專利名稱：用于生物物理學(xué)參數(shù)的快速分布式測(cè)量的光學(xué)感測(cè)使能的介入儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及醫(yī)療設(shè)備，并且尤其涉及采用光纖技術(shù)用于多參數(shù)測(cè)量和監(jiān)測(cè)的醫(yī)療設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)儀器典型地僅測(cè)量一個(gè)物理參數(shù)。示例包括用于在尖端位置處進(jìn)行血液動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)的壓力/流線、用于在離散電極位置處的電壓測(cè)量的心臟標(biāo)測(cè)電極以及允許尖端處的組織溫度和阻抗測(cè)量的消融導(dǎo)管。經(jīng)由阻抗測(cè)量或者電磁(EM)感測(cè)的空間跟蹤能夠結(jié)合在這些設(shè)備中以方便導(dǎo)航；然而，跟蹤測(cè)量通常被集中于尖端并且對(duì)環(huán)境異質(zhì)性或者潛在阻抗/EM特性的時(shí)間變化敏感。此外，跟蹤線圈難以在維持信噪比和其它性能特性的同時(shí)在亞毫米范圍內(nèi)小型化。線圈尺寸和性能之間的折中限制了儀器的整體占用空間以及工作信道的尺寸或者儀器內(nèi)的內(nèi)腔。此外，在磁共振(MR)引導(dǎo)的電生理學(xué)(EP)程序期間，導(dǎo)管上的離散點(diǎn)會(huì)通過龐大的線圈和變壓器電纜來定位。線圈和電纜通常具有妨礙其沿著導(dǎo)管主體跟蹤多個(gè)點(diǎn)的尺寸。而且，RF生成器在消融期間的噪聲阻礙了使用MR精確跟蹤線圈的能力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本原理，采用基于光纖的感測(cè)。根據(jù)本原理的儀器可以避免電磁干擾并且不提供電磁輻射。采用無源并且因此本質(zhì)上安全的光學(xué)傳感器。陣列中的光學(xué)傳感器具有被復(fù)用的能力。此外，在使用光學(xué)設(shè)備時(shí)提供多參數(shù)感測(cè)(應(yīng)變、溫度、壓力等等)的能力以及分布式感測(cè)的可能性。傳感器具有高靈敏度(在光學(xué)詢問(optical interrogation)中使用干涉測(cè)量法時(shí)達(dá)到納米應(yīng)變)，并且對(duì)信號(hào)幅度的變化不敏感(例如采用光纖布拉格傳感器進(jìn)行波長(zhǎng)檢測(cè)時(shí))。光纖小而且重量輕，并且對(duì)于最小化侵入式應(yīng)用理想。對(duì)于許多醫(yī)療應(yīng)用，特別是對(duì)于那些要求最小化侵入式導(dǎo)航和手段的應(yīng)用，(形狀和其它相關(guān)生物醫(yī)學(xué)參數(shù)的)光纖感測(cè)以高時(shí)間分辨率及高空間分辨率提供沿著光纖的長(zhǎng)度的高精確度和高精度定位/生物學(xué)參數(shù)感測(cè)。由于光纖的輕重量、細(xì)長(zhǎng)的形狀因素以及緊湊的截面占用空間，因此光纖技術(shù)可以應(yīng)用于需要能夠經(jīng)由皮膚或者經(jīng)由自然器官引導(dǎo)到身體內(nèi)的連續(xù)且細(xì)長(zhǎng)的醫(yī)療設(shè)備/儀器的精細(xì)時(shí)空跟蹤的臨床應(yīng)用中。此外，提供采用引導(dǎo)線、導(dǎo)管、柔性內(nèi)窺鏡(或者其它類似的細(xì)長(zhǎng)儀器)的介入程序，其中需要生理運(yùn)動(dòng)特性和包括溫度、壓力以及電壓變化的參數(shù)的緊湊而健壯的多點(diǎn)/分布式感測(cè)。光纖布拉格光柵(FBG)能夠直接結(jié)合到諸如引導(dǎo)線或者導(dǎo)管的細(xì)長(zhǎng)儀器的主體內(nèi)而不會(huì)顯著改變儀器的機(jī)械特性或者形狀因素/占用空間。并且，在引入涂層或者晶體材料(例如用于電壓感測(cè)的Bi12TiO2tl、用于磁感測(cè)的Ni-Mn-Ga存儲(chǔ)器形狀金屬合金、用于增強(qiáng)的溫度感測(cè)的Si金屬氣相沉積等等)的情況下可對(duì)分段運(yùn)動(dòng)、電壓、溫度和壓力進(jìn)行快速的多點(diǎn)和多參數(shù)測(cè)量。
將涂覆的光纖布拉格光柵結(jié)合到引導(dǎo)線、導(dǎo)管或者其它柔性細(xì)長(zhǎng)儀器能夠通過實(shí)現(xiàn)沿著儀器的快速多參數(shù)測(cè)量來克服現(xiàn)有技術(shù)的限制。在引入涂層或者晶體材料(例如用于電壓感測(cè)的Bi12TiO2tl、用于磁感測(cè)的Ni-Mn-Ga存儲(chǔ)器形狀金屬合金、用于增強(qiáng)的溫度感測(cè)的Si金屬氣相沉積等等)的情況下，電壓、磁場(chǎng)、溫度(能夠根據(jù)溫度變化推導(dǎo)血液動(dòng)力學(xué)流)以及壓力是可能的。這些儀器允許沿著儀器的長(zhǎng)度以分布的方式進(jìn)行分段運(yùn)動(dòng)跟蹤。不同的分段主要受不同的生理運(yùn)動(dòng)，例如呼吸對(duì)心臟的影響，并且因此，運(yùn)動(dòng)特定補(bǔ)償或者儀器數(shù)據(jù)的選通變?yōu)榭赡?不需要附加的導(dǎo)管/設(shè)備，例如與主EP導(dǎo)管分離以獲得呼吸補(bǔ)償或者X射線熒光的選通的冠狀竇導(dǎo)管的跟蹤)。將涂覆的光纖布拉格光柵結(jié)合到引導(dǎo)線、導(dǎo)管或者其它柔性細(xì)長(zhǎng)儀器能夠通過實(shí)現(xiàn)沿著儀器的快速多參數(shù)測(cè)量來克服現(xiàn)有技術(shù)的限制。可以使用單個(gè)(或者多個(gè))感測(cè)光纖以及光學(xué)詢問系統(tǒng)(與多個(gè)分離傳感器、電纜相對(duì)，并且需要顯著更大的占用空間以利用傳統(tǒng)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn))，例如以分布的方式在儀器的“效應(yīng)器(effector) ”或者其它分段處(例如在包括在電生理學(xué)程序中使用的環(huán)路/套索映射導(dǎo)管的尖端的遠(yuǎn)端IOcm分段處)對(duì)運(yùn)動(dòng)、電壓、溫度、壓力等等進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。可以跟蹤儀器的“效應(yīng)器”分段的機(jī)械變形以監(jiān)測(cè)對(duì)介入做出響應(yīng)的生物組織的變化，例如在電生理學(xué)環(huán)路導(dǎo)管中組織誘發(fā)的FBG應(yīng)變的測(cè)量以估計(jì)電磁響應(yīng)，或者估計(jì)對(duì)心臟收縮性的介入影響。可以采用光頻域反射技術(shù)(OFDR)以利用相同的名義反射波長(zhǎng)以高空間和時(shí)間分辨率測(cè)量成千上萬個(gè)傳感器。