CN115515470A - 止血方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种探针配置有冲洗端口和排出端口,以建立从被切除的组织中移除血液的流动路径。该探针包括气囊,该气囊被配置成膨胀并接触被切除的组织以压迫细丝并改进到下面血管的接入,用于利用能量源的凝固。内窥镜可以被用于观察组织,气囊可以包括透明材料或观察端口,以允许通过气囊对出血组织进行成像。探针可以具有光源,以用与组织表面成斜角定向的光束照亮组织,这可以减少来自血液的干扰,并且可以允许血管的更局部化的凝固。
Description
相关申请
本申请根据《美国法典》第35条第119款第(e)项要求2020年7月8日提交并且标题为“HEMOSTASIS METHODS AND APPARATUSES”的第63/049,523号美国临时专利申请的权益,该专利申请通过本引用以其整体并入。
背景
与本公开相关的工作表明,用能量处理出血组织的现有方式在至少一些方面可能是不太理想的。在某些情况下,出血组织可以包括具有粗糙表面的组织,这可能使出血组织稍微更难处理。例如,血液可能会在粗糙的表面凝固(coagulate),降低下面的表面的可见性。此外,血液可能潜在地遮蔽来自诸如激光器的能量源的光,这可能导致光能不理想地输送到诸如破裂的血管的目标组织。粗糙的表面也可能使提供给组织的光能分布不太均匀地分布,并且所产生的凝固不如理想的均匀。
水射流可以被用来切除组织,其出血减少。例如,水射流可以选择性地切除组织,诸如腺前列腺组织,同时留下胶原组织,诸如基本完整的血管。然而,在某些情况下,用水射流切除组织会导致血管的穿透,从而导致出血。在某些情况下,诸如腺组织等软组织也具有支撑软组织的胶原结缔组织纤维。与本公开有关的工作表明,在诸如腺组织等软组织被去除后,用水射流切除软组织可以留下胶原组织纤维。这些剩余的胶原组织纤维可以收集血液,至少在某些情况下干扰止血处理。例如,胶原纤维会降低血管的可见性,这可能会使止血处理的位置不如理想的准确。此外,在至少某些情况下,由纤维收集的血液可以至少部分干扰激光能量向下面的血管的输送。
根据上文,需要改进的方法和装置,以改善现有方式的至少一些局限性。
概述
本公开的探针、方法和装置可以为出血组织提供改进的止血,并可以被用于处理具有残余胶原纤维的出血组织。在一些实施例中,探针配置有冲洗端口和排出端口,排出端口被配置成建立从被切除的组织中去除血液的流动路径。在一些实施例中,探针包括气囊,该气囊被配置成膨胀并接触被切除的组织以压迫细丝(filament)并改进到下面血管的接入,用于利用诸如激光束的能量源的凝固。内窥镜可以被用于观察组织,气囊可以包括透明材料,以允许通过气囊对出血组织进行成像。内窥镜可以包括在气囊内或气囊外的观察端口,以便通过气囊对组织成像。在一些实施例中,探针包括光源,该光源被配置成用与组织表面成斜角定向的光束照亮组织,这可以减少来自血液的干扰,并且可以允许血管的更局部的凝固。探针可以以多种方式被操纵,并可以连接到手持件或机器人联接装置(roboticlinkage)中的一个或更多个以移动能量源。
在一些实施例中,探针耦合到被配置成从处理器接收指令的机器人联接装置。处理器可以被配置成接收对应于破裂的血管的位置的输入,并用与该位置有关的模式扫描能量源。该输入可以以许多方式被确定,并且可以包括来自超声图像、多普勒超声图像、内窥镜图像、探针上的瞄准光束的输入或组织图像上的用户输入中的一个或更多个。在一些实施例中,处理器被配置成在距离该位置一定距离处扫描能量源,这可以有助于凝固在血管的破裂开口的一定距离处的下面的血液。
通过引用并入
在本文中提到和确认的所有专利、申请和公布特此通过引入以其整体并入,并且即使在本申请的其他地方被提到也应被考虑为通过引入被完全并入。
附图简述
通过参考阐述说明性实施例的下面的详细描述和附图将获得本公开的特征、优点和原理的更好理解,在附图:
图1示出了根据实施例的适于执行前列腺组织止血程序的装置;
图2A至图2D示出了图1的装置在执行前列腺组织止血中的使用;
图2E示出了根据一些实施例的具有内窥镜的处理探针,该内窥镜被配置成从气囊24的内部观察处理部位;
图2F示出了根据一些实施例的沿前列腺和被切除血管的切除轮廓;
图2G示出了根据一些实施例的适于沿着切除轮廓处理远离开口的血管的扫描模式;
图2H示出了根据一些实施例的远离血管开口的螺旋能量扫描模式;
图3A和图3B示出了根据实施例的处理患者的系统;
图4A示出了根据一些实施例的血流和多普勒超声探针;
图4B示出了根据一些实施例的用于如图4A中的探针的显示器上的多普勒超声图像;
图5示出了根据一些实施例的激光能量输送探针上的瞄准激光束;
图6示出了根据实施例的具有在激光能量处理探针和目标部位之间的基本不衰减流体的膨胀的气囊;
图7A示出了根据一些实施例的靠着组织切除轮廓放置的膨胀的气囊;
图7B示出了根据一些实施例的组织切除轮廓和血液羽状物(plume of blood)上的流体流动;
图8A示出了根据一些实施例的从腔的端部展开的可延伸光纤;
图8B示出了根据一些实施例的包括耦合到光纤的滚筒(roller)的组织接合结构;
图9A示出了根据一些实施例的侧向发射激光能量输送探针;
图9B示出了根据一些实施例的探针,该探针包括用于向组织输送激光能量的光纤阵列;
图10示出了根据一些实施例的耦合到锥形反射镜的光纤;
图11示出了根据一些实施例的包括内部气囊和外部气囊的双气囊,该双气囊被配置成在内部气囊和外部气囊之间限定流体流动通道;
图12A示出了根据一些实施例的组合处理探针,该组合处理探针包括向探针上的第一位置处的组织释放能量的光纤和在探针上的第二位置处释放水射流的喷嘴;
图12B示出了根据一些实施例的处理探针,该处理探针包括喷嘴和腔外的光纤,该喷嘴耦合到加压射流腔以将水射流输送到组织;
图12C示出了根据一些实施例的耦合到喷嘴以释放水射流的高压腔和用光能处理组织的光纤,其中光纤位于高压腔中;
图12D示出了包括在探针上的不同位置处的光源和喷嘴的探针,其中光源和喷嘴定向成在组织位置处至少部分重叠;
图12E示出了包括光源和喷嘴的探针,其中光源和喷嘴轴向隔开;
图13示出了根据一些实施例的激光能量相对于组织切除轮廓的斜入射角,以将激光能量输送到组织切除轮廓下方的血管;以及
图14示出了根据一些实施例的围绕光纤输送探针的光能输送端口延伸的气囊;
图15示出了根据一些实施例的包括电极的探针;
图16示出了包括耦合到瞄准激光和处理激光的光纤的探针;
图17示出了根据一些实施例的组织切除区;
图18示出了根据一些实施例的减少出血的方法;
图19示出了根据一些实施例的探针和选择性组织切除区;
图20示出了根据一些实施例的对应于胶原去除区、胶原破裂区和胶原保存区的血管的切除和水射流强度;
图21示出了根据一些实施例的被切除的人类前列腺的内窥镜图像;
图22示出了根据一些实施例的从套管(cannula)延伸的线环;
图23示出了根据一些实施例的具有可调节环直径的线环;
图24示出了根据一些实施例的带有电极的具有可调节环直径的线环;
图25示出了根据一些实施例的具有延伸到其中的光纤的空心线环;
图26A示出了根据一些实施例的可调节有源电极环和从探针延伸的圈套(snare);
图26B示出了根据一些实施例的在扩展构型中的可调节有源电极和从探针延伸的圈套;
图27A示出了根据一些实施例的具有第一构型的圈套的探针;
图27B示出了根据一些实施例的具有第二构型的圈套的覆盖物(robe);
图28示出了根据一些实施例的可与探针一起使用的切除器护套(resectoscopesheath);
图29A示出了根据一些实施例的以第一构型旋转的探针和有源电极;
图29B示出了根据一些实施例的以第二构型旋转的探针和有源电极;
图30示出了根据一些实施例的具有主动螺旋可调节环的探针;
图31A示出了根据一些实施例的具有主动可调节环和圈套的探针;
图31B示出了根据一些实施例的具有延伸构型的主动可调节环的探针;
图32示出了根据一些实施例的具有有源电极可调节环的探针;
图33A示出了根据一些实施例的水消融(aqua ablation)后的具有大约六周的愈合的狗前列腺组织切片;
图33B示出了根据一些实施例的水消融后的具有六周的愈合的狗前列腺组织切片;
图33C示出了根据一些实施例的水消融后的具有六周的愈合的狗前列腺组织切片;
图33D示出了根据一些实施例的水消融后的具有六周的愈合的狗前列腺组织切片;
图33E示出了根据一些实施例的胶原组织纤维束的组织学组织切片3300;
图34示出了根据一些实施例的能量环的几何控制;以及
图35示出了根据一些实施例的可以被配置为以诸如环的结构瞄准解剖结构的横截面几何结构。
详细描述
下面的详细描述根据本文公开的实施例提供了在本公开中描述的发明的特征和优点的更好理解。尽管详细描述包括许多特定实施例,但这些仅作为示例被提供,且不应被解释为限制本文公开的发明的范围。
本公开的方法和装置非常适于处理已用能量源处理的出血组织。能量源可以包括以下中的一个或更多个:激光束、水射流、电极、超声波、高强度聚焦超声波、机械振动、射频(RF)能量、超声换能器、微波能量、空化能量(cavitating energy)(诸如空化水射流或超声空化)。
与本公开相关的工作表明,用水射流切除组织可以在切除表面上提供细长的胶原细丝,这些细丝在某种程度上比其他类型的组织更耐组织切除。本公开的方法和装置非常适于处理这种细丝下的组织,例如以提供组织凝固和止血。例如,在切除前列腺组织以处理良性前列腺增生(“BPH”)的情况下,水射流切除术可以选择性切除诸如腺组织等组织,同时保留胶原组织细丝。由于胶原纤维的“蓬松(fluffy)”外观,这些胶原细丝本文也可称为绒毛(fluffies)。
虽然本公开的实施例特别针对前列腺的处理,但是本公开的某些方面也可以用于处理和改变(modify)其他器官和组织,例如脑、心脏、肺、肠、眼睛、皮肤、肾、肝、胰腺、胃、子宫、卵巢、睾丸、膀胱、耳、鼻、嘴、软组织(诸如骨髓)、脂肪组织、肌肉、腺和粘膜组织、脊髓和神经组织、软骨、硬生物组织(诸如牙齿、骨)以及体腔和通道(诸如鼻窦、输尿管、结肠、食道、肺通道、血管和喉咙)。本文公开的设备可以通过现有体腔被插入,或者通过在身体组织中产生的开口被插入。
本公开的方法和装置可以以多种方式配置以促进血管的至少部分闭合以减少出血。在一些实施例中,出血组织注入激光吸收加速器,诸如波长特定的发色团(chromophore),其可以通过用于向处理位置提供流体的一个或更多个腔来提供。本公开的方法和装置可以被配置成使用减少的能量的量,例如用比可以被用于组织消融的能量更少的能量,来促进止血。
光能可以由任何合适的光源提供,并且可以包括任何合适的波长或波长的组合。例如,光能可以包括紫外线、可见光、红外光或近红外电磁能中的一种或更多种。例如,光源可以包括激光器、激光二极管、超发光二极管(super luminescent diode)、灯泡、闪光灯泡或卤素灯泡中的一个或更多个。虽然光源可以以许多方式配置,但在一些实施例中,光源耦合到一个或更多个光纤,并且光能从一个或更多个光纤向组织释放。
在一些实施例中,探针被配置为发射具有用于减少组织穿透的波长的光以用于止血,这可以减少诸如前列腺包膜的精细组织结构周围的神经损伤。
处理探针可以以多种方式配置,并且在一些实施例中被配置成释放与目标组织相比具有相对低的激光衰减的流体。流体可以包括气体或液体中的一种或更多种。例如,气体可以包括空气或二氧化碳(CO2)。液体可以包括水、生理盐水或水与另一物质的混合物。
与本公开有关的工作表明,前列腺可能更普遍地倾向于朝着前列腺包膜的前面出血,例如在与患者在支撑件上的10点钟和2点钟方位相对应的位置处出血。在一些实施例中,目标组织被透光性流体吹入,并且诸如激光能量的处理能量被引导到对应于10点钟和2点钟方位的区域,例如,在每个位置处的处理大约延伸±20°。
在一些实施例中,包括发色团的染料被输送到组织。在一些实施例中,用包括水射流、冲洗流体或吹入流体组织中的一种或更多种的流体将染料输送到组织。染料可以包括具有光能波长附近的峰值吸光度的发色团(例如,对应于发色团的峰值吸光度的至少一半的吸光度的处理波长)。这可以提供穿透的深度控制和表面温度,以促进凝结形成或血管密封中的一个或更多个,而不需要过度的穿透的深度,从而减少对处理部位附近的组织的损伤。
参考图1,根据本公开的原理构造的示例性前列腺组织止血装置10包括导管组件,该导管组件通常包括具有远侧端14和近侧端16的轴(shaft)12。在一些实施例中,轴12包括一个聚合物挤压件或金属管(及其组合),该聚合物挤压件或金属管包括一个、两个、三个、四个或更多个轴向腔,这些轴向腔从近侧端16处的毂18延伸到远侧端14附近的位置。轴12可以是硬的(stiff)、柔性的或刚性的(rigid)。在一些实施例中,轴12的长度在15cm至25cm的范围内,直径在1mm至15mm的范围内,通常在2mm至10mm。轴通常将具有足够的裂断强度(column strength),使得它可以通过男性尿道向上被引入,如下文更详细描述的。
在一些实施例中,轴包括定位在能量输送区域20中的能量源,其中该能量源可以是如下面更详细讨论的多个特定部件中的任一个。在一些实施例中,可膨胀气囊24定位在轴的远侧端14附近,并在能量输送区域20处的能量释放元件上延伸。气囊通过轴向腔之一连接到气囊膨胀源26,气囊膨胀源可以是活塞驱动的流体置换器件,诸如通过毂18连接的流体泵(例如,包括将液体或气体输送到气囊的预选体积或压力的手动或电动注射器的蠕动式、齿轮、叶片、活塞)。除了能量源22和气囊膨胀源26之外,毂可选地还包括对输注/冲洗源28、抽吸(真空)源30和/或吹入(诸如CO2的加压的气体或诸如生理盐水的液体)源32的连接。在示例性实施例中,输注或冲洗源28可以通过轴向腔(未示出)连接到在气囊24近侧或远侧并且在能量输送区域20远侧的一个或更多个输送端口34。抽吸源30可以连接到第二端口或开口36,第二端口或开口36可以定位在能量输送区域20的近侧或能量输送区域20的远侧。吹入源32可以连接到附加端口38,附加端口38可以位于相对于能量输送区域的近侧或远侧。将认识到,端口34、36和38的位置不是关键的,尽管某些定位(position)可以导致本文所述的特定优点,并且腔和输送装置可以由额外导管、管及类似物(例如包括可以定位在轴12上的同轴套筒、护套等)提供。
在一些实施例中,止血装置10包括内窥镜21,以允许接近能量输送区域20的组织的可视化。内窥镜21被配置成允许处理部位的可视化。内窥镜21可以包括用于观察处理部位的光学端口。例如,光学端口可以包括一个或更多个透镜,以接收来自处理部位的光。光学端口可以位于气囊24内或气囊24的外部。气囊24包括光学透射材料,以允许用至少一个波长的光通过气囊对处理部位的可视化。在观察端口位于气囊24内的实施例中,内窥镜被配置成从气囊的内部观察处理部位。在内窥镜观察端口位于气囊外部的实施例中,内窥镜用在两个或更多个位置处透过气囊的光观察处理部位,其中一个位置在处理部位附近,而另一个位置在内窥镜附近。
可以以许多方式来配置探针上的气囊。在一些实施例中,以窄的轮廓构型的气囊包括在探针直径的25%内的近似圆柱形状、包括直径大于探针轴的气囊和在气囊远侧端的附近的逐渐变细的形状轮廓以促进探针的推进、或轴周围所包绕的气囊以减小气囊横截面大小中的一个或更多个。
现在参考图2A-图2D,前列腺组织止血装置10通过男性尿道U被引入到在前列腺P内的紧邻地位于膀胱B的远侧的区域。解剖结构在图2A中示出。在一些实施例中,前列腺P的组织的体积V已被切除至切除轮廓RP。虽然前列腺可以以许多方式切除,但在一些实施例中,前列腺组织是用水射流切除的。
如图2B所示,一旦导管10已被定位成使得气囊放置在切除轮廓RP附近,就可以向被切除的前列腺提供流体流FL。在一些实施例中,流体流包括通过在气囊一侧(例如在气囊24的远侧)上的端口34释放流体,以及在气囊的另一侧(例如在气囊的近侧)上排出流体,尽管该布置可以颠倒。这种流体流可以促进去除血液,否则血液可能干扰用能量对血管的处理,并允许改进出血源的可视化。
如图2C所示,使气囊24膨胀。气囊的膨胀可以从被切除的组织的体积V中置换诸如血液的物质。在一些实施例中,前列腺组织止血装置10的定位固定并稳定在被切除的体积V内,使得能量输送区域20定位在前列腺P内。
