CN101076284A - 套管插入系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种向人或者动物血管内插入套管或针头的高度自动的穿刺系统。该穿刺系统具有采集模块，允许用来确定皮肤表面下的血管的至少一个位置，还用来确定适于向血管内插入套管的最优穿刺位置。此外，该穿刺系统还具有致动器，用于将套管移动并对准预定的位置。此系统还适于多种自主向血管内插入套管的用途，例如抽血，静脉给药或输液。

Description

套管插入系统

技术领域

本发明涉及套管插入术领域，因此涉及向人或动物的脉管系统插入套管或针头。

背景技术

向人的脉管系统中插入套管或针头是内科医师的日常工作，这需要较高的精度和注意力。因此，执行诸如采血，给药或输液的医务人员都需要有很高超的技巧。内科医生需要找到合适的血管并将套管或针头的末端非常精确地导入其中，以防止形成血肿或渗出。由于每个人的脉管系统的不同，即使技术非常高超和有经验的内科医师也需要尝试几次才能在合适的位置将套管或针头插入血管。这种多次的穿刺尝试性是相当痛苦的，而且还会使患者明显不适。此外，这种多次尝试也相当耗时，尤其是在紧急情况下非常不利。

现有的各种设备和系统提供了针头或套管的导引，帮助内科医师将套管或针头插入患者脉管系统中。文献US2003/0060716中公开了将中空针头末端插入血管的设备。其提供了帮助确定血管位置的定位装置，和将要导入的套管的固定器(holder)。同时，导入过程是机械化的，由于对于留置套管和穿刺套管，在每一种情况中提供了分离的固定器，这些固定器可以在导入方向以及反方向上彼此独立地横穿过导引。为了协助内科医师将设备与患者对准，提供了光学或者声学显示器，用来在设备定位在所定位的血管的穿刺指定位置时发射信号。该设备手动地在皮肤上移动直到显示器亮起，这就表示已经到达导入套管的设备相对于血管的最优位置。

即使公开的设备提供了将套管向血管的机械化导入，但设备相对于患者和所定位的血管的对准和定位仍要通过手动进行。此外，在导入套管的过程中，设备不可以移动或倾斜，这就需要内科医师或医务工作者有特殊的技巧。同时，该设备仅指示是否到达导入套管的最优位置，但是没有提供寻找该最优位置的动态导引。因此，在内科医师使用该设备时至少要在寻找导入套管的设备最优位置上有丰富的经验和技巧。

本发明旨在提供一种高度自动的针头和套管插入系统，其精确、可靠并且痛苦小地将针头或套管插入人或动物的脉管系统内，同时不需要用户有很高的操作技巧。

发明内容

本发明提供了一种将针头或套管插入人或动物的血管中的穿刺系统。该穿刺系统提供了高度自动的套管插入术，即，向患者的脉管系统中插入套管或针头，并且包含位置确定装置，提供至少血管的位置。该系统还包含确定血管的穿刺位置的处理装置，因此就确定了适于针头或套管插入的血管的最优位置。这个穿刺位置是通过使用位置确定装置的输出信号来确定的。该穿刺系统还具有紧固装置，用于将针头或套管相对于穿刺系统固定。该紧固装置相对于插入方向可以移动，并且至少相对于基本与插入方向不平行的第二方向可以移动。

插入方向一般是由针头或套管的对准给出，并且确定针头或套管要刺入脉管系统的角度。此外，紧固装置还至少沿第二方向可移动，例如，与人或动物的皮肤表面基本平行的方向。因此，针头或套管相对于位置确定装置以及相对于血管可移动。

而且，紧固装置提供了手动移动和对准针头或套管的可能性，并提供了手动地将针头或套管的末端在穿刺位置插入血管的可能性。实际上，这提供了半自动插入针头或套管的可能性。穿刺系统自主分配和确定合适的穿刺位置，并导引操作者在特定的位置将针头或套管插入血管内。实际的插入是以操作者支持的方式执行的。将针头或套管插入血管所需要的力由操作者提供，这确保了在插入针头或套管的过程中保持最大的灵敏度。

例如，位置确定装置和处理装置用来定位和识别血管，并确定穿刺位置，但是插入针头或套管不是完全自动执行的，而是以至少部分由操作者控制的方式执行的。例如，穿刺系统可以沿着插入方向引导针头或套管，也可以将套管平移到插入位置，同时插入套管或针头，即沿插入方向平移套管或针头，以操作者支持的方式执行。

