專利名稱：用于針和醫(yī)療部件的插入引導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
用于針和醫(yī)療部件的插入弓I導(dǎo)系統(tǒng)相關(guān)申請的交叉引用本申請是2008年11月25日遞交的、題為“用于導(dǎo)管的血管內(nèi)放置的集成系統(tǒng)(Integrated System for Intravascular Placement of a Catheter) ”的美國專利申請No. 12/323,273的部分繼續(xù)申請。本申請還要求2010年5月28日遞交的、題為“針插入引導(dǎo)系統(tǒng)(Needle Insertion Guidance System) ”的美國臨時專利申請No. 61/349, 771的優(yōu)先權(quán)。前述申請中的每個通過引用被整體并入本文。

發(fā)明內(nèi)容
簡要概述，本發(fā)明的實施方案涉及集成導(dǎo)管放置系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被配置來在患者的脈管系統(tǒng)中準(zhǔn)確地放置導(dǎo)管。所述集成系統(tǒng)采用至少兩種形式來改善導(dǎo)管放置的準(zhǔn)確性1)用于將導(dǎo)管導(dǎo)入患者的脈管系統(tǒng)的超聲輔助引導(dǎo)；以及2)末端定位系統(tǒng)(“TLS”)，或在導(dǎo)管通過脈管系統(tǒng)的推進過程中對導(dǎo)管末端的基于磁方式的(例如永久磁體或電磁體)追蹤，以在這樣的推進過程中檢測并便利對任何末端錯位的糾正。在一個實施方案中，集成系統(tǒng)包括具有控制處理器的系統(tǒng)控制臺，用于臨時放置在患者的身體的一部分上的末端定位傳感器，以及超聲探測器。所述末端定位傳感器在導(dǎo)管被設(shè)置在脈管系統(tǒng)中時感測設(shè)置在導(dǎo)管內(nèi)腔中的探針的磁場。在導(dǎo)管導(dǎo)入脈管系統(tǒng)之前，超聲探測器以超聲方式成像脈管系統(tǒng)的一部分。此外，超聲探測器包括使用者輸入控制裝置，所述使用者輸入控制裝置用于控制在超聲模式中的超聲探測器的使用以及在末端定位模式中的末端定位傳感器的使用。在另ー實施方案中,第三種方式，即，基于ECG信號的導(dǎo)管末端引導(dǎo)被包括在所述系統(tǒng)中，以使能導(dǎo)管末端的引導(dǎo)至ー相對于產(chǎn)生ECG信號的患者的心臟結(jié)(a node of thepatient' s heart)的期望位置。此外，本公開的實施方案還涉及用于輔助針或其他醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)。引導(dǎo)系統(tǒng)使用超聲成像或者其他適合的成像技木。

在一個實施方案中，引導(dǎo)系統(tǒng)包括成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測器，用于產(chǎn)生內(nèi)部身體部分目標(biāo)(例如，舉例說明，皮下脈管)的圖像。與所述探測器一起被包括的ー個或者更多個傳感器。傳感器感測與所述針相關(guān)的可檢測特征，例如與所述針一起被包括的磁體的磁場。系統(tǒng)包括處理器，所述處理器使用與由傳感器感測的可檢測特征相關(guān)的數(shù)據(jù)，來在三個空間維度上確定所述針的位置和/或定向。系統(tǒng)包括顯示器，用于描繪所述針的位置和/或定向以及所述目標(biāo)的圖像。除了基于磁體的檢測之外，還公開了用于檢測醫(yī)療部件的其他方式，包括基于光學(xué)和基于電磁信號的系統(tǒng)。本發(fā)明實施方案的這些和其他特征將從下面的說明和所附的權(quán)利要求書中變得更加完整清晰，或者可以通過對由下文所闡明的本發(fā)明實施方案的實踐來獲悉。


將通過參考本發(fā)明的具體的實施方案提供對本發(fā)明的更加具體的描述，所述的具體實施方案在所附的附圖中被圖示說明。可以理解，這些附圖僅描繪本發(fā)明的典型實施方案，因而不能被認(rèn)為是對本發(fā)明范圍的限制。將通過使用說明書附圖來以附加的特征和細(xì)節(jié)對本發(fā)明的示例性實施方案進行描述和解釋，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，描繪用于脈管系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)管放置的集成系統(tǒng)的各種元件的框圖；圖2為患者和借助于圖1的所述集成系統(tǒng)被插入患者的導(dǎo)管的簡化視圖；圖3A和3B為圖1的所述集成系統(tǒng)的探測器的視圖；圖4為如被描繪在圖1的所述集成系統(tǒng)的顯示器上的超聲成像的屏幕截圖；圖5為在患者脈管系統(tǒng)中放置導(dǎo)管時被用來與圖1的所述系統(tǒng)一起使用的探針的立體視圖；圖6為如被描繪在圖1的所述集成系統(tǒng)的顯示器上的圖標(biāo)(icon)，指示在導(dǎo)管末端的放置過程中圖5的所述探針的遠側(cè)端的位置；圖7A-7E描繪在導(dǎo)管末端的放置過程中可以被描繪在圖1的所述集成系統(tǒng)的所述顯示器上的各種示例性圖標(biāo)；圖8A-8C為在導(dǎo)管末端的放置過程中被描繪在圖1的所述集成系統(tǒng)的顯示器上的圖像的屏幕截
圖9為根據(jù)本發(fā)明的另ー示例性實施方案，描述用于脈管系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)管放置的集成系統(tǒng)的各種元件的框圖；圖10為患者和借助于圖9的所述集成系統(tǒng)被插入患者的導(dǎo)管的簡化視圖；圖11為在患者脈管系統(tǒng)中放置導(dǎo)管時被用來與圖9的所述集成系統(tǒng)一起使用的探針的立體視圖；圖12A-12E為圖11的所述探針的各部分的各種視圖；圖13A-13D為用于與圖9的所述集成系統(tǒng)一起使用的鰭狀連接器(finconnector)組件的各種視圖；圖14A-14C為示出探針繩纜與鰭狀連接器以及圖9的所述集成系統(tǒng)的傳感器的連接的視圖；圖15為圖14C所示出的所述探針繩纜、鰭狀連接器以及傳感器的連接的剖視圖；圖16為患者的ECG跡線的簡化視圖；圖17為在導(dǎo)管末端的放置過程中被描繪在圖9的所述集成系統(tǒng)的顯示器上的圖像的屏幕截圖；圖18為根據(jù)一個實施方案描繪用于針和其他醫(yī)療部件的基于超聲的引導(dǎo)系統(tǒng)的各要素的框圖；圖19為患者和插入患者體內(nèi)的導(dǎo)管的簡化視圖，示出圖18的引導(dǎo)系統(tǒng)可以被用于其中的ー種可能的環(huán)境；圖20為圖18的引導(dǎo)系統(tǒng)的超聲探測器的頂視圖；圖2IA為根據(jù)一個實施方案的用于與圖18的引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針的側(cè)視圖；圖21B為圖21A的針的端視圖；圖22A和圖22B為被用來朝向患者身體內(nèi)的脈管引導(dǎo)針的引導(dǎo)系統(tǒng)的超聲探測器的簡化視圖；圖23A和圖23B示出用于在引導(dǎo)系統(tǒng)的顯示器上進行描繪的可能的屏幕截圖，示出根據(jù)ー個實施方案的針的位置和定向；圖24示出根據(jù)ー個實施方案的用于將針導(dǎo)引至患者身體內(nèi)的期望目標(biāo)的方法的各階段；圖25示出根據(jù)ー個實施方案的用于附接到超聲探測器和相關(guān)聯(lián)的顯示器的傳感器陣列；圖26為根據(jù)一個實施方案的用于與圖18的引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針握持器槍(needle holder gun)的簡化視圖；圖27為根據(jù)一個實施方案的包括光學(xué)引導(dǎo)系統(tǒng)的元件的超聲探測器和針的簡化視圖；圖28示出根據(jù)ー個實施方案的圖27的超聲探測器和針的操作；圖29為根據(jù)一個實施方 案的包括基于電磁信號的引導(dǎo)系統(tǒng)的兀件的超聲探測器和針的簡化視圖；圖30為根據(jù)另ー實施方案的包括基于電磁信號的引導(dǎo)系統(tǒng)的元件的超聲探測器和針的簡化視圖；圖31A-31D為根據(jù)一個實施方案的用于與針引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針和相關(guān)聯(lián)的部件的各種視圖；圖32為根據(jù)一個實施方案的用于與針引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針的側(cè)視圖；圖33A和33B為根據(jù)一個實施方案的用于與針引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針的各種視圖；以及圖34A-34G為根據(jù)一個實施方案的用于與針引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的各種形狀的磁元件的視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考附圖，其中相似的結(jié)構(gòu)將被提供以相似的參考編號?？梢岳斫?，附圖為本發(fā)明的示例性實施方案的圖解的和示意的表征，并且所述附圖為非限制性的，也無須按比例繪制。為清楚起見，將理解到的是，詞語“近側(cè)的(proximal) ”是指相對地更靠近使用本文要描述的設(shè)備的臨床醫(yī)生的方向，而詞語“遠側(cè)的(distal) ”是指相對地遠離臨床醫(yī)生的方向。例如，被放置在患者體內(nèi)的導(dǎo)管的端被認(rèn)為是所述導(dǎo)管的遠側(cè)端，而所述導(dǎo)管仍保留在體外的端為所述導(dǎo)管的近側(cè)端。另外，如本文(包括權(quán)利要求書)所使用的詞語“包括(including) ”、“具有(has) ”以及“具有(having) ”,應(yīng)當(dāng)具有同詞語“包括(comprising)”相同的意思。1.輔助的導(dǎo)管放置本發(fā)明總地涉及被配置來在患者的脈管系統(tǒng)中準(zhǔn)確地放置導(dǎo)管的導(dǎo)管放置系統(tǒng)。在一個實施方案中，所述導(dǎo)管放置系統(tǒng)采用至少兩種方式來改善導(dǎo)管放置的準(zhǔn)確性1)用于將導(dǎo)管導(dǎo)入患者的脈管系統(tǒng)的超聲輔助引導(dǎo)；以及2)末端定位/導(dǎo)引系統(tǒng)(“TLS”)，或在導(dǎo)管通過彎曲的脈管系統(tǒng)路徑的推進過程中對導(dǎo)管末端的基于磁方式的追蹤，以在這樣的推進過程中檢測并便利對任何末端錯位的糾正。根據(jù)ー個實施方案，本系統(tǒng)的超聲引導(dǎo)和末端定位的特征是被集成到単一設(shè)備中的，以供臨床醫(yī)生使用來放置導(dǎo)管。這兩種方式被集成到單ー設(shè)備中簡化了導(dǎo)管放置過程，并得到相對更快的導(dǎo)管放置方式。例如，所述集成導(dǎo)管放置系統(tǒng)使超聲和TLS的活動能夠從所述集成系統(tǒng)的單一的顯示器上被觀察到。再者，位于所述集成設(shè)備的超聲探測器(所述探測器在導(dǎo)管放置的過程中被保持在患者的無菌區(qū)域內(nèi))上的控制裝置可以被用來控制所述系統(tǒng)的功能，從而消除對臨床醫(yī)生到所述無菌區(qū)域之外以控制所述系統(tǒng)的需要。在另ー實施方案中,第三種方式，即，基于ECG信號的導(dǎo)管末端引導(dǎo)被包括在所述系統(tǒng)中，以使能導(dǎo)管末端的引導(dǎo)至ー相對于產(chǎn)生ECG信號的患者的心臟結(jié)的期望位置。本文也將這樣的基于ECG的安置輔助稱為“末端確認(rèn)”。根據(jù)ー個實施方案，上述這三種方式的組合使所述導(dǎo)管放置系統(tǒng)能夠以ー相對較高水平的準(zhǔn)確性便利在患者的脈管系統(tǒng)中的導(dǎo)管放置，即導(dǎo)管的遠側(cè)末端在預(yù)先確定的且期望的位置的放置。另外，由于所述導(dǎo)管末端的所述基于ECG的引導(dǎo)，對末端的放置進行的糾正可以無需起確認(rèn)作用的X射線而被確認(rèn)。這又減少了患者受到X射線的潛在害處、將患者送往X射線部門和從X射線部門送回所耗費的成本和時間、昂貴而不便的導(dǎo)管再安置(reposition)過程等等。首先參考描繪根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案配置的導(dǎo)管放置系統(tǒng)(“系統(tǒng)”)的各種部件的圖1和2，所述系統(tǒng)一般地被標(biāo)明為10。