CN116725666A - 医疗设备和医疗设备系统 - Google Patents

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CN116725666A
CN116725666A CN202310220210.0A CN202310220210A CN116725666A CN 116725666 A CN116725666 A CN 116725666A CN 202310220210 A CN202310220210 A CN 202310220210A CN 116725666 A CN116725666 A CN 116725666A
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S·索厄德斯
W·R·麦克劳克林
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Abstract

本申请涉及医疗设备和医疗设备系统，其包括配置为插入患者体内的细长探针，其中多芯光纤沿着细长探针延伸。该光纤包括传感芯纤维，该传感芯纤维沿着柔性远侧尖端部分向远侧延伸，该柔性远侧尖端部分的弯曲柔性超过主探针部分的柔性。光纤还可以包括照明芯纤维、成像芯纤维和电导体。在远端的电极用于检测ECG信号。远侧尖端部分也可以是可操纵的。该系统包括具有存储在存储器中的处理器和逻辑的控制台。该逻辑便于描绘细长探针的形状、ECG波形和/或患者内部的图像。细长探针还包括限定转变温度的形状记忆材料。

Description

医疗设备和医疗设备系统
优先权
本申请要求2022年3月8日提交的美国临时申请号17/689,773的优先权，该申请通过引用整体并入本申请。
技术领域
本申请涉及医疗器械领域，更具体地涉及医疗设备和医疗设备系统。
背景技术
过去，医疗设备(诸如导丝和导管)的某些脉管内引导例如已经将荧光检查方法用于跟踪医疗设备的尖端和确定远侧尖端是否被适当地定位在其目标解剖结构中。然而，这样的荧光检查方法使患者和他们的主治医生暴露于有害的X射线辐射。此外，在一些情况下，患者被暴露于荧光检查方法所需的潜在有害的造影剂。
最近，电磁跟踪系统已用于管心针。通常，电磁跟踪系统的特征在于三个部件：场发生器、传感器单元和控制单元。场发生器使用几个线圈来产生位置变化的磁场，该磁场用于建立坐标空间。附接至管心针(例如，管心针的远端(尖端)附近)，传感器单元包括小线圈，其中，经由磁场感应电流。基于每个线圈的电特性，可以在坐标空间内确定医疗设备的位置和取向。控制单元控制场发生器并从传感器单元捕获数据。
尽管电磁跟踪系统在跟踪管心针的尖端时避免了视线依赖，同时避免了与荧光检查方法相关联的辐射暴露和潜在有害的造影剂，但是电磁跟踪系统易于受到干扰。更具体地，由于电磁跟踪系统依赖于对由场发生器产生的磁场的测量，所以这些系统会受到电磁场干扰，这种干扰可能是由许多不同类型的消费电子产品(例如，蜂窝电话)的存在而引起的。此外，电磁跟踪系统经受信号衰落、依赖于外部传感器、并且被限定在有限的深度范围内。因此，需要一种配置为跟踪和操纵患者体内的医疗设备的系统。该系统避免依赖于视线跟踪，并且可以不易受可能妨碍系统的准确性的电磁干扰。此外，该系统不会使患者暴露于有害的辐射中，例如，在荧光成像方法中发现的辐射。本文公开的实施方案解决了前述问题。
本文公开了一种细长医疗设备光纤传感系统，该系统配置为确定物理状态(例如，医疗设备的三维形状)，该系统配备有沿着柔性远侧尖端部分向远侧延伸的光纤。在将医疗设备插入患者体内的过程中，柔性远侧尖端部分抑制伤害和/或创伤。该系统和设备还便于从患者体内获得图像和电信号。
发明内容
简要概括，本文公开了一种医疗设备，包括细长探针，该细长探针配置用于插入患者体内，其中，细长探针包括在细长探针的近端与远端之间沿着细长探针延伸的内腔。该设备还包括光纤，该光纤布置在光纤的内腔内，其中，光纤具有沿着光纤的纵向长度延伸的光纤延伸的一个或多个芯纤维，并且其中，一个或多个芯纤维中的每个包括沿着纵向长度分布的多个传感器，并且其中，多个传感器中的每个传感器配置为：(i)基于在近端处接收到的入射光，反射不同光谱宽度的光信号；以及(ii)基于光纤经历的状况，改变反射光信号的特性。细长探针在近端处能够与控制台可操作地联接，其中，控制台包括一个或多个处理器和其上存储有逻辑的非暂时性计算机可读介质，当由一个或多个处理器执行时，该逻辑促使包括确定细长探针在患者体内的物理状态的操作，并且其中，确定物理状态包括：(i)向光纤提供入射光信号；(ii)接收由多个传感器中的一个或多个反射的入射光的不同光谱宽度的反射光信号；以及(iii)处理与一个或多个芯纤维相关联的反射光信号，以确定物理状态。光纤在邻近远端的附接点处附接至细长探针，使得光纤除了在附接点处之外未附接至细长探针。
在一些实施方案中，物理状态包括细长探针的三维(3D)形状、细长探针经历的温度、施加在细长探针上的压力或邻近细长探针的流体流动中的一项或多项。
在一些实施方案中，细长探针经历的状况是应力，并且确定物理状态包括处理与一个或多个芯纤维相关联的反射光信号，以确定3D形状。在进一步实施方案中，确定物理状态还包括处理与一个或多个芯纤维相关联的反射光信号，以确定细长探针经历的温度、施加在细长探针上的压力或邻近细长探针的流体流动中的一项或多项。
在一些实施方案中，光纤还包括：(i)一个或多个照明芯纤维，一个或多个照明芯纤维中的每个配置为在近端处接收来自控制台的照明光，并且远离远端投射照明光；以及(ii)一个或多个成像芯纤维，一个或多个成像芯纤维中的每个配置为在近端处接收成像光，并且沿着光纤将成像光从远端传播至控制台。
在一些实施方案中，细长探针还包括位于远端的透镜，并且透镜配置为聚焦投射的照明光。
在一些实施方案中，成像光是投射的照明光的射出，并且透镜配置为确定投射的照明光与成像光之间的相移。
在一些实施方案中，细长探针还包括位于远端的电极，该电极配置为接收来自患者体内的电信号。根据这种实施方案，光纤还包括沿着光纤延伸的电导体，其中，该电导体与电极电联接，并且其中，该电导体配置为将电信号传输至控制台。
在一些实施方案中，细长探针包括与远侧尖端部分联接的主探针部分，其中，该远侧尖端部分的长度介于约20mm与80mm之间，并且在一些实施方案中，远侧尖端部分经由粘合剂、焊接或摩擦配合中的一种或多种与主探针部分联接。
在一些实施方案中，远侧尖端部分限定了比主探针部分更大的弯曲柔性，并且在一些实施方案中，远侧尖端部分包括沿着长度变化的弯曲柔性。在进一步实施方案中，远侧尖端部分包括邻近远侧尖端部分的近端的第一弯曲柔性，该第一弯曲柔性向邻近远侧尖端部分的远端的第二弯曲柔性转变，其中，该第二弯曲柔性大于该第一弯曲柔性。
在一些实施方案中，细长探针包括密封件，该密封件配置为防止患者身体与内腔之间的流体交换。
在一些实施方案中，细长探针包括邻近近端的致动器，其中，致动器与远侧尖端部分可操作地联接，并且其中，该致动器配置为基于临床医生对致动器的操纵，使远侧尖端部分在第一形状与第二形状之间横向偏转，该第二形状不同于该第一形状。
