[发明专利]动态手术流体感测

说明书

动态感测方法和设备使用微机电系统（MEMS）和纳机电（NEMS）手术传感器来收集和报告流体流的手术参数和术野的其他特征。医疗装置将手术传感器用在或附接在外科手术期间传输的流体的流体流动路径内。外科手术将医疗装置布置在术野内以响应流体流，例如布置在套管或被插入由外科手术限定或利用的手术空位内的其他内窥镜器械内。手术传感器的减小尺寸允许在术野内的非介入放置，以致传感器不干扰或不良地影响试图要测量的流体流。减少尺寸也有利于制造成本以及用于单次使用且一次性的器械（在患者使用后被丢弃）的耗损。

背景技术

自从Intel®公司的共同创始人戈登摩尔在1965提出每24个月给定芯片面积的晶体管密度（因此，计算功率）将翻一番（该断言被广泛地公知为摩尔定律），电子器件的设计和发展已经稳定地沿袭了小型化的趋势。医疗装置和设备没有例外地跟随电子器件小型化的趋势。微电子器件通常作为传感器被使用，以提供对常规患者状态的诊断反馈，例如用于感测分娩期间的脉搏、氧饱和、体温和胎动。

在外科手术期间，感测通常延及到患者和医疗设备之间的流体传输。在手术期间通常涉及各种流体交换，例如血液、盐水和药物（仅列出一些），以用于诸如流体损失补偿、术野冲刷和自动药物输送的目的。用于感测流体参数的电子器件通常被用于感测患者的属性，例如流体压力、流量和温度。

发明内容

动态感测方法和设备使用微机电系统（MEMS）和纳机电（NEMS）手术传感器来收集和报告流体流的手术参数和术野的其他特征。医疗装置将手术传感器附接在外科手术期间输送的流体的流体流动路径上或周围。外科手术将医疗装置布置在术野内以响应流体流，例如布置在套管或被插入由外科手术限定或利用的手术空位内的其他内窥镜器械内。手术传感器的减小尺寸允许在术野内的非介入放置，以致传感器不干扰或不良地影响试图要测量的流体流。减少尺寸也有利于制造成本以及用于在单次使用且一次性的器械（在单个患者上使用后被丢弃）的耗损。例如压力、流量和温度的手术参数在手术部位被测量而不是经由远程流体源被间接测量，从而在响应于使用常规RFID装置不可测量的动态条件的同时获得手术参数的更准确读数。

在手术环境中，通常贯穿外科手术（操作）的过程来交换各种流体。这些流体包括血液、盐水、药物、冲刷废物、麻醉气体、氧气和其他。监测和取回与各种流体相关的手术参数会向医生和医疗人员提供诊断反馈。在内窥镜外科手术期间，例如流体管理系统经常向内部手术部位提供盐水以用于冲刷和扩展术野。

在下文公开的构造中，手术流体管理系统使用MEMS或者NEMS（微机电或者纳机电系统）传感器，以便在外科手术期间向流体管理系统的处理器提供性能数据和统计结果，以响应传感器在逻辑指令中使用传感器数据。进一步有益的是，如果这样的传感器是小型的且是一次性的，则允许无障碍放置和减轻不可重复使用的手术器械的消耗和成本。手术流体数据通常是动态的并且因此可修改成规则的监测和响应。例如，有价值的但是通常被不当使用的数据项是对关节内流体数据的准确判定以便允许这个信息在外科手术期间被使用。所提出方法的构造允许通过将MEMS传感器经由与其他外科器械附接或作为专用装置被放置在关节内来利用这种数据。

本文的构造部分地基于如下观察，即常规方法在外科手术期间使用在外科工具和器械上的用于跟踪的RFID（无线射频识别）标签。虽然RFID能够被制造成是小型且无源的（即由触发信号从外部来提供功率），但是计算和执行功率是有限的。因此，不幸的是，至装置互连的常规方法具有如下缺点，即响应通常受限于对附接有RFID的装置或器械的识别，并且由于能够被编码在RFID上的有限计算能力的原因，除了识别之外的信息是不可用的。