CN112437631A - 定向和区域生物阻抗出血检测技术 - Google Patents

定向和区域生物阻抗出血检测技术 Download PDF

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CN112437631A CN201980036360.8A CN201980036360A CN112437631A CN 112437631 A CN112437631 A CN 112437631A CN 201980036360 A CN201980036360 A CN 201980036360A CN 112437631 A CN112437631 A CN 112437631A
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K·M·比歇
P·热内洛瓦
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Abstract

一种系统包括导引器和测量装置。导引器可用于将导管插入患者的血管中。导引器包括中空的护套,以在将导管插入血管中时接收导管。第一多个电极设置在护套上。测量装置耦合到电极,并且被配置成通过确定第一多个电极中的第一对电极之间的阻抗来检测患者中在沿着护套的第一区域处的出血,并且通过确定第一多个电极中的第二对电极之间的阻抗来检测患者中在沿着护套的第二区域处的出血。

Description

定向和区域生物阻抗出血检测技术
技术领域
本发明涉及使用生物阻抗检测出血。
背景技术
射频消融术(RF消融术)或涉及在心腔、冠状动脉或心脏的静脉组织之内的操作的其他侵入性心脏手术已挽救了许多生命。这些手术通常涉及经皮进入心腔或心外膜动脉或静脉血管。导管、起搏导线、护套或其他类型的装置操作往往作为这些手术的关键部分执行。这样的示例包括球囊血管成形术或支架置入术。通常,需要通过导管进入股动脉,以能够进入心脏或身体中的其他部位。
这些和类似的手术的罕见但潜在的危险并发症是导管插入其中的血管的意外穿孔。例如,最初刺入血管中的针可能无意中刺入血管的后侧,而不仅是导引器护套和导管要插入其中的前侧。在临床手术中,通过血流动力学紊乱(例如,血压下降)的发作预示穿孔的发生并不罕见。在这种情况下,医务人员可能无法认识到存在后侧血管穿孔,直到检测到血压下降。重要的临床意义在于,早期检测出这种穿孔可以允许操作者实施干预措施(例如,停止围手术期的抗凝),所述干预措施将减轻心包积液的不良后果。
在导管插入期间由后侧穿孔引起的血管外积血所致的血肿,可能导致疼痛、失血、休克、乃至死亡。不幸的是,它的检测通常没有立即被注意到,并且往往只在低血压或其他症状被注意到之后才被注意到。
发明内容
一种系统包括导引器和测量装置。导引器可用于将导管插入患者的血管中。导引器包括中空的护套,以在将导管插入血管中时接收导管。第一多个电极设置在护套上。测量装置耦合到电极,并且被配置成通过确定第一多个电极中的第一对电极之间的阻抗来检测患者中在沿着护套的第一区域处的出血,并且通过确定第一多个电极中的第二对电极之间的阻抗来检测患者中在沿着护套的第二区域处的出血。
附图说明
对于各种示例的详细说明,现在将参考附图,在其中:
图1是根据本文公开的原理的导引器护套的透视图,所述导引器护套具有可用于确定阻抗的电极,所述阻抗用于出血的检测;
图2是图1的导引器的冲洗管的沿截面II-II截取的横截面图;
图3至图6是图1的导引器的护套的沿截面III-III截取的横截面图,并且示出了电极沿着护套和在护套内的不同位置;
图7是图1的导引器的阻抗评估单元的顶部横截面图;
图8是图1的导引器的阻抗评估单元的分解图;
图9是图1的导引器的阻抗评估单元的框图;
图10示出了图1的阻抗评估单元和导引器的使用的示意图;
图11和图12是根据各种实施例的方法的框图。
图13是根据本文公开的原理通过无线连接传输数据的一对阻抗评估单元的透视图;以及
图14是图1的导引器的阻抗评估单元的操作逻辑的框图。
图15示出了使用电极来实现多个阻抗区的示例。
图16示出了在护套和导线上使用电极来实现多个阻抗区的另一个示例。
图17示出了向用户提供视觉反馈的显示器的示例。
图18示出了确定出血状况的位置的方法的示例。
图19示出了使用光学传感器来确定用于在测量阻抗中重复使用的导线的正确位置的示例。
图20a和图20b阐示了图19的光学传感器的使用。
具体实施方式
下面的讨论针对各种示例性实施例。然而,本领域技术人员将理解,本文公开的示例具有广泛的应用,并且对任何实施例的讨论仅意味着是该实施例的示例,而不旨在暗示包括权利要求的本公开的范围受限于该实施例。
贯穿以下描述和权利要求,某些术语用于指特定的特征或部件。如本领域技术人员将理解的,不同的人可能用不同的名称来指相同的特征或部件。本文献不旨在区分在名称而非功能方面不同的部件或特征。附图的图不一定按比例绘制。本文的某些特征和部件可以按比例放大或以某种示意性的形式示出,并且为了清楚和简洁起见,常规元件的一些细节可能没有示出。
在以下讨论中和在权利要求中,术语“包括(including)”和“包括(comprising)”以开放式方式使用,并且因此应解释为表示“包括但不限于……”。而且,术语“耦合(couple)”或“耦合(couples)”旨在表示间接的或直接的连接。因此,如果第一装置耦合到第二装置,则该连接可以通过直接连接,或者通过经由其他装置、部件和连接的间接连接。另外,如本文所使用的,术语“轴向”和“轴向地”通常表示沿着或平行于中心轴线(例如,本体或端口的中心轴线),而术语“径向”和“径向地”通常表示垂直于中心轴线。例如,轴向距离是指沿着或平行于中心轴线测量的距离,而径向距离表示垂直于中心轴线测量的距离。此外,在以下讨论中和在权利要求中,术语“液体”被定义为包括血液和可能从脉管或器官渗出或漏出的其他类型的体液或气体。所有对阻抗测量进行的引用包括本文所描述的由阻抗评估单元和外部设备的组合所执行的任何变型。
如先前所描述的,非有意的血管穿孔难以在将导管插入其中时快速被识别,并且可能在医疗手术(例如,射频消融)期间导致危险的并发症。因此,一种能够在症状发作之前更快速地发觉心包或腹膜后出血、动静脉瘘或血肿的存在的方法和装置是非常被期望的。快速发觉这种出血或积液可以导致更及时的处理,例如中止手术或在这种心脏手术期间逆转患者的抗凝反应。因此,根据本文公开的优选实施例,本文公开了一种系统和方法,其涉及实时评估身体组织的电阻或阻抗以检测出血状况。在导管插入部位处的血管周围区域中足够的液体或血液的积聚导致这些身体组织的直流(DC)电阻和/或复阻抗中的一个或两者的变化。电阻或复阻抗的变化表明在电流经过的血管的周围的空间中积聚了液体。本发明的实施例还使用两个向量之间的传导时间作为可以分析的另一个变量。本文描述了用于测量阻抗以检测液体渗出的各种实施例。阻抗可以通过注入已知电流(DC或AC)并测量产生的电压,或在电极上施加已知电压并测量产生的电流来计算。电压与电流的比确定阻抗。然后阻抗可以被用来检测病人是否出血。
根据一个这样的实施例,图1阐示了可用于将导管(未示出)插入血管(静脉或动脉)中的导引器10。导引器10包括中空护套12(也称为“导引器护套”),所述中空护套12具有可插入人的血管中的远端19。血管可以是动脉或静脉。在至少一个应用中,血管是股动脉,但也可以使用其他血管。在图1的说明性实施例中,在护套12上设置了一个或多个电极20a、20b、20c和20d。这种电极可以设置在沿着护套12的各种位置的任意处。尽管在图1的示例中在护套12上示出了四个电极,但是在其他实施例中,可以包括任何数量(一个或多个)。如下面将解释的,电极20a、20b、20c、20d可用于测量人的阻抗,以便检测出血(例如,腹膜后出血)。用于测量阻抗的电极中的至少一个可以位于护套之外(例如,贴到患者皮肤的贴片电极)。
