CN112438800A - 包括rfid技术的针引导系统、装置及其方法 - Google Patents

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T·罗宾斯
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Abstract

公开了一种针引导系统，其包括单患者设备、多患者设备和RFID读写器。单患者设备可以包括脉管进入装置(“VAD”)，其具有针和RFID标签。RFID标签可以被并入VAD或VAD的包装。控制台可以被配置为在接收来自RFID标签的RFID标签数据和使用控制台的处理器处理由控制台的存储器提供的用于针跟踪的针跟踪软件的指令后，在控制台的集成显示屏上为临床医生自动地开始针跟踪。RFID读写器可以被配置为从RFID标签读取RFID标签数据，并且将附加RFID标签数据写入RFID标签。RFID读写器可以与VAD的包装或多患者设备一起被提供。还公开了一种用于针引导系统的方法。

Description

包括RFID技术的针引导系统、装置及其方法
优先权
本申请要求2019年9月4日提交的美国临时申请号62/895,871的优先权权益，其全部内容通过引用并入本申请。
技术领域
本申请涉及医疗器械领域，并且更具体地涉及包括RFID技术的针引导系统、装置及其方法。
背景技术
射频识别(“RFID”)技术是一种跨越许多不同行业使用的自动识别和数据捕获(“AIDC”)技术，以自动地识别对象、捕获关于对象的数据和将数据加载入电子装置或系统，用于处理数据，几乎没有至完全没有人为动作。虽然RFID技术已经在医疗行业中被用于跟踪与管理库存、资产和患者，但是至少在手术室管理方面仍需要改进，以合理化医疗装置的使用并且提供更好的患者结果。
本文公开了包括至少解决上述问题的RFID技术的针引导系统、装置及其方法。
发明内容
本文公开了一种针引导系统，其在一些实施方案中包括单患者(single-patient)设备、多患者(multi-patient)设备和与单患者设备或多患者设备一起提供的RFID读写器。单患者设备包括具有针和RFID标签的脉管进入装置(“VAD”)。针包括围绕针的远端部分的磁体或可磁化区域，配置用于磁力地跟踪在患者附近或在患者中的针。RFID标签被并入VAD或VAD的包装。多患者设备包括控制台，其任选地具有多个端口，该多个端口包括RFID读取器端口。控制台被配置为在从RFID标签接收RFID标签数据、验证VAD和使用控制台的处理器处理针跟踪软件的指令(其由用于针跟踪的控制台的存储器提供)后，在控制台的集成显示屏上为临床医生自动地开始针跟踪。RFID读写器被配置为从RFID标签读取RFID标签数据，并且将附加RFID标签数据写入RFID标签。RFID读写器与VAD的包装或多患者设备一起被提供。
在一些实施方案中，RFID标签数据被加密。
在一些实施方案中，RFID标签数据包括针的针特性。针特性选自：针长度、针规格、针斜角(needle bevel)、磁体的磁性强度、磁体的几何长度、磁体的磁性长度、磁场轴线对物理轴线的磁性相关偏离(magnetic relating offset)的磁性校准(magnetic-alignment)参数。
在一些实施方案中，控制台被配置为根据针特性正确地识别针、准确地引导针插入患者和在显示屏上为临床医生显示针在患者中的位置。
在一些实施方案中，控制台包括导管确定算法，其配置为根据针特性选择与VAD一起使用的适当规格的导管。
在一些实施方案中，控制台包括强制使用(use-enforcement)算法，其配置为强制VAD的预定的最大使用次数。
在一些实施方案中，VAD的预定的最大使用次数是VAD的单次使用。
在一些实施方案中，控制台被配置为在超过VAD的预定的使用次数时自动停止针跟踪。
在一些实施方案中，控制台包括患者数据库，其配置为借助于RFID标签数据将VAD与患者的有效患者档案(active patient profile)相关联。
在一些实施方案中，附加RFID标签数据包括从RFID标签读取RFID标签数据的每次日期和时间的时间戳，包括开始时间戳和停止时间戳。
在一些实施方案中，控制台被配置为在控制台的装置数据库中同时存储来自RFID标签数据的VAD的识别信息以及用于计算VAD的针的停留时间的开始时间戳和停止时间戳。
在一些实施方案中，控制台包括报告算法，其配置为在显示屏上报告来自装置数据库的在一个或多个时间段内与控制台一起使用的特有的VAD的比率(rate)。
在一些实施方案中，RFID读写器被提供在VAD的包装的磁化器(magnetizer)托盘中。磁化器托盘包括RFID读取器端口，配置为通过线缆(cable)被连接至控制台的RFID读取器端口。
在一些实施方案中，磁化器托盘被配置为在从RFID标签读取RFID标签数据的同时使针的可磁化区域磁化。
