[go: up one dir, main page]

CN111417353A - 外科手术形状传感光纤光学设备及其方法 - Google Patents

外科手术形状传感光纤光学设备及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111417353A
CN111417353A CN201880065311.2A CN201880065311A CN111417353A CN 111417353 A CN111417353 A CN 111417353A CN 201880065311 A CN201880065311 A CN 201880065311A CN 111417353 A CN111417353 A CN 111417353A
Authority
CN
China
Prior art keywords
markers
tracking
shape
fiber
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880065311.2A
Other languages
English (en)
Inventor
陆岚
严霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Weibang Zhendian Optoelectronic Technology Co ltd
Original Assignee
Veronicus Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Veronicus Inc filed Critical Veronicus Inc
Publication of CN111417353A publication Critical patent/CN111417353A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
    • H04B10/2519—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using Bragg gratings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2055—Optical tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2061—Tracking techniques using shape-sensors, e.g. fiber shape sensors with Bragg gratings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras
    • A61B2090/3614—Image-producing devices, e.g. surgical cameras using optical fibre
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A61B2090/365—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body augmented reality, i.e. correlating a live optical image with another image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A61B2090/367—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body creating a 3D dataset from 2D images using position information
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/372—Details of monitor hardware
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/373—Surgical systems with images on a monitor during operation using light, e.g. by using optical scanners
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • A61B2090/502—Headgear, e.g. helmet, spectacles
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10004—Still image; Photographic image
    • G06T2207/10012—Stereo images
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30204—Marker

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

用于组织和外科手术的形状传感设备，其包括处理装置和可调谐光源。可使用至少一个形状传感光纤且形状传感光纤具有多个单独的传感纤芯，所述传感纤芯具有分布在光纤内的光纤布拉格光栅。可包括光学开关，其被配置为在形状传感光纤内的单独的光纤的多路复用之间顺序切换以用于信号检测，并且可使用检测器以检测光纤信号。增强现实系统，其从形状传感设备接收跟踪数据，并在其显示器上叠加可视引导用于精确和直观的外科手术引导。