也可以测量护套12之内和/或上的电极(例如,电极20a、20b、20c、20d)的对之间的阻抗,以评估是否存在诸如血液积聚或靠近护套12的现象。在各种实施例中,系统可以仅使用一对电极,使得注入的电流和检测到的电压来自一对电极。在其他实施例中,系统可以使用多对电极,使得注入的电流使用一对电极,并且检测到的电压来自不同的一对电极。例如,一对电极用于注入电流,并且另一对电极用于测量产生的电压,以由此评估阻抗,或反之亦然(将已知电压施加在电极对上,并且测量电流)。尽管使用两对不同的电极,但两对电极可以共用电极。利用多个电极的其他配置也是可行的实施例。
护套12可以耦合到套节(hub)21,所述套节21可以包含止血阀21,侧臂或冲洗管14可以从所述止血阀21延伸,允许护套12用于给与液体和/或药物。冲洗管14包括耦合到套节21的第一或近端14a和与近端14a相对的第二或远端14b、在端14a、14b之间延伸的外表面14c,并且如在图2中最好地显示的,中心通孔13也在端14a、14b之间延伸。阀16耦合到远端14b,并且被配置成在操作期间允许、限制和/或调整沿着通孔13的液体流通。导引器10还包括扩张器28,所述扩张器28可插入中空护套12中。扩张器28和护套12起作用以允许导管(未示出)被插入血管中。独立于上述特征地,护套12还可以包括其他特征,以有助于简单地“剥离”移除,而不干扰已经穿过护套12的内腔的导管。
仍然参见图1,电导体17(例如,电线)沿着护套12的至少部分从电极20a、20b、20c、20d延伸到套节21,然后在所述套节21处,它们在冲洗管14的壁之内(或冲洗管14的壁的内侧或外侧上)布线到阻抗评估单元100,所述阻抗评估单元100耦合到端14a、14b之间的冲洗管14。下面将更详细地描述阻抗评估单元100的具体结构和功能。简单地参见图2,导体17沿着在通孔13与外表面14c之间的冲洗管14布线。导体17优选地包括用于每个电极(例如,电极20a、20b、20c、20d)的至少一个绝缘导体。在本实施例中,导体17包括总共六(6)个导体17a、17b、17c、17d、17e、17f,其中导体17a、17b、17c、17d分别耦合到电极20a、20b、20c、20d,并且导体17e和17f将阻抗评估单元100耦合到自动开关组件,所述自动开关组件包含在例如套节21中,并将在下面更详细地描述。导体17a、17b、17c、17d可用于分别在护套12上的电极20a、20b、20c、20d与设置在冲洗管14上的阻抗评估单元100之间传导信号。可以测量任何单独对电极之间的阻抗。还应当理解,在其他实施例中,导体17在护套12内侧或之内布线(例如,以上面针对冲洗管14所描述的类似方式)。
图3至图6阐示了电极20a的各种实施例;然而,应当理解,其他电极20b、20c、20d中的每一个可以类似地沿着护套12定位。每个图(即,图3至图6)示出了护套12的沿图1中的截面III-III面向远端19的横截面图。首先参见图3,护套12包括材料24,所述材料24形成为管状构件,并且包括内表面23和外表面25。在图3的实施例中,电极20a包括围绕外表面25的周界的一部分设置的部分环形电极。在一些实施例中,电极20a(例如,经由胶水)粘附到外表面25。在其他实施例中,电极20a覆盖外表面25的周界的50%以上,并且像手镯一样保持(例如,夹持)在适当位置。图4阐示了电极20a的实施例,在其中,电极20a是完整环形电极(即,完全包围护套12的外表面25)。在另一实施例中,电极经由护套的壁之内的挠性电路电连接到阻抗评估单元100。
在图3和图4中,电极20a设置在护套的外表面25上。相反,在图5的实施例中,电极20a嵌入在护套12的材料24之内,在这种情况下,护套材料(或至少电极之间的护套材料的区段)必须在所采用的范围内是传导电信号的。此外,为了血栓的检测的目的,可以测量这些电极之间的阻抗或传导性(用于检测出血)。在图6中,电极20a设置在护套12的内表面23上,并因此在护套的内中空部分之内。
在一些实施例中,电极20a位于护套12上,使得一旦护套12被插入血管中,电极20a将位于血管内。在其他实施例中,电极20a(或电极20a、20b、20c、20d中的至少一个)可以在血管外(甚至可能在人的身体外)设置在护套12上在近端处。在这样的实施例中,电极20a(或电极20a、20b、20c、20d中的任何一个)优选地设置在护套的内表面上(类似于图5中所示的)。通常,护套12充满体液(例如,血液)。
现在参见图1、图7和图8,阻抗评估单元100分别经由导体17a、17b、17c、17d连接到电极20a、20b、20c、20d,并且在阻抗测量操作期间使用。在本实施例中,单元100包括限定内腔110的外壳或本体102。如在图7和图8中最好地显示的,腔110容纳动力源114和各种其他电子部件(在参考号120处共同示出)。在一些实施例中,动力源114是(一次性的或可充电的)电池;然而,在仍然符合本文所描述的原理的同时,可以利用任何合适的电动力源。例如,在其他实施例中,动力源114可以包括充电电容器、无线动力接收器或其组合。
本体102包括各自延伸到腔110中的第一端口103和第二端口105。如将在下面更详细地描述的,在导引器10的组装期间,冲洗管14经由端口103、105穿过单元100的腔110被布线。如在图7中示意性地示出的,导体17a、17b、17c、17d从腔110之内的冲洗管14引出,并且布线到设置在其中的电子部件120,从而确保在操作期间电极20a、20b、20c、20d与腔110之内的部件之间的连接(例如,电连接)。如在图8中最好地显示的,本体102包括第一或上部壳体构件104、第二或下部壳体构件106以及设置在壳体构件104、106之间的垫圈或密封构件108。壳体构件104、106和垫圈108一起限定腔110和端口103、105。外覆盖构件109围绕每个壳体构件104、106设置,以给单元100的各种部件提供适当的标记和覆盖。在本实施例中,多个指示器灯112沿着本体102的边缘设置。灯112被利用来向用户(例如,医生、技师等)提供反馈,以有助于和优化用单元100和导引器10的操作。在本实施例中,灯112是发光二极管(LED);然而,应当理解,在仍然符合本文所公开的原理的同时,可以使用任何合适的发光装置。
参见图7和图8,当阻抗评估单元100被夹持到或以其他方式连接到导引器10的冲洗管14时,冲洗管14如先前所描述地被布线通过端口103、105穿过腔110。具体地,如在图7中最好地显示的,冲洗管14在端口103、104之间延伸穿过腔110,并且被布线在动力源114与设置在腔110之内的其他各种电子部件120之间。换句话说,在图7的实施例中,冲洗管14夹在腔110之内的动力源114与电子部件120之间。在本实施例中,由于动力源在端口103、105之间对齐,如所示出的,冲洗管13在其于端口103、105之间延伸时围绕动力源14弯曲或弯折。在不限于该理论或任何其他理论的情况下,冲洗管14中的该弯曲或弯折的区域14'在操作期间为阻抗评估单元100沿着冲洗管14的自由移动提供阻力。特别地,由于冲洗管的外表面14c(图2)和本体102靠近端口103、105的内表面的接合,本体102,特别是端口103、105沿着管14的滑动接合受到阻碍。同样,在不限于该理论或任何其他理论的情况下,对单元100沿着冲洗管14的自由移动的这种阻力防止导体17a、17b、17c、17d的过度张紧,这可能导致:由于例如导体17a、17b、17c、17d中的一个或多个的断裂,导体17a、17b、17c、17d分别与电极20a、20b、20c、20d和/或单元100的电子部件120之间的连通性的损失。
