参见图
6-8)中的任何一个配置。
90和91包括具有可以被操纵的远端顶端93的LG 92。定位组件90和91还包括EWC 96和手柄
98。LG 92和EWC 96被配置用于通过支气管镜50的工作通道插入到患者的气道中(虽然可替换地可以在没有支气管镜50的情况下使用LG 92和EWC 96)并且被选择性地经由锁定机构
99相对于彼此可锁定。LG 92的远端顶端93可以被配置用于以任何适合的方式转向，例如，使用耦接在手柄98与远端顶端93之间的多个转向索(未示出)，以帮助操作LG 92的远端顶端93和EWC 96通过患者气道。可替换地，手柄120的旋转和转移可以帮助对LG 92的远端顶端93的操作，并且在具体地实施例中EWC 96可以被成角或弯曲以帮助操作远端顶端93通过气道。传感器94与LG 92的远端顶端93结合并且允许监视远端顶端93在六个自由度、相对于参考坐标系的位置和定向。LG 92的传感器94可以被类似于以下详细说明的传感器(参见图
6-8)中的任何一个配置。
[0050] 如图1所示，发射器垫76被放置在患者“P”之下。另外参考图12，跟踪系统70(图1)的发射器垫76的内部配置的实施例被示出，但是也预期其它适合的配置。发射器垫76是电磁辐射的发射器并且包括被配置为连接以驱动电路(未示出)的三个基本上平面的矩形环形天线77a、77b、77c的叠层。对于也可以被称为定位板的示范性发射器垫的构造的详细讨论，可以参考2009年4月2日提出的美国专利申请公开No.2009/0284255，其全部内容通过引用合并于此。
[0051] 发射器垫76和多个参考传感器74与跟踪模块72相互连接，跟踪模块72得到每个传感器74在六个自由度的位置。一个或多个参考传感器74附接于患者“P”的胸。参考传感器74的六自由度坐标被发送给计算机80(其包括适当的软件)，在其中它们用于计算患者的参考坐标框架。如同以下详述的，总体上通过识别在三维模型和患者的气道二者中的位置并且测量在两个系统中的坐标来执行对准。此类对准技术的更多细节可以在美国专利申请公开No.2011/0085720中得到，其全部内容通过引用合并于此，但是也预期其它适合的对准技术。
[0052] 在使用中，对于导航阶段，LG 92被插入到定位组件90、91和EWC 96中以使得传感器94从EWC 96的远端突出。LG 92和EWC 96然后被经由锁定机构99(例如)锁定在一起。然后LG 92与EWC 96一起被插入至支气管镜50并且到患者“P”的气道中，其中LG 92和EWC 96彼此一致地移动至支气管镜50并且到患者“P”的气道中。通过将LG 92移动至患者“P”的气道执行自动对准。更具体地，使用发射器垫76、参考传感器74、和跟踪模块72记录在LG 92被移动至气道的同时关于传感器94的位置的数据。由此位置数据产生的形状与在规划阶段中生成的三维模型的管道的内部几何形状相比较，并且例如利用在计算机80上的软件确定基于比较的形状与三维模型之间的位置相关性。此外，软件识别在三维模型中的非组织空间(例如，充气的腔)。软件基于记录的位置数据并且假设LG 92保持位于患者气道中的非组织空间中，将表示LG 92的传感器94的位置的图像与三维模型的图像对齐、或对准。这完成了导航阶段的对准部分。
[0053] 仍然参考图1，一旦规划阶段已被完成后，例如目标组织已被识别并且到那的路径被选择，并且对准已被完成，系统10可以被利用以将LG 92导航通过患者的气道到目标组织。为了帮助这样的导航，计算机80、监视装置60、和/或任何其它适合的显示器可以被配置为显示包括从LG 92的传感器94的当前位置到目标组织的选择的路径的三维模型。使用跟踪系统70将LG 92导航到目标组织与以下参考将活检工具100导航到目标组织详细描述的相似，并且因此为了简要这里不详述。
[0054] 一旦LG 92已被成功地导航到目标组织，完成导航阶段，LG 92就可以被从EWC 96解锁并且去除，保留EWC 96在适当的位置作为引导通道以用于引导活检工具100到目标组织。下面描述连同在活检阶段中同样的使用一起的活检工具的各个实施例的细节。
[0055] 现在参考图2，结合图1，根据本公开提供的用于从目标组织中获得组织样品的活检工具的一个实施例被示出为总体上由参考数字100标识。如以下详述的，活检工具100被描写为被插入到导航组件91中并且还配置用于与跟踪系统70结合以帮助活检工具100导航到目标组织和/或在活检工具100相对于目标组织操作时跟踪活检工具100以获得组织样品。虽然以上参考定位组件90、91的LG 92详述了对准和导航，但是也预见LG 92被消除并且活检工具100本身被利用来对准和导航，类似地如以上参考LG 92详述的。
