DE112021006277T5

DE112021006277T5 - Lumineszenzsonde für In-Vivo Temperaturmessung

Info

Publication number: DE112021006277T5
Application number: DE112021006277.8T
Authority: DE
Inventors: Sergey A. Bukesov
Original assignee: Gyrus ACMI Inc
Current assignee: Gyrus ACMI Inc
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2023-12-21
Also published as: WO2022120169A1; US20220175451A1; JP2023552550A; CN116568199A

Abstract

Verschiedene Beispiele beziehen sich auf die Temperaturüberwachung von medizinischen Sonden. Die vorliegende Offenbarung umfasst ein medizinisches Gerät mit einer medizinischen Sonde und einer oder mehreren lumineszierenden Markierungen. Die medizinische Sonde kann einen distalen Abschnitt aufweisen, der für das zumindest teilweise Einführen in einen Patienten eingerichtet ist. Die eine oder mehrere lumineszierende Markierungen können sich auf dem distalen Teil der Sonde befinden und eine lumineszierende Charakteristik aufweisen, die mit der Temperatur korreliert, wenn sie beleuchtet wird. Die lumineszierende Charakteristik kann die Temperatur an einer inneren Stelle des Patienten anzeigen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 3. Dezember 2020 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 63/120,793 , deren Inhalt durch Bezugnahme in vollem Umfang hier aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen sowohl auf chirurgische Sonden zur Behandlung verschiedener anatomischer Bereiche als auch auf Endoskope zur Bildgebung und/oder zum Einführen therapeutischer Geräte in verschiedene anatomische Bereiche, einschließlich des Magen-Darm-Trakts (z. B., Speiseröhre, Magen, Zwölffingerdarm, Bauchspeicheldrüsengang, Darm, Dickdarm und dergleichen), Nierenbereich (z. B. Niere(n), Harnleiter, Blase, Harnröhre) und andere innere Organe (z. B. Fortpflanzungssysteme, Nasennebenhöhlen, submuköse Bereiche, Atemwege) und dergleichen.
Die Überwachung solcher chirurgischer Sonden und Endoskope während der Behandlung kann wünschenswert sein. Insbesondere die zu behandelnde(n) innere(n) anatomische(n) Stelle(n) können während der Behandlung Temperaturschwankungen ausgesetzt sein. Die Überwachung der Temperatur dieser inneren Stellen kann von Vorteil sein.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Hier werden Verfahren und Systeme zur Überwachung und Feststellung der Temperatur an einer endoskopischen oder anderen internen Eingriffsstelle im Körper eines Patienten erörtert, z. B. durch Überwachung der temperaturabhängigen Lumineszenz in dieser Stelle. Die Lumineszenz kann analysiert werden, um die Temperatur zu bestimmen, z. B. durch Erfassen oder Überwachen von Lumineszenzparametern selbst oder durch Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit der überwachten Lumineszenz. Die erfasste Lumineszenz kann mit gespeicherten Informationen über die Lumineszenz im Zusammenhang mit der Temperatur verglichen werden, um beispielsweise die Temperatur oder Temperaturänderungen zu bestimmen. Die gespeicherten Informationen über die Beziehung zwischen Lumineszenz und Temperatur können verschiedene Formen annehmen, z. B. eine Nachschlagetabelle, eine angepasste Funktion oder andere Daten.
In einem ersten Aspekt kann ein Gerät eine medizinische Sonde mit einer oder mehreren lumineszierenden Markierungen darauf enthalten, um die Temperatur der Sonde und der Umgebung zu überwachen.
In einem zweiten Aspekt kann ein System eine medizinische Sonde mit einer oder mehreren Lumineszenzmarkierungen darauf beinhalten, wobei die eine oder mehreren Lumineszenzmarkierungen so eingerichtet sind, dass sie die Temperatur der Sonde und der Umgebung überwachen, eine Laserfaser zur Bereitstellung eines Laserstrahls für die medizinische Behandlung, eine Lichtquelle zur Bereitstellung von Licht für die eine oder mehreren Lumineszenzmarkierungen, eine Kamera zum Erfassen eines Lumineszenz-Antwortsignals von der einen oder den mehreren Lumineszenzmarkierungen und zum Bereitstellen eines resultierenden elektrischen Signals, das die erfasste Lumineszenz anzeigt, und eine Signalverarbeitungsschaltung zum Analysieren des resultierenden elektrischen Signals, das die erfasste Lumineszenz anzeigt, und zum Erzeugen einer resultierenden Anzeige der Temperatur an der überwachten inneren Stelle.
In einem dritten Aspekt kann ein System eine medizinische Sonde mit einer oder mehreren Lumineszenzmarkierungen darauf beinhalten, wobei die eine oder mehreren Lumineszenzmarkierungen so eingerichtet sind, dass sie überwacht werden können, um eine Temperatur der Sonde und der Umgebung anzuzeigen, eine Laserfaser, um einen Laserstrahl für die medizinische Behandlung bereitzustellen, eine Lichtquelle, um die eine oder mehreren Lumineszenzmarkierungen mit Licht zu versorgen, eine Kamera zum Erfassen eines Lumineszenz-Antwortsignals von der einen oder den mehreren Lumineszenzmarkierungen und zum Bereitstellen eines resultierenden elektrischen Signals, das die erfasste Lumineszenz anzeigt, und eine Signalverarbeitungsschaltung zum Analysieren des resultierenden elektrischen Signals, das die erfasste Lumineszenz anzeigt, und zum Erzeugen einer resultierenden Anzeige der Temperatur an der überwachten inneren Stelle, wobei die eine oder die mehreren Lumineszenzmarkierungen auf der Laserfaser angeordnet sein können.
In einem vierten Aspekt kann ein System eine medizinische Sonde mit einer oder mehreren lumineszierenden Markierungen darin beinhalten, wobei die eine oder die mehreren lumineszierenden Markierungen so eingerichtet sind, dass sie die Temperatur der Sonde und der Umgebung überwachen, einen Laserstrahl für die medizinische Behandlung, eine Lichtquelle zur Bereitstellung von Licht für die eine oder die mehreren lumineszierenden Markierungen, eine Kamera zur Erfassung der Rückkopplung von der einen oder den mehreren lumineszierenden Markierungen und einen Rückkopplungsanalysator umfassen, wobei die eine oder die mehreren lumineszierenden Markierungen an einem Ende der Sonde angeordnet sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen, die nicht unbedingt maßstabsgetreu sind, können gleiche Ziffern ähnliche Bauteile in verschiedenen Ansichten beschreiben. Gleiche Ziffern mit unterschiedlichen Buchstabensuffixen können unterschiedliche Ausprägungen ähnlicher Bauteile darstellen. Die Zeichnungen veranschaulichen allgemein, beispielhaft, aber nicht einschränkend, verschiedene Ausführungsformen, die im vorliegenden Dokument behandelt werden.

1A-1B zeigen ein Beispiel für eine chirurgische Sonde.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Temperaturmesssystems für chirurgische Sonden mit einer Leuchtmarkierung.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines Temperaturmesssystems für chirurgische Sonden mit einer Leuchtmarkierung.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines Temperaturmesssystems für chirurgische Sonden mit einer Leuchtmarkierung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt unter anderem die Verwendung einer oder mehrerer lumineszierender Markierungen auf einer medizinischen Sonde, um die Überwachung und Kontrolle der Temperatur in oder in der Nähe eines Arbeitsbereichs einer solchen medizinischen Sonde oder eines Endoskops zu ermöglichen.