如所示的，系統(tǒng)10 —般地包括控制臺20、顯示器30、探測器40以及 傳感器50，其中每ー個均將在下面進ー步詳細(xì)描述。圖2示出相對患者70，在通過皮膚插入部位73將導(dǎo)管72放入患者脈管系統(tǒng)的過程中，這些部件的一般關(guān)系。圖2示出導(dǎo)管72 —般地包括留在患者外部的近側(cè)部分74以及在放置完成后留在患者脈管系統(tǒng)中的遠側(cè)部分76。系統(tǒng)10被用來將導(dǎo)管72的遠側(cè)末端76A最終安置(position)在患者脈管系統(tǒng)中的期望位置。在一個實施方案中，對導(dǎo)管遠側(cè)末端76A而言，所述期望位置是臨近患者的心臟，例如在上腔靜脈(“SVC”)的下三分之一(1/3)部分內(nèi)。當(dāng)然，系統(tǒng)10可以被用來將所述導(dǎo)管遠側(cè)末端放置在其他位置。導(dǎo)管近側(cè)部分74還包括轂(hub)74A，轂74A提供導(dǎo)管72的ー個或更多個內(nèi)腔與從所述轂向近側(cè)延伸的ー個或更多個延伸腿74B之間的流體連通?？刂婆_20的示例性實施方式被示于圖SC中，然而，理解到的是，所述控制臺可以采用各種形式中的ー種。包括非易失性存儲器(例如EEPR0M)的處理器22被包括在控制臺20中，用于在系統(tǒng)10的操作期間控制系統(tǒng)的功能，從而起到控制處理器的作用。與控制臺20 —起，還包括數(shù)字控制器/模擬界面24，并且所述數(shù)字控制器/模擬界面24同時與處理器22和其他系統(tǒng)部件通信，以控制探測器40、傳感器50以及其他系統(tǒng)部件之間的接ロ連接(interfacing)。系統(tǒng)10還包括用干與傳感器50連接的端ロ 52以及可選的部件54，包括打印機、儲存介質(zhì)、鍵盤等。在一個實施方案中所述端ロ為USB端ロ，然而其他端ロ類型或端ロ類型的組合可以被用于這一端口和本文所描述的其他接ロ連接。與控制臺20—起，包括有電源連接裝置56，以使能與外部電源供應(yīng)裝置58的可操作連接。也可以采用內(nèi)部電池60與外部電源供應(yīng)裝置一起使用，或単獨使用內(nèi)部電池60。與所述控制臺20的數(shù)字控制器/模擬界面24 —起，包括有電源管理電路59，以調(diào)節(jié)電源的使用及分配。
在本實施方案中，顯示器30被集成到控制臺20中，并且在導(dǎo)管放置過程中被用來向臨床醫(yī)生顯示信息。在另ー實施方案中，所述顯示器可以是與所述控制臺分離的。如將了解到的，由顯示器30所描述的內(nèi)容根據(jù)所述導(dǎo)管放置系統(tǒng)所在的模式(US、TLS或在其他實施方案中的ECG末端確認(rèn))而變化。在一個實施方案中，控制臺按鈕界面32 (見圖1、8C)和被包括在探測器40上的按鈕可以被用來直接由所述臨床醫(yī)生調(diào)用(call up) 一期望的模式至向顯示器30，以在放置過程中起到輔助作用。在一個實施方案中，例如在圖17中，來自多種模式(例如TLS和ECG)的信息可以被同時顯示。因而，系統(tǒng)控制臺20的單ー顯示器30可以被用于在進入患者的脈管系統(tǒng)中時進行的超聲引導(dǎo)，在通過脈管系統(tǒng)的導(dǎo)管推進過程中的TLS引導(dǎo)，以及(如在稍后的實施方案中的)相對于患者的心臟結(jié)的導(dǎo)管遠側(cè)末端放置的基于ECG的確認(rèn)。在一個實施方案中，所述顯不器30為ー IXD設(shè)備。圖3A和3B根據(jù)ー個實施方案描繪探測器40的特征。探測器40被用來與上面提到的所述第一方式一起使用，即，脈管(例如，靜脈)的基于超聲(“US”)的可視化，為導(dǎo)管72插入脈管系統(tǒng)做準(zhǔn)備。這樣的可視化為將導(dǎo)管導(dǎo)入患者的脈管系統(tǒng)提供實時的超聲引導(dǎo)，并且有助于減少與這樣的導(dǎo)入相關(guān)聯(lián)的典型并發(fā)癥，包括意外動脈穿孔、血腫、氣胸等等手持探測器40包括容納有壓電陣列的頭部80，當(dāng)所述頭部以抵住患者皮膚的方式鄰近預(yù)期的插入部位73 (圖2)被放置時，所述壓電陣列用來產(chǎn)生超聲脈沖并接收由患者身體反射后的所述超聲脈沖的反射波。探測器40還包括可以被包括在按鈕板(pad)82上的多個控制按鈕84。在本實施方案中，系統(tǒng)10的方式可以是由控制按鈕84控制的，因而，排除了臨床醫(yī)生到所述無菌區(qū)域(是在導(dǎo)管放置之前圍繞患者插入部位形成的)之外的需要，以經(jīng)由控制臺按鈕界面32的使用來改變模式。這樣，在一個實施方案中，臨床醫(yī)生采用所述第一(US)方式來確定適當(dāng)?shù)牟迦氩课徊⑿纬擅}管進入，例如利用針或?qū)бb置，然后利用導(dǎo)管。然后，所述臨床醫(yī)生可以經(jīng)由推按探測器按鈕控制板82上的按鈕無縫地切換到所述第二(TLS)方式，而無需到所述無菌區(qū)域之外。然后，可以使用所述TLS模式來幫助導(dǎo)管72通過脈管系統(tǒng)朝所意圖的目的地推迸。圖1示出探測器40還包括按鈕和存儲器控制器42，用來控制按鈕和探測器的操作。在一個實施方案中，按鈕和存儲器控制器42可以包括非易失性存儲器，例如EEPR0M。按鈕和存儲器控制器42與控制臺20的探測器接ロ 44進行可操作的通信，探測器接ロ 44包括用干與所述探測器壓電陣列接ロ連接的壓電輸入/輸出部件44A，以及用干與按鈕和存儲器控制器42接ロ連接的按鈕和存儲器輸入/輸出部件44B。圖4示出當(dāng)系統(tǒng)10在其第一超聲方式時，如在顯示器30上所描繪的示例性屏幕截圖88。示出患者70的皮下區(qū)域的圖像90，描繪靜脈92的截面。由探測器40的所述壓電陣列的操作生成圖像90。同樣被包括在顯示器屏幕截圖88上的是測深標(biāo)尺指示器94、內(nèi)腔尺寸比例96以及其他指示標(biāo)記98，測深標(biāo)尺指示器94提供關(guān)于在患者皮膚下圖像90的深度的信息，內(nèi)腔尺寸比例96提供關(guān)于相對標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管內(nèi)腔尺寸的靜脈92的尺寸的信息，其他指示標(biāo)記98提供關(guān)于系統(tǒng)10的狀態(tài)或可能采取的動作的信息，例如，定格畫面、圖像模板、保存數(shù)據(jù)、圖像打印、電源狀態(tài)、圖像亮度等等。請注意，在其他實施方案中，當(dāng)靜脈被描繪在圖像90中時，其他身體內(nèi)腔或部分可以被成像。注意到的是，如果期望的話，在圖4中所示出的所述US模式可以同時與其他模式(例如，所述TLS模式)一起被描繪在顯示器30上。在導(dǎo)管放置期間，除可視的顯示器30以外，系統(tǒng)10還可以采用聽覺信息(例如，嘟嘟聲、音調(diào)等等)來輔助臨床醫(yī)生。另外，包括在探測器40上的所述按鈕和控制臺按鈕界面32可以以各種方式來配置，包括除了按鈕以外使用例如滑動開關(guān)、切換開關(guān)、電子或觸控感應(yīng)式板等等的使用者輸入控制裝置。附加地，在系統(tǒng)10的使用期間，US和TLS 二者的活動可以同時發(fā)生或單獨發(fā)生。如剛剛所描述的，手持超聲探測器40被用來作為集成導(dǎo)管放置系統(tǒng)10的一部分，以使能患者的脈管系統(tǒng)外周的US可視化，為導(dǎo)管的經(jīng)皮導(dǎo)入做準(zhǔn)備。然而，在本示例性實施方案中，如下面所描述的，當(dāng)在脈管系統(tǒng)中導(dǎo)引所述導(dǎo)管朝向其期望的目的地前進時，所述探測器還被用來控制系統(tǒng)10的所述TLS部分或第二方式的功能。再者，因為探測器40被用于所述患者的所述無菌區(qū)域中，這ー特征使得能夠完全從所述無菌區(qū)域中對TLS的功能進行控制。因而，探測器40為雙重用途的設(shè)備，使能從所述無菌區(qū)域?qū)ο到y(tǒng)10的US和TLS功能的方便控制。在一個實施方案中，如下面將進ー步描述的，所述探測器還可以被用來控制與ECG相關(guān)的或?qū)Ч芊胖孟到y(tǒng)10的第三方式的ー些或全部功能。導(dǎo)管放置系統(tǒng)10還包括上面提到的所述第二方式，即，基于磁方式的導(dǎo)管TLS或末端定位系統(tǒng)。在初始放入并通過患者70的脈管系統(tǒng)推進的過程中，所述TLS使臨床醫(yī)生能夠快速定位并確認(rèn)導(dǎo)管72的位置和/或定向，所述導(dǎo)管72例如為外周靜脈穿刺中心靜脈導(dǎo)管(“PICC”)、中心靜脈導(dǎo)管(“CVC”)或其他適合的導(dǎo)管。具體地，所述TLS方式檢測由裝配有磁元件的末端定位探針激發(fā)的磁場，在一個實施方案中，所述末端定位探針被預(yù)裝入被以縱向方式限定的導(dǎo)管72的內(nèi)腔中，從而使所述臨床醫(yī)生能夠確定在患者身體內(nèi)所述導(dǎo)管末端的大體位置及定向。在一個實施方案中，可以使用如下的美國專利中的一種或更多種教導(dǎo)對所述磁組件進行追蹤5, 775，332 ;5，879，297 ;6，129，668 ;6，216，028以及6，263，230。本文通過引用將前面提到的美國專利的全部內(nèi)容并入本申請。所述TLS還顯示所述導(dǎo)管末端所指向的方向，從而進一歩輔助導(dǎo)管的準(zhǔn)確放置。所述TLS進ー步輔助臨床醫(yī)生確定所述導(dǎo) 管末端的錯位是何時發(fā)生的，例如在所述末端已經(jīng)偏離所期望的靜脈路徑進入另ー靜脈的情況時。如所提到的，所述TLS利用探針來使導(dǎo)管72的所述遠側(cè)端在其通過脈管系統(tǒng)的推進過程中能夠被追蹤。圖5給出了這樣的探針100的ー實施例，探針100包括近側(cè)端100A和遠側(cè)端100B。在探針近側(cè)端100A包括有手柄，以及從所述手柄中向遠側(cè)延伸的芯線104。磁組件被設(shè)置在芯線104遠側(cè)。所述磁組件包括一個或更多個鄰近探針遠側(cè)端100B被彼此相鄰設(shè)置且由管108封裝的磁元件106。在本實施方案中，包括有多個磁元件106，每ー個元件包括與其他磁元件以端對端的方式堆疊的固體圓柱狀鐵磁體。粘合劑末端110可以在磁元件106遠側(cè)塞堵管108的所述遠側(cè)末端。請注意的是，在其他實施方案中，所述磁元件不僅僅在形狀方面，在組成、數(shù)目、尺寸、磁性類型以及在所述探針遠側(cè)段中的位置等方面的設(shè)計上也可以變化。例如，在ー個實施方案中，所述多個鐵磁元件由電磁組件替代，例如產(chǎn)生用于由所述傳感器檢測的磁場的電磁線圏。在此可用的組件的另ー實施例可以從題目為“醫(yī)療器械定位裝置(MedicalInstrument Location Means) ”的美國專利No. 5，099，845中得到，本文通過引用將其全部內(nèi)容并入本申請。此外，包括可以與所述TSL方式一起使用的磁元件的探針的其他實施例可以在2006年8月23日提交的題目為“探針儀器及制造方法(Stylet Apparatuses andMethods of Manufacture) ”的美國申請No. 11/466, 602中得到，本文通過引用將其全部內(nèi)容并入本申請。因此，本發(fā)明的實施方案意圖包括這些和其他變體。在此應(yīng)當(dāng)理解的是，如本文所使用的“探針(stylet) ”可以包括被配置來在所述導(dǎo)管的內(nèi)腔中以可移除的方式放置以幫助將所述導(dǎo)管的遠側(cè)端放置在患者的脈管系統(tǒng)中期望位置的各種設(shè)備中的任ー種。圖2示出探針100的設(shè)置情況，探針100基本上是在導(dǎo)管72的內(nèi)腔中，以致探針100的所述近側(cè)部分從所述導(dǎo)管內(nèi)腔向近側(cè)延伸，通過轂74A并通過延伸腿74B中選定的一個伸出。這樣設(shè)置在所述導(dǎo)管內(nèi)腔中，探針100的遠側(cè)端100B與遠側(cè)導(dǎo)管端76A基本上是共端頭的，以致由所述探針遠側(cè)端的所述TLS所進行的相對應(yīng)的檢測指示所述導(dǎo)管遠側(cè)端的位置。在TLS操作期間，系統(tǒng)10采用TLS傳感器50以檢測由探針100的磁元件106產(chǎn)生的磁場。如圖2中所示的，在導(dǎo)管插入期間，TLS傳感器50被放置在患者的胸部。將TlS傳感器50放置在患者胸部的預(yù)先確定的位置(如通過使用外部身體標(biāo)志(landmark))，以使能如上面所描述的被設(shè)置在導(dǎo)管72中的探針磁元件106的磁場，來使其在導(dǎo)管通行經(jīng)過患者脈管系統(tǒng)期間被檢測到。再者，因為探針磁組件的磁元件106與導(dǎo)管72的遠側(cè)端76A(圖2)是共端頭的，由TLS傳感器50所進行的所述磁元件的磁場的檢測向臨床醫(yī)生提供關(guān)于所述導(dǎo)管遠側(cè)端在其通行期間的位置和定向的信息。