OFDR使用連續(xù)可調(diào)諧激光器以沿著光纖詢問一系列FBG。介入檢測(cè)來自這些元件的反射光以估計(jì)與光纖布拉格元件中的應(yīng)變相關(guān)聯(lián)的波長(zhǎng)偏移。根據(jù)并行行進(jìn)的若干光學(xué)芯，能夠測(cè)量來自多個(gè)TOG的應(yīng)變并且能夠重構(gòu)相應(yīng)的光纖形狀。一種介入儀器、系統(tǒng)和方法包括具有縱向設(shè)置的一個(gè)或者多個(gè)分段部分的細(xì)長(zhǎng)柔性部件。光纖內(nèi)部地設(shè)置在所述柔性部件中。多個(gè)光學(xué)傳感器耦合到所述光纖并且沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度分布以使得所述光學(xué)傳感器定位為沿著所述柔性部件同時(shí)監(jiān)測(cè)分離的參數(shù)以提供分布式感測(cè)。一種用于介入程序的系統(tǒng)包括介入儀器，所述介入儀器包括具有縱向設(shè)置的一個(gè)或者多個(gè)分段部分的細(xì)長(zhǎng)柔性部件。至少一個(gè)光纖內(nèi)部地設(shè)置在所述柔性部件中，并且多個(gè)光學(xué)傳感器耦合到至少一個(gè)光纖并且沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度分布以使得所述光學(xué)傳感器定位為在不同位置中的至少一個(gè)位移并且對(duì)于不同的數(shù)據(jù)源同時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)以提供分布式感測(cè)。工作站配置為提供接口以控制所述介入儀器并且使用所述介入儀器執(zhí)行程序。一種醫(yī)療介入方法包括提供介入儀器，該介入儀器包括具有縱向設(shè)置的一個(gè)或者多個(gè)部分的細(xì)長(zhǎng)柔性部件；至少一個(gè)光纖，內(nèi)部地設(shè)置在所述柔性部件的；以及多個(gè)光學(xué)傳感器，耦合到所述至少一個(gè)光纖并且沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度分布，以使得所述光學(xué)傳感器定位為沿著所述柔性部件在不同位置中的至少一個(gè)位置并且對(duì)于不同數(shù)據(jù)源參數(shù)同時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)以提供分布式感測(cè)。所述介入儀器被引導(dǎo)到身體中以執(zhí)行醫(yī)療程序。通過以下結(jié)合附圖對(duì)其說明性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本公開的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


本公開將參照以下附圖提供對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，在附圖中圖1所示為根據(jù)本原理的用于執(zhí)行介入程序的示例性系統(tǒng)的方框圖；圖2所示為根據(jù)本原理的具有感測(cè)光纖和參數(shù)測(cè)量光纖的介入儀器的方框圖；圖3所示為根據(jù)本原理的具有對(duì)外部環(huán)境開放的窗口的感測(cè)光纖和參數(shù)測(cè)量光纖的介入儀器的方框圖；圖4A所示為根據(jù)本原理的被對(duì)準(zhǔn)以在相同位置處測(cè)量參數(shù)的光纖傳感器的圖；圖4B所示為根據(jù)本原理的被交錯(cuò)以在相同位置處測(cè)量若干參數(shù)的光纖傳感器的圖；圖5所示為根據(jù)一個(gè)示例性應(yīng)用的采用光學(xué)傳感器的穩(wěn)定設(shè)備的圖；以及圖6所示為根據(jù)本原理的示例性介入程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式在采用引導(dǎo)線或者導(dǎo)管的許多介入程序中，需要生理運(yùn)動(dòng)特性和包括溫度、壓力、電壓變化等等的參數(shù)的緊湊而健壯的多點(diǎn)或者分布式感測(cè)。根據(jù)本原理，光纖布拉格光柵(FBG)能夠直接結(jié)合到諸如引導(dǎo)線或者導(dǎo)管的細(xì)長(zhǎng)儀器的主體中而不顯著改變儀器機(jī)械特性、形狀因素或者占用空間。此外，在引入涂層或者晶體材料(例如用于電壓感測(cè)的Bi12TiO2tl、用于磁感測(cè)的Ni-Mn-Ga存儲(chǔ)器形狀金屬合金、用于增強(qiáng)的溫度感測(cè)的Si金屬氣相沉積等等)的情況下，分段運(yùn)動(dòng)、電壓、溫度和壓力的快速多點(diǎn)和多參數(shù)測(cè)量是可能的。所描述的諸如引導(dǎo)線、導(dǎo)管或者其它柔性細(xì)長(zhǎng)儀器的FBG功能化醫(yī)療設(shè)備，以諸如在儀器的“效應(yīng)器”分段或者其它分段處，例如包括在電生理學(xué)程序中使用的環(huán)路/套索映射導(dǎo)管的尖端的遠(yuǎn)端IOcm分段處，的分布式方式執(zhí)行運(yùn)動(dòng)、電壓、溫度、壓力或者其它參數(shù)的同時(shí)測(cè)量?？梢匝刂鴥x器的長(zhǎng)度執(zhí)行分段運(yùn)動(dòng)跟蹤并且因此可以更加精確地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償/儀器成像數(shù)據(jù)的選通或者電壓/溫度/壓力測(cè)量。可以采用跟蹤儀器的“效應(yīng)器”分段的變形以測(cè)量對(duì)介入做出響應(yīng)的生物組織的變化，例如監(jiān)測(cè)環(huán)路導(dǎo)管中組織誘發(fā)的FBG應(yīng)變以估計(jì)機(jī)電同步或者估計(jì)對(duì)心臟收縮性的介入影響。應(yīng)該理解，本發(fā)明是按照醫(yī)療儀器進(jìn)行描述的；然而，本發(fā)明的教導(dǎo)更加寬泛并且可應(yīng)用于在跟蹤或者分析復(fù)雜生物或者機(jī)械系統(tǒng)中采用的任何儀器。還應(yīng)該理解，取決于應(yīng)用，光學(xué)設(shè)備的說明性示例也可以包括電子部件。附圖中描繪的元件可以按照硬件的各種組合實(shí)現(xiàn)并且提供可以組合在單個(gè)元件或者多個(gè)元件中的功能。附圖中示出的各種元件的功能能夠通過使用專用硬件以及能夠結(jié)合合適的軟件執(zhí)行軟件的硬件來提供。在通過處理器提供時(shí)，所述功能能夠通過單個(gè)專用處理器、通過單個(gè)共享處理器、或者通過其中一些可以被共享的多個(gè)單獨(dú)處理器提供。