Lumineszenz ist die spontane Emission von Licht durch eine Substanz als Reaktion auf Anregungsenergie, im Gegensatz zur Erhitzung. Beispiele für Lumineszenz können Fluoreszenz und Phosphoreszenz sein. Sowohl organische als auch anorganische Stoffe können Lumineszenz zeigen. So wandeln beispielsweise Leuchtstoffe Energie in elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Lichtbereich um und erzeugen Lumineszenz.
Lumineszenz kann temperaturempfindlich sein, wie z. B. die Phosphorthermometrie, die sich optische Verfahren zur Temperaturmessung zunutze machen kann. In einigen Fällen kann die Lumineszenz zur indirekten Kontrolle und Messung der Temperatur verwendet werden, z. B. durch Messung der temperaturabhängigen Lichtemissionsparameter von Leuchtstoffen, einschließlich der Lichtintensität, der Reichweite und Form des Emissionsspektrums, der Anstiegs- und Abklingzeiten und anderer Parameter. Die Parameter der Emissionsabklingzeit oder des Nachleuchtens können zur Temperaturmessung verwendet werden.
Die Lumineszenz kann nützlich sein, um die Temperatur an der inneren Eingriffsstelle im Körper des Patienten zu verfolgen, wie z. B. bei einem Laserlithotripsieverfahren. In einem solchen Beispiel kann die Überwachung der Temperatur zum Schutz vor Nekrose oder anderen Problemen beitragen, die durch extreme Temperaturen oder große Temperaturschwankungen entstehen können. Die hier erörterten Verfahren und Systeme können dazu beitragen, ein „berührungsloses“ Verfahren zur Überprüfung der Umgebungstemperatur an oder in der Nähe einer internen Zielregion, in der das medizinische Verfahren durchgeführt wird, bereitzustellen.
So kann beispielsweise die temperaturabhängige Lumineszenz an einer internen Eingriffsstelle überwacht werden, etwa wenn sich ein distaler Arbeitsabschnitt des medizinischen Instruments dem Zielgewebe nähert oder dieses trifft. Die Lumineszenz kann zur indirekten Messung der Temperatur verwendet werden, z. B. durch Messung eines oder mehrerer temperaturabhängiger Lichtemissionsparameter der Lumineszenz. Beispiele für temperaturabhängige Lichtemissionsparameter der Lumineszenz können die Lumineszenzlichtintensität, der Bereich oder die Form des Lumineszenzemissionsspektrums, die Anstiegs- und Abklingzeiten der Lumineszenz, Kombinationen davon und andere sein. Es gibt viele organische und anorganische Lumineszenzmaterialien, die eine Änderung eines oder mehrerer Lumineszenzparameter in einer charakterisierbaren Beziehung zu einer Temperaturänderung aufweisen, einschließlich einer Temperaturänderung in einem Bereich, der bei einer Laserlithotripsie oder einem ähnlichen medizinischen Verfahren auftreten kann.
In einigen Fällen kann die Verwendung von Lumineszenz zur Temperaturüberwachung und -kontrolle erfolgen, ohne dass eine zusätzliche Verdrahtung entlang der Sonde zur Durchführung einer auf Lumineszenz basierenden Temperaturmessung erforderlich ist. Zum Beispiel können eine oder mehrere kleine (z. B. etwa 100 Mikrometer) lumineszierende Markierungen in einen distalen Teil einer Sonde aufgenommen werden. In manchen Fällen können Lumineszenzmarkierungen an verschiedenen Stellen entlang einer Sonde angebracht werden, z. B. auf einer Laserfaser, am distalen Ende eines Bereichs der Sonde oder an mehreren Stellen.
1A und 1B zeigen ein Beispielsystem 100 mit einer Sonde 110, die Lumineszenzmarken zur Temperaturüberwachung im System 100 verwenden kann. In einem Beispiel kann das System 100 eine Sonde 110, eine Kamera 112, eine Lichtquelle 114 und eine Laserfaser 116 umfassen. In dem System 100 können sich die Kamera 112, die Lichtquelle 114 und die Laserfaser 116 entlang der Länge der Sonde 110 erstrecken. 1A zeigt eine Querschnittsansicht des Systems 100, während 1B eine schematische Seitenansicht des Systems 100 zeigt.
Die Sonde 110 kann sich zwischen einem proximalen Ende und einem distalen Ende erstrecken. Die Sonde 110 kann so bemessen, geformt oder angeordnet sein, dass sie teilweise in einen Patienten eingeführt werden kann, z. B. während eines chirurgischen Eingriffs, zur Bildgebung und/oder zum Durchführen eines oder mehrerer therapeutischer Geräte oder Probenentnahmegeräte. Die Sonde 110 kann beispielsweise an einer Vielzahl von klinischen Verfahren beteiligt sein, einschließlich beispielsweise der Beleuchtung, Bildgebung, Erkennung und Diagnose eines oder mehrerer Krankheitszustände, der Bereitstellung einer Flüssigkeitszufuhr (z. B. Kochsalzlösung oder andere Präparate über einen Flüssigkeitskanal) zu einem anatomischen Bereich, der Bereitstellung einer Absaugpassage (z. B. über einen Arbeitskanal) für eine oder mehrere therapeutische Vorrichtungen zur Entnahme oder Behandlung eines anatomischen Bereichs und der Bereitstellung von Absaugpassagen zum Sammeln von Flüssigkeiten (z. B. Kochsalzlösung oder andere Präparate) und dergleichen.
Die Sonde 110 kann mit einem Bildgebungs- und Kontrollsystem gekoppelt werden, z. B. mit der Kamera 112, der Lichtquelle 114 und der Laserfaser 116. Die Kamera 112, die Lichtquelle 114 und die Laserfaser 116 können verwendet werden, um dem Benutzer Bildgebungsdaten zur Verfügung zu stellen. Bei der Kamera 112 kann es sich um eine chirurgische Kamera handeln, die zur Verwendung mit der Sonde 110 geeignet ist. Die Kamera 112 kann z. B. zur Überwachung einer anatomischen Stelle während eines Eingriffs verwendet werden. In einigen Fällen kann die Kamera 112 so konstruiert sein, dass sie dem Endocapsule®-Endoskopiesystem der Olympus Corporation ähnelt. Im System 100 kann die Kamera 112 in einigen Fällen in der Lage sein, Lumineszenz oder Licht bestimmter Wellenlängen zu detektieren, sei es sichtbares oder nicht sichtbares Licht, wie im Folgenden näher erläutert.
Die Lichtquelle 114 kann eine Quelle sein, die elektromagnetische Strahlung in einem gewünschten Wellenlängenbereich erzeugen kann. Die Lichtquelle 114 kann verwendet werden, um den anatomischen Bereich mit Licht des gewünschten Spektrums zu beleuchten (z. B. mit breitbandigem weißem Licht, schmalbandiger Bildgebung mit bevorzugten elektromagnetischen Wellenlängen oder Ähnlichem). Die Lichtquelle 114 kann für die Erzeugung von sichtbarem Licht (z. B. etwa 380 nm bis etwa 760 nm) innerhalb der Sonde 110 und des umgebenden anatomischen Bereichs eingerichtet werden. In einigen Fällen kann die Lichtquelle 114 so eingerichtet sein, dass sie Licht mit einer bestimmten Wellenlänge erzeugt, um Lumineszenz in einer oder mehreren Lumineszenzmarkierungen zu induzieren, wie weiter unten näher erläutert. Zusätzliche optische Komponenten (Linsenbaugruppen und/oder Prismen) zur Beleuchtung und/oder Erfassung von Bildsignalen können in der Lichtquelle 114 enthalten sein. Eine oder mehrere optische Fasern (z. B. ein Faserbündel) können die Beleuchtungsoptik optisch mit der Lichtquelle 114 verbinden.