在一些实施方案中，RFID读写器是与多患者设备一起提供的手持式RFID读写器。手持式RFID读写器包括RFID读取器端口，配置为通过线缆被连接至控制台的RFID读取器端口。
在一些实施方案中，RFID读写器是与多患者设备一起提供的控制台的内部RFID读写器。
本文还公开了一种针引导系统的方法，其在一些实施方案中包括获得与患者一起使用的VAD的步骤。VAD具有针，该针包括围绕针的远端部分的磁体或可磁化区域。VAD还具有并入VAD或VAD的包装的RFID标签。方法还包括临床医生访问具有多个端口的控制台的步骤，该多个端口包括RFID读取器端口。方法还包括使用控制台的处理器来处理针跟踪软件的指令(其由控制台的存储器提供)用于针跟踪的步骤。方法还包括使用RFID读写器从RFID标签读取RFID标签数据的步骤，和任选地，将附加RFID标签数据写入RFID标签的步骤。方法还包括借助于RFID标签数据验证VAD的步骤。方法还包括在从RFID标签接收RFID标签数据后在控制台的集成显示屏上的针跟踪的步骤。
在一些实施方案中，使用RFID读写器从RFID标签读取RFID标签数据的步骤包括从RFID标签读取加密的RFID标签数据。
在一些实施方案中，使用RFID读写器从RFID标签读取RFID标签数据的步骤包括读取针的针特性。针特性选自：针长度、针规格、针斜角、磁体的磁性强度、磁体的几何长度、磁体的磁性长度和磁场轴线对物理轴线的磁性相关偏离的磁性校准参数。
在一些实施方案中，方法进一步包括根据针特性、使用控制台正确地识别针的步骤。方法还包括在显示屏上准确地引导针插入患者的步骤。方法还包括在显示屏上为临床医生显示针在患者中的位置的步骤。
在一些实施方案中，方法进一步包括根据针特性、使用控制台的导管确定算法选择与VAD一起使用的适当规格的导管的步骤。
在一些实施方案中，方法进一步包括利用控制台的强制使用算法强制VAD的预定的最大使用次数的步骤。
在一些实施方案中，强制VAD的预定的最大使用次数的步骤包括强制VAD的单次使用。
在一些实施方案中，方法进一步包括在超过VAD的预定的使用次数时自动停止使用控制台进行针跟踪的步骤。
在一些实施方案中，方法进一步包括借助于RFID标签数据将VAD与控制台的患者数据库中的患者的有效患者档案相关联的步骤。
在一些实施方案中，将附加RFID标签数据写入RFID标签的步骤包括写入从RFID标签读取RFID标签数据的每次日期和时间的时间戳，包括开始时间戳和停止时间戳。
在一些实施方案中，方法进一步包括将来自RFID标签数据的VAD的识别信息以及开始时间戳和停止时间戳同时存储在控制台的装置数据库中的步骤。方法还包括根据开始时间戳和停止时间戳计算VAD的针的停留时间的步骤。
在一些实施方案中，方法进一步包括在显示屏上报告在一个或多个时间段内与控制台一起使用的来自装置数据库的特有的VAD的比率。控制台包括配置用于报告的报告算法。
在一些实施方案中，方法进一步包括通过线缆将RFID读写器的RFID读取器端口连接至控制台的RFID读写器端口的步骤。获得VAD的步骤包括获得RFID读写器作为VAD的包装的磁化器托盘的一部分。
在一些实施方案中，方法进一步包括在从RFID标签读取RFID标签数据的步骤期间使用磁化器托盘使针的可磁化区域磁化的步骤。
在一些实施方案中，方法进一步包括通过线缆将手持式RFID读写器的RFID读取器端口连接至控制台的RFID读写器端口的步骤。方法还包括在每次执行多个手术事件中的一个手术事件时使用手持式RFID读写器从RFID标签读取RFID标签数据的步骤。每个手术事件选自：将VAD的针插入患者、从患者抽取血液、选择用于输注的药物、将药物输注入患者、观察发病率、从患者拔出VAD和更换VAD。方法还包括通过控制台在手术事件数据库中记录手术事件的步骤。
鉴于附图和以下描述，本文提供的概念的这些和其他特征对于本领域技术人员将变得更明显，附图和以下描述更详细地描述了这些概念的特定实施方案。
附图说明
图1展示了根据一些实施方案的针引导系统。
图2展示了根据一些实施方案的针引导系统的框图。
具体实施方式
在更详细地提供一些特定实施方案前，应当理解，本文提供的特定实施方案并不限制本文公开概念的范围。还应当理解，本文公开的特定实施方案的特征能够很容易地与特定实施方案分离，并且任选地与本文公开的多个其他实施方案中的任意一个实施方案的特征组合或替代该特征。
关于本文中使用的术语，还应当理解，这些术语是出于描述一些特定实施方案的目的，并且这些术语不限制本文中提供的概念的范围。序数(例如，第一、第二、第三等)通常被用于区分或标识一组特征或一组步骤中的不同特征或不同步骤，并且不提供序列或数字限制。例如，“第一”、“第二”和“第三”特征或步骤并不一定需要以顺序出现，并且包括此类特征或步骤的特定实施方案并不一定需要局限于这三个特征或步骤。诸如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等标签是为方便而使用的，而不意味例如任何特定的固定位置、取向或方向。相反，此类标签被用于反映例如相对位置、方位或方向。单数形式的“一种”、“一个”和“该”包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