更具體地，如圖1所示的，TLS傳感器50經(jīng)由端ロ 52中的一個或更多個可操作地連接到系統(tǒng)10的控制臺20。請注意的是，在所述TLS傳感器和所述系統(tǒng)控制臺之間還可以使用其他連接方案而不受限制。正如所描述的，磁元件106被用在探針100中以使導(dǎo)管遠側(cè)端76A(圖2)相對被放置在患者的胸部的TLS傳感器50的位置能夠是可觀察到的。在TLS模式期間，由TLS傳感器50所進行的探針磁元件106的檢測以圖形化的方式被顯示在控制臺20的顯示器30上。以這種方`式，放置所述導(dǎo)管的臨床醫(yī)生能夠大體確定在患者脈管系統(tǒng)中導(dǎo)管遠側(cè)端76A相對TLS傳感器50的位置，并且檢測導(dǎo)管錯位(例如，所述導(dǎo)管沿非期望的靜脈所進行的推迸)是何時發(fā)生的。圖6和7A-7E示出圖標(biāo)的實施例，所述圖標(biāo)可以被控制臺顯示器30使用以描繪由TLS傳感器50所進行的探針磁元件106檢測。特殊地，圖6示出當(dāng)所述磁元件被安置在所述TLS傳感器下方吋，描繪探針100的所述遠側(cè)部分(包括如被TLS傳感器50所檢測的磁元件106)的圖標(biāo)114。因為探針遠側(cè)端100B與導(dǎo)管72的遠側(cè)端76A基本上是共端頭的，所述圖標(biāo)指示所述導(dǎo)管遠側(cè)端的位置和定向。圖7A-7E示出當(dāng)探針100的磁元件106沒有被安置在TLS傳感器50的正下方(但在仍能被檢測到的附近)時，可以被描繪在控制臺顯示器30上的各種圖標(biāo)。所述圖標(biāo)可以包括根據(jù)所述探針磁組件的位置(即，在本實施方案中，磁兀件106相對TLS傳感器50的位置)而被顯不的半圖標(biāo)114A和四分之一圖標(biāo)114B。圖8A-8C描繪在TLS模式中取自系統(tǒng)10的顯示器30的屏幕截圖，示出探針100的所述磁組件是如何被描述的。圖8A的屏幕截圖118示出TLS傳感器50的表征性圖像120。被提供在顯示器屏幕截圖118上的其他信息包括測深標(biāo)尺指示器124、狀態(tài)/動作指示標(biāo)記126以及與被包括在控制臺20上的按鈕界面32 (圖8C)相對應(yīng)的圖標(biāo)128。盡管在本實施方案中，圖標(biāo)128是簡單的指示器以引導(dǎo)使用者辨識按鈕界面32相對應(yīng)的按鈕的用途，在另ー實施方案中，所述顯示器可以被制成觸控感應(yīng)式的，從而所述圖標(biāo)自身可以起到按鈕界面的作用并且可以根據(jù)所述系統(tǒng)所在的模式而改變。在插入患者的脈管系統(tǒng)后導(dǎo)管通過脈管系統(tǒng)推進的初始階段期間，與探針遠側(cè)端100B基本上具有共端頭的導(dǎo)管72的遠側(cè)端76A是相對距TLS傳感器50較遠的。這樣，所述顯示器屏幕截圖將提示“無信號”，指示來自所述探針磁組件的磁場未被檢測到。在圖8B中，鄰近探針遠側(cè)端100B的所述磁組件，盡管其沒有在所述傳感器的正下方，已經(jīng)推進到足夠接近TLS傳感器50而能被檢測到。這由被示出在傳感器圖像120的左側(cè)的半圖標(biāo)114A所指示，表征所述探針的磁組件從患者的視角來看是被安置在TLS傳感器50的右側(cè)的。在圖SC中，鄰近探針遠側(cè)端100B的所述磁組件已經(jīng)在TLS傳感器50的下方推進，以致其相対的位置和定向能被所述TLS傳感器檢測到。這由在傳感器圖像120上的圖標(biāo)114指示。請注意的是，按鈕圖標(biāo)128提供可以通過按壓控制臺按鈕界面32中相對應(yīng)的按鈕來實現(xiàn)的動作的提示。這樣，按鈕圖標(biāo)128可以根據(jù)系統(tǒng)10所在的方式而改變，從而為按鈕界面32提供使用上的靈活性。請進一歩注意的是，因為探測器40的按鈕控制板82 (圖3A、3B)包括可以模仿按鈕界面32中的多個按鈕的按鈕84，在保持于所述無菌區(qū)域中的同時，顯示器30上的按鈕圖標(biāo)128向臨床醫(yī)生提供引導(dǎo)以利用探測器按鈕84控制系統(tǒng)10。例如，如果臨床醫(yī)生需要離開TLS模式并返回US (超聲)模式，在探測器按鈕控制板82上的適當(dāng)控制按鈕84可以被按壓，并且所述US模式可以立即被調(diào)用，同時顯示器30刷新到適應(yīng)US功能所需的所述可視信息，如圖4中所示。這無需臨床醫(yī)生到所述無菌區(qū)域之外即可實現(xiàn)?，F(xiàn)在參考圖9和10，根據(jù)另ー示例性實施方案描述集成導(dǎo)管放置系統(tǒng)10。同上，如上面所描述的，集成系統(tǒng)10包括控制臺20、顯示器30，用于US功能的探測器40，以及用于末端定位功能的TLS傳感器50。請注意的是，圖9和10中所描繪的系統(tǒng)10在諸多方面與圖1和2所示的系統(tǒng)是相似的。由此，下面僅對選出的不同之處進行討論。圖9和10的系統(tǒng)10包括附加的功能，其中導(dǎo)管遠側(cè)末端76A相對竇房(“SA”)或患者70的心臟的其他電脈沖發(fā)出結(jié)的接近度的確定可以被確認(rèn)，從而提供增強的能力來準(zhǔn)確地將所述導(dǎo)管遠側(cè)末端放置在鄰近所述結(jié)的期望位置。另外，本文稱之為“ECG”或“基于ECG的末端確認(rèn)”，系統(tǒng)10的這ー第三方式使能來自所述SA結(jié)的ECG信號的檢測，以將所述導(dǎo)管遠側(cè)末端放置在所述患者脈管系統(tǒng)中 期望位置。請注意的是，所述US、TLS以及ECG方式在本系統(tǒng)10中被無縫地組合，并且可以被一同使用或単獨使用來幫助放置導(dǎo)管。圖9和10示出根據(jù)本實施方案另外被配置有探針130的系統(tǒng)10。就整體而言，導(dǎo)管探針130被以可移除的方式預(yù)先設(shè)置在經(jīng)由插入部位73被插入到患者70的導(dǎo)管72的所述內(nèi)腔中。探針130，除了包括用于基于磁方式的TLS方式的磁組件之外，包括鄰近其遠側(cè)端的ECG傳感器組件，并且包括與所述導(dǎo)管末端的所述遠側(cè)端共端頭的一部分，用于感測由所述SA結(jié)產(chǎn)生的ECG信號。與先前的實施方案相比之下，探針130包括從其近側(cè)端延伸的繩纜134，繩纜134可操作地連接到TLS傳感器50。如將被進一步以細(xì)節(jié)描述的，在作為所述基于ECG信號的末端確認(rèn)方式的一部分的所述導(dǎo)管末端位置的確認(rèn)過程中，探針繩纜134允許由被包括在探針130的遠側(cè)部分上的所述ECG傳感器組件所檢測到的ECG信號被傳送到TLS傳感器50。參考和接地ECG引線/電極對158附接到患者70的身體，并且被可操作地附接到TLS傳感器50以使能所述系統(tǒng)來濾掉與心臟的SA結(jié)的電活動無關(guān)的高電平電活動，從而使能所述基于ECG的末端確認(rèn)功能。接收自被放置在患者皮膚上的ECG引線/電極對158的參考信號和接地信號，與由所述探針ECG傳感器組件感測的所述ECG信號一起被安置在患者胸部的TLS傳感器50 (圖10)。如將要描述的，TLS傳感器50和/或控制臺處理器22可以處理所述ECG信號數(shù)據(jù)以在顯示器30上產(chǎn)生心電圖波形。在TLS傳感器50處理所述ECG信號數(shù)據(jù)的情況下，處理器被包括在其中以實現(xiàn)意圖的功能。如果控制臺20處理所述ECG信號數(shù)據(jù)，處理器22、控制器24或其他處理器可以在所述控制臺中被應(yīng)用，以處理所述數(shù)據(jù)。因此，隨著其推進通過患者脈管系統(tǒng)，如上面所描述的，裝配有探針130的導(dǎo)管72可以在安置在患者的胸部上的TLS傳感器50(如圖10所示)下推進。這使TLS傳感器50能夠檢測探針130的所述磁組件的位置，探針130的所述磁組件與定位在患者的脈管系統(tǒng)中的所述導(dǎo)管的遠側(cè)末端76A基本上是共端頭的。在ECG模式期間，由TLS傳感器50進行的所述探針磁組件的檢測被描繪在顯示器30上。在ECG模式期間，顯示器30還描繪由探針130的所述ECG傳感器組件所檢測到的患者心臟電活動的結(jié)果所產(chǎn)生的ECG心電圖波形。更具體地，包括P-波波形的所述SA結(jié)的所述ECG電活動由所述探針的所述ECG傳感器組件(下面描述)檢測，并且被傳送至TLS傳感器50和控制臺20。然后，所述ECG電活動被處理以在顯示器30上進行描述。隨后，放置所述導(dǎo)管的臨床醫(yī)生可以觀察所述ECG數(shù)據(jù)來確定導(dǎo)管72的遠側(cè)末端76A的最佳放置,例如在一個實施方案中是鄰近所述SA結(jié)。在一個實施方案中，控制臺20包括接收并處理由所述探針ECG傳感器組件所檢測的所述信號的必要的電子部件(例如處理器22(圖9))。在另ー實施方案中，TLS傳感器50可以包括處理所述ECG信號的必要的電子部件。如已經(jīng)討論過的，在所述導(dǎo)管的放置過程中，顯示器30被用來向臨床醫(yī)生顯示信息。顯示器30的內(nèi)容根據(jù)所述導(dǎo)管放置系統(tǒng)所在的模式(US、TLS或ECG)而改變。臨床醫(yī)生可以立即調(diào)用這三種模式中的任一種到顯示器30，并且在一些情況下，來自多種模式(例如TLS和ECG)的信息可以同時被顯不。在一個實施方案中，和前面ー樣的，所述系統(tǒng)所在的模式可以由包括在手持探測器40上的控制按鈕84控制，從而排除了臨床醫(yī)生到所述無菌區(qū)域之外(例如，觸控控制臺20的按鈕界面32)以改變模式的需要。因而，在本實施方案中，探測器40還被用來控制系統(tǒng)10的與ECG相關(guān)的ー些或全部功能。請注意的是，按鈕界面32或其他輸入結(jié)構(gòu)也可以被用來控制系統(tǒng)功能。同樣，在導(dǎo)管放置期間，除了使用可視的顯示器30以外，所述系統(tǒng)還可以采用聽覺信息(例如，嘟嘟聲、音調(diào)等等)來輔助臨床醫(yī)生?，F(xiàn)在參考圖11-12E，描述探針130的一個實施方案的各種細(xì)節(jié)，探針130以可移除的方式被裝入導(dǎo)管72中并且在插入期間被用來將所述導(dǎo)管的遠側(cè)末端76A安置在患者脈管系統(tǒng)中的期望位置。如所示出的，當(dāng)從所述導(dǎo)管移出時，探針130限定近側(cè)端130A和遠側(cè)端130B。連接器132被包括在近側(cè)探針端130A，并且繩纜134從所述連接器向遠側(cè)延伸并附接到手柄136。芯線138從手柄136向遠側(cè)延伸。在一個實施方案中，探針130被預(yù)裝入導(dǎo)管72的內(nèi)腔中，以致遠側(cè)端130B在所述導(dǎo)管遠側(cè)端76A處(圖10)與所述導(dǎo)管開ロ基本上是齊平或共端頭的，并且以致芯線138的近側(cè)部分、手柄136以及繩纜134從延伸管74B中選定的ー個向近側(cè)延伸。注意到的是，盡管本文以探針進行描述，在其他實施方案中，導(dǎo)絲或其他導(dǎo)管引導(dǎo)器械可以被 包括在本文所描述的實施方案的原理中。芯線138限定細(xì)長的形狀并且是由適合的探針材料構(gòu)成，包括不銹鋼或記憶材料，例如在一個實施方案中的包含鎳和鈦的合金(通常公知的縮寫為鎳鈦諾(“nitinol”))。盡管未在本文中示出，在一個實施方案中，芯線138由鎳鈦諾來制造使所述芯線與所述探針的遠側(cè)段相對應(yīng)的所述部分能夠具有預(yù)成形的彎曲結(jié)構(gòu)，從而促使導(dǎo)管72的所述遠側(cè)部分形成相似的彎曲結(jié)構(gòu)。在其他實施方案中，所述芯線不包含預(yù)成形。進一歩地，所述鎳鈦諾結(jié)構(gòu)增強芯線138的扭轉(zhuǎn)能力，以使當(dāng)被設(shè)置在導(dǎo)管72的所述內(nèi)腔中時探針130的遠側(cè)段能夠被操控，這又使所述導(dǎo)管的所述遠側(cè)部分在導(dǎo)管插入期間能夠被導(dǎo)引通過脈管系統(tǒng)。提供手柄136來使能所述探針對導(dǎo)管72的插入/移除。在探針芯線138是可扭轉(zhuǎn)的實施方案中，手柄136進ー步使所述芯線在導(dǎo)管72的所述內(nèi)腔中能夠被旋轉(zhuǎn)，以幫助導(dǎo)引所述導(dǎo)管遠側(cè)部分通過患者70的脈管系統(tǒng)。手柄136附接到繩纜134的遠側(cè)端。在本實施方案中，繩纜134是具有弾性、受屏蔽的線纜，繩纜134包容一條或更多條電氣連接到芯線138 (起到上面所涉及的所述ECG傳感器組件的作用)以及繩纜連接器132的導(dǎo)線。這樣，繩纜134提供從芯線138的所述遠側(cè)部分通過繩纜連接器132至探針130的近側(cè)端130A的導(dǎo)電通路。