專利名稱：膽總管手術(shù)成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手術(shù)成像系統(tǒng)，特別地涉及膽囊手術(shù)成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本章節(jié)描述的方法是可以執(zhí)行的方法，但并不必須是先前已經(jīng)構(gòu)思或執(zhí)行的方 法。所以除非另有指示，不應(yīng)僅僅由于本章節(jié)描述的任何方法的內(nèi)涵，而假設(shè)本章節(jié)中所述 的任何方法為現(xiàn)有技術(shù)。膽囊手術(shù)目前使用腹腔鏡技術(shù)執(zhí)行。在這類手術(shù)過(guò)程中，外科醫(yī)生將一些稱為套 管針或端口的管子插入腹腔。IOmm直徑光學(xué)范圍的腹腔鏡，被插入其中一個(gè)端口。腹腔 鏡被附接至視頻照相機(jī)，視頻照相機(jī)允許外科醫(yī)生和手術(shù)團(tuán)隊(duì)在視頻屏幕上觀察腹腔的內(nèi) 部。長(zhǎng)的纖細(xì)的設(shè)備經(jīng)過(guò)其它端口，以便夾持、解剖并且切除組織。腹腔鏡手術(shù)需要額外的訓(xùn)練，為的是憑借使用手術(shù)區(qū)域二維視野的新設(shè)備和操 作而工作。作為該技術(shù)局限性的結(jié)果，因疏忽導(dǎo)致的對(duì)重要器官結(jié)構(gòu)損傷，即使在有經(jīng) 驗(yàn)的外科醫(yī)生中的發(fā)生率，也比開放手術(shù)中更高。當(dāng)外科醫(yī)生因疏忽而損傷或切除膽總 管(CBD)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)膽囊手術(shù)最嚴(yán)重的并發(fā)癥。在美國(guó)，該并發(fā)癥在手術(shù)中發(fā)生率為 1/200(0. 5% )。由此，在美國(guó)每年進(jìn)行的大約800,000例腹腔鏡膽囊手術(shù)中，大約4000名 患者將會(huì)遭受CBD損傷。
通過(guò)示例、附圖而并不限制性地描述本發(fā)明，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同 的元件，其中圖1是描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的用于腹腔鏡手術(shù)中的手術(shù)設(shè)備的示意圖；圖2是描述了膽管解剖模型的示意圖；圖3是描述了術(shù)中膽管造影照片(IOC)的示意圖；圖4是描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的膽總管成像系統(tǒng)的附加配置的框圖；圖5是描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的膽總管成像系統(tǒng)的獨(dú)立配置的框圖；圖6是描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于腹腔鏡照明系統(tǒng)的光學(xué)布局的示意 圖；圖7是描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于腹腔鏡照相機(jī)系統(tǒng)的光學(xué)布局的示 意圖；圖8是描述了用于向膽囊注入液體的手術(shù)設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行方案的簡(jiǎn)圖；圖9是描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，用熒光發(fā)射光圖像與可見光圖像交疊形成 單一顯示的簡(jiǎn)圖；圖10是描述了實(shí)施方案可以在其上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖；以及圖11是描述了帶有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案必需的光源的腹腔鏡的示意圖。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中，出于解釋的目的，多個(gè)具體的細(xì)節(jié)被解釋，為的是提供對(duì)本發(fā)明 的詳盡理解。然而很顯然的是，本發(fā)明可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)情況下被實(shí)施。在其它實(shí) 例中，眾所周知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以框圖的形式被顯示，以避免不必要地混淆本發(fā)明。在下面的討論中，參考附圖，相同的附圖標(biāo)記在這些視圖中指示相同的部件1.0總體概述2. 0系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述3.0實(shí)例技術(shù)和過(guò)程3. 1膽總管成像系統(tǒng)3. 2成像系統(tǒng)光學(xué)布局4. 0膽總管熒光和顯示5. 0執(zhí)行機(jī)構(gòu)一硬件概述1. 0總體概述上文總結(jié)的本發(fā)明的實(shí)施方案，在下文中以更加詳細(xì)的方式被描述，此外還有本 發(fā)明的一些可替換實(shí)施方案。盡管下文描述的本發(fā)明的實(shí)施方案在膽總管(CBD)腹腔鏡手 術(shù)的環(huán)境中被描述，然而在本發(fā)明的可替換實(shí)施方案中，除腹腔鏡手術(shù)之外的應(yīng)用也可以 取而代之，并且可以為執(zhí)行與膽總管腹腔鏡手術(shù)中的應(yīng)用執(zhí)行相似的操作。實(shí)施方案通過(guò)直接向膽囊、膽囊管、CBD注射，或者通過(guò)將造影劑靜脈注射和代謝 通過(guò)肝臟進(jìn)入膽汁，將熒光造影劑引入CBD。光源照亮腹腔鏡內(nèi)的光路。光源發(fā)射可見光和 紅外(IR)光(或稱為熒光激發(fā)光)，經(jīng)過(guò)腹腔鏡進(jìn)入患者腹腔。熒光造影劑被窄帶光能激 發(fā)并且在特定波段產(chǎn)生光發(fā)射。腹腔鏡上的照相機(jī)裝置可以通過(guò)電線，或以無(wú)線方式通過(guò) 藍(lán)牙(或任何無(wú)線技術(shù))或無(wú)線局域網(wǎng)，被通信連接至照相機(jī)控制器。照相機(jī)裝置包含可 見光探測(cè)照相機(jī)和IR光探測(cè)照相機(jī)。附接至腹腔鏡的照相機(jī)探測(cè)可見光圖像和熒光發(fā)射 光圖像。來(lái)自照相機(jī)裝置的可見光圖像信號(hào)和熒光圖像信號(hào)被處理，以便將熒光發(fā)射光圖 像信號(hào)和可見圖像信號(hào)組合成單一的顯示信號(hào)，以便將所述兩個(gè)圖像正確對(duì)準(zhǔn)地交疊(或 組合)。系統(tǒng)調(diào)節(jié)熒光發(fā)射光圖像的顯示特點(diǎn)(例如顏色)，使其與可見光圖像對(duì)比明顯， 從而使外科醫(yī)生可以容易地區(qū)分開這兩種圖像。顯示信號(hào)被發(fā)送至視頻監(jiān)視器，外科醫(yī)生在該處將可見光圖像和熒光圖像作為單 一交疊的(或組合的)圖像觀察。外科醫(yī)生可以指示系統(tǒng)以所需的顏色顯示熒光圖像，從 而使熒光圖像被正確地與可見光圖像對(duì)比。交疊圖像可以被用戶通過(guò)開關(guān)或軟件控制而打開或關(guān)閉。系統(tǒng)可以處理帶有不同 的圖像組合的多幅顯示。傳感器可以被包含在照相機(jī)框架內(nèi)，傳感器允許用戶知道地板或 天花板的方向。這允許外科醫(yī)生選擇并且顯示照相機(jī)參照于天花板或地板的定向。這對(duì) NOTES類型的手術(shù)也是非常有幫助的(下文討論)。系統(tǒng)可以在外部或內(nèi)部數(shù)字記錄設(shè)備(例如⑶、DVD、光盤、硬盤或閃存)上記錄 組合的可見光和熒光圖像。系統(tǒng)具有以太網(wǎng)連接，允許因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)連接，使得記錄可以 形成于服務(wù)器或者通過(guò)因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)發(fā)射。2. 0系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述