在一些实施方案中，远侧尖端部分包括形状记忆材料，该形状记忆材料的形状转变温度介于约20℃与37℃之间。在进一步实施方案中，远侧尖端部分限定低于转变温度的第一转变形状和高于转变温度的第二转变形状，其中，该第二转变形状不同于该第一转变形状。
在一些实施方案中，医疗设备为导管，该导管具有布置在导管的内腔内的细长探针。
本文还公开了一种医疗设备系统，通常包括医疗设备和控制台。医疗设备，包括细长探针，该细长探针配置用于插入患者体内，其中，细长探针包括沿着细长探针从远端延伸至近端的光纤。光纤包括沿着光纤的纵向长度延伸的一个或多个芯纤维，其中，一个或多个芯纤维中的每个包括沿着纵向长度分布的多个传感器。多个传感器中的每个传感器配置为：(i)基于在近端处接收到的入射光，反射不同光谱宽度的光信号；以及(ii)基于光纤经历的状况，改变反射光信号的特性。
控制台与医疗设备可操作地联接，并且控制台包括一个或多个处理器和其上存储有逻辑的非暂时性计算机可读介质，当由一个或多个处理器执行时，该逻辑促使系统的操作。这些操作包括确定细长探针在患者体内的物理状态，其中，确定物理状态包括：(i)向光纤提供入射光信号；(ii)接收由多个传感器中的一个或多个反射的入射光的不同光谱宽度的反射光信号；并且(iii)处理与一个或多个芯纤维相关联的反射光信号，以确定物理状态。
光纤在邻近远端的附接点处附接至细长探针，使得光纤除了在附接点处之外未附接至细长探针。
在系统的一些实施方案中，物理状态包括细长探针的三维(3D)形状、细长探针经历的温度、施加在细长探针上的压力或邻近细长探针的流体流动中的一项或多项。
在系统的一些实施方案中，细长探针经历的状况是应力，并且确定物理状态包括：处理与一个或多个芯纤维相关联的反射光信号，以确定3D形状。在进一步实施方案中，确定物理状态还包括处理与一个或多个芯纤维相关联的反射光信号，以确定细长探针经历的温度、施加在细长探针上的压力或邻近细长探针的流体流动中的一项或多项。
在系统的一些实施方案中，细长探针包括与远侧尖端部分联接的主探针部分，其中，远侧尖端部分的长度介于约20mm和80mm之间。
在系统的一些实施方案中，远侧尖端部分包括沿着长度变化的弯曲柔性，并且在进一步实施方案中，远侧尖端部分包括邻近远侧尖端部分的近端的第一弯曲柔性，该第一弯曲柔性朝向邻近远侧尖端部分的远端的第二弯曲柔性转变，其中，该第二柔性大于该第一柔性。
在系统的一些实施方案中，光纤还包括：(i)一个或多个照明芯纤维，其中，一个或多个照明芯纤维中的每个配置为在近端处接收来自控制台的照明光，并且远离远端投射照明光；并且(ii)一个或多个成像芯纤维，其中，一个或多个成像芯纤维中的每个配置为在近端处接收成像光，并且沿着光纤将成像光从远端传播至控制。根据这种实施方案，操作还包括：从成像光提取患者体内的图像；并且使图像在系统的显示器上描绘。
在系统的一些实施方案中，细长探针还包括位于远端的电极，其中，该电极配置为接收来自患者体内的电信号。光纤包括沿着光纤延伸的电导体，其中，该电导体电联接于电极与控制台之间。根据这种实施方案，操作包括从电信号提取ECG信号，并且使ECG波形在系统的显示器上描绘。
在系统的一些实施方案中，细长探针包括邻近近端的致动器，其中，该致动器与远侧尖端部分可操作地联接。致动器配置为基于临床医生对致动器的操纵，使远侧尖端部分在第一形状与第二形状之间横向偏转。
在系统的一些实施方案中，远侧尖端部分包括形状记忆材料，形状记忆材料的形状转变温度介于约30℃与35℃之间。在进一步实施方案中，远侧尖端部分限定低于转变温度的第一转变形状和高于转变温度的第二转变形状，其中，该第二转变形状不同于该第一转变形状。
在系统的一些实施方案中，医疗设备为导管，导管具有布置在导管的内腔内的细长探针。
考虑到更详细地公开这些概念的特定实施方案的附图和以下描述，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。
附图说明
在附图中通过实施例而非限制的方式示出了公开文本的实施方案，其中相同的附图标记表示相似的元件，并且其中：
图1是根据一些实施方案的包括具有光纤感测能力的医疗器械的医疗设备系统的示出的实施方案；
图2是根据一些实施方案的包括在图1的细长探针内的多芯光纤的一部分的结构的示例性实施方案；
图3A示出了根据一些实施方案的图1的细长探针的实施方案；
图3B是根据一些实施方案的图3A的细长探针的截面图；
图4A至图4B是根据一些实施方案的由图1的医疗设备监控系统进行的用于实现光学三维形状感测的操作方法的流程图；
图5是根据一些实施方案的图1的细长探针的远侧部分的详细图示。
图6示出了根据一些实施方案的具有致动器的细长探针的另一个实施方案。
图7示出了根据一些实施方案的具有由形状记忆材料形成的远侧尖端的细长探针的另一个实施方案。
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，本文公开的特定实施方案不限制本文提供的概念的范围。还应该理解，本文公开的特定实施方案可以具有能够容易地从特定实施方案中分离出来的特征，并且可选地与本文公开的许多其他实施方案中的任何一个的特征相结合或替代。
关于本文使用的术语，还应当理解，这些术语是为了描述一些特定实施方案的目的，并且这些术语不限制本文提供的概念的范围。序数(例如，第一、第二、第三等)通常用于区分或标识一组特征或步骤中的不同特征或步骤，并且不提供系列或数字限制。例如，“第一”、“第二”、“第三”特征或步骤不必按顺序出现，并且包括这些特征或步骤的特定实施方案不必限于这三个特征或步骤。为方便起见，使用标签诸如“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”等，并且并不旨在暗示例如任何特定的固定位置、取向或方向。相反，这样的标记用于反映例如相对位置、取向或方向。除非上下文另有明确规定，否则单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代。
关于例如本文公开的探针的“近侧”、“近侧部分”或“近端部分”，包括当探针被用于患者时预期靠近临床医生的探针部分。同样地，例如探针的“近侧长度”包括当探针被用于患者时预期靠近临床医生的探针的长度。例如，当探针被用于患者时，探针的“近端”包括探针的靠近临床医生的一端。探针的近侧部分、近端部分或近侧长度可以包括探针的近端；相反，探针的近侧部分、近端部分或近侧长度不必包括探针的近端。即，除非上下文另有说明，探针的近侧部分、近端部分或近侧长度不是探针的末端部分或末端长度。
关于例如本文公开的探针的“远侧”、“远侧部分”或“远端部分”，包括当探针被用于患者时预期靠近患者或在患者中的探针部分。同样地，例如，探针的“远侧长度”包括当探针被用于患者时预期靠近患者或在患者中的探针的长度。例如，当探针被用于患者时，探针的“远端”包括探针的靠近患者或在患者中的一端。探针的远侧部分、远端部分或远侧长度可以包括探针的远端；相反，探针的远侧部分、远端部分或远侧长度不必包括探针的远端。即，除非上下文另有说明，探针的远侧部分、远侧部分或远端长度不是探针的末端部分或末端长度。
