在激光手术期间确定对象的特征的系统和方法与流程

本公开涉及在诊断性或治疗性的激光手术(laser procedure)期间的反射信号的分析。

背景技术：

1、诸如激光碎石术之类的激光手术使用激光系统，该激光系统可以采用可见光和不可见光两者来照射和/或治疗诸如肿瘤或积石(“结石”)或患者体内的组织之类的靶点。在手术期间激光能量的使用可能会因为关于杂散激光能量(stray laser energy)影响到非靶点组织的可能性的顾虑而受限。

技术实现思路

1、激光能量可以在医疗手术期间使用。在激光碎石术中，可以减小或消融诸如肾结石之类的靶点，使得来自结石的碎屑或粉末自然地排出体外，或者使得结石碎屑例如经由抽吸或回收装置从体内去除。在其他手术中，激光能量可以用于治疗组织，例如通过对组织进行切割、或对部位进行烧灼等。诸如待切割、烧灼或者以其他方式治疗的靶点组织或结石之类的靶点可能位于可能受到杂散激光能量影响的健康的非靶点组织附近或被其围绕。

2、许多外科手术也可以采用其他医疗装置，例如由诸如镁氧化物(mgo)、诸如特氟龙tm的含氟聚合物、不锈钢、也称作镍钛诺的镍钛、聚合物、塑料或另一种类似的闪亮或高反射性材料(当与诸如输尿管组织、膀胱组织之类的组织相比时，或者当与结石相比时)之类的材料制成的导线。类似地，诸如外科手术支架或外科手术螺钉之类的装置可以由高反射性材料形成并且可以植入到患者身体的一部分中。当由高反射性材料制成的装置或其他对象与激光纤维位于相同的环境、区域或身体部分时，使用激光纤维可能会提高杂散激光能量被高反射性表面反射并且影响健康、非靶点组织的可能性。

3、本发明人已经认识到，尤其，联接到诸如包括激光纤维的体内可插入治疗性或诊断性内窥镜之类的手术镜的光学传感器或光电传感器以及分析器可以用于检测和分析从对象的表面返回的信号。具体地，光学传感器可以能配置为检测和分析信号的绝对或相对反射强度或者绝对或相对光谱特征(例如，反射强度或者光谱特征的绝对值或相对值)、或者从对象的表面返回的光谱反射的任何性质，如下文所进一步解释的。例如，当从对象的表面返回的信号的反射强度满足至少一项标准(例如，低于下阈值或者超过上阈值)时，作为响应，联接到光学传感器的控制器可以使得(例如，在用户接口上)提供警告或通知，或者使得控制器可以调节激光发射(例如，改变激光辐射的强度或者禁用激光发射器)。类似地，从对象的表面返回的光谱特征可以在感兴趣的特定波长处构成多种光谱强度。当此种光谱特征满足相似性(例如，与光谱特征模板的库中的已知成分靶点的光谱特征模板的相似性)标准时，作为响应，联接到光学传感器的控制器可以使得(例如，在用户接口上)提供警告或通知，或者使得控制器可以调节激光发射(例如，改变激光辐射的强度或者禁用激光发射器)。

4、用于在激光手术期间分析反射信号的系统可以包括诸如内窥镜之类的手术镜。第一光源发射器可以联接到手术镜或被包括在手术镜内。第一光源发射器可以包括激光二极管或能够发射能够提供诊断性或治疗性辐射的具有不可见光谱或波长的第一信号的任何发射源。该系统还可以包括联接到手术镜或被包括在手术镜内的第二光源发射器。在示例中，第二光源发射器可以包括内窥镜光源或能够发射具有可见光谱或波长的第二信号的任何发射源。在另一个示例中，第二光源发射器可以是发射波长接近激光光源的发射波长的红外(ir)光源。因此，该系统可以包括用于以能够执行诊断性或治疗性激光手术的波长例如从激光纤维或者通过激光纤维发射不可见辐射或光的激光发射器，诸如附接到镜以发射可见光来照射靶点、解剖部位、外科手术术野等的光源之类的可见光源，和/或ir光源。