典型地，位置确定装置适于提供多个血管的几何数据，其允许确定参数，如血管直径，血管尺寸和在皮下的深度。此外，位置确定装置有效地提供了对血管走向的确定。这种血管的几何和位置信息允许以高精度和可靠性确定最优穿刺位置，因此最终允许将血管壁损伤的危险降到最小。因此，出血，血肿和发炎的发生率以及程度都被降到最低。同时充分地利用这些获得的血管的几何以及位置数据可以防止多次尝试针头或套管插入的发生，因为在将针头或套管插入之前可靠的和准确的检查血管基本保证了一次尝试就将针头或血管正确地插入或导入脉管系统。尤其在紧急情况下，这种导引的穿刺相对于全手动的套管插入术有极大的优势。

根据进一步的实施例，位置确定装置不仅适于探测和识别皮肤表面下的血管，还可用于套管末端位置的确定。因此，通过位置确定装置可以精确的检验套管或针头是否被正确地插入了人或动物的脉管系统中。另外，穿刺系统还具有指示装置，其适于指示穿刺系统是否将套管或针头正确地插入了血管中。

根据进一步的实施例，定位装置还适于在插入针头或套管的过程中，跟踪针头或套管末端的位置。穿刺系统还具有控制装置，用于响应于对针头或套管末端的跟踪来控制针头或套管的移动。这样，穿刺系统可以提供反馈，其允许监视和检验针头或套管末端是否正确地插入。这种功能性有效地表示了穿刺系统的安全性机构，帮助防止不精确检查血管而将套管不正确地导入，从而严重损害人或动物的健康。

典型地，位置确定装置提供了血管走向和位置确定，以及以有效的重复速率跟踪针头或套管末端，这允许对套管导入过程中偏离所确定的路径或进程的情况进行快速反应。同时，位置确定装置还允许检验针头或套管末端是否正确地插入了人的脉管系统。因此，位置确定装置在针头或套管插入过程中不仅提供了控制机构，还允许在完成血管内插入后检验针头或套管的最终位置。

根据优选实施例，穿刺系统还包含致动装置，其适于将紧固装置自主地移动到插入位置，并且还适于将针头或套管末端在穿刺位置插入血管内。在这个实施例中，本发明提供了完全自动的针头或套管插入操作。因此，发明性的穿刺系统提供了对血管的位置的确定，自主地将套管对齐并移动套管至插入位置和插入方向，并最终自动将套管在穿刺系统本身确定的位置插入血管中。

这样，发明性的穿刺系统提供了完全自动的向人或动物血管中插入针头或套管，可以应用于例如采血或抽血，给药或输液，输血，常规导管插入和透析。优选地，整个定位血管，确定穿刺位置，以及机械地移动和对准针头或套管，并最终将针头或套管插入的过程可以在没有任何用户干预的情况下执行，这允许以高度自动的方式执行上述任务，其可以由没有技巧或者技巧不高的医务人员操作。

根据进一步的实施例，致动装置由操作者手动控制，用于由操作者手动地将套管插入。虽然如此，如果作为自主系统实现，穿刺系统还允许部分自动的插入针头或套管。

在进一步的优选实施例中，本发明包含固定装置，用来将穿刺系统附着在人或动物的皮肤表面。典型地，这些固定装置设计为箍袖带或箍环，可以刚性地附着在人手臂或手臂的弯曲处，还可以附着于人或动物身体上任何适合进行抽血或输液的部位，如手背。然而，针头插入系统的应用不仅限于上述的身体部位。特别地，通过有效地利用自动的，高精度的血管位置确定，其它的方案也是可以想象的。例如，针头或套管插入系统适用于在受过医学教育的人手动执行穿刺操作所不能到达的身体部位进行操作。由于固定装置将穿刺系统刚性地附着在合适的身体部位上，紧固装置相对于这些固定装置可以移动，以便将针头或套管插入所确定的插入位置。

根据本发明的进一步的优选实施例，定位装置包含视觉和/或听觉或视听的探测或信号传输装置和相应的处理装置，适于执行相应的信号采集和信号处理，以导出确定穿刺位置的相关参数。探测或信号传输装置可以实现为图像和图像处理装置，但是也可以实现为使用诸如基于多普勒的技术的采集系统，其而不需要采集和处理图像。

