CN108883028A - 光纤真实形状感测喂食管 - Google Patents

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Abstract

一种FORS喂食管系统，其采用喂食管(30)以使流体流从喂食管(30)的近端流通到远端，并且还采用FORS传感器(40)以生成感测数据，所述感测数据指示FORS传感器(40)的节段或全部的形状重建的信息。喂食管(30)与FORS传感器(40)被集成以配置FORS喂食管(20)，并且所述感测数据还指示根据喂食管(30)与FORS传感器(40)的集成而导出的FORS喂食管(20)的节段或整体的形状的信息。所述FORS喂食管系统还可以采用导航控制器以控制对解剖学管道(例如，胃肠管道)内的FORS喂食管(20)的节段或整体的定位的跟踪。

Description

光纤真实形状感测喂食管
技术领域
本公开内容总体涉及将喂食管(feeding tube)定位在解剖学管道(例如，胃肠管道或脉管管道)内。本公开内容具体涉及对跟踪喂食管在解剖学管道内的定位的新颖的和创造性的改进。
背景技术
一般而言，有两(2)种喂食方法来解决营养不良患者不能够经口摄入维持足够的卡路里的问题。第一种喂食方法，被称为肠内营养，涉及将喂食管定位在胃肠管道内以向患者提供营养和医学支持。第二种喂食方法，被称为肠胃外营养，涉及将当患者具有使得难以安全使用胃肠管道的医学问题时或者在肠内不能获得足够的营养情况下将喂食管定位在患者的静脉内。
更具体地，对于肠内营养，喂食管的进入点能够是口或鼻，其中喂食管的远侧顶端被定位在患者的胃中(即，鼻胃管肠内喂食)，或者被定位在小肠的上十二指肠中(即，鼻十二指肠肠内喂食)，或者被定位在小肠的空肠中段(即，鼻空肠肠内喂食)。任选地，可以实施胃造口术方法以将喂食管的远侧顶端定位在胃中，或者可以实施空肠造口术以将喂食管的远侧顶端定位在小肠的中段空肠中。
通常，有三(3)种放置方法用于将喂食管定位在营养不良患者的胃肠管道内。第一种放置方法，被称为盲置方法，涉及将喂食管定位于胃肠管道而无需任何导航引导。当经口或经鼻进入患者时这种放置方法的问题在于：所述喂食管常常与患者的气道错位，这能够导致肺炎或气胸。
第二种放置方法，被称为成像跟踪方法，涉及胃肠管道的内窥镜或荧光透射成像，用于跟踪胃肠管道内的喂食管的位置的目的。尽管比盲置方法更安全并且更成功，但是成像跟踪方法的问题在于：对于医学专家执行该过程的要求。因此，患者必须从临床病房被运送到内窥镜检查部门或放射部门，这能够导致喂食管放置的延迟、额外的复杂性以及更高的成本。
第三种放置方法，被称为电磁(“EM”)跟踪方法，使用被放置在喂食管内的、在顶端处具有EM传感器的通管丝(stylet)，从而执行对喂食管在胃肠管道内的路径的实时跟踪。在已经将喂食管导航到位置中之后，撤回EM引导的通管丝。EM跟踪方法的优点在于其能够在患者床边完成，因此与荧光透视和内窥镜引导相比较提供了更加患者友好并且具有成本效益的解决方案。然而，由于EM跟踪限于喂食管的顶端，因此EM跟踪不能够完全表示管在任何给定时间所呈现的形状。管的该形状对于检测是否发生管的弯曲以及管是否已经被正确地放置是重要的，尤其是在存在改变的或移位的解剖结构的情况下。
发明内容
本公开内容通过提供以下发明来对现有的喂食管放置方法进行改进：利用光纤真实形状(“FORS”)传感器与喂食管的集成来配置FORS喂食管以便于跟踪被定位在解剖学管道(例如，胃肠管道或脉管管道)内的FORS喂食管的形状。
出于本公开内容的发明的目的，术语光纤真实形状(“FORS”)传感器宽泛地涵盖如在本领域中已知地在结构上配置的光纤，用于提取光纤的高密度应变测量结果，所述测量结果是根据发射到光纤中并且传播通过光纤并且在传播的光的相反方向在光纤内反射回来和/或在传播的光的方向上从光纤透射的光而导出的。
FORS传感器的范例包括，但不限于：在光频域反射计(OFDR)的原理下在结构上配置的一(1)条或多条光纤，其用于经由光纤内的受控的光栅图案(例如，光纤布拉格光栅)、(一条或多条)光纤的特征反向散射(例如，瑞利背向散射)或者嵌入、蚀刻、压印或以其他方式形成在(一条或多条)光纤中的(一个或多个)反射元件和/或(一个或多个)透射元件的任何其他布置来提取光纤的高密度应变测量结果，所述测量结果是根据被发射到(一条或多条)光纤中并且传播通过所述(一条或多条)光纤并且在传播的光的相反方向上在所述(一条或多条)光纤内反射回来和/或在传播的光的方向上从(一条或多条)光纤透射的光而导出的。
在商业和学术上，光纤真实形状也可以被称为光学形状感测(“OSS”)。
出于本公开内容的发明的目的，术语“喂食管”应当被解读为在本公开内容的领域中所理解的并且如在本文中示范性描述的。喂食管的范例包括，但不限于：鼻胃喂食管、胃造口喂食管、空肠造口喂食管以及食管造口喂食管。
