具有一体式导航传感器的内窥镜

摘要

本发明公开了一种设备(100)，该设备包括内窥镜(260,360)、导航传感器(220)和接口特征部(110,112,114)。内窥镜包括主体(262,362)、从主体朝远侧延伸的轴(264,364)以及位于轴的远侧部分处的窗口(266,366)。导航传感器定位在轴的远侧部分处。接口特征部可将导航传感器与图像引导系统联接。导航传感器可与图像引导系统协作以提供指示导航传感器在三维空间中的位置的反馈。

说明书

背景技术

图像引导外科手术(IGS)为一种这样的技术：其中使用计算机来获得已经插入患者体内的器械的位置与手术前获得的图像集合(例如，CT或MRI扫描、3-D标测图等)的实时相关性，使得计算机系统可在手术前获得的图像上叠加器械的当前位置。在一些IGS规程中，在外科手术之前获得手术区的数字断层扫描(例如，CT或MRI、3-D标测图等)。然后使用专门编程的计算机将数字断层扫描数据转化成数字地图。在外科手术过程中，具有安装在其上的传感器(例如，发出电磁场和/或响应于外部产生电磁场的电磁线圈)的特殊器械用于执行手术，同时传感器向计算机发送数据从而指示每个外科器械的当前位置。该计算机将从安装在器械上的传感器接收的数据与由手术前断层扫描生成的数字地图相关联。断层扫描图像连同指示器(例如，十字准线或照亮点等)一起示于视频监视器上，从而示出每个外科器械相对于扫描图像中所示解剖结构的实时位置。这样，即使外科医生不能直接在体内的器械当前位置处目视查看其本身，外科医生也能够通过查看视频监视器而了解每个配备传感器的器械的确切位置。

可用于ENT和鼻窦手术中的电磁IGS系统的示例为由加利福尼亚州欧文市(Irvine,California)的Biosense-Webster,Inc.提供的

虽然已研制出若干系统和方法并用于医疗手术，但是据信，本发明人之前尚未有人研制出或使用所附权利要求书中所描述的发明。

附图说明

虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求书，但是据信通过对下面某些示例的描述并结合附图可以更好地理解本发明，附图中类似的附图标记表示相同元件，并且其中：

图1示出了在坐在示例性医疗规程椅中的患者上使用的示例性鼻窦手术导航系统的示意图；

图2示出了适于与图1的鼻窦外科导航系统一起使用的示例性内窥镜的透视图；

图3示出了沿图2的线3-3截取的图2的内窥镜的柔性轴的远侧端部的横剖视图；

图4示出了适于与图1的鼻窦外科导航系统一起使用的另一个示例性内窥镜的透视图；并且

图5示出了沿图4的线5-5截取的图4的内窥镜的柔性轴的远侧端部的横剖视图。

附图并非旨在以任何方式进行限制，并且设想本发明的各种实施方案可以多种其他方式来执行，包括那些未必在附图中示出的方式。并入本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的若干方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理；然而，应当理解，本发明并不限于所示出的明确布置方式。

具体实施方式

本发明的某些示例的以下说明不应用于限定本发明的范围。从下面的描述而言，本发明的其他示例、特征、方面、实施方案和优点对本领域的技术人员而言将变得显而易见，下面的描述以举例的方式进行，这是为实现本发明所设想的最好的方式中的一种方式。如将认识到，本发明能够具有其他不同且明显的方面，所有这些方面均不脱离本发明。因此，附图和说明应被视为实质上是例示性的而非限制性的。

应当理解，本文使用的术语“近侧”和“远侧”是相对于握持手持件组件的临床医生而言的。因此，端部执行器相对于较近的手持件组件而言处于远侧。还应当理解，为方便和清晰起见，本文关于临床医生握持手持件组件的情况也使用空间术语诸如“顶部”和“底部”。然而，外科器械在许多取向和位置中使用，并且这些术语并非旨在为限制性的和绝对的。

还应当理解，本文所述的教导内容、表达、型式、示例等中的任何一者或多者可与本文所述的其他教导内容、表达、型式、示例等中的任何一者或多者相结合。因此下述教导内容、表达、型式、示例等不应被视为彼此分离。鉴于本文的教导内容，本文的教导内容可进行组合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。此类修改和变型旨在包括在权利要求书的范围内。

