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用于將活檢工具導航到靶位置以及使用活檢工具獲得組織樣本的裝置、系統和方法.pdf

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用于 活檢 工具 導航 位置 以及 使用 獲得 組織 樣本 裝置 系統 方法
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摘要
申請專利號:

CN201480063160.9

申請日:

20140930

公開號:

CN105744897A

公開日:

20160706

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A61B10/02 主分類號: A61B10/02
申請人: 柯惠有限合伙公司
發明人: D·M·科斯特洛,T·P·克勞利,T·D·馬格努森
地址: 美國馬薩諸塞
優先權: 61/906,762,14/488,754
專利代理機構: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 代理人: 柳愛國
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480063160.9

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

一種活檢工具包括限定遠端的長形撓性本體以及布置在長形撓性本體的遠端處的遠側活檢構件。活檢構件包含傳感器組件,所述傳感器組件配置成能夠檢測傳感器組件在患者的氣道內的位置。活檢構件具有組織接收部分,所述組織接收部分限定窗口并且包括布置在窗口的任一側上的第一縱向延伸面和第二縱向延伸面。所述面向內并且朝向彼此地成角度以限定其間的內銳角。每個面限定銳化切削刃。銳化切削刃布置在窗口的任一側上。所述面定位成使得銳化切削刃在近側到遠側的方向上漸進地彼此接近并且終結于頂點。

權利要求書

1.一種活檢工具,其包括:限定遠端的長形撓性本體;布置在所述長形撓性本體的遠端處的遠側活檢構件,所述遠側活檢構件包含傳感器組件,所述傳感器組件包括配置成能夠檢測所述傳感器組件在患者的氣道內的位置的至少一個位置傳感器,所述遠側活檢構件具有組織接收部分,所述組織接收部分限定窗口且包括布置在所述窗口的任一側上的第一縱向延伸面和第二縱向延伸面,這些面向內并且朝向彼此地成角度以限定其間的內銳角,每個面限定銳化切削刃,所述銳化切削刃布置在所述窗口的任一側上,這些面定位成使得所述銳化切削刃在近側到遠側的方向上漸進地彼此接近并且終結于頂點。2.根據權利要求1所述的活檢工具,其中,所述遠側活檢構件的組織接收部分相對于所述遠側活檢構件的本體凹陷,以限定在所述組織接收部分的近端和遠端處的近側肩部和遠側肩部。3.根據權利要求1所述的活檢工具,其中,所述遠側活檢構件配置成連接到用于鄰近所述窗口施加抽吸的真空源。4.一種活檢工具,其包括:限定遠端的長形撓性本體;布置在所述長形撓性本體的遠端處的遠側活檢構件,所述遠側活檢構件包含傳感器組件,所述傳感器組件包括配置成能夠檢測所述傳感器組件在患者的氣道內的位置的至少一個位置傳感器,所述遠側活檢構件包括:限定中空配置的外部構件;以及包括軸和遠側端帽的內部構件,所述內部構件能夠相對于所述外部構件在縮回位置和延伸位置之間滑動,在所述縮回位置中,所述軸布置在所述外部構件內并且所述遠側端帽至少部分地布置在所述外部構件內,在所述延伸位置中,所述遠側端帽和所述軸從所述外部構件向遠側延伸以使得所述遠側端帽從所述外部構件向遠側間隔開,所述遠側端帽限定配置成便于組織穿刺的銳化遠側末端和配置成當所述內部構件朝向縮回位置返回時便于切削布置在所述遠側端帽和所述外部構件之間的組織的銳化近側刃邊。5.根據權利要求4所述的活檢工具,其中,所述內部構件能夠相對于所述外部構件旋轉,從而當所述內部構件朝向縮回位置返回時進一步便于切削布置在所述遠側端帽和所述外部構件之間的組織。6.根據權利要求4所述的活檢工具,其中,所述遠側端帽限定配置成在其中接收組織樣本的一部分的中空內部。7.一種活檢工具,其包括:限定遠端的長形撓性本體;布置在所述長形撓性本體的遠端處的遠側活檢構件,所述遠側活檢構件包含傳感器組件,所述傳感器組件包括配置成能夠檢測所述傳感器組件在患者的氣道內的位置的至少一個位置傳感器,所述遠側活檢構件包括:包括頭部分的外部構件,所述頭部分限定遠側端帽并且具有朝向所述遠側端帽延伸穿過所述頭部分的側壁的口部;以及布置在所述外部構件內的內部構件,所述內部構件限定敞開遠端,所述敞開遠端具有鄰近所述外部構件的口部定位的銳化刃邊。8.根據權利要求7所述的活檢工具,其中,所述內部構件相對于所述外部構件固定。9.根據權利要求7所述的活檢工具,其中,所述內部構件能夠相對于所述外部構件旋轉。10.根據權利要求7所述的活檢工具,其中,所述遠側活檢構件配置成連接到用于鄰近所述內部構件的敞開遠端施加抽吸的真空源。11.一種活檢工具,其包括:限定遠端的長形撓性本體;布置在所述長形撓性本體的遠端處的遠側活檢構件,所述遠側活檢構件包含傳感器組件,所述傳感器組件包括配置成能夠檢測所述傳感器組件在患者的氣道內的位置的至少一個位置傳感器,所述遠側活檢構件包括:包括頭部分的外部構件,所述頭部分限定遠側端帽并且具有朝向所述遠側端帽延伸穿過所述頭部分的側壁的第一口部;以及布置在所述外部構件內的內部構件,所述內部構件限定延伸穿過所述內部構件的側壁并且鄰近所述第一口部定位的第二口部,所述內部構件包括圍繞所述第二口部布置的銳化刃邊。12.根據權利要求11所述的活檢工具,其中,所述內部構件相對于所述外部構件固定。13.根據權利要求11所述的活檢工具,其中,所述內部構件能夠相對于所述外部構件旋轉,以便至少在對準位置、部分重疊位置和堵塞位置之間移動所述第一口部和第二口部。14.根據權利要求11所述的活檢工具,其中,所述遠側活檢構件配置成連接到用于鄰近所述內部構件的第二口部施加抽吸的真空源。

