与成像系统一起使用的手术装置导向器

摘要

使用图像导向手术引导手术装置插入的装置和方法。所述装置包括：基座，该基座可以被连接到固定装置以将所述装置保持就位；用于所述手术装置的导向器。所述导向器通过半球形球窝接头连接到所述基座，所述球窝接头允许所述导向器的轨迹被调整。所述装置包括可调节限深器，所述限深器控制所述手术装置被插入到患者体内的距离。位置指示器被连接到所述限深器。当所述限深器被设置成将所述插入距离限制在治疗患者体内的靶组织所必须的距离时，插入指示器发出信号。

权利要求

1.一种用于控制手术装置插入到患者体内的装置，所述装置包括：其中具有孔的基座，所述孔具有环形的表面；

用于所述手术装置的导向器，该导向器具有孔接合端，所述孔接合端向外张开；以及在所述孔接合端处的弯曲外表面，其与所述孔的环形表面相配合；

位置指示器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述孔接合端终止于底面，并且具有大致位于所述底面上的旋转中心。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弯曲外表面是半球形的。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括位置锁定器，用于固定所述装置相对于身体的位置。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括轨迹锁定器，用于固定所述装置相对于身体的轨迹。

6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

可调节止挡件，其用于限制所述手术装置能够被插入到身体内的距离；

用于所述位置指示器的第一固定器，其与所述导向器相关联；以及用于所述位置指示器的第二固定器，其能够操作地与所述止挡件相关联，其中通过确定所述位置指示器在所述第一和第二固定器中的位置，所述止挡件能被设置成使所述手术装置能够被插入到身体内一限定的距离。

7.根据权利要求6所述的装置，进一步包括插入指示器，从而当所述可调节止挡件被设置成将所述手术装置能够被插入到身体内的距离限制在所需距离时，所述插入指示器发出信号。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述插入指示器显示所述手术装置能够被插入到体内的所述限定距离。

9.根据权利要求1所述的装置，进一步包括连接到所述基座的保持架。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述保持架包括一滑动盘。

11.根据权利要求10所述的装置，进一步包括用于锁定所述滑动盘的位置的盘锁定器。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述基座通过铰接接头被连接到所述保持架。

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述保持架包括粘合剂，从而能够将所述保持架附着到患者身上。

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述保持架包括用于切口形成装置的导向器。

15.根据权利要求12所述的装置，进一步包括皮肤刻痕导向器，所述皮肤刻痕导向器具有枢转地安装在所述基座上的臂，所述臂具有至少一个狭槽，从而所述狭槽用作用于切口形成装置的导向器。

16.根据权利要求1所述的装置，进一步包括插入件，所述插入件安置在所述导向器中并且适于接纳手术装置。

17.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位置指示器是磁传感器。

18.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位置指示器是光学传感器。

19.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导向器包括：外杆，该外杆具有贯穿其中的通道、其上的倾斜表面和孔接合端；以及内杆，该内杆同轴地位于所述外杆的所述通道内，并且具有内通道和邻近所述外杆的所述孔接合端的孔接合端，所述内杆具有在所述孔接合端处向外张开的张开部分。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述轨迹锁定器包括：具有倾斜表面的旋钮，旋钮的倾斜表面与所述外杆上的所述倾斜表面配合，所述旋钮被连接到所述内杆，其中通过朝一个方向旋转所述旋钮，所述旋钮沿着所述外杆的所述倾斜表面运动并且将所述内杆牵引到所述外杆内，因此所述内杆的所述张开部分迫使所述外杆与所述孔接合，从而固定所述导向器的轨迹。

21.根据权利要求20所述的装置，进一步包括枢转地安装在所述外杆上的开闭器，所述开闭器具有伸入到所述内杆的所述内通道内的可动臂，从而当所述臂被定位在所述内通道内部时，所述手术装置的端在所述内通道中的已知位置停靠在所述臂上。

22.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弯曲外表面在所述导向器的所述孔接合端处具有至少一个狭槽。

23.一种用于控制手术装置插入到患者体内的装置，所述装置包括：用于所述手术装置的导向器；

位置指示器；

可调节止挡件，其用于限制所述手术装置能够被插入到身体内的距离；

用于所述位置指示器的第一固定器，其与所述导向器相关联；以及用于所述位置指示器的第二固定器，其能够操作地与所述止挡件相关联，其中通过确定所述位置指示器在所述第一和第二固定器中的位置，所述止挡件能被设置成使所述手术装置能够被插入到身体内一限定的距离。

24.根据权利要求23所述的装置，进一步包括：连接到所述导向器的基座；

位置锁定器，其用于固定所述装置相对于身体的位置；以及轨迹锁定器，其用于固定所述装置相对于身体的轨迹。

25.根据权利要求24所述的装置，进一步包括连接到所述基座的保持架。

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述保持架包括粘合剂，从而能够将所述保持架附着到患者身上。

27.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述保持架包括用于切口形成装置的导向器。

28.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述保持架包括滑动盘。

29.根据权利要求28所述的装置，进一步包括用于固定所述滑动盘的位置的盘锁定器。

30.一种用于控制手术装置插入到患者体内的装置，所述装置包括：可调节止挡件，其用于限制所述手术装置能够被插入到身体内的距离；

位置指示器；

用于所述位置指示器的第一固定器，其与所述手术装置相关联；以及用于所述位置指示器的第二固定器，其能够操作地与所述止挡件相关联，其中通过确定所述位置指示器在所述第一和第二固定器中的位置，所述止挡件能被设置成使所述手术装置能够被插入到身体内一限定的距离。

31.根据权利要求30所述的装置，进一步包括插入指示器，从而当所述可调节止挡件被设置成将所述手术装置能够被插入到身体内的距离限制在所需距离时，所述插入指示器发出信号。

32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述插入指示器显示所述手术装置能够被插入到体内的所述限定距离。

33.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，所述插入指示器是数字读取器。

34.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述可调节止挡件包括夹持器，从而所述可调节止挡件能够被安装在所述手术装置上。

35.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述位置指示器是磁传感器。

36.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述位置指示器是光学传感器。

说明书

与成像系统一起使用的手术装置导向器

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及使用被插入到体内并由超声或其它成像装置引导的手术装置来治疗组织的系统。

背景技术

[0002] 在治疗诸如肾或肝这样的实体器官中的肿瘤或病变的一种方法中，诸如射频(RF)消融探头这样的手术装置被放置到肿瘤中，并且使用RF能量破坏肿瘤细胞。使用诸如超声成像这样的成像系统来实现消融探头的放置。超声成像系统产生二维(2D)图像，有效地允许医师或外科医生查看超声探头的图像平面内的组织。如果超声探头被定位成使消融探头和超声探头的轴共同对准，外科医生可以在超声波图像上观察消融探头在组织中的放置。然而，身体限制经常阻碍消融探头和超声探头的串联放置。如果肿瘤较大，可能需要将消融探头放置在一个以上位置处来访问肿瘤体积。在肿瘤比应用一次RF能量所消融的体积更大的情形中，消融探头按照需要的次数被重定位并且在每次放置消融探头时应用RF能量。
对于多次消融探头的应用，需要医生以智慧处理2D超声图像以产生消融探头放置的计划，然后执行该计划。消融探头的放置之间会经过10-15分钟。消融探头放置在超声探头的图像平面之外增加了三维(3D)计划的智力挑战，并且使该过程困难。残留的未消融肿瘤可以导致肿瘤复发。

