使用多源成像的外科装置、系统和方法与流程

本公开整体涉及使用多源成像的外科装置、系统和方法。

背景技术：

1、外科系统通常结合有成像系统，该成像系统可允许执业医生在一个或多个显示器(例如，监测器、计算机平板屏幕等)上查看外科部位和/或其一个或多个部分。显示器可位于手术室本地和/或远程。成像系统可包括具有相机的窥镜，该相机查看外科部位并将视图传输到执业医生可查看的一个或多个显示器。

2、成像系统可能受到它们能够识别和/或传达给执业医生的信息的限制。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。对于另一示例，某些成像系统可能无法在术中将某些信息传送和/或传达给执业医生。

3、因此，仍需改善的外科成像。

技术实现思路

1、一般来讲，提供了用于多源成像的装置、系统和方法。

2、在一个方面，提供了一种外科方法，在一个实施方案中，该外科方法包括：用第一成像装置在外科手术的执行期间收集外科部位的第一图像；用第二成像装置在外科手术的执行期间收集外科部位的第二图像；用控制器分析第一图像和第二图像以识别并限定结缔软组织平面的边界；用控制器将结缔软组织平面的所识别并限定的边界与组织的解剖结构和作用相关联；以及用控制器使显示装置显示与组织相关联的信息并且显示与结缔软组织平面的所识别并限定的边界叠加的第一图像和第二图像中的至少一者，并且由此限定结缔软组织平面的位置和取向。

3、该方法可具有任何数量的变型。例如，组织的解剖结构和作用可包括组织平面、组织成分、肿瘤位置、肿瘤边缘识别、粘连、血管形成、和组织脆性中的至少一者。对于另一示例，与组织相关的信息可包括组织类型、组织的胶原成分、组织的有序纤维取向与经重塑的无序纤维取向、组织的生存力、和组织的健康状况中的至少一者。对于又一示例，第一成像装置可包括：结构化光发射器，其被配置为能够将结构化光图案发射在解剖结构的表面上；光谱光发射器，其被配置为能够发射多个波长的光谱光，该多个波长的光谱光能够穿透解剖结构并且到达位于解剖结构的表面下方的嵌入结构；和图像传感器，其被配置为能够检测反射的结构化光图案、反射的光谱光、和反射的可见光，该方法还可包括用控制器根据由图像传感器检测到的反射的结构化光图案来构造解剖结构的三维(3d)数字表示，并且控制器可使用该3d数字表示来识别并限定结缔软组织平面的边界。对于又一示例，第一成像装置可包括柔性窥镜式装置，并且第二成像装置可包括刚性窥镜式装置。对于另一示例，第一成像装置可包括支气管镜，解剖结构可包括肺，该方法还可包括将支气管镜推进到肺中，组织可包括支气管组织，嵌入结构可包括肿瘤，并且结缔软组织平面的位置和取向可使得能够识别肺中的肿瘤位置和取向。

4、对于又一示例，第一成像装置可使用可见光光谱之外的波长来收集第一图像，以便允许从解剖结构外部对嵌入结构的可视化，可见光光谱之外的波长可包括超声波长或红外波长，并且第二成像装置可使用可见光光谱内的波长来收集第二图像，以便允许解剖结构的表面的可视化。该方法还可包括将造影剂递送到解剖结构，第一成像装置可使解剖结构内的造影剂可视化，并且第二成像装置不能够使解剖结构内的造影剂可视化。

5、对于又一示例，第一成像装置和第二成像装置可以以可释放的方式联接到机器人外科系统并且由机器人外科系统控制，并且外科集线器可包括控制器。对于另一示例，机器人外科系统可包括控制器和显示装置，并且第一成像装置和第二成像装置可各自以可释放的方式联接到机器人外科系统并且由机器人外科系统控制。

6、在另一方面，提供了一种外科系统，在一个实施方案中，该外科系统包括：第一成像装置，其被配置为能够在外科手术的执行期间收集外科部位的第一图像；第二成像装置，其被配置为能够在外科手术的执行期间收集外科部位的第二图像；和控制器，其被配置为能够执行以下操作：分析第一图像和第二图像以识别并限定结缔软组织平面的边界；将结缔软组织平面的所识别并限定的边界与组织的解剖结构和作用相关联；以及使显示装置显示与组织相关联的信息并且显示与结缔软组织平面的所识别并限定的边界叠加的第一图像和第二图像中的至少一者，并且由此限定结缔软组织平面的位置和取向。