图9示出了阻抗评估单元100的框图。如先前所描述的,阻抗评估单元100之内的腔110容纳动力源114和诸如在图9的示例中所示出的那些的各种电子部件(例如,在图7中在参考号120处共同示出的部件)。如在图9的示例中所示出的,电子部件包括控制器150、无线收发器152、存储器154、源单元156、警报器157、指示器灯112和测量单元158。动力源114向诸如控制器150、无线收发器152、存储器154和源单元156的电子部件提供电动力。
控制器150执行提供在存储器154上的软件160。控制器150在执行软件160时,向阻抗评估单元100提供本文所描述的一些或全部功能。存储器154可以包括易失性存储器(例如,随机存取存储元件)、非易失性存储器(例如,闪存存储器、只读存储元件等)或易失性存储器和非易失性存储器二者的组合。由软件消耗或产生的数据162也可以存储在存储器154上。例如,测量的电流或电压值、计算的阻抗值、出血检测警报等可以存储在存储器154上,等待通过无线收发器152无线传输到外部设备(例如,床边监视器、计算机等)。
无线收发器152可以根据任何合适的无线协议来实现,例如,近场通信(NFC)、BLUETOOTH.RTM.、WiFi(任何IEEE 802.11x协议族)等。收发器152可能能够仅发送,或者可能能够发送和接收。控制器152使无线收发器发送指示阻抗的值(电流、电压)或阻抗值本身。收发器152可以是双向装置,以允许数据的输出传送,以及从外部设备接收输入命令。例如,外部设备可以经由无线收发器152向控制器150发命令,以命令阻抗评估单元248启动通过其确定阻抗的过程,或发送先前存储的数据(例如,电流、电压和/或阻抗)。
在一些实施例中,无线收发器152是NFC单元,其被配置成与相对接近无线收发器(到无线收发器在3.9 in或10 cm或更小值之内)的部件无线通信。因此,在这样的实施例中,如在图1和图9二者中所示出的,阻抗评估单元100可以无线耦合到无线通信单元180,所述无线通信单元180包括无线收发器182和无线天线184。无线通信单元180优选地在阻抗评估单元100外部,并且可以在操作期间可释放地连接到单元100的本体102,以在单元100与设置在相对远离单元100的其他部件和/或装置(例如,床边监视器、计算机等)之间建立通信。具体地,无线收发器184被配置成在无线通信单元180足够接近评估单元100适于NFC通信时接收从收发器152发出的NFC通信。然后,可以通过天线182将由收发器184从阻抗评估单元100接收到的信号中编码的信号和/或数据无线地转发到另一外部设备(例如,独立的计算装置和/或床边监视器)。由无线通信单元180使用以与诸如床边监视器的外部设备通信的无线协议可以是比NFC更长范围的协议。例如,在无线通信单元180与床边监视器之间的通信协议可以是WiFi、BLUETOOTH.RTM.等。
无线通信单元180可以通过任何合适的连接方法耦合或连接到阻抗评估单元100的本体102的任何部分,同时仍然符合本文所公开的原理。例如,可以用一个或多个卡扣、磁铁、支架、机械连接器(例如,针状连接器)等将通信单元180连接到阻抗评估单元100的本体102。在至少一些实施例中,通信单元180可释放地连接到阻抗评估单元100的本体102,以便在操作期间允许单元180从单元100快速脱离。具体地,在至少一些实施例中,阻抗评估单元100被设计为单次使用装置,其在初始使用之后被丢弃。因此,在阻抗评估单元100与通信单元180之间提供可容易地释放的连接允许用户在单个单元180的操作寿命期间,用多个不同阻抗评估单元100来利用通信单元180,所述通信单元180可以包括更耐用的和/或更昂贵的电子部件。
源单元156从动力源114接收动力,并在控制器150的控制下产生电流或电压。源单元156可以产生预定电流或电压,并且被泛称为源单元,以指示任一种或两种可能性。源单元156连接到一对电极(图9的示例中的电极20a和20d)。作为电流源,源单元156通过电极20a、20d中的一个注入预定(即,固定的)电流,并通过电极20a、20d中的另一个接收返回电流。注入的电流可以包括一系列脉冲或持续电流。电流的大小可以在亚生理范围内,例如,1毫安或更小。如果使用脉冲串,则脉冲宽度可以是0.2毫秒或更小,并且具有在5,000与500,000 Hz或更高值之间的频率。附加地或备选地,源单元156可以同时注入多个频率的电流。多个频率可以例如是五个频率,其可以是5 KHz、10 KHz、50 KHz、100 KHz和500 KHz。
测量单元158测量产生的电压或电流。即,如果源单元156将预定电流注入患者,则测量单元158测量产生的电压。如果源单元156跨越电极20a、20d施加预定电压,则测量单元158测量产生的电流。在任一情况下,测量单元158将所测量的电参数提供给控制器150。
控制器150因此知道由源单元156产生的预定电流或电压的大小以及从测量单元158测量的电压或电流的大小。这样,控制器150可以将阻抗计算为电压与电流的比,并将计算的阻抗传送到外部设备。然而,如上所述,控制器150可以不计算阻抗,而是可以将所测量的电参数(电压或电流)传送到外部设备用于外部设备计算阻抗。外部设备可以知道或可以不知道由源单元156设置了什么预定电流或电压。如果外部设备确实知道源单元的电流/电压的大小,则不需要(但当然可以)将该值传送到外部设备。如果外部设备不知道源单元的电流/电压大小,控制器150优选地传送来自测量单元158的测量的电压/电流和源单元的预定电流/电压。
另外,如在下面将更详细地描述的,控制器150和/或外部设备可以用于基于阻抗测量来检测出血。因此,在一些实施例中,控制器150可以计算阻抗,然后检测出血作为结果。在其他实施例中,控制器150可以计算阻抗,然后可以将计算的阻抗值传送到外部设备(例如,床边监视器),然后所述外部设备执行出血检测操作。在又其他实施例中,控制器150将所测量的电参数(电压或电流)传送到外部设备,使得外部设备然后可以计算阻抗并执行出血检测操作。
图9的示例还包括动力开关115,其在闭合时打开阻抗评估单元100。在一些实施例中,可以在套节21中设置动力开关115。将导管或扩张器28机械地插入护套12中使开关115闭合,从而激活阻抗评估单元100。在其他实施例中,动力开关115设置在外覆盖构件109上,并且在操作期间由用户(例如,通过按下按钮)激活。如在图9中所示出的,开关115通过导体17e、17f电耦合到动力源114和阻抗评估单元100的其他部件(例如,控制器150、收发器152、存储器154、源单元156、测量单元158等)。
图10阐示了阻抗评估单元100的使用的应用。如所示出的,将耦合到阻抗评估单元100的护套12插入患者的血管28中,并且将无线通信链接157(经由天线182)建立到外部设备135。无线通信链接157可以在外部设备135与附接到阻抗评估单元100的无线通信单元180之间。外部设备135可以包含对应的无线收发器136以及逻辑138。外部设备可以是计算机(台式机、膝上型电脑、笔记本电脑等)、智能电话或能够与护套12的阻抗评估单元100无线交互的任何其他类型的装置。在一些实施例中,外部设备135是床边监视器或内置在床边监视器中。