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參照?qǐng)D1，如上所述，在膽囊手術(shù)過(guò)程中，外科醫(yī)生將一些稱為套管針或端口的管 子101插入腹腔。IOmm直徑光學(xué)范圍的腹腔鏡102被插入其中一個(gè)端口。腹腔鏡被附接至 視頻照相機(jī)，視頻照相機(jī)允許外科醫(yī)生和手術(shù)團(tuán)隊(duì)在視頻屏幕上觀察腹腔的內(nèi)部。長(zhǎng)的纖 細(xì)的設(shè)備103、104、105穿過(guò)其它端口，以便夾持、解剖并且切除組織。圖2描述了膽管解剖模型。膽總管(CBD) 201將膽汁從肝臟202運(yùn)送至腸道203 用于消化。膽囊204是側(cè)面的袋子，其存儲(chǔ)膽汁并且在進(jìn)餐時(shí)擠進(jìn)CBD 201。膽囊204通過(guò) 膽囊管205附接至CBD 201。膽囊管205必須被外科醫(yī)生清晰地識(shí)別、夾持或者結(jié)扎，并且 接著用剪刀剪掉。如果外科醫(yī)生將CBD 201誤認(rèn)為膽囊管205，CBD損傷將會(huì)發(fā)生。如果外 科醫(yī)生使用電烙術(shù)能量在CBD 201附近使血液凝固，他可能損傷CBD 201。目前唯一能看到CBD的方法是進(jìn)行術(shù)中膽管造影照片(IOC)。這包括在手術(shù)中將 導(dǎo)管放進(jìn)膽囊管205，注射χ射線造影液體，并且使用頭戴式或便攜式熒光設(shè)備，以看到通 過(guò)染色形成的χ射線輪廓。這給出了 CBD 201和膽道的形狀和路線的指示。如圖3所示， IOC圖片301被顯示在黑白屏幕上并且可以被打印或保存。執(zhí)行IOC不被認(rèn)為是護(hù)理的標(biāo) 準(zhǔn)，并且出于成本、時(shí)間和執(zhí)行的困難，不是在所有手術(shù)中都進(jìn)行。此外，對(duì)患者和手術(shù)成員 的χ射線暴露也是關(guān)心的問(wèn)題?；颊叱鲇诖颂囟ǖ氖中g(shù)過(guò)程，暴露于χ射線發(fā)射。然而手 術(shù)室成員每次執(zhí)行這種過(guò)程時(shí)都被暴露。然而研究已經(jīng)表明，當(dāng)外科醫(yī)生執(zhí)行IOC時(shí)，他們 的病人承受著與沒有執(zhí)行IOC的病人相比一半的CBD損傷。清楚的是，安全地執(zhí)行膽囊手術(shù)需要外科醫(yī)生觀察CBD。然而因?yàn)槠湮挥诮化B的脂 肪組織和腹膜下方l_3mm處，并不能直接觀察到。最安全和最有效的觀察CBD的方法是在手 術(shù)過(guò)程中，向外科醫(yī)生提供“現(xiàn)場(chǎng)的”、實(shí)時(shí)的(或接近實(shí)時(shí)的)CBD位置和線路的圖像一本 質(zhì)上是實(shí)時(shí)的I0C。這允許外科醫(yī)生一直知道CBD的位置，使他能夠避免CBD的意外或非故 意的損傷。這在之前尚未實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫€沒有可靠并且簡(jiǎn)單的方法，在腹腔鏡手術(shù)過(guò)程中對(duì)深 入可見表面的CBD可視化。實(shí)施方案在膽囊手術(shù)過(guò)程中對(duì)膽管成像，并且為外科醫(yī)生展示 CBD圖像作為實(shí)時(shí)顯示。該設(shè)備可以將CBD傷害率降低至少50%或者更多，由此將大約每 年(在美國(guó))2000名患者從疼痛和遭受CBD損傷折磨中挽救出來(lái)，并且使整個(gè)手術(shù)過(guò)程加 速，因?yàn)镃BD可以被快速識(shí)別和回避。3. 0實(shí)例技術(shù)和過(guò)程3. 1膽總管成像系統(tǒng)實(shí)施方案可以構(gòu)建成目前腹腔鏡的附加設(shè)備或者集成的獨(dú)立系統(tǒng)。實(shí)施方案允許 外科醫(yī)生在膽囊手術(shù)過(guò)程中在正確位置看到CBD。圖4示出了附加配置的實(shí)施方案，附加配置與目前腹腔鏡的光源和視頻系統(tǒng)集 成。熒光成像模塊404將IR光407引入現(xiàn)有的光纖照明系統(tǒng)403并且經(jīng)過(guò)腹腔鏡406的 光通道。紅外探測(cè)耦合器405被添加至腹腔鏡406，在腹腔鏡和可見光照相機(jī)409之間。紅 外探測(cè)耦合器405包含能夠探測(cè)來(lái)自熒光標(biāo)記或組織自發(fā)熒光的IR信號(hào)的照相機(jī)。紅外 探測(cè)耦合器405被通信連接至熒光成像模塊404。連接器可以是電線、光纖、無(wú)線傳輸系統(tǒng) 或其任何組合和/或數(shù)量。連接線可以是一次性的或可以再次使用的，并且如果其接觸無(wú) 菌的手術(shù)區(qū)域，可能需要被消毒?？商鎿Q地，IR圖像可以通過(guò)光學(xué)路徑被發(fā)射至遠(yuǎn)程的IR 照相機(jī)(其可以位于熒光成像模塊404附近)。這在IR照相機(jī)的尺寸與耦合器405的尺寸 規(guī)格不兼容的情況下是必須的。
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在手術(shù)過(guò)程中，光源403經(jīng)過(guò)腹腔鏡406中的光纖發(fā)射可見光。，熒光成像模塊404 同時(shí)發(fā)射IR光(熒光激發(fā)光)經(jīng)過(guò)腹腔鏡406中的光纖。照相機(jī)控制器402接收來(lái)自安 裝至腹腔鏡406的現(xiàn)有的照相機(jī)409的可見光圖像信號(hào)(使用可見光的手術(shù)區(qū)域的真實(shí)視 野)。照相機(jī)控制器402將可見光圖像信號(hào)處理為可見光圖像顯示信號(hào)并且將可見光圖像 顯示信號(hào)發(fā)送至熒光成像模塊404。熒光成像模塊404接收來(lái)自紅外探測(cè)耦合器405的IR (熒光)光圖像信號(hào)。熒光 成像模塊404處理熒光發(fā)射光圖像信號(hào)以及從照相機(jī)控制器402處接收的可見光圖像顯示 信號(hào)，以產(chǎn)生視頻輸出信號(hào)408，其包含熒光發(fā)射光圖像信號(hào)和可見光圖像顯示信號(hào)的實(shí)時(shí) 交疊(或組合)。熒光成像模塊404使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)ｉT的微處理器，以數(shù)字方式處理熒 光發(fā)射光圖像信號(hào)，以產(chǎn)生CBD令人滿意且真實(shí)生動(dòng)的顯示。熒光成像模塊404可以使用 任何已知的技術(shù)，將熒光發(fā)射光圖像信號(hào)和可見光圖像顯示信號(hào)組合為單一顯示信號(hào)，為 的是將這兩種圖像正確對(duì)準(zhǔn)地交疊。這可以包括簡(jiǎn)單的依靠共同焦點(diǎn)，在該處，兩個(gè)照相機(jī) 在手術(shù)之前被對(duì)準(zhǔn)并且兩種圖像信號(hào)以對(duì)直的方式被組合，或者包括使用軟件以便自動(dòng)探 測(cè)兩種圖像信號(hào)中的共同參考點(diǎn)，為的是正確對(duì)準(zhǔn)這兩種圖像。視頻輸出信號(hào)408被發(fā)送至視頻監(jiān)視器401，外科醫(yī)生在該處將可見光圖像和熒 光圖像作為單一交疊的圖像觀察。外科醫(yī)生可以指示熒光成像模塊404以所需的顏色、形 狀或紋理顯示熒光圖像，所以熒光圖像被與可見光圖像正確地對(duì)比?？商鎿Q地，附加系統(tǒng)可需要替換當(dāng)前腹腔鏡系統(tǒng)的組件之一，照相機(jī)頭409、照相 機(jī)控制器402或者光源403。在這種情況下，系統(tǒng)與其余組件在這些設(shè)備的輸入端或輸出端 連接。圖5描述了獨(dú)立的CBD成像系統(tǒng)的實(shí)施方案，該系統(tǒng)將IR光源、IR探測(cè)系統(tǒng)、可 見光源和可見光圖像探測(cè)系統(tǒng)集成為完整的和獨(dú)立的，帶有增強(qiáng)的光學(xué)性能的腹腔鏡成像 系統(tǒng)。該實(shí)施方案將可見光照相機(jī)和IR光照相機(jī)合并為單一照相機(jī)附件505，其附接至腹 腔鏡504或集成在腹腔鏡504中。