KR20220147108A - 유체 관리 시스템을 위한 적응형 압력 제어 필터 - Google Patents

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KR20220147108A
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fluid
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fluid management
management system
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KR1020227032896A
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존 오도넬
프라산나 발란
요게시 구드카
Original Assignee
보스톤 싸이엔티픽 싸이메드 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법 및 시스템. 예시적인 방법은 명령을 개시하여 유체 관리 시스템 또는 의료 디바이스의 센서로부터 미리 결정된 시간 간격으로 복수의 데이터 신호를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 획득 시, 데이터 신호는 미리 결정된 최소 개수의 데이터 신호가 획득될 때까지 버퍼에 저장될 수 있다. 프로파일은 복수의 데이터 신호로 생성될 수 있다. 프로파일은 프로파일에 대해 하나 이상의 패스를 수행하도록 구성된 적응형 데이터 필터로 필터링될 수 있다. 적응형 데이터 필터의 하나 이상의 패스의 각각의 패스는 데이터 신호의 다른 특징을 모니터링하고 분석할 수 있으며, 하나 이상의 패스는 유체 관리 시스템의 서브 시스템으로부터 수신된 하나 이상의 설정에 따라 변할 수 있다.

Description

유체 관리 시스템을 위한 적응형 압력 제어 필터
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 미국 특허 가출원 제62/982,384호(출원일: 2020년 2월 27일)의 이익 및 우선권을 주장하며, 이의 개시내용은 본 명세서에 참조에 의해 원용된다.
기술 분야
본 발명은 유체 관리 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 유체 관리 시스템과 함께 사용하기 위한 구성 가능한 데이터 필터를 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
유연한 요관경검사(fURS), 부인과 및 기타 내시경 시술에는 여러 가지 이유로 유체를 순환시키는 것이 필요하다. 오늘날 외과의는, 예를 들어, 유체 백(fluid bag)을 걸고 중력을 이용하여 유체를 전달하고, 주사기를 채우고, 유체를 수동으로 주입하거나, 또는 연동 펌프를 사용하여 유체 관리 시스템을 통해 고정된 압력 또는 유량으로 저장소로부터 유체를 전달하는 것에 의해 다양한 방식으로 유체를 전달한다. 유체 관리 시스템은 내시경을 포함하지만 이들로 국한되지 않는 시술 디바이스로부터 수집된 데이터에 기초하여 저장소로부터 유체가 전달되는 유량 및/또는 압력을 조정할 수 있다. 알려진 의료 디바이스, 시스템 및 방법 각각에는 특정 장점과 단점이 있다. 대체 의료 디바이스 및 유체 전달 시스템을 제공하는 것이 계속 필요하다.
본 발명은 유체 관리 시스템과 함께 사용하기 위한 구성 가능한 데이터 필터를 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
제1 예시적인 예에서, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법은 유체 관리 시스템의 제어기에서 명령을 개시하여 유체 관리 시스템 또는 의료 디바이스의 센서로부터 미리 결정된 시간 간격으로 복수의 데이터 신호를 획득하는 단계, 미리 결정된 최소 개수의 데이터 신호가 획득될 때까지 데이터 신호를 버퍼에 저장하는 단계, 복수의 데이터 신호로 원시(raw) 데이터 프로파일을 생성하는 단계로서, 원시 데이터 프로파일은 유체 관리 시스템의 서브 시스템으로부터 수신된 하나 이상의 설정에 기초하는, 원시 데이터 프로파일을 생성하는 단계, 적응형 데이터 필터로 원시 데이터 프로파일을 필터링하는 단계로서, 적응형 데이터 필터는 프로파일에 대해 하나 이상의 패스(pass)를 수행하여 필터링된 프로파일을 생성하도록 구성된, 원시 데이터 프로파일을 필터링하는 단계, 및 필터링된 프로파일의 파라미터에 기초하여 유체 관리 시스템의 변수를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 적응형 데이터 필터의 하나 이상의 패스의 각각의 패스는 데이터 신호의 다른 특징을 모니터링하고 분석할 수 있으며, 하나 이상의 패스는 유체 관리 시스템의 서브 시스템으로부터 수신된 하나 이상의 설정에 따라 변한다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 제어기는 적응형 데이터 필터의 하나 이상의 패스의 임의의 패스를 건너뛰거나 수정하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 적응형 데이터 필터의 적어도 하나의 패스는 원시 데이터 프로파일에서 잡음을 감소시키거나 제거하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 적응형 데이터 필터의 적어도 하나의 패스는 원시 데이터 프로파일에서 맥동을 모니터링하고/하거나 제거하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 적응형 데이터 필터의 적어도 하나의 패스는 원시 데이터 프로파일 내의 각각의 발진을 평균화하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 적응형 데이터 필터의 적어도 하나의 패스는 스파이크가 원시 데이터 프로파일에 존재하는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 적응형 데이터 필터는 서브 시스템으로부터 잡음 공차 입력을 수신하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 제어기는 잡음 공차 입력에 기초하여 적응형 데이터 필터를 자동으로 수정하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 서브 시스템에 의해 제공되는 하나 이상의 설정은 원시 데이터 프로파일의 최대값, 원시 데이터 프로파일의 최소값, 원시 데이터 프로파일의 평균값, 및/또는 원시 데이터 프로파일의 신호 대 잡음비를 포함할 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 필터링된 프로파일의 파라미터에 기초하여 유체 관리 시스템의 변수를 제어하는 단계는 필터링된 프로파일의 최대값, 필터링된 데이터 프로파일의 최소값, 필터링된 프로파일의 평균값, 필터링된 프로파일의 주파수, 필터링된 프로파일의 스파이크 검출, 및/또는 필터링된 프로파일의 피크 간 맥동에 기초하여 변수를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 필터링된 프로파일의 파라미터에 기초하여 유체 관리 시스템의 변수를 제어하는 단계는 필터링된 프로파일이 미리 결정된 범위를 벗어난 경우 유체 관리 시스템의 사용자 인터페이스에 경보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 필터링된 프로파일의 파라미터에 기초하여 유체 관리 시스템의 변수를 제어하는 단계는 필터링된 프로파일의 변화율이 미리 결정된 범위를 벗어난 경우 유체 관리 시스템의 사용자 인터페이스에 경보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 복수의 데이터 신호는 복수의 압력 신호를 포함할 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 복수의 데이터 신호는 유체의 양을 나타내는 복수의 중량 신호를 포함할 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 복수의 데이터 신호는 복수의 온도 신호를 포함할 수 있다.
다른 예에서, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하는 방법은 유체 관리 시스템의 제어기에서 명령을 개시하여 유체 관리 시스템 또는 의료 디바이스의 센서로부터 미리 결정된 시간 간격으로 복수의 데이터 신호를 획득하는 단계, 미리 결정된 최소 개수의 데이터 신호가 획득될 때까지 데이터 신호를 버퍼에 저장하는 단계, 복수의 데이터 신호로 원시 데이터 프로파일을 생성하는 단계로서, 원시 데이터 프로파일은 유체 관리 시스템의 서브 시스템으로부터 수신된 하나 이상의 설정에 기초하는, 원시 데이터 프로파일을 생성하는 단계, 프로파일에 대해 복수의 패스를 수행하여 필터링된 프로파일을 생성하도록 구성된 적응형 데이터 필터로 원시 데이터 프로파일을 필터링하는 단계로서, 복수의 패스는 원시 데이터 프로파일의 잡음을 줄이거나 제거하고, 원시 데이터 프로파일의 맥동을 모니터링하고/하거나 제거하고, 원시 데이터 프로파일 내의 각각의 발진을 평균화하고/하거나, 원시 데이터 프로파일에 스파이크가 존재하는지 여부를 결정하도록 구성된, 원시 데이터 프로파일을 필터링하는 단계, 및 필터링된 프로파일의 파라미터에 기초하여 유체 관리 시스템의 변수를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 패스는 유체 관리 시스템의 서브 시스템으로부터 수신된 하나 이상의 설정에 기초하여 변경 및/또는 생략될 수 있다.
다른 예에서, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템은 유체 관리 시스템 및 의료 디바이스를 포함할 수 있다. 유체 관리 시스템은 유체 공급원으로부터 유체를 유체 유량으로 유체 관리 시스템을 통해 펌핑하도록 구성된 펌프, 및 사용자 인터페이스를 포함하는 처리 디바이스를 포함할 수 있고, 처리 디바이스는 시스템 동작 파라미터 세트에 기초하여 펌프를 제어하여 목표 유체 유량을 유지하도록 구성된다. 의료 디바이스는 유체 관리 시스템의 펌프와 유체 연통하는 세장형 샤프트, 및 이 세장형 샤프트의 원위 단부에 배치된 압력 센서를 포함할 수 있다. 유체 관리 시스템의 처리 디바이스는 의료 디바이스의 압력 센서로부터 수신된 데이터에 기초하여 유체 유량을 조정하도록 구성될 수 있다. 처리 디바이스는 의료 디바이스의 압력 센서로부터 수신된 데이터를 적응형 데이터 필터로 필터링하도록 구성될 수 있으며, 적응형 데이터 필터는 데이터에 대해 복수의 패스를 수행하여 필터링된 프로파일을 생성하도록 구성되고, 복수의 패스는 데이터의 잡음을 감소시키거나 제거하고, 데이터의 맥동을 모니터링하고/하거나 제거하고, 데이터 내의 각각의 발진을 평균화하고/하거나, 데이터에 스파이크가 존재하는지 여부를 결정하도록 구성된다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 적응형 데이터 필터는 유체 관리 시스템의 서브 시스템으로부터 필터링된 데이터에 대한 요청을 수신하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 요청은 데이터의 프로파일을 생성하기 위한 하나 이상의 설정을 포함할 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 요청은 필터링된 데이터의 유형에 대한 하나 이상의 설정을 포함할 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 처리 디바이스는 잡음 공차 입력에 기초하여 적응형 데이터 필터를 자동으로 수정하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 처리 디바이스는 필터링된 프로파일이 미리 결정된 범위를 벗어난 경우 유체 관리 시스템의 사용자 인터페이스에 경보를 제공하도록 구성될 수 있다.
