CN111989047A - 用于管腔内感测设备的电磁控制以及相关联的设备、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于使用管腔内感测设备的系统、设备和方法。所述管腔内感测设备可以包括被设置在细长柔性构件的远端部分处的含铁元件，所述细长柔性构件被配置为被放置在患者的体腔中。外部电磁场设备可以用于产生可以用于引导柔性细长构件在所述体腔内的移动的电磁场。

Description

用于管腔内感测设备的电磁控制以及相关联的设备、系统和 方法
技术领域
本公开总体上涉及获得与患者的体腔相关联的管腔内数据，并且具体涉及控制管腔内感测设备的结构和方法。例如，管腔内感测设备能够包括在其远端部分处的含铁尖端，并且可以由电磁场引导和驱动。
背景技术
血管内超声(IVUS)成像被广泛地使用在介入心脏病学中，作为用于评估人体内的患病脉管(诸如动脉)的诊断工具，以确定对处置的需要、以引导介入和/或以评估其有效性。包括一个或多个超声换能器的IVUS设备被传送至脉管中并且被引导至要成像的区域。换能器发射超声能量，并且接收从脉管反射的超声回波。超声回波被处理以创建感兴趣脉管的图像。
通常需要操作者使用延伸通过IVUS设备的导丝来导航通过患者的脉管到感兴趣区域，诸如病变。导丝通常由操作者用手进行引导。取决于在身体内的位置、IVUS设备的尺寸和操作的性质，能够需要高度的技巧来对设备安全地进行导航。此外，成像流程能够需要实时荧光透视以跟踪设备的位置。由于通常需要操作者紧邻患者在内部对IVUS设备进行导航，操作者会在流程的长度期间暴露于来自荧光透视设备的有害辐射。
发明内容
提供了用于获得管腔内感测数据的系统、设备和方法。感测系统可以包括被配置为被放置在患者的体腔(诸如血管)中的柔性细长构件。所述柔性细长构件可以包括附接的含铁元件。所述感测系统还可以包括用于产生电磁场的设备。所述电磁场可以用于控制所述柔性细长构件在所述体腔内的位置，并且导航到期望位置以用于收集成像数据。本公开的方面提供了一种有利地克服现有手动导航的设备的限制的管腔内感测系统。
本公开的实施例提供了一种管腔内感测系统，其可以包括：管腔内感测设备，所述管腔内感测设备包括：柔性细长构件，其被定尺寸和成形用于插入到患者的体腔中，所述柔性细长构件包括近端部分和远端部分；感测元件，其被设置在所述柔性细长构件的所述远端部分处并且被配置为获得与所述体腔相关联的管腔内数据；以及含铁元件，其被设置在所述柔性细长构件的所述远端部分处；电磁(EM)场设备，所述电磁场设备被配置为产生EM场；以及控制设备，所述控制设备被配置为通过控制所述EM场相对于所述含铁元件的方向来引导所述柔性细长构件在所述体腔内的移动。
在一些实施例中，所述感测元件包括被配置为获得与所述体腔相关联的管腔内成像数据的成像元件。所述成像元件可以包括血管内超声(IVUS)换能器。所述控制设备可以被配置为基于血管造影图数据沿着路线图引导所述柔性细长构件在所述体腔内的所述移动。所述控制设备可以被配置为基于计算机断层摄影(CT)数据沿着路线图引导所述柔性细长构件在所述体腔内的所述移动。
在一些实施例中，所述控制设备包括被配置为将所述柔性细长构件自动引导到所述体腔内的目标位置的处理器。所述目标位置可以包括动脉瘤。所述控制器可以被配置为基于荧光透视数据跟踪所述柔性细长构件在所述体腔内的位置。所述EM场设备可以被定位在所述患者外部。
本公开还提供了一种获得管腔内感测数据的方法，所述方法可以包括：利用控制设备选择管腔内感测设备在患者的体腔内的目标位置，所述管腔内感测设备包括柔性细长构件、感测元件和含铁元件，所述柔性细长构件被定尺寸和成形用于插入到所述体腔中，所述感测元件被配置为获得管腔内感测数据；启用被配置为产生EM场的电磁(EM)场设备，所述EM场设备被连接到控制器；并且利用所述控制器控制与所述含铁元件相互作用的所述EM场，以将所述管腔内感测设备移动到所述目标位置。