如將要解釋的，繩纜連接器132被配置來可操作地連接到在患者胸部上的TLS傳感器50，用來幫助將導(dǎo)管遠側(cè)末端76A導(dǎo)引至患者脈管系統(tǒng)中的期望位置。如在圖12B-12D所見的，芯線138的遠側(cè)部分從接合點142向遠側(cè)是逐漸變細(xì)的或在直徑上是減少的。套管140在所述減少直徑的芯線部分上滑動。盡管在此具有相對較大的直徑，在另ー實施方案中，所述套管可以被選擇尺寸來基本上匹配所述探針芯線的所述近側(cè)部分的直徑。探針130還包括被鄰近其遠側(cè)端130B設(shè)置的用于在TLS模式期間使用的磁組件。在所述圖示說明的實施方案中，所述磁組件包括被設(shè)置在減少直徑的芯線138的外表面和套管140鄰近探針遠側(cè)端130 B的內(nèi)表面之間的多個磁元件144。在本實施方案中，磁組件144包括20個固體圓柱狀的以類似于圖2的探針100的方式被端對端地堆疊的鐵磁體。然而，在其他實施方案中，所述磁元件可以不僅僅在形狀方面，而且在組成、數(shù)目、尺寸、磁性類型以及在所述探針中的位置等方面的設(shè)計上也可以變化。例如，在一個實施方案中，所述磁組件的所述多個磁體由產(chǎn)生用于由所述TLS傳感器檢測的磁場的電磁線圈替代。因此，本發(fā)明的實施方案意圖包括這些和其他變體。磁元件144被用于探針130的遠側(cè)部分中以使探針遠側(cè)端130B相對被放置在患者胸部上的TLS傳感器50的位置能夠是可觀察到的。如已經(jīng)提及的，隨著具有所述探針的導(dǎo)管72推進通過患者脈管系統(tǒng)，TLS傳感器50被配置來檢測磁元件144的磁場。以這種方式，放置導(dǎo)管72的臨床醫(yī)生能夠大體確定導(dǎo)管遠側(cè)端76A在患者脈管系統(tǒng)中的位置并且檢測導(dǎo)管錯位(例如，所述導(dǎo)管沿非期望的靜脈的推迸)是何時發(fā)生的。根據(jù)ー個實施方案，探針130還包括前面提到的ECG傳感器組件。在插入期間，所述ECG傳感器組件使設(shè)置在導(dǎo)管72的內(nèi)腔中的探針130能夠被用來檢測由SA或其他患者心臟結(jié)所產(chǎn)生的心房內(nèi)ECG信號，由此允許將導(dǎo)管72的遠側(cè)末端76A導(dǎo)引至在脈管系統(tǒng)中鄰近患者心臟的預(yù)先確定的位置。因此，所述ECG傳感器組件在確認(rèn)導(dǎo)管遠側(cè)末端76A的合適放置位置中起輔助作用。在圖11-12E中所圖示說明的實施方案中，所述ECG傳感器組件包括鄰近探針遠側(cè)端130B設(shè)置的芯線138的遠側(cè)部分。芯線138是具有導(dǎo)電性的，使ECG信號能夠被其所述遠側(cè)端檢測并且能夠被沿所述芯線向近側(cè)傳輸。導(dǎo)電材料146(例如，導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂)填充鄰近芯線138的所述遠側(cè)終端的套管140遠側(cè)部分，從而與所述芯線的所述遠側(cè)端是以導(dǎo)電方式連通的。這又增加了探針130的遠側(cè)端130B的所述導(dǎo)電表面，從而改善了其檢測ECG信號的能力。在放置導(dǎo)管之前，探針130被裝入導(dǎo)管72的內(nèi)腔中。請注意的是，可以由制造商將探針130預(yù)裝入所述導(dǎo)管內(nèi)腔，或在插入導(dǎo)管之前由臨床醫(yī)生裝入所述導(dǎo)管。探針130被放置在所述導(dǎo)管內(nèi)腔中，以致探針130的遠側(cè)端130B與導(dǎo)管72的遠側(cè)末端76A基本上是共端頭的，從而使所述探針和所述導(dǎo)管二者的所述遠側(cè)末端基本上是彼此對齊放置的。如已經(jīng)描述過的，導(dǎo)管72和探針130的所述共端頭使所述磁組件能夠在TLS模式中與TLS傳感器50 —起起到這樣的作用，即隨著導(dǎo)管遠側(cè)末端76A在患者脈管系統(tǒng)中所進行的推進來追蹤其位置。然而，請注意的是，就系統(tǒng)10的所述末端確認(rèn)功能而言，探針130的遠側(cè)端130B無需與導(dǎo)管遠側(cè)端76A共端頭。相反，所需的僅是在脈管系統(tǒng)和所述ECG傳感器組件之間的導(dǎo)電路徑，在這種情況下就是芯線138，以致所述SA結(jié)或其他患者心臟結(jié)的電脈沖可以被檢測到。在一個實施方案中，這ー導(dǎo)電路徑可以包括各種成分，包括，鹽溶液、血液等。在一個實施方案中，一旦導(dǎo)管72已經(jīng)經(jīng)由插入部位73 (圖10)被導(dǎo)入患者脈管系統(tǒng)，可以采用如已經(jīng)描述過的系統(tǒng)10的所述TLS模式來朝向?qū)Ч苓h側(cè)末端76A鄰近所述SA結(jié)的所意圖的目的地推進導(dǎo)管遠側(cè)末端76A。靠近心臟區(qū)域后，系統(tǒng)10可以被切換到ECG模式以使由所述SA結(jié)發(fā)出的ECG信號能夠被檢測到。隨著所述裝有探針的導(dǎo)管朝向患者的心臟被推進，包括芯線138的所述遠側(cè)端和導(dǎo)電材料146的所述導(dǎo)電性ECG傳感器組件開始檢測由所述SA結(jié)所產(chǎn)生的電脈沖。這樣，所述ECG傳感器組件起到檢測所述ECG信號的電極的作用。鄰近所述芯線遠側(cè)端的細(xì)長的芯線138作為導(dǎo)電通路來將由所述SA結(jié)所產(chǎn)生的且由所述ECG傳感器組件所接收到的電脈沖傳送到繩纜134。繩纜134將所述ECG信號傳遞到被臨時放置在患者胸部上的TLS傳感器50。繩纜134被可操作地經(jīng)由繩纜連接器132或其他適合的直接或間接的起連接作用的結(jié)構(gòu)連接到TLS傳感器50。如所描述的，然后所述ECG信號可以被處理并且被描繪在系統(tǒng)顯示器30上(圖9、10)。對由TLS傳感器50接收并由顯示器30顯示的所述ECG信號進行的監(jiān)控，使臨床醫(yī)生能夠隨著導(dǎo)管遠側(cè)末端76A朝向所述SA結(jié)的推迸，觀察并分析在所述信號中發(fā)生的變化。當(dāng)所接收到的ECG信號匹配一期望的輪廓(profile)吋，臨床醫(yī)生可以確定導(dǎo)管遠側(cè)末端76A已到達ー相對于所述SA結(jié)的期望位置。如所提到的，在一個實施方案中，這ー期望位置位于所述SVC的下三分之一(1/3)部分內(nèi)。所述ECG傳感器組件以及磁組件可以合作來輔助臨床醫(yī)生在脈管系統(tǒng)中放置導(dǎo)管。一般地，探針130的所述磁組件在從初始的導(dǎo)管插入開始的總的脈管系統(tǒng)引導(dǎo)中輔助臨床醫(yī)生，以將導(dǎo)管72的遠側(cè)端76A放置在患者心臟的總的區(qū)域內(nèi)。然后，隨著所述探針ECG傳感器組件靠近所述SA結(jié)，通過使臨床醫(yī)生能夠觀察到由心臟所產(chǎn)生的所述ECG信號中所發(fā)生的變化，所述ECG傳感器組件可以被用來在所述SVC中將導(dǎo)管遠側(cè)端76A引導(dǎo)至期望位置。再有，一旦觀察到適合的ECG信號輪廓，臨床醫(yī)生可以確定探針130和導(dǎo)管72二者的遠側(cè)端已經(jīng)抵達相對于患者心臟的所述期望位置。一旦導(dǎo)管72已經(jīng)如所期望地被安置，導(dǎo)管72可以被固定在適當(dāng)位置，并且探針130從所述導(dǎo)管內(nèi)腔移除。在此，請注意的是，所述探針可以包括除文本已經(jīng)明確描述過的以外的各種結(jié)構(gòu)中的ー種。在一個實施方案中，所述探針可以被直接地附接到所述控制臺而不是間接地經(jīng)由所述TLS傳感器進行附接。在另ー實施方案中，使能其TLS和與ECG相關(guān)的功能的探針130的結(jié)構(gòu)可以被集成到所述導(dǎo)管結(jié)構(gòu)自身中。例如，在一個實施方案中，所述磁組件和/或ECG傳感器組件可以被并入所述導(dǎo)管的壁。圖13A-15根據(jù)本實施方案，描述關(guān)于從探針繩纜134到被安置在患者胸部上的TLS傳感器50的ECG信號數(shù)據(jù)通路的各種細(xì)節(jié)。具體地，這ー實施方案涉及自圍繞導(dǎo)管72和插入部位73的無菌區(qū)域的ECG信號數(shù)據(jù)的通路(包括探針130和繩纜134)，以及非無菌區(qū)域，例如其上被安置有所述TLS傳感器的患者胸部。這樣的通路應(yīng)當(dāng)不會破壞所述無菌區(qū)域而使其無菌性受損害。在所述導(dǎo)管的插入過程中被安置在患者70上的無菌布單限定所述無菌區(qū)域的大部分在所述布單之上的區(qū)域是無菌的，而在其下方的(不包括所述插入部位和緊緊圍繞的區(qū)域)是非無菌的。如將可見的，下面所進行的討論包括與探針130相關(guān)聯(lián)的至少ー第一連通節(jié)點，以及與TLS傳感器50相關(guān)聯(lián)的第二連通節(jié)點，彼此可操作地進行連接以使ECG信號數(shù)據(jù)能夠在二者間傳輸。圖13A-15中所描繪的是這樣的一個實施方案，即解決從所述無菌區(qū)域到所述非無菌區(qū)域而不影響前 者無菌性的ECG信號數(shù)據(jù)的通路問題，描繪“穿過布單(through-drape) ”的實施方式,也被稱為“藍魚鰭(shark fin) ”的實現(xiàn)方式。具體地,如上面所描述的，圖14A示出在導(dǎo)管的插入過程中用于放置在患者胸部上的TLS傳感器50。TLS傳感器50包括在其頂部表面的限定凹槽152A的連接器底部152，在凹槽152A中設(shè)置有三個電氣底部觸頭154。同樣在圖13A-13D中示出的鰭狀連接器156被選擇尺寸，來如圖14B和15中所示出的以滑動的方式被連接器底部152的凹槽152A所接納。兩個ECG引線/電極對158從鰭狀連接器156延伸，用于放置在肩部和軀干或患者身體上的其他適合的外部位置。布單-穿過繩纜連接器132被配置來以滑動的方式配接鰭狀連接器156的一部分，以實現(xiàn)如將在下面進ー步描述的從探針120通過所述無菌區(qū)域到TLS傳感器50的導(dǎo)電通路。圖13A-13D示出鰭狀連接器156的其他各方面。具體地，鰭狀連接器156限定被選擇尺寸來被連接器底部152的凹槽152A接納(圖14B、15)的下筒形部分160。由中心錐面164所圍繞的孔162被包括在上筒形部分166的后端上。上筒形部分166被選擇尺寸來接納探針130的繩纜連接器132 (圖14C、15)，以致延伸進入繩纜連接器132的凹槽172 (圖15)的針觸頭170被所述中心孔引導(dǎo)，直到其就位于鰭狀連接器156的孔162中，從而使所述繩纜連接器與所述鰭狀連接器互相連接。接合件(如在圖13C和13D中所示出的接合件169)可以被包括在鰭狀連接器156上，以與在繩纜連接器132上的相對應(yīng)構(gòu)件接合，來幫助保持在這兩個部件之間的配接(mating)。圖13D示出鰭狀連接器156包括多個電氣觸頭168。在本實施方案中，三個觸頭168以這樣的形式被包括兩個最前面的觸頭的每ー個電氣連接ECG引線158中的一條的終端，并且后面的觸頭延伸進入孔162的軸向鄰近區(qū)域，從而當(dāng)繩纜連接器132的針觸頭170配接鰭狀連接器156時(圖15)，電氣連接繩纜連接器132的針觸頭170。鰭狀連接器156的每ー個觸頭168的底部分被安置來電氣連接TLS傳感器連接器底部152的底部觸頭154中相對應(yīng)的ー個。