如图2D所示,在气囊24膨胀之后,能量E可以被输送到前列腺内用于止血,如由图2D中的箭头所示。一旦能量被输送了一段时间并超过所需的表面区域,能量区域就可以停止,并且前列腺被处理以止血,从而大幅地减少出血。在其中能量源是基于光的实施例中,它还可以被配置成使用交替的信号来施加处理并诊断该处理的功效。例如,如果施加激光能量,它可以使用能量的交替的波长信号来进行处理和传输/接收信号来测量止血区的温度。另外的实施例可以包括两个或更多个不同波长的纤维,使得第一纤维可以被用于施加处理,而第二纤维可以被用于通过红外、组织颜色变化、视觉提示或其他手段同时测量止血区的温度。可以创建正反馈回路,使得一旦组织温度达到实现止血所需的目标,第一纤维将停止处理。
图2E示出了具有内窥镜的处理探针,该内窥镜被配置成从气囊24的内部观察处理部位。内窥镜21包括观察端口202,该观察端口202被定向成接收来自处理区域的光,并在气囊24膨胀的情况下对处理区域成像。端口36位于气囊的一侧,例如,近侧。能量输送区域20包括载体380,该载体380被配置成沿本文所述的能量输送路径输送能量E。例如,可以以多种方式将载体380配置成输送能量,并且载体380可以被配置成沿着载体的细长轴线平移和围绕载体380的细长轴线旋转。载体380可以耦合到如本文所述的联接装置,或者例如用手柄手动操作。限定轴12的一个或更多个腔的壁可以包括孔,以使气囊膨胀并允许用内窥镜的观察端口对处理部位成像。可替代地或组合地,可以提供开口220以允许使气囊24膨胀。
尽管图2E示出了位于气囊24的内部上的内窥镜21的观察端口202,但在一些实施例中,内窥镜观察端口位于气囊的外部。例如,内窥镜观察端口可位于气囊的近侧,且端口36位于观察端口的近侧以建立流体流动。内窥镜21和气囊24可以被配置成通过气囊观察组织,并且气囊和膨胀流体可以包括基本上透明的材料,诸如基本上透明的液体或气体。能量源和载体380可以在气囊内旋转和平移,以将能量输送到组织,内窥镜观察端口朝向组织定向,以便通过内窥镜观察端口近侧的气囊的第一部分以及通过组织近侧的气囊的第二部分观察组织。如本文所述,可以建立冲洗端口和排出端口之间的流体流动,以便从外科手术部位排出诸如血液和凝块的材料,以改进到血管附近的组织的可视化和接入以及在一些实施例中改进到血管本身的可视化和接入。
图2F示出了沿着前列腺的切除轮廓RP和被切除的血管210。在一些实施例中,沿着切除轮廓RP的剩余组织的轮廓包括组织细丝212(“绒毛”)。在一些实施例中,能量源被用于选择性地切除组织,同时留下其他类型的组织。与本公开有关的工作表明,用水射流进行的组织切除可以去除某些类型的组织,例如腺组织,比去除诸如包括相对更大量胶原纤维的支撑组织的其他组织更快。血管大体上沿切除轮廓延伸到血管中的开口216。血管的开口可以将血液214释放到被切除的组织的体积V中。细丝可收集血液214,并可以包括倾向于诱导血液凝结的分子结构。在一些实施例中,血液羽状物218被释放到被切除的体积V中。血管被示出在相对于被切除的组织轮廓以斜角倾斜的切除轮廓之下。由于释放到血管中的血液可以聚集在开口附近,因此与本公开有关的工作表明,处理远离血管开口的组织以便减少由从血管释放到细丝和切除体积中的血液吸收的能量可以是有帮助的。
图2G示出了适于沿着切除轮廓处理远离开口的血管210的能量扫描模式230。例如,距离232可以是任何合适的距离,例如在从大约1mm到大约10mm的范围内的距离。扫描模式可以包括一个或更多个形状,诸如环形扫描模式、多个环形、椭圆体模式、螺旋扫描模式或光栅扫描模式,以及它们的组合。可以将多个扫描模式应用于组织,例如,多个减小直径的环。
在一些实施例中,扫描模式可以导致组织和血管内的血液凝固到被切除的组织和血管中的深度处。与仅表面处理相比,将血液更深地凝固在组织中,诸如凝固在组织或血管中的大于3mm、5mm、8mm、10mm或15mm的深度,有助于凝固并阻止从血管中的开口出血。
图2H示出了远离血管开口216的螺旋能量扫描模式230。扫描模式230包括位于距离血管开口216一段距离的部分,以减少通过血管的开口释放的血液的干扰。
可以以多种方式实现图2G和图2H所示的扫描模式230。例如,医生可以例如通过使用能量输送元件作为激光指示器来引导低功率可见光能量束描向血管开口。当低功率可见光能量束与血管开口对准时,用户可以操作诸如脚踏板的输入。响应于瞄准光束与目标开口对准的用户输入,处理器可以引导能量输送元件将开口周围的扫描模式230输送到血管。
图3A和图3B示出了根据实施例的处理患者的系统。系统400包括处理探针450,并且可以可选地包括成像探针460。处理探针450耦合到控制台420和联接装置430。成像探针460耦合到成像控制台490。患者处理探针450和成像探针460可以耦合到公共基座440。用患者支撑件449支撑患者。处理探针450利用臂442耦合到基座440。成像探针460利用臂444耦合到基座440。例如,臂444可以包括机器人臂,诸如5至8自由度的机器人臂。适于并入本公开的机器人臂的示例包括从Intuitive Surgica可购得的机器人臂(例如,DaVinci系统)、从Auris Health可购得的机器人臂(例如,Monarch Surgical Robot)、用于工业和医疗应用的机器人臂(诸如从Kuka Robotics可购得的机器人臂)。可替代地或组合地,联接装置可以包括如在2015年9月4日提交的标题为“PHYSICIAN CONTROLLED TISSUE RESECTIONINTEGRATED WITH TREATMENT MAPPING OF TARGET ORGAN IMAGES”的被公布为WO 2016/037137的申请号PCT/US2015/048695的PCT中所述的旋转和平移联接装置,其全部公开内容通过引用并入本文。
在一些实施例中,用户输入设备428耦合到处理器423。用户输入设备428可以包括任何合适的用户输入设备,例如脚踏板、定点设备、操纵杆、鼠标、触摸屏显示器或机器人臂控制器。例如,输入设备428可以被配置成选择性地控制处理探针450、臂442、臂444或超声探针中的一个或更多个。用户输入设备428可以包括任何合适数量的输入设备和输入设备的组合,并且处理器可以被配置成允许用户直接控制任何合适的输入设备。
患者被放置在患者支撑件449上,使得处理探针450和超声探针460可以被插入患者体内。患者可以以许多体位(例如俯卧、仰卧、直立或倾斜)中的一个或更多个体位来放置。在一些实施例中,患者被置于截石位上,并且例如箍筋(stirrups)可以被使用。在一些实施例中,处理探针450在患者的第一侧上在第一方向上插入患者体内,以及成像探针在患者的第二侧上在第二方向上插入患者体内。例如,处理探针可以从患者的前侧插入患者的尿道内,并且成像探针可以从患者的后侧经直肠插入患者的肠内。处理探针和成像探针可以被放置在患者体内,其中尿道组织、尿道壁组织、前列腺组织、肠组织或肠壁组织中的一个或更多个在处理探针和成像探针之间延伸。
处理探针450和成像探针460可以以许多方式中的一种或更多种插入患者体内。在插入期间,每个臂可以包括基本上解锁的配置,使得探针可以理想地旋转和平移,以便将探针插入患者体内。当探针插入到期望位置时,臂可以被锁定。在锁定配置中,探针可以以许多方式中的一种或更多种相对于彼此被定向(诸如例如平行、偏斜、水平、倾斜或不平行)。为了将成像探针的图像数据映射到处理探针坐标参考,如本文所述的利用角度传感器确定探针的定向可能是有帮助的。使组织图像数据被映射到处理探针坐标参考空间可以允许由操作者(例如医生)对为了处理而被识别的组织进行准确的瞄准和处理。
在一些实施例中,处理探针450耦合到成像探针460。为了基于来自成像探针460的图像使处理探针450对准,可以如所示地用公共基座440实现耦合。可替代地或组合地,处理探针和/或成像探针可以包括磁体以保持探针通过患者的组织对准。在一些实施例中,臂442是可移动和可锁定的臂,使得处理探针450可以被定位于在患者体内的期望位置上。当探针450位于患者的期望位置上时,臂442可以用臂锁427锁定。成像探针可以用臂444耦合到基座440,可以用来在处理探针被锁定在适当定位上时调整探针的对准。臂444可以包括例如在成像系统的或控制台的和用户界面的控制下的可锁定且可移动的探针。例如,臂444可以包括机器人臂,诸如包括5至7个自由度的机器人臂。可移动臂444可以是微致动的,使得成像探针440可以相对于处理探针450以例如1毫米左右的小移动被调整。
在一些实施例中,处理探针450和成像探针460耦合到角度传感器,使得处理可以基于成像探针460和处理探针450的对准进行控制。角度传感器495用支撑件438耦合到处理探针450。角度传感器497耦合到成像探针460。角度传感器可以包括许多类型的角度传感器中的一种或更多种。例如,角度传感器可以包括测角计、加速度计及它们的组合。在一些实施例中,角度传感器495包括三维加速度计以确定处理探针450在三个维度中的定向。在一些实施例中,角度传感器497包括三维加速度计以确定成像探针460在三个维度上的定向。可替代地或组合地,角度传感器495可以包括测角计以确定处理探针450沿着处理探针的细长轴线的角度。角度传感器497可以包括测角计以确定成像探针460沿着成像探针460的细长轴线的角度。角度传感器495耦合到控制器424。成像探针的角度传感器497耦合到成像系统490的处理器492。可替代地,角度传感器497可以耦合到控制器424,以及也组合地耦合。
控制台420包括耦合到在用于控制处理探针450的部件中的处理器系统的显示器425。控制台420包括具有存储器421的处理器423。通信电路422耦合到处理器423和控制器422。通信电路422耦合到成像系统490。控制台420包括耦合到气囊24的内窥镜35的部件。输注冲洗控件28耦合到探针450以控制输注和冲洗。抽吸控件30耦合到探针450以控制抽吸。在一些实施例中,内窥镜21耦合到控制台420,并且内窥镜可与探针450一起插入以处理患者。控制台420的臂锁427耦合到臂422以锁定臂422或允许臂422自由地可移动以将探针450插入患者体内。
控制台420可以包括如本文所述的耦合到载体380和能量输送元件200的泵419。
处理器、控制器和控制电子器件和电路可以包括许多合适的部件中的一个或更多个,例如一个或更多个处理器、一个或更多个现场可编程门阵列(FPGA)以及一个或更多个存储器存储装置。在一些实施例中,控制电子器件控制图形用户界面(在下文中的“GUI”)的控制面板以根据用户指定的处理参数提供手术前计划以及提供用户对外科手术过程的控制。
在一些实施例中,处理探针450包括气囊24。在一些实施例中,当用探针450将能量输送到能量输送区域20时,气囊24锚定探针450的远侧端。探针450可以包括能量输送元件200。在一些实施例中,能量输送元件位于气囊24内。可替代地或组合地,能量输送元件200可以位于气囊24的外部。在一些实施例中,载体380可从联接装置上去除,并且可以用第二载体380替换。例如,第一载体可以包括高压喷嘴,以释放用于用水射流进行组织切除的流体流。在组织切除完成时,第一载体380被第二载体380替换。例如,第二载体380可以包括光纤,以对组织加热以促进止血。在2016年12月6日授予的标题为“Automated image-guidedtissue resection and treatment”的美国专利第9,510,852号中描述了可以在探针450的至少一部分留在患者体内时进行互换的合适的快速交换载体和探针的示例,该专利的全部公开内容通过引用并入本文。在一些实施例中,第一载体包括喷嘴以释放流体流,而没有在能量输送元件200上的气囊,第二探针包括如本文所述的在能量输送元件上的气囊。
探针450用联接装置430耦合到臂422。例如,联接装置430可以被配置成响应于处理器上的指令而移动具有在探针上携带的能量输送元件200的载体380,以便以期望的扫描模式移动能量输送元件。能量输送元件200可包括任何合适的元件,诸如为组织切除输送流体的喷嘴、一个或更多个电极或光纤的输出。
联接装置430包括例如基于患者的图像将能量输送区域20移动到患者的期望目标位置的部件。联接装置430包括第一部分432及第二部分434和第三部分436。第一部分432包括基本上固定的锚定部分。基本上固定的锚定部分432固定到支撑件438。支撑件438可以包括联接装置430的参考框架。支撑件438可以包括刚性底盘或框架或壳体以将臂442刚性且牢固地耦合到处理探针450。第一部分432保持基本上固定,而第二部分434和第三部分436移动以将能量从探针450引导到患者。第一部分432固定到离气囊24基本上恒定的距离437。在气囊24和联接装置的固定的第一部分432之间的基本上固定的距离437允许处理被准确地放置。第一部分424可以包括线性致动器以沿着探针450的细长轴线将在处理区域20中的高压喷嘴准确地定位在期望的轴向定位处。
探针450的细长轴线通常在探针450在联接装置430附近的近侧部分到具有与其附接的气囊24的远侧端之间延伸。第三部分436控制围绕细长轴线的旋转角度。在患者的处理期间,在处理区域20和联接装置的固定部分之间的距离439相对于气囊24而变化。距离439响应于计算机控制而调整,以沿处理探针的细长轴线以气囊24为参考设置目标位置。联接装置的第一部分保持固定,而第二部分434沿着轴线调整处理区域的定位。联接装置436的第三部分响应于控制器424而调整围绕轴线的角度,使得在处理的角度下沿着轴线的距离可以参考气囊24非常准确地被控制。探针450可以包括刚性构件,例如在支撑件438和气囊24之间延伸的针(spine),使得从联接装置430到气囊24的距离在处理期间保持基本上恒定。如本文所述,处理探针450耦合到处理部件以允许用一种或更多种形式的能量(例如来自射流的机械能、来自电极的电能或来自光源(例如激光源)的光能)进行处理。光源可以包括红外光、可见光或紫外光。能量输送区域20可以在联接装置430的控制下移动,以便将预期形式的能量输送到患者的目标组织。
成像系统490包括存储器493、通信电路494和处理器492。在对应的电路中的处理器492耦合到成像探针460。臂控制器491耦合到臂444以精确地定位成像探针460。在一些实施例中,成像系统被配置成以100μm的分辨率观察组织。如本文所使用的,分辨率是指将两个结构彼此区分开来的能力。
图4A示出了血流和多普勒超声(“US”)探针460。多普勒US探针可以包括如本文所述的TRUS探针。多普勒US探针可以被配置成检测朝向和远离探针的血流,包括来自通过血管中开口216的血液和由此产生的羽状物218。血液羽状物可以形成在周围流体222中。
图4B示出了用于如图4A中的探针的显示器425上的多普勒超声图像240。用红色示出流向探针的血流,用蓝色示出远离探针的血流。多普勒US图像可以替代地或与本文所述的内窥镜结合使用,以识别出血位置。例如,处理器可以配置有指令,以在处理之前和之后从US探针获得多普勒US图像,并响应于多普勒US图像上血流的变化来识别出血的位置。多普勒US图像可以包括例如二维“2D”或三维“3D”多普勒US图像。在一些实施例中,可以从血管内和血管外流入腔(诸如被切除的组织的腔)的血流来识别出血位置。如图4B所示,羽状物218可以从血管210中的开口216形成。羽状物中不同速度的血液可以可视化为不同的颜色。例如,具有很少流动或没有流动的流体可以指示为绿色,诸如周围腔中的流体222。从开口流出的流体可以指示为红色,当羽状物中的流体变慢时,所指示的颜色可以从表示中等速度的橙色变为指示速度很小或没有速度的绿色。
该成像系统可以被用于以多种方式识别出血位置。例如,响应于诸如多普勒US图像的US图像,处理器可以被配置成接收到用户输入以识别出血位置,或者诸如神经网络的人工智能(“AI”)可以被训练以识别出血位置。
在一些实施例中,处理器可以配置有指令,以响应于来自多普勒超声图像的流体速度的变化来识别出血组织的位置,并且可选地,其中流体包括血液。速度的变化可以包括沿流动路径的流体速度的减小。在一些实施例中,流体速度的变化对应于流体的脉动流。
在一些实施例中,流体包括沿血管流动的血液,并且流体通过血管壁中的开口(诸如用如本文所述的组织切除例如用水射流切除形成的开口)216释放。诸如血液的流体可以被释放到第二流体中,第二流体相比第一流体可以具有更低的速度,并且可以响应于通过血管壁的流体方向的变化来识别出血位置。