光源503將可見光和IR光均發(fā)射至腹腔鏡504中的光 纖?？商鎿Q地，可見光源和IR光源可以集成于腹腔鏡504本身或者套管針，以去除對(duì)將要 從照相機(jī)控制器502連接至腹腔鏡504的光纖線的需求，由此使得腹腔鏡裝置更輕并且更 容易操作。在正常操作中，光源503被照相機(jī)控制器502指示，照亮腹腔鏡504中的光路。光 源503向腹腔鏡504(根據(jù)需求)發(fā)射可見光和紅外光。照相機(jī)控制器504接收來(lái)自腹腔 鏡504中的照相機(jī)的信號(hào)。照相機(jī)裝置505可以經(jīng)過(guò)電線、光纖、通過(guò)藍(lán)牙(或任何無(wú)線技 術(shù))或無(wú)線局域網(wǎng)的無(wú)線方式，或任何組合和/或其數(shù)量，被通信連接至照相機(jī)控制器504。 照相機(jī)裝置505包含可見光探測(cè)照相機(jī)和IR光探測(cè)照相機(jī)。腹腔鏡504中的照相機(jī)探測(cè) 可見光圖像和熒光發(fā)射光圖像。可替換地，照相機(jī)裝置505可以包含其它類型的探測(cè)器，其 可以如同照相機(jī)一樣完成可見光圖像和熒光發(fā)射光圖像的探測(cè)。來(lái)自照相機(jī)裝置505的可見光圖像信號(hào)和熒光圖像信號(hào)被照相機(jī)控制器504處 理。如同上文所述的熒光成像模塊，照相機(jī)控制器504可以使用任何已知的技術(shù)，將熒光發(fā) 射光圖像信號(hào)和可見光圖像信號(hào)組合成單一的顯示信號(hào)，為的是將這兩種圖像正確對(duì)準(zhǔn)地 交疊。在這種情況下，由于兩個(gè)照相機(jī)在整體的照相機(jī)裝置505中，照相機(jī)將幾乎不具有視 差誤差，并且可以在制造時(shí)對(duì)準(zhǔn)(factory aligned)。兩種圖像信號(hào)接著以對(duì)直的方式被組
9合。照相機(jī)還可以在手術(shù)之前被對(duì)準(zhǔn)至共同焦點(diǎn)?？商鎿Q地，軟件可以用于自動(dòng)地探 測(cè)兩種圖像信號(hào)中的共同參考點(diǎn)，以便正確對(duì)準(zhǔn)這兩種圖像。照相機(jī)控制器504調(diào)節(jié)熒光發(fā)射光圖像的顯示特點(diǎn)(例如顏色)，使其與可見光圖 像對(duì)比明顯，所以外科醫(yī)生可以容易地區(qū)分開這兩種圖像。顯示信號(hào)被發(fā)送至視頻監(jiān)視器501，外科醫(yī)生在該處將可見光圖像和熒光圖像作 為單一的交疊圖像觀察。外科醫(yī)生可以指示照相機(jī)控制器504以所需的顏色、形狀或紋理 顯示熒光圖像，所以熒光圖像被與可見圖像正確地對(duì)比?？商鎿Q地，UV、可見或IR熒光探測(cè)器可以是相同的C⑶設(shè)備，用于探測(cè)可見光。單 一的CXD可以用于探測(cè)IR和可見光。CXD可以由控制器電路控制，同時(shí)地或與可見光交替 地(隔行掃描探測(cè))，允許探測(cè)發(fā)射的光信號(hào)。該探測(cè)可以要求使用無(wú)源或有源濾波器和交 換機(jī)制。來(lái)自CCD的可見和熒光發(fā)射光信號(hào)接著將被傳輸至電子電路，該電路將熒光發(fā)射 光信號(hào)和可見光信號(hào)分開，用于分別的數(shù)字處理?，F(xiàn)代的腹腔鏡照相機(jī)經(jīng)常具有三個(gè)CXD芯片(紅、藍(lán)、綠)。三芯片設(shè)備可以如前 面段落所述地使用，以探測(cè)可見和熒光發(fā)射光信號(hào)。另一可替換情況是建立四芯片、五芯片 或更多數(shù)量芯片的腹腔鏡照相機(jī)。這樣的照相機(jī)將包含三個(gè)用于可見光探測(cè)的CCD芯片， 以及用于熒光信號(hào)探測(cè)的任何附加的CCD。用于熒光發(fā)射光的探測(cè)的單獨(dú)專門CCD將被優(yōu) 化以便探測(cè)位于IR、NIR、可見或UV波長(zhǎng)的光。探測(cè)可以需要有源或無(wú)源濾波器以及交換 控制器。優(yōu)勢(shì)將是熒光發(fā)射光探測(cè)器可以被激活并且單獨(dú)地從可見光控制器中被篩選。在單一芯片、三芯片、四芯片、五芯片或更多數(shù)量芯片的腹腔鏡照相機(jī)系統(tǒng)的情況 下，整個(gè)裝置將會(huì)，通過(guò)被永久性地設(shè)計(jì)為內(nèi)窺鏡頭的組件，或者被小型化并且以“尖端上 芯片”的配置放置在內(nèi)窺鏡的尖端，經(jīng)由觀察端上的可縮回框架附接至腹腔鏡、內(nèi)窺鏡、胸 腔鏡或膀胱鏡。在所有這些情況下，將不需要單獨(dú)的卡圈、隔離物或分束盒。所有的光學(xué)操 控將在照相機(jī)框架內(nèi)被執(zhí)行。照相機(jī)將通過(guò)電線，或者通過(guò)藍(lán)牙(或任何無(wú)線技術(shù))或無(wú) 線局域網(wǎng)無(wú)線地，連接至其控制器盒子。圖11描述了附有集成光源1102和照相機(jī)1103的腹腔鏡1101的實(shí)施方案。光 源1102可以是標(biāo)準(zhǔn)白光燈泡、被過(guò)濾的光、燈、LED、激光器等等。光源1102可以通過(guò)電 線、內(nèi)部電池或感應(yīng)耦合而供電。在光源1102主體的內(nèi)部，透鏡系統(tǒng)將光束定形為廣角或 狹角，這可由用戶選擇。光源的變體可以本質(zhì)上為圓柱形并且圍繞其周界具有多個(gè)平坦的表面。這種形狀 由于其平坦的表面可以防止?jié)L動(dòng)，并且當(dāng)沒有附接至腹腔鏡1101時(shí)，有助于阻止光源1102 從桌上滾落。3. 2成像系統(tǒng)光學(xué)布局參考圖6，在實(shí)施方案中，來(lái)自寬帶源602 (這用于可見光照相機(jī))的光與用于CBD 603、604導(dǎo)航和瞄準(zhǔn)的光組合。目標(biāo)是識(shí)別CBD，使得在膽囊手術(shù)或去除膽囊的過(guò)程中不會(huì) 對(duì)CBD有生理?yè)p傷。用于識(shí)別CBD的光可以是單色的、包括多種單色光源的或復(fù)色的。其 可以是隨機(jī)偏振、線偏振或圓偏振。光源可以是相干的或非相干的。此外光源可以是連續(xù) 波或脈沖的。光源位于外殼601 (光盒子)中。一旦光源使用分光器或合成器605組合，它們被
10指向進(jìn)入光纖606 (這可以是光纖束)。光纖606 —端被連接至光盒子606，另一端被連接 至腹腔鏡上的連接器。腹腔鏡上的連接器具有附接其上的光纖束。一旦光信號(hào)在光纖中， 它們被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)腹腔鏡并且離開腹腔鏡而進(jìn)入患者體內(nèi)。光信號(hào)照亮腹腔，在這種情況下 更具體的是膽囊、CBD和附近的器官。這是激發(fā)路徑。多個(gè)光源可以用于光盒子601，光源 允許多種熒光染料或自發(fā)熒光組織同時(shí)地或以快速演替的形式激發(fā)。如果兩個(gè)或多個(gè)光源 的波長(zhǎng)交疊，則交疊的光源必須被交替地觸發(fā)，使得相關(guān)的照相機(jī)探測(cè)正確的熒光圖像。如 果沒有交疊，光源可以被同時(shí)照亮。有機(jī)材料具有對(duì)于單個(gè)材料而言獨(dú)特的光學(xué)特性。系統(tǒng)使用這些獨(dú)特的特性識(shí)別 CBD0在這種情況下，系統(tǒng)探測(cè)CBD中膽汁的熒光性，CBD中加入膽汁的帶有熒光染料的膽 汁的熒光性，或者組織本身的自發(fā)熒光。有機(jī)材料吸收光子并且接著發(fā)出更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子(斯托克司頻移(Stokes shift))。所發(fā)出的光被稱為熒光發(fā)射光并且可以通過(guò)腹腔鏡會(huì)聚。存在一系列的透鏡，在 腹腔鏡的軸部分中延伸過(guò)管子的長(zhǎng)度。參考圖7，光被第一透鏡會(huì)聚并且被轉(zhuǎn)至設(shè)備的另一 端，光從此處離開并且可以被探測(cè)器獲取，在這種情況下，光被分光器704分光并且被指向 帶有特定濾波器的照相機(jī)，所述特定濾波器阻斷除了熒光發(fā)射光703之外的所有光。在這 種情況下，這些發(fā)射是圖像的形式。腹腔鏡還將可見光會(huì)聚為圖像，其可以被肉眼或者優(yōu)選 地被照相機(jī)看到?？