CN110603072B - 用于执行供外周神经阻滞的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于将药物输注入哺乳动物受试者体内的系统。该系统包括注射系统，该注射系统用于控制从流体贮存器到针头的流体流动。提供了检测指示针头中流体压力的特性的传感器。该注射系统响应于由传感器检测到的特性来控制到针头的流体流动并且传感器随针头被插入受试者体内而连续地检测这些特性。系统进一步包括用于提供电神经刺激的导电元件，其中该系统响应于传感器检测到超过上限的压力而提供电神经刺激。

Description

用于执行供外周神经阻滞的方法和装置

优先权要求

本申请要求于2017年5月4日提交的美国专利申请第15/587,119号的优先权。本申请还要求于2017年5月4日提交的美国临时申请第62/501,546号的优先权。上述申请中的每一个的全部公开内容由此通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及对药物递送的改进，具体涉及用于皮下注射/抽吸的系统。更具体地，本发明提供了一种用于在执行外周神经阻滞或在神经、神经丛或神经根附近推进任何医疗设备时在不同的针头尖端位置之间进行区分的方法和装置。

背景技术

外周神经阻滞(PNB)用于麻醉、术后镇痛、以及慢性疼痛综合症的诊断和治疗。即使当仅用作辅助技术时，外周神经阻滞也可以改善急性疼痛管理和患者处置。PNB区域麻醉技术的目的是在不引起不良反应(诸如对神经的结构损害或对患者造成过度疼痛)的情况下标识目标神经并将中空孔针定位成处于相对于目标神经的所定义接近度。尽管不断增加地使用超声检查以帮助阻滞针的可视化、对准神经和局部麻醉药的扩散，但已经报道了，USG PNB期间神经内注射的发生率高于先前的预期；甚至专家也未能在注射前检测到6个神经内针头尖端位置中的1个。与标志神经刺激(NS)引导相比，超声检查的使用并未降低术后神经系统症状(PONS)的发生率。已经报道了，PNB手术之后的一天，高达19％的患者会出现神经症状(诸如感觉异常或残余阻滞)，在最初的几个月期间大约有3％的患者持续存在这些神经症状。长期(6-12个月)PONS的发生率也保持在每10,000个PNB中2个至4个之间。

参考图1，提供了对外周神经系统的显微解剖学的示意性描述。中枢神经系统和外周神经系统二者的基本构件是通常被称为轴突的单细胞单位。脑和中枢神经系统是由数百万个轴突构成。脑干和脊髓的中枢神经系统分支出来的是高度组织化的轴突的集合，经由轴突形成感觉和运动通路的网络。在椎管出现时，这种通路的网络统称为外周神经系统。

在外周神经系统中，每个单独的轴突由被称为神经内膜的支撑结缔组织包围。在神经内膜内包含向这些轴突提供营养的小血管(毛细血管和微静脉)。轴突共同形成高度组织化的被包装的束，这些束由薄而致密的多层结缔组织鞘包围，该多层结缔组织鞘围绕并形成被称为神经束膜的膜结构。神经束膜提供了致密的保护层，既是物理屏障又是化学屏障，为轴突和神经内膜提供了一定程度的保护。此屏障近似于血脑屏障。

神经内膜和神经束膜的这种分立单元称为外周神经束。当束联合在一起时，它们形成嵌入在神经外膜中的束状束，神经外膜是有时被称为内神经外膜或束间神经外膜的结缔组织。多组束被嵌入在结缔组织(纤维脂肪组织)的非均匀基质和中等尺寸的血管中，血管与致密结缔组织的外周边松散地安排在一起。共同被这种另外的致密地、更高度地组织化的纤维组织层围绕的成束的束状结构容纳外周神经内容物，并被称为外神经外膜。

外神经外膜将外层连接至相邻结构。松散的结缔组织填充神经和与外神经外膜相连的周围组织之间的间隙。因此，在外神经外膜之外存在一种另外的多层边界，其沿着神经的整个轨迹蔓延，并且由被称为神经旁膜的神经外结缔组织(中膜或滑动装置)构成。神经旁膜是独特的多层功能结构，其使得在肌肉-骨骼运动过程中神经能相对于其他解剖结构滑动。

为了帮助定位神经分支，可以利用电刺激。向身体引入电流刺激具有引发神经的感觉和运动组分二者的间接激发的能力。发现这在分别在运动轴突和感觉轴突上施加电刺激时提供视觉的肌肉收缩和感觉异常。调节电流电荷(强度和持续时间)和频率导致由神经分支支配的肌肉群的收缩和松弛。然而，由于存在以下几个缺陷，因此这种使用间接电荷对特定神经产生神经反应的方法尚未得到广泛采用，这些缺陷包括：

-当使用神经刺激作为神经分支定位的主要手段时，无法在到神经分支表面的给定距离处准确地调节所施加电流，使得神经刺激在特定神经分支的标识方面受到限制。当接近神经分支时，建议在特定距离处使用各种电荷强度。然而，视觉的肌肉颤搐反应所记录的针头尖端到神经的距离和电流强度并不一定相关。在程序期间，对较低电荷的神经刺激(NS)不一定意味着针头更靠近神经外位置处或在神经内的表面。类似地，对更大电流电荷的反应并不一定意味着针头与预期神经分支的距离更大。电神经定位的基本原理——电流强度与针头-神经距离成正比，0.1mA与0.4mA之间的刺激电流与<2mm的距离相关的——已被证明是过度概括。电流的传导、传播和运动响应的发起受解剖结构的影响，诸如肌肉、结缔组织的布置以及针头附近的阻性屏障。电神经刺激是间接定位方法，而不是针头放置的精确引导。然而，低电流电荷下的运动反应是特定于轴突束附近的针头尖端位置，

-无法在距束的外表面(即束外)限定的距离内为神经刺激设置适当的电流电荷。更关注的是如果在束附近或束内使用高电流电荷，则这可能引起患者强力的反应。最后，无法确定针对距束或神经的特定距离应施加什么样的合适的电荷。针头-神经接触或神经内针头放置通常无法在低电流电荷(0.3mA至1mA)的情况下促进运动反应，这在动物和人类研究中都缺乏被证实的敏感性。然而，已知诱发的运动反应(针对低于0.2mA的电流强度的EMR)可具体地是任何注射前的对神经内针头位置的预测。此外，已知诱发的运动反应(针对低于0.1mA的电流强度的EMR)具体地是任何注射前对束内针头位置的预测-混淆变量可以使神经刺激的使用成为非特定技术。这些变量与给定患者体内的解剖学变化以及不同患者之间的解剖学变化有关。身体由各种组织类型组成，包括水和胶原蛋白、脂肪组织(脂肪)、肌肉、体液(血液、淋巴液和间质液)、骨骼、软骨等。当电流以给定距离被施加到预期目标时，这些组织类型中的每一种提供了对电荷的不同阻抗和/或电容。结果，刺激神经或束所需的电流电荷随着距离呈非线性变化，在注射流体、组织密度和/或由于束上的针头尖端的机械压力下变化。

电流电荷(强度)和组织对电刺激的阻抗的变量已经使得难以使技术标准化来实现针头到神经的精确距离以及相对于特定束、神经和/或神经丛的各层的关系。然而，已经发现非常低的电流下的EMR高度特定于针头尖端的神经内位置。

一旦针头尖端遇到致密的结缔组织，注射压力监测(IPM)就对检测峰值压力高度敏感。然而，IPM并不特定于致密的结缔组织的性质。低压范围特定于低密度组织疏松结缔组织(诸如脂肪、间质或肌肉)。高压范围特定于致密的结缔组织(束、肌腱、神经……)，但压力信号并不是高度特定于组织类型。例如，肌腱和神经在超声图像上具有类似的方面。使肌腱和神经的表面层缩进可能会产生类似的高峰值压力。类似地，IPM无法区分神经旁间质与神经外间质。

发明内容

超声检查允许同时可视化目标神经、针头、局部麻醉剂和周围的解剖结构。然而，超声检查作为唯一的监测方法可能无法可靠地预防神经系统损伤。神经刺激对区分到神经层的相对针头尖端位置具有较低的敏感性，但是高度特定于神经组织的接近度。注射压力监测对于检测致密组织(诸如针头-神经接触或束内注射)中的高注射压力是敏感的。本发明提供了在多模式方法中组合这些监测选项，以降低执行PNB时神经系统并发症的风险。

根据一方面，本发明组合IPM敏感性和NS特异性，以在外周神经阻滞期间区分不同的针头尖端位置，以检测神经穿刺并帮助避免神经内注射。可以在将针头引导至神经的程序期间连续监测IP，使得在压力超过阈值时电刺激被增加。EMR的不存在或出现分别指示在针头尖端处神经的不存在或存在。在EMR处出现压力峰值和低强度指示神经附近。压力峰值和相关联的EMR的非常低强度的刺激指示神经穿刺或神经内针头尖端位置。

本发明的另一个方面提供了有助于神经检测、减少神经内注射的发生并避免在靠近或特别是到束中的致密结缔组织中进行注射的机构。另外，本发明的另一方面使得人们能够使用压力感测来在致密(低顺应性)组织(诸如神经(神经束))相对于结缔组织(肌肉筋膜)之间进行区分。

本发明的另一方面是一种系统，在该系统中提供了以固定的低流速对流体介质的连续输注，从而可以通过共线(in-line)压力传感器精确地测量液压。流体介质的离子属性影响电流电荷通过组织的传输。注射的溶液可以是被电离的(盐水或局麻醉剂)或非电离的(水中的葡萄糖)。出于神经刺激传导的目的，可以通过一次性注射器和管件以均匀的方式将溶液分配到针头的尖端。离子溶液降低阻抗，使得电流电荷可以更有效地分散通过组织；对于相同的电流强度(欧姆定律)电压更小，使得刺激电流不那么痛苦并且电场也被减小。