說明書

技術領域

本公開涉及活檢采樣,并且更特別地,涉及用于將活檢工具導航到靶位置以及使用活檢工具獲得組織樣本的裝置、系統和方法。

背景技術

氣管鏡通過患者的鼻或口插入患者的氣道中。典型的氣管鏡包括:長形撓性管,其具有用于照明遠離氣管鏡的末端的區域的照明組件;用于提供來自氣管鏡的末端的視頻圖像的成像組件;以及諸如診斷器械(如活檢工具)和/或治療器械(如消融探針)這樣的器械能夠通過其插入的作業通道。

氣管鏡由于其尺寸而在其能夠通過氣道前進多遠這方面受到限制。在氣管鏡過大以致于不能到達深處肺中的靶位置的情況下,由鞘包封的可定位引導件(“LG”)常常用于從氣管鏡的端部導航到靶位置。也就是說,當LG前進通過氣道時,LG與導航系統一起使得LG的位置和取向能夠被跟蹤。

在使用中,LG/鞘的組合通過氣管鏡的作業通道插入到患者的氣道中。一旦LG借助于由導航系統提供的位置和取向跟蹤而導航到靶位置,LG即通過鞘縮回,將鞘留在原位。在LG縮回的情況下,鞘常常被稱為延伸作業通道(“EWC”),原因是它有效地用作氣管鏡的作業通道的延伸部。

一旦LG已從EWC縮回,EWC即可用作用于將作業工具(例如,活檢工具、消融探針等)引導到靶位置的途徑。然而,一旦LG從EWC去除,就不能再提供跟蹤,并且因此,操作者只能依賴于EWC保持固定在靶位置而進行盲操作。類似地,需要在沒有引導的情況下執行作業工具在靶位置處的重新定位。

發明內容

當在本文中使用時,術語“遠側”指的是所描述的更遠離用戶的部分,而術語“近側”指的是所描述的更靠近用戶的部分。此外,在一致的程度上,本文中詳述的任何方面和特征可以與本文中詳述的任何或所有的其他方面和特征結合使用。

根據本公開提供的一種活檢工具包括限定遠端的長形撓性本體以及布置在所述長形撓性本體的遠端處的遠側活檢構件。所述遠側活檢構件包含傳感器組件,所述傳感器組件包括配置成能夠檢測所述傳感器組件在患者的氣道內的位置的至少一個位置傳感器。所述遠側活檢構件具有組織接收部分,所述組織接收部分限定窗口并且包括布置在所述窗口的任一側上的第一縱向延伸面和第二縱向延伸面。這些面向內并且朝向彼此地成角度以限定其間的內銳角。每個面限定銳化切削刃。所述銳化切削刃布置在所述窗口的任一側上。這些面定位成使得所述銳化切削刃在近側到遠側的方向上漸進地彼此接近并且終結于頂點。

在一些方面,所述遠側活檢構件的組織接收部分相對于所述遠側活檢構件的本體凹陷,以限定在所述組織接收部分的近端和遠端處的近側肩部和遠側肩部。

在一些方面,所述遠側活檢構件配置成連接到用于鄰近所述窗口施加抽吸的真空源。

與上文類似地,根據本公開提供的另一種活檢工具包括限定遠端的長形撓性本體以及布置在所述長形撓性本體的遠端處的遠側活檢構件。所述遠側活檢構件包含傳感器組件,所述傳感器組件包括配置成能夠檢測所述傳感器組件在患者的氣道內的位置的至少一個位置傳感器。所述遠側活檢構件包括限定中空配置的外部構件以及包括軸和遠側端帽的內部構件。所述內部構件能夠相對于所述外部構件在縮回位置和延伸位置之間滑動,在所述縮回位置中,所述軸布置在所述外部構件內并且所述遠側端帽至少部分地布置在所述外部構件內,在所述延伸位置中,所述遠側端帽和所述軸從所述外部構件向遠側延伸以使得所述遠側端帽從所述外部構件向遠側間隔開。所述遠側端帽限定配置成便于組織穿刺的銳化遠側末端和配置成當所述內部構件朝向縮回位置返回時便于切削布置在所述遠側端帽和所述外部構件之間的組織的銳化近側刃邊。

在一些方面,所述內部構件能夠相對于所述外部構件旋轉,從而當所述內部構件朝向縮回位置返回時進一步便于切削布置在所述遠側端帽和所述外部構件之間的組織。

在一些方面,所述遠側端帽限定配置成在其中接收組織樣本的一部分的中空內部。

與上文類似地,根據本公開提供的又一種活檢工具包括限定遠端的長形撓性本體以及布置在所述長形撓性本體的遠端處的遠側活檢構件。所述遠側活檢構件包含傳感器組件,所述傳感器組件包括配置成能夠檢測所述傳感器組件在患者的氣道內的位置的至少一個位置傳感器。所述遠側活檢構件包括外部構件和內部構件。所述外部構件包括頭部分,所述頭部分限定遠側端帽并且具有朝向所述遠側端帽延伸穿過所述頭部分的側壁的口部。所述內部構件布置在所述外部構件內并且限定敞開遠端,所述敞開遠端具有鄰近所述外部構件的口部定位的銳化刃邊。