위의 예 중 임의의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 예에서, 처리 디바이스는 필터링된 프로파일의 변화율이 미리 결정된 범위를 벗어난 경우 유체 관리 시스템의 사용자 인터페이스에 경보를 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 예시적인 실시형태의 위의 요약은 본 발명의 각각의 개시된 실시형태 또는 모든 구현예를 설명하기 위해 의도된 것이 아니다.
본 발명은 첨부 도면과 관련하여 다양한 실시형태의 이하의 상세한 설명을 고려하여 보다 완전히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 유체 관리 시스템의 선택된 양태의 개략도이다.
도 2는 도 1의 시스템의 의료 디바이스 및 워크스테이션의 선택된 양태를 도시한다.
도 3은 도 2의 의료 디바이스의 선택된 양태를 도시한다.
도 4는 현장에서 도 2의 의료 디바이스의 개략도이다.
도 5는 도 1의 시스템의 히터 조립체 및 카세트의 선택된 양태를 도시하는 부분 사시도이다.
도 6 내지 도 9는 예시적인 원시 데이터 프로파일이다.
도 10은 데이터 신호의 적응적 필터링을 사용하여 수행하는 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 11은 데이터 신호의 적응적 필터링을 수행하는 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 12 내지 도 13은 필터링된 데이터 프로파일을 도시한다.
본 발명은 다양한 수정 및 대안적인 형태를 수용할 수 있지만, 그 세부사항은 도면에서 예로서 도시되었고 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명의 양태를 설명된 특정 실시형태로 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다. 반대로, 그 의도는 본 발명의 정신 및 범위에 속하는 모든 수정, 균등물 및 대안을 포함하는 것이다.
이하 정의된 용어에 대해, 청구범위 또는 본 명세서의 다른 곳에서 다른 정의가 제공되지 않는 한 이러한 정의가 적용된다.
모든 숫자 값은 명시적으로 표시되었는지 여부에 관계없이 본 명세서에서 "약"이라는 용어로 수식된 것으로 가정된다. "약"이라는 용어는 일반적으로 언급된 값과 동등하다고(즉, 같은 기능이나 결과를 갖는다고) 당업자가 간주할 수 있는 숫자의 범위를 나타낸다. 많은 경우에, "약"이라는 용어는 가장 가까운 유효 숫자로 반올림된 숫자를 포함하는 것을 나타낼 수 있다.
종단점에 의해 수치 범위를 언급하는 것은 이 범위 내의 모든 숫자를 포함한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함한다).
다양한 구성요소, 특징부 및/또는 사양에 관한 일부 적절한 치수, 범위 및/또는 값이 본 명세서에서 언급되어 개시되어 있지만, 당업자라면 원하는 치수, 범위 및/또는 값은 명시적으로 개시된 것과 다를 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 단수형 요소 및 "상기" 요소는 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 복수의 요소를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 "또는"이라는 용어는 일반적으로 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다.
이하의 상세한 설명은 여러 도면에서 유사한 요소에 동일한 번호가 부여된 도면을 참조하여 읽어야 한다. 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아닌 도면과 상세한 설명은 예시적인 실시형태를 도시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 도시된 예시적인 실시형태는 단지 예시적인 것으로 의도된다. 임의의 예시적인 실시형태의 선택된 특징은 명백히 반대로 언급되지 않는 한 추가 실시형태에 포함될 수 있다.
"근위", "원위", "전진", "후퇴"와 같은 상대적 용어, 이들의 변형어 등은, 디바이스의 사용자/운영자/조작자에 대한 다양한 요소의 위치, 방향 및/또는 동작과 관련하여 일반적으로 고려될 수 있으며, 여기서 "근위" 및 "후퇴"는 사용자에게 더 가깝거나 사용자를 향하는 것을 나타내거나 말하고, "원위" 및 "전진"은 사용자로부터 더 멀거나 사용자로부터 멀어지는 것을 나타내거나 말한다. 일부 경우에, "근위" 및 "원위"라는 용어는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 임의로 할당될 수 있으며, 이러한 경우는 당업자에게는 용이하게 명백할 것이다. "상류", "하류", "유입" 및 "유출"과 같은 다른 상대적 용어는 내강 내의 유체 유동, 예를 들어, 신체 내강, 혈관 또는 디바이스 내의 유체 유동의 방향을 나타낸다.
유연한 요관경 검사(fURS) 시술(예를 들어, 요관경검사, 경피적 신석회술(PCNL), 양성 전립선 비대증(BPH), 경요도 전립선 절제술(TURP) 등), 부인과 및 기타 내시경 시술에 사용하기 위한 일부 유체 관리 시스템은 내시경 또는 기타 내시경 디바이스의 압력 및/또는 온도 데이터를 사용하여 LithoVue™ 관찰경 디바이스를 포함하지만 이로 국한되지 않는 내시경 디바이스와 함께 사용할 때 체강 압력을 조절할 수 있다. 의료 시술 동안 공동 내 압력을 직접 조절하면 내시경 디바이스의 작업 채널에 도구를 삽입할 때 시술 동안 흐름 손실이 없도록 유체 관리 시스템이 최대 600mmHg의 시스템 압력을 안전하게 구동할 수 있다. 일부 시술에서, 내시경 디바이스를 통한 이미지 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 혈액 및/또는 이물질(debris)이 체강에 존재할 수 있다. 내시경 디바이스를 통한 유체 흐름(예를 들어, 관개)은 이미지 품질을 개선하기 위해 체강을 플러싱하는(flush) 데 사용될 수 있다. 일부 시술에서, 체강은 상대적으로 작을 수 있고, 관개 유체는 지속적으로 흐를 수 있으며, 이는 공동 내 유체 압력 및/또는 시스템 압력(예를 들어, 유체 관리 시스템 자체 내의 유체 압력)을 높일 수 있다.
일부 공동의 부피는 매우 작고 관개 유체가 공동으로 지속적으로 흐르기 때문에 유체의 흐름은 공동에 높은 압력을 야기할 수 있다. 공동 내 유체 압력 및/또는 시스템 압력이 증가하면 일부 상황에서 환자에게 위험을 초래할 수 있다. 일부 시술에서, 접근용 시스(access sheath)를 사용하면 공동으로부터 유출을 생성하고 압력을 줄일 수 있지만 많은 경우 접근용 시스를 사용하지 않아서 공동에 매우 높은 압력을 야기할 수 있다. 일부 경우에, 의사는 공동 내 압력을 알 수 있는 방법이 없을 수 있으므로 관개 유량을 낮게 유지하여 이미지 품질과 시각화를 저하시키면서 공동에 고압이 발생하는 것을 방지하는 경향이 있을 수 있다. 하나의 예시적인 예에서, 신장이 장기간 동안 고압을 견디거나 짧은 순간 발생하는 고압을 견디면 신우정맥 역류 및 패혈증과 같은 시술 후 합병증과 같은 문제를 야기할 수 있는 것으로 생각된다.
압력을 측정하고 모니터링하는 것은 압력의 변동이 발생할 때 데이터의 신뢰성 있는 해석과, 시스템에 미치는 영향에 대한 문제를 야기한다. 예를 들어, 압력 프로파일이 발진하여 유체 관리 시스템의 판독값이 일관되지 않을 수 있다. 유체 관리 시스템으로부터 압력 판독값은 맥동 신호 또는 잡음이 있는 신호를 제공할 수 있음이 추가로 고려된다. 시스템의 신뢰성을 높일 수 있는 중단된 프로파일의 압력 데이터를 전달하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 또한 시스템의 과도한 맥동은 시스템의 성능과, 의사가 사용할 가능성을 감소시키므로 유체 관리 시스템이 시스템 맥동으로부터 시스템 압력 출력을 보호하는 것이 바람직할 수 있다. 유체 관리 시스템과 함께 사용하기 위한 구성 가능한 데이터 필터를 제공하기 위한 시스템 및 방법이 요구된다.
도 1은 fURS 시술과 같은 내시경 시술에 사용될 수 있는 유체 관리 시스템(10)의 개략도이다. 유체 관리 시스템(10)은 유체의 유동을 허용하는 의료 디바이스(20)에 결합될 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체 관리 시스템(10) 및/또는 의료 디바이스(20)는 압력 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 의료 디바이스(20)는 LithoVue™ 관찰경 디바이스 또는 다른 내시경일 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 의료 디바이스(20)는 유체 관리 시스템(10)에 공동 내 온도 피드백을 제공하기 위한 온도 센서, 유체 관리 시스템(10)에 공동 내 압력 피드백을 제공하기 위한 압력 센서, 및/또는 유체 관리 시스템(10)에 시각적 피드백을 제공하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 유체 관리 시스템(10) 및/또는 의료 디바이스(20)의 일부 특정 및/또는 추가 특징은 도 1과 관련하여 구체적으로 언급되지 않을 수 있으나, 이하에서 및/또는 다른 도면과 함께 논의될 것이다. 이러한 특징은 문맥을 위해 도 1에 도시되어 있다.
간단하게, 유체 관리 시스템(10)은 유체 공급원(34)(예를 들어, 유체 백 등)으로부터 유체를 의료 디바이스(20) 및/또는 환자 내의 치료 부위로 유체 유량으로 펌핑하고/하거나 이송하도록 구성된 유입 펌프(50)를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 유체는 의료 디바이스(20)에 들어가기 전에 유체 가온 시스템(60)을 통과할 수 있다. 유체의 유동, 유체의 압력, 유체의 온도, 및/또는 기타 동작 파라미터는 제어기(48)에 의해 제어되거나 제어기에 의해 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 제어기(48)는 의료 디바이스(20), 유입 펌프(50), 및/또는 유체 가온 시스템(60)과 전자 통신(예를 들어, 유선 또는 무선)하며 제어 명령을 제공하고/하거나 이들 사이에 데이터를 전송 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어기(48)는 의료 디바이스(20)로부터 압력 및 온도 데이터를 포함하지만 이들로 국한되지 않는 데이터를 수신할 수 있다. 그런 다음 제어기(48)는 의료 디바이스(20)로부터 수신된 데이터를 사용하여 유입 펌프(50) 및/또는 유체 가온 시스템(60)의 동작 파라미터를 제어할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제어기(48)는 유동 제어 모드에서 목표 유체 유량에서 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 유동 제어 모드에서, 제어기(48)는 압력 센서로부터 제어기(48)로 전달되는 측정된 압력을 모니터링하면서 시스템 동작 파라미터의 세트에 기초하여 목표 유체 유량을 유지하도록 유입 펌프(50)를 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 측정된 압력이 미리 설정된 압력 임계값에 도달할 때, 제어기(48)는 유동 제어 모드로부터 압력 오버라이드 모드로 자동 전환하도록 구성될 수 있으며, 압력 오버라이드 모드에서 제어기(48)는 측정된 압력을 미리 설정된 압력 임계값 이하로 복귀시키기 위해 목표 유체 유량 미만으로 유체 유량을 자동으로 감소시킨다. 일부 실시형태에서, 제어기(48)는 시스템 동작 파라미터의 세트에 기초하여 치료 부위에 원하는 공동 내 유체 압력 및/또는 목표 유량을 유지하도록 유입 펌프(50)를 제어하도록 구성될 수 있다.