圖14B示出第一連接階段，其中通過所述鰭狀連接器的下筒形部分160與連接器底部凹槽152A的滑動接合，使鰭狀連接器156以可移除的方式配接TLS傳感器連接器底部152。這ー接合使連接器底部觸頭154和相對應(yīng)的鰭狀觸頭168電氣連接。圖14C示出第二連接階段，其中通過繩纜連接器凹槽172與所述鰭狀連接器的上筒形部分166之間的滑動接合，使繩纜連接器132以可移除的方式配接鰭狀連接器156。如在圖15中最佳可見的，這ー接合使繩纜連接器針觸頭170和鰭狀連接器156的后觸頭168電氣連接。在本實施方案中，繩纜連接器132相對于鰭狀連接器156的水平滑動運動與當(dāng)所述鰭狀連接器被以可滑動的方式配接到所述傳感器連接器底部凹槽152A時(圖14B)的滑動運動是在相同的接合方向上。在一個實施方案中，探針130/繩纜連接器132中的ー個或兩個以及鰭狀連接器156是一次性的。同樣，在一個實施方案中，所述繩纜連接器在所述鰭狀連接器已經(jīng)被配接到所述TLS傳感器之后，可以被配接到所述鰭狀連接器，而在另一實施方案中，所述繩纜連接器可以在所述鰭狀連接器被配接到所述TLS傳感器之前，先通過外科手術(shù)布單被配接到所述鰭狀連接器。在圖14C所示的連接方案中，探針130經(jīng)由繩纜連接器132被可操作地連接到TLS傳感器150，因而使所述探針的所述ECG傳感器組件能夠?qū)CG信號傳送到所述TLS傳感器。另外，ECG引線/電極對158被可操作地連接到TLS傳感器50。然而，在一個實施方案中，繩纜連接器132被稱為用于探針130的第一連通節(jié)點，而鰭狀連接器156被稱為用于TLS傳感器50的第二連通節(jié)點。請注意的是，各種其他起到連接作用的方案和結(jié)構(gòu)可以被用來在所述探針和所述TLS傳感器之間實現(xiàn)可操作的連通。例如，所述繩纜連接器可以使用片觸頭而不是針觸頭來刺穿所述布単?；蛘?，所述鰭狀連接器可以是與所述TLS傳感器一體地形成的。因此，這些和其他結(jié)構(gòu)被包含在本發(fā)明的實施方案的范圍內(nèi)。如在圖15中所見的，在導(dǎo)管的放置期間被用來形成無菌區(qū)域的無菌布單174被放置在繩纜連接器132和鰭狀連接器156的相互連接之間。正如所描述的，繩纜連接器132包括被配置來在所述兩個部 件相配接的時候刺穿布單174的針觸頭170。這樣的刺穿在由針觸頭170占據(jù)的無菌布單174中形成小洞或穿孔175，從而將由所述針觸頭形成的所述布單穿孔的尺寸最小化。另外，繩纜連接器132和鰭狀連接器156之間的配合是這樣的，以致在無菌布單中由針觸頭170的穿過形成的所述穿孔由繩纜連接器凹槽172包圍，因而保持所述布單的所述無菌性并且防止所述布單中的裂ロ可能損害由此形成的所述無菌區(qū)域。繩纜連接器凹槽172被這樣配置，以在被針觸頭170刺穿之前將無菌布單174向下折，以致所述針觸頭在被設(shè)置為鄰近鰭狀連接器156的孔162之前不會刺穿所述布単。在此，請注意的是，繩纜連接器132和鰭狀連接器156被這樣配置，以便利其間通過不透明的無菌布單174的以不可見的方式的(blindly)對準(zhǔn)，即，經(jīng)由臨床醫(yī)生在不可見的情況下對兩個部件所進行的觸摸檢查。請進ー步注意的是，如在圖15中所示的鰭狀連接器156的鰭狀觸頭168被配置來以這樣的方式配接傳感器底部觸頭154，即幫助保持所述鰭狀連接器與傳感器底部凹槽152A的接合。這又減少對將鰭狀連接器156固定到TLS傳感器50的附加器械的需求。圖16示出典型ECG波形176，包括P-波和QRS波群。一般地，所述P-波的幅度根據(jù)所述ECG傳感器組件離產(chǎn)生波形176的所述SA結(jié)的距離而變化。臨床醫(yī)生可以在確定所述導(dǎo)管末端何時被恰當(dāng)?shù)剜徑呐K安置時使用這ー關(guān)系。例如，在一個實施方式中，如已經(jīng)討論過的，所述導(dǎo)管末端以期望的方式被放置在所述上腔靜脈的下三分之一(1/3)內(nèi)。由探針130的所述ECG傳感器組件所檢測的所述ECG數(shù)據(jù)被用來再現(xiàn)波形(例如，波形176)，用于在ECG模式期間在系統(tǒng)10的顯示器30上進行描述。現(xiàn)在參考圖17，根據(jù)ー個實施方案，描述當(dāng)系統(tǒng)10在ECG模式(將在下面進ー步描述的所述第三方式)中時，在顯示器30上所顯示的ECG信號數(shù)據(jù)的各方面。顯示器30的屏幕截圖178包括所述TLS方式的多個要素，包括TLS傳感器50的表征圖像120，并且可以具有在通行穿過患者脈管系統(tǒng)期間對應(yīng)于探針130的所述遠側(cè)端的位置的圖標(biāo)114。屏幕截圖178還包括窗ロ 180，由探針130的所述ECG傳感器組件捕獲并由系統(tǒng)10處理的當(dāng)前ECG波形被顯示在窗ロ 180中。隨著新波形被檢測到，窗ロ 180不斷地被刷新。窗ロ 182包括對最新被檢測到的ECG波形所進行的連續(xù)描繪，并且包括刷新條182A，隨著所述波形被檢測到，刷新條182A橫向地移動以刷新所述波形。窗ロ 184A被用來顯示在所述ECG傳感器組件被放到所述SA結(jié)的鄰近范圍之內(nèi)以前所捕獲到的基線ECG波形，用于比較的用途以幫助臨床醫(yī)生確定是何時抵達的所述期望的導(dǎo)管末端位置。當(dāng)使用者按壓在探測器40或控制臺按鈕界面32上的預(yù)先確定的按鈕時，窗ロ 184B和184C可以呈現(xiàn)由使用者所選出的檢測到的ECG波形。在窗ロ 184B和184C中的所述波形被保留直到由使用者經(jīng)由按壓按鈕或利用其他輸入裝置所進行的選擇而引發(fā)的新波形所覆蓋。如在先前的模式中，測深標(biāo)尺124、狀態(tài)/動作指示標(biāo)記126以及按鈕圖標(biāo)128被包括在顯示器30上。完整性指示器186也被包括在顯示器30上，來給出所述ECG引線/電極對158是否被可操作地連接到TLS傳感器50的提示。 因而，如上面所見的，在一個實施方案中顯示器30在單ー屏幕上同時描繪所述TLS方式和ECG方式二者的各要素，從而為臨床醫(yī)生提供豐富的數(shù)據(jù)以幫助將所述導(dǎo)管遠側(cè)末端放置在期望位置。請進一歩注意的是，在一個實施方案中，所述屏幕截圖的打印輸出或所選出的ECG或TLS數(shù)據(jù)可以被保存、打印，或者由系統(tǒng)10保留以使能恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)管放置的文件記錄。盡管本文所描述的實施方案涉及特別結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管，例如PICC或CVC，這樣的實施方案僅僅為示例性的。因此，本發(fā)明的原理可以被擴展到大量不同結(jié)構(gòu)和設(shè)計的導(dǎo)管。I1.對針/醫(yī)療部件的輔助引導(dǎo)本文所描述的本發(fā)明的實施方案一般地涉及這樣的引導(dǎo)系統(tǒng)，該引導(dǎo)系統(tǒng)用于在基于超聲或其他適合的過程期間定位和引導(dǎo)針或其他醫(yī)療部件來例如利用針進入患者的皮下脈管。在ー個實施方案中，引導(dǎo)系統(tǒng)使得針的位置、定向和推進能夠在脈管的超聲圖像之上被實時疊置，由此使得臨床醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地將針引導(dǎo)至意圖的目標(biāo)。此外，在一個實施方案中，引導(dǎo)系統(tǒng)以五個自由度追蹤針的位置x、y和z空間坐標(biāo)空間、針俯仰(pitch)以及針偏向(yaw)。這樣的追蹤使得針能夠以相對高的準(zhǔn)確度被引導(dǎo)和放置。首先參考圖18和19,圖18和19描繪根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案配置的基于超聲的針引導(dǎo)系統(tǒng)(“系統(tǒng)”)的各部件，所述系統(tǒng)總地被表示為1110。如所示的，系統(tǒng)1110 —般地包括超聲(“US”)成像部分，該超聲成像部分包括控制臺1120、顯示器1130以及探測器1140，其中每ー個均在下面進ー步詳細(xì)描述。注意的是，在一個實施方案中，就某些部件來說，系統(tǒng)1110與圖1中示出的系統(tǒng)10是相似的。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，超聲成像部分可以以本文所示出和描述的內(nèi)容以外的各種各樣的方式中的ー種來配置。系統(tǒng)1110的超聲成像部分被用來在針或其他設(shè)備的經(jīng)皮插入以進入目標(biāo)之前對患者身體的目標(biāo)內(nèi)部部分進行成像。如下面所描述的，在一個實施方案中，在導(dǎo)管隨后插入到患者的脈管系統(tǒng)的靜脈或其他部分之前進行針的插入。然而，理解的是，針插入患者身體可以出于各種各樣的醫(yī)療目的來進行。圖19根據(jù)ー個實施方案示出相對患者1170，在通過皮膚插入部位1173將導(dǎo)管1172最終放置到患者脈管系統(tǒng)中的過程期間，上面所描述的部件的一般關(guān)系。圖19示出導(dǎo)管1172—般地包括在放置完成后保留在患者外部的近側(cè)部分1174以及留在患者脈管系統(tǒng)中的遠側(cè)部分1176。系統(tǒng)1110被用來將導(dǎo)管1172的遠側(cè)末端1176A最終安置在患者脈管系統(tǒng)中的期望位置。在一個實施方案中，導(dǎo)管遠側(cè)末端1176A的期望位置鄰近患者的心臟，例如在上腔靜脈(“SVC”)的下三分之一(1/3)部分內(nèi)。當(dāng)然，系統(tǒng)1110可以被用來將所述導(dǎo)管遠側(cè)末端放置在其他位置上。導(dǎo)管近側(cè)部分1174還包括轂1174A，轂1174A提供導(dǎo)管1172的一個或更多個內(nèi)腔與從所述轂向近側(cè)延伸的ー個或更多個延伸腿1174B之間的流體連通。如所述的，針在插入部位1173放入患者脈管系統(tǒng)通常是在導(dǎo)管的插入之前進行的，然而理解的是，可以采用其他的放置方法。此外，理解的是，上面的論述僅僅是使用系統(tǒng)1110的一個實施例；事實上，系統(tǒng)1110可以被用于各種各樣的用途，例如在如上所述的導(dǎo)管插入之前的針的放置、用于其他用途的針的插入或者用于其他醫(yī)療部件插入患者身體，包括X-射線或超聲標(biāo)記、活檢護套、切除部件、膀胱掃描部件、腔靜脈濾器等。

更具體地，控制臺1120容納系統(tǒng)1110的多種部件，并且理解的是，控制臺可以采用各種各樣的形式中的ー種。包括非易失性存儲器(例如，舉例說明，EEPR0M)的處理器1122被包括在控制臺1120中，用于在系統(tǒng)1110的操作期間控制系統(tǒng)功能并且執(zhí)行各種算法，從而起到控制處理器的作用。與控制臺1120—起被包括的還有數(shù)字控制器/模擬界面1124，并且所述數(shù)字控制器/模擬界面1124既與處理器1122通信又與其他系統(tǒng)部件通信，以控制探測器1140和其他系統(tǒng)部件之間的接ロ連接。系統(tǒng)1110還包括用于與附加部件(例如可選的部件1154，包括打印機、儲存介質(zhì)、鍵盤等)連接的端ロ 1152。在一個實施方案中，所述端ロ為USB端ロ，然而其他端ロ類型或端ロ類型的組合可以被用于這一端口和本文所描述的其他接ロ連接。電源連接裝置1156與控制臺1120 —起被包括，來使能與外部電源供應(yīng)裝置1158的可操作連接。還可以與外部電源供應(yīng)裝置一起使用或単獨使用內(nèi)部電池1160。電源管理電路1159與所述控制臺的數(shù)字控制器/模擬界面1124 —起被包括，以調(diào)節(jié)電源的使用及分配。在本實施方案中，顯示器1130被集成到控制臺1120中，并且在放置過程期間被用來向臨床醫(yī)生顯示信息，例如由探測器1140獲取的目標(biāo)內(nèi)部身體部分的超聲圖像。在另ー實施方案中，所述顯示器可以是與所述控制臺分離的。在一個實施方案中，控制臺按鈕界面1132和被包括在探測器1140上的控制按鈕1184(圖19)可以被用來直接由所述臨床醫(yī)生調(diào)用一期望的模式至顯示器1130，以在放置過程期間進行輔助。在一個實施方案中，所述顯示器1130為ー IXD設(shè)備。圖19進ー步描繪了這樣的針1200，該針1200被用來進行通過插入部位1173對患者脈管系統(tǒng)的初始進入。如下面將進ー步詳細(xì)描述的，針1200被配置來與系統(tǒng)1110配合而使得系統(tǒng)能夠在基于超聲的放置過程期間檢測針的位置、定向和推迸。圖20根據(jù)ー個實施方案描繪探測器1140的特征。探測器1140與基于超聲的脈管(例如，靜脈)可視化結(jié)合使用，來為針1200和/或?qū)Ч?172插入脈管系統(tǒng)做準(zhǔn)備。這樣的可視化提供實時的超聲引導(dǎo)并且輔助減少與這樣的導(dǎo)入相關(guān)聯(lián)的典型并發(fā)癥，包括意外動脈穿孔、血腫、氣胸等等。手持探測器1140包括容納有壓電陣列的頭部1180，當(dāng)所述頭部以抵住患者皮膚的方式鄰近預(yù)期的插入部位1173(圖19)被放置時，所述壓電陣列用來產(chǎn)生超聲脈沖并接收由患者身體反射后的所述超聲脈沖的反射波。探測器1140還包括多個控制按鈕1184(圖19)來控制系統(tǒng)，因而，排除了臨床醫(yī)生到無菌區(qū)域(該無菌區(qū)域是在形成插入部位之前圍繞患者插入部位形成的)之外來控制系統(tǒng)1110的需要。這樣，在一個實施方案中，在導(dǎo)管1172的導(dǎo)入以通過脈管系統(tǒng)朝向意圖的目的地進行導(dǎo)管1172的最終推進之前，臨床醫(yī)生采用系統(tǒng)1110的超聲成像部分來確定適當(dāng)?shù)牟迦氩课徊⑿纬衫缋冕?200的脈管進入。圖18示出探測器1140還包括按鈕和存儲器控制器1142，用來控制按鈕和探測器操作。在一個實施方案中，按鈕和存儲器控制器1142可以包括非易失性存儲器，例如EEPR0M。按鈕和存儲器控制器1142與控制臺1120的探測器接ロ 1144進行可操作的通信，探測器接ロ 1144包括用干與所述探測器壓電陣列接ロ連接的壓電輸入/輸出部件1144A，以及用于與按鈕和存儲器控制器1142接ロ連接的按鈕和存儲器輸入/輸出部件1144B。