在一些方面,所述內部構件相對于所述外部構件固定。替代地,所述內部構件可以是能夠相對于所述外部構件旋轉。

在一些方面,所述遠側活檢構件配置成連接到用于鄰近所述內部構件的敞開遠端施加抽吸的真空源。

與上文類似地,根據本公開提供的再一種活檢工具包括限定遠端的長形撓性本體以及布置在所述長形撓性本體的遠端處的遠側活檢構件。所述遠側活檢構件包含傳感器組件,所述傳感器組件包括配置成能夠檢測所述傳感器組件在患者的氣道內的位置的至少一個位置傳感器。所述遠側活檢構件包括外部構件和內部構件。所述外部構件包括頭部分,所述頭部分限定遠側端帽并且具有朝向所述遠側端帽延伸穿過所述頭部分的側壁的第一口部。所述內部構件布置在所述外部構件內。所述內部構件限定延伸穿過所述內部構件的側壁并且鄰近所述第一口部定位的第二口部。所述內部構件還包括圍繞所述第二口部布置的銳化刃邊。

在一些方面,所述內部構件相對于所述外部構件固定。替代地,所述內部構件可以是能夠相對于所述外部構件旋轉,以便至少在對準位置、部分重疊位置和堵塞位置之間移動所述第一口部和第二口部。

在一些方面,所述遠側活檢構件配置成連接到用于鄰近所述內部構件的第二口部施加抽吸的真空源。

附圖說明

在下文中參考附圖描述本公開的各種方面和特征,其中:

圖1是根據本公開提供的配置用于將活檢工具導航到靶位置并且使用活檢工具獲得組織樣本的系統的透視圖;

圖2是根據本公開提供并且配置用于與圖1的系統一起使用的活檢工具的一個實施例的遠端的透視圖;

圖3是根據本公開提供并且配置用于與圖1的系統一起使用的活檢工具的另一實施例的遠端的透視圖;

圖4A是根據本公開提供并且配置用于與圖1的系統一起使用的活檢工具的另一實施例的遠端的透視圖;

圖4B是根據本公開提供并且配置用于與圖1的系統一起使用的活檢工具的又一實施例的遠端的透視圖;

圖5A是根據本公開提供并且配置用于與圖1的系統一起使用的活檢工具的又一實施例的遠端的透視圖;

圖5B是根據本公開提供并且配置用于與圖1的系統一起使用的活檢工具的再一實施例的遠端的透視圖;

圖6是配置用于與本公開的任何活檢工具一起使用的傳感器的一個實施例的透視圖;

圖7是配置用于與本公開的任何活檢工具一起使用的傳感器的另一實施例的透視圖;

圖8是配置用于與本公開的任何活檢工具一起使用的傳感器的又一實施例的透視圖;以及

圖9是用于跟蹤通過患者的氣道的活檢工具的、配置成用于與圖1的系統一起使用的發射墊的分解透視圖。

具體實施方式

根據本公開提供了用于將活檢工具導航到靶位置以及使用活檢工具獲得組織樣本的裝置、系統和方法,并且在下文進行詳述。例如,本公開的各種活檢工具通常均包括撓性本體、布置在撓性本體的遠端處的活檢構件、以及集成到活檢工具中并且鄰近活檢構件定位的傳感器組件。活檢構件配置成便于獲得組織樣本。傳感器組件能夠確定活檢構件的當前位置,由此便于將活檢構件導航到靶組織和/或相對于靶組織操縱活檢構件。這樣的裝置、包含這樣的裝置的系統及其使用方法的詳細實施例正如下文所述。然而,這些詳述的實施例僅僅是本公開的能夠以各種形式實施的示例。

參考圖1,根據本公開提供并且配置用于規劃到達靶組織的路徑(規劃階段)、將定位組件導航到靶組織(導航階段)、以及將活檢工具導航到靶組織以使用活檢工具從靶組織獲得組織樣本(活檢階段)的系統大體上如圖所示由附圖標記10表示。系統10大體上包括:配置成支撐患者“P”的操作臺40;配置用于通過患者的口插入患者的氣道中的氣管鏡50;用于顯示從氣管鏡50接收的視頻圖像的、聯接到氣管鏡50的監視設備60;跟蹤系統70,其包括跟蹤模塊72、多個參考傳感器74和發射墊76;計算機80,其包括用于協助進行路徑規劃、靶組織的識別和到達靶組織的導航的軟件和/或硬件;定位組件90,其包括LG92和EWC96;以及活檢工具100,其可操作用以獲得例如用于隨后的診斷測試的組織樣本。首先將在下文詳述規劃和導航階段,接下來是根據本公開提供的活檢工具以及在執行活檢階段中與系統10結合使用這樣的活檢工具的詳細描述。

關于規劃階段,計算機80使用計算機斷層掃描(CT)圖像數據以用于生成和查看患者的氣道的三維模型,能夠(自動地、半自動地或手動地)識別三維模型上的靶組織,并且允許選擇通過患者的氣道到達靶組織的路徑。更具體地,CT掃描被處理并且組合為隨后用于生成患者的氣道的三維模型的三維CT體積。三維模型可以在與計算機80關聯的顯示監視器上顯示或以任何其他合適的方式顯示。使用計算機80,三維模型的各種視圖可以被提供和/或三維模型可以被處理以便于識別三維模型上的靶組織以及選擇通過患者的氣道接近靶組織的合適路徑。一旦選中,就保存路徑以供在(一個或多個)導航階段期間使用。

繼續參考圖1,患者“P”被示出為躺在操作臺40上,氣管鏡50通過患者的口插入患者的氣道中。氣管鏡50包括照明光源和視頻成像系統(未明確地示出)并且聯接到用于顯示從氣管鏡50的視頻成像系統接收的視頻圖像的監視設備60例如視頻顯示器。

