本發(fā)明總體上涉及醫(yī)療過程碎石術(lithotripsy)，并且具體地說，涉及特征化該過程期間生成的碎片。

背景技術：

碎石術醫(yī)療過程包括典型地在諸如膀胱這樣的體腔中，將結石或其它硬化質量打碎成碎片，以使結石不再影響該內腔的手術。該過程固有地產(chǎn)生被打碎結石的碎片，并且在成功的過程中，該碎片足夠小，以使不再影響該內腔的手術。

Cain等人的美國專利公報US 7705523(其公開通過引用并入于此)描述了一種向患者提供碎石術治療，以使患者的尿路結石分組的設備。該設備要求被配置為對準并且跟蹤尿路結石。

Bailey等人的PCT專利公報2011/133922(其公開通過引用并入于此)描述了一種用于通過超聲來檢測結石的方法，其中，來自結石的超聲反射相對于來自血液或組織的超聲反射，被優(yōu)先選擇并著重指出。該公開還描述了將結石顯示為其被實時推動。

Aida Satoshi等人的日本專利公報05-076539(其公開通過引用并入于此)描述了利用壓電元件的結石破碎設備。該設備主張僅精確照射結石以降低副作用。

Modell等人的美國專利公報2011/0074943(其公開通過引用并入于此)描述了一種成像器，該成像器被配置成，按大于醫(yī)療設備的電磁能量發(fā)射脈沖頻率的幀頻率生成多個幀。在本公開中，一成像系統(tǒng)主張能夠被用于定位結石并且恰當?shù)匕邢蛑委?，以使脈沖瞄準定位該結石的地點。

Chia等人的PCT專利公報2013/154708(其公開通過引用并入于此)描述了供在碎片化所瞄準腎結石或膀胱結石方面使用的手術激光系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有激光探針，其以光學方式聯(lián)接至合束器，并且其被配置成輸出組合激光脈沖列。

通過在本專利申請中引用而并入的文獻，除了某種程度上任何術語按與本說明書中明確地或隱含地進行的定義相沖突的方式，在這些并入文獻中定義以外，其余部分要被視為該申請的組成部分，僅本說明書中的定義應當被考慮。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施方式提供了一種醫(yī)療器械，該醫(yī)療器械包括：

碎石設備，該碎石設備被配置成將結石在體腔中打碎成一個或更多個碎片；

內窺鏡，該內窺鏡被配置成獲取所述體腔中的拍攝圖像；以及

圖像處理器，該圖像處理器被配置成進行如下操作：

處理所述拍攝圖像，并且生成處理圖像用于在監(jiān)視器上顯示，以及

處理和顯示所述一個或更多個碎片或所述結石中的至少一個的移動的軌跡。

典型地講，所述碎石設備包括激光，該激光被配置成打碎所述結石。

在公開實施方式中，所述處理圖像包括給定碎片的最終位置的圖像，并且所述圖像處理器被配置成，在所述處理圖像上提供針對所述最終位置的指示。

典型地講，當所述一個或更多個碎片或所述結石中的所述至少一個的最終位置處于所述內窺鏡的視野之外時，所述圖像處理器被配置成，提供針對所述最終位置的方向的指示。

在另一公開實施方式中，所述圖像處理器被配置成，測量所述結石的尺寸以及所述一個或更多個碎片的對應尺寸，并且提供所述對應尺寸與所述尺寸的比較。

在又一公開實施方式中，所述圖像處理器被配置成，評估所述碎片的基數(shù)。

在另選實施方式中，所述圖像處理器被配置成，提供所述碎片的總大小與所述結石的大小的比較。

在又一另選實施方式中，所述圖像處理器被配置成，控制所述內窺鏡獲取所述拍攝圖像時的幀速率，并且至少在啟用所述碎石設備期間增加所述幀速率。典型地講，所述圖像處理器被配置成，在所述監(jiān)視器上按比所增加的幀速率低的幀速率顯示所述拍攝圖像。

在又一另選實施方式中，通過所述圖像處理器來控制所述內窺鏡的觀察方向，并且所述圖像處理器被配置成，根據(jù)所述拍攝圖像確定所述一個或更多個碎片中的一個碎片的位置，并且響應于所述位置改變所述內窺鏡的所述觀察方向，以跟蹤所述一個或更多個碎片中的所述一個碎片。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，還提供了一種方法，該方法包括以下步驟：