Description

外科手术形状传感光纤光学设备及其方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年10月10日提交的美国临时申请：62/570217的优先权，其公开内容被认为是本申请的公开内容的一部分，并且通过引用将其整体并入本文。
技术领域
本发明通常涉及形状传感光纤，更具体地涉及在手术期间检测外科手术器械的外科手术引导的多个点处的位置和取向。
背景技术
外科手术可在侵入性上改变，并且目前进行的许多外科手术曾经具有极大的侵入性，而现在正变得越来越小的侵入性。医疗装置的小型化已经使得能够开发用于人类疾病的诊断和治疗的新方法。内窥镜装置是一个非常深刻的例子，以允许进行具有非常小切口的微创外科手术过程来进行该过程。而且，正在开发或使用各种医疗装置/植入物来进行常规外科手术器械不容易接近的过程。例如，智能药丸用以对胃肠道成像。尽管内窥镜或微型装置能够检测它们的环境并执行干预，例如活组织检查，但精确地确定内窥镜装置在人体内的位置和几何结构是重要的。
一些人已经尝试通过使用箔应变仪测量形状变化。这些传感器虽然足以进行局部弯曲测量，但不能以足够的空间分辨率用以在除了最小距离外的所有距离上重建形状或相对位置。其他人已经使用光纤光学微弯曲传感器来测量形状。这种方法依赖于光纤中的损耗，这种损耗在现实应用中是不能控制的。Clements(美国专利No.6,888,623B2)描述了一种用于精确3D位置测量的光纤光学传感器。本发明的中央系统部件是柔性的“智能电缆”，其能够沿其长度精确地测量局部曲率和扭转。这些量用于推断电缆的一端相对于另一端的位置和姿态。
类似地，Chen等人(美国专利No.6,256,090B1)描述了一种用于确定柔性体的形状的方法和设备。该装置使用布拉格光栅传感器技术和时间、空间和波分复用，以沿一个光纤路径产生多个应变测量。使用多个光纤，可以以最小的模糊性进行主体和拖缆的形状确定。波分复用的使用具有其局限性，即在确定物体的形状和/或位置方面具有精度的能力是有限的。波分复用只能用在具有少于一百个传感器的传感器阵列，因此不足以用于以任何精度确定物体的形状和/或位置。
然而，用于切除的癌组织或其它靶组织的定位可能是困难的，并且导致相比必要的更多组织被去除。当前的方法不能提供植入装置的定量位置或该位置的实时可视反馈。这在大的再切除率和延长的外科手术时间方面产生了问题。这些因素随后导致较高的外科手术成本/浪费、高风险的并发症、以及患者的身体疼痛和情绪窘迫。因此，需要一种有效的外科手术成像设备，其能够提供切除区域的实时精确可视化，并在外科手术过程中为患者体内的外科手术器械产生可视引导。
发明概述
在一个方面，本发明涉及用于组织和外科手术的形状传感设备，其包括处理装置和可调谐光源。可使用至少一个形状传感光纤且形状传感光纤具有多个单独的传感纤芯，所述传感纤芯具有分布在光纤内的光纤布拉格光栅。可包括光学开关，其被配置为在形状传感光纤内的单独的光纤的多路复用之间顺序切换以用于信号检测，并且检测器可用以检测光纤信号。类似地，可以并行使用多个模块以同时从形状传感光纤内的多个纤芯或光纤采集信号。数据采集模块可以将检测的信号数字化并将数字化的信号传送到处理装置。然后，处理装置可以基于信号重建3D形状。第一组的一个或多个跟踪标志物可以耦合到形状传感光纤的近端端口。在一个实施方案中，标志物可以被配置为主动发射信号，例如IR光或被动反射来自IR光源的光。类似地，标志物可以使用电磁信号。空间跟踪装置，例如立体摄像头或电磁(EM)跟踪装置，可以被配置为检测和跟踪该设备可用的预定区域内的第一组的一个或多个标志物。空间跟踪装置，例如立体摄像头，可以包括第二光源，以定位具有被动IR标志物的形状传感光纤的近端端口。类似地，第二光源180可用于定位系统的其它IR标志物，具体地是需要由第二光源照射的被动IR标志物。在本发明的一些实施方案中，次级光源可以是可选的。使用主动IR标志物或EM标志物的实施方案可以不需要次级光源，因为它们可以产生它们自己的信号以便由空间跟踪装置检测。
本公开的系统的各种实施方案可以使用不同的标志物，包括反射光信号的被动IR标志物、产生它们自己的光信号的主动IR标志物、以及产生电磁信号的EM标志物。可以使用空间跟踪装置来检测不同信号中的每一个。在一些示例性实施方案中，由标志物产生的信号可以是任何合适的信号，例如反射的IR光、IR光或EM信号。
然后，处理装置可以确定近端端口相对于空间跟踪装置的姿势和位置，并将该位置数据与重建的3D数据组合，以确定传感光纤相对于空间跟踪装置的3D形状。然后，本公开的设备可以使用摄像头来获得由医生或医疗技术人员操作的组织的实时图像/视频。可以提供显示器以呈现传感光纤的形状，并将该形状叠加在实时操作的组织的视野上。第二组的一个或多个标志物可以安装到外科手术器械上。第二组的一个或多个标志物可以由空间跟踪装置跟踪，其中从空间跟踪装置获得的跟踪数据被传送到处理装置，并且获得外科手术设备相对于插入到组织中的3D形状传感光纤的空间关系，并且可以显示在显示器上，例如由医生或医疗技术人员观察的平板显示器或头戴式显示器(HMD)。跟踪装置可以包括任何合适的装置，例如红外和EM跟踪。在一个实施方案中，EM标志物可以代替安装在外科手术器械上用于跟踪的第二组红外标志物。
可通信地耦合到处理装置的存储器可以包括形状构建模块，以从光纤的确定位置的3D形状数据重建三维形状；空间几何模块，其被配置为确定形状传感光纤相对于空间跟踪装置的位置；光学跟踪模块，其被配置为收集第一组标志物和第二组标志物的光学图像，以计算标志物相对于空间跟踪装置的空间姿态和位置数据；以及数据流模块，其被配置为发送空间姿态和位置数据，3D形状数据被显示在显示器上。