术语“逻辑”可以表示配置为执行一个或多个功能的硬件、固件或软件。作为硬件，术语逻辑可以指或包括具有数据处理和/或存储功能的电路。这种电路的实施例可以包括但不限于硬件处理器(例如，微处理器、一个或多个处理器核、数字信号处理器、可编程门阵列、微控制器、专用集成电路(ASIC)等)、半导体存储器或组合元件。
另外或在替代方案中，术语逻辑可以指代或包括软件，例如一个或多个进程、一个或多个实例、应用程序编程接口(API)、子例程、函数、小应用程序、小服务程序、例行程序、源代码、目标代码、共享库/动态链接库(dll)或甚至一个或多个指令。软件可以被存储在任何类型的合适的非瞬态存储介质中或瞬态存储介质(例如，电、光、声或其它形式的传播信号，例如载波、红外信号或数字信号)中。非瞬态存储介质的实施例可以包括但不限于或局限于可编程电路；非持久性存储器，例如易失性存储器(例如，任何类型的随机存取存储器“RAM”)；或永久存储器，例如非易失性存储器(例如，只读存储器“ROM”、电源供电RAM、闪存、相变存储器等)、固态驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器或便携式存储器设备。作为固件，逻辑可以被存储在永久存储中。
短语“连接到”、“联接到”和“通信到”是指两个或多个实体之间的任何形式的交互，包括机械、电、磁、电磁、流体和热交互。两个部件可以彼此联接，即使彼此不直接接触。例如，两个部件可以通过中间部件彼此联接。
本文公开的任何方法包括用于执行所述方法的一个或多个步骤或动作。方法步骤和/或动作可以彼此互换。换言之，除非实施方案的正确操作需要步骤或动作的特定顺序，否则可以修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。
在整个说明书中可能会引用近似值，例如，通过使用术语“基本上”。对于每个这样的引用，应该理解，在一些实施方案中，值、特征或特性可以在没有近似值的情况下指定。例如，在使用诸如“大约”和“基本上”等修饰词的情况下，这些术语在没有限定词的情况下在其范围内包括修饰词。例如，在针对特征引用术语“基本上笔直的”的情况下，应当理解，在进一步实施方案中，该特征可以具有精确的笔直配置。
在整个说明书中，对“实施方案”或“该实施方案”的引用意味着结合该实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施方案中。因此，在整个说明书中叙述的引用的短语或其变体不必都指同一个实施方案。
图1示出了包括医疗器械的医疗器械放置系统的实施方案。如所示出的，医疗器械放置系统(系统)100通常包括控制台110和与控制台110通信联接的细长探针120。细长探针120限定了远端122，并包括在近端124处的控制台连接器133。细长探针120包括光纤135，光纤包括沿着细长探针120的长度延伸的多个芯纤维，如下面进一步描述的。控制台连接器133使得细长探针120能够经由互连件145可操作地连接到控制台110，互连件包括一个或多个光纤147(以下称为“光纤”)和由单个光/电连接器146端接(或由双连接器端接)的导电介质。在本文中，连接器146配置为与控制台连接器133接合(配合)，以允许光在控制台110与细长探针120之间传播、以及电信号从细长探针120传播至控制台110。
细长探针120可以配置为执行多种医疗程序中的任一种。这样，细长探针120可以是各种医疗器械/设备119的部件或与各种医疗器械/设备119一起使用。在一些实施方式中，例如，细长探针120可以采取用于导管内的导丝或管心针的形式。细长探针120可以由金属、塑料或其组合形成。细长探针120包括沿其延伸的内腔121，内腔具有布置在其内的光纤135。
在一些实施方式中，细长探针120可以集成到脉管导管中。其他示例性实施方式包括引流导管、手术设备、支架插入和/或移除设备、活检设备、内窥镜和肾结石移除设备。简而言之，细长探针120可以与插入患者体内的任何医疗设备119一起使用，或者细长探针120可以是任何医疗设备119的部件。
根据一个实施方案，控制台110包括一个或多个处理器160、存储器165、显示器170和光学逻辑180，尽管可以理解控制台110可以采取各种形式中的一种，并且可以包括不涉及公开文本的方面的附加部件(例如，电源、端口、接口等)。控制台110的所示出的实施方案在美国专利号2019/0237902中示出，其全部内容通过引用并入本文。包括访问存储器165(例如，非易失性存储器或非暂时性计算机可读介质)的一个或多个处理器160，以在操作期间控制控制台110的功能。如所示出的，显示器170可以是集成到控制台110中并且用作用户界面以向临床医生显示信息的液晶二极管(LCD)显示器(特别是在器械放置程序期间)。在另一个实施方案中，显示器170可以与控制台110分离。尽管未示出，但用户界面配置为提供控制台110的用户控制。
根据示出的实施方案，显示器170描绘的内容可以根据细长探针120配置为操作的模式(光学、TLS、ECG或另一种模态)而改变。在TLS模式中，显示器170呈现的内容可以构成细长探针120的物理状态(例如，长度、形状、形式和/或取向)的二维或三维表示，这是由返回控制台110的反射光信号150的特性计算的。反射光信号150构成反射回控制台110的宽带入射光155的特定光谱宽度的光。根据公开文本的一个实施方案，反射光信号150可以涉及从光学逻辑180传输并且源自光学逻辑180的宽带入射光155的各种离散部分(例如，特定光谱宽度)，如下面描述的。
根据公开文本的一个实施方案，包括在细长探针120上的激活控制件126可以被用于将细长探针120设置为期望的操作模式，并且由临床医生选择性地改变显示器170的可操作性以帮助医疗设备放置。例如，基于细长探针120的模态，控制台110的显示器170可以被用于在探针推进通过脉管系统期间或TLS模态期间进行基于光学模态的引导，以确定细长探针120的物理状态(例如，长度、形式、形状、取向等)。在一个实施方案中，来自多个模式(诸如光学、TLS或ECG)的信息例如可以同时显示(例如，在时间上至少部分重叠地显示)。
仍然参考图1，光学逻辑180配置为支持细长探针120的可操作性并且使得能够将信息返回控制台110，这可以被用于确定与细长探针120相关联的物理状态或者患者体内的图像。可以经由电信令逻辑181(例如，ECG信令)处理电信号，该电信令逻辑(例如，端口、模数转换逻辑等)支持接收和处理接收到的来自细长探针120的电信号。细长探针120的物理状态可以基于在控制台110处从细长探针120接收的反射光信号150的特性的变化。特性可以包括由集成在位于细长探针120内或作为细长探针120操作的光纤135内的芯纤维的某些区域上的应力引起的波长偏移，如下所示。如本文所讨论的，光纤135可以包括芯纤维(corefiber)1371至137M(对于单个芯，M＝1，并且对于多个芯，M≥2)，其中芯纤维1371至137M可以被统称为芯纤维(一个或多个)137。除非另有说明或本实施方案需要可替换的解释，本文讨论的实施方案将指的是光纤135。根据与反射光信号150相关联的信息，控制台110可以确定(通过波长偏移的计算或外推)细长探针120的物理状态。
