CN114469254A - 用于超声分解内腔内凝块的医疗系统 - Google Patents

用于超声分解内腔内凝块的医疗系统 Download PDF

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Abstract

本文公开了用于超声分解内腔内凝块的医疗系统。医疗系统可以包括被配置为插入导管的内腔中的管心针。管心针可以包括一个或多个电阻抗传感器，以及一个或多个超声换能器或管心针的谐振区段。一个或多个阻抗传感器可以被配置为检测阻抗变化以用于识别导管中的内腔内凝块。一个或多个超声换能器可以被配置用于分解内腔内凝块以重新建立导管中的通畅，而管心针的谐振区段可以被配置为与外部施加的超声频率谐振以用于分解内腔内凝块以重新建立导管中的通畅。医疗系统进一步可以包括控制台，在医疗系统的可操作状态下，管心针连接到控制台。

Description

用于超声分解内腔内凝块的医疗系统
优先权
本申请要求2020年11月12日提交的美国临时专利申请号63/113,074的优先权，该美国临时专利申请通过引用以其全部内容并入本申请中。
技术领域
本申请涉及医疗器械领域，更具体地涉及用于超声分解内腔内凝块的医疗系统。
背景技术
血栓形成(也称为血凝块)可能发生在血管中，在血管中通常放置有诸如外周静脉导管(“PIVC”)、外周插入中心导管(“PICC”)、中心静脉导管(“CVC”)等之类的导管。与血管中的血栓形成一样，内腔内凝块可能发生在此类导管的内腔中。内腔内凝块通常用诸如阿替普酶的溶栓药物来治疗，阿替普酶是通过重组DNA技术生产的组织纤溶酶原激活剂(“TPA”)。TPA催化开放形式的凝块结合型纤溶酶原转化为活性纤溶酶，活性纤溶酶是负责分解血栓形成中的纤维蛋白的主要酶。
在治疗内腔内凝块以恢复导管通畅时，临床医生通常使用三通旋塞方法将TPA溶液强制注入内腔内凝块的近侧导管的内腔中。方法要求抽吸步骤、注射步骤和等待步骤，抽吸步骤是用第一注射筒从凝块的近侧导管的内腔抽吸流体从而产生部分真空，注射步骤是在真空下用第二注射筒将TPA溶液注射到导管的内腔中，等待步骤是在重复上述步骤之前等待至少20分钟以让TPA作用于内腔内凝块。虽然三通旋塞方法可以是有效的，但是由于其大小、闭塞程度和导管中的位置，治疗内腔内凝块也可能需要花费一个多小时或更长的时间。
本文公开了用于超声分解内腔内凝块的医疗系统及其方法，医疗系统及其方法至少改进了三通旋塞方法。
发明内容
本文公开了一种用于超声分解内腔内凝块的医疗系统。在一些实施方案中，医疗系统包括管心针。管心针被配置为插入到导管的内腔中。管心针包括一个或多个电阻抗传感器和一个或多个超声换能器。一个或多个电阻抗传感器是在管心针的远侧部分。一个或多个阻抗传感器被配置为检测阻抗变化以用于识别导管中的内腔内凝块。一个或多个超声换能器嵌入在管心针的远侧部分。一个或多个超声换能器被配置为分解内腔内凝块以重新建立导管中的通畅。
在一些实施方案中，一个或多个超声换能器形成沿着管心针的长度嵌入的超声换能器阵列。
在一些实施方案中，一个或多个超声换能器形成围绕管心针的圆周嵌入的超声换能器阵列。
在一些实施方案中，一个或多个超声换能器被配置用于通过靠近内腔内凝块的流体的超声空化来分解内腔内凝块。
在一些实施方案中，一个或多个超声换能器进一步被配置用于通过靠近内腔内凝块的流体中的溶栓药物的超声振荡来分解内腔内凝块。
在一些实施方案中，一个或多个超声换能器被配置用于当一个或多个超声换能器在操作时通过内腔内凝块与管心针的直接接触来分解内腔内凝块。
在一些实施方案中，一个或多个超声换能器被配置为根据在医疗系统的可操作状态下管心针连接到控制台上的逻辑、一旦通过阻抗变化识别出内腔内凝块就自动激活。
