CN110234274B - 用于实时规划和监控组织中消融针部署的方法和系统 - Google Patents

Abstract

操纵处理探头的控制手柄以将一个或多个处理结构推进和/或部署到组织中。处理探头耦合至显示器以显示包括用于处理的目标组织的图像场。虚拟的处理边界和安全边界覆盖在图像场上。边界包括针和叉齿的虚拟停止位置。可以操纵探头手柄上的操纵杆或方向键以调整这些边界的大小和/或位置，所述操纵杆或方向键可独立于用户接口操作以推进和/或部署一个或多个处理结构。探头内的传感器检测一个或多个处理结构的实时位置，并且实时显示所感测的位置。用户可以观察显示器以将一个或多个处理结构部署至所显示的虚拟停止位置。

Description

用于实时规划和监控组织中消融针部署的方法和系统

交叉引用

本申请要求于2017年11月14日提交的美国临时申请号62/421,669的权益，该申请通过引用并入本文。

本申请的主题涉及以下的主题：于2008年10月3日提交的美国专利申请号12/245,567，并且现于2012年1月3日公布为美国专利号8,088,072[代理人案卷号31992-709.201]；于2011年11月30日提交的13/307,304，并且现于2012年9月11日公布为美国专利号8,262,577[代理人案卷号31992-709.301]；于2012年8月20日提交的13/589,975[代理人案卷号31992-709.302]；于2008年8月26日提交的12/198,861[代理人案卷号31992-711.201]；于2011年2月8日提交的13/023,383，并且现公布为美国专利号8,206,300[代理人案卷号31992-711.301]；于2016年1月6日提交的14/989,732[代理人案卷号31992-711.302]；于2012年5月30日提交的13/484,076[代理人案卷号31992-711.501]；于2010年2月25日提交的12/712,969，并且现于2012年9月11日公布为美国专利号8,262,574[代理人案卷号31992-712.201]；于2012年8月20日提交的13/589,956[代理人案卷号31992-712.401]；于2013年3月13日提交的13/801,782[代理人案卷号31992-714.201]；和于2013年3月13日提交的13/801,840，并且现公布为美国专利号8,992,427[代理人案卷号31992-714.202]；以及于2016年11月11日提交的美国临时专利申请号62/421,119[代理人案卷号31992-717.101]，上述文献的内容通过引用全部并入本文。

关于联邦政府资助研究的声明

N/A

背景技术

1.发明领域

本发明总体上涉及医疗方法和装置。更具体地，本发明涉及用于使用投影到所要处理的组织的图像上的处理边界和安全边界来控制针的部署的方法和系统。

目前对患者身体内器官和组织的医学治疗经常使用针或其他细长主体来递送能量、治疗剂等。可选地，所述方法使用超声成像来观察和识别治疗目标和追踪针相对于治疗目标的位置。

本发明特别感兴趣的是最近提出的对子宫肌瘤的治疗，其依靠处理探头或装置在患者子宫内的经阴道定位或通过腹腔镜定位。射频或其他能量或者治疗递送针从装置部署到肌瘤中，并且递送能量和/或治疗性物质以便消融或治疗肌瘤。为了促进对肌瘤的定位和针在肌瘤内的放置，处理装置包括超声成像阵列，该超声成像阵列具有通常在相对于携载针的轴向轴杆的向前方向或横向方向上的可调视野。从轴杆并且跨过所述视野推进针，使得所述针能够被可视化并引导至组织和目标肌瘤中。

尽管这样的针消融和处理方案对于患者有效且非常有益，但却面临许多挑战。首先，针的初始部署可能是困难的，特别是对于经验较少的医师。尽管医师可以在成像屏幕上实时地查看组织和目标解剖结构，但可能很难精确地预测针将会采取的路径以及评估其最终处理位置。虽然针当然可以被部分地或完全地缩回和重新部署，但是使实现处理之前需要的部署次数减至最小将会是有利的。

另一挑战来自于针己被部署之后。虽然可以在超声图像或其他可视图像上观察针的位置，但是由能量或其他治疗递送所产生的处理体积可能难以预测。与初始定位一样，经验将会是有帮助的，但是期望减少对于运用判断和猜测的需求。

与本申请共同受让的美国专利号8,088,072描述了一种用于将安全边界和处理边界投影在所要处理的肌瘤或其他组织结构的实时图像上的系统。尽管在与单一的针一起使用时非常有效，但'072专利的系统并未针对与多个针/叉齿(tine)组装件(例如在共同拥有的美国专利号8,206,300和8,262,574中教导的那些组装件)一起使用而优化。

与本申请共同受让的美国专利号8,992,427描述了一种用于通过在装置手柄上滑动和/或旋转旋钮来实现消融过程的系统。在许多情况下，在处理过程中控制旋钮的操作可能不太理想。例如，在处理过程中使用控制旋钮对于经验较少的医师而言可能不如理想的直观。在实施处理时，使用者可能经常将注意力从他们对显示成像区域的显示器的观察以及通常对处理区域和安全区域的观察转移到对控制手柄的操作。

由于这些原因，期望提供用于在能量递送或其他治疗方案中在超声或其他成像视野内部署能量递送针和其他针的改进的系统和方法。向主治医师提供这样的信息尤其有用，所述信息将会有助于多个针或叉齿的初始部署，以便提高针组装件将会相对于所要处理的目标解剖结构适当定位的可能性。还期望向医师提供反馈以帮助准确地预测处理体积。如果有必要，这样的信息应当允许医师重新定位探头，以便增加完全处理解剖结构的可能性。此外，期望向医师提供反馈，从而允许医师评估安全裕度，以便不损伤敏感组织结构。所有的此类反馈或其他信息优选地在超声或其他成像屏幕上可视化地提供，以便可以快速地预测、评估针的位置，以及开始处理。还期望在最小化对于向系统控制器或显示器上输入数据或命令的需求的同时响应于对探头的操纵而将反馈信息呈现在显示器屏幕上，并且还期望对探头的此类操纵可以设定对后续的针部署程度加以控制的限位器或其他限制。还期望向主治医师提供直观控制以响应于反馈而操纵处理探头，以及还期望向主治医师提供对系统控制器或显示器和处理探头的统一控制。还期望允许主治医师重新定位已经放置在手术区域中的处理探头，而不完全撤回并重新插入处理探头。这些目标中的至少一些目标将会由下文描述的发明所满足。

2.背景技术描述

美国专利号8,992,427、8,088,072；8,206,300和8,262,574己在上文中描述并通过引用并入本文。与本申请共同受让的美国专利号7,918,795描述了对于成像和处理子宫肌瘤有用的探头，该探头可在本申请的系统和方法中使用，并且该文献通过引用并入本文。其他描述系统中对于处理子宫肌瘤有用的探头的共同受让的专利和公开申请包括美国专利号7,874,986和7,815,571；以及美国专利申请2007/0179380和2008/0033493。另请参见美国专利号6,050,992和美国专利公开2007/0006215。

发明内容

本发明提供了用于在组织中部署针结构的方法和系统。所述针结构可以在一些情况下包括单一的针，但是在大多数情况下将会包括多个针或者针与叉齿组装件，如下文更详细地描述。所述针结构通常旨在向组织递送治疗，最典型地被配置用于递送射频能量、等离子体能量、治疗性超声能量、微波能量、热、冷(低温处理)或其他能量以便消融或以其他方式改变目标组织或组织内的目标解剖结构。备选地或相结合地，所述针结构还可以提供药物或其他物质递送、分碎，或者其他可以使用针结构来实现的组织处理。

本发明的方法和系统可能特别适合于处理患者子宫中的肌瘤，其中将携载针结构和成像传感器(通常是超声成像传感器)的处理探头经阴道和经宫颈引入到子宫中，或者在其他情况下通过腹腔镜引入和穿过子宫或者其他器官或组织目标的外部。如下文更详细地描述，在子宫内操纵处理探头以向肌瘤递送消融能量。在本发明的大多数实施方式中，在实际的组织中实际部署针之前，在组织的实时图像上“可视化地”部署针结构。在针结构的实际部署之前和/或期间，还将确定并且可选地调整组织内的处理边界和/或安全边界。在许多实施方式中，可以追踪针结构的实际位置，并且可以将对应的处理边界和/或安全边界实时投影在屏幕上。在许多实施方式中，针结构的部署和对所显示的处理边界和/或安全边界的调整都用处理探头的手柄来控制。可以在开始处理之前检查处理边界和安全边界。