例如，关于本文公开的导管的“近侧”、“近侧部分”或“近端部分”包括当导管被用在患者上时应当靠近临床医生的导管部分。同样地，例如，导管的“近侧长度”包括当导管被用在患者上时应当靠近临床医生的导管的一定长度。例如，导管的“近端”包括当导管被用在患者上时应当靠近临床医生的导管的一端。导管的近侧部分、近端部分或近侧长度可以包括导管的近端；然而，导管的近侧部分、近端部分或近侧长度不需要包括导管的近端。即，除非上下文另有说明，否则导管的近侧部分、近端部分或近侧长度不是导管的末端部分或末端长度。
例如，关于本文公开的导管的“远侧”、“远侧部分”或“远端部分”包括当导管被用在患者上时应当靠近患者或在患者中的导管部分。同样地，例如，导管的“远侧长度”包括当导管被用在患者上时应当靠近患者或在患者中的导管的长度。例如，导管的“远端”包括当导管被用在患者上时应当靠近患者或在患者中的导管的一端。导管的远侧部分、远端部分或远侧长度可以包括导管的远端；然而，导管的远侧部分、远端部分或远侧长度不需要包括导管的远端。即，除非上下文另有说明，否则导管的远侧部分、远端部分或远侧长度不是导管的末端部分或末端长度。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。
如上面所阐述的，至少在手术室管理中需要改进以合理化医疗装置的使用并且提供更好的患者结果。本文公开了包括至少解决上述问题的RFID技术的针引导系统、装置及其方法。
针引导系统和装置
图1展示了根据一些实施方案的针引导系统100。图2展示了根据一些实施方案的针引导系统100的框图。
如所示出的，针引导系统100包括单患者设备110和多患者设备120。虽然根据针引导系统100的不同实施方案，RFID读取器或RFID读写器与单患者设备110或多患者设备120一起被提供，图1的针引导系统100包括在磁化器托盘中的RFID读取器或RFID读写器，如下面更详细地阐述的。然而，应当理解，磁化器托盘中的RFID读取器或RFID读写器只是针引导系统100中的RFID读取器或RFID读写器的一个实施方案。实际上，下面阐述的控制台122本身可以包括内部RFID读取器或内部RFID读写器。
从多患者设备120开始，多患者设备120包括控制台122，控制台122具有集成显示屏124和多个端口226，多个端口226包括配置为连接RFID读取器或RFID读写器的RFID读取器端口。然而，如果控制台122包括内部RFID读取器或内部RFID读写器，则控制台122不需要包括RFID读取器端口。
控制台122容纳针引导系统100的多个部件。多个部件包括处理器228和存储器230，用于在针引导系统100的操作期间控制针引导系统功能和执行各种算法232。例如，处理器228被配置为处理由用于针跟踪的存储器230提供的针跟踪软件的指令。多个部件还包括数字控制器与模拟接口234，其管理针引导系统100的各种系统部件(比如处理器228、存储器230)与附加部件(比如控制台122的按钮接口236)之间的接口连接。
显示屏124被配置为在经皮手术期间向临床医生显示图形和文本信息。例如，显示屏124可以是液晶显示器(“LCD”)。具有显示屏的独立监测器是被集成入控制台122的显示屏124的替代方案。
再者，控制台122包括多个端口226，其可以包括配置为连接RFID读取器或RFID读写器的RFID读取器端口。多个端口226还包括其他端口，比如用于连接可选部件238(包括打印机、一个或多个存储装置、键盘、鼠标等)的一个或多个通用串行总线(“USB”)端口。
控制台122的电力连接240被配置为提供至外部电源242的可操作的连接。在与外部电源242一起使用或不使用外部电源242的情况下，还可以采用内部电源244(例如，电池)。电力管理电路系统246被包括在控制台122的数字控制器/模拟接口234中，以调节电力使用和分配。
多患者设备120进一步包括超声探针148，用于在经皮手术比如插入针、放置导管等前，成像患者身体的内部部分以进入患者身体的该部分。例如，在准备将针插入或将导管放置入脉管时，可以关于成像脉管比如静脉采用超声探针148。这样的成像提供了实时超声引导并且减少了通常与前述比如无意的动脉穿刺、血肿等相关联的并发症。
超声探针148包括多个控制按钮150，用于控制超声探针148和针引导系统100的某些方面，因而消除临床医生接触围绕患者建立的无菌区域以控制超声探针148或针引导系统100的需要。例如，控制按钮150可以被临床医生用于将针引导系统100的期望模式立即调用至显示屏124，从而辅助经皮手术。