[0056] 如图2A最佳地显示、结合图1和2的活检工具100总体上包括将活检工具固定到导航组件91的手柄120的连接器(122)和细长软体110。连接器122可以包括将真空源流体地连接到活检工具100的诸如鲁尔(luer)锁之类的真空源连接器。软体110被配置为能够将活检工具100插入到患者的气道中，例如，通过支气管镜50和EWC 96到达目标组织。
[0057] 参考图3，刚性远端活检构件130包括基础部分140、组织接收部分150、和远端帽160。基础部分140限定总体上圆柱形配置并且容纳传感器170。结合跟踪系统70(图1)，传感器170可以被采用以能够在活检构件130被推进至患者的气道时跟踪活检工具100的活检构件130，如同以下详述的。因此，另外参考图1，计算机80、监视装置60、和/或任何其它适合的显示器可以被配置为显示在规划阶段期间生成的三维模型和选择的路径，连同活检构件
130的传感器170的当前位置一起以帮助活检构件130到目标组织的导航和/或活检构件130相对于目标组织的操作。以下详述用于此目的的适合利用活检构件130使用的各个传感器(参见图9-11)。可替换地，活检工具100可以不包括传感器，并且相反，仅仅LG 92可以被用于导航和定位。活检构件130的远端帽160限定总体上钝的配置。可替换地，远端帽160可以被配置为切割或解剖组织。
130的传感器170的当前位置一起以帮助活检构件130到目标组织的导航和/或活检构件130相对于目标组织的操作。以下详述用于此目的的适合利用活检构件130使用的各个传感器(参见图9-11)。可替换地，活检工具100可以不包括传感器，并且相反，仅仅LG 92可以被用于导航和定位。活检构件130的远端帽160限定总体上钝的配置。可替换地，远端帽160可以被配置为切割或解剖组织。
[0058] 组织接收部分150限定平面的表面153和开口152，所述开口被配置为接收在其中通过并且到活检构件130的总体上中空的内部中的组织样品。开口152被第一和第二纵向延伸的面154、156限定。面154、156向组织接收部分150的内部形成角并且被定向以在它们之间限定锐的内部角，例如总体上“V”形配置。面154、156每个分别包括削尖的切割边缘155、157，分别布置在开口152的一侧上。面154、156还被相对于彼此定向以使得边缘155、157在远到近方向逐渐地彼此接近，最终在邻近于近端肩159的顶点158处结束。此特征帮助动态组织切割，如同以下详述的。虽然在一个实施例中组织接收部分150总体上被显示为由单个板161形成，但是组织接收部分150可以由布置在基础部分140上的两个或更多个板161限定。预期两个或更多个板161可以被以平面形状(即并排)布置、或一个在另一个上堆叠，如在下文详述。
[0059] 参考图3A-3D，示出活检工具100的可替换的实施例，总体上被称为100’。在此实施例中，活检工具100’包括与软体110’分离的单片形成的活检构件130’。活检构件130’包括在它的近端上的肩部分180。肩部分180限定在其中的腔以使得活检构件130’可以被布置在软体110’的远端上。活检构件130’可以通过任何合适的方法，诸如焊接、锻造装配、粘合等，稳固地固定到软体110’的远端。基础部分140’限定切口以使得开口152’形成在其中。开口152’被配置为接收在期间穿过并且到活检构件130’的总体上中空的内部中的组织样品。一对板161’、161”被以堆叠配置布置在活检构件130’的上表面上(参见图3D)。板161’、161”可以被通过任何合适的方法，诸如焊接、粘合等等，稳固地固定到活检构件130’。每个板161’、
161”限定第一和第二削尖的切割边缘155’、157’。边缘155’、157’被形成角到组织接收部分
152’的内部中并且被定向以在它们之间限定锐的内角，例如，总体上“V”形状配置。边缘
154’、156’还被相对于彼此定向以使得边缘155、157在远到近方向逐渐地接近彼此，最终在邻近于近端肩159’的顶点158’处结束。此特征帮助动态组织切割，如以下参考活检构件130详述的。
161”限定第一和第二削尖的切割边缘155’、157’。边缘155’、157’被形成角到组织接收部分
152’的内部中并且被定向以在它们之间限定锐的内角，例如，总体上“V”形状配置。边缘