本发明的方法和系统可进一步提供：一旦己使用虚拟图像选择了虚拟部署的参数，则可在与虚拟部署配置相匹配的位置上和/或图案中在真实组织中实际部署针结构。该系统可以追踪处理探头和/或针结构在子宫中的位置，从而允许在主治医师移动处理探头和推进针结构时计算和/或更新投影于组织的实时图像上的处理边界和安全边界。可以操纵处理探头手柄上的一个或多个控制元件以便移动、平移、放大、缩小或以其他方式调整或重新定位所显示的处理边界和安全边界。在许多实施方式中，可以操纵一个或多个控制元件以建立对应于用户期望的对针部署的限制和/或用户定义的部署模式的一个或多个“停止”位置，其通常在处理边界和安全边界内。处理边界和安全边界可以由基于用户定义的“停止”位置以及能量递送数据的系统来计算，所述能量递送数据可提供给系统控制器或由系统控制器产生。一旦在实时图像上相对于所要处理的解剖结构适当建立和定位了处理区域和/或安全边界，则医师可将探头保持就位并使用控制手柄以部署针结构直至该针结构到达其一个或多个“停止”位置，所述“停止”位置己在处理的初始成像和设置阶段期间预设到处理探头中。在一些情况下，随着医师使用处理探头上的控件在屏幕上操纵处理边界和/或安全边界，限位器可被自动设定。在备选实施方式中，医师可以在实时查看安全边界和/或处理边界的同时操纵处理探头和推进针结构，而不预览虚拟投影。

在示例性实施方式中，将会从处理探头部署至少一个主要针或中心针，并且将会从一个或多个主要针或中心针部署多个叉齿或辅助针。最通常情况下，将会有单一主要针，该主要针从处理探头的轴杆沿着其中心轴线向远侧部署。然后可以以向远侧发散的图案从所述单一的针推进多个叉齿。在其他实施方式中，可以在不使用主要针或中心针的情况下从处理探头推进多个针或叉齿。在这种情况下，针或叉齿通常将会随着它们向远侧被推进而扩张或发散成三维阵列。

可以成像并随后处理的示例性解剖特征包括肌瘤、肿瘤、包囊组织块、假包囊组织块等。本发明特别感兴趣的是，可以将处理探头定位在子宫中，并且将针结构部署至位于子宫的子宫肌层组织中的肌瘤附近或该肌瘤内的位置。在这种情况下，期望还对包围子宫肌层的浆膜和/或其他可能被本文所述的能量介导的处理所损伤的敏感解剖特征进行成像。

如本文所使用，处理区域由处理边界所限定，所述处理边界基于针结构部署配置(由虚拟的“限位器”设定，或随着针结构被部署而实时计算)和由系统控制器所设定的或向系统控制器中输入的能量递送参数而由系统控制器计算得出或由用户建立。由在选定位置以选定图案部署的针结构所递送的能量或其他治疗将会有效地处理目标组织以实现消融或其他治疗结果。如下文所述，因此期望操纵处理探头以及一个或多个针结构限位器和/或实际针结构，以使处理区域至少部分地包围如在系统的实时图像显示器上看到的所要处理的解剖结构。

如本文进一步使用，安全区域由安全边界所限定，所述安全边界由系统计算得出或由用户建立。与处理区域一样，安全边界是基于由医师在处理探头上设定的或调整的针结构的虚拟“限位器”、实际针结构位置以及向系统控制器中输入的或由系统控制器设定的能量递送参数而计算得出或由用户建立。安全边界与处理边界的不同之处将在于，安全边界将设定在组织处理区域的边界之外的最小阈值距离处，其中损伤组织的风险减小或被完全消除。

在本发明的一个方面，用于在组织中部署针结构的方法包括将具有可部署式针结构的处理探头定位在所要处理的组织的表面附近，例如，邻近子宫的子宫肌层上的子宫壁。通常使用成像传感器(例如由处理探头所携载的超声阵列)来提供组织的实时图像，并且将其投影到与控制器相连的显示器上。所述实时图像可包括所要处理的解剖特征，例如肌瘤。在部署针结构之前，向实时图像上投影处理区域和安全区域中的至少一个。然后仍在部署针结构之前，可在实时图像上调整处理区域和/或安全区域的边界的大小和/或位置。在处理区域和/或安全区域的一个或多个边界在实时图像上相对于所要处理的解剖结构适当定位之后，可以将针结构从处理探头部署到组织中以在已经调整边界之后的投影的处理边界/安全边界内提供处理。

处理区域和/或安全区域的边界能够以多种方式移动或调整。首先，医师对探头的手动移动可导致投影于屏幕上的组织和解剖结构的实时图像相对于投影于屏幕上的一个或多个处理边界/安全边界移动。由于投影于屏幕上的处理边界和/或安全边界的一个或多个位置可取决于针结构的计算出的位置，因此应当理解，处理探头自身的移动可导致计算出的针位置在实时图像内移动。除了处理探头在子宫中的这样的整体移动之外，还可以通过探头上的控件，例如通过手动操纵处理探头控制手柄上的操纵杆或方向键，来调整投影于实时图像上的处理区域或安全区域的位置。处理探头可以包括一个或多个传感器，以直接检测一个或多个针/叉齿的一个或多个滑块和/或一个或多个针/叉齿的一个或多个轴杆的平移位置。例如，一个或多个针/叉齿可以使用一个或多个伺服器来平移，其可以另外提供一个或多个针/叉齿的位置信息。因此可以由系统控制器确定和跟踪针和叉齿的位置，并用于计算处理边界和/或安全边界的相对位置。

在其他实施方式中，还可以使用合适的接口，诸如键盘、操纵杆、鼠标、触摸板、触摸屏等，在控制器、显示器屏幕上和/或处理探头控制手柄外部调整处理边界和/或安全边界的一个或多个位置以及一个或多个大小。一旦在屏幕上适当地(虚拟地)定位了处理边界和/或安全边界，控制器可以控制处理探头上的针结构的部署。例如，控制器可以定位处理探头上的伺服马达以定位针/叉齿。

可以例如在调整处理边界和/或安全边界的位置和/或大小的同时，向实时图像上投影虚拟针位置信息。例如，针位置信息可以包括多个基准或标记，所述基准或标记被投影到实时图像上以指示一个或多个针尖端的投影位置或者其他针位置信息。在其他情况下，有可能在针行进穿过组织时(但在实际部署之前)投影针长度的完整图像。当然，所述针位置信息将会优选地在调整投影目标位置时得到更新，并且将会允许医师看到在针部署之后针将会处于何处。此外，可以部署基于处理边界和/或安全边界的针/叉齿的一个或多个虚拟限位器，以向用户指示针/叉齿应该被部署的程度。

在本发明的另一方面，一种用于处理组织中的解剖特征的系统包括实时图像显示器、处理探头以及控制手柄。所述处理探头可携载可部署式针结构和成像传感器，其中所述传感器可连接至所述实时图像显示器。可以操纵控制手柄上的控制元件以控制投影于所述实时图像显示器上的处理区域或安全区域的位置和大小中的至少一个。

示例性针结构可包括针和多个叉齿，所述多个叉齿可从针推进。随着叉齿从针推进，所述叉齿可呈现出向远侧发散的图案。

处理系统可以可选地进一步包括控制器，所述控制器可连接至处理探头以向针结构递送能量。除了控制手柄之外，所述控制器可被配置用于允许用户基于要由控制器递送的能量水平来控制投影的处理区域大小或投影的安全区域大小。

在本发明的又一方面，一种成像和治疗递送系统可包括成像组件，所述成像组件包括具有近侧末端、远侧末端的成像轴杆以及位于所述远侧末端处的成像传感器。包括具有远侧末端和近侧末端的针轴杆以及往复运动地安置在该轴杆上或该轴杆内的针结构的针组件可被配置用于可移除地附接至成像轴杆，其中所述轴杆并排设置，它们各自的轴线平行。

