CN112295033A - 具有故障保护机构的导管的近侧端部上的气泡检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“具有故障保护机构的导管的近侧端部上的气泡检测器”。本发明公开了一种系统，该系统包括探针、处理器和气泡检测器。探针被配置用于插入患者的内腔中并且联接到冲洗泵。处理器被配置成通过打开和控制冲洗泵来控制冲洗流体至探针的递送。气泡检测器联接到探针的近侧部分。响应于冲洗泵被打开，气泡检测器被配置成自动开始冲洗流体中的气泡的检测，并且传输指示故障保护气泡检测可操作的故障保护信号。处理器还被配置成监测故障保护信号，并且在不存在故障保护信号的情况下，自动禁用冲洗流体的递送。

Description

具有故障保护机构的导管的近侧端部上的气泡检测器
技术领域
本发明整体涉及侵入式规程，并且具体地讲，涉及在侵入式规程期间使用的冲洗流体的监测。
背景技术
在一些侵入式医疗规程期间，可冲洗组织，并且可监测所使用的冲洗流体的气泡的发生。先前在专利文献中提出了多种气泡监测技术。例如，EP0053453、EP3076137、CN109789269各自描述了气泡检测系统。美国专利申请公布2019/054256描述了一种方法，包括从探针的远侧端部喷射冲洗流体以便冲洗组织，并且在一定时间段内从远侧端部中的温度传感器接收指示远侧端部的相应温度的初始信号。该方法还包括由初始信号制定介于上限温度阈值和下限温度阈值之间的温度范围，并且当在该时间段之后接收到的来自温度传感器的另外的信号指示另外的温度高于上限温度阈值时，发出气泡存在于冲洗流体中的警报。所有引用文献均据此以引用方式并入，如同在本文中以附录中的副本形式示出一样。
发明内容
本发明的一个实施方案提供了一种医疗系统，其包括探针、处理器和气泡检测器。探针被配置用于插入患者的内腔中并且联接到冲洗泵。处理器被配置成通过打开和控制冲洗泵来控制冲洗流体至探针的递送。气泡检测器联接到探针的近侧部分。响应于冲洗泵被打开，气泡检测器被配置成自动开始冲洗流体中的气泡的检测，并且传输指示故障保护气泡检测可操作的故障保护信号。处理器还被配置成监测故障保护信号，并且在不存在故障保护信号的情况下，自动禁用冲洗流体的递送。
在一些实施方案中，处理器还被配置成警示用户冲洗流体的递送被禁用。
在一些实施方案中，气泡检测器被配置成每隔预先指定的时间间隔传输故障保护信号。
在一个实施方案中，处理器还被配置成向用户呈现选项以覆写冲洗流体的递送的自动禁用达给定时间段。
在另一个实施方案中，气泡检测器电接线到冲洗泵的电源引线，并且因此被配置成响应于冲洗泵被打开而开始检测。
在一些实施方案中，气泡检测器并联接线到辅助电源，该辅助电源将气泡检测器保持在就绪模式，以便在冲洗泵被打开之后在给定时间延迟内开始操作。
在一些实施方案中，气泡检测器并联接线到辅助电源，该辅助电源为气泡检测器供电，而不管冲洗泵被打开还是关闭。
在一个实施方案中，该系统还包括滴落检测器，该滴落检测器附接到盐水袋的滴落室，该盐水袋包含用于在清洗期间使用的盐水。滴落检测器被配置成向冲洗泵发送盐水正从袋中滴落的指示，并且如果未发送指示，则泵逻辑被配置成禁用清洗按钮。
在另一个实施方案中，泵逻辑还被配置成，如果未从滴落检测器发送指示，并且从附接到滴落室的液位指示器接收到滴落室中的盐水水平下降的指示，则终止当前发生的任何消融并且将流速降低到空闲流。
根据本发明的实施方案，还提供了包括将探针插入患者内腔中的方法，其中探针联接到冲洗泵。通过打开和控制冲洗泵来控制冲洗流体至探针的递送。响应于冲洗泵被打开，联接到探针的近侧部分的气泡检测器被控制成自动开始冲洗流体中的气泡的检测，并且传输指示故障保护气泡检测可操作的故障保护信号。监测故障保护信号，并且在不存在故障保护信号的情况下，自动禁用冲洗流体的递送。
结合附图，通过以下对本公开的实施方案的详细描述，将更全面地理解本公开，其中：
附图说明
图1是根据本发明实施方案的基于导管的心脏消融系统的示意图；
图2是根据本发明的实施方案的联接到导管柄部的近侧端部的气泡检测器的示意性图解；
图3是示意性地描述根据本发明的实施方案的在图1所述的消融规程期间使用的故障保护架构的框图；并且