In einigen Fällen können die Kamera 112 und die Lichtquelle 114 je nach Wunsch teilweise oder vollständig in oder an der Sonde 110 angebracht werden. Die Kamera 112 oder die Lichtquelle 114 kann in einigen Fällen an ein Steuersystem oder einen Computer angeschlossen werden. Die Kamera 112 oder die Lichtquelle 114 kann mit der Sonde 110 durch verdrahtete oder drahtlose elektrische Verbindungen verbunden werden. Die Lichtquelle 114 kann in Verbindung mit einem Steuergerät oder Computer einen anatomischen Bereich entsprechend beleuchten, und die Kamera 112 kann Signale sammeln, die den anatomischen Bereich darstellen. Das Steuergerät kann die gesammelten Signale, die den anatomischen Bereich darstellen, verarbeiten und Bilder, die den anatomischen Bereich darstellen, auf einem Display anzeigen. Ein solches Steuergerät kann (z. B. über einen Endoskopanschluss) mit der Sonde 110 verbunden werden, um Signale zu übertragen (z. B. Licht von der Lichtquelle, Videosignale vom Bildgebungssystem am distalen Ende und ähnliches).
Die Laserfaser 116 kann eine einzelne oder ein Bündel von Laserfasern umfassen, die sich entlang der Sonde 110, z. B. in einem Lumen darin, oder entlang einer Seite der Sonde 110 erstrecken. Die Laserfaser 116 kann beispielsweise jeder geeignete chirurgische Laser sein, wie ein Kohlendioxidlaser (z. B. mit einer Wellenlänge von etwa 9.000 nm bis etwa 11.000 nm), ein Diodenlaser (z. B. mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 800 nm bis etwa 1.100 nm) oder ein Erbiumlaser (z. B. mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 2.500 nm bis etwa 3.000 nm). In einigen Fällen kann die Laserfaser 116 für die chirurgische Behandlung verwendet werden.
Das System 100 kann z. B. für die chirurgische Behandlung von Gewebe, z. B. mit dem Laser, verwendet werden. Während der Behandlung kann der Chirurg (oder ein anderer Benutzer) den Wunsch haben, die Temperatur an der behandelten anatomischen Stelle zu überwachen. Die Überwachung der Temperatur kann zum Schutz vor Nekrosen oder anderen Problemen beitragen, die durch extreme Temperaturen oder große Temperaturschwankungen entstehen können. Die in den bis gezeigte und erörterte lumineszierende Markierung kann mit einem solchen Endoskop oder einer solchen Sonde verwendet werden, um die Überwachung der Temperatur während des Gebrauchs zu unterstützen.
In einem solchen System kann ein optisches Antwortsignal von der lumineszierenden Sonde durch die chirurgische Faser oder eine Sondenkamera gesammelt werden, und ein resultierendes elektrisches Signal kann durch eine Signalverarbeitungsschaltung analysiert werden, die einen kalibrierten Antwortsignal-Temperaturanalysator enthalten kann. In den bis sind Beispiele für ein Temperaturmesssystem in Form einer kleinen lumineszierenden Markierung dargestellt, die in die chirurgische Sonde oder die Laserfaser eingesetzt wird. Die Lichtemission der in den bis dargestellten Lumineszenzmarkierung kann je nach gewähltem Lumineszenztyp auf unterschiedliche Weise aktiviert werden.
In den und ist ein Beispiel für eine lumineszierende Markierung auf einer Laserfaser in einem medizinischen Sondensystem dargestellt. 2 zeigt ein Beispiel für ein chirurgisches System 200. In einem Beispiel kann das System 200 eine Sonde 210, eine Kamera 212, eine Lichtquelle 214, eine Laserfaser 216, eine Lumineszenzmarkierung 220 und einen Rückkopplungsanalysator 230 umfassen. Die Komponenten des Systems 200 können den entsprechenden Komponenten, die unter Bezugnahme auf die obigen erörtert wurden, ähnlich sein und auf ähnliche Weise angeschlossen werden, sofern nicht anders angegeben.
In dem System 200 können sich die Kamera 212, die Lichtquelle 214 und die Laserfaser 216 zumindest teilweise innerhalb der Sonde 210 erstrecken. Die lumineszierende Markierung 220 kann sich auf der Laserfaser 216 befinden. Im Betrieb kann die Laserfaser 216 durch eine Lichtquelle 214 erregt werden, und die Lumineszenzmarkierung 220 kann durch die Lichtquelle 214 erregt werden. Die Kamera 212 kann die erzeugte Lumineszenz erfassen, die mit der Temperatur des Systems 200 korreliert werden kann.
Ähnlich wie beim obigen System 100 kann die Lichtquelle 214 z. B. eine sichtbare Lichtquelle sein, um das Gewebe zu beleuchten und zusätzlich zur Aktivierung der Lumineszenzmarkierung 220 Kamerabilder zu ermöglichen. Die Kamera 212 kann die Lumineszenz und sichtbare Bilder aufnehmen. Die erzeugte Lumineszenz kann von einem Signalverarbeitungsschaltkreis verarbeitet werden, z. B. zum Vergleich mit einer zuvor bestimmten Lumineszenz-Temperatur-Beziehung, um die Temperatur des Gewebes zu bestimmen. In einigen Beispielen kann das Licht der Lumineszenzmarke von der Laserfaser selbst erfasst werden.
Die Lumineszenzmarkierung 220 kann aus einem oder mehreren lumineszierenden Materialstücken auf oder um die Sonde 210 bestehen. Die Lumineszenzmarke 220 kann eine einzelne Marke oder mehrere Marken sein. Im System 200 kann die gezeigte Lumineszenzmarke 220 auf der Laserfaser 216 angeordnet sein. Die Lumineszenzmarkierungen 220 können sich in jedem beliebigen Teil des chirurgischen Systems 200 befinden, z. B. auf der Oberfläche des Endoskops, dem Faserkern, der Ummantelung, dem Puffer oder dem Mantel. In einigen Fällen kann die Lumineszenzmarkierung 220 im System 200 auf der Laserfaser 216 oder alternativ im Faserkern oder der Ummantelung, am Ende des Endoskops, in der Nähe des Eingangs eines Absauglumens, an anderer Stelle innerhalb der Sonde 210 oder in Kombinationen davon angebracht sein. Die Platzierung der Lumineszenzmarken kann so gewählt werden, dass eine bessere Bestimmung der Temperaturverteilung im gesamten System 200 möglich ist. So kann beispielsweise eine durchschnittliche Temperatur im gesamten System 200 überwacht werden, wenn die Leuchtmarkierungen auf der Laserfaser 216 und auf dem Körper der Sonde 210 angebracht sind. In einigen Fällen kann die höchste Temperatur aus einer Reihe von Markierungen ausgewählt werden.
Die lumineszierenden Markierungen können eine oder mehrere kristalline Leuchtstoffkeramik(en), eine organische Komponente, eine Anordnung von einem oder mehreren Quantenpunkten (z. B. in einem Bindemittel), eine Nanostruktur und andere Arten und Anordnungen umfassen. Die lumineszierenden Markierungen können jeweils einen Durchmesser von etwa 100 Mikrometern haben.