图1示出了使得能够使用图像引导执行医疗规程的示例性IGS导航系统(100)。在一些情况下，IGS导航系统(100)在其中扩张器械组件(未示出)用于扩张鼻旁窦口的规程期间使用；或用于扩张某一其他解剖通道(例如，在耳、鼻或喉内等)。作为另一个仅例示性示例，IGS导航系统(100)可在患者头部内(包括但不限于患者的鼻腔、鼻旁窦、咽鼓管等内)执行任何其他种类的医疗规程期间使用；在患者头部内的其他地方；在患者的喉咙里；或患者体内的其他地方。参考本文的教导内容，其中可使用IGS导航系统(100)的各种合适位置和临床环境对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。

除了具有本文所述的部件和可操作性之外或代替本文所述的部件和可操作性，IGS导航系统(100)可根据以下专利的教导内容中的至少一些教导内容来构造和操作：2014年4月22日公布的名称为“Guidewires for Performing Image Guided Procedures”的美国专利8,702,626，其公开内容以引用方式并入本文；2012年11月27日公布的名称为“Anatomical Modeling from a 3-D Image and a Surface Mapping”的美国专利8,320,711，其公开内容以引用方式并入本文；2010年5月18日公布的名称为“Methods andDevices for Performing Procedures within the Ear,Nose,Throat and ParanasalSinuses”的美国专利7,720,521，其公开内容以引用方式并入本文；2014年12月11日公布的名称为“Systems and Methods for Performing Image Guided Procedures within theEar,Nose,Throat and Paranasal Sinuses”的美国专利公布2014/0364725，其公开内容以引用方式并入本文；2016年10月27日公布的名称为“System and Method to MapStructures of Nasal Cavity”的美国公布2016/0310042；以及2011年3月10日公布的名称为“Systems and Methods for Performing Image Guided Procedures within the Ear,Nose,Throat and Paranasal Sinuses”的美国专利公布2011/0060214，其公开内容以引用方式并入本文。

本示例的IGS导航系统(100)包括场发生器组件(200)，该场发生器组件包括集成到马蹄形框架(204)内的磁场发生器(206)集合。场发生器(206)能够操作以在患者头部周围生成不同频率的交变磁场。场发生器(206)由此能够跟踪插入患者头部中的导航导丝(130)的位置。参考本文的教导内容，可用于形成并驱动场发生器(206)的各种合适的部件对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。

在本示例中，将框架(204)安装到座椅(300)，其中患者(P)坐在座椅(300)中，使得框架(204)位于患者(P)的头部(H)附近。仅以举例的方式，座椅(300)和/或场发生器组件(200)可根据以下美国专利申请的教导内容中的至少一些来构造和操作：2018年3月23日提交的名称为“Apparatus to Secure Field Generating Device to Chair”的美国专利申请15/933,737，其公开内容以引用方式并入本文。

本示例的IGS导航系统(100)还包括处理器(110)，该处理器控制场发生器(206)和IGS导航系统(100)的其他元件。例如，处理器(110)能够操作以驱动场发生器(206)产生电磁场；并且处理来自导航导丝(130)的信号以确定传感器(未示出)在患者(P)的头部(H)内的导航导丝(130)中的位置。处理器(110)包括与一个或多个存储器通信的处理单元。本示例的处理器(110)安装在控制台(116)中，该控制台包括操作控件(112)，该操作控件包括键盘和/或指向装置诸如鼠标或轨迹球。在执行外科规程时，医师使用操作控件(112)与处理器(110)进行交互。

联接单元(132)被固定到导航导丝(130)的近侧端部。该示例的联接单元(132)被配置为在控制台(116)和导航导丝(130)之间提供数据和其他信号的无线通信。虽然本示例的联接单元(132)与控制台(116)无线地联接，但一些其他型式可提供联接单元(132)与控制台(116)之间的有线联接。参考本文的教导内容，可结合到联接单元(132)中的各种其他合适的特征和功能对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。