超声探针148包括用于管理控制按钮150和超声探针148的操作的按钮与存储器控制器152。按钮与存储器控制器152可以包括非易失性存储器比如电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)。按钮与存储器控制器152和控制台122的探针接口154电气连通，探针接口154包括按钮与存储器输入/输出部件156，用于和按钮与存储器控制器152接口连接；和压电输入/输出部件158，用于与超声探针148的压电阵列160接口连接。
超声探针148将压电阵列160容纳在超声探针148的头部中。压电阵列160被配置为当超声探针148的头部抵靠着患者的皮肤(靠近预期的插入部位)放置时，发射超声波脉冲并且接收从患者的内部解剖结构反射的其回波。
超声探针148包括传感器阵列162，其具有嵌入在超声探针148的壳体内的多个磁性传感器(例如，5个磁性传感器)，它们配置为借助于与针相关联的磁场跟踪磁化针(比如下面阐述的VAD 164的磁化针)。传感器阵列162的磁性传感器被配置为在三个维度检测针的磁场，这也使得能够测定针的俯仰(pitch)和偏航(yaw)。因此，传感器阵列162使得能够借助于与针相关联的磁场跟踪磁化针的位置和取向。
传感器阵列162的磁性传感器可以以环形构造被布置在超声探针148的头部周围或附近。也就是说，可以以其他构造比如半圆形或矩形构造布置磁性传感器。传感器阵列162的每个磁性传感器均包括配置为霍尔效应传感器的三个正交的传感器线圈。可以从例如新泽西州莫里斯敦的Honeywell Sensing and Control购买此类磁性传感器。然而，可以采用其他类型的磁性传感器。作为前述磁性传感器的替代方案，传感器阵列162可以包括布置以实现一维、二维或三维检测能力的多个一维磁性传感器。
作为下面阐述的RFID读取器或RFID读写器172的替代方案或除下面阐述的RFID读取器或RFID读写器172之外，多患者设备可以进一步包括手持式RFID读取器或RFID读写器(未显示)。手持式RFID读取器或RFID读写器包括RFID读取器端口，配置为通过线缆被连接至控制台122的RFID读取器端口。
如下面阐述的，手持式RFID读取器或RFID读写器被配置为从用于VAD 164等的RFID标签读取RFID标签数据，这使得控制台122能够根据针(比如VAD 164的针166)的针特性定制其操作。此外，手持式RFID读写器被配置为将附加RFID标签数据写入RFID标签。附加RFID标签数据可以包括从RFID标签读取RFID标签数据的每个日期和时间的时间戳，包括开始时间戳和停止时间戳。控制台122可以被配置为在控制台122的装置数据库中同时存储来自RFID标签数据的VAD的识别信息以及用于计算针(比如VAD 164的针166)的停留时间的开始时间戳和停止时间戳。
作为RFID读取器或RFID读写器172或手持式RFID读取器或RFID读写器的替代方法或除其之外，控制台122可以包括内部RFID读取器或RFID读写器。实际上，RFID读取器或RFID读写器可以在控制台122的主体内部，VAD 164的RFID标签等需要靠近在控制台122外部上的标记或未标记的区域以进行读取和写入。内部RFID读取器或RFID读写器使得控制台122能够根据针(比如VAD 164的针166)的针特性定制其操作。此外，内部RFID读写器被配置为将附加RFID标签数据写入RFID标签。附加RFID标签数据可以包括从RFID标签读取RFID标签数据的每个日期和时间的时间戳，包括开始时间戳和停止时间戳。控制台122可以被配置为在控制台122的装置数据库中同时存储来自RFID标签数据的VAD的识别信息以及用于计算针(比如VAD 164的针166)的停留时间的开始时间戳和停止时间戳。
关于根据针的针特性的控制台122的定制操作，控制台122可以被配置为在接收来自RFID标签的RFID标签数据并且根据针特性正确地识别针后，在控制台122的显示屏124上为临床医生自动地开始针跟踪，由此控制台122准确地引导针插入患者并且在显示屏124上为临床医生显示针在患者中的位置。根据针特性正确地识别针可以包括比如通过检查存储器230或在线数据库中的查找表，验证VAD与一个或多个附加医疗装置、特定的经皮手术等的兼容性。控制台122的这种定制操作使得经皮手术更高效。
控制台122可以包括算法232的强制使用算法，其配置为强制VAD比如VAD 164的预定的最大使用次数。预定的最大使用次数至少部分地由RFID读写器从VAD读取RFID标签数据的次数确定。VAD的预定的最大使用次数可以是VAD的单次使用或VAD的多次使用。无论VAD的预定的最大使用次数是VAD的单次使用还是多次使用，控制台122可以被配置为在超过VAD的预定的使用次数时自动停止针跟踪。控制台122可以被配置为在接收其他RFID标签数据(来自并入另一个VAD的另一个RFID)或主RFID标签数据(来自主RFID标签)时，再次自动开始针跟踪。主RFID标签被配置为使得见习护士和销售代表能够绕过演示VAD的预定的使用次数，该演示VAD可以是任选地局限为仅演示使用的真实VAD。