在一些实施例中,可以通过将组织切除前的组织的第一图像与组织切除后的组织的第二图像配准来识别出血位置。可以至少部分地基于第一图像和第二图像之间的变化来识别流体速度的变化,并且可选地,可以用来自第二图像的对应的血管来测量第一图像的血管。
能量输送的操作员控制、瞄准、自动的模式
图5示出了如本文所述的在激光能量输送探针上的瞄准激光束502。探针包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。在一些实施例中,利用如本文所述的联接装置耦合到机器人控件的用户输入控件(诸如操纵杆)可以被用于将激光瞄准组织表面506上的目标区域以用于处理。在一些实施例中,用可见激光完成瞄准,并且用户利用用户输入控件将可见光束指向目标位置504。一旦瞄准光束被定位在目标位置处,用户可以例如通过按下脚踏板或按钮来激活处理光束。处理光束可以包括可见光能量或基本上不可见光能量,诸如例如激光能量的红外光能量。
在一些实施例中,当用于处理的感兴趣目标被识别并与瞄准光束对准时,系统响应于用户输入机械地锁定,以防止医生激活机器人结构(例如,致动器和联接装置)的移动,从而允许处理激光的自动扫描。
在一些实施例中,该处理方法包括识别感兴趣目标的中心区域和基于预期的下面的解剖结构确定要处理的区域和形状。例如,血管可以与处理探针成一定角度接近感兴趣的表面区域。可替代地或组合地,可以使用多普勒超声来识别血管分布的方向。
当确定了适当的处理模式时,用适当的扫描模式230处理组织。例如,处理模式可以包括任何合适的扫描模式230,诸如圆形、椭圆形、环形(annulus)、环形(annuli)或光栅扫描模式。如本文所述,处理可以在离用户识别的位置的适当距离处开始。例如,扫描模式可以离所识别的目标位置(例如,感兴趣的中心)的3mm处开始,激光束以直径6mm的圆形模式(以随后较小的并且重叠的或不重叠的圆形)被扫描,直到在中心结束。
可以以多种方式设定处理形状的大小和尺寸。例如,可以用羽状物218来识别出血源,并且瞄准激光或其他定点设备被用于识别组织图像上的目标位置。处理模式可以包括椭圆形处理区域,所识别的目标(例如,出血源)在该椭圆形一端的中心(例如,椭圆的第一焦点)附近,并且朝向下面的血管解剖结构的预期位置(例如,椭圆的第二焦点)延伸。例如,可以基于血管解剖结构的模型,基于期望深度处的血管的预期位置确定中心之间的距离。
使用气囊
图6示出了具有在发射激光束602的激光能量处理探针450和组织506的目标部位之间基本上不衰减的流体602的气囊24。探针450包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。例如,气囊24可以包括顺应性气囊或非顺应性气囊。顺应性气囊可以包括当用流体膨胀到适当压力时遵循患者解剖结构的外形(诸如组织506)的材料。例如,流体602可以使气囊24扩张,使得气囊遵循被切除的组织506的外形。气囊可以充满任何合适的流体,诸如液体或气体,例如CO2或生理盐水。在一些实施例中,流体包括基本上不衰减的流体(例如,从光能源到气囊之间的衰减不超过10%)或可预测的衰减液体。在一些实施例中,气囊材料在处理温度热稳定,并包括光学透射材料。在一些实施例中,气囊包括用于至少一个光波长的透明材料,以允许处理部位的可视化。可替代地或组合地,气囊可被配置成大幅地吸收处理能量(例如至少50%的激光能量),以便将加热局部化到气囊附近的组织。在一些实施例中,气囊包括射频透明的材料,并被配置成允许全部或接近全部的电磁能量透过气囊传输到下面的组织中,从而提高温度,诸如以促进止血。
气囊可以被配置成轻轻地压向组织,以对下面的组织提供更均匀的处理。例如,气囊可以将细丝压向被切除的组织表面。在一些实施例中,通过依从患者解剖结构,松散组织被压到下面的组织形状,诸如被切除的组织形状,以便提供更均匀的表面进行处理。例如,可以用气囊将水射流切除后的剩余细丝(例如绒毛组织)压向被切除的组织表面,以便压迫组织细丝组织,并允许更直接地将激光能量输送到下面的组织,以提供止血或其他处理。
在一些实施例中,与衰减流体相比,基本上不衰减的流体导致在通过基本上不衰减的流体传输的不同距离处输送到目标组织的能量变化减少。
在一些实施例中,流体包括光能(诸如激光束502中的光能)的至少一些衰减(衰减可预测的量),并且系统可以被配置成响应于衰减来调整处理辐照度。例如,超声成像系统或其他成像系统可以被用于确定光能通过流体从输出窗口传输到组织表面的距离。从发射探针到组织表面的距离可以用来确定适合于提供止血或其他处理的功率、持续时间和运动。
对于可具有已知半径的非顺应性气囊,诸如圆柱形或雪茄形(cigar shaped)气囊,可以使气囊膨胀以实现从发射探针到气囊表面的已知距离604,这可减少衰减的可变性以及光能朝向处理位置的入射角的可变性。在一些实施例中,流到组织的血流随着气囊压力而减少,这可以在组织内提供更有效的加热和凝固,其与组织灌注的减少有关。
血液检测与处理
在一些实施例中,出血位置在图像中是可见的,以便允许目标部位的识别。可以以多种方式识别目标部位,诸如用人机界面或机器视觉识别出血部位。在一些实施例中,通过具有成像系统或诸如机器视觉的人工智能的用户界面来识别目标部位。自动确定处理区域并自动启用处理。可替代地或组合地,处理区域可以由医生验证。在一些实施例中,医生确定如本文所述的处理区域。
图7A示出了抵靠组织切除轮廓放置的膨胀的气囊。该膨胀的气囊可耦合到探针,该探针包括如本文所述的轴,该轴可耦合到如本文所述的手持件或联接装置。将气囊24展开以接触残留组织702(诸如包括胶原的残留组织细丝)并对其施加压缩力706。在一些实施例中,气囊沿着组织表面的壁(例如切除轮廓704)压迫残留组织702。在一些实施例中,主动出血源通过气囊是可见的。基于图像中的血液,可以将瞄准激光束导向血管210的开口,从而将瞄准激光束导向可见血液的区域,例如,基本上居中于血液的可见区域。虽然参照激光束,但是可以使用另一个标记(诸如计算机生成的标记)来识别处理区域。使用能量输送元件作为激光指示器,可以将光能束耦合到机器人控制元件。激光指示器可以被用来识别出血源。一旦通过直接可视化识别出血源,就可以通过控制台上的用户输入设备识别和标记位置(例如,指向并单击出血部位)。使用能量元件的旋转和轴的轴向驱动,控制台可以将能量源驱动到出血源并施加能量以实现止血。在单独的实施例中,机器人驱动元件可以使用相同或单独的激光器,以使用激光雷达或诸如光学相干断层扫描(OCT)的其他光学方法来测量到组织表面的距离,以便确保能量输送元件的精确位置。
图7B示出了用箭头所示的组织切除轮廓704上的流体流710和血羽218。在一些实施例中,流体流710设置有探针450,探针450包括可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置的轴。在具有水性环境的一些实施例中,如本文所述的处理系统的灌注和排出(例如,抽吸)能力可以被用于生成流体流以从出血位置去除血液。在一些实施例中,工作流体的流动诱导血液流动以改进到破裂的血管的接入。流体和血液的流动可以在任何合适的方向上定向,例如从近侧内窥镜观察端口朝向膀胱附近的探针的远侧端(朝向右侧)。诸如抽吸端口的排出端口可以被用于从内窥镜观察端口和激光输送元件中抽取流体,以清除视场并提供改进的可视化。该去除血液的方法也有助于从血管识别出血的位置。这种流动可以允许医生观察目标区域或视觉系统来识别出血的大致位置。
相对于组织的激光光纤定位
图8A示出了从探针450的腔802的端部展开的可延伸光纤804。探针450包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。光纤804可以被配置成例如当从腔延伸时以自由形式配置偏转。光纤可沿输送腔802以基本上直的配置推进,然后当延伸超过输送腔时偏转。一个或更多个光纤可以被推进和缩回以沿着组织(诸如沿着移动方向808)扫描激光能量。例如,可以旋转一个或更多个光纤以旋转扫描模式。在一些实施例中,光纤或光纤外部的材料包括弹簧支承偏压,以便使从输送腔的端部延伸的光纤偏转。例如,光纤可以至少部分地被包封在诸如护套806的成形管内,该成形的管以独立式配置偏转,例如以曲率或其他合适的偏转。在一些实施例中,弯曲管的展开长度提供可变的横向偏移。在一些实施例中,光纤可以从腔的远侧端推进,以用偏转和对组织的轻微压力来接触组织。如果组织壁位于离腔远侧端更远的地方,则可以进一步推进光纤。
在一些实施例中,光纤沿着具有内部通道(例如腔)的结构(诸如管)延伸,该结构的大小被设定成使灌注流体通过在腔内的光纤周围。光纤和成形的管状结构可以一起在输送腔内被移动,以使冲洗流体朝向处理位置通过。流体输送腔可以包含光纤。可替代地或组合地,流体输送腔可以包括与光纤的腔分开的腔。流体输送腔可以连接到本文所述的冲洗源。在一些实施例中,流体输送腔与激光能量输送光纤同轴延伸。连接到光纤并在光纤附近的冲洗流体促进了激光束路径中透明液体的存在,这提供了对目标组织更准确的能量输送。在一些实施例中,流体向经处理的组织提供冷却并且可以减少光纤远侧端的降解。
在一些实施例中,尽管可以使用如本文所述的其他方法,但光纤包括在光纤端部上的开口,以将光能输送到组织,例如端部发射光纤。
图8B示出了组织接合结构810,该接合结构810包括耦合到光纤804的滚筒812。在一些实施例中,光纤804至少部分地延伸到组织接合结构810中以将光能输送到组织。组织接合结构810可以包括尺寸被设定成大于光纤的横向截面的组织接触表面,以便与直接接触组织的光纤相比降低对组织的压力,这可以允许耦合到光纤的接合结构比光纤更自由地沿着组织表面移动。接合结构810可包括弯曲接触表面,以允许接合结构沿组织移动,例如沿组织滑动。例如,接合结构的组织接触表面可以包括任何合适的形状,诸如圆柱形或球形。接合结构可以包括与光纤相邻的两个轮子,或者具有光纤定位在其中的球体或圆柱体。在一些实施例中,组织接合结构包括滚筒814,该滚筒814被配置成沿着组织表面滚动,光纤的远侧端与组织隔开。光纤可以被配置成当从输送腔的开口向组织推进时偏转。在一些实施例中,一个或更多个光纤至少部分地被包封在壳体中,以便当从输送腔的远侧端推进时使一个或更多个光纤偏转。组织接合结构的大小可以被设定成适合于输送腔内,以便允许接合结构从组织处理部位插入和去除。
可以以多种方式设定接合结构的大小和形状。在一些实施例中,接合结构包括表面,该表面包括在2mm至10mm范围内并且可选地在3mm至7mm的范围内的尺寸宽。在一些实施例中,接合表面包括弯曲表面、平坦表面、倾斜表面或斜面中的一个或更多个,以允许接合结构沿着带有细丝的被切除的组织滑动。
一个或更多个光纤可以通过外科医生移动耦合到光纤的近侧部分的手柄来移动,从而用如本文所述的旋转和平移移动来移动光纤的远侧顶端。例如,该装置的展开可以经由医生直接用外部手柄操纵,提供轴向进和出的运动以及径向角度定位以定位用于处理的光纤。在一些实施例中,耦合到光纤的手柄被配置成提供全360度旋转和任意合适长度的平移的处理。
可替代地或组合地,光纤可以在如本文所述的计算机控制下用联接装置移动。在用机器人控制光纤的端部的定位的一些实施例中,光纤的近侧部分耦合到装置,例如联接装置,该装置提供光纤的远侧端相对于目标组织的准确定位。联接装置可以提供如本文所述的旋转和平移移动。接合结构可以与光纤的远侧端类似地移动。
在一些实施例中,用户可以输入用于处理的目标位置。例如,诸如医生的用户可以基于在显示器上显示的图像输入目标位置。在一些实施例中,可以基于来自组织切除轮廓(诸如水射流切除)的映射或预测性的解剖结构来确定处理位置。可替代地或组合地,可以使用超声图像和内窥镜相机图像。在一些实施例中,处理器包括用诸如机器视觉的人工智能算法确定要处理的目标区域的指令。
经由透镜和镜像的表面的激光能量输送-激光能量分布
在一些实施例中,光学结构耦合到光纤的端部附近的光纤,以向组织提供所需的光能分布。光学结构可以被配置成向所处理的表面提供光能的有益分布。来自探针的出口孔的光通常朝向组织发散,使得组织表面处的辐照度可能低于探针附近的辐照度。在一些实施例中,该方法提供输送到所处理的组织的光能的更均匀分布。在一些实施例中,处理器配置有指令,以响应于到组织的距离和处理时间来确定光能到组织的分布,并确定探针的移动以确定所需的处理,例如止血。在确定处理时间时,可以考虑组织周围的流体流。在一些实施例中,来自尿液或冲洗流体的流体流相对较少,并且可以相应地确定处理。可替代地或组合地,流体流可以由本文所述的尿液或冲洗流体提供,其中,被照射的组织至少部分地通过流体流(例如对流)冷却。可以响应于流体流动而用本文所述的其他参数(例如距离和发散度)来确定处理的时间和扫描模式。
图9A示出了侧向发射激光能量输送探针450。探针450包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。在一些实施例中,具有反射表面904的锥形切割光纤804被配置成将光能从光纤804的侧面导向组织。侧向发射激光探针可以被配置成发射具有细长横截面的激光能量,使得照射组织的光束502包括细长横截面。光束502的细长横截面902可以进行旋转或平移中一种或更多种,以处理组织的表面区域。细长光束可以允许光束照射增加的组织的区域,这可以有助于扫描光束,并与聚焦到一点的光束相比,减少覆盖组织区域的时间量。可以以许多方式设定反射表面904的大小和形状,并且反射表面904可以包括例如圆柱形或抛物线形轮廓。例如,反射表面可以包括具有涂层的镜面。在一些实施例中,镜面包括支撑涂层的背衬(backing)。该反射镜可以被配置成沿着诸如线等细长图样引导光能。可替代地或组合地,反射阵列可以被配置成提供重叠的能量的光束的阵列,诸如导向组织的光能的重叠的光束的线性阵列。可替代地,一种透镜系统选择性地引导端部光纤的每一线性长度的所需的百分比的能量,并将其沿一条线导向组织。在一些实施例中,透镜系统包括端部透镜系统,该端部透镜系统包括一个或更多个可以用光纤操纵的透镜。在一些实施例中,该方法允许以激光的旋转移动或平移移动中的一个或更多个瞄准表面区域和处理表面。在一些实施例中,光纤的细长轴线906可以基本上平行于细长光束502的细长轴线908,例如在大约10度内的平行。
图9B示出了包括多个光纤804(诸如用于将激光能量输送到组织的光纤阵列)的探针450。探针包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。多个光纤804可以被布置成光纤的多个端部910被定向成将光能引导到组织。在一些实施例中,多个光纤被布置成提供如本文所述的细长光束。在一些实施例中,多个光纤804包括多个端部发射光纤的线性组件,以提供输送到组织的激光能量的阵列。可以以多种方式配置光纤阵列804以向组织提供所需的能量分布。在一些实施例中,光纤的端部被布置成至少部分地与激光束重叠。多个光纤可以耦合到单个激光源或多个激光源以提供所需的能量密度。例如,可以用光纤分束器将单个激光源耦合到多个光纤。可替代地,例如,多个光纤可以耦合到多个激光源,其中每个激光源耦合到光纤。在一些实施例中,多个光纤耦合到多个光学结构,诸如透镜、棱镜或反射镜中的一个或更多个,以将光能以一能量分布引导到组织。
图10示出了耦合到锥形反射镜1002的光纤804。探针450包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。来自端部发射光纤804的激光能量通过锥形结构1002传播到包括与环形物的至少一部分相对应的形状的区域中。锥形结构可以包括锥形部分,该锥形部分被配置成以360度环形模式分布光。可替代地,环形结构可以包括锥体的一部分,诸如被配置成提供侧向的能量输送的1/3锥体或半锥体。该方法将允许描向区域,并用从探针发射的激光束的线性移动或旋转移动中的一个或更多个来处理该区域。
例如,尽管参考激光束,但从探针发射的光能可以包括来自任何合适源诸如高能闪光灯的光能。例如,参考图9A至图10所述的探针可以与本文所述的其他处理结合,诸如与气囊、流体流或机器人移动以及其组合结合。