關于導航階段,例如類似于在美國專利US6188355以及公告的PCT申請WO00/10456和WO01/67035(上述專利文獻的每一個的完整內容通過引用合并于本文中)中公開的六自由度電磁跟蹤系統70或者其他合適的定位測量系統被用于執行校準和導航,但是也可以設想其他的配置。跟蹤系統70包括跟蹤模塊72、多個參考傳感器74、以及發射墊76。跟蹤系統70配置用于與定位組件90和活檢工具100一起使用,如下文詳述。定位組件90包括LG92(其具有包含傳感器94的可轉向遠側末端93)、EWC96、以及手柄98。LG92和EWC96配置用于通過氣管鏡50的作業通道插入患者的氣道中(但是可以替代地使用LG92和EWC96且沒有氣管鏡50)并且能夠經由鎖定機構99相對于彼此選擇性地鎖定。LG92的可轉向遠側末端93可以配置用于以任何合適的方式例如使用聯接在手柄98和遠側末端93之間的多個轉向線(未示出)進行轉向,從而便于操縱LG92的遠側末端93和EWC96通過患者的氣道。LG92的遠側末端93可以根據特定目的進一步限定靜止、線性、彎曲或成角度的配置。傳感器94與LG92的遠側末端93相集成并且允許監視遠側末端93相對于參考坐標系在六個自由度上的位置和取向。LG92的傳感器94可以類似于下文詳述的任何傳感器(參見圖6-8)進行配置。

如圖1所示,發射墊76定位在患者“P”下方。下文將參考圖9詳述發射墊76的內部配置。發射墊76和多個參考傳感器74與跟蹤模塊72互連,所述跟蹤模塊導出每個傳感器74在六個自由度上的位置。參考傳感器74中的一個或多個附連到患者“P”的胸部。參考傳感器74的六自由度坐標被發送到計算機80(包括合適的軟件),在此將其用于計算患者的參考坐標框架。如下文詳述,大體上通過識別在三維模型和患者的氣道兩者中的位置并且測量在這兩個系統中的坐標來執行校準。這樣的校準技術的更多細節可以在美國專利申請公告US2011/0085720中找到,上述專利文獻的完整內容通過引用合并于本文中,但是也可以設想其他合適的校準技術。下文詳述發射墊76及其用于確定位置數據的用法的示范性實施例。

在使用中,關于導航階段,LG92被插入EWC96中以使得傳感器94從EWC96的遠端突出。LG92和EWC96隨后經由鎖定機構99鎖定在一起。LG92隨后與EWC96一起通過氣管鏡50插入患者“P”的氣道中,并且LG92和EWC96彼此協同地通過氣管鏡50移動到患者“P”的氣道中。通過將LG92移動通過患者“P”的氣道而執行自動校準。更具體地,使用發射墊76、參考傳感器74和跟蹤模塊72來記錄當LG92正在移動通過氣道時與傳感器94的位置相關的數據。將由該位置數據得到的形狀與在規劃階段中生成的三維模型的通道的內部幾何形狀進行比較,并且例如使用計算機80上的軟件基于概比較來確定所述形狀和三維模型之間的位置相關性。另外,用軟件識別三維模型中的非組織空間(例如,空氣填充的腔)。軟件基于記錄的位置數據以及LG92保持位于患者的氣道中的非組織空間中的假設而將表示LG92的傳感器94的位置的圖像與三維模型的圖像對準或校準。這樣就完成了導航階段的校準部分。

仍然參考圖1,一旦已完成規劃階段,例如已識別出靶組織并且已選定到達靶組織的路徑,并且已完成校準,就可以使用系統10將LG92導航通過患者的氣道到達靶組織。為了便于這樣的導航,計算機80、監視設備60和/或任何其他合適的顯示器可以配置成顯示三維模型(其中包括從LG92的傳感器94的當前位置到靶組織的選定路徑)。使用跟蹤系統70將LG92導航到靶組織類似于下文關于將活檢工具100導航到靶組織詳述的內容,并且因此為了簡潔起見在這里不再贅述。

一旦LG92已成功地導航到靶組織,完成了導航階段,LG92就可以從EWC96解鎖并且去除,將EWC96留在原位作為用于將活檢工具100引導到靶組織的引導通道。下文描述活檢工具及其在活檢階段中的用法的各種實施例的細節。

現在參考圖2,結合圖1,根據本公開提供的用于從靶組織獲得組織樣本的活檢工具的一個實施例大體上如圖所示由附圖標記100表示。如下文詳述,活檢工具100還配置用于與跟蹤系統70結合使用以便于將活檢工具100導航到靶組織和/或當相對于靶組織操縱活檢工具以獲得組織樣本時跟蹤活檢工具100。盡管上文參照定位組件90的LG92詳述了校準和導航,但是也可以設想LG92被去除并且將活檢工具100自身類似于上文關于LG92詳述的那樣用于校準和導航。

如圖1中清楚地所示,活檢工具100大體上包括互連近側手柄部分120和剛性遠側活檢構件130的長形撓性本體110。近側手柄部分120配置成便于例如通過氣管鏡50和EWC96并且相對于組織操縱活檢構件130。撓性本體110配置成能夠將活檢工具100插入患者氣道中,例如通過氣管鏡50和EWC96到達靶組織。活檢工具100還配置成連接到用于在活檢構件130處施加抽吸的真空源“V”,正如下文將詳述的那樣。

參考圖2,剛性遠側活檢構件130包括喉部分140、組織接收部分150、以及遠側端帽160。喉部分140限定大體圓柱形配置并且容納傳感器170。當活檢構件130前進通過患者的氣道時,傳感器170與跟蹤系統70(圖1)相結合能夠跟蹤活檢工具100的活檢構件130,正如下文詳述的那樣。因此,附加地參考圖1,計算機80、監視設備60和/或任何其他合適的顯示器可以配置成顯示三維模型和選擇的路徑(這兩者均在規劃階段期間生成)以及活檢構件130的傳感器170的當前位置,以便于將活檢構件130導航到靶組織和/或相對于靶組織操縱活檢構件130。下文詳述為了該目的而適合與活檢構件130一起使用的各種傳感器(參見圖6-8)。替代地,活檢工具100可以不包括傳感器,而是僅LG92可以用于導航和定位。活檢構件130的遠側端帽160限定大體鈍的配置,但是遠側端帽可以替代地配置成便于組織切削。