本示例的导航导丝(130)包括响应于由场发生器(206)生成的交变电磁场的传感器(未示出)。在本示例中，导航导丝(130)的传感器包括位于导航导丝(130)的远侧端部处的至少一个导线线圈。当此类线圈定位在由场发生器(206)生成的交变电磁场内时，交变磁场可在线圈中生成电流，并且该电流可沿导航导丝(130)中的电导管传送，并且经由联接单元(132)进一步传送至处理器(110)。该现象可使IGS导航系统(100)能够确定导航导丝(130)的远侧端部在三维空间内(即，在患者(P)的头部(H)内)的位置。为了实现这一点，处理器(110)执行算法以根据导航导丝(130)中线圈的位置相关信号计算导航导丝(130)的远侧端部的位置坐标。

处理器(110)使用存储在处理器(110)的存储器中的软件来校准并操作系统(100)。此类操作包括驱动场发生器(206)、处理来自导航导丝(130)的数据、处理来自操作控件(112)的数据、以及驱动显示屏(114)。处理器(110)还能够操作以经由显示屏(114)实时提供视频，该显示屏示出导航导丝(130)的远侧端部相对于患者头部(H)的摄像机图像的位置、患者头部(H)的CT扫描图像、和/或患者鼻腔内及患者鼻腔附近解剖结构的计算机生成的三维模型。显示屏(114)可在外科规程期间同时地和/或彼此叠加地显示此类图像。此类显示图像还可包括插入患者头部(H)中的器械(诸如导航导丝(130))的图形表示，使得操作者可实时查看器械在其实际位置的虚拟绘制。仅以举例的方式，显示屏(114)可根据2016年1月14日公布的名称为“Guidewire Navigation for Sinuplasty”的美国公布2016/0008083的教导内容中的至少一些教导内容来提供图像，该公布的公开内容以引用方式并入本文。在操作者还使用内窥镜的情况下，也可在显示屏(114)上提供内窥镜图像。

本领域中那些普通技术人员将认识到，当导航导丝(130)与医疗器械联接时，通过显示屏(114)提供的图像可有助于引导操作者操纵和以其他方式操纵患者头部(H)内和/或患者(P)解剖结构内的其他地方的医疗器械。

在一些情况下，除了知道仪器相对于CT扫描图像的位置之外，可能期望在视觉上确认工作元件被放置在何处。换句话讲，可能期望结合其他视觉辅助(诸如由内窥镜提供的视频图像)使用IGS导航系统(100)。例如，在咽鼓管扩张期间，可能需要仔细导航扩张器械，以避免对相邻精细解剖结构造成创伤。当在精细解剖结构上或周围操作时，知道器械的位置与CT扫描图像相关，同时还具有与工作装置(例如，扩张导管)相邻的解剖结构的内窥镜可视化，可有助于更准确地将工作装置放置在所需位置。

以下示例涉及具有一体式导航传感器的各种内窥镜装置，该一体式导航传感器被配置为代替导丝(130)或除导丝(130)之外用于IGS导航系统(100)中。虽然下文描述了具有一体式导航传感器的内窥镜的各种示例，但应当理解，参考本文的教导内容，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，可对内窥镜进行各种组合或修改。

图2示出了可容易地并入上述IGS导航系统(100)中的示例性内窥镜(260)。本示例的内窥镜(260)包括主体(262)、从主体(262)朝远侧延伸的柔性轴(264)、以及导航组件(210)。如将在更大导航组件(210)中所述，被配置为与IGS导航系统(100)联接，使得可经由显示屏(114)实时查看柔性轴(264)的远侧端部(268)相对于患者头部(H)的摄像机图像的位置，患者头部(H)的CT扫描图像，和/或计算机生成的患者鼻腔内及其附近的解剖结构的三维模型。

柔性轴(264)限定管腔(265)并且围绕其自身的纵向轴线从主体(262)延伸，终止于远侧端部(268)。柔性轴(264)为足够柔性的，使得轴(264)可从直的纵向轴线侧向弯曲。因此，柔性轴(264)可弯曲以便导航通过曲折路径以到达解剖结构内的所需位置。在本示例中，轴(264)的远侧端部(268)包括弯曲的透明窗口(266)。在一些其他型式中，窗口(266)不是弯曲的。虽然未示出，但多个棒状透镜和/或光传输纤维可在管腔(265)内并沿轴(264)的长度延伸。

