CN107847183A - 用于检测和标记人体上和内部的金属材料的方法和系统 - Google Patents

用于检测和标记人体上和内部的金属材料的方法和系统 Download PDF

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Abstract

手持式医疗系统在手术探查、移除、修复或替换之前基于听觉和/或视觉反馈系统来检测患者体内的至少一个物体。

Description

用于检测和标记人体上和内部的金属材料的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2015年3月9日提交的美国临时专利申请No.62/130,070的申请日的优先权，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本文描述的本发明涉及一种用于检测或识别在人体上或人体内的金属材料的方法和系统。更具体地说，本发明提供了一种系统和方法，用于无菌扫描和在皮肤上标记驻留在皮肤上或皮肤下的金属和非金属材料的位置，以准备手术切除或外植。此外，本发明提供了一种在伤口闭合之前扫描患者以避免遗留的异物的并发症的方法。此外，无菌手持装置可以在手术后用来识别和定位遗留的异物。
背景技术
目前，没有简单且廉价的无菌医疗装置和/或系统可用于扫描人体，并检测或识别难以在人体内找到的金属或非金属材料，这些材料可能需要移除、修复、更换和/或提取。使用诸如植入式除纤颤器等较大的装置，由于其尺寸、质量和放置位置，容易找到皮下装置。直到最近，通常可以识别较小的装置，例如起搏器。然而，较新的系统和技术通常非常小，因此在手术期间(特别是患者的无菌遮盖术之后)的定位可能是困难的。
操作者经历过难以找到纸夹大小的皮下金属心电记录仪，并可能无意地碰到动脉，这可能有助于出血。即使存在X射线设备，例如荧光镜和其他手术探查工具，也可能发生这种情况。因此，需要在手术探查之前精确地定位和标记皮肤，特别是以在外科手术过程中不破坏无菌的方式。
目前，在手术切除、修复、提取、外植等之前，可以通过X射线方法识别隐藏的医疗植入物和其他金属物体。该方法将患者暴露于潜在有害的X射线。此外，操作者在手术过程中必须佩戴重的X射线屏蔽设备(例如，铅围裙)。此外，该方法通常不是精确的，并且还需要使用金属或不透射线的工具来帮助在X射线束下方定位金属物体。
替代地，来自先前伤口的皮肤疤痕和痕迹可以帮助显示物体在人体内其最终静置部位之前穿过皮肤的初始位置。盲目打开这样的部位并探索金属装置可能会备受挫折，并有并发症的潜在性。
因此，还需要一种简单、便宜、无菌的非X射线系统，可以在手术前甚至手术期间使用，以帮助检测或定位并无菌地标记患者的皮肤。此外，需要使这样的系统是一次性的或可再次消毒的用于这种外科手术。还需要使系统包括连接到扫描金属医疗装置或设置有扫描金属医疗装置的无菌标记器，以在任何皮肤穿刺或切口之前最佳地定位该装置。
此外，手术后遗留的异物是医疗错误的根源，并可能导致医疗事故诉讼。需要一种简单的扫描装置来检测遗留的异物(金属和其他物体)。可以在闭合外科伤口之前，特别是患者离开手术套件之前，使用可以检测这种遗留的异物的简单手持式扫描器，以通过识别异物并允许移除(一种或多种)非预期材料来防止额外的手术。然后，可以在放心没有留下异物的情况下安全地和手术地闭合伤口/切口。
本发明的目的
本发明的一个目的是提供一种用于在外科手术探查、移除、修复或替换之前检测或识别人体内的隐藏物体的手持式无菌系统。
