本發(fā)明總體涉及微創(chuàng)醫(yī)療設(shè)備和手術(shù)(procedure)，并且特別涉及控制使用內(nèi)窺鏡的定向能量手術(shù)的裝置和方法。

背景技術(shù)：
激光碎石是在從尿路(包括尿道、膀胱、輸尿管和腎)去除結(jié)石中廣泛使用的微創(chuàng)手術(shù)。為了執(zhí)行激光碎石，內(nèi)窺鏡(諸如，膀胱鏡、輸尿管鏡、或者腎鏡)被插入到尿路中到結(jié)石位置，并且光纖被引入到內(nèi)窺鏡的工作通道中。向前推動光纖，直到其從工作通道的遠(yuǎn)端開口出去并且變得接近結(jié)石為止。通過光纖將激光束發(fā)射到結(jié)石上，使得結(jié)石吸收激光束能量并且碎裂。如果在光纖仍然在內(nèi)窺鏡的工作通道內(nèi)而不是伸出遠(yuǎn)端開口時發(fā)射激光束，則激光束可能損傷工作通道、以及周圍組織。已經(jīng)提出了針對該問題的多種解決方案。例如，美國專利申請公開2013/0072753描述了一種用于防止醫(yī)療設(shè)備的無意激勵的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有近端、遠(yuǎn)端、以及從近端延伸到遠(yuǎn)端的中腔(lumen)的伸長管。中腔被配置成容納具有活動狀態(tài)和非活動狀態(tài)的醫(yī)療設(shè)備。檢測系統(tǒng)確定醫(yī)療設(shè)備的遠(yuǎn)端相對于伸長管的遠(yuǎn)端的位置，并且控制醫(yī)療設(shè)備的激勵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
以下描述的本發(fā)明的實(shí)施方式提供了可以用于在內(nèi)窺鏡手術(shù)中控制能量發(fā)射的方法和裝置。從而，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，提供了一種醫(yī)療裝置，該醫(yī)療裝置包括：內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括被配置成插入到體腔中的遠(yuǎn)端，并且該內(nèi)窺鏡包括成像組件，該成像組件被配置成捕捉并且輸出體腔的接近遠(yuǎn)端的區(qū)域的圖像。該裝置包括能量引導(dǎo)件和能量源，能量源被配置成通過能量引導(dǎo)件發(fā)射能量脈沖。控制單元被配置成處理圖像以在體腔中識別目標(biāo)物質(zhì)，并且檢驗(yàn)通過能量引導(dǎo)件引導(dǎo)的瞄準(zhǔn)光束被入射在目標(biāo)物質(zhì)上，并且響應(yīng)于這樣的檢驗(yàn)，激勵能量源以經(jīng)由能量引導(dǎo)件將能量脈沖引導(dǎo)到目標(biāo)物質(zhì)。在一些實(shí)施方式中，該裝置包括照明源，照明源被配置成通過能量引導(dǎo)件引導(dǎo)瞄準(zhǔn)光束。在一些實(shí)施方式中，能量引導(dǎo)件穿過內(nèi)窺鏡到遠(yuǎn)端處的開口。通常，內(nèi)窺鏡包括穿過內(nèi)窺鏡到末端處的開口的工作通道，并且能量引導(dǎo)件被配置成通過工作通道插入。能量引導(dǎo)件可以被配置成通過內(nèi)窺鏡的末端處的開口伸出，使得能量引導(dǎo)件的遠(yuǎn)尖端接近目標(biāo)物質(zhì)。在所公開的實(shí)施方式中，內(nèi)窺鏡被配置成通過病人的尿路插入，其中，目標(biāo)物質(zhì)是結(jié)石，并且其中，由能量源發(fā)射的脈沖被配置成將被結(jié)石吸收并且由此導(dǎo)致結(jié)石碎裂。通常，能量引導(dǎo)件包括光纖，并且能量源包括激光器。在所公開的實(shí)施方式中，控制單元被配置成當(dāng)在圖像中未出現(xiàn)將被入射在目標(biāo)物質(zhì)上的瞄準(zhǔn)光束時禁止能量源的操作。