而且，術(shù)語“處理器”或者“控制器”的明確使用不應(yīng)該理解為排它地指代能夠執(zhí)行軟件的硬件，并且在沒有限制的情況下能夠隱含地包括數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)硬件、用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)、隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(“RAM”)以及非易失性存儲(chǔ)。而且，這里闡述本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施例及其特定示例的全部表述旨在包含其結(jié)構(gòu)和功能的等同物二者。此外，旨在這樣的等同物包括當(dāng)前已知的等同物以及未來研發(fā)的等同物二者(即，所研發(fā)的執(zhí)行相同功能的任何元件，而與結(jié)構(gòu)無關(guān))。因而，例如，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到，這里呈現(xiàn)的方框圖代表采用本發(fā)明原理的示例性系統(tǒng)部件和/或電路的概念圖。類似地，將意識(shí)到，任何流程表、流程圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、偽代碼等等代表可以在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中被實(shí)質(zhì)性表現(xiàn)并且因此通過計(jì)算機(jī)或者處理器執(zhí)行的各種過程，無論這樣的計(jì)算機(jī)或者處理器是否明確示出。而且，本發(fā)明的實(shí)施例能夠采取可以從提供程序代碼用于由計(jì)算機(jī)或者任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或者結(jié)合其使用的計(jì)算機(jī)可用或者計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)訪問的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。出于該描述目的，計(jì)算機(jī)可用或者計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)能夠是可以包括、存儲(chǔ)、通信、傳播或者傳輸用于由該指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者設(shè)備使用或者結(jié)合其使用的程序的任何裝置。所述介質(zhì)可以是電、磁、光學(xué)、電磁、紅外或者半導(dǎo)體系統(tǒng)(或者裝置或設(shè)備)或者傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括半導(dǎo)體或者固態(tài)存儲(chǔ)器、磁帶、可移除計(jì)算機(jī)盤、隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、硬性磁盤和光盤。光盤的當(dāng)前示例包括壓縮盤-只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、壓縮盤-讀取/寫入(CD-R/W)和DVD。現(xiàn)在參照其中類似的附圖標(biāo)記代表相同或者類似元件的附圖并且初始參照?qǐng)D1，說明性示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)功能化醫(yī)療設(shè)備100。設(shè)備100可以包括允許同時(shí)測(cè)量、分段運(yùn)動(dòng)跟蹤和/或跟蹤變形中的任意一個(gè)或者全部的引導(dǎo)線、導(dǎo)管或者其它柔性細(xì)長(zhǎng)儀器?？梢允褂迷O(shè)備100以分布式方式對(duì)于運(yùn)動(dòng)、電壓、溫度、壓力、顏色、應(yīng)變、磁性、位置、生物化學(xué)狀態(tài)等等進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。例如，可以在儀器的效應(yīng)器分段或者任何分段101處進(jìn)行多個(gè)測(cè)量。效應(yīng)器分段可以包括遠(yuǎn)端分段，該遠(yuǎn)端分段包括在電生物學(xué)程序中使用的環(huán)路/套索映射導(dǎo)管的尖端，并且更加具體是遠(yuǎn)端IOcm分段。設(shè)備100還能夠沿著儀器本身的長(zhǎng)度進(jìn)行分段運(yùn)動(dòng)跟蹤。因此，能夠在一個(gè)或者多個(gè)分段101處進(jìn)行FBG-推導(dǎo)的補(bǔ)償和儀器成像數(shù)據(jù)的校正或者電壓/溫度/壓力測(cè)量。設(shè)備100也可以跟蹤儀器的效應(yīng)器分段的變形以測(cè)量對(duì)介入程序做出響應(yīng)的生物組織中的變化，例如監(jiān)測(cè)在環(huán)路導(dǎo)管中組織誘發(fā)的FBG應(yīng)變以估計(jì)機(jī)電同步或者估計(jì)對(duì)心臟收縮性的介入影響。按照這種方式，設(shè)備100經(jīng)歷的偏斜可以與圍繞設(shè)備100的組織的變形相關(guān)聯(lián)。設(shè)備100包括設(shè)置在設(shè)備100的細(xì)長(zhǎng)分段上方的應(yīng)變或者其它傳感器102。在該實(shí)施例中，一個(gè)傳感器102可以提供在三個(gè)光纖104中的每一個(gè)中以在給定的截面或者軸向位置(χ-方向)形成傳感器三件組。也可以采用其它數(shù)量的光纖。設(shè)備100優(yōu)選是用于診斷、介入或者治療監(jiān)測(cè)的細(xì)長(zhǎng)醫(yī)療儀器并且可以采取導(dǎo)管、引導(dǎo)線、內(nèi)窺鏡等等的形式(具有手動(dòng)或者自動(dòng)導(dǎo)向控制用于設(shè)備導(dǎo)航)。光纖104被引入到儀器100的主體中，一系列光纖布拉格光柵或者其它傳感器102沿著其長(zhǎng)度在空間上分布和/或在儀器的功能區(qū)域中聚集，例如包括尖端的遠(yuǎn)端分段。傳感器102可以形成陣列以在區(qū)域上收集數(shù)據(jù)。每一個(gè)光纖104可以包括一個(gè)或者多個(gè)傳感器102。傳感器102可以包括用于形狀感測(cè)的未涂覆FBG、結(jié)合用于溫度感測(cè)的材料(例如Si金屬氣相沉積)的FBG、結(jié)合用于電壓/磁場(chǎng)感測(cè)的材料(例如Bi12Ti02Q、Ni-Mn-Ga)的FBG和/或結(jié)合用于對(duì)感興趣的其它生物參數(shù)(例如pH感測(cè)、p(X)2等等)的靈敏度的材料的其它FBG。也可以采用其它光學(xué)或者電子傳感器。設(shè)備100可以包括用于感測(cè)光纖照明并且接收光纖信號(hào)的光學(xué)模塊110。模塊110的源可以在設(shè)備的近端部分處并且使用波導(dǎo)承載光或者在遠(yuǎn)端部分處用于直接照明。模塊110包括接收器功能。