本发明的进一步的方面是通过在合适的针头尖端位置提供增加的流体流速来提供增强注射部位处的超声可视化的能力的系统。当执行外周神经阻滞时，增加的流体流动允许在针头推进通过组织期间更容易标识针头的尖端，从而有助于防止针尖特别是到神经中的放置。

本发明的另一方面是基于接收到的与针头中的流体压力有关的信号来控制电刺激。

附图简述

当结合附图阅读时，将最好地理解本发明的优选实施例的以上发明内容和以下具体实施方式，其中：

图1是神经纤维束的横截面视图；

图2是药物递送系统的透视图；

图3是图2中所图示的药物递送系统的手持件的放大侧视图；

图4是图2中所图示的药物递送系统的注射设备的示意图；

图5是用于注射流体的方法的流程图；

图6是药物递送系统的替代实施例的示意图；

图7是目标神经的示意图；以及

图8是用于注射流体的替代方法的流程图。

具体实施方式

现在参照附图，总的来说并且具体参照图1至图3，药物输注系统总体上被标示为10。系统10包括注射组件20和被称为驱动单元的计算机控制的药物递送仪器。注射组件20包括被配置成用于插入哺乳动物受试者体内的插入针头140。注射组件20与驱动单元50连接，该驱动单元在使用期间控制到注射组件的流体流动。系统10还包括一个或多个输出机构，该一个或多个输出机构在程序期间向医疗专业人员提供数据以帮助将针头适当放置在受试者体内。

系统10可操作以确定针对束内针头位置的定位。系统还可操作以将治疗药物递送至束外针头位置。药物可以包括但不限于局部麻醉溶液，诸如，皮质类固醇、羟基磷灰石、关节补充药物、硬化剂和通常被注射到流体填充的组织间隙中以用于治疗目的的其他药物。系统还可操作以测量组织室中(诸如肌肉中或间质中)的流体静压力。

束内针头位置是这样的位置，在该位置中针头的尖端穿透神经束膜以使针头尖端定位于束内部。束外针头位置是这样的位置，在该位置中针头位于单独束的神经束膜之外的任何位置，该位置可以包括在神经外膜或者神经旁膜内部，由此被定义为完全神经外的或在神经的周围结构中。

当针头尖端同时嵌入束中时，神经会发生不可逆损伤，并且随后流体在流体静压力下对束内的神经组织和血管组织产生改变。发生这种情况是因为束的外层是具有相对非顺应性的、刚性的保护结构的保护层。这保护神经的基本组分——轴突，轴突被致密包装在束内。换言之，束表示具有厚保护壳的致密包装布置。束不易于因扩张或收缩而变形。因此，对流体流入的组织顺应性极其低和/或不存在。针头穿透到束中可能不一定引起对轴突单元的最终损伤，但是针头穿透和流体在束内部的输注造成的束内部压力增加的组合效应可能对毛细血管床的产生损伤。另外，在此类身体创伤之后，由流体压力诱导的轴突微循环的绞窄阻碍了短期营养补充，从而导致初始坏死。来自坏死的级联导致炎症反应，该炎症反应试图使伤口愈合开始，以免于使初始的压力诱导的创伤进一步潜在地朝向不可逆损伤推进或级联。

然而，存在其中希望并需要有意的束内针头放置的实例。此类实例包括肢体被去除后未解决的幻痛。另外，特定肢体的过度活跃的神经刺激有时会引起可回缩式疼痛，并且是需要有意的束内针头定位和药剂递送的另一种情况。因此，系统10及其使用可提供用于在针头的束外和束内定位之间进行辨别的代替方法和装置。

注射的流体以不同的速率通过组织分散。结果是流体压力变化。因此，此流体压力(或与组织的阻力压力有关的内部压力)指示并且可以用于标识若干类型的组织密度。

还存在其中从业者希望将药物注射到致密组织的实例，该致密组织诸如肌肉筋膜、肌腱或其他身体组织，该其他身体组织被标识为不由神经组织组成的组织。

系统10使从业者能准确地标识流体填充的组织间隙，同时限制药物到非目标组织中的放置。对于诊断和治疗程序执行此举。在组织内放置针头/导管后，系统10利用流体从针头或导管的流出时的压力，以便标识放置的准确性并且以便在注射或抽吸期间监测放置。系统10可以利用以被认为是缓慢流速的流速的连续流体，该缓慢流速被定义为0.01mL/秒至0.20mL/秒之间的恒定流速。流体的连续流动维持恒定的流体柱，这可以实现对要检测的组织内的压力改变的几乎瞬时的反应时间。

具体而言，系统10包括一个或多个输出机构，该一个或多个输出机构用于提供插入针头中检测到的流体压力的可听反馈和/或视觉反馈。操作者在放置插入针头期间使用反馈作为指导。如图2中所示，第一输出机构可以是视频显示屏，诸如LCD显示器，该视频显示屏用于显示数据从而帮助操作者。另外，还可以提供第二输出机构。例如，第二输出机构可以是用于提供输出信号的扬声器。

注射组件

参照图2，系统10包括在药物输注程序期间可与驱动单元50协作的注射组件20。注射组件包括注射器30、手持件100、使注射器与手持件连接的流体管线45以及在手持件与驱动单元50之间提供电连接的电缆48。该组件进一步包括与手持件100可拆卸地连接的针头140。

注射组件的各种元件可以是一次性的，这些元件诸如注射器30、流体管线45、手持件100和/或针头140。可替代地，这些元件可以是可重复使用的。因此，注射组件的各种元件是可拆卸地可连接的。例如，流体管线45可在每一端处包括流体连接器。不透流体的连接器可以是多种连接器中的任何一种。一种示例性的连接器是用于区域麻醉的Luer连接器或NRFit。在第一端处，流体连接器与注射器密封地连接，并且在第二端处，流体管线与手持件100密封地连接。可替代地，流体管线45可以与手持件100的后端固定地连接。在任一实施例中，手持件100和注射器流体连通以提供从注射器到手持件的流体流动。可替代地，沿着流体管线添加另一个连接器；该连接器可用于从连接到管件和单向阀的另一个注射器提供流体，并且可手动操作以注射流体(诸如局部麻醉剂)。具体而言，一旦目标位置被标识或在整个程序期间，即可施用填充有治疗剂的次级注射器。

注射器30可以是多种皮下注射器中的任何一种，并且长度和规格可以取决于预期用途而变化。注射器30包括：筒体32，用于容纳一定量的药物；以及柱塞34，该柱塞34可在筒体内滑动，以将流体吸入到筒体中或从筒体中喷出流体。注射器30优选地还包括从筒体向外突出的凸缘36。凸缘作为指状凸缘来操作，以利于柱塞到筒体中的位移。

注射组件20还包括用于检测注射组件中的流体压力的压力传感器40。压力传感器可以布置在若干位置中的一个位置上，以测量与针头140的尖端处的流体压力相关的压力。可替代地，代替共线压力传感器或除了共线压力传感器之外，压力传感器还可以是位于驱动注射器柱塞34的拇指板内或连接至拇指板的力传感器，或者是在驱动单元50内部的力传感器，该力传感器测量施加到注射器柱塞的力。此类力传感器检测注射流体所需的力，该力与针头中的流体压力有关。使用此类传感器，经由处理器的计算将检测到的力转换为压力值。在本实例中，压力传感器40是附接至注射器30在注射器与流体管线(例如，管件)45之间的共线流体压力传感器。以此方式，随着流体流出注射器并进入与插入针头140连接的流体管线(例如，管件)45，压力传感器40感测流体压力。类似地，共线压力传感器可以内插在管件与针头之间。

注射系统10还可以包括附接至针头140的可重复使用的手持件100。如图2中所示，插入针头140连接至手持件的前端，并且流体管线(例如，管件)45连接至手持件的后端。手持件100可以被配置成用于提供电刺激，如以下进一步所讨论。

注射组件20可以手动操作以注射流体。然而，在本实例中，计算机控制的药物递送系统(驱动单元50)控制来自注射组件的流体的流动，如以下进一步所讨论。电缆48将压力传感器40与药物递送系统(驱动单元50)连接，使得药物递送系统可以响应于来自压力传感器40的数据监测并且改变(如果需要的话)流体从注射器的流动。压力传感器(例如，压力换能器)40可以共线连接在注射器30的圆柱体的前端与流体管线(例如，管件)45的第一端之间。一个示例性连接件是用于将压力传感器(例如，压力换能器)40连接至注射器尖端的鲁尔连接件。连接件可以通过螺纹连接和/或不可逆的螺纹连接(诸如LuerLock或诸如用于局部麻醉的NRFit)来固定。可替代地，压力传感器(例如，压力换能器)40可以通过塑料焊接或化学结合(例如粘合剂)永久地固定至注射器。以此方式，流体管线(例如，药物递送管线)45中的瞬时实际流体压力被仪器感测和使用，由此提供了在针头140的针头尖部或尖端处且因此在患者的身体中的针头尖端所在的位置处的实际瞬时流体压力的接近的近似值。压力传感器(例如，电子压力换能器)40经由直接连接至中央单元(驱动单元50)的电子数据线缆来提供压力数据，从而收集压力测量。

压力传感器(例如，电子压力换能器)40可以是各种压力传感器中的任一种。一种类型的示例性传感器是压电式压力传感器，诸如可获得自麦瑞特医疗设备有限公司(MeritMedical Systems,Inc.)的传感器，诸如压力换能器产品MER212。