組織接收部分150配置成通過其中將組織樣本接收到活檢構件130的大體中空內部中。更具體地,組織接收部分150包括配置成通過其中接收組織的窗口152。窗口152由第一縱向延伸面和第二縱向延伸面154、156限定。面154、156成角度伸入到組織接收部分150的內部中并且定向成限定其間的內銳角,例如大體為“V”形配置。面154、156均包括相應地布置在窗口152的一側上的銳化切削刃155、157。由于它們的定位和取向,面154、156相對于活檢構件130的喉部分140和遠側端帽160至少部分地凹陷。因此,近側肩部和遠側肩部159a、159b相應地被限定在組織接收部分150的任一端部上。面154、156還相對于彼此定向成使得切削刃155、157在近側到遠側的方向上漸進地彼此接近,最終終結于鄰近遠側肩部159b的頂點158。該特征便于動態組織切削,如下文詳述。

參考圖1-2,在使用中,一旦已完成規劃和導航階段,并且LG92已從EWC96去除,活檢工具100就可以通過氣管鏡50和EWC96插入到靶組織。如上所述,當前進通過患者的氣道時,活檢構件130的傳感器170與跟蹤系統70相結合就能夠跟蹤傳感器170。因此,即使在活檢構件130從EWC96向遠側延伸之后,也可以跟蹤活檢構件130的位置,由此允許活檢構件130導航到靶組織和/或相對于靶組織操縱活檢構件130以保證活檢構件130相對于靶組織的正確定位并且允許避開鄰近靶組織的某些組織結構。在各種實施例的描述之后,下文將更詳細地描述使用合適的傳感器和跟蹤系統70進行跟蹤和導航的細節。

一旦活檢工具100的活檢構件130根據需要被定位,就可以啟動真空源“V”以在活檢構件130的組織接收部分150的窗口152處施加抽吸從而將組織抽吸到組織接收部分150的內部中。當組織的樣本通過窗口152被抽吸時,例如由于施加到組織的抽吸力,通過將組織推送到與切削刃155、157相接觸,將樣本從側向圍繞的組織切除。一旦組織樣本已至少部分地被接收在組織接收部分150的內部中,例如通過抓握并且朝近側平移近側手柄部分120,活檢構件130即可相對于組織朝近側平移,以使得組織樣本從周圍組織完全切除。組織樣本的這種切除通過接近的切削刃155、157和頂點158相對于組織和穿過組織的相對運動來幫助進行。一旦接收到組織樣本且組織樣本從周圍組織完全分離,活檢工具100即可從患者的氣道收回并且從活檢工具100取出組織樣本以便測試。也可以設想在收回之前例如在相同的位置或各種不同的位置處用活檢工具100獲取多個樣本。

現在參考圖3,根據本公開提供的用于從靶組織獲得組織樣本的活檢工具的另一實施例大體上如圖所示由附圖標記500表示。類似地如上文關于先前實施例詳述的那樣,活檢工具500配置用于與跟蹤系統70(圖1)結合使用以便于將活檢工具500導航到靶組織和/或當相對于靶組織操縱活檢工具以獲得組織樣本時跟蹤活檢工具500。

活檢工具500大體上包括將近側手柄部分(未明確地示出,其類似于活檢工具100的手柄部分120(圖1))和遠側活檢構件530互連的長形撓性本體(未明確地示出,其類似于活檢工具100的本體110(圖1))。手柄部分(未示出)能夠手動地操作以操縱活檢構件530。撓性本體(未示出)配置成能夠將活檢工具500插入患者氣道中,例如通過氣管鏡50和EWC96到達靶組織(參見圖1)。

遠側活檢構件530包括外部構件540以及相對于外部構件540能夠平移和旋轉的內部構件550。外部構件540限定大體中空配置并且包括擴大的本體部分542。當內部構件550布置在縮回位置時,本體部分542配置成至少部分地接收內部構件550的遠側端帽554,正如下文將詳述的那樣。外部構件540還配置成在其中容納傳感器570。類似地如上文關于先前實施例詳述的那樣,當活檢構件530如下文詳述地前進通過患者的氣道時,傳感器570與跟蹤系統70(圖1)相結合就能夠跟蹤活檢工具500的活檢構件530。為了該目的而適合與活檢構件530一起使用的各種傳感器將在下文詳述(參見圖6-8)。替代地,活檢工具500可以不包括傳感器,而是僅僅LG92(圖1)即可用于導航和定位。

內部構件550包括軸552和安裝在軸552的遠端處的遠側端帽554。內部構件550能夠相對于外部構件540在縮回位置和延伸位置之間平移,在所述縮回位置,軸552布置在外部構件540內并且遠側端帽554至少部分地布置在外部構件540的擴大本體部分542內,在所述延伸位置,遠側端帽554延伸并且從外部構件540向遠側間隔開(如圖3所示)。遠側端帽554包括配置用于當遠側端帽554前進到組織中時便于穿刺和穿透組織的銳化末端556,以及配置成當遠側端帽554相對于組織同時旋轉和朝近側平移時對組織取芯的銳化近側刃邊558。遠側端帽554還可以限定大體中空內部和敞開近端,其配置成例如一旦已從周圍組織取芯組織樣本就在其中接收組織樣本。

附加地參考圖1,在使用中,一旦已完成規劃階段和導航階段,且LG92已從EWC96去除,將內部構件550布置在縮回位置的活檢工具500即可通過氣管鏡50和EWC96插入到靶組織。如上所述,活檢構件530的傳感器570與跟蹤系統70相結合就能跟蹤傳感器570,由此允許將活檢構件530導航到靶組織和/或相對于靶組織操縱活檢構件530以保證活檢構件530相對于靶組織的正確定位并且允許避開鄰近靶組織的某些組織結構。在各種實施例的描述之后,下文將更詳細地描述使用合適的傳感器和跟蹤系統70進行跟蹤和導航的細節。