設(shè)備100可以實(shí)現(xiàn)為部件的系統(tǒng)150的一部分。可以采用光學(xué)詢問控制臺(tái)112用于在全部光纖中從FBG返回的復(fù)用信號(hào)的讀出。計(jì)算設(shè)備114可以包括實(shí)時(shí)FBG感測(cè)程序116，用于感測(cè)光纖形狀、將溫度敏感的FBG波長(zhǎng)偏移映射到溫度變化、將電壓/磁場(chǎng)敏感的FBG波長(zhǎng)偏移映射到電壓/磁場(chǎng)特性和/或?qū)⑵渌ㄖ艶BG波長(zhǎng)偏移映射到相應(yīng)的生物物理學(xué)參數(shù)測(cè)量?？刂婆_(tái)112被配置用于儀器位置和空間分布式測(cè)量的實(shí)時(shí)交互與視覺顯示(例如TOG推導(dǎo)的生物物理學(xué)測(cè)量、基于內(nèi)窺鏡的視頻或者其它成像數(shù)據(jù)、基于導(dǎo)管的視頻或者其它成像數(shù)據(jù))。設(shè)備100可以可選地包括例如用于電壓感測(cè)的電極的低成本傳統(tǒng)傳感器120或者可以包括用于保持感測(cè)光纖上相對(duì)于感興趣的基準(zhǔn)位置固定的點(diǎn)的穩(wěn)定/固定機(jī)構(gòu)122 (例如具有或者不具有穿孔以允許流經(jīng)過固定點(diǎn)的球狀物)。系統(tǒng)150可以可選地包括醫(yī)療成像系統(tǒng)130以提供感興趣的解剖結(jié)構(gòu)的更加全局的視覺化以及介入視場(chǎng)(例如用于心臟程序的CV-X射線系統(tǒng)或者用于身體介入的超聲系統(tǒng)等等)?？梢越Y(jié)合在程序前、程序中或者與光學(xué)詢問同時(shí)獲取的成像數(shù)據(jù)來使用儀器100。成像和光學(xué)數(shù)據(jù)記錄能夠被組合使用以改善生物物理學(xué)參數(shù)、儀器特性和組織屬性的估計(jì)以做出關(guān)于介入程序指導(dǎo)的決策并且監(jiān)測(cè)治療進(jìn)程。系統(tǒng)150包括到/從來自傳感器IOh-C的傳感器輸出(或者FBG詢問輸出)的數(shù)據(jù)連接152，提供光纖形狀/附加生物物理學(xué)參數(shù)的讀出。所獲取的儀器數(shù)據(jù)可以承載在連接152上，例如實(shí)時(shí)視頻(例如來自視頻內(nèi)窺鏡)、實(shí)時(shí)超聲(例如來自心臟內(nèi)回聲、ICE導(dǎo)管)。儀器治療機(jī)構(gòu)IM傳輸例如用于RF消融導(dǎo)管的RF功率、用于HIFU儀器的超聲(UQ功率傳輸?shù)鹊?。FBG使能的儀器100之間的數(shù)據(jù)連接152還提供到/從醫(yī)療成像系統(tǒng)130的信息。反饋和控制信號(hào)可以通過連接152進(jìn)行交換。例如，可以采用儀器導(dǎo)航作為基于FBG詢問的反饋以輔助對(duì)儀器100進(jìn)行引導(dǎo)。此外，可以采用反饋或者控制信號(hào)用于基于FBG詢問的儀器治療傳輸。系統(tǒng)150可以包括多個(gè)處理或者計(jì)算設(shè)備114，用于生成控制信號(hào)、執(zhí)行計(jì)算、生成視頻圖像、解釋反饋等等。例如，分布式FBG形狀測(cè)量的處理允許分段依賴的呼吸、心臟或者總體患者運(yùn)動(dòng)選通、儀器和醫(yī)療成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)等的校正。在特別有用的實(shí)施例中，根據(jù)感測(cè)光纖的一個(gè)分段101，心臟運(yùn)動(dòng)可以在傳感器102c處占主導(dǎo)，在另一分段101中，呼吸運(yùn)動(dòng)可以在傳感器102b處占主導(dǎo)，而第三分段101在傳感器10 處反映總體患者運(yùn)動(dòng)。多個(gè)光纖(或者甚至是單個(gè)光纖)允許來自全部三個(gè)分段的反饋。諸如手術(shù)人員或者技術(shù)人員的用戶能夠選擇經(jīng)由系統(tǒng)150的儀器控制臺(tái)112上的圖形交互從其提取選通信號(hào)的特定分段。來自這些區(qū)域的信號(hào)隨后能夠用于選通或者運(yùn)動(dòng)校正感興趣的實(shí)際測(cè)量以從視頻內(nèi)窺鏡獲得運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償視頻、或者從ICE導(dǎo)管獲得運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償超聲、或者從X射線成像系統(tǒng)獲得運(yùn)動(dòng)校正熒光等等。此外，F(xiàn)BG形狀測(cè)量的處理可以通過處理器114執(zhí)行以跟蹤儀器100的“效應(yīng)器”分段的變形并且因此監(jiān)測(cè)由介入導(dǎo)致的變化，例如在環(huán)路導(dǎo)管中監(jiān)測(cè)組織誘發(fā)的FBG應(yīng)變以估計(jì)機(jī)電同步或者估計(jì)對(duì)心臟收縮性的介入影響。用戶可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器115中。存儲(chǔ)器可以包括程序(例如程序116)。程序116可以適于進(jìn)行測(cè)量并且控制傳感器(例如FBG)?？梢蕴峁╋@示器157，用于視覺處理和/或用于在處理期間與控制臺(tái)112和設(shè)備100進(jìn)行接口。用戶可以采用用戶接口 159與控制臺(tái)112和/或儀器100進(jìn)行交互。接口 159可以包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏系統(tǒng)等等。
參照?qǐng)D2，示例性介入醫(yī)療設(shè)備200包括在具有對(duì)于單獨(dú)分段201或者作為整體的設(shè)備200的分段特定運(yùn)動(dòng)校正的細(xì)長(zhǎng)醫(yī)療儀器204中的形狀感測(cè)光纖202。在該實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)儀器204可以包括低成本傳感器208，諸如用于電壓映射的電極、用于溫度感測(cè)的小型化電熱調(diào)節(jié)器等等。此外，感測(cè)光纖202包括嵌入在儀器主體內(nèi)的FBG 210a-c的分布。在程序期間，F(xiàn)BG推導(dǎo)的形狀/運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在圖形顯示器(157，圖1)上被可視化，儀器位置被表示為在從與FBG使能的儀器共享數(shù)據(jù)連接的醫(yī)療成像系統(tǒng)在程序前獲取的成像數(shù)據(jù)或者在程序中獲取的成像數(shù)據(jù)的頂部上的配準(zhǔn)重疊。