自动化流体递送系统

如上所述，系统10可以包括用于向注射组件20提供药物的受控流动的流体递送系统(驱动单元50)。优选地，流体递送系统是自动化系统，并且在本实例中是被称为驱动单元50的一种计算机控制的流体递送系统。

参照图2和图4，驱动单元50被设计成与注射元件(诸如注射器30)相连接地工作。驱动单元50可包括被配置成用于接纳注射器30的支架和用于将注射器保持在支架中的夹具。驱动单元50包括驱动元件58，该驱动元件58可操作以驱动注射器中的柱塞以从注射器中排出流体。驱动单元50控制驱动元件58的位移，从而控制流体从注射器的喷出。在本实例中，驱动元件可包括驱动驱动元件(例如，臂)58的电动机70，驱动元件(例如，臂)58具有带有多个指状件的夹具，该多个指状件可拆卸地接合柱塞34。沿第一方向驱动电动机向前地驱动驱动元件(例如，臂)58以使柱塞34前进，从而排出流体。驱动单元的CPU 82向电动机提供信号以控制电动机的操作。

驱动单元50可操作以提供恒定或可变的流体流动。在本实例中，响应于从压力传感器(例如，电子压力换能器40)接收的信号，驱动单元可以提供连续的流体，该压力传感器(例如，电子压力换能器)40在插入/注射程序期间连续地感测流体的压力。基于预定压力，当检测到的压力超过预定义阈值时，驱动单元50可以停止流体的流动。预定义阈值可以由从业者设定并被存储在驱动单元50中的电子设备的微处理器或计算机82的存储器80中。类似地，基于预定压力，当流体压力下降至低于预定压力时流体流动将恢复，并且在压力保持低于阈值时流体将继续流动。可以使用同一预定压力来控制流体流动的停止和重新启动。在此类情况下，随着流体最初进入组织，压力将建立至预定水平，并且随后停止直到压力再次下降至低于此预定水平。一旦流体压力下降至低于预定水平，则流体流动将恢复并维持连续。以此方式，一旦检测到特定的预定压力，流体的流动就可以在程序期间开始和停止，从而引起流体流动的中断。

系统可以包括用于在所述程序期间控制药物从注射器30的流动的预定义压力阈值。这使得临床医生能选择性地将药物注射到特定部位和预期的组织中以用于诊断和治疗程序。预先选择的最大可允许压力限值和/或流速被存储在存储器80中，并且定义患者通常耐受的最大推荐压力或其他标准。当压力接近此限值时，为临床医生生成视觉警示和/或可听警示，即在屏幕62上以及经由扬声器84，该警示由来自微处理器82的数据激活。另外，描述整个注射过程的数据被存储在存储器80中以用于将来分析。

系统10可以直接测量注射组件10中的流体压力，或者系统可以测量指示注射组件中的流体压力的特性。例如，可以通过检测输注期间测量的压力阻力来测量压力。在插入程序期间，将测量的压力阻力连续地转换为视觉信号。该程序期间药物的流速可以基于在该程序期间实时检测到的流体压力。因此，药物的流速可以是可变的，并且可以取决于系统中的压力。以此方式，流体压力可以是系统的主要控制变量。

本系统的一个特征是在将针头放置在患者组织内时检测针头尖端处压力的微小改变的能力。这种检测细微压力改变的能力是基于在受控条件下流体到组织中的不断移动，因此使人们能够基于组织内的压力来标识和或避免不期望的位置。当使用流体的连续流动时，系统实时地且动态地检测压力的这些微小改变。该连续流动与由系统使用的预定最大压力相协调，以在预定压力限值下停止流体流动，以避免对这些组织的损伤。在恒定的流体流动的情况下，头部压力会在组织内提供所需的阻力，从而使组织密度和顺应性的细微变化几乎瞬时地被检测到。

因此，流速成为在预定范围内被调制的第二变量，以便维持期望的流体流动。在一个具体实施例中，当压力超过预定阈值(最大压力)时，流体流动停止。作为第二变量的流速可能受到限制，使得流体注射在低压条件下不会过快。设想了压力与流体流速之间的关系可以是二元的或连续的。当注射设备被配置成对于小于预设最大值的任何压力以单一预定流速递送流体时，存在二元关系。因此，流体流动基于压力是否超过阈值而关或开。可替代地，可将流速作为压力的函数来进行调制。在这种情况下，随着接近最大压力将降低流速，并且随着压力下降将增加流速。任选地，流速可被限于第一预设最大压力，并且在不同的第二预定压力处恢复流速。

如上所述，系统10可以包括用于在驱动单元50的屏幕62上显示相关注射数据的机构，相关注射数据包括例如瞬时流速、压力、和注射量。除了视觉反馈之外，该系统可以包括用于向操作者提供可听反馈的元件。例如，该系统可以包括提供可听反馈的换能器，使得可听信号随着压力变化而变化。更进一步地，该系统可以包括用于在压力超过某些预定水平的情况下提供可听警报或指示信号的元件。该系统还可以包括用于在执行程序之后记录相关注射数据以用于后续分析的机构。例如，系统可以包括非易失性电子存储介质，诸如硬盘驱动器、闪存驱动器、光盘驱动器或用于存储电子数据的其他介质，并且还可以包括网络连接以提供连接到医院或办公计算机系统的能力以用于实时存储在患者记录中。以这种方式，系统可以使得能够自动地且高效地传输从PNB注射生成的数据。

所有测量和信息可被“实时”呈现给临床医生，使得临床医生可判定注射是否正在被递送至预期位置和/或正确组织，并且可相应地修改注射技术。此外，可以记录测量以用于日后查阅和临床事件的存档。

还设想了由分开的注射器柱塞驱动的多个注射器可用于允许注射多种药物，以及出于任何所述目的不需要达到预定压力的第二注射器驱动器。第二驱动器可以对特定流速编程以允许将药物(诸如局部麻醉剂和其他治疗药物)输注到各种组织中。

在又一实施例中，设备可包含两个不同的注射器驱动器，其中二者均能够如本文先前所述基于流体压力进行调制。

电刺激

系统还可以包括用于向患者体内的目标组织提供电神经刺激的电刺激元件。该电刺激元件是与手持件100连接的导电元件或用于外周神经阻滞的绝缘针。电刺激元件可操作以提供低强度(即，大约0.10mA直到大约6.0mA)、短持续时间(即，大约0.05至1Ms的脉冲)、频率1、2到4赫兹以及最大电压(100伏特)的电荷。电子刺激元件以恒定、递增或递减的电流电荷提供持续短时间(即大约1-10秒)的刺激。

电刺激器可以是外部元件或内部元件。例如，图2至图4图示出包含外部电刺激的实施例。诸如导电的电缆48之类的导电元件将手持件100与刺激发生器85互连，使得电刺激从刺激发生器传输至手持件。进而，手持件与被配置成将电荷递送至组织的元件连接。例如，针头140可以由导电材料形成，并且手持件可以包括与针头的连接件，从而提供从导电元件48到针头的电通路。可替代地，诸如电线之类的导电元件可以沿着针头的长度延伸，并且针头可以与针头电绝缘。例如，针头涂层可以由电绝缘材料形成。外部电刺激元件的示例是由宾夕法尼亚州伯利恒的B.Braun医疗公司(B.Braun Medical Inc.)以商品名售卖的绝缘针头、或以商品名/>C”售卖的针头导管。

该系统可以利用内部电刺激而不是上述外部电刺激。例如，从注射器注射的流体可以是能够传导电刺激的离子溶液。导电元件可以与绝缘针头内的流体互连。针头可以由各种不导电材料构造。例如，导电元件可以在注射器30和针头140之间的某个点处处身于流体路径中。例如，导电元件可将电刺激施加到手持件100的后端处的流体中。如果电刺激经由流体被施加到组织，则针头140可被电绝缘以使得通过针头侧壁的电荷的任何流失或支出最小化。

如图2和图4中所示，电刺激元件与电刺激发生器85连接，该电刺激发生器85是可操作以向刺激元件提供电荷或脉冲的电源。如图4中所示，可以将刺激发生器并入驱动单元50中。在此类布置中，刺激发生器85与驱动单元的CPU连接，使得CPU提供电信号以控制刺激发生器的操作。可替代地，刺激发生器可以是具有单独电源和单独控制的单独元件。

诱发的电运动反应(EMR)可以由操作者在视觉上评估或通过加速度计、肌电图、或对神经刺激和/或肌肉收缩的任何其他监测来检测，以控制神经刺激和/或流速和/或警告信号。

针头出口处的流体压力的计算

如以上所讨论，流体压力可以用于控制系统10的操作。例如，系统可以在流体压力超过阈值时向操作者提供信号，由此指示针头可能被定位成束内或使神经的外部神经外膜缩进。存在若干种用于计算针头出口处的流体压力的方法。

压力传感器可以检测注射组件100中的流体压力。例如，如以上所讨论，压力传感器可以是共线压力传感器，诸如通过麦瑞特医疗(Merit Medical)零件#0001可获得的。可替代地，驱动单元50内部的压力传感器可以检测注射器30与流体管线(例如，管件)45之间的流体压力。类似地，压力传感器可以内插在流体管线(例如，注射器管件)45与针头140之间。更进一步地，共线传感器可以被嵌入到手持件100中或被嵌入在流体管线(例如，管件)45与手持件100之间。另一种替代方案是使用拇指垫力传感器来检测驱动柱塞34的力以计算注射器30内的压力。来自压力传感器的命令信号将压力数据发送到CPU以供进行计算从而确定出口压力。出口压力值用于控制电动机70，该电动机70控制流体从注射器30的流动。