外部设备135还可以包括从用户(未示出)接收输入的器件,使得用户可以配置阻抗评估单元100,以在预定时间执行事件监视,或者,备选地,以设置期望的时间帧,即,每5秒,用于控制器150执行阻抗评估和出血检测,如在下面更详细地描述的。例如,输入可以是用于选择几个时段(例如,1秒、5秒、10秒、1分钟等)中的一个的旋钮,或者输入装置可以是具有相同时间帧的计算机下拉菜单。备选地,外部设备135可包含手动触发器,使得无论何时激活触发器都执行分析。此外,输入装置可以允许用户输入用于执行分析的特定时间(例如,每10分钟)。
无论阻抗评估单元100是否计算阻抗或传送用于外部设备135计算阻抗的必要数据,计算的阻抗可以是基于DC电流/电压的电阻。在其他实施例中,使用AC电流/电压,并将复阻抗计算为幅度和相位。AC电流/电压具有相关的频率,并且阻抗测量可以在多个不同的频率中的任何一个或多个下进行。所有对阻抗测量进行的引用包括本文描述为由阻抗评估单元和外部设备的组合执行的任何变型。
在某些频率下进行的阻抗测量可以提供比在其他频率更有用的信息。在某些频率下,可能难以检测出血,而在其他频率下,出血检测更容易。此外,对检测出血有用的特定频率可以因患者而变化。因此,在手术开始时使用如在下面更详细描述的护套执行校准。校准可能需要在各种频率下执行多个阻抗测量。在一些实施方式中,可接受频率的范围是从1000 Hz到200 KHz,尽管不同的频率范围也是可以可接受的。在该频率范围之内,选择多个离散频率进行阻抗测量。例如,可以选择10 KHz以及1000 Hz和100 KHz。
阻抗评估单元100之内的源单元156可能能够按照控制器150的命令以各种频率注入AC电流(或产生AC电压)。控制器150优选地(例如,通过软件260)被配置成在校准过程期间以各种频率启动多个阻抗测量。每个测量的电参数(例如,电压)可以存储在存储器154中的数据162中,并映射到导致所测量的电压发生的源信号(例如,电流)的频率。因此,可以在存储器154中存储多个AC电压(或电流),一个电压(或电流)对应于每个AC电流(或电压)频率。所测量的参数可以保留在存储器154中和/或无线传送到外部设备135。
可以以任何合适的方式启动校准过程。例如,启动校准过程的无线命令可以从外部设备135传送到阻抗评估单元100。备选地,阻抗评估单元100可以具有用户输入控制键(例如,按钮、开关等),用户可以激活所述用户输入控制键以启动校准过程。又此外且在动力源是电池的情况下,电绝缘条带可以防止至少一个电池的触点连接到阻抗评估单元100电路的其余部分。条带的移除可以导致控制器150初始化并开始校准过程。
然后,在校准之后的预定时间段(例如,每分钟一次),控制器150启动要进行的附加阻抗测量。在每个这样的时间段截止时,控制器150还可以导致要以校准过程期间使用的相同频率启动的多个阻抗测量。在计算了各种频率下的阻抗值(无论阻抗评估单元100还是外部设备135如上所解释地进行了计算)之后,在每个这样的阻抗值与先前计算的阻抗值之间进行比较。先前计算的阻抗值可以是在校准期间计算的阻抗值或任何其他先前计算的阻抗值。对阻抗值与先前计算的阻抗值(例如,校准阻抗值)之间的差作为绝对值是否大于预定阈值进行确定。阻抗差大于阈值是出血的指示器。进行比较的另一种方式是计算电流阻抗值与先前计算的阻抗值的比,然后将该比与预定范围进行比较。比在范围之外是出血的指示器。对于某些患者,在某些频率下(而不是其他频率)可以更容易检测到出血,并且因此如果使用了多个频率,则实际出血将被检测到的可能性更高。
进行阻抗测量并与先前的阻抗值(例如,校准阻抗值)进行比较的过程在每个后续时间段截止时重复。附加地或备选地,可以手动触发阻抗评估单元100,以启动阻抗测量。用户可以激活上述的用户控制键(如果设置了这样的用户控制键),或者外部设备135可以无线传送命令,以使控制器150启动新的阻抗测量。
再次参见图9,在阻抗评估单元100计算阻抗的实施例中,如果检测到潜在出血,则控制器150可以激活警报器157。警报器157可以是可听指示器,例如,压电装置。另外,在至少一些实施例中,控制器150可以附加地或备选地在检测到潜在出血时激活一个或多个指示器灯112。
图11阐示了用于校准阻抗测量设备(35或150)以检测患者出血(例如,内出血)的方法200。在一些实施例中,阻抗评估单元100和/或外部设备135包括可以由阻抗测量设备的用户(例如,通过按下按钮)启动的校准模式。在本实施例中,阻抗评估单元100的控制器150执行可以存储在存储器150之内的校准软件(外部设备135也可以具有由处理器执行的类似软件)。图11是在执行存储器150中的软件时由控制器150(或设置在外部设备35之内的处理器)执行的方法。校准模式优选地在医疗手术[例如,冠状动脉造影术(在线已穿过阻塞物被放置之后,但在血管成形术之前)或电生理学研究(在导管已被放置在冠状窦中之后,但在提供射频消融术之前)]开始之前执行。
校准模式在202处开始。在204处和在206处和在208处选择一对电极(即,一对电极20a、20b、20c、20d),进行阻抗测量并记录计算的阻抗(例如,存储在存储器158中)(作为幅度和/或相位值)。优选地,在患者的几次呼吸的过程中进行对所选的一对电极的阻抗测量。为所选的阻抗向量计算的阻抗将在呼吸周期期间变化。通过在几次呼吸(例如,10秒)的过程中进行阻抗测量,阻抗测量设备可以对阻抗的正常变化做出解释。阈值(幅度或相位)可以被计算为在记录时段期间的平均值,或者可以被设置为所检测到的峰值(或者比峰值稍高(例如,高5%)的值)。在210处,阻抗测量设备确定是否存在要为其确定阈值的附加阻抗向量。如果存在,则控制回路返回到步骤204,在该步骤204处选择这样的电极对。如果在210处没有更多的电极对要选择,则校准模式在212处停止。该校准过程可能花费几分钟。可以针对传导速度测量相同的校准变量。
一旦校准过程完成,就可以开始医疗手术(其可能导致出血或血栓形成)。任何出血将被检测为通过校准过程200确定的偏离阻抗阈值的阻抗变化(例如,高于阈值的增加或低于阈值的降低)。
本文所描述的用以检测出血的阻抗测量技术也可用于检测血胸。在这种应用中,附加的非护套电极位置将包括前胸壁和后胸壁、在靠近心脏的水平处的食道、气管以及许多血管内的、心脏内的和冠状动脉内的位置。电极可以在导管或线上。
关于传导速度,逻辑(例如,包含在本文所描述的测量装置中的逻辑)评估在第一(发送)电极与第二(接收)电极中的电脉冲发作之间的传导时间。这些电极与本发明实施例中所描述的电极相同。对于频率和幅度,电输出在同一范围内。然而,测量的变量是发送电极中的刺激(电输出)发作与接收电极中的脉冲感应(电感应)之间的时间差(δ)(通常为毫秒)。传导速度随着组织特性的变化是不均匀的。随着液体发展,发送电极与接收电极之间的传导速度也将发生变化。这将被记为对基线值(类似于本文所描述的阻抗值/阈值)的偏离。然后将发出警报。以上描述的设备和方法的各种实施例也可以用于测量传导速度并使用传导速度来确定心脏的增厚和液体渗出的存在。
图12示出了用于确定出血并发症并基于是否检测到出血并发症来生成警报的方法。图12的方法可以由本文所描述的任何设备(例如,阻抗评估单元100、外部设备135等)来执行。所述方法包括校准阶段,所述校准阶段优选地在初始血管通路时(例如,在即使不小心在血管上造成了错误的洞,血液可能已在血管外积聚之前),并且随后在导管插入手术期间(在这段时间,血管外可能已经积聚了足够通过本文所描述的生物阻抗技术检测到的血液)执行。除了图11的校准方法或代替图11的校准方法,还可以执行图12的方法的校准阶段。
