專利名稱：醫(yī)療探針中的光學(xué)接觸感測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及侵入式探針，更具體地講，本發(fā)明涉及驗(yàn)證介于醫(yī)療探針和身體組織之間的接觸質(zhì)量。
背景技術(shù)：
寬泛的醫(yī)療手術(shù)范圍涉及在體內(nèi)設(shè)置諸如傳感器、管、導(dǎo)管、分配設(shè)備和植入物等物體。已經(jīng)提出使用各種類型的傳感器來(lái)感測(cè)介于導(dǎo)管和身體內(nèi)的組織之間的接觸。實(shí)例方法和系統(tǒng)在美國(guó)專利申請(qǐng)公布2007/0123750A1中有所描述，其公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文中。

發(fā)明內(nèi)容
本文所述的本發(fā)明實(shí)施例提供用于接觸感測(cè)的方法，該方法包括從連接到醫(yī)療探針的遠(yuǎn)側(cè)頂端的光學(xué)發(fā)光體傳播光學(xué)輻射，所述醫(yī)療探針設(shè)置在體腔內(nèi)；從連接到所述遠(yuǎn)側(cè)頂端的光學(xué)檢測(cè)器接收信號(hào)，所述信號(hào)表征從所述體腔中的組織的所述光學(xué)輻射的反射；以及響應(yīng)所述信號(hào)評(píng)估介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的接觸質(zhì)量。在一些實(shí)施例中，評(píng)估接觸質(zhì)量的步驟包括根據(jù)接收的所述信號(hào)估計(jì)介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的距離。在另一個(gè)實(shí)施例中，評(píng)估接觸質(zhì)量的步驟包括根據(jù)接收的所述信號(hào)檢測(cè)介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的物理接觸。檢測(cè)物理接觸的步驟可以包括檢測(cè)接收的所述信號(hào)處于最大電平。在本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例中，傳播光學(xué)輻射的步驟包括使所述光學(xué)輻射交替地閃爍，以便校準(zhǔn)接收的所述信號(hào)的零位電平。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳播光學(xué)輻射的步驟包括從所述光學(xué)發(fā)光體傳播第一波長(zhǎng)的第一光學(xué)輻射，所述方法還包括從另一光學(xué)發(fā)光體傳播第二波長(zhǎng)的第二光學(xué)輻射，所述第二波長(zhǎng)不同于所述第一波長(zhǎng)，接收信號(hào)的步驟包括接收與所述第一光學(xué)輻射和所述第二光學(xué)輻射的相應(yīng)的反射對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)和第二信號(hào)，評(píng)估接觸質(zhì)量的步驟包括通過(guò)處理所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)來(lái)辨別介于來(lái)自所述組織的所述反射和來(lái)自所述體腔內(nèi)的血液之間的所述反射。在一些實(shí)施例中，所述方法包括利用評(píng)估的所述接觸質(zhì)量校準(zhǔn)連接到所述遠(yuǎn)側(cè)頂端的接觸傳感器。在實(shí)施例中，傳播光學(xué)輻射的步驟包括從多個(gè)光學(xué)發(fā)光體發(fā)出輻射，接收信號(hào)的步驟包括從多個(gè)光學(xué)檢測(cè)器接收表征所述反射的多個(gè)信號(hào)，并且評(píng)估接觸質(zhì)量的步驟包括根據(jù)所述多個(gè)信號(hào)來(lái)確定所述接觸質(zhì)量。在另一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)出輻射的步驟包括利用單條輸入線路啟用所述光學(xué)發(fā)光體中的至少兩個(gè)。除此之外或作為另外一種選擇，接收所述多個(gè)信號(hào)的步驟包括經(jīng)由單條輸出線路接收來(lái)自所述光學(xué)發(fā)光體中的至少兩個(gè)的所述信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，也提供用于接觸感測(cè)的設(shè)備，所述設(shè)備包括