可選地，控制單元可以被配置成在將能量脈沖發(fā)射到目標(biāo)物質(zhì)之后的預(yù)定義的時間間隔期間延遲禁止能量源的操作。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，還提供一種用于執(zhí)行內(nèi)窺鏡手術(shù)的方法，該方法包括：設(shè)置內(nèi)窺鏡和能量引導(dǎo)件，所述內(nèi)窺鏡包括被配置用于插入到體腔中的遠(yuǎn)端，能量引導(dǎo)件被配置成插入到所述體腔中。通過所述能量引導(dǎo)件將瞄準(zhǔn)光束引導(dǎo)至所述體腔中。捕捉所述體腔的接近所述遠(yuǎn)端的區(qū)域的圖像，并使用圖像處理器處理所述圖像，以在所述體腔中識別目標(biāo)物質(zhì)，并且檢驗(yàn)所述瞄準(zhǔn)光束被入射在所述目標(biāo)物質(zhì)上。響應(yīng)于這樣的檢驗(yàn)，激勵能量源以經(jīng)由所述能量引導(dǎo)件將能量脈沖引導(dǎo)到所述目標(biāo)物質(zhì)。本發(fā)明將從與附圖一起獲得的本發(fā)明的實(shí)施方式的以下詳細(xì)說明被更全面地理解，其中：附圖說明圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于激光碎石的系統(tǒng)的示意圖；圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的激光碎石系統(tǒng)中的控制臺的元件的框圖；圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于控制碎石手術(shù)的方法的流程圖；以及圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的用于激光碎石的系統(tǒng)的示意圖。具體實(shí)施方式相信，激光碎石系統(tǒng)在本領(lǐng)域中是已知的并且通常使用高功率紅外線激光器(諸如，鈥YAG激光器)來生成發(fā)射在目標(biāo)結(jié)石的能量脈沖。還相信，用于擊碎結(jié)石的激光束通常對于人眼和標(biāo)準(zhǔn)圖像傳感器是不可見的，并且從而可以使用另一種照明源(諸如，可見LED或激光源)來生成可見瞄準(zhǔn)光束。該瞄準(zhǔn)光束通?？梢酝ㄟ^光纖或者其它類似設(shè)備被引導(dǎo)并且被布置成撞擊激光束的目標(biāo)。通過使用瞄準(zhǔn)光束，瞄準(zhǔn)光束點(diǎn)可以出現(xiàn)在當(dāng)正在使用內(nèi)窺鏡查看目標(biāo)區(qū)域時形成的圖像中，并且從而使得操作該系統(tǒng)的醫(yī)生看到來自光纖的能量將入射到哪里。為了避免損害周圍組織，醫(yī)生應(yīng)該確保在發(fā)射激光之前，瞄準(zhǔn)光束被入射在結(jié)石上。瞄準(zhǔn)光束點(diǎn)在結(jié)石上的合適觀測還應(yīng)該幫助防止在光纖仍然在工作通道內(nèi)側(cè)而不是應(yīng)當(dāng)?shù)某蚰繕?biāo)適當(dāng)遠(yuǎn)地伸出時激光器的誤發(fā)射(misfiring)。然而，實(shí)際上，結(jié)石在治療期間易于移動，并且操縱內(nèi)窺鏡和光纖很難，要求大量靈活性并且非常小心。結(jié)果，誤發(fā)射通常發(fā)生，導(dǎo)致對病人組織和內(nèi)窺鏡的損害。以下描述的本發(fā)明的實(shí)施方式旨在通過在允許激光器被激勵之前，檢驗(yàn)出瞄準(zhǔn)光束被適當(dāng)?shù)厝肷湓谀繕?biāo)結(jié)石上，來防止激光器的誤發(fā)射?？梢詫?shí)現(xiàn)該目標(biāo)的一種方式是通過處理由內(nèi)窺鏡相機(jī)捕捉的圖像。