在本示例中，透镜定位在棒状透镜的远侧端部处，并且摆动棱镜定位在透镜和窗口(266)之间。摆动棱镜能够围绕横向于轴(264)的远侧端部(268)的纵向轴线的轴线枢转。摆动棱镜限定随着摆动棱镜枢转的视线。所述视线限定相对于轴(264)的远侧端部(268)的纵向轴线的视角。所述视线可从近似0度到近似120度，从近似10度到近似90度，或者在任何其他合适的范围内枢转。摆动棱镜和窗口(266)还提供跨越近似60度的视野(其中视线在视野中心)。因此，基于摆动棱镜的枢转范围，视野能够实现跨越近似180度、近似140度或任何其他范围的观察范围。当然，所有这些值只是示例。此外，一些变型可省略摆动棱镜，使得内窥镜(260)仅具有单个固定视线，该固定视线不能相对于轴(264)的远侧端部(268)的纵向轴线进行调节。

本示例的主体(262)包括光柱(270)、目镜(272)、旋转转盘(274)以及枢转转盘(276)。光柱(270)与轴(264)的管腔(265)内的光传输纤维通信，并且被配置为与光源联接，从而照亮在窗口(266)远侧的患者体内的位点。目镜(272)被配置为经由内窥镜(260)的光学器件提供通过窗口(266)捕获的视图的可视化。可视化系统(例如，照相机和显示屏等)可与目镜(272)联接，以经由内窥镜(260)的光学器件提供通过窗口(266)捕获的视图的可视化。旋转转盘(274)被配置为使轴(264)围绕轴(264)的纵向轴线相对于主体(262)旋转。即使在摆动棱镜被枢转成使得视线与轴(264)的纵向轴线不平行的情况下，仍可执行此旋转。枢转转盘(276)与摆动棱镜联接，从而能够操作以使摆动棱镜围绕横向枢转轴线枢转。主体(262)上的标记(278)提供指示视角的视觉反馈。参考本文的教导内容，可用于将旋转转盘(274)与摆动棱镜联接的各种合适的部件和布置对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。仅以举例的方式，内窥镜(260)可根据美国公布2010/0030031的教导内容中的至少一些进行构造，该专利的公开内容以引用方式并入本文。参考本文的教导内容，内窥镜(260)可采用的其他合适形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。仅以举例的方式，内窥镜(260)的一些变型(例如，缺少摆动棱镜的型式)可完全缺少旋转转盘(274)和/或枢转转盘(276)。

导航组件(210)包括附接到轴(264)的远侧端部(268)的传感器(220)、联接单元(212)和从传感器(220)延伸到联接单元(212)的通信导线(214)。联接单元(212)可基本上类似于上述联接单元(132)，但具有下文详述的差异。因此，联接单元(212)可与控制台(116)联接。参考本文的教导内容，对本领域普通技术人员显而易见的是，联接单元(212)可与控制台(116)通过有线通信设施诸如USB或经由任何其他合适的方式无线地联接。参考本文的教导内容，可结合到联接单元(212)中的各种其他合适的特征和功能对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。

传感器(220)可基本上类似于上述导航导丝(130)的传感器(未示出)，但具有下文详述的差异。在本示例中，传感器(220)包括包封在外壳(216)中的线圈构件(218)。传感器(220)附接到轴(264)的位于远侧端部(268)处的外部部分。具体地讲，传感器(220)从轴(264)的远侧端部(268)侧向偏移，使得传感器与由轴(264)的相邻部分限定的纵向轴线间隔开。换句话讲，传感器(220)附接到轴(264)，使得传感器(220)和轴(264)的相邻部分不是同轴的。通信导线(214)还沿轴(263)的外部部分从传感器(220)的近侧部分一直延伸到联接单元(212)。具体地讲，通信导线(214)与线圈构件(218)和联接单元(212)两者通信。

虽然本示例的传感器(220)仅包括本示例的一个单个线圈构件(218)，但是传感器(220)的一些其他型式可包括两个线圈构件(218)、三个线圈构件(218)或多于三个线圈构件(218)。在具有两个或更多个线圈构件(218)的型式中，不同的线圈构件(218)可沿彼此正交的或以其他方式彼此不对准的相应轴线取向。