本公开内容的发明的一种形式是FORS喂食管系统，其采用喂食管以用于使流体流(例如，营养液、水和/或液体药物)从喂食管的近端流通至远端，并且还采用FORS传感器以生成感测数据，所述感测数据指示FORS传感器的节段或整体的形状重建的信息。喂食管与FORS传感器被集成以配置在喂食管的近端与FORS传感器的远端之间延伸的FORS喂食管，并且所述感测数据还指示根据FORS传感器与喂食管的集成而导出的FORS喂食管的节段或整体的形状的信息。另外，所述FORS传感器可以被集成到定位引导件(例如，导丝、通管丝或管)中，以便于FORS传感器集成在喂食管内。所述FORS喂食管系统还可以采用导航控制器来控制对位于解剖学管道(例如，胃肠管道)内的FORS喂食管的节段或整体的形状的跟踪。
本公开内容的发明的第二种形式是FORS喂食管方法，其涉及在解剖学管道(例如，胃肠管道)内定位FORS喂食管的节段或整体，其中，所述FORS喂食管包括喂食管与FORS传感器的集成。所述FORS喂食方法还涉及FORS传感器，其生成感测数据，所述感测数据指示FORS传感器的节段或整体的形状重建的信息，并且还指示根据喂食管与FORS传感器的集成而导出的FORS喂食管的节段或整体的形状的信息。所述FORS喂食方法还可以涉及导航控制器，所述导航控制器控制对位于解剖学管道内的FORS喂食管的节段或整体的形状的跟踪。
出于本公开内容的发明的目的，术语“感测数据”、“形状重建”和“跟踪”将被解读为如在本公开内容的领域中所理解的并且如在本文中示范性描述的。
出于本公开内容的发明的目的，术语“集成”以及其任何时态宽泛地涵盖FORS传感器与喂食管的任何类型的永久或临时的邻接、耦合、连接、固定、钳制、安装等，涉及FORS传感器与喂食管之间的直接物理接触或者FORS传感器与喂食管的相邻放置，如在本公开内容的技术中所理解的并且如在本文中示范性描述的。
术语“集成”以及其任何时态还宽泛地涵盖FORS传感器与喂食管的集成，其中，FORS传感器的节段或整体与喂食管的已知对齐用于对FORS喂食管的形状跟踪的目的(例如，FORS传感器的纵轴的节段或整体与喂食管平行对齐，如在本文中示范性描述的)。
出于本公开内容的目的，术语“定位引导”宽泛地涵盖用于引导目的而利用的任何医学设备，如在本公开内容的领域中所理解的并且如在本文中所描述的。定位引导范例包括，但不限于：导丝、通管丝和管。
出于本公开内容的目的，术语“控制器”宽泛地涵盖容纳在或者链接到工作站的专用主板或专用集成电路的所有结构配置，以用于控制如在本文中随后所描述的本公开内容的各种创造性原理的应用。所述控制器的结构配置可以包括。但不限于：(一个或多个)处理器、(一个或多个)计算机可用/计算机可读存储介质、操作系统、(一个或多个)应用模块、(一个或多个)外围设备控制器、(一个或多个)槽和(一个或多个)端口。
出于本公开内容的目的，在本文中针对术语“控制器”所使用的标签“导航”出于识别的目的将导航控制器与在本文所描述和要求保护的其他控制器区分开，而不指定或暗示对术语“控制器”的任何附加限制。
“工作站”的范例包括，但不限于：一个或多个计算设备的组件、显示器/监视器以及客户端计算机、台式机或平板电脑形式的一个或多个输入设备(例如，键盘、操纵杆和鼠标)。
出于本公开内容的目的，术语“应用模块”宽泛地涵盖用于运行特定应用程序的工作站的部件，其包括电子电路和/或可执行程序(例如，被存储在(一个或多个)非瞬态计算机可读介质和/固件上的可执行软件)。
在结合附图阅读本公开内容的发明的各实施例的以下详细描述之后，本公开内容的发明的前述形式和其他形式以及本公开内容的发明的各个特征和优点将变得更加显而易见。详细描述和附图仅仅是对本公开内容的发明的例示而非限制，本公开内容的发明的范围由随附的权利要求以及其等价方案来限定。
附图说明
图1图示了根据本公开内容的发明原理的示范性FORS喂食管放置。
图2图示了根据本公开内容的发明原理的FORS喂食管的一般实施例。
图3A和图3B图示了根据本公开内容的发明原理的FORS传感器与喂食管的集成的示范性实施例。
图4A-5F图示了根据本公开内容的发明原理的FORS传感器喂食管的示范性实施例。
图6图示了根据本公开内容的发明原理的FORS喂食管系统的示范性实施例。
图7图示了表示根据本公开内容的发明原理的FORS喂食管方法的示范性实施例的流程图表示。
图8A-8C图示了根据本公开内容的发明原理的FORS喂食管的示范性显示。
具体实施方式
作为对现有喂食管放置方法的改进，本公开内容的发明提出了一种光纤真实形状(“FORS”)感测解决方案，以便于对被定位在解剖学管道内的喂食管的准确放置。所述FORS感测解决方案提供了FORS传感器与喂食管的集成，以配置FORS喂食管，以便于跟踪被定位在解剖学管道(例如，胃肠管道或脉管管道内)内的FORS喂食管的节段或整体的形状。