[0003] 肿瘤的治疗被活组织的运动进一步复杂化。肿瘤体积和形状在该过程的时间帧内将不会变化，并且在数天甚至更长的时间内不会变化；然而，诸如呼吸和过程操作这样的运动将连续地改变体内肿瘤的位置。必须在静态图像上执行消融措施。由于呼吸和类似活动所导致的肿瘤位置的变化，使用静态图像产生的计划不能用来确定从手术装置的固定靶标位置到组织靶标的轨迹。

[0004] 需要一种方法和装置来辅助外科医生定位消融探头和其它手术装置，以在体内处理组织。还需要一种方法来辅助外科医生观察和计划手术装置的插入。进一步需要一种用于补偿因患者呼吸而导致的肿瘤活动的方法，以增加手术装置放置的精确性和改善肿瘤的治疗。

发明内容

[0005] 本发明一个实施例的第一方面提供了一种用于控制手术装置插入到患者体内的装置。所述装置包括：基座，该基座具有带环形表面的孔；用于所述手术装置的导向器，该导向器具有向外张开的孔接合端和在所述孔接合端处与所述孔的环形表面相容的半球形弯曲外表面；和位置指示器。在进一步的实施例中，所述孔接合端终止于底面，从而使所述导向器的旋转中心大致位于所述底面上。本发明的一个替代实施例进一步提供了位置锁定器和轨迹锁定器，所述位置锁定器用于固定所述装置相对于身体的位置，所述轨迹锁定器用于固定所述装置相对于身体的轨迹。

[0006] 本发明一个实施例的第二方面提供了一种用于控制手术装置插入到患者体内的替代装置。所述装置包括：可调节止挡件，其用于限制所述手术装置可以被插入到身体内的距离；位置指示器；用于所述位置指示器的第一固定器，其与所述手术装置相关联系；和用于所述位置指示器的第二固定器，其可操作地与所述止挡件相关联。通过确定所述位置指示器在所述第一和第二固定器中的位置，所述止挡件可以被设置，从而所述手术器械可以被插入到身体内一限定的距离。另外的实施例包括插入指示器，从而当所述可调节止挡件被设置成将所述手术装置可以被插入到身体内的距离限制在所需距离时，所述插入指示器发出信号。

附图说明

[0007] 图1A是组织治疗系统的部件的方块图；

[0008] 图1B是组织治疗系统的图示；

[0009] 图2是本发明第一方面的视图，示出了固定装置；

[0010] 图3A本发明的第一方面的第一实施方案的横截面，示出了手术装置导向器；

[0011] 图3B是本发明的第一方面的第一实施例的分解图；

[0012] 图4A是本发明的第一方面的第二实施例的横截面；

[0013] 图4B是本发明的第一方面的第二实施例的分解图；

[0014] 图5是本发明的第一方面的透视图，描绘出了杆组件被旋转以暴露患者的皮肤；

[0015] 图6A是本发明第一方面的第一实施例的透视图，描绘了处于解锁位置的定位器；

[0016] 图6B是本发明第一方面的第一实施例的透视图，描绘了处于锁定位置的定位器；

[0017] 图6C是本发明的第一方面的透视图，描绘了限深器组件；

[0018] 图6D是本发明第一方面的分解图，描绘了限深器组件的一个替代实施例；

[0019] 图6E是本发明第一方面的分解图，描绘了被组装的限深器组件的一个替代实施例；

[0020] 图7A是本发明第一方面的透视图，描绘了被插入的消融探头；

[0021] 图7B是本发明第一方面的横截面，描绘了在参考位置处的被插入的消融探头；

[0022] 图7C是本发明第一方面的透视图，描绘了在升高位置处的限深器；

[0023] 图7D是本发明第一方面的横截面，描绘了在升高位置处的限深器；

[0024] 图8A是本发明第一方面的第三实施例的横截面；

[0025] 图8B是本发明第一方面的第三实施例的分解图；

[0026] 图9A是本发明第一方面的第四实施例的横截面；

[0027] 图9B是本发明第一方面的第四实施例的透视图；

[0028] 图10A和10B是本发明第二方面的过程的流程图；

[0029] 图11是根据本发明第二方面的采集显示屏的图示；

[0030] 图12是根据本发明第二方面的指示外科医生选择的肿瘤轮廓的显示屏的图示；

[0031] 图13是根据本发明第二方面的指示靶标治疗体积的显示屏的图示；

[0032] 图14是根据本发明第二方面的指示手术装置导向器轨迹的显示屏的图示；以及[0033] 图15A和15B是本发明第三方面的过程的流程图。

具体实施方式

[0034] 本发明涉及对患者体内组织的治疗。为了说明本发明的实施例，该说明将论述在超声成像引导下使用RF消融探头进行组织靶标的RF消融。该实施例实质上仅仅是示例性的并且绝非意味着限制本发明及其应用或使用。

[0035] 手术装置导向器

[0036] 本发明的第一方面涉及手术装置导向器，在此被称为定位器150。现在参考附图，图1A，1B和2描绘了与患者170结合使用的系统部件的一个实施方式，该病人已准备好进行腹腔镜检查过程。腹腔镜检查过程的装置在本领域中是公知的。带有超声探头传感器120的超声探头支架125被连接到腹腔镜超声探头110。尽管本发明的实施例中利用超声成像系统100，但本发明并不限于超声装置，而是包括可替换的成像方法，包括但不限于X射线、数据断层摄影术(CT)、正电子发射(PET)或者磁共振成像(MRI)。类似地，尽管本发明的实施例利用RF消融探头180，但本发明包括使用附加的手术装置，例如冷消融探头(cryogen ablation probe)，微波消融探头，超声消融探头，超声换能器，加热元件和类似装置。超声系统100产生图像数据，该图像数据被传递到控制装置140。超声探头传感器120向控制装置140提供位置和方向信息，从而辅助“堆叠”2D超声图像以形成模拟3D体积。

[0037] 控制装置140包含导航电路和软件以处理由超声探头110产生的超声2D图像，从而形成由超声探头传感器120提供的模拟3D图像和位置信息。在此使用的控制装置140可以由单个装置或一起工作的多个装置组成。本领域的普通技术人员将理解控制装置140的功能可以被分解为几个部分。显示屏160、键盘161和鼠标162可以被连接到控制装置140。替代实施例可以使用其它输入装置，例如轨迹球、触摸屏、触针或类似装置。控制装置
140被安装在移动车210上，所述移动车支承如键盘161和鼠标162等的输入装置以及显示屏160。由系统产生的图像被显示在显示屏160上。

[0038] 定位器150为手术装置导向器并且包括定位器传感器155，该定位器传感器也被连接到控制装置140。在该过程期间，患者170躺在手术台200上并且定位器150被放置成与患者170接触。消融探头180通过定位器150被插入到患者170体内。连接到手术室手术台导轨195的固定装置190赋予了定位器150额外的稳定性。在图2中描绘出的固定装置190可以为从马萨诸塞州的Raynham的Codman有限公司获得的Bookwalter Endoscopic instrument Kit。替代实施例可以包括其它固定装置或粘合剂以固定定位器150相对于患者170的位置。