在300处,所述方法包括在校准阶段期间确定多个频率中的每一个下的生物阻抗值。频率可以包括任何频率和任何数量的频率。在一个示例中,用于进行生物阻抗测量的频率包括5 KHz、10 KHz、50 KHz、100 KHz和500 KHz。为了说明的目的,五个生物阻抗测量值被采用并被指定为Z1、Z2、Z3、Z4和Z5。在校准期间获得的生物阻抗测量值Z1-Z5在本文称为校准生物阻抗值。在校准期间测量的生物阻抗值可以被标准化为它们自身,即Z1/Z1、Z2/Z2等。标准化的校准生物阻抗值被称为“校准比”。
校准之后并在导管插入过程期间定期地(例如,如由用户、由控制器150或外部设备135中的处理器所指定的),所述方法包括再次以相同频率进行生物阻抗测量。为了说明的目的,校准之后测量的五个这样的阻抗值被称为ZA、ZB、ZC、ZD和ZE。在302处,所述方法包括将每个频率下的每个生物阻抗值ZA-ZB标准化为相同频率下的校准生物阻抗值,以在多个频率下产生一组标准化的生物阻抗值。在一个示例中,用于标准化每个生物阻抗值ZA-ZE的校准生物阻抗值是在校准期间测量的校准生物阻抗值Z1-Z5。更具体地,每个生物阻抗值ZA-ZE被自身相除(ZA/Z1、ZB/Z2、ZC/Z3、ZD/Z4和ZE/Z5)。如果不存在出血并发症状况,则这些比应大约为1。如果校准后存在出血状况,则一个或多个比将偏离1。
所述方法包括确定在不同频率上新计算的生物阻抗值是否与校准生物阻抗值显著相同或不同。新计算的生物阻抗值与校准生物阻抗值显著不同可以表示出血并发症状况的发生。新计算的生物阻抗值与校准生物阻抗值没有显著不同可以表示没有发生出血并发症状况。
在304处,所述方法包括基于该组标准化的生物阻抗值计算出血指示值。在一个示例中,计算出血指示值包括在每个频率下计算该频率下的校准比(标准化的校准生物阻抗值)与随后在相同频率下标准化的生物阻抗值之间的差的绝对值。例如,下面的公式说明了对一个频率的该计算:
|Z 1/Z 1 – ZA/Z1| (1)
可以基于以上计算的绝对值与校准比(标准化的校准生物阻抗值)之和来进一步计算出血指示值,然后跨所有频率平均这些值。下面的公式说明上述对一个这样的频率的计算的示例,并称为生物阻抗趋势值:
Z 1/Z 1 + |Z 1/Z 1 – ZA/Z1| (2)
对所有频率也执行该计算,然后计算结果的平均值,以计算出血指示值。
所述方法可以进一步包括:与随后获得的标准化的生物阻抗值相比,对在校准期间获得的该组标准化的生物阻抗值执行统计测试。这种测试的一个示例是产生p值(即,置信值(confidence value))的T-Test。T-Test算法的输入可以包括标准化的校准生物阻抗值的平均值、随后(校准之后)获得的标准化的生物阻抗值的平均值以及被平均的元素的数量(在以上示例中为5)。p值小于0.05表示平均值的差具有统计学意义,而p值大于0.05表示平均值的差缺乏统计学意义。
所述方法包括(在306处)基于出血指示值与阈值的比较来生成指示出血并发症的警报。在一个示例中,阈值可以是1.4,并且因此非校准标准化的生物阻抗值的平均值大于1.4可以表示出血并发症状况的发生。该操作还可以包括p值的使用。例如,如果以下两种情况为真,则可以确定出血并发症状况:[0067]非校准标准化的生物阻抗值的平均值大于1.4和[0068]p值小于0.05。
又此外,所述设备可以针对在导管插入手术期间测得的至少两组连续的生物阻抗值基于以上两个条件为真而生成警报。
在导管插入手术期间,医务人员可能想要或需要更换导引器护套12。例如,医生可能想要为了具有不同直径的不同导管而断开现有的导管。这样,可能需要不同直径的护套12。由于护套12可以与冲洗管14和阻抗评估单元100集成,因此整个导引器10可能需要被更换。然而,当前使用的导引器10及其阻抗评估单元100可能已经存储了到那时为止的患者的各种阻抗校准值和阻抗历史记录(例如,根据以上讨论的校准和监测方法)。这些数据可以从现有的(旧)导引器的阻抗评估单元100无线传输到更换的(新)导引器阻抗评估。
例如,现在参见图13,第一阻抗评估单元100A和第二阻抗评估单元100B被示出为很接近彼此。在本实施例中,第一单元100A耦合到在如以上所描述的在医疗手术期间在时间上先使用的导引器(例如,导引器10),并且第二单元100B耦合到新的或更换的导引器10,所述新的或更换的导引器10在该手术期间在第一导引器(和第一单元100A)之后被使用。另外,应当理解,两个单元100A、100B耦合到以上讨论的用于两个独立的导引器(例如,如图1中所示出的导引器10)的其他部件;然而,为了清楚和简洁,图13中仅示出阻抗评估单元100A、100B。
在操作期间,一旦需要更换与第一单元100A相关联的导引器,则使第二单元100B足够接近,以允许在其之间形成无线连接400。无线连接400可以通过任何合适的无线通信技术来实现,包括例如,NFC、蓝牙、WiFi(IEEE 802.11x协议族中的任何一种)等。在本实施例中,通过NFC在每个单元100A、100B之内的无线收发器(例如,图9中所示的收发器152)之间形成无线连接400。结果,当单元100A、100B距离彼此在一定距离之内设置时,在单元100A、100B之间形成连接400。在图13中,单元100A与100B之间(或它们的无线收发器152之间)的距离被示为D100。在一些实施例中,距离D100应等于或小于阈值距离,以便形成足够的无线连接400。在一些示例中,阈值距离是10 cm。无线连接400可以自动形成或响应于用户对单元100A和/或单元100B的手动操作形成。例如,在一些实施例中,仅将单元100A、100B很接近彼此设置(例如,在距离D100之内)就导致在其之间形成连接400。作为另一示例,在其他实施例中,一旦单元100A、100B被放置在距离彼此阈值距离之内(或者当利用非NFC无线技术来形成连接400时,也许当单元100A、100B在阈值距离之外时),用户(例如,通过按下在单元100A和/或单元100B上的按钮)手动地使无线连接400形成。
在建立无线连接400时,包括例如,先前的校准值、电压、电流或阻抗的值和/或出血检测数据的数据经由无线连接400从第一单元100A传输到第二单元100B。在单元100A、100B中的一个或两个上的指示器灯112可以亮起以指示当前发生的数据传输。一旦单元100A、100B之间的数据传输完成,在单元100A、100B中的一个或两个上的指示器灯112中的一个或多个亮起,以向用户发出数据传输完成的信号。数据传输的结束可以自动使“旧”单元100A转换到待机模式(由单元100A上的指示器灯112指示)。新单元100B转换到也如由单元100B上的指示器灯112所指示的操作模式。因此,指示器灯112向专业医护人员指示,旧单元100A及其护套12可以从患者身上移除,并且新单元100B可以插入其位置。此时,专业医护人员可以将与阻抗评估单元100A相关联的第一导引器更换为与阻抗评估单元100B相关联的导引器,并且医疗手术可以用单元100以先前在以上所描述的方式,或者单独地或者与外部设备(例如,图10中的设备135)组合地,继续测量阻抗值和检测出血并发症。
现在参见图14,示出了演示本文所讨论的阻抗评估单元(例如,单元100、100A、100B)的操作逻辑的示例的流程图。为了清楚起见,图14的流程图的特征是参照例如图1中所示和如以上描述的个别阻抗评估单元100来讨论的;然而,应当理解,图14的流程图的特征可以与本文所讨论的任何阻抗评估单元(例如,阻抗评估单元100A、100B)一起应用和利用。图14中所描绘的操作可以按照所示的顺序或以不同的顺序执行。此外,两个或多个操作可以相继执行,而不是并列执行。