本文还公开了另一种用于超声分解内腔内凝块的医疗系统。在一些实施方案中，医疗系统包括管心针和超声探测器。管心针被配置为插入到导管的内腔中。管心针包括一个或多个电阻抗传感器和管心针的谐振区段。一个或多个电阻抗传感器是在管心针的远侧部分。一个或多个阻抗传感器被配置为检测阻抗变化以用于识别导管中的内腔内凝块。管心针的谐振区段是在一个或多个阻抗传感器远侧的、管心针的远侧部分中。管心针的谐振区段被配置为与外部施加的超声频率谐振，以用于分解内腔内凝块以重新建立导管中的通畅。超声探测器被配置为将超声频率施加到管心针的谐振区段。
在一些实施方案中，管心针的谐振区段被配置用于当通过超声探测器向其施加超声频率时，通过靠近内腔内凝块的流体的超声空化来分解内腔内凝块。
在一些实施方案中，管心针的谐振区段进一步被配置用于当通过超声探测器向其施加超声频率时，通过靠近内腔内凝块的流体中的溶栓药物的超声振荡来分解内腔内凝块。
在一些实施方案中，管心针的谐振区段被配置用于当通过超声探测器向其施加超声频率时通过内腔内凝块与管心针的直接接触来分解内腔内凝块。
在一些实施方案中，超声探测器被配置为根据在医疗系统的可操作状态下管心针和超声探测器功能性地连接到的控制台上的逻辑、一旦通过阻抗变化识别出内腔内凝块就自动激活。
在一些实施方案中，超声探测器进一步被配置用于对内腔内凝块进行超声成像以用于对其进行表征。
在一些实施方案中，超声探测器进一步被配置用于对内腔内凝块进行超声成像，以用于在重新建立导管中的通畅之后确认导管中的通畅。
本文还公开了一种用于超声分解内腔内凝块的医疗系统的方法。方法包括管心针插入步骤、凝块识别步骤和凝块分解步骤。管心针插入步骤包括将管心针插入导管的内腔中。凝块识别步骤包括通过用在管心针的远侧部分中的一个或多个电阻抗传感器检测阻抗变化来识别导管中的内腔内凝块。凝块分解步骤包括用超声来分解内腔内凝块，从而重新建立导管中的通畅。
在一些实施方案中，凝块分解步骤还包括通过靠近内腔内凝块的流体的超声空化来分解内腔内凝块。
在一些实施方案中，凝块分解步骤还包括通过靠近内腔内凝块的流体中的溶栓药物的超声振荡来分解内腔内凝块。
在一些实施方案中，方法还包括药物注射步骤。药物注射步骤包括在凝块分解步骤中靠近内腔内凝块的流体中的溶栓药物的超声振荡之前，将溶栓药物注射到导管的内腔中。
在一些实施方案中，凝块分解步骤还包括当一个或多个超声换能器在操作时通过内腔内凝块与管心针的直接接触来分解内腔内凝块。
在一些实施方案中，用超声分解内腔内凝块包括使用由一个或多个超声换能器提供的超声，一个或多个超声换能器形成为嵌入在管心针的远侧部分中的超声换能器阵列。
在一些实施方案中，用超声分解内腔内凝块包括用超声探测器将超声频率施加到管心针的远侧部分中的谐振区段。
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加显而易见，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用于超声分解内腔内凝块的医疗系统。
图2展示了根据一些实施方案的医疗系统的包括超声换能器阵列的管心针的远侧部分。
图3展示了根据一些实施方案的医疗系统的包括另一个超声换能器阵列的另一个管心针的远侧部分。
图4展示了根据一些实施方案的医疗系统的包括管心针的谐振区段的又一个管心针的远侧部分。
图5展示了根据一些实施方案的利用图2的管心针的超声换能器阵列来分解内腔内凝块以重新建立导管中的通畅。
图6展示了根据一些实施方案的利用图4的管心针的谐振区段来分解内腔内凝块以重新建立导管中的通畅。
图7展示了根据一些实施方案的医疗系统的框图。
具体实施方式