在特定示例中，成像轴杆上的成像传感器可枢转地附接于成像轴杆的远侧末端处，并且当针轴杆附接至成像轴杆时，针轴杆的远侧末端被安置于枢转地附接的成像传感器的近侧。针轴杆中的针结构通常沿着针轴杆的轴线向远侧往复运动，并且当针轴杆附接至成像轴杆时，所述成像传感器枢转远离针轴杆的轴线。成像组件可以进一步包括附接至成像轴杆的近侧末端的成像手柄节段，并且针组件可以进一步包括附接至针轴杆的近侧末端的针手柄节段。在这样的实施方式中，当针轴杆附接至成像轴杆时，所述成像手柄节段和针手柄节段通常可形成完整的手柄。成像手柄节段通常具有容纳被配置用于将成像传感器与外部成像显示器相连的电路的内部，并且针手柄节段包括用于推进叉齿针结构的机构，并且成像手柄节段通常进一步包括用于使成像传感器相对于成像轴杆枢转的机构。

在本发明的又一方面，一种用于在组织中从针部署多个叉齿的方法包括在显示器上提供包括所要处理的解剖特征的组织的实时图像。可将针穿透到组织中接近所述解剖特征处(通常在远侧方向上)，并且将叉齿从针进一步部署到组织中。与前述实施方式一样，叉齿在其从针向远侧被推进时通常径向发散，以增加所要处理的组织的体积。响应于叉齿部署而将处理边界和安全边界中的至少一个投影到显示器上。可以调整叉齿部署的程度以改变投影于显示器上的处理过界和/或安全过界的大小和/或形状。如处理探头内的一个或多个传感器所示，可以提供实际的针和叉齿部署的位置，并且可以依靠所述实际针和叉齿部署的位置以在实时图像上定位和重新定位安全边界和/或处理边界，直至医师己确信使用实际部署的针和叉齿配置的后续处理将会既安全又有效。当然，除了实际的针和叉齿部署之外，投影的处理边界和/或安全边界还可以以类似于先前讨论的虚拟边界的投影的方式取决于处理的预定功率和时长。在已经获得可接受的大小和/或安全边界之后，可以通过叉齿来递送处理。在特定实施方式中，可以经由用于部署针和叉齿的处理探头上的针/叉齿部署机构中的传感器来追踪叉齿的部署。在这种情况下，穿透针可包括从己穿透到组织中的处理探头推进针。通常，还将依靠从处理探头的针部署的程度来确定显示器上的投影的安全边界和/或处理边界。

在本发明的又一方面，一种用于处理组织中的解剖特征的系统包括连接至控制器的实时显示器。所述系统可向显示器上投影并调整处理边界和安全边界中的至少一个的大小。可提供具有可部署式针结构和成像传感器的处理探头，其可连接至控制器和显示器。处理探头可携载至少一个伺服驱动马达，该伺服驱动马达可连接至控制器和/或处理探头手柄上的控制元件并由所述控制器和/或处理探头手柄上的控制元件驱动。控制元件和/或控制器可被配置用于驱动伺服马达以定位针结构，从而提供可在由处理边界限定的区域上有效并且不显著延伸超出安全边界的处理。

在系统的特定实施方式中，所述针结构可以包括针和多个叉齿，所述多个叉齿可按向远侧发散的图案从所述针推进。所述至少一个伺服马达可以包括驱动针的第一伺服马达和驱动多个叉齿的第二伺服马达。所述系统通常包括用户接口，所述用户接口被配置用于允许用户在显示器上虚拟地调整处理边界和/或安全边界的大小和/或位置。在一些情况下，如前文所述，接口可以位于处理探头自身上，例如处理探头手柄的控制元件。在其他情况下，接口可以包括更常规的键盘、鼠标、滚动球、触摸屏、语音激活等，其连接至控制器以允许用户在实际定位针结构之前虚拟地定位针结构。在其他实施方式中，处理探头可以包括用于定位针结构的伺服马达和/或用于检测针结构己被部署的程度的传感器。在这种情况下，用户可以使用伺服器来定位针结构(无需生成安全边界和/或处理边界的虚拟投影)，并且在投影的安全边界和/或处理边界由系统控制器计算和投影时对它们进行观察。在所有情况下，只有在己确认针结构的部署满足安全边界和/或处理边界的要求之后，才可以使用系统来递送能量或其他处理。

在本发明的又一方面，提供了用于处理组织的方法。示例性组织处理方法可包括不同的规划和实时监控步骤。在规划阶段，用户可以控制用于消融的安全边界和/或处理边界的显示的图形表示。这些一个或多个边界可以用任何数目的输入设备控制，例如开关、手势、语音控制等。针和叉齿的目标深度可以在规划阶段建立，并且在显示器上显示为图形规划指南。在示例性实施方式中，用于安全和/或处理的一个或多个边界经由探头手柄上的操纵杆或方向键来控制。本文所述的许多消融装置包括两个阶段——一个阶段用于针部署和一个阶段用于部署一个或多个叉齿。在许多情况下，消融装置的针在部署一个或多个叉齿之前被推进到组织中达到期望的深度，并且可能期望保持推进的针的位置以使得部署的叉齿的期望的几何形状没有更改，以及图形指南在处理期间不会失效。所述规划阶段可允许用户将较浅但较宽的组织消融转换为较深且较窄的消融。

在部署阶段期间，处理探头内的传感器可以监控引导针、一个或多个叉齿和/或它们各自的部署轴杆的实时位置，并且显示控制台可以显示检测到的位置和部署的进展。当针和/或一个或多个叉齿的部署与规划值匹配时，系统可以向用户指示该匹配，例如通过视觉、听觉、触觉或其他反馈。在示例性实施方式中，对应于针和/或一个或多个叉齿的显示标记可以与所显示的图形规划指南对齐和/或重叠。如果用户继续将针和/或一个或多个叉齿部署超过规划的深度，则系统可以指示错误并指导用户缩回该针和/或一个或多个叉齿。例如，当针和/或一个或多个叉齿在安全边界的外面时，系统可以显示对应于针和/或一个或多个叉齿的视觉警告或者可以指示对应于当针和/或一个或多个叉齿的显示标记。在许多实施方式中，系统可以将图形规划指南与所显示的针和叉齿的实时位置连接，并且响应于检测到的针和叉齿的实时位置来显示图形规划指南。在一些实施例中，系统允许用户输入可由系统保留的位置传感器的调整。

在一些实施方式中，可选地省略规划阶段，并且一个或多个图形规划指南可以反映引导针和一个或多个叉齿的实时位置。一个或多个图形规划指南的深度可以反映引导针部署的深度，并且一个或多个图形规划指南的大小可以反映电极部署。可以由用户输入对传感器输入的调整。

在一些实施方式中，规划和监控控制开关(例如，操纵杆或方向键(即，D-pad))充当用户接口元件以执行通常由鼠标或键盘执行的功能，诸如特征或菜单选择和光标绘制。

处理探头可包括一个或多个传感器，以检测针、一个或多个叉齿和/或它们各自的部署轴杆中的一个或多个相对于装置手柄的位置。一个或多个传感器可以是任何类型的位置传感器，仅举几个例子，诸如线性电位计、磁传感器、LVDT传感器、脉冲编码器。一个或多个传感器可以感测相对于引导针位置的运动，或相对于装置的处理探头手柄的运动。相同或不同类型的传感器可用于针、一个或多个叉齿和/或它们各自的部署轴杆。

在本发明的又一方面，提供了用于在组织中部署针结构的方法。用于在组织中部署针结构的示例性方法可以包括在连接到控制器的显示器上提供包括要处理的解剖特征的组织的实时图像的步骤。当处理探头定位在解剖特征附近时，可以进一步部署具有可部署式针结构的处理探头。另外，处理区域或安全区域中的至少一个可以投影于实时图像上。该方法可进一步包括调整实时图像上的处理区域和/或安全区域的投影图像的投影边界的大小或位置中的至少一个。在一些情况下，调整投影边界的大小和/或位置可以包括用户调整处理探头的手柄的第一用户接口。此外，当针结构从处理探头部署时，可部署式针结构可以显示在实时图像上。在实施该方法时，针结构可以相对于处理探头和组织定位，以在已经调整投影边界之后在投影边界内提供处理，并且处理探头可以定位在组织中的解剖特征附近。另外，可以通过用户调整处理探头的手柄的第二用户接口从处理探头部署针结构。在一些实施方式中，在针已经相对于处理探头和组织定位以提供处理之后，重新调整投影边界的大小或位置中的至少一个。