유체 관리 시스템(10)은 또한 유체 관리 유닛을 포함한다. 예시적인 유체 관리 유닛은 하나 이상의 유체 공급원(34)(예를 들어, 하나 이상의 유체 백)을 각각 지지하는 유체 공급원 행거(들)(32)와 같은 하나 이상의 유체 용기 지지대를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체 공급원(34)(예를 들어, 유체 백)의 배치 및/또는 중량은 각각의 유체 공급원 행거(32) 및/또는 유체 용기 지지대와 연관되고/되거나 동작 가능하게 결합된 원격 센서 및/또는 공급 로드 셀(supply load cell)(94)을 사용하여 검출될 수 있다. 제어기(48)는 공급 로드 셀(94)과 전자 통신할 수 있다. 유체 공급원 행거(들)(32)는 예를 들어 1리터(L) 내지 5L 유체 공급원(예를 들어, 유체 백)과 같은 다양한 크기의 유체 공급원(34)을 수용할 수 있다. 임의의 수의 유체 공급원(34)이 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 시술에 따라 임의의 크기의 유체 공급원(34)이 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체 관리 유닛은 폴(pole)(36) 및/또는 베이스(38)를 포함할 수 있는 롤링 스탠드에 장착될 수 있다. 베이스(38)는 사용 시 유체 관리 유닛의 용이한 이동을 용이하게 하기 위해 복수의 휠을 포함할 수 있다. 그러나, 유체 공급원(34)은 또한 임상적 선호도에 따라 천장 또는 다른 위치에 매달릴 수 있는 것으로 이해된다. 유체 공급원 행거(들)(32)는 폴(36) 및/또는 제어기(48)로부터 연장될 수 있고, 하나 이상의 유체 공급원(34)이 매달릴 수 있는 하나 이상의 후크를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체 관리 유닛에 사용되는 유체는 0.9% 식염수일 수 있다. 그러나, 다양한 점도의 다양한 다른 유체가 시술에 따라 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
일부 실시형태에서, 유체 관리 유닛은 진공 펌프(24), 및 수집 드레이프(collection drape)(28)와 유체 연통하는 수집 용기(26)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 진공 펌프(24)는 복수의 진공 펌프를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 수집 용기(26)는 유체 이동 가능하게 서로 연결되고/되거나 진공 펌프(24)에 유체 이동 가능하게 연결될 수 있는 복수의 용기, 캐니스터 및/또는 기타 수용부를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 수집 드레이프(28)는 복수의 수집 드레이프를 포함할 수 있다. 진공 펌프(24)는 제어기(48)에 동작 가능하게 및/또는 전자적으로 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 진공 펌프(24)는 도 1에 도시된 바와 같이 수집 용기(26)에 인접하게 및/또는 수집 용기 부근에 배치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 진공 펌프(24)는 유체 관리 시스템(10) 내에 배치될 수 있다. 다른 구성도 고려된다. 일부 실시형태에서, 수집 용기(26)는 수집 용기(26)의 배치 및/또는 중량을 검출하기 위해 수집 로드 셀(25)에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 복수의 용기, 캐니스터 및/또는 기타 수용부가 있는 실시형태에서, 각 용기, 캐니스터 및/또는 수용부는 대응하는 수집 로드 셀(25)에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 제어기(48)는 수집 로드 셀(들)(25)과 전자 통신할 수 있다.
유체 관리 시스템(10)은 또한 터치 스크린 인터페이스(42)와 같은 하나 이상의 사용자 인터페이스 구성요소를 포함할 수 있다. 터치 스크린 인터페이스(42)는 디스플레이(44)를 포함하고, 터치 기능에 추가하여 스위치 또는 노브를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어기(48)는 터치 스크린 인터페이스(42) 및/또는 디스플레이(44)를 포함할 수 있다. 터치 스크린 인터페이스(42)는 사용자가 예를 들어 유량, 압력 및/또는 온도와 같은 유체 관리 시스템(10)의 다양한 기능을 입력/조정할 수 있게 한다. 사용자는 파라미터 및 알람(예를 들어, 공동 내 압력 한계, 시스템 압력 한계 등을 포함하지만 이들로 국한되지 않음), 표시할 정보 및 시술 모드를 구성할 수도 있다. 터치 스크린 인터페이스(42)는 사용자가 유체 관리 시스템(10) 내에 다양한 모듈식 시스템의 사용을 추가, 변경 및/또는 중단할 수 있게 한다. 터치 스크린 인터페이스(42)는 또한 다양한 시술을 위한 자동 모드와 수동 모드 사이에서 유체 관리 시스템(10)을 변경하는 데 사용될 수 있다. 사용자 입력을 수신하도록 구성된 다른 시스템이 터치 스크린 인터페이스(42) 대신에 또는 이에 추가하여 사용될 수 있는 것으로 고려된다.
터치 스크린 인터페이스(42)는 버튼과 같은 선택 가능한 영역을 포함하도록 구성될 수 있고/있거나 당업자라면 이해할 수 있는 물리적 버튼과 유사한 기능부를 제공할 수 있다. 디스플레이(44)는 유체 관리 시스템(10)에 포함된 모듈식 시스템 및 디바이스와 관련된 아이콘을 표시하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(44)는 또한 유량 디스플레이를 포함할 수 있다. 유량 표시는 시술 이전에 사용자가 설정한 유량에 대한 원하는 임계값에 기초하여 또는 알려진 공통 값 등에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 동작 파라미터는 터치 스크린 인터페이스(42)의 대응하는 부분을 터치함으로써 조정될 수 있다. 터치 스크린 인터페이스(42)는 또한 파라미터(예를 들어, 유량, 압력, 온도 등)가 미리 결정된 임계값 및/또는 범위보다 높거나 낮은 경우 시각적 경보 및/또는 오디오 알람을 표시할 수 있다. 터치 스크린 인터페이스(42)는 또한 유체 공급원(34)에 남아 있는 유체의 양, 및/또는 사용자가 시술 동안 유용하다고 생각할 수 있는 임의의 다른 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체 관리 시스템(10)은 또한 선택적인 발 페달(foot pedal)(46), 히터 사용자 인터페이스, 유체 제어 인터페이스, 또는 다양한 모듈식 시스템을 수동으로 제어하기 위한 다른 디바이스와 같은 추가 사용자 인터페이스 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 선택적인 발 페달(46)은 유량을 수동으로 제어하는 데 사용될 수 있다. 일부 예시적인 디스플레이 및 기타 사용자 인터페이스 구성요소는 공동 양도된 미국 특허 출원 공개 제2018/0361055호(발명의 명칭: AUTOMATED FLUID MANAGEMENT SYSTEM, 이의 전체 개시내용이 본 명세서에 참조에 의해 원용됨)에 설명되어 있다.
터치 스크린 인터페이스(42)는 제어기(48)에 동작 가능하게 연결되거나 제어기(48)의 일부일 수 있다. 제어기(48)는 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 또는 다른 처리 디바이스일 수 있다. 제어기(48)는 예를 들어 유입 펌프(50), 유체 가온 시스템(60), 유체 부족 관리 시스템 등과 같은 하나 이상의 시스템 구성요소에 동작 가능하게 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 이러한 특징부는 단일 유닛에 포함될 수 있다. 제어기(48)는 계산, 제어, 연산, 표시 등과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있고 수행하도록 구성된다. 제어기(48)는 또한 유체 관리 시스템(10) 및 그 각각의 구성요소의 동작에 관한 데이터를 추적하고 저장할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 제어기(48)는 이더넷 또는 Wi-Fi와 같은 유선 및/또는 무선 네트워크 통신 능력을 포함하며, 이를 통해 제어기(48)는 예를 들어 근거리 통신망에 연결될 수 있다. 제어기(48)는 또한 유체 관리 시스템(10)의 하나 이상의 센서로부터 신호를 수신할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어기(48)는 디스플레이(44)에서 사용자에게 표시될 수 있는 환자 기록의 유지 및 모범 사례 제안을 위해 데이터베이스와 통신할 수 있다.