在最初给阻抗评估单元100加电时,在402处,在先前在以上所描述的电极20a、20b、20c、20d中的任意两个之间启动阻抗测量。在一些实施例中,在一个电极(例如,20d)与每个其他电极(例如,20a、20b、20c)之间启动阻抗测量,并且在其他实施例中,在电极20a、20b、20c、20d中的一个和与导引器10分离的外部电极之间启动阻抗测量。启动初始阻抗测量的目的是确定新通电的导引器10是否已插入患者中。如果已经插入,则阻抗测量应该作为出血检测过程的部分开始。如果导引器不在患者中,则装置应等待从当前在患者中的另一个导引器接收无线通信,以接收如以上所解释的该装置的校准和其他数据。
这样,在404处,作出导引器护套是否在血管中的决断。该操作可以通过尝试测量电极之间的阻抗值来执行。如果测量的阻抗高于阈值(表示开路),高于极限的测量的阻抗值将表示护套的电极(以及因此护套12)位于患者的身体外。低于阈值的测量的阻抗表示电极(以及因此护套12)位于患者的身体内。结果,如果确定导引器护套不在患者内(“N”分支),则阻抗评估单元100进入待机或数据采集模式,在此期间执行操作406-410。另一方面,如果确定导引器护套在患者内(例如,在血管内)(来自404的“Y”分支),则在412处,阻抗评估单元100进入出血检测模式,在此期间测量阻抗以根据以上所讨论的任一方法检测患者中的出血并发症。
一旦确定402中的测量的阻抗高于404中的极限(来自404的“YES”分支),则阻抗评估单元尝试在406处检测另一个附近的阻抗评估单元。406中的检测可以通过无线连接(例如,先前描述的连接400)。因此,在至少一些实施例中,在406处,阻抗评估单元100确定另一个阻抗评估单元(例如,单元100B)是否在预定距离之内并在上面讨论。如果在406处未检测到另一个阻抗评估单元,则控制回路路由回402,在402处进行另一个阻抗测量并在404处评估以再次确定阻抗评估单元是在患者的身体外还是内。另一方面,如果在406处检测到另一个阻抗评估单元,则在408处从另一个阻抗评估单元接收数据。在408处的数据传输可以与先前在以上所描述的在图13所示的阻抗评估单元100A、100B之间的相同。之后,一旦在408处的数据传输完成,则阻抗评估单元100在410处被指示以某种方式向用户发出传输已经完成的信号。在一些实施例中,在410处的信令是可听的、振动的或视觉的指示器中的任何一个或多个、或其一些组合,诸如,例如,一个或多个灯(例如,指示器灯112)的激活、可听的哔声或音调和/或阻抗评估单元100的振动。一旦数据传输完成并且在408处向用户发送了信号,则在402处进行另一个阻抗测量,并在404处评估以确定电极20a、20b、20c、20d(以及因此护套12)中的任何一个是否设置在患者的身体之内。
现在回到在404处的初始阻抗测量的评估。如先前所描述的,如果确定在402中进行的阻抗测量低于极限(这表示护套已插入患者中),则根据本文描述的任何方法在412处进行正常阻抗测量和出血检测操作。在412处的监视期间的某些点(例如,周期性地例如每30秒一次),在414处阻抗评估单元100再次确定另一个阻抗评估单元与其无线通信。在一些实施例中,在414处的确定以在上面在406中所描述的相同方式进行。如果在414处未检测到另一个阻抗评估单元,则在412处继续出血检测。另一方面,如果在414处检测到另一个阻抗评估单元,则在416处,来自阻抗评估单元100的一些或所有数据被传输到检测到的阻抗评估单元。在416处自阻抗评估单元100传输的数据可以以如在上面对图13所示的单元100A、100B所描述的相同方式发生。
图15示出了实现用于出血检测的多个阻抗“区域”的示例。阻抗评估单元100的套节21耦合到护套1500。在本示例中,护套1500包括五个电极1501、1502、1503、1504和1505。电极1501和1504可以用于注入电流,电极1502和1503用于测量用于第一区域(标记为“区域1”)的产生的电压。电极1502和1505可以用于注入电流,电极1503和1504用于测量用于第二区域(标记为“区域2”)的产生的电压。在本示例中,区域1和区域2重叠,但在其他示例中不需要重叠。阻抗评估单元100(或外部电子设备)确定区域1和区域2的阻抗,并比较阻抗以检测出血,并且确定出血在区域1还是区域2中更普遍。了解沿着护套的出血位置对于医护服务提供者治疗出血状况是有用的。
在图15的示例中示出了两个区域,但是在其他示例中可以设置两个以上的区域(例如,三个、四个等区域)。图16示出了在其中阻抗评估单元100耦合到设置在护套1600上的电极1604和耦合到设置在导线1620上的电极1622的示例。在本示例中,导线1620已通过护套1600中的孔插入。导线1620的远端1625比护套1600的远端1607进一步延伸到患者的血管系统中。阻抗评估单元100可以测量护套和导线上的任何电极组合之间的阻抗。在图16中示出了区域1、2、...、和n。区域甚至可以包括护套上的电极和导线上的另一个电极。使用明显比护套1600更长的导线1620,能够从护套的插入视线到导线1620的远端(例如,在患者心脏中或附近)进行阻抗测量,并且从而进行出血检测。
图17示出了阻抗评估单元100上的用户控制键和视觉的指示器的示例。本示例包括视觉的指示器L1、L2、L3和L4,其可以实现为例如由控制器150(图9)照亮的发光二极管(LED)。L1-L4可以是图9所示的指示器灯112。L1-L4实现出血位置指示器(如果有出血)。在左手侧处指示区域1,并且在右手侧处指示区域2。L1被照亮表示出血已被检测到并且在区域1之内。L2被照亮表示出血已被检测到并且在两个区域之内但更靠近区域1。类似地,L3被照亮表示出血已被检测到并且在两个区域之内但更靠近区域2。L4被照亮表示出血已被检测到并且在区域2之内。
阻抗评估单元100还具有用户控制键1702(例如,按钮),所述用户控制键1702在被激活时使阻抗评估单元100进行阻抗测量。视觉的指示器1704可以是显示器或其他类型的指示器,以向用户提供电极的位置反馈(如下面将讨论的),以帮助确保阻抗测量是在患者的血管之内的相同位置处用电极进行。当检测到出血时,由阻抗评估单元的控制器照亮指示器1706。出血位置指示器L1-L4提供出血位置的指示。随着出血继续,随着出血的附近有越来越多的血池,控制器将照亮指示器1708,并且如果该区域中还有更多的血池,则照亮指示器1710。
在一个示例中,给定区域之内阻抗的变化率用于进一步确定该区域之内是否存在出血。在一个示例中,当血液开始在出血状况的部位周围淤积时,区域之内的阻抗将降低。阻抗评估单元的控制器(或外部装置)确定阻抗的变化率(或其绝对值)是否大于阈值。阈值是预设或编程在阻抗评估单元中的。一旦达到给定区域的阈值,控制器150使指示器1706被照亮,以表示区域中的一个之内存在出血。控制器监测给定区域的随时间变化的阻抗,确定阻抗相对于时间的斜率,并且如果斜率超过阈值,则确定在该区域之内发生出血。控制器以这种方式在多个区域中监测阻抗。
控制器还保存当斜率超过触发出血检测的阈值时所测量的阻抗值。如果出血继续,则阻抗将更进一步降低。一旦该区域之内的阻抗降至最初检测到出血时出现的阻抗水平以下X%(例如,5%),则控制器照亮指示器1708。一旦该区域之内的阻抗降至最初检测到出血时出现的阻抗水平以下Y%(例如,10%),则控制器照亮指示器1710。因此,指示器1708和1710提供出血程度的视觉反馈。