提供碎石設備，該碎石設備被配置成將結石在體腔中打碎成一個或更多個碎片；

配置內窺鏡，以獲取所述體腔中的拍攝圖像；

處理所述拍攝圖像，并且生成處理圖像用于在監(jiān)視器上顯示；以及

處理和顯示所述一個或更多個碎片或所述結石中的至少一個的移動的軌跡。

附圖說明

根據(jù)下面結合附圖對本發(fā)明實施例的詳細描述，將更全面理解本發(fā)明，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的碎石系統(tǒng)的示意性例示圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、例示內窺鏡的遠端部的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、在操作圖1的系統(tǒng)中通過處理器執(zhí)行的步驟的流程圖；

圖4–圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、例示了該流程圖的步驟的、呈現(xiàn)在監(jiān)視器上的圖像的示意圖；以及

圖14是根據(jù)本發(fā)明的另選實施方式的、在操作圖1的系統(tǒng)中通過處理器執(zhí)行的步驟的流程圖。

具體實施方式

概述

在執(zhí)行碎石術過程中，有用的是，能夠跟蹤并特征化碎片，以向該過程的操作員提供有關該碎片的信息。例如，該操作員可以決定特定碎片太大，使得在打碎該結石之后，操作員可以決定對該結石的碎片執(zhí)行碎石術。本發(fā)明的實施方式提供了這樣的器械，即，使得操作員能夠執(zhí)行碎石術過程，跟蹤在該過程中生成的碎片的移動，并且跟蹤在生成該碎片之后剩余的任何結石。為清楚起見，在該器械的下列描述中，假設包括要打碎的結石的體腔是膀胱。

該器械包括碎石設備，典型地為生成適于打碎結石的、在不可見波長下的射束的高功率激光器。該器械還包括內窺鏡，并且在公開實施方式中，該內窺鏡具有工作通道，在該工作通道內，光纖被配置成傳送來自激光器的射束，使得該射束撞擊在結石上，并且使得來自射束的所吸收能量造成該結石破裂。在將內窺鏡插入膀胱之后，將來自激光器的射束朝向結石，并且內窺鏡被配置成拍攝結石的圖像，并且在結石碎裂之后，拍攝因吸收激光束而生成的任何碎片。典型地講，該內窺鏡被配置成按高幀速率拍攝這些圖像，使得可以準確地跟蹤該碎片。

圖像處理器處理所拍攝圖像，以在一指定拍攝圖像內標識通過該射束生成的碎片的圖像。該碎片圖像典型地利用圖像處理技術來標識和描繪，該圖像處理技術比較在激光器操作之前的結石圖像與在激光器操作之后的圖像。同一類型的標識和描繪可以應用至通過內窺鏡拍攝的隨后圖像。根據(jù)該系列圖像，處理器能夠構建表示該碎片的移動的軌跡，和例示剩余結石的移動的軌跡。這些軌跡可以在聯(lián)接至該內窺鏡的監(jiān)視器上顯示給該器械的操作員，該監(jiān)視器還顯示在碎片或結石沒有進一步移動時拍攝的、碎片的最終圖像和任何剩余結石的圖像。

典型地講，對于沒有移動超出內窺鏡的視野的碎片來說，指定碎片的軌跡終點示出了針對該碎片的最終位置。對于具有處于內窺鏡的視野之外的最終位置的碎片，使得在監(jiān)視器上顯示的最終圖像上沒有碎片，軌跡的終點例如可以利用箭頭示出指示該碎片的最終位置的方向。

詳細描述

下面，對圖1進行說明，其是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的碎石系統(tǒng)10的示意性例示圖。系統(tǒng)10可以在針對人類患者的體腔12的侵入式醫(yī)療過程(典型地講，最低限度的侵入過程)中使用，以便去除體腔中的結石或垢石。舉例來說，在本描述中，除另有指明者外，該體腔被假設為患者的膀胱，并且體腔12在此也被稱為膀胱12。然而，應當明白，系統(tǒng)10可以用于從大致任何人類體腔中去除結石，如胃腸器官、小支氣管、胸腔、涎腺導管，或者從非人類體腔去除結石。