根据公开文本的一个实施方案，如图1所示，光学逻辑180可以包括光源182和光学接收器184。光源182配置为传输入射光155(例如，宽带)，以在包括在互连件145中的光纤(一个或多个)147上方进行传播，它们被光学连接至细长探针120内的光纤135。在一个实施方案中，光源182是可调谐扫频激光器，但是还可以采用除了激光器之外其他合适的光源(包括半相干光源、LED光源等)。
光学接收器184配置为：(i)接收返回的光信号，即从基于光纤的反射光栅(传感器)接收的反射光信号150，该反射光栅在部署在细长探针120内的光纤135的每个芯纤维内制造；并且(ii)将反射光信号150转换为反射数据(来自数据储存库190)，即表示反射光信号的电信号形式的数据，该反射光信号包括由应力引起的波长偏移。与不同光谱宽度相关联的反射光信号150可以包括从位于光纤135的中心芯纤维(参考)中的传感器提供的反射光信号151和从位于光纤135的外围芯纤维中的传感器提供的反射光信号152，如下所述。在本文中，光学接收器184可以被实现为光电检测器(诸如正-本征-负“PIN”光电二极管、雪崩光电二极管等)。
如所示出的，光源182和光学接收器184二者可操作地连接至管理它们操作的一个或多个处理器160。此外，光学接收器184可操作地联接以将反射数据(来自数据储存库190)提供至存储器165，用于存储并由反射数据分类逻辑192处理。反射数据分类逻辑190可以配置为：(i)识别哪些芯纤维与接收到的哪些反射数据(来自数据储存库190)相关；并且(ii)将数据储存库190内存储的反射数据(由与细长探针120的类似区域或光谱宽度相关的反射光信号150提供)分割为分析组。每个分析组的反射数据对于状态感测逻辑194是可用的，以便进行分析。
根据公开文本的一个实施方案，状态感测逻辑194配置为将由部署在细长探针120的相同测量区域(或相同光谱宽度)处的每个外围芯纤维中的传感器测量出的波长偏移与沿着中心轴定位并且作为弯曲中性轴操作的光纤135的中心芯纤维处的波长偏移进行比较。根据这些分析，状态感测逻辑194可以确定芯纤维在三维空间中采取的形状，并且可以进一步确定细长探针120在三维空间中的当前物理状态，以便在显示器170上呈现。
根据公开文本的一个实施方案，状态感测逻辑194可以基于试探法(heuristics)或运行时间分析来生成细长探针120的当前物理状态的呈现。例如，状态感测逻辑194可以根据机器学习技术配置，以访问数据储存库190，其具有与细长探针120的不同区域有关的预先存储的数据(例如，图像等)，在该细长探针120的不同区域中，来自芯纤维的反射光先前已经经历了相似或相同的波长偏移。根据预先存储的数据，可以呈现细长探针120(或导管121)的当前物理状态。可替代地，作为另一个实施方案，状态感测逻辑194可以配置为在运行时间期间至少基于以下项来确定光纤135的每个区域的物理状态的变化：(i)由光纤135内的不同芯纤维经历的合成波长偏移；以及(ii)由在光纤135的相同截面区域处沿着不同外围芯纤维定位的传感器生成的这些波长偏移与在相同截面区域处由中心芯纤维的传感器生成的波长偏移之间的关系。可以预期，可以执行其他过程和程序以利用由沿着光纤135内的每个芯纤维的传感器测量的波长偏移而呈现细长探针120的物理状态的适当变化，特别是当细长探针120被定位在多芯处时，使得能够实现细长探针120在患者体内和在体内的期望目的地处的引导。
光源182和光接收器184也可以配置为分别向光纤135提供照明光和从光纤135接收成像光信号。成像逻辑195可以配置为：(i)处理成像光信号；(ii)从成像光信号提取/确定图像；以及(iii)使图像描绘在显示器170上。
控制台110还可以包括电信令逻辑181，该电信令逻辑181配置为从细长探针120接收一个或多个电信号。细长探针120配置为支持光学连接性以及电连接性。电信令逻辑181经由导电介质从细长探针120接收电信号(例如，ECG信号)。电信号逻辑196可以进行处理，以从电信号提取ECG信号。电信号逻辑196可以进一步使得在显示器170上描绘ECG波形。
可以设想，可以执行其他过程和程序，以利用由传感器沿着光纤130内的每个芯纤维测量的波长偏移，来呈现探针120的物理状态的适当变化，特别是当探针120被多芯定位在患者体内并定位在体内的期望目的地时，能够引导探针120。例如，由传感器沿着一个或多个芯纤维测量的波长偏移可以基于探针120的物理状态或状况，而不是或附加于细长探针120经历的轴向应力。可替代的或附加的物理状态可以包括扭转应力、温度、运动、振荡、压力或邻近细长探针的流体流动中的一个或多个。
参考图2，根据一些实施方案示出了包括在图1的细长探针120内的多芯光纤的一部分的结构的示例性实施方案。光纤135的多芯光纤部分200示出了某些芯纤维1371至137M(M≥2，如图3A所示，M＝4)，以及分别存在于芯纤维1371至137M内的传感器(例如，反射光栅)21011至210NM(N≥2；M≥2)之间的空间关系。如上所述，可以将芯纤维1371至137M统称为“芯纤维137”。
如所示出的，部分200被划分为多个截面区域2201至220N，其中每个截面区域2201至220N对应于反射光栅21011至21014…210N1至210N4。截面区域2201…220N中的一些或全部可以是静态的(例如，规定的长度)或可以是动态的(例如，在区域2201…220N之中变化尺寸)。第一芯纤维1371基本上沿着中心(中性)轴230定位，而芯纤维1372可以在光纤135的包层内取向，从截面的面向前方的角度来看，位于第一芯纤维1371的“顶部”上。在这种部署中，纤芯1373和1374可以位于第一芯纤维1371的“左下部”和“右下部”。作为举例，图3A至图4B提供了这样的说明。
参考第一芯纤维1371作为所示的实施方案，当细长探针120是可操作的时，反射光栅2101至210N中的每个反射不同光谱宽度的光。如所示出的，根据公开文本的一个实施方案，光栅2101i至210Ni(1≤i≤M)中的每个与不同的特定光谱宽度相关联，其将由不同的中心频率f1…fN表示，其中由相邻的光栅反射的相邻的光谱宽度是不重叠的。
在本文中，位于不同的芯纤维1372至1373中，但是沿着光纤135的相同截面区域220至220N，光栅21012至210N2和21013至210N3配置为以相同(或基本上类似的)中心频率反射入射光。结果，反射光返回允许基于从返回的反射光测量的波长偏移来确定光纤137(和细长探针120)的物理状态的信息。具体地，施加至光纤135(例如，至少芯纤维1372至1373)的应力(例如，压缩或拉伸)导致与返回的反射光相关联的波长偏移。基于不同的位置，芯纤维1371至1374经历不同类型和程度的应力(基于随着细长探针120在患者中推进的角路径变化)。