在一些实施例中，所述方法还包括利用所述控制设备使用成像数据产生路线图；并且沿着所述路线图将所述管腔内感测设备移动到所述目标位置。所述方法还可以包括利用所述控制器使用来自荧光透视设备的数据跟踪所述柔性细长构件在所述体腔内的位置。所述方法可以包括利用成像部件对在所述目标位置处的所述体腔的部分进行成像。所述成像部件可以包括血管内超声(IVUS)换能器。
在一些实施例中，所述方法还包括基于由IVUS换能器接收的血管内成像数据沿着路线图将所述管腔内感测设备移动到所述目标位置。所述方法可以包括利用与IVUS数据共配准的血管造影图数据产生所述路线图。所述方法可以包括利用与IVUS数据共配准的计算机断层摄影(CT)数据产生所述路线图。控制所述EM场的步骤可以由处理器自动执行。
根据以下详细描述，本公开的额外的方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
将参考附图来描述本公开的说明性实施例，其中：
图1是根据本公开的方面的管腔内感测系统的图解示意视图。
图2是根据本公开的方面的脉管内的管腔内设备和电磁(EM)场设备的示范性图示。
图3A是根据本公开的方面的第一脉管内的管腔内设备的示范性图示。
图3B是根据本公开的方面的第二脉管内的管腔内设备的示范性图示。
图4A是根据本公开的方面的脉管内的管腔内设备的示范性图示。
图4B是根据本公开的方面的脉管内的管腔内设备的另一示范性图示。
图5是根据本公开的方面的EM场设备和管腔内设备的示范性图示。
图6是根据本公开的方面的对体腔进行成像的方法的流程图。
具体实施方式
出于促进对本公开的原理的理解的目的，现在将参考附图中所图示的实施例，并且将使用具体的语言来描述其。然而应理解，并不旨在限制本公开的范围。对所描述的设备、系统和方法的任何改变和进一步修改以及本公开的原理的任何另外的应用被完全预期并且包括在本公开内，如本公开所涉及的领域中的技术人员通常会想到的。具体而言，完全预期关于一个实施例描述的特征、部件和/或步骤可以与关于本公开的其他实施例描述的特征、部件和/或步骤组合。然而，为简洁起见，将不分开描述这些组合的许多重述。
图1是根据本公开的方面的管腔内感测系统100的图解性示意视图。在一些实施例中，管腔内感测系统100能够是血管内超声(IVUS)成像系统。管腔内感测系统100可以包括血管内设备102、患者接口模块(PIM)104、电磁(EM)场设备105、控制台或处理系统106、控制器107、监测器108、血管造影系统130、外部超声系统132和/或计算机断层摄影(CT)系统134。血管内设备102被定尺寸和成形、和/或以其他方式在结构上被布置为被定位在患者的体腔内。例如，在各种实施例中，血管内设备102能够是导管、导丝、引导导管、压力丝和/或流动丝。在一些情况下，系统100可以包括额外的元件，和/或可以在没有图1中图示的元件中的一个或多个的情况下被实施。例如，系统100可以省略血管造影系统130和CT系统134之一或两者。
系统100可以被部署在具有控制室的导管实验室中。处理系统106可以被定位于控制室中。任选地，处理系统106可以被定位于其他地方，诸如在导管实验室本身中。导管实验室可以包括无菌区，而其相关联的控制室可以是或可以不是无菌的，这取决于要被执行的流程和/或健康护理设施。导管实验室和控制室可以用于执行任何数量的医学感测流程，诸如血管造影、荧光透视、CT、IVUS、虚拟组织学(VH)、前视IVUS(FL-IVUS)、血管内光声(IVPA)成像、血流储备分数(FFR)确定、冠脉血流储备(CFR)确定、光学相干断层摄影(OCT)、计算机断层摄影、心内超声心动图(ICE)、前瞻性ICE(FLICE)、血管内脉搏描计(palpography)、经食道超声、荧光透视和其他医学感测模态、或其组合。在一些实施例中，EM场设备105可以从远程位置(诸如控制室)进行控制，使得不需要操作者紧邻患者。这可以帮助防止操作者在医学流程期间被暴露于辐射。