系統(tǒng)10通過控制器14來控制，系統(tǒng)10包括處理器16，該處理器16充當圖像處理器，并且與存儲器18通信?？刂破?4還包括成像模塊20和碎石術模塊22，它們的功能在下面加以描述，并且其按軟件、硬件、或軟件與硬件的組合來實現(xiàn)?？刂破?4典型地還包括其它模塊，如體腔照明模塊，其可以在操作成像模塊時被處理器使用；為簡化起見，這些模塊在圖中未示出。

該處理器使用通常存儲在存儲器18中的軟件來控制系統(tǒng)10。通過處理器16執(zhí)行的動作的結果可以在監(jiān)視器24上呈現(xiàn)給系統(tǒng)10的操作員，通常是醫(yī)療醫(yī)師。該監(jiān)視器典型地向操作員顯示體腔12的、經(jīng)歷該過程的一部分的圖像，或者接近該體腔的圖像，和/或向圖形用戶接口顯示。用于操作系統(tǒng)10的軟件可以以電子形式例如通過網(wǎng)絡下載至處理器16，或者另選地或另外，該軟件可以提供和/或存儲在非暫時有形介質上，如磁性、光學或電子存儲器。

為執(zhí)行一過程，內窺鏡26可以經(jīng)由尿道管28傳遞至膀胱12。該過程被假設成包括：膀胱12中的結石30的檢查，和結石的碎裂，以從膀胱去除碎片，或者另選地(假設碎裂的顆粒足夠小)，將碎片留在膀胱中。系統(tǒng)10的操作員典型地使用內窺鏡來觀察膀胱12的內部，使得控制器14向內窺鏡提供照明，并且在監(jiān)視器24上顯示通過內窺鏡并且利用成像模塊20獲取的、膀胱的一部分和/或結石的圖像32。如下所述，內窺鏡26獲取結石的連續(xù)的順序圖像，并且將這些圖像連續(xù)呈現(xiàn)在監(jiān)視器24上。在本公開中，連續(xù)圖像32通過具有附加至所標識的圖像數(shù)字的字母來彼此區(qū)分，使得存在連續(xù)圖像32A、32B、32C、…。這些連續(xù)圖像在此被通稱為圖像32，并且所有圖像32被假設成包括內窺鏡的完整視野。下面提供了內窺鏡26的構造細節(jié)。

交互式控制機構(control)34使得系統(tǒng)10的操作員能夠操作控制器?？刂茩C構34可以包括聯(lián)接至控制器14的、本領域已知的任何常規(guī)實體，用于操作控制器，如點擊裝置、觸摸屏、小鍵盤以及/或者諸如話音控制這樣的非觸覺實體。舉例來說，控制機構34被假設成包括鼠標器，如圖中所示。典型地講，除了聯(lián)接至控制器14的控制機構以外，至少一些交互式控制機構34被假設成位于內窺鏡的手柄36中。

碎石系統(tǒng)10包括成像子系統(tǒng)40，其利用成像模塊20來獲取內窺鏡的遠端部60附近的物體的圖像。下面，參照圖2，對子系統(tǒng)40中的部件進行描述。

碎石系統(tǒng)10還包括碎石子系統(tǒng)44，其使用并入模塊22中的碎石設備46，在此還稱作碎石器46。為簡單起見，舉例來說，碎石器46在此被假設成，包括高功率激光器，諸如按2.1μm波長發(fā)送的Holmium:YAG激光器，并且在此還被稱為激光器46。碎石子系統(tǒng)44還包括按可見光譜發(fā)送輻射的低功率激光器47。下面，還對碎石子系統(tǒng)44的其它部件進行描述。舉例來說，碎石子系統(tǒng)44的部件被假設成，利用內窺鏡的工作通道48而被引入體腔12中。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、例示內窺鏡26的遠端部60的示意性圖。該遠端部被假設成靠近膀胱12的入口，穿過尿道28，并且接近結石30。成像子系統(tǒng)40包括位于該遠端部處的照明裝置50，其在成像模塊20的控制下能夠發(fā)射可見光。來自被照明裝置50照明的物體的返回光被透鏡系統(tǒng)52聚焦到半導體成像陣列54上，其也通過成像模塊控制，并且其使得處理器16能夠拍攝被照明物體的圖像。