154’、156’还被相对于彼此定向以使得边缘155、157在远到近方向逐渐地接近彼此，最终在邻近于近端肩159’的顶点158’处结束。此特征帮助动态组织切割，如以下参考活检构件130详述的。
[0060] 参考图1-3，在使用中，一旦规划和导航阶段已被完成，并且LG 92从EWC 96上去除后，活检工具100可以被插入至导航组件90、91和支气管镜50达到目标组织。如上所述，活检构件130的传感器170结合跟踪系统70能够在它被推进至患者的气道时跟踪传感器170。因此，甚至在活检构件130被在远侧从EWC 96延伸之后，活检构件130的位置可以被跟踪，因此，允许活检构件130导航到目标组织和/或活检构件相对于目标组织操作以确保活检构件130相对于目标组织的适当的定位并且允许避开邻近目标组织的某些组织结构。以下将更详细描述使用适合的传感器和跟踪系统70的跟踪和导航的细节，遵循它的各个实施例的描述。
[0061] 一旦活检工具100的活检构件130被依照要求定位后，真空源“V”可以被激活(例如，经由注射器，机械泵，等等)以在活检构件130的组织接收部分150的开口152处施加吸力以将组织吸引到组织接收部分150的内部。当组织的样品被吸引穿过开口152时，通过促使组织与边缘155、157接触，例如，由于应用于组织的吸力的结果，样品开始被从横向周围组织切除。一旦组织样品已被至少部分地在组织接收部分150的内部之内接收后，活检构件130可以被相对于组织向远侧转移，例如经由握住并且向远侧转移近端手柄部分120，以使得组织样品被从周围组织完全分离。通过接近边缘155、157和顶点158相对于组织并至组织的相对运动辅助组织样品的此分离。在接收组织样品并将组织样品与周围组织完全分离时，活检工具100可以被从患者的气道撤回并且组织样品从活检工具100取回以用于测试。
也预期在撤回之前利用活检工具100例如在同样的位置或各个不同的位置获取多个样品。
也预期在撤回之前利用活检工具100例如在同样的位置或各个不同的位置获取多个样品。
[0062] 现在参考图4，根据本公开提供的用于从目标组织中获得组织样品的活检工具的另一个实施例被示出为总体上由参考数字630标识。类似地如以上参考先前的实施例详述的，活检工具630被用于结合跟踪系统70(图1)以帮助活检工具630导航到目标组织和/或在活检工具630相对于目标组织操作以获得组织样品时跟踪活检工具630。
[0063] 活检构件630包括基础部分640、组织接收部分650、和远端帽660。基础部分640限定总体上圆柱形的配置并且可以容纳传感器670。传感器670可以类似于传感器170(图3)被配置，并且因此为了简要将不会详述。活检构件630的远端帽660限定总体上钝的配置。可替换地，远端帽660可以被配置为切割或解剖组织。
[0064] 组织接收部分650限定平面的表面653和开口652，开口652被配置为接收穿过其中并且到活检构件630的简易版中空的内部中的组织。开口652被一个或多个半圆形面654限定。在一个非限制实施例中，开口652由一系列四个互连并重叠的半圆形面654、656a、656b、662a、662b、和663限定。面654、656a、656b、662a、662b、和663每个被形成角到组织接收部分的内部中。面654、656a、656b、662a、662b、和663每个都分别包括削尖的切割边缘655、657a、
657b、664a、664b、和665，布置在开口652的一侧上。面654、656a、、656b、662a、662b和663还被相对于彼此定向以使得向开口652的中心延伸的多个突出部667被形成在相邻面654之间的结合处。此特征，结合削尖的切割边缘655、657a、657b、664a、664b、和665，帮助动态的组织切割，类似地如以上参考活检构件130详述的(图3)。在一个非限制实施例中，组织接收部分650可以由布置在远端帽660与近端肩659之间的一个或多个板661限定。
657b、664a、664b、和665，布置在开口652的一侧上。面654、656a、、656b、662a、662b和663还被相对于彼此定向以使得向开口652的中心延伸的多个突出部667被形成在相邻面654之间的结合处。此特征，结合削尖的切割边缘655、657a、657b、664a、664b、和665，帮助动态的组织切割，类似地如以上参考活检构件130详述的(图3)。在一个非限制实施例中，组织接收部分650可以由布置在远端帽660与近端肩659之间的一个或多个板661限定。