在更详细地公开一些特定实施方案之前，应当理解，本文中公开的特定实施方案并不限制本文中所提供的概念的范围。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特征。
关于本文使用的术语，还应当理解，术语是用于描述一些特定实施方案的目的，且术语并不限制本文所提供概念的范围。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”特征或步骤不必以该顺序出现，并且包括此类特征或步骤的具体实施方案不必受限于这三个特征或步骤。诸如“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”等标签是为了方便而使用，而并不旨在暗示例如任何特定的固定位置、取向或方向。相反，此类标签用于反映例如相对位置、取向或方向。单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。
例如，关于导管的“近侧”、“近侧部分”或“近端部分”包括当导管被用在患者身上时应靠近临床医生的导管的一部分。同样地，例如，导管的“近侧长度”包括当导管被用在患者身上时应靠近临床医生的导管的长度。例如，导管的“近端”包括当导管被用在患者身上时应靠近临床医生的导管的末端。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，关于导管的“远侧”、“远侧部分”或“远端部分”包括当导管被用在患者身上时应靠近患者或在患者体内的导管的一部分。同样地，例如，导管的“远侧长度”包括当导管被用在患者身上时应靠近患者或在患者体内的导管的长度。例如，导管的“远端”包括当导管被用在患者身上时应靠近患者或在患者体内的导管的一端。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所理解的相同的含义。
如上面所阐述的，内腔内凝块可能出现在诸如PIVC、PICC、CVC等之类的导管的内腔中，并且此类内腔内凝块通常使用三通旋塞方法利用诸如阿替普酶的溶栓药物进行治疗。虽然三通旋塞方法可以是有效的，但是由于其大小、闭塞程度和导管中的位置，治疗内腔内凝块也可能需要花费一个多小时或更长的时间。本文公开了用于超声分解内腔内凝块的医疗系统及其方法，医疗系统及其方法至少改进了三通旋塞方法。
医疗系统
图1展示了根据一些实施方案的用于超声分解内腔内凝块的医疗系统100。
如所示出的，医疗系统100包括管心针202、302或402和在一些实施方案中在医疗系统100的可操作状态下连接到管心针202、302或402的控制台104。医疗系统100还可以包括超声探测器106，在医疗系统100的可操作状态下，超声探测器功能性地连接到控制台104。下面从管心针202、302和402开始更详细地描述前述部件中的每一个。
图2至图4展示了医疗系统100的管心针202、302和402的远侧部分。图2展示了根据一些实施方案的医疗系统100的管心针202的远侧部分，远侧部分包括可选地在超声换能器阵列208中的一个或多个超声换能器222。图3展示了根据一些实施方案的医疗系统100的管心针302的远侧部分，远侧部分包括可选地在另一个超声换能器阵列310中的一个或多个超声换能器222。图4展示了根据一些实施方案的医疗系统100的管心针402的远侧部分，远侧部分包括管心针402的谐振区段412。
管心针202、302或402被配置为插入导管116的内腔514中以用于识别在其中的任何内腔内凝块，并且如果存在的话以超声方式分解内腔内凝块。(参见图5和图6。)
管心针202、302或402包括可选地在管心针202、302或402的远侧部分中的阻抗传感器阵列218中的一个或多个电阻抗传感器220(诸如环形电极)。一个或多个阻抗传感器220被配置为检测阻抗变化以用于识别导管116中的任何内腔内凝块，并且一个或多个阻抗传感器220可以包括单极或多极(例如，双极、四极等)阻抗测量所需的任意数量的阻抗传感器。