碎石子系統(tǒng)44包括光纖70，光纖70穿過工作通道48并且被配置成，能夠從光纖遠端部72發(fā)送通過激光器46生成的高功率激光束74。子系統(tǒng)44還被配置成，從遠端部72起，大致沿著和由射束74所采用的路徑相同的路徑，發(fā)送通過低功率激光器47生成的低功率可見光波長激光束76。射束74和76通過碎石術模塊22生成，且在碎石術模塊22的控制下，并且下面進行更詳細描述。

在可操作時，碎石子系統(tǒng)44被配置成打碎或碎裂結石30。雖然典型地講，該打碎的步驟可以生成結石的許多碎片，但為清楚起見，在下面的描述中，打碎結石被假設成，生成三個結石碎片30A、30B以及30C。

圖3是在操作系統(tǒng)10時通過處理器16執(zhí)行的步驟的流程圖200，而圖4–圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、例示了所述步驟的、呈現(xiàn)在監(jiān)視器24上的圖像的示意圖。該流程圖的步驟描述假設要從膀胱12去除結石30。為清楚和簡化起見，所述步驟的下面描述假設了一旦插入膀胱，內窺鏡26的觀察方向在所述步驟的執(zhí)行期間不改變。這是通過系統(tǒng)10的操作員人工插入內窺鏡的典型情況。然而，在一些實施方式中，內窺鏡的觀察方向可以以機器人方式來控制，使得可以在處理器16的總體控制下，自動改變觀察方向。下面，提供了這種自動改變內窺鏡的觀察方向的實施例。

在初始步驟201中，系統(tǒng)的操作員將內窺鏡26插入膀胱12中，如圖1和2所示。利用照明裝置和陣列54，通過成像模塊20來生成由內窺鏡拍攝的場景的圖像。該圖像在監(jiān)視器24上呈現(xiàn)給操作員，并且操作員操縱內窺鏡在監(jiān)視器上生成結石30的希望圖像。典型地講，一旦已經(jīng)通過操作員實現(xiàn)并拍攝結石的希望圖像，他/她就啟用低功率激光器47，發(fā)送射束76，以照明結石的、要通過碎石器46照射的區(qū)段。圖4是在監(jiān)視器24上呈現(xiàn)給操作員的第一圖像32A的示意圖，例示了希望結石的圖像和在該圖像內的、與結石的激光照明區(qū)段相對應的區(qū)域80。操作員典型地使用控制機構34，以使處理器16拍攝并存儲圖像32A，通常在區(qū)域80可以被照明裝置50照明的同時。

在顯示步驟202中，處理器16顯示該圖像，并且使用該圖像來測量并存儲指示結石的大小和位置的參數(shù)。該處理器典型地被配置成自動計算這些參數(shù)，諸如通過描繪結石的外邊界82，并且尋找邊界的質心83以及穿過該邊界的最大線段84的長度來實現(xiàn)該計算。

在碎石步驟204中，系統(tǒng)操作員使用控制機構34以啟用設備46，以便利用高功率激光束74來照射結石30，以便打碎結石。射束74典型地被脈沖化，并且系統(tǒng)操作員可以在啟用設備46之前，調節(jié)脈沖的參數(shù)，如它們的寬度、頻率以及功率。步驟204啟動針對結石的碎片化過程。

處理器16被配置成，控制通過內窺鏡26拍攝圖像的幀速率，并且典型地按比在結石30未被碎片化時用于顯示結石30的圖像更高的幀速率，來拍攝在該碎片化過程期間生成的圖像。例如，過程圖像可以按300幀/秒的速率來拍攝，而針對結石30的、在結石30被觀察而未經(jīng)歷碎片化過程時的典型拍攝速率可以是30幀/秒。典型地講，在使用更高幀速率時，照明裝置50增加其所提供的照明強度，以將所拍攝的圖像的信噪水平保持在可接受水平。