本发明的另一个目的是提供一种用于在手术探查、移除、修复或替换之前检测或识别人体内的隐藏物体的方法。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其中使用无菌医疗装置和标记器来在外科手术之前或期间识别隐藏物体的位置。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其中无菌医疗装置包括电源、物体检测器、监视器/报警系统以及塑料或橡胶防水或耐水外壳。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其中手持式医疗装置可以检测皮肤上或皮肤下的金属物体。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其中手持式医疗装置可以检测铁质或非铁质物体。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其中无菌医疗装置是一次性的。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其中医疗装置是可消毒的或可再次消毒的。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其中待识别和/或定位和/或检测的物体由金属或除金属以外的材料制成。
本发明的另一个目的是提供一种手持式无菌医疗系统，其包括用于基于听觉和/或视觉反馈系统扫描和检测或定位隐藏在患者皮肤中或皮肤下的物体的器具。
本发明的另一个目的是提供一种手持式无菌医疗系统，其还包括用于在皮肤上标记物体位置的器具。
本发明的另一个目的是提供一种手持式无菌医疗系统，其还包括用于从患者移除物体的工具。
本发明的另一个目的是提供一种无菌方法，用于基于听觉和/或视觉反馈系统来扫描和检测或定位隐藏在皮肤内或皮肤下的物体，可选地在皮肤上标记物体的位置，以及然后移除物体。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其包括医疗扫描器或定位器、皮肤穿刺工具、挖掘工具和物体抓取器，以牢固抓住物体使得能够缩回并且从人体移除物体。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其中挖掘工具和抓取器包含用于聚焦(hone in on)和精确定位异物的定位元件。
本发明的另一个目的是提供一种手持式无菌医疗装置和系统，该手持式无菌医疗装置和系统可以在手术探查、移除、修复或更换之前扫描和检测或定位并标记隐藏在人体内的物体。
本发明的另一个目的是提供一种装置或系统，其中通过在皮肤表面处或附近实施的方法检测或定位物体。
本发明的另一个目的是提供一种装置或系统，其中该方法包括超声波技术、电阻、电阻率或电介质电流的变化、磁场变化、电流变化、可见光(optical light)变化、热变化和/或辐射热、和/或使用射频传感器。
本发明的另一个目的是提供一种装置或系统，其包括用于确定一个或多个物体的深度的技术。
本发明的另一个目的是提供一种装置或系统，其包括用于确定人体内的异物的位置、大小和深度的技术。
本发明的另一个目的是提供一种手持式无菌系统，用于在手术伤口闭合之前、手术伤口闭合之后或手术后检测或识别隐藏在人体内的物体以识别和定位遗留的异物。
本发明的另一个目的是提供一种无菌方法，用于在手术伤口闭合之前、手术伤口闭合之后或手术后识别和定位遗留的异物以识别和定位隐藏在人体内的物体。
本发明的另一个目的是提供一种用于识别和定位异物和血管的系统，以通过避免对可能导致出血或其它并发症的重要血管的无意损伤来增加外科手术的安全性。
本发明的另一个目的是提供一种用于识别和定位异物和血管的方法，以通过避免对可能导致出血或其它并发症的重要血管的无意损伤来增加外科手术的安全性。
本发明的这些和其它目的将从以下描述、附图和权利要求中变得更加明显。
发明内容
本文描述的是用于定位隐藏在患者皮肤上或皮肤下的任何金属或非金属材料的精确方法和系统。更具体地，系统和方法识别并标记皮肤，用于外科手术探查、识别、移除、修复和替换位于皮肤上和/或皮肤下的金属和非金属材料。此外，扫描仪可以用于确保手术后和伤口闭合之前没有遗留的异物。
存在用于检测或识别可能隐藏在墙壁下方由金属和非金属材料构成的结构的扫描器。通常可在硬件商店中获得的装置(称为柱子搜寻器)测量电介质电流的变化，并且可以识别墙壁下方的木梁或柱的存在。可以调整这种柱子搜寻器，并向用户提供反馈以定位木梁或柱。此外，金属扫描仪可用于定位可能隐藏在墙壁下面的铁质金属和非铁质金属。例如，Zircon制造既可用作柱子搜寻器也可用作金属扫描仪的硬件工具。他们的柱子搜寻器装置可以识别墙壁下的木梁的边缘，且他们的金属扫描仪可以识别隐藏在墙壁后面的钉子、螺钉和管道。可以以这种方式识别达两英寸深的铜等非铁质金属材料和达四英寸深的钢等铁质金属材料。Zircon装置可以找到(1)柱子、(2)金属物体、或(3)柱子和金属物体。