管心针202或302包括可选地在超声换能器阵列208或310中的一个或多个超声换能器222，超声换能器阵列嵌入在一个或多个阻抗传感器220远侧的管心针202或302的远侧部分中，一个或多个超声换能器被配置用于分解导管116中的任何内腔内凝块并重新建立其通畅。图2展示了形成为沿着管心针202的长度嵌入的超声换能器阵列208中的一个或多个超声换能器222，而图3展示了形成为围绕管心针302的圆周嵌入的超声换能器阵列310中的一个或多个超声换能器222。然而，管心针202或302任一个的一个或多个超声换能器222可以是在分解导管116中的任何内腔内凝块所需的任何布置中。实际上，一个或多个超声换能器222可以是在超声换能器阵列208或310中或者在通过以下方式分解导管116中的任何内腔内凝块所需的另一种布置中：靠近内腔内凝块的流体的超声空化、靠近内腔内凝块的流体中的溶栓药物(例如，阿替普酶)的超声振荡、当一个或多个超声换能器222在操作中时内腔内凝块与管心针202或302的直接接触、或其组合。
作为包括一个或多个超声换能器222的管心针202或302的替代，管心针402包括在一个或多个阻抗传感器220远侧的、管心针402的远侧部分中的谐振区段412，谐振区段被配置用于分解导管116中的任何内腔内凝块并重新建立导管的通畅。管心针402的谐振区段412被配置为与外部施加的超声频率谐振以用于分解导管116中的任何内腔内凝块。例如，超声探测器106可以被配置为将超声频率施加到管心针402的谐振区段412。实际上，管心针402的谐振区段412可以被配置用于当通过超声探测器106将超声频率施加到管心针402的谐振区段412时，通过靠近内腔内凝块的流体的超声空化、靠近内腔内凝块的流体中溶栓药物的超声振荡、内腔内凝块与管心针402的直接接触等来分解任何内腔内凝块。
图7展示了根据一些实施方案的医疗系统的框图。
如上面所阐述的，医疗系统100包括管心针202、302或402，可选的超声探测器106，和在一些实施方案中在医疗系统100的可操作状态下管心针202、302或402和超声探测器106(当存在时)功能性地连接到其上的控制台104。当超声探测器106存在并且功能性地连接到控制台104时，医疗系统100被配置用于对导管116中的任何内腔内凝块进行超声成像以用于对其进行表征。有利地，这样的医疗系统可以用于在分解导管116中的任何内腔内凝块并且重新建立其通畅之后通过进行超声成像来确认导管116的通畅。
控制台104容纳且调节医疗系统100的各个部件，并且将理解控制台104可以采用各种形式中的任何一种。处理器724和存储器726(诸如随机存取存储器(“RAM”)或非易失性存储器(例如，电可擦除可编程只读存储器[“EEPROM”])被包括在控制台104中，用于控制医疗系统100的功能，以及在医疗系统100的操作期间根据存储在存储器726中用于由处理器724执行的可执行指令728来执行各种逻辑操作或算法。例如，控制台104被配置为借助于指令728实例化用于识别或分解导管116中的任何内腔内凝块的一个或多个过程，以及将来自超声探测器106的电信号处理成用于超声成像的超声图像。数字控制器/模拟接口730也包括在控制台104中，并且与处理器724和其他系统部件通信以管理超声探测器106与本文阐述的其他系统部件之间的接口连接。