Je nach den spezifischen Materialien der Lumineszenzmarken 220 können verschiedene Arten von Lumineszenz zur Messung und Kontrolle der Temperatur in der Sonde verwendet werden. Zum Beispiel ist die Photolumineszenz eine Lichtemission als Ergebnis der Absorption von Photonen, die Folgendes umfasst: Fluoreszenz mit einer typischen Lebensdauer von Nano- und Mikrosekunden und Phosphoreszenz, bei der Licht von Millisekunden bis Stunden emittiert wird.
Neben der Photolumineszenz können auch andere Arten der Lumineszenz, wie die Candolumineszenz und die Thermolumineszenz, verwendet werden. Thermolumineszenz kann auftreten, wenn ein Festkörper, z. B. ein Kristall, einfallende Lichtenergie speichert und dann im sichtbaren Spektrum leuchtet, wenn er später erhitzt wird. Das heißt, thermolumineszente Materialien können in Abhängigkeit von der Temperatur in der Nähe des Gewebes erhitzt und abgekühlt werden. Zu den thermolumineszierenden Materialien können auch Materialien wie Speicherleuchtstoffe oder Elektroneneinfangmaterialien gehören, bei denen Infrarotlichtimpulse gespeicherte Energie in Form von sichtbarem Licht freisetzen können, wobei die Lichtintensität mit der Temperatur variiert.
Die Thermolumineszenz, auch als thermisch stimulierte Lumineszenz bekannt, bezeichnet den Prozess, bei dem ein Festkörper, in der Regel in kristalliner Form, Licht aussendet, während er nach einer Anregung erhitzt wird. Wenn ein solcher Kristall bestrahlt wird, kann ein Teil der absorbierten Energie im Gitter gespeichert und später in Form von sichtbarer Lichtemission wiedergewonnen werden, wenn das Material erhitzt wird. Die emittierte Lichtintensität setzt sich in der Regel aus einem oder mehreren Glimmspitzen zusammen.
In einem Beispiel kann ein Speicherleuchtstoff oder ein Elektroneneinfangmaterial als Lumineszenzmarker verwendet werden. Elektronen einfangende oder photostimulierbare Leuchtstoffe, auch Speicherleuchtstoffe genannt, sind Verbindungen, die in der Lage sind, Energie aus sichtbarem Licht oder Röntgenstrahlen zu absorbieren und zu speichern. Sie können anschließend zur Abgabe von Energie in Form von sichtbarem Licht angeregt werden. Die Emissionsintensität der Speicherleuchtstoffe ist empfindlich gegenüber der Umgebungstemperatur. Die Lichtanregung kann über die Sonde durch eine sichtbare Lichtquelle oder ein Nahinfrarotsignal erfolgen.
In weiteren Beispielen können lang nachleuchtende (z. B. persistente) Leuchtstoffe verwendet werden, wie SAO-Leuchtstoffe, CaS-Leuchtstoffe, SAO25-Leuchtstoffe, LAO-Leuchtstoffe, CAO-Leuchtstoffe, YOS-Leuchtstoffe und andere. In diesem Fall kann das Nachleuchten oder die Abklingzeit der Leuchtstoffe überwacht werden. Beispielsweise können kurze Lichtstöße einer bestimmten Wellenlänge (z. B. blaues Licht für einige Millisekunden) als Anregungsenergie von der Laserquelle oder der sichtbaren Lichtquelle verwendet werden. Eine „bestimmte Wellenlänge“, die auf dem als Leuchtmarkierung verwendeten Material basiert, kann dann ausgewählt werden. Beispielsweise könnte blaues Licht verwendet werden, wenn es die Photolumineszenz des speziellen Materials anregt, aus dem die Lumineszenzmarke besteht, z. B. eines Kristalls oder Quantenpunkts, der auf blaues Licht anspricht. Je nachdem, wie die lumineszierende Marke angeregt wird, kann die Abklingemission überwacht und daraus die Temperatur an dieser Stelle bestimmt werden. Auf diese Weise kann das rückreflektierte Signal zeigen, wie die Lumineszenz abklingt, und so die Temperatur an der Markierung anzeigen. Die Abklingzeit der Lumineszenz kann für die Überprüfung der Temperatur praktisch sein. Die Abklingzeit hängt von der Temperatur ab. Der Abklingvorgang kann auch nur einige Millisekunden dauern (wenn der Impuls einige Millisekunden lang war), was von verschiedenen Faktoren abhängt.
Je nach den verwendeten chirurgischen Werkzeugen, dem durchgeführten Verfahren oder dem behandelten anatomischen Bereich kann der Chirurg bei der Verwendung des Systems 200 einen bestimmten Temperaturbereich überwachen wollen. In diesem Fall können lumineszierende Markierungen verwendet werden, die eine mit diesem Temperaturbereich korrelierende Lumineszenz erzeugen.
In einem Beispiel können lumineszierende Markierungen verwendet werden, die kontinuierlich mit der sichtbaren Lichtquelle angeregt werden. In diesem Fall können sich die Lumineszenzfarbe und die Intensität der Wellenlänge in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändern.
Beispielsweise kann mit der Leuchtstoffthermometrie eine Temperatur über einen weiten Bereich gemessen werden, z. B. von 0 °C bis zu 1400 °C, je nach den Materialeigenschaften des für eine Leuchtmarkierung verwendeten Materials. Die PhosphorThermometrie kann besonders vorteilhaft bei Anwendungen sein, bei denen die Temperatur mit herkömmlichen Verfahren nur schwer zu messen ist.
Während des Betriebs kann das Licht der Lichtquelle 214 auf die Lumineszenzmarkierung 220 gerichtet werden, um eine bestimmte Lumineszenz zu erzeugen. Die erzeugte Lumineszenz kann überwacht werden, um die Temperaturänderungen während der Operation zu bestimmen. Basierend auf den Materialien für die Lumineszenzmarken können die Wellenlängen der Lumineszenz so angepasst werden, dass spezifische Temperaturinformationen gewonnen werden.
Die Lumineszenz der lumineszierenden Markierung (unabhängig davon, ob sie direkt durch die Seite oder das Ende in die Laserfaser eintritt, vom Gewebe reflektiert wird oder anderweitig) kann auf der Grundlage der lumineszierenden Materialien so eingerichtet werden, dass sie das andere Licht der Lichtquelle, das beispielsweise für die chirurgische Betrachtung des Gewebes verwendet wird, nicht stört. In einem Beispiel kann das Licht der Lichtquelle 214, das während der Operation vom Zielgewebe reflektiert wird, dazu verwendet werden, die Zusammensetzung des Nierensteins oder des Gewebes zu bestimmen oder einfach das Operationsfeld zu sehen. Die Reflexionen des Lichts vom Zielgewebe, z. B. einem Nierenstein, könnten Reflexionen des sichtbaren Lichts der Lichtquelle mit einer Wellenlänge von etwa 380 nm bis 700 nm sein.
In diesem Fall kann die lumineszierende Markierung so beschaffen sein, dass sie in einem nicht störenden Bereich, beispielsweise bei etwa 800 Nanometern (nm), emittiert oder leuchtet. Auf diese Weise können sowohl das Licht der lumineszierenden Markierung als auch jedes andere reflektierte Licht aus dem medizinischen Verfahren dieselben Leitungen nutzen, um das Licht ohne Interferenzen zurückzusenden. Die Kamera 212 kann somit beide Arten von Licht aufnehmen und unterscheiden. In einigen Beispielen kann das Zeitmultiplexing genutzt werden, um abwechselnd zu analysieren, welches reflektierte Licht analysiert wird.