[0039] 在一个实施例中，固定装置190具有支承发射器的192刚性臂191。在一个替代实施例中，可以将发射器192连接到房间的墙壁或天花板上，或者其它任何固定位置处。来自发射器192的信号由超声探头传感器120和定位器传感器155采集，并且用作系统的参考点。固定装置也可以包括用来校准定位器150的固定校准点193。

[0040] 在一个实施例中，定位器150和超声探头110的方向以及位置根据磁场传感器来确定，所述磁场传感器例如为Blood的美国专利NO.4,945,305中所描述的传感器，所述专利的公开文本被结合于此以作参考。所述系统包括安装在固定装置190上的磁发射器192，连接到定位器150的磁定位器传感器155和连接到超声探头110的磁超声探头传感器120。控制装置140能够执行关于超声探头110产生的图像确定定位器150的位置所必要的计算。存在几种可以确定定位器150和超声探头110的位置以及方向的方法。一个替代实施例利用连接到定位器150和超声探头110的光学传感器来确定它们的位置和方向。腹腔镜摄像机115可以被提供并且连接到控制装置140以允许摄像机115和控制装置140产生的其它显示器的并排显示。作为另一选择，可以将腹腔镜摄像机连接到单独的手术室监视器
116上。

[0041] 现在参考图3A和3B，在本发明第一方面的第二实施例中，定位器150由杆组件300和限深器组件320组成。包括半球形部分331的外杆310位于杆组件内。如这里所使用的，半球形表示具有球形的一部分的形状。半球形部分331具有带狭槽311的杆半径330，所述狭槽允许杆半径330安置在框架340的相应框架半径341内。杆半径330和框架半径
341起到类似于球窝接头的作用，从而允许外杆310关于框架340旋转。在一个替代实施例中，外杆310可以由球窝接头连接到框架340。

[0042] 包括杆张开元件322的内杆315被定位在外杆310内，所述杆张开元件322与外杆331的半球形部分的内表面配合。内杆315具有通道800，诸如RF消融探头、活检穿刺针或类似物可以被插入到所述通道中。外科装置可以通过入口点371插入到定位器150中、穿过通道800并且在出口点372离开定位器150。所述通道800可以是圆柱形形状。作为另一选择，通道800可以是多边形或三角形，从而使通道800的侧面牢固地夹紧手术装置。内杆315的近端包括切口318，该切口允许杆头319卡锁在旋钮380中的凹槽470中。旋钮
380具有与外杆倾斜表面323接合的倾斜表面326。握住旋钮380并且将其旋转到一侧可牵引内杆315通过外杆，由此牵引外杆的半球形部分331进入配合框架半径341。狭槽311允许杆半径330扩张并且反作用力在选择方向固定外杆310的角位置，从而锁定任何被插入的手术装置的轨迹。在此使用的轨迹表示手术装置进入患者体内的路径。

[0043] 在一个实施例中，框架340由铰接接头连接到支架325。框架340包括铰销342，该铰销配合保持架325的铰槽343(hinge recess)。卡杆391接合卡扣392，以将框架340固定在保持架325内。使卡杆391和卡扣392脱离接合允许框架340被转出保持架325，以允许外科医生接近患者170的皮肤。保持架325具有抵靠在患者170的皮肤上的底面327。杆半径330的中心位于底面327上或紧靠其下方，以使杆半径330的中心接触患者170。在该实施例中，由于杆半径330的半球形状，杆半径330的角旋转的中心在患者170的皮肤表面处或其附近，而不会产生明显的皮肤变形。将所述旋转中心放置在皮肤表面处或其附近使通过皮肤中切口的角运动的范围最大化，并且使所需切口的尺寸最小化。在一个实施例中，保持架325具有卡接端303，该卡接端可以被连接到固定装置190的匹配插口304中。
保持架325也可以利用柔性稳定器350来相对于患者170固定保持架325的位置。柔性稳定器350具有环形粘合剂316和患者粘合剂317，所述环形粘合剂使其能够附着到保持架
325的平坦区域327，所述患者粘合剂附着到患者170。患者粘合剂317被可剥离的覆盖物
355覆盖以防止在定位器150最后放置到患者170上之前柔性稳定器350的粘结。

[0044] 将限深器组件320置于旋钮380的顶部并且由偏转指状件360连接到外杆310。限深器组件320由传感器框架385、端盘370、两个按钮闩390(button catch)及其对应的弹性条带395组成。偏转指状件的搁架(shelf)365接合端盘370的唇缘366。限深器320利用嵌入到传感器框架385中的定位器传感器155来向控制装置140传递定位器150的位置和方向。传感器框架385容纳按钮闩390以及它们各自的弹性条带395。挤压按钮闩
390使偏转指状件360弯曲并且从外杆310释放限深器组件320。端盘370覆盖限深器组件320并且被固定就位。

[0045] 在一个实施例中，将可动开闭器345连接到外杆310并且防止手术装置通过定位器150的通道800。开闭器345包括开闭器止挡件307，该开闭器止挡件通过窗式进出口306并且伸入到通道800中。开闭器345由弹性环305保持就位，该弹性环允许开闭器345枢转。插入到定位器150中的手术装置在一个已知的固定参考位置停靠在开闭器止挡件307上。从窗式进出口306牵引但并不是卸除开闭器345，以从通道800去移开闭器止挡件307，从而允许手术装置通过定位器150。在一个替代实施例中，开闭器345可以通过由弹簧偏压的铰接接头连接到外杆310。在开闭器345上施加压力导致其枢转并且从通道800上移开闭器止挡件307。插入件335可以被放置在通道800中以适应不同直径的手术装置。

[0046] 现在参考图4A和4B，即本发明第一方面的第二实施例，定位器150′包括容纳在外杆310′中的定位器传感器155′，该定位器传感器用封装的环氧树脂314′保持就位并且连接到控制装置140′。该替代实施例并不包括如前面的实施例所述的限深器组件320或开闭器345。然而，与前面的实施例相同，内杆315′的近端具有切口318′，该切口能够使杆头319′卡锁到旋钮380′的凹槽470′中。在本实施例中，盖460′插入到杆头319′内，以使其牢固地保持就位。插入件335′可以被放置到通道800′中以适应不同直径的手术装置。

[0047] 与本发明第一方面的第一实施例相同，旋钮380′具有与外杆倾斜表面323′接合的倾斜表面326′。握住旋钮380′并且将其旋转到一侧可牵引内杆315′通过外杆，并由此将外杆的半球形部分331′牵引入框架340′的配合框架半径341′。狭槽311′允许外杆310′的杆张开元件322′的杆半径330′扩张并且反作用力在选择方向固定外杆310′的角位置，从而锁定任何被插入的手术装置的轨迹。

[0048] 在一个实施例中，框架340′由铰销342′连接到保持架325′，该铰销与保持架325′的铰槽343′配合。卡杆391′接合卡扣392′以将框架340′固定在保持架325′内。保持架325′具有卡接端303′，该卡接端可以被连接到固定装置190′的匹配插口
304′中，以将定位器150′保持就位。保持架325′也可以利用柔性稳定器350′来相对于患者170′固定保持架325′的位置。柔性稳定器350′具有环形粘合剂316′和患者粘合剂317′，所述环形粘合剂使其能够附着到保持架325′上的平坦区域327′，所述患者粘合剂附着到患者170′。患者粘合剂317′被可剥离覆盖物355′覆盖以防止在定位器
150′最后放置到患者170′上之前柔性稳定器350′的粘结。