在成像步驟206中，該成像步驟206典型地與碎石步驟204同時實現(xiàn)，處理器16在通過射束74將結石30碎片化之后，拍攝并存儲結石30的第二圖像32B。圖5是通過射束74生成的結石的圖像32B的圖，其示意性地例示碎片30A、30B、30C(圖2)的圖像90、92、94。

在碎片標識步驟208中，處理器比較圖像32B與圖像32A，以便標識和描繪指定碎片圖像。在執(zhí)行該比較時，該處理器典型地使用本領域公知的圖案識別方法，以便標識具有呈現(xiàn)在圖像32B中而未呈現(xiàn)在圖像32A中的邊界的連續(xù)區(qū)域。一旦描繪了碎片，處理器將針對該碎片的位置典型地存儲作為碎片圖像的質心。另外，處理器測量并存儲指示該碎片的大小的參數(shù)，典型地利用大致和步驟204中所使用方法相同的方法。

如流程圖中所示并且如下進一步所述，重復步驟208，并且在每一次重復，在計數(shù)步驟210中，處理器遞增計數(shù)器，獲得在步驟208中標識的碎片的數(shù)量，即，在步驟210中，處理器評估碎片的基數(shù)(cardinality)。

繼續(xù)步驟208的重復，同時比較步驟212檢查處理器是否可以標識更多碎片，返回正值。如果處理器確定沒有更多碎片，則比較步驟212返回負值，并且流程圖繼續(xù)到隨后過程成像步驟214。

舉例來說，圖像32B例示了，在重復步驟208時，處理器標識分別對應于碎片30A、30B以及30C的三個碎片圖像90、92以及94。針對每一個碎片圖像，處理器生成線段100、102以及104，測量這些線段的長度，并且使用這些長度作為指示碎片大小的相應參數(shù)。該處理器還確定針對每一個碎片圖像的質心110、112、114，并且使用這些質心作為指示碎片位置的參數(shù)。

在隨后過程成像步驟214中，處理器拍攝并存儲結石30及其碎片的第三和隨后的過程圖像。由此，在獲取了圖像32B之后，拍攝第三圖像32C。圖6是圖像32C的圖，通過示例，示意性地例示了在圖像32B中初始標識的結石的三個碎片30A、30B以及30C的圖像120、122以及124。

在碎片跟蹤步驟216中，處理器比較圖像32C與圖像32B，以便標識并且定位和描繪步驟208中標識的每一個碎片。該比較的過程典型地使用與步驟208中使用的方法類似的圖案識別方法，并且典型地還包括如下步驟：與碎片的先前位置相比，針對任何指定碎片的可能新位置應用預置平移限制。另外，在圖像32C中成像的任何指定碎片當在圖像32B中成像時，相對于其取向旋轉，因而相對于在圖像32B中拍攝的方位(aspect)，向內窺鏡26呈現(xiàn)不同的方位。該處理器可以通過向描繪的碎片邊界中的可能變化應用預置邊界限制，來適應方位中的這種改變。系統(tǒng)操作員可以確定針對平移和邊界限制的值，而不需要在系統(tǒng)10的操作之前的不適當實驗，典型地講，例如通過分析在先前碎石過程中生成的圖像。

在步驟216中，針對每一個所標識的碎片，處理器典型地利用和步驟208大致相同的方法，來計算并存儲指示碎片的位置的參數(shù)，以及指示碎片的大小的參數(shù)。

圖像32C例示了，在步驟216中，處理器將圖像32B中初始標識的三個碎片30A、30B以及30C標識為分別具有圖像120、122以及124。針對每一個圖像，處理器生成線段130、132以及134，并且將這些線段的長度用作指示碎片的大小的相應參數(shù)。處理器還計算質心140、142以及144，并將這些用作指示碎片位置。

應當明白，指示碎片的大小的參數(shù)的值(在此例如被假設成為碎片圖像的最長線段的長度)可以逐個圖像改變。該變化通?？梢杂杀绢I域普通技術人員應當清楚的因素所造成，如碎片旋轉，和/或碎片距內窺鏡的遠端部的距離的變化。