图11示出了包括内部气囊24a和外部气囊24b的双气囊24,其被配置成限定内部气囊和外部气囊之间的流体流动通道1102。探针450包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。在一些实施例中,诸如光纤804的激光能量源502定位在双层气囊24内,其通过两层气囊材料在加热点1108处提供穿透到目标组织的激光辐射。在两层之间延伸的通道1102可以向与气囊接触的组织提供冷却,以减少处理期间对邻近组织的热损伤。内部气囊24a可以充满第一流体,例如气体或液体,并且第二气囊24b可以充满第二流体,例如液体,以便向组织提供冷却。例如,内部气囊和外部气囊之间的通道中的流体可以包括冷却的流体。在一些实施例中,内部气囊充满气体,并且内部气囊和外部气囊之间的通道充满热容(heat capacity)大于气体的材料,诸如液体、凝胶或其他合适的材料。
在一些实施例中,探针包括向第一层内的气囊内部提供流体的第一腔1104和向通道提供液体的第二腔1106。在一些实施例中,到气囊的第一层内的内部的流体包括气体,而通道中的流体包括液体。
水射流结合激光探针
图12A示出了组合处理探针450,该组合处理探针包括在探针上的第一位置处向组织释放能量的光纤804和在探针上的第二位置处释放水射流1212的喷嘴1210。探针450包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。在一些实施例中,用于释放光能的探针的第一位置1202位于探针450的第一侧1104上,该第一侧1104与用于从喷嘴1210释放诸如液体的流体的探针的第二侧1106相对。探针可以被用于用水射流1212处理组织,然后旋转至少90度,例如至少150度,以用光能处理组织。可替代地,水射流喷嘴和激光能量源可以位于探针的同一侧。在一些实施例中,探针包括光纤,光纤延伸到被配置成将能量导向组织或如本文所述的适当的光学结构1220(诸如反射镜、棱镜、透镜或锥形结构中的一个或更多个)的端部,然后在一些实施例中,光纤延伸到孔1202外。可替代地或组合地,光纤可以包括如本文所述的弯曲的光纤。探针可以包括内腔1222,例如管1224的腔,该内腔被配置成向喷嘴提供诸如水的加压液体。在一些实施例中,光纤沿着探针延伸,其中光纤在耦合到喷嘴的高压管1224外面,例如以相邻的基本上平行配置,其中光纤沿着水射流管延伸。可替代地,探针可以包括高压管,光纤在高压管内延伸,并且光纤延伸穿过孔并密封。
图12B示出了处理探针450,该处理探针450包括将水射流输送到组织的耦合到加压射流腔1222的喷嘴1210、以及加压腔外的光纤。探针包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。在一些实施例中,管限定高压水射流腔1222,光纤延伸到管外。光纤可以例如以相邻的配置被包封在沿高压管的外部延伸的护套1232内。在一些实施例中,光纤和高压管被包封在诸如细长管1230的细长结构内。
图12C示出了耦合到喷嘴1210以释放水射流的高压腔1222和用光能处理组织的光纤804,其中光纤位于高压腔1222中。探针450包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。在一些实施例中,光纤804耦合到密封的出射口或孔1202,以减少来自高压腔的泄漏。例如,限定高压腔的结构可以包括大小被设定成接收光纤的孔。例如,可以通过摩擦配合、压缩配合或粘合剂及其组合将光纤耦合到孔。光纤可以包括弯曲的光纤,并且弯曲的光纤可以包括具有弯曲半径的支撑结构1230,例如,如在2019年3月22日提交的标题为“Tissue treatment probe with bent optical fiber”的被公布为US 2019-0216485的美国申请第16/362,316中所述,其全部公开内容通过引用并入本文。
图12D示出探针450,该探针450包括位于探针450上不同位置处的光源1248(诸如光纤)和喷嘴1210。在一些实施例中,光源1248和喷嘴1210被定向成在组织位置处至少部分重叠。可替代地,可以以非重叠布置配置喷嘴1210和光源1248,并且探针被配置成移动以用流体流1212切除组织(诸如,以第一探针移动用水射流切除组织),并且被配置成移动以用光来处理组织,从而以第二移动减少出血。在一些实施例中,探针包括沿探针的细长轴线1250延伸的中线1246,并且光源和喷嘴位于中线的相对侧上,例如位于中线1246的第一侧1242和中线1246的第二侧1244上。在一些实施例中,腔包括沿探针的第一侧和第二侧延伸的高压腔,其中腔与喷嘴流体地耦合。光纤804可以沿着腔的内部延伸,例如沿着腔的至少第二侧延伸到输出端口,诸如密封孔1202或窗口,以用如本文描述的光束502释放光能。喷嘴1210和光源1248可以相对于中线倾斜,以便将诸如水射流的流体流导向光束。在一些实施例中,光束和流体流被定向成沿着中线在离探针一段距离处重叠。
图12E示出了探针450,该探针450包括诸如光纤804的光源和喷嘴,其中光源和喷嘴轴向隔开。探针450包括耦合到输出端口的光纤和耦合到喷嘴的腔(诸如高压腔)。光纤804沿着探针延伸到输出孔1202,诸如限定腔的管中的密封孔。在一些实施例中,光纤沿着流体耦合到喷嘴1210的腔延伸。例如,腔内的一个或更多个支撑结构可以被配置成在腔内以弯曲部支撑光纤。可替代地或组合地,光纤可以沿着探针的独立腔或通道延伸,该腔或通道与耦合到喷嘴的腔隔开。在一些实施例中,探针包括远侧端14,喷嘴位于远侧端的近侧。在一些实施例中,探针中用于发光的光孔位于喷嘴的近侧。可替代地,光源可以位于喷嘴的远侧。
可以以任何合适的角度从探针发射光束。在一些实施例中,光束以相对于探针的细长轴线1250的斜角从探针发射,例如,以便提供如本文所述的斜照明。可替代地或组合地,光束502可以以基本上垂直于探针的细长轴线的角度(例如在垂直的大约15度内)从探针发射。在一些实施例中,光束502以与细长轴线1250成一定角度发射,以便与流体流(例如,水射流)在离探针一段距离处重叠。在一些实施例中,光源包括沿探针延伸的光纤,并且其中光纤包括相对于探针的细长轴线的弯曲部,以便以与探针的细长轴线不平行的角度将光束导向组织。可替代地,光纤可以包括大约90度的弯曲部,以大约90度的角度将光束引导到探针的细长轴线。
可以以多种方式配置包括光源和喷嘴的探针。在一些实施例中,探针被配置成围绕探针的细长轴线旋转并沿着细长轴线平移。第一位置和第二位置沿着探针位于间隔开的位置处并且相对于细长轴线具有类似的旋转角度,并且探针被配置成沿着细长轴线平移光源以处理用水射流处理的组织区域。
在一些实施例中,当喷嘴朝向第一区域指向时,喷嘴相对于轴的细长轴线对准以将水射流引导到组织的第一区域,并且光源相对于细长轴线对准以将光束引导到与第一区域重叠的组织的第二区域。
在一些实施例中,轴包括第一侧和第二侧,并且其中第一侧包括第一位置和第二位置。在一些实施例中,探针的中线将第一侧和第二侧分隔。
在一些实施例中,用于发射流体流的喷嘴和光源沿探针的中线定位并轴向间隔开。在一些实施例中,喷嘴位于远侧,而探针上的光源(例如光纤端部)位于喷嘴的近侧。利用这种配置,可以用水射流切除组织,随后探针向远侧推进,用光束凝固被切除的组织。可替代地,光源可以位于喷嘴的远侧,探针向近侧缩回,以用光束处理被切除的组织。
在一些实施例中,光束和流体流被配置成在离探针的一定距离处基本上重叠,以便允许基本上同时用水射流和光束进行处理。可替代地或组合地,光束可以被用于在用水射流处理后不久,例如在用水射流注射的几秒钟内用光束处理被切除的组织。
在一些实施例中,包括用于发射激光束的光纤和从喷嘴释放水射流的高压腔的探针耦合到机器人联接装置,该机器人联接装置被配置成用水射流切除组织并用来自光纤的光能(诸如来自光纤的激光能量)凝固组织。机器人联接装置可以耦合到任何处理源,诸如任何能量源,并且机器人联接装置可以被用于成像、处理、距离测量、烧灼或一些其他目的或目的的组合。
斜入射角
虽然可以以许多方式配置激光探针,但在一些实施例中,探针被配置成以斜入射角(例如相对于组织的表面(诸如被切除的组织的表面)的斜入射角)将光能导向组织。在一些实施例中,光能被传输到下面的血管以远离血管开口凝固血管。该方法可以具有减少位于出血血管附近的血液对光能遮蔽的益处。尽管参考了相对于组织表面的斜角,但该斜角可以包括在约15度至约75度范围内(例如在约30度至约60度的范围内)的角度。
本文描述的任何探针都可以被配置成以斜入射角发射光。斜入射角可以配置有流动方向和内窥镜视图,以改进下面血管的可见性并减少下面血管的遮蔽。在一些实施例中,斜入射角和冲洗流体的流动可以至少部分对准,以便在与冲洗流体的流动的方向相似的方向上引导光。例如,耦合到冲洗流体源的探针开口可以位于耦合到排出腔(例如抽吸腔)的探针开口的近侧,并且探针可以被配置成将来自探针的光导向远侧,使得光束向远侧并径向向外传播,并且冲洗流体从探针远侧流动。内窥镜观察端口可以被配置成从探针远侧观察,以便观察通过冲洗流体的组织并从内窥镜观察端口置换血液。可替代地,该配置可以颠倒,使得流体向近侧流动,排出端口位于冲洗端口的近侧,并且内窥镜观察口向近侧定向。
图13示出了诸如光束502的激光能量相对于组织切除轮廓704的斜入射角,以将激光能量输送到组织切除轮廓下面的血管210。在一些实施例中,破裂的血管210具有基本完整且未受损的下面的血管结构,并且位于远离组织切除表面和血管开口的地方。血管的该基本未受损的部分可以被凝固以减少出血。例如,可以处理位于被切除的组织表面和组织纤维212之下的下面的血管的部分,来自从破裂的血管释放的血液的干扰减少。与本公开有关的工作表明,表面下的血管以与表面成斜角延伸,并且血管相对于表面的斜照明可以提供横向于血管的照明,并可以提供改进的血管凝固。
可以以多种方式配置激光束502以处理组织表面704下面的血管210。在一些实施例中,组织散射的较长波长的光比较短波长的光少,并且光源可以被配置成以适当的波长发射光。与本公开有关的工作表明,包括波长在约500nm至约600nm范围内的光可以提供血红蛋白的合适的穿透和吸收,但是可以使用其他波长。在一些实施例中,组织穿透深度延伸到约10mm。组织辐照度和持续时间可以被配置成在组织中的深度处提供凝固。在一些实施例中,用激光束(例如用下面的血管的内窥镜可视化)瞄准下面的血管。以与组织成角度入射的激光能量可以提供来自目标组织表面的光的改进的可视化和穿透,例如通过观察和瞄准血液源周围的组织,例如破裂的血管。在一些实施例中,用如本文所述的具有细长横截面的光束处理血管,但是可以使用其他光束形状,诸如扫描圆形斑点。例如,血管的斜照明和瞄准可以通过在来自血液的干扰减少的情况下照射血管来提供减少对邻近组织的损伤(诸如热坏死)的优点。与本公开有关的工作还表明,利用斜照明,血管可以被定向成血管的细长轴线在与光束垂直约45度内,这可以提供血管的更局部化的凝固。
可以以多种方式生成用于处理组织的光能。在一些实施例中,使用激光器来生成光束。例如,该激光器可以包括任何合适的激光器,诸如气体激光器、液体激光器、液体染料激光器、固态激光器、二极管激光器、倍频激光器、混频激光器、锁模激光器或二极管泵浦激光器中的一个或更多个。激光器可以包括脉冲激光器或连续激光器。在一些实施例中,激光器耦合到沿探针延伸的光纤,以将能量引导到如本文所述的组织。激光器可以被配置成发射任何合适波长的光,诸如紫外、可见或红外光中的一种或更多种。例如,在一些实施例中,激光器包括被配置成发射1064nm处的光的脉冲Nd:YAG激光器。与本公开有关的工作表明,在一些组织中,大约1000nm的光在组织中具有大约1cm的穿透深度,其可以很好地适于与本文所述的斜照明或其他合适照明一起使用。
具有接近处理的中心激光器的环形气囊
图14示出了光纤输送探针450的光能输送端口1202周围延伸的气囊24。探针450包括轴12,该轴12可以耦合到如本文所述的手持件或联接装置。环形气囊24可以包括顺应性气囊或刚性的环形气囊。气囊可以耦合到如本文所述的膨胀腔。激光束502可以以如本文所述的适当配置(例如激光束基本上垂直于探针的轴线定向)从探针发射。气囊24可在细长轴的孔1202或窗口上延伸并接收激光束能量。气囊可以包括对激光束透明的材料或不透明的材料。医生可以例如用在处理区域上的近侧手持件操纵探针。可替代地或组合地,机器人联接装置可以用于在处理之前、期间或之后,如本文所述地在处理区域上移动激光束。在一些实施例中,气囊和激光束被配置成与探针一起移动。例如,细长的探针轴可以被配置成旋转和平移,并且气囊和激光束随着探针的移动旋转和平移。可替代地或组合地,当气囊接合组织表面1406和切除轮廓704并且基本上保持固定在组织表面1406上时,气囊24可以允许激光束502和探针450的移动1404,例如当气囊接合组织表面1406时与探针一起进行平移和旋转移动。在一些实施例中,探针包括光纤804,该光纤804与气囊和激光束一起平移和旋转。在一些实施例中,气囊耦合到探针,以便在探针例如用允许探针相对于气囊旋转移动的耦合结构而相对于气囊自由旋转的同时提供探针和气囊的平移移动。如本文所述,可以例如用被编程的移动或手动操纵移动探针以便将激光束引导到的期望位置。
在一些实施例中,气囊被配置成当气囊在组织表面1406上以平移移动来移动时改变形状,这可以有助于置换诸如血液和凝块等物质,以改进诸如血管等目标组织的可见性。
诸如环形气囊的气囊可以被配置成以窄的轮廓构型推进到腔中,并且当膨胀到腔中时扩展成更宽的轮廓构型。在一些实施例中,探针以窄轮廓构型插入尿道中,并在气囊放置在外括约肌、前列腺P或膀胱颈中的一个或更多个内时扩展成更大的轮廓构型。气囊可以沿着外科手术切除的空间的内部推进和缩合,其中气囊的体积和变形基本上恒定,例如顺应性气囊。
图15示出了适于结合到本公开中的包括轴12和一个或更多个电极1502的探针450。一个或更多个电极1502可以包括用于执行电凝止血(electrocautery)的任何适当数量的电极。例如,电极1502可以包括单极电极(monopolar electrode)、单极电极(unipolarelectrode)、或双极电极或电极阵列中的一个或更多个。例如,电极1502可以以多种方式设定大小和形状,并且可以包括钮扣电极或环中的一个或更多个。如本文所述,轴12可以耦合到手柄并手动移动,或者耦合到联接装置并在处理器控制下移动,以及这两种情况的组合。在一些实施例中,如本文所述,识别出血组织的位置,并且响应于处理器命令将电极1502移动到出血位置以烧灼出血位置处的组织。例如,探针450可以与本文所述的一个或更多个探针结合,例如以提供流体流和组织出血区域的可视化,以及识别要处理的组织。
图16示出了探针450,该探针450包括腔1610中的喷嘴1210和光纤804,该探针被配置成用水射流1212处理组织,用处理光束凝固组织,并用瞄准光束瞄准处理光束。探针450可以包括图12E的探针的一个或更多个结构并可以被类似地使用。光束502可以包括例如处理光束和瞄准光束。用光纤(“OF”)耦合器1606将探针的光纤804耦合到处理激光器1602和瞄准激光器1604。可以使用附加的耦合器1606和连接器1608。在一些实施例中,例如,连接器1608被配置成在光纤耦合器1606和来自探针的光纤804b之间连接到探针的光纤804a,这允许探针连接到处理激光器1604和瞄准激光器1602,然后从系统去除。在一些实施例中,例如,OF耦合器1606和连接器位于控制台上,并且来自探针的光纤804a连接到控制台处的连接器1608。尽管参考了瞄准激光束,但是可以使用任何合适的光源(诸如发光二极管)来瞄准光束。
例如,瞄准光源1604的光,例如激光,可以包括从约380nm到约800nm范围内的任何合适的波长。处理激光器1602可以包括任何合适的波长来处理组织以减少出血,并且可以包括任何合适的波长,诸如紫外、可见或红外波长。在一些实施例中,瞄准激光束包括第一波长,处理激光束包括第二波长,其中第一波长不同于第二波长,例如不重叠的波长。
在一些实施例中,激活瞄准激光器以使用户将光纤瞄准如本文所述的出血组织源,并且激活处理激光器以例如用本文所述的扫描模式处理如本文所述出血位置处或附近的组织。
可以以多种方式使用探针。在一些实施例中,探针耦合到手持件,用于手动使用。可替代地或组合地,探针可以耦合到联接装置并响应于本文所述的处理器指令而移动。