梢姽獗环止馄?04分光并且指向探測(cè)可見光圖像702的照相機(jī)。照相 機(jī)可以是個(gè)體芯片并且照相機(jī)的數(shù)量可以根據(jù)應(yīng)用而變化。聚焦裝置(未示出)可以放置 于照相機(jī)702、703前面，為的是校正發(fā)生在光路中的任何光束畸變。光被分光器分光至特 定照相機(jī)。緊湊的框架701是可選的并且可以用于前面圖5所示的獨(dú)立的實(shí)施方案。如果使 用圖4所示的附加實(shí)施方案，可以不采用緊湊的框架701。兩種圖像，可見的和熒光的(即導(dǎo)航的和瞄準(zhǔn)的)被實(shí)時(shí)地彼此疊加，所以外科醫(yī) 生可以看到CBD而不會(huì)損害它。4. 0膽總管熒光和顯示CBD成像系統(tǒng)包含以下步驟1.將熒光造影材料放置在CBD中。2.使用可以是紫外、紅外或可見光的光源來(lái)激發(fā)熒光材料。3.探測(cè)熒光性。4.處理熒光圖像，以去除假象和散射。5.實(shí)時(shí)地一起顯示真實(shí)的手術(shù)圖像和熒光圖像，在監(jiān)視器上為外科醫(yī)生清晰地顯 示CBD的位置。將熒光造影材料放置在膽管中。熒光劑可以是在紫外、可見或紅外(IR)范圍內(nèi)發(fā)熒光的任何藥劑。該藥劑可以 是光學(xué)活性物質(zhì)，例如吲哚青綠(ICG)、熒光素、亞甲基藍(lán)、異硫藍(lán)，或者任何新的基于熒光 或顏色的可見媒質(zhì)或標(biāo)記。如果熒光劑被排進(jìn)膽汁(例如ICG)，熒光劑可以在手術(shù)前或手 術(shù)中，以進(jìn)入靜脈的方式施用。在ICG的情況下，提供包括生物標(biāo)記、用于注射的生物相容 性溶液，以及必要的管子和指令的施用工具。ICG的手術(shù)前IV施用的時(shí)間是手術(shù)開始前的 40-60分鐘。ICG可以作為部分化學(xué)“雞尾酒”注射，化學(xué)“雞尾酒”可以優(yōu)化、增強(qiáng)或改變
11ICG的光學(xué)特性。參考圖2和8，可替換地，熒光造影劑可以通過(guò)直接注入膽囊204、膽囊管205或 CBD 201而放入CBD。由于膽囊遠(yuǎn)離CBD，將藥劑注入膽囊具有容易、不需要事先解剖并且 安全的優(yōu)點(diǎn)。存在專用設(shè)備801，以將液體注入膽囊802并且接著注入CBD(如美國(guó)專利 No. 5，224,931 所述)。作為另一選擇，新的腹腔鏡設(shè)備可以專門用于將熒光造影材料注入膽囊。這樣的 設(shè)備可以具有5mm直徑的軸、夾持膽囊的爪，以及注射熒光材料的通道。注射導(dǎo)管可以與爪 分離或者橫越過(guò)爪，使得當(dāng)膽囊被夾持時(shí)，熒光物質(zhì)可以被直接注入膽囊而沒有溢出(很 像蛇咬)。熒光物質(zhì)還可以經(jīng)過(guò)膽囊管205 (膽囊管將膽囊連接至CBD)而不是經(jīng)過(guò)膽囊204 被引入CBD。為此，膽囊管以標(biāo)準(zhǔn)方式自由解剖，用于標(biāo)準(zhǔn)術(shù)中膽管造影照片(IOC)。IOC 導(dǎo)管被放進(jìn)膽管、固定，并且造影劑被注入膽囊管并且接著注入CBD。這上一實(shí)施方案使得 CBD成像，然而其需要之前對(duì)膽囊管的成功解剖，由此在CBD成像之前將患者暴露于一定的 (如果不是很大的)的危險(xiǎn)過(guò)程中。以光能源激發(fā)熒光造影劑藥劑可以被包括紫外(UV)、可見或紅外(IR)的不同波長(zhǎng)的光激發(fā)。能量源可以 是一個(gè)或多個(gè)廣譜燈，一個(gè)或多個(gè)激光器或者一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。所述能量源 在此稱為窄帶能量源。典型地，UV、IR或可見光范圍中的窄波長(zhǎng)帶用于激發(fā)特定的熒光分 子。窄帶能量源可以是部分腹腔鏡光源，或者可以采用將光指向組織的不同方法，被裝入單 獨(dú)的框架。如上所述，窄帶能量源通過(guò)光耦合盒子耦接至腹腔鏡光源，由此將可見光和窄帶 光組合在連接至腹腔鏡的現(xiàn)有的光纖中?？商鎿Q地，窄帶光源可以通過(guò)完全分離的光系統(tǒng)， 例如第二腹腔鏡、專用光探針，或者通過(guò)一個(gè)或多個(gè)光學(xué)有源套管針，將光投影到組織上。 窄帶光源可以在一個(gè)或多個(gè)窄波長(zhǎng)上產(chǎn)生光能，并且其強(qiáng)度和波長(zhǎng)是用戶可調(diào)節(jié)的。如果沒有熒光劑正在被使用，窄帶能量源可以用于改變投影到手術(shù)區(qū)域上的可見 光的類型。一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)的光，帶有或不帶有白光，均可以用于照亮手術(shù)區(qū)域。該效果可 用于增強(qiáng)不同組織的對(duì)比度、深度、區(qū)別，這取決于其光學(xué)反射率、吸收特性和自發(fā)熒光。如 果光是從一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的源(替代腹腔鏡或?qū)Ω骨荤R附加的)投影，則光的顏色、強(qiáng)度和 空間分布可以被用戶控制和改變，以達(dá)到多種造影效果，從而增強(qiáng)深度知覺。需要具體化的 電子控制盒子用于此，并且用戶可以使用操縱桿、開關(guān)或旋鈕控制所提到的照明因素。不同 顏色和強(qiáng)度的光的組合使用，連同光源的空間分布的改變，可以在深度知覺和組織區(qū)別方 面幫助外科醫(yī)生。在實(shí)施例中，與來(lái)自光盒子(如上所述)的IR激光器/LED光源產(chǎn)生的光組合的 ICG浸劑，產(chǎn)生足夠的熒光以便通過(guò)現(xiàn)有的腹腔鏡照相機(jī)系統(tǒng)成像，而不必向腹腔鏡添加 IR光探測(cè)照相機(jī)。由此，該實(shí)施例將會(huì)添加ICG浸劑/設(shè)備釋放以及如上所述的IR激光器 /LED光盒子，而沒有附加的照相機(jī)系統(tǒng)。外科醫(yī)生將能夠使用現(xiàn)有的腹腔鏡照相機(jī)和監(jiān)視 器觀察手術(shù)區(qū)域，還能夠觀察手術(shù)區(qū)域中的CBD的圖像。探測(cè)造影劑熒光造影劑被窄帶光能激發(fā)并且在特定波段產(chǎn)生光發(fā)射。發(fā)射的能量可以被為此
12目的引入體腔的內(nèi)窺鏡、腹腔鏡、胸腔鏡、膀胱鏡、手術(shù)顯微鏡或第二光學(xué)探針捕獲。如果需 要，經(jīng)過(guò)上述捕獲設(shè)備的光能接著通過(guò)分光器或其它光濾波設(shè)備隔離，并且被指向探測(cè)器。 上面討論了探測(cè)熒光造影劑的方法。特定的濾波器可以用于從會(huì)聚的光能中過(guò)濾不需要的 光波長(zhǎng)，以增強(qiáng)熒光物質(zhì)的探測(cè)。濾波器可以是靜態(tài)或可變的，并且可以被電子控制器控 制。處理熒光圖像一旦探測(cè)和轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，熒光發(fā)射光信號(hào)經(jīng)過(guò)微處理器或計(jì)算機(jī)，以提取關(guān) 鍵的組織圖像信息。該處理可以使用軟件算法以增強(qiáng)圖像，改變圖像的尺寸、形狀和紋理， 改變圖像的顏色，并且/或者改變計(jì)算機(jī)產(chǎn)生繪制的圖像。所有這些參數(shù)可以由用戶調(diào)節(jié) 或安排進(jìn)預(yù)定的一組選擇，以滿足不同的用戶偏好。顯示真實(shí)的手術(shù)圖像和熒光圖像參考圖9，示出了一系列顯示可見光圖像和熒光發(fā)射光圖像的圖像。來(lái)自于已處 理熒光發(fā)射光信號(hào)的數(shù)字輸出以數(shù)字方式與可見光圖像組合，以產(chǎn)生兩種圖像的無(wú)接縫交 疊。圖像的組合和/或交疊可以由計(jì)算機(jī)或微處理器中的軟件執(zhí)行。交疊的參數(shù)以及每種 圖像層的存在是用戶可選擇的。組合的可見/熒光圖像顯示在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡CRT、顯示器、視頻監(jiān)視器、平板 顯示器、投影儀或頭盔顯示器上。組合的數(shù)字圖像以與當(dāng)今市場(chǎng)上標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)視器兼容的格式 輸出。