图4是根据本发明的实施方案的在图1所述的规程期间并且利用图3所述的故障保护架构执行的算法的步骤的流程图。
具体实施方式
概述
存在多种侵入式规程，诸如内部器官的消融规程，其中经历规程的组织被冲洗。在一些情况下，可在冲洗流体中产生气泡，如果气泡到达经历规程的患者，则可引起安全问题。如下所述，用于在用于泵送冲洗流体的冲洗泵处检测气泡的机构可能无法操作以检测气泡。
下文所述的本发明的实施方案提供了故障保护气泡检测系统，该故障保护气泡检测系统包括位于探针(诸如导管)的近侧部分处的气泡检测器，以用于插入患者的内腔中。在所公开的实施方案中，“近侧部分”意指探针的位于患者体外的部分。探针连接到控制台，该控制台包括处理器控制的冲洗泵，该处理器控制的冲洗泵用于经由探针递送冲洗流体以冲洗组织。气泡检测器具有故障保护机构，以确保检测器响应于冲洗泵被打开而开始检测流动流体中可能的气泡。
在一些实施方案中，提供了故障保护布线架构，其中气泡检测器以一定方式连接到冲洗泵，使得每当冲洗泵开始操作时，气泡检测器也自动开始其操作。例如，气泡检测器可接线到位于冲洗泵上的电源引线。
在一些实施方案中，气泡检测器在操作时周期性地传输指示气泡检测系统的正确操作的故障保护信号。处理器接收这些故障保护信号，并且在不存在故障保护信号的情况下，被配置成关闭冲洗泵并警示用户冲洗被禁用。另选地，处理器首先警示用户，并且仅随后在预先指定的持续时间内关闭冲洗泵。
在一些实施方案中，处理器还被配置成向用户呈现选项以覆写冲洗的自动禁用达给定时间段，并且允许冲洗泵在自动关闭之前继续操作。在一个实施方案中，给定持续时间可由用户进一步延长。
在一些实施方案中，所公开的用于气泡检测的系统被提供为传统系统的附加方案，以克服潜在危险的医疗场景，其中尽管系统配备有气泡检测子系统，但对于气泡没有充分监测冲洗。
通过将具有故障保护机构的附加气泡检测器定位在探针的近侧部分处，本发明的实施方案可在需要冲洗的侵入式医疗规程期间增强患者安全性。
具有故障保护机构的导管的近侧端部上的气泡检测器
图1为根据本发明的实施方案的基于导管的心脏消融系统12的示意图。医师14使用系统12来执行侵入式规程，以举例的方式，假设该侵入式规程包括患者18的心脏的心肌16的一部分的射频(RF)消融。
为了执行消融，医师14使用导管柄部19将导管20插入已经预先定位在患者的内腔中的护套21中。护套21被定位成使得导管的远侧端部22在离开护套的远侧端部之后可进入患者的心脏并然后接触心脏的组织。
系统12由系统处理器46和接口电路45控制。处理器可编程为执行本文所公开的至少一种算法，该算法包括下文所述的步骤。处理器使用接口电路45以便执行算法。
处理器46被定位于系统12的操作控制台48中。控制台48包括由医师14使用以与处理器46通信的控件49，该处理器46与模块库50中的模块通信以实施规程。库50中的模块的功能在下文有所描述。
在由医师14执行的规程期间，向远侧端部22供应由冲洗泵24泵送的冲洗流体，通常为肝素化生理盐水溶液。在一些实施方案中，冲洗泵24包括蠕动泵；另选地，可使用任何其它合适的冲洗流体泵。
处理器46的冲洗模块56控制流体经由冲洗管材26从泵24到导管20的流速。在处理器46的总体控制下，冲洗模块56通常被配置成根据需要将流体流速从零速率改变到预定义的最大速率。在一个实施方案中，一旦远侧端部22已被插入护套21中，模块56就操作泵24以提供约5ml/min的最小流体流速，该最小流体流速在医师14开始消融时由模块增加。
冲洗泵24还包括气泡检测子系统27，该气泡检测子系统在冲洗流体被提供给导管时操作。气泡检测子系统27设置在冲洗泵24的出口附近。如果子系统27检测到气泡，则冲洗流体的流动通常由处理器46自动停止。然而，在一些情况下，处理器46最初向医师14发出关于冲洗流体中气泡的存在的警报。警报可以是听觉非言语警告，诸如铃声或广播给医师的记录陈述。另选地或除此之外，警报可以是视觉警告，诸如接通的灯或屏幕60上的警告通知62。