在另一方面，本公开涉及提供增强现实外科手术系统的方法，其包括至少一个形状传感光纤和如所公开的3D可视化系统。然后可以将具有布拉格光栅的形状传感光纤插入到患者的目标组织或预定区域中。此外，具有布拉格光栅的形状传感光纤可以被安装或插入到待跟踪的目标外科手术器械中。可以使用光源并使其穿过形状传感光纤，其中在患者体内的光纤的一个或多个位置处光纤具有光纤布拉格光栅。然后可以测量患者的光纤的一个或多个位置处的一个或多个光纤布拉格光栅的一个或多个波长的反射率。可以确定光纤布拉格光栅在不同位置处的应变。然后可以从所确定的位置产生光纤的三维形状。显示器可用于呈现所生成的图像。另外，标志物可以位于形状传感光纤和一个或多个外科手术器械的近端端口。空间跟踪装置可用于检测和监测标志物的位置，并确定器械相对于形状传感光纤近端端口及其远端的位置。处理装置可以将该位置数据与重建的3D数据组合，以确定在使用显示器的过程期间在增强现实显示器中生成并显示给用户的3D形状。
附图说明
通过结合附图并参考所公开的系统和方法的以下描述，本公开的特征和优点以及获得它们的方式将变得更加明显且更好地理解，其中：
图1A是根据本发明的至少一个实施方案的用于精确外科手术的3D光纤形状传感和增强现实系统的示例性实施方案的图。
图1B是用于精确的本公开的3D光纤形状传感和增强现实系统的示例性实施方案的系统图。
图2中的A是通过用于计划切除目标组织的外科手术的成像设备的多个视图所获得的插入组织的3D形状传感光纤的术前图像。
图2中的B示出了使用本公开的系统的目标组织的示例性3D轮廓和生成的边缘轮廓。
图2中的C是本公开的3D形状传感形状光纤的图示，其中所配准的目标组织和边缘被呈现为可被叠加在显示器。
图2中的D是本公开的系统的图示，其测量和计算外科手术设备尖端到所产生的边缘轮廓的实时距离。
图3示出了根据本公开的方法的流程图，其用于在外科手术期间使用形状传感光纤来引导外科手术器械。
图4是示出本公开的形状传感系统的框图/流程图。
发明详述
在详细解释本发明的任何实施方案之前，应当理解，本发明的应用不限于在以下描述中所阐述的或在以下附图中示出的部件的结构和布置的细节。下列描述包括对具有通过本发明的实施方案的实施的示例给出的说明的附图的讨论。附图应通过示例的方式而不是限制的方式来理解。如本文所用，对一个或多个“实施方案”的引用将被理解为描述包括在本发明的至少一个实现中的特定的特征、结构或特性。因此，本文出现的诸如“在一个实施方案中”或“在可替代的实施方案中”的短语描述了本发明的各种实施方案和实现，并且不一定都指同一实施例。然而，它们也不一定是相互排斥的。
图中所示的各种元件的功能可以通过使用专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件来提供。当由处理器提供时，这些功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器来提供，其中一些处理器可以被共享。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为排他地指能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、非易失性存储器等。
此外，本文引用本发明的原理、方面和实施方案的所有陈述以及其具体实例旨在涵盖其结构和功能上的等效物。另外，这种等效物旨在包括当前已知的等效物以及将来开发的等效物(即，所开发的执行相同功能的任何元件，而不论结构如何)。因此，例如，本领域的技术人员将会理解，本文给出的框图表示体现本发明原理的说明性系统组件和/或电路的概念视图。类似地，将会理解，任何的流程图、示意图等表示可基本上在计算机可读存储介质中表示并由计算机或处理器执行的各种过程，无论这种计算机或处理器是否被明确地示出。
如图1所示，3D形状传感光纤和增强现实系统100用于外科手术。该系统可以包括光源101，例如可调谐激光器/宽带光源，光学开关/多路复用器102，第一组跟踪标志物104，具有布拉格光栅106(图1A中)或128(图1B中)的3D形状传感光纤105，检测器元件112，例如光或EM检测器，光电二极管，分光计，或任何前述设备的组合，数据采集系统(DAQ)114，处理器116，空间跟踪装置118和诸如平板124或头戴式显示器(HMD)126的显示装置的组合。第二组跟踪标志物120可以安装在外科手术器械122上并产生信号。跟踪标志物104可以使用任何合适的装置。在一个示例性实施方案中，跟踪标志物可以主动地发射IR或光或是反射来自IR光源的IR光的被动标志物。类似地，在一些示例性实施方案中，跟踪标志物可以是EM跟踪标志物，其可用作IR标志物的替代或与IR标志物组合。当与EM跟踪控制台一起使用时，EM标志物可以提供空间位置信息。可以类似地使用其它空间跟踪系统和标志物，例如RFID、QR码和其它合适的跟踪装置。类似地，可以并行使用多个跟踪系统，以同时从形状传感光纤内的多个纤芯或光纤获取信号用于并行检测。这些系统可用于检测形状传感光纤的近端端口的标志物的空间位置。
DAQ 114可用于收集通过患者感兴趣区域中的检测器系统所获得的数据。检测器元件112可以测量来自形状传感光纤和与DAQ 114的接口的实时反射率数据。DAQ 114可以对来自检测器元件112的电子读取信号进行数字化，并将数字化的信号发送到处理器116。然后，系统的处理器116可以进一步分析和处理所获得的反射率数据。处理器可以是常规的可编程微处理器、数字信号处理器、微控制器或其它合适的处理设备。处理器可以包括可通信地耦合到处理器的存储器200。在一些实施方案中，处理器116可用于计算第一组跟踪标志物104涉及第二组标志物120的位置和方向。类似地，处理器可用于解析由检测器收集的跟踪数据、启动存储的模块或算法以将空间数据分析到单个坐标系中，并根据数据计算和呈现图像。