例如，参考图1，本公开内容的各种FORS传感器20被示为被定位在胃肠管道中，包括胃10、小肠11和大肠12。更具体地，示出了鼻胃FORS喂食管20N，用于胃10中的鼻胃肠内喂食NG、小肠11的上十二指肠中的鼻十二指肠肠内喂食ND或者小肠11空肠中段的鼻空肠肠内喂食NJ。另外，示出了用于胃造口肠内喂食的胃造口FORS喂食管20G，并且示出了用于空肠造口肠内喂食的空肠造口FORS喂食管20J。
仍然参考图1，每个FORS喂食管20包括FORS传感器，其指示喂食管的三维(“3D”)形状信息，用于改善FORS喂食管20在胃肠管道内的放置。如在本文中将进一步描述的，出于导航的目的，FORS喂食管20的形状可以：(1)在空间中个体地显示，(2)作为实况图像(例如，经由相机)上的叠加物，和/或(3)作为患者模型上的叠加物。另外，如在本文中将进一步描述的，可以分析FORS喂食管20的形状以确定关于重要参数的各种度量，所述重要参数包括，但不限于：FORS喂食管20在胃肠管道内的插入长度、对FORS喂食管20在胃肠管道内的正确放置的基于曲率的预测、以及生理学相关参数的测量结果(例如，呼吸运动、体内温度、呼吸、患者吞咽、患者移动、蠕动、咳嗽等)。
为了便于对本公开内容的各种发明的理解，下文对图2-5F的描述教导了与本公开内容的FORS喂食管的组装和使用相关联的本公开内容的基本发明原理。根据该描述，本领域普通技术人员将意识到如何应用本公开内容的发明原理以做出和使用本公开内容的FORS喂食管的另外的实施例。请注意，如在图2-5F中所示的本公开内容的部件未按比例绘制，而是用于在概念上对本公开内容的发明原理进行可视化。
参考图2，本公开内容的FORS喂食管采用喂食管30和FORS传感器40，并且任选地采用定位引导件50。
喂食管30通常包括管状主体31，管状主体31具有用于使流体流(例如，营养液、水和/或液体药物)从近端31p流通至远端31d的喂食腔32。喂食管33还可以包括喂食鲁尔接口33，公头或母头，用于连接到流体流的源(未示出)。更具体地，在实践中，喂食管30具有适合于对营养不良患者进行喂食的尺寸。喂食管30的范例包括，但不限于：鼻胃喂食管、胃造口喂食管、空肠造口喂食管以及食管造口喂食管。
FORS传感器40包括具有受控的光栅图案(例如，光纤布拉格光栅)、特征背向散射(例如，瑞利背向散射)或者在光纤41中嵌入、蚀刻、压印或以其他方式形成的反射元件和/或透射元件的任何其他布置的单芯或多芯光纤41。在实践中，受控的光栅、特征背向散射或反射/透射元件可以沿着光纤41的任何部分或整体延伸，如由虚线42象征性所示的，从近端41p延伸到远端41d。同样地，在实践中，FORS传感器40可以包括两条或更多条个体光纤41，其可以是或者可以不是螺旋形的。
在实践中，FORS传感器40的光纤41可以部分地或全部地由任何玻璃、二氧化硅、磷酸盐玻璃或其他玻璃制成，或者由玻璃和塑料或由塑料制成，或者由用于制造光纤的其他材料制成。为了在经由手动或机器人插入而引入到患者解剖结构中时阻止对FORS传感器40的任何损坏，FORS传感器40的每条光纤41可以经由如在本领域中已知地嵌入到导丝或通心丝中或者如在本领域中已知地通过保护套永久地环绕而被集成到定位引导件50中。
在实践中，所述保护套可以由具有特定硬度的任何柔性材料制成，所述材料包括，但不限于：尼龙弹性体、镍钛合金、分束管和绞合金属管。同样地，在实践中，所述保护套可以包括具有相同或不同程度的柔性和硬度的两个或更多个管状部件，这些部件具有交叠和/或顺序的布置。
FORS传感器40还包括光学连接器43，其用于将光纤41连接到发射器或光源(例如，光学积分器)，如在本文中将进一步描述的。
本公开内容的发明的前提是喂食管30与FORS传感器40的集成以配置FORS喂食管，以便于跟踪被定位在解剖学管道内的FORS喂食管的节段或整体的形状。在实践中，喂食管30与FORS传感器40的集成可以是用于特定肠内喂食或特定亲本喂食的任何合适的配置。
例如，如在图3A中所示的，本公开内容的第一集成方法是将FORS传感器40插入到喂食管30的喂食腔32中，其中，喂食管30的近端31p和FORS传感器的远端41d限定FORS喂食管20a，包括近端31p和/或远端41d，或者不包括近端31p和远端41d。在实践中，所述插入可以是永久的或暂时的，并且可以如所示地在喂食腔32内部分地或完全地延伸。
图4A图示了图3A的第一示范性实施例，其中，FORS传感器40的光纤41被嵌入到导丝51中，并且被部分地或完全地插入到喂食管30的喂食腔32中。用于临时固定光纤41和导丝51到喂食腔32中的插入的近端FORS传感器锁60包括被附接到导丝51的毂61以及锁定鲁尔接口62(其也可以用作图2的喂食鲁尔接口33)。
备选地，可以利用双鲁尔接口锁以允许光纤41和导丝51的插入以及盐水或其他流体的注入。