手持件

参照图3，手持件100包括中空壳体110和从壳体向前突出的细长中空针头140。提供连接器132以用于将手持件与注射组件10的流体管线45连接。确切地，连接器132提供不透流体的密封，以用于在壳体的后端连接手持件100，从而促进手持件与注射器中的流体的连接。流体流动到手持件并通过针头140流出。如上所述，用于检测表示流体压力的特性的共线压力传感器或类似的元件可以被嵌入手持件100内。

手持件100可以进一步包括指示灯115，该指示灯115被配置成用于向操作者提供提示。指示灯115可以是根据应用提供警告灯或指示灯的LED或其他灯元件。手持件进一步包括可听指示器120(诸如压电音频指示器)以用于提供可听信号，包括但不限于嗡嗡声(buzz)、音调或响铃。

另外，可以为手持件提供控制按钮125。控制按钮125可以作为开/关按钮来操作。然而，控制按钮也可以可操作以用于输入各种控制命令。例如，控制按钮125可以可操作用于超控(over-ride)驱动单元50的一个或多个操作，如以下进一步所讨论。最后，手持件100还可以包括输出机构(诸如显示屏130)以用于显示各种信息(诸如检测到的流体压力)。

如上所述，手持件100可以包括视觉指示器(例如，指示灯115)和可听指示器120。应理解的是，手持件不需要包括可听指示器和视觉指示器二者；它可以仅包括单个指示器。更进一步地，尽管描述了视觉和可听指示器，但是也可以使用各种替代性指示器来代替，这些替代性指示器诸如提供规律的振动指示器信号的振动元件。另外，手持件100不需要包括任何此类指示器。更进一步地，可听指示器或视觉指示器可以位于驱动单元50上而不是手持件上。

如上所述，手持件100可以包括控制按钮。当针头不是正被推进时，可以利用控制按钮。在此类实例中，按下按钮操作以向驱动单元50提供控制信号，使得不会将反头压值从出口压力的计算中减去(因为针头不是正被推进，因此反头压为零或基本上为零)。应理解的是，手持件100上的按钮或控制件也可以被激活以与向前移动相对应，其中从头压的计算中减去反头压，因此提供在何时针头正被推进与何时针头正在组织内保持静止之间进行区分的手段。以此方式，在最少至零针头插入时期期间按钮125的致动促进了程序期间组织内的出口压力值的准确性。除了以上所讨论的开关或控制按钮之外，手持件还可以包括第二按钮或控制元件，其中向后移动将添加附加的头压值以补偿在将针头向后移动穿过组织时引起出口压力值下降的向后移动。

在前面的描述中，针头被安装到手持件上，该手持件可以具有附加特征。然而，应当理解，可以利用各种元件来携带针头。例如，系统可以与其中针头连接到管件组的实施例一起使用。在此类实施例中，操作者可以通过独立于手持件可操作的控制器(诸如通过控制单元(驱动单元50)上的控制器)来控制电荷的强度。

系统控制

系统包括用户可操作的输入机构，该输入机构允许操作者提供用于控制系统的输入信号。输入机构可以是各种设备中的任一种，诸如手持件100或脚操作式控件，该手持件100或脚操作式控件为操作者提供了启动、停止和将流速从单一流速改变为不同的第二或第三预设流速的手段。可替代地，输入元件可以是用于在听觉上提供输入命令的按钮、触摸屏、鼠标、键盘或麦克风。另外，系统可以包括多个输入机构以允许操作者输入针对程序的各个阶段的各种输入。例如，系统可以包括第一输入机构，诸如控制通过设备的流体流动的脚踏板或远程致动器。可预期的是，可以将遥控器固定在超声换能器，从而使操作者可以用单只手来控制仪器。致动手持远程开关或脚踏板开关(即压下开关)向驱动单元的CPU发送信号，该驱动单元的CPU进而向电动机发送信号以驱动电动机，使得只要仪器被致动则流体从注射器流动到针头140。可替代地，第一次致动手持遥控器或脚踏板可以操作启动信号以启动流体流动，并且流体可以继续流动直到操作者再次致动脚踏板。以此方式，第二次致动作为用以中断流体流动的停止信号来操作。另外，系统可以包括诸如触摸屏之类的第二输入机构，使得一旦电子模拟被施加于患者，操作者就可以输入对是否检测到肌肉颤搐或是否由患者注意到感觉的指示。致动脚踏板开关(即压下开关)可向驱动单元的CPU发送信号，该驱动单元的CPU进而向电子刺激器的控制器发送信号，以利用具有特定基线电流的自动递增电脉冲(AIEI)来修改刺激强度、持续时间、频率、递增或递减电流电荷。这些操作者控制信号可以彼此分开工作，即影响流体流动或电刺激。更进一步地，主要或次要输入机构可以是控制按钮，诸如手持件上的按钮125。致动控制按钮125可以向CPU发送信号以在程序期间提供响应输入。

如上所述，该系统可操作以在程序期间控制流体的流动。除了使用致动器控制开/关之外，系统还可以提供两个或更多个流速设置。具体而言，控制单元(驱动单元50)可以包含提供可变流速的多速泵。类似地，泵可包括两个或更多个预设流速。在当前实例中，控制单元(驱动单元50)包括电动机70，该电动机70控制该控制单元使注射器30中的柱塞34位移所按照的速度。控制单元(驱动单元50)可以控制电动机70的速度，使得动电动机以多个预设速度中的一个预设速度被驱动以提供多个预设流速。在程序的不同部分期间，可以将不同的流速与不同的压力设置和不同的电刺激设置结合使用。例如，系统可以配置有三个预设，如下表所示。预设可以包括各种特性，诸如高和低压阈值、高和低刺激强度、流速以及最大或关断压力(shut-off pressure)。当所测量的流体压力高于“低压”阈值时，以标识为“低压刺激”的水平提供电刺激。当所测量的流体压力高于“高压”阈值时，以标识为“高压刺激”的水平提供电刺激。“流速”是从流体贮存器(例如注射器30)提供的流体的流速。“关断压力”是系统将中断流体流动时的流体压力。具体地，如果测量流体压力超过关断压力，则控制组件(驱动单元50)将停止泵以停止流体向针头的流动。

如上所述，可以在程序的不同部分期间使用不同的预设。例如，该第一预设可以在程序的第一部分期间使用，程序的第一部分诸如程序的其中操作者试图将针头的尖端定位成邻近目标神经的部分。在程序的此“定位目标”部分期间，使用恒定的低“流速”允许对压力改变的增加的敏感性。在将针头定位成邻近预期目标之后，系统可以切换到第二预设。在第二个预设期间，增加流速以提供针头放置的确认。具体而言，如果系统与超声结合使用，则针头的位置可能难以依赖数个变量(诸如针头的方向)来检测。然而，如果如预设2中所定义地提供流体的快速输注，则流体将在超声显示器上呈现为暗色无回声流体囊。以此种方式，超声图像上流体囊的位置将指示针头的位置。另外，超声图像上的流体的特定形状可以提供对针头是神经外而不是神经内的确认。例如，环形的流体空间可以确认针头是紧邻神经且神经外的。因此，看到此类形状可以提供对适当的针头放置的确认。然而，应该理解，可以使用各种形状作为针头是神经外的确认。

在使用第二或“确认”预设来确认针位置之后，使用被称为“输注”预设的第三预设(预设3)。该第三预设具有较高的流速，使得可以在邻近神经的目标位置处快速输注大剂量药物，以实现最大效率。

预设之间的切换可以是手动或自动的。例如，如上所述，操作者可以操纵输入设备(诸如键盘、触摸板、手持件上的按钮或其他)。可替代地，系统可以基于检测到的标准(诸如流体压力、电阻抗、或电阻抗的改变)自动切换到第二预设。控制单元(驱动单元50)可以被预先配置有不同的预设特性，诸如上述的预设。例如，预设特性可以由操作者在程序之前进行设置或预设值可以被预先编程到系统中。另外，系统可以允许用户在使用期间修改预设特性。更进一步地，应当理解，可以利用任何数量的预设。上面描述了三个预设；然而，系统可以使用更少的预设。例如，系统可以不包括任何预设，并且用户可以在程序期间简单地改变不同的值。可替代地，该系统可以被编程为仅包括两个预设，诸如“目标位置”预设和“输注”预设。更进一步地，该系统可以包括四个或更多个预设，这些预设包括针对不同应用的不同操作特性。增量模式：在按需程序中触发或针对定义的压力阈值自动的，电流在短持续时间内以预定义的步骤增加，以检测或不检测运动反应，例如，0.2mA是目标模式1，在压力上升的情况下，电流电荷逐步相对较快地增加到2mA；操作者者可以在运动反应的情况下停止电流。

操作方法

现在将描述使用上述系统施用神经阻滞注射的示例性方法。应理解的是，本发明的系统不限于在外周神经阻滞程序中使用。因此，应理解，以下描述的原理和方法可以容易地改编以用于在各种应用和程序中注射到组织和解剖区域中。

系统可用于检测针头是否被定位成使束缩进或在束内(即，被定位成束内)。系统基于若干变量的组合进行判定。首先，如果针头刺穿神经束膜，则由于轴突紧紧地被包装在神经内膜内，并且神经束膜限定了刚性的、顺应性差的组分的边界所以流体压力将非常高。另外，如果针头已刺穿神经内膜，则操作者可能观察到对于在针头尖端处或邻近针尖尖端施加于患者的低电流电荷电刺激的明显电运动反应(EMR)。更进一步地，当针头接近神经时，神经可能会响应于较低强度的电荷(<2mA)。因此，可以监测各种特征以确定针头是否被定位成束内，并且因此应被重新定位。因此，系统可以如下操作。