In einigen Fällen kann sich das Licht der Lumineszenzmarken in der Wellenlänge mit anderem verfahrensbezogenen Licht überschneiden. In diesem Fall können die Lumineszenzmarken so eingerichtet werden, dass sie einen gewünschten Wellenlängenbereich aufweisen. Beispielsweise können die emittierten Wellenlängen einen breiten Bereich abdecken, wie etwa 750 nm bis etwa 900 nm. In einigen Fällen kann eine schmale Emission von den Lumineszenzmarken überwacht werden, so dass Spitzen bei bestimmten Wellenlängen im Verhältnis zu anderem sichtbaren Licht in der Umgebung erkannt werden können.
Im Zusammenhang mit einem medizinischen Gerät können vor oder zu Beginn eines Verfahrens die gewünschten Temperaturen bestimmt werden, und die Wellenlängen der Leuchtmarkierungen können abgelesen werden, um die Wellenlänge bei bestimmten Temperaturen zu ermitteln. In einem Beispiel kann die Temperatur, die jeder lumineszierenden Markierung bei einer bestimmten Farbe oder Frequenz entspricht, empirisch bestimmt werden, um eine Tabelle oder Datenbank zu erstellen. So können zu einem späteren Zeitpunkt des Verfahrens die Wellenlängen oder Farben der empfangenen Lumineszenzmarken mit der empirisch ermittelten Tabelle oder Datenbank verglichen werden, um die Temperatur zu einem bestimmten Zeitpunkt des Verfahrens zu bestimmen.
In einigen Fällen kann eine einkristalline Leuchtmarke (oder ein einzelner Leuchtstoff oder eine einzelne Komponente) verwendet werden. In einigen Fällen kann auch eine Mischung aus zwei oder mehr Leuchtstoffen verwendet werden. In diesem Fall können die Materialien jeweils eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit aufweisen. In diesem Fall kann eine Mischung von zwei oder mehr Leuchtstoffen verwendet werden, die jeweils eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit aufweisen. Änderungen der Emissionsfarbe können anhand der relativen Temperaturlöschung festgestellt werden.
Zum Beispiel kann eine Mischung von Leuchtstoffen verwendet werden. Die Materialien können eine unterschiedliche Temperaturlöschung der Emission aufweisen, wobei die Lumineszenzintensität jeder einzelnen Zusammensetzung in unterschiedlicher Weise von der Umgebungstemperatur abhängt. Das Gesamtemissionsspektrum des Gemischs kann Kombinationen der spezifischen Spektren der einzelnen in dem Gemisch enthaltenen Materialien enthalten. Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturlöschung der Lumineszenzintensitäten der einzelnen Materialien können die Gesamtemissionsspektren und die Farbe des Gemischs von der Umgebungstemperatur abhängen. Die mit der Umgebungstemperatur korrelierten Schwankungen der Emissionsspektren können mit einem Spektrometer gemessen und mit einem Spektralanalysator auf der Grundlage vorläufiger Kalibrierungsdaten für die Spektralform in Abhängigkeit von der Temperatur analysiert werden. Dies kann eine mehrfarbige Implementierung der Technik sein, die auf dem Intensitätsverhältnis der Emissionen aus verschiedenen unterschiedlichen Spektren basiert.
Ein Beispiel für ein Verfahren zur Temperaturerkennung, das auf der Analyse des Intensitätsverhältnisses von zwei oder mehr getrennten Emissionsspektren (Linien) beruht, die mit den verschiedenen Aktivatoren in einem Wirtsmaterial zusammenhängen; eine Temperaturänderung wird durch die Änderung des Phosphoreszenzspektrums widergespiegelt. Beispielsweise weisen Oxysulfidmaterialien, die mit Ln³⁺ (Ln = Nd, Sm, Eu, Dy, Ho, Er, Tm, Yb) multidotiert sind, mehrere unterschiedliche Emissionslinien auf, die mit verschiedenen Aktivatoren zusammenhängen und jeweils eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit aufweisen.
In einem anderen Beispiel können zwei Leuchtmarken verwendet werden, eine für blaues Licht und eine für rotes Licht. Dies lässt sich mit einer Mischung aus zwei verschiedenen Materialien erreichen, wobei jedes Material unterschiedlich von der Umgebungstemperatur abhängt. Bei einer ersten Temperatur, z. B. 20 °C, wäre eine erste Kombination von Intensitäten nachweisbar. Bei einer zweiten Temperatur, z. B. 50 °C, wäre eine zweite Kombination von Intensitäten nachweisbar. Zwischen den beiden Temperaturen könnte eine Änderung der Emissionsfarbe festgestellt werden, die auf einer Temperaturabschwächung beruht (z. B. verminderte Lumineszenz). Die Intensität kann von der Temperatur abhängig sein. Ein solches Gemisch kann zwei oder mehr verschiedene kristallisierte Materialien enthalten, die jeweils unterschiedliche Emissionswellenlängen und -farben aufweisen.
Das Mischen von Leuchtstoffen kann unterschiedliche Wellenlängen der Lumineszenz ergeben. Die Intensität der Emission hängt von der Mischung ab. Beispielsweise kann ein Material grünes Licht und ein anderes rotes Licht emittieren. In einigen Fällen ist die Emission schmal genug, um getrennte Linien zu haben. In einigen Fällen kann die grüne Emission stark temperaturabhängig sein. Wenn beispielsweise die Temperatur um 10 Grad sinkt, kann die grüne Emission um etwa 10 % abnehmen. Das rote Licht ist jedoch möglicherweise nicht so empfindlich wie das grüne Licht, und bei der gleichen Temperatursenkung um 10 Grad könnte das rote Licht nur um 1 % oder 2 % abnehmen. In diesem Fall würde das Signal stärker rot dominieren, da das rote Licht nicht in dem Maße abnimmt wie das grüne. Auf diese Weise können zwei oder mehr Materialien, die gemischt werden, die Temperatur anzeigen.
Bei Mischungen lumineszierender Markierungsmaterialien kann es sinnvoll sein, eine Komponente, die temperaturempfindlicher ist (z. B. schneller temperaturabhängig abfällt), und eine Komponente, die relativ stabiler ist, zu verwenden. Auf diese Weise lässt sich eine deutliche Veränderung der Lichtfarbe bei Temperaturänderungen feststellen. Diese Farbe kann mit zuvor ermittelten Farben verglichen werden, und es können Daten zur FarbTemperatur-Abhängigkeit gesammelt werden. Empirische Daten können gesammelt werden, um Farben mit tatsächlichen Temperaturen zu korrelieren.
Lumineszierende Markierungen, wie z. B. die Lumineszenzmarkierung 220, können in Verbindung mit Signalverarbeitungsgeräten, wie Spektrometern und Rückkopplungsanalysatoren, verwendet werden, wie unter Bezugnahme auf die nachstehenden und erläutert.
3 zeigt ein chirurgisches System 300, das eine Sonde 310, eine Kamera 312, eine Lichtquelle 314, eine Laserfaser 316, eine Lumineszenzmarkierung 320 und einen Rückkopplungsanalysator 330 umfassen kann. Die Komponenten des Systems 300 können den entsprechenden Komponenten, die unter Bezugnahme auf die obigen erörtert wurden, ähnlich sein und auf ähnliche Weise angeschlossen werden, sofern nicht anders angegeben.
