用于在手術(shù)過(guò)程中使用的系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】用于在手術(shù)過(guò)程中使用的系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年2月23日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080010381.1 (PCT/US2010/024978)、發(fā)明名稱為“用于在手術(shù)過(guò)程中使用的系統(tǒng)”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003]本申請(qǐng)是2009年3月4日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.61/157391的PCT國(guó)際申請(qǐng)，在此將該美國(guó)專利申請(qǐng)的內(nèi)容以參考的方式全部并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本公開(kāi)涉及用于在諸如內(nèi)窺鏡手術(shù)的手術(shù)過(guò)程中使用的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0005]當(dāng)前，在諸如內(nèi)窺鏡手術(shù)過(guò)程的手術(shù)過(guò)程中，來(lái)自手術(shù)位置的光學(xué)圖像被內(nèi)窺鏡捕捉。該圖像被發(fā)送至耦合于內(nèi)窺鏡的諸如攝像機(jī)的成像裝置，被處理，并且然后被所述裝置發(fā)送至諸如攝像機(jī)控制單元的成像處理器。成像處理器在將圖像發(fā)送至諸如監(jiān)視器的顯示單元之前進(jìn)一步處理圖像。監(jiān)視器上的圖像被手術(shù)室人員密切地觀察，從而當(dāng)圖像變得不清晰時(shí)，能夠進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)以恢復(fù)圖像的清晰畫面。例如，當(dāng)在手術(shù)位置發(fā)生出血并且圖像變紅時(shí)，外科醫(yī)生或手術(shù)人員的另一成員對(duì)諸如流體泵的流體管理單元進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，以對(duì)手術(shù)位置進(jìn)行沖洗并恢復(fù)圖像的清晰畫面。該手動(dòng)行為需要時(shí)間和資源，因而增加了手術(shù)人員在實(shí)施手術(shù)時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間量。
[0006]因此，需要這樣一種系統(tǒng):其允許成像處理器檢測(cè)圖像何時(shí)變得不清晰，并且通過(guò)自動(dòng)地將該信息通信至例如流體管理系統(tǒng)而進(jìn)行響應(yīng)，使得能夠?qū)α黧w管理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)以恢復(fù)手術(shù)位置的清晰圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)方面，本公開(kāi)涉及一種用于在手術(shù)過(guò)程中使用的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:內(nèi)窺鏡；耦合于內(nèi)窺鏡的成像裝置；耦合于成像裝置的成像處理器；以及耦合于成像處理器的至少一個(gè)管理系統(tǒng)，其中管理系統(tǒng)的功能在接收到來(lái)自成像處理器的通信后被自動(dòng)地調(diào)
-K-T。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)窺鏡能夠?qū)⒐鈱W(xué)圖像發(fā)送至成像裝置。在另一個(gè)實(shí)施例中，成像裝置處理光學(xué)圖像并將圖像發(fā)送至成像處理器。在又一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括耦合于成像處理器的顯示單元，其中成像處理器進(jìn)一步處理圖像并將圖像發(fā)送至顯示單元。在又一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)管理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)允許對(duì)發(fā)送至顯示單元的圖像進(jìn)行調(diào)節(jié)。在又一個(gè)實(shí)施例中，成像裝置包括攝像機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，成像處理器包括攝像機(jī)控制單元。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)管理系統(tǒng)包括流體管理系統(tǒng)。