控制台104还包括端口732，用于与诸如管心针202、302或402的附加部件和包括打印机、存储介质、键盘等的可选部件734连接。端口732可以是通用串行总线(“USB”)端口，尽管其他类型的端口可以用于此连接或本文示出的或描述的任何其他连接。电力连接736被包括在控制台104中，以实现与外部电源738的可操作连接。还可以采用内部电源740(例如，电池)，与外部电源738一起使用或不使用外部电源。电力管理电路系统742被包括在控制台104的数字控制器/模拟接口730中，以调节电力使用和分配。
显示屏744(例如，液晶显示器[“LCD”]屏)被集成到控制台104中以在诸如由超声探测器106获得的内腔内凝块的超声图像期间为临床医生提供GUI和显示信息。替代地，显示屏744与控制台104分离并且与其通信地联接。控制台按钮界面746和包括在超声探测器106上的控制按钮可用于由临床医生立即将所需模式调用到显示屏744以用于识别或分解导管116中的任何内腔内凝块。
超声探测器106包括容纳超声换能器750阵列的探头148，其中超声换能器750是压电换能器或电容式微机超声换能器(“CMUT”)。探头148被配置用于抵靠患者在导管116上方的皮肤放置。以此方式，借助于超声探测器106和逻辑752，医疗系统100能够表征导管116中的任何内腔内凝块或通过进行超声成像确认导管116的通畅。有利地，医疗系统100可以被配置为根据控制台104上的逻辑752、一旦通过阻抗变化识别出任何内腔内凝块就自动激活一个或多个超声换能器222。
超声探测器106还包括按钮和存储器控制器754以用于管理按钮操作以及用于管理超声探测器106的操作。按钮和存储器控制器754可以包括非易失性存储器(例如，电可擦除可编程只读存储器[“EEPROM”])。按钮和存储器控制器754与控制台104的探测器接口756可操作地通信，探测器接口包括用于与超声换能器750接口连接的输入/输出(“I/O”)部件758和用于与按钮和存储器控制器754接口连接的按钮和存储器I/O部件760。
方法
图5展示了根据一些实施方案的分解内腔内凝块以重新建立导管116中的通畅，其中一个或多个超声换能器222可选地在管心针202或302的超声换能器阵列208或310中。图6展示了根据一些实施方案的利用管心针402的谐振区段412来分解内腔内凝块以重新建立导管116中的通畅。
上面阐述的医疗系统的方法包括使用医疗系统的方法。例如，使用医疗系统100用于以超声方式分解内腔内凝块的方法包括可选的管心针连接步骤、管心针插入步骤、凝块识别步骤和凝块分解步骤。
作为方法的一部分的管心针连接步骤包括将管心针202、302或402功能性地连接到控制台104，如在图1中所示出的。
管心针插入步骤包括将管心针202、302或402插入导管(诸如导管116)的内腔中，如在针对管心针202的图5中和针对管心针402的图6中所示出的。
凝块识别步骤包括通过用管心针202、302和402的远侧部分中的一个或多个阻抗传感器220检测阻抗变化来识别导管116中的内腔内凝块。
凝块分解步骤包括用超声来分解内腔内凝块以重新建立导管116中的通畅，这进而可以包括：通过靠近内腔内凝块的流体的超声空化来分解内腔内凝块；通过靠近内腔内凝块的流体中的溶栓药物的超声振荡来分解内腔内凝块；当一个或多个超声换能器222在操作时或者管心针402的谐振区段412与由超声探测器106施加的超声频率谐振时，通过内腔内凝块与管心针202、302或402的直接接触来分解内腔内凝块；或者其组合。
方法可以还包括与凝块分解步骤相关联的药物注射步骤，凝块分解步骤通过以超声方式振荡靠近内腔内凝块的流体中的溶栓药物来分解内腔内凝块。药物注射步骤包括在凝块分解步骤中以超声方式振荡靠近内腔内凝块的流体中的溶栓药物之前，将溶栓药物注射到导管116的内腔中。