交疊圖像可以由用戶通過(guò)開關(guān)或軟件控制打開或關(guān)閉，開關(guān)或軟件控制可以交替地 被聲音激活。交疊圖像呈現(xiàn)圖像，其呈現(xiàn)方式使得外科醫(yī)生可以在其工作時(shí)，通過(guò)來(lái)自于任 何法向視角的熒光發(fā)射看到CBD的位置。一些外科醫(yī)生可能喜歡擁有兩個(gè)監(jiān)視器，一個(gè)沒 有交疊圖像而另一個(gè)帶有交疊圖像。系統(tǒng)能夠以圖像的不同組合處理多重顯示。系統(tǒng)還能 夠以畫中畫模式顯示的可見光圖像顯示交疊圖像，在畫中畫模式中任何圖像都可以作為主 圖像顯示，而其它的作為子畫面顯示中的小圖像。膽管和動(dòng)脈上方組織的可見光圖像901無(wú)交疊地被示出。膽管和動(dòng)脈的熒光圖像 902同樣無(wú)交疊地被示出。兩種類型的圖像沒有獨(dú)自向外科醫(yī)生傳達(dá)足夠的信息。兩種圖 像的組合允許外科醫(yī)生描繪組織之下以及組織本身是什么。正常的和增強(qiáng)的膽管圖像一起 以本質(zhì)交疊的方式903顯示在手術(shù)圖像上，所以即使位于交疊的組織之下，CBD對(duì)于外科醫(yī) 生也是可見的。外科醫(yī)生現(xiàn)在可以使用交疊的圖像，避免損傷CBD。當(dāng)圖像交疊被激活時(shí)，可見光圖像可以在顏色和/或強(qiáng)度上改變，以強(qiáng)調(diào)熒光圖 像。熒光圖像可以由用戶改變?yōu)槿魏蜗胍念伾?。由于熒光圖像只是體腔內(nèi)的熒光，熒光 圖像很容易被增強(qiáng)。用于圖像處理的軟件允許用戶在手術(shù)前、手術(shù)中和手術(shù)后，配置和控制CBD可視 化系統(tǒng)。該控制可以通過(guò)計(jì)算機(jī)鍵盤、專用鍵座、觸摸屏、腳踏開關(guān)、聲音控制、平視顯示器 等等被執(zhí)行?？刂瓶梢栽诶缢芰仙w子的消毒外套中，在地板上作為腳踏開關(guān)被提供給外 科醫(yī)生，或者可以被穿行的護(hù)士以非消毒設(shè)備使用。用于圖像的數(shù)字處理和圖像探測(cè)的控制的計(jì)算機(jī)可以包括用于在外部或內(nèi)部記 錄設(shè)備(例如CD、DVD、光盤、硬盤或閃存)上記錄組合的可見和熒光圖像的軟件和硬件。系 統(tǒng)中可具有在相紙上打印靜態(tài)的組合圖像的能力。系統(tǒng)可以提供以太網(wǎng)連接，允許因特網(wǎng) 或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)連接，使得記錄可以形成于服務(wù)器或在因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)上傳輸，用于訓(xùn)練目的。
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NOTES 應(yīng)用自然開口經(jīng)腔內(nèi)窺鏡手術(shù)(Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery) (NOTES) 是幾年前響應(yīng)于如下概念所開發(fā)的，此概念即，患者將1)通過(guò)減少恢 復(fù)時(shí)間，意識(shí)到較少介入手術(shù)的益處；2)經(jīng)歷與傳統(tǒng)過(guò)程相關(guān)的較少的生理痛苦；以及3) 此類手術(shù)后，沒有明顯可見的傷痕。所有這些優(yōu)點(diǎn)促使向前的探討和研究，鼓勵(lì)醫(yī)生和研究 人員開發(fā)在NOTES過(guò)程中使用的新的設(shè)備和技術(shù)。作為實(shí)例，在自然開口手術(shù)中，膽囊可以經(jīng)過(guò)口腔被去除。醫(yī)生從食道向下插入管 子，在胃或消化道中制作小切口，以獲得通向腹腔的通道并且由同樣的路徑取出器官。一些 手術(shù)還可以通過(guò)直腸、陰道、尿道或膀胱實(shí)施。NOTES手術(shù)的主要問(wèn)題之一是空間定向和可視化。這歸因于柔軟的內(nèi)窺鏡在被插 入腹膜腔時(shí)變化的可視軸。此外，內(nèi)窺鏡可視圖像的質(zhì)量通常低于標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡系統(tǒng)。在NOTES膽囊手術(shù)過(guò)程中，外科醫(yī)生可以使用自上而下的方法去除膽囊，由此將 膽囊解剖為單蒂組織，關(guān)鍵的導(dǎo)管結(jié)構(gòu)位于此處?；诖?，如果外科醫(yī)生可以清楚地看到膽 總管的位置，他可以安全地將蒂結(jié)扎或夾住并且以更短的時(shí)間和更少的工作量結(jié)束手術(shù)。 可替換地，膽總管的可視化在解剖膽管和動(dòng)脈的過(guò)程的NOTES膽囊手術(shù)中將是有幫助的， 這是由于目前的NOTES系統(tǒng)可視化和操控的局限。在兩種情況下，膽總管的清晰可見將使 得NOTES膽囊手術(shù)對(duì)于患者來(lái)說(shuō)更快速和更安全。在實(shí)施例中，膽管視覺系統(tǒng)以與上述的腹腔鏡應(yīng)用一致的形式操作。熒光激發(fā)光 被引入柔軟的內(nèi)窺鏡的光纖系統(tǒng)。分光器卡圈和附接至內(nèi)窺鏡的單獨(dú)的熒光激發(fā)照相機(jī)系 統(tǒng)將用于拍攝熒光圖像。熒光圖像將被處理并且兩種圖像將以交疊模式、畫中畫或肩并肩 格式(所有的都如上所述)顯示給手術(shù)團(tuán)隊(duì)。在完全集成的NOTES平臺(tái)上，熒光激發(fā)源和 照相機(jī)被集成于內(nèi)窺鏡設(shè)備系統(tǒng)中。在NOTES應(yīng)用中，ICG或其它熒光或顏色標(biāo)記將通過(guò) 手術(shù)前的IV期注射或者手術(shù)中直接注入膽囊而被引入膽總管。直接注射可以采用現(xiàn)有的 內(nèi)窺鏡注射針導(dǎo)管、經(jīng)皮針刺或用于注射的新設(shè)計(jì)的設(shè)備或?qū)Ч芡瓿?。在?shí)施例中，顯示的圖像經(jīng)二維場(chǎng)地進(jìn)行擴(kuò)展。實(shí)施例向外科醫(yī)生顯示三維圖像。 外科醫(yī)生或助手能夠使用遠(yuǎn)程控制或使用腹腔鏡、內(nèi)窺鏡、胸腔鏡、膀胱鏡等等之上的命令 設(shè)備來(lái)旋轉(zhuǎn)圖像。5. 0硬件概述圖10是描述了本發(fā)明的實(shí)施方案可以在其上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)1000包括用于交流信息的總線1002或其它通信機(jī)構(gòu)，以及與總線1002耦接的用于處 理信息的處理器1004。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000還包括耦接至總線1002的主存儲(chǔ)器1006，例如隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或其它動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)信息和將被處理器1004執(zhí)行的指令。 主存儲(chǔ)器1006還可以用于在執(zhí)行將被處理器1004執(zhí)行的指令的過(guò)程中存儲(chǔ)臨時(shí)變量或其 它中間信息。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000進(jìn)一步包括耦接至總線1002的只讀存儲(chǔ)器(ROM) 1008或其 它靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)用于處理器1004的靜態(tài)信息和指令。存儲(chǔ)設(shè)備1010，例如磁盤 或光盤，被提供并且耦接至總線1002，用于存儲(chǔ)信息和指令。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000可以經(jīng)過(guò)總線1002耦接至顯示器1012，例如陰極射線管(CRT)、 投影儀、頭戴式顯示器或平板顯示器，用于向計(jì)算機(jī)用戶顯示信息。包括字母數(shù)字和其它鍵 的輸入設(shè)備1014被耦接至總線1002，用于將信息和命令選擇傳輸至處理器1004。另一類