Zircon系统使用磁场和传感器来识别隐藏的金属物体。一系列指示灯(LED)以及可听见的声音反映了隐藏物体的接近度。替代地，也可以使用显示监视器来指示隐藏物体的接近度。
木工使用的装置的一个例子是ZirconM40柱子搜寻器。这是一种手持式木工工具，可以检测墙壁后的金属(铁质金属和非铁质金属)。它长约8英寸，手持式，并由9伏电池供电。它使用一系列的红灯(LED)以及一个可听见的音调来提醒用户金属物体所在的位置。参见例如Zircon的美国专利No.7,812,722，其描述了可以使用两种模式来检测金属的硬件存储装置。
本发明在此提供了一种用于无菌扫描驻留在皮肤上或皮肤下的金属和非金属材料的位置以及在皮肤上或对皮肤进行标记的系统和方法。这样的材料可以包括例如可植入装置，例如起搏器、可植入心电记录仪、可植入生理监测器、可植入传感器、可植入跟踪器、可植入通信器、可植入假体、可植入GPS系统、泵、监测器、起搏器、除纤颤器、药物递送泵、销、螺钉或其他硬件、遗留的针头或手术中留下的任何设备、或有意或无意的可植入装置或任何种类的材料。此外，材料还可以包括可能需要手术移除或移除的非植入材料，例如子弹或弹片。系统也可以用于在手术伤口闭合之前扫描患者，以避免遗留异物的问题和需要第二外科手术以发现和移除遗留的异物。这种新型的无菌手持式扫描仪也可以用于遗留异物的情况，以识别遗留的异物，将其定位并相应地移除。
在本发明的一个实施方式中，手持式无菌的、可消毒的或可再次消毒的系统能够在手术探查、移除、修复或更换之前检测、定位或识别人体内的隐藏物体。
在本发明的方法的一个实施方式中，在手术探查、移除、修复或替换之前，使用手持式无菌的、可消毒的或可再次消毒的系统来检测、定位或识别人体内的隐藏物体。
在本发明的另一个实施方式中，在外科手术之前，使用无菌的、可消毒的或可再次消毒的医疗装置和标记来检测、定位或识别隐藏物体的位置。
在本发明的另一个实施方式中，无菌的、可消毒的或可再次消毒的医疗装置包括电源、物体检测器、监视器/报警系统以及塑料或橡胶防水或耐水外壳。
在本发明的另一个实施方式中，手持式医疗装置可以检测皮肤上或皮肤下的金属物体。
在本发明的另一个实施方式中，手持式医疗装置可以检测铁质物体。
在本发明的另一个实施方式中，手持医疗装置可以检测非铁质物体。
在本发明的另一个实施方式中，无菌的、可消毒的或可再次消毒的医疗装置是一次性的。
在本发明的另一个实施方式中，待检测的物体由除金属以外的材料制成。
在本发明的系统的另一个实施方式中，该系统能够基于听觉和/或视觉反馈系统扫描和检测隐藏在患者皮肤中或皮肤下方的物体。
在本发明的系统的另一个实施方式中，系统能够将所述物体的位置标记在病人的皮肤上。
在本发明的系统的另一个实施方式中，该系统包括能够从患者移除物体的工具。
在本发明的另一个实施方式中，手持式医疗系统包括如下器具，该器具用于基于听觉和/或视觉反馈系统扫描和定位隐藏在皮肤中或皮肤下的物体，在皮肤上标记所述物体的位置，并且发现然后移除物体。
在本发明的另一个实施方式中，一种方法包括基于听觉和/或视觉反馈系统扫描和检测或定位隐藏在皮肤中或皮肤下的物体，可选地在皮肤上标记所述物体的位置，然后移除物体。
在本发明的另一个实施方式中，系统包括医疗扫描器或定位器、皮肤穿刺工具、挖掘工具和物体抓取器，以牢固地抓住物体使得其能够缩回并且从人体移除物体。
在本发明的另一个实施方式中，挖掘工具和抓取器包含聚焦和精确定位异物的定位元件。
在本发明的另一个实施方式中，手持式无菌医疗装置和系统可以在外科手术探查、移除、修复或替换之前扫描并检测或定位并标记隐藏在人体内的物体。
在本发明的另一个实施方式中，通过在皮肤表面处或附近实施的方法来定位物体。
在本发明的另一个实施方式中，通过超声波技术、电阻、电阻率或电介质电流的变化、磁场变化、电流变化、可见光变化、热变化和/或辐射热、和/或使用射频传感器来检测、定位或识别物体。