In dem System 300 können sich die Kamera 312, die Lichtquelle 314 und die Laserfaser 316 zumindest teilweise innerhalb der Sonde 310 erstrecken. Die Lumineszenzmarkierung 320 kann sich auf der Laserfaser 316 befinden. Im Betrieb kann die Laserfaser 316 durch eine Lichtquelle 314 erregt werden, und die Lumineszenzmarkierung 320 kann durch die Lichtquelle 314 erregt werden. Die Kamera 312 kann die erzeugte Lumineszenz erfassen, die mit Hilfe des Rückkopplungsanalysators 330 mit der Temperatur des Systems 300 korreliert werden kann.
Ähnlich wie beim obigen System 100 kann die Lichtquelle 314 beispielsweise eine sichtbare Lichtquelle sein, um das Gewebe zu beleuchten und neben der Aktivierung der Lumineszenzmarke 320 auch Kamerabilder zu ermöglichen. Die Kamera 312 kann die Lumineszenz und sichtbare Bilder aufnehmen. Die erzeugte Lumineszenz kann von einem Signalverarbeitungsschaltkreis im Rückkopplungsanalysator 330 verarbeitet werden, um sie mit einer zuvor bestimmten Lumineszenz-Temperatur-Beziehung zu vergleichen und so die Temperatur des Gewebes zu bestimmen. In einigen Beispielen kann das Licht der lumineszierenden Markierung von der Laserfaser selbst aufgefangen werden.
Der Rückkopplungsanalysator 330 kann mit einer oder mehreren Komponenten des Systems 300 gekoppelt werden, um Signale zu empfangen, die die Lumineszenzaktivität von der Lumineszenzmarke 320 anzeigen. Zum Beispiel kann der Feedback-Analysator 330 mit der Kamera 312 gekoppelt werden. In diesem Fall kann die Kamera 312 ein oder mehrere optische Lumineszenzsignale erfassen und sie an den Rückkopplungsanalysator weiterleiten. In einigen Fällen kann der Rückkopplungsanalysator 330 mit der Laserfaser 316 gekoppelt sein, um Anzeigen von Lumineszenz zu empfangen, die mit der Laserfaser 316 interagieren.
Der Rückkopplungsanalysator 330 kann ein Steuergerät enthalten. Ein solches Steuergerät kann ein programmierbares Steuergerät sein, z. B. ein Einplatinen- oder Mehrplatinencomputer, ein direktes digitales Steuergerät (DDC), eine programmierbare logische Steuerung (PLC) oder ähnliches. In anderen Beispielen kann das Steuergerät ein beliebiges Computergerät sein, z. B. ein Handheld-Computer, ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop, ein Desktop-Computer oder ein anderes Computergerät mit einem Prozessor, einem Speicher und Kommunikationsmöglichkeiten.
Der Rückkopplungsanalysator 330 kann zusätzlich eine Benutzerschnittstelle enthalten. Die Benutzerschnittstelle kann ein beliebiges Anzeige- und/oder Eingabegerät sein. In einem Beispiel kann die Benutzerschnittstelle aus einem Monitor, einer Tastatur und einer Maus bestehen. In anderen Beispielen kann die Benutzerschnittstelle ein Touchscreen-Display sein. In einem weiteren Beispiel kann die Benutzerschnittstelle Leuchten, Tasten und/oder Schalter aufweisen. Die Steuerung und die Benutzerschnittstelle können ein maschinenlesbares Medium enthalten. Der Begriff „maschinenlesbares Medium“ kann jedes Medium umfassen, das in der Lage ist, Anweisungen zur Ausführung durch die Vorrichtung zu speichern, zu kodieren oder zu tragen, die die Vorrichtung veranlassen, eine oder mehrere der Techniken der vorliegenden Offenbarung auszuführen, oder das in der Lage ist, Datenstrukturen zu speichern, zu kodieren oder zu tragen, die von solchen Anweisungen verwendet werden oder mit ihnen verbunden sind. Nicht einschränkende Beispiele für maschinenlesbare Medien können Festkörperspeicher sowie optische und magnetische Medien sein. Spezifische Beispiele für maschinenlesbare Medien sind: nichtflüchtige Speicher wie Halbleiterspeicher (z. B. elektrisch programmierbare Festwertspeicher (EPROM), elektrisch löschbare programmierbare Festwertspeicher (EEPROM)) und Flash-Speicher; Magnetplatten wie interne Festplatten und Wechselplatten; magneto-optische Platten und CD-ROM- und DVD-ROM-Platten.
Im System 300 können die erfassten Lumineszenzsignale vom Rückkopplungsanalysator 330 analysiert und verarbeitet werden, um die Temperatur zu bestimmen, z. B. durch Erfassen oder Überwachen von Lumineszenzparametern selbst oder durch Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit der überwachten Lumineszenz. Die Lumineszenzerfassung kann mit gespeicherten Informationen über die Verbindung von Lumineszenz und Temperatur verglichen werden, um beispielsweise die Lumineszenz mit der Temperatur zu korrelieren. Die gespeicherten Informationen über die Beziehung zwischen Lumineszenz und Temperatur können verschiedene Formen annehmen, wie eine Nachschlagetabelle, eine angepasste Funktion oder andere Daten.
Alternativ kann der Prozessor die Lumineszenzdaten empfangen und eine geeignete Kurve oder ein Diagramm erzeugen, das die Lumineszenz mit der Temperatur vergleicht, und die erzeugte Lumineszenz-Temperatur-Kurve mit einer ganzen Bibliothek von Lumineszenz-Temperatur-Kurven oder mit einer Teilmenge von Lumineszenz-Temperatur-Kurven vergleichen. In einigen Fällen kann ein gewünschter Schwellenwert der Temperaturänderung bestimmt und mit der erzeugten Lumineszenz verglichen werden.
In jedem Fall kann die vom Prozessor ermittelte Temperatur dann an den Benutzer übermittelt werden. In einigen Fällen kann die Überprüfung der Temperatur über eine Benutzerschnittstelle erfolgen. In anderen Fällen kann die Überprüfung dem Benutzer über ein kleines Licht, z. B. eine LED-Leuchte, auf der Konsole mitgeteilt werden. In anderen Fällen kann die Überprüfung dem Benutzer durch einen Ton oder eine Melodie mitgeteilt werden.
4 zeigt ein chirurgisches System 400, das eine Sonde 410, eine Kamera 412, eine Lichtquelle 414, eine Laserfaser 416, eine Lumineszenzmarkierung 420, ein Spektrometer 425 und einen Rückkopplungsanalysator 430 umfassen kann. Die Komponenten des Systems 400 können den entsprechenden Komponenten, die unter Bezugnahme auf die obigen erörtert wurden, ähnlich sein und auf ähnliche Weise angeschlossen werden, sofern nicht anders angegeben.
In dem System 400 können sich die Kamera 412, die Lichtquelle 414 und die Laserfaser 416 zumindest teilweise innerhalb der Sonde 410 erstrecken. Die lumineszierende Markierung 420 kann sich am Ende der Sonde 410 befinden. Diese Anordnung kann die Erfassung von Licht und Temperatur an einem
Im Betrieb kann die Laserfaser 416 durch eine Lichtquelle 414 erregt werden, und die Lumineszenzmarkierung 420 kann durch die Lichtquelle 414 erregt werden. Die Kamera 412 kann die erzeugte Lumineszenz erfassen, die mit Hilfe des Rückkopplungsanalysators 430 und des Spektrometers 425 mit der Temperatur des Systems 400 korreliert werden kann.
