用于原位手術應用的準直光束測量學系統技術方案

本發明專利技術提供了用于原位手術應用的準直光束測量學系統。特別是提供一種測量學系統，包括用于傳播平行光束的均勻間隔的光學構件的共線陣列。所述平行光束有利于在目標部位上產生光圖案。測量目標部位范圍的方法包括以下步驟：投射均勻間隔的平行光束以在目標部位上形成具有均勻間隔單元的光圖案，對齊所述光圖案以使最大數量的均勻間隔單元沿所述范圍定位以及對沿所述范圍定位的最大數量的均勻間隔單元進行計數。

【技術實現步驟摘要】

本公開涉及一種測量目標部位范圍(dimension)的方法。更具體地,本公開涉及一種在目標部位上投射已知大小的圖案以測量目標部位的方法。
技術介紹
如腹腔鏡、內窺鏡·和胸腔鏡手術的微創手術具有優于傳統開放手術的很多優點。特別是，微創手術并不需要大切口，因此減少了不適性、恢復時間以及與傳統開放手術相關的許多有害副作用。微創手術是通過患者皮膚中的小開口來進行的。這些開口可以是皮膚中的切口或者可以是天然出現的身體孔口(例如，口腔、肛門或陰道)。通常，使用吹入氣體來擴大目標手術部位周圍的區域以產生更大、更容易進入的工作區域。在微創手術操作的過程中，外科醫生通常難以確定手術部位中各種器官、組織和其他結構的大小。存在用于手術部位測量的各種原位手術測量學方法。這樣的方法需要許多移動部件以及當投射器移入或移出投射表面時迅速改變大小和/或焦點的投射圖像。一直存在這樣的需求:需要具有穩定焦點且不具有移動部件來操作的原位手術測量學方法。
技術實現思路
測量學系統包括用于傳播平行光束的均勻間隔的光學構件的共線陣列。平行光束有利于在目標部位上產生光圖案。所述光學構件可與內窺鏡相連接或為獨立的裝置。所述光圖案可包括均勻間隔的共線點。產生光圖案的光學件(optics)，例如衍射光學構件，可以由平行光束產生二維光圖案。所述二維光圖案可為一系列平行線或形成矩形網格的一系列正交線。所述平行光束可由準直發射器形成。可選地，它們可以借助于來自鏡子、棱鏡或者部分反光且部分透光的平行表面的入射光束的反射而形成。測量目標部位的范圍的方法包括以下步驟:投射均勻間隔的平行光束以在目標部位上形成具有均勻間隔單元(element)的光圖案，對齊所述光圖案以使最大數量的均勻間隔單元沿所述范圍定位以及對沿所述范圍定位的最大數量的均勻間隔單元進行計數。所述均勻間隔單元可為共線點或平行線。所述光圖案可為形成矩形網格的一系列正交線。附圖說明當結合附圖時，根據下文的詳細說明，本公開的上述和其他方案、特點和優勢將變得更加明顯，在附圖中:圖1為根據本公開原理的測量學系統的側視示意圖2A-2B為圖1的測量學系統的使用方法的側視示意圖；圖3為根據本公開的另一個實施例的測量學系統的側視示意圖；圖4為根據本公開的另一個實施例的測量學系統的側視示意圖；圖5為根據本公開的另一個實施例的測量學系統的側視示意圖；圖6為根據本公開的另一個實施例的測量學系統的側視示意圖；以及圖7為根據本公開的另一個實施例的測量學系統的側視示意圖。具體實施例方式在下文中參照附圖描述本公開的具體實施例；然而，應該理解的是，公開的實施例僅為公開內容的示例并且可以不同的形式來實施這些實施例。為避免以不必要的細節使本公開變得含混不清，沒有詳細描述已知的功能或構造。因此，不應將在此公開的特定功能和結構細節理解為限制，其僅為權利要求的基礎，并為用于教導本領域技術人員的代表性基礎以使他們實際上能以任何適合的詳盡結構而變化性地應用本公開。在附圖的全部說明中，相同的附圖標記可以指示類似或相同的零件。如在附圖中所示出和貫穿以下說明書所描述的，如當涉及手術器械上的相對定位時所常用的，術語“近側”指的是裝置靠近用戶的一端，而術語“遠側”指的是裝置遠離用戶的一端。術語“臨床醫生”指的是執行包括在此描述的實施例的使用的醫療操作的任何醫療職業者(即醫生、夕卜科醫生、護士等)。如圖1所示，圖示了根據本公開的實施例的測量學系統100。測量學系統100包括光列(light row) 102，光列102具有連接至其上的光發射器110。光發射器110的不同實施例包括LED和激光二極管。每個光發射器110發射用于在目標部位“S”上產生光圖案140的光束130。光束130大致上是平行的。相鄰的光束130之間具有大致上均勻的距離dx。光束130可為準直的以增加光圖案140的精確性。光束130可為任意適合形式的光，例如相干的、部分相干的、可見的、紅外的或紫外的。可以使用532nm的波長以使光束130與人體中任何天然出現的組織的顏色區別開來。