血管内设备102、PIM104、监测器108、控制器107、EM场设备105、血管造影系统130、外部超声系统132和CT系统134可以直接地或间接地通信耦合到处理系统106。这些元件可以经由诸如标准铜链接或光纤链接的有线连接和/或经由使用IEEE 802.11Wi-Fi标准、超宽带(UWB)标准、无线火线(FireWire)、无线USB或另一高速度无线网络标准的无线连接通信耦合到医学处理系统106。处理系统106可以通信耦合到一个或多个数据网络，例如基于TCP/IP的局域网(LAN)。在其他实施例中，可以利用不同的协议，诸如同步光纤网络(SONET)。在一些情况下，处理系统106可以通信耦合到广域网(WAN)。处理系统106可以利用网络连接来访问各种资源。例如，处理系统106可以经由网络连接与医学数字成像和通信(DICOM)系统、影像归档和通信系统(PACS)、和/或医院信息系统通信。
血管内设备102以高水平从换能器阵列124发射超声能量，所述换能器阵列被包括在扫描器组件110中，所述扫描器组件被安装在血管内设备102的远端端部附近。超声能量由围绕扫描器组件110的介质中的组织结构(诸如脉管120)反射，并且超声回波信号由换能器阵列124接收。扫描器组件110生成表示超声回波的(一个或多个)电信号。扫描器组件110能够包括一个或多个单个超声换能器和/或处于任何合适配置的换能器阵列124，诸如平面阵列、曲面阵列、圆周阵列、环形阵列等。例如，在一些实例中，扫描器组件110能够是一维阵列或二维阵列。在一些实例中，扫描器组件110能够是旋转超声设备。扫描器组件110的有效区域可以包括可以被均匀地和/或独立控制和启用的一个或多个换能器材料和/或超声元件的一个或多个分段(例如，一个或多个行、一个或多个列、和/或一个或多个取向)。扫描器组件110的有效区域可以以各种基本或复杂几何结构被图案化或结构化。扫描器组件110可以被设置在侧视取向(例如，垂直和/或正交于血管内设备102的纵轴发射的超声能量)和/或前视取向(例如，平行于和/或沿着纵轴发射的超声能量)中。在一些实例中，扫描器组件110在结构上被布置为在近端或远端方向上以相对于纵轴的倾斜角发射和/或接收超声能量。在一些实施例中，超声能量发射可以通过对扫描器组件110的一个或多个换能器元件的选择性触发来电子地操纵。
扫描器组件110的(一个或多个)超声换能器能够是压电微机械超声换能器(PMUT)、电容式微机械超声换能器(CMUT)、单晶体、锆钛酸铅(PZT)、PZT复合物、其他适合的换能器类型、和/或其组合。在一实施例中，超声换能器阵列124能够包括在1个换能器和1000个换能器之间的任何合适数量的个体换能器，包括诸如2个换能器、4个换能器、36个换能器、64个换能器、128个换能器、500个换能器、812个换能器的值，和/或更大和更小的其他值两者。
PIM104将接收到的回波信号传递至处理系统106，其中，超声图像(包括流动信息)被重建并显示在监测器108上。处理系统106可以包括处理器和存储器。控制台或处理系统106能够可操作于促进本文所述的管腔内感测系统100的特征。例如，处理器可执行存储在非瞬态有形计算机可读介质上的计算机可读指令。
PIM104促进处理系统106与被包括在血管内设备102中的扫描器组件110之间的信号的通信。这种通信可以包括：为血管内设备102内的(一个或多个)集成电路控制器芯片提供命令，选择换能器阵列124上的(一个或多个)具体元件以用于发送和接收，将发送触发信号提供到(一个或多个)集成电路控制器芯片以启用发射器电路来生成电脉冲以激励(一个或多个)选定的换能器阵列元件，和/或和/或接受放大的回波信号，所述放大的回波信号是经由放大器从(一个或多个)选定的换能器阵列元件接收的，所述放大器被包括在(一个或多个)集成电路控制器芯片上。在一些实施例中，PIM104在将数据中继至处理单元106之前执行对回波数据的初步处理。在此类实施例的范例中，PIM104执行数据的放大、滤波和/或聚合。在实施例中，PIM104还供应高压和低压DC功率以支持包括扫描器组件110内的电路的血管内设备102的操作。