参照图4，在步骤500处，操作者选择程序参数，诸如电刺激开始时的上限阈值和/或流体流速和/或流体压力，或用于启动程序的基线电流电荷。例如，操作者可以设置上限阈值压力(诸如300mm/Hg)，并且操作者可以设置用于开始电刺激或用于开始高于50mm/Hg的基线电流的增量电流电荷的阈值。可替代地，当操作者选择要使用系统的程序的类型时，上限阈值可以在系统中被预设。类似地，操作者可以选择通过针头的流体流速，或者当操作者选择程序类型时流速可以自动地被设置。另外，操作者可以选择要施加的电神经刺激的特性，诸如频率、高强度、低强度、基线电流电荷、递增电流电荷强度的步骤、持续时间频率、间隔等。一旦程序参数被选择，操作者就会提供要启动程序的指示。例如，操作者可以按下驱动单元上的启动按钮。

在步骤510处，操作者将针头推进到患者体内。针头能以各种插入速率中的任一个被推进，例如1至3mm/秒。优选地，针头以基本恒定的速率被插入。另外，在程序期间，控制系统提供流过针头尖端的连续的离子流体。如先前所讨论，流速可以取决于不同的参数而变化。例如，除非针头中的流体压力超过最大阈值，否则能以大约0.02mL/秒的速度对流体流进行输注。

在步骤520处，施加电刺激(ES)。例如，电刺激是经由绝缘针头的针头尖端施加的。通过针头输注的离子流体会降低阻抗，从而可以减轻患者因电刺激而可能感到的疼痛或不适。电刺激的强度和频率可以取决于在设置步骤500期间建立的参数而变化。尽管图4将电刺激示为一旦将针插入患者体内就启动，但是应当理解，电刺激可能直到程序稍后才开始。例如，电刺激可能直到所测量的流体压力超过阈值才开始。在此类方法中，电刺激将直到如以下所讨论的步骤540才开始。

在步骤530处，随着操作者推进针头，系统连续地确定针头针端处的流体压力并且在视觉上或可听地提供与所确定的压力有关的反馈。例如，如上所述，该系统可以包括压力传感器40，该压力传感器40可操作以测量与针头共线的流体压力。传感器可向控制单元(驱动单元50)提供可用于控制电刺激的信号。

在步骤535处，系统将检测到的流体压力与预定阈值进行比较。在当前实例中，步骤535在药物输注期间发生。如果检测到的流体压力没有超过阈值，则方法返回到步骤510，并且操作者继续推进针头以尝试定位目标神经。如果系统检测到流体压力超过阈值，则方法前进到步骤540。

在步骤540处，压力超过阈值，因此改变电神经刺激的特性。例如，如上所述，电刺激可能直到流体压力超过第一阈值才开始。如果流体压力超过第一阈值，则系统在步骤540处开始电刺激。类似地，如果流体压力超过第二阈值，则系统在步骤540处改变电刺激的强度并继续施加电刺激。例如，该系统可以被配置成使得当电刺激开始时以1.0mA施加电刺激。如果流体压力超过第二阈值，则可以诸如通过将电刺激降低到0.4mA来减小电刺激的强度。

在步骤540处，响应于流体压力超过上限阈值，可以通过系统手动地或自动改变电神经刺激。例如，一旦流体压力超过第二阈值，则系统可以(诸如通过开始或通过改变强度)自动地改变电刺激。可替代地，系统可以向用户提供信号(诸如可听信号或视觉信号)，并且操作者可以通过操纵控制元件(诸如按钮或触摸屏)来改变电刺激。响应于操作者的提示，改变电神经刺激并将其施加于患者。

在步骤545处，监测患者以检测任何临床上可观察到的反应(诸如肌肉颤搐)。如以下所讨论，该监测可以是手动的，诸如通过操作者在视觉上观察肌肉颤搐，然后致动输入机构(诸如按钮)。可代替地，监测可以是自动的。具体地，系统可以包括用于检测颤搐的传感器。如果传感器检测到指示肌肉颤搐的特性，则传感器向系统提供指示检测到颤搐的信号。如果未检测到响应于电刺激的颤搐，则方法返回到步骤510，并且操作者继续推进针头。如果检测到颤搐，则该针头可能邻近目标神经。然而，由于流体压力超过第二阈值，所以针头可能是束内的，如果在针头处于神经中时注射麻醉剂，则可能导致损伤或并发症。因此，如果在步骤545处检测到颤搐，则该方法可以前进到步骤550。

在步骤550处，操作者对针头重新定位，以试图将针头尖端定位成邻近神经但不在神经内或与神经的神经束膜的表面直接接触。例如，操作者可以稍微抽出针头，并且随后尝试将针头尖端定位成邻近神经。可以通过超声来引导重新定位的步骤，以便操作者可以能够在视觉上确认针头已从神经抽出并随后被重新定位成邻近神经。如果针头被定位在神经内，则流体压力将超过第二阈值，如上所述。如示例预设1中，如果压力超过压力阈值300mm/Hg，并且操作者从电刺激强度的降低中检测到肌肉颤搐，则操作者发送输入信号，并且系统将提供警告或警示并防止由操作者对流体的进一步输注。如果随后将针头抽出，则流体压力应降至低于阈值，因此流体可以重新开始流动。因此，在重新定位针头之后，该方法继续移到步骤555。

在步骤555处，评估流体压力以判定流体压力是否超过第二阈值。如果流体压力超过第二阈值(如本例所示为300mm/Hg(预设1))，则针头尖端可能仍在神经内。因此，该方法返回到步骤550，使得可以对针头重新定位。可替代地，可以抽出针头，并且过程可以在步骤510处重新开始。如果对针头重新定位的步骤已经将针头尖端从神经内(即束内)抽出，则针头的抽出将导致流体压力下降到低于第二阈值。因此，如果流体压力下降到低于第二阈值，则该方法前进到步骤565。

在步骤565处，施加电刺激，并且操作者观察是否响应于电刺激而观察到颤搐。如果操作者观察到颤搐，则操作者然后可以向系统提供指示检测到还是未检测到可观察到的反应的输入。例如，如果操作者注意到颤搐，则操作者可以按下第一按钮，或者如果操作者未注意到颤搐，则操作者可以按下第二按钮。应当注意，所施加的电刺激是在步骤540处改变的电刺激。例如，如果流体压力超过第二阈值并且电刺激的强度减小，则将通过步骤565继续施加电刺激。因此，如果操作者在步骤565处观察到颤搐，则操作者已确认神经对变化的电刺激(即强度增加或减小)做出了响应，并且流体压力与神经外的压力是一致的。因此，如果操作者响应于电刺激而观察到颤搐，则该方法前进到步骤570。如果操作者未观察到颤搐，则该程序返回到步骤510以重新开始对目标神经的搜索。

在步骤570处，系统向操作者提供指示针头针对注射被适当地定位(即，针头尖端定位于束外)的信号。例如，控制单元(驱动单元50)可以提供可听信号，诸如发出词语“proceed(继续)”的声音，或提供视觉信号，诸如在驱动单元或手持件的显示屏上的词语“proceed(继续)”。

在步骤570处，流体的流速增加到高于第一速率的第二速率。操作者可以注射可观察到的初步量，使得操作者可以检测到针头被适当地放置。一旦放置通过验证，操作者就可以注射大剂量流体来麻醉患者。可替代地，操作者可以在不首先注射一定量来验证针头的放置的情况下注射大剂量的流体。不管如何，在步骤570处以比先前的低流速更高的速率注射一定量的流体。例如，驱动单元可以(诸如通过增加电动机的速度)自动地增加流速。

如以上所讨论，该系统可以组合各种所测量的特性以评估针头是否被定位成邻近目标神经以及针头是束内还是束外。在图5中所图示的示例性方法中，该方法包含与针头尖端处的流体压力以及所施加的电刺激的强度有关的特征。

应理解的是，以上提供的值(诸如作为用于停止流体流动的最大预设压力的300mm/Hg的阈值)是示例，并且临床医生可以酌情选择更低或更高的预设压力。类似地，值为0.4mA的较低电强度和值为1.0mA的较高电强度是示例，并且可以设置更高或更低的值。然而，在当前实例中，可能希望选择不超过2.0mA的较高的安培。本文描述的技术同等地适用于人类和动物组织。

可变递增电流电荷

在前面的描述中，系统被描述为提供电脉冲或电荷，该电脉冲或电荷可以响应于某些特性(诸如，检测到的流体压力高于阈值)而变化。然而，在检测该特性之前，电脉冲一般是固定的。然而，可能期望提供连续可变的电脉冲，如以下进一步所讨论。

现在参考图6至图8，图示出系统的替代实施例。系统610被配置成类似于上述系统10，除了该系统包括单独的致动器并且该系统包括被编程为用于提供电刺激的控制器，其中电脉冲连续地变化。

系统610包括类似于上述系统10和药物递送系统(驱动单元50)配置的药物递送系统(驱动单元650)。类似地，系统610包括注射组件620以及手持件或针头组件700。除了下面另外描述的以外，元件620、650和700被配置成类似于上述的对应的元件20、50和100。

系统610进一步包括远程致动器750。远程致动器750可以是单独的元件，或者可以被并入手持件700中。可替代地，手持件700可以是简单的手柄，并且远程致动器750可以单独的。更进一步地，远程致动器750实际上可以被并入药物递送系统(驱动单元650)中。不管远程致动器是单独的元件还是被并入系统的另一元件中，在以下描述中，该致动器被称为远程制动器。