光圖案140可為適于測量目標部位“S”的范圍的任意圖案。光圖案140可為由平行光束130產生的平均間隔點的一維圖案。可以通過對在目標部位“S”上出現的平均間隔點的數量n進行計數并用距離dx乘以數量n來確定目標部位“S”的范圍的測量值。由于所述范圍的實際大小在(n-l)dx之間，兩種計算方法的最大誤差均小于dx。計算方法(n-1/2)dx得到最大誤差為±l/2dx的值。轉向圖2A-2B，其示出了測量學系統100的使用方法。如圖2A所示，目標部位“S”存在于組織“T”下面的體腔“C”內。測量學系統100連接至具有可致動手柄“H”的手術器械“N”的遠側端。通過位于組織“T”中的開口中的手術進入口件“P”插入手術器械“N”。通過手術進入口件“P”插入內窺鏡“E”以觀察目標部位“S”。在插入過程中，光列102大致上與手術器械“N”平行。如圖2B所示，例如，通過手術器械“N”的手柄“H”的致動或通過來自其他手術器械的操作，可以使光列102圍繞手術器械“N”的遠側端旋轉。光列102的旋轉將光列102定位成與待測量的目標部位“S”的范圍平行。光發射器110發射光束130以在目標部位“S”上產生光圖案140。通過內窺鏡“E”對出現在目標部位“S”上的點的數量n可視地計數。可以旋轉或者通過其他方法將內窺鏡“E”和/或手術器械“N”定位成使光圖案140對齊，以使最大數量η的點出現在待測量的目標部位“S”的范圍上。然后如上所述，可以用點的數量η和距離dx來計算所述范圍。轉向圖3，根據本公開的可選實施例的測量學系統總地標示為100a。測量學系統IOOa與測量學系統100類似，因此將僅需要討論確定其構造和操作的不同的部分。測量學系統IOOa具有光列102a、光發射器110和光學構件120a。光學構件120a設置在光發射器110和目標部位“S”之間。光發射器110與光列102a相連。光學構件120a的實施例包括生成折射(透鏡)線或衍射(工程光漫射器)線的光學件。光學構件120a確定光束130的形狀以使每條光束130都在目標部位“S”上產生線。產生的光圖案140a包括對應于每個光發射器110的線，所述線具有大致均勻的距離dx。通過對在目標部位“S”上的線的數量η進行計數并應用如上所述用于測量學系統100的計算方法就可以進行測量。轉向圖4，根據本公開的可選實施例的測量學系統總地標示為100b。測量學系統IOOb與測量學系統IOOa類似，因此將僅需要討論確定其構造和操作的不同的部分。測量系統IOOb包括光列102a、光發射器110和光學構件120b。光學構件120b定位在光發射器Iio和目標部位“S”之間。在一個實施例中，光學構件120b為產生交叉的光學構件，例如工程光漫射器。在另一個實施例中，光學構件120b為折射光學構件。光學構件120b確定光束130的形狀以使每條光束130都在目標部位“S”上產生兩條垂直交叉的線。由光束130形成的光圖案140b是由交叉線形成的矩形網格。交叉點之間的各線段具有大致上均勻的距離dx。通過對目標部位“S”上的線、矩形、交點或其組合的數量進行計數并由此使用距離dx計算幾何值來進行測量。轉向圖5，根據本公開的可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種測量學系統，其包括用于傳播平行光束的均勻間隔的光學構件的共線陣列，其中，所述平行光束有利于在目標部位上產生光圖案。

【技術特征摘要】
2011.10.27 US 61/551,960;2012.10.12 US 13/650,1561.一種測量學系統，其包括用于傳播平行光束的均勻間隔的光學構件的共線陣列，其中，所述平行光束有利于在目標部位上產生光圖案。2.按權利要求1所述的測量學系統，其中，所述光學構件與內窺鏡相連接。3.按權利要求1所述的測量學系統，其中，所述光圖案包括均勻間隔的共線點。4.按權利要求1所述的測量學系統，其進一步包括產生光圖案的光學構件，用于由所述平行光束產生二維光圖案。5.按權利要求4所述的測量學系統，其中，所述二維光圖案為一系列平行線。6.按權利要求4所述的測量學系統，其中，所述二維光圖案為形成矩形網格的一系列正交線。7.按權利要求4所述的測量學系統，其中，所述光學構件為衍射光學構件。8.按權利要求4所述的測量學系統，其中，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿列克謝·沙羅諾夫，坎迪多·迪奧尼西奧·平托，
申請(專利權)人：柯惠LP公司，
類型：發明
國別省市：