典型地，位置确定装置采用诸如近红外成像技术，光学相干断层扫描成像，光声成像或超声技术来实现。特别地，超声技术，光学相干断层扫描和光声成像提供了对血管的检查和分析，并且允许高精度地采集血管相关的数据，即使血管处于人的皮下比较深的部位。其他可以是基于多普勒信号的技术，如多普勒超声或多普勒光学相干断层扫描适于定位流动的或环流的液体，如血管内血液的流动，原则上也允许精确可靠地确定皮肤表面下的血管的位置。同时，基于多普勒和基于成像的信号采集技术可以组合实现。

在进一步的实施例中，处理装置还适于响应于穿刺位置确定插入位置，其由处理装置执行的最优过程得出，这考虑了从位置确定装置执行的数据采集导出的至少一个血管参数。该最优过程优选利用多个血管参数来执行，如血管的尺寸，血管的直径，位置和在皮肤表面下的深度，血管的走向以及血管的一般几何参数。例如，由图形数据处理装置来提供处理装置，以便辨别和识别血管的不适于穿刺的特定区域，如血管分支或接合处附近的区域。同时，处理装置和位置确定装置还可以确定血管由于钙化而狭窄的区域。因此，最优过程用来确定血管上适于穿刺的最优位置，该位置穿刺可将不适和疼痛降到最小。

最优过程确定血管上的最优穿刺位置，但是它也可以适于用来为套管确定相应的插入位置，其既受穿刺位置的控制又受套管插入方向的控制。插入方向，即，针头或套管插入血管的角度，也优选由最优过程来确定，并且典型地在相对于人的皮肤成10°到45°之间变化。根据血管在皮肤表面下的深度以及插入方向，插入位置可能基本偏离血管上的穿刺位置。

根据进一步的优选实施例，针头或套管和插入方向的定向是可以改动的，致动装置适于将紧固装置在三个空间方向中平移和对准。这样，针头或套管可以在穿刺系统所能覆盖的范围内被自由地布置和定向，并且因此可以被任意地如处理装置和穿刺位置确定的那样定位。

根据进一步的优选实施例，针头或套管可以用来进行抽血和/或注射输注和/或输血，和/或插入导管和/或透析。因此，本发明可以广泛地适用于多种需要将针头或套管插入人的脉管系统的医学用途。相应的固定针头或套管的紧固装置典型地通过使用模块概念实现，可以使针头或套管插入系统快速，安全地适应不同用途。

在另一个优选实施例中，本发明提供了响应于针头或套管位于插入位置的探测结果，自主地将针头或套管的末端插入血管。因此，针头或套管的插入典型地要经过两步操作。第一步将针头或套管平移，对准插入位置的方向，并沿插入方向移动，此后，第二步，除了沿插入方向的移动以外的任何针头或套管的移动都被禁止。这样，可以有效地保证在套管插入过程中引起潜在疼痛的横向移动被防止。因此，在套管插入过程中，相对于皮肤表面的套管的横向位置保持基本与皮肤表面相对固定，即，针头或套管只能沿插入方向移动。

在另一方面，本发明为穿刺系统提供计算机程序，其适于将针头或套管插入人或动物的血管内。穿刺系统的处理装置可以执行该计算机程序，并且还可以通过处理位置确定装置的输出来确定血管的至少一个血管参数。该计算机程序固有地适于辨别和识别血管。进一步的可以开发血管辨别和识别功能，用于至少采集一个相关的血管参数。该至少一个血管参数至少表示血管在皮肤表面下的位置。优选地，表示血管尺寸，血管直径，以及血管走向，血管的几何参数，和血管在皮肤表面下的深度的多个血管参数将被精确地确定。计算机程序产品还可以通过处理至少一个血管参数来确定血管的穿刺位置。优选地，通过使用多个血管参数，该计算机程序可以执行最优过程，以便确定血管上的最优穿刺位置。

此外，计算机程序产品可以计算出驱动信号，用于驱动穿刺系统的致动装置，以便将针头或套管末端在穿刺位置插入血管中。这样，该计算机程序允许分析所采集的血管数据，以便确定最优的穿刺位置，并控制机械驱动和致动器，从而将针头或套管末端以相对于医务人员或内科医师执行的手动插入针头或套管更精确，可靠，痛苦少的方式插入血管中。