气泡检测子系统27通常在用于清理冲洗管的“清洗”阶段(也称为“飞溅”)期间自动禁用。当导管20插入患者体内时，通常不调用清洗阶段，然而，此类事件可能意外发生。在这种情况下，气泡检测子系统27可能无法检测气泡是否进入患者，从而存在随之而来的问题。
本发明的实施方案提供了额外的气泡检测器25，以防止用未被检测子系统27阻止的气泡操作的冲洗事件。在确保每当冲洗泵24被打开时，气泡检测器25自动开始操作以检测气泡的故障保护方案中，气泡检测器25经由缆线37连接到冲洗泵24。然而，为了实现清洗，在一个实施方案中，当医师推动用于启动清洗的专用清洗按钮时，气泡检测器25关闭。在另一个实施方案中，每当完成清洗(例如，飞溅)时，气泡检测器25与导管的近侧部分断开，并且事后医师将气泡检测器25连接到导管。
例如，可通过将气泡检测器25直接接线到冲洗泵24的电源引线来实现故障保护方案。在一些实施方案中，气泡检测器25可以经由缆线连接到冲洗泵24。在其他实施方案中，将逻辑用于故障保护方案，其中气泡检测器25无线地连接到冲洗泵24的控件，以触发泵24的停用。
在任选的实施方案中，滴落检测器或液位指示器附接到盐水袋的滴落室，该盐水袋包含用于在清洗期间使用的盐水。滴落检测器向冲洗泵发送盐水正流出袋的指示。如果不发送指示(因为没有盐水流出袋)，则泵逻辑被配置成禁用下述清洗按钮，因为袋是空的。
在任选的实施方案中，泵逻辑可被配置成识别何时不存在液滴，但液位指示器减小(指示盐水正在流动但袋是空的)。在这种情况下，泵逻辑可以终止当前正在发生的任何消融并且将流速降低到空闲流。这可允许医师在空气被抽吸到管材中并且迫使冲洗停止之前有足够的时间来更换空的IV袋。滴落计数器和液位指示器两者的组合还可允许识别堵塞，无论是来自闭合的活塞还是堵塞的装置。
气泡检测器25位于导管20的近侧部分(例如，结合到导管20的近侧部分中或装配在导管20的近侧部分之上)，并且被配置成响应于在冲洗流体中检测到的气泡而经由缆线35将信号传输到处理器46。处理器被配置成在额外气泡检测器检测到气泡的情况下停止冲洗流。因此，即使冲洗泵24的气泡检测子系统27被禁用，也可在检测到气泡时禁用冲洗。
在一些实施方案中，气泡检测器25是传统探针的附加装置，例如通过将检测器装配在导管20的冲洗管上并且将气泡检测器25电连接到控制台48以执行图4所述的步骤。同时，处理器46或冲洗泵24的另一个控制器被配置成响应于来自气泡检测器25的信号执行步骤，也如下文在图4中所述。
在一些实施方案中，气泡检测器25以故障保护模式起作用，以确保冲洗被禁用，除非气泡传感器25主动指示其正在操作。在一个实施方案中，气泡检测器25被配置成经由缆线35将故障保护信号传输到处理器46，以指示气泡检测器25在预先指定的时间间隔处(例如，周期性地)是有效的。处理器46被配置成关闭冲洗泵24，除非在预先指定的持续时间内接收到这种故障保护信号。预先指定的持续时间和时间间隔是可调节的。在另一个实施方案中，在禁用冲洗之前，处理器使用上述方法中的一种警示医师14。
在另一个实施方案中，气泡检测器25包括自检，诸如工业中存在的自检，以检测检测器25的故障，由此气泡检测器25被配置成在自检测到此类故障的情况下停止经由缆线35发送故障保护信号。
处理器46使用温度模块52来分析从远侧端部22中的温度传感器接收的信号。根据所分析的信号，处理器46确定远侧端部的温度，并且在一个实施方案中，在2017年8月15日提交的名称为“Detection of Bubbles in Irrigation Fluid”的上述美国专利申请公布2019/054256中所述的气泡检测算法中使用所感测的温度。，其被转让给本专利申请的受让人，并且其公开内容以引用方式并入本文。
模块库50还包括消融模块54，该消融模块使得处理器46能够经由远侧端部22的所选择的电极(下文所述)和患者皮肤上的返回电极(图中未示出)将RF电流注入心肌16中，以便消融心肌的与所选择的电极接触的区域。消融模块还使得处理器能够设定所注入电流的参数，诸如其频率、耗散的功率和注入的持续时间。
为了操作系统12，模块库50通常包括除上述那些之外的模块，诸如使得处理器能够测量远侧端部上的力的力模块，以及使得处理器能够经由远侧端部中的电极从心肌16获取电势的心电图(ECG)模块。为简明起见，图1未示出其他此类模块。所有模块可包括硬件以及软件元件。