图17示出了根据一些实施例的组织切除区。胶原组织,诸如血管和结缔组织,可以比柔软的组织更纤维,有更大的强度。在一些实施例中,水射流的强度随着距离减小,以便随着离喷嘴的距离增加而去除不同类型的组织。组织去除区可以包括胶原和软组织去除区1702、胶原破裂和软组织去除区1704、或胶原保存和软组织去除区1706中的一个或更多个。选择性组织切除区可以包括胶原破裂区和胶原保存区,其中,胶原破裂区中胶原在软组织被去除时破裂并基本上保持,胶原保存区中胶原组织被基本保存,而软组织被去除。水射流的功率水平对应于通过喷嘴的流量。随着流量的增加,功率水平增加。对于与通过喷嘴的较低流量相对应的较低功率的量,没有组织被去除。对于与胶原保存区对应的所增加的功率的量,胶原被保存且软组织被去除。对于与通过喷嘴的所增加的流对应的所增加的功率的量,胶原被破裂,软组织被去除。在一些实施例中,本文描述的胶原纤维对应于胶原破裂区。在功率进一步增加时,包括纤维的胶原也被去除。
尽管可以以许多方式配置水射流组织切除,但在一些实施例中,高速射流导致目标组织诸如软组织上细胞基质的拉伸分离(tensile disassociation)和机械裂解(mechanical lysing)。在对应于较高射流速度的短距离处(例如,胶原去除区),如本文所述,组织分解成小碎片并分布到周围环境中,并排出。在离喷嘴较远的地方,射流速度降低,选择性变得明显,显示较低拉伸强度的组织分离,而较高拉伸强度的物质经受处理并保持附着。在一些实施例中,在水射流组织切除情况下,包括白棉状组织的胶原纤维留下,其在外科手术空间中可见并可以被称为绒毛。
用水射流处理的组织可以包括纤维(弹性的和胶原纤维)、基质和细胞中的一种或更多种。基质主要由水和大的有机分子组成,诸如糖胺聚糖(GAG)、蛋白聚糖以及糖蛋白类。
在一些实施例中,这些剩余的组织纤维对应于原始细胞支撑结构和血管的胶原纤维成分。例如,被切除的组织可以包括与支撑组织纤维(诸如网状纤维)保持在一起的细胞组织。在不受任何特定理论约束的情况下,在一些实施例中,组织切除后剩余的胶原纤维包括已从其上移除细胞的网状纤维。在一些实施例中,网状纤维包括网硬蛋白(reticulin),其是一种位于结缔组织中的纤维,由网状细胞分泌的Ⅲ型胶原组成。网状纤维可以交联(crosslink),以形成精细的网状结构,如网硬蛋白。在一些实施例中,该网络充当软组织(诸如肝脏、骨髓、腺性前列腺组织和淋巴系统的组织和器官)中的支撑网格。
图18示出了减少患者出血的方法1800。该方法1500可以被用于任何合适的位置,诸如患者的外科手术部位。
在步骤1810处,将探针插入患者体内。探针可以包括任何合适的探针,诸如本文描述的探针。
在步骤1820处,将探针耦合到如本文所述的联接装置上。
在步骤1825处,对出血组织进行成像。可以以如本文所述的多种方式中的一种或更多种对出血组织进行成像。例如,可以用内窥镜、超声探针或多普勒超声探针(诸如经直肠多普勒超声探针)中的一种或更多种对出血组织进行成像。
在步骤1830处,将气囊膨胀。该气囊可以包括如本文所述的任何合适的气囊,诸如被配置成接合组织的顺应性或非顺应性气囊。在一些实施例中,对膨胀期间气囊与组织的接合进行成像,例如以确定气囊与组织的配合的贴合度(snugness)。在一些实施例中,气囊被膨胀以稍微扩张组织,并且扩张组织的气囊被成像,以便建立组织扩张的限制。可以用如本文所述的任何合适的流体将气囊膨胀。
在步骤1840处,识别一个或更多个出血位置。可以通过用户查看用户界面的屏幕来识别出血位置。在一些实施例中,一个或更多个出血位置是在探针插入患者体内时通过激光指向识别的。可替代地或组合地,出血组织位置可以用人工智能算法(诸如机器视觉算法,例如卷积神经网络)来识别。
在步骤1842处,气囊被收缩。气囊可以稍微被收缩以允许流体在气囊周围流动,例如收缩的量在收缩前的膨胀的量的10%至30%的范围内。
在步骤1844处,激活气囊周围的流体流。可以以许多方式激活流体流,例如用用于控制的输入进行激活。流体流可以包括如本文所述的任何合适的流。在一些实施例中,流体流包括来自气囊近侧的一个或更多个灌注端口和气囊远侧的一个或更多个排出端口(例如灌注端口)的流,以便在近侧到远侧方向上建立流体流。虽然可以使用任何合适的流量,但在一些实施例中,流量在从每分钟约5毫升(“ml”)到约200ml/分钟的范围内,例如从10ml/分钟到100ml/分钟。在一些实施例中,流体流包括气囊周围的层流(laminar flow)。
在步骤1846处,所成像的视场是可视化的。可以以多种方式可视化视场,例如通过诸如医生的用户观看显示器。可替代地或组合地,可以将所成像的视场输入到AI算法中,并且用AI算法可视化视场。
在步骤1848处,从图像中的血液中区分静态凝块和流动血液。在一些实施例中,通过使图像中血液的移动来将静态凝块与流动血液区分开来。在一些实施例中,识别流动血液的来源。
在步骤1850处,一个或更多个出血位置被输入到处理器并由处理器接收。
在步骤1860处,气囊被膨胀。在一些实施例中,气囊被重新膨胀到与步骤1530中基本上相同的大小,例如到该大小的15%内。在一些实施例中,在确认和记录出血位置的同时气囊缓慢膨胀。
在步骤1870处,用能量处理组织以减少一个或更多个位置处的出血。能量可以包括本文所述的任何合适的能量,诸如热能、光能或电能中的一种或更多种。在一些实施例中,能量通过气囊输送,例如光能通过气囊输送。在一些实施例中,维持所接收的位置到探针的配准,以便于探针与所接收位置的对准。
在步骤1880处,气囊被收缩。
在步骤1885处,重复步骤1530至1580中的一个或更多个。
在步骤1890处,从患者去除探针。
虽然图18示出了根据一些实施例的处理患者以减少出血的方法,但本领域普通技术人员将认识到许多改编和变型。例如,可以省略一些步骤,可以重复一些步骤,并且可以以任何顺序执行这些步骤。此外,可以用如本文所述的处理器执行该步骤中的一些,并且可以手动执行该步骤中的一些,以及它们的任何合适的组合。
实验
图19示出了根据本发明人进行的实验的探针和选择性组织切除区。探针450包括喷嘴1210,该喷嘴1210配置成释放如本文所述的水射流1212。水射流1212包括胶原去除区1702、胶原破裂区1704和胶原保存区1706。探针指向血管,以确定血管切除的范围。
图20示出了对应于胶原去除区、胶原破裂区和胶原保存区的血管210的切除和水射流强度。血管包括大量的结缔胶原组织,并可以被用作其他组织的模型。对于放置在对应于胶原去除区的水射流位置处的血管210a,在位置2010处切除血管(顶部)。对于放置在胶原破裂区处的血管210b,在位置2012处,血管破裂并在血管边缘(中间)附近显示出一些磨损。对于在与胶原去除区相对应的距离处所处理的血管210c,血管保持完整(底部)。
图21示出了根据一些实施例的被切除的人类前列腺P的内窥镜图像2100。图像2100示出了被切除的前列腺组织P、胶原细丝212和电凝止血按钮2110。被切除的组织示出了看起来白色和蓬松的胶原细丝212。细丝212包括不规则结构并从细丝下面的组织床延伸。电凝止血按钮2110包括约为5mm宽的直径。胶原细丝212包括尺寸在约1mm至约10mm范围内的结构。在一些实施例中,细丝212包括在约1mm至约10mm范围内的未拉伸长度,并且在一些实施例中在约1mm至约5mm范围内。未拉伸长度包括从未被切除软组织的边界延伸到细丝的端部的距离。尽管所示的电凝止血按钮包括手动电凝止血按钮,但该按钮可以被配置成响应于本文所述的处理器指令而移动。
参考图22、图23和图24,示出了附加的方法和装置,其被配置成精确地并准确地控制能量源相对于所处理的组织表面的定位,其中能量源包括环形结构2200。在一些实施例中,可调节构件2202,诸如由合适的材料(诸如镍钛合金或弹簧钢)形成的线材,可以被形状设定(shape set)或弯曲成环形结构2200的已知的几何结构。当环2200的两端或单端缩回到轴中一个已知的距离时,环将其大小减小到较小的已知直径。当环的两端或单端被推进超过轴已知距离时,环2200将其大小增加到更大的已知直径D,例如4mm。可以使用具有联机的编码器(例如,线性编码器)的电机来控制环的两端或单端,以确定环2200的定位,使得使用存储在处理器的存储器中的几何计算或校准组装方法来总是知道环的直径和定位。
在一些实施例中,可调节构件可以具有第一端2210和发送端2212。在一些实施例中,第一端2210或第二端2212中的一个是固定的,而另一个相对于轴是可移动的。在一些实施例中,第一端2210和第二端2212都可相对于轴移动,以便使环形结构2200成形。
在一些实施例中,线材可以具有一个、两个、三个或更多个形状设定弯曲部2204。当操纵线材的一端时(例如,推、拉、旋转或其组合),线材可以采取替代形状。在某些情况下,可以通过操纵线材的一端或两端来确定环的大小。线材可以被用于多种目的,诸如但不限于捕获组织结构、输送能量、引导能量输送设备或某个其他目的。
图24示出了可以被引导到处理部位的线材2202。在一些情况下,线材可以承载一个或更多个电极2402。电极可以被激活,以提供有针对性的止血。在某些情况下,多个电极可以由线材承载,并被组合地用于针对局部化的处理部位的双极电凝止血和凝固。两个或更多个电极可以配合,其中一个具有驱动导电电极和另一个具有离子导电相(ionicallyconductive phase)。当横跨离子相施加电场时,法拉第反应(faradaic reactions)发生在双极电极的两端,即使它与外部电源之间可能没有方向电连接。双极电极可以被用于靶向烧灼、凝固或某个其他目的,以减少对健康组织的灼伤。
图25示出了引导中空线材2200。引导中空线材2500可以是可调节的管环2200,该管环2200可以如本文所述,诸如通过推、拉、旋转或对引导中空线材的一个或两个端部的操纵的组合来调节。引导中空线材可以如上所述地使用,并且可以是形状设定的。中空引导线材2500可以由任何合适的材料形成,并且在一些实施例中,由镍钛合金或弹簧钢形成。中空引导线材可以在其中具有引导纤维804(诸如光纤)的腔2502。中空引导线材可以被定位和操纵,以将引导线材定位在目标部位,光纤可以通过中空引导线材馈入目标部位。中空引导线材可以具有位于中空引导线材的壁内的一个或更多个窗口或孔2504,以允许光纤诸如以激光光束502的形式通过窗口或孔发射能量。在某些情况下,光纤可以是激光器,该激光器可以是侧向发射激光器或端部发射激光器。可以形成中空引导线材和窗口以将光纤输送到目标位置并以适当的定向将光能输送到目标部位。能量源可以穿过引导中空线材并从由可调节构件的几何结构控制的距离向组织输送能量。例如,激光纤维可以穿过形状设定的镍钛合金管,使得镍钛合金管的几何结构可以控制到组织的纤维距离,以输送实现止血所需的优化的能量。如果激光纤维距离组织太近,则存在邻近组织损伤的可能性,如果激光纤维距离组织表面太远,则存在输送能量不足以实现止血的可能性。通过控制中空导管的形状,可以将光纤定位到足以向目标组织提供有效光能处理的确定性的程度。
在一些实施例中,线材的一个或更多个端部可以耦合到力传感器,该力传感器可以被用于操纵线材时感测线材的组织接触力。例如,力传感器可以检测何时线材的一部分接触组织以及线材可以被操纵以接触组织或从组织接触中抽出,从而适当的能量源和强度可以被输送到组织部位。在某些情况下,自由输送RF能量会产生电弧,力传感器可以确定线材何时与组织接触,以减少RF能量在自由空间中引起电弧的机会。
图26A和图26B示出了主动可调节环2200,该环被配置成精确地和准确地控制能量源相对于被处理的组织表面的定位。该主动可调节环可以形成为螺旋结构。在一些实施例中,可调节构件2202,诸如可由诸如镍钛合金或弹簧钢的合适材料形成的线材,可以被形状设定或弯曲到已知的几何结构。螺旋的第一端2602可以保持固定在探针450的轴12中。螺旋的第二端2604可以被允许轴向平移。螺旋的第二端可沿探针的细长轴线2610的方向平移。当螺旋的第二端(相对于解剖结构)向近侧平移时,可以使螺旋的大小按比例增加到已知的几何结构和直径(参见图26B)。当螺旋的第二端(相对于解剖结构)向远侧平移时,可以使螺旋的大小按比例减小到已知的几何结构和直径(参见图26A)。在某些情况下,可以旋转第一端、第二端或两者以改变螺旋的几何结构,诸如通过将螺旋扩张到期望的直径。可以使用具有联机的编码器(例如线性编码器)的电机来控制螺旋的第二端,以确定环的定位,使得使用存储在处理器的存储器中的几何计算或校准的组装方法总是知道环的直径和定位。可以提供标准外科手术圈套2620以捕获和保留组织结构,在某些情况下,该组织结构可以是前列腺的内侧叶。
在一些实施例中,为了精确和准确地控制能量源到组织表面的定位,可调节构件可以被附接到力感测元件或换能器。施加到可调节构件上的力是可测量的,并且类似地,也可以测量可调节构件对组织的力。
在一些实施例中,可调节构件可以是导电的。在某些情况下,RF能量可以穿过可调节构件并经由接地垫(例如单极能量)传导通过组织。在一些实施例中,在能量施加到组织的远侧端处的可调节构件的两个部分之间可以存在绝缘材料。线材的两个部分可以彼此电隔离,使得可以在线材的两个部分之间传送RF能量(例如,双极能量)。
在一些实施例中,为了精确和准确地控制能量源到组织表面的定位,探针450可以包括成像设备,诸如用于成像和观察环2200处的组织的内窥镜。
参考图27A和图27B,在一些实施例中,可调节构件2202可以用能量激活,并且探针可以轴向平移以处理前列腺腔内的组织。在一些情况下,当探针沿着探针的细长轴线1250平移时,从探针延伸的圈套2620可以在空间中保持固定。例如,可以操纵圈套以捕获组织结构,例如前列腺的内侧叶,然后圈套可以在探针内自由滑动。换句话说,一旦圈套捕获到目标组织,当探针轴向平移时,圈套可能保持静止。
图28示出了根据一些实施例的可与探针一起使用的切除器护套2800。
参考图29A和图29B,探针可以被配置成围绕其纵向轴线旋转。该运动2900还可以旋转主动环以对要处理的组织的不同部分呈现不同的几何结构,诸如在更紧或更小的位置(诸如在拐角处)凝固组织或血液。
图30和图32示出了承载一个或更多个电极2402的主动可调节环2200。主动可调节环2200可以采取任何合适的形状或大小,并且可以被配置成其大小和/或形状可调节,诸如通过操纵环的一个或更多个端部。例如,能量可以通过可调节构件耦合或输送,并且单个或多个电极或导电构件可以附接到可调节构件。可以从电极通过探针轴连接导电布线并将其连接到能量发生器源。能量可以从发生器源通过布线传送到可调节构件上的单个或多个电极。在一些实施例中,RF能量被用于处理组织。RF能量可以在存在于可调节构件上的电极之间传送(例如,双极能量)或传送到患者上的接地垫(例如,单极能量)。
参考图31A和图31B,可调节构件2202可由设定的弯曲材料组成,并可以形成为预定的几何结构(诸如一个或更多个弯曲部)。可调节构件的环2200可向远侧延伸到探针450并在相对于探针的方向上偏置。当环进一步延伸到超过探针时,环的大小可能会扩张(诸如直径扩张),并返回到预定义的定向和大小。因此,可以通过推进或缩回环,通过操纵形成环的第一线材或第二线材来控制可调节构件的大小和形状。如本文所述,可调节构件可承载一个或更多个电极。在一些实施例中,可调节构件被偏置以允许成像系统具有清晰的视线。在一些情况下,使用防护装置(guard)3102来减少可调节构件遮蔽成像系统的观察的趋势。
图33A、图33B、图33C和图33D示出了用水射流处理后约6周的犬前列腺组织切片,其中组织已经愈合,基本上减少了胶原纤维。从用H&E染色获得的组织切片的这些图像可以看出,在切除床上生长了皮膜层(EP)以限定尿道腔。
图33A示出了案例1的手术后约6周、放大比例为1000μm的第一张幻灯片。
图33B示出了案例1的手术后约6周、放大比例为1000μm的第二张幻灯片。
图33C示出了来自放大比例大约为300μm的幻灯片2的图像。
图33D示出了来自放大比例大约为200μm的幻灯片2的图像。
图33E示出了如本文所述的胶原组织纤维束的组织学组织切片3300。进行本研究是为了了解如本文所述的基于水射流的水消融后剩余的组织类型。从新鲜冰冻尸体收集标本,使用水消融系统对前列腺进行接入和处理,所有组织均由高速水射流消融,其中外科手术计划限于不穿透前列腺包膜。图33E所示的样本取自被发现最接近射流源的附着的、自由漂浮的白色纤维。福尔马林固定的样本被修整到组织处理盒中,其被常规处理用于石蜡组织学。在安装在载玻片上的切片机上以4-6微米对石蜡块切片,用苏木精&伊红(H&E)染色,由研究病理学家进行光镜(light microscopic)评估。显微组织学分析揭露,剩余的组织(绒毛)包括与胶原碎片一致的组织。如在幻灯片中可以看到的,存在具有组织的区域和没有组织的区域,这与包含如本文所述的胶原细丝(例如绒毛)的组织一致。