Ähnlich wie beim obigen System 100 kann die Lichtquelle 414 z. B. eine sichtbare Lichtquelle sein, um das Gewebe zu beleuchten und zusätzlich zur Aktivierung der Lumineszenzmarkierung 420 Kamerabilder zu ermöglichen. Die Kamera 412 kann die Lumineszenz und sichtbare Bilder aufnehmen. Ein optisches Signal der erzeugten Lumineszenz kann an das Spektrometer 425 gesendet und verarbeitet werden. Dieses Signal kann durch Signalverarbeitungsschaltungen im Rückkopplungsanalysator 430 weiterverarbeitet werden, z. B. zum Vergleich mit einer zuvor bestimmten Lumineszenz-Temperatur-Beziehung, um die Temperatur des Gewebes zu bestimmen. In einigen Beispielen kann das Licht der Lumineszenzmarke von der Laserfaser selbst erfasst werden.
Mit dem Spektrometer 425 können die spektralen Komponenten der optischen Signale, die durch die Lumineszenz der Leuchtmarken 420 erzeugt werden, getrennt und gemessen werden. Das Spektrometer kann z. B. eine kontinuierliche Größe einer Lumineszenz messen, bei der die eingehenden spektralen Komponenten gemischt sind. Das Spektrometer 425 kann z. B. die Wellenlängen der Lumineszenz, die im Laufe der Zeit auftreten, aufnehmen und erfassen. In einigen Fällen kann dies zur Erstellung eines Diagramms verwendet werden, das die Zeit im Verhältnis zur Lumineszenz darstellt. Diese Daten können an den Rückkopplungsanalysator 430 weitergeleitet werden, um Temperaturänderungen zu ermitteln.
Verschiedene Anmerkungen und Beispiele
Jedes dieser nicht einschränkenden Beispiele kann für sich allein stehen oder in verschiedenen Permutationen oder Kombinationen mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden.
Beispiel 1 umfasst: eine medizinische Sonde mit einem distalen Abschnitt, der so eingerichtet ist, dass er zumindest teilweise in einen Patienten eingeführt werden kann; und eine oder mehrere lumineszierende Markierungen, die sich auf dem distalen Abschnitt der Sonde befinden und eine lumineszierende Eigenschaft aufweisen, die mit der Temperatur korreliert, wenn sie leuchten, um eine Anzeige der Temperatur an einer inneren Stelle des Patienten zu liefern.
In Beispiel 2 enthält der Gegenstand von Beispiel 1 optional eine Lichtquelle, um die eine oder mehrere lumineszierende Markierungen mit Licht zu versorgen.
In Beispiel 3 umfasst der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 1 bis 2 optional einen Sensor zum Erfassen eines Lumineszenz-Antwortsignals von der einen oder den mehreren Lumineszenzmarken.
In Beispiel 4 schließt der Gegenstand von Beispiel 3 optional ein, dass der Sensor mindestens eine Kamera oder ein Spektrometer umfasst.
In Beispiel 5 umfasst der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 3 bis 4 optional einen Signalanalysator, der mit dem Sensor gekoppelt ist, um die erfasste Lumineszenzantwort zu analysieren und eine resultierende Anzeige der Temperatur an der inneren Stelle zu erzeugen, die zumindest teilweise auf der Analyse und der Lumineszenzeigenschaft basiert, die mit der einen oder den mehreren Lumineszenzmarken verbunden ist.
In Beispiel 6 umfasst der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 1-5 optional ein Lasersystem mit einer Steuerung und einer Laserfaser zur Behandlung eines Ziels an einer inneren Stelle des Patienten.
In Beispiel 7 schließt der Gegenstand von Beispiel 6 optional ein, dass die eine oder mehrere lumineszierende Markierung(en) auf einem distalen Teil der Laserfaser angeordnet sind.
In Beispiel 8 schließt der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 6-7 optional ein, dass die Steuerung so eingerichtet ist, dass sie mindestens eine Einstellung des Lasersystems zumindest teilweise auf der Grundlage der Anzeige der Temperatur an der inneren Stelle anpasst.
In Beispiel 9 schließt der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 6 bis 8 optional ein, dass die eine oder mehrere Lumineszenzmarken in einem optischen Kern, einer Mantelschicht, einer Pufferschicht und/oder einer Mantelschicht der Laserfaser angeordnet sind.
In Beispiel 10 schließt der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 1 bis 9 optional ein, dass die eine oder mehrere lumineszierende Markierungen an einem Ende der medizinischen Sonde angeordnet sind.
In Beispiel 11 umfasst der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 1-10 optional, wobei mindestens eine der einen oder mehreren lumineszierenden Markierungen ein Stück Kristall, ein kristallines Material, ein polykristallines Material, eine organische Komponente, eine Anordnung von Quantenpunkten oder Kombinationen davon umfasst.
In Beispiel 12 umfasst der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 1 bis 11 optional, wobei mindestens eine der einen oder mehreren lumineszierenden Markierungen kristalline Phosphorkeramiken, organische Komponenten, Quantenpunkte, Nanostrukturen oder Kombinationen davon umfasst.
In Beispiel 13 umfasst der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 3-12 optional, dass das erfasste Lumineszenz-Antwortsignal Photolumineszenz, Candolumineszenz, Thermolumineszenz oder Kombinationen davon umfasst.
In Beispiel 14 enthält der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 1-13 wahlweise nm oder weniger.
In Beispiel 15 umfasst der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 1-14 optional einen Rückkopplungsanalysator, der mit dem Sensor gekoppelt ist, wobei der Rückkopplungsanalysator eine Signalverarbeitungsschaltung enthält.
In Beispiel 16 umfasst der Gegenstand von Beispiel 15 optional einen Controller, der für die Interpretation von Luminiszenzsignalen eingerichtet ist.
Beispiel 17 ist ein Verfahren zur Überwachung einer Temperatur in der Nähe eines Ziels, das folgendes umfasst: Induzieren der Lumineszenz einer oder mehrerer Lumineszenzmarken, wobei die eine oder die mehreren Lumineszenzmarken eine mit der Temperatur korrelierende Lumineszenzeigenschaft aufweisen und sich in der Nähe des Ziels befinden; Erfassen der induzierten Lumineszenz; und Bestimmen der Temperatur des Ziels zumindest teilweise auf der Grundlage der erfassten Lumineszenz und der mit der einen oder den mehreren Lumineszenzmarken verbundenen Lumineszenzeigenschaft.
In Beispiel 18 umfasst der Gegenstand von Beispiel 17 optional, dass die Bestimmung der Temperatur des Ziels das Korrelieren der detektierten Lumineszenz mit der Temperatur auf der Grundlage einer Nachschlagetabelle umfasst.
In Beispiel 19 umfasst der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 17-18 optional, dass die detektierte Lumineszenz Photolumineszenz, Kandolumineszenz, Thermolumineszenz oder Kombinationen davon umfasst.
In Beispiel 20 umfasst der Gegenstand eines oder mehrerer der Beispiele 17 bis 19 optional die Anpassung mindestens einer mit einer Behandlungsvorrichtung verbundenen Einstellung, die zumindest teilweise auf der ermittelten Temperatur basiert.