处理系统106通过PIM104从扫描器组件110接收回波数据，并且处理数据以重建在围绕扫描器组件110的介质中的组织结构的图像。通常，设备102能够在患者的任何合适的解剖结构和/或体腔内利用。处理系统106输出图像数据，使得脉管120的图像(诸如脉管120的截面IVUS图像)显示在监测器108上。脉管120可以表示自然和人造的流体填充或围绕的结构。脉管120可以在患者的身体内。脉管120可以是血管，如患者的血管系统的动脉或静脉，所述血管系统包括心脏血管系统、外周血管系统、神经血管系统、肾脏血管系统和/或身体内的任何其他适合的管腔。例如，设备102可以被用于检查任何数量的解剖位置和组织类型，包括但不限于包括肝、心脏、肾、胆囊、胰腺、肺的器官；导管；肠；神经系统结构，包括脑、硬膜囊、脊髓和周围神经；泌尿道；以及血液内的瓣膜、心腔或心脏的其他部分、和/或身体的其他系统。除自然结构之外，设备102可以用于检查人造结构，诸如但不限于心脏瓣膜、支架、分流器、过滤器和其他设备。
尽管已经在相控阵列IVUS成像的背景下描述了系统100和/或设备102，但是应理解，系统100和/或设备102能够被配置为获得任何合适的管腔内感测数据。在各种实施例中，设备102能够获得与血管内超声(IVUS)成像、前视血管内超声(FL-IVUS)成像、血管内光声(IVPA)成像、心内超声心动图(ICE)、经食道超声心动图(TEE)和/或其他合适的成像模态相关联的成像数据。在一些实施例中，设备102能够包括任何合适成像模态的成像部件，诸如光学成像、光学相干断层摄影(OCT)等。在一些实施例中，设备102能够包括任何合适的感测部件，包括压力传感器、流量传感器、温度传感器、光纤、反射器、反射镜、棱镜、消融元件、射频(RF)电极、导体和/或其组合。通常，设备102能够包括感测元件以获得与脉管120相关联的管腔内数据。
在一些实施例中，PIM104促进处理系统106与血管造影系统130、外部超声系统132和/或CT系统134中的一项或多项之间的通信。在一些情况下，放射线摄影/血管造影/荧光透视系统130和/或CT系统134可以用于获得对象的脉管系统的图像，其可以由医师或血管内设备102的操作者用作路线图(诸如图3A、3B、4A和4B所示的路线图304)以推进血管内设备102通过脉管系统到目标位置。具体地，处理系统106可以被配置为利用来自各种成像系统的输入来产生这样的路线图304。控制器107可以用于控制EM场设备105以沿着路线图304导航血管内设备102。在一些实施例中，路线图304可以被转变成一组指令或命令以导航血管内设备102。在一些实施例中，控制器107自动控制对血管内设备102的导航，使得操作者可以选择开始位置和结束位置，并且控制器107自动引导血管内设备102沿着路线图304到结束位置的导航而没有来自操作者的干预控制。在其他实施例中，控制器107被配置为跟随通过脉管系统的复杂区域的路线图304，而操作者可以手动地导航血管内设备102通过脉管系统的更不复杂的区域。操作者也可以能够手动地超越控制EM场设备105的自动移动，诸如以防止错误或沿着路线图304的路线对感兴趣区域进行成像，如图4A和4B所示的。路线图304可以包括沿着患者的血管的优化的路径以及沿着路径的脉管的测量结果。例如，路线图304可以基于通过脉管的中心线来创建，以保持血管内设备102居中并且由此避免对脉管壁的损伤。
尽管由血管造影系统130和/或CT系统134产生的图像对医师能够是有用的，但是患者和/或系统100的操作者能够在成像过程期间被暴露于有害辐射。为了限制对辐射的该暴露，能够有益的是，当将血管内设备102导航到目标位置和/或跟踪正在目标位置处执行的血管内治疗的进展时，结合IVUS数据使用外部超声对利用自动化系统(诸如使用EM场设备105)导航血管内设备102进行控制。除了限制患者的和操作者的辐射暴露之外，结合IVUS使用外部超声有利地允许在没有辐射屏蔽和辐射装备的情况下执行血管内治疗，这能够降低执行流程的成本，从而导致对患者和处置设施的节省。此外，以超声代替辐射可以允许血管内治疗在床边被执行，由此减少患者被移动的次数，这在患者遭受创伤的情况下能够特别重要。