当线圈构件(218)定位在由场发生器(206)生成的交变电磁场内时，交变磁场可在线圈构件中生成电流，并且该电流可沿通信导线(214)传送，并且经由联接单元(212)进一步传送至处理器(110)。因为线圈构件(218)是相对于轴(264)固定的，因此该现象可使得IGS导航系统(100)能够确定轴(264)的远侧端部(268)在三维空间内(即，患者(P)的头部(H)内)的位置。为了实现这一目的，处理器(110)执行算法以根据线圈构件(218)的位置相关信号来计算轴(264)的远侧端部(268)的位置坐标。因此，在示例性使用期间，操作者可根据本文的描述实时查看显示屏(114)上的轴(264)的远侧端部(268)的位置(例如，相对于患者(P)的头部(H)的CT扫描或数字模型等)，并且还查看由内窥镜(260)的窗口(266)提供的实时视频馈送。换句话讲，操作者可观察由内窥镜(260)提供的实时视频馈送，同时还具有轴(264)的远侧端部(268)位于患者头部(H)内的位置的参考点。

此外，经由内窥镜(260)的窗口(266)提供的光可用于本领域的普通技术人员参考本文的教导内容将显而易见的任何其他合适的目的。例如，经由窗口(266)提供的光可用于透照确认轴(264)的远侧端部(268)的正确放置。另选地，经由窗口(266)提供的光可简单地照亮由内窥镜(260)捕获的视频图像的视场。

图5示出了可容易地并入上述IGS导航系统(100)中的另一个示例性内窥镜(360)。内窥镜(360)基本上类似于上述的内窥镜(260)，但具有下文详述的差异。本示例的内窥镜(360)包括主体(362)、从主体(362)朝远侧延伸的柔性轴(364)、以及导航组件(310)。如将在更大导航组件(310)中所述，被配置为与IGS导航系统(100)联接，使得可经由显示屏(114)实时查看柔性轴(364)的远侧端部(368)相对于患者头部(H)的摄像机图像的位置，患者头部(H)的CT扫描图像，和/或计算机生成的患者鼻腔内及其附近的解剖结构的三维模型。

柔性轴(364)限定管腔(365)并且围绕其自身的纵向轴线从主体(362)延伸，终止于远侧端部(368)。柔性轴(364)为足够柔性的，使得轴(364)可从直的纵向轴线侧向弯曲。因此，柔性轴(364)可弯曲以便导航通过曲折路径以到达解剖结构内的所需位置。在本示例中，轴(364)的远侧端部(368)包括弯曲的透明窗口(366)。在一些其他型式中，窗口(366)不是弯曲的。虽然未示出，但多个棒状透镜和光传输纤维可在管腔(365)内并沿轴(364)的长度延伸。

在本示例中，透镜定位在棒状透镜的远侧端部处，并且摆动棱镜定位在透镜和窗口(366)之间。摆动棱镜能够围绕横向于轴(364)的远侧端部(368)的纵向轴线的轴线枢转。摆动棱镜限定随着摆动棱镜枢转的视线。所述视线限定相对于轴(364)的远侧端部(368)的纵向轴线的视角。所述视线可从近似0度到近似120度，从近似10度到近似90度，或者在任何其他合适的范围内枢转。摆动棱镜和窗口(366)还提供跨越近似60度的视野(其中视线在视野中心)。因此，基于摆动棱镜的枢转范围，视野能够实现跨越近似180度、近似140度或任何其他范围的观察范围。当然，所有这些值只是示例。此外，一些变型可省略摆动棱镜，使得内窥镜(360)仅具有单个固定视线，该固定视线不能相对于轴(364)的远侧端部(368)的纵向轴线进行调节。

本示例的主体(362)包括光柱(370)、目镜(372)、旋转转盘(374)以及枢转转盘(376)。光柱(370)与轴(364)的管腔(365)内的光传输纤维通信，并且被配置为与光源联接，从而照亮在窗口(366)远侧的患者体内的位点。目镜(372)被配置为经由内窥镜(360)的光学器件提供通过窗口(366)捕获的视图的可视化。可视化系统(例如，照相机和显示屏等)可与目镜(372)联接，以经由内窥镜(360)的光学器件提供通过窗口(366)捕获的视图的可视化。旋转转盘(374)被配置为使轴(364)围绕轴(364)的纵向轴线相对于主体(362)旋转。即使在摆动棱镜被枢转成使得视线与轴(364)的纵向轴线不平行的情况下，仍可执行此旋转。枢转转盘(376)与摆动棱镜联接，从而能够操作以使摆动棱镜围绕横向枢转轴线枢转。主体(362)上的标记(378)提供指示视角的视觉反馈。参考本文的教导内容，可用于将旋转转盘(374)与摆动棱镜联接的各种合适的部件和布置对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。仅以举例的方式，内窥镜(360)可根据美国公布2010/0030031的教导内容中的至少一些进行构造，该专利的公开内容以引用方式并入本文。参考本文的教导内容，内窥镜(60)可采用的其他合适形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。仅以举例的方式，内窥镜(360)的一些变型(例如，缺少摆动棱镜的型式)可完全缺少旋转转盘(374)和/或枢转转盘(376)。