一旦活檢工具500的活檢構件530根據需要被定位,例如鄰近待采樣的靶組織,由遠側端帽554的銳化末端556引導的內部構件550就從縮回位置朝遠側平移到延伸位置以穿刺靶組織。一旦前進到靶組織內的足夠深度,內部構件550就可以相對于外部構件540返回到縮回位置,同時相對于外部構件540旋轉,從而使用銳化近側刃邊558對分別定位在內部構件和外部構件550、540之間的組織進行取芯或者使之從周圍組織分離,并且保持在遠側端帽554的中空內部和/或外部構件540內。在一些實施例中,活檢工具500也可以配置成連接到真空源“V”(圖1)以便于獲得組織樣本。一旦接收了(一個或多個)組織樣本并使之從周圍組織完全分離,活檢工具500就可以從患者的氣道收回并且從活檢工具500取回組織樣本以便測試。

現在參考圖4A,根據本公開提供的用于從靶組織獲得組織樣本的活檢工具的另一實施例大體上如圖所示由附圖標記600表示。類似地如上文關于先前實施例詳述的那樣,活檢工具600配置用于與跟蹤系統70(圖1)結合使用以便于將活檢工具600導航到靶組織和/或當相對于靶組織操縱活檢工具以獲得組織樣本時跟蹤活檢工具600。

活檢工具600大體上包括將近側手柄部分(未明確地示出,其類似于活檢工具100的手柄部分120(圖1))和遠側活檢構件630互連的長形撓性本體(未明確地示出,其類似于活檢工具100的本體110(圖1))。手柄部分(未示出)能夠手動地操作以操縱活檢構件630。撓性本體(未示出)配置成能夠將活檢工具600插入患者氣道中,例如通過氣管鏡50和EWC96到達靶組織(參見圖1)。活檢工具600還配置成連接到用于在活檢構件630處施加抽吸的真空源“V”(圖1),正如下文將詳述的那樣。

遠側活檢構件630包括外部構件640和固定地布置在外部構件640內的內部構件650。外部構件640限定大體中空配置并且包括本體部分642和頭部分644。本體部分642配置成在其中容納傳感器670。類似地如上文關于先前實施例詳述的那樣,當活檢構件630如下文詳述地前進通過患者的氣道時,傳感器670與跟蹤系統70(圖1)相結合就能夠跟蹤活檢工具600的活檢構件630。為了該目的而適合與活檢構件630一起使用的各種傳感器將在下文詳述(參見圖6-8)。替代地,活檢工具600可以不包括傳感器,而是僅僅LG92(圖1)即可用于導航和定位。

繼續參考圖4A,外部構件640的頭部分644包括鈍的遠側帽646和通過外部構件640的側壁朝向其遠端限定的口部648。口部648提供通向外部構件640的中空內部和如上所述固定地布置在外部構件640內的內部構件650的通路。

內部構件650限定大體圓柱形配置并且包括限定銳化刃邊654的敞開遠端652。內部構件650的敞開遠端652終止于外部構件640的口部648附近,以使得銳化刃邊654鄰近口部648暴露。此外,內部構件650聯接到真空源“V”(圖1)以便在內部構件650的敞開遠端652處施加抽吸,從而以將組織樣本通過口部648抽吸到內部構件650的敞開遠端652中,同時經由銳化刃邊654從周圍組織切除組織樣本。

附加地參考圖1,在使用中,一旦已完成規劃階段和導航階段,且LG92已從EWC96去除,活檢工具600就可以通過氣管鏡50和EWC96插入到靶組織。如上所述,活檢構件130的傳感器670與跟蹤系統70相結合就能夠跟蹤傳感器670,因此允許將活檢構件630導航到靶組織和/或相對于靶組織操縱活檢構件630以保證活檢構件630相對于靶組織的正確定位并且允許避開鄰近靶組織的某些組織結構。在各種實施例的描述之后,下文將更詳細地描述使用合適的傳感器和跟蹤系統70進行跟蹤和導航的細節。

一旦活檢工具600的活檢構件630根據需要被定位,口部648就朝向靶組織定向并且啟動真空源“V”(圖1)以鄰近口部648施加抽吸從而將組織樣本通過口部648抽吸到內部構件650的敞開遠端652中。當組織樣本通過口部648被抽吸時,組織樣本經由銳化刃邊654從周圍組織切除。一旦接收了(一個或多個)組織樣本并使之從周圍組織完全分離,活檢工具600就可以從患者的氣道收回并且從活檢工具600取回組織樣本以便測試。

參考圖4B,根據本公開提供的用于從靶組織獲得組織樣本的活檢工具的另一實施例大體上如圖所示由附圖標記700表示。活檢工具700類似于活檢工具600(圖4A),并且因此為了簡潔起見將在下文僅僅詳細地描述兩者間的區別。

活檢工具700大體上包括將近側手柄部分(未明確地示出)和遠側活檢構件730互連的長形撓性本體(未明確地示出)。活檢工具700還配置成連接到用于在活檢構件730處施加抽吸的真空源“V”(圖1),如下文將詳述的那樣。

遠側活檢構件730包括外部構件740和內部構件750,所述內部構件布置在外部構件740內并且可旋轉地聯接到外部構件,由此使內部構件750能夠相對于外部構件740旋轉。外部構件740配置成在其中容納傳感器770并且包括限定口部748的頭部分744。內部構件750限定大體圓柱形配置并且包括限定銳化刃邊754的敞開遠端752。

在使用中,一旦活檢工具700的活檢構件730根據需要被定位,口部748就朝向靶組織定向并且啟動真空源“V”(圖1)以鄰近口部748施加抽吸從而將組織樣本通過口部748抽吸到內部構件750中。當組織樣本通過口部748被抽吸時,組織樣本經由銳化刃邊754從周圍組織切除。可以通過在施加抽吸時選擇性地相對于外部構件740旋轉內部構件750來幫助從周圍組織切除組織樣本。最后,活檢工具700可以從患者的氣道收回并且從活檢工具700取回(一個或多個)組織樣本以便測試。