[0065] 活检构件630可以被以类似如以上详述的活检构件130(图3)利用，除了通过相对于组织向近侧或向远侧转移活检构件630分离组织的能力之外。
[0066] 参考图5，用于从目标组织获得组织样品的根据本公开提供的活检工具的另一个实施例被示出为总体上由参考数字730标识。活检构件730包括基础部分740、组织接收部分750、和远端帽760。基础部分740限定总体上圆柱形的配置并且可以容纳传感器770。传感器
770与传感器170(图3)相似，并且因此在这里为了简要不会详述。活检构件730的远端帽760限定总体上钝的配置。可替换地，远端帽760可以被配置为切割或解剖组织。
770与传感器170(图3)相似，并且因此在这里为了简要不会详述。活检构件730的远端帽760限定总体上钝的配置。可替换地，远端帽760可以被配置为切割或解剖组织。
[0067] 组织接收部分750限定平面的表面753和开口752，开口752被配置为接收在其间通过并且到活检构件730的总体上中空的内部中的组织样品。开口752由第一和第二纵向地延伸的面754、756和弯曲的面762限定。面754和756被形成角到组织接收部分750的内部中并且被定向以在其间限定锐的内角，例如，总体上“V”形状的配置。面754、756、和762每个分别包括削尖的切割边缘755、757、和763，布置在开口752的一侧上，从而形成能够切割组织的连续切割边缘。面754和756还被相对于彼此定向以使得边缘755和757在远到近方向逐渐地接近彼此，最终在邻近于近端肩759的辐射式的切割边缘763处结束。此特征帮助动态的组织切割，类似地如同以上参考活检构件130(图3)详述的。在一个非限制实施例中，组织接收部分750可以由布置在远端帽760与近端肩759之间的一个或多个板761限定。
[0068] 活检构件730可以被以如上详述的活检构件130(图3)类似的方式利用以切割组织。
[0069] 现在参考图6，根据本公开提供的用于从目标组织中获得组织样品的活检工具的另一个实施例被示出为总体上由参考数字830标识。类似地如以上参考先前的实施例详述的，活检工具830被用于结合跟踪系统70(图1)以帮助活检工具830导航到目标组织和/或在活检工具830相对于目标组织操作以获得组织样品时跟踪活检工具830。
[0070] 活检构件830包括基础部分840、组织接收部分850、和远端帽860。基础部分840限定总体上圆柱形的配置并且可以容纳传感器870。传感器870可以类似传感器170(图1)被配置，并且因此为了简要将不会详述。活检构件830的远端帽860限定总体上钝的配置。可替换地，远端帽860可以被配置为切割或解剖组织。
[0071] 组织接收部分850限定平面的表面853和开口852，开口852被配置为接收在其间通过并且到活检构件830的总体上中空的内部中的组织。开口852由一个或多个半圆形面854限定。在一个非限制的实施例中，开口852由一系列以三叶形状配置布置的互连和重叠的半圆形面854、856、和862限定。面854、856、和862被形成角到组织接收部分850的内部中。面854、856、和862每个分别包括削尖的切割边缘855、857、和863，布置在开口852上的一侧上。
面854、856、和862还被相对于彼此定向以使得向开口852的中心延伸的、具有切割边缘868的多个突出部867被形成在相邻的面854、856、和862之间的结合处。此特征，结合削尖的切割边缘855、857、和863，帮助动态的组织切割，类似地如以上参考活检构件130(图3)详述的。虽然组织接收部分850总体上显示为由单个板861形成，但是在其它实施例中组织接收部分850可以由布置在基础部分840上的两个或更多个板861限定。
面854、856、和862还被相对于彼此定向以使得向开口852的中心延伸的、具有切割边缘868的多个突出部867被形成在相邻的面854、856、和862之间的结合处。此特征，结合削尖的切割边缘855、857、和863，帮助动态的组织切割，类似地如以上参考活检构件130(图3)详述的。虽然组织接收部分850总体上显示为由单个板861形成，但是在其它实施例中组织接收部分850可以由布置在基础部分840上的两个或更多个板861限定。
[0072] 活检构件830可以被以如以上详述的活检构件130(图3)类似的形式利用，除了通过相对于组织以任何方向(例如向近侧、向远侧、横向地、对角地，等等)转移活检构件830以分离组织的能力之外。