在本发明的另一个实施方式中，装置或系统包括用于确定一个或多个物体的深度的技术。
在本发明的另一个实施方式中，装置或系统包括用于确定人体内的异物的位置、大小和深度的技术。
在本发明的另一个实施方式中，在手术伤口闭合之前、手术伤口闭合之后或手术后，检测、定位或识别患者体内的一个或多个物体，以识别和定位遗留的异物。
在本发明的另一个实施方式中，通过避免对可能导致出血或其它并发症的重要血管的无意损伤来检测、定位或识别一种或多种异物或血管以增加外科手术的安全性。
在本发明的一个实施方式中，扫描装置可以包括橡胶或塑料无菌防水或耐水屏蔽装置，其包围(1)电源、(2)传感器/检测器、和(3)监视器和/或警报器(视觉和/或听觉)。
在本发明的医疗扫描装置的另一实施方式中，与扫描装置一起包括无菌标记器，以在可植入或植入材料被检测的位置标记皮肤。
扫描方法可以包括但不限于在皮肤表面或附近实施的方法，例如超声技术、电阻、电阻率或电介质电流的变化、磁场变化、可见光变化、热温度变化、和/或辐射热。
在本发明的另一个实施方式中，在医疗扫描装置内容纳有光和/或无菌标记器，使得在检测信号最强的位置发光。替代地，无菌标记器可以从距装置的缩回位置前进以标记皮肤，然后在移除时缩回。
在本发明的另一个实施方式中，外科手术工具附接到定位装置，使得(1)皮肤可被麻醉和/或(2)皮肤可被刺穿，和/或(3)外科手术工具可以在皮肤下朝向可识别的皮下物体行进，和/或(4)外科手术工具将产生高声信号和/或视觉提示，所述高声信号和/或视觉提示帮助定位装置精确地定位物体，和/或(5)抓取工具可以抓住这样的物体和牢固地将其保持在适当位置，和/或(6)所述抓取物体可以缩回到移除工具中并从人体中移出以移除所述(一种或多种)材料。
在本发明的另一个实施方式中，扫描器装置可以具有保护套或护套，以保持装置无菌和清洁。这种保护套或护套可以是柔性的、刚性的或其组合，优选地是由无菌或可消毒的材料、例如由聚合物制成。
在本发明的另一个实施方式中，植入物或皮下物体的位置可以由例如具有或不具有放置在皮肤上的笔迹或符号的着色标贴标记，由包含不可擦拭的油墨的标记器或不透射线的标贴在皮肤上标记。
在本发明的另一个实施方式中，用于识别和定位异物和血管两者的方法和系统通过避免对可能导致出血或其它并发症的重要血管的意外损伤来增加外科手术的安全性。
在本发明的另一个实施方式中，扫描装置包括用于指示植入或皮下物体的深度的技术或结构。例如，扫描装置可以包括校准电磁场的边缘的伸缩杆或构件，以几近针尖的精确度来确定深度。如果伸缩杆是分级的，则可以提供对皮肤表面下方深度的预估。杆越短，深度越大。这将确保最小的切口尺寸，并允许医生以最方便的方式找到物体或装置，因为医生将对表皮下方深度进行估计。
本发明在此涉及手持式、无菌的、可消毒的或再次消毒的装置。装置可以是连接到控制台或其他结构的更大的装置，这也在本发明的范围内。
附图说明
图1表示位于离待检测物体一定距离处的本发明的实施方式的示意图。伸缩杆是缩回的；
图2表示图1所示实施方式的示意图，其中伸缩杆已经延伸；以及
图3表示图2所示实施方式的示意图，其中无菌屏障已经连接到伸缩杆。
具体实施方式
参考附图可能会更好地理解本发明。在图1中，装置2定位在距待检测物体4一定距离处。装置2包括附接到上部8的可抓握手柄6。上部8优选地包括在图1中示出为缩回的伸缩杆12。在图2中，伸缩杆12是伸长的。
上部8具有用于推进伸缩杆12的杆或其它机构(未示出)。上部8包括窗口14，窗口14具有对应于并测量伸缩杆12延伸的程度的标记16。
在图3中，伸缩杆12具有定位在其远端22上的无菌屏障或末梢20。屏障或末梢20具有标贴或标记24，用于在被压靠患者皮肤(未示出)时指示物体的位置。
图1至3中所示的物体4是可从Medtronic获得的LINQTM可插入心脏监护仪。当植入诸如LINQ装置等装置时，其深度是未知的。伸缩杆12可用于确定的位置和深度。