醫(yī)療探針，所述醫(yī)療探針用于插入體腔中，所述探針具有遠(yuǎn)側(cè)頂端，所述遠(yuǎn)側(cè)頂端包括光學(xué)發(fā)光體，所述光學(xué)發(fā)光體被配置成傳播光學(xué)輻射；和光學(xué)檢測(cè)器，所述光學(xué)檢測(cè)器被配置成感測(cè)從所述體腔中的組織的所述光學(xué)輻射的反射，并生成表征感測(cè)的所述反射的信號(hào)；和處理器，所述處理器被配置成接收來(lái)自所述光學(xué)檢測(cè)器的所述信號(hào)，以及響應(yīng)所述信號(hào)來(lái)評(píng)估介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的接觸質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供結(jié)合用于插入體腔中的醫(yī)療探針操作的計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，所述醫(yī)療探針具有遠(yuǎn)側(cè)頂端，所述遠(yuǎn)側(cè)頂端包括光學(xué)發(fā)光體和光學(xué)檢測(cè)器，所述光學(xué)發(fā)光體傳播光學(xué)輻射，所述光學(xué)檢測(cè)器感測(cè)所述體腔中的組織的所述光學(xué)輻射的反射，以及生成表征感測(cè)的所述反射的信號(hào)，所述產(chǎn)品包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，程序指令被儲(chǔ)存在所述介質(zhì)中，所述指令在被計(jì)算機(jī)讀取時(shí)引起所述計(jì)算機(jī)接收來(lái)自所述光學(xué)檢測(cè)器的所述信號(hào)，以及響應(yīng)所述信號(hào)來(lái)評(píng)估介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的接觸質(zhì)量。通過(guò)以下結(jié)合附圖的實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，將更全面地理解本發(fā)明


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)光學(xué)接觸感測(cè)的醫(yī)療系統(tǒng)的示意圖；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用光學(xué)接觸感測(cè)的導(dǎo)管的示意圖；圖3為示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于導(dǎo)管的光學(xué)接觸感測(cè)的方法的流程圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多路復(fù)用電路的電路圖；和圖5為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多路復(fù)用電路中所使用的控制信號(hào)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式MM各種診斷和治療手術(shù)(諸如心內(nèi)電標(biāo)測(cè)和心臟消融)使用侵入式探針，該探針的遠(yuǎn)側(cè)頂端配有至少一個(gè)電極。電極通常在探針被壓帖在身體內(nèi)組織上時(shí)操作。在這些手術(shù)中，通常重要的是確定探針與體腔表面的接近度，并且確定探針的遠(yuǎn)側(cè)頂端何時(shí)接觸體腔表面。醫(yī)療探針有時(shí)以套環(huán)(也稱為“套索”)構(gòu)型來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中探針的遠(yuǎn)側(cè)頂端包括配有多個(gè)電極的可調(diào)式套環(huán)。套環(huán)導(dǎo)管的構(gòu)型使得能夠同時(shí)對(duì)周邊區(qū)域(諸如如肺靜脈)進(jìn)行標(biāo)測(cè)或消融。然而，為了有效地進(jìn)行手術(shù)，電極應(yīng)該與靜脈的內(nèi)表面同時(shí)物理接觸。本發(fā)明的實(shí)施例提供用于精確和有效地評(píng)估導(dǎo)管-組織接觸質(zhì)量的方法和系統(tǒng)。 評(píng)估接觸質(zhì)量的步驟可以涉及感測(cè)介于導(dǎo)管和組織之間的實(shí)際物理接觸和/或接近度。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)光學(xué)接觸傳感器連接到導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)頂端。