[0049] 现在参考图5，在一个实施例中，通过使卡杆391与卡扣392脱离接合，定位器的杆组件300可以被旋转以暴露患者的皮肤。在保持架325内的四个狭槽410用作皮肤刻痕导向器，使手术刀能够在所述狭槽之间产生经皮切口以便容易地通过皮肤插入手术装置。卡杆391和卡扣392的再次接合使外杆310返回到其在定位器150内的固定位置。在一个替代实施例中，杆组件300可以使用多个卡扣而非铰接接头连接到保持架325，从而将杆组件300从保持架325上移除以暴露皮肤。在又一个替代实施例中，可以通过通道800插入手术刀来切割皮肤，而不用从保持架325上移除杆组件300。

[0050] 现在参考图6A和6B，在一个实施例中，限深器组件320包括按钮闩390，该按钮闩允许从外杆310上移除限深器组件320。当定位器150处于解锁位置时，旋钮380覆盖其中一个按钮闩390以阻止从外杆310上移除限深器320。将旋钮380旋转到锁定位置可暴露第二按钮闩390。挤压按钮闩390使通孔397对准，并且允许限深器组件320从外杆310上被移除。

[0051] 现在参考图6C，6D和6E，在一个实施例中，按钮闩被连接到传感器框架385的支柱430的弹性条带395偏压。挤压按钮闩390可拉伸弹性条带395并且对准通孔397。使用夹持器而且不带定位器传感器155的限深器320的构造的一个替代实施例在图6D和6E中被示出。

[0052] 现在参考图7A，7B，7C和7D，当按钮闩390被挤压时使通孔397对准。消融探头180可以通过通孔397插入到通道800中直到它在一个已知的固定参考位置停靠在开闭器止挡件307上。挤压按钮闩390使偏转指状件运动，以允许限深器320从外杆310上被移除并且被定位在消融探头180上。当按钮闩390被释放时，通孔397变得不对准并且夹紧消融探头180。通孔397用作夹持器，以在消融探头180上固定限深器320的位置。

[0053] 现在参考图8A和8B，本发明第一方面的第三实施例包括滑动盘310″，在保持架325已被附着到患者之后该滑动盘允许外科医生调整插入点。当在此使用时，插入点是在患者的皮肤上消融探头被插入之处的点。在图8A和8B所示的实施例中，杆组件200″具有单根杆210″，该杆在其远端带有半球形部分231″。所述半球形部分231″具有杆半径230″和抵靠患者250″的底面，所述杆半径安置在框架240″的相应框架半径241″内。杆半径
230″和框架半径241″起到类似于球窝接头的作用，从而允许杆210″相对于框架240″旋转。因此，杆半径230″的角旋转的中心在患者250″的皮肤表面处或其附近而不会产生明显的皮肤变形，从而使通过患者250″的皮肤中较小切口的运动的范围最大化。锁定旋钮
220″由螺纹表面连接到杆210″。锁定旋钮220″具有承载在圆盘元件245″上的锁定旋钮半径233″。所述圆盘元件245″又承载在框架240″上。

[0054] 杆210″的轴线260″确定了定位器150″的轨迹。握住旋钮215″并且朝一个方向运动它将导致杆210″围绕杆半径230″的中心枢转，从而改变定位器150″和任何被插入的手术装置的轨迹。半球形部分231″上的底面将轻轻地在患者250″的皮肤上摇动，从而允许杆半径230″的中心与患者保持接触。杆半径230″将靠着框架240″上的抵接的相应半径滑动。另外，锁定旋钮半径233″将靠着圆盘元件245″上的相邻半径滑动，从而在框架240″中的狭槽内运动圆盘元件245″。

[0055] 当轨迹被设计之后，锁定旋钮220″可以用来将杆210″锁定到固定位置。朝一个方向旋转锁定旋钮220″将迫使锁定旋钮半径233″靠在圆盘元件245″中的匹配半径上，并且在杆半径230″抵靠框架240″的点处抵抗框架240″牵拉半球形部分231″。反作用力将把杆210″锁定在所选择的位置处。

[0056] 当基座320″被固定在适当位置之后，滑动盘310″允许调整手术装置的插入点。框架240″由铰接接头连接到平台300″上。平台300″具有滑动盘310″，该滑动盘置于基座320″上。可以通过运动保持架320″之上的滑动盘310″而改变所述插入点。环330″包括与保持架320″的螺纹表面225″接合的螺纹表面335″。朝一个方向旋转环330″将迫使环330″的边缘靠在滑动盘310″上。来自环330″和保持架320″的摩擦力将固定滑动盘310″的位置。

[0057] 在该替代实施例中，定位器传感器175″被嵌入到杆210″的旋钮部分215″中。定位器传感器175″安装导线进入杆狭槽207a″，穿过内狭槽206″并且在杆狭槽207b″处离开。定位器传感器175″的导线然后经过框架240″并且终止于边缘卡208″。定位器发射器178″被嵌入到夹持器臂260″中，所述夹持器臂将被连接到框架240″上。定位器发射器178″的导线被封装在电缆265″内。夹持器臂260″包括在其中一个弯曲构件
290″中的嵌入式边缘卡280″，该边缘卡与框架240″中的边缘卡208″相配合。来自框架240″中的边缘卡208″的导线与嵌入到夹持器臂260″中的边缘卡280″连接。弯曲构件290″的末端295″卡锁在框架240″的槽297″内。夹持器臂260″的接头片296″钩住平台300″中的凹槽298″以将夹持器臂260″保持就位。

[0058] 定位器150″包括皮肤刻痕导向器330″，该皮肤刻痕导向器辅助外科医生使经皮切口与杆组件200″的中心对准。平台300″包括杆铰链315，该杆铰链允许杆组件200″被转离平台300″的中心。平台300″包括皮肤刻痕导向器铰链321″，该皮肤刻痕导向器铰链使皮肤刻痕导向器360″能够旋入平台300″的中心，从而使皮肤刻痕导向器330″中的狭槽与平台300″中孔的中心对准。当未使用时，皮肤刻痕导向器330″被转出平台300″。保持架320″包括粘合剂340″，以将定位器150″附着到患者120″。粘合剂340″具有可剥离覆盖物350″，以防止在定位器150″的最后放置之前粘合剂340″的粘结。插入件190″可以被放置到杆210″中以适应不同直径的手术装置。

[0059] 现在参考图9A和9B，在本发明第一方面的第四实施例中，定位器900采用圆顶结构从而便于改变手术装置的轨迹。定位器900包括杆902，该杆在其远端带有杆张开形元件904。杆张开形元件904安置在框架908的相应框架半径905内，并且起到类似于球窝接头的作用。杆902具有用于插入手术装置的通道926。杆902包括容纳定位器传感器(未示出)的传感器臂906。将框架908置于保持架910内并且被连接到下部圆顶912处。下部圆顶912具有指状件914，所述指状件接合保持架910的唇缘916，以将下部圆顶912连接到保持架910上。卡扣918枢转地安装在保持架910上。按压卡扣918可释放下部圆顶912的指状件914中的一个，并且允许从保持架910上移除下部圆顶912。从保持架910移除下部圆顶912也从保持架910移除了框架908，从而允许外科医生甚至在保持架910被固定就位之后接近患者的皮肤。可以使用柔性稳定器(未示出)将保持架910固定到患者身上，或者在一个替代实施例中，保持架910可以包括能够被连接到固定装置的夹持端。上部圆顶920停靠在下部圆顶912上。来自位于传感器臂906中的定位器传感器(未示出)的导线可以通过上部圆顶920中的狭槽908以将定位器传感器连接到控制装置。杆902通过上部圆顶920内的套环922。包括螺纹表面的旋钮924接合杆902上的螺纹表面。旋钮
924包括通道926，手术装置可以插入到所述通道中。

