專(zhuān)利名稱(chēng)：用于針和醫(yī)療部件的插入引導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
用于針和醫(yī)療部件的插入弓I導(dǎo)系統(tǒng)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)是2008年11月25日遞交的、題為“用于導(dǎo)管的血管內(nèi)放置的集成系統(tǒng)(Integrated System for Intravascular Placement of a Catheter) ”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 12/323,273的部分繼續(xù)申請(qǐng)。本申請(qǐng)還要求2010年5月28日遞交的、題為“針插入引導(dǎo)系統(tǒng)(Needle Insertion Guidance System) ”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 61/349, 771的優(yōu)先權(quán)。前述申請(qǐng)中的每個(gè)通過(guò)引用被整體并入本文。

發(fā)明內(nèi)容
簡(jiǎn)要概述，本發(fā)明的實(shí)施方案涉及集成導(dǎo)管放置系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被配置來(lái)在患者的脈管系統(tǒng)中準(zhǔn)確地放置導(dǎo)管。所述集成系統(tǒng)采用至少兩種形式來(lái)改善導(dǎo)管放置的準(zhǔn)確性1)用于將導(dǎo)管導(dǎo)入患者的脈管系統(tǒng)的超聲輔助引導(dǎo)；以及2)末端定位系統(tǒng)(“TLS”)，或在導(dǎo)管通過(guò)脈管系統(tǒng)的推進(jìn)過(guò)程中對(duì)導(dǎo)管末端的基于磁方式的(例如永久磁體或電磁體)追蹤，以在這樣的推進(jìn)過(guò)程中檢測(cè)并便利對(duì)任何末端錯(cuò)位的糾正。在一個(gè)實(shí)施方案中，集成系統(tǒng)包括具有控制處理器的系統(tǒng)控制臺(tái)，用于臨時(shí)放置在患者的身體的一部分上的末端定位傳感器，以及超聲探測(cè)器。所述末端定位傳感器在導(dǎo)管被設(shè)置在脈管系統(tǒng)中時(shí)感測(cè)設(shè)置在導(dǎo)管內(nèi)腔中的探針的磁場(chǎng)。在導(dǎo)管導(dǎo)入脈管系統(tǒng)之前，超聲探測(cè)器以超聲方式成像脈管系統(tǒng)的一部分。此外，超聲探測(cè)器包括使用者輸入控制裝置，所述使用者輸入控制裝置用于控制在超聲模式中的超聲探測(cè)器的使用以及在末端定位模式中的末端定位傳感器的使用。在另ー實(shí)施方案中,第三種方式，即，基于ECG信號(hào)的導(dǎo)管末端引導(dǎo)被包括在所述系統(tǒng)中，以使能導(dǎo)管末端的引導(dǎo)至ー相對(duì)于產(chǎn)生ECG信號(hào)的患者的心臟結(jié)(a node of thepatient' s heart)的期望位置。此外，本公開(kāi)的實(shí)施方案還涉及用于輔助針或其他醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)。引導(dǎo)系統(tǒng)使用超聲成像或者其他適合的成像技木。

在一個(gè)實(shí)施方案中，引導(dǎo)系統(tǒng)包括成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測(cè)器，用于產(chǎn)生內(nèi)部身體部分目標(biāo)(例如，舉例說(shuō)明，皮下脈管)的圖像。與所述探測(cè)器一起被包括的ー個(gè)或者更多個(gè)傳感器。傳感器感測(cè)與所述針相關(guān)的可檢測(cè)特征，例如與所述針一起被包括的磁體的磁場(chǎng)。系統(tǒng)包括處理器，所述處理器使用與由傳感器感測(cè)的可檢測(cè)特征相關(guān)的數(shù)據(jù)，來(lái)在三個(gè)空間維度上確定所述針的位置和/或定向。系統(tǒng)包括顯示器，用于描繪所述針的位置和/或定向以及所述目標(biāo)的圖像。除了基于磁體的檢測(cè)之外，還公開(kāi)了用于檢測(cè)醫(yī)療部件的其他方式，包括基于光學(xué)和基于電磁信號(hào)的系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)施方案的這些和其他特征將從下面的說(shuō)明和所附的權(quán)利要求書(shū)中變得更加完整清晰，或者可以通過(guò)對(duì)由下文所闡明的本發(fā)明實(shí)施方案的實(shí)踐來(lái)獲悉。