臨床醫(yī)生能夠圖形化地選擇儀器200的分段或者子分段以用于例如分離的呼吸運(yùn)動(dòng)選通(和/或補(bǔ)償)210a、心臟運(yùn)動(dòng)選通(和/或補(bǔ)償)210b、胃腸(GI)運(yùn)動(dòng)(和/或補(bǔ)償)210c以及總體患者運(yùn)動(dòng)(和/或補(bǔ)償)210d。傳感器定位和位置能夠被預(yù)先確定或者調(diào)節(jié)以同時(shí)從不同的信息源提供空間特定的測(cè)量。工作站或者控制臺(tái)220采取來自每一個(gè)分段或者子分段的指定的運(yùn)動(dòng)/選通信息，然后實(shí)時(shí)計(jì)算并且顯示感興趣的運(yùn)動(dòng)校正的測(cè)量，例如來自EP映射導(dǎo)管的選通/運(yùn)動(dòng)校正的電壓測(cè)量。由嵌入的感測(cè)光纖202提供的位置跟蹤允許通過儀器200獲取的數(shù)據(jù)的空間映射和多維重構(gòu)，例如3D視頻/圖像映射/表面重構(gòu)、3D電壓/溫度映射等等。而且，來自感測(cè)光纖202的變形測(cè)量能夠與傳統(tǒng)儀器測(cè)量(208)組合以監(jiān)測(cè)對(duì)介入的響應(yīng)。例如，具有傳統(tǒng)電極O08)的用于電壓測(cè)量和消融能量傳輸二者的形狀感測(cè)使能的柔性環(huán)路導(dǎo)管能夠在消融和電壓測(cè)量期間定位為與心室壁接觸。與壁接觸的環(huán)路分段的變形的改變將反映心肌運(yùn)動(dòng)的同步以及幅度的改變，這在評(píng)估響應(yīng)中是臨床相關(guān)的。工作站或者工作臺(tái)220也能夠采用來自每一個(gè)分段或者子分段的位置/運(yùn)動(dòng)信號(hào)以實(shí)時(shí)顯示FBG使能的介入設(shè)備的融合重疊，同時(shí)或者在程序前獲取成像數(shù)據(jù)。這實(shí)現(xiàn)經(jīng)由FBG使能的位置感測(cè)可視化介入設(shè)備，這對(duì)于不允許設(shè)備本身的直接可視化的成像方式尤其有用。例如，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管在超聲成像下可視程度很差或者在磁共振成像下完全不可視。FBG使能的儀器與成像結(jié)合的使用將便于介入導(dǎo)引，因?yàn)槌上穹绞綄⑻峁╆P(guān)于組織/器官屬性的反饋而raG感測(cè)將提供關(guān)于儀器屬性的信息。應(yīng)該理解，這里描述的儀器可以具有許多功能特征和變型。例如，儀器(100、200等等)可以包括工作信道或者內(nèi)腔215以提供旁路流體、施加抽吸、允許其它工具和儀器的運(yùn)動(dòng)等等的方式。參照?qǐng)D3，示例性介入醫(yī)療設(shè)備300包括一個(gè)或者多個(gè)形狀感測(cè)光纖302，其各具有單個(gè)生物物理學(xué)參數(shù)感測(cè)芯和到外部環(huán)境307的接觸/窗口 306。細(xì)長(zhǎng)儀器304具有基于FBG的傳感器，用于溫度、電壓、磁場(chǎng)、化學(xué)濃度等等的測(cè)量以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步小型化潛力。對(duì)于諸如溫度或者電壓的標(biāo)量場(chǎng)的測(cè)量，采用具有沿著感興趣的長(zhǎng)度(取決于應(yīng)用)間隔分開的FBG分布的單個(gè)光纖。對(duì)于在示例性示例中的多參數(shù)感測(cè)，用于連續(xù)FBG的涂層可以交織以使得溫度敏感的FBG 308位于電壓敏感的FBG 310旁邊，按照交替模式跟隨有壓力敏感的FBG 312。這些FBG的模式和分布/間隔可以根據(jù)儀器類型和應(yīng)用變化。假定這些FBG類型的每一個(gè)和嵌入在儀器300內(nèi)的附加形狀感測(cè)光纖302的傳感器311的鄰近接近，也能夠應(yīng)用來自形狀感測(cè)光纖的測(cè)量應(yīng)變以獲得變形校正的溫度、壓力或者電壓測(cè)量。所測(cè)量的諸如溫度的生物物理學(xué)參數(shù)用于獲得對(duì)于光纖形狀的校正估計(jì)(由于FBG中的波長(zhǎng)偏移是應(yīng)變以及溫度敏感的)。按照這種方式，能夠進(jìn)行精確和相關(guān)的多參數(shù)測(cè)量以在介入程序期間調(diào)節(jié)并且進(jìn)一步提供信息。
為了確保生物物理學(xué)參數(shù)FBG能夠感測(cè)環(huán)境條件，示出其中生物物理學(xué)參數(shù)感測(cè)光纖302’居中定位為接近儀器300的外圍的實(shí)施例。對(duì)于溫度或者電壓敏感的FBG，金屬或者傳導(dǎo)環(huán)314放置為圍繞儀器300與FBG溫度傳感器308和外部環(huán)境二者接觸以確保耦合。對(duì)于壓力敏感的FBG 310，可以采用在FBG的位置處或者附近的儀器的外圍中的窗口306或者320用于將FBG傳感器暴露于外部環(huán)境中的壓力狀況(這些窗口 306或者320能夠是打開的或者是薄膜覆蓋的孔)。這些窗口 306或者320可以關(guān)閉并且由操作者根據(jù)需要進(jìn)行控制。參照?qǐng)D4A和4B，以左面的截面圖并且以右面的說明性側(cè)面圖示出示例性介入醫(yī)療設(shè)備400來解釋本概念。設(shè)備400包括位于細(xì)長(zhǎng)醫(yī)療儀器404中的形狀感測(cè)光纖402，具有可以包括到外部環(huán)境的接觸或者窗口以對(duì)其進(jìn)行測(cè)量的多個(gè)生物物理學(xué)參數(shù)感測(cè)芯或者傳感器406。圖4A中描繪對(duì)準(zhǔn)的多參數(shù)感測(cè)芯，而圖4B描繪交錯(cuò)的多參數(shù)感測(cè)芯或者傳感器。生物物理學(xué)參數(shù)感測(cè)光纖或者傳感器406的多芯設(shè)置能夠定位在形狀感測(cè)光纖402周圍以允許在儀器外圍周圍的多個(gè)點(diǎn)處進(jìn)行參數(shù)感測(cè)。如果這些芯中的FBG被對(duì)準(zhǔn)(如圖4A)以使得在相同軸向截面(位置P處)的每一個(gè)FBG感測(cè)相同的生物物理學(xué)參數(shù)，例如溫度，能夠?qū)y(cè)量值取平均以獲得更高的信噪比(SNR)性能?？蛇x地，所述芯或者傳感器406能夠被交錯(cuò)(如圖4B所描繪的)以使得在相同的軸向接觸點(diǎn)(Q)處，每一個(gè)FBG感測(cè)不同的生物物理學(xué)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)沿著儀器400在相同位置處的多參數(shù)感測(cè)。如在圖1-3中的，這些多參數(shù)測(cè)量能夠被聯(lián)合用于推導(dǎo)更加精確的溫度、應(yīng)變等等校正的估計(jì)。應(yīng)該理解，可以存在所描述的實(shí)施例的許多變型。對(duì)于給定的程序或者應(yīng)用可以配置不同的特征和不同的參數(shù)。