例如，相对于图2的多芯光纤部分200，响应于细长探针120的角运动(例如，径向运动)处于左转向方向，在移动期间具有最短半径的光纤135的第四芯纤维1374(参见图3A)(例如，最靠近角度变化方向的芯纤维)将呈现压缩(例如，缩短长度的力)。同时，在移动期间具有最长半径的第三芯纤维1373(例如，离角度变化方向最远的芯纤维)将呈现拉伸(例如，增大长度的力)。由于这些力不同且不相等，来自与芯纤维1372和1373相关联的反射光栅210N2和210N3的反射光将呈现不同的波长变化。通过相对于位于沿着光纤135的中性轴230的参考芯纤维(例如，第一芯纤维1371)的波长，确定每个外围光纤(例如，第二芯纤维1372和第三芯纤维1373)的由压缩/拉伸引起的波长变化的程度，反射光信号150的波长偏移的差异可以被用于外推细长探针120的物理配置。这些程度的波长变化可以被用于外推细长探针120的物理状态。反射光信号150经由特定芯纤维1371至137M上方的单独路径被反射回控制台110。
在一些实施方案中，尽管不是必需的，光纤135可以包括传感器215，其中，由传感器215沿着光纤135测量的波长偏移可以基于探针120的物理状态或状况，该物理状态或状况包括细长探针120经历的温度、施加在细长探针120上的压力或邻近细长探针120的流体流动(例如，血流)中的一个或多个。传感器215可以沿着任何芯纤维137或者沿着另外的芯纤维(未示出)定位。根据传感器215，状态感测逻辑194可以配置为确定温度、压力或流体流动中的一项或多项。
参考图3A，根据一些实施方案示出了图1的细长探针120的第一示例性实施方案，该细长探针120支持光和电信令二者。在此，细长探针120的特性在于位于中心的多芯光纤135，该多芯光纤135包括包层300和位于对应的多个内腔3201至320M内的多个芯纤维1371至137M(M≥2；M＝4)。虽然以四(4)根芯纤维1371至1374示出了光纤135，但是可以部署更多数量的芯纤维1371至137M(M＞4)以提供对部署光纤135的光纤135和细长探针120的物理状态(例如，形状等)的更详细的三维感测。
对于公开文本的该实施方案，光纤135被封装在位于低摩擦系数层335上方的同心管件310(例如，示出的编织管件)内。在一些实施方案中，同心管件310可以以“网状”构造为特征，其中交叉的元件之间的间隔可以基于细长探针120所需的刚性/柔性程度进行选择，因为较大的间隔可以提供较小的刚性，并且从而提供更柔性的细长探针120。
根据公开文本的该实施方案，如图3A至图3B所示，芯纤维1371至1374包括保持在形成于包层300中的内腔3201至3204内的(i)中心芯纤维1371和(ii)多个外围芯纤维1372至1374保持在形成于包层300中的内腔3201至3204内。根据公开文本的一个实施方案，内腔3201至3204中的一个或多个的直径可以配置为尺寸大于芯纤维1371至1374的直径。通过避免芯纤维1371至1374的大部分表面积与内腔3201至3204的壁表面直接物理接触，由光纤135中的角度偏差引起对入射光的波长变化，从而减小被施加至内腔3201至320M的壁(而非芯纤维1371至137M本身)的压力和张力的影响。
如图3A至图3B进一步所示，芯纤维1371至1374可以包括位于沿着第一中性轴230形成的第一内腔3201内的中心芯纤维1371和位于内腔3202至3204内的多个芯纤维1372至1374(每个形成在从第一中性轴230发散的包层300的不同区域内)。通常，芯纤维1372至1374(不包括中心芯纤维1371)可以位于包层300的截面区域305内的不同区域，以提供足够的间隔，从而能够基于传播通过芯纤维1372至1374并且反射回控制台以便进行分析的入射光的波长变化，对光纤135进行三维感测。
例如，在包层300的特征在于如图3B所示的圆形截面区域305的情况下，芯纤维1372至1374可以沿着包层300的周长测量彼此基本等距地定位，诸如在所示的“顶部”(12点钟)、“左下方”(8点钟)和“右下方”(4点钟)的位置。因此，概括地说，芯纤维1372至1374可以位于截面区域305的不同区段内。在包层300的截面区域305具有远侧尖端330并且以多边形截面形状(例如，三角形、正方形、矩形、五边形、六边形、八边形等)为特征的情况下，中心光纤1371可以位于多边形形状的中心处或中心附近，而其余的芯纤维1372至137M可以位于多边形形状的相交侧边之间的角附近。
仍然参考图3A至图3B，细长探针120可选地作为导电介质操作。在一些实施方案中，同心管件310给光纤135提供机械完整性并且作为电信号的传导路径操作。例如，同心管件310可以与细长探针120的远侧尖端部分联接。包层300和同心管件310(其同心地围绕包层300的圆周定位)被容纳在相同的隔绝层350内。如所示出的，隔绝层350可以是由保护性隔绝(例如，非传导)材料制成的护套或导管，其包封包层300和同心管件310二者。
进一步参考图3B，细长探针120可以可选地包括多个芯纤维353，芯纤维配置用于在远侧沿着细长探针120从控制台连接器133向远端122传播照明光553(见图5)。照明光553远离细长探针120的远端122(图1)向远侧投射，以向患者的内部提供视觉照明，用于获得患者体内的图像，例如，邻近细长探针120的远端的患者的脉管内腔的内部的图像。
细长探针120还可选地包括多个芯纤维355，该芯纤维355配置用于在近端沿着细长探针120从远端122向控制台连接器133传播成像光555(见图5)。成像光555可以由患者的照明(例如，邻近细长探针120的远端的患者的脉管内腔的内部)来限定，由远端122处的芯纤维355接收。
参考图4A至图4B，根据一些实施方案示出了由图1的医疗设备系统实施以实现光学三维形状感测的操作方法的流程图。第一微内腔与探针的中心轴线同轴。第一微内腔配置为保持中心芯纤维。除了第一微内腔之外的两个或更多微内腔被定位在沿着探针的周向边缘周向间隔开的不同位置处。例如，多个第二微内腔中的两个或更多可以被定位在沿着探针的周向边缘的不同象限处。
此外，每个芯纤维包括沿着其长度在至少探针的近端与远端之间空间地分布的多个传感器。该传感器的阵列被分布以在芯纤维的不同区域处使传感器定位，以使得能够遍及探针的整个长度或选定部分对应力进行分布式测量。这分布式测量可以通过不同光谱宽度(例如，特定波长或特定波长范围)的反射光被传送，该反射光基于应力的类型和程度经历某些波长偏移，包括与细长探针120的运动相关的应力的振荡。