每一個(gè)光學(xué)傳感器都包括至少一個(gè)光學(xué)發(fā)光體(諸如發(fā)光二極管(LED))和接近該發(fā)光體的至少一個(gè)相應(yīng)的光學(xué)檢測(cè)器(諸如光電二極管或光電晶體管)的組合。在距組織較小距離處，光學(xué)檢測(cè)器感測(cè)由光學(xué)發(fā)光體發(fā)出并被組織反射的光學(xué)輻射。光學(xué)檢測(cè)器生成表征感測(cè)的反射的信號(hào)。當(dāng)光學(xué)接觸傳感器與組織物理接觸時(shí)，該信號(hào)將增大到最大電平。光學(xué)檢測(cè)器所生成的信號(hào)被處理，以便評(píng)估介于組織和導(dǎo)管遠(yuǎn)端之間的接觸質(zhì)量。在一個(gè)示例實(shí)施例中，沿著導(dǎo)管的套環(huán)配備多個(gè)光學(xué)接觸傳感器。這些傳感器產(chǎn)生的信號(hào)在介于套環(huán)和組織之間的接觸質(zhì)量提供高質(zhì)量評(píng)估。本文所述的傳感器構(gòu)型提供緊湊和有效的方法來(lái)精確且可靠地評(píng)估物理接觸和接近度兩者。此外，利用這些方法生成的接觸質(zhì)量測(cè)量值通常不需要對(duì)各個(gè)導(dǎo)管進(jìn)行校正。
具體實(shí)施例方式圖1為根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)光學(xué)接近度感測(cè)的醫(yī)療系統(tǒng)20的示意圖。 系統(tǒng)20包括探針22(在本實(shí)例中為導(dǎo)管)和控制臺(tái)24。在下文所述實(shí)施例中，假設(shè)探針22 用于診斷或治療處理，諸如在心臟26的肺靜脈中周向標(biāo)測(cè)電勢(shì)，或進(jìn)行靜脈組織的消融。 作為另外一種選擇，加以必要的變通，探針22可以用于心臟中或其他身體器官中的其他治療和/或診斷用途。操作者觀(諸如心臟病學(xué)家)將探針22穿過(guò)患者30的血管系統(tǒng)插入，以使得探針22的遠(yuǎn)端32進(jìn)入患者心臟沈的心室(如左心房)。操作者28使探針22前進(jìn)，以使得遠(yuǎn)側(cè)頂端34(這里以“套環(huán)”構(gòu)型示出)接合在所需位置處的身體組織(如左上肺靜脈中的靜脈組織)。遠(yuǎn)側(cè)頂端34包括多個(gè)電極和光學(xué)接觸傳感器。在下面的圖2中更詳細(xì)地示出了遠(yuǎn)側(cè)頂端34的構(gòu)型。探針22通常由在其近端處的合適的連接器連接到控制臺(tái)M。利用來(lái)自探針22中所配備的光學(xué)接觸傳感器的信號(hào)，控制臺(tái)對(duì)確定在介于遠(yuǎn)側(cè)頂端34和靜脈組織之間的接觸質(zhì)量。如上所述，術(shù)語(yǔ)“接觸質(zhì)量”是指介于遠(yuǎn)側(cè)頂端和組織之間的實(shí)際物理接觸，以及遠(yuǎn)側(cè)頂端與組織的接近度。在圖1的實(shí)例中，控制臺(tái)對(duì)也通過(guò)電纜36連接到身體表面電極，該電極通常包括粘合劑皮膚貼片38?？刂婆_(tái)M根據(jù)測(cè)量的介于探針和貼片38之間的阻抗來(lái)確定探針22在心臟沈內(nèi)部的位置坐標(biāo)。盡管系統(tǒng)20使用基于阻抗的傳感器來(lái)測(cè)量位置，但也可以使用其他位置跟蹤技術(shù)(如基于磁性的傳感器)。 磁性位置跟蹤技術(shù)在(例如)美國(guó)專禾U 5，391，199,5, 443, 489,6, 788, 967,6, 690, 963, 5,558,091,6, 172,499,6, 177，792中有所描述，其公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文中。基于阻抗的位置跟蹤技術(shù)在(例如)美國(guó)專禾U 5，983，126,6, 456，864和5，944，022中有所描述， 其公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文中?？刂婆_(tái)M包括處理器40，該處理器在軟件中進(jìn)行編程，以進(jìn)行下文所述功能。處理器40通常包括通用計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)具有合適的前端和接口電路，用于接收來(lái)自探針22 的信號(hào)，并控制控制臺(tái)M的其他組件。