유체 관리 시스템(10)은 시술, 환자 특성 등에 기초하여 상이한 모드들 사이에서 사용자가 선택 가능할 수 있다. 예를 들어, 다른 모드로는 제한 모드, 알림 모드 등을 포함할 수 있지만 이들로 국한되지는 않는다. 사용자가 모드를 선택하면, 목표 유체 유량, 공동 내 유체 압력 한계, 시스템 유체 압력 한계, 유체 부족 및/또는 온도와 같은 선택된 시스템 파라미터는 터치 스크린 인터페이스(42) 및/또는 디스플레이(44)를 통해 사용자에게 제공 및/또는 입력될 수 있다. 특정 모드의 예시적인 파라미터는 예를 들어 소프트웨어를 사용하여 미리 결정되고 제어기(48)에 로드될 수 있다. 따라서, 사용자가 터치 스크린 인터페이스(42)의 디스플레이(44) 상의 초기 표시로부터 시술을 선택할 때, 이러한 알려진 파라미터는 제어기(48)로부터, 유입 펌프(50), 유체 가온 시스템(60), 유체 부족 관리 시스템 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 유체 관리 시스템(10)의 다양한 구성요소로 로드될 수 있다. 유체 관리 시스템(10)은 또한 자동 제어와 수동 제어 사이에서 사용자가 선택 가능할 수 있다. 예를 들어, 특정 시술의 경우, 사용자는 유체 유량, 유체 압력 및/또는 기타 파라미터를 수동으로 조정하기를 원할 수 있다. 사용자가 예를 들어 터치 스크린 인터페이스(42)에 대한 수동 제어를 선택하면, 사용자는 예를 들어 선택적인 발 페달(46)과 같은 다른 수동 인터페이스를 통해 유체 유량 또는 유체 압력을 조정할 수 있다. 사용자가 자동 제어를 선택하면, 제어기(48)가 유체 관리 시스템(10)의 제어를 용이하게 하기 위해 사용할 데이터 및/또는 파라미터를 결정할 수 있도록 사용자는 터치 스크린 인터페이스(42)를 통해 사용되고 있는 의료 디바이스(20)를 선택하거나 입력하도록 프롬프트받을 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체 관리 시스템(10)은 선택된 의료 디바이스(20)가 실제로 사용되고 있음을 확인하도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 유체 관리 시스템(10)은 시각적 소프트웨어 또는 이미지 인식 및 분석 소프트웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 의료 디바이스(20)는 카메라(70)(예를 들어, 도 2 및 도 4)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어기(48)는 밝기(예를 들어, 광 모니터링), 콘트라스트(contrast), 또는 색상 픽셀화의 변화에 기초하여 시각적 노이즈를 검출할 수 있는 시각적 소프트웨어/이미지 인식 소프트웨어를 포함하도록 구성될 수 있다. 제어기(48)에 제공된 이미지가 충분히 깨끗하지 않거나 선명하지 않은 것으로 결정되면, 유체 관리 시스템(10)은 이미지를 선명하게/깨끗하게 하기 위해 치료 부위로부터 이물질을 플러싱하기 위해 유체 유량 또는 유체 압력을 일시적으로 증가시킬 수 있다. 유체 유량 또는 유체 압력은 일시적인 시간(예를 들어, 미리 결정된 시간 기간) 동안 또는 시야가 충분히 깨끗하다고 간주될 때까지 수동 또는 자동으로 증가될 수 있다. 이 일시적인 증가는 유체 유량 또는 유체 압력이 증가하는 시간이 제한되어 공동 내 압력이 안전한 한계를 초과하지 않는 것을 보장한다.
예를 들어, 유체 관리 시스템(10)은 관개에서 붉은 색조(혈액의 표시)를 인식하고, 혈액이 시야에서 없어질 때까지 목표 유체 유량을 넘어 유체 유량을 증가시키도록 유입 펌프(50)에 신호를 보낼 수 있다. 대안적으로, 제어기(48)는 흐린 시야가 검출되었음을 디스플레이(44)에서 시각적 경보 또는 청각적 경보를 의사 또는 간호사에게 제공할 수 있고, 사용자는 유체 유량을 수동으로 조정할 수 있다. 다른 예에서, 상당한 양의 이물질이 있는 경우 이물질에서 반사된 광이 이미지를 상당히 밝게 할 수 있다. 이러한 상황에서, 제어기(48)는 이러한 과도한 밝기를 검출하고, 유입 펌프(50)에 신호를 보내 유체 유량을 증가시켜 이물질을 플러싱하거나 제거한다. 이물질이 비전 시스템의 시야에서 깨끗이 플러싱됨에 따라 반사광이 감소되면, 유입 펌프(50)는 제어기(48)에 의해 제어되어 유체 유량을 감소시킨다. 일부 경우에, 의사는 필드 세정 유체 유동을 시작하고, 시술 전에 터치 스크린 인터페이스(42)를 통해 유체 관리 시스템(10)에 이러한 파라미터를 입력하는 것을 선호하는, 가시성에 대한 기준선 레벨을 생성할 수 있다. 기준선이 생성되면, 유체 관리 시스템(10)은 화상의 변화에 대한 시각적 공급을 모니터링하고 필요에 따라 유체 유량을 자동으로 조정할 수 있다.
유체 관리 시스템(10)을 통해 유체 유량 또는 유체 압력을 조정하기 위해, 유체 관리 유닛은 유입 펌프(50)와 같은 하나 이상의 가압 또는 유동 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 유입 펌프(50)는 연동 펌프일 수 있다. 일부 실시형태에서, 유입 펌프(50)는 다수의 펌프 또는 하나 초과의 펌프를 포함할 수 있다. 유입 펌프(50)는 전기적으로 구동될 수 있고, 벽면 콘센트와 같은 라인 소스, 일회용 또는 충전식 배터리와 같은 외부 또는 내부 전기 저장 디바이스, 및/또는 내부 전력 공급원으로부터 전력을 수신할 수 있다. 유입 펌프(50)는 예를 들어 5mmHg 내지 50mmHg와 같은 목표 압력으로 및/또는 목표 유체 유량으로 유체를 전달하기에 충분한 임의의 원하는 속도로 동작할 수 있다. 본 명세서에 언급된 바와 같이, 유입 펌프(50)는 의료 디바이스(20)로부터 예를 들어 치료 부위 내의 공동 내 압력 및/또는 온도 판독값 및/또는 시각적 피드백에 기초하여 자동으로 조정될 수 있다. 유입 펌프(50)는 또한 예를 들어 선택적인 발 페달(46), 터치 스크린 인터페이스(42), 또는 별도의 유체 제어기를 통해 수동으로 조정될 수 있다. 명시적으로 도시되지는 않았지만, 유체 제어기는 사용자가 유입 펌프(50)의 속도 및/또는 출력을 증가 또는 감소시킬 수 있게 하는 버튼을 포함하는 별도의 사용자 인터페이스일 수 있다. 대안적으로, 유체 제어기는 주 처리 디바이스에 포함되어 터치 스크린 인터페이스(42)를 통해 입력을 수신할 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체 관리 시스템(10)은 상이한 유동 능력을 갖는 다수의 펌프를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 유량 센서(77)(예를 들어, 도 5)는 실제 유체 유량을 측정하기 위해 유입 펌프(50) 이전 및/또는 이후에 위치될 수 있다. 유량 센서(77)는 제어기(48)에 동작 가능하게 연결될 수 있고, 유량 센서(77)로부터의 데이터는 선택된 시스템 파라미터를 변경하기 위해 제어기(48)에 의해 사용될 수 있다.
임의의 주어진 시간에서 유체의 유체 유량 및/또는 유체 압력은 임의의 변화에 대한 수술실(OR) 가시성을 허용하기 위해 디스플레이(44)에 표시될 수 있다. OR 직원이 너무 높거나 너무 낮은 유체 유량 및/또는 유체 압력의 변화를 인지하면 사용자는 유체 유량 및/또는 유체 압력을 원하는 수준으로 다시 수동으로 조정할 수 있다. 이것은 예를 들어 의사가 의료 디바이스(20)의 작업 채널에 도구를 삽입하고 제거할 때 발생할 수 있다. 유체 관리 시스템(10)은 또한 본 명세서에 논의된 바와 같이 이전에 설정된 파라미터에 기초하여 유체 유량 및/또는 유체 압력을 모니터링하고 자동으로 조정할 수 있다. 이 특징은 보조자가 주사기를 통해 관개를 주입할 때와 같이 유체 유동이 수동으로 제공되는 경우에도 유용할 수 있다.
일부 실시형태에서, 유체 관리 시스템(10)은 예를 들어 측정된 압력이 미리 설정된 압력 임계값에 도달할 때 측정된 공동 내 온도 및/또는 측정된 압력에 기초하여 유체 유량 및/또는 유체 압력을 자동으로 조정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 측정된 압력은 치료 부위 내에서 측정된 공동 내 압력일 수 있고, 미리 설정된 압력 임계값은 공동 내 압력 한계일 수 있다. 공동 내 온도 및/또는 공동 내 압력은 유체 관리 시스템(10)과 함께 사용되는 의료 디바이스(20)(예를 들어, 도 2)에 장착된 온도 센서(72) 및/또는 압력 센서(74)를 사용하여 현장에서 측정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 측정된 압력은 유체 관리 시스템(10) 내에서 측정된 시스템 압력일 수 있고, 미리 설정된 압력 임계값은 시스템 압력 한계일 수 있다. 시스템 압력은 유체 관리 시스템(10) 내에 배치된 압력 센서(67)(예를 들어, 도 5)를 사용하여 유체 관리 시스템(10) 내에서 측정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체 관리 시스템(10)은 치료 부위로 전달되는 유체 압력을 목표 압력 및/또는 미리 결정된 압력 범위 내로 유지하기 위해 유입 펌프(50)가 유체 관리 시스템(10)에 의해 자동으로 시작, 중지 및/또는 속도 조정되도록 사용자에 의해 구성될 수 있도록 압력 모니터링 소프트웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(74)는 치료 부위(예를 들어, 신장 또는 자궁) 내의 공동 내 압력을 검출하고, 측정된 공동 내(예를 들어, 신장 내 또는 자궁 내) 압력에 기초하여 유체 관리 시스템(10) 내의 유체 유량 및/또는 유체 압력을 자동으로 변경할 수 있다. 공동 내 압력이 너무 높으면, 유체 관리 시스템(10)은 유체 유량 및/또는 유체 압력을 감소시킬 수 있고, 공동 내 압력이 너무 낮으면 유체 관리 시스템(10)은 유체 유량 및/또는 유체 압력을 증가시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4는 유체 관리 시스템(10)과 함께 사용될 수 있는 의료 디바이스(20)의 양태를 도시한다. 도시된 실시형태에서, 의료 디바이스(20)는 LithoVue™ 관찰경과 같은 요관경일 수 있다. 그러나, 다른 내시경과 같은 다른 의료 디바이스는 요관경에 추가하여 또는 대신에 사용될 수 있다. 의료 디바이스(20)는 환자 내의 치료 부위에 접근하도록 구성된 세장형 샤프트(76)를 통해 유체 관리 시스템(10)으로부터 치료 부위로 유체를 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 유입 펌프(50)는 세장형 샤프트(76)와 유체 연통할 수 있다. 세장형 샤프트(76)는 유체의 유동을 수용하기 위한 하나 이상의 작업 내강 또는 이를 통한 다른 의료 디바이스를 포함할 수 있다. 의료 디바이스(20)는 예를 들어 도 1 및 도 4에 도시된 하나 이상의 공급 라인(들)(78)(예를 들어, 튜브)을 통해 유체 관리 시스템(10)에 연결된다.