根据公开文本的一个实施方案，如图4A所示，针对对于每个芯纤维，提供宽带入射光以传播通过特定的芯纤维(方框400)。除非释放，否则在入射光到达测量特定芯纤维上的应力的分布式传感器阵列的传感器时，与第一传感器相关联的规定光谱宽度的光将被反射回控制台内的光学接收器(方框405至410)。在此，传感器改变反射光信号的特性以识别由第一传感器测量的特定芯纤维上的应力的类型和程度(方框415至420)。根据公开文本的一个实施方案，反射光信号的特性的改变可以表示反射光信号的波长相对于与规定光谱宽度相关联的入射光信号的波长的改变(偏移)。传感器通过芯纤维返回反射光信号，并且入射光的剩余光谱继续通过芯纤维朝向探针的远端传播(方框425至430)。入射光的剩余光谱可能遭遇到分布式传感器阵列的其它传感器，其中这些传感器中的每个将如框405-430中所陈述进行操作，直到分布式传感器阵列的最后一个传感器返回与其所指定的光谱宽度相关联的反射光信号并且剩余光谱作为照明而被放电释放为止。
现在参考图4B，在操作期间，多个反射光信号从位于在探针内形成的相应的多个微内腔内的多个芯纤维中的每个返回控制台。具体地，光学接收器从位于中心芯纤维和外芯纤维上的分布式的传感器阵列接收反射光信号，并且将反射光信号转换为反射数据，即表示反射光信号的电信号，该反射数据包括由应力引起的波长偏移(方框450至455)。反射数据分类逻辑配置为识别哪些芯纤维属于哪些反射数据，并且将从属于特定测量区域(或类似的光谱宽度)的反射光信号提供的反射数据划分为分析组(方框460至465)。
每个分析组的反射数据被提供给感测逻辑进行分析(方框470)。在此，感测逻辑将每个外芯纤维处的波长偏移与沿着中心轴定位并且作为弯曲的中性轴操作的中心芯纤维处的波长偏移进行比较(方框475)。根据这些分析，对于所有分析组(例如，来自所有或大部分芯纤维中的传感器的反射光信号)，感测逻辑可以确定芯纤维在三维空间中采用的形状，由此感测逻辑可以确定探针在三维空间中的当前物理状态(方框480至485)。
图5示出了细长探针120的远侧部分的详细视图，细长探针具有布置在由环形壁520限定的内腔121内的光纤135。细长探针120包括主探针部分521，该主探针部分在接合点526处与远侧尖端部分522联接，其中，主探针部分521远离接合点526向近侧延伸。远侧尖端部分522可以限定约20mm与80mm之间、约40mm与60mm之间或者约50mm的长度。在图5中，远侧尖端部分522被示出为具有弯曲形状，该弯曲形状可以由在使用期间施加到远侧尖端部分522上的侧向力505产生。在一些实施方案中，远侧尖端部分522可在自由状态下(即，在没有侧向力505的情况下)限定笔直的形状。
主探针部分521配置为能够推动细长探针120，以便于将细长探针120插入患者体内，例如，在细长探针120在体腔内推进的过程中。更具体地，主探针部分521可以足够硬，以便于当由临床医生从体外位置推动时细长探针120插入患者体内，而细长探针120不会在体内弯曲。
远侧尖端部分522可以比主探针部分521更具弯曲柔性。换句话说，当侧向力505施加在其上时，远侧尖端部分522可以配置为比主探针部分521偏转更大的量。远侧尖端部分522的更大弯曲柔性可以便于沿着体腔(例如，血管、尿道等)推进，而不会造成组织损伤或创伤。更具体地，远侧尖端部分522可以配置为由于与身体组织(例如，血管壁)的接触而偏转。
在一些实施方案中，远侧尖端部分522可以包括沿着远侧尖端部分522变化的弯曲柔性。换句话说，远侧尖端部分522可以包括邻近接合点526的第一弯曲柔性和邻近远端122的第二弯曲柔性，其中，第二弯曲柔性大于第一弯曲柔性。在一些实施方案中，第一弯曲柔性可以沿着远侧尖端部分522的长度522A逐渐向第二弯曲柔性转变。
远侧尖端部分522的弯曲柔性可由沿着远侧尖端部分522的环形壁520的结构、远侧尖端部分522的材料或这二者来限定。柔性结构的元件可以包括狭缝、切口、波纹管、线圈等中的一个或多个。柔性材料可以包括金属(例如，镍钛诺(Nitinol))、聚合材料或弹性材料或者其任意组合。
远侧尖端部分522可包括与同心管件310可操作地联接(例如，电连接)的电极560，以提供从电极560到控制台110的电信号传输(见图1)。电极560可以沿着环形壁520的外表面延伸。例如，电极560可以部分或全部地包围细长探针120。在一些实施方案中，电极560可以与远侧尖端部分522电联接。这样，远侧尖端部分522可以限定电极560与同心管件310之间的电连接的一部分。
细长探针120可选地包括密封构件524，在一些实施方案中，密封构件可以布置在环形壁520与光纤135之间，如所示出的。密封构件524配置为防止内腔121与患者身体之间的流体交换。例如，密封构件524可以防止体液进入内腔121和/或沿着内腔121向近近侧移动。在一些情况下，邻近远端122的患者体内的压力可以是负的(即真空)。这样，密封构件524可以防止空气沿着内腔121向远侧移动并进入患者体内。密封构件524可以采用适于提供密封的任何形式。在一些实施方案中，密封构件524可以是类似O形环的设备。在其他实施方案中，密封构件524可以由可固化物质(例如，可固化硅酮密封剂)形成。密封构件524可以位于沿着细长构件120的适于封闭内腔121的任何位置。在一些实施方案中，密封构件524可形成覆盖远侧尖端部分622或其一部分的膜。
在所示的实施方案中，远侧尖端部分522经由粘合剂523与主探针部分521联接。在一些实施方案中，粘合剂523可以是导电粘合剂，以促进远侧尖端部分522与主探针部分521之间的电连接。在替代实施方案中，远侧尖端部分522可焊接到主探针部分521，其中，焊接可包括超声波焊接、点焊或TIG焊接。在进一步的实施方案中，远侧尖端部分522可以经由摩擦配合附接至主探针部分521，例如，压配合、冷缩配合或锥形配合。
在一些实施方案中，细长探针120可以包括布置在远端122的透镜550。透镜550可以附接至环形壁520或光纤135。透镜550可以被定位成使得照明光553和/或成像光穿过透镜550。在一些实施方案中，透镜550可配置为聚焦、分散或以其他方式引起照明光553的相移，以优化或最大化邻近细长探针120的远端122的患者身体的内部的照明。在一些实施方案中，透镜550可以配置为聚焦或以其他方式引起成像光555的相移，以优化或以其他方式限定邻近远端122的患者身体的被照亮内部的图像。由于成像光555可以是照明光553的射出(emanation)，透镜550可以配置为确定照明光553与成像光555之间的相移。
光纤135在远端122处附接至探针120(例如，环形壁520)。更具体地，光纤135仅在位于远端122附近的单个附接点525处附接至探针120。这样，除了在远端122，光纤135不附接至探针120。通过仅在远端122处将光纤135附接至探针120，允许远离远端122向近侧延伸的光纤135的部分在内腔121内浮动(例如，纵向滑动)。光纤135在内腔121内的可浮动性可以防止环形壁520引起沿着光纤135的不期望的应力，其中，不期望的应力可能导致形状感测精度降低。
光纤135可以经由粘合剂527附接至环形壁520。在一些实施方案中，粘合剂527可以是导电粘合剂，以促进远侧尖端部分522与光纤135之间的电连接，使得电极560与同心管件310电联接。