[0073] 转向图7，根据本公开提供的用于从目标组织获得组织样品的活检工具的又一个实施例被示出为总体上由参考数字930标识。活检构件930包括基础部分940、组织接收部分950、和远端帽960。基础部分940限定总体上圆柱形的配置并且可以容纳传感器970。传感器
970与传感器170(图3)相似，并且因此在这里为了简要不会详述。活检构件930的远端帽960限定总体上钝的配置。可替换地，远端帽960可以被配置为切割或解剖组织。
970与传感器170(图3)相似，并且因此在这里为了简要不会详述。活检构件930的远端帽960限定总体上钝的配置。可替换地，远端帽960可以被配置为切割或解剖组织。
[0074] 组织接收部分950限定平面的表面953和开口952，开口952被配置为接收在其间通过并且到活检构件930的总体上中空的内部中的组织。开口952由具有大开口952a的远端区域限定，包括平滑壁956，在接近具有小于大开口的宽度的宽度的长窄开口952b处成锥形并且还包括向开口952的中心延伸的多个齿954。在一个非限制实施例中，齿954可以被定向以使得它们以一定角度向开口952的中心延伸，这样它们在相对于它们的基础的近端位置处终止。大开口952a可以是任何形状，包括但不限于，三角形、圆形、矩形等。大开口的一个非限制的实施例具有三角形的配置。长窄开口952b可以包括并行的壁或形成锐角的壁，该锐角终止于邻近近端肩959的顶点955。此特征帮助动态的组织撕裂，如以下详述的。虽然组织接收部分950总体上显示为由单个板961形成，但是在其它实施例中组织接收部分950可以由布置在基础部分940上的两个或更多个板961限定。
[0075] 活检构件930可以被以如以上详述的活检构件130(图3)类似的方式利用，除了一旦活检工具100的活检构件930被依照要求定位，真空源“V”就可以被激活以在活检构件930的组织接收部分950的开口952处施加吸力以将组织吸引到组织接收部分950的内部之外。当组织的样品被吸引通过开口952时，样品被限制在长窄开口952b之内，例如由于施加于组织的吸力的结果。一旦组织样品已被至少部分地在组织接收部分950的内部之内接收后，活检构件930可以被相对于组织向近侧或远侧转移，例如经由握住近端手柄部分120并且向近侧或向远侧平移近端手柄部分120，以使得组织样品被从周围组织完全撕裂或分离。组织样品的此撕裂由在组织样品上提供牢固抓握的多个齿954辅助。
[0076] 参考现在图8，根据本公开提供的用于从目标组织获得组织样品的活检工具的又一个实施例被示出为总体上由参考数字1030标识。活检构件1030包括基础部分1040、组织接收部分1050、和远端帽1060。基础部分1040限定总体上圆柱形的配置并且可以容纳传感器1070。传感器1070与传感器170(图3)相似，并且因此在这里为了简要不会详述。活检构件1030的远端帽1060限定总体上钝的配置。可替换地，远端帽1060可以被配置为切割或解剖组织。
[0077] 组织接收部分1050限定平面的表面1053和开口1052，开口1052被配置为接收在其间通过并且到活检构件1030的总体上中空的内部中的组织。开口1052由具有大开口1052a的远端区域限定，包括平滑壁1056，在接近具有小于大开口1052a的宽度的宽度的长窄开口1052b处成锥形。大开口1052a可以是任何形状，包括但不限于，三角形、圆形、矩形、心形等。
大开口1052a的一个非限制的实施例具有心形的配置。长窄开口1052b包括形成锐角的壁，锐角终止于邻近于近端肩1059的顶点1055。此特征帮助动态的组织撕裂，类似地如以上参考活检构件930详述的(图7)。虽然在一个中非限制实施例中组织接收部分1050总体上显示为由单个板1061形成，但是组织接收部分1050可以由布置在基础部分1040上的两个或更多个板1061限定。
大开口1052a的一个非限制的实施例具有心形的配置。长窄开口1052b包括形成锐角的壁，锐角终止于邻近于近端肩1059的顶点1055。此特征帮助动态的组织撕裂，类似地如以上参考活检构件930详述的(图7)。虽然在一个中非限制实施例中组织接收部分1050总体上显示为由单个板1061形成，但是组织接收部分1050可以由布置在基础部分1040上的两个或更多个板1061限定。