本公开的系统的一个示例性实施方案可以用作用于精确去除目标组织的外科手术引导系统。该系统可结合3D形状传感、光学跟踪、增强现实和术前计划。3D形状传感光纤105可以插入到目标组织108中，以使其在任何器官/组织环境110内移除。可以使用可调谐激光器或宽带光源101通过波长扫描将多波长的光从光源101耦合到3D形状传感光纤中。3D形状传感光纤105可以包括一个或多个单独的传感纤芯或光纤，其具有分布在内的光纤布拉格光栅。当在光纤105上施加应变时，内部的光纤布拉格光栅的周期性可以改变。如所知，此类周期性变化改变不同波长的反射率。形状传感光纤可用于各种应用中并根据所需的定位和应用耦合到各种元件。在一些示例性实施方案中，形状传感光纤105可连接到仪器，例如但不限于内窥镜、胶囊、摄像头、或系于其它医疗装置或植入物。当形状传感光纤耦合到仪器时，仪器可以用作跟踪目标。
通过用检测器/分光计112测量波长上的反射率变化，可以获得光纤在不同位置处的应变，并且可以用于从其近端端口103重建3D形状传感光纤105的3D形状。光学开关/多路复用器102能够在形状传感光纤105内的单独的纤芯/光纤之间顺序切换或多路复用，用于由检测器/分光计112进行信号检测。数据采集模块114可以将检测的信号数字化，并将它们传送到处理器116，用于由处理器进行3D形状重建。同时，固定在3D形状传感光纤的近端端口的一个或多个标志物104可以使用任何合适的装置，例如反射来自光源的信号，例如来自IR光源的光，伴随空间跟踪装置118来产生信号。空间跟踪装置118可利用预定的空间特征配置来检测和跟踪第一标志物组104。然后可以获得3D形状传感光纤105的近端端口103相对于空间跟踪装置118的姿势和位置数据。结合3D形状传感光纤105关于其近端端口的重建的3D形状数据，可以获得形状传感光纤105相对于空间跟踪装置118的3D形状。
另外，平板124、头戴式显示器126或其它成像设备上的摄像头182可以捕获操作中器官/组织108的实时可视数据。形状传感光纤105的3D形状可以被呈现和叠加在可视数据上，并根据形状传感光纤105的3D形状显示在显示装置，然后可以被用户查看和使用以执行该过程或检查。可以在平板124、头戴式显示器126或其它显示装备的屏幕上实时显示操作中的器官/组织108的视图和3D形状传感光纤105的可视化。第二组的一个或多个IR标志物120可以耦合到外科手术设备122以形成由空间跟踪装置118(例如立体摄像头或EM跟踪控制台)跟踪的刚体。然后可以获得外科手术设备122相对于插入器官/组织108中的3D形状传感光纤105的空间关系。在各种实施方案中，立体摄像头可以用于使用IR跟踪标志物的实施方案，而EM跟踪控制台可以用于EM跟踪标志物。
图1A和图1B示出了本发明的示例性实施方案，它们具有用于外科手术的利用两种类型的3D形状传感光纤的示例性3D光纤形状传感和增强现实系统：1)离散分布式光纤布拉格光栅106(图1A)以及2)在光纤内连续分布式光纤布拉格光栅128(图1B)。这两个3D形状传感光纤实现了重建传感光纤的术中3D形状的相同技术目的，同时它们在技术方面稍有不同。图1B所示的系统可进一步包括参考臂127，以通过干涉从光纤布拉格光栅反射的光和来自参考臂127的光来产生干涉信号。
具有离散分布式光纤布拉格光栅106的形状传感光纤可以在不同的位置具有多个光纤布拉格光栅，每个光纤布拉格光栅具有不同的周期性，因此具有不同的反射中心波长。通过测量不同波长的反射率，得到了光纤布拉格光栅在不同位置处的应变，并将其用于重建光纤的三维形状。
具有连续分布式光纤布拉格光栅128的形状传感光纤105具有周期性均匀的连续分布式光纤布拉格光栅。通过将光的波长扫描到形状传感光纤中，可以由系统记录来自FBG和参考臂的反射光的干涉信号。可以对干涉信号应用傅立叶变换，然后可以通过FBG检索不同波长的反射率，这可以提供光纤在不同位置处的应变信息。所收集的数据可以在光纤上提供更多的应变监测点，并且可以更精确地重建传感光纤128的3D形状和患者体内的光纤位置。
处理器116可以执行各种功能，并且预期在系统内可以使用多于一个的处理器116。由处理器116执行的一些功能包括但不限于接收数据、存储参考数据212、信号同步、启动程序或模块，诸如3D形状重建204、光学跟踪算法202、空间几何结构计算模块206、数据流模块208和系统的指令模块201，如图4所示。上述功能中的每一个可以作为特定模块存储在可通信地耦合到处理器的存储器上。光学跟踪算法202收集两组标志物104和120的光学图像，然后可以计算它们关于空间跟踪装置118的空间姿态和位置。然后可以将此处理的数据发送到存储器200。空间几何结构计算206可以将形状传感光纤105的3D形状从基于近端端口103的坐标系变换到基于空间跟踪装置118的坐标系。数据流模块208可以将空间跟踪结果从空间跟踪装置118传送到处理器116，将形状传感光纤105的3D形状从处理器116传送到显示装置124或126。指令模块201可以被配置为收集由操作员输入的指令，并相应地通过其它模块执行。用于处理器116的数据源包括但不限于使用离散分布式光纤布拉格光栅106或连续分布式光纤布拉格光栅128的3D形状传感光纤105上的应变信号、来自空间跟踪装置118的光学跟踪数据以及来自平板124的硬件和软件信息。3D形状重建模块、跟踪模块和其它算法是存储在处理器116的存储器200中的可执行代码，并且在本发明中可以采用每个功能的各种算法。去向和来自处理器116的数据传输和流媒体可以包括但不限于PeripheralComponent Interconnect Express(PCIe)、通用串行总线(USB)线和局域网(LAN)。