在一些实施例中，IVUS数据和/或外部超声数据可以与2D或3D CT图像共配准，这可以进一步改进放置准确度并且减少流程时间。血管内设备102的放置可以利用利用该多成像系统来核实，这可以改进结果对标准荧光透视引导。在一些实施例中，血管内设备102被跟踪到如在CT图像和/或血管造影图上识别的目标位置(诸如病变或动脉瘤)。在一些实施例中，根据共配准的IVUS和CT图像数据产生的路线图可以与荧光透视数据相关以进一步改进准确度。例如，处理系统106可以基于路线图和荧光透视数据来产生成像循环，以创建并调节控制器107的命令，从而改进血管内设备102通过患者的脉管的导航。
在一些实施例中，血管内设备102包括类似于常规固态IVUS导管(诸如从Volcano公司可用的
Figure BDA0002724131100000081
导管和美国专利US 7846101中所公开的那些，通过引用将其整体并入本文)的一些特征。例如，血管内设备102可以包括在血管内设备102的远端端部附近的扫描器组件110和沿着血管内设备102的纵向主体延伸的传输线束112。线缆或传输线束112可以包括多个导体，包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个或更多个导体。
传输线束112在血管设备内102的近端端部处终止于PIM连接器114中。PIM连接器114将传输线束112电耦合到PIM104，并且将血管内设备102物理耦合到PIM104。在实施例中，血管内设备102还包括导丝出口端口116。因此，在一些实例中，血管内设备102是快速交换导管。导丝出口端口116允许导丝118朝着远端端部插入，以便引导血管内设备102通过脉管120。
在一些实施例中，血管内设备102包括在血管内设备102的远端端部处的含铁尖端121。在一些实施例中，含铁尖端121可以通过外部EM场被移动，以导航血管内设备102通过脉管120。含铁尖端121可以由响应于电磁(EM)场的任何类型的材料形成。在一些实施例中，含铁尖端包括一种或多种金属，包括铁。这些金属可以包括钢和包含钢的合金，诸如医用级不锈钢。含铁尖端可以被定尺寸用于插入在脉管中，并且可以包括促进导航通过脉管的锥形形状。含铁尖端121可以物理地连接到血管内设备102的其他元件，诸如换能器阵列124和/或扫描器组件110。在一些实施例中，含铁尖端121代替导丝118，使得没有导丝118被用于导航血管内设备102通过脉管120。在其他实施例中，血管内设备102包括导丝118和含铁尖端121两者。
管腔内感测系统100还可以包括EM场设备105和控制器107。EM场设备105可以被配置为产生EM场以控制血管内设备102在脉管120内的位置。在一些实施例中，EM场设备105包括由一个或多个电源供电的导电金属线圈。穿过线圈的电流量可以被改变以在流程期间改变EM场的强度。在一些实施例中，一个或多个电源被包含在EM场设备105内(诸如小的内部电池)，而在其他实施例中，EM场设备105通过外部导电连接来供电。在一些实施例中，EM场设备105被配置为跨过患者的身体移动以引导血管内设备102。控制器107可以是用于调节EM场设备105的EM场的任何类型的控制设备。控制器107可以包括处理器和存储器设备。在一些实施例中，控制器107被设置在EM场设备105内。在其他实施例中，控制器107是处理系统106的部分。
EM场设备105还可以包括被配置为改变所产生的EM场的取向的方向性部件。例如，EM场设备105内的线圈可以沿着可旋转平台定位。平台的角度可以作为从控制器107传送的命令的结果而改变。EM场设备105的可变方向性可以提供通过各种类型和尺寸的脉管的血管内设备102的精确控制。
EM设备105的定位可以由计算机自动地或由操作者手动地通过控制器107控制。在一些实施例中，EM场设备105被配置为被远程控制，使得不需要操作者被定位在患者附近。如果在操作期间使用荧光透视流程，则这可以减少操作者被暴露于的辐射量。