[0009]在又一個(gè)方面，本公開(kāi)涉及一種在手術(shù)過(guò)程中調(diào)節(jié)手術(shù)位置的圖像的方法。所述方法包括:提供一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括內(nèi)窺鏡、親合于內(nèi)窺鏡的成像裝置、親合于成像裝置的成像處理器、耦合于成像處理器的至少一個(gè)管理系統(tǒng)、以及耦合于成像處理器的顯示單元；以及通過(guò)利用內(nèi)窺鏡觀察手術(shù)位置來(lái)獲取手術(shù)位置的圖像，所述圖像通過(guò)成像處理器被發(fā)送至顯示單元，其中管理系統(tǒng)的功能在接收到來(lái)自成像處理器的通信后被自動(dòng)地調(diào)節(jié)，對(duì)管理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)允許對(duì)圖像進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)管理系統(tǒng)包括流體管理系統(tǒng)。
[0011]本公開(kāi)的進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)南旅嫣峁┑脑敿?xì)描述中變得顯而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)理解，下面的詳細(xì)描述和具體示例，雖然指出了本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例，但僅僅用于示例的目的，并不意在限制本公開(kāi)的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0012]結(jié)合在說(shuō)明書中并構(gòu)成其一部分的附圖示出了本公開(kāi)的實(shí)施例，并與書面的描述一起用來(lái)解釋本公開(kāi)的原理、特征和特性。在附圖中:
[0013]圖1示出了本公開(kāi)的系統(tǒng)的第一實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面對(duì)一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，絕不意在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。
[0015]圖1示出了在內(nèi)窺鏡手術(shù)過(guò)程中使用的本公開(kāi)的系統(tǒng)10的第一實(shí)施例。系統(tǒng)10包括具有第一端Ila和第二端Ilb的內(nèi)窺鏡11。內(nèi)窺鏡11的第一端Ila設(shè)置在諸如關(guān)節(jié)腔的體腔20內(nèi)，并且諸如攝像機(jī)的成像裝置12耦合于內(nèi)窺鏡11的第二端lib。諸如攝像機(jī)控制單元的成像處理器13通過(guò)諸如線纜的耦合裝置30耦合于攝像機(jī)12。
[0016]通過(guò)單獨(dú)的耦合裝置40、50耦合于成像處理器13的是諸如監(jiān)視器的顯示單元14和諸如流體管理系統(tǒng)的管理系統(tǒng)15。流體管理系統(tǒng)15包括流體泵15a和耦合于泵15a的流體流入/流出線路15b、15c。對(duì)于本公開(kāi)的目的，使用的是包括用于流入和流出兩方面的線路的單筒式系統(tǒng)(single cartridge system)。所述筒通過(guò)親合裝置親合于泵15a。然而，其他系統(tǒng)也可以使用。諸如鹽水袋或其他流體源的流體源15d通過(guò)第一管15f耦合于泵15a，并且廢物容器15g通過(guò)第二管15h親合于泵15a。
[0017]在手術(shù)過(guò)程期間，來(lái)自手術(shù)位置20的光學(xué)圖像由位于內(nèi)窺鏡11內(nèi)的光學(xué)透鏡捕捉。圖像被發(fā)送至攝像機(jī)12，具體來(lái)說(shuō)是發(fā)送至攝像機(jī)12內(nèi)的傳感器，并且由該傳感器進(jìn)行處理從而產(chǎn)生模擬視頻信號(hào)。該模擬視頻信號(hào)被同樣位于攝像機(jī)12內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)。該轉(zhuǎn)換器可以是對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的任何模數(shù)轉(zhuǎn)換器。除了轉(zhuǎn)換器之外，可選地，攝像機(jī)12還可以包括串行器-解串器(SERDES)。如果正常的攝像機(jī)讀取速度被保持并且數(shù)字視頻信號(hào)被并行地發(fā)送至攝像機(jī)控制單元13，則可能需要耦合裝置30的直徑增大，這可能導(dǎo)致耦合裝置30太大并且不靈活。SERDES的使用通過(guò)使信號(hào)串行化并增加串行傳輸率而基本上減少了這種可能性。