[0060] 上部圆顶920和下部圆顶912的构造允许外科医生操纵定位器900的轨迹。上部圆顶920在下部圆顶912的表面上滑动，以允许杆902旋转。外科医生可以通过握住和运动旋钮924来改变插入的角度，从而改变杆902和手术装置将被插入到其中的通道926的角度。插入的角度被围绕杆902的套环922和下部圆顶912的顶部边缘之间的接触限制。下部圆顶912中的狭槽930和框架半径905中的匹配框架狭槽934增加了插入的角度的范围，并由此增加了轨迹的范围。套环922可以被插入到狭槽930中以增加插入的角度。当套环922被插入到下部圆顶912中的狭槽930中时，杆902被插入到框架半径905中的匹配框架狭槽934中。上部圆顶920上的箭头932指示当上部圆顶920被对准时，使得套环
922可以被插入到下部圆顶912中的狭槽930内而不会由于传感器臂906而发生干涉。下部圆顶912可以在保持架910内旋转360°，由此允许外科医生按照需要重定位狭槽930和框架狭槽934。

[0061] 一旦建立优选的轨迹，外科医生可以锁定定位器900的轨迹。可以通过握住和旋转旋钮924而锁定所述轨迹。朝一个方向旋转旋钮924将向上牵引杆902通过套环922，从而将杆902的杆张开元件904牵引到匹配框架半径905内。同时，旋钮924的底部将向下压套环922。反作用力在所选择的方向固定杆902的角位置，从而锁定被插入到通道926中的手术装置的轨迹。

[0062] 在本发明第一方面的第五实施例中，限深器组件320可以独立于定位器150的其余部分被使用。限深器组件320可以与固定几何形状的手术装置一起使用，以控制手术装置插入到患者170体内。首先，包括定位器传感器155的限深器组件与插入点相关联。接着，限深器组件被定位在具有已知的固定几何形状的手术装置上。手术装置的末端必须位于相对于限深器组件的已知参考点。使用手术装置的已知几何形状以及参考点和限深器的位置和方向，当插入到患者170体内时，控制装置140能够计算手术装置的末端的位置。在所述图中，与针状手术装置一起示出了限深器。然而，如果几何形状已知并且被输入到控制装置140内，限深器组件可以与任何固定几何形状的手术装置一起使用。

[0063] 将治疗靶标映射到组织上的方法

[0064] 现在参考图10A和10B，本发明第二方面涉及用于治疗患者体内的肿瘤或损伤的方法。本方法的一个实施例在步骤500开始设置装置。用于腹腔镜检查程序的设置程序已经被合理建立并且记载在单独的手术参考资料中。任何制造商的消融探头都可以用于该实施例。消融探头180如制造商的产品说明中所提及的那样被利用。该方法并不限于使用消融探头并且可应用于任何手术装置的控制。在一个实施例中，如图1B和2中所示，提供了容纳键盘161、鼠标162和显示屏160的移动车210并且将该移动车连接到控制装置140。带有超声探头传感器120的超声探头支架125被安装到超声探头110上。超声系统100和定位器传感器155也也连接到控制装置140。将腹腔镜摄像机115连接到单独的手术室监视器116。

[0065] 在步骤510中将固定装置190安装在手术室病床导轨195上，从而使固定装置的自由远端以轻摩擦状态位于插入点附近。固定装置190具有支承发射器192的第二刚性臂191。发射器192在该方法中用作参考点并且被连接到控制装置140。将定位器150连接到固定装置190的自由端。在该方法的步骤520中，外科医生将腹腔镜摄像机115和超声探头110通过它们相应的套管针到达组织部位。

[0066] 在步骤530中，外科医生校准超声探头110和定位器150。在一个实施例中，超声探头110上超声探头传感器120的位置由控制装置140获知。在一个替代实施例中，外科医生可以使用键盘161和鼠标162输入关于超声探头传感器120的物理位置的信息。在一个实施例中，控制装置140、定位器传感器155在定位器150上的位置是已知的。在一个替代实施例中，外科医生可以输入关于定位器传感器155的物理位置的信息。在又一可替换的实施例中，入口点371和出口点372的位置、以及由此通道800相对于定位器传感器155的位置和方向可以由控制装置140计算。为了计算入口点371和出口点372的位置，外科医生首先必须将入口点371放置在一个固定位置，例如校准点193(如图2中所示)处。外科医生然后必须围绕入口点371枢转定位器150，以将入口点371保持在校准点193处。在枢转运动期间，定位器传感器155转录集中在入口点371处的球形的一部分。通过计算由定位器传感器155转录的球形的中心，控制装置140能够确定定位器传感器155和入口点371之间的关系。类似地，如果外科医生将出口点372放置在校准点193处并且围绕出口点
372枢转定位器150，控制装置140能够确定出口点372相对于定位器传感器155的位置。
基于入口点371和出口点372的位置，控制装置140能够计算被插入到定位器150的通道
800中的手术装置的轨迹。

[0067] 外科医生还可以在步骤530中校准超声成像系统。控制装置140可以利用由现有超声成像系统产生的输出数据。控制装置140可以使用由超声成像系统传递到显示屏160的输出数据。该数据不仅可以包括一部分身体体积的超声2D图形，而且包括诸如患者姓名这样的附加信息。为了校准超声系统，外科医生或技师可以识别包含身体体积的2D图形的显示屏160的一部分。一旦显示屏的该部分被识别，控制装置140能够确定身体体积的2D图形和超声探头传感器120的位置之间的关系，以确定身体体积的2D图形相对于发射器192的位置，所述发射器起到参考点的作用。

[0068] 现在参考图10A，10B和11，在步骤540中，控制装置140以超声采集模式启动并且超声探头110用来采集需要的组织图像。外科医生可以使用超声探头110来产生一部分身体体积的2D图形。通过运动超声探头110，外科医生可以产生由身体体积的一系列2D图形组成的数据集。当超声探头110产生2D图形时，通过使用从超声探头传感器120接收的位置信息，控制装置140“堆叠”2D图形以产生身体体积的一部分的3D图像或模型。在采集模式中，外科医生能够查看显示屏160上的3D图像以保证在3D图像中清晰可见肿瘤组织。如图11中所示，控制装置140可以在显示屏160上产生三个正交视图和图像的倾斜模拟3D视图。在一个实施例中，外科医生能够产生图像的数个数据集并且选择最佳数据集，从该最佳数据集产生治疗计划。