图4B图示了图3A的第二示范性实施例，其中，FORS传感器40的光纤41被嵌入到导丝51中，并且被部分地或完全地插入到喂食管30的喂食腔32中。附接到喂食管30的近端FORS传感器锁70包括引导漏斗71、导丝夹72(例如，轴环、固定螺钉、夹子等)，母鲁尔接口73和公鲁尔接口74(其也可以用作图2的喂食鲁尔接口)。锁70临时地固定光纤41与导丝51到喂食腔32的插入。
图4C图示了图3A的第三示范性实施例，其中，FORS传感器41的光纤41被嵌入到导丝51中，并且被完全地插入到喂食管30的喂食腔32中。导丝51包括球囊80，球囊80被示为被充气以暂时或永久地固定喂食光纤41和导丝51到喂食管30的喂食腔32中的插入。
通过另外的范例，如在图3B中所示的，本公开内容的第二集成方法是沿着喂食管30的外部附接或安装FORS传感器40的光纤41，其中，喂食管30的近端31p和FORS传感器40的远端41d限定FORS喂食管20b，包括近端31p和/或远端41d，或者不包括近端31p和远端41d。在实践中，光纤41的附接或安装可以是永久的或临时的，并且可以沿着喂食管30部分地或完全地延伸。
图5A和图5B图示了图3B的第一示范性实施例，其中，FORS传感器40的光纤41被部分地或完全地插入到延伸穿过管状主体31的壁和喂食鲁尔接口33的喂食管30的导航腔34。
图5C和图5D图示了图3B的第二示范性实施例，其中，FORS传感器40的光纤41被部分地或完全地插入到被附接或安装到管状主体31的外部和喂食鲁尔接口33的保护套80中。
图5E和图5F图示了图3B的第三示范性实施例，FORS传感器40的光纤41被附接到喂食管30的管状主体31的外部，并且保护套81环绕光纤41和管状主体31。
为了便于进一步理解本公开内容的各种发明，下文对图6-8的描述教导了与本公开内容的FORS喂食管系统和方法相关联的基本发明原理。根据该描述，本领域普通技术人员将意识到如何应用本公开内容的发明原理来制造和使用本公开内容的FORS喂食管系统和方法的另外的实施方案。请注意，如在图6-8中所示的本公开内容的部件未按比例绘制，而是用于在概念上对本公开内容的发明原理进行可视化。
参考图6，本公开内容的FORS喂食管系统采用鼻胃FORS喂食管20NG、工作站100和导航控制器110，以执行本公开内容的FORS喂食管方法，其涉及俯卧在患者床PB上的患者P。
在操作中，鼻胃FORS喂食管20NG的FORS传感器40从起始点47向远侧延伸，起始点47邻接于患者床PB的轨道，如所示的，或者备选地邻接于患者床PB旁边的推车(未示出)，或者邻接于工作站(例如，工作站100或平板电脑(未示出))。光纤46从起始点47向近侧延伸到光学积分器45。在实践中，光纤46可以是在起始点47处被连接到FORS传感器40的单独的光纤，或者是延伸通过起始点47的FORS传感器40的近端延伸。
如在本领域中已知的，FORS控制器44控制光学询问器45经由光纤46向FORS传感器40发射光，其中，光传播通过FORS传感器40到喂食管内的远端以生成感测数据48，感测数据48指示FORS传感器40的节段或整体相对于用作固定参考位置的起始点47的形状重建的信息。在实践中，FORS传感器40的远端可以是闭合的，特别是对于FORS传感器40的光反射实施例；或者可以是打开的，特别是对于FORS传感器40的光透射实施例。
导航控制器110被安装在工作站100内，工作站100包括监视器101、键盘102和计算机103的已知布置。
导航控制器110包括FORS传感器跟踪器111、任选的相机图像跟踪器112和导航引导件113形式的应用模块。
在FORS传感器40被连接到起始点47的情况下，FORS传感器跟踪器111处理感测数据48以跟踪鼻胃FORS喂食管20NG的节段或整体相对于起始点47的形状，如在本领域中已知的。
另外，FORS传感器跟踪器111可以分析鼻胃FORS喂食管20NG的形状以确定关于重要参数的各种度量，所述参数包括，但不限于：鼻胃FORS喂食管20NG在胃肠管道内的插入长度，以及生理学相关参数(例如，呼吸运动、体内温度、呼吸、患者吞咽、患者移动、静脉运动、咳嗽等)的测量结果。另外，FORS传感器跟踪器111还可以处理形状参数和/或度量以预测在胃肠管道内正确放置鼻胃FORS喂食管20NG的可能性。
更具体地，FORS传感器跟踪器111可以通过检测在鼻胃FORS喂食管20NG进入患者P之后从室温到37℃的温度变化所引起的FORS轴向应变变化来执行对插入在胃肠管道内的鼻胃FORS喂食管20NG的长度的测量。
此外，FORS传感器跟踪器111可以通过使用沿着插入的长度和形状的曲率来执行对插入在胃肠管道内的鼻胃FORS喂食管20NG的位置的预测(例如，向喂食管20NG中发生～10cm的特定弯曲表示将喂食管20NG正确定位到患者的食道中而不是患者的肺部)。
另外，FORS传感器跟踪器111可以实施对呼吸运动程度的自动检测，以检测鼻胃FORS喂食管20NG是否错位在患者P的肺部中。这也可以扩展到包括检测括约肌位置。