图6示出了细长探针的另一个实施方案，在某些方面，该细长探针可以包括和/或类似于结合图1至图5描述的细长探针120的部件。将会理解，所有示出的实施方案可以具有类似的特征。因此，在下文中不再重复上述关于类似特征的相关公开内容。此外，图1至图5中所示的细长探针和相关部件的具体特征可能没有在附图中用附图标记示出或标识，或者没有在下面的书面描述中具体讨论。然而，这些特征显然可以与其他实施方案和/或关于这些实施方案描述的特征相同或基本上相同。因此，对这些特征的相关描述同样适用于图6的细长探针的特征。关于图1至图5所示的细长探针和部件描述的特征及其变型的任何合适的组合可以用于图6的细长探针和部件，反之亦然。这种公开模式同样适用于在后续附图中描绘的以及在下文中描述的其他实施方案。
细长探针620包括转向能力，以便于插入患者体内(例如，沿着患者体内的内腔推进)。类似于细长探针120，细长探针620包括远侧尖端部分622，该远侧尖端部分比主探针部分621更具柔性。细长探针620还包括具有致动器651的手柄650。致动器651经由一个或多个连接构件652(例如，电线或电缆)在远端622A处与远侧尖端部分622可操作地联接，该连接构件在手柄650与远端622A之间沿着细长探针620延伸。连接构件652在致动器651与远端622A之间联接，使得临床医生对致动器651的操纵促使连接构件652的前和/或后纵向位移，这进一步促使远侧尖端部分622的单侧或双侧偏转。更具体地，临床医生对致动器651的操纵可促使远侧尖端部分622在第一形状与第二形状之间横向偏转。
在使用中，临床医生可以基于由细长探针620获取的图像来偏转远侧尖端部分622。例如，临床医生可以沿着患者身体的脉管系统推进细长探针620，并且在由细长探针620获取的图像内识别可选的脉管系统路径。作为识别的结果，临床医生可以朝向或远离可选的脉管系统路径偏转远侧尖端部分622。
图7示出了细长探针720的另一个实施方案。探针720通常限定了主探针部分721和远侧尖端部分722。远侧尖端部分722配置为限定第一形状723A和第二形状723B。第一形状723A和第二形状723B可以自由状态存在，即，没有任何外力施加到远侧尖端部分722。远侧尖端部分722可以由形状记忆材料724(例如，镍钛诺)形成，以便于限定第一形状723A和第二形状723B。
远侧尖端部分722可以配置为在第一时间点限定第一形状723A，在随后的第二时间点限定第二形状。在一些实施方案中，远侧尖端部分722可以(i)在探针720插入患者体内之前限定第一形状723A，并且(ii)在探针720插入患者体内之后限定第二形状723B。在一些实施方案中，第一形状723A可以是基本上笔直的，以便于将探针720插入患者体内，例如，沿着脉管进入路径。类似地，在一些实施方案中，第二形状723B可以是弯曲的，以使得能够沿着患者身体的脉管系统操纵探针720。
在一些实施方案中，在将探针720插入患者体内时或期间，远侧尖端部分722可从第一形状723A转变到第二形状723B。由于体温可能不同于环境温度，远侧尖端部分可以配置为(i)当探针720暴露于环境温度722时保持第一形状723A，并且(ii)当探针720暴露于体温时从第一形状723A转变到第二形状723B。由于通常的室温约为20℃，并且通常的体温约为37℃，所以远侧尖端部分722可以限定20℃与37℃之间的转变温度。考虑到环境温度的范围，远侧尖端部分722可以限定转变温度以接近37℃。这样，远侧尖端部分722的转变温度可以在约20℃与37℃、30℃与37℃或者33℃与36℃之间。
虽然本文已经公开了一些特定的实施方案，并且已经详细公开了特定的实施方案，但是特定的实施方案并不旨在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，可以出现额外的适应和/或修改，并且在更广泛的方面，这些适应和/或修改也包括在内。因此，在不脱离本文提供的概念的范围的情况下，可以偏离本文公开的特定实施方案。

Claims (31)

1.一种医疗设备，其特征在于，包括：
细长探针，其配置用于插入患者体内，所述细长探针包括在所述细长探针的近端与远端之间沿着所述细长探针延伸的内腔；和
光纤，其布置在所述细长探针的内腔内，所述光纤具有沿着所述光纤的纵向长度延伸的一个或多个芯纤维，所述一个或多个芯纤维中的每个包括沿着所述纵向长度分布的多个传感器，并且所述多个传感器中的每个传感器被配置为：(i)基于在近端处接收到的入射光，反射不同光谱宽度的光信号，以及(ii)基于所述光纤经历的状况，改变反射光信号的特性，
其中所述细长探针在所述近端处能够与控制台可操作地联接，所述控制台包括一个或多个处理器和其上存储有逻辑的非暂时性计算机可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，所述逻辑促使包括确定所述细长探针在所述患者体内的物理状态的操作，其中确定所述物理状态包括：
向所述光纤提供入射光信号；
接收由所述多个传感器中的一个或多个反射的所述入射光的不同光谱宽度的反射光信号；并且
处理与所述一个或多个芯纤维相关联的所述反射光信号，以确定所述物理状态，并且
其中所述光纤在邻近所述远端的附接点处被附接至所述细长探针，使得所述光纤除了在所述附接点处之外未附接至所述细长探针。
2.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述物理状态包括所述细长探针的三维形状、所述细长探针经历的温度、施加在所述细长探针上的压力或邻近所述细长探针的流体流动中的一项或多项。
3.根据权利要求2所述的医疗设备，其特征在于：
所述细长探针经历的所述状况是应力，并且
确定所述物理状态包括处理与所述一个或多个芯纤维相关联的所述反射光信号，以确定所述三维形状。
4.根据权利要求3所述的医疗设备，其特征在于，确定所述物理状态还包括：处理与所述一个或多个芯纤维相关联的所述反射光信号，以确定所述细长探针经历的温度、施加在所述细长探针上的压力或邻近所述细长探针的流体流动中的一项或多项。
5.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述光纤还包括：
一个或多个照明芯纤维，所述一个或多个照明芯纤维中的每个配置为在所述近端处接收来自所述控制台的照明光，并且远离所述远端投射所述照明光；和
一个或多个成像芯纤维，所述一个或多个成像芯纤维中的每个配置为在所述近端处接收成像光，并且沿着所述光纤将所述成像光从所述远端传播至所述控制台。
6.根据权利要求5所述的医疗设备，其特征在于：
所述细长探针还包括在所述远端处的透镜，并且
所述透镜被配置为聚焦投射的照明光。
7.根据权利要求6所述的医疗设备，其特征在于：
所述成像光是所述投射的照明光的射出，并且
所述透镜被配置为确定所述投射的照明光与所述成像光之间的相移。
8.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备，其特征在于：
所述细长探针还包括在所述远端处的电极，所述电极配置为接收来自所述患者身体的电信号；