处理器/处理装置116可以是一个以上的计算装置，或具有一个以上微处理器的单个计算装置。处理器116可以是具有内部或外部存储器、微处理器和附加标准计算特征的独立计算系统。处理器116可以选自包括PC、膝上型计算机、微处理器或可替代的计算设备或系统的组。
图2示出了根据本发明的至少一个实施方案的使用术前图像和3D形状传感光纤来执行外科手术计划并切除目标组织的系统图。图2中的A示出了插入的3D形状传感光纤的术前图像150、152、154，其中组织是通过成像装置从多个视图中获取的，所述成像装置可以包括但不限于超声、乳房X线照片、X射线和磁共振成像(MRI)。在外科手术计划阶段期间，操作者/用户可以识别待去除的目标组织并在术前图像上标记轮廓。利用配准图像上的目标组织的轮廓，可以使用重建模块的开发算法来重建肿瘤156的3D形状/轮廓以及近似肿瘤的3D位置。此外，利用由操作者限定的边缘，可以由系统生成具有边缘130的3D轮廓，以便在外科手术过程期间完全去除。该边缘可以由系统的处理器手动定义或自动生成。另外，存储器可以存储基于各种类型的过程和最佳切除边缘的预定边缘范围。边缘130可以叠加在图像上，以向用户提供关于在何处切除组织的可视指南。
图2中的B示出了目标组织的示例性3D轮廓和生成的边缘轮廓(虚线轮廓)。边缘的厚度可根据操作者的需要进行调整。此外，生成并存储所生成的目标组织轮廓内的3D形状传感光纤的部分的3D轮廓(图2中的B中的实线)。在外科手术期间，通过上述方法重建整个3D形状传感光纤105或128的术中3D轮廓。在开发的配准算法的辅助下，通过将术前的3D轮廓与术中的具有布拉格光栅106或128的形状传感光纤105中的一个相配合，将目标组织的3D轮廓和边缘配准在形状传感光纤105的重建的3D形状上。图2中的C示出了具有布拉格光栅106或128的3D形状传感形状光纤105的术中重建，且配准的目标组织和边缘被呈现和叠加在平板124或头戴式显示器126的视图上。对具有边缘的目标组织的可视化引导可以引导操作者快速和精确地去除目标组织。另外，空间跟踪装置通过外科手术设备112上的第二组跟踪物120跟踪外科手术设备122。如图2中的D所示，可以计算外科手术装置尖端132到所产生的边缘的实时距离。提供给操作者的反馈包括但不限于视觉和音频，一旦外科手术装置尖端进入边缘区域，即实时距离132小于或等于零。类似地，可以将显示图像叠加在正被操作或实时检查的组织的实时视图上。在一个示例性实施方案中，目标组织的术前图像可以通过用于外科手术引导的增强显示装置来配准或显示。诸如所跟踪的目标的形状和几何结构的信息可以被记录、呈现和叠加在平板124或头戴式显示器126的视图上。被跟踪的目标可以包括但不限于待去除的组织、内窥镜装置、医疗装置或植入物。
图3示出了本公开的系统的示例性方法。用于提供增强现实外科手术系统的方法可以包括，首先提供至少一个形状传感光纤和如本文所公开的3D可视化系统。然后可以将具有布拉格光栅的形状传感光纤插入到患者的目标组织或预定区域中。此外，具有布拉格光栅的形状传感光纤可以被安装或插入到被跟踪的目标外科手术器械中。可以使用光源并使其穿过形状传感光纤，其中在患者体内的光纤的一个或多个位置处光纤具有光纤布拉格光栅。然后可以测量患者的光纤的一个或多个位置处的一个或多个光纤布拉格光栅的一个或多个波长的反射率。可以确定光纤布拉格光栅在不同位置处的应变。然后可以从所确定的位置产生光纤的三维形状。显示器可用于呈现所生成的图像。另外，标志物可以位于形状传感光纤和一个或多个外科手术器械的近端端口。空间跟踪装置可用于检测和监测标志物的位置，并确定器械相对于形状传感光纤近端端口及其远端的位置。处理装置可以将该位置数据与重建的3D数据组合，以确定在使用显示器的过程期间在增强现实显示器中生成并显示给用户的3D形状。该方法还可以包括将光源的波长扫描到形状传感光纤中，并测量在一个或多个波长处的反射率的傅立叶变换，以确定光纤在不同位置处的应变。
在一些示例性实施方案中，近端端口在目标内的姿势和位置可以通过启动重建模块来实现。处理器可以组合和分析姿态和位置数据以及重建的三维形状数据，以确定传感光纤相对于空间跟踪装置的三维形状。可以使用空间跟踪装置来跟踪第二组标志物在外科手术器械上的位置。位置数据可用于确定外科手术装置相对于目标中的形状传感光纤之间的空间关系。可以使用视觉摄像头来捕获用户正在检查的组织的实时图像数据。然后，处理器可以使用由摄像头收集的实时图像数据，并将产生的呈现的三维可视化数据叠加在由摄像头产生的实时图像数据上。处理器可以在诸如平板或头戴式显示装置的显示装置上显示叠加的数据。另外，外科手术设备上的跟踪物可以相对于形状传感光纤和跟踪目标被跟踪。在跟踪目标是期望被移除的组织的情况下，系统可以在用户接近期望的边缘时警告外科手术装置的用户。如果用户开始在边缘内切除，则系统可以触发对显示器的警报或者触发用户已在期望的边缘内而不在期望的边缘外的其他警报装置。类似地，如果用户离期望的边缘太远，则显示器可以向用户提供视觉或音频反馈。
虽然已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但这种说明和描述被认为是说明性的或示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施方案。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实施所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施方案的其它变化。