將通過(guò)參考本發(fā)明的具體的實(shí)施方案提供對(duì)本發(fā)明的更加具體的描述，所述的具體實(shí)施方案在所附的附圖中被圖示說(shuō)明?？梢岳斫?，這些附圖僅描繪本發(fā)明的典型實(shí)施方案，因而不能被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。將通過(guò)使用說(shuō)明書(shū)附圖來(lái)以附加的特征和細(xì)節(jié)對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案進(jìn)行描述和解釋?zhuān)渲袌D1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案，描繪用于脈管系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)管放置的集成系統(tǒng)的各種元件的框圖；圖2為患者和借助于圖1的所述集成系統(tǒng)被插入患者的導(dǎo)管的簡(jiǎn)化視圖；圖3A和3B為圖1的所述集成系統(tǒng)的探測(cè)器的視圖；圖4為如被描繪在圖1的所述集成系統(tǒng)的顯示器上的超聲成像的屏幕截圖；圖5為在患者脈管系統(tǒng)中放置導(dǎo)管時(shí)被用來(lái)與圖1的所述系統(tǒng)一起使用的探針的立體視圖；圖6為如被描繪在圖1的所述集成系統(tǒng)的顯示器上的圖標(biāo)(icon)，指示在導(dǎo)管末端的放置過(guò)程中圖5的所述探針的遠(yuǎn)側(cè)端的位置；圖7A-7E描繪在導(dǎo)管末端的放置過(guò)程中可以被描繪在圖1的所述集成系統(tǒng)的所述顯示器上的各種示例性圖標(biāo)；圖8A-8C為在導(dǎo)管末端的放置過(guò)程中被描繪在圖1的所述集成系統(tǒng)的顯示器上的圖像的屏幕截
圖9為根據(jù)本發(fā)明的另ー示例性實(shí)施方案，描述用于脈管系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)管放置的集成系統(tǒng)的各種元件的框圖；圖10為患者和借助于圖9的所述集成系統(tǒng)被插入患者的導(dǎo)管的簡(jiǎn)化視圖；圖11為在患者脈管系統(tǒng)中放置導(dǎo)管時(shí)被用來(lái)與圖9的所述集成系統(tǒng)一起使用的探針的立體視圖；圖12A-12E為圖11的所述探針的各部分的各種視圖；圖13A-13D為用于與圖9的所述集成系統(tǒng)一起使用的鰭狀連接器(finconnector)組件的各種視圖；圖14A-14C為示出探針繩纜與鰭狀連接器以及圖9的所述集成系統(tǒng)的傳感器的連接的視圖；圖15為圖14C所示出的所述探針繩纜、鰭狀連接器以及傳感器的連接的剖視圖；圖16為患者的ECG跡線的簡(jiǎn)化視圖；圖17為在導(dǎo)管末端的放置過(guò)程中被描繪在圖9的所述集成系統(tǒng)的顯示器上的圖像的屏幕截圖；圖18為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案描繪用于針和其他醫(yī)療部件的基于超聲的引導(dǎo)系統(tǒng)的各要素的框圖；圖19為患者和插入患者體內(nèi)的導(dǎo)管的簡(jiǎn)化視圖，示出圖18的引導(dǎo)系統(tǒng)可以被用于其中的ー種可能的環(huán)境；圖20為圖18的引導(dǎo)系統(tǒng)的超聲探測(cè)器的頂視圖；圖2IA為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于與圖18的引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針的側(cè)視圖；圖21B為圖21A的針的端視圖；圖22A和圖22B為被用來(lái)朝向患者身體內(nèi)的脈管引導(dǎo)針的引導(dǎo)系統(tǒng)的超聲探測(cè)器的簡(jiǎn)化視圖；圖23A和圖23B示出用于在引導(dǎo)系統(tǒng)的顯示器上進(jìn)行描繪的可能的屏幕截圖，示出根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案的針的位置和定向；圖24示出根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案的用于將針導(dǎo)引至患者身體內(nèi)的期望目標(biāo)的方法的各階段；圖25示出根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案的用于附接到超聲探測(cè)器和相關(guān)聯(lián)的顯示器的傳感器陣列；圖26為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于與圖18的引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針握持器槍(needle holder gun)的簡(jiǎn)化視圖；圖27為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的包括光學(xué)引導(dǎo)系統(tǒng)的元件的超聲探測(cè)器和針的簡(jiǎn)化視圖；圖28示出根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案的圖27的超聲探測(cè)器和針的操作；圖29為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方 