5、系统也可以包括光学传感器。光学传感器可以被包括为机器或计算机、或光谱仪等的一部分，光学传感器例如可以联接到镜。光学传感器可以能配置为检测和分析响应于所发射的第二信号或可见光信号从对象的表面返回的第三信号(例如，返回信号)。联接到光学传感器的控制器电路可以能配置为当第三信号的反射强度低于下阈值或者超过上阈值时警告用户并且/或者调节第一信号或激光信号。在示例中，可以包括光谱仪以对返回信号执行光谱分析。当返回信号的反射强度超过上阈值时，控制器电路可以使得光谱仪中断或终止返回信号的光谱分析。

6、在本公开中，术语第一信号、不可见光信号、激光信号或激光辐射可以可互换地使用。附加地，术语第二信号、内窥镜光信号和可见光信号可以可互换地使用，第三信号和返回信号也可以如此。此外，术语第一光源、瞄准光束光源、第一光源发射器和激光发射器可以可互换地使用。最后，术语第二光源发射器、可见光源、内窥镜光源和可见光发射器可以可互换地使用。并且，在一些示例中，在用ir光源替代可见光源或者在将ir光源附加到可见光源的情况下，术语第二光源发射器和ir光源发射器可以可互换地使用。

技术特征：

1.一种用于在激光手术期间确定对象的特征的系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一项标准包括：所述光谱特征指示从所述第一光源发射器到所述对象的发射会导致不期望出现的损伤。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一项标准包括：确定所述第三信号的所述反射强度低于下阈值或者超过上阈值。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第三信号的所述反射强度超过所述上阈值对应于：所述对象由镁氧化物mgo、不锈钢、镍钛诺、或聚合物中的一种或更多种组成。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述警告包括视觉警告，并且其中，所述视觉警告包括以下各项中的至少一项：致使所述第二光源发射器使所述第二信号闪烁、或者使所述第二光源发射器改变所述第二信号的颜色。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述手术镜是内窥镜，并且其中，所述第二光源发射器是连接到所述内窥镜或者被包括在所述内窥镜上的可见光源。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第二光源发射器被配置为发射波长在400nm与750nm之间的范围内的光。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一光源发射器包括通过连接到所述手术镜的外科手术纤维来进行发射的激光光源或瞄准光束光源中的至少一者。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一光源发射器包括蓝光激光器或绿光激光器中的至少一者。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第二光源发射器包括连接到所述外科手术纤维以使得所述第二信号通过所述外科手术纤维发射的可见光源或红外光源中的至少一者。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一光源发射器配置为发射波长在800nm与900nm之间的范围内的光。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，调节所述第一信号包括以下各项中的至少一项：改变所述第一信号的强度或者禁用所述第一光源发射器。

13.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：

14.一种用于在激光手术期间确定对象的特征的方法，所述方法包括以下步骤：

15.根据权利要求14所述的方法，其中，调节所述第一信号包括以下各项中的至少一项：改变所述第一信号的强度或者禁用所述第一光源发射器。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少一项标准包括：所述光谱特征指示从所述第一光源发射器到所述对象的发射会导致不期望出现的损伤。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，发射所述第一信号或所述第二信号中的至少一者包括在一段时间内对所述第一光源发射器或所述第二光源发射器中的至少一者进行脉冲。

18.一种用于在激光手术期间确定对象的特征的系统，所述系统包括：

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述第一光源发射器包括通过连接到所述手术镜的外科手术纤维来进行发射的激光光源或瞄准光束光源，并且其中，所述第二光源发射器包括连接到所述外科手术纤维以使得所述第二信号通过所述外科手术纤维发射的可见光源或红外光源中的至少一者。

20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述第一光源发射器包括蓝光激光器或绿光激光器中的至少一者。

技术总结
在激光手术期间确定对象的特征的系统和方法。用于在激光手术期间分析反射信号的系统可以包括手术镜。第一光源发射器可以能配置为发射具有第一光谱的第一信号。第二光源发射器可以能配置为发射具有第二光谱的第二信号。第一光源发射器或第二光源发射器中的每一者可以联接到手术镜或被包括在手术镜内。该系统可以包括：光学传感器，其能配置为检测和分析响应于所发射的第二信号而从对象的表面返回的第三信号。可以分析返回的第三信号来确定所反射的绝对或相对强度或者绝对或相对光谱特征是否满足至少一项标准，从而触发以下至少一项：警告用户或者调节第一信号。

技术研发人员：K·J·巴切勒,S·A·布科索夫,K·G·谢尔顿,C·A·贝克
受保护的技术使用者：捷锐士阿希迈公司（以奥林巴斯美国外科技术名义）
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23