處理器16重復步驟214和216，拍攝并分析通過內窺鏡26獲取的連續(xù)圖像。隨著拍攝每一個特定圖像，在比較步驟218中，處理器比較該圖像與前一圖像。如果在圖像中存在指示在圖像中所標識的至少一個碎片正在移動的變化，則該比較的步驟返回正值，以使重復繼續(xù)。

圖7、8以及9示意性地例示了處理器16可以在重復步驟214和216期間拍攝的典型連續(xù)圖像32D、32E以及32F。雖然圖像32C、32D、32E以及32F按連續(xù)的隨后漸進時間被拍攝，但應當清楚，這些圖像通常不連貫，使得處理器可以拍攝圖像32C與32D之間的插入圖像，以及圖像32D與32E之間和圖像32E和32F之間的插入圖像。

在圖7中，處理器將圖像150、152以及154標識為分別對應于結石30的碎片30A、30B以及30C。應當清楚，在圖7中，圖像150、152以及154是碎片30A、30B以及30C的完整圖像，因為這些碎片完全處于內窺鏡的視野中。在圖8中，處理器將圖像160、162以及164標識為分別對應于結石30的碎片30A、30B以及30C。圖像160和162是碎片30A和30B的完整圖像，因為這些碎片完全處于內窺鏡的視野中。然而，圖像164僅是碎片30C的局部圖像，對應于碎片僅局部處于內窺鏡的視野中。

處理器16根據(jù)圖7和8中的圖像(包括局部圖像164)生成碎片的位置和大小的指示，典型地如上針對圖5和6所示的碎片圖像描述的，即，通過計算針對該碎片圖像的質心和最長線段來進行。然而，為簡化起見，這些質心和線段在圖7和8中或者在圖9(下面描述)中未加以示出。

圖9示意性地例示了處理器16拍攝的“最終“圖像32F。圖像32F被假設成，被獲取為重復步驟214和216的最后圖像，例如在步驟218的比較結果返回負值的時候。在圖像32F中，處理器將圖像170和圖像172標識為分別對應于碎片30A和30B。圖像170是碎片30A的完整圖像，因為該碎片完全處于內窺鏡的視野中，圖像172是碎片30B的局部圖像，因為該碎片局部地處于視野中，而沒有針對碎片30C的圖像，因為該碎片處于內窺鏡視野之外。

返回至該流程圖，一旦步驟218返回負值，則在步驟204啟動的碎片化過程被假設成已經(jīng)終止，并且處理器繼續(xù)圖形顯示步驟220。在步驟220中，處理器使用圖形32F，來計算并存儲指示在碎片化過程之后仍存在的結石(即，結石30的、缺少全部標識碎片)的位置的參數(shù)。該處理器典型地被配置成，通過描繪剩余可見結石的外邊界174，并且尋找邊界的質心176，來自動計算這些參數(shù)。外邊界174被假設成，在圖形32F中描繪，同時排除碎片的任何圖像；由此，該外邊界不包括圖像170。

利用在步驟208和216計算的位置，處理器16能夠典型地通過利用控制機構34的系統(tǒng)操作員來顯示在該過程期間生成的碎片的移動的軌跡，和在圖像32F中可見的碎片或碎片一部分的最終位置。由此，在圖像32F中，處理器能夠顯示針對碎片30A的軌跡178和最終位置180，和針對碎片30B的軌跡182和最終位置184。在這些圖中，最終位置用正方形指示。對于在步驟208中標識的碎片來說，但其在圖像32F中不再可見，即，其不再處于內窺鏡的視野中，處理器能夠使用步驟208和步驟216的位置，來顯示該碎片的移動的軌跡連同指示該碎片移動退出內窺鏡視野的方向的箭頭。由此，在圖像32F中，處理器能夠顯示針對碎片30C的軌跡186和方向性箭頭188。

除了顯示針對來自結石30的碎片的軌跡和最終位置信息以外，處理器還能夠使用在步驟202和220中存儲的位置，來顯示剩余結石的移動的軌跡，以及剩余結石的最終位置。由此，在圖像32F中，處理器能夠顯示針對剩余結石的軌跡190和最終位置192。