除了防止損害組織和裝置的益處之外，該方法可以在如下方面特別有利：其可以通過將合適處理和控制能力添加到現(xiàn)有激光碎石系統(tǒng)來簡單地被實(shí)現(xiàn)，而不對系統(tǒng)硬件進(jìn)行大量修改或添加。從而，在所公開的實(shí)施方式中，具有被配置用于插入到體腔中的遠(yuǎn)端的內(nèi)窺鏡包括以下中的一個或更多個：·成像組件，所述成像組件捕捉并且輸出體腔的接近遠(yuǎn)端的區(qū)域的圖像；·能量引導(dǎo)件，所述能量引導(dǎo)件可以或可以不穿過內(nèi)窺鏡到內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端處的開口或者區(qū)域；以及·能量源，所述能量源被耦合以通過能量引導(dǎo)件發(fā)射能量脈沖。此外，如前所述，照明源可以通過能量引導(dǎo)件來引導(dǎo)瞄準(zhǔn)光束。另選地，假設(shè)能量源包括激光器，該激光器可以被配置成除了發(fā)射高功率能量脈沖之外還發(fā)射低功率可見光束以用作瞄準(zhǔn)光束，來代替單獨(dú)照明源?？刂茊卧幚碛沙上窠M件輸出的圖像以識別體腔中的目標(biāo)物質(zhì)(諸如，結(jié)石)，并且檢驗(yàn)出瞄準(zhǔn)光束被入射在目標(biāo)物質(zhì)上?；谠摍z驗(yàn)，控制單元激勵能量源以經(jīng)由能量引導(dǎo)件將能量脈沖引導(dǎo)到目標(biāo)物質(zhì)上。另外，控制單元可以禁止能量源的操作。在以下描述的實(shí)施方式中，內(nèi)窺鏡包括工作通道，能量引導(dǎo)件包括光纖，并且能量源包括激光器。光纖通過上述工作通道被插入，使得光纖的遠(yuǎn)尖端從工作通道的遠(yuǎn)開口伸出，接近目標(biāo)物質(zhì)。內(nèi)窺鏡被配置成通過病人的尿路插入，其中，由激光器發(fā)射的脈沖被吸收并且由此使得結(jié)石(諸如，腎結(jié)石)碎裂。雖然以下描述的實(shí)施方式通過舉例特別是對激光碎石作出參考，但是本發(fā)明的原理絕不限于該特定治療環(huán)境。而是，在另選實(shí)施方式中，可以在不僅使用激光器而且還使用其它類型的能量源(諸如，聲源或者微波源)的其它類型的治療手術(shù)中，加以必要的變更來應(yīng)用在此描述的圖像處理和控制的方法。而且，雖然這些實(shí)施方式特別致力于尿路的治療，但是在此描述的系統(tǒng)和方法可以類似地應(yīng)用在其它體腔(諸如，腸道、呼吸系統(tǒng)、以及心血管系統(tǒng))內(nèi)以及在胸腔和腹腔內(nèi)的內(nèi)窺鏡治療中、以及神經(jīng)外科和牙科手術(shù)中，或者應(yīng)用在可以使用激光器或者其它定向能量源的身體中的任何位置。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于激光碎石的系統(tǒng)20的示意圖。系統(tǒng)操作者22通常是醫(yī)生(諸如，泌尿科醫(yī)師)，使合適內(nèi)窺鏡24的遠(yuǎn)端進(jìn)入到病人26的體腔(膀胱、輸尿光或者腎)中。如在插圖中所示，操作者22操縱內(nèi)窺鏡24以使內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端接近目標(biāo)物質(zhì)(諸如，結(jié)石28)。如本領(lǐng)域中已知的，內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端處的成像組件30(包括圖像傳感器和合適成像光學(xué)元件)捕捉體腔內(nèi)的在遠(yuǎn)端附近的區(qū)域的圖像，并且經(jīng)由線32將相應(yīng)圖像信號發(fā)送到控制臺40。另選地，成像組件可以包括光纖圖像引導(dǎo)件(未示出)，光纖圖像引導(dǎo)件將該區(qū)域的圖像傳送到內(nèi)窺鏡的近端處的圖像...