[0069] 现在参考图10A，10B和12，在步骤550中，外科医生使用控制装置140滚动显示3D图像，从而操纵所述视图来识别肿瘤的轮廓。在一个实施例中，外科医生能够使用多种方法识别肿瘤的轮廓，包括使用鼠标、触针或光笔进行徒手绘图。另外，外科医生能够在任何正交视图中选择感兴趣的圆形区域。通过在每个正交视图中选择圆形区域，外科医生可以有效地描绘出组织体积的轮廓。用于画出圆圈的软件方法在现有技术中已被完善。在本实施例中，外科医生可以通过使用鼠标在一个正交视图上选择两个点来限定一个圆。第一点定义该圆的中心。离第一点一段距离的第二点形成所述半径。在一个实施例中，在步骤550中选择的三个圆中的每一个在3D图像内限定数据的柱面或圆柱。控制装置140分析三个柱面的交集以限定肿瘤体积。外科医生也可以利用诸如切割平面这样的附加绘图工具来定义肿瘤体积的轮廓。通过在任何一个正交视图上选择两个点来形成一条直线，外科医生可以限定一个切割平面。通过在所述平面的一侧上选择第三点，外科医生可以丢弃或删除所述切割平面的所述侧上的所有数据。替代实施例可以包括利用另外的几何形状和用于限定这样的形状的方法。本领域的技术人员将理解存在用于限定体积的各种方法。

[0070] 一旦肿瘤的轮廓被建立，在步骤560中控制装置140使用所述轮廓来处理肿瘤体积。如图12中的模拟3D视图所示，控制装置140可以从显示屏160上去除肿瘤轮廓外侧的所有数据。控制装置140也可以分析由外科医生识别的所述肿瘤轮廓内的数据。一般而言，肿瘤组织的密度与正常组织的密度不同。通过比较由像素密度所代表的相对组织密度，控制装置140能够识别肿瘤组织并且进一步细化肿瘤轮廓。

[0071] 在一个替代实施例中，外科医生可以识别显示屏160上的作为肿瘤的一部分的点。控制装置140可以比较由外科医生所选择的点的组织密度与周围组织的密度。通过确定图像中组织密度发生变化的区域，控制装置140可以识别肿瘤体积。控制装置140然后可以加亮在显示屏160上显示的每个视图中的肿瘤体积的边界。在步骤570中，肿瘤体积作为3D透视图被显示在显示屏160上，所述3D透视图可以被处理和测量。

[0072] 在步骤580中，外科医生可以应用余量偏差来扩展肿瘤体积以用于消融计划。基于该扩展体积，外科医生可以选择合适的消融探头180并且输入所选择的探头消融参数，例如长度、消融直径和与物理探头末端偏离的消融直径。可以使用键盘161将所述参数和鼠标162输入到控制装置140中。

[0073] 现在参考图10A，10B和13，在该方法的步骤590中，一旦外科医生对在采集模式中采集的图像满意，控制装置140被更新为计划模式。当在此使用时，治疗体积是当消融探头180保持静止并被供能时受到消融探头180影响的组织的体积。靶标治疗体积是将要用消融探头消融或治疗的组织的体积。在计划模式中，外科医生可以基于消融探头180的消融参数将靶标治疗体积放置到肿瘤体积上，直到实现期望的覆盖度或“映射方案”。外科医生可以使用诸如鼠标162这样的输入装置引导显示屏160上的光标以选择靶标治疗体积的位置。显示屏160上的编号的参考表以靶标治疗体积将要被治疗的顺序列出了靶标治疗体积。通过处理所述参考表，外科医生可以改变治疗顺序或删除靶标治疗体积。控制装置140中的软件允许评估肿瘤体积覆盖度。在一个实施例中，控制装置140指示未包含在任何所述靶标治疗体积中的肿瘤体积的任何部分。在一个替代实施例中，控制装置140可以自动地计算靶标治疗体积并且产生映射方案。在步骤600中，控制装置140将单个的靶标治疗体积位置动态地显示在正交和3D视图上。治疗体积可以用颜色编码，以允许外科医生区别所选择的治疗体积、已经被治疗的靶标治疗体积和仍待治疗的靶标治疗体积。

[0074] 现在参考图10A，10B和14，在步骤610中，在定义了映射方案之后，控制装置140被更新为治疗模式。在治疗模式中，选择的治疗体积、即下一个待治疗的靶标治疗体积被加亮，并且定位器轨迹被指示在显示屏160上。所述轨迹是从定位器150发出的假想的直射线，所述假想的直射线指示了患者体内消融探头180的投射路径。当定位器150被移动时轨迹线在显示屏上被更新。控制装置140能够基于定位器传感器155相对于发射器192的位置和方向计算定位器轨迹150，所述发射器192用作参考点。定位器传感器155相对于通道800固定，消融探头180将被插入到所述通道中。如上所述，由使用发射器192作为参考点的控制装置140产生身体体积的3D图像。该共同参考点允许控制装置140将定位器150的轨迹投射到显示屏160上的正交、模拟和3D视图上。

[0075] 使用所述投射轨迹，外科医生可以选择用于消融探头180的插入点。可以使定位器150在皮肤表面上运动并且外杆310的角度可以被调整，直到定位器轨迹和插入点处于期望的位置。一旦定位器150处于期望的插入点，将可剥离盖物355从柔性稳定器350上除去并且将定位器150轻轻地压靠在患者170上。柔性稳定器上的患者粘合剂317将导致定位器150附着到患者170上。固定装置190也可以锁定到适当位置。在替代实施例中，定位器150可以仅仅由固定装置190或者由柔性稳定器350保持就位。

[0076] 现在参考图8A和8B，在又一替代实施例中，发射器178″可以被包含在夹持器臂260″内。在该实施例中，在选择插入点期间，夹持器臂260″必须保持静止以提供恒定的参考点。一旦定位器150″位于插入点处，夹持器臂260″可以被连接到定位器150″的框架
240″上，在该处夹持器臂将保持在固定位置处。在该点处必须使用新的参考点产生新的3D图像。

[0077] 现在参考图5和10，在步骤620中，当卡杆391与卡扣392脱离接合时，框架340被解开。框架340被旋转以暴露保持架325内的狭槽410。狭槽410使外科医生能够产生经皮切口，从而允许容易地插入消融探头180。当形成切口之后，使框架340旋回到原位并且卡杆391与卡扣392再次接合以固定框架340。或者，可以通过通道800插入手术刀以产生经皮切口。

[0078] 现在参考图3A，3B和10，在步骤630中，通过旋转外杆310和利用在显示屏160上所示的轨迹指示器，定位器150的轨迹与所选择的治疗体积对准。在一个实施例中，所述显示屏160将指示何时定位器150的轨迹与选择的治疗体积对准。一旦轨迹被对准，通过旋转旋钮380可将定位器150锁定在适当位置。旋转旋钮380暴露第二限深器按钮闩390，如图6A和6B中所示。显示屏160指示了从定位器150在皮肤上的布置处到用于所选择的治疗体积的靶标点的距离。当在此使用时，靶标点是这样的点，即，消融探头的末端必须位于该点以消融靶标治疗体积。在一个替代实施例中，显示屏160可以指示用于每个靶标治疗体积的靶标点。显示屏160也可以指示何时定位器轨迹与所选择的治疗体积的靶标点对准。