图2是体腔或脉管120内的血管内设备102和外部EM场设备105的示范性图示200。在一些实施例中，EM场设备105可以创建EM场210，EM场210可以穿过组织220和脉管120的壁并且与血管内设备102内的含铁尖端121相互作用。通常，含铁元件121能够被设置在沿着血管内设备102的长度的任何位置处，包括近端部分、中心部分、远端部分，包括远端尖端。在一些实施例中，设备102包括一个、两个、三个、四个或更多个含铁元件121。该EM场210与含铁尖端121的相互作用可以用于导航血管内设备102通过脉管120。在一些实施例中，EM场设备105可以被配置为控制血管内设备102沿着脉管120的方向212以及血管内设备102在脉管内的位置。例如，EM场设备105可以产生将血管内设备102保持在脉管120的中心中(即，使得血管内设备102到脉管壁的第一部分之间的距离D1大致上等于血管内设备102到脉管壁的第二部分之间的距离D2)的EM场210。在其他实施例中，EM场设备105可以被配置为优化血管内设备102通过脉管120的路径。例如，血管内设备102可以被移动为更靠近脉管壁，以简化通过脉管系统的复杂部分的路径或避免与脉管120内的其他组织或设备的接触。
在一些实施例中，血管内设备102的换能器阵列124可以在对血管内设备102通过脉管的导航期间是活动的。从换能器阵列124接收的IVUS数据可以用于调节血管内设备102的位置，诸如居中设备102从而避免脉管内的堵塞，将设备102从一个脉管导航到另一脉管，和/或帮助其他导航任务。例如，来自换能器阵列124的IVUS数据可以由处理系统106处理，并且被传送给控制器107以调节EM场210，使得血管内设备102相对于如通过经处理的IVUS数据识别的脉管120的测量的边界被居中。
图3A和3B是示出通过对EM场设备105的使用移动通过脉管120的管腔内设备102的示范性图示300、310。在图示300的范例中，血管内设备102通过EM场设备105的EM场210与含铁尖端121之间磁相互作用被导航通过第一脉管306和第二脉管308。血管内设备102可以沿着路线图304被导航通过脉管306、308。如上面讨论的，路线图304可以利用管腔外和/或管腔内成像数据来产生，诸如放射线摄影/血管造影/荧光透视数据、CT数据和IVUS数据。路线图304可以表示通过患者的脉管到期望处置区域(诸如目标病变)的优化路线。在一些实施例中，EM场210的强度和方向可以被改变以沿着路线图304对设备102进行导航。例如，在图示310中，路线图304穿过第一脉管306的部分和第二脉管308的部分。为了沿着路线图304对血管内设备102进行导航，EM场设备105可以利用对应于脉管306、308的几何结构的移动外部地控制。当血管内设备102接近从第一脉管306到第二脉管308的过渡时，EM场210的强度和/或角度可以被改变以将血管内设备102定位在第二脉管308内。例如，EM场210的强度可以通过到控制器107的输入来增加，以拉动含铁尖端朝向EM场设备105并进入第二脉管308。EM场210的角度也可以被改变以将血管内设备102移动到期望位置中，如图3B的范例中示出的。
图4A和4B是示范性图示400、410，其示出利用EM场设备105移动通过体腔或脉管120的血管内设备102。在图示400的范例中，血管内设备102沿着穿过脉管120的路线图304被导航。在一些实施例中，当导丝118(诸如图1中示出的导丝)沿着脉管306被移动时，血管内设备102沿着脉管120被移动。在这种情况下，EM场设备105可以不被启用。对于脉管系统的部分，移动血管内设备102的这种方法可以被使用，而对于脉管系统的其他部分，EM场设备105被启用并且用于移动血管内设备102。如上面讨论的，血管内设备102可以包括换能器阵列124，当血管内设备102沿着脉管120被移动时，换能器阵列124可以收集IVUS数据。换能器阵列124可以收集对应于脉管120内的病变405的IVUS数据，并且操作者可能想要研究病变405。如果是这种情况，则EM场设备105可以被启用，从而产生与含铁尖端121相互作用的EM场210，如图示410所示的。血管内设备102的尖端可以朝向EM场设备105被拉动，使得换能器阵列124处于对病变405进行成像的位置。在通过利用换能器阵列124收集IVUS数据来研究病变405之后，EM场设备105可以停用EM场210，并且由此将血管内设备102返回到路线图304。在一些实施例中，取决于路线图304和导丝118或其他引导设备的使用，EM场设备105可以贯穿流程打开和关闭。