可将用于处理器46和模块库50的模块的软件通过例如网络以电子形式下载到处理器。另选地或除此之外，软件可通过非临时性有形介质诸如光学、磁性或电子存储介质提供。处理器(并且通常为模块)包括用于存储下载的软件以及用于存储由系统12生成的数据的存储器。
处理器46可在显示屏60上呈现由医师14执行的规程的结果，以及下文参考图4所述的算法的结果。
故障保护气泡检测
图2为根据本发明的实施方案的联接到导管柄部19的近侧端部的气泡检测器125的示意性图解。在该实施方案中，每当完成清洗(例如，飞溅)时，医师14可容易地将气泡检测器125与导管的近侧部分断开，并且事后医师14将气泡检测器125重新连接到柄部19以提供所公开的故障保护配置。
图3是示意性地描述根据本发明的实施方案的在图1所述的消融规程期间使用的故障保护架构66的框图。如图所示，泵24连接到电动势电源59。处理器46可经由线55指示中继装置57闭合或断开开关47，从而分别接通和断开泵24。在图3中，气泡检测器25在故障保护功率布线方案中并联接线到泵24，其中该检测器接线到该冲洗泵的电源引线44a和44b。该故障保护功率布线方案确保每当泵24接收操作功率时气泡检测器25被接通。
在操作时，气泡检测器25经由线35向处理器46发送故障保护信号，以供处理器46定期验证气泡检测器25是否正常操作。如果处理器46停止接收故障保护信号，则处理器46经由命令线55引导继电器57断开开关47，以便关闭冲洗泵24并停止冲洗流体的流动。故障保护信号的示例是经由温度传感器在气泡检测器25附近给出有效温度的信号，该温度传感器仅在气泡检测器25有效时工作。
在任选的实施方案中，气泡检测器25并联接线到另一个电源(未示出)，该另一个电源使得气泡检测器能够处于就绪模式，以便在冲洗泵被打开之后在给定时间延迟内开始操作。在另一个任选的实施方案中，另一个电源使得气泡检测器能够操作，而不管冲洗泵被打开还是关闭。
图3所示的故障保护架构66的示例完全是为了概念清晰而选择的。在实践中，故障保护机构可被不同地设计，或者包括附加元件(例如，不间断电源(UPS))，如本领域普通技术人员将会发生的那样。
图4是根据本发明的实施方案的在图1所述的规程期间并且利用图3所述的故障保护架构66执行的算法的步骤的流程图。
根据所呈现的实施方案，算法执行从医师14首先激活冲洗开始的过程，包括在打开冲洗步骤70中打开泵24、清洗冲洗通道并建立空闲流速。接下来，在导管插入步骤72处，医师14将导管20插入到已预先定位在患者18的内腔中的护套21中，该导管被插入到控制台48中并且联接到冲洗泵24。
通过根据故障保护架构66接线到冲洗泵24，并且在气泡检测步骤74处，位于导管20的近侧部分处的气泡检测器25自动打开并开始气泡检测。然而，为了启用步骤70，在一个实施方案中，当医师推动用于启动清洗的专用按钮时，气泡检测器25关闭。
在传输故障保护信号步骤76处，气泡检测器25传输故障保护信号以指示检测器正在正确地执行气泡检测。
在接收故障保护信号步骤78处，由控制冲洗模块24的处理器46接收故障保护信号。
在故障保护检查步骤80中，处理器46根据需要在每个预先指定的时间间隔期间连续地检查故障保护信号是否被接收。只要接收到故障保护信号，过程就返回到步骤78以继续监测。如果处理器46在预先指定的持续时间内未接收到故障保护信号，则在故障保护关闭步骤82处，处理器46然后指示关闭冲洗泵24。同时，在警示步骤84处，处理器46例如通过上述视听方法向用户发出冲洗正被关闭的警示。
虽然本文描述的实施方案主要涉及心脏应用，但是本文所述的方法和系统也可用于其它临床应用中，诸如需要在规程期间将液体流入患者体内的任何侵入式医疗规程中。
应当理解，上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述描述时将会想到该变型和修改，并且该变型和修改并未在现有技术中公开。

Claims (15)

1.一种系统，包括：
探针，所述探针用于插入患者的内腔中，其中所述探针联接到冲洗泵；
气泡检测子系统，所述气泡检测子系统靠近所述冲洗泵的出口设置；