例如，可以經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將所述軟件以電子形式下載到處理器40中，或可以將軟件提供在計(jì)算機(jī)可讀的非臨時(shí)性有形介質(zhì)上，諸如光學(xué)、磁或電子存儲(chǔ)介質(zhì)。作為另外一種選擇，可以通過(guò)專用或可編程數(shù)字硬件組件、或利用硬件和軟件元件的組合進(jìn)行處理器40的一些或全部功能。輸入/輸出(I/O)通信接口 42使控制器M能夠與探針22和貼片38相互作用。 根據(jù)從探針22以及從貼片38接收的信號(hào)，處理器40生成并顯示標(biāo)測(cè)圖46，該標(biāo)測(cè)圖示出遠(yuǎn)側(cè)頂端34在患者體內(nèi)的位置、介于套環(huán)和身體組織之間的距離和/或接觸指示、以及有關(guān)正在進(jìn)行的手術(shù)的狀態(tài)信息和指導(dǎo)。利用顯示器44將標(biāo)測(cè)圖46顯示給操作者觀?？梢詫⑻结?2的位置添加在標(biāo)測(cè)圖46上或心臟沈的另一圖像上。作為另外一種選擇或除此之外，系統(tǒng)20可以包括用于在患者30體內(nèi)操縱和操作探針22的自動(dòng)化機(jī)構(gòu)(未示出)。此類機(jī)構(gòu)通常能夠控制探針22的縱向運(yùn)動(dòng)(前進(jìn)/后退)和遠(yuǎn)端32的橫向運(yùn)動(dòng)(偏轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)向)兩者。在此類實(shí)施例中，處理器40根據(jù)由探針和貼片提供的信號(hào)產(chǎn)生用于控制探針22的運(yùn)動(dòng)的控制輸入，如下文進(jìn)一步所述。圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的探針22的遠(yuǎn)側(cè)頂端34的功能元件的示意圖。遠(yuǎn)側(cè)頂端34包括一個(gè)或多個(gè)電極50和一個(gè)或多個(gè)光學(xué)接觸傳感器52。光學(xué)接觸傳感器52 將信號(hào)傳輸?shù)娇刂婆_(tái)24，從而使處理器40能夠精確地測(cè)量導(dǎo)管-組織接觸和導(dǎo)管-組織接近度兩者。電極50可以包括消融電極(一旦套環(huán)與組織良好接觸，該消融電極就進(jìn)行消融)或電標(biāo)測(cè)電極(一旦套環(huán)與組織良好接觸，該電標(biāo)測(cè)電極就感測(cè)組織中的電勢(shì))。在本實(shí)例中，電極50也用于測(cè)量遠(yuǎn)側(cè)頂端34的位置坐標(biāo)。在此實(shí)施例中，控制臺(tái)M根據(jù)測(cè)量的介于電極50和貼片38之間的阻抗來(lái)確定遠(yuǎn)側(cè)頂端34的位置坐標(biāo)。每一個(gè)光學(xué)接觸傳感器52都包括光學(xué)發(fā)光體54A和54B (諸如LED)和光學(xué)檢測(cè)器56 (諸如光電二極管或光電晶體管)。在本實(shí)例中，每一個(gè)光學(xué)接觸傳感器都包括兩個(gè) LED和一個(gè)光電二極管。在可供選擇的實(shí)施例中，每一個(gè)光學(xué)接觸傳感器52都可以包括至少一個(gè)光學(xué)發(fā)光體和至少一個(gè)光學(xué)檢測(cè)器。當(dāng)給定的光學(xué)接觸傳感器52處于距組織57較小距離處時(shí)，該傳感器中的檢測(cè)器56感測(cè)從組織反射的LED輻射，并因此輸出信號(hào)。該信號(hào)通常表征介于傳感器和組織之間的距離。當(dāng)光學(xué)接觸傳感器與組織物理接觸時(shí)，來(lái)自檢測(cè)器56的信號(hào)增大到最大電平。LED 54A和54B可以發(fā)出不同波長(zhǎng)(如紅光和/或紅外光波長(zhǎng)范圍)的光學(xué)輻射。 例如，在圖2的實(shí)施例中，LED 54A可以具有某一波長(zhǎng)，LED54B可以具有不同的波長(zhǎng)，光電二極管56可以感測(cè)由這兩個(gè)LED引起的反射。通過(guò)處理不同波長(zhǎng)的反射，處理器40可辨別介于來(lái)自靜脈組織和來(lái)自心臟26中的血細(xì)胞之間的反射。因此，處理器可在很少或沒(méi)有由血液或其他反射源引起的失真的情況下評(píng)估與組織的接觸質(zhì)量。除此之外或作為另外一種選擇，控制臺(tái)M可以使LED 54A和54A閃爍，以便于處理器40找到接收的信號(hào)的準(zhǔn)確零位電平。