14型的用戶輸入設(shè)備是光標(biāo)控制1016，例如鼠標(biāo)、跟蹤球或光標(biāo)方向鍵，用于將方向信息和命 令選擇傳輸至處理器1004，并且用于控制光標(biāo)在顯示器1012上的移動(dòng)。該輸入設(shè)備典型地 在兩個(gè)軸一第一軸(例如χ)和第二軸(例如y)-上具有兩個(gè)自由度，允許設(shè)備在平面內(nèi) 明確位置。本發(fā)明涉及用于執(zhí)行上述技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000的使用。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施方案，這些技術(shù)被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000執(zhí)行，響應(yīng)于處理器1004執(zhí)行主存儲(chǔ)器1006中包含 的一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列。這樣的指令可以從另一機(jī)器可讀介質(zhì)(例如存儲(chǔ)設(shè) 備1010)被讀入主存儲(chǔ)器1006。對(duì)包含在主存儲(chǔ)器1006中的指令序列的執(zhí)行使得處理器 1004執(zhí)行此處描述的處理步驟。在可替換實(shí)施例中，硬接線電路可以用于代替或組合軟件 指令以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。由此，本發(fā)明的實(shí)施例不限于硬件電路和軟件的任何特定組合。這里使用的術(shù)語(yǔ)“機(jī)器可讀介質(zhì)”指參與提供數(shù)據(jù)的任何介質(zhì)，該數(shù)據(jù)使得機(jī)器以 特定形式操作。在使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000執(zhí)行的實(shí)施方案中，需要多種不同的機(jī)器可讀介質(zhì) 例如用于向處理器1004提供指令以便執(zhí)行。這樣的介質(zhì)可以采取很多形式，包括但不限于 存儲(chǔ)介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)包括非易失性介質(zhì)和易失性介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如， 光盤或磁盤，例如存儲(chǔ)設(shè)備1010。易失性介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，例如主存儲(chǔ)器1006。傳輸 介質(zhì)包括同軸電纜、銅線和光纖，包括含總線1002的線纜。機(jī)器可讀介質(zhì)的常見形式包括，例如塑料磁盤、軟盤、硬盤、磁帶，或任何其它磁性 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)、CD/DVD、任何其它光學(xué)介質(zhì)、穿孔卡片、紙帶，或任何帶有孔的圖案的其它物 理介質(zhì)、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPR0M、任何其它存儲(chǔ)芯片或磁帶，或任何其它計(jì)算機(jī)可 以讀取的介質(zhì)。機(jī)器可讀介質(zhì)的多種形式可以參與將一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列攜載至 處理器1004，用于執(zhí)行。例如指令最初可以被承載在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的磁盤上。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī) 可以向其動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器加載指令，并且使用調(diào)制解調(diào)器，通過(guò)電話線發(fā)送指令。計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 1000本地的調(diào)制解調(diào)器可以在電話線上接收數(shù)據(jù)，并且使用紅外發(fā)射器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為紅外信 號(hào)。紅外探測(cè)器可以接收承載于紅外信號(hào)中的數(shù)據(jù)，并且適當(dāng)?shù)碾娐房梢栽诳偩€1002上放 置數(shù)據(jù)?？偩€1002運(yùn)送數(shù)據(jù)至主存儲(chǔ)器1006，處理器1004從此獲取并且執(zhí)行指令。被主 存儲(chǔ)器1006接收的指令可選擇地在處理器1004執(zhí)行之前或之后，被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備1010 上。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000還包括耦接至總線1002的通信接口 1018。通信接口 1018提供 了雙向數(shù)據(jù)通信，與網(wǎng)絡(luò)鏈接1020耦接，網(wǎng)絡(luò)鏈接1020被連接至本地網(wǎng)絡(luò)1022。例如，通 信接口 1018可以是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)卡或提供與對(duì)應(yīng)類型的電話線的數(shù)據(jù)通信連接 的調(diào)制解調(diào)器。作為另一實(shí)例，通信接口 1018可以是局域網(wǎng)(LAN)卡，以提供與可兼容LAN 連接的數(shù)據(jù)通信。無(wú)線鏈接也可以被執(zhí)行。在任何這樣的執(zhí)行中，通信接口 1018發(fā)送并且 接收電、電磁或光信號(hào)，其承載數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，代表多種類型的信息。網(wǎng)絡(luò)鏈接1020典型地通過(guò)一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，向其它數(shù)據(jù)設(shè)備提供數(shù)據(jù)通信。例 如，網(wǎng)絡(luò)鏈接1020可以通過(guò)本地網(wǎng)絡(luò)1022，向主機(jī)1024或者因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP) 1026 操作的數(shù)據(jù)設(shè)備提供連接。ISP 1026接著通過(guò)全球范圍的分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(現(xiàn)在常被指為 “因特網(wǎng)”)1028，提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)。本地網(wǎng)絡(luò)1022和因特網(wǎng)1028都使用承載數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流 的電、電磁或光信號(hào)。