在最終步驟222中，處理器分析已經(jīng)在步驟208和216中存儲的、針對每一個碎片的大小參數(shù)。典型地講，針對任何指定碎片，因碎片在內窺鏡的視野中移動和/或旋轉。從而大小參數(shù)逐個圖像地改變。根據(jù)該大小參數(shù)，處理器評估針對每一個碎片的最大線性測量。另外，利用在步驟202中存儲的、針對結石30的大小參數(shù)，處理器評估針對該結石的最大線性尺寸，并且還可以評估所評估的碎片尺寸與所評估的結石尺寸的比率。

另外，任何指定碎片的大小尺寸使得處理器能夠通過本領域已知的方法來評估碎片的體積，如通過計算該大小參數(shù)的立方函數(shù)的平均值?？梢岳貌襟E202的大小參數(shù)，對結石30的體積進行類似評估。處理器可以使用該體積評估，來生成總碎片體積與結石30的體積的比率。

操作員可以使用控制機構34來顯示通過處理器導出的碎片和結石的評估數(shù)據(jù)，并且如這里所述的，顯示在監(jiān)視器24上。根據(jù)在步驟206生成的計數(shù)器值，處理器還能夠在監(jiān)視器24上顯示通過碎片化過程生成的碎片的數(shù)量。

如上所述，處理器存儲的圖像按高幀速率來獲取。在最終步驟222中，操作員例如可以按低幀速率，按順序重放碎片化過程的圖像，以更清楚看到通過該過程生成的碎片的特征。另外，操作員可以重復該流程圖的所有步驟，例如，通過應用“清屏”功能，并且將系統(tǒng)返回至第一步驟201。

應當明白，流程圖200的描述假設處理器16能夠拍攝和分析“飛行中("on the fly)”的圖像。在這種情況下，還應明白，對于內窺鏡具有以機器人方式控制的觀察方向的情況來說，在處理器16的總體控制下，處理器可以在上述碎片化過程期間改變觀察方向。例如，處理器可以被實現(xiàn)成，使用如根據(jù)步驟206和214的所拍攝的圖像來確定的特定碎片(如最大碎片)的位置，來改變內窺鏡的觀察方向，以便跟蹤該特定碎片。

上面的描述描述了這樣的情形，即，在步驟204啟動并且在步驟218終止的碎片化過程，導致結石30的具有如下圖像的碎片，該圖像可以典型地覆蓋剩余結石的圖像。如果該碎片與結石相比相對較小，則可以出現(xiàn)這些情形。

圖11、12以及13示意性地例示了由碎片化過程導致的另選情形，其中，結石30的碎片化具有相對較大的大小，典型地具有和結石大小相同的等級。

在該另選情形中，在步驟204啟動的碎片化過程被假設成將結石30打碎成三個大碎片，在此，稱為第一、第二以及第三碎片。在這種情況下，在步驟206(即，在該碎片化過程開始時)拍攝的這三個碎片的初始圖像32G(圖11)示出了第一、第二以及第三碎片的相應碎片圖像194A、194B以及194C。

在重復步驟214時，在該步驟中拍攝的這三個碎片的隨后中間圖像32H(圖12)示出了碎片圖像195A、195B以及195C。圖像195A僅僅是局部的，因為第一碎片僅部分處于內窺鏡的視野中。圖像195B和195C是完整的，因為第二和第三碎片完全處于該視野中。

當步驟214不再重復時(即，當比較218返回負值時)，在該步驟中拍攝的最終圖像32I(圖13)示出了碎片圖像196B和196C。在該最終圖像中，僅存在兩個碎片圖像，因為第一碎片不再處于內窺鏡視野中。在圖像32I中，圖像196C局部地對應于僅局部處于內窺鏡視野中的第三碎片。

應當明白，上面針對流程圖200描述的操作可以應用(加以必要變更)至圖11–圖13中例示的另選情形。例如，如圖13所示，處理器可以顯示第一、第二以及第三碎片的軌跡197A、197B以及197C，連同該碎片的最終位置或者指示在該碎片處于內窺鏡的視野之外時碎片的方向的箭頭。本領域普通技術人員將清楚上面針對步驟220和222描述的并且可應用于其它情形的其它動作(如上述另選情形)，并且為簡短起見，在此未加以描述。