일부 실시형태에서, 의료 디바이스(20)는 유선 연결부(79)를 통해 워크스테이션(81)과 전자 통신할 수 있다. 워크스테이션(81)은 특히 터치 패널 컴퓨터(83), 유선 연결부(79)를 수신하기 위한 인터페이스 박스(85), 카트(87), 및 전력 공급원(89)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 인터페이스 박스(85)는 유체 관리 시스템(10)의 제어기(48)와의 유선 또는 무선 통신 연결부(91)를 갖게 구성될 수 있다. 터치 패널 컴퓨터(83)는 적어도 디스플레이 스크린 및 이미지 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 워크스테이션(81)은 (예를 들어, 둘 이상의 시술에 사용되는) 다용도 구성요소일 수 있는 반면, 의료 디바이스(20)는 단일 사용 디바이스일 수 있지만 이것이 필수적인 것은 아니다. 일부 실시형태에서, 워크스테이션(81)은 생략될 수 있고, 의료 디바이스(20)는 유체 관리 시스템(10)의 제어기(48)에 직접 전자적으로 결합될 수 있다.
일부 실시형태에서, 유체 관리 시스템(10)으로부터 의료 디바이스(20)로의 하나 이상의 공급 라인(들)(78)은 유입 펌프(50)에 의해 생성된 연동 운동을 감쇠시키는 데 도움이 되는 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 공급 라인(들)(78)은 직경이 1/16인치(1.5875밀리미터) 이하인 작은 직경의 튜브로 형성될 수 있다. 그러나, 튜브 크기는 응용에 따라 다를 수 있는 것으로 이해된다. 공급 라인(들)(78) 및/또는 튜브는 일회용일 수 있고 살균 상태로 제공되며 바로 사용할 수 있다. 유체 관리 시스템(10) 내의 다양한 기능을 위해 다른 유형의 튜브가 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 유형의 튜브는 의료 디바이스(20)에 대한 유체 가열 및 유체 유동 제어를 위해 사용될 수 있는 반면, 다른 유형의 튜브는 신체 및/또는 치료 부위 내의 관개를 위해 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 의료 디바이스(20)는 세장형 샤프트(76)의 원위 단부(80)에 근접한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 의료 디바이스(20)는 치료 부위 내의 공동 내 압력을 측정하기 위해 세장형 샤프트(76)의 원위 팁에 압력 센서(74)를 포함할 수 있다. 의료 디바이스(20)는 또한, 예를 들어 온도 센서(72), 응력을 검출하기 위한 파이버 브래그 격자 광섬유(75), 및/또는 안테나 또는 전자기 센서(93)(예를 들어, 위치 센서)와 같은 다른 센서를 포함할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 의료 디바이스(20)의 원위 단부(80)는 또한 터치 패널 컴퓨터(83)의 디스플레이 스크린에서 시각적 공급을 사용자에게 제공하기 위해 적어도 하나의 카메라(70)를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 의료 디바이스(20)는 상이한 정보가 각각의 카메라(70)에 의해 사용자에게 중계될 수 있도록 상이한 통신 요건 또는 프로토콜을 갖는 2개의 카메라(70)를 포함할 수 있다. 그렇게 제공될 때, 사용자는 터치 스크린 인터페이스(42) 및/또는 터치 패널 컴퓨터(83)를 통해 카메라(70) 간을 마음대로 이리 저리 전환할 수 있다. 명시적으로 도시되지는 않았지만, 세장형 샤프트(76)는 유체 및/또는 다른 의료 디바이스를 수용하기 위한 하나 이상의 작업 내강을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 세장형 샤프트(76)의 원위 단부(80)의 위치는 사용 동안 추적될 수 있다. 예를 들어, 매핑 및 내비게이션 시스템은 알려진 기하 구조의 자기장을 생성하기 위해 전자기 생성기로서 작용하거나 기능하도록 구성된 수술 테이블(또는 다른 시술 또는 검사 테이블 또는 의자 등)을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 수술 테이블과 별개의 전자기 생성기가 제공될 수 있다. 수술 테이블 및/또는 전자기 생성기는 특히 프로세서, 메모리, 디스플레이 및 입력 수단을 포함할 수 있는 제어 유닛에 결합될 수 있다. 위치 센서(예를 들어, 전자기 센서(93) 등) 또는 다른 안테나는 의료 디바이스(20)의 세장형 샤프트(76)의 원위 단부(80)에 포함될 수 있다. 위치 센서는 매핑 및 내비게이션 시스템의 자기장으로 위치 센서의 위치를 감지하는 데 사용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 위치 센서는 워크스테이션(81)에 전자적으로 결합될 수 있다. 위치 센서가 자기장에 있을 때, 위치 센서의 위치는 전자기장 소스(예를 들어, 수술 테이블 및/또는 전자기 생성기)에 대해 수학적으로 결정될 수 있다. 워크스테이션(81)과 제어 유닛은 통신하며 환자에 대한 위치 센서의 위치를 결정할 수 있다.
의료 디바이스(20)는 세장형 샤프트(76)의 근위 단부에 결합된 핸들(82)을 포함한다. 핸들(82)은 유체가 의료 디바이스(20)를 통해 치료 부위로 흐르는 때를 사용자가 제어할 수 있게 하는 유체 유동 온/오프 스위치(84)를 가질 수 있다. 핸들(82)은 다른 다양한 기능을 수행하는 다른 버튼(86)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서 핸들(82)은 유체의 온도를 제어하기 위한 버튼을 포함할 수 있다. 예시적인 실시형태에서 요관경을 설명하고 있지만, 위에서 상세히 설명된 특징은 또한 방광경, 내시경, 자궁경, 또는 이미지 기능을 갖는 거의 임의의 디바이스에 직접 포함될 수 있는 것으로 이해된다. 일부 실시형태에서, 의료 디바이스(20)는 또한 배수 시스템에 연결될 수 있는 배수 포트(88)를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 배수 시스템은 공동 양도된 미국 특허 출원 공개 제2018/0361055호(발명의 명칭: AUTOMATED FLUID MANAGEMENT SYSTEM, 이의 개시내용이 본 명세서에 참조에 의해 원용됨)에 설명되어 있다.
일부 실시형태에서, 제어기(48)는 세장형 샤프트(76)의 원위 단부(80)가 환자 내에 배치될 때 유체 부족을 계산하도록 구성될 수 있고, 유체 부족은, 환자에 의해 흡수된 유체 손실 및/또는 시술 동안 설명되지 않는 유체 손실을 나타낸다. 일부 실시형태에서, 제어기(48)는 총 유체 부족이 미리 설정된 유체 부족 한계에 도달할 때 사용자에게 알림을 보내도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어기(48)는 전체 유체 부족이 미리 설정된 유체 부족 한계에 도달할 때 유입 펌프(50) 및/또는 진공 펌프(24)를 정지시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어기(48)는 주입된 유체의 총량이 미리 설정된 유체 주입 한계에 도달할 때 사용자에게 알림을 보내도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어기(48)는 주입된 유체의 총량이 미리 설정된 유체 주입 한계에 도달할 때 유입 펌프(50) 및/또는 진공 펌프(24)를 정지시키도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 제어기(48)는 예를 들어 공급 로드 셀(94), 저울, 또는 다른 적절한 수단을 사용하여 중량을 통해 유체 공급원(34) 내의 유체의 양을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 공급 로드 셀(94)은 유체 공급원(34)의 유체의 초기 양을 유체 공급원(34)에 남아 있는 유체의 현재 양과 비교하기 위해 유체 공급원 행거(32)에 부착된 유체 공급원(34)의 중량을 결정하기 위해 제어기(48)에 의해 사용될 수 있다. 공급 로드 셀(94)의 판독값은 디스플레이(44)에서 사용자에게 제시될 수 있다. 시술이 진행됨에 따라, 공급 로드 셀(94)의 판독값은 유체 공급원(34)에 남아 있는 유체의 양을 의사에게 경보로 알리기 위해 실시간으로 업데이트될 수 있고, 그런 다음 이 양은 환자에게 주입된 유체의 양을 결정하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체 공급원(34)에 남아 있는 유체의 양이 제시될 수 있다. 경보는 예를 들어 유체의 10%가 유체 공급원(34)에 남아 있을 때 가청 신호와 함께 디스플레이(44)에 제시될 수 있다. 일부 실시형태에서, 공급 로드 셀(94)은 무선(예를 들어, Wi-Fi) 신호를 통해 디스플레이(44)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 공급 로드 셀(94)은 하드 와이어 연결을 통해 디스플레이(44)에 연결될 수 있다. 시술 동안, 유체 공급원(34)이 비게 되면 유체 공급원은 가득 찬 또는 미사용된 유체 공급원(34)으로 교체될 수 있다.
유사하게, 제어기(48)는 예를 들어 수집 로드 셀(25), 저울, 또는 다른 적절한 수단을 사용하여 중량을 통해 수집 용기(26)에 있는 유체의 양을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 수집 로드 셀(25)은 수집 용기(26)의 유체의 초기 양과 수집 용기(26)의 유체의 현재 양을 비교하기 위해 수집 용기(26)의 중량을 결정하기 위해 제어기(48)에 의해 사용될 수 있다. 수집 로드 셀(25)의 판독값은 디스플레이(44)에서 사용자에게 제시될 수 있다. 시술이 진행됨에 따라, 수집 로드 셀(25)의 판독값은 수집 용기(26)에 있는 유체의 양을 의사에게 경보를 알리기 위해 실시간으로 업데이트될 수 있으며, 그런 다음 이 양은 환자 및/또는 수집 드레이프(28)로부터 수집된 유체의 양을 결정하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 수집 용기(26)에 있는 유체의 양이 제시될 수 있다. 경보는 예를 들어 초기 빈 체적의 10%가 수집 용기(26)에 남아 있을 때 가청 신호와 함께 디스플레이(44)에 표시될 수 있다. 일부 실시형태에서, 수집 로드 셀(25)은 무선(예를 들어, Wi-Fi) 신호를 통해 디스플레이(44)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 수집 로드 셀(25)은 하드 와이어 연결을 통해 디스플레이(44)에 연결될 수 있다. 시술 동안, 수집 용기(26)가 가득 차면, 수집 용기는 비워지고 나서 다시 사용하기 위해 배치되거나 또는 수집 용기(26)는 빈 수집 용기로 교체될 수 있다.