在一些實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)儀器可以是可重新配置的，以允許FBG傳感器的定位或者甚至是光纖密度或者相對(duì)外圍的位置或者儀器的其它特征的定制。還應(yīng)該理解，可以利用其它信號(hào)承載設(shè)備更換光纖并且所述光學(xué)傳感器可以包括非光學(xué)傳感器。參照?qǐng)D5，可以采用附加機(jī)構(gòu)或者特征來定制或者增加根據(jù)本原理的儀器的功能性。所描述的實(shí)施例的任意一個(gè)可以與用于儀器500(與描述為儀器100、200、300的那些類似)的穩(wěn)定/機(jī)械固定設(shè)備502(例如基于球狀物或者其它機(jī)械結(jié)構(gòu))一起采用以獲得用于測(cè)量的基準(zhǔn)位置。例如，可以采用球狀物布置以將溫度敏感的FBG 504固定在對(duì)于遠(yuǎn)離消融治療的部位的基準(zhǔn)溫度測(cè)量期望的解剖位置506?？梢圆捎玫氖褂肍BG的另一機(jī)構(gòu)包括對(duì)于基于多傳感器分布式測(cè)量的導(dǎo)航或者治療傳輸?shù)姆答伝蛘呖刂?例如在遠(yuǎn)離消融部位的固定點(diǎn)處的溫度基準(zhǔn)，用于伴隨能量傳送的溫度評(píng)估的監(jiān)測(cè)和控制)而采用的反饋機(jī)構(gòu)。采用在該部位收集的信息以向技術(shù)人員或者手術(shù)人員提供信息，以提供對(duì)在該部位發(fā)生的事件的反饋(例如506)。圖1中描繪的系統(tǒng)150可以例如用于在程序期間收集和使用該反饋。例如，傳感器(光學(xué)或者非光學(xué))優(yōu)選分布為使得測(cè)量在儀器的分段中誘發(fā)的變形、振動(dòng)或者任何其它失真模式以確定在介入程序期間對(duì)于儀器的組織響應(yīng)，或者來自該儀器的關(guān)于組織-儀器相互作用的反饋(例如在內(nèi)腔內(nèi)儀器導(dǎo)航期間的觸覺反饋)。參照?qǐng)D6，說明性描繪了醫(yī)療介入方法或者程序。在方框602中，提供介入儀器，所述介入儀器包括具有一個(gè)或者多個(gè)部分的細(xì)長(zhǎng)柔性部件，所述一個(gè)或者多個(gè)部分可以被分段或者被縱向設(shè)置。至少一個(gè)光纖內(nèi)部地設(shè)置在柔性部件中，并且多個(gè)光學(xué)傳感器耦合到至少一個(gè)光纖且沿著柔性部件的長(zhǎng)度分布以使得光學(xué)傳感器定位為沿著柔性部件同時(shí)監(jiān)測(cè)分離的參數(shù)以提供分布式感測(cè)。在方框604中，介入儀器被引導(dǎo)進(jìn)入身體以執(zhí)行醫(yī)療程序。在方框606中，在一個(gè)可選實(shí)施例中，與多個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的一組光學(xué)傳感器被對(duì)準(zhǔn)，其中對(duì)準(zhǔn)組包括與每一個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的傳感器以使得該對(duì)準(zhǔn)組沿著柔性部件的長(zhǎng)度在相同的軸向位置處測(cè)量相同的參數(shù)。在方框608中，在另一可選實(shí)施例中，與多個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的一組光學(xué)傳感器被交錯(cuò)，其中交錯(cuò)組包括與每一個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的傳感器以使得該交錯(cuò)組沿著柔性部件的長(zhǎng)度在相同的軸向位置處測(cè)量不同的參數(shù)?？梢圆捎脗鞲衅鞯年嚵衼硐蚪o定區(qū)域映射、監(jiān)測(cè)、應(yīng)用治療等等。在方框610中，通過各傳感器從多個(gè)數(shù)據(jù)源同時(shí)收集數(shù)據(jù)。使用光纖介入儀器執(zhí)行測(cè)試或者治療，或者執(zhí)行任何其它動(dòng)作。在一個(gè)實(shí)施例中，在方框612中，各傳感器被相對(duì)定位，相對(duì)位置確定為在柔性部件位于數(shù)據(jù)收集位置時(shí)提供對(duì)于不同數(shù)據(jù)源的接近。在方框614中，測(cè)量?jī)蓚€(gè)或者更多分段的分段運(yùn)動(dòng)以提供對(duì)于儀器的更加精確的位置取向。在另一實(shí)施例中，使用分布的傳感器測(cè)量?jī)x器的分段的變形以確定在介入程序期間對(duì)于儀器的組織響應(yīng)。在方框616中，光纖和傳感器陣列可以被定制并重新定位以提供適合于給定程序的靈活設(shè)計(jì)。本原理提供用于使用醫(yī)療儀器中的光纖技術(shù)來執(zhí)行臨床、手術(shù)或者測(cè)試應(yīng)用的系統(tǒng)和方法。臨床應(yīng)用包括但不限于基于導(dǎo)管的導(dǎo)航、映射和消融用于房顫或者室性心律失常的治療(FBG功能化的消融導(dǎo)管、肺靜脈環(huán)路導(dǎo)管、冠狀竇導(dǎo)管等等)、肺靜脈收縮監(jiān)測(cè)、心臟再同步治療和心臟收縮性/機(jī)電同步評(píng)估、心臟過濾設(shè)備或者球狀物布置、經(jīng)導(dǎo)管的閥更換以及在心臟、肺部或者身體介入中的FBG使能的基于內(nèi)窺鏡的程序(成像、活檢、消融、NOTES等等)。也存在可應(yīng)用本原理的其它應(yīng)用和程序并且可由當(dāng)前實(shí)施例構(gòu)思。在解釋所附權(quán)利要求時(shí)，應(yīng)該理解a)詞語“包括”不排除在給定權(quán)利要求中列出的元件或者動(dòng)作之外的其它元件或者行為的存在；b)位于元件前面的詞語“一”不排除多個(gè)這樣的元件的存在；c)權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不限制其范圍；d)若干“裝置”可以由實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)或者功能的相同項(xiàng)目或者硬件或者軟件代表；并且e)不旨在要求特定的動(dòng)作次序，除非特別指出。已經(jīng)描述了用于生物物理學(xué)參數(shù)(旨在是說明性的而非限制性的)的快速分布式測(cè)量的光學(xué)感測(cè)-使能的介入儀器的系統(tǒng)和方法的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)注意，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在上面的教導(dǎo)下可以做出各種修改和變型。因此應(yīng)理解，可以對(duì)本公開的特定實(shí)施例做出改變，該改變落入由所附權(quán)利要求概括的這里公開的實(shí)施例的范圍內(nèi)。