图5是被定位在患者的解剖结构(包括脉管120和周围组织220)周围的示范性EM场设备502的示范性图示500。EM场设备502可以类似于如图1-4所示的EM场设备105，并且可以被连接到控制器107以及到电源。在图5的范例中，EM场设备502可以被定位在脉管和周围组织周围，诸如在患者的四肢周围。EM场设备502可以包括一个或多个EM场产生设备504，一个或多个EM场产生设备504被配置为引导EM场210通过组织220和脉管120以引导血管内设备102。EM场210可以指向各种角度，并且可以以各种强度被产生以引导血管内设备102通过各种尺寸和几何结构的脉管120。各种EM场210也可以被用于将血管内设备定位在脉管120的中心中。在一些实施例中，EM场设备502可以沿着脉管120被物理地移动以引导血管内设备102。
图6是对脉管进行成像的方法600的流程图。在一些实施例中，方法600的步骤可以由如图1-5所示的管腔内感测系统100和相关联的部件执行。应理解方法600的步骤可以以与图6中示出的不同的顺序执行，额外的步骤能够被提供在步骤之前、期间和之后，和/或在其他实施例中，所描述的步骤中的一些能够被替换或消除。方法600的步骤可以由血管内成像设备的制造商执行。
在步骤602处，方法600可以包括将管腔内感测设备插入到患者的体腔中。步骤602能够包括例如将血管内设备插入到患者的体腔中。血管内设备可以类似于如参考图1-5讨论的血管内设备102。血管内设备可以被定尺寸和成形为在脉管内被移动并且被引导到目标位置。血管内设备可以包括成像设备(诸如IVUS晶体管阵列)以及含铁尖端。血管内设备可以被连接到控制器或控制台，诸如如图1中示出的控制器107和/或处理系统106。
在步骤604处，方法600可以包括选择患者的解剖结构内的目标位置。目标位置可以在脉管的患病区域的部位(诸如病变或动脉瘤)处，或在先前操作被实行之处。目标位置可以是期望成像的区域。目标位置可以由操作者进行选择，并且可以被输入到控制器中。
在步骤606处，方法600可以包括启用EM场设备(诸如EM场设备105)以产生EM场。EM场设备可以被外部地定位，并且可以贯穿流程被移动以将血管内设备移动到期望位置。在一些实施例中，EM场设备可以被配置为被放置在患者的解剖结构周围，诸如在臂部或腿部周围，如图5所示的。在一些实施例中，由EM场设备产生的EM场的强度、角度和位置可以由控制器控制。
在步骤608处，方法600可以包括控制与血管内设备的含铁尖端相互作用的EM场以将血管内设备移动到目标位置。在一些实施例中，EM场用于沿着所选择的路径将血管内设备导航到目标位置。所选择的路径可以是使用可以为了更好准确度而共配准的成像数据(诸如IVUS、血管造影和CT)创建的路线图。血管内设备的位置和取向可以贯穿流程使用荧光透视和/或外部超声来跟踪。在一些实施例中，EM场设备可以用于自动导航血管内设备，使得操作者输入目标位置，并且系统自动产生并跟随路线图以将血管内设备引导到目标位置，而无需进一步的指令。EM场设备可以根据需要在操作期间的各个时间被打开和关闭。
在步骤610处，方法600可以包括利用管腔内设备获得目标位置处的管腔内感测数据。例如，管腔内感测数据能够包括成像数据、压力数据、流量数据等。在一些实施例中，血管内设备上的IVUS换能器在步骤610处被启用，并且将目标位置的图像传送给处理系统。
本领域技术人员将认识到，可以以各种方式修改上述装置、系统和方法。因此，本领域普通技术人员将意识到，由本公开所涵盖的实施例不限于上述的特定示范性实施例。在这方面，尽管已经示出和描述了说明性实施例，但是在前述公开中预期各种各样的修改、改变和替换。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对前述内容做出这样的变化。因此，所附权利要求应当宽泛地且以与本公开一致的方式进行解释是合适的。