在又另一方面，本发明提供一种穿刺系统，其包含箍袖带，用来将穿刺系统固定在人或动物的身体部位上，和用来探测该身体部位的皮肤表面下的血管，并且用来响应于至少血管位置的探测结果自主地将针头或套管插入血管的仪器。套管的自主插入包含采集血管的几何数据，确定血管上的穿刺位置，将针头或套管定位和对准在相应的位置，从而将套管末端在穿刺位置插入血管中。因此，该穿刺系统包含采集系统，优选的是用图像采集系统，用来采集血管的位置，走向和其他几何数据。此外，该系统具有处理单元，用来确定血管的穿刺位置，和至少一个致动器，用来将针头或套管以适当的方式移动并对准。

在进一步的优选实施例中，该系统还包含移动控制单元，适于在插入套管的过程中处理采集系统提供的数据，以便控制针头或套管在插入人或动物组织的过程中的移动。

在进一步的实施例中，该穿刺系统适于插入针头或套管，并适于以将穿刺系统从身体部位移除，将针头或套管留在生物学组织里，如皮肤中的方式从所插入的套管分离。因此，紧固装置适于在针头或套管正确地插入后分离针头或套管。此外，如果针头或套管正确地插入后，箍袖带应当被放松，允许整个穿刺系统从身体的某个部位分离。这个特性相对于导管及与输液相关的应用有明显的优势。

此外，需要注意的是权利要求书中的任何参考标记并不能理解为限制本发明的范围。

附图说明

以下，将参考下列各图来详细地论述本发明的多个实施例：

图1显示了发明性的穿刺系统的示意框图；

图2显示了穿刺系统确定的穿刺位置和插入位置；

图3显示了穿刺系统附着在合适的身体部位的情况；

图4显示了如何确定穿刺位置以及插入针头或套管的流程图；

图5显示了包含有皮肤穿刺探测的针头或套管插入的流程图。

附图标记列表

100穿刺系统

102血管

104皮肤

106组织

108采集模块

110探测系统

112控制单元

114套管控制单元

116套管安装座

117套管

118方向

119角度

120插入方向

122套管末端

124穿刺位置

126插入位置

128插入路径

200身体部位

202仪器

204箍袖带

具体实施方式

图1显示了穿刺系统100的示意框图。穿刺系统100包含采集模块108，探测系统110，控制单元112，套管控制单元114和套管安装座116。套管117本身可以坚固地附着在套管安装座116上，该套管安装座116表示用于固定套管的紧固装置，以及受套管控制单元114控制而移动和对齐套管117的装置。套管117或套管安装座116可以沿着插入方向120移动，也可以沿着基本平行于皮肤104表面的方向118移动。原则上，方向118可以是平行于皮肤表面的平面上的任何方向。典型的，套管117和套管安装座116可以由套管控制单元114控制在所有三个空间方向上移动。并且，插入方向120与皮肤104之间的夹角α119可以由套管控制单元114以根据探测系统110和控制单元112来确定的方式来随意改变。

图1显示了穿刺系统在人体皮肤104的横截面上使用的情况。皮肤104表面下有血管102，周围包覆着组织106。当穿刺系统100附着在人体皮肤104上时，采集模块108适于从组织106和血管102上采集光学，光声或声学数据，其允许将至少一个血管参数分类，如血管的位置，血管的直径，血管的尺寸，血管在皮肤104表面下的深度，血管的几何参数，血流或类似的参数。

优选的，采集模块108使用超声，近红外成像，光学相干断层扫描成像，多普勒超声，多普勒光学相干断层扫描成像或光声成像技术来实现，其可以产生用来鉴别血管102的信号。将采集模块108采集的信号提供给探测系统110，其随后产生血管102的信号。因此，探测系统110和采集模块108联合工作，因为探测系统110适于处理采集模块108获得的信号。通过使用光学，光声或超声探测，即使在皮肤104表面下较深部位的血管102也可以精确地定位。此外，可选的，也可以应用多普勒技术，如用于探测血管102中的血流的多普勒超声技术。同样，也可以相应地应用多普勒光学相干断层扫描成像。