图18提供了控制器150如何照亮L1-L4以提供出血位置的指示的示例。本示例采用两个区域实施方式,但其可以扩展到n个区域。在本示例中,如果区域1(Z1)的连续阻抗测量值之间的δ大于区域2(Z2)的连续阻抗测量值之间的δ,并且Z1的阻抗的斜率大于Z2的阻抗的斜率,则确定出血在Z1处。类似地,如果Z2的连续阻抗测量值之间的δ大于Z1的连续阻抗测量值之间的δ,并且Z2的阻抗的斜率大于Z1的阻抗的斜率,则确定出血在Z2处。
图18的逻辑由控制器150每秒执行m次(例如,每秒四次)。在每次迭代期间,变量DA在1802处被初始化(例如,初始化为0值)。在1804处,控制器150确定最小Z1阻抗与当前Z1阻抗之间的阻抗变化(Z1δ)大于最小Z2阻抗与当前Z2阻抗之间的阻抗变化(Z2δ)。如果Z1δ大于Z2δ,则在本示例中DA增加0.5的值(1806)。否则,DA减小0.5(1808)。
然后,在1810处,比较Z1和Z2中的阻抗随时间的斜率。如果Z1斜率大于Z2斜率,则DA增加0.5(1812),否则在1814处,DA减小0.5(1814)。此时,控制器150确定哪个出血位置指示器L1-L4亮起。在本示例中,如果DA小于或等于-0.5(如在1816处确定的),则在1818处启用L1。如果DA在-0.5与0之间(如在1820处确定的),则在1822处启用L2。如果DA在0与0.5之间(如在1824处确定的),则在1826处启用L3。否则,在1828处启用L4(这对应于DA大于或等于0.5)。当启用适当的电感器L1-L4时,过程停止。以任何期望的频率(例如,每秒四次)重复图18的过程。
每个区域中随时间变化的阻抗斜率由控制器150根据任何合适的技术来确定。例如,从第一样本中减去第64样本,并将该差除以64和采样率的乘积。
对于一些基于导管的医疗手术,可能需要检测在导管的插入部位到导管的远端之间的任何一个或多个点处是否发生出血。在一个示例使用例子中,将具有附接到其的电极的导线(例如,图16的导线1620)穿过护套(例如,护套1620)插入。当导线处于所需的位置时,用户激活用户控制键(例如,图17中的用户控制键1702),以使阻抗评估单元100使用导线的电极(在它们的当前位置)进行阻抗测量)。然后移除导线,并且专业医护人员继续进行医疗手术。在医疗手术期间以后的时间里,专业医护人员可能希望再次确定与之前相同的位置处的阻抗。将导线穿过护套重新插入到与先前测量相同的位置。用户再次激活用户控制键1702,并且记录新的阻抗测量值。因此,用户可以在相同位置处用电极监测患者的阻抗,以确定这些部位中的任何一个是否发生出血。
然而,以上所描述的使用例子涉及到每次能将导线重新插入到沿着患者的血管系统的相同位置,使得出血确定是针对相同血管位置进行评估的。图19示出了使用安装在护套1600的套节21之内的光学传感器A和B的示例。在本示例中,导线1620包括光学标记1910,所述光学标记1910以距离D1均匀间隔开。光学传感器A与B之间的距离是D2。D2不等于D1。
光学传感器A和B可以包括红外发光二极管和光电晶体管。在一个示例中,每个光学传感器包括Everlight Opto Interrupters ITR20001/T。光学传感器输出电信号,其幅度(例如,电压)是光学标记1910是否与传感器相邻的函数。因此,当导线1620穿过护套1600并因此相对于光学传感器A和B移动时,来自光学传感器的输出信号将随着光学标记1910通过每个传感器而变化。图20a阐示了当导线插入患者(方向X)中时传感器A和B的信号。当给定光学标记1910首先通过光学传感器B时,来自光学传感器B的输出信号转变到在边缘2002处的更高的电平。当光学标记1910随后通过光学传感器A时,来自光学传感器A的输出信号随后将转变到更高的电平,如在边缘2004处所示。一旦光学标记1910离开光学传感器B的附近,来自光学传感器B的输出信号转变回到在2006处的低电平,并且在光学标记1910离开光学传感器A的附近时,在2006处发生相同的事情。
光学传感器A和B耦合到阻抗评估单元100的控制器150。阻抗评估单元100包括计数器(例如,在控制器150上实现的硬件计数器或软件计数器),以对来自光学传感器B(或A)的输出信号的上升边缘(或下降边缘,或两者)的数量进行计数。如D1是先验已知的,控制器150还可以确定从给定点(例如,套节)到导线1620的远顶端、导线上最远的光学标记1910或到其他一些参考点的距离。当用户激活用户控制键1702以启动阻抗读取时,经由光学传感器A、B中的一个来计数的光学标记的数量被记录并保存在阻抗评估单元100中的存储元件中。当用户再次尝试在与先前测量相同的位置处使用导线重复阻抗测量时,用户将导线插入护套1600中。对光学标记1910的数量进行计数,直到计数与先前测量的计数相同为止。可以经由视觉指示器1704向用户视觉地指示导线1620处于正确的位置。
两个光学传感器A和B的使用允许导线相对于光学传感器的平移方向待确定,使得计数器将相应地增加或减小,以保持导线相对于护套的准确位置。在图20a中,导线沿方向X移入患者中,而在图20b中,导线沿相反方向Y从患者收回。来自光学传感器A和B的正交信号用于确定行进的方向。例如,传感器B的边缘2002(在时间上)领先于在传感器A的边缘2004表示导线正在方向X上移动,并且因此控制器150随着其中一个光学传感器的每个上升边缘或下降边缘增加其计数值。在图20b中,传感器A的边缘2008领先于传感器B的边缘2010表示导线正在方向Y上移动,并且因此控制器150随着其中一个光学传感器的每个上升边缘或下降边缘减小计数值。因此,当导线插入患者中或从患者收回时,系统可以确定导线的位置。
虽然已经示出和描述了优选实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本文的范围或教导的情况下对其进行修改。本文所描述的实施例仅是示例性的而非限制性的。本文所描述的系统、设备和过程的许多变化和修改是可能的,并且在本发明的范围之内。因此,保护范围不限于本文所描述的实施例,而是仅由接下来的权利要求限制,所述权利要求的范围应包括权利要求的主题的所有等效物。除非另有明确说明,方法权利要求中的步骤可以按任何顺序执行。在本说明中,术语“耦合(couple)”或“耦合(couples)”表示间接的或直接的有线或无线连接。因此,如果第一装置耦合到第二装置,则该连接可以是通过直接连接,或者通过经由其他装置和连接的间接连接。叙述“基于”表示“至少部分基于”。因此,如果X是基于Y的,则X可以是Y和许多其他因子的函数。

Claims (20)

1.一种系统,包括:
导引器,所述导引器可用于将导管插入患者的血管中,所述导引器包括中空的护套,以在将所述导管插入所述血管中时接收所述导管;
第一多个电极,所述第一多个电极设置在所述护套上;以及
测量装置,所述测量装置耦合到所述电极,所述测量装置被配置成:
通过确定所述第一多个电极中的第一对电极之间的阻抗来检测所述患者中在沿着所述护套的第一区域处的出血;并且
通过确定所述第一多个电极中的第二对电极之间的阻抗来检测所述患者中在沿着所述护套的第二区域处的出血。
2.如权利要求1所述的系统,其中,所述第一区域和所述第二区域不重叠。
3.如权利要求1所述的系统,其中,所述第一区域和所述第二区域重叠。
4.如权利要求1所述的系统,其中,所述测量装置被配置成,通过确定所述第一多个电极中的第三对电极之间的阻抗来检测所述患者中在沿着所述护套的第三区域处的出血。