盡管圖2示出探針在遠(yuǎn)側(cè)頂端34中具有兩個(gè)光學(xué)接觸傳感器52，但如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例可以采用在遠(yuǎn)側(cè)頂端中具有任何數(shù)量的光學(xué)接觸傳感器的探針。檢測(cè)器的數(shù)量無(wú)需不可避免地等于發(fā)光體的數(shù)量。此外，盡管圖2示出了配有兩個(gè)光學(xué)接觸傳感器的套環(huán)導(dǎo)管，但本發(fā)明的實(shí)施例可以將任何所需數(shù)量的光學(xué)接觸傳感器裝備到具有任何合適的構(gòu)型的醫(yī)療探針上。此外，類似地，實(shí)施下文所述方法時(shí)，不僅可以使用套環(huán)導(dǎo)管，而且可以使用其他類型的導(dǎo)管和探針在心臟中和在其他身體器官及區(qū)域中進(jìn)行醫(yī)療手術(shù)和測(cè)量應(yīng)用。利用光學(xué)接觸傳感器的接觸質(zhì)量感測(cè)如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)導(dǎo)管-組織物理接觸以及導(dǎo)管-組織接近度提供精確和有效的測(cè)量。然后，根據(jù)標(biāo)測(cè)圖46所提供的視覺(jué)反饋，操作者觀可對(duì)探針22進(jìn)行定位，以使得電極50與適當(dāng)?shù)纳眢w表面同時(shí)接觸，以用于醫(yī)療手術(shù)。在一些實(shí)施例中，LED 54A和54B發(fā)出光學(xué)輻射，光電二極管56向處理器40傳輸表征從靜脈組織反射的光學(xué)輻射的信號(hào)。根據(jù)接收的信號(hào)，處理器40確定介于遠(yuǎn)側(cè)頂端34和組織之間的距離，或驗(yàn)證兩者間的接觸。在一些實(shí)施例中，光學(xué)傳感器52可以結(jié)合另一類型的接觸傳感器(如壓力傳感器/力傳感器)使用，以便校準(zhǔn)所述另一類型的接觸傳感器的零位電平或其他讀數(shù)。
圖3為示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于導(dǎo)管的光學(xué)接觸感測(cè)的方法的流程圖。當(dāng)操作者28將探針22定位在心臟沈中時(shí)(步驟60)，LED 54A和54B沿著遠(yuǎn)側(cè)頂端；34從其相應(yīng)的點(diǎn)發(fā)出光學(xué)輻射(步驟62)。如上所述，LED 54A和54B可以發(fā)出相同或不同波長(zhǎng)的光學(xué)輻射，并且這些LED可以在使用過(guò)程中恒定地照明或閃爍。光電二極管56感測(cè)反射的LED輻射，并生成表征感測(cè)的反射光學(xué)輻射強(qiáng)度的信號(hào)?？刂婆_(tái)M中的處理器40接收來(lái)自光電二極管56的信號(hào)(步驟64)。如果光電二極管56感測(cè)到來(lái)自LED的最大電平的反射的輻射，則遠(yuǎn)側(cè)頂端34的對(duì)應(yīng)部分最有可能與靜脈組織直接物理接觸(因?yàn)樾盘?hào)的強(qiáng)度)。另一方面，如果光電二極管56感測(cè)到來(lái)自LED 的小于最大電平的反射的輻射，則遠(yuǎn)側(cè)頂端34的相關(guān)部分最有可能與組織沒(méi)有接觸，信號(hào)將具有表征介于遠(yuǎn)側(cè)頂端該部分和組織之間的接近度或距離的某一非零值。由于介于檢測(cè)到的反射與接近度之間的關(guān)系，介于光電二極管56和組織之間可能存在這樣的距離其中光電二極管沒(méi)有檢測(cè)到從組織射出的任何反射，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的零位信號(hào)。該零位信號(hào)可指示默認(rèn)最小距離，超過(guò)該最小距離就無(wú)法檢測(cè)到反射。處理器40根據(jù)接收的信號(hào)檢查是否檢測(cè)到最大電平的反射的光學(xué)輻射(步驟 66)。如果沒(méi)有檢測(cè)到最大反射，則處理器40計(jì)算套環(huán)導(dǎo)管與靜脈組織的接近度(步驟68)。 由于遠(yuǎn)側(cè)頂端34通常將包括多個(gè)光學(xué)接觸傳感器52，所以處理器40將接收來(lái)自這些傳感器中的每一個(gè)的信號(hào)，因此能夠確定介于套環(huán)導(dǎo)管的每一個(gè)部分和靜脈組織之間的距離 (以及確定套環(huán)導(dǎo)管的哪些部分與組織良好接觸)。然后，處理器40用接近度信息更新顯示器44上的標(biāo)測(cè)圖46，提示操作者觀重新定位探針22(步驟70)，所述方法繼續(xù)步驟60。 