因而描述細(xì)節(jié)，并且在所附權(quán)利要求中闡述了特別是專利法要求的，請(qǐng)求保護(hù)的以及期望由專利特許證保護(hù)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種介入儀器，包括細(xì)長(zhǎng)柔性部件(100)，具有縱向設(shè)置的一個(gè)或者多個(gè)部分(101)；至少一個(gè)光纖(104)，內(nèi)部地設(shè)置在所述柔性部件中；多個(gè)傳感器(102)，耦合到所述至少一個(gè)光纖并且沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度分布，以使得所述傳感器定位為沿著所述柔性部件在不同位置中的至少一個(gè)位置并且對(duì)于不同數(shù)據(jù)源同時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)以提供分布式感測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述細(xì)長(zhǎng)柔性部件(100)包括引導(dǎo)線、導(dǎo)管和內(nèi)窺鏡工具的其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述至少一個(gè)光纖(104)包括在所述柔性部件內(nèi)分布的多個(gè)光纖。
4.如權(quán)利要求3所述的儀器，還包括與所述多個(gè)光纖(104)相關(guān)聯(lián)的傳感器006)的對(duì)準(zhǔn)組，其中所述對(duì)準(zhǔn)組包括與每一個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的傳感器，以使得所述對(duì)準(zhǔn)組在沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度的相同軸向位置處測(cè)量相同的參數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的儀器，還包括與所述多個(gè)光纖(104)相關(guān)聯(lián)的傳感器006)的交錯(cuò)組，其中所述交錯(cuò)組包括與每一個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的傳感器，以使得所述交錯(cuò)組在沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度的相同軸向位置處測(cè)量不同的參數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的儀器，其中，結(jié)合在程序前、程序中或者與光學(xué)詢問同時(shí)獲取的成像數(shù)據(jù)(130)使用所述儀器。
7.如權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述傳感器(10 測(cè)量運(yùn)動(dòng)、應(yīng)變、磁性、位置、電壓、溫度、壓力、生物化學(xué)狀態(tài)和顏色中的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求1所述的儀器，其中，至少兩個(gè)傳感器(10 具有彼此間的相對(duì)位置，所述相對(duì)位置確定為在所述柔性部件位于數(shù)據(jù)收集位置時(shí)提供對(duì)于不同數(shù)據(jù)源的接近，以使得由所述至少兩個(gè)傳感器中的各個(gè)傳感器從每一個(gè)數(shù)據(jù)源同時(shí)收集數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述一個(gè)或者多個(gè)部分(101)包括一個(gè)或者多個(gè)分段(101)，所述一個(gè)或者多個(gè)分段包括光學(xué)傳感器，其中所述光學(xué)傳感器測(cè)量每一個(gè)分段的分段運(yùn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述傳感器(10 分布為使得在所述儀器的分段(101)中誘發(fā)的變形、振動(dòng)或者其它失真模式被測(cè)量，以確定對(duì)于所述儀器的組織響應(yīng)，或者來自所述儀器的關(guān)于組織-儀器相互作用的反饋的其中之一。
11.如權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述柔性部件包括暴露內(nèi)部傳感器的可關(guān)閉的孔。
12.一種用于介入程序的系統(tǒng)，包括介入儀器(100)，包括細(xì)長(zhǎng)柔性部件，所述細(xì)長(zhǎng)柔性部件具有縱向設(shè)置的一個(gè)或者多個(gè)分段部分(101)；至少一個(gè)光纖(104)，內(nèi)部地設(shè)置在所述柔性部件中；以及多個(gè)光學(xué)傳感器(102)，耦合到所述至少一個(gè)光纖并且沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度分布，以使得所述光學(xué)傳感器定位為在不同位置中的至少一個(gè)位置并且對(duì)于不同的數(shù)據(jù)源同時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)以提供分布式感測(cè)；以及工作站(112)，配置為提供接口(159)以控制所述介入儀器并且使用所述介入儀器執(zhí)行程序。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括用于在介入程序期間跟蹤所述儀器的位置/形狀跟蹤系統(tǒng)(112，116)，其中所述工作站包括顯示器，以使得從所述儀器收集的位置數(shù)據(jù)覆蓋在圖像數(shù)據(jù)上。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述儀器上并且使用所述工作站控制的治療機(jī)構(gòu)(154)，以使得在介入程序期間對(duì)組織施加治療。
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述儀器上并且使用所述工作站控制的固定機(jī)構(gòu)(12 ，以使得在介入程序期間所述固定機(jī)構(gòu)的激活相對(duì)于目標(biāo)位置穩(wěn)定或者定位所述傳感器中的至少一個(gè)。
16.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)光纖包括在所述柔性部件內(nèi)分布的多個(gè)光纖(104)并且還包括與所述多個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的光學(xué)傳感器006)的對(duì)準(zhǔn)組，其中所述對(duì)準(zhǔn)組包括與每一個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的傳感器，以使得所述對(duì)準(zhǔn)組在沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度的相同軸向位置處測(cè)量相同的參數(shù)。