导航组件(300)包括附接到轴(364)的远侧端部(368)的传感器(320)、联接单元(312)和从传感器(320)延伸到联接单元(312)的通信导线(314)。联接单元(312)可基本上类似于上述联接单元(132)，但具有下文详述的差异。因此，联接单元(312)可与控制台(116)联接。参考本文的教导内容，对本领域普通技术人员显而易见的是，联接单元(312)可与控制台(116)通过有线通信设施诸如USB或经由任何其他合适的方式无线地联接。参考本文的教导内容，可结合到联接单元(312)中的各种其他合适的特征和功能对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。

传感器(320)可基本上类似于上述导航导丝(130)的传感器(未示出)，但具有下文详述的差异。在本示例中，传感器(320)包括包封在外壳(316)中的线圈构件(318)。传感器(320)附接到轴(364)的位于远侧端部(368)处的外部部分。具体地讲，线圈构件(318)缠绕在轴(364)的外部部分周围，使得轴(364)的远侧端部和线圈构件(318)是同轴的。

虽然在当前示例中，线圈构件(318)缠绕在轴(364)的外部部分周围并且包封在外壳(316)中，但是线圈构件(318)可以另选地缠绕在轴(364)的内表面周围，使得轴(364)用作线圈构件(318)的外壳。在此类示例中，线圈构件(318)可有助于限定管腔(365)的对应部分。另选地，在此类示例中，内部涂层可围绕线圈构件318，使得线圈构件被轴364包封，同时内部涂层有助于限定管腔365的对应部分。虽然在当前示例中，线圈构件(318)缠绕在轴(364)的整个圆周上，但线圈构件(318)可以仅缠绕在轴(364)的圆周的截面部分上。作为另一个仅例示性示例，线圈构件(318)可嵌入在轴(364)的侧壁内。当然，参考本文的教导内容，对本领域普通技术人员显而易见的是，可使用线圈构件(318)的任何其他合适的变型和放置。

通信导线(314)从传感器(320)的近侧部分一直到联接单元(312)。具体地讲，通信导线(314)可在管腔(365)内沿轴(364)的内部、在轴(364)的外部上或沿轴(364)延伸作为电迹线。通信导线(314)与线圈构件(318)和联接单元(312)两者连通。

虽然本示例的传感器(320)仅包括本示例的一个单个线圈构件(318)，但是传感器(320)的一些其他型式可包括两个线圈构件(318)、三个线圈构件(318)或多于三个线圈构件(318)。在具有两个或更多个线圈构件(318)的型式中，不同的线圈构件(318)可沿彼此正交的或以其他方式彼此不对准的相应轴线取向。

当线圈构件(318)定位在由场发生器(306)生成的交变电磁场内时，交变磁场可在线圈构件中生成电流，并且该电流可沿通信导线(314)传送，并且经由联接单元(312)进一步传送至处理器(110)。因为线圈构件(318)是相对于轴(364)固定的，因此该现象可使得IGS导航系统(100)能够确定轴(364)的远侧端部(368)在三维空间内(即，患者(P)的头部(H)内)的位置。为了实现这一目的，处理器(110)执行算法以根据线圈构件(318)的位置相关信号来计算轴(364)的远侧端部(368)的位置坐标。因此，在示例性使用期间，操作者可根据本文的描述查看显示屏(114)上的轴(364)的远侧端部(368)的位置(例如，相对于患者(P)的头部(H)的CT扫描或数字模型等)，并且还查看由内窥镜(360)的窗口(366)提供的实时视频馈送。换句话讲，操作者可观察由内窥镜(360)提供的实时视频馈送，同时还具有轴(364)的远侧端部(368)位于患者头部(H)内的位置的参考点。