Claims (18)

1.一种管腔内感测系统，包括：
管腔内感测设备，其包括：
柔性细长构件，其被定尺寸和成形用于插入到患者的体腔中，所述柔性细长构件包括近端部分和远端部分；
感测元件，其被设置在所述柔性细长构件的所述远端部分处并且被配置为获得与所述体腔相关联的管腔内数据；以及
含铁元件，其被设置在所述柔性细长构件的所述远端部分处；
电磁(EM)场设备，其被配置为产生EM场；以及
控制设备，其被配置为通过控制所述EM场相对于所述含铁元件的方向来引导所述柔性细长构件在所述体腔内的移动。
2.根据权利要求1所述的管腔内感测系统，其中，所述感测元件包括成像元件，所述成像元件被配置为获得与所述体腔相关联的管腔内成像数据。
3.根据权利要求2所述的管腔内感测系统，其中，所述成像元件包括血管内超声(IVUS)换能器。
4.根据权利要求1所述的管腔内感测系统，其中，所述控制设备被配置为基于血管造影图数据沿着路线图引导所述柔性细长构件在所述体腔内的所述移动。
5.根据权利要求1所述的管腔内感测系统，其中，所述控制设备被配置为基于计算机断层摄影(CT)数据沿着路线图引导所述柔性细长构件在所述体腔内的所述移动。
6.根据权利要求1所述的管腔内感测系统，其中，所述控制设备包括处理器，所述处理器被配置为将所述柔性细长构件自动引导到所述体腔内的目标位置。
7.根据权利要求6所述的管腔内感测系统，其中，所述目标位置包括动脉瘤。
8.根据权利要求1所述的管腔内感测系统，其中，所述控制器被配置为基于荧光透视数据来跟踪所述柔性细长构件在所述体腔内的位置。
9.根据权利要求1所述的管腔内感测系统，其中，所述EM场设备被定位在所述患者外部。
10.一种获得管腔内感测数据的方法，所述方法包括：
利用控制设备来选择管腔内感测设备在患者的体腔内的目标位置，所述管腔内感测设备包括：柔性细长构件，其被定尺寸和成形用于插入到所述体腔中；感测元件，其被配置为获得管腔内感测数据；以及含铁元件；
启用电磁(EM)场设备，所述电磁场设备被配置为产生EM场，所述EM场设备被连接到控制器；并且
利用所述控制器来控制与所述含铁元件相互作用的所述EM场，以将所述管腔内感测设备移动到所述目标位置。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
利用所述控制设备使用成像数据来产生路线图；并且
沿着所述路线图将所述管腔内感测设备移动到所述目标位置。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括利用所述控制器使用来自荧光透视设备的数据来跟踪所述柔性细长构件在所述体腔内的位置。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括利用成像部件对在所述目标位置处的所述体腔的部分进行成像。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述成像部件包括血管内超声(IVUS)换能器。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括基于由所述IVUS换能器接收的血管内成像数据沿着路线图将所述管腔内感测设备移动到所述目标位置。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括利用与IVUS数据共配准的血管造影图数据来产生所述路线图。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括利用与IVUS数据共配准的计算机断层摄影(CT)数据来产生所述路线图。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，控制所述EM场的步骤是由处理器自动执行的。
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