Claims (20)

1.外科手术形状传感设备，其包括：
光源；
具有近端端口的形状传感光纤；
至少一个光学开关；
第一组跟踪标志物；
第二组跟踪标志物；
检测器元件；
数据采集系统；
处理器；
存储器，其可通信地耦合到所述处理器，其中所述存储器存储一个或多个模块；
空间跟踪装置，其被配置为检测和跟踪预定区域内的第一组和第二组的一个或多个标志物；和
显示器。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述光源是宽带且可调谐的光源，其中所述第一组检测器元件被固定在所述形状传感光纤的近端端口，并且其中所述第二组跟踪标志物耦合到外科手术设备。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述开关被配置为在所述形状传感光纤内的单独的光纤的多路复用之间顺序切换以用于信号检测。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述形状传感光纤包括多个单独的传感纤芯，所述传感纤芯具有分布在所述光纤内的光纤布拉格光栅。
5.如权利要求4所述的设备，其中所述数据采集模块被配置为将所检测的信号数字化并将数字化的信号传送到所述处理装置，其中所述处理装置被配置为基于所述信号重建3D形状。
6.如权利要求4所述的设备，其中所述第一形状传感光纤被整合到目标中，其中所述目标由以下中的一个或多个组成：
预定组织、内窥镜装置、内窥镜胶囊、医疗装置或医疗植入物。
7.如权利要求6所述的设备，其中所述第一组跟踪标志物和第二组跟踪标志物是红外标志物，其中所述标志物被配置为主动发射预定波长范围的光。
8.如权利要求6所述的设备，其中所述第一组跟踪标志物和第二组跟踪标志物是红外标志物，所述红外标志物被配置为被动反射由所述光源产生的预定波长的光。
9.如权利要求6所述的设备，其中所述第一组跟踪标志物和第二组标志物是电磁标志物。
10.如权利要求7所述的设备，其中所述空间跟踪装置是立体摄像头，所述立体摄像头被配置为检测和跟踪所述第一组标志物，其中所述数据采集模块被配置为将所检测的信号数字化并将数字化的跟踪数据传送到所述处理装置，其中所述处理装置被配置为使用数字化的跟踪数据创建所述形状传感光纤的重建的3D可视数据，其中所述立体摄像头还被配置为跟踪所述外科手术设备上的所述第二组标志物，其中所获得的跟踪数据被传送到处理装置，并且获得外科手术设备相对于插入到组织中的3D形状传感光纤的空间关系。
11.如权利要求9所述的设备，其中所述空间跟踪装置是电磁跟踪模块，其被配置为检测和跟踪所述标志物中的一个或多个，其中所述数据采集模块被配置为将所检测的信号数字化并将数字化的信号传送到所述处理装置，其中所述处理装置被配置为使用数字化的跟踪数据来创建重建的3D数据。
12.如权利要求10所述的设备，其还包括摄像头，所述摄像头被配置为获得被检查组织的实时可视数据。
13.如权利要求11所述的设备，其中所述显示器被配置为呈现所述传感光纤的形状并将所述形状叠加到被实时操作或检查的组织的实时可视数据上。
14.用于组织和外科手术程序的形状传感设备，其包括：
处理装置；
光源；
跟踪目标，其包括至少一个形状传感光纤，其中所述形状传感光纤包括多个单独的传感纤芯，所述传感纤芯具有分布在光纤内的光纤布拉格光栅；
光学开关，其被配置为在形状传感光纤内的单独的光纤的多路复用之间顺序切换以用于信号检测；
检测器，其被配置为检测由所述形状传感光纤产生的光纤信号；
数据采集模块，其被配置为将所检测的信号数字化并将数字化的信号传送到所述处理装置，其中所述处理装置被配置为使用检测的数字化的信号来创建重建的3D数据；
第一组的一个或多个标志物，其中所述第一组的一个或多个标志物固定在所述形状传感光纤的近端端口上并被配置为产生信号；
空间跟踪装置，其被配置为检测和跟踪预定区域内的第一组的一个或多个标志物；
其中所述处理装置被配置为使用所述近端端口相对于所述空间跟踪装置的姿势和位置来确定一组位置数据，并且将所述位置数据与所述重建的3D数据组合以确定所述传感光纤相对于所述空间跟踪装置的3D形状；
摄像头，其被配置为获得被检查组织的实时可视数据；
显示器，其被配置为呈现跟踪目标的形状和几何结构并且将所述形状叠加在被实时检查的组织的实时视图上；和
安装到外科手术器械的第二组的一个或多个标志物，其中所述第二组的一个或多个标志物由空间跟踪装置跟踪，其中所获得的跟踪数据被传送到所述处理装置，并且获得外科手术设备相对于插入到组织中的3D形状传感光纤的空间关系。
15.如权利要求10所述的设备，其中所述跟踪目标耦合到以下中的至少一个或多个：
预定组织区域、内窥镜装置、内窥镜胶囊、医疗装置或医疗植入物。
16.如权利要求14所述的设备，其中所述处理装置还包括存储器，所述存储器具有形状构建模块，以从光纤的确定位置的3D形状数据重建三维形状；空间几何模块，其被配置为确定形状传感光纤相对于空间跟踪装置的位置；光学跟踪模块，其被配置为收集第一组标志物和第二组标志物的光学图像，以计算标志物相对于空间跟踪装置的空间姿态和位置数据；以及数据流模块，其被配置为发送所述空间姿态和位置数据，所述3D形状数据被显示在所述显示器上。
17.提供增强现实外科手术系统的方法，其包括：
提供至少一个形状传感光纤和如所公开的3D可视化系统；
将光纤整合到目标中；
在光纤的一个或多个位置处生成分布式光纤布拉格光栅；
测量所述一个或多个光纤布拉格光栅在一个或多个波长处的反射率；
确定光纤布拉格光栅在不同位置处的应变；和
从确定的位置重建光纤的三维形状。
18.如权利要求17所述的方法，其还包括将所述光的波长扫描到所述形状传感光纤，并测量在所述一个或多个波长处的所述反射率的傅立叶变换，以确定所述光纤在不同位置处的应变。
19.如权利要求17所述的方法，其还包括
提供空间跟踪装置；
提供第一组的一个或多个标志物，所述标志物耦合到所述光纤的近端端口；
产生第一组的一个或多个标志物的信号；
利用空间跟踪装置检测和跟踪第一组的一个或多个标志物的信号；
使用重建模块确定近端端口在目标内的姿势和位置；
将姿态和位置数据以及重建的三维形状数据相结合；
确定传感光纤相对于空间跟踪装置的三维形状；
提供耦合到一个或多个外科手术设备的第二组的一个或多个红外标志物；
使用空间跟踪装置跟踪第二组的一个或多个标志物的位置；和
确定外科手术设备相对于跟踪目标中的形状传感光纤的空间关系。
20.如权利要求19所述的方法，其还包括：
提供摄像头，用于捕获被检查组织的实时图像数据；
将呈现的三维可视化数据叠加到实时图像数据上；和
在显示器装置上显示叠加的数据。
CN201880065311.2A 2017-10-10 2018-10-10 外科手术形状传感光纤光学设备及其方法 Pending CN111417353A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762570217P 2017-10-10 2017-10-10
US62/570,217 2017-10-10
PCT/US2018/055229 WO2019075075A1 (en) 2017-10-10 2018-10-10 FIBER OPTIC SURGICAL OPTIC SHAPE DETECTION APPARATUS AND METHOD THEREOF