此外，经由内窥镜(360)的窗口(366)提供的光可用于本领域的普通技术人员参考本文的教导内容将显而易见的任何其他合适的目的。例如，经由窗口(366)提供的光可用于透照确认轴(364)的远侧端部(368)的正确放置。另选地，经由窗口(366)提供的光可简单地照亮由内窥镜(360)捕获的视频图像的视场。

以下实施例涉及本文的教导内容可被组合或应用的各种非穷尽性方式。应当理解，以下实施例并非旨在限制可在本专利申请或本专利申请的后续提交文件中的任何时间提供的任何权利要求的覆盖范围。不旨在进行免责声明。提供以下实施例仅仅是出于例示性目的。预期本文的各种教导内容可按多种其他方式进行布置和应用。还设想到，一些变型可省略在以下实施例中所提及的某些特征。因此，下文提及的方面或特征中的任一者均不应被视为决定性的，除非另外由发明人或关注发明人的继承者在稍后日期明确指明如此。如果本专利申请或与本专利申请相关的后续提交文件中提出的任何权利要求包括下文提及的那些特征之外的附加特征，则这些附加特征不应被假定为因与专利性相关的任何原因而被添加。

一种设备，包括：(a)内窥镜，其中所述内窥镜包括：(i)主体，(ii)轴，所述轴从所述主体朝远侧延伸，其中所述轴包括远侧部分，以及(iii)窗口，所述窗口位于所述轴的所述远侧部分处；(b)导航传感器，所述导航传感器定位在所述轴的所述远侧部分处；以及(c)接口特征部，其中所述接口特征部被配置为将所述导航传感器与图像引导系统联接，其中所述导航传感器被配置为与图像引导系统协作以提供指示所述导航传感器在三维空间中的位置的反馈。

根据实施例1所述的设备，其中所述轴包括限定管腔的柔性构件。

根据实施例1至2中任一项或多项所述的设备，其中所述导航传感器包括线圈构件。

根据实施例3所述的设备，其中所述线圈构件联接到所述轴的所述远侧部分的外表面。

根据实施例4所述的设备，其中所述线圈构件围绕与所述主体的纵向轴线同轴的线圈轴线延伸。

根据实施例4所述的设备，其中所述线圈构件与所述轴的所述远侧部分不是同轴的。

根据实施例1至6中任一项或多项所述的设备，还包括在所述导航传感器和所述接口特征部之间延伸的通信构件。

根据实施例7所述的设备，其中所述通信构件在所述轴的外表面上延伸。

根据实施例1至8中任一项或多项所述的设备，其中所述接口特征部被配置为与所述图像引导系统无线地联接。

根据实施例1至9中任一项或多项所述的设备，其中所述内窥镜还包括从所述主体延伸的光柱。

根据实施例1至10中任一项或多项所述的设备，其中所述内窥镜还包括与所述主体联接的枢转转盘。

根据实施例1至11中任一项或多项所述的设备，其中所述内窥镜还包括与所述主体联接的旋转转盘。

根据实施例1至12中任一项或多项所述的设备，其中所述内窥镜还包括目镜。

根据实施例1至13中任一项或多项所述的设备，其中所述导航传感器被覆盖在外壳中。

根据实施例1至14中任一项或多项所述的设备，其中所述导航传感器由单轴线传感器组成。

一种设备，包括：(a)内窥镜，所述内窥镜包括：(i)主体，(ii)轴，所述轴从所述主体朝远侧延伸，其中所述轴包括远侧部分，(iii)窗口，所述窗口固定在所述轴的所述远侧部分处，其中所述窗口被配置为传输光并传输图像，以及(iv)可视化特征部，所述可视化特征部被配置为提供通过所述窗口传输的所述图像的可视化；以及(b)导航组件，其中所述导航组件包括：(i)导航传感器，所述导航传感器固定到所述轴的所述远侧部分，其中所述导航传感器被配置为与图像引导系统协作以响应于外部磁场而生成电信号，从而指示所述导航传感器在所述磁场内的位置，以及(ii)接口特征部，所述接口特征部被配置为将所述导航传感器与图像引导系统联接。