案的包括基于電磁信號(hào)的引導(dǎo)系統(tǒng)的兀件的超聲探測(cè)器和針的簡(jiǎn)化視圖；圖30為根據(jù)另ー實(shí)施方案的包括基于電磁信號(hào)的引導(dǎo)系統(tǒng)的元件的超聲探測(cè)器和針的簡(jiǎn)化視圖；圖31A-31D為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于與針引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針和相關(guān)聯(lián)的部件的各種視圖；圖32為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于與針引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針的側(cè)視圖；圖33A和33B為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于與針引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的針的各種視圖；以及圖34A-34G為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于與針引導(dǎo)系統(tǒng)一起使用的各種形狀的磁元件的視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖，其中相似的結(jié)構(gòu)將被提供以相似的參考編號(hào)?？梢岳斫猓綀D為本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的圖解的和示意的表征，并且所述附圖為非限制性的，也無(wú)須按比例繪制。為清楚起見(jiàn)，將理解到的是，詞語(yǔ)“近側(cè)的(proximal) ”是指相對(duì)地更靠近使用本文要描述的設(shè)備的臨床醫(yī)生的方向，而詞語(yǔ)“遠(yuǎn)側(cè)的(distal) ”是指相對(duì)地遠(yuǎn)離臨床醫(yī)生的方向。例如，被放置在患者體內(nèi)的導(dǎo)管的端被認(rèn)為是所述導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端，而所述導(dǎo)管仍保留在體外的端為所述導(dǎo)管的近側(cè)端。另外，如本文(包括權(quán)利要求書(shū))所使用的詞語(yǔ)“包括(including) ”、“具有(has) ”以及“具有(having) ”,應(yīng)當(dāng)具有同詞語(yǔ)“包括(comprising)”相同的意思。1.輔助的導(dǎo)管放置本發(fā)明總地涉及被配置來(lái)在患者的脈管系統(tǒng)中準(zhǔn)確地放置導(dǎo)管的導(dǎo)管放置系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述導(dǎo)管放置系統(tǒng)采用至少兩種方式來(lái)改善導(dǎo)管放置的準(zhǔn)確性1)用于將導(dǎo)管導(dǎo)入患者的脈管系統(tǒng)的超聲輔助引導(dǎo)；以及2)末端定位/導(dǎo)引系統(tǒng)(“TLS”)，或在導(dǎo)管通過(guò)彎曲的脈管系統(tǒng)路徑的推進(jìn)過(guò)程中對(duì)導(dǎo)管末端的基于磁方式的追蹤，以在這樣的推進(jìn)過(guò)程中檢測(cè)并便利對(duì)任何末端錯(cuò)位的糾正。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案，本系統(tǒng)的超聲引導(dǎo)和末端定位的特征是被集成到単一設(shè)備中的，以供臨床醫(yī)生使用來(lái)放置導(dǎo)管。這兩種方式被集成到單ー設(shè)備中簡(jiǎn)化了導(dǎo)管放置過(guò)程，并得到相對(duì)更快的導(dǎo)管放置方式。例如，所述集成導(dǎo)管放置系統(tǒng)使超聲和TLS的活動(dòng)能夠從所述集成系統(tǒng)的單一的顯示器上被觀察到。再者，位于所述集成設(shè)備的超聲探測(cè)器(所述探測(cè)器在導(dǎo)管放置的過(guò)程中被保持在患者的無(wú)菌區(qū)域內(nèi))上的控制裝置可以被用來(lái)控制所述系統(tǒng)的功能，從而消除對(duì)臨床醫(yī)生到所述無(wú)菌區(qū)域之外以控制所述系統(tǒng)的需要。在另ー實(shí)施方案中,第三種方式，即，基于ECG信號(hào)的導(dǎo)管末端引導(dǎo)被包括在所述系統(tǒng)中，以使能導(dǎo)管末端的引導(dǎo)至ー相對(duì)于產(chǎn)生ECG信號(hào)的患者的心臟結(jié)的期望位置。本文也將這樣的基于ECG的安置輔助稱(chēng)為“末端確認(rèn)”。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案，上述這三種方式的組合使所述導(dǎo)管放置系統(tǒng)能夠以ー相對(duì)較高水平的準(zhǔn)確性便利在患者的脈管系統(tǒng)中的導(dǎo)管放置，即導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)末端在預(yù)先確定的且期望的位置的放置。