图34示出了根据一些实施例的能量环的几何控制。可调节能量环2200可以形成为螺旋结构。在一些实施例中,可调节构件2202,诸如可由诸如镍钛合金或弹簧钢的合适材料形成的线材,可以被形状设定或弯曲到已知的几何结构。螺旋的第一端2602可附接到探针450的轴12的近侧端上的时钟弹簧。第一端也可以或代替地附接到齿条上,以提供刚度并减少轴中的屈曲载荷。可以使用齿条和小齿轮系统和致动器来驱动齿条。螺旋的第二端可沿探针的细长轴线的方向平移。螺旋的第二端2604可以被固定。当螺旋的第一端(相对于解剖结构)向近侧平移时,可以使螺旋的大小按比例增加到已知的几何结构和直径。当螺旋的第一端(相对于解剖结构)向远侧平移时,可以使螺旋的大小按比例减小到已知的几何结构和直径。可以使用具有联机的编码器(例如线性编码器)的电机来控制螺旋的第一端,以确定环的定位,使得使用存储在处理器的存储器中的几何计算或校准的组装方法总是知道环的直径和定位。当延伸第一端使得环从位置3处开始时,环的直径可以是10mm。当延伸第一端使得环从位置4处开始时,环的直径可以是17.5mm。当延伸第一端使得环在位置5处开始时,环的直径可以是25mm。
通过控制环间距、直径、材料和长度,可以定义弹簧常数。基于弹簧常数,可以对组织施加期望的或最佳的压力,以便不损伤组织。如本文所讨论的,力测量器件可以放置在一个或两个腿上,以测量施加到腿上的力并计算由环施加到组织上的压力。
图35示出了可以被配置成瞄准解剖结构的具有诸如本文所述的环2200的结构的横截面几何结构,诸如正方形3502、圆形3504、三角形3506和其他形状。豆形状(beanshape)3508可以是切除后的预期的几何形状。
如本文所述,本文描述和/或示出的计算装置和系统广泛地表示能够执行计算机可读指令(例如被包含在本文所描述的模块内的那些指令)的任何类型或形式的计算装置或系统。在它们的最基本的配置中,这些计算装置可以各自包括至少一个存储器装置和至少一个物理处理器。
如本文使用的术语“存储器”或“存储器装置”通常表示能够存储数据和/或计算机可读指令的任何类型或形式的易失性或非易失性存储装置或介质。在一个示例中,存储器装置可以存储、加载和/或维护本文描述的一个或更多个模块。存储器装置的示例非限制性地包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、光盘驱动器、高速缓存、它们中的一个或更多个的变形或组合或任何其他合适的储存存储器。
此外,如本文使用的术语“处理器”或“物理处理器”通常指能够解释和/或执行计算机可读指令的任何类型或形式的硬件实现的处理单元。在一个示例中,物理处理器可以访问和/或修改存储在上述存储器装置中的一个或更多个模块。物理处理器的示例非限制性地包括微处理器、微控制器、中央处理单元(CPU)、实现软核处理器的现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、它们中的一个或更多个的部分、它们中的一个或更多个的变形或组合或任何其他合适的物理处理器。处理器可以包括分布式处理器系统(例如运行的并行处理器)或者诸如服务器的远程处理器以及它们的组合。
尽管被示为单独的元件,但是本文描述和/或所示的方法步骤可以表示单个应用的部分。此外,在一些实施例中,这些步骤中的一个或更多个可以表示或对应于一个或更多个软件应用或程序,其当由计算装置执行时可以使计算装置执行一个或更多个任务,诸如方法步骤。
此外,本文描述的一个或更多个装置可以将数据、物理装置和/或物理装置的表示从一种形式转换成另一种形式。附加地或可替代地,本文所述的一个或更多个模块可以通过在计算装置上执行、在计算装置上存储数据和/或以其他方式与计算装置交互作用来将处理器、易失性存储器、非易失性存储器和/或物理计算装置的任何其他部分从一种形式的计算装置转换为另一种形式的计算装置。
如本文使用的术语“计算机可读介质”通常指能够存储或携带计算机可读指令的任何形式的装置、载体或介质。计算机可读介质的示例非限制性地包括传输型介质例如载波以及非暂时型介质,例如磁存储介质(例如硬盘驱动器、磁带驱动器和软盘)、光存储介质(例如光盘(CD)、数字视频盘(DVD)和蓝光盘)、电子存储介质(例如固态驱动器和闪存介质)以及其他分发系统。
本领域中的普通技术人员将认识到,本文公开的任何过程或方法可以以多种方式被修改。本文描述和/或示出的过程参数和步骤顺序仅作为示例被给出,并且可以根据需要被改变。例如,虽然在本文示出和/或描述的步骤可以以特定的顺序被示出或讨论,但是这些步骤不一定需要以所示出或讨论的顺序被执行。
本文描述和/或示出的各种示例性方法也可以省略本文描述或示出的一个或更多个步骤,或者包括除了那些所公开的步骤之外的附加步骤。此外,如本文公开的任何方法的步骤可以与如本文公开的任何其他方法的任一个或更多个步骤组合。
如本文描述的处理器可以被配置成执行本文公开的任何方法的一个或更多个步骤。可替代地或组合地,处理器可以被配置为组合如本文公开的一种或更多种方法的一个或更多个步骤。
除非另有说明,如在说明书和权利要求中使用的术语“连接到”和“耦合到”(及其派生词)应被解释为既允许直接连接又允许间接(即,经由其他元件或部件)连接。此外,如在说明书和权利要求书中使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”应被解释为“......中的至少一个”。最后,为了使用的容易,如在说明书和权利要求书中使用的术语“包括(including)”和“具有”(及其派生词)与词“包括(comprising)”可互换,且应具有与词“包括(comprising)”相同的含义。
如本文公开的处理器可以被配置有指令以执行如本文公开的任何方法的任何一个或更多个步骤。
将理解,尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在本文用于描述各种层、元件、部件、区域或区段而不涉及事件的任何特定的顺序或序列。这些术语仅用于区分开一个层、元件、部件、区域或区段与另一个层、元件、部件、区域或区段。如本文描述的第一层、元件、部件、区域或区段可以被称为第二层、元件、部件、区域或区段而不偏离本公开的教导。
如在本文所使用的,术语“或”被包含性地用来指替代的和组合的项目。
如在本文所使用的,字符(例如数字)指相似的元件。
如本文所使用的,光是指电磁能量,诸如一个或更多个红外电磁辐射、近红外电磁辐射、可见电磁辐射或紫外电磁辐射。
本公开包括下面的被编号的条款。
条款1.一种用于处理组织的探针,包括:细长轴;可膨胀气囊,其耦合到细长轴;光源,光源发射通过气囊的光;以及内窥镜观察端口,内窥镜观察端口被配置成通过气囊观察组织。
条款2.根据条款1所述的探针,其中,光源包括多个光源。
条款3.根据条款1所述的探针,其中,内窥镜观察端口位于气囊内。
条款4.根据条款1所述的探针,其中,内窥镜观察端口位于气囊的外部并配置成通过气囊的第一部分和气囊的第二部分观察组织。
条款5.根据条款1所述的探针,其中,气囊包括光学透射材料,光学透射材料被配置成允许内窥镜通过气囊对组织成像。
条款6.根据条款1所述的探针,其中,气囊包括透明材料。
条款7.根据条款1所述的探针,其中,气囊包括被配置成以红光、蓝光和绿光透射光的基本上透明的材料,并且内窥镜被配置成通过气囊生成组织的彩色图像。
条款8.根据条款1所述的探针,其中,气囊具有足够的透明度,以通过内窥镜用100μm的分辨率通过气囊观察组织。
条款9.根据条款8所述的探针,其中,气囊材料足够透明,以使可视化系统能够以100μm的分辨率将血流、绒毛纤维和解剖结构可视化。
条款10.根据条款8所述的探针,其中,气囊包括以下中的一种或更多种:弹性体、硅酮、橡胶、热塑性橡胶弹性体(例如ChronoPreneTM)、胶乳、聚对苯二甲酸乙二酯(“PET”)、氨基甲酸乙酯、聚氨酯、聚四氟乙烯(“PTFE”)、保形涂层、聚对二甲苯聚合物、化学沉积的聚对二甲苯聚合物、ParyleneTM、尼龙、聚(醚-b-酰胺)(poly(ether-b-amide))、无增塑剂的聚(醚-b-酰胺)、尼龙弹性体。
条款11.根据条款10所述的探针,还包括在气囊的内部或外部中的一个或更多个上的涂层,并且任选地,其中,涂层包括淀粉、硅、二氧化硅或玉米淀粉中的一种或更多种。
条款12.根据条款8所述的探针,其中,气囊包括足够的透明度,以用100μm的分辨率通过气囊的第一部分和气囊的第二部分观察组织,第一部分位于组织附近,第二部分位于内窥镜附近并且比第一部分更靠近内窥镜。
条款13.根据条款1所述的探针,其中,气囊包括具有层的材料,材料被配置成吸收从光源传输的第一波长的至少约50%的光,以利用气囊加热组织,并从组织朝向内窥镜透射第二波长的至少约50%的光,以利用第二波长对组织成像,并且任选地,其中,探针被配置成用液体使气囊膨胀,以从气囊导热。
条款14.根据条款1所述的探针,其中,内窥镜包括多色光源,以照亮组织并生成组织的彩色图像。
条款15.根据条款1所述的探针,其中,光源包括朝向远侧顶端延伸以发射光能的光纤。
条款16.根据条款1所述的探针,其中,光源包括位于轴上以发射光能的激光二极管。
条款17.根据条款1所述的探针,其中,气囊被配置成从用于插入到组织空间中的窄的轮廓构型膨胀到用于接触组织的膨胀的轮廓。
条款18.根据条款17所述的探针,其中,窄的轮廓构型的气囊包括以下中的一个或更多个:在探针直径的25%内的近似圆柱形状、包括直径大于探针的轴的气囊和在气囊的远侧端附近的便于探针的推进的逐渐变细的形状轮廓、或围绕轴包绕的用于减小气囊的横截面大小的气囊。
条款19.根据条款1所述的探针,其中,光源被配置成相对于气囊和细长轴平移和旋转,以通过气囊凝固组织。
条款20.根据条款1所述的探针,轴包括延伸到气囊的第一侧上的冲洗开口的流体冲洗腔和延伸到气囊的第二侧上的排出腔的排出腔,以便在气囊周围建立流体流动以去除组织和气囊之间的物质。
条款21.根据条款20所述的探针,其中,光源被配置成沿着以与轴的细长轴线成斜角度的光路朝向组织发射光,并且其中,角度在从约15度到约85度的范围内。
条款22.根据条款21所述的探针,其中,光路在与气囊周围的流体流的方向相对应的方向上延伸,以减少对指向组织的光束的遮蔽。
条款23.根据条款21所述的探针,其中,光路在与气囊周围的流体流的方向相反的方向上延伸。
条款24.根据条款1所述的探针,其中,轴包括耦合到气囊以使气囊膨胀的腔。
条款25.根据条款1所述的探针,其中,气囊包括第一层和第二层,第二层被配置成与第一层分离,以在第一层和第二层之间形成具有液体的通道。
条款26.根据条款25所述的探针,还包括沿轴延伸的腔,以向通道提供液体并将第一层与第二层分开。
条款27.根据条款25所述的探针,其中,探针包括用于向第一层内的气囊的内部提供流体的第一腔、以及用于向通道提供液体的第二腔。
条款28.根据条款27所述的探针,其中,流体包括气体。
条款29.根据条款27所述的探针,其中,液体包括发色团。
条款30.根据条款1所述的探针,其中,轴耦合到手持件以移动光源。
条款31.根据条款1所述的探针,其中,轴被配置成耦合到联接装置,联接装置可操作地耦合到处理器,以响应于来自处理器的指令用联接装置移动光源。
条款32.根据条款1所述的探针,其中,能量源包括用于加热组织以减少出血的能量源,能量源包括热能源、冷却能源、光束、电极、射频(RF)电极、单极电极、双极电极、环形电极、纽扣电极、超声波、高强度聚焦超声波、超声空化、等离子体能量源、微波能量源或低温能量源中的一个或更多个。
条款33.一种用于处理组织的探针,探针包括:轴;气囊,气囊耦合到轴,气囊被配置成膨胀到半径;光源,光源位于气囊内,其中,光源被配置成当气囊已膨胀到半径时向气囊提供辐照度分布。
条款34.根据条款33所述的探针,其中,辐照度分布包括当气囊在处理位置处已膨胀到预定半径时在区域上的预定辐照度分布。
条款35.一种用于处理组织的探针,包括:细长轴,细长轴包括延伸到远侧端的腔;光纤,光纤在腔内,光纤被配置成延伸超过腔的远侧端并朝向组织偏转;以及接合结构,接合结构耦合到光纤的端部,接合结构包括接触组织的接合表面,接合表面包括大于光纤的横截面的区域,以减小对组织的压力。
条款36.根据条款35所述的探针,其中,接合表面包括2mm至10mm范围内并且可选地在3mm至7mm范围内的尺寸宽。
条款37.根据条款35所述的探针,其中,接合表面包括弯曲表面、平坦表面、倾斜表面或斜面中的一个或更多个,以允许接合结构沿着带有细丝的被切除的组织滑动。
条款38.根据条款35所述的探针,其中,接合结构包括球、圆柱体或滚筒中的一个或更多个。
条款39.根据条款35所述的探针,其中,光纤延伸到接合结构中,并且其中,接合结构包括开口或光学透射材料中的一个或更多个,以将光能从光纤的远侧顶端传输到组织。
条款40.根据条款35所述的探针,还包括在光纤上的护套,护套被配置成偏转光纤,其中,护套的尺寸被设定成从腔的端部朝向组织延伸。
条款41.根据条款40所述的探针,其中,护套包括扭转刚度,以在接合结构接触组织时使接合结构相对于腔旋转。
条款42.根据条款41所述的探针,其中,护套被配置成以第一大小的力接触组织,并且其中,扭转刚度足以旋转接合结构并克服当接合结构接触组织时与第一大小的力的有关的摩擦力。
条款43.根据条款35所述的探针,其中,组织接合结构耦合到手持件以移动组织接合结构。
条款44.根据条款35所述的探针,其中,组织接合结构耦合到联接装置,联接装置可操作地耦合到处理器,以响应于来自处理器的指令用联接装置移动组织接合。
条款45.一种用于处理组织的探针,探针包括:轴,轴被配置成以旋转或平移移动中的一个或更多个来移动;以及光源,光源耦合到轴,光源被配置成发射具有细长横截面的细长光束,轴被配置成在横向于细长光束的方向上扫描光束。
条款46.根据条款45所述的探针,其中,细长横截面包括最长尺寸宽和最短尺寸宽,光源被配置成在横向于最长尺寸宽的方向上扫描光束。
条款47.根据条款45所述的探针,其中,轴被配置成旋转以在横向于所述最长尺寸宽的方向上扫描光束。
条款48.根据条款45所述的探针,其中,探针包括细长轴线,并且其中,细长距离宽的轴线在15度内平行于所述探针的细长轴线。
条款49.根据条款45所述的探针,其中,光源包括具有逐渐变细的端部以发射细长光束的光纤。
条款50.根据条款45所述的探针,其中,光源包括具有逐渐变细的端部的光纤,逐渐变细的端部具有反射表面,以在相对于光纤的方向和定向上发射细长光束,以将所述细长光束朝向组织聚焦,并且可选地,其中,方向和定向包括预定方向和定向。
条款51.根据条款45所述的探针,其中,光源包括布置成阵列以发射所述细长光束的多个光纤。
条款52.根据条款51所述的探针,还包括耦合到多个光纤的端部的透镜阵列,以发射细长光束。
条款53.根据条款45所述的探针,其中,光源包括耦合到透镜的光纤,以产生所述细长光束。
条款54.根据条款45所述的探针,其中,光源包括沿探针延伸的光纤,并且其中,光纤包括相对于探针的细长轴线的弯曲部,以便以与探针的细长轴线不平行的角度将光束导向组织。
条款55.根据条款54所述的探针,其中,光纤包括90度的弯曲部,以与探针的细长轴线成大约90度的角度引导光束。
条款56.根据条款45所述的探针,其中,细长光束包括光片(light sheet)。
条款57.根据条款45所述的探针,其中,细长横截面包括从探针径向向外延伸的环形横截面。
条款58.根据条款57所述的探针,其中,光源包括耦合到锥形反射镜的光纤。
条款59.根据条款57所述的探针,其中,光束包括从锥形反射镜延伸的锥形光束。
条款60.根据条款57所述的探针,其中,探针包括轴线,并且探针被配置成沿着轴线平移以扫描横向于细长光束的光束。
条款61.一种用于处理组织的探针,包括:轴;喷嘴,喷嘴耦合到轴,喷嘴位于轴上的第一位置处,喷嘴配置成朝向所述组织释放水射流;光源,光源耦合到轴,光源被配置成将光束从轴的第二位置引导到组织,第二位置不同于第一位置。
条款62.根据条款61所述的探针,其中,喷嘴相对于轴的细长轴线对准以将水射流引导到组织的第一区域,并且其中,光源相对于轴线对准,以当喷嘴指向第一区域时将光束引导到组织的不同于第一区域的第二区域。
条款63.根据条款62所述的探针,其中,第一区域不与第二区域重叠。