[0079] 在步骤640中，挤压限深器按钮390，从而对准通孔397并且允许消融探头180插入到通道800中。消融探头180被插入到定位器150中直到消融探头180的远端接触开闭器止挡件307，如图7A和7B中所示。定位器传感器155相对于通道800固定，消融探头180位于所述通道内，从而使控制装置140能够基于定位器传感器155的位置和方向计算被插入的消融探头180的位置和方向。

[0080] 通过使用控制装置140的限深器模式，外科医生可以在消融探头180上定位限深器，从而限深器将消融探头180在患者体内的插入量限制为从插入点到靶标点的距离。首先，外科医生可以使用键盘161或鼠标162选择升高限深器模式。在升高限深器模式中，显示屏160基于限深器的位置提供读数。当限深器320沿着消融探头轴被升高直到限深器的在消融探头轴上高度等于如下深度时所述读数减小为零，即，消融探头必须被插入到所述深度以治疗所选择的治疗体积。该尺寸包含用于对有效消融体积与消融探头的身体端的任何偏差的调整，所述偏差在步骤580中由外科医生输入。图7C描绘了沿消融探头轴升高的限深器320。一旦限深器320被升高到合适高度，释放限深器按钮390将导致通孔397变为不对准。然后通孔397的壁将像夹持器一样夹住消融探头180，从而将限深器320保持就位。图7D描绘了插入到定位器中并且与开闭器止挡件307接触的消融探头180和升高到预定高度的限深器320。定位器传感器155基于其相对于发射器192的位置将其新坐标传递到控制装置140。

[0081] 接着，外科医生可以选择插入限深器模式，从而使显示屏160指示消融探头必须被插入以治疗所选择的治疗体积的深度。外科医生将消融探头180插入到患者170体内直到限深器320返回到其在定位器150上的再接合位置处并且显示屏160的深度读数等于零。在步骤650中，一旦消融探头180位于适当位置以治疗所选择的治疗体积，外科医生为消融探头180供能以治疗靶标体积。在步骤670中完成消融循环之后，外科医生可以使用鼠标162选择要被选择的治疗体积，以指示所选择的治疗体积的治疗被完成。

[0082] 在步骤680中，如果存在任何未消融的靶标治疗体积，控制装置140前进到下一个编号的靶标治疗体积。显示屏160加亮所述下一个所选择的治疗体积并且减暗屏幕上图像中和靶标治疗体积的参考列表中的已完成的靶标治疗体积。

[0083] 在该过程的步骤690中，外科医生按压限深器按钮390并且从组织去除上移除探头180。旋转旋钮380解锁定位器轨迹。在步骤700中，该过程返回步骤630并且重复所述轨迹和治疗，直到所有靶标治疗体积被消融。外科医生可以选择在任何点再扫描肿瘤组织。在一个实施例中，控制装置140将指示显示屏160上的未消融的肿瘤组织。

[0084] 在步骤710中，控制装置140允许外科医生存储任何超声图像、正交2D或3D视图或者消融计划。所述信息可以被存储在硬盘驱动器、光盘驱动器、CD或本领域中已知的其它任何存储介质中。在该方法期间可以进行屏幕捕捉并且随后进行打印。当在此使用时，屏幕捕捉传递来自显示屏160的当前图像并且将其存储为图像文件以备随后使用。

[0085] 采用肿瘤作为基准来治疗肿瘤的方法

[0086] 本发明的第三方面涉及使用肿瘤作为基准在患者体内消融肿瘤的方法。当在此使用时，基准是参考点。通过在完整呼吸循环期间将超声探头保持在固定位置，所述成像系统能够采集由于呼吸导致的肿瘤活动。所述系统可以在其最长的驻留时间产生肿瘤的图像。当在此使用时，驻留时间是在每个呼吸循环结束时吸气和呼气之间的短暂停顿。驻留时间图像用来产生消融计划。当控制装置140使肿瘤活动与消融计划图像同步时，超声探头用来监视患者的呼吸循环。控制装置140向外科医生指示何时运动的肿瘤与消融计划图像对准。在一个实施例中，稍稍在肿瘤对准消融计划图像之前，控制装置140将警告外科医生，以允许外科医生有反应时间。通过仅仅当肿瘤与消融计划图像对准时插入手术装置，该方法消除了由于呼吸运动导致的差错。

[0087] 现在参考图15A和15B，在本发明第三方面的一个实施例中，在步骤1000开始设定装置。用于腹腔镜检查程序的设置程序已经被完善并且记载在单独的手术参考资料中。如图1B中所示，提供了容纳有键盘161、鼠标162和显示屏160的移动车210并且将该移动车连接到控制装置140。带有超声探头传感器120的超声探头支架125被安装到超声探头110上。超声系统100和定位器传感器155也被连接到控制装置140。将腹腔镜摄像机
115连接到单独的手术室监视器116上。

[0088] 在步骤1010中将固定装置190安装在手术室病床导轨195上，从而使自由远端位于插入点附近。固定装置190处于轻摩擦状态以允许在适当位置进一步调整。固定装置190具有支承发射器192的第二刚性臂191。发射器192用作参考点并且被连接到控制装置140。将定位器150连接到固定装置190的自由端。在该方法的步骤1020中，外科医生使腹腔镜摄像机115和超声探头110通过它们各自的套管针到达组织部位。

[0089] 现在参考图11，15A和15B，在步骤1030中，如上详细叙述的那样，外科医生校准超声探头110和定位器150。在步骤1040中，控制装置140启动超声采集模式并且超声探头110用来捕捉所需的组织图像。当超声探头110移动时，其产生由身体体积的一系列2D图形组成的数据集。如上面关于本发明的第二方面详细所述的那样，这些2D图形被堆叠以产生身体体积的一部分的3D图像。控制装置140在显示屏160上产生三个正交2D视图和倾斜的模拟3D视图。在采集模式中，外科医生能够查看显示器160上的模拟3D视图和2D视图，并且保证肿瘤组织被身体体积的图像完全覆盖。在一个实施例中，外科医生能够产生数个图像并且选择最佳图像，从该最佳图像产生治疗计划。

[0090] 现在参考图12，15A和15B，在步骤1050中，外科医生使用控制装置140滚动查看3D图像，以处理所述视图，从而识别肿瘤的轮廓。在一个实施例中，外科医生能够使用多种方法识别肿瘤的轮廓，包括使用鼠标、触针或光笔进行徒手绘图。另外，外科医生能够在任何正交视图中选择感兴趣的圆形区域。通过在每个正交视图中选择圆形区域，外科医生可以有效地描绘出组织体积的轮廓。用于画出圆形的软件方法在现有技术中已被完善。在一个实施例中，外科医生可以通过在一个正交视图上选择两个点来限定一个圆。第一点定义圆的中心。离第一点一段距离的第二点形成所述半径。在本实施例中，在步骤1050中选择的三个圆中的每一个在3D图像内定义数据的柱面或圆柱。所述软件分析那三个柱面的交集以限定肿瘤体积。外科医生也可以利用诸如切割平面这样的附加绘图工具来限定肿瘤体积的轮廓。通过在任何一个正交视图上选择两个点来形成一条直线，外科医生可以定义一个切割平面。通过在所述平面的一侧上选择第三点，外科医生可以丢弃或删除所述切割平面的所述侧上的所有数据。替代实施例可以包括利用另外的几何形状和用于定义这样的形状的方法。本领域的技术人员将理解存在用于定义体积的多种方法。本发明并不意味着局限于特定的方法。

