[发明专利]错位检测系统

说明书

本文公开了涉及检测医疗装置在患者的脉管(比如奇静脉)内的错位的系统、设备和方法。医疗装置可以包括多芯光纤，该多芯光纤包括多个芯纤维，其中多个芯纤维中的每个包括多个传感器，它们被配置为基于接收的入射光而反射光信号，并且改变反射光信号的特性，以便用于确定多芯光纤的物理状态。系统可以包括具有存储逻辑的非暂时性计算机可读介质的控制台，当执行该逻辑时，引起给多芯光纤提供宽带入射光信号、接收反射光信号、处理反射光信号和基于反射光信号确定医疗装置是否已经进入患者的奇静脉的操作。

优先权

本申请要求2020年6月26日提交的美国临时申请号63/044,911 的优先权权益，其通过引用以其整体并入本申请。

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，更具体地涉及错位检测系统。

背景技术

过去，医疗装置(比如导丝和导管)的某些脉管内引导例如已经 将荧光检查方法用于跟踪医疗装置的尖端和确定远侧尖端是否被适 当地定位在其目标解剖结构中。然而，这样的荧光检查方法使患者和 他们的主治医生暴露于有害的X射线辐射。此外，在一些情况下，患 者被暴露于荧光检查方法所需的潜在有害的造影剂。

最近，已经使用涉及管心针的电磁跟踪系统。通常，电磁跟踪系 统的特征在于三个部件：场发生器、传感器单元和控制单元。场发生 器使用多个线圈生成用于建立坐标空间的位置变化磁场。例如，附接 至管心针(比如在管心针的远端(尖端)附近)，传感器单元包括小 线圈，在该小线圈中经由磁场感应电流。基于每个线圈的电气特性， 可以在坐标空间内确定医疗装置的位置和取向。控制单元控制场发生 器并且从传感器单元捕获数据。

虽然电磁跟踪系统避免了跟踪管心针的尖端的视线依赖，同时避 免了与荧光检查方法相关的辐射暴露和潜在有害的造影剂，但是电磁 跟踪系统易于受干扰。更具体地，由于电磁跟踪系统依赖于由场发生 器产生的磁场的测量，这些系统经历电磁场干扰，这可能由许多不同 类型的消费电子设备比如蜂窝电话的存在引起。另外，电磁跟踪系统 经历信号丢失，依赖于外部传感器，并且受限于有限的深度范围。

本文公开了一种系统和方法，用于基于来自医疗装置的一个或多 个信号，确定插入患者的医疗装置是否已经偏离目标推进路径和是否 已经进入患者的脉管。

发明内容

简而言之，本文公开的一些实施方案涉及用于在推进通过患者的 脉管系统期间获得与医疗器械(比如导管、导丝或管心针)的轨迹和 /或形状相对应的三维(3D)信息(反射光)并且确定医疗器械在患 者的脉管(比如奇静脉(Azygos vein)内的错位的系统、设备和方法。 在一些实施方案中，系统是光纤形状感测系统及其方法，配置为提供 尖端位置的确认或传递/解译为电信号的信息。一些实施方案将光纤形 状感测功能与脉管内心电图(ECG)监测、阻抗/传导感测和血流定向 检测中的一个或多个组合。虽然这里的实施例关于进入奇静脉的错 位，但是本文描述的发明不限于此。应当理解，本文描述的发明可以 被用于检测医疗装置在患者中的任何数量的脉管和位置中的错位，并 且不旨在专用于进入奇静脉的错位。

更具体地，在一些实施方案中，医疗器械包括多芯光纤，多芯光 纤的每个芯纤维被配置有传感器阵列(反射光栅)，其在规定长度的 芯纤维上方被空间分布，以大体上感测芯纤维的由传感器占据的那些 区域上的外部应变。多芯光纤被配置为在推进通过患者的脉管系统期 间从控制台接收宽带光，其中宽带光沿着多芯光纤的至少部分距离朝 向远端传播。在沿着相同芯纤维定位的每个传感器被配置为反射不同 的特定光谱宽度的光的情况下，传感器阵列使得能够在遍及规定长度 的多芯光纤进行分布式测量。这些分布式测量可以包括与传感器经历 的应变具有相关性的波长偏移。