采集位置数据，几何数据，以及与血管102走向相关的数据，也可以不用对血管进行成像。因此，成像系统110并不必须提供可视图像，相反，成像系统110可以直接从采集模块108采集的信号提取血管参数。因此，提取血管参数可以由探测系统110或控制单元112来执行。

控制单元112具有处理单元，可以处理从探测系统110获得的数据。根据探测系统110提供的数据类型，控制单元112的处理单元可以进一步的处理血管参数，以便从血管102的信号中提取所需血管参数。

控制单元112用来处理血管参数，以便在血管102上找到并确定理想地适合插入套管117的穿刺位置。在基本的实施例中，该穿刺位置要根据血管102的位置和走向来确定。更精密复杂的实现方式还提供了预期穿刺位置附近的血管的几何参数，以及血管的直径和皮肤104表面下的深度。

典型地，穿刺位置可以由考量了各种血管参数的最优过程确定。例如，典型由控制单元112的处理单元执行的最优过程可以指定穿刺位置不必须在血管102的分支或接合处附近。此外，穿刺位置还需要血管102有特定的直径。同时，穿刺位置还可以相对于血管102在皮肤104表面下深度最小的地方确定。另外，控制单元也可以确定插入方向120，指定套管117以角度α119导入皮肤104和组织106。

确定了穿刺位置后，控制单元112进一步指定套管117的插入位置。套管117的插入位置指定了套管117沿插入方向移动的位置以及对准或方向，即，该方向与套管的轴向一致，以便使套管的末端在所确定的穿刺位置处接触血管。

确定了穿刺位置和插入位置之后，控制单元112产生相应的驱动信号给套管控制单元114，而后其适于将套管安装座116移动到相应的位置。套管控制单元114典型的是刚性的连接在套管安装座116上，并设置有电子一机械的装置，比如电动致动器，如压电驱动致动器等，其允许精确地电子控制套管117的机械运动。典型地，套管控制单元114给套管安装座116提供了侧向位移，以及套管安装座116或套管117在插入方向120上的移动。

套管117一向血管102前进，采集模块108就采集套管117末端的位置数据。尤其是当套管117已经刺入皮肤104时，探测其末端可以用来控制套管117通过组织的移动。采集模块108一探测到套管117的末端没有正确地接触到血管102，整个套管的插入过程就中止，并收回套管117。这样，同时采集血管相关数据和套管117末端的位置数据为自主穿刺系统实现了有效的反馈和安全机构。由于穿刺系统100基本上可以适合各种与穿刺相关的应用，如采血，抽血，输液或给药，套管可以根据不同的应用有效的用针头或导管来替代。

图2显示了穿刺系统确定的穿刺位置124和插入位置126的示意图。与图1相似，这里也示出了人或动物的皮肤的截面图。穿刺系统100使用采集模块108和相应的探测和处理装置获得的血管参数确定血管102的穿刺位置124。这里，血管102显示为直径均匀，穿刺位置124由最接近皮肤104表面的血管102的位置确定。穿刺位置124还可以由手动执行将套管插入血管102的有经验的内科医师来选择。因此，发明性的穿刺系统目标在于确定引起疼痛和不适最小，损伤血管壁最小，给患者带来严重健康问题最少的穿刺位置。

此外，控制单元112还确定用于确定套管117的插入方向120的最优插入角度α119。由于套管117典型的是以与皮肤104表面非垂直的角度导入，刺入皮肤104的点与穿刺位置124典型地描述了套管117的插入路径128，其与插入方向120一致。在将套管117推入皮肤104之前，套管将被移动到插入位置126处，从穿刺位置124进行横向位移。在上下文中，横向位移被解释为在皮肤104表面的平面中的位移。例如，插入位置126可以被确定为套管末端122与插入路径128相一致的位置。

针头的插入优选的采用两个步骤，其中，第一步套管控制单元114将套管117移动到插入位置126处。套管末端122一到达插入位置126，第二步就将套管117推入并插入皮肤104，组织106，最后进入血管102上的穿刺位置。套管117的推入和插入由采集模块108以及控制单元112来控制，以便纠正在插入过程中套管117的移动。然而，采集模块108一探测到套管末端122已经刺入皮肤104表面，就禁止套管控制单元114控制的套管的横向位移，以免对皮肤104和组织106造成严重伤害。