在一些实施方式中，处理探头的手柄的第一用户接口可包括操纵杆或方向键。可选地，可以通过调整操纵杆或方向键来调整与投影边界相关的参数。例如，调整投影边界的大小和/或位置可以包括调整投影边界的大小，其中所述投影边界的大小通过以下的一个或多个来调整：将操纵杆或方向键沿第一方向推动以扩大投影边界，或者将操纵杆或方向键沿与所述第一方向相反的第二方向推动以缩小投影边界。作为另一示例，调整投影边界的大小和/或位置可以包括调整投影边界的位置，其中所述投影边界的位置通过以下的一个或多个来调整：将操纵杆或方向键沿第三方向推动以推进投影边界，或者将操纵杆或方向键沿与所述第三方向相反的第四方向推动以缩回投影边界。通常，当调整一个或多个投影边界的大小和/或位置时，操纵杆、方向键或其他用户接口将相对于处理探头的手柄保持固定。备选地或另外，可以通过相对于解剖特征手动重新定位处理探头来调整投影边界的位置。

在一些实施方式中，处理探头的手柄可进一步包括第二用户接口，所述第二用户接口用于部署一个或多个针结构以及可从针结构推进的多个叉齿。第二用户界面可包括处理探头的手柄的一个或多个滑块机构。备选地或另外，示例性处理探头可包括可从针结构推进的多个叉齿。在这种情况下，该方法可进一步包括在部署多个叉齿时检测该多个叉齿的实时位置，并且响应于所检测到的实时位置在实时图像上显示该多个叉齿。在本文所述的方法中，将处理区域或安全区域中的至少一个投影于实时图像上可以包括将用于多个叉齿的一个或多个叉齿停止指示符(indicator)投影于实时图像上。可以推进多个叉齿，使得该多个叉齿的虚拟表示到达叉齿停止指示符。在许多实施方式中，在多个叉齿已经如此推进之后调整手柄的第一用户接口以调整叉齿停止指示符的位置。通常，用于多个叉齿的一个或多个叉齿停止指示符定位在所要处理的解剖特征内。在一些实施方式中，该方法可进一步包括驱动处理探头的伺服马达以部署多个叉齿。在一些实施方式中，在实时图像上显示多个叉齿可以包括检测多个叉齿的实时位置并且响应于所检测到的实时位置显示多个叉齿的虚拟表示。在这种情况下，可进一步实时更新多个叉齿的虚拟表示的位置。

在一些实施方式中，该方法可进一步包括通过多个叉齿递送能量以处理解剖特征。在这种情况下，该方法可进一步包括控制处理功率或处理时间中的至少一个，以将组织处理的程度限制在处理区域和/或安全区域内。在一些实施方式中，该方法进一步包括通过针结构递送能量以处理解剖特征。在这种情况下，该方法可进一步包括控制处理功率或处理时间中的至少一个，以将组织处理的程度限制在处理区域和/或安全区域内。在一些实施方式中，将处理区域或安全区域中的至少一个投影于实时图像上可以包括将用于针结构的一个或多个针停止指示符投影于实时图像上。一个或多个针停止指示符可以被配置为接近或在所要处理的解剖特征内。针结构可以推进，使得针结构的虚拟表示到达一个或多个针停止指示符。可以在针结构已经如此推进之后调整手柄的用户接口的位置以调整针停止指示符的位置。在一些实施方式中，该方法可进一步包括驱动处理探头的伺服马达以部署针结构。在实施该方法时，在实时图像上显示针结构可以包括检测针结构的实时位置并且响应于所检测到的实时位置显示针结构的虚拟表示。在一些实施方式中，该方法可以进一步包括实时更新针结构的虚拟表示的位置。

在本发明的又一方面，可以提供用于处理组织中的解剖特征的系统。该系统可包括处理探头，所述处理探头包括手柄、探头主体和可从探头主体部署以处理解剖特征的针结构；以及实时显示器，其耦合至处理探头并且被配置用于显示实时图像以及投影部署的针结构和实时图像上的治疗区域或安全区域中的至少一个，其中所述手柄包括用于调整所述处理区域或安全区域中的至少一个的一个或多个边界的大小或位置中的一个或多个的第一用户接口。在许多实施方式中，当调整一个或多个边界的大小或位置中的一个或多个时，第一用户接口的位置相对于手柄保持固定。

在一些实施方式中，处理探头可包括可从针结构部署的多个叉齿。在这种情况下，实时显示器可以被配置为响应于所检测到的多个叉齿的位置而显示多个叉齿的虚拟表示。可选地，处理探头可包括一个或多个用于检测多个叉齿的位置的传感器。在一些实施方式中，系统的实时显示器可以被配置为显示用于多个叉齿的一个或多个叉齿停止指示符。手柄的第一用户接口可以被配置用于在多个叉齿已经部署之后被调整以重新定位一个或多个叉齿停止指示符，使得多个叉齿的虚拟表示到达一个或多个叉齿停止指示符。备选地或另外，处理探头的手柄可进一步包括用于部署多个叉齿的第二用户接口。在这种情况下，第二用户接口可以包括滑块机构。

在一些情况下，处理探头的手柄可进一步包括用于部署针结构的第二用户接口。在这种情况下，第二用户接口可以包括滑块机构。在一些实施方式中，系统的处理探头可包括用于驱动多个叉齿的伺服器。备选地或另外，处理探头可包括用于驱动针结构的伺服器。在一些实施方式中，系统的实时显示器可以被配置为响应于所检测到的针结构的位置而显示针结构的虚拟表示。在这种情况下，处理探头可包括一个或多个用于检测针结构的位置的传感器。备选地或另外，系统的实时显示器可以被配置为显示用于针结构的一个或多个针停止指示符。在一些实施方式中，手柄的第一用户接口被配置用于在针结构已经部署之后被调整以重新定位针齿停止指示符，使得针结构的虚拟表示到达针停止指示符。在一些实施方式中，第一用户接口可以被配置用于调整处理区域或安全区域的边界的位置或大小中的一个或多个。可以通过各种手段来处理调整。例如，第一用户接口可包括在处理探头的手柄上的操纵杆或方向键。操纵杆或方向键可以被配置用于在第一方向上推动以扩大投影边界，以及可以被配置用于在与第一方向相反的第二方向上推动以缩小投影边界。可选地，操纵杆或方向键可以被配置用于在第三方向上推动以推进投影边界，以及在一些情况下进一步被配置用于在与第三方向相反的第四方向上推动以缩回投影边界。

援引并入

本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同具体地和个别地指出要通过引用而并入每一个别出版物、专利或专利申请。

附图说明

本发明的新颖特征在所附的权利要求书中具体阐述。通过参考以下对利用本发明原理的说明性实施方式加以阐述的详细描述和附图，将会获得对本发明的特征和优点的更好的理解，附图中：