[0078] 活检构件1070可以被以如上详述的活检构件170(图7)类似的方式利用，除了一旦活检工具100的活检构件1030被依照要求定位，真空源“V”就可以被激活以在活检构件1030的组织接收部分1050的开口1052处施加吸力以将组织吸引到组织接收部分1050的内部之外。当组织的样品被吸引通过开口1052时，样品被存留在长窄开口1052b之内，例如由于施加于组织的吸力的结果。一旦组织样品已被至少部分地在组织接收部分1050的内部之内接收后，活检构件1030可以被相对于组织向近侧转移，例如经由握住近端手柄部分120并且向远侧平移近端手柄部分120，以使得组织样品被从周围组织完全撕裂或分离。组织样品的此撕裂由在组织样品上提供牢固抓握的长窄开口1052b辅助。
[0079] 现在转向图9-11，结合图1，描述配置供这里详述的活检工具中的任何一个的传感器94和/或LG 92的传感器使用的各种不同的传感器248、348、448(分别在图9-11中)。虽然每个传感器248、348、448总体上被描述为采用多个传感器元件，但是预期这里详述的活检工具中的任何一个的传感器和/或LG 92的传感器94可以采用任意数目的传感器元件(例如，一个、两个、三个，等等)。因此，以下描述将不会被认为是限制的，而是仅仅作为特定实施例的示范。参考图9，示出传感器248。传感器248包括多个现场组件传感器元件251a、251b、1252a、252b、253。每个传感器元件251a、251b、252a、252b、253被形成为线圈并且被布置为感应由发射器垫76生成的电磁场的不同分量(图12)。更具体地，第一和第二对传感器元件251a、251b和252a、252b被布置在传感器外壳246之内以使得每对的相应元件251a、
251b和252a、252b与公共的参考点254等距，而传感器元件253以参考点254为中心。虽然图9所示为共线布置，但是也预期传感器元件251a、251b、1252a、252b、253的其它配置。此外，与提供五个传感器元件251a、251b、1252a、252b、253(其中传感器元件253以参考点254为中心)相反，可以提供六个传感器，例如，其中传感器元件253被提供为与参考点254等距布置的一对元件。传感器248的以上描述的配置使得发射器垫76和多个参考传感器74(图1)能够与跟踪模块72和计算机80(图1)一起得到传感器248在六个自由度的位置，如以下详述的，并且如在美国专利No.6,188,355和公布的PCT申请No.WO 00/10456和WO 01/67035中详述的，先前通过引用合并于此。
251b和252a、252b与公共的参考点254等距，而传感器元件253以参考点254为中心。虽然图9所示为共线布置，但是也预期传感器元件251a、251b、1252a、252b、253的其它配置。此外，与提供五个传感器元件251a、251b、1252a、252b、253(其中传感器元件253以参考点254为中心)相反，可以提供六个传感器，例如，其中传感器元件253被提供为与参考点254等距布置的一对元件。传感器248的以上描述的配置使得发射器垫76和多个参考传感器74(图1)能够与跟踪模块72和计算机80(图1)一起得到传感器248在六个自由度的位置，如以下详述的，并且如在美国专利No.6,188,355和公布的PCT申请No.WO 00/10456和WO 01/67035中详述的，先前通过引用合并于此。
[0080] 参考图10，传感器348被示出为包括布置在传感器外壳346之内的两个传感器组件351、353，每个组件351、353包括分别为三个传感器元件352a、352b、352c和354a、354b、
354c。每个传感器元件352a、352b、352c和354a、354b、354c被配置为平坦的矩形线圈，例如，包括多匝导线，被弯曲以限定弓形形状。因而，元件352a、352b、352c和354a、354b、354c组合以限定第一和第二总体圆柱形的组件351、353。组件351、353以参考轴356为中心并且被定位以使得元件352a、352b、352c和354a、354b、354c的每一个与参考轴356等距，并且使得组件351的元件352a、352b、352c的每一个分别与组件353的对应元件354a、354b、354c相比被定向为180度偏移。因此，类似地如传感器248(图9)一样，传感器348使得发射器垫76和多个参考传感器74(图1)能够与跟踪模块72和计算机80(图1)一起得到传感器348在六个自由度的位置。