5.如权利要求1所述的系统,进一步包括导线,所述导线被配置成,通过所述中空的护套插入,并插入所述患者中,所述导线包括第二多个电极,并且所述测量装置被配置成,通过确定所述第二多个电极中的第三对电极之间的阻抗来检测所述患者中在沿着所述导线的第三区域处的出血。
6.如权利要求5所述的系统,进一步包括光学传感器,所述光学传感器被配置成,用于确定所述导线在所述患者之内的位置。
7.如权利要求5所述的系统,进一步包括一对光学传感器,所述一对光学传感器被配置成,用于确定所述导线在所述患者之内的位置。
8.如权利要求1所述的系统,其中,所述阻抗评估单元包括存储元件,所述存储元件被配置成为所述第一区域和所述第二区域中的每一个存储阻抗值,并且所述阻抗评估单元被配置成基于当前确定的阻抗和先前存储的阻抗值来检测所述第一区域或所述第二区域中的出血。
9.一种系统,包括:
导引器,所述导引器可用于将导管插入患者的血管中,所述导引器包括中空的护套,以在将所述导管插入所述血管中时接收所述导管;
第一多个电极,所述第一多个电极设置在所述护套上;
导线,所述导线具有设置在所述导线上的第二多个电极;以及
测量装置,所述测量装置耦合到所述电极,所述测量装置被配置成:
通过确定所述第一多个电极中的第一对电极之间的阻抗来检测所述患者中在沿着所述护套的第一区域处的出血;并且
通过确定所述第二多个电极中的第二对电极之间的阻抗来检测所述患者中在沿着所述导线的第二区域处的出血。
10.如权利要求9所述的系统,其中,所述测量装置被配置成使用所述护套上的一电极和所述导线上的另一个电极来检测在第三区域处的出血。
11.如权利要求9所述的系统,进一步包括耦合到所述测量装置的传感器,所述传感器可用于确定所述导线相对于护套的位置。
12.如权利要求11所述的系统,其中,所述传感器包括光学传感器。
13.如权利要求11所述的系统,其中,所述传感器包括多个光学传感器,并且所述导线包括光学可检测标记。
14.如权利要求9所述的系统,其中,所述第一区域和所述第二区域不重叠。
15.如权利要求9所述的系统,其中,所述第一区域和所述第二区域重叠。
16.一种系统,包括:
导引器,所述导引器可用于将导管插入患者的血管中,所述导引器包括中空的护套,以在将所述导管插入所述血管中时接收所述导管;
导线,所述导线被配置成插入所述中空的护套中;
第一多个电极,所述第一多个电极设置在所述导线上;以及
测量装置,所述测量装置耦合到所述电极,所述测量装置被配置成:
通过确定所述第一多个电极中的第一对电极之间的阻抗来检测所述患者中在沿着所述护套的第一区域处的出血;并且
通过确定所述第一多个电极中的第二对电极之间的阻抗来检测患者中在沿着所述护套的第二区域处的出血。
17.如权利要求16所述的系统,其中,所述第一区域和所述第二区域不重叠。
18.如权利要求16所述的系统,其中,所述第一区域和所述第二区域重叠。
19.如权利要求16所述的系统,进一步包括设置在所述护套上的第二多个电极,并且所述测量装置被配置成,通过确定所述第二多个电极中的第三对电极之间的阻抗来检测所述患者中在沿着所述护套的第三区域处的出血。
20.如权利要求16所述的系统,进一步包括一对光学传感器,所述一对光学传感器被配置成,用于确定所述导线在所述患者中的位置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN216455189U (zh) * 2020-11-12 2022-05-10 巴德阿克塞斯系统股份有限公司 用于超声分解内腔内凝块的医疗系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008082802A2 (en) * 2006-12-29 2008-07-10 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Contact sensor and sheath exit sensor
US20120220848A1 (en) * 2008-01-04 2012-08-30 Texas Heart Institute Introducer sheath with electrodes
US20170281281A1 (en) * 2014-09-08 2017-10-05 Koninklijke Philips N.V. Shape sensing for orthopedic navigation
CN107456273A (zh) * 2016-06-02 2017-12-12 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 用于检测闭塞的球囊导管和相关的基于阻抗的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7387610B2 (en) * 2004-08-19 2008-06-17 Cardiac Pacemakers, Inc. Thoracic impedance detection with blood resistivity compensation
US10159531B2 (en) * 2012-04-05 2018-12-25 C. R. Bard, Inc. Apparatus and methods relating to intravascular positioning of distal end of catheter
WO2015003138A1 (en) * 2013-07-03 2015-01-08 Saranas, Inc. Bleed detection technique
JP6492097B2 (ja) * 2013-10-24 2019-03-27 スマン ケイ ムルムディ 解剖学的領域の測定器具
CN108136158B (zh) * 2015-06-30 2021-09-07 科林达斯公司 用于检测引导导管支撑部的位置的系统和方法
US10264981B2 (en) * 2015-08-18 2019-04-23 Saranas, Inc. Introducer sheath with electrodes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008082802A2 (en) * 2006-12-29 2008-07-10 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Contact sensor and sheath exit sensor
US20120220848A1 (en) * 2008-01-04 2012-08-30 Texas Heart Institute Introducer sheath with electrodes
US20170281281A1 (en) * 2014-09-08 2017-10-05 Koninklijke Philips N.V. Shape sensing for orthopedic navigation
CN107456273A (zh) * 2016-06-02 2017-12-12 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 用于检测闭塞的球囊导管和相关的基于阻抗的方法

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