所述FORS喂食管系统任选地使用相机90来生成图像数据91，图像数据91图示在鼻胃FORS喂食管20NG被手动地或机器人地定位在患者P的胃肠管道内时患者P的静止图像和/或实况视频，如在本领域中己知的。如果所述系统采用相机90，则相机图像跟踪器112处理图像数据90以用于在监视器101上的引导显示114。
基于对感测数据49和成像数据91的处理，导航引导件113以任何合适的形式控制鼻胃FORS喂食管20NG的形状的引导显示114以用于导航的目的。第一示范性形式是鼻胃FORS喂食管20NG的节段或整体在空间中的形状的引导显示114a，如在图8A中示范性示出的。第二示范性形式是作为患者P的相机图像或视频上的叠加的鼻胃FORS喂食管20NG的节段或整体的形状的引导显示114b，如在图8D中示范性示出的。第三示范性形式是作为解剖模型上的叠加的鼻胃FORS喂食管20NG的形状的引导显示114C，如在图8C中示范性示出的。可以增强所述解剖模型以示出肺、胃、小肠等的位置。
参考图7，现在将在图6的鼻胃FORS喂食管20NG的背景下在本文中描述表示本公开内容的示范性FORS喂食管方法的流程图120，鼻胃FORS喂食管20NG具有图4B的近端FORS传感器锁70，用于将FORS传感器40暂时性地固定在喂食管30内。根据该描述中，本领域普通技术人员将意识到如何将该方法应用于本公开内容的FORS喂食管的其他实施例。
参考图6和图7，流程图120的阶段S122涵盖准备鼻胃FORS喂食管20NG，以在流程图120的阶段S124期间手动地或机器人地放置在胃肠管道内。
在阶段S122的一个实施例中，鼻胃FORS喂食管20NG在消毒之后通过经由FORS传感器40在喂食管30内的完全插入的近端FORS传感器锁70夹紧而构造。接下来，鼻胃FORS喂食管20NG根据在胃肠管道内的鼻胃FORS喂食管20NG的节段或整体的形状的特定显示114而配准。
对于如在图8A中所示的引导显示114a，导航引导件113利用模板或者指示操作者将鼻胃FORS喂食管20NG的顶端定位在头部、左肩和右肩处，从而在空间上将鼻胃FORS喂食管20NG配准。
对于如在图8B中所示的引导显示114b，导航引导件113通过将起始点47安装在相机90上或者以相对于相机90固定关系来引导引导鼻胃FORS喂食管20NG的节段或整体的形状与相机90之间的配准。备选地，可以通过在照相机90的视图中保持鼻胃FORS喂食管20NG的节段或整体的形状并且在相机静止图像或视频中执行对鼻胃FORS喂食管20NG的形状的手动、半自动或自动分割来进行配准。如在本领域中已知的，也能够使用基于点的配准。
对于如在图8C中所示的引导显示114c，导航引导件113通过指向本领域已知的(一个或多个)标准解剖学界标(例如，头顶、鼻子、嘴、太阳神经丛、肚脐、乳头等)，来将鼻胃FORS喂食管20NG的节段或整体的形状配准到解剖模型。在实践中，可以选择不同的模型，或者可以对标准模型进行变形以缩放到解剖学界标。
仍然参考图6和图7，在阶段S124的一个实施例中，在鼻胃FORS喂食管20NG被手动地或机器人地导航到胃肠管道中时，FORS传感器跟踪器111开始生成感测数据48。如果采用相机90，则单个相机喂食可以被利用，或者是双平面视图(同时示出顶部和侧面)，或者是多相机视图。相机喂食为操作者给出了在线解剖学参考，同时将鼻胃FORS喂食管20NG引入到胃肠管道中。备选地，可以使用相机90在阶段S124的开始处采集静态图像。
更具体地，在实践中，可以实施虚拟现实或增强现实(“AR”)以显示鼻胃FORS喂食管20NG的位置。例如，鼻腔FORS喂食管20NG的节段或整体的形状可以被直接投射到患者P上，或者可以通过AR眼镜向用户示出，或者可以被叠加在来自平板电脑或智能手机的实况图像流上。对于虚拟现实，用户可以看到患者P的模型，并且然后能够沿着鼻胃FORS喂食管20NG进行移动并且看到其正在采取的路径。
在鼻胃FORS喂食管20NG被手动地或机器人地导航到胃肠管道中之前、期间和/或之后，FORS传感器跟踪器111可以确定如在本文中先前所描述的各种度量。特别重要的是确定插入深度和顶端位置。
仍然参考图6和图7，在将鼻胃FORS喂食管20NG靶向放置在胃肠管道内中后，流程图120的阶段S126涵盖通过鼻胃FORS喂食管20N到胃肠管道的流体流动。在阶段S126的一个实施例中，FORS传感器40被松开并且从喂食管30移除，喂食管30保留在胃肠管道中以促进流体的递送。在阶段S126的备选实施例中，对于采用FORS传感器40和喂食管30的永久集成的本公开内容的FORS喂食管20的实施例，FORS传感器跟踪器111可以在流体的递送期间继续确定各种度量，特别是生理学相关参数的测量结果(例如，呼吸运动、体内温度、呼吸、患者吞咽、患者移动、静脉运动、咳嗽等)。