图1是本发明的系统的示意图，该系统包括系统控制器、图像显示器以及具有可部署式针结构和成像传感器的处理探头。

图2是本发明的处理探头的透视图。

图3是图2的处理探头的视图，其图示了与针组件分离的探头的成像组件，其中脱离了一些部分并放大了一些部分。

图3A图示了与成像组件的远侧末端相连的针组件的远侧末端。

图4图示了本发明的处理探头的示意图。

图5图示了处理探头的远端部分，该远端部分被引入到子宫腔中以对子宫肌层中的肌瘤进行成像。

图6A、图7A、图8A、图9A、图10A和图11A图示了在根据本发明原理使用处理探头调整处理边界和安全边界时，实时图像显示器的“屏幕截图”。

图6B、图7B、图8B、图9B、图10B和图11B图示了手柄的操纵，其对应于图10A-图15A的实时图像上的处理边界和安全边界的投影图像的重新定位。

图12A、图12B、图12C和图12D图示了在实时图像上提供的基准或标记，其中所述基准或标记对应于针尖端位置。

图13图示了根据本发明的处理组织的方法的流程图。

图14图示了在其中针追踪数据用于追踪针位置的系统示意图。

具体实施方式

如图1中所示，根据本发明原理构建的系统10可包括系统控制器12、成像显示器14和处理探头16。系统控制器12通常将会是基于微处理器的控制器，其允许以常规方式设定处理参数和成像参数。显示器14通常将会与控制器12一起被包括在公共外壳18中，但也可被提供于单独的外壳中。处理探头16可包括成像传感器20，该成像传感器20可通过成像线缆24连接至控制器12。控制器12可经由处理线缆22向处理探头供应功率。处理探头16还可以经由处理线缆22与控制器12通信，仅举几个例子，例如提供控制信号、反馈信号、位置信号或状态信号中的一个或多个。控制器12通常还将包括用于主治医师向控制器12输入信息的接口，诸如键盘、触摸屏、控制面板、鼠标、操纵杆、方向键(即，D-pad)等。可选地，触摸板可以是成像显示器14的一部分。由控制器12递送至处理探头16的能量可以是射频(RF)能量、微波能量、处理等离子体、热、冷(低温治疗)或任何其他常规的能量介导的处理方式。备选地或附加地，处理探头16可适于向所要处理的组织解剖结构递送药物或其他治疗剂。在一些实施方式中，探头16插入到超声系统中，并且插入到单独的射频(RF)发生器中。接口线将超声系统和RF发生器连接起来。

现在参考图2和图3，处理探头16可包括针组件26和成像组件28。针组件和成像组件可被构建为单独的单元或组装件，其可以可移除地彼此附接以供使用。在使用之后，可以分离并且通常将会丢弃针组件，而成像组件28可被消毒以供重复使用。处理探头16在图2中被示出为处于其完全组装的配置中，而在图3中被示出为处于其拆开的配置中。在本发明的其他实施方式中，可以将针组件26和成像组件28组合成单一的、集成的手柄单元。

针组件26可包括手柄部分27，手柄部分27在其上表面上具有控制元件30。控制元件30可包括操纵杆、方向键(即，D-pad)或其他用户接口。虽然控制元件30被图示为位于手柄部分27上，但是应当理解，它可以位于处理探头16上的任何位置。例如，控制元件30可以位于沿手柄部分27的任何位置(例如，靠近远侧末端、近侧末端或其之间的某处)。作为另一示例，控制元件可以位于处理探头的一侧(例如，在叉齿滑块40的远侧或近侧)。作为另一示例，控制元件可以位于成像组件28上。可选地，控制元件可以正面朝下。虽然已经给出了特定示例，但是控制元件可以位于贯穿整个描述的本系统的任何组件或元件上。例如，控制元件可以不位于处理探头16上，而是可以作为公共外壳18、控制器12和/或显示器的一部分提供或者耦合至公共外壳18、控制器12和/或显示器。在一些情况下，控制元件可以作为独立单元提供，其经由有线连接和/或无线连接耦合至本系统。控制元件30可与控制器12通信以调整显示器14，调整处理参数，调整显示器14上所示的目标区域和/或安全区域的大小和/或位置，和/或执行其他功能，如下文将更详细描述的。可选地，控制元件30可以使用户能够绘制标记或线以识别或记录感兴趣的区域(例如，在本文所讨论的过程期间)。例如，当操纵控制元件以绘制标记时，可以在显示的图像上形成标记或线。可选地，控制元件30可以使用户能够在本文所讨论的过程期间与控制器12交互和/或控制控制器12以访问信息源(例如，MRI图像和/或临床/人工智能数据库)，这可以帮助改善过程质量。例如，当操纵控制元件以导航菜单项时，可以利用本公开内容中所述的菜单项来完成对信息源的访问。在一些情况下，当操纵控制元件以访问信息源时(例如，经由菜单项)，可以在显示的图像上访问菜单项。

针56可以从针轴杆34部署，并且针56和可选的叉齿一起可形成针结构，该针结构例如可以如前文在共同拥有的美国专利号8,992,427、8,206,300和8,262,574中所描述那样构建，上述文献的全部公开内容通过引用并入本文。

针组件26的手柄部分27可进一步包括流体注射端口32，该端口32允许将盐水或其他流体通过针轴杆34注射到诸如子宫等正在处理的组织中的目标区域中。针手柄27可进一步包括针滑块36、针释放件38以及叉齿滑块40，其用于部署针56和叉齿57。针滑块36可以向前滑动以推进针56，并且可以向后滑动以缩回针56。叉齿滑块40可以向前滑动以推进叉齿57，并且可以向后滑动以缩回叉齿57。在一些实施方式中，针56和叉齿57可以耦合至手柄部分27的主体内的一个或多个伺服器，其被配置用于致动针57和叉齿57，并且针56和叉齿57可以通过操作控制元件30和/或控制器12来致动。在许多实施方式中，必须首先部署针56，然后可以部署叉齿57。如前文所述，成像线缆24可附接于成像组件28的手柄部分27的近侧末端处，用于连接到控制器12。

成像组件28可包括手柄部分29和成像轴杆44。可以缩回手柄部分29上的偏转杆46以便向下偏转成像传感器20，如图3中的虚线所示。针组件释放杆48耦合至一对闩锁50，该对闩锁50接合针组件26的手柄部分27的底面上的挂钩52。如图3A中所示，针组件26可以通过首先捕捉成像轴杆44上的挂钩60下方的针轴杆34上的一对翼片58(在图3中仅示出了其中之一)而可释放地附接至成像组件28。然后可以将针手柄部分27的底面降到成像手柄部分29的上表面之上，使得挂钩52接合闩锁50以形成处理探头16的完整组装件，其中所述手柄部分一起形成完整的手柄，以供在手术中使用。在使用之后，可以拉动针组件释放杆48，以便从闩锁50释放挂钩52，从而允许将手柄部分27与手柄部分29分开。

在使用中，如下文将会更详细地描述，控制元件30可同时用于定位(平移)投影到系统10的显示器14上的虚拟处理区域并调整其大小。例如，可以向前(向上)按压以及向后(向下)按压控制元件30，以便平移图像上的处理区域/安全区域的位置。可以向左和/或向右按压控制元件30以调整处理区域/安全区域的边界的大小。例如，可以向左按压控制元件30以缩小边界，同时可以向右按压控制元件30以扩大边界。一旦己在实时图像上设定了处理区域/安全区域的虚拟边界，即可通过移动针滑块36和叉齿滑块40直到它们的移动被用户按限位器推荐所阻止来自动地将针和叉齿推进至对应的部署位置。处理区域/安全区域的位置还可取决于医师将处理探头16保持在目标组织内的位置。因此，使用滑块36和滑块40对针56和叉齿57的推进，只有在从设定边界直到完成针/叉齿的推进的时间里使处理探头位置保持稳定时，才将导致针和叉齿在目标组织内的适当放置。

在优选实施方式中，还可操纵控制元件30以调整处理方案的长度和/或在此期间的功率递送。例如，可以按压控制元件30以从一个控制菜单中选择不同的控制菜单用于调整边界，并且可选菜单之一可以允许调整功率递送参数，例如通过向上/向下按压来调整功率输送的时间长度以及通过向左/向右按压来调整功率递送的量。另一个菜单可以包括用于通过操作控制元件30来部署针56和叉齿57的菜单，例如在使用针组件26的手柄组件27内的一个或多个伺服器来铰接针56和叉齿57的实施方式中。还可以选择另一个菜单以允许控制元件30移动显示器14上的光标。因此，控制元件30可以用于不仅基于叉齿己被推进的程度，而且还基于向目标组织递送的能量的量，来虚拟地设定处理区域/安全区域的大小。

可选地，还可以操纵控制元件以形成标记(例如，在显示器上)。例如，在本文所述的过程或处理期间，用户可以利用控制元件30来标记、识别和/或记录感兴趣的区域。在一些情况下，标记、识别和/或记录可以借助于显示器14来实现。例如，控制元件30可用于标记(例如，用点、线、形状、圆、多边形等)显示于显示单元上的感兴趣的区域(例如，在过程期间实时标记)。在一些情况下，形成的标记可以保存或记录以供进一步使用。可选地，标记、识别或记录可以由控制元件通过选择另一菜单来实现，基本上如上文所述。或者，标记可以由控制单元实现，同时已经选择了如上文所述的给定菜单，如下面进一步描述的。