另外，由于所述導(dǎo)管末端的所述基于ECG的引導(dǎo)，對(duì)末端的放置進(jìn)行的糾正可以無(wú)需起確認(rèn)作用的X射線而被確認(rèn)。這又減少了患者受到X射線的潛在害處、將患者送往X射線部門(mén)和從X射線部門(mén)送回所耗費(fèi)的成本和時(shí)間、昂貴而不便的導(dǎo)管再安置(reposition)過(guò)程等等。首先參考描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案配置的導(dǎo)管放置系統(tǒng)(“系統(tǒng)”)的各種部件的圖1和2，所述系統(tǒng)一般地被標(biāo)明為10。如所示的，系統(tǒng)10 —般地包括控制臺(tái)20、顯示器30、探測(cè)器40以及 傳感器50，其中每ー個(gè)均將在下面進(jìn)ー步詳細(xì)描述。圖2示出相對(duì)患者70，在通過(guò)皮膚插入部位73將導(dǎo)管72放入患者脈管系統(tǒng)的過(guò)程中，這些部件的一般關(guān)系。圖2示出導(dǎo)管72 —般地包括留在患者外部的近側(cè)部分74以及在放置完成后留在患者脈管系統(tǒng)中的遠(yuǎn)側(cè)部分76。系統(tǒng)10被用來(lái)將導(dǎo)管72的遠(yuǎn)側(cè)末端76A最終安置(position)在患者脈管系統(tǒng)中的期望位置。在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端76A而言，所述期望位置是臨近患者的心臟，例如在上腔靜脈(“SVC”)的下三分之一(1/3)部分內(nèi)。當(dāng)然，系統(tǒng)10可以被用來(lái)將所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端放置在其他位置。導(dǎo)管近側(cè)部分74還包括轂(hub)74A，轂74A提供導(dǎo)管72的ー個(gè)或更多個(gè)內(nèi)腔與從所述轂向近側(cè)延伸的ー個(gè)或更多個(gè)延伸腿74B之間的流體連通?？刂婆_(tái)20的示例性實(shí)施方式被示于圖SC中，然而，理解到的是，所述控制臺(tái)可以采用各種形式中的ー種。包括非易失性存儲(chǔ)器(例如EEPR0M)的處理器22被包括在控制臺(tái)20中，用于在系統(tǒng)10的操作期間控制系統(tǒng)的功能，從而起到控制處理器的作用。與控制臺(tái)20 —起，還包括數(shù)字控制器/模擬界面24，并且所述數(shù)字控制器/模擬界面24同時(shí)與處理器22和其他系統(tǒng)部件通信，以控制探測(cè)器40、傳感器50以及其他系統(tǒng)部件之間的接ロ連接(interfacing)。系統(tǒng)10還包括用干與傳感器50連接的端ロ 52以及可選的部件54，包括打印機(jī)、儲(chǔ)存介質(zhì)、鍵盤(pán)等。在一個(gè)實(shí)施方案中所述端ロ為USB端ロ，然而其他端ロ類(lèi)型或端ロ類(lèi)型的組合可以被用于這一端口和本文所描述的其他接ロ連接。與控制臺(tái)20—起，包括有電源連接裝置56，以使能與外部電源供應(yīng)裝置58的可操作連接。也可以采用內(nèi)部電池60與外部電源供應(yīng)裝置一起使用，或単獨(dú)使用內(nèi)部電池60。與所述控制臺(tái)20的數(shù)字控制器/模擬界面24 —起，包括有電源管理電路59，以調(diào)節(jié)電源的使用及分配。
在本實(shí)施方案中，顯示器30被集成到控制臺(tái)20中，并且在導(dǎo)管放置過(guò)程中被用來(lái)向臨床醫(yī)生顯示信息。在另ー實(shí)施方案中，所述顯示器可以是與所述控制臺(tái)分離的。如將了解到的，由顯示器30所描述的內(nèi)容根據(jù)所述導(dǎo)管放置系統(tǒng)所在的模式(US、TLS或在其他實(shí)施方案中的ECG末端確認(rèn))而變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，控制臺(tái)按鈕界面32 (見(jiàn)圖1、8C)和被包括在探測(cè)器40上的按鈕可以被用來(lái)直接由所述臨床醫(yī)生調(diào)用(call up) 一期望的模式至向顯示器30，以在放置過(guò)程中起到輔助作用。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如在圖17中，來(lái)自多種模式(例如TLS和ECG)的信息可以被同時(shí)顯示。因而，系統(tǒng)控制臺(tái)20的單ー顯示器30可以被用于在進(jìn)入患者的脈管系統(tǒng)中時(shí)進(jìn)行的超聲引導(dǎo)，在通過(guò)脈管系統(tǒng)的導(dǎo)管推進(jìn)過(guò)程中的TLS引導(dǎo)，以及(如在稍后的實(shí)施方案中的)相對(duì)于患者的心臟結(jié)的導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端放置的基于ECG的確認(rèn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述顯不器30為ー IXD設(shè)備。