在从胃肠管道内手动地或机器人地移除鼻胃FORS喂食管20NG后终止流程图120。
参考图1-8C，本领域普通技术人员将意识到本公开内容的发明的许多益处，包括，但不限于：在任何给定时间准确表示解剖学管道内的喂食管的形状，从而检测在解剖学管道内喂食管的任何弯曲，并且确定喂食管在解剖学管道内的任何错位，尤其是在存在改变或移位的解剖结构的情况下。
此外，鉴于在本文中所提供的教导，本领域普通技术人员将意识到，本公开内容/说明书中所描述的和/或在附图中所描绘的特征、元件、部件等可以以硬件和软件的各种组合来实现，并且提供可以被组合在单个元素或多个元素中的功能。例如，能够通过使用专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件以增加功能的硬件来提供附图中所示/图示/描绘的各种特征、元件、部件等的功能。当由处理器提供时，所述功能能够由单个专用处理器、由单个共享处理器、或者由多个个体处理器(它们中的一些能够是共享的和/或多路复用的)来提供。此外，对术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当被解读为排他性地指代能够运行软件的硬件，而是能够暗含地不加限制地包括数字信号处理器(“DSP”)硬件、存储器(例如，用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、非易失性存储装置等)以及能够(和/或可配置为)执行和/或控制过程的任何虚拟装置和/或机器(包括硬件、软件、固件、其组合等)。
此外，在本文中记载原理、方面和本发明实施例的所有陈述以及其具体范例都旨在涵盖其结构上和功能上的等价方案。另外，旨在使这样的等同要件既包括当前已知的等同要件，又包括将来开发的等同要件(例如，所开发出的能够执行相同或基本上相似的功能的元件，而不管其结构如何)。因此，例如，本领域普通技术人员鉴于在本文中所提供的教导将认识到，在本文中所呈现的任何方框图能够表示实现本发明的原理的说明性系统部件和/或电路的概念图。类似地，本领域普通技术人员鉴于在本文中所提供的教导应当认识到，任意流程图示、流程图等能够表示能够基本上被表示在计算机可读存储介质中并且由计算机、处理器或具有处理能力的其他设备如此运行的各种过程，而无论是否明确示出这样的计算机或处理器。
已经描述了新颖的和创造性的光纤光学真实形状喂食管、系统和方法的优选的和示范性的实施例(所述实施例旨在是说明性的而非限制性的)，应当注意，本领域技术人员鉴于本文(包括附图)提供的教导可以进行修改和变化。因此，应当理解，在本公开内容的实施例的范围内，可以对本公开内容的优选和示范性实施例进行改变。
此外，设想到了，实施所述设备/系统等的对应的和/或相关的系统也可以在根据本公开内容的设备中或者与其结合使用/实施，也被预期和认为在本公开内容的范围内。此外，还预期和认为对应的和/或相关的用于制造和/或使用根据本公开内容的设备和/或系统的方法在本公开内容的范围之内。

Claims (20)

1.一种FORS喂食管系统，包括：
喂食管(30)，其包括喂食通道，所述喂食通道用于使流体流从所述喂食管(30)的近端流通到所述喂食管(30)的远端；
FORS传感器(40)，其用于生成感测数据，所述感测数据指示所述FORS传感器(40)的至少节段的形状重建的信息；
其中，所述喂食管(30)能与所述FORS传感器(40)集成，以配置在所述喂食管(30)的所述近端与所述FORS传感器(40)的远端之间延伸的FORS喂食管(20)；并且
其中，所述感测数据还指示根据所述FORS传感器(40)与所述喂食管(30)的集成而导出的所述FORS喂食管(20)的至少节段的形状的信息。
2.根据权利要求1所述的FORS喂食管系统，还包括：
定位引导件(50)，其与所述FORS传感器(40)集成；
其中，所述FORS传感器(40)和保护套能至少部分地插入到喂食腔中；并且
其中，存在以下中的至少一种情况：
所述喂食管(30)还包括近端FORS传感器(40)锁，所述近端FORS传感器锁能操作用于固定所述FORS传感器(40)与所述定位引导件(50)在所述喂食腔内的插入；以及
所述定位引导件(50)包括远端FORS传感器(40)锁，所述远端FORS传感器锁能操作用于固定所述FORS传感器(40)与所述定位引导件(50)在所述喂食腔内的插入。
3.根据权利要求1所述的FORS喂食管系统，
其中，所述喂食管(30)还包括导航腔；并且
其中，所述FORS传感器(40)能定位在所述导航腔内。
4.根据权利要求1所述的FORS喂食管系统，还包括：
保护套，其与所述喂食管(30)的外部集成，
其中，所述FORS传感器(40)能至少部分地插入到所述保护套中。
5.根据权利要求1所述的FORS喂食管系统，还包括：
保护套，
其中，所述喂食管(30)和所述FORS传感器(40)能至少部分地插入到所述保护套中。