根据实施例16所述的设备，其中所述导航组件相对于所述窗口位于近侧。

根据实施例1至17中任一项或多项所述的设备，其中所述导航组件还包括在所述导航传感器和所述接口特征部之间延伸的通信导线。

一种设备，包括：(a)内窥镜，其中所述内窥镜包括：(i)主体，以及(ii)轴，所述轴从所述主体朝远侧延伸，其中所述轴包括远侧部分；以及(b)导航组件，其中所述导航组件包括：(i)线圈，所述线圈固定到所述轴的所述远侧部分，其中所述线圈被配置为与图像引导系统协作以响应于外部磁场而生成电信号，从而指示所述导航传感器在所述磁场内的位置，(ii)接口特征部，所述接口特征部被配置为将所述导航传感器与图像引导系统联接，以及(iii)电导管，所述电导管与所述线圈和所述接口特征部联接，其中所述电导管被配置为将所述电信号从所述线圈传递到所述接口特征部。

根据实施例19所述的设备，其中所述线圈沿线圈轴线缠绕在所述轴的所述远侧部分周围，其中所述轴的所述远侧部分限定第二轴线，其中所述线圈轴线和所述第二轴线是同轴的。

应当理解，本文所述的任何示例还可包括除上述那些之外或代替上述那些的各种其他特征。仅以举例的方式，本文所述的任何示例还可包括以引用方式并入本文的各种参考文献中任何一者中公开的各种特征中的一种或多种。

应当理解，本文所述的教导内容、表达、实施方案、示例等中的任何一者或多者可与本文所述的其他教导内容、表达、实施方案、示例等中的任何一者或多者进行组合。因此，上述教导内容、表达、实施方案、示例等不应视为彼此孤立。鉴于本文的教导内容，本文的教导内容可进行组合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。此类修改和变型旨在包括在权利要求书的范围内。

应当理解，据称以引用方式并入本文的任何专利、专利公布或其他公开材料，无论是全文或部分，仅在所并入的材料与本公开中所述的现有定义、陈述或者其他公开材料不冲突的范围内并入本文。因此，并且在必要的程度下，本文明确列出的公开内容代替以引用方式并入本文的任何冲突材料。据称以引用方式并入本文但与本文列出的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的任何材料或其部分，将仅在所并入的材料与现有的公开材料之间不产生冲突的程度下并入。

本文所公开的装置的型式可设计为使用一次后丢弃，也可设计为供多次使用。在任一种情况下或两种情况下，可对这些型式进行修复以在至少一次使用之后重复使用。修复可包括以下步骤的任意组合：拆卸装置，然后清洁或替换特定零件以及随后进行重新组装。具体地，可拆卸所述装置的型式，并且可选择性地以任何组合形式来更换或拆除所述装置的任意数量的特定部件或零件。在清洁和/或更换特定零件时，所述装置的型式可在修复设施中进行重新组装以供随后使用，或者在即将进行外科手术前由外科团队进行重新组装。本领域的技术人员将会了解，装置的修复可利用多种技术进行拆卸、清洁/替换、以及重新组装。此类技术的使用以及所得的修整装置均在本申请的范围内。

仅以举例的方式，本文所述的型式可在外科手术之前进行处理。首先，可以获取新的或用过的器械，并且根据需要进行清洁。然后，可对器械进行消毒。在一种消毒技术中，将所述器械放置在密闭且密封的容器(诸如，塑料或TYVEK袋)中。然后可将容器和器械置于可穿透所述容器的辐射场，诸如γ辐射、x射线或高能电子。辐射可杀死器械上和容器中的细菌。经消毒的器械随后可被储存在无菌容器中。密封的容器可使器械保持无菌，直到在外科设施中打开所述容器。还可使用本领域已知的任何其他技术对装置进行消毒，所述技术包括但不限于β辐射或γ辐射、环氧乙烷或蒸汽。

在已经示出并描述了本发明的各种型式的情况下，通过本领域的普通技术人员在不脱离本发明范围的前提下进行适当修改来实现对本文所述方法和系统的进一步改进。已经提及了若干此类可能的修改，并且其他修改对于本领域的技术人员将是显而易见的。例如，上文所讨论的示例、型式、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等等均是示例性的而非必需的。因此，本发明的范围应根据以下权利要求书来考虑，并且应理解为不限于说明书和附图中示出和描述的结构和操作的细节。