控制台122可以包括算法232的报告算法，其配置为在显示屏124上报告来自装置数据库的在一个或多个时间段(例如，小时、天、周、月等)内与控制台122一起使用的特有的VAD的比率，比如20次VAD/天、300次VAD/月等。
控制台122可以包括患者数据库，其配置为借助于RFID标签数据将VAD与患者的有效患者档案相关联。如果在相同的经皮手术期间使用一个或多个附加VAD，患者数据库可以被配置为将一个或多个附加VAD与有效患者档案进一步相关联。对于有效患者档案中的每个VAD，假定使用VAD进行针刺。在更改为新患者并且因此更改为新的有效患者档案时，将清除患者数据库以将新的VAD与新的有效患者档案相关联。
控制台122还可以被配置为如果临床医生具有与他或她相关联的RFID标签读取器或RFID读写器可以读取的唯一的RFID标签(例如，并入徽章(badge)的RFID标签)，则自动识别临床医生。唯一的RFID标签可以被用于在使用或不使用针跟踪软件的情况下：登录控制台122或最小化登录控制台122的步骤，在控制台122的针跟踪软件中加载临床医生的使用者偏好，记录临床医生使用控制台122或类似控制台的频率，记录临床医生放置的VAD的数量和类型，识别控制台122或类似控制台的实时小时数或培训小时数，以及记录控制台122或类似控制台的使用次数。
转到单患者设备110，单患者设备包括VAD 164，VAD 164具有针166和RFID标签(未显示)。VAD 164进一步包括导管168，针166被布置在导管168内。应当理解，VAD 164只是医疗装置的一个实施例，包括可以使用针引导系统100的控制台122和超声探针148跟踪的磁化针或可磁化针。其他VAD不需要包括导管。这样，除非VAD 164的特定功能强制规定，否则不应当将针引导系统100的描述视为是关于VAD 164的限制。
针166包括围绕针166的远端部分的磁体或可磁化区域，配置为使用针引导系统100的控制台122和超声探针148磁力地跟踪在患者附近或患者中的针166。在插入针166前，磁力地跟踪在患者附近的针166对跟踪针166的位置和取向是有用的。在VAD 164的背景下，将针布置在VAD 164的导管168中，以使得针166提供至患者的脉管的初始进入，用于导管168的后续进入。
针166可以是不锈钢比如汽车工程师协会(“SAE”)级304不锈钢，不锈钢包含大约8％和10.5％(w/w)之间的相对高的镍含量、大约18％和20％(w/w)之间的相对高的铬含量、其他主要合金元素(包括锰、硅和碳)和余量的铁；然而，可以使用能够被磁化的其他合适的针材料。如此配置，针166产生由超声探针148的传感器阵列162可检测的磁场，以便使得针引导系统100能够跟踪针166的位置和取向。
用于VAD 164的RFID标签被并VAD 164本身或VAD 164的包装。例如，RFID标签可以被并入VAD 164的衬套(hub)、被提供在作为VAD 164的包装的一部分的卡片上、被并入在作为VAD 164的包装的一部分的托盘的一部分(例如，磁化器托盘170的顶部托盘)中等。用于VAD 164的RFID标签包括用于VAD 164的RFID标签数据，该数据可以被加密以使得难以伪造。RFID标签数据可以包括针166的至少选自如下的针特性：针长度、针规格、针斜角、磁体的磁性强度、用于跟踪的磁体的几何长度、磁体的磁性长度或极间(pole-to-pole)长度、磁场轴线对物理轴线的磁性相关偏离的磁性校准参数。这样的针特性对于控制台122的针跟踪软件在显示屏124上准确显示针166的位置和取向是有用的。例如，如果针166的几何方面和磁性方面不匹配，但是根据针特性是已知的，则针跟踪软件被配置为补偿针166的位置和取向的偏离。
单患者设备110进一步包括磁化器托盘170，其配置为使针166的至少远端部分磁化，以便在经皮手术期间使得能够使用针引导系统100的控制台122和超声探针148跟踪针166。在美国专利公开号US2018/0310955中公开了示例性磁化器托盘，其全部内容通过引用并入本申请。磁化器托盘170(例如，磁化器托盘170的底部托盘)可以包括RFID读取器或RFID读写器172和RFID读取器端口，该RFID读取器端口配置为通过线缆被连接至控制台122的RFID读取器端口。RFID读取器或RFID读写器172被配置为读取用于VAD 164的RFID标签，这使得控制台122能够根据针166的针特性定制控制台122的操作。此外，RFID读写器172被配置为将附加RFID标签数据写入RFID标签。附加RFID标签数据可以包括时间戳，该时间戳针对从RFID标签读取RFID标签数据的每个日期和时间，包括开始时间戳和停止时间戳。可以在磁化器托盘170使VAD 164的针166磁化以用于使用针引导系统100的控制台122和超声探针148磁力地跟踪针166的同时，从RFID标签读取RFID标签数据或将附加RFID标签数据写入RFID标签。