圖3A和3B根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案描繪探測(cè)器40的特征。探測(cè)器40被用來(lái)與上面提到的所述第一方式一起使用，即，脈管(例如，靜脈)的基于超聲(“US”)的可視化，為導(dǎo)管72插入脈管系統(tǒng)做準(zhǔn)備。這樣的可視化為將導(dǎo)管導(dǎo)入患者的脈管系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的超聲引導(dǎo)，并且有助于減少與這樣的導(dǎo)入相關(guān)聯(lián)的典型并發(fā)癥，包括意外動(dòng)脈穿孔、血腫、氣胸等等手持探測(cè)器40包括容納有壓電陣列的頭部80，當(dāng)所述頭部以抵住患者皮膚的方式鄰近預(yù)期的插入部位73 (圖2)被放置時(shí)，所述壓電陣列用來(lái)產(chǎn)生超聲脈沖并接收由患者身體反射后的所述超聲脈沖的反射波。探測(cè)器40還包括可以被包括在按鈕板(pad)82上的多個(gè)控制按鈕84。在本實(shí)施方案中，系統(tǒng)10的方式可以是由控制按鈕84控制的，因而，排除了臨床醫(yī)生到所述無(wú)菌區(qū)域(是在導(dǎo)管放置之前圍繞患者插入部位形成的)之外的需要，以經(jīng)由控制臺(tái)按鈕界面32的使用來(lái)改變模式。這樣，在一個(gè)實(shí)施方案中，臨床醫(yī)生采用所述第一(US)方式來(lái)確定適當(dāng)?shù)牟迦氩课徊⑿纬擅}管進(jìn)入，例如利用針或?qū)бb置，然后利用導(dǎo)管。然后，所述臨床醫(yī)生可以經(jīng)由推按探測(cè)器按鈕控制板82上的按鈕無(wú)縫地切換到所述第二(TLS)方式，而無(wú)需到所述無(wú)菌區(qū)域之外。然后，可以使用所述TLS模式來(lái)幫助導(dǎo)管72通過(guò)脈管系統(tǒng)朝所意圖的目的地推迸。圖1示出探測(cè)器40還包括按鈕和存儲(chǔ)器控制器42，用來(lái)控制按鈕和探測(cè)器的操作。在一個(gè)實(shí)施方案中，按鈕和存儲(chǔ)器控制器42可以包括非易失性存儲(chǔ)器，例如EEPR0M。按鈕和存儲(chǔ)器控制器42與控制臺(tái)20的探測(cè)器接ロ 44進(jìn)行可操作的通信，探測(cè)器接ロ 44包括用干與所述探測(cè)器壓電陣列接ロ連接的壓電輸入/輸出部件44A，以及用干與按鈕和存儲(chǔ)器控制器42接ロ連接的按鈕和存儲(chǔ)器輸入/輸出部件44B。圖4示出當(dāng)系統(tǒng)10在其第一超聲方式時(shí)，如在顯示器30上所描繪的示例性屏幕截圖88。示出患者70的皮下區(qū)域的圖像90，描繪靜脈92的截面。由探測(cè)器40的所述壓電陣列的操作生成圖像90。同樣被包括在顯示器屏幕截圖88上的是測(cè)深標(biāo)尺指示器94、內(nèi)腔尺寸比例96以及其他指示標(biāo)記98，測(cè)深標(biāo)尺指示器94提供關(guān)于在患者皮膚下圖像90的深度的信息，內(nèi)腔尺寸比例96提供關(guān)于相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管內(nèi)腔尺寸的靜脈92的尺寸的信息，其他指示標(biāo)記98提供關(guān)于系統(tǒng)10的狀態(tài)或可能采取的動(dòng)作的信息，例如，定格畫(huà)面、圖像模板、保存數(shù)據(jù)、圖像打印、電源狀態(tài)、圖像亮度等等。請(qǐng)注意，在其他實(shí)施方案中，當(dāng)靜脈被描繪在圖像90中時(shí)，其他身體內(nèi)腔或部分可以被成像。注意到的是，如果期望的話，在圖4中所示出的所述US模式可以同時(shí)與其他模式(例如，所述TLS模式)一起被描繪在顯示器30上。在導(dǎo)管放置期間，除可視的顯示器30以外，系統(tǒng)10還可以采用聽(tīng)覺(jué)信息(例如，嘟嘟聲、音調(diào)等等)來(lái)輔助臨床醫(yī)生。另外，包括在探測(cè)器40上的所述按鈕和控制臺(tái)按鈕界面32可以以各種方式來(lái)配置，包括除了按鈕以外使用例如滑動(dòng)開(kāi)關(guān)、切換開(kāi)關(guān)、電子或觸控感應(yīng)式板等等的使用者輸入控制裝置。附加地，在系統(tǒng)10的使用期間，US和TLS 二者的活動(dòng)可以同時(shí)發(fā)生或單獨(dú)發(fā)生。如剛剛所描述的，手持超聲探測(cè)器40被用來(lái)作為集成導(dǎo)管放置系統(tǒng)10的一部分，以使能患者的脈管系統(tǒng)外周的US可視化，為導(dǎo)管的經(jīng)皮導(dǎo)入做準(zhǔn)備。然而，在本示例性實(shí)施方案中，如下面所描述的，當(dāng)在脈管系統(tǒng)中導(dǎo)引所述導(dǎo)管朝向其期望的目的地前進(jìn)時(shí)，所述探測(cè)器還被用來(lái)控制系統(tǒng)10的所述TLS部分或第二方式的功能。