일부 실시형태에서, 유체 관리 시스템(10)은 환자에게 전달될 유체를 가열하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 가온 시스템(60)을 포함할 수 있다. 유체 가온 시스템(60)은 히터(62) 및 히터 카세트(64)를 포함할 수 있다. 히터 카세트(64)는 일회용 히터 카세트(64)가 되도록 구성될 수 있는 반면, 히터(62)는 다중 시술을 위해 재사용될 수 있다. 예를 들어, 히터 카세트(64)는 히터(62)가 최소한의 유지보수로 재사용될 수 있도록 유체 유동을 분리할 수 있다. 히터 카세트(64)는 예를 들어 폴리카보네이트 또는 임의의 고내열성 생체적합성 플라스틱으로 형성될 수 있고, 단일체 및/또는 모놀리식 피스로 형성되거나 서로 영구적으로 결합된 복수의 피스로 형성된다. 일부 실시형태에서, 히터 카세트(64)는 히터 카세트(64)의 측면에 위치된 유체 입구 포트(61)와 유체 출구 포트(63)를 포함할 수 있다. 유체 입구 포트(61)와 유체 출구 포트(63)는 각각 유체 관리 시스템(10)의 공급 라인(들)(78)에 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유체 입구 포트(61)는 유체 공급원(34)과 유체 가온 시스템(60)을 (유입 펌프(50)를 통해) 결합될 수 있는 반면, 유체 출구 포트(63)는 유체 가온 시스템(60)을 각각 공급 라인(들)(78)을 통해 의료 디바이스(20)와 결합될 수 있다.
일부 실시형태에서, 히터 카세트(64)는 유체가 유체 입구 포트(61)로부터 유체 출구 포트(63)로 흐를 수 있게 하는 채널을 따른 내부 유동 경로를 포함할 수 있다. 히터 카세트(64)는 하나의 유체 경로 또는 다중 유체 경로를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 채널은 유체가 유도 가열을 통해 가열될 수 있게 하는 서셉터(66)를 통과할 수 있다. 히터 카세트(64)가 히터(62)와 결합될 때, 서셉터(66)는 유도 코일(68) 내에 위치되도록 구성될 수 있다. 원하는 경우 다른 유체 가온 시스템 구성 및 방법이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 히터(62)는 예를 들어 전기 에너지를 사용하는 공급 라인(들)(78)의 인라인 코일 또는 플래튼 시스템과 같은 하나 이상의 열원을 포함할 수 있다. 가열은 유체 관리 시스템(10)의 특정 응용에 필요한 유량에 맞게 특별히 설계되고 맞춤화될 수 있다. 일부 예시적인 유체 가온 시스템은 공동 양도된 미국 특허 출원 공개 제2018/0361055호(발명의 명칭: AUTOMATED FLUID MANAGEMENT SYSTEM, 이의 전체 개시내용이 본 명세서에 참조에 의해 원용됨)에 설명되어 있다.
명시적으로 도시되지는 않았지만, 유체 가온 시스템(60)은 터치 스크린 인터페이스(42)와 별개의 히터 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 히터 사용자 인터페이스는 단순히 히터(62)의 내부 온도의 디지털 디스플레이를 제공하는 디스플레이 스크린일 수 있다. 다른 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 또한 히터(62)의 온도를 증가 또는 감소시키기 위한 온도 조정 버튼을 포함할 수 있다. 이 실시형태에서, 히터 사용자 인터페이스 및/또는 디스플레이 스크린은 히터(62)의 현재 온도뿐만 아니라 도달해야 하는 목표 온도를 나타낼 수 있다. 유체 가온 시스템(60)에서 출력된 모든 정보는 히터 사용자 인터페이스가 필요하지 않도록 디스플레이(44)로 직접 전송될 수 있는 것으로 이해된다.
유체 가온 시스템(60)은 흐르는 유체를 모니터링하도록 구성된 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(65)는 히터 카세트(64)를 통해 흐르는 유체의 온도를 검출하도록 유체 가온 시스템(60)에 장착될 수 있다. 온도 센서(65)는 유체 입구 포트(61) 및/또는 유체 출구 포트(63)에 또는 근처에 위치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 온도 센서(65)는 유체가 서셉터(66)에 들어가기 전에 그리고 유체가 서셉터(66)를 빠져나간 후에 히터 카세트(64)를 통해 흐르는 유체의 온도를 검출하도록 장착될 수 있다. 일부 실시형태에서, 추가 센서는 히터 카세트(64) 내의 유체의 온도 증가의 진행을 검출하도록 서셉터(66)의 중간 부분에 위치될 수 있다. 온도 센서(65)는 임의의 정보를 디스플레이(44)에 원격으로 송신할 수 있고, 또는 그렇게 제공되는 경우 히터 사용자 인터페이스 및/또는 이의 디스플레이 스크린에 정보를 송신할 수 있다. 다른 실시형태에서, 온도 센서(65)는 원하는 정보를 디스플레이(44)에 원격으로 전송할 수 있는 히터 사용자 인터페이스(제공되는 경우)와 배선 연결될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 온도 센서(65)는 제어기(48)에 및/또는 제어기와 배선 연결될 수 있다.
히터(62)는 시스템 압력을 모니터링하도록 구성된 압력 센서(67), 및/또는 시스템을 통해 흐르는 유체에 대해 기포를 모니터링하도록 구성된 기포 센서(69)를 더 포함할 수 있다. 히터 카세트(64)는 히터 카세트(64)가 유체 가온 시스템(60)과 결합될 때 압력 센서(67)와 기포 센서(69)가 히터 카세트(64)를 통해 흐르는 유체를 각각 모니터링할 수 있도록 대응하는 압력 센서 인터페이스(71)와 기포 센서 인터페이스(73)를 포함할 수 있다. 압력 센서(67) 및/또는 기포 센서(69)는 원격으로 제어기(48), 디스플레이(44)에 임의의 정보를 보낼 수 있고/있거나, 그렇게 제공되는 경우 히터 사용자 인터페이스 및/또는 이의 디스플레이 스크린에 정보를 보낼 수 있다. 다른 실시형태에서, 압력 센서(67) 및/또는 기포 센서(69)는 원하는 정보를 디스플레이(44)에 원격으로 전송할 수 있는 히터 사용자 인터페이스(제공되는 경우)와 배선 연결될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 압력 센서(67) 및/또는 기포 센서(69)는 제어기(48)에 및/또는 제어기와 배선 연결될 수 있다.
의료 디바이스(20)의 압력 센서(74) 및/또는 유체 관리 시스템(10) 내의 압력 센서(67)로부터 수신된 압력 신호는 상당히 변동될 수 있다. 일부 경우에, 변동은 유입 펌프(50)에서의 맥동으로 인한 유체의 맥동으로 인한 것일 수 있다. 이 맥동은 유체의 유량에 따라 달라질 수 있다. 도 6 내지 도 9는 유체 관리 시스템에서 발생할 수 있는 일부 예시적인 압력 신호 프로파일을 도시한다. 그러나, 이러한 프로파일이 모든 가능한 압력 신호 프로파일을 나타내도록 의도된 것은 아니다. 상이한 압력 신호 프로파일은 각각 의료 디바이스(20)의 사용 동안 공동 내 압력 및/또는 전달 압력을 제어하기 위한 고유한 장애물을 포함할 수 있다.
도 6은 느린 맥동의 예시적인 압력 프로파일(100)을 도시한다. 이 경우에, 압력 신호의 일반 평균을 사용할 때 데이터의 일부만이 캡처될 수 있다. 이는 분석되는 데이터의 초에 따라 압력 신호로 사용되는 실제 평균값보다 높거나 낮은 결과를 초래할 수 있다. 도 7은 빠른 맥동의 예시적인 압력 프로파일(110)을 도시한다. 유체 관리 시스템(10)이 유체의 흐름을 제어하기 위해 빠른 맥동 압력 신호를 사용하려고 시도하는 경우, 제어기(48)는 압력 신호의 발진을 추적하고, 제어기(48)가 불안정한 설정점을 추적할 때 시스템(10) 내 추가 발진을 유발할 수 있다. 도 8은 긴 스파이크 또는 압력 증가를 갖는 빠른 맥동의 예시적인 압력 프로파일(120)을 도시한다. 이 예에서, 프로파일(120)은 제어기(48)에 의해 식별되고 인식될 필요가 있는 압력 신호의 명확하고 지속적인 증가(122)를 나타낸다. 스파이크(122)의 압력 증가 및 지속 시간은 시스템(10)의 제어에 중요하므로 잡음으로 처리되어서는 안 된다. 도 9는 맥동을 포함하지 않지만 압력 신호의 명확하고 지속적인 증가(132)를 포함하는 예시적인 압력 프로파일(130)을 도시한다. 압력 프로파일(130)은 맥동 없고 매우 잡음이 많은 (예를 들어, 유체의 맥동으로 인한 것이 아닌 압력 신호의 스파이크 및 강하가 많은) 신호를 보여준다. 이것은 신호의 잡음으로 인해 발생할 수 있다. 도시된 압력 프로파일(130)에서, 압력 신호는 0.47의 신호 대 잡음비(SNR)를 갖는다. 이러한 유형의 압력 프로파일은 압력 신호의 품질이 허용할 수 없는 수준임을 나타낼 수 있다.