返回步驟66，如果檢測(cè)到最大反射，則套環(huán)導(dǎo)管被正確地定位，以進(jìn)行醫(yī)療手術(shù)(步驟72)。信號(hào)復(fù)用在一些實(shí)施例中，如在上述套環(huán)導(dǎo)管構(gòu)型中，導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)頂端配有多個(gè)光學(xué)接觸傳感器。由于穿過(guò)導(dǎo)管的控制線路和電源線路的數(shù)量，除了電極50之外，使導(dǎo)管配有多個(gè)傳感器還可以充分利用探針的物理尺寸。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，往返于光學(xué)接觸傳感器的信號(hào)被復(fù)用到數(shù)量相對(duì)少的線路上，從而減少穿過(guò)導(dǎo)管的控制線路和信號(hào)線路的數(shù)量。圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多路復(fù)用電路80的電路圖。電路80包括LED 82A. · · 82H(八個(gè))。LED 82A. · · 82H所發(fā)出的光學(xué)輻射分別被光電晶體管84A. · · 84H感測(cè)。 利用總共六條線路來(lái)控制電路80-兩條輸入線路、兩條輸出線路、一條電源電壓線路和一條接地線路。通過(guò)兩條輸入線路85和86使八個(gè)LED交替打開(kāi)和關(guān)閉。經(jīng)兩條輸出線路87 和88來(lái)接收八個(gè)光電晶體管所生成的信號(hào)。另外，電源電壓(VCC)線路和接地線路穿過(guò)導(dǎo)管。電路80也包括電阻器90。輸入線路85控制LED 82C、82D、82G和82H。向輸入線路85施加正電壓將啟用LED 82D和82H，并引起光電晶體管84D和84H的輸出分別出現(xiàn)在輸出線路87和88上。向輸入線路85施加負(fù)電壓將啟用LED 82C和82G，并引起光電晶體管84C和84G的輸出分別出現(xiàn)在輸出線路87和88上。向輸入線路85施加OV將停用所有四個(gè)LED 82C、82D、82G和82H。輸入線路86控制LED 82A、82B、82E和82F。向輸入線路86施加正電壓將啟用LED 82B和82F，并引起光電晶體管84B和84F的輸出分別出現(xiàn)在輸出線路87和88上。向輸入線路86施加負(fù)電壓將啟用LED 82A和82E，并引起光電晶體管84A和84E的輸出分別出現(xiàn)在輸出線路87和88上。向輸入線路86施加OV將停用所有四個(gè)LED 82A、82B、82E和82F。
圖5為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于控制多路復(fù)用電路80的信號(hào)相位的時(shí)序圖 100。利用具有四個(gè)相位的周期性圖形來(lái)控制輸入線路85和86。在每一個(gè)相位中，用-5V、 OV或+5V來(lái)驅(qū)動(dòng)每一條輸入線路。每一個(gè)相位中的控制電壓的組合都確定將在該相位期間啟用的一對(duì)LED(以及對(duì)應(yīng)的一對(duì)光電晶體管，其信號(hào)將在輸出線路87和88上輸出)。圖102和104分別表示施加到輸入線路85和86的電壓(+5V、0V、_5V)。下表示出了每一個(gè)相位期間都施加到輸入線路的電壓和啟用的LED
權(quán)利要求
1.一種用于接觸感測(cè)的方法，包括從耦合到醫(yī)療探針的遠(yuǎn)側(cè)頂端的光學(xué)發(fā)光體傳播光學(xué)輻射，所述醫(yī)療探針設(shè)置在體腔內(nèi)；從耦合到所述遠(yuǎn)側(cè)頂端的光學(xué)檢測(cè)器接收信號(hào)，所述信號(hào)表征從所述體腔中的組織的所述光學(xué)輻射的反射；以及響應(yīng)所述信號(hào)評(píng)估介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的接觸質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中評(píng)估所述接觸質(zhì)量的步驟包括根據(jù)接收的所述信號(hào)估計(jì)介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中評(píng)估所述接觸質(zhì)量的步驟包括根據(jù)接收的所述信號(hào)檢測(cè)介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的物理接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