再者，因?yàn)樘綔y(cè)器40被用于所述患者的所述無(wú)菌區(qū)域中，這ー特征使得能夠完全從所述無(wú)菌區(qū)域中對(duì)TLS的功能進(jìn)行控制。因而，探測(cè)器40為雙重用途的設(shè)備，使能從所述無(wú)菌區(qū)域?qū)ο到y(tǒng)10的US和TLS功能的方便控制。在一個(gè)實(shí)施方案中，如下面將進(jìn)ー步描述的，所述探測(cè)器還可以被用來(lái)控制與ECG相關(guān)的或?qū)Ч芊胖孟到y(tǒng)10的第三方式的ー些或全部功能。導(dǎo)管放置系統(tǒng)10還包括上面提到的所述第二方式，即，基于磁方式的導(dǎo)管TLS或末端定位系統(tǒng)。在初始放入并通過(guò)患者70的脈管系統(tǒng)推進(jìn)的過(guò)程中，所述TLS使臨床醫(yī)生能夠快速定位并確認(rèn)導(dǎo)管72的位置和/或定向，所述導(dǎo)管72例如為外周靜脈穿刺中心靜脈導(dǎo)管(“PICC”)、中心靜脈導(dǎo)管(“CVC”)或其他適合的導(dǎo)管。具體地，所述TLS方式檢測(cè)由裝配有磁元件的末端定位探針激發(fā)的磁場(chǎng)，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述末端定位探針被預(yù)裝入被以縱向方式限定的導(dǎo)管72的內(nèi)腔中，從而使所述臨床醫(yī)生能夠確定在患者身體內(nèi)所述導(dǎo)管末端的大體位置及定向。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以使用如下的美國(guó)專(zhuān)利中的一種或更多種教導(dǎo)對(duì)所述磁組件進(jìn)行追蹤5, 775，332 ;5，879，297 ;6，129，668 ;6，216，028以及6，263，230。本文通過(guò)引用將前面提到的美國(guó)專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容并入本申請(qǐng)。所述TLS還顯示所述導(dǎo)管末端所指向的方向，從而進(jìn)一歩輔助導(dǎo)管的準(zhǔn)確放置。所述TLS進(jìn)ー步輔助臨床醫(yī)生確定所述導(dǎo) 管末端的錯(cuò)位是何時(shí)發(fā)生的，例如在所述末端已經(jīng)偏離所期望的靜脈路徑進(jìn)入另ー靜脈的情況時(shí)。如所提到的，所述TLS利用探針來(lái)使導(dǎo)管72的所述遠(yuǎn)側(cè)端在其通過(guò)脈管系統(tǒng)的推進(jìn)過(guò)程中能夠被追蹤。圖5給出了這樣的探針100的ー實(shí)施例，探針100包括近側(cè)端100A和遠(yuǎn)側(cè)端100B。在探針近側(cè)端100A包括有手柄，以及從所述手柄中向遠(yuǎn)側(cè)延伸的芯線104。磁組件被設(shè)置在芯線104遠(yuǎn)側(cè)。所述磁組件包括一個(gè)或更多個(gè)鄰近探針遠(yuǎn)側(cè)端100B被彼此相鄰設(shè)置且由管108封裝的磁元件106。在本實(shí)施方案中，包括有多個(gè)磁元件106，每ー個(gè)元件包括與其他磁元件以端對(duì)端的方式堆疊的固體圓柱狀鐵磁體。粘合劑末端110可以在磁元件106遠(yuǎn)側(cè)塞堵管108的所述遠(yuǎn)側(cè)末端。請(qǐng)注意的是，在其他實(shí)施方案中，所述磁元件不僅僅在形狀方面，在組成、數(shù)目、尺寸、磁性類(lèi)型以及在所述探針遠(yuǎn)側(cè)段中的位置等方面的設(shè)計(jì)上也可以變化。例如，在ー個(gè)實(shí)施方案中，所述多個(gè)鐵磁元件由電磁組件替代，例如產(chǎn)生用于由所述傳感器檢測(cè)的磁場(chǎng)的電磁線圏。在此可用的組件的另ー實(shí)施例可以從題目為“醫(yī)療器械定位裝置(MedicalInstrument Location Means) ”的美國(guó)專(zhuān)利No. 5，099，845中得到，本文通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容并入本申請(qǐng)。此外，包括可以與所述TSL方式一起使用的磁元件的探針的其他實(shí)施例可以在2006年8月23日提交的題目為“探針儀器及制造方法(Stylet Apparatuses andMethods of Manufacture) ”的美國(guó)申請(qǐng)No. 11/466, 602中得到，本文通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容并入本申請(qǐng)。因此，本發(fā)明的實(shí)施方案意圖包括這些和其他變體。在此應(yīng)當(dāng)理解的是，如本文所使用的“探針(stylet) ”可以包括被配置來(lái)在所述導(dǎo)管的內(nèi)腔中以可移除的方式放置以幫助將所述導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端放置在患者的脈管系統(tǒng)中期望位置的各種設(shè)備中的任ー種。