在针引导系统100的操作期间，临床医生将超声探针148的头部抵靠着患者的皮肤放置，压电阵列160发射超声波脉冲，并且压电阵列160接收超声波脉冲的回波(该回波被患者的靠近预期的插入部位的内部解剖结构反射)，进而产生患者的内部解剖结构(比如患者的皮肤下方的脉管的一部分)的超声图像。可以在控制台122的显示屏124上描绘这样的超声图像。进一步地，在针引导系统100的操作期间，超声探针148的传感器阵列162检测VAD164的针166的磁体或磁化区域的磁场。由传感器阵列162的磁性传感器感测的针166的磁场的磁场强度数据被转发至控制台122的处理器228，处理器228实时计算针166的位置和取向。VAD 164的针166的位置和取向通过针引导系统100根据来自RFID标签的针特性准确地测定，这进而使得控制台122能够在显示屏124上将针166的图像叠加在超声图像上方。例如，显示屏124上的超声图像可以包括对患者的皮肤表面和皮肤表面下将由VAD 164的针166进入的脉管的描绘，以及对针166的描绘，针166通过针引导系统100的控制台122和超声探针148根据其关于脉管的实时位置和取向检测。
当针不是VAD 164的针或是不包括导管的不同VAD的针时，控制台122可以包括算法232的导管确定算法，其配置为根据针特性从控制台122的查找表等选择用于与针一起使用的适当规格的导管。此外，控制台122可以被配置为在显示屏124上显示与适当规格的导管对应的导管规格图标。例如，如果临床医生导航至显示屏124上的测量工具屏幕，则控制台122被配置为针对适当规格的导管在显示屏124上预选择导管规格图标。
方法
针引导系统100的方法包括获得VAD比如VAD 164以与患者一起使用的步骤。VAD164的针166包括围绕针166远端部分的磁体或可磁化区域。VAD 164还具有并入VAD 164或VAD 164的包装的RFID标签中。方法还包括临床医生访问具有多个端口226的控制台122的步骤，多个端口226包括RFID读取器端口。方法还包括使用控制台122的处理器238处理针跟踪软件的指令，以进行针跟踪的步骤，该指令由控制台122的存储器230提供。方法还包括使用RFID读取器或RFID读写器从RFID标签读取RFID标签数据(例如，加密的RFID标签数据、针166的针特性等)的步骤，和可选地，使用RFID读写器将附加RFID标签数据(例如，从RFID标签读取RFID标签数据的每个日期和时间的时间戳，包括开始时间戳和停止时间戳)写入RFID标签的步骤。方法还包括通过RFID标签数据(比如通过检查查找表或在线数据库(如果兼容的话))验证VAD 164的步骤。方法还包括在接收来自RFID标签的RFID标签数据后，在控制台122的显示屏124上进行针跟踪的步骤，所有这些使得经皮手术在针引导系统100的情况下更高效。
方法进一步包括根据针特性、使用控制台122正确地识别针166的步骤。方法还包括在显示屏124上准确地引导针166插入患者的步骤。方法还包括在显示屏幕124上为临床医生显示针166在患者中的位置的步骤。
方法进一步包括如果VAD 164不具有如上面所阐述的导管，则根据VAD的针特性，使用导管确定算法从控制台122的查找表选择适当规格的导管与VAD一起使用。
方法进一步包括使用控制台122的强制使用算法强制VAD 164的预定的最大使用次数的步骤。强制VAD 164的预定的最大使用次数的步骤包括强制VAD 164的单次使用。
方法进一步包括在超过VAD 164的预定的使用次数时，使用自动停止使用控制台122的针跟踪的步骤。
方法进一步包括借助于RFID标签数据将VAD 164与控制台122的患者数据库中的患者的有效患者档案相关联的步骤。
方法进一步包括将来自RFID标签数据的VAD 164的标识信息(包括任何开始时间戳和停止时间戳)同时存储在控制台122的装置数据库中的步骤。方法还包括根据开始时间戳和停止时间戳中的任何一个或多个计算VAD 164的针166的停留时间的步骤。
方法进一步包括在显示屏124上报告来自装置数据库的在一个或多个时间段内与控制台122一起使用的特有的VAD的比率。
方法进一步包括通过线缆将RFID读取器或RFID读写器的RFID读取器端口连接至控制台122的RFID读取器端口的步骤。获得VAD164的步骤包括获得RFID读取器或RFID读写器，作为VAD 164的包装的磁化器托盘170的一部分。
方法进一步包括在从RFID标签读取RFID标签数据的步骤期间使用磁化器托盘170磁化针166的可磁化区域的步骤。