虽然本文中已经公开了一些特定实施方案，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旨在限制本文中提供的概念的范围。对于本领域普通技术人员来说，额外的适应和/或修改可以是显而易见的，并且在更广泛的方面，这些适应和/或修改也被涵盖。因此，在不偏离本文中提供的概念的范围的情况下，可以偏离本文中公开的特定实施方案。

Claims (14)

1.一种用于超声分解内腔内凝块的医疗系统，其特征在于，包括：
管心针，其配置为插入包含流体的导管的内腔，所述管心针包括：
一个或多个电阻抗传感器，其在所述管心针的远侧部分中，所述一个或多个阻抗传感器配置为检测阻抗变化，以便识别所述导管中的内腔内凝块；和
一个或多个超声换能器，其嵌入在所述管心针的远侧部分中，所述一个或多个超声换能器配置用于分解所述内腔内凝块以重新建立所述导管中的通畅。
2.根据权利要求1所述的医疗系统，其特征在于，所述一个或多个超声换能器形成沿着管心针的长度嵌入的超声换能器阵列。
3.根据权利要求1所述的医疗系统，其特征在于，所述一个或多个超声换能器形成围绕所述管心针的圆周嵌入的超声换能器阵列。
4.根据权利要求1所述的医疗系统，其特征在于，所述一个或多个超声换能器被配置用于通过靠近所述内腔内凝块的流体的超声空化而分解所述内腔内凝块。
5.根据权利要求1所述的医疗系统，其特征在于，所述一个或多个超声换能器被配置用于通过靠近所述内腔内凝块的流体中的溶栓药物的超声振荡而分解所述内腔内凝块。
6.根据权利要求1所述的医疗系统，其特征在于，所述一个或多个超声换能器被配置用于在所述一个或多个超声换能器进行操作的同时，通过所述内腔内凝块与所述管心针的直接接触而分解所述内腔内凝块。
7.根据权利要求1所述的医疗系统，其特征在于，所述一个或多个超声换能器被配置为根据控制台上的逻辑在通过所述阻抗变化识别到所述内腔内凝块时自动激活，所述管心针在所述医疗系统的可操作状态下被功能性地连接至所述控制台。
8.一种用于超声分解内腔内凝块的医疗系统，其特征在于，包括：
管心针，其配置为插入包含流体的导管的内腔，所述管心针包括：
一个或多个电阻抗传感器，其在所述管心针的远侧部分中，所述一个或多个阻抗传感器配置为检测阻抗变化，以便识别所述导管中的内腔内凝块；和
所述管心针的谐振区段，其在所述一个或多个阻抗传感器远侧的所述管心针的远侧部分中，所述管心针的谐振区段配置为与施加的超声频率谐振，以便分解所述内腔内凝块而重新建立所述导管中的通畅；和
超声探测器，其配置为将所述超声频率施加于所述管心针的谐振区段。
9.根据权利要求8所述的医疗系统，其特征在于，所述管心针的谐振区段被配置用于当通过所述超声探测器向其施加所述超声频率时，通过靠近所述内腔内凝块的流体的超声空化而分解所述内腔内凝块。
10.根据权利要求8所述的医疗系统，其特征在于，所述管心针的谐振区段被配置用于当通过所述超声探测器向其施加所述超声频率时，通过靠近所述内腔内凝块的流体中的溶栓药物的超声振荡而分解所述内腔内凝块。
11.根据权利要求8所述的医疗系统，其特征在于，所述管心针的谐振区段被配置用于当通过所述超声探测器向其施加所述超声频率时，通过所述内腔内凝块与所述管心针的直接接触而分解所述内腔内凝块。
12.根据权利要求8所述的医疗系统，其特征在于，所述超声探测器被配置为根据控制台上的逻辑在通过所述阻抗变化识别到所述内腔内凝块时自动激活，所述管心针在所述医疗系统的可操作状态下被功能性地连接至所述控制台。
13.根据权利要求8所述的医疗系统，其特征在于，所述超声探测器被进一步配置用于对所述内腔内凝块进行超声成像，以便对其进行表征。
14.根据权利要求8所述的医疗系统，其特征在于，所述超声探测器被进一步配置用于对所述内腔内凝块进行超声成像，以便在重新建立导管中的通畅后确认所述导管中的通畅。
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