[发明专利]用于微创治疗的导航和模拟的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是国家阶段申请，要求2014年3月14日用英语提交的国际PCT专利申请No.PCT/CA2014/050270的利益，该国际PCT专利申请要求名称为“PLANNING,NAVIGATION AND SIMULATION SYSTEMS AND METHODS FOR MINIMALLY INVASIVE THERAPY”(用于微创治疗的规划、导航和模拟系统及方法)且于2013年3月15日提交的美国临时专利申请No.61/800,155的优先权，这些专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。

本申请还要求名称为“PLANNING,NAVIGATION AND SIMULATION SYSTEMS AND METHODS FOR MINIMALLY INVASIVE THERAPY”(用于微创治疗的规划、导航和模拟系统及方法)且于2014年1月8日提交的美国临时专利申请No.61/924,993的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。

本申请还要求名称为“INSERT IMAGING DEVICE”(插入式像装置)且于2013年3月15日提交的美国临时专利申请No.61/801,746的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。

本申请还要求名称为“INSERT IMAGING DEVICE”(插入式成像装置)且于2013年5月1日提交的美国临时专利申请No.61/818,255的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。

本申请还要求名称为“INSERTABLE MAGNETIC RESONANCE IMAGING COIL PROBE FOR MINIMALLY INVASIVE CORRIDOR-BASED PROCEDURES”(用于基于微创通道的程序的可插入磁共振成像线圈探针)且于2013年3月15日提交的美国临时专利申请No.61/801,143的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。

本申请还要求名称为“INSERTABLE MAGNETIC RESONANCE IMAGING COIL PROBE FOR MINIMALLY INVASIVE CORRIDOR-BASED PROCEDURES”(用于基于微创通道的程序的可插入磁共振成像线圈探针)且于2013年5月1日提交的美国临时专利申请No.61/818,325的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及用于微创治疗和图像引导的医疗程序的导航系统和方法。

背景技术

微创神经手术程序需要几何上准确且配准患者的成像数据,以便于组织区 分和靶向。迄今为止，尚未实现成像(术前和术中)、手术进入和切除装置的真正整合。医疗装置仍然是单独的系统，并且需要外科医生在认知上整合信息。

诸如磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)和正电子发射断层扫描(PET)的术前成像数据通过观察台静态地或通过导航系统动态地整合到手术室中。导航系统将装置配准患者，并且将患者配准术前扫描，以允许在监视器上在术前信息的背景中查看器械。

术中成像系统主要由显微镜、内窥镜或外部视频观测器组成。这些是采集、记录和显示光学波长成像(2D的或立体的)的光学器械，该光学波长成像通常以比外科医生肉眼所能看到的增加的分辨率下被采集。该光学信息通常显示在屏幕上以供外科医生作为视频馈送查看，而导航的MRI/CT/PET数据将呈现在单独的屏幕上。

已经进行了一些尝试以在导航屏幕上提供用来显示光学视频的小窗口，或者同样从在光学视频上的导航屏幕显示叠加。模式之间的准确配准、外科医生与装置之间的有效接口以及装置的真正整合仍然是难以实现的。

基于端口的外科手术是一种微创外科手术技术，其中端口被引入以使用外科工具触及所关注的手术区域。不像诸如腹腔镜技术的其它微创技术，，端口直径大于工具直径。因此，所关注的组织区域通过端口可见。相应地，在所关注的区域中的暴露组织在皮肤表面以下几厘米深处，并且可通过端口中的狭窄通道触及。若干问题通常妨碍或削弱了在术中环境中执行基于端口的导航的能力。例如，端口轴线相对于典型跟踪装置(TD)的位置是一个自由且不可控的参数,该参数抑制进入端口取向的确定。此外，由于程序所需设备而导致的可用的有限通路造成间接的进入端口跟踪是不现实且不可行的。另外，要求在程序期间对进入端口测角以进入脑内的许多区域,这使得对进入端口进行导航成为一个尚未解决的困难且有挑战性的问题。