方法进一步包括通过线缆将手持式RFID读取器或RFID读写器的RFID读取器端口连接至控制台122的RFID读取器端口的步骤。方法还包括在每次执行多个手术事件中的一个手术事件时，使用手持式RFID读取器或RFID读写器从RFID标签读取RFID标签数据的步骤。每个手术事件选自：将VAD 164的针166插入患者、抽取患者的血液、选择用于输注的药物、将药物输注入患者、观察发病率(例如静脉炎、感染)、从患者拔出VAD 164和更换VAD164。其他手术事件可以包括清洁VAD 164的套管、遮盖VAD 164的套管等。方法还包括由控制台122将手术事件记录在手术事件数据库中的步骤，手术事件数据库可以被用于生成各种手术的改进的报告。
虽然本文已经公开了一些具体的实施方案，并且虽然已经公开了特定实施方案的一些细节，但是这些特定实施方案并不意图限制本文提供的概念的范围。对于本领域普通技术人员来说，额外的改编和/或修改是显而易见的，并且在更广泛的方面，这些改编和/或修改也包括在内。因此，在不脱离本文公开的概念的范围的情况下，可以偏离本文提供的特定实施方案。

Claims (31)

1.一种针引导系统，包括：
单患者设备，其包括脉管进入装置(“VAD”)，所述VAD具有：
针，其包括围绕所述针的远端部分的磁体或可磁化区域，所述磁体或可磁化区域配置用于磁力地跟踪在患者附近或在患者中的所述针；和
射频识别(“RFID”)标签，其并入所述VAD或所述VAD的包装；
多患者设备，其包括控制台，所述控制台任选地具有多个端口，所述多个端口包括RFID读取器端口，所述控制台配置为在从所述RFID标签接收RFID标签数据、验证所述VAD和使用所述控制台的处理器处理由所述控制台的存储器提供的用于针跟踪的针跟踪软件的指令后，在所述控制台的集成显示屏上为临床医生自动地开始所述针跟踪；和
RFID读写器，其配置为从所述RFID标签读取所述RFID标签数据和将附加RFID标签数据写入所述RFID标签，所述RFID读写器与所述VAD的包装或所述多患者设备一起提供。
2.根据权利要求1所述的针引导系统，其中所述RFID标签数据被加密。
3.根据权利要求1或2所述的针引导系统，其中所述RFID标签数据包括所述针的针特性，所述针特性选自：针长度、针规格、针斜角、所述磁体的磁性强度、所述磁体的几何长度、所述磁体的磁性长度、磁场轴线对物理轴线的磁性相关偏离的磁性校准参数。
4.根据权利要求3所述的针引导系统，所述控制台被配置为：根据所述针特性正确地识别所述针、准确地引导所述针插入所述患者和在所述显示屏上为所述临床医生显示所述针在所述患者中的位置。
5.根据权利要求3或4所述的针引导系统，其中所述控制台包括导管确定算法，所述导管确定算法配置为根据所述针特性，选择与所述VAD一起使用的适当规格的导管。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的针引导系统，其中所述控制台包括强制使用算法，所述强制使用算法配置为强制所述VAD的预定的最大使用次数。
7.根据权利要求6所述的针引导系统，其中所述VAD的所述预定的最大使用次数是所述VAD的单次使用。
8.根据权利要求6或7所述的针引导系统，其中所述控制台被配置为在超过所述VAD的所述预定的使用次数时自动停止针跟踪。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的针引导系统，其中所述控制台包括患者数据库，所述患者数据库配置为借助于所述RFID标签数据将所述VAD与所述患者的有效患者档案相关联。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的针引导系统，其中所述附加RFID标签数据包括时间戳，所述时间戳针对从所述RFID标签读取所述RFID标签数据的每个日期和时间，所述时间戳包括开始时间戳和停止时间戳。
11.根据权利要求10所述的针引导系统，其中所述控制台被配置为在所述控制台的装置数据库中同时存储来自所述RFID标签数据的所述VAD的识别信息以及用于计算所述VAD的所述针的停留时间的所述开始时间戳和所述停止时间戳。
12.根据权利要求11所述的针引导系统，其中所述控制台包括报告算法，所述报告算法配置为在所述显示屏上报告来自所述装置数据库的在一个或多个时间段内与所述控制台一起使用的特有的VAD的比率。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的针引导系统，其中所述RFID读写器被设置在所述VAD的所述包装的磁化器托盘中，所述磁化器托盘包括RFID读取器端口，所述RFID读取器端口配置为通过线缆被连接至所述控制台的所述RFID读取器端口。
14.根据权利要求13所述的针引导系统，其中所述磁化器托盘被配置为在从所述RFID标签读取所述RFID标签数据的同时，使所述针的所述可磁化区域磁化。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的针引导系统，其中所述RFID读写器是与所述多患者设备一起提供的手持式RFID读写器，所述手持式RFID读写器包括RFID读取器端口，所述RFID读取器端口配置为通过线缆被连接至所述控制台的所述RFID读取器端口。