6.根据权利要求1所述的FORS喂食管系统，还包括：
导航控制器，其能操作用于响应于由所述FORS传感器(40)生成所述感测数据而控制对定位在解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状的跟踪，
其中，由所述导航控制器对定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的所述形状的跟踪包括以下中的至少一项：
所述导航控制器能操作用于控制对定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状的显示；以及
所述导航控制器能操作用于控制对与定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)相关联的至少一个度量的确定。
7.根据权利要求6所述的FORS喂食管系统，其中，由所述导航控制器对定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状的所述显示的所述控制包括以下中的至少一项：
在空间中显示所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状；
将所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状显示为在与所述FORS喂食管(20)配准的患者图像上的叠加物；以及
将所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状显示为在与所述FORS喂食管(20)配准的患者模型上的叠加物。
8.根据权利要求6所述的FORS喂食管系统，其中，由所述导航控制器对与定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)相关联的所述至少一个度量的所述确定的所述控制包括以下中的至少一项：
确定定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的插入长度；
预测定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的鼻胃管的正确放置；以及
测量与所述FORS传感器(40)相关联的生理学相关参数。
9.一种FORS喂食管系统，包括：
喂食管(30)，其包括喂食腔，所述喂食腔用于使流体流从所述喂食管(30)的近端流通到所述喂食管(30)的远端；
FORS传感器(40)，其用于生成感测数据，所述感测数据指示FORS传感器(40)的至少节段的形状重建的信息；
其中，所述喂食管(30)与所述FORS传感器(40)被集成，以配置在所述喂食管(30)的所述近端与所述FORS传感器(40)的远端之间延伸的FORS喂食管(20)；并且
其中，所述感测数据还指示根据所述喂食管(30)与所述FORS传感器(40)的所述集成而导出的所述FORS喂食管(20)的至少节段的形状的信息。
10.根据权利要求9所述的FORS喂食管系统，还包括：
定位引导件(50)，其与所述FORS传感器(40)集成；
其中，所述FORS传感器(40)和保护套被至少部分地插入到所述喂食腔中；并且
其中，存在以下中的至少一种情况：
所述喂食管(30)还包括近端FORS传感器(40)锁，所述近端FORS传感器锁固定所述FORS传感器(40)与所述定位引导件(50)在所述喂食腔内的所述插入，以及
所述定位引导件(50)包括远端FORS传感器(40)锁，所述远端FORS传感器锁固定所述FORS传感器(40)与所述定位引导件(50)在所述喂食腔内的所述插入。
11.根据权利要求9所述的FORS喂食管系统，
其中，所述喂食管(30)还包括导航腔；并且
其中，所述FORS传感器(40)被定位在所述导航腔内。
12.根据权利要求9所述的FORS喂食管系统，还包括：
保护套，其被集成在所述喂食管(30)的外部内，
其中，所述FORS传感器(40)能至少部分地插入在所述保护套内。
13.根据权利要求9所述的FORS喂食管系统，还包括：
导航控制器，其能操作用于响应于由所述FORS传感器(40)生成所述感测数据而控制对定位在解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状的跟踪，
其中，由所述导航控制器对定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的所述形状的跟踪包括以下中的至少一项：
所述导航控制器能操作用于控制对定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状的显示；以及