中檢測(cè)所述物理接觸的步驟包括檢測(cè)接收的所述信號(hào)處于最大電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中傳播所述光學(xué)輻射的步驟包括使所述光學(xué)輻射交替地閃爍，以便校準(zhǔn)接收的所述信號(hào)的零位電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中傳播所述光學(xué)輻射的步驟包括從所述光學(xué)發(fā)光體傳播第一波長(zhǎng)的第一光學(xué)輻射，并且包括從另一光學(xué)發(fā)光體傳播第二波長(zhǎng)的第二光學(xué)輻射，所述第二波長(zhǎng)不同于所述第一波長(zhǎng)，其中接收所述信號(hào)的步驟包括接收與所述第一光學(xué)輻射和所述第二光學(xué)輻射的相應(yīng)的反射對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)和第二信號(hào)，并且其中評(píng)估所述接觸質(zhì)量的步驟包括通過(guò)處理所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)來(lái)在來(lái)自所述組織的所述反射和來(lái)自所述腔內(nèi)的血液的所述反射之間進(jìn)行辨別。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括利用評(píng)估的所述接觸質(zhì)量校準(zhǔn)耦合到所述遠(yuǎn)側(cè)頂端的接觸傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中傳播所述光學(xué)輻射的步驟包括從多個(gè)光學(xué)發(fā)光體傳播所述輻射，其中接收所述信號(hào)的步驟包括從多個(gè)光學(xué)檢測(cè)器接收表征所述反射的多個(gè)信號(hào)，并且其中評(píng)估所述接觸質(zhì)量的步驟包括根據(jù)所述多個(gè)信號(hào)來(lái)確定所述接觸質(zhì)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中傳播所述輻射的步驟包括利用單條輸入線路啟用所述光學(xué)發(fā)光體中的至少兩個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中接收所述多個(gè)信號(hào)的步驟包括經(jīng)由單條輸出線路接收來(lái)自所述光學(xué)發(fā)光體中的至少兩個(gè)的所述信號(hào)。
11.一種用于接觸感測(cè)的設(shè)備，包括醫(yī)療探針，所述醫(yī)療探針用于插入體腔中，所述探針具有遠(yuǎn)側(cè)頂端，所述遠(yuǎn)側(cè)頂端包括光學(xué)發(fā)光體，所述光學(xué)發(fā)光體被配置成傳播光學(xué)輻射；和光學(xué)檢測(cè)器，所述光學(xué)檢測(cè)器被配置成感測(cè)從所述體腔中的組織的所述光學(xué)輻射的反射，并生成表征感測(cè)的所述反射的信號(hào)；和處理器，所述處理器被配置成接收來(lái)自所述光學(xué)檢測(cè)器的所述信號(hào)，以及響應(yīng)所述信號(hào)來(lái)評(píng)估介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的接觸質(zhì)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述處理器被配置成通過(guò)根據(jù)接收的所述信號(hào)估計(jì)介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的距離來(lái)評(píng)估所述接觸質(zhì)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述處理器被配置成通過(guò)根據(jù)接收的所述信號(hào)檢測(cè)介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的物理接觸來(lái)評(píng)估所述接觸質(zhì)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述處理器被配置成通過(guò)檢測(cè)接收的所述信號(hào)處于最大電平來(lái)檢測(cè)所述物理接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)發(fā)光體被配置成使所述光學(xué)輻射交替地閃爍，并且其中所述處理器被配置成響應(yīng)閃爍的所述輻射來(lái)校準(zhǔn)接收的所述信號(hào)的零位電平。