圖2示出探針100的設(shè)置情況，探針100基本上是在導(dǎo)管72的內(nèi)腔中，以致探針100的所述近側(cè)部分從所述導(dǎo)管內(nèi)腔向近側(cè)延伸，通過(guò)轂74A并通過(guò)延伸腿74B中選定的一個(gè)伸出。這樣設(shè)置在所述導(dǎo)管內(nèi)腔中，探針100的遠(yuǎn)側(cè)端100B與遠(yuǎn)側(cè)導(dǎo)管端76A基本上是共端頭的，以致由所述探針遠(yuǎn)側(cè)端的所述TLS所進(jìn)行的相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)指示所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端的位置。在TLS操作期間，系統(tǒng)10采用TLS傳感器50以檢測(cè)由探針100的磁元件106產(chǎn)生的磁場(chǎng)。如圖2中所示的，在導(dǎo)管插入期間，TLS傳感器50被放置在患者的胸部。將TlS傳感器50放置在患者胸部的預(yù)先確定的位置(如通過(guò)使用外部身體標(biāo)志(landmark))，以使能如上面所描述的被設(shè)置在導(dǎo)管72中的探針磁元件106的磁場(chǎng)，來(lái)使其在導(dǎo)管通行經(jīng)過(guò)患者脈管系統(tǒng)期間被檢測(cè)到。再者，因?yàn)樘结槾沤M件的磁元件106與導(dǎo)管72的遠(yuǎn)側(cè)端76A(圖2)是共端頭的，由TLS傳感器50所進(jìn)行的所述磁元件的磁場(chǎng)的檢測(cè)向臨床醫(yī)生提供關(guān)于所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端在其通行期間的位置和定向的信息。更具體地，如圖1所示的，TLS傳感器50經(jīng)由端ロ 52中的一個(gè)或更多個(gè)可操作地連接到系統(tǒng)10的控制臺(tái)20。請(qǐng)注意的是，在所述TLS傳感器和所述系統(tǒng)控制臺(tái)之間還可以使用其他連接方案而不受限制。正如所描述的，磁元件106被用在探針100中以使導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端76A(圖2)相對(duì)被放置在患者的胸部的TLS傳感器50的位置能夠是可觀察到的。在TLS模式期間，由TLS傳感器50所進(jìn)行的探針磁元件106的檢測(cè)以圖形化的方式被顯示在控制臺(tái)20的顯示器30上。以這種方`式，放置所述導(dǎo)管的臨床醫(yī)生能夠大體確定在患者脈管系統(tǒng)中導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端76A相對(duì)TLS傳感器50的位置，并且檢測(cè)導(dǎo)管錯(cuò)位(例如，所述導(dǎo)管沿非期望的靜脈所進(jìn)行的推迸)是何時(shí)發(fā)生的。圖6和7A-7E示出圖標(biāo)的實(shí)施例，所述圖標(biāo)可以被控制臺(tái)顯示器30使用以描繪由TLS傳感器50所進(jìn)行的探針磁元件106檢測(cè)。特殊地，圖6示出當(dāng)所述磁元件被安置在所述TLS傳感器下方吋，描繪探針100的所述遠(yuǎn)側(cè)部分(包括如被TLS傳感器50所檢測(cè)的磁元件106)的圖標(biāo)114。因?yàn)樘结樳h(yuǎn)側(cè)端100B與導(dǎo)管72的遠(yuǎn)側(cè)端76A基本上是共端頭的，所述圖標(biāo)指示所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端的位置和定向。圖7A-7E示出當(dāng)探針100的磁元件106沒(méi)有被安置在TLS傳感器50的正下方(但在仍能被檢測(cè)到的附近)時(shí)，可以被描繪在控制臺(tái)顯示器30上的各種圖標(biāo)。所述圖標(biāo)可以包括根據(jù)所述探針磁組件的位置(即，在本實(shí)施方案中，磁兀件106相對(duì)TLS傳感器50的位置)而被顯不的半圖標(biāo)114A和四分之一圖標(biāo)114B。圖8A-8C描繪在TLS模式中取自系統(tǒng)10的顯示器30的屏幕截圖，示出探針100的所述磁組件是如何被描述的。圖8A的屏幕截圖118示出TLS傳感器50的表征性圖像120。被提供在顯示器屏幕截圖118上的其他信息包括測(cè)深標(biāo)尺指示器124、狀態(tài)/動(dòng)作指示標(biāo)記126以及與被包括在控制臺(tái)20上的按鈕界面32 (圖8C)相對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)128。盡管在本實(shí)施方案中，圖標(biāo)128是簡(jiǎn)單的指示器以引導(dǎo)使用者辨識(shí)按鈕界面32相對(duì)應(yīng)的按鈕的用途，在另ー實(shí)施方案中，所述顯示器可以被制成觸控感應(yīng)式的，從而所述圖標(biāo)自身可以起到按鈕界面的作用并且可以根據(jù)所述系統(tǒng)所在的模式而改變。