[发明专利]用于组织切割边缘测量装置的系统和方法

说明书

本发明的实施方式提供了用于切除组织块的系统和方法。用于切除组织块的系统包括手术设备和第一传感器，用于测量对应组织块的位置和方向信号。第一传感器的尺寸契合组织块内或组织块旁。系统还包括接合手术设备的第二传感器，其设置成测量手术设备的位置和方向。第二传感器设置成接收来自第一传感器的信号。控制器与第一传感器和/或第二传感器连通，并且控制器执行存有的程序以计算第一和第二传感器之间的距离。相应地，向临床医师提供视觉、听觉、触觉或其他反馈以引导手术设备至手术切缘。

相关申请的交叉引用

本申请是2014年9月5日提交的PCT/US2014/054310的部分继续申请，PCT/US2014/054310要求2013年9月6日提交的题为“用于组织切割边缘测量装置的系统和方法”的美国临时专利申请系列号61/874,675的权益，通过引用将该申请全文纳入本文用于所有目的。

关于联邦资助研究的声明

不适用。

背景技术

肿瘤的微创手术切除涉及精确切除肿瘤，同时保护周围健康和关键组织。一些示例包括但不限于，乳房保留手术和视频辅助的胸腔手术(VATS)。肿瘤的手术切除需要去除肿瘤周围组织的边缘以确保肿瘤细胞的完全去除并改善长期存活。默认的边缘取决于肿瘤的类型以及肿瘤对周围组织的微侵入(micro-invasion)。由于高粘弹性或生理运动(如肺塌陷)而导致组织的显著变形可以导致难以定位肿瘤以及精确去除肿瘤。因此，这可能导致肿瘤复发以及长期益处差。下述两种手术应用作为示例。然而，公开的系统和方法可以通过微创途径或开放手术应用于其它病灶的切除或活组织检查。

当前去除肺组织片段的临床实践涉及通过切割胸骨或通过扩张肋骨进行开胸。很多时候肋骨将会断裂，并且通常在这些手术期间手术去除片段。单是骨科创伤就存在相当大的疼痛，并且其可以使患者的恢复过程复杂化。这种程度的胸痛也使得由全身麻醉中复苏患者的任务复杂化，因为身体适应了强制通气并且疼痛可以中断自然的胸部节律。患者将显著受益于这样的手术，所述手术通过胸腔内小切口或端口进行，不导致这种骨科创伤。

相对较少的胸腔手术目前使用微创或VATS技术进行，尽管已经知道相较于开胸手术，通过减少创伤并且加速恢复时间，它们将为患者提供益处。这是因为(至少部分的原因是)这样的事实：只有很少的可用设备专门设计成能够以这样的方式进行胸腔手术。

然而，针对肺癌的手术正在转向使用VATS进行的微创手术以及较小的非解剖性肺切除术(即楔形切除术)，特别是对于小病灶。然而在进行VATS的传统方法中，肺的坍塌导致难以精确定位肿瘤以及确定切割边缘。此外，因为手术的微创方式，肺组织的触诊是不可能的。不精确的手术切除可能导致后续的肿瘤复发，增加关键结构的压力以及可能使组织破裂。

乳房保留手术(BCS)涉及去除肿瘤并保护肿瘤周围的健康乳房实质。研究已经显示，与化疗组合的BCS具有与乳房切除术相似的长期益处，以及额外的美容优势。然而，由于乳房的高度可变性性质，鉴定并切除整个肿瘤是一项富有挑战性的任务。由于乳房的软组织性质，实现对健康实质具有最小损伤的阴性手术边缘非常重要的。

因此，需要克服了上述限制的组织切割边缘测量装置。

发明内容

本发明涉及用于切除组织块同时补偿由于其弹性性质和生理诱导的运动而引起的组织变形的系统和方法。在一个非限制性实施例中，本发明通过提供这样的装置和方法能够进行微创手术，所述装置和方法进行区分创伤关键组织并且精确确定切割边缘的组织切除。此外，可以向外科医师提供听觉、视觉和触觉提示以鉴定并且更精确地测量肿瘤边缘来确保肿瘤的完整切除。