所述导航控制器能操作用于控制对与定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)相关联的至少一个度量的确定。
14.根据权利要求13所述的FORS喂食管系统，其中，由所述导航控制器对定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状的所述显示的所述控制包括以下中的至少一项：
在空间中显示所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状；
将所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状显示为在与所述FORS喂食管(20)配准的患者图像上的叠加物；以及
将所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状显示为在与所述FORS喂食管(20)配准的患者模型上的叠加物。
15.根据权利要求13所述的FORS喂食管系统，其中，由所述导航控制器对与定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)相关联的所述至少一个度量的所述确定的所述控制包括以下中的至少一项：
确定定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的插入长度；
预测定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的鼻胃管的正确放置；以及
测量与所述FORS传感器(40)相关联的生理学相关参数。
16.一种FORS喂食管方法，包括：
将FORS喂食管(20)的至少节段定位在解剖学管道内，
其中，所述FORS喂食管(20)包括喂食管(30)与FORS传感器(40)的集成；并且
所述FORS传感器(40)生成感测数据，所述感测数据指示所述FORS传感器(40)的至少所述节段的形状重建的信息；
其中，所述感测数据还指示定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的形状的信息。
17.根据权利要求16所述的FORS喂食管方法，还包括：
导航控制器控制对定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状的跟踪，包括以下中的至少一项：
所述导航控制器控制对定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状的显示；以及
所述导航控制器控制对与定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)相关联的至少一个度量的确定。
18.根据权利要求17所述的FORS喂食管方法，其中，由所述导航控制器对定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状的所述显示的所述控制包括以下中的至少一项：
所述导航控制器控制在空间中显示所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状；
所述导航控制器控制将所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状显示为在与所述FORS喂食管(20)配准的患者图像上的叠加物；以及
所述导航控制器控制将所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的所述形状显示为在与所述FORS喂食管(20)配准的患者模型上的叠加物。
19.根据权利要求17所述的FORS喂食管方法，其中，由所述导航控制器对与定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)相关联的所述至少一个度量的所述确定的所述控制包括以下中的至少一项：
所述导航控制器控制确定定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的插入长度；
所述导航控制器控制预测定位在所述解剖学管道内的所述FORS喂食管(20)的至少所述节段的鼻胃管的正确放置；以及
所述导航控制器控制测量与FORS传感器(40)相关联的生理学相关参数。
20.根据权利要求16所述的FORS喂食管方法，还包括：
在将所述FORS喂食管(20)的至少所述节段定位在所述解剖学管道内之后，将所述FORS传感器(40)与所述喂食管(30)分离，
其中，所述FORS传感器(40)被从所述解剖学管道中移除，并且所述喂食管(30)保留在所述解剖学管道内；并且
使流体流流通通过所述喂食管(30)到所述解剖学管道中。
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