在当前实例中，远程致动器750是与药物递送系统(驱动单元650)连接的单独的可手动致动的元件。远程致动器可以是各种致动器中的任何一种，诸如具有一个或多个输入机构(诸如按钮等等)的手持式设备。可替代地，远程致动器可以包含单个致动器，该单个致动器通过操作致动器所按照的方式来控制系统的操作。例如，远程致动器可以是脚踏板，使得操作者可以在不使用他或她的手的情况下操作致动器。通过改变操作脚踏板所按照的方式，操作者可以向系统发送不同的命令。例如，脚踏板的单击(按下和释放)可以将第一命令信号发送到驱动单元650，而快速双击可以将第二信号发送到驱动单元。更进一步地，远程致动器可以包括语音致动元件，使得操作者可以通过语音致动将控制信号提供给驱动单元。

如上所述，控制单元(驱动单元650)可被配置成用于响应于从远程致动器750接收的信号而控制各种操作控件。例如，远程致动器可以可操作以控制以下参数中的一个或多个：

流速：可通过致动远程致动器(例如，按下按钮)来手动地改变流体从驱动单元650的流动。每次致动器被致动时，控制单元能以预定的增量(例如0.02ml/秒)增加流速。可替代地，可以通过按下并保持致动器以增加流量直到释放致动器来改变流量(类似地，能以递增的步骤减小流速)。

快速流动：致动远程致动器可能会产生一股流体(例如0.1ml/秒)，以在局部麻醉剂注射开始时验证针头尖端的合适的位置。

涡轮流动：当针头被适当放置时，致动远程致动器可以注射大剂量麻醉剂(例如0.2ml/秒)。

抽吸循环：通过致动远程致动器使驱动单元650的注射器柱塞反向。使柱塞反向可操作以抽吸注射器以判定针头尖端是否已进入血管并在抽吸期间标识针头中心或针管中的血液。

“停止”：致动远程致动器使流体从驱动单元650的流动停止。

AIEI致动：电刺激可由远程致动器控制，使得致动远程致动器启动或停止AIEI。

神经刺激器：由刺激发生器提供的电脉冲的特性可以由远程致动器控制。例如，电脉冲的强度可以被改变或中断。类似地，可以通过启动远程执行器来改变以下所述的电荷简档(Charge Profile)。

远程致动器可以使用有线或无线连接与控制单元(驱动单元650)对接。例如，远程致动器可以是具有多个控制按钮的手持式遥控器，该多个控制按钮通过蓝牙或类似的无线约定与控制单元(驱动单元650)无线对接。无论远程致动器的结构如何，远程致动器都被配置为在程序期间由操作者致动，以将一个或多个控制信号发送到驱动单元以控制由系统提供的流体流动或电刺激。

如以下进一步描述的，系统610可以被配置成用于提供连续可变的电脉冲。该可变的电脉冲在本文中被称为自动递增电脉冲(AIEI)电流刺激。该术语AIEI可以理解为定义为由一组用于神经刺激的预定义预设电荷值组成的电荷简档。可以使用AIEI代替恒定刺激，或者可以将AIEI与恒定刺激组合使用。例如，如以下进一步所讨论，系统可以在程序的一部分期间使用恒定的电脉冲，而在程序的另一部分期间，系统可以提供AIEI刺激。因此，系统610可以被配置成包括若干种不同的操作模式，使得操作者可以取决于操作者的偏好或程序的特性而从这若干种不同的模式中进行选择。例如，系统610可以被编程为包括手动模式、自动模式、半自动模式，如下：

手动模式：神经刺激器可以由操作者经由远程致动器750进行控制。操作者可以控制流体从驱动单元650的流动的流速和作为单独的手动控制参数的神经刺激。

自动模式：压力控制AIEI的发起。另外，当最小强度电荷与所定义的最大压力阈值组合时，其中EMR(电运动反应)被标识，系统将中断向针头的流体流动。这些条件也可以与对操作者的、此类条件已被满足的警报或警告组合，并充当“警报”条件和“红色标记”条件，以不继续将流体注射到患者体内。

半自动模式：压力感测可与单脉冲电荷结合操作，其中，压力阈值和最小强度电荷的条件会引发EMR，系统基于系统的电运动反应的响应和观察输入自动进行警报并停止流体的流动。

如上所述，控制单元(驱动单元650)包括用于提供电脉冲以用于神经刺激的刺激发生器。刺激发生器可以被编程为用于为电脉冲提供各种不同的简档，包括但不限于以下内容：

无神经刺激模式：不发射电流。

单脉冲模式：系统发射具有特定强度和持续时间的单脉冲(电流电荷)的单脉冲，被称为单脉冲或颤搐。例如，以0.1m的0.1mA到6mA或者以1ms的0.5mA到6mA、1Hz到4Hz的脉冲。

AIEI模式：提供了一系列变化的电脉冲。脉冲可以开始于第一电脉冲，并且以逐步的方式递增地增加到最大值，然后重新设置为最小值。以此方式，只要AIEI是活动的，刺激发生器就会提供一系列以逐步地方式连续变化的脉冲。

神经刺激的目的是产生如上所述的明显的肌肉颤搐或EMR。操作者可以监测患者以检测EMR。响应于EMR，操作者可以将指示响应于神经刺激而观察到EMR的数据输入到系统中。例如，如果操作者观察到EMR，则操作者可以操作致动器(诸如远程致动器750)。可替代地，该系统可以包括用于检测指示EMR的特性的传感器775。传感器可以是单独的元件，或者也可以被包括在针头在其上安装的手持件中。例如，传感器775可包括电极加速度计或肌电图传感器或类似元件，以检测指示响应于神经刺激的肌肉颤搐的振动。响应于检测到指示颤搐的特性，传感器775向驱动单元提供将指示发生颤搐的信号。如以下进一步所描述，系统可以响应于指示发生颤搐的信号而控制流体和神经刺激的进一步操作。

在前面的描述中，该系统包含药物递送系统(驱动单元650)，该药物递送系统(驱动单元650)包含刺激发生器，该刺激发生器用于提供一系列电脉冲以提供神经刺激以用于判定针头相对于神经是否处于合适的位置。还可能期望包含超声探头以用于向操作者提供某种视觉指导。具体而言，系统可以包括超声系统800，该超声系统800包括探头810，该探头810包括超声换能器，该超声换能器用于发射和接收声波并将与声波有关的信号传输至超声处理器以产生超声图图像。系统610还可以包括用于显示超声图像的显示器，以显示针头相对于目标神经的图像。另外，可能期望将远程致动器750并入超声元件中。例如，可以将远程致动器750并入超声探头810中，使得可以通过超声探头上的致动器来远程控制流体流动和/或神经刺激。

出于对前述内容的考虑，系统可以用于提供一系列电脉冲以提供神经刺激，并且电脉冲的特性可以在程序的不同部分期间变化。另外，电脉冲的特性可以基于系统提供的补充信息是否指示针头尖端到目标位置的接近而变化。例如，如果使用超声波，并且图像提供针头相对于目标神经的清晰图像，则超声波提供将针头引导到神经附近的信息。在此类实例中，操作者只需要在针头插入的最后部分期间使用神经刺激随后引导针头。换句话说，在该局部模式期间，一旦针头已经相对接近目标神经，神经刺激用于引导针头。该局部搜索称为目标模式。相反，如果操作者没有与针头的位置有关的补充信息，则神经刺激用于将针头从更大距离引导到目标神经。例如，来自超声的图像可能无法提供针头接近神经的清晰指示，或者可能在整个程序中根本无法提供超声。在此类实例中，相比于在目标模式下，神经刺激用于从更远处引导针头。这种广域搜索称为搜索模式。系统可以被配置成用于在搜索模式和目标模式两者期间提供引导。另外，系统可能在程序期间从搜索模式切换到目标模式。在搜索模式期间，电脉冲通常具有较高的强度，因为针头距目标神经更远。在目标模式期间，电脉冲通常具有较低的强度，因为针头更靠近于目标神经。

除了到神经的接近度之外，患者的特性也可能影响合适的电脉冲。例如，在儿科使用中，电脉冲通常比患者是成年人时更低。因此，可以基于患者的身体特性来改变电脉冲的特性。

系统可以包括基于各种变量的一系列预定义的刺激简档。例如，该简档可以基于系统是在目标模式下操作还是在搜索模式下操作。类似地，简档的细节可以基于患者是儿童还是成人。因此，系统被编程为包括一系列预定义的简档，这些简档被称为电荷简档。每个电荷简档包括与在使用该简档期间要提供的电脉冲有关的信息。例如，简档可以包括电流电荷的起始强度或最小强度。如果简档用于其中电刺激变化的程序(诸如，AIEI)，则该简档也可以包括诸如电荷的最大强度之类的信息。另外，简档可以包括最小值与最大值之间的中间值以及增量之间的时间。电荷简档还可以包括每个电脉冲的持续时间。更进一步地，电荷简档中的一个或多个可以包括在程序的一部分期间的稳定或恒定刺激以及在该程序的一部分期间的可变刺激两者。电荷简档可以存储与在程序的两个部分期间要提供的电脉冲有关的数据。电荷简档还可以包括与指示提供恒定刺激还是可变刺激的特性有关的数据。例如，神经刺激能以恒定水平开始，其中刺激发生器提供一系列恒定强度的电脉冲。如果系统检测到针头尖端处的流体压力高于阈值，则系统可以自动切换以提供可变刺激，其中刺激发生器提供一系列强度变化的电脉冲。