如在圖20中可見的，探測器 1140包括傳感器陣列1190，用于在如上面所論述的那些超聲成像過程期間檢測針1200的位置、定向和移動。如下面將進ー步詳細(xì)描述的，傳感器陣列包括嵌入在探測器的殼體中的多個磁傳感器1192。傳感器1192被配置來檢測與針1200相關(guān)聯(lián)的磁場并且使得系統(tǒng)1110能夠追蹤針。盡管在本文中被配置為磁傳感器，理解的是，如將描述的，傳感器1192可以是其他類型和結(jié)構(gòu)的傳感器。此外，盡管在圖20中傳感器陣列1190的傳感器1192被示出是與探測器1140 —起被包括的，傳感器陣列1190的傳感器1192可以被包括在與探測器分離的部件中，例如分離的手持設(shè)備。在本實施方案中，傳感器1192以平面結(jié)構(gòu)被設(shè)置在探測器1140的頂面1182下方，然而理解的是，傳感器可以以其他結(jié)構(gòu)來布置，例如成拱形或半圓形布置。在本實施方案中，每個傳感器1192包括三個正交的傳感器線圈，用來使得磁場在三個空間維度上能夠進行檢測。這樣的三維(“3-D”)磁傳感器可以例如從新澤西州莫里斯鎮(zhèn)的霍尼,爾感測和控制公司(Honeywell Sensing and Control of Morristown, NJ)購買。此外，本實施方案的傳感器1192被配置為霍爾效應(yīng)傳感器，然而可以使用其他類型的磁傳感器。另外，多個ー維磁傳感器而不是3-D傳感器可以根據(jù)需要被包括和布置，來實現(xiàn)1-D、2-D或3-D檢測能力。在本實施方案中，五個傳感器1192被包括在傳感器陣列1190中，從而使得針1200的檢測不僅是在三個空間維度(即，X、Y、Z坐標(biāo)空間)上，而且還在針自身的俯仰和偏向定向上能夠進行檢測。注意的是，在一個實施方案中，傳感器1192中的兩個或更多個正交感測部件使得磁元件1210的俯仰和偏向姿態(tài)能夠被確定，并且由此使得針1200能夠被確定。在其他實施方案中，在傳感器陣列中可以采用更少或更多的傳感器。更一般地，理解的是，傳感器陣列的傳感器的數(shù)目、大小、類型和排布可以不同于本文所明確示出的。
圖21A和21B根據(jù)ー個實施方案示出這樣的針1200的一個實施例的細(xì)節(jié)，該針1200可以與引導(dǎo)系統(tǒng)1110結(jié)合使用來如圖19所示的進入患者的目標(biāo)內(nèi)部身體部分。具體地，針1200包括空心套管1202，該空心套管1202限定近側(cè)端1202A和遠側(cè)端1202B。在本實施方案中，轂1204被附接到套管1202的近側(cè)端1202A并且包括開ロ端1204A，該開ロ端1204A被配置為連接器來連接各種設(shè)備。事實上，轂1204的開ロ端1204A與空心套管1202連通，從而導(dǎo)絲、探針或者其他部件可以通過該轂被送入該套管。如圖21A和21B中所示的，磁元件1210與轂1204 —起被包括。如在圖21B中最佳可見的，磁元件1210在本實施方案中為永久磁體，包括例如鐵磁物質(zhì)，并且為環(huán)形的，以限定與空心套管1202對準(zhǔn)的孔1212。這樣配置的，磁元件1210產(chǎn)生由超聲探測器1140的傳感器陣列1190可檢測的磁場，以如下面進ー步描述的，使得針1200的位置、定向和移動能夠被系統(tǒng)1110追![!示。在其他實施方案中，理解的是，許多其他類型、數(shù)目和大小的磁元件可以與針1200或其他醫(yī)療部件一起使用，來使得針1200或其他醫(yī)療部件能夠被本引導(dǎo)系統(tǒng)追蹤?，F(xiàn)在參考圖22A和22B，圖22A和22B示出系統(tǒng)1110的超聲探測器1140和針1200在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑶覝?zhǔn)備好來通過患者的皮膚表面1220進行其插入，以進入目標(biāo)內(nèi)部身體部分。特別地，探測器1140被示出為其頭部1180以抵住患者皮膚的方式被放置并且產(chǎn)生超聲束1222，從而以超聲的方式對患者皮膚表面1220下方的脈管1226的部分進行成像。脈管1226的超聲圖像可以被描繪在系統(tǒng)1110的顯示器1130上(圖19)。如上面所述的，系統(tǒng)1110在本實施方案中被配置來檢測上面描述的針1200的位置、定向和移動。特別地， 探測器1140的傳感器陣列1190被配置來檢測與針1200—起被包括的磁元件1210的磁場。傳感器陣列1190的每個傳感器1192被配置來在三個維度空間上以空間的方式檢測磁元件1210。由此，在系統(tǒng)1110的操作期間，由每個傳感器1192感測的針的磁元件1210的磁場強度數(shù)據(jù)被傳送到處理器(例如控制臺1120的處理器1122(圖18))，該處理器實時計算磁元件1210的位置和/或定向。具體地，并且如圖22k和22B中所示的，磁元件1210在X、Y和Z坐標(biāo)空間中相對于傳感器陣列1190的位置可以由系統(tǒng)1110使用傳感器1192所感測的磁場強度數(shù)據(jù)來確定。此外，圖22A示出磁元件1210的俯仰也可以被確定，而圖22B示出磁元件的偏向可以被確定。系統(tǒng)的探測器1140、控制臺1120或其他部件的適合電路可以提供這樣的位置/定向所需的計算。在一個實施方案中，磁元件210可以使用以下美國專利中的一個或更多個的教導(dǎo)來被追蹤No. 5，775，322、No. 5，879，297、No. 6，129，668、No. 6，216，028 以及No. 6，263，230。前述美國專利的內(nèi)容通過引用被整體并入本文。系統(tǒng)1110確定的上述位置和定向信息以及套管1202的長度和磁元件1210相對于遠側(cè)針末端的位置被系統(tǒng)獲知或者被輸入到系統(tǒng)中，使得該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地確定針1200的整個長度相對于傳感器陣列1190的位置和定向。可選地，磁元件1210和遠側(cè)針末端之間的距離被系統(tǒng)1110獲知或者被輸入到系統(tǒng)1110中。這又使得系統(tǒng)1110能夠?qū)⑨?200的圖像疊置到由探測器1140的超聲束1222產(chǎn)生的圖像上。圖23A和23B示出這樣的針到超聲圖像上的疊置的實施例。具體地，圖23A和23B每個示出例如可以被描繪在顯示器1130(圖19)上的屏幕截圖1230。在圖23A中，超聲圖像1232被示出，包括患者皮膚表面1220和皮下脈管1226的描繪。例如，超聲圖像1232對應(yīng)由圖22A和22B中所示的超聲束1222獲取的圖像。屏幕截圖1230進ー步示出表征如上所描述的由系統(tǒng)1110確定的實際針1200的位置和定向的針圖像1234。因為系統(tǒng)能夠確定針1200相對于傳感器陣列1190的位置和定向，所以系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地確定針1200相對于超聲圖像1232的位置和定向并且將其疊置到超聲圖像1232上，來在顯示器1130上描繪為針圖像1234。針圖像1234在超聲圖像1232上的安置的調(diào)節(jié)由系統(tǒng)1110的處理器1122或其他適合的部件所執(zhí)行的適合的算法來進行。傳感器1192被配置來在系統(tǒng)1110的操作期間持續(xù)檢測針1200的磁元件1210的磁場。這使得系統(tǒng)1110能夠持續(xù)更新針圖像1234的位置和定向來在顯示器1130上進行描繪。因此，針1200的推進或其他移動通過顯示器1130上的針圖像1234被實時地描繪。注意的是，系統(tǒng)1110能夠隨著探測器1140和針1200在放置過程或其他動作期間發(fā)生的移動，在顯示器1130上持續(xù)地更新超聲圖像1232和針圖像1234 二者。圖23A進ー步示出在一個實施方案中，系統(tǒng)1110可以基于如針圖像1234所描繪的針1200的當(dāng)前位置和定向來描繪投影途徑1236。投影路徑1236輔助臨床醫(yī)生確定如由顯示器1130上的針圖像1234描繪的針1200的當(dāng)前定向是否將導(dǎo)致抵達期望的內(nèi)部身體部分目標(biāo)，例如本文中所示的脈管1226。再者，隨著針圖像1234的定向和/或位置改變，投影路徑1236被系統(tǒng)1110相應(yīng)地修改。指示投影路徑1236穿過超聲圖像1232的平面的所在位置的目標(biāo)1238也可以被系統(tǒng)1110描繪在顯示器1130上。如圖23A中所示的，在本實施例中，目標(biāo)1238位于被描繪在超聲圖像1232中的脈管1226內(nèi)。注意的是，目標(biāo)1238在顯示器1130上的位置也可以在針1200和/或超聲圖像1232被調(diào)整時而被修改。屏幕截圖1230還包括可能性區(qū)域1239 (此處被描繪為盒子)，該可能區(qū)域1239指示系統(tǒng)由于以下原因造成的誤差的任何可能余量針長度、針剛性和撓曲、磁元件的場強度、磁干擾、磁元件的磁軸與針的縱軸的對準(zhǔn)上可能的偏差、傳感器陣列相對于超聲成像平面的定向等。圖23B示出，在一個實施 方案中，屏幕截圖1230可以被這樣配置，以致超聲圖像1232和針圖像1234被定向來在三個維度方面被顯示。這使得如針圖像1234所描繪的針1200的角度和定向能夠被確定并且能夠與超聲圖像1232所成像的意圖目標(biāo)進行比較。應(yīng)當(dāng)注意的是，屏幕截圖1230僅僅是系統(tǒng)1110產(chǎn)生的用于顯示的可能描繪方式的實施例；事實上，可以使用其他可視描繪方式。進ー步注意的是，被成像的身體的特定區(qū)域僅僅是實施例；系統(tǒng)可以被用來以超聲方式成像各種身體部分，并且應(yīng)當(dāng)不限于在附圖中所明確描繪的內(nèi)容。此外，如果期望的話，如本文所描繪和描述的系統(tǒng)可以被包括作為更大系統(tǒng)的部件，或者可以被配置為獨立(stand-alone)設(shè)備。再者，理解的是，除可視顯示器1130外，系統(tǒng)1110還可以采用聽覺信息(例如嘟嘟聲、音調(diào)等)來在針的安置和插入患者期間輔助臨床醫(yī)生。如上面所述的，在一個實施方案中，對于系統(tǒng)1110而言需要的是獲知針1200的總長度以及磁元件1210在針1200上的位置，以使得能夠進行針圖像1234和圖23A和23B的屏幕截圖1230的其他特征的準(zhǔn)確描繪。系統(tǒng)1110可以以各種方式被告知這些和/或其他相關(guān)的參數(shù)，包括由系統(tǒng)掃描被包括在針上或者與針一起被包括的條碼，與針一起包括射頻識別(“RFID”)芯片來由系統(tǒng)進行掃描，針的彩色編碼，臨床醫(yī)生將參數(shù)手動輸入到系統(tǒng)中等。例如，RFID芯片1354被包括在圖33A中所示的針1200上。系統(tǒng)1110的探測器1140或其他部件可以包括RFID讀取器來讀取包括在RFID芯片1354上的信息，例如針1200的類型或長度等。用于將針參數(shù)輸入到系統(tǒng)1110中或者檢測參數(shù)的這些和其他方式因此被考慮。在一個實施方案中，針的長度(或者醫(yī)療部件的其他方面)可以通過探測器/系統(tǒng)對磁元件的特征(例如其場強度)的測量來確定。例如，在一個實施方案中，針的磁元件可以被安置在離探測器一預(yù)先確定的距離處或者在相對于探測器處于ー預(yù)先確定的位置。在磁元件被這樣安置的情況下，探測器的傳感器陣列檢測和測量磁元件的場強度。系統(tǒng)可以比較測量的場強度與對應(yīng)于不同針長度的可能場強度的儲存列表。系統(tǒng)可以匹配這兩個強度并且確定針長度。針定位和隨后的針插入則可以如本文所描述的那樣來進行。在另ー實施方案中，不是將磁元件保持在ー預(yù)先確定的位置不動，而是磁元件可以相對于探測器被移動，以致探測器獲得多個場強度讀數(shù)?？梢员桓淖儊韺⒉煌瑘鰪姸荣x予ー組磁元件的方面包括磁元件的大小、形狀和構(gòu)造等。根據(jù)ー個實施方案在此給出關(guān)于使用系統(tǒng)1110結(jié)合對患者的目標(biāo)內(nèi)部身體部分(“目標(biāo)”)進行超聲成像而引導(dǎo)針或其他醫(yī)療設(shè)備的進ー步的細(xì)節(jié)。在裝配有磁元件的針1200安置在離包括傳感器陣列1190的超聲探測器1140 —適當(dāng)距離(例如，兩英尺或更多)處的情況下，探測器被用來以超聲方式對針意圖經(jīng)由皮下插入而橫穿的患者體內(nèi)的目標(biāo)進行成像，來在系統(tǒng)1110的顯示器1130上進行描繪。然后啟動系統(tǒng)1110的校準(zhǔn)，其中由控制臺1120的處理器112 2執(zhí)行算法來確定在將進行過程的地方附近的任何環(huán)境磁場的基線。