[发明专利]用于定位导管尖端的回声定位系统和方法

说明书

提供了一种用于将导管的尖端定位在人体内的系统。系统包括：壳体；声音发射器和声音传感器，该声音发射器和声音传感器被容纳在壳体内；波形发生器，该波形发生器被配置为生成期望频率的并具有期望特性的固定波形，并将该固定波形输出到声音发射器；外周插入的中心导管，该中心导管被流体耦合到壳体，并被配置成朝向患者的心脏传播固定波形；声音传感器，该声音传感器被容纳在所述壳体内，该声音被配置为感测当外周插入的中心导管朝向患者的心脏前进时从心脏反射的声波；以及波形分析器，该波形分析器被可操作地耦合到波形发生器的输出以及来自声音传感器的输入，波形分析器可操作用于确定输出与输入之间的差异。

技术领域

本发明总体上涉及用于确定人体内导管尖端的位置和方向的系统和方法。具体而言，本发明涉及用于导管尖端放置的回声定位系统和方法。

背景技术

医疗专业人员通常使用导管来进入人体内的目标区域。在将导管尖端正确地定位在目标区域之后，可以施用治疗，诸如，化学疗法、用于疼痛治疗的药物的递送、以及对不能吞咽的患者递送营养。然而，如果导管尖端在插入期间定位不正确，或者如果导管尖端在插入之后从位置迁移出去，则可能出现并发症，诸如，对患者安全的风险、血栓增加的风险、递送治疗延迟的风险、导管故障的风险、以及附加的医院成本。

适当的导管插入的一般标准取决于导管的类型和治疗的类型。例如，通常将外周插入的中心导管(通常被称为PICC线)插入到手臂中的静脉中并通过静脉系统朝向上腔静脉前进。然而，因为PICC线通过静脉系统前进到达上腔静脉，所以PICC线尖端可能无意中被定位在非目标区域，诸如，颈内静脉或锁骨下静脉。此外，即使PICC线被正确地插入，导管尖端也可能随后从位置移出去。因此，能够确定PICC尖端的方向和大致位置对于患者安全而言是必要的。

导管尖端定位技术已经提高了医疗专业人员验证导管尖端的位置的能力。一种技术涉及使用检测音频信号并将其发送到处理器的音频传感器。处理器确定音频信号是否与导管尖端的目标位置相对应。另一技术使用电磁检测和具有放置在导管尖端内腔的内侧的电磁传感器的探针。电磁系统使用被直接定位在内部目标区域上方的外部设备，以用于在身体的外侧生成磁场。随后将探针上的电磁传感器通过导管内腔插入体内，并在磁通量最大时进行测量。当探针上的电磁传感器位于外部设备下方的中心时，监测器向用户指示。其他技术使用超声来确定导管尖端位置。

然而，以上描述的系统和方法具有缺陷。例如，解释使用超声的图像可能是困难的。电磁检测可能会因电磁干扰而扰乱测量精度。另外，电磁感测技术可能成本过高。

因此，需要的是一种将导管尖端定位在人体内的、最小化上述缺陷的新系统和方法。

发明内容

本发明解决了上述缺陷。在本发明的一个方面，提供了一种用于将导管的尖端定位在人体内的系统。该系统包括：用于生成波形的波形发生器；包括发射器的密封腔室，所述发射器被配置成发射由所述波形发生器生成并从所述波形发生器接收到的波形；外周插入的中心导管，所述中心导管具有盐水柱以用于朝向患者心脏传播所述波形；声音传感器(sound sensor)，所述声音传感器被容纳在腔室内，以用于感测在PICC朝向患者的心脏前进以用于放置在上腔静脉中时从心脏反射的声波；以及波形分析器，所述波形分析器可操作用于确定输出与输入之间的差异。

在本发明的另一方面，PICC的尖端可以配备有声音传感器。在这种情况下，所述声音传感器被可操作地耦合到所述波形分析器。

在本发明的另一方面，PICC的尖端可以配备有声音发射器。在这种情况下，所述声音发射器被可操作地耦合到所述波形发生器。

在本发明的其他方面，可以利用多个声音传感器和多个声音发射器。

附图说明

为了更好地理解本发明并且为了展示可以如何使本发明生效，现在将通过示例的方式来参照附图，其中：