另外，穿刺系统100可以设置有释放模块，以便手动控制套管117的插入。然后，穿刺系统的用户可以手动触发使套管117沿着插入方向120前进，并且可以手动控制穿刺系统确定的插入位置126和/或穿刺位置124是否适于插入套管。

图3示意性地示出了穿刺系统的实施例应用于人或动物身体的某一部位的情况。这里，穿刺系统设计成为探测身体部位200皮肤表面下的血管，并且用来响应于至少对血管位置的探测而自主地将套管插入血管的仪器202。仪器202还刚性地连接在箍袖带204上，其将设备202固定在身体部位200上。典型地，箍袖带204或箍环上具有间隙特征，其至少部分被仪器202所覆盖，以便仪器可以直接接触到身体部位200的皮肤。图示的仪器202至少包含套管和相关联的紧固装置，以及用于将套管置于并插入血管的致动装置，并且还具有用来采集血管相关数据的采集模块。

在典型的实现方式中，针头或套管可以连接多种贮存器，可以施行抽血或给药。因此，针头或套管可以用作注射针头或套管，或者抽血的套管。图3所示的实施例提供了高度的失败安全性，由于如抽血，穿刺系统不得不通过箍袖带204刚性的连接到身体部位200上。然后，穿刺系统自主执行针头或套管的插入，这就允许不熟练或没有经过训练的人进行这种侵入性过程。

图4示出了如何确定穿刺和插入位置，以及如何进行针头或套管插入的流程图。在第一步400，血管102的信号被采集模块108采集。然后，采集的数据经过控制单元112的处理单元进行处理，以便确定诸如血管的位置，深度，尺寸，走向和一般的几何数据。根据这些表示血管位置以及血管一般特性的血管参数，在步骤404，控制单元112执行对针头或套管插入的插入参数的确定，优选地通过最优过程。插入参数至少表示了血管102的穿刺位置124。优选地，该插入参数还指定了插入位置126以及角度119给出的插入方向。

插入参数确定之后，套管在步骤406中被移动到达插入位置。因此，针头或套管沿插入方向被对准，并横向移位到插入位置126。如果针头或套管的末端122已经到达所确定的插入位置，在步骤408就开始将针头或套管插入血管。在移动过程中，执行接下来的步骤410到420。

在针头或套管沿着插入方向120前进的过程中，针头或套管的末端在步骤410被采集模块108和相应的信号处理装置监视。在接下来的步骤412，针头或套管末端或者针头或套管的尖端位置和插入路径128的轨迹进行比较。在套管117的末端位置明显偏离所计算的插入路径128的情况下，继续执行步骤414的方法，中止针头或套管的导入或插入，并将针头或套管以相反方向从组织中抽出。否则，如果在步骤412中套管的末端与插入路径128一致，至少要在预先设定的范围内，则继续步骤416的方法，将针头或套管末端的位置与所计算的血管102内部的最终位置相比较。如果最终位置还没有达到，则继续步骤418的方法，针头或套管继续被导入。之后返回步骤410的方法，针头或套管的末端122的位置重复被监视。需要注意的是针头或套管的移动是一个连续的过程，不像图4的流程图中论述的那样一步一步的操作。只要套管的末端没有到达最终位置，就继续步骤410到步骤418的循环。在步骤416中一检测到套管到达最终位置，就执行步骤420，套管插入结束。

图5显示了使用针头或套管的透皮探测将针头或套管导入血管102的流程图。这里，步骤500到504与图4中的步骤400到404相一致。在步骤506，由针头或套管控制单元114控制的平移运动将针头或套管移动到插入位置。之后，在步骤508套管117的插入方向根据所确定的插入角度119调节。或者，针头或套管的插入也可以使用预先设定好的插入角度来执行，因此降低了穿刺系统的复杂性。在步骤510，使用套管末端的位置确定或控制插入运动，套管沿着插入方向开始移动。

在步骤512，系统探测套管刺入人体皮肤，在接下来的步骤514所有横向和定向的移动或套管的调整都将被禁止。探测皮肤的刺入可以使用采集模块108以及其相应的信号处理装置来执行。此外，皮肤的刺入可以用套管安装座116上实现的压力传感器探测。禁止套管的横向移动可以有效地防止受伤。在套管的横向调整在步骤514被禁止后，使用如图4所示的反馈控制机构，在步骤516将继续将套管导入或插入血管。只要到达了套管的估计的最终位置，该过程就在步骤518停止。