[0018]一旦數(shù)字視頻信號(hào)被發(fā)送至攝像機(jī)控制單元13，則信號(hào)被位于單元13內(nèi)的數(shù)字視頻信號(hào)處理器進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)然后通過(guò)耦合裝置40被發(fā)送至監(jiān)視器。
[0019]數(shù)字視頻信號(hào)處理器將包含在信號(hào)內(nèi)的每個(gè)數(shù)據(jù)字段再分成關(guān)注的區(qū)域。關(guān)于這些區(qū)域的統(tǒng)計(jì)信息被所述處理器提供給微處理器或視頻處理器，所述微處理器或視頻處理器同樣包含在單元13內(nèi)并通過(guò)存儲(chǔ)器映射接口與所述處理器進(jìn)行交互。其他的接口也可以使用。所述統(tǒng)計(jì)信息包括但不限于紅、綠、藍(lán)(RGB)值。所述微處理器通過(guò)存儲(chǔ)在微處理器內(nèi)的算法和其他代碼將RGB值轉(zhuǎn)換成色調(diào)/飽和/值(HSV)。除了 HSV之外的顏色空間如L*AB可以從RGH值轉(zhuǎn)換。隨后，微處理器使用該HSV信息來(lái)通過(guò)顏色(色調(diào))檢測(cè)手術(shù)區(qū)域20處血液的存在和位置，并且通過(guò)顏色的強(qiáng)度(飽和度)來(lái)確定該血液的濃度。一旦血液的濃度變得足夠高以致監(jiān)視器上的圖像變得不清晰，該不清晰的圖像信息將被控制單元微處理器通過(guò)耦合裝置50自動(dòng)地下載到位于流體管理系統(tǒng)15中的微處理器。
[0020]一旦接收到該信息，流體管理系統(tǒng)15的功能，例如流體流入或流體流出，便被自動(dòng)地調(diào)節(jié)，以創(chuàng)建圖像的清晰畫面。例如，當(dāng)在位置20處發(fā)生出血并且圖像變紅時(shí)，單元13將該信息下載到流體管理系統(tǒng)15，并且可以進(jìn)行對(duì)泵15a的壓力設(shè)定的預(yù)定調(diào)節(jié)。例如，可以發(fā)生通過(guò)流體流入線路15b到位置20的流體流入，以對(duì)位置20進(jìn)行沖洗，并恢復(fù)圖像的清晰畫面?？商娲兀梢园l(fā)生通過(guò)流體流出線路15c從位置20的流體流出，以便抽取流體并恢復(fù)圖像的清晰畫面。這些調(diào)節(jié)過(guò)的設(shè)定可以持續(xù)預(yù)定的時(shí)長(zhǎng)并且自動(dòng)地返回到之前的設(shè)定，或者，調(diào)節(jié)過(guò)的設(shè)定可以一直持續(xù)到攝像機(jī)控制單元13檢測(cè)到圖像內(nèi)的紅色水平位于預(yù)定水平以下的時(shí)間，從而發(fā)送信號(hào)給泵15a以將其設(shè)定返回到先前的水平。
[0021]另外，由控制單元微處理器進(jìn)行的對(duì)統(tǒng)計(jì)的示差分析(differential analysis)可以幫助在手術(shù)區(qū)域20處的靜止紅色物體和運(yùn)動(dòng)物體(例如，血液)之間進(jìn)行區(qū)分。微處理器可以對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)字段評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)和/或處理多個(gè)數(shù)據(jù)字段范圍內(nèi)的示差改變，以控制向手術(shù)區(qū)域20的流體流入和從手術(shù)區(qū)域20的流體流出的速率。另外，一旦控制單元13提供將致動(dòng)流體管理系統(tǒng)15的信息給流體管理系統(tǒng)15(即，引起向手術(shù)區(qū)域20的流體流入和從手術(shù)區(qū)域20的流體流出)，系統(tǒng)15可發(fā)送確認(rèn)收到該信息和系統(tǒng)15的致動(dòng)的通信給單元13。關(guān)于這一點(diǎn)，控制單元13與流體管理系統(tǒng)15之間的通信構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。另外，一旦單元13接收到該確認(rèn)，單元13可隨后發(fā)送關(guān)于該致動(dòng)的信息給監(jiān)視器14，使得屏上顯示展示在監(jiān)視器上，從而允許客戶知曉系統(tǒng)15被致動(dòng)。
[0022]另外，不同于通過(guò)線纜30、40、50發(fā)送信息，發(fā)送可以通過(guò)射頻技術(shù)或其他無(wú)線技術(shù)的使用而是無(wú)線的。控制單元1