17.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)光纖包括在所述柔性部件內(nèi)分布的多個(gè)光纖(104)并且還包括與所述多個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的光學(xué)傳感器006)的交錯(cuò)組，其中所述交錯(cuò)組包括與每一個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的傳感器，以使得所述交錯(cuò)組在沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度的相同軸向位置處測(cè)量不同的參數(shù)。
18.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，至少兩個(gè)傳感器(102)具有彼此間的相對(duì)位置，所述相對(duì)位置確定為在所述柔性部件位于數(shù)據(jù)收集位置時(shí)提供對(duì)于不同數(shù)據(jù)源的接近，以使得由所述至少兩個(gè)傳感器中的各個(gè)傳感器從每一個(gè)數(shù)據(jù)源同時(shí)收集數(shù)據(jù)。
19.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或者多個(gè)分段(101)包括多個(gè)分段，所述多個(gè)分段包括光學(xué)傳感器(102)，其中所述光學(xué)傳感器測(cè)量每一個(gè)分段的分段運(yùn)動(dòng)。
20.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)傳感器(102)分布為使得所述儀器的分段的變形被測(cè)量，以在介入程序期間確定對(duì)于所述儀器的組織響應(yīng)。
21.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述柔性部件包括暴露內(nèi)部傳感器的可關(guān)閉的孔。
22.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，結(jié)合在程序前、程序中或者與光學(xué)詢問同時(shí)獲取的成像數(shù)據(jù)(130)使用所述儀器。
23.一種醫(yī)療介入方法，包括提供(60 介入儀器，所述介入儀器包括細(xì)長(zhǎng)柔性部件，所述細(xì)長(zhǎng)柔性部件具有縱向設(shè)置的一個(gè)或者多個(gè)部分；至少一個(gè)光纖，內(nèi)部地設(shè)置在所述柔性部件中；以及多個(gè)光學(xué)傳感器，耦合到所述至少一個(gè)光纖并且沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度分布，以使得所述光學(xué)傳感器定位為沿著所述柔性部件在不同位置中的至少一個(gè)位置并且對(duì)于不同的數(shù)據(jù)源參數(shù)同時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)以提供分布式感測(cè)；以及將所述介入儀器引導(dǎo)(604)到身體中以執(zhí)行醫(yī)療程序。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括對(duì)準(zhǔn)(606)與多個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的光學(xué)傳感器的組，其中對(duì)準(zhǔn)組包括與每一個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的傳感器，以使得所述對(duì)準(zhǔn)組在沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度的相同軸向位置處測(cè)量相同的參數(shù)。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括交錯(cuò)(608)與所述多個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的光學(xué)傳感器的組，其中交錯(cuò)組包括與每一個(gè)光纖相關(guān)聯(lián)的傳感器，以使得所述交錯(cuò)組在沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度的相同軸向位置處測(cè)量不同的參數(shù)。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括由各個(gè)傳感器從多個(gè)數(shù)據(jù)源同時(shí)收集(610)數(shù)據(jù)，其中所述各個(gè)傳感器具有彼此間的相對(duì)位置，所述相對(duì)位置確定為在所述柔性部件位于數(shù)據(jù)收集位置時(shí)提供對(duì)于不同數(shù)據(jù)源的接近。
27.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括測(cè)量(614)所述一個(gè)或者多個(gè)部分的兩個(gè)或者更多分段的分段運(yùn)動(dòng)。
28.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括使用分布的傳感器測(cè)量(614)所述儀器的分段的變形，以在介入程序期間確定對(duì)于所述儀器的組織響應(yīng)。
全文摘要
一種介入儀器、系統(tǒng)和方法包括具有縱向設(shè)置的一個(gè)或者多個(gè)分段部分(101)的細(xì)長(zhǎng)柔性部件(100)。光纖(104)內(nèi)部地設(shè)置在所述柔性部件中。多個(gè)光學(xué)傳感器(102)耦合到所述光纖并且沿著所述柔性部件的長(zhǎng)度分布以使得所述光學(xué)傳感器定位為在沿著所述柔性部件的不同位置或者不同數(shù)據(jù)源處同時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)以提供分布式感測(cè)。
文檔編號(hào)A61B19/00GK102573691SQ201080047765
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者A·E·德雅爾丹, G·T·霍夫特, G·謝克特, M·E·巴利, R·陳 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司