Die obige ausführliche Beschreibung enthält Verweise auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil der ausführlichen Beschreibung bilden. Die Zeichnungen zeigen zur Veranschaulichung bestimmte Ausführungsformen, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Diese Ausführungsformen werden hier auch als „Beispiele“ bezeichnet. Solche Beispiele können zusätzlich zu den gezeigten oder beschriebenen Elementen weitere Elemente enthalten. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung denken jedoch auch an Beispiele, in denen nur die gezeigten oder beschriebenen Elemente vorgesehen sind. Darüber hinaus ziehen die Erfinder auch Beispiele in Betracht, bei denen eine beliebige Kombination oder Permutation der gezeigten oder beschriebenen Elemente (oder eines oder mehrerer Aspekte davon) verwendet wird, entweder in Bezug auf ein bestimmtes Beispiel (oder einen oder mehrere Aspekte davon) oder in Bezug auf andere Beispiele (oder einen oder mehrere Aspekte davon), die hier gezeigt oder beschrieben werden.
Im Falle widersprüchlicher Verwendungen zwischen diesem Dokument und den durch Verweis aufgenommenen Dokumenten ist die Verwendung in diesem Dokument maßgeblich.
In diesem Dokument werden die Begriffe „ein“ oder „eine“, wie in Patentdokumenten üblich, verwendet, um eines oder mehr als eines einzuschließen, unabhängig von anderen Fällen oder Verwendungen von „mindestens einem“ oder „einem oder mehreren“. In diesem Dokument wird der Begriff „oder“ verwendet, um sich auf ein nicht ausschließendes „oder“ zu beziehen, so dass „A oder B“ „A, aber nicht B“, „B, aber nicht A“ und „A und B“ einschließt, sofern nichts anderes angezeigt wird. In diesem Dokument werden die Ausdrücke „einschließlich“ und „in denen“ als einfache Entsprechungen der jeweiligen Begriffe „umfassend“ und „wobei“ verwendet. Auch in den folgenden Ansprüchen sind die Begriffe „einschließlich“ und „umfassend“ offen, d. h. ein System, eine Vorrichtung, ein Artikel, eine Zusammensetzung, eine Formulierung oder ein Verfahren, das Elemente umfasst, die zusätzlich zu den nach einem solchen Begriff in einem Anspruch aufgeführten Elementen enthalten sind, gilt immer noch als in den Anwendungsbereich dieses Anspruchs fallend. Darüber hinaus werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen nicht dazu dienen, numerische Anforderungen an ihre Gegenstände zu stellen.
Die hier beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise maschinen- oder computerimplementiert werden. Einige Beispiele können ein computerlesbares Medium oder ein maschinenlesbares Medium umfassen, das mit Anweisungen kodiert ist, die ein elektronisches Gerät so einrichten können, dass es Verfahren wie die in den obigen Beispielen beschriebenen durchführt. Eine Implementierung solcher Verfahren kann Code enthalten, wie z. B. Mikrocode, Assemblersprachcode, Code einer höheren Sprache oder ähnliches. Ein solcher Code kann computerlesbare Anweisungen für die Durchführung verschiedener Verfahren enthalten. Der Code kann Teile von Computerprogrammprodukten bilden. Darüber hinaus kann der Code in einem Beispiel auf einem oder mehreren flüchtigen, nicht flüchtigen oder nicht flüchtigen materiellen computerlesbaren Medien gespeichert werden, beispielsweise während der Ausführung oder zu anderen Zeiten. Beispiele für diese greifbaren computerlesbaren Medien können Festplatten, herausnehmbare Magnetplatten, herausnehmbare optische Platten (z. B. Compact Discs und digitale Videodisks), Magnetkassetten, Speicherkarten oder -sticks, RAMs (Random Access Memories), ROMs (Read Only Memories) und Ähnliches sein, sind aber nicht darauf beschränkt.
Die obige Beschreibung dient der Veranschaulichung und ist nicht restriktiv. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Beispiele (oder ein oder mehrere Aspekte davon) in Kombination miteinander verwendet werden. Andere Ausführungsformen können verwendet werden, z. B. von einem Fachmann, der die obige Beschreibung gelesen hat. Die Zusammenfassung soll es dem Leser ermöglichen, sich schnell ein Bild von der Art der technischen Offenbarung zu machen. Sie wird mit der Maßgabe vorgelegt, dass sie nicht zur Auslegung oder Begrenzung des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche herangezogen wird. In der obigen ausführlichen Beschreibung können verschiedene Merkmale zusammengefasst werden, um die Offenbarung zu vereinfachen. Dies ist nicht so zu verstehen, dass ein nicht beanspruchtes offenbartes Merkmal für einen Anspruch wesentlich ist. Vielmehr kann der Erfindungsgegenstand in weniger als allen Merkmalen einer bestimmten offengelegten Ausführungsform liegen. Daher werden die folgenden Ansprüche hiermit als Beispiele oder Ausführungsformen in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich genommen eine separate Ausführungsform darstellt, und es wird in Betracht gezogen, dass solche Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen oder Permutationen miteinander kombiniert werden können. Der Umfang der Erfindung sollte unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63/120793 [0001]

Claims

Medizinische Vorrichtung, umfassend: eine medizinische Sonde, die einen distalen Abschnitt aufweist, der zum zumindest teilweisen Einführen in einen Patienten eingerichtet ist; und eine oder mehrere lumineszierende Markierungen, die sich auf dem distalen Teil der Sonde befinden und eine lumineszierende Charakteristik aufweisen, die mit der Temperatur korreliert, wenn sie leuchten, um eine Anzeige der Temperatur an einer inneren Stelle des Patienten zu liefern.
Vorrichtung nach Anspruch 1 umfasst ferner eine Lichtquelle, um die eine oder mehreren lumineszierenden Markierungen mit Licht zu versorgen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 umfasst ferner einen Sensor zur Erfassung eines Lumineszenz-Antwortsignals von der einen oder den mehreren lumineszierenden Markierungen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Sensor mindestens eine Kamera oder ein Spektrometer umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Signalanalysator, der mit dem Sensor gekoppelt ist, um die erfasste Lumineszenzantwort zu analysieren und eine resultierende Anzeige der Temperatur an der inneren Stelle zu erzeugen, die zumindest teilweise auf der Analyse und der Lumineszenzeigenschaft basiert, die mit der einen oder den mehreren lumineszierenden Markierungen verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Lasersystem mit einer Steuerung und einer Laserfaser zur Behandlung eines Ziels an einer inneren Stelle des Patienten.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei sich die eine oder die mehreren lumineszierenden Markierungen auf einem distalen Abschnitt der Laserfaser befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuerung so eingerichtet ist, dass sie mindestens eine Einstellung des Lasersystems zumindest teilweise auf der Grundlage der Anzeige der Temperatur an der inneren Stelle einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei sich die eine oder mehreren lumineszierenden Markierungen in einem optischen Kern, einer Mantelschicht, einer Pufferschicht und/oder einer Mantelschicht der Laserfaser befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die eine oder die mehreren lumineszierenden Markierungen an einem Ende der medizinischen Sonde befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der einen oder mehreren lumineszierenden Markierungen ein Kristallstück, ein kristallines Material, ein polykristallines Material, eine organische Komponente, eine Anordnung von Quantenpunkten oder Kombinationen davon umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der einen oder mehreren lumineszierenden Markierungen kristalline Phosphorkeramiken, organische Komponenten, Quantenpunkte, Nanostrukturen oder Kombinationen davon umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das erfasste Lumineszenz-Antwortsignal Photolumineszenz, Candolumineszenz, Thermolumineszenz oder Kombinationen davon umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der einen oder mehreren lumineszierenden Markierungen einen Durchmesser von etwa 100 nm oder weniger umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Rückkopplungsanalysator, der mit dem Sensor gekoppelt ist, wobei der Rückkopplungsanalysator eine Signalverarbeitungsschaltung enthält.