如上面所論述的，例如通過使用者輸入、自動檢測或者以另ー適合的方式，系統(tǒng)1110同樣被告知針1200的總長度，和/或磁元件相對于遠側(cè)針末端的位置。針1200然后被帶入探測器1140的傳感器陣列1190的傳感器1192的范圍。每個傳感器1192檢測與針1200的磁元件1210相關(guān)聯(lián)的磁場強度，數(shù)據(jù)被傳送到處理器1122。在一個實施方案中，這樣的數(shù)據(jù)在被處理器需要之前可以被儲存在存儲器中。當(dāng)傳感器1192檢測磁場時，處理器1122執(zhí)行適合的算法來計算針1200的磁元件1210在空間中的預(yù)測地點相對于探測器的磁場強度。處理器1122然后比較由傳感器1192檢測的實際磁場強度數(shù)據(jù)和計算的場強度值。注意的是，這ー過程在上面所指出的美國專利中被進ー步描述。這ー過程可以被反復(fù)地(iteratively)進行直到針對預(yù)測地點的計算值匹配測量數(shù)據(jù)。一旦出現(xiàn)這樣的匹配，磁元件1210就已經(jīng)在三維空間中在位置上被定位。使用如由傳感器1192檢測的磁場強度數(shù)據(jù)，磁元件1210的俯仰和偏向(即，定向)也可以被確定。結(jié)合已知的針1200的長度以及針的遠側(cè)末端相對于磁元件的位置，這使得可以由系統(tǒng)1110對針的位置和定向的準(zhǔn)確表征能夠進行并且能夠在顯示器1130上被描繪為可視模型，即針圖像1234。注意的是，在一個實施方案中，系統(tǒng)1110的預(yù)測值和實際檢測值必須在預(yù)先確定的容差或置信水平內(nèi)匹配來使得針描繪能夠進行。如上所描述的針1200的可視針圖像1234的描繪在本實施方案中通過將針圖像疊覆在顯示器1130的超聲圖像1232上來進行(圖23A、23B)。如由處理器1122或其他適合的部件執(zhí)行的系統(tǒng)1110的適合的算法進ー步使得投影路徑1236、目標(biāo)1238以及可能區(qū)域1239 (圖23A、23B)能夠被確定并且能夠在顯示器1130上被描繪在目標(biāo)的超聲圖像1232之上。上述的預(yù)測、檢測、比較和描繪過程被反復(fù)地進行來持續(xù)實時追蹤針1200的移動。鑒于上述內(nèi)容并且參照圖24，理解的是，在一個實施方案中，用于引導(dǎo)針或其他醫(yī)療部件的方法1240包括各種階段(stage)。在階段1242，患者的目標(biāo)內(nèi)部身體部分由成像系統(tǒng)來成像，例如，舉例說明,超聲成像設(shè)備。在階段1244，諸如針的醫(yī)療部件的可檢測特征由與成像系統(tǒng)一起被包括的ー個或更多個傳感器感測。在本實施方案中，針的可檢測特征為與針1200 —起被包括的磁元件1210的磁場，并且傳感器為被包括在與超聲探測器1140 —起被包括的傳感器陣列1190中的磁傳感器。在階段1246，醫(yī)療部件相對于目標(biāo)內(nèi)部身體部分的位置通過感測可檢測特征來在至少兩個空間維度上被確定。如上所述的，在本實施方案中由控制臺1120的處理器1122進行這樣的確定。在階段1248，表征醫(yī)療部件的位置的圖像與目標(biāo)內(nèi)部身體部分的圖像結(jié)合來在顯示器上進行描繪。階段1250示出階段1244-1248可以被反復(fù)地重復(fù)，來描繪醫(yī)療部件相對于成像目標(biāo)的推進或其他移動，例如，舉例說明，針1200朝向脈管1226的皮下插入(圖23A、23B)。理解的是，處理器1122或其他適合的部件可以計算附加方面，包括可能區(qū)域1239和目標(biāo)1238(圖23A、23B)來在顯示器1130上進行描繪。理解的是，在一個實施方案中，傳感器陣列無需原本就被并入超聲成像設(shè)備，而是可以以其他方式被包括在其中。圖25示出這種情況的ー個實施例，其中包括傳感器陣列1190的傳感器1192的可附接的傳感器模塊1260被示出為附接到超聲探測器1140。這樣的配置使得如本文所描述的針引導(dǎo)能夠結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的超聲成像設(shè)備(即，這樣的設(shè)備，所述設(shè)備不包括集成到超聲探測器中的傳感器陣列或者被配置來如上所描述的那樣定位和追蹤針的處理器和算法)來實現(xiàn)。這樣，在一個實施方案中，傳感器模塊1260包括這樣的處理器和算法，該處理器和算法適合來定位和追蹤針或其他醫(yī)療部件并且適合來在顯示器上描繪針的可視圖像以疊覆到超聲圖像上。在一個實施方案中，傳感器模塊1260可以與模塊顯示器1262 —起被包括， 用來描繪針追蹤。引導(dǎo)系統(tǒng)的這些和其他配置因此被考慮。圖26示出在一個實施方案中，針握持器可以被用來在如已經(jīng)被描述的由系統(tǒng)1110進行的超聲成像和針引導(dǎo)過程期間容置和推進針1200。如所示的，針握持器1270為手槍形并且包括觸發(fā)器1272，用來在按壓觸發(fā)器時通過使針在縱向上移動離開握持器的筒而選擇性地推進針1200或者其他適合的醫(yī)療部件。這樣配置的，針握持器1270便利于以臨床醫(yī)生的一手來操作針而另一手抓握和操縱超聲探測器1140。此外，針握持器1270可以例如通過馬達、棘輪結(jié)構(gòu)、液壓/氣動驅(qū)動器等來提供針移動/轉(zhuǎn)動輔助。此外，計時構(gòu)件可以被包括在針握持器1270上，以輔助確定針1200的遠側(cè)末端的定向并且便利針的轉(zhuǎn)動。在一個實施方案中，針握持器1270可以被可操作地連接到系統(tǒng)1110，以致當(dāng)針套管1202的遠側(cè)端1202B到達目標(biāo)內(nèi)部身體部分或者針截切(intercept)超聲平面時通過針握持器的推進被自動停止。在又另ー實施方案中，磁元件可以與針握持器而不是針自身一起被包括。當(dāng)被臨時附接到針握持器時，針由此可以被引導(dǎo)系統(tǒng)定位和引導(dǎo)而無需磁元件被直接附接到針。圖27和28描繪根據(jù)另ー實施方案的引導(dǎo)系統(tǒng)1110的部件，其中探測器1140和針1200之間的基于光的交互被用來使得針的追蹤和引導(dǎo)能夠進行。特別地，探測器1140包括安置在探測器表面上的光學(xué)/光源(optical/light source)(例如LED1280)和光電檢測器1282。理解的是，光源和檢測器可以被配置來產(chǎn)生和檢測各種范圍(包括可見、紅外等)的光信號。針轂1204包括反射表面1286，能夠反射由LED1280產(chǎn)生并且入射到其上的光。如在圖28中所示的，由LED1280射出的光被針1200的反射表面1286反射，光的一部分被光電檢測器1282接收和感測。如在先前的實施方案中，系統(tǒng)控制臺1120的處理器1122可以被用來接收光電檢測器1282的感測數(shù)據(jù)并且計算針1200的位置和/或定向。如前面的，針1200的長度和/或反射表面相對于針1200的遠側(cè)端的位置被輸入系統(tǒng)1110，或者以其他方式為系統(tǒng)1110可檢測的或者被系統(tǒng)1110獲知。注意的是，反射表面可以被包括在針上的其他位置處。鑒于上述內(nèi)容，理解的是，在本實施方案中，與前面實施方案的磁元件1210的磁場特征相比，針1200的可檢測特征包括反射表面1286的反射率，并且與前面實施方案的磁傳感器1192相比，傳感器包括光電檢測器1282。應(yīng)當(dāng)理解的是，在一個實施方案中，上面描述的配置可以被反過來，其中光源與針或醫(yī)療部件一起被包括。在這種情況下，光從針射出并且由與探測器1140 —起被包括的光電檢測器1282檢測，從而使得針的定位和追蹤能夠進行。電源(例如鈕扣電池等)可以與針一起被包括，來為針的光源供電。更一般地，理解的是，針或醫(yī)療部件可以包括這些或其他可檢測特征中的ー個或更多個，來使得針能夠被朝向患者身體中的目標(biāo)追蹤和引導(dǎo)。其他可檢測特征方式的非限制性實施例包括電磁方式或射頻方式(“RF”)(見，例如下面的圖29-30)以及放射性方式。關(guān)于RF方式，理解的是，一個或更多個同步或異步脈沖頻率源可以與針一起被包括來使得針的檢測能夠通過適合的傳感器(ー個或多個)來進行。或者，RF第一源可以與無源磁體耦合作為第二源。圖29和30描繪根據(jù)一個實施方案的引導(dǎo)系統(tǒng)的部件，其中探測器1140和針1200之間的EM信號交互被用來使得針的追蹤和引導(dǎo)能夠進行。特別地，在圖29中，針1200包括設(shè)置在其中的探針1298。探針1298包括EM線圈1290，EM線圈1290經(jīng)由繩纜1292可操作地連接到探測器1140。以這種方式，EM線圈1290可以由包括在探測器1140或者系統(tǒng)控制臺1120中的適合的部件驅(qū)動，以致EM線圈在操作期間發(fā)射EM信號。適合來檢測由探針1298的EM線圈1290發(fā)射的EM信號的傳感器1294被包括在探測器1140中。在本實施方案中，傳感器1294為三軸傳感器，用于檢測EM信號的相應(yīng)正交分量，然而還可以采用其他線圈和傳感器配置。這樣配置的，針1200的位置和定向可以通過EM信號三角測量或其他適合的過程被確定并且由系統(tǒng)以與上面已經(jīng)描述的類似的方式被顯示。如在前面的實施方案中的，系統(tǒng)控制臺1120的處理器1122(圖18)可以被用來接收EM傳感器1294的感測數(shù)據(jù)并且計算針1200的位置和/或定向。如前面的，針1200的長度和/或EM線圈1290相對于針1200的遠側(cè)端的位置被輸入系統(tǒng)，或者以其他方式為系統(tǒng)可檢測的或被系統(tǒng)獲知。 圖30示出圖29的EM配置的變化方式，其中EM部件的各自的位置是被反過來的EM線圈1290被包括在探測器1140中并且EM傳感器1294與設(shè)置在針1200中的探針1298一起被包括。注意的是，在圖29和30的實施方案中，EM線圈1290和EM傳感器1294之間經(jīng)由繩纜1292的可操作的連接使得設(shè)置在探針1298中的部件能夠被系統(tǒng)1110驅(qū)動。這還使得由EM線圈1290發(fā)射的和由EM傳感器1294檢測的特定EM頻率/多個頻率能夠ー致。在一個實施方案中，圖29中所示的配置可以改變，其中沒有繩纜來可操作地連接EM線圈和EM傳感器；相反，探針的EM線圈作為與探測器及其EM傳感器分離的部件來操作并且由獨立的電源(例如電池)供電。在這種情況下，探測器/系統(tǒng)包括適合的信號處理部件，該適合的信號處理部件被配置來檢測由EM線圈發(fā)射的EM信號并且根據(jù)需要對該EM信號進行處理，從而對針進行定位。注意的是，EM線圈和EM傳感器可以被包括在除本文所描繪的以外的其他位置上。例如，EM線圈可以被包括在針自身上，或者在可附接到針的近側(cè)端的連接器上。圖31A-31D給出根據(jù)ー個實施方案被配置的針1200的進ー步的細(xì)節(jié)，其中針包括轂1304，套管1202從轂1304延伸。限定有孔1312的磁元件1310被包括在殼體1314的腔1314A中。殼體1314包括螺紋，從而以可螺接的方式接合針轂1304或者針或醫(yī)療部件的其他適合的部件。以這種方式，磁元件1310是經(jīng)由殼體1314以可移除的方式可附接到針1200的。由此，磁元件1310無需被永久性地附著于針1200或者與針1200 —起被包括，而是可以當(dāng)不再需要基于磁的針引導(dǎo)時從其中被移除。此外，這使得磁元件能夠被附接到諸多不同類型和大小的針。注意的是，在本實施方案中，針1200還包括向遠側(cè)可滑動的針安全部件1320，用于在從患者移除針時安全地隔離針的遠側(cè)末端。進ー步注意的是，除了本文明確示出和描述的內(nèi)容之外，可以采用其他可移除的磁元件。圖32-33B給出包括磁元件的針1200的進ー步的實施例。在圖32中，兩個條狀的磁元件1340被這樣設(shè)置，以從針1200的轂1334正交地延伸，圖示說明磁元件無需被平行于針的縱軸來定向。在圖33A-33B中，四個磁元件1350被包括在針轂1344中，示出多于ー個的磁元件可以與針一起被包括。這樣的配置可以被采用，例如，其中受限的空間防止ー個磁元件被使用。注意的是，本文中的磁元件的數(shù)目、形狀和排布僅僅是諸多可能的配置的一個實施例。`圖34A-34G給出磁元件1360的各種示例性的配置，該磁元件1360限定用于接納針的套管通過其中的孔。示出磁元件1360的各種形狀配置，包括方形(圖34A)、六邊形(圖34B)、三角形(圖34C)、矩形(34D)、橢圓形(圖34E)、八邊形(圖34F)以及四面金字塔(圖34G)。在附圖中所示的磁元件僅僅是可以被用來限定磁元件的眾多幾何圖形和其他形狀的實施例；事實上，還考慮沒有在本文中明確示出的其他形狀。本發(fā)明的實施方案可以以其他具體的形式實施，而不偏離本發(fā)明的精神。所述已描述的實施方案應(yīng)被認(rèn)為是在各方面都僅是作為圖示說明性的而非限制性的。因而，本發(fā)明實施方案的范圍由所附的權(quán)利要求書而非前述說明書所示出。在權(quán)利要求書的含義和等同范圍內(nèi)的所有變化都應(yīng)被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于結(jié)合成像技術(shù)將醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測器，所述成像設(shè)備產(chǎn)生內(nèi)部身體部分目標(biāo)的圖像； 與所述探測器一起被包括的至少一個傳感器，所述至少一個傳感器感測與所述醫(yī)療部件相關(guān)的可檢測特征； 處理器，所述處理器使用與所述至少一個傳感器感測的所述可檢測特征相關(guān)的數(shù)據(jù)，來在至少兩個空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及 顯示器，所述顯示器描繪所述醫(yī)療部件相對于所述目標(biāo)的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