所述光纤包括沿着所述光纤延伸的电导体；
所述电导体与所述电极电联接；并且
所述电导体被配置为将所述电信号传输至所述控制台。
9.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述细长探针包括与远侧尖端部分联接的主探针部分，所述远侧尖端部分的长度介于20mm与80mm之间。
10.根据权利要求9所述的医疗设备，其特征在于，所述远侧尖端部分经由粘合剂、焊接或摩擦配合中的一种或多种与所述主探针部分联接。
11.根据权利要求9或10所述的医疗设备，其特征在于，所述远侧尖端部分限定了比所述主探针部分更大的弯曲柔性。
12.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述远侧尖端部分包括沿着长度变化的弯曲柔性。
13.根据权利要求12所述的医疗设备，其特征在于：
所述远侧尖端部分包括邻近所述远侧尖端部分的近端的第一弯曲柔性，所述第一弯曲柔性朝向邻近所述远侧尖端部分的远端的第二弯曲柔性转变，并且
所述第二弯曲柔性大于所述第一弯曲柔性。
14.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述细长探针包括密封件，所述密封件配置为防止所述患者身体与所述内腔之间的流体交换。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的医疗设备，其特征在于：
所述细长探针包括邻近所述近端的致动器；
所述致动器与所述远侧尖端部分可操作地联接；并且
所述致动器被配置为基于临床医生对所述致动器的操纵，使所述远侧尖端部分在第一形状与第二形状之间横向偏转，所述第二形状不同于所述第一形状。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述远侧尖端部分包括形状记忆材料，所述形状记忆材料的形状转变温度介于20℃与37℃之间。
17.根据权利要求16所述的医疗设备，其特征在于，所述远侧尖端部分限定了低于所述转变温度的第一转变形状和高于所述转变温度的第二转变形状，所述第二转变形状不同于所述第一转变形状。
18.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备为导管，所述导管具有布置在所述导管的内腔内的所述细长探针。
19.一种医疗设备系统，其特征在于，包括：
医疗设备，其包括细长探针，所述细长探针配置用于插入患者体内，所述细长探针包括沿着所述细长探针从远端延伸至近端的光纤，所述光纤具有沿着所述光纤的纵向长度延伸的一个或多个芯纤维，所述一个或多个芯纤维中的每个包括沿着所述纵向长度分布的多个传感器，并且所述多个传感器中的每个传感器被配置为：(i)基于在近端处接收到的入射光，反射不同光谱宽度的光信号，以及(ii)基于所述光纤经历的状况，改变反射光信号的特性；和
控制台，其与所述医疗设备可操作地联接，所述控制台包括一个或多个处理器和其上存储有逻辑的非暂时性计算机可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，所述逻辑促使包括确定所述细长探针在所述患者体内的物理状态的操作，
其中确定所述物理状态包括：
向所述光纤提供入射光信号；
接收由所述多个传感器中的一个或多个反射的所述入射光的不同光谱宽度的反射光信号；和
处理与所述一个或多个芯纤维相关联的所述反射光信号，以确定所述物理状态，并且
其中所述光纤在邻近所述远端的附接点处被附接至所述细长探针，使得所述光纤除了在所述附接点处之外未附接至所述细长探针。
20.根据权利要求19所述的医疗设备系统，其特征在于，所述物理状态包括所述细长探针的三维形状、所述细长探针经历的温度、施加在所述细长探针上的压力或邻近所述细长探针的流体流动中的一项或多项。
21.根据权利要求20的医疗设备系统，其特征在于，
所述细长探针经历的所述状况是应力，并且
确定所述物理状态包括：
处理与所述一个或多个芯纤维相关联的所述反射光信号，以确定所述三维形状。
22.根据权利要求21所述的医疗设备系统，其特征在于，确定所述物理状态还包括：处理与所述一个或多个芯纤维相关联的所述反射光信号，以确定所述细长探针经历的温度、施加在所述细长探针上的压力或邻近所述细长探针的流体流动中的一项或多项。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的医疗设备系统，其特征在于，所述细长探针包括与远侧尖端部分联接的主探针部分，所述远侧尖端部分的长度介于20mm与80mm之间。
24.根据权利要求23所述的医疗设备系统，其特征在于，所述远侧尖端部分包括沿着所述长度变化的弯曲柔性。
25.根据权利要求24所述的医疗设备系统，其特征在于：
所述远侧尖端部分包括邻近所述远侧尖端部分的近端的第一弯曲柔性，所述第一弯曲柔性朝向邻近所述远侧尖端部分的远端的第二弯曲柔性转变，并且
所述第二柔性大于所述第一柔性。
26.根据权利要求19至25中任一项所述的医疗设备系统，其特征在于：
所述光纤还包括：
一个或多个照明芯纤维，所述一个或多个照明芯纤维中的每个配置为在所述近端处接收来自所述控制台的照明光，并且远离所述远端投射所述照明光；和
一个或多个成像芯纤维，所述一个或多个成像芯纤维中的每个配置为在所述近端处接收成像光，并且沿着所述光纤将所述成像光从所述远端传播至所述控制台，并且
所述操作还包括：
从所述成像光提取所述患者体内的图像；和
使所述图像在所述医疗设备系统的显示器上描绘。
27.根据权利要求19至26中任一项所述的医疗设备系统，其特征在于：
所述细长探针还包括位于所述远端处的电极，所述电极配置为接收来自患者体内的电信号，
所述光纤包括沿着所述光纤延伸的电导体，所述电导体电联接于所述电极与所述控制台之间；并且
所述操作包括：
从所述电信号提取ECG信号，并且
使ECG波形在所述医疗设备系统的显示器上描绘。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的医疗设备系统，其特征在于：
所述细长探针包括邻近所述近端的致动器，
所述致动器与所述远侧尖端部分可操作地联接，并且
所述致动器被配置为基于临床医生对所述致动器的操纵，使所述远侧尖端部分在第一形状与第二形状之间横向偏转。
29.根据权利要求23至27中任一项所述的医疗设备系统，其特征在于，所述远侧尖端部分包括形状记忆材料，所述形状记忆材料的形状转变温度介于30℃与35℃之间。
30.根据权利要求29所述的医疗设备系统，其特征在于，所述远侧尖端部分限定了低于所述转变温度的第一转变形状和高于所述转变温度的第二转变形状，所述第二转变形状不同于所述第一转变形状。
31.根据权利要求19至30中任一项所述的医疗设备系统，其特征在于，所述医疗设备为导管，所述导管具有布置在所述导管的内腔内的所述细长探针。
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