一般来说，图5的流程图所述的套管或针头的插入操作可以用优选在套管插入期间提供套管末端的实际位置的反馈机构来执行。然而，整个针头或套管的插入过程也可以不使用反馈机构而执行，这可以减少穿刺系统的复杂性。这样，在确定了穿刺位置以及需要的血管参数之后，针头或套管的插入可以通过使用确定的血管参数自主或手动地执行，而无需连续进行针头或套管的跟踪。

Claims (16)

1.一种穿刺系统(100)，用于将套管(117)插入人或动物的血管(102)内，其包含：

位置确定装置，用于确定所述血管的至少一个位置，

处理装置，用于根据所述位置确定装置的输出，确定所述血管的穿刺位置(124)，

紧固装置(116)，用于固定所述套管，所述紧固装置可以沿着插入方向(120)和至少第二方向(118)移动，从而将套管末端(122)在穿刺位置插入所述血管，其中所述第二方向基本与所述插入方向不平行。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述位置确定装置还适于确定所述套管末端(122)的位置。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述位置确定装置还适于在所述套管(117)的插入过程中跟踪所述套管末端(122)的位置，并且还包含控制装置，用于响应于对所述套管末端的跟踪来控制所述套管的移动。

4.根据权利要求1所述的系统，还包含致动装置，其适于自主地移动所述紧固装置到插入位置(126)，并将所述套管末端(122)在所述穿刺位置插入所述血管。

5.根据权利要求1所述的系统，还包含固定装置(204)，用于将所述穿刺系统附着在人或动物的皮肤(104)表面。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述位置确定装置包含光学和/或声学或光声探测和信号采集装置(108，110)，并且其中，所述处理装置(110，112)适于执行信号处理。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述探测和信号采集装置(108，110)通过使用图像采集和图像处理技术和/或通过使用多普勒实现的位置确定技术来实现。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理装置还适于响应于由最优过程获得的所述穿刺位置(124)来确定所述插入位置(126)，所述最优过程考虑了从所述位置确定装置的输出得出的至少一个血管参数。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述套管(117)的定向及所述插入方向(120)是可以更改的，并且其中，所述致动装置适于在三个空间方向上平移和对准所述紧固装置。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述套管(117)适于抽血和/或药物输注和/或输血，和/或导管插入和/或透析应用。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，响应于所述套管(117)在所述插入位置(126)的探测结果，可以自主地执行将所述套管末端(122)插入所述血管(102)。

12.一种用于穿刺系统(100)的计算机程序产品，所述穿刺系统用于将套管插入人或动物的血管(102)中，所述计算机程序产品包含所述穿刺系统的处理装置可以执行的指令，用于执行下列步骤：

通过处理位置确定装置的输出确定所述血管的至少一个血管参数，所述至少一个血管参数至少表示所述血管的位置，

通过处理所述至少一个血管参数确定所述血管的穿刺位置(124)，

计算用于驱动致动装置(114)的驱动信号，从而将所述套管末端(122)在所述穿刺位置插入所述血管。

13.一种穿刺系统包含：

箍袖带(204)，用于将穿刺系统固定在人或动物的身体部位(200)上，

仪器(202)，用于探测所述身体部位的皮肤(104)表面下的血管，并且用于响应于至少对所述血管位置的探测结果自主地将套管插入所述血管(102)。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述仪器(202)还包含：

采集系统(108)，用于采集所述血管的几何数据，

处理单元，用于确定所述血管(102)的穿刺位置(124)，

致动器(114)，用于移动和对准所述套管(117)，并用于将所述套管末端(122)在所述穿刺位置插入所述血管。

15.根据权利要求13所述的系统，还包含移动控制模块(112)，其适于处理在所述套管插入过程中由所述采集系统(108)提供的数据，以便控制在插入人或动物组织的过程中所述套管的移动。

16.根据权利要求13所述的系统，还包含可以移动的紧固装置，在所述套管被插入所述血管(102)的情况下用于固定所述套管，其中，可移动的紧固装置相对于插入方向(120)可以移动，并且至少相对于基本与所述插入方向不平行的第二方向(118)可以移动，所述紧固装置还适于在所述穿刺系统从所述身体部位移除后将所述穿刺系统与所述套管分离，留下插入所述血管的所述套管末端。

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