可选地，还可以操纵控制元件以访问信息源。在一些情况下，可以访问信息源以帮助和/或改进本文所述的过程。信息源可以包括但不限于磁共振成像(MRI)图像、临床数据库和/或人工智能数据库。例如，在本文所述的过程或处理期间，用户可以利用控制元件30来访问信息源。在一些情况下，访问可以在显示器14上实现。例如，控制元件30可用于访问信息源，该信息源可用于在显示器14上显示相关信息。可选地，信息源的访问可以实现能自动或半自动分析显示器上的信息的算法以帮助改进本文所述的过程或处理。可选地，信息源的访问可以由控制元件通过选择另一菜单来实现，基本上如上文所述。或者，信息源的访问可以由控制单元实现，同时已经选择了如上文所述的给定菜单，如下面进一步描述的。

在一些情况下，可以为控制元件30提供(或选择)给定菜单以提供本文所述的多个功能。例如，控制元件30可以在单个菜单内提供两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个功能(例如，定位(平移)虚拟处理区域并调整其大小，调整处理方案的长度和/或在此期间的功率递送，部署针和叉齿，移动显示器上的光标，形成标记，访问信息源等)。例如，控制元件30可包括各种机构(例如，可移动的机构、可旋转的机构、可按下的机构等)。第一机构可以控制第一功能，而第二机构可以控制第二功能。例如，移动控制元件可以定位虚拟处理区域和/或调整其大小，而旋转控制元件可以调整处理方案的长度和/或在此期间的功率递送。作为另一示例，移动控制元件可以允许在显示器上粗略地移动，而按下控制元件可以允许控制元件绘制标记或线以识别或记录感兴趣的区域。

图4示出了处理探头16的针组件26的示意图。如图4所示，针组件26可包括一个或多个针位置传感器37和一个或多个叉齿位置传感器41。一个或多个针位置传感器37可以耦合至针部署轴杆34的手柄端部。由此可以通过一个或多个针位置传感器37来追踪通过滑块36造成的针56的推进和缩回。一个或多个针位置传感器37可以生成针部署轴杆34的位置信号，该位置信号可以通过处理线缆22发送到控制器12并且可以从中确定针56的位置。同样地，一个或多个叉齿位置传感器41可以耦合至配置在针部署轴杆34内的叉齿部署轴杆的手柄端部。由此可以通过一个或多个针位置传感器37来追踪通过滑块40造成的叉齿57的推进和缩回。一个或多个叉齿位置传感器41可以生成叉齿部署轴杆的位置信号，该位置信号可以通过处理线缆22发送到控制器12并且可以从中确定叉齿56的位置。一个或多个针位置传感器37和一个或多个叉齿位置传感器41可包括任何类型的位置传感器，仅举几个例子，例如线性编码器、线性电位计、磁传感器、线性差动变压器(LVDT)式传感器、变阻器式传感器或脉冲编码器。可以通过位置传感器37、位置传感器41和控制器12来实时追踪针56和/或叉齿57的位置。计算出的处理边界和/或安全边界可以在显示单元14上显示和调整，因为针56和叉齿57的位置被追踪并且如果移动则会可选地更新。备选地或相结合地，针56和叉齿57可以使用一个或多个伺服马达平移，所述一个或多个伺服马达可以另外提供针56和叉齿57的位置信息。

医师可以调整控制元件30以根据需要定位处理区域/安全区域的边界，从而在视觉显示器14上显示。

这样的方法和系统的一个特别优点在于，医师可以通过由操纵(向前/向后按压、向左/向右按压)控制元件30造成的相对于实时图像(或者在其内)移动处理边界/安全边界或者由操纵整个处理探头16造成的相对于目标解剖结构移动整个实时图像，来在目标解剖结构之上操纵处理边界/安全边界，以便使处理边界越过肿瘤并且保持安全边界远离敏感解剖结构。因此，在医师将任何针推进到患者组织中之前，医师可以使用虚拟瞄准接口预先确认消融将会是有效而安全的。

现参考图5，本发明的系统10可以用于处理位于子宫壁UW(子宫内膜)下方并由浆膜壁SW所包围的、子宫U中的子宫肌层M中的肌瘤F。可以经阴道和经宫颈(或者备选地通过腹腔镜)将处理探头16引入到子宫，并且可以部署成像传感器20以对由虚线指示的视野内的肌瘤进行成像。

如图6A中所示，一旦在显示器14上定位了肌瘤，可使用手柄组件27上的控制元件30来定位处理边界TB和安全边界SB并设定其大小。最初，如图6A中所示，虚拟边界线TB和SB可以既未定位在肌瘤上也未被适当地设定大小以处理肌瘤，以及控制元件30可以处于中间位置，如图6B所示。在实际的针和叉齿部署之前，医师可能希望对边界TB和SB进行定位和设定大小以供适当处理。由于成像传感器20可能已经定位成抵靠子宫壁UW，因此推进处理边界TB和安全边界SB的唯一方式是如图7B中所示通过操纵控制元件30向前移动边界，例如通过沿箭头U的方向向前按压控制元件30。这种操纵可致使处理边界TB和安全边界SB沿着轴线AL向前移动。如图7A中所示，这种操纵还可导致实时图像显示器14上的虚拟边界在肌瘤的图像上移动。如果需要缩回处理边界TB和安全边界SB，则可以例如通过沿箭头D的方向向后按压控制元件30来操纵控制元件30，如图7B所示。

然而，如图7A中所示，处理边界TB的大小可能不足以处理肌瘤，因为该边界并未延伸遍及肌瘤的图像。因此，如图8B中所示，可能有必要通过操纵控制元件30来扩大处理边界TB，例如通过沿箭头R+的方向向右按压控制元件30。如图8A中所示，这可能既扩大了处理边界TB又扩大了安全边界SB。还如图8A中所示，虽然扩大的虚拟处理边界TB现在可足以处理肌瘤，但安全边界SB己延伸到浆膜壁SW上。因此，存在处理将会影响子宫周围的更敏感组织的风险，并且如图9B中所示，可能有必要通过在相反方向上操纵控制元件30来缩回虚拟安全边界SB，例如通过沿箭头L-的方向向左按压控制元件30。如图9A中所示，这种操纵可同时减小安全边界SB和处理边界TB的大小，并且医师可确认由于处理边界TB完全包围实时图像显示器上的肌瘤因而处理可以是有效的，并且由于安全边界SB位于子宫肌层M内且不越过实时图像显示器上的浆膜壁SW因而处理将会是安全的。

在将处理探头16保持稳定的同时，然后医师可如图10B中所示推进针滑块36，从而如图10A中所示导致针56延伸到肌瘤F中。图10A中的图示包括处理探头16的表示，该处理探头16可对应于患者体内存在的物理探头。图10A的其余部分对应于目标显示器14上存在的图像。处理边界TB和安全边界SB可以确定针56的虚拟停止指示符或基准142。目标显示器14可包括针56的位置指示符140，在许多情况下是针56的尖端。在一些情况下，虚拟停止指示符或基准点142的位置可以与处理边界TB和安全边界SB的大小和位置相关。在其他情况下，虚拟停止指示符或基准点142的位置可以相对于处理边界TB和安全边界SB独立地调整。针56可以被推进直到针位置指示符140与停止基准142重叠。在许多实施方式中，在重叠发生之后，停止基准142可以与针位置指示符140“锁定”。在现有的处理探头中，针结构的推进通过机械限位器停止，该机械限位器在针结构完全推进后不能调整。在本发明中，停止基准142是用于停止针结构的虚拟引导，并且即使在针56已经被推进到停止基准142的初始位置之后也可以进一步调整。