[0091] 一旦肿瘤的轮廓被建立，在步骤1060中，外科医生识别在肿瘤上的用作基准或参考点的点。在步骤1070控制装置140使用所述轮廓来处理肿瘤体积。如图12中的模拟3D视图所示，控制装置140可以从显示屏160上去除肿瘤轮廓外侧的所有数据。在本发明第三方面的另一替代实施例中，控制装置140可以分析由外科医生识别的所述轮廓内的数据。通过比较由像素密度所代表的相对组织密度，控制装置140能够进一步限定所述轮廓内的肿瘤体积。在一个替代实施例中，外科医生可以识别显示屏160上的作为肿瘤的一部分的点。基于选择点的组织密度，控制装置140可以自动地产生肿瘤体积的轮廓并且加亮在显示屏160上显示的每个视图中的肿瘤的边界。肿瘤体积作为3D透视图被显示在显示屏160上，所述3D透视图可以被处理和测量。

[0092] 在步骤1080中，外科医生可以应用余量偏差来扩展肿瘤体积以用于消融计划。基于该扩展体积，外科医生可以选择合适的消融探头180并且输入所选择的探头的消融参数，例如长度、消融直径和离物理探头末端的消融直径。所述消融参数可以使用键盘161和鼠标162输入到控制装置140中。

[0093] 在步骤1090中，外科医生在收集图像数据以捕捉患者170的完整呼吸循环的同时将超声探头110保持在固定位置。在步骤1100中，控制装置140记录在呼吸循环结束时的位置极值、行进长度和驻留时间。在最长驻留时间的肿瘤体积的位置被定义为驻留位置。在步骤1110中，控制装置140产生肿瘤在驻留位置的图像，所述图像在此被称为驻留位置图像。驻留位置图像被显示在显示屏160上，从而允许外科医生旋转、经过切除平面、放大或另外处理所述驻留位置图像。

[0094] 在步骤1120中，一旦外科医生对在采集模式中采集的图像满意，控制装置140被更新为计划模式以产生映射方案。外科医生可以基于消融探头180的消融参数将靶标治疗体积放置到肿瘤体积上，直到实现期望的覆盖度或映射方案。在一个实施例中，外科医生可以使用诸如鼠标162这样的输入装置引导显示屏160上的光标以在显示屏160上选择靶标治疗体积的位置。控制装置140中的软件允许评估肿瘤覆盖度。编号的参考表以靶标治疗体积将要被治疗的顺序列出了靶标治疗体积。通过处理所述参考表，外科医生可以改变治疗顺序或删除靶标治疗体积。在一个替代实施例中，控制装置140可以自动地计算靶标治疗体积并且产生映射方案。控制装置140将单个的靶标治疗体积位置动态地显示在正交和3D视图上。一旦外科医生满意所述映射方案，控制装置140被更新为治疗模式并且最初选择的治疗体积被加亮。

[0095] 在步骤1130中，外科医生将定位器150运动到切口区域。显示屏160指示定位器150的轨迹和所选择的治疗体积。使用所述投射轨迹，外科医生可以选择用于消融探头180的插入点。在步骤1140中，当固定装置190仍然处于轻摩擦状态时，将可剥离盖物355从柔性稳定器350上剥离，以暴露患者粘合剂317。使定位器150返回到皮肤表面，并且外杆
310成角度，直到轨迹准线和插入点处于期望位置。柔性稳定器350被轻轻地压靠在患者身上并且固定装置190被锁定在适当位置。

[0096] 现在参考图5，15A和15B，在步骤1150中，当卡杆391与卡扣392脱离接合时框架340被解开。框架340被旋转以暴露保持架325内的狭槽410。狭槽410使外科医生能够产生经皮切口，以允许容易地通过皮肤插入消融探头180。当形成切口后，将框架340旋回到原位并且使卡杆391与卡扣392再次接合。作为选择，可以通过通道800插入手术刀以产生经皮切口，从而不需要旋转框架340。

[0097] 在步骤1160中，外科医生再次将超声探头110保持在固定位置，以捕捉完整的呼吸循环并且在患者的呼吸期间确定肿瘤的位置极值。在步骤1170中外科医生指导控制装置140采集一个或多个呼吸循环。由于麻醉，患者呼吸速率恒定并且被控制，控制装置140能够分析超声图像以监视患者的呼吸循环。在一个替代实施例中，可以使用连接到患者170的胸部的运动检测器或加速计来监视呼吸循环。用于监视呼吸的附加方法在本领域中是已知的。当监视数次呼吸循环之后，控制装置140能够确定何时肿瘤将处于驻留位置。控制装置140控制指示器，所述指示器提示外科医生肿瘤正接近驻留位置。所述指示器可以使用音频或视频暗示，例如普通光或运动棒来实现，以提示呼吸循环处于呼吸驻留时期。由于使用驻留位置图像产生映射方案，呼吸驻留现在与消融映射方案同步。外科医生使用所述指示器来定时消融探头180的插入。在一个实施例中，当指示肿瘤正接近驻留位置时控制装置140将允许由于外科医生的反应时间导致的延迟。当肿瘤处于驻留位置时通过插入消融探头180，通过消除由呼吸导致的组织运动产生的误差而提高消融探头放置的精度。

[0098] 在步骤1180中，消融探头180被放置到定位器150中并且靶标轨迹被确定。在一个实施例中，显示屏160将指示何时定位器180的轨迹与所选择的治疗体积对准。一旦所述轨迹被对准，通过旋转旋钮380将其锁定到适当位置。如上面关于本发明的第二方面详细所述的那样，在步骤1190中，限深器320被升高到预定位置。然后，外科医生等待来自控制装置140指示肿瘤处于驻留位置的信号，然后插入消融探头180，直到限深器320位于定位器150内。然后在步骤1200中，外科医生为探头供能以消融所选择的治疗体积。在步骤1210中，当消融循环完成时，外科医生可以使用鼠标162来选择被选择的治疗体积，以指示靶标治疗体积的治疗完成。

[0099] 在步骤1220中，如果存在附加的靶标治疗体积，控制装置140前进到下一个编号的靶标治疗体积，加亮其位置并且减暗显示屏上视图中和参考表中的已完成的靶标治疗体积。在步骤1230中，外科医生按压限深器按钮390并且从组织上移除消融探头180。外科医生转动旋钮380以解锁定位器150并且调整所述轨迹。在步骤1240中，通过返回到步骤1180重复该过程，直到所有的靶标治疗体积被消融。外科医生可以在任何时间选择产生肿瘤组织的附加图像。在步骤1250中，外科医生可以选择存储超声图像、正交或3D视图或映射方案中的任何一个。也可以在任何时间进行屏幕捕捉以用于随后进行的打印。

[0100] 尽管通过几个实施例的描述例举了本发明，申请人的目的并不是将附加权利要求的精神和范围限制或局限在这样的细节。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员将能够进行各种其它的变化、改变和替代。例如，关于肿瘤的消融例举了本发明的装置和方法，但是应当理解本发明具有其它的应用。而且，与本发明相关的每个元件的结构可以被替代地描述为用于提供所述元件所执行的功能的装置。将会理解之前的描述仅仅通过例子被提供，在不脱离附加权利要求的范围和精神的情况下，本领域的技术人员可以进行其它改进。