现在参考图7，该图图示出相对于被指定为N的目标神经的一系列针头尖端位置。将针头位置指定为1-7。在位置1中，针头位于远离于目标神经N的肌肉中。在位置1处，因为肌肉密度较低，因此针头中的流体压力是相对低的，并且由于针头远离于目标神经，因此即使响应高强度电刺激也不存在EMR。在位置2中，针头在筋膜之中或之上，该筋膜是相对高密度的结构。因此，流体压力将是相对高的；然而，由于针头远离于目标神经，因此可能不存在EMR。在针头位置3中，针头在间质物质中，该间质物质是密度的，因此检测到的流体压力将很低，并且除非电刺激是高强度的，否则预计没有EMR。在位置4处，针头尖端在神经旁膜处，使得针头尖端在目标神经之外但邻近神经。此时，检测到的流体压力应当是相对低的，并且对于低强度和高强度电刺激两者都应观察到EMR。在位置5、6和7处，针头在神经内或在神经的神经外膜或神经束膜内。因此，在这些位置中的每个位置中，流体的注射都可能损伤神经。在位置5-7中的每个位置处，响应于高强度神经刺激和低强度神经刺激两者，应该观察到EMR。在位置5和位置7中，流体压力是相对高的，而在位置6处的流体压力可以是相对低的。

该系统的目的是用于将针头引导到针头位置4。具体而言，该系统能够通过到系统中的直接或间接的输入或通过根据肌肉反应采取特定的动作来执行PNB注射，其中当使用出口压力与来自神经刺激的电运动反应组合来观察或检测肌肉兴奋反应或其缺乏作为要采取行动的信息时，可以通过理解一组条件来确定针头尖端相对于解剖结构的位置。因此，来自系统的压力和电变化可与观察到或记录的电运动反应组合使用，从而使人们能够判定针头是否被定位成远离于神经(例如，针头位置1-4)，是否被定位成靠近神经(例如针头位置4)，是否被定位成在神经上或在神经中或在束内(例如针头位置5-7)。峰值压力指示针头位于密集的结缔组织(诸如筋膜)中，瞄准神经或神经内(即，瞄准到神经本身中)、束内。

现在参考图8，将描述使用系统(驱动单元650)的示例性方法的细节。

步骤810：系统包括与在程序期间可以使用的电荷简档有关的多个存储的数据集。操作者输入在程序期间控制系统的操作的信息，诸如起始流速、目标流体压力阈值和要使用的电荷简档。编程到系统中的电荷简档可以包括用于控制基线电荷强度和自动递增电脉冲(AIEI)电流刺激的数据。尽管系统可以包括各种电荷简档，但是当前示例包括四个简档。

在短持续时间内1、2、4、8赫兹自动增加电流电荷

目标模式1和搜索模式1是针对第一类患者(诸如针对成年患者)的电荷简档。搜索模式1是在广域模式(诸如，当超声图像是低质量时)期间使用的高强度简档或“搜索”简档。当针头可能处于神经的位置时，目标模式1是最小强度简档或“目标”简档。目标模式2和搜索模式2针对第二种类型的患者(诸如，儿科患者)。更具体地：

目标模式1：在良好情形(高质量成像、良好的回声性)下的超声引导下，可以将电流基线设置为最低(0,2mA–0,1ms)，以在超声图像上检测针头尖端比预期的深度更深(过冲)导致无意的神经接触或神经穿刺。

目标模式2：例如在困难情形(低质量成像、差回声性)的情况下，可以将该基线电流设置为较高的电流。当图像没有很好地定义时，利用较高的基线电流可使操作者能够以相比于实际预期目标更大的距离获悉针头尖端到神经的接近度。

搜索模式1：例如，在超声引导下将肌腱与神经区分开。接近该结构时，将在神经前面观察到运动反应，而在紧邻肌腱处将观察不到运动反应。在这种模式下，将采用更大的电流电荷来协助操作者标识并且采用初始EMR来协助朝向预期的最终目标的引导。

搜索模式2：例如，在没有超声波的情况下，检测距针头尖端一定距离处的神经结构。当在距预期目标较远距离处时，由操作者使用该模式。它通过发射更高的电荷(开始于0.5mA-1毫秒)来为操作者提供指导，这可以在距预期目标较大的距离处引起运动反应。

如上所述，超声显示器可以在过程期间提供某种视觉引导，但是除了电荷简档的选择之外，下面的方法在没有来自超声的输入的情况下被描述。

在该步骤期间，通过经由驱动单元650或远程致动器750上的输入机构启动系统来发起系统。使用注射器(例如20mL)和神经刺激针22口径(19口径至25口径、长度25mm至15cm)来建立系统。管件被提供作为高硬度计，直径减小的目前使用仪器。这将激活驱动单元650，该驱动单元650发起流速。在当前实例中，初始流速为0.01mL/秒。并且初始神经刺激是恒定值，被称为基线电流。步骤820：在选择电荷简档之后，操作者推进该针头，同时系统提供连续的最小流体流动并且刺激器提供基线电流电荷。

步骤825：如果观察到肌肉颤搐，则针头可能在神经区域中。因此，随着操作者推进针头，操作者观察患者以标识基线刺激是否引起颤搐。如果观察到颤搐，则该方法前进到下述的步骤860。如果操作者观察到抽搐，则操作者可以致动致动器(诸如经由远程致动器750)以向系统提供指示观察到颤搐的信号。可替代地，系统可以包括用于自动检测是否发生抽搐的检测器。例如，系统包括用于检测指示颤搐的振动的传感器。响应于检测到颤搐，传感器可以向系统发送信号，使得系统前进到步骤860。

步骤830：在操作者推进针头的同时，驱动单元650不断地测量针头中的流体的流体压力。只要流体压力保持低于阈值，则操作者推进针头并且刺激器提供基线电荷。如果流体压力超过阈值，则针头可能在神经上或在神经中。因此，如果流体压力超过阈值，则系统根据正在使用的电荷简档来中断基线刺激并切换到AIEI刺激(这可以是在步骤810处选择的电荷简档或者可以是如以下在步骤865处所讨论的不同的电荷简档)。

流体压力阈值可以是绝对值(例如，大于200mm/Hg)或压力的相对变化超过阈值(例如，压力变化为80mm/Hg)。可以理解的是，取决于解剖位置，该压力阈值可以是不同的；然而，通常，压力的变化在50mm/Hg至150mm/Hg之间的范围内。

步骤840：如果流体压力超过阈值，则系统发起AIEI。在AIEI期间，系统会不断将电荷强度从下强度改变为上强度。上电荷强度和下电荷强度由电荷简档设置。另外，中间值和中间值的数量可以由电荷简档设置。例如，在表A中的目标模式1中，电荷简档示出AIEI的最小电荷强度或起始电荷强度以及最小强度与最大强度之间的六个步骤。系统提供最大强度电荷之后，下一个电荷为最小值。通过这种方式，系统提供了一系列电荷，这些电荷以逐步的方式从最小值改变到最大值。更具体地说，一旦压力传感器检测到流体压力超过预设阈值(例如80mm/Hg，则压力上升将自动发起从基线电流到AIEI的切换，该AIEI具有0.3mA到0.4mA、到0.5mA、到0.7mA、到1.0mA、到1.5mA、到2.0mA、到以2.5mA结束的递增增加的电荷。

步骤850：类似于步骤825，判定AIEI刺激是否引起运动反应或肌肉颤搐。这可以通过操作者观察颤搐来手动地判定，或者如果系统包括用于检测颤搐的传感器，则可以自动地判定。

步骤855：如果未检测到颤搐，则操作者继续推进针头，同时系统提供AIEI刺激，并且操作者和/或系统继续针对颤搐进行监测。AIEI刺激可以自动地重新开始直到压力保持很高，并且可以在压力下降到低于压力阈值时停止并返回到步骤820。

步骤860：如果观察到颤搐，则系统确定是否将电荷或电荷简档设置为最小电荷简档。例如，系统可以检测电荷简档是否被设置为“搜索”简档(诸如搜索1)或者电荷简档是否被设置为“目标”简档(诸如目标1)。

步骤865：如果电荷简档未被设置为最小电荷简档，则将电荷简档减小至次最低电荷简档。在上述示例中，电荷简档将从搜索1减小到目标1。这种改变可以响应于有关检测到肌肉颤搐的输入而自动地作出，或者一旦观察到肌肉颤搐并且操作者看到电荷简档未被设置为最小电荷简档，则操作者可以手动地作出改变。

步骤870：如果将电荷简档设置为最小电荷简档并且观察到颤搐，则针头可能在神经中或在神经附近。如果针头在神经中，则不应注射大剂量的流体。如果针头在神经中，则流体压力将很高。因此，在允许注射大剂量流体之前，系统判定流体压力是否高于阈值。

步骤875：如果流体压力高于阈值，则针头可能在神经内。因此，应抽出针头。如果针头位于神经内，则将针头稍微抽出应将针头定位在合适的位置处。因此，在抽出针头之后，该方法可以返回到步骤850，在步骤850中提供AIEI，并且系统/操作者监测肌肉颤搐。然而，在一些实例中，安全性将指示应进一步抽出针头，使得该方法返回到步骤820。

步骤880：如果流体压力低于阈值并且在低电荷强度下观察到肌肉颤搐，则这指示针头在神经附近，并且低流体压力指示针头位于神经外。因此，可以注射大剂量的药剂。

如上所述，该方法可操作以将针头引导至目标神经。具体而言，该方法能够提供一种用于确保在针头处于神经内时不提供注射的安全机制。例如，如果系统检测到指示流体压力超过阈值的信号以及指示响应最小强度的电刺激的EMR的信号，则系统将提供警报、警告或警示并防止进一步输注，这是指示针头在神经内。如前所述，与EMR有关的信号可以由操作者手动提供，或者系统可以包括检测器，该检测器响应于EMR而自动提供信号。另外，该系统可以被配置成用于控制流体的流动，使得响应于指示高流体压力和由最小的神经刺激引起的EMR的信号而中断到针头的流体流动。