압력 신호 데이터의 변하는 특성을 보상하기 위해, 압력 신호 데이터에 디지털 신호 처리(DSP)를 수행하고 프로파일링된 데이터를 FMS(10)의 서브 시스템에 제공하기 위해 구성 가능한 또는 적응형 데이터 필터를 사용할 수 있다. 적응형 데이터 필터는 FMS(10)의 다른 프로그램 또는 서브 시스템과 독립적으로 압력 신호 데이터를 분석하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 동일한 압력 데이터 세트를 다양한 형태로 분석하면 FMS(10)의 특정 서브 시스템이나 애플리케이션에 대해 가장 정확한 데이터를 제공할 수 있다. 또한, 유사한 적응형 필터를 사용하여 다른 데이터 신호를 분석할 수 있다. 예를 들어, 유체 공급원(34)의 중량을 FMS(10)에 의해 측정하여 사용하면 유입 펌프(50) 또는 다른 서브 시스템의 제어 로직의 요구를 충족시키는 출력을 제공할 수 있다.
도 10은 압력 신호의 적응적 필터링을 사용하고 수행하는 방법(200)의 예시적인 흐름도이다. 방법(200)이 압력 신호와 관련하여 설명되지만, 방법은 FMS(10)의 다양한 구성요소의 제어 로직에 입력을 제공하는 데 사용되는 다른 데이터 신호에도 적용될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 유체 공급원(34)의 중량, 유체의 유량, 유체의 온도 등은 본 명세서에 설명된 기술된 적응적 필터링 기술을 사용하여 필터링될 수 있는 단지 일부 추가 데이터 신호일 뿐이다.
예시적인 방법(200)은 제어기(48) 및/또는 워크스테이션(81)의 메모리에 저장된 제어 로직에 의해 수행될 수 있다. 도 10에 도시된 예시적인 방법(200)은 중간에서 만나는 두 개의 시작점을 갖는다. 제1 시작점에서, 블록(202)에 도시된 바와 같이, 미리 결정된 시간 간격으로 데이터 신호를 획득 또는 수집하라고 요청하는 작업이 시작된다(예를 들어, 제어 명령이 발행된다). 예를 들어, 압력 데이터 신호는 밀리초마다 요청되거나 캡처될 수 있다. 이것은 단지 예일 뿐이다. 다른 데이터 수집 빈도 또는 간격은 원하는 대로 또는 적절하게 사용될 수 있다. 압력 데이터 신호는 예를 들어 의료 디바이스(20)에 장착된 압력 센서(74), 또는 적절한 경우 다른 압력 센서에서 수집될 수 있다. 일부 경우에, 제어기(48) 및/또는 워크스테이션(81)은 사용자 인터페이스(42, 83)를 통해 의사로부터 요청을 수신할 때 데이터 수집을 시작할 수 있다. 다른 실시형태에서, 제어기(48) 및/또는 워크스테이션(81)은 미리 결정된 시간에 또는 FMS(10) 또는 이의 서브 시스템이 턴온될 때 데이터 신호의 수집을 자동으로 개시하도록 프로그래밍될 수 있다. 데이터 수집 작업이 개시된 후, 블록(204)에 도시된 바와 같이 압력 데이터 신호와 같은(이에 국한되지 않음) 원시 데이터 신호가 획득된다. 원시 데이터 신호는 블록(206)에 도시된 바와 같이 버퍼에 저장된다. 원시 데이터 신호는 미리 결정된 최소 개수의 샘플을 획득할 때까지 버퍼에 저장된다. 따라서, 제어기(48) 및/또는 워크스테이션(81)은 블록(208)에 도시된 바와 같이 필터 버퍼가 완료될 때까지(예를 들어, 최소 개수의 데이터 샘플을 가질 때까지) 미리 결정된 시간 간격으로 데이터 신호를 계속 획득한다. 필터 버퍼의 완료 시, 제어기(48) 및/또는 워크스테이션(81)은 블록(210)에 도시된 바와 같이 FMS(10)의 하나 이상의 서브 시스템으로부터 원시 데이터 신호 및 설정을 사용하여 프로파일링된 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다. 프로파일링된 데이터는 본 명세서에서 보다 상세히 설명된 바와 같이 데이터를 사용하는 서브 시스템으로부터 수신된 구성 정보에 기초할 수 있다. 일부 예시적인 프로파일링된 데이터가 도 6 내지 도 9에 도시되어 있다. 이 프로파일링된 데이터는 본 명세서에서 보다 상세히 설명된 바와 같이 적응형 데이터 필터를 사용하여 필터링될 수 있다. 동일한 데이터 세트를 분석(또는 프로파일링)하면 특정 서브 시스템에 대해 가장 정확한 데이터를 제공할 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 하나를 초과하는 서브 시스템이 압력 데이터 신호를 사용할 수 있다. 그러나, 각각의 서브 시스템은 데이터 신호의 서로 다른 양태에 초점을 맞춰 최적으로 기능할 수 있다.
제2 시작점에서, 원시 및/또는 필터링된 데이터 신호를 사용하는 서브 시스템은 블록(212)에 도시된 바와 같이 데이터를 프로파일링하는 방식의 구성을 결정하기 위해 사용자 입력을 수신하도록 구성되거나 프로그래밍을 포함한다. 서브 시스템은 다양한 방법으로 분석 또는 프로파일링될 데이터 신호를 요청할 수 있다. 이러한 요청은 원시 데이터의 최대값, 원시 데이터의 최소값, 원시 데이터의 평균값, 원시 데이터의 SNR, 필터링된 데이터의 최대값, 필터링된 데이터의 최소값, 필터링된 데이터의 평균값, 주파수, 스파이크 검출, 피크 간 맥동 등을 포함할 수 있으나 이들로 제한되는 것은 아니다. 서브 시스템은, 블록(214)에 도시된 바와 같이, 구성 또는 설정을 프로파일 데이터 엔진에 전달한다. 설정은 프로파일 데이터 엔진에 저장되며, 프로파일링된 데이터를 생성하는 데 사용된다. 프로파일링된 데이터는, 블록(216)에 도시된 바와 같이, 적응형 데이터 필터를 사용하여 처리되거나 원시 데이터 신호로 사용될 수 있다.
도 11은 적응형 데이터 필터로 데이터 신호(216)를 처리하기 위한 방법의 예시적인 흐름도이다. 방법은 블록(218)에 도시된 바와 같이 프로파일링 및 필터링될 데이터를 요청하는 서브 시스템을 시작한다. 요청의 일부로 서브 시스템은 데이터 분석에 포함될 다수의 설정을 제공할 수 있다. 예시적인 방법(216)은 제어기(48) 및/또는 워크스테이션(81)의 메모리에 저장된 제어 로직에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로, 제어 로직은 데이터 신호 프로파일의 디지털 신호 처리를 위한 알고리즘 또는 필터이다. 필터는 서브 시스템으로부터 수신된 입력에 따라 및/또는 원시 데이터 자체에 기초하여 다른 신호를 처리할 때 적응 또는 변경될 수 있다. 필터는 프로파일링된 데이터에 대해 다수의 패스를 수행할 수 있다. 각각의 패스는 신호의 다른 특징과 관련하여 신호를 모니터링하고 분석할 수 있다. 일부 경우에, 특정 패스가 필요하지 않다고 제어 로직이 결정하면 특정 패스는 건너뛸 수 있다. 따라서, 필터는 분석되는 신호에 기초하여 및/또는 데이터 신호를 이용하는 서브 시스템에 기초하여 적응 또는 변경될 수 있다.
시작을 위해, 제어 로직은 블록(220)에 도시된 바와 같이 데이터 신호 프로파일로부터 잡음을 제거하는 것이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 잡음을 제거하는 것이 필요한 경우 주어진 분석에 허용된 잡음 공차에 기초하여 필터를 조정한다(예를 들어, 제어 로직이 필터 설정을 변경한다). 잡음 공차는 데이터를 요청하는 서브 시스템에 의해 제공되는 것으로 고려된다. 그런 다음 필터는 블록(222)에 도시된 바와 같이 프로파일링된 원시 데이터로부터 임의의 고주파 스파이크(예를 들어, 발진)를 제거하여 평활한 신호를 제공한다. 이것은 원시 데이터의 잡음으로 인한 임의의 사소한 변동을 제거할 수 있다. 그런 다음 필터는 블록(224)에 도시된 바와 같이 평활화된 신호 내의 잡음 카운트를 결정할 수 있다. 잡음 카운트는 블록(226)에 도시된 바와 같이 신호 대 잡음비(SNR)를 결정하는데 사용될 수 있다. SNR이 결정된 경우 또는 제어 로직이 잡음을 제거하는 것이 필요하지 않다고 결정하는 경우, 제어 로직은 블록(228)에 도시된 바와 같이 맥동 모니터링이 필요한지 여부를 결정할 수 있다.
맥동 모니터링이 필요한 경우, 제어 로직은 블록(230)에 도시된 바와 같이 먼저 신호의 주파수를 결정할 것이다. 예를 들어, 필터는 데이터 세트의 변곡점을 결정하고, 이를 필터링의 기초로 사용할 수 있다. 그런 다음 제어 로직은 블록(232)에 도시된 바와 같이 피크 간 맥동을 결정할 수 있다. 이 단계 동안, 각각의 변곡점을 통해 또는 각각의 변곡점에서 데이터 세트 내 신호 맥동의 주파수를 결정하기 위해 마지막 변곡점과 후속 변곡점 사이의 지속 시간을 모니터링할 수 있다. 필터는 또한 각각의 변곡점에서 데이터 세트에서 맥동을 모니터링하여 최대, 최소, 및 평균 피크 간 편차를 모니터링할 수 있다. 최대 피크 간 편차는 시스템의 맥동을 결정하는 데 사용된다. 일부 경우에, 피크 간 편차가 미리 결정된 임계값을 초과하면 경보를 생성할 수 있다.
그런 다음 제어 로직은 블록(234)에 도시된 바와 같이 시퀀스로(예를 들어, 차례로) 각각의 발진을 평균화할 수 있다. 이것은 서브 시스템이 사용하는 평활한 값을 제공할 수 있다. 그런 다음 제어 로직은 블록(236)에 도시된 바와 같이 필터링된 프로파일의 최대값, 최소값, 및/또는 평균값을 결정한다. 이러한 값은 FMS(10)의 실제 압력 값을 결정하기 위해 서브 시스템의 제어 시스템에 의해 사용될 수 있다. 맥동 모니터링이 필요하지 않더라도 제어 로직은 다른 패스가 불필요한 것으로 간주되는 경우 원시 또는 필터링된 신호(임의의 필터 패스 후)의 최대값, 최소값 및/또는 평균값을 사용할 수 있는 것으로 고려된다.
