[发明专利]用于血管可视化和监测的由光纤传感器引导的导航

说明书

技术领域

本公开涉及医学仪器，并且更具体地涉及用于识别并且访问管腔的分支的医学应用中的形状感测光纤。

背景技术

冠状动脉搭桥移植术(CABG)是用于阻塞的冠状动脉的血管再生的手术程序。在常规手术中，患者的胸骨被打开并且心脏被充分暴露。该程序的重要部分是移除来自患者的身体的血管，接着所述血管被用来绕过冠状动脉中的一个或多个动脉粥样硬化狭窄。最常用的血管是被定位在胸中的乳内动脉(IMA)。其他使用的血管包括隐静脉(腿)和桡动脉(臂)。

微创(MI)搭桥手术通过小端口(例如，具有对于完全内窥镜程序而言大约5mm并且对于MI直接搭桥手术而言大约在50-60mm之间的开口大小)来执行的。在MI心脏搭桥手术期间，对用于搭桥中的替换的血管的直接访问不是可用的，并且使用插入到端口中的长仪器来移除血管。在MI手术期间，手术助手可以掌握内窥镜，或者可以使用机器人引导来掌握内窥镜。在机器人引导的情况下，视觉伺服可以被用来将机器人移动到特定位置。视觉伺服包括选择内窥镜图像上的点，其中，机器人移动以将点维持在图像的中心。

心脏血管再生中使用的血管通常嵌入在脂肪和筋膜中，并且为了移除它们，需要将它们小心地从周围的组织切除。此外，血管存在许多小分支，所述小分支必须被使用装订(staple)或烧灼(cauterization)来切断和封闭，以避免在已经执行搭桥后通过血管的泄露。这是程序的非常苛刻的部分并且通常是最耗时的，特别是在MI手术期间。通过经由胸腔端口插入的内窥镜排他性地提供在该部分期间的视觉。在这些约束下，通常可能错过分支，导致分支在没有被以适当的方式来装订或烧灼的情况下被无意地切断。这可以导致血液通过这些旁支泄露，通常需要重复的血管再生和另外的手术。

发明内容

根据本发明的原理，一种用于可视化、访问和/或监测管腔的分支的方法包括：将光纤形状感测设备插入到管腔中，并且基于由所述光纤形状感测设备中的所述管腔中的流量的变化引起的应变来确定所述管腔中的分支。在对所述管腔的绘制上指示分支的位置。将仪器引导到所述绘制上指示的所述分支的位置。

在另一个实施例中，一种用于可视化、访问和/或监测具有分支的管腔中的流量的方法包括：将光纤形状感测设备插入到管腔中；基于由所述光纤形状感测设备测量的应变引起的波动造成的所述管腔中的流量的变化来确定所述管腔的位置和来自所述管腔的分支的位置；对所述管腔的部分进行成像以提供实时图像；利用由所述光纤形状感测设备测量的所述管腔的所述位置来对所述实时图像进行配准；并且生成指示所述实时图像上的所述管腔的所述位置和所述分支的位置的叠加图像。

一种用于监测血管的系统包括：处理器、被耦合到所述处理器的存储器、以及感测和解释模块，所述感测和解释模块被存储在所述存储器中并且被配置为解释来自被插入血管中的光纤形状感测设备的光纤形状感测数据，其中，所述形状感测数据确定所述血管的分支。图像生成模块被存储在所述存储器中并且被配置为基于指示所述血管的形状和来自所述血管的所述分支的位置的所述光纤形状感测数据来生成叠加图像。显示器被配置为通过绘制所述血管来绘制所述叠加图像，以提供用于找到并且操作所述血管的所述分支的引导。

通过结合附图来阅读以下对本公开的图示的实施例的详细说明，本公开的这些和其他目的、特征和优势将变得显而易见。

附图说明

本公开将参考以下附图来详细展示以下对优选实施例的说明，其中：

图1是示出了根据一个实施例的形状感测系统的方框/流程图，所述形状感测系统被用于生成用于引导手术工具或装置的叠加；

图2是示出了根据一个说明性实施例的插入到患者的血管中的形状感测系统和通过端口插入到患者中的内窥镜的图；

图3A是示出了使用内窥镜通过创口取下的乳内动脉(IMA)的图像；

图3B是示出了根据一个说明性实施例的具有对其配准的叠加图像的图3A的乳内动脉(IMA)的图像；并且

图4是示出了根据说明性实施例的用于使用光学形状感测数据来访问管腔分支的方法的流程图。

具体实施方式