現在參考圖5A,根據本公開提供的用于從靶組織獲得組織樣本的活檢工具的另一實施例大體上如圖所示由附圖標記800表示。類似地如上文關于先前實施例詳述的那樣,活檢工具800配置用于與跟蹤系統70(圖1)結合使用以便于將活檢工具800導航到靶組織和/或當相對于靶組織操縱活檢工具以獲得組織樣本時跟蹤活檢工具800。

活檢工具800大體上包括將近側手柄部分(未明確地示出,其類似于活檢工具100的手柄部分120(圖1))和遠側活檢構件830互連的長形撓性本體(未明確地示出,其類似于活檢工具100的本體110(圖1))。手柄部分(未示出)能夠手動地操作以操縱活檢構件830。撓性本體(未示出)配置成能夠將活檢工具800插入患者氣道中,例如通過氣管鏡50和EWC96到達靶組織(參見圖1)。活檢工具800還配置成連接到用于在活檢構件830處施加抽吸的真空源“V”(圖1),正如下文將詳述的那樣。

遠側活檢構件830包括外部構件840、固定地布置在外部構件840內的內部構件850、以及圍繞外部構件840布置的套筒860。外部構件840限定大體中空配置并且包括本體部分842和頭部分844。本體部分842配置成容納傳感器870,類似于如上文關于先前實施例詳述。

外部構件840的頭部分844包括鈍的遠側帽846和通過外部構件840的側壁朝向其遠端限定的口部848。口部848提供通向外部構件840的中空內部和如上所述固定地布置在外部構件840內的內部構件850的通路。

內部構件850固定地布置在外部構件840內,并且類似于外部構件840,包括通過其側壁朝向其遠端限定的口部858。口部858限定配置成便于組織切削的銳化刃邊854并且鄰近外部構件840的口部848定位以使得銳化刃邊854鄰近口部848暴露。此外,內部構件850聯接到真空源“V”(圖1)以便在口部858處施加抽吸。

附加地參考圖1,在使用中,一旦已完成規劃階段和導航階段,并且LG92已從EWC96去除,活檢工具800就可以通過氣管鏡50和EWC96插入到靶組織。如上所述,活檢構件830的傳感器870與跟蹤系統70相結合就能夠跟蹤傳感器870,由此允許將活檢構件830導航到靶組織和/或相對于靶組織操縱活檢構件830以保證活檢構件830相對于靶組織的正確定位并且允許避開鄰近靶組織的某些組織結構。在各種實施例的描述之后,下文將更詳細地描述使用合適的傳感器和跟蹤系統70進行跟蹤和導航的細節。

一旦活檢工具800的活檢構件830根據需要被定位,口部848就朝向靶組織定向并且啟動真空源“V”(圖1)以鄰近口部848施加抽吸從而將組織樣本通過口部848抽吸到內部構件850的口部858中。當組織樣本通過口部848抽吸到口部858中時,組織樣本經由銳化刃邊854從周圍組織切除。可以通過在施加抽吸時選擇性地相對于組織朝近側平移活檢構件830來幫助從周圍組織切除組織樣本。一旦接收了(一個或多個)組織樣本并使之從周圍組織完全分離,活檢工具800即可從患者的氣道收回并且從活檢工具800取回組織樣本以便測試。

參考圖5B,根據本公開提供的用于從靶組織獲得組織樣本的活檢工具的另一實施例大體上如圖所示由附圖標記900表示。活檢工具900類似于活檢工具800(圖5A),并且因此為了簡潔起見將在下文僅僅詳細地描述兩者間的區別。

活檢工具900大體上包括將近側手柄部分(未明確地示出)和遠側活檢構件930互連的長形撓性本體(未明確地示出)。活檢工具900還配置成連接到用于在活檢構件930處施加抽吸的真空源“V”(圖1),正如下文將詳述的那樣。

遠側活檢構件930包括外部構件940和內部構件950,所述內部構件布置在外部構件940內并且可旋轉地聯接到外部構件。外部構件940配置成容納傳感器970并且限定通過其側壁朝向其遠端的口部948。類似于外部構件940,內部構件950包括通過其側壁朝向其遠端限定的口部958。口部958限定配置成便于組織切削的銳化刃邊954并且鄰近外部構件940的口部948定位。內部構件950能夠相對于外部構件940旋轉,由此例如在對準位置、部分重疊位置和完全堵塞位置之間改變口部948、958的相對定位。內部構件950聯接到真空源“V”(圖1)以便在口部958處施加抽吸。

附加地參考圖1,在使用中,一旦活檢工具900的活檢構件930根據需要被定位,就旋轉內部構件950以使得口部948、958彼此對準,并且啟動真空源“V”(圖1)以鄰近口部958施加抽吸從而將組織樣本通過口部948、958抽吸到內部構件950中。一旦組織樣本通過口部948、958抽吸到內部構件950中,內部構件950就相對于外部構件940旋轉以使得口部948、958朝向堵塞位置移動。當口部948、958朝向堵塞位置移動時,布置在其間的組織經由銳化刃邊854被切削,由此從周圍組織切除組織樣本。一旦接收了(一個或多個)組織樣本并使之從周圍組織完全分離,活檢工具900就可以從患者的氣道收回并且從活檢工具900取回組織樣本以便測試。