최대값, 최소값, 및/또는 평균값이 결정된 경우 또는 제어 로직이 맥동 모니터링이 필요하지 않다고 결정하는 경우, 제어 로직은 블록(238)에 도시된 바와 같이 스파이크 모니터링이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 스파이크 모니터링이 필요한 경우, 제어 로직은 프로파일링된 데이터를 분석하고, 블록(240)에 도시된 바와 같이, 데이터 세트 내에 스파이크가 존재하는지 여부를 결정할 것이다. 일부 경우에, 스파이크 모니터링은 데이터 세트의 서브세트에 대해 수행될 수 있으며, 압력(또는 기타 변수)의 급격한 증가 또는 감소가 발생했는지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있다. 제어 로직이 스파이크가 발생했는지 여부 또는 스파이크 모니터링이 필요하지 않은지 여부를 결정하면, 블록(242)에 도시된 바와 같이, 필터링 공정이 종료될 수 있다. 그런 다음 필터링된 데이터 프로파일은 FMS(10)의 다양한 양태를 제어하기 위해 데이터를 초기에 요청한 서브 시스템에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 지속적인 압력 증가에 응답하여 FMS(10)는 유체 유량을 감소시킬 수 있다. 이것은 단지 하나의 예일 뿐이다.
도 11과 관련하여 설명된 적응적 또는 가변적 필터링 방법은 빠르고 신뢰성 있는 결과를 제공하기 위해 수신된 신호의 특성을 결정하기 위해 임의의 서브 시스템에서 사용된다. 이를 통해 FMS(10)는 시스템의 변화에 빠르고 신뢰성 있게 반응할 수 있다. 일부 경우에, SNR은 시스템 결함을 검출하고 압력 판독값(또는 다른 변수)이 정확하지 않을 수 있고 문제가 해결되어야 함을 시스템 및/또는 운영자에게 경고하는 수단을 FMS(10)에 제공할 수 있다. 일례에서, 적응형 필터(216)는 시술을 시작하기 전에 SNR을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이는 센서가 제대로 작동하지 않는 경우 FMS(10) 및/또는 환자를 잠재적인 위험으로부터 보호하는 데 도움이 될 수 있다. SNR은 배선 및 차폐가 올바른 것을 보장하기 위해 기준선 테스트로서 제조 시에 사용될 수도 있다.
적응형 필터(216)는 또한 펌프 동작을 모니터링하는 수단을 제공할 수 있고, 신호의 주파수를 사용하여 펌프의 회전 속도를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이를 통해 시스템은 또한 시술 동안 펌프의 성능 변화를 모니터링할 수 있다. 스파이크를 검출하면 제어 시스템은 발생할 수 있는 과압 상태로부터 시스템을 보호하기 위해 신속한 조치를 취할 수 있는 것이 추가로 고려된다.
일부 경우에, 적응형 필터(216)를 통해 제어기(48) 및/또는 워크스테이션(81)은 범위를 벗어난 상태에 있는지에 대해 입력 신호를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 원시 데이터 프로파일 및/또는 필터링된 프로파일은 신호가 미리 결정된 최대 임계값을 초과하거나 미리 결정된 최소 임계값 미만인지에 대해 모니터링될 수 있다. 원시 데이터 프로파일 및/또는 필터링된 프로파일이 미리 결정된 범위 밖에 있으면 센서가 고장났거나 오작동했음을 나타낼 수 있으며, 경보가 FMS(10)의 사용자 인터페이스 또는 디스플레이(44)로 송신될 수 있고/있거나 그렇지 않은 경우 운영자에게 제공될 수 있다.
적응형 필터(216)를 통해 제어기(48) 및/또는 워크스테이션(81)은 입력 신호의 변화율을 분석할 수 있는 것이 추가로 고려된다. 예를 들어, 원시 데이터 프로파일 및/또는 필터링된 프로파일에서 미리 결정된 최대 임계값을 초과하거나 미리 결정된 최소 임계값 미만인 변화율을 모니터링할 수 있다. 변화율이 미리 결정된 범위 밖이면 신호가 불안정함을 나타낼 수 있고, 경보가 FMS(10)의 사용자 인터페이스 또는 디스플레이(44)로 송신될 수 있고/있거나 그렇지 않은 경우 운영자에게 제공될 수 있다.
도 12는 원시 데이터 신호(302) 및 그 대응하는 필터링된 데이터 신호(304)를 포함하는 그래프(300)를 도시한다. 도시된 실시형태에서, 원시 데이터 신호(302)는 서브 시스템의 요청으로 평균 최대값으로 분석되었다. 필터링된 데이터 신호(304)는 필터링된 데이터 신호(304)의 보다 평활화된 라인에서 볼 수 있는 바와 같이 원시 데이터 신호(302)에 비해 잡음이 감소되었다. 추가적으로, 데이터의 스파이크(306)는 FMS(10) 및/또는 서브 시스템에서 보일 수 있다(예를 들어, 데이터 필터에 의해 제거되지 않았다). 도 13은 필터링된 데이터 신호(352)를 포함하는 다른 그래프(350)를 도시한다. 도시된 실시형태에서, 적응형 필터(216)는 신호에서 모든 잡음을 제거하였지만 스파이크 데이터는 FMS(10) 및/또는 서브 시스템에 보이는 것으로 남아 있다.
당업자라면 본 발명은 본 명세서에서 설명되고 고려되는 특정 실시형태와 다른 다양한 형태로 나타날 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항에서 이탈이 이루어질 수 있다.

Claims (15)

  1. 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법으로서,
    유체 관리 시스템의 제어기에서 명령을 개시하여 상기 유체 관리 시스템 또는 의료 디바이스의 센서로부터 미리 결정된 시간 간격으로 복수의 데이터 신호를 획득하는 단계;
    미리 결정된 최소 개수의 데이터 신호가 획득될 때까지 상기 데이터 신호를 버퍼에 저장하는 단계;
    복수의 데이터 신호로 원시(raw) 데이터 프로파일을 생성하는 단계로서, 상기 원시 데이터 프로파일은 상기 유체 관리 시스템의 서브 시스템으로부터 수신된 하나 이상의 설정에 기초하는, 상기 원시 데이터 프로파일을 생성하는 단계;
    적응형 데이터 필터로 상기 원시 데이터 프로파일을 필터링하는 단계로서, 상기 적응형 데이터 필터는 상기 프로파일에 대해 하나 이상의 패스(pass)를 수행하여 필터링된 프로파일을 생성하도록 구성된, 상기 원시 데이터 프로파일을 필터링하는 단계; 및
    필터링된 프로파일의 파라미터에 기초하여 상기 유체 관리 시스템의 변수를 제어하는 단계
    를 포함하되; 상기 적응형 데이터 필터의 하나 이상의 패스의 각 패스는 상기 데이터 신호의 다른 특징을 모니터링 및/또는 분석하고, 상기 하나 이상의 패스는 상기 유체 관리 시스템의 서브 시스템으로부터 수신된 하나 이상의 설정에 따라 변하는, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 적응형 데이터 필터의 하나 이상의 패스의 임의의 패스를 건너뛰거나 수정하도록 구성된, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적응형 데이터 필터의 적어도 하나의 패스는 상기 원시 데이터 프로파일에서 잡음을 감소시키거나 제거하도록 구성된, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응형 데이터 필터의 적어도 하나의 패스는 상기 원시 데이터 프로파일의 맥동을 모니터링 및/또는 제거하도록 구성된, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응형 데이터 필터의 적어도 하나의 패스는 상기 원시 데이터 프로파일 내의 각 발진을 평균화하도록 구성된, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응형 데이터 필터의 적어도 하나의 패스는 스파이크가 상기 원시 데이터 프로파일에 존재하는지 여부를 결정하도록 구성된, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응형 데이터 필터는 상기 서브 시스템으로부터 잡음 공차 입력을 수신하도록 구성된, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어기는 상기 잡음 공차 입력에 기초하여 상기 적응형 데이터 필터를 자동으로 수정하도록 구성된, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브 시스템에 의해 제공되는 하나 이상의 설정은 상기 원시 데이터 프로파일의 최대값, 상기 원시 데이터 프로파일의 최소값, 상기 원시 데이터 프로파일의 평균값, 및/또는 상기 원시 데이터 프로파일의 신호 대 잡음비를 포함하는, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터링된 프로파일의 파라미터에 기초하여 상기 유체 관리 시스템의 변수를 제어하는 단계는 상기 필터링된 프로파일의 최대값, 필터링된 데이터 프로파일의 최소값, 상기 필터링된 프로파일의 평균값, 상기 필터링된 프로파일의 주파수, 상기 필터링된 프로파일의 스파이크 검출, 및/또는 상기 필터링된 프로파일의 피크 간 맥동에 기초하여 변수를 제어하는 것을 포함하는, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터링된 프로파일의 파라미터에 기초하여 상기 유체 관리 시스템의 변수를 제어하는 단계는 상기 필터링된 프로파일이 미리 결정된 범위를 벗어난 경우 상기 유체 관리 시스템의 사용자 인터페이스에 경보를 제공하는 것을 포함하는, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터링된 프로파일의 파라미터에 기초하여 상기 유체 관리 시스템의 변수를 제어하는 단계는 상기 필터링된 프로파일의 변화율이 미리 결정된 범위를 벗어난 경우 상기 유체 관리 시스템의 사용자 인터페이스에 경보를 제공하는 것을 포함하는, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 데이터 신호는 복수의 압력 신호를 포함하는, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 데이터 신호는 유체의 양을 나타내는 복수의 중량 신호를 포함하는, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
  15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 데이터 신호는 복수의 온도 신호를 포함하는, 유체 관리 및 의료 디바이스 시스템의 파라미터를 제어하기 위한 방법.
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