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計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000可以經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)鏈接1020和通信接口 1018發(fā)送消息和接收 數(shù)據(jù)，包括程序代碼。在因特網(wǎng)的實(shí)例中，服務(wù)器1030可以經(jīng)過(guò)因特網(wǎng)1028、ISP 1026、本 地網(wǎng)絡(luò)1022和通信接口 1018，傳送用于應(yīng)用程序的請(qǐng)求代碼。接收的代碼可以被處理器1004在其被接收時(shí)執(zhí)行，并且/或者被存儲(chǔ)進(jìn)存儲(chǔ)設(shè)備 1010或其它非易失性存儲(chǔ)器，用于之后執(zhí)行。在該方式下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000可以獲得載波 形式的應(yīng)用代碼。在前述說(shuō)明書中，本發(fā)明的實(shí)施例已經(jīng)參照多個(gè)隨執(zhí)行而變化的具體內(nèi)容得以描 述。由此，關(guān)于本發(fā)明的內(nèi)容以及本發(fā)明申請(qǐng)人意圖保護(hù)的內(nèi)容的唯一并且排它的指示，是 本申請(qǐng)公開的一套權(quán)利要求，在權(quán)利要求發(fā)布的具體形式中，包括任意后來(lái)的更正。此處特 別闡明的對(duì)于包含在這樣的權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)的任何定義，應(yīng)該決定這些術(shù)語(yǔ)在權(quán)利要求 中使用的意義。所以，沒有在權(quán)利要求中特別列舉的限制、要素、性質(zhì)、特征、優(yōu)點(diǎn)或?qū)傩圆?應(yīng)以任何方式限制這些權(quán)利要求的范圍。由此，說(shuō)明書和附圖被看作說(shuō)明性的而不是限制 性的意義。
1權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)患者體內(nèi)膽總管(CBD)的特征成像的方法，包括 將至少一種熒光劑引入患者的CBD中；從附接至腹腔鏡上的至少一個(gè)可見光圖像傳感器接收患者CBD的可見光圖像數(shù)據(jù)； 從附接至腹腔鏡上的至少一個(gè)熒光圖像傳感器接收患者CBD的熒光圖像數(shù)據(jù)； 處理所述可見光圖像數(shù)據(jù)和所述熒光圖像數(shù)據(jù)； 通過(guò)組合所述可見光圖像數(shù)據(jù)和所述熒光圖像數(shù)據(jù)，產(chǎn)生組合圖像數(shù)據(jù)； 向第一顯示器發(fā)送所述組合圖像數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述產(chǎn)生步驟響應(yīng)于用戶命令從所述組 合圖像中排除所述可見光圖像數(shù)據(jù)或所述熒光圖像數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述發(fā)送步驟同時(shí)向第二顯示器發(fā)送所 述可見光圖像數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述發(fā)送步驟同時(shí)以畫中畫格式向第一 顯示器發(fā)送所述可見光圖像數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述產(chǎn)生步驟增強(qiáng)所述熒光圖像數(shù)據(jù)的 特征，從而強(qiáng)調(diào)在所述熒光圖像數(shù)據(jù)中的成像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)插入患者的腹腔鏡，捕獲所述可見光圖像數(shù)據(jù)和所述熒光圖像數(shù)據(jù)； 將可見光和熒光激發(fā)光通過(guò)所述腹腔鏡傳送進(jìn)入患者腹腔；允許用戶調(diào)節(jié)用于捕獲所述可見光圖像數(shù)據(jù)和/或所述熒光圖像數(shù)據(jù)的所述可見光 和熒光激發(fā)光的發(fā)光特征。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述組合圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備上。
8.一種用于對(duì)患者體內(nèi)膽總管(CBD)的特征成像的設(shè)備，包括 用于將至少一種熒光劑引入患者CBD中的模塊；用于從附接至腹腔鏡上的至少一個(gè)可見光圖像傳感器接收患者CBD的可見光圖像數(shù) 據(jù)的模塊；用于從附接至腹腔鏡上的至少一個(gè)熒光圖像傳感器接收患者CBD的熒光圖像數(shù)據(jù)的 模塊；用于處理所述可見光圖像數(shù)據(jù)和所述熒光圖像數(shù)據(jù)的模塊； 用于通過(guò)組合所述可見光圖像數(shù)據(jù)和所述熒光圖像數(shù)據(jù)，產(chǎn)生組合圖像數(shù)據(jù)的模塊； 用于向第一顯示器發(fā)送所述組合圖像數(shù)據(jù)的模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述產(chǎn)生模塊響應(yīng)于用戶命令從所述組 合圖像中排除所述可見光圖像數(shù)據(jù)或所述熒光圖像數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述發(fā)送模塊同時(shí)向第二顯示器發(fā)送所 述可見光圖像數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述發(fā)送模塊同時(shí)以畫中畫格式向第一 顯示器發(fā)送所述可見光圖像數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述產(chǎn)生模塊增強(qiáng)所述熒光圖像數(shù)據(jù)的 特征，從而強(qiáng)調(diào)在所述熒光圖像數(shù)據(jù)中的成像。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括用于通過(guò)插入患者的腹腔鏡，捕獲所述可見光圖像數(shù)據(jù)和所述熒光圖像數(shù)據(jù)的模塊； 用于將可見光和熒光激發(fā)光通過(guò)所述腹腔鏡傳送進(jìn)入患者腹腔的模塊； 用于允許用戶調(diào)節(jié)用于捕獲所述可見光圖像數(shù)據(jù)和/或所述熒光圖像數(shù)據(jù)的所述可 見光和熒光激發(fā)光的發(fā)光特征的模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括 用于將所述組合圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備上的模塊。
15.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，承載用于對(duì)患者體內(nèi)膽總管(CBD)的特征成像的一個(gè)或多 個(gè)序列的指令，其特征在于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)處理器對(duì)一個(gè)或多個(gè)序列的指令的執(zhí)行，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器 執(zhí)行步驟將至少一種熒光劑引入患者的CBD中；從附接至腹腔鏡上的至少一個(gè)可見光圖像傳感器接收患者CBD的可見光圖像數(shù)據(jù)； 從附接至腹腔鏡上的至少一個(gè)熒光圖像傳感器接收患者CBD的熒光圖像數(shù)據(jù)； 處理所述可見光圖像數(shù)據(jù)和所述熒光圖像數(shù)據(jù)； 通過(guò)組合所述可見光圖像數(shù)據(jù)和所述熒光圖像數(shù)據(jù)，產(chǎn)生組合圖像數(shù)據(jù)； 向第一顯示器發(fā)送所述組合圖像數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于所述產(chǎn)生步驟響應(yīng)于用戶 命令從所述組合圖像中排除所述可見光圖像數(shù)據(jù)或所述熒光圖像數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于所述發(fā)送步驟同時(shí)向第二 顯示器發(fā)送所述可見光圖像數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于所述發(fā)送步驟同時(shí)以畫中 畫格式向第一顯示器發(fā)送所述可見光圖像數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于所述產(chǎn)生步驟增強(qiáng)所述熒 光圖像數(shù)據(jù)的特征，從而強(qiáng)調(diào)在所述熒光圖像數(shù)據(jù)中的成像。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，進(jìn)一步包括通過(guò)插入患者的腹腔鏡，捕獲所述可見光圖像數(shù)據(jù)和所述熒光圖像數(shù)據(jù)； 將可見光和熒光激發(fā)光通過(guò)所述腹腔鏡傳送進(jìn)入患者腹腔；允許用戶調(diào)節(jié)用于捕獲所述可見光圖像數(shù)據(jù)和/或所述熒光圖像數(shù)據(jù)的所述可見光 和熒光激發(fā)光的發(fā)光特征。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，進(jìn)一步包括 將所述組合圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備上。