2.如權(quán)利要求1所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述成像設(shè)備為超聲成像設(shè)備，所述探測器包括超聲探測器，所述至少一個傳感器包括集成到所述超聲探測器中的多個磁傳感器，所述醫(yī)療部件包括針，所述可檢測特征為與所述針相關(guān)聯(lián)的磁元件的磁場，并且其中所述磁場能夠被所述磁傳感器感測到。
3.如權(quán)利要求2所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括永久性地或可移除地附接到所述針的轂的磁體。
4.如權(quán)利要求2所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁傳感器中的一個或更多個包括正交感測部件，從而使得所述針的所述磁元件在三個空間維度上的位置以及所述磁元件的俯仰和偏向姿態(tài)的確定能夠進行。
5.如權(quán)利要求2所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，還包括用于在所述引導(dǎo)系統(tǒng)的使用期間握持所述針的手持針握持器，所述針握持器被配置來選擇性地推進所述針，所述磁元件與所述針握持器一起被包括。
6.如權(quán)利要求1所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述至少一個傳感器被包括在傳感器模塊中，所述傳感器模塊可附接到所述成像系統(tǒng)的所述探測器或者其他部件。
7.如權(quán)利要求1所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述醫(yī)療部件的所述可檢測特征與以下內(nèi)容中的至少一個相關(guān)放射性信號、射頻信號以及光學(xué)信號。
8.如權(quán)利要求2所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述針的長度通過所述針的所述磁元件的場強度測量來確定。
9.一種用于使用成像技術(shù)引導(dǎo)醫(yī)療部件插入到患者身體中的方法，所述方法包括 (a)對身體內(nèi)的目標(biāo)進行成像； (b)感測與所述醫(yī)療部件相關(guān)的可檢測特征； (C)通過與所感測的可檢測特征相關(guān)的數(shù)據(jù)，在至少兩個空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及 (d)顯示所述醫(yī)療部件相對于所述目標(biāo)的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
10.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中顯示所述位置的步驟還包括顯示一圖像，所述圖像表征所述醫(yī)療部件的所述位置以及所述目標(biāo)的圖像。
11.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中確定所述醫(yī)療部件的所述位置的步驟還包括在三個空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置以及俯仰和偏向定向中的至少一個。
12.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中所述醫(yī)療部件的所述可檢測特征為磁場，其中感測所述可檢測特征的步驟由至少一個磁傳感器來執(zhí)行，并且其中所述方法還包括校準(zhǔn)所述至少一個磁傳感器來在感測所述可檢測特征之前消除環(huán)境磁場。
13.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，還包括反復(fù)地重復(fù)步驟(b)、(c)和(d)來追蹤所述醫(yī)療部件相對于所述目標(biāo)的移動。
14.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中對所述目標(biāo)進行成像的步驟由超聲成像設(shè)備執(zhí)行，并且其中確定所述醫(yī)療部件的位置的步驟由所述超聲成像設(shè)備的處理器執(zhí)行。
15.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中所述醫(yī)療部件為針并且其中所述方法還包括確定所述針的長度。
16.如權(quán)利要求15所限定的用于引導(dǎo)的方法，還包括計算所述針與所述目標(biāo)截切的可能區(qū)域以進行顯示。
17.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中顯示所述位置的步驟還包括以三維方式顯示所述醫(yī)療部件的位置以及所述目標(biāo)的圖像。
18.一種用于引導(dǎo)針插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括 超聲成像設(shè)備，所述超聲成像設(shè)備包括探測器，用于以超聲的方式對內(nèi)部身體部分目標(biāo)進行成像； 與所述針一起被包括的磁元件； 與所述探測器一起被包括的多個磁傳感器，所述多個磁傳感器中的每個感測所述針的所述磁元件的磁場； 處理器，所述處理器接收由傳感器感測的磁場數(shù)據(jù)，來在三個空間維度上確定所述針的位置；以及 顯示器，所述顯示器描繪所述針的被確定的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
19.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括永久磁體，所述永久磁體被設(shè)置在所述針的轂中，并且其中在所述磁元件和所述磁傳感器之間不存在實體連接。
20.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述針還包括彩色編碼、條碼以及RFID芯片中的一個來使得所述引導(dǎo)系統(tǒng)能夠識別所述針的長度，并且其中所述磁傳感器以成弓形的方式被分布在所述探測器內(nèi)。
21.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括限定有孔的永久磁體，所述針的套管通過所述孔被接納，并且其中所述永久磁體的形狀限定方形、五邊形、三角形、矩形、橢圓形、八邊形以及金字塔形中的一個。
22.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括多個永久磁體，所述多個永久磁體被包括在所述針的轂中。
23.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括正交于所述針的套管的縱軸被設(shè)置的至少一個條形磁體。
24.一種用于引導(dǎo)醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括 成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測器，用于對內(nèi)部身體部分目標(biāo)進行成像； 電磁信號發(fā)射源，所述電磁信號發(fā)射源與所述探測器和所述醫(yī)療部件中的一第一個一起被包括； 電磁信號傳感器，所述電磁信號傳感器與所述探測器和所述醫(yī)療部件中的一第二個一起被包括； 處理器，所述處理器接收與由所述傳感器檢測的電磁信號相關(guān)的數(shù)據(jù)，來在至少兩個空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及顯示器，所述顯示器描繪所述醫(yī)療部件的被確定的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
25.如權(quán)利要求24所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述醫(yī)療部件包括針，其中所述源與被可移除地接納在所述針中的探針一起被包括，并且其中所述傳感器被包括在所述探測器中。
26.如權(quán)利要求25所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，還包括繩纜，所述繩纜可操作地連接所述探針的所述源與所述探測器的所述傳感器。
27.一種用于引導(dǎo)醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括 成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測器，用于對內(nèi)部身體部分目標(biāo)進行成像； 與所述探測器一起被包括的光源； 反射表面，所述反射表面反射來自與所述醫(yī)療部件一起被包括的所述光源的光； 與所述探測器一起被包括的檢測器，所述檢測器檢測從所述反射表面反射的光；處理器，所述處理器接收與由所述檢測器檢測的反射光相關(guān)的數(shù)據(jù)，來在至少兩個空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及 顯示器，所述顯示器描繪所述醫(yī)療部件的被確定的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
28.一種用于引導(dǎo)醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括 成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測器，用于對內(nèi)部身體部分目標(biāo)進行成像； 與所述醫(yī)療部件一起被包括的光源； 與所述探測器一起被包括的檢測器，所述檢測器檢測由所述醫(yī)療部件的光源產(chǎn)生的光; 處理器，所述處理器接收與由所述檢測器檢測的光相關(guān)的數(shù)據(jù)，來在至少兩個空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及 顯示器，所述顯示器描繪所述醫(yī)療部件的被確定的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
全文摘要
公開了一種用于輔助針或其他醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)。引導(dǎo)系統(tǒng)使用超聲成像或者其他適合的成像技術(shù)。在一個實施方案中，引導(dǎo)系統(tǒng)包括成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測器，用于產(chǎn)生內(nèi)部身體部分目標(biāo)(例如脈管)的圖像。一個或更多個傳感器與所述探測器一起被包括。傳感器感測與所述針相關(guān)的可檢測特征，例如與所述針一起被包括的磁體的磁場。系統(tǒng)包括處理器，所述處理器使用與由傳感器感測的可檢測特征相關(guān)的數(shù)據(jù)，來在三個空間維度上確定所述針的位置和/或定向。系統(tǒng)包括顯示器，用于描繪所述針的位置和/或定向以及所述目標(biāo)的圖像。
文檔編號A61B5/05GK103037761SQ201180037065
公開日2013年4月10日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者E·K·伯恩賽德, K·B·鮑爾斯, S·梅瑟利, J·Z·杰霍, B·哈馬特克 申請人:C·R·巴德股份有限公司