条款64.根据条款62所述的探针,其中,探针被配置成围绕探针的细长轴线旋转并沿细长轴线平移,并且其中,第一位置和所述第二位置沿探针位于间隔开的位置处并且相对于细长轴线具有类似的旋转角度,并且其中,探针被配置成沿细长轴线平移光源以处理用水射流所处理的组织的区域。
条款65.根据条款61所述的探针,其中,喷嘴相对于轴的细长轴线对准,以将水射流引导到组织的第一区域,并且其中,当喷嘴指向第一区域时,光源相对于所述细长轴线对准,以将光束引导到组织的与第一区域重叠的第二区域。
条款66.根据条款61所述的探针,其中,轴包括第一侧和第二侧,并且其中,第一侧包括第一位置和第二位置。
条款67.根据条款61所述的探针,其中,第一位置位于轴的第一侧上,以及第二位置位于轴的第二侧上,中线位于第一侧和第二侧之间。
条款68.根据条款61所述的探针,其中,光源包括耦合到第二位置处的输出孔的光纤。
条款69.根据条款61所述的探针,其中,光源包括光纤、弯曲光纤、棱镜、透镜或反射镜中的一个或更多个。
条款70.根据条款61所述的探针,还包括耦合到喷嘴的高压腔,并且其中,光纤沿着高压腔内的轴延伸。
条款71.根据条款70所述的探针,其中,喷嘴在第一位置处耦合到高压腔,并且光纤在第二位置处延伸到输出孔。
条款72.根据条款61所述的探针,还包括耦合到喷嘴的高压腔和延伸到位于高压腔外部的端部的光纤。
条款73.根据条款61所述的探针,其中,光源包括在沿轴延伸的护套中的光纤,并且其中,喷嘴流体地耦合到高压管的腔,高压管邻近护套。
条款74.根据条款73所述的探针,其中,轴包括管,且护套和高压管沿管的内部延伸。
条款75.根据条款61所述的探针,其中,轴包括轴线,并且喷嘴包括内部通道,以与轴线成第一角度引导水射流,并且其中,光源配置成以与轴线成第二角度发射光束,第一角度不同于第二角度。
条款76.根据条款75所述的探针,其中,第二角度包括在约20度至约70度范围内的斜角。
条款77.根据条款75所述的探针,其中,第一角度在约75度至约105度的范围内。
条款78.一种用于处理组织的装置,装置包括:探针,探针包括用于加热组织以减少出血的能量源;联接装置,联接装置耦合到探针;处理器,处理器耦合到联接装置以移动探针,其中,处理器配置有指令以:接收对应于出血组织的位置的输入;并响应于输入位置将能量源引导到组织的区域以减少出血。
条款79.根据条款78所述的装置,其中,探针包括前述条款中任一项所述的探针。
条款80.根据条款78所述的装置,其中,处理器被配置成在距位置的一定距离处扫描能量源,以减少位置处的组织的出血。
条款81.根据条款78所述的装置,其中,输入包括来自用户界面的输入,并且其中,用户界面包括组织的图像,并且输入对应于组织的出血的位置。
条款82.根据条款78所述的装置,其中,探针被配置成发射用户可见的具有一定量的能量的瞄准光束。
条款83.根据条款82所述的装置,其中能量源包括激光束,并且其中,处理器配置有指令,以将激光束的能量的量从用于瞄准激光束的能量的第一量增加到用于使远离位置的组织凝固的能量的第二量。
条款84.根据条款82所述的装置,其中,瞄准光束包括第一波长的光,并且能量源包括激光束,激光束包括不同于第一波长的第二波长的光。
条款85.根据条款84所述的装置,其中,瞄准光束包括第一强度,并且所述激光束包括大于所述第一强度的第二强度。
条款86.根据条款82所述的装置,处理器配置有用于用户调整瞄准光束的定位的指令,并且其中,处理器配置有用于用户在瞄准光束已与出血位置对准时提供输入的指令,以便启动远离位置的能量源的扫描。
条款87.根据条款78所述的装置,其中,处理器被配置成多次在位置周围扫描能量源。
条款88.根据条款78所述的装置,其中,能量源包括光束,并且处理器被配置成旋转和平移光学结构以扫描光束,光学结构包括透镜、棱镜、反射镜或光纤的远侧端中的一个或更多个。
条款89.根据条款78所述的装置,其中,能量源包括光束,探针包括气囊,并且处理器被配置成在气囊膨胀以接合组织之前接收输入并且在气囊已膨胀以接合组织之后扫描通过气囊的光束。
条款90.根据条款78所述的装置,其中,能量源包括以下中的一个或更多个:热能源、冷却能源、光束、电极、射频(RF)电极、单极电极、双极电极、环形电极、钮扣电极、超声波、高强度聚焦超声波、超声空化、等离子体能量源或低温能量源。
条款91.根据条款78所述的装置,还包括多普勒超声图像,并且其中,处理器配置有指令,以接收与多普勒超声图像中出血组织的位置相对应的输入。
条款92.根据条款91所述的装置,其中,处理器配置有指令,以响应于来自多普勒超声图像的流体速度的变化来识别出血组织的位置,并且可选地,其中,流体包括血液。
条款93.根据条款92所述的装置,其中,速度的变化包括流体沿流动路径的速度的减小。
条款94.根据条款92所述的装置,其中,流体速度的变化对应于流体的脉动流动。
条款95.根据条款92所述的装置,其中,流体包括沿血管流动的血液,并且其中,流体通过所述血管壁中的开口释放。
条款96.根据条款95所述的装置,其中,流体被释放到第二流体中,第二流体包括比第一流体的速度更低的速度,并且其中,响应于穿过血管壁的流体的方向的变化来识别出血位置。
条款97.根据条款92所述的装置,其中,通过将组织切除前的组织的第一图像与组织切除后的组织的第二图像配准来识别出血位置,并且其中,至少部分地基于第一图像和第二图像之间的变化来识别流体的速度的变化,并且可选地,其中,用来自第二图像的对应的血管测量第一图像的血管。
条款98.一种处理组织以减少出血的方法,方法包括用前述条款中的任一项所述的装置或探针处理组织。
条款99.根据条款92所述的方法,其中,组织包括胶原组织的细丝,胶原组织的细丝包括从未被切除的组织的边界延伸到包封的组织空间中的约1mm至约10mm的范围内的未被拉伸的长度。
条款100.一种处理患者的组织的方法,方法包括:将探针插入到患者体内,探针包括用于释放水射流的喷嘴;用水射流切除组织,其中被切除的组织包括细丝和一个或更多个破裂的血管;将切除器插入患者体内以处理一个或更多个破裂的血管的出血。
条款101.根据条款100所述的方法,其中,细丝包括从未被切除的组织的边界延伸到包封的组织空间中的约1mm至约10mm的范围内的未被拉伸的长度。
条款102.根据条款100所述的方法,其中,切除器包括内窥镜,内窥镜包括用于观察细丝的光和透镜。
条款103.根据条款100所述的方法,其中,切除器包括用于烧灼一个或更多个破裂的血管的电极或光纤中的一个或更多个。
条款104.根据条款100所述的方法,还包括在插入切除器之前移除包括水射流的探针。
条款105.一种处理患者的方法,包括:将探针插入患者体内,探针包括气囊;使气囊膨胀;使气囊收缩;在气囊收缩的情况下识别出血位置;使气囊膨胀;在气囊膨胀的情况下处理出血位置处的组织。
条款106.根据条款105所述的方法,还包括在气囊的第一侧上冲洗流体和在气囊的第二侧上排出流体,以当气囊已被收缩时在气囊周围提供流体流动。
条款107.根据条款106所述的方法,其中,气囊被收缩不超过当气囊已被膨胀时气囊体积的30%。
条款108.根据前述条款中的任一项所述的探针,其中,光源被用于测量被处理的组织的表面温度。
条款109.根据前述条款中的任一项所述的探针,其中,光源可以被用于测量从光源到被处理的组织的表面的距离。
条款110.一种用于处理组织的探针,包括:细长轴;可调节线材构件,可调节线材构件容纳在细长轴内;能量源,能量源耦合到所述可调节线材构件;以及内窥镜观察端口,内窥镜观察端口被配置成观察组织。
条款111.根据条款110所述的探针,其中,内窥镜观察端口被配置成通过气囊观察组织。
条款112.根据条款110所述的探针,其中,可调节构件包括具有固定的和可调节的端部的螺旋线材,其几何结构经由所述线材的第二可调节端部的轴向平移来控制。
条款113.根据条款111所述的探针,其中,可调节构件是可以向所述组织输送电能的单个导电构件。
条款114.根据条款111所述的探针,其中,可调节构件被分成两个导电构件,这些导电构件可以使用两个分离的导电构件作为偶极子向组织输送电能。
条款115.根据条款111所述的探针,其中,可调节构件是非导电的,并且单个或多个导电构件安装在可调节构件上,并且可选地,其中,导电构件能够使用构件作为偶极子或使用对构件的接地垫作为偶极子而向组织输送电能。
条款116.根据条款111所述的探针,其中,可调节构件包括管状轴,其中能量源被容纳在管状轴内,并且可选地,其中,能量源被配置成使用可调节管状轴控制能量输送的定位来向组织输送能量。
条款117.根据条款110所述的探针,其中,可调节构件包括具有两个可调节端部的环形线材,其几何结构经由线材的两个可调节端部的同时轴向平移来控制。
条款118.根据条款117所述的探针,其中,可调节构件是可以向组织输送电能的单个导电构件。
条款119.根据条款117所述的探针,其中,可调节构件被分成两个导电构件,这些导电构件可以使用两个分离的导电构件作为偶极子向组织输送电能。
条款120.根据条款117所述的探针,其中,可调节构件是非导电的,并且单个或多个导电构件安装在可调节构件上,并且可选地,其中,导电构件能够使用构件作为偶极子或使用对构件的接地垫作为偶极子向组织输送电能。
条款121.根据条款117所述的探针,其中,可调节构件包括管状轴,并且其中能量源被容纳在管状轴内,并且可选地,其中,能量源被配置成使用可调节管状轴控制能量输送的定位来向组织输送能量。
条款122.根据条款110所述的探针,其中,可调节构件包括具有第一固定端部和第二可调节端部的环形线材,其几何结构经由线材的可调节端部的轴向平移来控制。
条款123.根据条款122所述的探针,其中,可调节构件包括可以向组织输送电能的单个导电构件。
条款124.根据条款122所述的探针,其中,可调节构件被分成两个导电构件,这些导电构件可以使用两个分离的导电构件作为偶极子向组织输送电能。
条款125.根据条款122所述的探针,其中,可调节构件是非导电的,并且单个或多个导电构件安装在可调节构件上,并且可选地,其中,所述导电构件能够使用所述构件作为偶极子或使用对所述构件的接地垫作为偶极子而向组织输送电能。
条款126.根据条款122所述的探针,其中,可调节构件是管状轴,其中能量源被容纳在所述管状轴内,并且可选地,其中,所述能量源被配置成使用可调节管状轴控制能量输送的定位来向组织输送能量。
条款127.根据条款110所述的探针,其中,可调节构件连接到力传感器以确定所述可调节构件与组织表面之间的接触力。
本公开的实施例如在本文中阐述的被示出和描述,并且仅作为例子被提供。本领域中的普通技术人员将认识到许多改编、改变、变化和替换而不偏离本公开的范围。本文公开的实施例的几种备选方案和组合可以被利用而不偏离本公开和在本文公开的发明的范围。因此,当前公开的发明的范围应仅由所附权利要求及其等同物的范围限定。
Claims (127)
1.一种用于处理组织的探针,包括:
细长轴;
可膨胀气囊,其耦合到所述细长轴;
光源,其用于发射通过所述气囊的光;以及
内窥镜观察端口,所述内窥镜观察端口被配置成通过所述气囊观察组织。
2.根据权利要求1所述的探针,其中,所述光源包括多个光源。
3.根据权利要求1所述的探针,其中,所述内窥镜观察端口位于所述气囊内。
4.根据权利要求1所述的探针,其中,所述内窥镜观察端口位于所述气囊的外部并配置成通过所述气囊的第一部分和所述气囊的第二部分观察组织。
5.根据权利要求1所述的探针,其中,所述气囊包括光学透射材料,所述光学透射材料被配置成允许所述内窥镜通过所述气囊对组织成像。
6.根据权利要求1所述的探针,其中,所述气囊包括透明材料。
7.根据权利要求1所述的探针,其中,所述气囊包括被配置成以红光、蓝光和绿光透射光的基本上透明的材料,并且所述内窥镜被配置成通过所述气囊生成所述组织的彩色图像。
8.根据权利要求1所述的探针,其中,所述气囊包括足够的透明度,以通过所述内窥镜以100μm的分辨率通过所述气囊观察所述组织。
9.根据权利要求8所述的探针,其中,所述气囊的材料足够透明,以使可视化系统能够以100μm的分辨率将血流、绒毛纤维和解剖结构可视化。
11.根据权利要求10所述的探针,还包括在所述气囊的内部或外部中的一个或更多个上的涂层,并且任选地,其中,所述涂层包括淀粉、硅、二氧化硅或玉米淀粉中的一种或更多种。
12.根据权利要求8所述的探针,其中,所述气囊包括足够的透明度,以用100μm的分辨率通过所述气囊的第一部分和所述气囊的第二部分观察所述组织,所述第一部分位于所述组织附近,所述第二部分位于所述内窥镜附近并且比所述第一部分更靠近所述内窥镜。
13.根据权利要求1所述的探针,其中,所述气囊包括具有层的材料,所述材料被配置成吸收从所述光源传输的第一波长的至少约50%的光,以利用所述气囊加热组织,并从所述组织朝向所述内窥镜透射第二波长的至少约50%的光,以利用所述第二波长对所述组织成像,并且任选地,其中,所述探针被配置成用液体使所述气囊膨胀,以从气囊导热。
14.根据权利要求1所述的探针,其中,所述内窥镜包括多色光源,以照亮所述组织并生成所述组织的彩色图像。
15.根据权利要求1所述的探针,其中,所述光源包括朝向远侧顶端延伸以发射光能的光纤。
16.根据权利要求1所述的探针,其中,所述光源包括位于所述轴上以发射光能的激光二极管。
17.根据权利要求1所述的探针,其中,所述气囊被配置成从用于插入到组织空间中的窄的轮廓构型膨胀到用于接触组织的膨胀的轮廓。
18.根据权利要求17所述的探针,其中,所述窄的轮廓构型的气囊包括以下中的一个或更多个:在探针直径的25%内的近似圆柱形状、包括直径大于所述探针的轴的气囊和在所述气囊的远侧端附近的便于所述探针的推进的逐渐变细的形状轮廓、或围绕所述轴包绕的用于减小所述气囊的横截面大小的气囊。
19.根据权利要求1所述的探针,其中,所述光源被配置成相对于所述气囊和所述细长轴平移和旋转,以通过所述气囊凝固组织。
20.根据权利要求1所述的探针,轴包括延伸到所述气囊的第一侧上的冲洗开口的流体冲洗腔和延伸到所述气囊的第二侧上的排出腔的排出腔,以便在所述气囊周围建立流体流动以去除所述组织和所述气囊之间的物质。
21.根据权利要求20所述的探针,其中,所述光源被配置成沿着与所述轴的细长轴线成斜角度的光路朝向所述组织发射光,并且其中,所述角度在从约15度到约85度的范围内。
22.根据权利要求21所述的探针,其中,所述光路在与所述气囊周围的流体流的方向相对应的方向上延伸,以减少对指向组织的光束的遮蔽。
23.根据权利要求21所述的探针,其中,所述光路在与所述气囊周围的流体流的方向相反的方向上延伸。
24.根据权利要求1所述的探针,其中,所述轴包括耦合到所述气囊以使所述气囊膨胀的腔。
25.根据权利要求1所述的探针,其中,所述气囊包括第一层和第二层,所述第二层被配置成与所述第一层分离,以在所述第一层和所述第二层之间形成具有液体的通道。
26.根据权利要求25所述的探针,还包括沿所述轴延伸的腔,以向通道提供液体并将所述第一层与所述第二层分开。
27.根据权利要求25所述的探针,其中,所述探针包括用于向所述第一层内的气囊的内部提供流体的第一腔、以及用于向所述通道提供液体的第二腔。
28.根据权利要求27所述的探针,其中,所述流体包括气体。
29.根据权利要求27所述的探针,其中,所述液体包括发色团。
30.根据权利要求1所述的探针,其中,所述轴耦合到手持件以移动所述光源。
31.根据权利要求1所述的探针,其中,所述轴被配置成耦合到联接装置,所述联接装置能够操作地耦合到处理器,以响应于来自所述处理器的指令用所述联接装置移动所述光源。
32.根据权利要求1所述的探针,其中,所述能量源包括用于加热组织以减少出血的能量源,所述能量源包括热能源、冷却能源、光束、电极、射频(RF)电极、单极电极、双极电极、环形电极、纽扣电极、超声波、高强度聚焦超声、超声空化、等离子体能量源、微波能量源或低温能量源中的一个或更多个。
33.一种用于处理组织的探针,所述探针包括:
轴;
气囊,其耦合到所述轴,所述气囊被配置成膨胀到一个半径;
光源,其位于所述气囊内,其中,所述光源被配置成当所述气囊已膨胀到所述半径时向所述气囊提供辐照度分布。
34.根据权利要求33所述的探针,其中,所述辐照度分布包括当所述气囊在处理位置处已膨胀到预定半径时在区域上的预定辐照度分布。
35.一种用于处理组织的探针,包括:
细长轴,其包括延伸到远侧端的腔;
光纤,其在所述腔内,所述光纤被配置成延伸超过所述腔的远侧端并朝向所述组织偏转;以及