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111417353A true CN111417353A (zh) 2020-07-14

Family

ID=66101706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880065311.2A Pending CN111417353A (zh) 2017-10-10 2018-10-10 外科手术形状传感光纤光学设备及其方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210186648A1 (zh)
CN (1) CN111417353A (zh)
WO (1) WO2019075075A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113349929A (zh) * 2021-05-21 2021-09-07 清华大学 用于髓内钉远端锁定孔的空间定位系统及方法
CN113349928A (zh) * 2021-05-20 2021-09-07 清华大学 用于柔性器械的增强现实手术导航装置及方法
CN115363752A (zh) * 2022-08-22 2022-11-22 华平祥晟(上海)医疗科技有限公司 智能手术路径指引系统
CN115420314A (zh) * 2022-11-03 2022-12-02 之江实验室 一种基于布拉格光栅位姿传感的电子内窥镜测控系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6256090B1 (en) * 1997-07-31 2001-07-03 University Of Maryland Method and apparatus for determining the shape of a flexible body
CN102753092A (zh) * 2010-02-09 2012-10-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于使用光学位置感测进行成像和处置的装置、系统和方法
US20140078138A1 (en) * 2012-03-06 2014-03-20 Pathfinder Therapeutics, Inc. Apparatus and methods for localization and relative positioning of a surgical instrument
US20150272571A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument utilizing sensor adaptation
WO2016061431A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for reducing measurement error using optical fiber shape sensing
JP2016539681A (ja) * 2013-10-24 2016-12-22 グローバス メディカル インコーポレイティッド 外科用ツールシステム及び方法
WO2017044874A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for using tracking in image-guided medical procedure