16.根据权利要求1至12中任一项所述的针引导系统，其中所述RFID读写器是与所述多患者设备一起提供的所述控制台的内部RFID读写器。
17.一种针引导系统的方法，包括：
获得与患者一起使用的脉管进入装置(“VAD”)，所述VAD包括：
针，其包括围绕所述针的远端部分的磁体或可磁化区域；和
射频识别(“RFID”)标签，其并入所述VAD或所述VAD的包装；
由临床医生访问具有多个端口的控制台，所述多个端口包括RFID读取器端口；
使用所述控制台的处理器处理由所述控制台的存储器提供的针跟踪软件的指令，用于针跟踪；
使用RFID读写器从所述RFID标签读取RFID标签数据，和任选地将附加RFID标签数据写入所述RFID标签；
借助于所述RFID标签数据验证所述VAD；和
在从所述RFID标签接收所述RFID标签数据后，在所述控制台的集成显示屏上进行针跟踪。
18.根据权利要求17所述的方法，其中使用所述RFID读写器从所述RFID标签读取所述RFID标签数据包括从所述RFID标签读取加密的RFID标签数据。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中使用所述RFID读写器从所述RFID标签读取所述RFID标签数据包括读取所述针的针特性，所述针特性选自：针长度、针规格、针斜角、所述磁体的磁性强度、所述磁体的几何长度、所述磁体的磁性长度和磁场轴线对物理轴线的磁性相关偏离的磁性校准参数。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：
根据所述针特性，使用所述控制台正确地识别所述针；
在所述显示屏上准确引导所述针插入所述患者；和
在所述显示屏上为所述临床医生显示所述针在所述患者中的位置。
21.根据权利要求19或20所述的方法，进一步包括：
根据所述针特性，使用所述控制台的导管确定算法选择与所述VAD一起使用的适当规格的导管。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，进一步包括使用所述控制台的强制使用算法，强制所述VAD的预定的最大使用次数。
23.根据权利要求22所述的方法，其中强制所述VAD的所述预定的最大使用次数包括强制所述VAD的单次使用。
24.根据权利要求22或23所述的方法，进一步包括在超过所述VAD的所述预定的使用次数时，使用所述控制台自动停止所述针跟踪。
25.根据权利要求17至24中任一项所述的方法，进一步包括借助于所述RFID标签数据，将所述VAD与所述控制台的患者数据库中的所述患者的有效患者档案相关联。
26.根据权利要求17至25中任一项所述的方法，其中将所述附加RFID标签数据写入所述RFID标签包括写入时间戳，所述时间戳针对从所述RFID标签读取所述RFID标签数据的每个日期和时间，所述时间戳包括开始时间戳和停止时间戳。
27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括：
在所述控制台的装置数据库中同时存储来自所述RFID标签数据的所述VAD的识别信息以及所述开始时间戳和所述停止时间戳；和
根据所述开始时间戳和所述停止时间戳，计算所述VAD的所述针的停留时间。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括：
在所述显示屏上报告在一个或多个时间段内与所述控制台一起使用的特有的VAD的比率，所述比率来自所述装置数据库，所述控制台包括被配置用于报告的报告算法。
29.根据权利要求17至28中任一项所述的方法，进一步包括：
通过线缆将所述RFID读写器的RFID读取器端口连接到所述控制台的所述RFID读写器端口，
其中获得所述VAD包括获得所述RFID读写器作为所述VAD的所述包装的磁化器托盘的一部分。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括使用所述磁化器托盘磁化所述针的所述可磁化区域，同时从所述RFID标签读取所述RFID标签数据。
31.根据权利要求17至28中任一项所述的方法，进一步包括：
通过线缆将手持式RFID读写器的RFID读取器端口连接至所述控制台的所述RFID读写器端口；
每次执行多个手术事件中的一个手术事件时，使用所述手持式RFID读写器从所述RFID标签读取所述RFID标签数据，每个手术事件选自：将所述VAD的所述针插入所述患者、从所述患者抽取血液、选择用于输注的药物、将所述药物输注入所述患者、观察发病率、从所述患者拔出所述VAD和更换所述VAD；和
通过所述控制台将所述手术事件记录在手术事件数据库中。
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