目标显示器14可包括叉齿57的位置指示符144，在许多情况下是叉齿56的尖端，如图11A中所示。处理边界TB和安全边界SB还可以确定叉齿57的多个虚拟停止指示符或基准144，如图10A中所示。在许多实施方式中，可以从针位置传感器37确定叉齿的位置，以由目标显示器14上的叉齿位置指示符143示出，如图11B所示。在一些情况下，虚拟停止指示符或基准点144的位置可以与处理边界TB和安全边界SB的大小和位置相关。在其他情况下，虚拟停止指示符或基准点144的位置可以相对于处理边界TB和安全边界SB独立地调整。在现有的处理探头中，多个叉齿的推进通过机械限位器停止，该机械限位器在多个叉齿完全推进后不能调整。在本发明中，停止基准144是用于停止多个叉齿的虚拟引导，并且即使在多个叉齿57已经被推进到停止基准144的初始位置之后也可以进一步调整。

如图11B中所示，在针56已经如针位置指示符140和停止基准142的重叠所示而被完全部署之后，可以通过推进叉齿滑块40直到叉齿位置指示符143与叉齿的停止基准144重叠而部署叉齿57。可选地，可以围绕中心轴(通常与针56的轴线对准)旋转处理探头16，以确认在围绕肌瘤的所有观察平面中的处理边界TB和安全边界SB。显示器14可实时地示出处理边界TB和安全边界SB相对于目标肌瘤F和浆膜SW的位置。可如图11A中所示配置叉齿，并且可以叉齿57(以及可选地向针56)供应能量，以便在虚拟处理边界TB所描绘的边界内实现处理。再一次地，图11A可使将会存在于显示器14上的虚拟图像与处理探头16的物理存在混合起来。

现参考图12A至图12D，控制器12可被编程用于在图像显示器14上显示基准或标记，其中所述基准或标记代表“虚拟的”针和/或叉齿上的特定位置。例如，如图12A中所示，标记140可以代表针56上的期望位置，例如，针56的尖端可旨在推进至其中的位置和叉齿旨在从中发散的位置。可以提供附加标记140，其实时地代表针56的实际的尖端。多个附加标记143可以代表叉齿的尖端，如图11A中所示。此类基准或标记的使用可帮助医师确认实际的针56和叉齿被正确地部署。医师应当能够观察实际的针56和叉齿57在部署期间的实时图像，并且关联的尖端应当移动直至如标记140和142的重叠所示的针尖端到达标记142，并且如标记143和144的重叠所示的叉齿尖端碰到标记144(或者备选地，如下文所述的图12B-图12D中的备选目标146和148)。

图12B类似于图12A，区别在于代表叉齿57的尖端的基准被描绘为代表每个叉齿的远侧尖端的可能的位置范围的弧线146。这样的附加信息可以在确定处理风险和安全风险的充裕度时对于医师是有用的。如图12B中所示，每个弧线具有等于理论电极部署长度的半径。如图12C中所示，弧线148全都具有从位于尖端142的原点测量的相同的半径。最后，在图12D中，图12C的弧线被联接成连续的弧线，其旨在呈现更清楚的可视化表示，以供由医师使用。

医师或其他用户可以使用与针对先前实施方式描述的控制元件30不同的接口，在显示器屏幕14上虚拟地定位处理边界TB和/或安全边界SB。例如，可以使用键盘、鼠标、滚动球、触摸屏、语音激活或者任何与计算机和其他显示器一起使用的其他常规接口，在具有子宫解剖结构的实时图像的显示器屏幕上定位处理边界TB和/或安全边界SB。虚拟处理边界和/或安全边界可以相对于针轴杆34的实际位置而设定，该实际位置可由系统使用所述轴杆在组织中的图像来追踪。在医师对虚拟处理边界TB和/或安全边界SB的放置满意之后，医师随后可以手动地推进针56，同时系统控制器12可通过针组件壳体27中的传感器37和41来监控推进。通过可视的、可听的或其他方式，系统可以在针己被推进适当距离时提醒医师。在锁定针之后，用户随后可以手动地推进叉齿，同时控制器可以经由传感器37和41监控它们的位置。当叉齿57己被部署达虚拟处理边界TB和/安全边界SB的限度内的适当量时，系统可以再次提醒医师。系统随后可提醒医师处理可以开始。

图13示出了根据本发明的用于处理组织的方法1300。本文所述的系统和设备可以用于实现方法1300，包括其步骤和其子步骤的任何组合。

在步骤1301中，可以提供实时显示器，例如上述显示器14。

在步骤1306中，可以如本文所述显示处理区域TR。

在步骤1311中，可以如本文所述显示安全区域SR。

在步骤1316中，处理区域TR和安全区域SR可以与目标组织重叠。例如，这种重叠可以通过朝向子宫壁UW并且靶向肌瘤F来推进处理探头16而实现，如图6A中所示。

在步骤1321中，可以例如在显示器14上显示针和叉齿的目标基准。这些目标基准可定位在处理区域TR或安全区域SR中的一个或多个内，例如上文关于图10A、图11A和图12A-图12D所述。

在步骤1331中，针可以被推进以匹配其相应的目标基准，例如上文关于图10A所述。一旦匹配，用户可以操作控制元件30或其他用户接口以将指示基准的针位置与针目标基准锁定，使得针的进一步推进或缩回也分别使目标基准推进或缩回，如显示器上所示。以这种方式，处理目标区域可以与针的位置匹配并且相应地调整，通常是实时地调整。一旦指示基准的针位置与针目标基准锁定，处理区域TR和/或安全区域SR的大小和/或位置也可以实时调整。

在步骤1336中，叉齿可以被推进以匹配其相应的目标基准，例如上文关于图11A所述。一旦指示基准的针位置与针目标基准锁定，处理区域TR和/或安全区域SR的大小和/或位置仍可以调整。

在步骤1341中，可以例如通过操纵或操作控制元件30或如本文所述的其他用户接口来调整处理区域TR的位置。

在步骤1346中，可以例如通过操纵或操作控制元件30或如本文所述的其他用户接口来调整安全区域SR的位置。

在步骤1351中，可以例如通过操纵或操作控制元件30或如本文所述的其他用户接口来调整处理区域TR的大小。

在步骤1356中，可以例如通过操纵或操作控制元件30或如本文所述的其他用户接口来调整安全区域SR的大小。

在步骤1361中，例如通过处理探头16，并且当处理区域TR和安全区域SR根据需要被设定大小和定位并且针和叉齿被定位到它们期望的位置时，来消融目标组织。

尽管以上步骤示出了根据许多实施方式的处理患者组织的方法1300，但是本领域普通技术人员将基于本文所述的教导认识到许多变化。这些步骤可以以不同的顺序完成。可以添加或删除步骤。一些步骤可以包括子步骤。许多步骤可以经常重复，从而对处理有益。

现参考图14，本发明的系统和方法可以依靠内部针追踪，诸如使用在处理探头的针组件的手柄组件内的位置传感器。位置传感器可以追踪和/或确定针和叉齿在组织中的实时位置。随后系统控制器可以依靠实时数据来确定针是否保持在边界内，以便可以实现安全而有效的处理。

虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员而言将会容易理解的是，此类实施方式仅作为示例提供。本领域技术人员将会想到众多不偏离本发明的变化、改变和替换。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所述发明的实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并因此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等效方案。

Claims (48)

1.一种用于在组织中部署处理结构的方法，所述方法包括：

在连接到控制器的显示器上提供所述组织的实时图像，所述组织包括要处理的解剖特征；

当具有可部署式处理结构的探头定位在所述解剖特征附近时，显示所述探头；

将处理区域或安全区域中的至少一个的图像投影于所述实时图像上；

调整所述实时图像上的所述处理区域或安全区域的投影的所述图像的投影边界的大小和位置这两者，其中调整所述投影边界的所述大小和位置这两者包括用户调整所述探头的手柄上的第一用户接口，其中所述第一用户接口可操作为同时调整所述投影边界的大小和位置这两者；以及

当所述处理结构从所述探头部署时，在所述实时图像上显示所述可部署式处理结构，其中所述处理结构相对于所述探头和所述组织定位，以在已经调整所述投影边界之后在所述投影边界内提供处理，并且

其中所述探头定位在所述组织中的所述解剖特征附近，并且通过用户操作所述探头的所述手柄上的第二用户接口从所述探头部署所述处理结构，通过独立于调整所述第一用户接口而调整所述第二用户接口从所述探头部署所述处理结构，以调整所述投影边界的所述大小和位置。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在所述处理结构已经相对于所述探头和所述组织定位以提供处理之后，重新调整所述投影边界的所述大小或所述位置中的至少一个。