应当理解，为了清楚起见，在分开的实施方式的上下文中描述的本公开的特定特征也可以在单个实施方式中组合提供。相反，为了简洁起见，在单个实施方式的上下文中描述的本公开的各种特征也可以分开地或以任何合适的子组合提供，或者适用于本公开的任何其它描述的实施方式。在各种实施方式的上下文中描述的特定特征不被认为是这些实施方式的基本特征，除非该实施方式在没有那些元件的情况下不起作用。
虽然已经结合本发明的具体实施方式描述了本公开，但是显然，许多替代方案、修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，旨在包括落在所附权利要求的精神和广泛范围内的所有这样的替代方案、修改和变化。
本说明书中提及的所有公开文件、专利和专利申请以引用的方式并入本说明书中，其程度如同每个单独的公开文件、专利或专利申请被具体和单独地指明以引用的方式并入本文。此外，本申请中引用或标识任何参考文献不应被解释为承认该参考文献可用作本公开的现有技术。在使用章节标题的范围内，不应将其解释为必然的限制。

Claims (22)

1.一种手持式医疗系统，用于在手术探查、移除、修复或替换之前基于听觉和/或视觉反馈系统来检测患者体内的至少一个物体。
2.根据权利要求1所述的系统，其能够在外科手术之前标记所述物体的位置。
3.根据权利要求1所述的系统，其包括电源、物体检测器、监视器/报警系统以及塑料或橡胶防水或耐水外壳。
4.根据权利要求1所述的系统，其能够检测皮肤上或皮肤下的金属或非金属物体。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述手持式医疗装置能够检测铁质物体。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述手持式医疗装置能够检测非铁质物体。
7.根据权利要求1所述的系统，其是一次性的。
8.根据权利要求1所述的系统，其是无菌的、可消毒的或可再次消毒的。
9.根据权利要求1所述的系统，其包括用于发现并且然后移除所述物体的工具。
10.根据权利要求9所述的系统，其包括医疗扫描器或检测器、皮肤穿刺工具、挖掘工具和物体抓取器，以牢固地抓住物体使得能够缩回并且从患者身体移除物体。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述挖掘工具和抓取器包括聚焦和精确定位异物的定位元件。
12.根据权利要求1所述的系统，其中通过超声技术、电阻、电阻率或电介质电流的变化、磁场变化、电流变化、可见光变化、热变化和/或辐射热和/或使用射频传感器检测物体。
13.根据权利要求1所述的系统，其包括用于确定所述一个或多个物体的深度的技术。
14.根据权利要求1所述的系统，其包括用于确定患者体内的异物的位置、大小和深度的技术。
15.根据权利要求1所述的系统，用于在手术伤口闭合之前、手术伤口闭合之后或手术后识别隐藏在人体内的物体，以识别和定位遗留的异物。
16.根据权利要求1所述的系统，用于识别和定位异物和血管二者，以通过避免可能对导致出血或其它并发症的重要血管的无意损伤来增加外科手术的安全性。
17.根据权利要求1所述的系统，用于在外科手术探查、移除、修复或替换之前基于听觉和/或视觉反馈系统来检测患者体内的至少一个物体，并且用于发现和移除所述物体。
18.根据权利要求1所述的系统，用于在手术探查、移除、修复或更换之前基于听觉和/或视觉反馈系统来检测患者体内的至少一个物体，标记物体的位置，并且发现和移除物体。
19.一种用于在手术探查、移除、修复或替换之前定位和可选地移除患者体内的物体的方法，所述方法包括使用根据权利要求1所述的医疗系统来检测物体的位置。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述物体的位置被标记在患者的皮肤上。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，使用形成所述医疗系统的一部分的工具来提取所述物体。
22.根据权利要求19所述的方法，其中通过在皮肤表面处或附近实施的方法来定位物体。
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