現在轉至圖6-8,結合圖1,描述配置用作本文中詳述的任何活檢工具的傳感器和/或LG92的傳感器94的各種不同傳感器248、348、448(分別參見圖6-8)。參考圖6,示出了傳感器248。傳感器248包括多個場分量傳感器元件251a、251b、252a、252b、253。每個傳感器元件251a、251b、252a、252b、253形成為線圈并且布置用于感測由發射墊76(圖9)生成的電磁場的不同分量。更具體地,第一對和第二對傳感器元件251a、251b和252a、252b布置在傳感器外殼246內以使得每對的相應元件251a、251b和252a、252b離共同參考點254等距離,而傳感器元件253以參考點254為中心。盡管在圖6中示出為共線地布置,但是也可以設想傳感器元件251a、251b、252a、252b、253的其他配置。此外,不同于提供五個傳感器元件251a、251b、252a、252b、253(其中傳感器元件253以參考點254為中心),例如也可以提供六個傳感器,其中傳感器元件253被設置為離參考點254等距離布置的一對元件。傳感器248的上述配置能夠使發射墊76和多個參考傳感器74(圖1)與跟蹤模塊72和計算機80(圖1)一起導出傳感器248的在六個自由度上的位置,正如下文詳述,并且如先前通過引用合并于本文中的美國專利US6188355以及公告的PCT申請WO00/10456和WO01/67035中進一步詳述。

參考圖7,傳感器348示出為包括布置在傳感器外殼346內的兩個傳感器部件351、353,每個部件351、353分別包括三個傳感器元件352a、352b、352c和354a、354b、354c。每個傳感器元件352a、352b、352c和354a、354b、354c配置為例如包括多匝導線的扁平矩形線圈,其彎曲以限定弓形。因而,元件352a、352b、352c和354a、354b、354c組合以限定第一和第二大體圓柱形部件351、353。部件351、353以參考軸線356為中心并且定位成使得元件352a、352b、352c和354a、354b、354c中的每一個離參考軸線356等距離并且使得部件351的元件352a、352b、352c中的每一個相比于部件353的對應元件354a、354b、354c分別偏移180度定向。因此,與傳感器248(圖6)類似地,傳感器348能夠使發射墊76和多個參考傳感器74(圖1)與跟蹤模塊72和計算機80(圖1)一起導出傳感器348的在六個自由度上的位置。

參考圖8,傳感器448包括三個線圈451、452、453。線圈451和452、453相對于外殼446成角度,同時線圈453沿周向布置在外殼446內。線圈451、452、453定向成位于彼此相互垂直的平面中并且共用共同的中心參考點454。通過共用共同的中心參考點454,每個線圈451、452、453的每個部分離中心參考點454等距離。此外,例如線圈共用共同的中心參考點454而不是相對于彼此縱向移位的這種配置允許傳感器448的縱向尺寸最小化。然而,這樣的配置仍然能夠使發射墊76和多個參考傳感器74(圖1)與跟蹤模塊72和計算機80(圖1)一起導出傳感器448的在六個自由度上的位置。

參考圖9,結合圖1,示出了跟蹤系統70(圖1)的發射墊76的內部配置的實施例,但是也可以設想其他合適的配置。發射墊76是電磁輻射的發射器并且包括配置成連接到驅動電路(未示出)的三個大致平面的矩形環狀天線77a、77b、77c的堆疊。

天線77a在第一水平方向上偏斜(當發射墊76為水平時),以使得在天線77a的一側上的環比在相對側上的環更加靠攏。因此,天線77a產生的磁場在環靠攏的側比在相對側更強。通過測量在傳感器組件(例如,活檢工具100的傳感器組件145(圖3)或LG92的傳感器94(圖1))中由天線77a感生的電流的強度,就可以確定傳感器組件在天線77a上方沿第一方向位于何處。

天線77b類似于天線77a,區別在于天線77b在垂直于第一方向的第二水平方向上偏斜。通過測量在傳感器組件中由天線77b感生的電流的強度,就可以確定傳感器組件在天線77b上方沿第二方向位于何處。

天線77c限定均勻(即,非偏斜)的配置。因此,天線77c產生均勻場,當發射墊76為水平時,所述均勻場在豎直方向上的強度自然地減小。通過測量在傳感器組件中感生的場的強度,就可以確定傳感器組件位于天線77c上方多遠的位置。

為了將一個磁場與另一個磁場區分開,使用獨立頻率生成天線77a、77b、77c的場。例如,天線77a可以被供應以2.5kHz振蕩的交流電流,天線77b可以被供應以3.0kHz振蕩的交流電流,并且天線77c可以被供應以3.5kHz振蕩的交流電流,但是也可以設想其他的配置。由于使用獨立頻率,因此傳感器組件中的每一個傳感器部件(例如,參見圖6-8)將具有在其線圈中感生的不同的交流電流信號。

附加地參考圖1,在使用中,與跟蹤系統70關聯的驅動電路(未示出)的信號發生器和放大器用于以其相應頻率驅動發射墊76的天線77a、77b、77c中的每一個。由發射墊76生成的電磁波由傳感器組件的各種傳感器元件、例如配置用于本文中提供的任何活檢工具的傳感器248、348、448(分別參見圖6-8)或LG92的傳感器94的傳感器元件接收,并且轉換成經由參考傳感器74感測的電信號。跟蹤系統70還包括接收電路(未示出),其具有用于接收來自參考傳感器74的電信號并且處理這些信號以確定和記錄傳感器組件的位置數據的合適的放大器和A/D轉換器。計算機80可以配置成接收來自跟蹤系統70的位置數據并且例如在計算機80、監視設備60或其他合適的顯示器上以三維模型顯示并且相對于在規劃階段期間生成的選定路徑顯示傳感器組件的當前位置。因此,能夠容易地實現將活檢工具和/或LG92導航到靶組織和/或相對于靶組織操縱活檢工具,正如上文詳述。

盡管已在圖中示出了本公開的若干實施例,但是本公開不應受限于此,原因是本公開應當在范圍上與本領域所允許的一樣寬并且應當類似地閱讀說明書。因此,以上描述不應當被理解為限制性的,而僅僅是特定實施例的舉例說明。本領域技術人員能夠在所附權利要求的范圍和精神內得到其他的變型方案。

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