接合结构,其耦合到所述光纤的端部,所述接合结构包括接合表面,以接触所述组织,所述接合表面包括大于所述光纤的横截面的区域,以减小对所述组织的压力。
36.根据权利要求35所述的探针,其中,所述接合表面包括2mm至10mm范围内和可选地在3mm至7mm范围内的尺寸宽。
37.根据权利要求35所述的探针,其中,所述接合表面包括弯曲表面、平坦表面、倾斜表面或斜面中的一个或更多个,以允许所述接合结构沿着带有细丝的被切除的组织滑动。
38.根据权利要求35所述的探针,其中,接合结构包括球、圆柱体或滚筒中的一个或更多个。
39.根据权利要求35所述的探针,其中,所述光纤延伸到所述接合结构中,并且其中,所述接合结构包括开口或光学透射材料中的一个或更多个,以将光能从所述光纤的远侧顶端传输到所述组织。
40.根据权利要求35所述的探针,还包括在所述光纤上的护套,所述护套被配置成偏转所述光纤,其中,所述护套的尺寸被设定成从所述腔的端部朝向所述组织延伸。
41.根据权利要求40所述的探针,其中,所述护套包括扭转刚度,以在所述接合结构接触所述组织时使所述接合结构相对于腔旋转。
42.根据权利要求41所述的探针,其中,所述护套被配置成以第一大小的力接触所述组织,并且其中,所述扭转刚度足以旋转所述接合结构并克服当所述接合结构接触所述组织时与所述第一大小的力有关的摩擦力。
43.根据权利要求35所述的探针,其中,所述组织接合结构耦合到手持件以移动所述组织接合结构。
44.根据权利要求35所述的探针,其中,所述组织接合结构耦合到联接装置,所述联接装置能够操作地耦合到处理器,以响应于来自所述处理器的指令用所述联接装置移动所述组织接合。
45.一种用于处理组织的探针,所述探针包括:
轴,其被配置为以旋转或平移移动中的一个或更多个来移动;以及
光源,其耦合到所述轴,所述光源被配置成发射具有细长横截面的细长光束,所述轴被配置成在横向于所述细长光束的方向上扫描所述光束。
46.根据权利要求45所述的探针,其中,所述细长横截面包括最长尺寸宽和最短尺寸宽,所述光源被配置成在横向于最长尺寸宽的方向上扫描所述光束。
47.根据权利要求45所述的探针,其中,所述轴被配置成旋转以在横向于所述最长尺寸宽的方向上扫描所述光束。
48.根据权利要求45所述的探针,其中,所述探针包括细长轴线,并且其中,细长距离宽的轴线在15度内平行于所述探针的细长轴线。
49.根据权利要求45所述的探针,其中,所述光源包括具有逐渐变细的端部部分以发射细长光束的光纤。
50.根据权利要求45所述的探针,其中,所述光源包括具有逐渐变细的端部的光纤,所述逐渐变细的端部具有反射表面,以在相对于所述光纤的方向和定向上发射所述细长光束,以将所述细长光束朝向所述组织聚焦,并且可选地,其中,所述方向和定向包括预定的方向和定向。
51.根据权利要求45所述的探针,其中,所述光源包括布置成阵列以发射所述细长光束的多个光纤。
52.根据权利要求51所述的探针,还包括耦合到所述多个光纤的端部以发射所述细长光束的透镜阵列。
53.根据权利要求45所述的探针,其中,所述光源包括耦合到透镜以生成所述细长光束的光纤。
54.根据权利要求45所述的探针,其中,所述光源包括沿所述探针延伸的光纤,并且其中,所述光纤包括相对于所述探针的细长轴线的弯曲部,以便以与所述探针的细长轴线不平行的角度将光束导向所述组织。
55.根据权利要求54所述的探针,其中,所述光纤包括90度的弯曲部,以与所述探针的细长轴线成大约90度的角度引导光束。
56.根据权利要求45所述的探针,其中,所述细长光束包括光片。
57.根据权利要求45所述的探针,其中,所述细长横截面包括从所述探针径向向外延伸的环形横截面。
58.根据权利要求57所述的探针,其中,所述光源包括耦合到锥形反射镜的光纤。
59.根据权利要求57所述的探针,其中,所述光束包括从锥形反射镜延伸的锥形光束。
60.根据权利要求57所述的探针,其中,所述探针包括轴线,并且所述探针被配置成沿着所述轴线平移以扫描横向于所述细长光束的光束。
61.一种用于处理组织的探针,包括:
轴;
喷嘴,其耦合到所述轴,所述喷嘴位于所述轴上的第一位置处,所述喷嘴被配置成朝向所述组织释放水射流;
光源,其耦合到所述轴,所述光源被配置成将光束从所述轴的第二位置引导到所述组织,所述第二位置不同于所述第一位置。
62.根据权利要求61所述的探针,其中,所述喷嘴相对于所述轴的细长轴线对准以将所述水射流引导到组织的第一区域,并且其中,所述光源相对于所述轴线对准,以当所述喷嘴指向所述第一区域时将所述光束引导到组织的不同于所述第一区域的第二区域。
63.根据权利要求62所述的探针,其中,所述第一区域不与所述第二区域重叠。
64.根据权利要求62所述的探针,其中,所述探针被配置成围绕所述探针的细长轴线旋转并沿所述细长轴线平移,并且其中,所述第一位置和所述第二位置沿所述探针位于间隔开的位置处并且相对于所述细长轴线具有类似的旋转角度,并且其中,所述探针被配置成沿所述细长轴线平移所述光源以处理用所述水射流所处理的组织的区域。
65.根据权利要求61所述的探针,其中,所述喷嘴相对于所述轴的细长轴线对准,以将所述水射流引导到组织的第一区域,并且其中,所述光源相对于所述细长轴线对准,以当所述喷嘴指向所述第一区域时,将所述光束引导到组织的与所述第一区域重叠的第二区域。
66.根据权利要求61所述的探针,其中,所述轴包括第一侧和第二侧,并且其中,所述第一侧包括所述第一位置和所述第二位置。
67.根据权利要求61所述的探针,其中,所述第一位置位于所述轴的第一侧上,以及所述第二位置位于所述轴的第二侧上,中线位于所述第一侧和所述第二侧之间。
68.根据权利要求61所述的探针,其中,所述光源包括耦合到所述第二位置处的输出孔的光纤。
69.根据权利要求61所述的探针,其中,所述光源包括光纤、弯曲光纤、棱镜、透镜或反射镜中的一个或更多个。
70.根据权利要求61所述的探针,还包括耦合到所述喷嘴的高压腔,并且其中,光纤沿着所述高压腔内的轴延伸。
71.根据权利要求70所述的探针,其中,所述喷嘴在所述第一位置处耦合到所述高压腔,并且所述光纤在所述第二位置处延伸到输出孔。
72.根据权利要求61所述的探针,还包括耦合到所述喷嘴的高压腔和延伸到位于所述高压腔外部的端部的光纤。
73.根据权利要求61所述的探针,其中,所述光源包括在沿所述轴延伸的护套中的光纤,并且其中,所述喷嘴流体地耦合到高压管的腔,所述高压管邻近所述护套。
74.根据权利要求73所述的探针,其中,所述轴包括管,且所述护套和所述高压管沿所述管的内部延伸。
75.根据权利要求61所述的探针,其中,所述轴包括轴线,并且所述喷嘴包括内部通道,以与所述轴线成第一角度引导所述水射流,并且其中,所述光源被配置成以与所述轴线成第二角度发射所述光束,所述第一角度不同于所述第二角度。
76.根据权利要求75所述的探针,其中,所述第二角度包括在约20度至约70度范围内的斜角。
77.根据权利要求75所述的探针,其中,所述第一角度在约75度至约105度的范围内。
78.一种用于处理组织的装置,所述装置包括:
探针,其包括加热组织以减少出血的能量源;
联接装置,其耦合到所述探针;
处理器,其耦合到所述联接装置以移动所述探针,其中,所述处理器配置有指令以:
接收与出血组织的位置相对应的输入;以及
响应于所述输入的位置将所述能量源引导到组织的区域以减少出血。
79.根据权利要求78所述的装置,其中,所述探针包括前述权利要求中任一项所述的探针。
80.根据权利要求78所述的装置,其中,所述处理器被配置成在距所述位置的一定距离处扫描所述能量源,以减少所述位置处的所述组织的出血。
81.根据权利要求78所述的装置,其中,所述输入包括来自用户界面的输入,并且其中,所述用户界面包括所述组织的图像,并且所述输入对应于所述组织的出血的位置。
82.根据权利要求78所述的装置,其中,所述探针被配置成发射用户可见的具有一定量的能量的瞄准光束。
83.根据权利要求82所述的装置,其中,所述能量源包括激光束,并且其中,所述处理器配置有指令,以将所述激光束的能量的量从用于瞄准所述激光束的能量的第一量增加到用于使远离所述位置的组织凝固的能量的第二量。
84.根据权利要求82所述的装置,其中,瞄准光束包括第一波长的光,并且所述能量源包括激光束,所述激光束包括不同于所述第一波长的光的第二波长的光。
85.根据权利要求84所述的装置,其中,所述瞄准光束包括第一强度,并且所述激光束包括大于所述第一强度的第二强度。
86.根据权利要求82所述的装置,所述处理器配置有用于所述用户调整所述瞄准光束的定位的指令,并且其中,所述处理器配置有用于所述用户在所述瞄准光束已与所述出血位置对准时提供所述输入的指令,以便启动远离所述位置的所述能量源的扫描。
87.根据权利要求78所述的装置,其中,所述处理器被配置成多次在所述位置周围扫描所述能量源。
88.根据权利要求78所述的装置,其中,所述能量源包括光束,并且所述处理器被配置成旋转和平移光学结构以扫描所述光束,所述光学结构包括透镜、棱镜、反射镜或光纤的远侧端中的一个或更多个。
89.根据权利要求78所述的装置,其中,所述能量源包括光束,并且所述探针包括气囊,并且所述处理器被配置成在所述气囊膨胀以接合组织之前接收所述输入,并且在所述气囊已膨胀以接合所述组织之后扫描通过所述气囊的光束。
90.根据权利要求78所述的装置,其中,所述能量源包括以下中的一个或更多个:热能源、冷却能源、光束、电极、射频(RF)电极、单极电极、双极电极、环形电极、钮扣电极、超声波、高强度聚焦超声、超声空化、等离子体能量源或低温能量源。
91.根据权利要求78所述的装置,还包括多普勒超声图像,并且其中,所述处理器配置有指令,以接收与所述多普勒超声图像中所述出血组织的位置相对应的输入。
92.根据权利要求91所述的装置,其中,所述处理器配置有指令,以响应于来自所述多普勒超声图像的流体的速度的变化来识别出血组织的位置,并且可选地,其中,所述流体包括血液。
93.根据权利要求92所述的装置,其中,速度的所述变化包括所述流体沿流动路径的速度的减小。
94.根据权利要求92所述的装置,其中,流体速度的所述变化对应于所述流体的脉动流动。
95.根据权利要求92所述的装置,其中,所述流体包括沿血管流动的血液,并且其中,所述流体通过血管壁中的开口释放。
96.根据权利要求95所述的装置,其中,所述流体被释放到第二流体中,所述第二流体包括比所述第一流体的速度更低的速度,并且其中,响应于穿过所述血管壁的所述流体的方向的变化来识别所述出血位置。
97.根据权利要求92所述的装置,其中,通过将组织切除前的所述组织的第一图像与组织切除后的所述组织的第二图像配准来识别所述出血位置,并且其中,至少部分地基于所述第一图像和所述第二图像之间的变化来识别所述流体的速度的变化,并且可选地,其中,用来自所述第二图像的对应的血管测量所述第一图像的血管。
98.一种处理组织以减少出血的方法,所述方法包括用前述权利要求中的任一项所述的装置或探针处理组织。
99.根据权利要求98所述的方法,其中,所述组织包括胶原组织的细丝,所述胶原组织的细丝包括从未被切除的组织的边界延伸到包封的组织空间中的约1mm至约10mm的范围内的未被拉伸的长度。
100.一种处理患者的组织的方法,所述方法包括:
将探针插入患者体内,所述探针包括用于释放水射流的喷嘴;
用水射流切除组织,其中,被切除的组织包括细丝和一个或更多个破裂的血管;
将切除器插入患者体内以处理来自所述一个或更多个破裂的血管的出血。
101.根据权利要求100所述的方法,其中,所述细丝包括从未被切除的组织的边界延伸到包封的组织空间中的约1mm至约10mm的范围内的未被拉伸的长度。
102.根据权利要求100所述的方法,其中,所述切除器包括内窥镜,所述内窥镜包括用于观察所述细丝的光和透镜。
103.根据权利要求100所述的方法,其中,所述切除器包括用于烧灼所述一个或更多个破裂的血管的电极或光纤中的一个或更多个。
104.根据权利要求100所述的方法,还包括在插入所述切除器之前移除包括所述水射流的探针。
105.一种处理患者的方法,包括:
将探针插入患者体内,所述探针包括气囊;
使所述气囊膨胀;
使所述气囊收缩;
在所述气囊收缩的情况下识别出血位置;
使所述气囊膨胀;
在所述气囊膨胀的情况下处理所述出血位置处的组织。
106.根据权利要求105所述的方法,还包括在所述气囊的第一侧上冲洗流体和在所述气囊的第二侧上排出流体,以当所述气囊已被收缩时在所述气囊周围提供流体流动。
107.根据权利要求106所述的方法,其中,所述气囊被收缩不超过当所述气囊已被膨胀时所述气囊的体积的30%。
108.根据前述权利要求中任一项所述的探针,其中,所述光源被用于测量被处理的组织的表面温度。
109.根据前述权利要求中任一项所述的探针,其中,所述光源能够被用于测量从所述光源到被处理的组织的表面的距离。
110.一种用于处理组织的探针,包括:
细长轴;
可调节线材构件,其容纳在所述细长轴内;
能量源,其耦合到所述可调节线材构件;以及
内窥镜观察端口,所述内窥镜观察端口被配置成观察组织。
111.根据权利要求110所述的探针,其中,所述内窥镜观察端口被配置成通过气囊观察组织。
112.根据权利要求110所述的探针,其中,所述可调节构件包括具有固定的和可调节的端部的螺旋线材,所述螺旋线材的几何结构经由所述线材的第二可调节端部的轴向平移来控制。
113.根据权利要求111所述的探针,其中,所述可调节构件是能够向所述组织输送电能的单个导电构件。
114.根据权利要求111所述的探针,其中,所述可调节构件被分成两个导电构件,所述导电构件能够使用两个分离的导电构件作为偶极子向所述组织输送电能。
115.根据权利要求111所述的探针,其中,所述可调节构件是非导电的,并且单个或多个导电构件安装在所述可调节构件上,并且可选地,其中,所述导电构件能够使用所述构件作为偶极子或使用对所述构件的接地垫作为所述偶极子而向所述组织输送电能。
116.根据权利要求111所述的探针,其中,所述可调节构件包括管状轴,其中能量源被容纳在所述管状轴内,并且其中,所述能量源被配置成使用所述可调节管状轴控制能量输送的定位来向所述组织输送能量。
117.根据权利要求110所述的探针,其中,可调节构件包括具有两个可调节端部的环形线材,所述环形线材的几何结构经由所述线材的两个可调节端部的同时轴向平移来控制。
118.根据权利要求117所述的探针,其中,所述可调节构件是能够向所述组织输送电能的单个导电构件。
119.根据权利要求117所述的探针,其中,所述可调节构件被分成两个导电构件,所述导电构件能够使用两个分离的导电构件作为偶极子而向所述组织输送电能。
120.根据权利要求117所述的探针,其中,所述可调节构件是非导电的,并且单个或多个导电构件安装在所述可调节构件上,并且可选地,其中,所述导电构件能够使用所述构件作为偶极子或使用对所述构件的接地垫作为偶极子而向所述组织输送电能。
121.根据权利要求117所述的探针,其中,所述可调节构件包括管状轴,并且其中能量源被容纳在所述管状轴内,并且可选地,其中,所述能量源被配置成使用所述可调节管状轴控制能量输送的定位来向所述组织输送能量。
122.根据权利要求110所述的探针,其中,可调节构件包括具有第一固定端部和第二可调节端部的环形线材,所述环形线材的几何结构经由所述线材的可调节端部的轴向平移来控制。
123.根据权利要求122所述的探针,其中,所述可调节构件包括能够向所述组织输送电能的单个导电构件。
124.根据权利要求122所述的探针,其中,所述可调节构件被分成两个导电构件,所述导电构件能够使用两个分离的导电构件作为偶极子向所述组织输送电能。
125.根据权利要求122所述的探针,其中,所述可调节构件是非导电的,并且单个或多个导电构件安装在所述可调节构件上,并且可选地,其中,所述导电构件能够使用所述构件作为偶极子或使用对所述构件的接地垫作为所述偶极子而向所述组织输送电能。
126.根据权利要求122所述的探针,其中,所述可调节构件是管状轴,其中能量源被容纳在所述管状轴内,并且可选地,其中,所述能量源被配置成使用所述可调节管状轴控制能量输送的定位来向所述组织输送能量。
127.根据权利要求110所述的探针,其中,所述可调节构件连接到力传感器以确定所述可调节构件与组织表面之间的接触力。
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