在前面的描述中，系统610用于标识针头是否在神经内，并且因此用于向操作者提供针头是否在神经内的指示。另外，该系统可以响应于确定针头在神经内而控制流体流动。具体而言，如果确定针头尖端在神经内，则该系统可以防止流体的流动。该系统响应于多个标准而对针头的位置作出判定。具体而言，流体压力超过阈值以及响应于最小电刺激的可检测的肌肉颤搐。除了检测针头尖端是否在神经内之外，如以下进一步所讨论，该系统还可以被编程为用于检测针头尖端是否被定位在不是神经的致密组织内。

如上所述，系统610可以包括多个预设和/或程序。操作者可以通过选择与此类程序相对应的存储的简档来发起用于标识不是神经的致密组织的程序。与以上方法的步骤820一样，操作者将使用基线刺激来推进针头。如果检测到颤搐，则该针头可能邻近目标神经。因此，响应于检测到肌肉颤搐，对针头重新定位。如果流体压力超过阈值，则针头可能在致密的组织中。与步骤840一样，如果流体压力超过阈值，则使AIEI开始。同样，如果观察到肌肉颤搐，则对针头重新定位。相比之下，如果流体压力保持高于流体压力阈值，并且响应于升高的电刺激而未检测到肌肉颤搐，则系统可以提供指示针头被定位在不是神经的致密组织内的信号。另外，在步骤840中，提供了AIEI。然而，在其中操作者尝试定位不是神经的致密组织的模式下，电荷简档可能会提高到连续的最大值，以确保针头不与神经相邻。

以此方式，系统接收与流体压力、电刺激水平以及是否引起电刺激和EMR有关的标准。基于这些标准，系统被配置成用于判定针头尖端是否被定位在不是神经的致密组织中或被定位在不是神经的致密组织上。另外，该系统可以被配置成用于控制流体的流动，使得只有在满足三个标准的情况下才可以提供注射：流体压力高于阈值、电刺激高于阈值、以及没有检测到肌肉颤搐。

本领域的技术人员应认识到，在不偏离本发明的宽泛发明概念的情况下，可以对上述实施例作出改变或修改。例如，在前面的描述中，系统是在提供流体输注的背景下描述的。然而，应理解的是，系统可以用于放置针头以抽吸流体填充的组织。因此应理解的是，本发明不限于本文描述的具体实施例，而是旨在包括在权利要求书中阐述的本发明的范围和精神内的所有改变和修改。

Claims (36)

1.一种用于向患者提供外周神经阻滞的系统，所述系统包括：

针头，所述针头具有尖锐的尖端；

流体泵，所述流体泵提供到所述针头的流体流动，

控制器，所述控制器用于控制所述流体泵以控制到所述针头的所述流体流动；

传感器，所述传感器用于检测所述针头中的流体压力；以及

导电元件，所述导电元件用于在所述针头的所述尖端处提供电神经刺激；

其中，所述控制器被配置成用于在检测到的流体压力低于第一阈值时以基线电流提供恒定的刺激，并且响应于所述传感器检测到高于所述第一阈值的流体压力而提供变化的电刺激。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成用于存储多个电荷简档，所述多个电荷简档包括与要提供的所述电刺激的各种特性有关的数据；其中，所述电荷简档包括最大电荷电流和最小电荷电流。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电荷简档包括所述最大电荷电流与所述最小电荷电流之间的多个电荷值。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电荷简档包括所述基线电流和所述第一阈值。

5.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成用于响应于所述传感器检测到高于第二阈值的流体压力以及来自所述电刺激的诱发的肌肉反应的指示而中断到所述针头的所述流体流动。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二阈值不同于所述第一阈值。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二阈值与所述第一阈值相同。

8.如权利要求1-4中任一项所述的系统，包括远程致动器，所述远程致动器用于提供信号以控制所述流体泵的操作或所述电神经刺激。

9.如权利要求1-4中任一项所述的系统，包括输出元件，所述输出元件被配置成用于响应于所述针头的所述尖端在神经内的判定而提供人类可感知的信号。

10.如权利要求1-4中任一项所述的系统，包括输入元件，所述输入元件被配置成允许操作者指示响应于所述电神经刺激是否观察到诱发运动反应。

11.如权利要求1-4中的任一项所述的系统，包括用于响应于所述电神经刺激而检测诱发的运动反应的传感器。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述用于检测诱发运动反应的传感器包括加速度计或肌电图传感器。

13.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成用于响应于来自所述传感器的指示压力超过阈值的信号以及不存在指示响应于超过阈值强度的电神经刺激的电运动反应的信号而控制所述流体泵提供一定剂量的流体。

14.一种用于注射药用流体的装置，包括：

注射系统，所述注射系统用于控制从流体贮存器到针头的流体流动，其中，所述针头被配置成用于到哺乳动物受试者体内的皮下插入；

传感器，所述传感器用于检测指示所述针头中的流体压力的特性，其中，所述传感器被配置成用于随所述针头被插入所述受试者体内而连续地检测所述特性；以及

电神经刺激元件，所述电神经刺激元件用于在所述针头的尖端处或邻近所述针头的所述尖端提供电神经刺激；

其中，在所述传感器检测到指示所述流体压力低于第一阈值的所述流体压力的特性时，所述电神经刺激元件以基线电流提供恒定的电神经刺激，并且在所述传感器检测到指示所述流体压力超过所述第一阈值的所述流体压力的特性之后，所述电神经刺激元件改变对患者的所述电神经刺激的强度。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述系统包括指示器，所述指示器能操作以提供可听信号、视觉信号或触觉信号。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述指示器能操作以在所述流体压力超过所述第一阈值时提供信号。

17.如权利要求15所述的装置，包括输入元件，所述输入元件被配置成用于为操作者提供用于输入在所述强度被改变之后响应于所述电神经刺激是否观察到临床上能观察的反应的机构。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述指示器能操作以提供指示所述针头处于用于注射的合适位置的信号，其中，所述指示器被配置成用于响应于来自所述输入元件的、指示未观察到临床上能观察的反应的信号而提供所述信号。

19.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述注射系统包括流体贮存器和细长的柔性管，其中，所述柔性管的第一端与所述流体贮存器连接，并且所述柔性管的第二端与所述针头连接。

20.如权利要求19所述的装置，其中，所述传感器被定位成在所述流体贮存器与所述针头之间共线，使得所述传感器检测与流体在所述流体贮存器与所述针头之间的流动共线的流体压力。

21.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述注射系统包括微处理器，所述微处理器用于控制流体从所述流体贮存器流动的速率。

22.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述电神经刺激元件被配置成用于在所述传感器检测到指示所述流体压力超过所述第一阈值的所述流体压力的特性之后，减小对所述患者的所述电神经刺激的强度。

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述电神经刺激元件被配置成用于在所述传感器检测到指示所述流体压力超过所述第一阈值的所述流体压力的特性之后，将所述电神经刺激的强度从不大于2.0安培减小至不大于1.0安培。

24.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述电神经刺激元件被配置成使得所述电神经刺激元件不提供电神经刺激，除非所述传感器检测到指示所述流体压力超过第二阈值的所述流体压力的特性，所述第二阈值低于所述第一阈值。

25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述第二阈值小于或等于100mm/Hg。

26.一种用于将流体注射到患者体内的系统，包括：

针头，所述针头具有尖锐的尖端；

流体泵，所述流体泵提供到所述针头的流体流动，

控制器，所述控制器用于控制所述流体泵以控制到所述针头的所述流体流动；

传感器，所述传感器用于检测所述针头中的流体压力；以及

导电元件，所述导电元件用于在所述针头的所述尖端处提供电神经刺激；

其中，所述控制器被配置成用于响应于来自所述传感器的指示压力超过第一阈值的信号以及不存在指示响应于所述电神经刺激超过阈值强度时的电神经刺激的电运动反应的信号而控制所述流体泵提供一定剂量的流体，并且其中，所述控制器被配置成用于存储多个电荷简档，所述多个电荷简档包括与要提供的所述电神经刺激的各种特性有关的数据。

27.如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述电荷简档包括最大电荷电流和最小电荷电流。

28.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述电荷简档包括在所述最大电荷电流与所述最小电荷电流之间的多个电荷值。

29.如权利要求28所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成用于在检测到的流体压力低于所述第一阈值时以基线电流提供恒定的刺激；并且其中所述电荷简档包括所述基线电流和所述第一阈值。

30.如权利要求26-29中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成用于响应于所述传感器检测到高于第二阈值的流体压力以及来自所述电神经刺激的诱发的肌肉反应的指示而中断到所述针头的所述流体流动。

31.如权利要求30所述的系统，其特征在于，所述第二阈值不同于所述第一阈值。

32.如权利要求30所述的系统，其特征在于，所述第二阈值与所述第一阈值相同。

33.如权利要求26-29中任一项所述的系统，包括远程致动器，所述远程致动器用于提供信号以控制所述流体泵的操作或所述电神经刺激。

34.如权利要求26-29中任一项所述的系统，包括输入元件，所述输入元件被配置成允许操作者指示响应于所述电神经刺激是否观察到诱发运动反应。

35.如权利要求26-29中的任一项所述的系统，包括用于响应于所述电神经刺激而检测诱发的运动反应的传感器。

36.如权利要求35所述的系统，其特征在于，所述用于检测诱发运动反应的传感器包括加速度计或肌电图传感器。