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括附加的光學(xué)發(fā)光體，其中所述光學(xué)發(fā)光體被配置成傳播第一波長(zhǎng)的第一光學(xué)輻射，其中所述另一光學(xué)發(fā)光體被配置成傳播第二波長(zhǎng)的第二光學(xué)輻射，所述第二波長(zhǎng)不同于所述第一波長(zhǎng)，并且其中所述處理器被配置成接收與所述第一光學(xué)輻射和所述第二光學(xué)輻射的相應(yīng)的反射對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)和第二信號(hào)，并且通過(guò)處理所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)來(lái)在來(lái)自所述組織的所述反射和來(lái)自所述腔內(nèi)的血液的所述反射之間進(jìn)行辨別。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括耦合到所述遠(yuǎn)側(cè)頂端的接觸傳感器，其中所述處理器被配置成利用評(píng)估的所述接觸質(zhì)量來(lái)校準(zhǔn)所述接觸傳感器。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括被配置成傳播所述光學(xué)輻射的多個(gè)光學(xué)發(fā)光體以及被配置成感測(cè)所述反射的多個(gè)光學(xué)檢測(cè)器，其中所述處理器被配置成從所述多個(gè)光學(xué)檢測(cè)器接收表征所述反射的相應(yīng)的多個(gè)信號(hào)，并且根據(jù)所述多個(gè)信號(hào)來(lái)評(píng)估所述接觸質(zhì)量。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，還包括多路復(fù)用電路，所述多路復(fù)用電路被配置成利用單條輸入線路啟用所述光學(xué)發(fā)光體中的至少兩個(gè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，還包括多路復(fù)用電路，所述多路復(fù)用電路被配置成經(jīng)由單條輸出線路復(fù)用來(lái)自所述光學(xué)發(fā)光體中的至少兩個(gè)的所述信號(hào)。
21.—種結(jié)合用于插入體腔中的醫(yī)療探針操作的計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，所述醫(yī)療探針具有遠(yuǎn)側(cè)頂端，所述遠(yuǎn)側(cè)頂端包括光學(xué)發(fā)光體和光學(xué)檢測(cè)器，所述光學(xué)發(fā)光體傳播光學(xué)輻射，所述光學(xué)檢測(cè)器感測(cè)所述體腔中的組織的所述光學(xué)輻射的反射，以及生成表征感測(cè)的所述反射的信號(hào)，所述產(chǎn)品包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，程序指令被儲(chǔ)存在所述介質(zhì)中，所述指令在被計(jì)算機(jī)讀取時(shí)引起所述計(jì)算機(jī)接收來(lái)自所述光學(xué)檢測(cè)器的所述信號(hào)，以及響應(yīng)所述信號(hào)來(lái)評(píng)估介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的接觸質(zhì)量。
全文摘要
本發(fā)明提供用于接觸感測(cè)的方法，所述方法包括從光學(xué)發(fā)光體傳播光學(xué)輻射，所述光學(xué)發(fā)光體連接到醫(yī)療探針的遠(yuǎn)側(cè)頂端，所述醫(yī)療探針設(shè)置在體腔內(nèi)。從連接到所述遠(yuǎn)側(cè)頂端的光學(xué)檢測(cè)器接收信號(hào)，所述信號(hào)表征從所述體腔中的組織的所述光學(xué)輻射的反射。響應(yīng)所述信號(hào)評(píng)估介于所述遠(yuǎn)側(cè)頂端和所述組織之間的接觸質(zhì)量。
文檔編號(hào)A61B1/00GK102309314SQ20111017987
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月16日
發(fā)明者A·C·阿爾特曼, A·戈瓦里, Y·埃夫拉思 申請(qǐng)人:韋伯斯特生物官能(以色列)有限公司