354c。每个传感器元件352a、352b、352c和354a、354b、354c被配置为平坦的矩形线圈，例如，包括多匝导线，被弯曲以限定弓形形状。因而，元件352a、352b、352c和354a、354b、354c组合以限定第一和第二总体圆柱形的组件351、353。组件351、353以参考轴356为中心并且被定位以使得元件352a、352b、352c和354a、354b、354c的每一个与参考轴356等距，并且使得组件351的元件352a、352b、352c的每一个分别与组件353的对应元件354a、354b、354c相比被定向为180度偏移。因此，类似地如传感器248(图9)一样，传感器348使得发射器垫76和多个参考传感器74(图1)能够与跟踪模块72和计算机80(图1)一起得到传感器348在六个自由度的位置。
[0081] 转向图11，传感器448包括三个线圈451、452、453。线圈451和452、453相对于外壳446形成角，而线圈453被环绕地布置在外壳446之内。线圈451、452、453被定向以相对于彼此位于垂直面中并且共享公共中心参考点454。通过共享公共中心参考点454，每个线圈
451、452、453的每个部分与中心参考点454是等距的。此外，例如其中线圈共享公共中心参考点454而不是被纵向地相对于彼此移位的此配置允许传感器448的纵向尺寸被最小化。但是，此类配置仍然使得发射器垫76和多个参考传感器74(图1)能够与跟踪模块72和计算机
80(图1)一起得到传感器448在六个自由度的位置。
451、452、453的每个部分与中心参考点454是等距的。此外，例如其中线圈共享公共中心参考点454而不是被纵向地相对于彼此移位的此配置允许传感器448的纵向尺寸被最小化。但是，此类配置仍然使得发射器垫76和多个参考传感器74(图1)能够与跟踪模块72和计算机
80(图1)一起得到传感器448在六个自由度的位置。
[0082] 另外参考图1，由发射器垫76生成的电磁波被传感器组件的各个传感器元件接收，例如配置以供这里提供的活检工具中的任何一个或LG 92的传感器94使用的传感器248、348、448(分别为图9-11)的传感器元件，并且被转换为经由参考传感器74感测的电信号。跟踪系统70还包括接收电路(未示出)，其具有被利用以从参考传感器74接收电信号并且处理这些信号以确定和记录传感器组件的位置数据的适当的放大器和A/D转换器。计算机80可以被配置为从跟踪系统70接收位置数据并且例如在计算机80、监视装置60、或其它适合的显示器上显示传感器组件在三维模型上并且相对于在规划阶段期间生成的选择的路径上的当前位置。因此，如上所述的活检工具和/或LG 92到目标组织的导航和/或活检工具相对于目标组织的操作可以被容易实现。
[0083] 如这里使用的，术语“远端”是指被描述为远离用户的部分，而术语“近端”是指被描述为更接近于用户的部分。此外，在一致的范围的情况下，这里详述的方面和特征中的任何一个可以被结合这里详述的其它方面和特征中的任何一个或所有使用。
[0084] 虽然本公开的若干实施例已被在附图中显示，但是不意欲本公开被限制于此，因为预期本公开如本领域所允许的范围那样宽并且说明书被同样阅读。因此，以上说明书将不会被认为是限制的，而是仅仅作为特定实施例的示范。
[0085] 本申请要求于2014年3月19日提交的美国临时专利申请No.61/955,407的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 手术导航系统及手术导航系统的配准方法 | 2020-05-15 | 397 |
| 微创手术导航系统 | 2020-05-14 | 14 |
| 一种手术导航系统 | 2020-05-14 | 581 |
| 手术导航用固定支架 | 2020-05-15 | 383 |
| 一种手术导航工具 | 2020-05-15 | 711 |
| 手术导航系统及手术导航方法 | 2020-05-11 | 858 |
| 超声手术导航系统 | 2020-05-16 | 373 |
| 手术导航系统及方法 | 2020-05-13 | 232 |
| 超声手术导航系统及超声手术导航方法 | 2020-05-15 | 581 |
| 软硬镜手术导航系统 | 2020-05-15 | 103 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
手术导航热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