22.一種用于在手術(shù)中對(duì)患者體內(nèi)膽總管(CBD)的特征成像的系統(tǒng)，包括 至少一個(gè)安裝在腹腔鏡上的用于探測(cè)可見光圖像的傳感器；至少一個(gè)安裝在腹腔鏡上的用于探測(cè)熒光發(fā)射光圖像的傳感器； 接收器，該接收器從所述至少一個(gè)用于探測(cè)可見光圖像的傳感器處接收可見光圖像數(shù) 據(jù)以及從所述至少一個(gè)用于探測(cè)熒光發(fā)射光圖像的傳感器處接收熒光發(fā)射光圖像數(shù)據(jù)；從所述接收器接收可見光圖像數(shù)據(jù)和熒光圖像數(shù)據(jù)的處理器，所述處理器從所述熒光 圖像數(shù)據(jù)提取CBD圖像數(shù)據(jù)并且將可見光圖像數(shù)據(jù)和CBD圖像數(shù)據(jù)組合成顯示數(shù)據(jù)；以及通信連接至所述處理器的顯示處理器，所述顯示處理器處理從所述處理器處接收的顯 示數(shù)據(jù)，用于在通信連接的顯示設(shè)備上顯示。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括無(wú)線發(fā)射器，其安裝在腹腔鏡上，并且通信連接至所述至少一個(gè)用于探測(cè)可見光圖像 的傳感器以及所述至少一個(gè)用于探測(cè)熒光發(fā)射光圖像的傳感器；并且其中所述無(wú)線發(fā)射器發(fā)射接收于所述至少一個(gè)用于探測(cè)可見光圖像的傳感器的可見 光圖像數(shù)據(jù)，并且發(fā)射接收于所述至少一個(gè)用于探測(cè)熒光發(fā)射光圖像的傳感器的熒光圖像 數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于所述接收器通過(guò)至少一根電線或至少 一根光纖的任意組合，從所述至少一個(gè)用于探測(cè)可見光圖像的傳感器處接收可見光圖像數(shù) 據(jù)以及從所述至少一個(gè)用于探測(cè)熒光發(fā)射光圖像的傳感器處接收熒光圖像數(shù)據(jù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于所述接收器從所述無(wú)線發(fā)射器處接收 可見光圖像數(shù)據(jù)和熒光圖像數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于所述接收器通信連接至所述至少一個(gè) 用于探測(cè)可見光圖像的傳感器以及所述至少一個(gè)用于探測(cè)熒光發(fā)射光圖像的傳感器。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)接收于所述處理器的顯示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括光源，該光源將可見光和熒光激發(fā)光通過(guò)腹腔鏡投影進(jìn)入患者腹腔。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于所述光源是至少一個(gè)激光器、至少一個(gè) 被過(guò)濾的光、至少一個(gè)燈或至少一個(gè)LED的任意組合。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于所述光源中的可見光和/或熒光激發(fā) 光的特征是用戶可調(diào)節(jié)的。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于所述處理器調(diào)節(jié)CBD圖像數(shù)據(jù)的顯示 特征，以將CBD圖像數(shù)據(jù)與顯示數(shù)據(jù)中的可見光圖像數(shù)據(jù)區(qū)分開。
32.一種用于在手術(shù)中對(duì)患者體內(nèi)膽總管(CBD)的特征成像的系統(tǒng)，包括熒光圖像模塊，包含適于安裝在腹腔鏡上的至少一個(gè)用于探測(cè)熒光發(fā)射光圖像的傳感器；接收器，該接收器從所述熒光圖像模塊處接收熒光圖像數(shù)據(jù)，并且從附接至腹腔鏡的 現(xiàn)有的可見光圖像傳感器處接收可見光圖像數(shù)據(jù)；從所述接收器接收可見光圖像數(shù)據(jù)和熒光圖像數(shù)據(jù)的處理器，所述處理器從所述熒光 圖像數(shù)據(jù)提取CBD圖像數(shù)據(jù)并且將CBD圖像數(shù)據(jù)交疊到可見光圖像數(shù)據(jù)上；以及通信連接至所述處理器的顯示處理器，所述顯示處理器處理從所述處理器處接收的交 疊數(shù)據(jù)，用于在通信連接的顯示設(shè)備上顯示。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括無(wú)線發(fā)射器，安裝在腹腔鏡上并且通信連接至所述熒光圖像模塊；并且其中所述無(wú)線發(fā)射器發(fā)射接收于所述熒光圖像模塊的可見光圖像數(shù)據(jù)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于所述接收器通過(guò)至少一根電線或至少 一根光纖的任意組合，從所述熒光圖像模塊處接收可見光圖像數(shù)據(jù)。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于所述接收器從所述無(wú)線發(fā)射器處接收 熒光圖像數(shù)據(jù)。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 存儲(chǔ)接收于所述處理器的交疊數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于所述處理器調(diào)節(jié)CBD圖像數(shù)據(jù)的顯示 特征，以便當(dāng)CBD圖像數(shù)據(jù)被交疊到可見光圖像數(shù)據(jù)上時(shí)，將CBD圖像數(shù)據(jù)與可見光圖像數(shù) 據(jù)區(qū)分開。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括通過(guò)腹腔鏡將熒光激發(fā)光投影進(jìn)入患 者腹腔的光源。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于所述光源是至少一個(gè)激光器、至少一個(gè) 被過(guò)濾的光、至少一個(gè)燈或至少一個(gè)LED的任意組合。
全文摘要
用于對(duì)患者體內(nèi)CBD的特征成像的方法和設(shè)備，將熒光造影劑引入CBD。光源經(jīng)過(guò)腹腔鏡發(fā)射可見光和熒光進(jìn)入患者腹腔。附接至或集成于腹腔鏡的照相機(jī)探測(cè)可見光圖像和熒光發(fā)射光圖像?？梢姽鈭D像信號(hào)和熒光圖像信號(hào)被處理，以便將熒光發(fā)射光圖像信號(hào)和可見光圖像信號(hào)組合成單一顯示信號(hào)。系統(tǒng)調(diào)節(jié)熒光發(fā)射光圖像的諸如顏色的顯示特點(diǎn)，使其與可見光圖像對(duì)比明顯，所以外科醫(yī)生可以容易地區(qū)分開這兩種圖像。顯示信號(hào)被發(fā)送至視頻監(jiān)視器，外科醫(yī)生在該處將可見光圖像和熒光圖像作為單一交疊的圖像觀察。
文檔編號(hào)A61B1/313GK102006818SQ200980110300
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者拉蒙·貝爾蓋, 邁克爾·羅伯特·格盧沙斯察克 申請(qǐng)人:救生外科系統(tǒng)公司