3.如权利要求1所述的方法，其中通过相对于所述解剖特征手动重新定位所述探头来调整所述投影边界的位置。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述探头的所述手柄的所述第一用户接口包括操纵杆或方向键。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述投影边界的所述大小通过以下的一个或多个来调整：将所述操纵杆或方向键沿第一方向推动以扩大所述投影边界，或者将所述操纵杆或方向键沿与所述第一方向相反的第二方向推动以缩小所述投影边界。

6.如权利要求5所述的方法，其中当调整所述投影边界的所述大小和位置时，所述操纵杆或方向键相对于所述探头的所述手柄保持固定。

7.如权利要求4所述的方法，其中所述投影边界的所述位置通过以下的一个或多个来调整：将所述操纵杆或方向键沿第三方向推动以推进所述投影边界，或者将所述操纵杆或方向键沿与所述第三方向相反的第四方向推动以缩回所述投影边界。

8.如权利要求7所述的方法，其中当调整所述投影边界的所述大小和位置时，所述操纵杆或方向键相对于所述探头的所述手柄保持固定。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述探头的所述手柄上的所述第二用户接口包括耦合至所述处理结构的一个或多个滑块机构。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述处理结构包括针结构。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述探头进一步包括可从所述针结构推进的多个叉齿，并且所述方法进一步包括在部署所述多个叉齿时检测所述多个叉齿的实时位置，并且响应于所检测到的实时位置在所述实时图像上显示所述多个叉齿的虚拟表示。

12.如权利要求11所述的方法，其中将所述处理区域或所述安全区域中的至少一个的所述图像投影于所述实时图像上包括：将用于所述多个叉齿的一个或多个叉齿停止指示符投影于实时图像上。

13.如权利要求12所述的方法，进一步包括推进所述多个叉齿，使得所述多个叉齿的所述虚拟表示到达所述叉齿停止指示符。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括在所述多个叉齿已被推进使得所述多个叉齿的所述虚拟表示到达所述叉齿停止指示符之后，调整所述手柄的所述第一用户接口以调整所述叉齿停止指示符的位置。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述一个或多个叉齿停止指示符对应于所述叉齿的一个或多个停止位置，并且其中用于所述多个叉齿的所述一个或多个停止位置被配置在所要处理的解剖特征内。

16.如权利要求11所述的方法，进一步包括驱动所述探头的伺服马达以部署所述多个叉齿。

17.如权利要求11所述的方法，其中在所述实时图像上显示所述多个叉齿包括：检测所述多个叉齿的实时位置，并且响应于所检测到的实时位置显示所述多个叉齿的虚拟表示。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包括实时更新所述多个叉齿的所述虚拟表示的位置。

19.如权利要求11所述的方法，进一步包括通过所述多个叉齿递送能量以处理所述解剖特征。

20.如权利要求19所述的方法，进一步包括控制处理功率或处理时间中的至少一个，以将组织处理的程度限制在所述处理区域或安全区域中的至少一个内。

21.如权利要求1所述的方法，进一步包括通过所述处理结构递送能量以处理所述解剖特征。

22.如权利要求21所述的方法，进一步包括控制处理功率或处理时间中的至少一个，以将组织处理的程度限制在所述处理区域或安全区域中的至少一个内。

23.如权利要求1所述的方法，进一步包括驱动所述探头的伺服马达以部署所述处理结构。

24.如权利要求1所述的方法，其中将所述处理区域或所述安全区域中的所述至少一个的所述图像投影于所述实时图像上包括：将用于所述处理结构的一个或多个停止位置基准投影于所述实时图像上。

25.如权利要求24所述的方法，其中用于所述处理结构的所述一个或多个停止位置基准被配置为接近或在所要处理的解剖特征内。

26.如权利要求24所述的方法，其中在所述实时图像上显示所述处理结构包括：检测所述处理结构的实时位置，并且响应于所检测到的实时位置显示所述处理结构的虚拟表示。

27.如权利要求26所述的方法，进一步包括实时更新所述处理结构的所述虚拟表示的位置。

28.如权利要求26所述的方法，进一步包括推进所述处理结构，使得所述处理结构的所述虚拟表示到达所述实时图像上的用于所述处理结构的所述一个或多个停止位置基准。

29.如权利要求28所述的方法，进一步包括在所述处理结构已被推进使得所述处理结构的所述虚拟表示到达所述实时图像上的用于所述处理结构的所述一个或多个停止位置基准之后，调整所述手柄的所述第一用户接口以调整所述一个或多个停止位置基准的位置。

30.一种用于处理组织中的解剖特征的系统，所述系统包括：

探头，其包括手柄、探头主体和可从所述探头主体部署以处理所述解剖特征的处理结构；以及

实时显示器，其耦合至所述探头并且被配置用于显示实时图像以及在所述实时图像上投影所述部署的处理结构以及处理区域或安全区域中的至少一个的图像，

其中所述手柄包括第一用户接口，用于调整所述实时图像上的所述处理区域或安全区域的投影的所述图像的投影边界的大小和位置这两者，其中所述第一用户接口可操作为同时调整所述投影边界的大小和位置这两者，并且

其中所述手柄包括第二用户接口，用于从所述探头部署所述处理结构，通过独立于调整所述第一用户接口而调整所述第二用户接口从所述探头部署所述处理结构，以调整所述投影边界的所述大小和位置。

31.如权利要求30所述的系统，其中所述处理结构包括针结构。

32.如权利要求31所述的系统，其中所述探头进一步包括可从所述针结构部署的多个叉齿。

33.如权利要求32所述的系统，其中所述叉齿配置为递送能量以处理所述解剖特征。

34.如权利要求32所述的系统，其中所述实时显示器被配置为响应于所检测到的所述多个叉齿的位置而显示所述多个叉齿的虚拟表示。

35.如权利要求34所述的系统，其中所述探头包括一个或多个用于检测所述多个叉齿的所述位置的传感器。

36.如权利要求32所述的系统，其中所述实时显示器被配置用于显示一个或多个用于所述多个叉齿的叉齿停止指示符。

37.如权利要求36所述的系统，其中所述手柄的所述第一用户接口被配置用于在所述多个叉齿已经部署之后被调整以重新定位所述一个或多个叉齿停止指示符，使得所述多个叉齿的虚拟表示到达所述一个或多个叉齿停止指示符。

38.如权利要求32所述的系统，其中所述探头包括伺服器以驱动所述多个叉齿。

39.如权利要求30所述的系统，其中所述第二用户接口包括耦合至所述处理结构的一个或多个滑块机构。

40.如权利要求30所述的系统，其中所述探头包括伺服器以驱动所述处理结构。

41.如权利要求30所述的系统，其中所述实时显示器被配置为响应于所检测到的所述处理结构的位置而显示所述处理结构的虚拟表示。

42.如权利要求41所述的系统，其中所述探头包括一个或多个用于检测所述处理结构的所述位置的传感器。

43.如权利要求41所述的系统，其中所述实时显示器被配置为显示用于所述处理结构的停止指示符。

44.如权利要求43所述的系统，其中所述手柄的所述第一用户接口被配置用于在所述处理结构已经部署之后被调整以重新定位所述停止指示符，使得所述处理结构的所述虚拟表示到达所述停止指示符。

45.如权利要求30所述的系统，其中所述第一用户接口包括在所述探头的所述手柄上的操纵杆或方向键。

46.如权利要求45所述的系统，其中所述操纵杆或方向键被配置用于在第一方向上推动以扩大所述投影边界，并且其中所述操纵杆或方向键被配置用于在与所述第一方向相反的第二方向上推动以缩小所述投影边界。

47.如权利要求45所述的系统，其中所述操纵杆或方向键被配置用于在第三方向上推动以推进所述投影边界，并且其中所述操纵杆或方向键被配置用于在与所述第三方向相反的第四方向上推动以缩回所述投影边界。

48.如权利要求45所述的系统，其中所述操纵杆或方向键被配置为当调整所述投影边界的所述大小和位置时，相对于所述探头的所述手柄保持固定。