7、该系统能够以多种方式变化。例如，组织的解剖结构和作用可包括组织平面、组织成分、肿瘤位置、肿瘤边缘识别、粘连、血管形成、和组织脆性中的至少一者。对于另一示例，与组织相关联的信息可包括组织类型、组织的胶原成分、组织的有序纤维取向与经重塑的无序纤维取向、组织的生存力、和组织的健康状况中的至少一者。对于又一示例，第一成像装置可包括：结构化光发射器，其被配置为能够将结构化光图案发射在解剖结构的表面上；光谱光发射器，其被配置为能够发射多个波长的光谱光，该多个波长的光谱光能够穿透解剖结构并且到达位于解剖结构的表面下方的嵌入结构；和图像传感器，其被配置为能够检测反射的结构化光图案、反射的光谱光、和反射的可见光，控制器可被配置为能够根据由图像传感器检测到的反射的结构化光图案来构造解剖结构的三维(3d)数字表示，并且控制器可被配置为能够使用该3d数字表示来识别并限定结缔软组织平面的边界。对于又一示例，第一成像装置可包括柔性窥镜式装置，并且第二成像装置可包括刚性窥镜式装置。对于又一示例，解剖结构可包括肺，第一成像装置可包括被配置为能够被推进到肺中的支气管镜，组织可包括支气管组织，嵌入结构可包括肿瘤，并且结缔软组织平面的位置和取向可使得能够识别肺中的肿瘤位置和取向。

8、对于另一示例，第一成像装置可被配置为能够使用可见光光谱之外的波长来收集第一图像，以便允许从解剖结构外部对嵌入结构的可视化，可见光光谱之外的波长可包括超声波长或红外波长，并且第二成像装置可被配置为能够使用可见光光谱内的波长来收集第二图像，以便允许解剖结构的表面的可视化。该系统还可包括被配置为能够被递送到解剖结构的造影剂，第一成像装置可被配置为能够使解剖结构内的造影剂可视化，并且第二成像装置不能够使解剖结构内的造影剂可视化。

9、对于又一示例，第一成像装置和第二成像装置可各自被配置为能够以可释放的方式联接到机器人外科系统并且由机器人外科系统控制，并且外科集线器可包括控制器。对于另一示例，该系统还可包括显示装置，机器人外科系统可包括控制器和显示装置，并且第一成像装置和第二成像装置可各自被配置为能够以可释放的方式联接到机器人外科系统并且由机器人外科系统控制。

技术特征：

1.一种外科系统，所述外科系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述组织的所述解剖结构和所述作用包括组织平面、组织成分、肿瘤位置、肿瘤边缘识别、粘连、血管形成、和组织脆性中的至少一者。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中，与所述组织相关联的所述信息包括所述组织的类型、所述组织的胶原成分、所述组织的有序纤维取向与经重塑的无序纤维取向、所述组织的存活力、和所述组织的健康状况中的至少一者。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述第一成像装置包括

5.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述第一成像装置包括柔性窥镜式装置；并且

6.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述解剖结构包括肺；

7.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述第一成像装置被配置为能够使用可见光光谱之外的波长来收集所述第一图像，以便允许从所述解剖结构外部对所述嵌入结构的可视化；

8.根据权利要求10所述的系统，所述系统还包括被配置为能够被递送到所述解剖结构的造影剂；

9.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述第一成像装置和所述第二成像装置各自被配置为能够以可释放的方式联接到机器人外科系统并且由所述机器人外科系统控制；并且

10.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统还包括所述显示装置；

11.一种方法，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述组织的所述解剖结构和所述作用包括组织平面、组织成分、肿瘤位置、肿瘤边缘识别、粘连、血管形成、和组织脆性中的至少一者。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中，与所述组织相关联的所述信息包括所述组织的类型、所述组织的胶原成分、所述组织的有序纤维取向与经重塑的无序纤维取向、所述组织的存活力、和所述组织的健康状况中的至少一者。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，所述第一成像装置包括：

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，所述第一成像装置包括柔性窥镜式装置；并且

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中，所述第一成像装置包括支气管镜；

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其中，所述第一成像装置使用可见光光谱之外的波长来收集所述第一图像，以便允许从所述解剖结构外部对所述嵌入结构的可视化；

18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括将造影剂递送到所述解剖结构；

19.根据权利要求11至18中任一项所述的方法，其中，所述第一成像装置和所述第二成像装置以可释放的方式联接到机器人外科系统并且由所述机器人外科系统控制；并且

20.根据权利要求11至19中任一项所述的方法，其中，机器人外科系统包括所述控制器和所述显示装置，并且所述第一成像装置和所述第二成像装置各自以可释放的方式联接到所述机器人外科系统并且由所述机器人外科系统控制。

21.一种包括指令的计算机程序产品，当所述程序由根据权利要求1所述的系统的控制器执行时，所述指令使得所述控制器：

22.一种包括指令的计算机程序产品，当所述程序由根据权利要求1所述的系统的所述控制器执行时，所述指令使得所述系统执行根据权利要求11至20中任一项所述的方法。

23.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有根据权利要求21或权利要求22所述的计算机程序产品。

24.一种数据载体信号，所述数据载体信号承载根据权利要求21或权利要求22所述的计算机程序产品。

技术总结一般来讲，提供了用于多源成像的装置、系统和方法。技术研发人员：F·E·谢尔顿四世,C·J·谢伊布,J·L·哈里斯,K·M·费比格,S·R·亚当斯受保护的技术使用者：西拉格国际有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11