圖14是在操作系統(tǒng)10時通過處理器16執(zhí)行的步驟的流程圖300，根據(jù)本發(fā)明的另選實施方式，流程圖300的處理包括和流程圖200大致相同的步驟，并且這些步驟的動作如上參照流程圖200所述的。然而，與流程圖200形成對比，處理器16可以不“在飛行中”操作。相反地，在流程圖300中，成像步驟206和214順序地執(zhí)行，以使來自碎片化過程的所有圖像在稍后步驟208、210、212、…中的分析之前可用于處理器。

根據(jù)對圖4–圖13所示情形的考慮，應當明白，針對流程圖200和300所述的處理大致可以應用至通過參照上面的碎片化過程所生成的任何類型的碎片化，即，其中結石通過碎石設備打碎，并且其中，通過啟用該設備生成的碎片被跟蹤并且以及碎片的軌跡被呈現(xiàn)給該設備的操作員。

返回至步驟201(圖3和圖14)的描述，應當明白，操作員不必啟動拍攝第一圖像32A。例如，一旦將內窺鏡插入膀胱12，其就可以被配置成拍攝圖像。一旦在拍攝圖像中標識了結石，流程圖200或300的處理就可以開始(加以必要變更)，并且這種標識可以自動設置。另選的是，可以將拍攝的圖像存儲在存儲緩沖器中，并且可以將初始圖像32A選擇為碎石設備在啟用之前(在步驟204中)的最后存儲圖像。

由此，應當清楚，上述實施方式通過實施例的方式進行闡述，而且本發(fā)明不限于上面具體示出并描述的內容。相反地，本發(fā)明的范圍包括上述各個特征以及本領域技術人員通過閱讀前述描述而想到的和現(xiàn)有技術中未公開的其變型例和修改例的組合和子組合兩者。

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種醫(yī)療器械，該醫(yī)療器械包括：

碎石設備，該碎石設備包括激光，該激光被配置成將結石在體腔中打碎成一個或更多個碎片；

內窺鏡，該內窺鏡被配置成獲取所述體腔中的拍攝圖像；以及

圖像處理器，該圖像處理器被配置成進行如下操作：

處理所述拍攝圖像，并且生成處理圖像用于在監(jiān)視器上顯示，以及

處理和顯示所述一個或更多個碎片或所述結石中的至少一者的移動的軌跡。

2.根據(jù)權利要求1所述的器械，其中，所述處理圖像包括給定碎片的最終位置的圖像，并且其中，所述圖像處理器被配置成，在所述處理圖像上提供針對所述最終位置的指示。

3.根據(jù)權利要求1所述的器械，使得當所述一個或更多個碎片或所述結石中的所述至少一者的最終位置處于所述內窺鏡的視野之外時，所述圖像處理器被配置成，提供針對所述最終位置的方向的指示。

4.根據(jù)權利要求1所述的器械，其中，所述圖像處理器被配置成，控制所述內窺鏡獲取所述拍攝圖像時的幀速率，并且至少在啟用所述碎石設備期間增加所述幀速率。

5.根據(jù)權利要求4所述的器械，其中，所述圖像處理器被配置成，在所述監(jiān)視器上按比所增加的幀速率低的幀速率來顯示所述拍攝圖像。

6.根據(jù)權利要求1-5中的任一項所述的器械，其中，所述圖像處理器被配置成，測量所述結石的尺寸以及所述一個或更多個碎片的對應尺寸，并且提供所述對應尺寸與所述尺寸的比較。

7.根據(jù)權利要求1-5中的任一項所述的器械，其中，所述圖像處理器被配置成，評估所述碎片的基數(shù)。

8.根據(jù)權利要求1-5中的任一項所述的器械，其中，所述圖像處理器被配置成，提供所述碎片的總大小與所述結石的大小的比較。

9.根據(jù)權利要求1-5中的任一項所述的器械，其中，通過所述圖像處理器來控制所述內窺鏡的觀察方向，并且其中，所述圖像處理器被配置成，根據(jù)所述拍攝圖像確定所述一個或更多個碎片中的一個碎片的位置，并且響應于所述位置而改變所述內窺鏡的所述觀察方向，以跟蹤所述一個或更多個碎片中的所述一個碎片。