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8075498B2 (en) * 2005-03-04 2011-12-13 Endosense Sa Medical apparatus system having optical fiber load sensing capability
US8048063B2 (en) * 2006-06-09 2011-11-01 Endosense Sa Catheter having tri-axial force sensor
US8157789B2 (en) * 2007-05-24 2012-04-17 Endosense Sa Touch sensing catheter
US8337397B2 (en) * 2009-03-26 2012-12-25 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for providing visual guidance to an operator for steering a tip of an endoscopic device toward one or more landmarks in a patient
US8335126B2 (en) * 2010-08-26 2012-12-18 Pgs Geophysical As Method for compensating marine geophysical sensor measurements for effects of streamer elongation
US11040140B2 (en) * 2010-12-31 2021-06-22 Philips Image Guided Therapy Corporation Deep vein thrombosis therapeutic methods
US11026591B2 (en) * 2013-03-13 2021-06-08 Philips Image Guided Therapy Corporation Intravascular pressure sensor calibration
US10143523B2 (en) * 2015-03-31 2018-12-04 7D Surgical Inc. Systems, methods and devices for tracking and calibration of flexible instruments

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6256090B1 (en) * 1997-07-31 2001-07-03 University Of Maryland Method and apparatus for determining the shape of a flexible body
CN102753092A (zh) * 2010-02-09 2012-10-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于使用光学位置感测进行成像和处置的装置、系统和方法
US20140078138A1 (en) * 2012-03-06 2014-03-20 Pathfinder Therapeutics, Inc. Apparatus and methods for localization and relative positioning of a surgical instrument
JP2016539681A (ja) * 2013-10-24 2016-12-22 グローバス メディカル インコーポレイティッド 外科用ツールシステム及び方法
US20150272571A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument utilizing sensor adaptation
WO2016061431A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for reducing measurement error using optical fiber shape sensing
WO2017044874A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for using tracking in image-guided medical procedure

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113349928A (zh) * 2021-05-20 2021-09-07 清华大学 用于柔性器械的增强现实手术导航装置及方法
CN113349929A (zh) * 2021-05-21 2021-09-07 清华大学 用于髓内钉远端锁定孔的空间定位系统及方法
CN113349929B (zh) * 2021-05-21 2022-11-11 清华大学 用于髓内钉远端锁定孔的空间定位系统
CN115363752A (zh) * 2022-08-22 2022-11-22 华平祥晟(上海)医疗科技有限公司 智能手术路径指引系统
CN115420314A (zh) * 2022-11-03 2022-12-02 之江实验室 一种基于布拉格光栅位姿传感的电子内窥镜测控系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20210186648A1 (en) 2021-06-24
WO2019075075A1 (en) 2019-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9757034B2 (en) Flexible tether with integrated sensors for dynamic instrument tracking
JP6985262B2 (ja) 患者の体内における内視鏡の位置を追跡するための装置及び方法
EP2866642B1 (en) Fiber optic sensor guided navigation for vascular visualization and monitoring
KR101572487B1 (ko) 환자와 3차원 의료영상의 비침습 정합 시스템 및 방법
US11219487B2 (en) Shape sensing for orthopedic navigation
US20220039876A1 (en) Sensored surgical tool and surgical intraoperative tracking and imaging system incorporating same
RU2746458C2 (ru) Система навигации, слежения и направления для позиционирования операционных инструментов в теле пациента
US10448837B2 (en) Mapping system and method for medical procedures
JP2013542768A5 (zh)
CN109419556A (zh) 在解剖图像中显示内窥镜的位置和光轴
CN111417353A (zh) 外科手术形状传感光纤光学设备及其方法
CN105828721B (zh) 用于微创介入的形状感测的机器人超声
US12064191B2 (en) Surgical tool navigation using sensor fusion
KR20160069180A (ko) 중재시술 로봇용 공간정합 시스템
US10267624B2 (en) System and method for reconstructing a trajectory of an optical fiber
JP2019088784A (ja) 耳鼻咽喉科用剛性ツールの較正
EP3166480A1 (en) Fluid flow rate determinations using velocity vector maps
Van der Heide 3D instrument tip tracking for stereotactic navigation in robot assisted Rectum resection surgery
WO2024261864A1 (ja) 内視鏡制御装置，内視鏡システム，内視鏡制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: indiana

Applicant after: Veronicus Inc.

Applicant after: Xia Yan

Applicant after: Lan Lu

Address before: indiana

Applicant before: Veronicus Inc.

Applicant before: Yan Xia

Applicant before: Lu Lan

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20240117

Address after: Room 109, Building A4, Bionano Park, No. 218 Xinghu Street, Industrial Park, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: Suzhou Weibang Zhendian Optoelectronic Technology Co.,Ltd.

Address before: indiana

Applicant before: Veronicus Inc.

Applicant before: Xia Yan

Applicant before: Lan Lu

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200714