处理器，所述处理器被配置成通过打开和控制所述冲洗泵来控制冲洗流体至所述探针的递送；
气泡检测器，所述气泡检测器联接到所述探针的近侧部分，其中响应于所述冲洗泵被打开，所述气泡检测器被配置成：
自动开始所述冲洗流体中的气泡的检测；以及
传输指示故障保护气泡检测可操作的故障保护信号；并且
其中所述处理器还被配置成监测所述故障保护信号，并且在不存在故障保护信号的情况下，自动禁用所述冲洗流体的递送。
2.一种系统，包括：
探针，所述探针用于插入患者的内腔中，其中所述探针联接到冲洗泵；
处理器，所述处理器被配置成通过打开和控制所述冲洗泵来控制冲洗流体至所述探针的递送；
气泡检测器，所述气泡检测器联接到所述探针的近侧部分，其中响应于所述冲洗泵被打开，所述气泡检测器被配置成：
自动开始所述冲洗流体中的气泡的检测；以及
传输指示气泡检测可操作的信号；并且
其中所述处理器还被配置成监测所述信号，并且在不存在信号的情况下，自动禁用所述冲洗流体的递送。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括气泡检测系统，所述气泡检测系统靠近所述冲洗泵的出口设置。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置成警示用户所述冲洗流体的所述递送被禁用。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述气泡检测器被配置成每隔预先指定的时间间隔传输所述故障保护信号。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置成向用户呈现选项以覆写所述冲洗流体的所述递送的所述自动禁用达给定时间段。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述气泡检测器电接线到所述冲洗泵的电源引线，并且因此被配置成响应于所述冲洗泵被打开而开始所述检测。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述气泡检测器并联接线到辅助电源，所述辅助电源将所述气泡检测器保持在就绪模式下，以便在所述冲洗泵被打开之后在给定时间延迟内开始操作。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述气泡检测器并联接线到辅助电源，所述辅助电源为所述气泡检测器供电，而不管所述冲洗泵被打开还是关闭。
10.根据权利要求1所述的系统，并且包括滴落检测器，所述滴落检测器附接到盐水袋的滴落室，所述盐水袋包含用于在清洗期间使用的盐水，其中所述滴落检测器被配置成向所述冲洗泵发送盐水正从所述袋滴落的指示，并且其中如果未发送指示，则泵逻辑被配置成禁用清洗按钮。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述泵逻辑还被配置成，如果未从所述滴落检测器发送指示，并且从附接到滴落室的液位指示器接收到所述滴落室中的盐水水平下降的指示，则终止任何当前发生的消融并且将流速降低到空闲流。
12.一种方法，包括：
将探针插入患者的内腔中，其中所述探针联接到冲洗泵；
通过打开并控制所述冲洗泵来控制冲洗流体至所述探针的递送；
响应于所述冲洗泵被打开，控制联接到所述探针的近侧部分的气泡检测器，以自动开始所述冲洗流体中的气泡的检测，并且传输指示故障保护气泡检测可操作的故障保护信号；以及
监测所述故障保护信号，并且在不存在故障保护信号的情况下，自动禁用所述冲洗流体的递送。
13.根据权利要求12所述的方法，并且包括警示用户所述冲洗流体的所述递送被禁用。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，传输所述故障保护信号包括每隔预先指定的时间间隔传输所述故障保护信号。
15.根据权利要求12所述的方法，并且包括向用户呈现选项以覆写所述冲洗流体的所述递送的所述自动禁用达给定时间段。
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