在插入患者的脈管系統(tǒng)后導(dǎo)管通過(guò)脈管系統(tǒng)推進(jìn)的初始階段期間，與探針遠(yuǎn)側(cè)端100B基本上具有共端頭的導(dǎo)管72的遠(yuǎn)側(cè)端76A是相對(duì)距TLS傳感器50較遠(yuǎn)的。這樣，所述顯示器屏幕截圖將提示“無(wú)信號(hào)”，指示來(lái)自所述探針磁組件的磁場(chǎng)未被檢測(cè)到。在圖8B中，鄰近探針遠(yuǎn)側(cè)端100B的所述磁組件，盡管其沒(méi)有在所述傳感器的正下方，已經(jīng)推進(jìn)到足夠接近TLS傳感器50而能被檢測(cè)到。這由被示出在傳感器圖像120的左側(cè)的半圖標(biāo)114A所指示，表征所述探針的磁組件從患者的視角來(lái)看是被安置在TLS傳感器50的右側(cè)的。在圖SC中，鄰近探針遠(yuǎn)側(cè)端100B的所述磁組件已經(jīng)在TLS傳感器50的下方推進(jìn)，以致其相対的位置和定向能被所述TLS傳感器檢測(cè)到。這由在傳感器圖像120上的圖標(biāo)114指示。請(qǐng)注意的是，按鈕圖標(biāo)128提供可以通過(guò)按壓控制臺(tái)按鈕界面32中相對(duì)應(yīng)的按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作的提示。這樣，按鈕圖標(biāo)128可以根據(jù)系統(tǒng)10所在的方式而改變，從而為按鈕界面32提供使用上的靈活性。請(qǐng)進(jìn)一歩注意的是，因?yàn)樘綔y(cè)器40的按鈕控制板82 (圖3A、3B)包括可以模仿按鈕界面32中的多個(gè)按鈕的按鈕84，在保持于所述無(wú)菌區(qū)域中的同時(shí)，顯示器30上的按鈕圖標(biāo)128向臨床醫(yī)生提供引導(dǎo)以利用探測(cè)器按鈕84控制系統(tǒng)10。例如，如果臨床醫(yī)生需要離開(kāi)TLS模式并返回US (超聲)模式，在探測(cè)器按鈕控制板82上的適當(dāng)控制按鈕84可以被按壓，并且所述US模式可以立即被調(diào)用，同時(shí)顯示器30刷新到適應(yīng)US功能所需的所述可視信息，如圖4中所示。這無(wú)需臨床醫(yī)生到所述無(wú)菌區(qū)域之外即可實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在參考圖9和10，根據(jù)另ー示例性實(shí)施方案描述集成導(dǎo)管放置系統(tǒng)10。同上，如上面所描述的，集成系統(tǒng)10包括控制臺(tái)20、顯示器30，用于US功能的探測(cè)器40，以及用于末端定位功能的TLS傳感器50。請(qǐng)注意的是，圖9和10中所描繪的系統(tǒng)10在諸多方面與圖1和2所示的系統(tǒng)是相似的。由此，下面僅對(duì)選出的不同之處進(jìn)行討論。圖9和10的系統(tǒng)10包括附加的功能，其中導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端76A相對(duì)竇房(“SA”)或患者70的心臟的其他電脈沖發(fā)出結(jié)的接近度的確定可以被確認(rèn)，從而提供增強(qiáng)的能力來(lái)準(zhǔn)確地將所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端放置在鄰近所述結(jié)的期望位置。另外，本文稱(chēng)之為“ECG”或“基于ECG的末端確認(rèn)”，系統(tǒng)10的這ー第三方式使能來(lái)自所述SA結(jié)的ECG信號(hào)的檢測(cè)，以將所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端放置在所述患者脈管系統(tǒng)中 期望位置。請(qǐng)注意的是，所述US、TLS以及ECG方式在本系統(tǒng)10中被無(wú)縫地組合，并且可以被一同使用或単獨(dú)使用來(lái)幫助放置導(dǎo)管。圖9和10示出根據(jù)本實(shí)施方案另外被配置有探針130的系統(tǒng)10。就整體而言，導(dǎo)管探針130被以可移除的方式預(yù)先設(shè)置在經(jīng)由插入部位73被插入到患者70的導(dǎo)管72的所述內(nèi)腔中。探針130，除了包括用于基于磁方式的TLS方式的磁組件之外，包括鄰近其遠(yuǎn)側(cè)端的ECG傳感器組件，并且包括與所述導(dǎo)管末端的所述遠(yuǎn)側(cè)端共端頭的一部分，用于感測(cè)由所述SA結(jié)產(chǎn)生的ECG信號(hào)。與先前的實(shí)施方案相比之下，探針130包括從其近側(cè)端延伸的繩纜134，繩纜134可操作地連接到TLS傳感器50。如將被進(jìn)一步以細(xì)節(jié)描述的，在作為所述基于ECG信號(hào)的末端確認(rèn)方式的一部分的所述導(dǎo)管末端位置的確認(rèn)過(guò)程中，探針繩纜134允許由被包括在探針130的遠(yuǎn)側(cè)部分上的所述ECG傳感器組件所檢測(cè)到的ECG信號(hào)被傳送到TLS傳感器50。參考和接地ECG引線/電極對(duì)158附接到患者70的身體，并且被可操作地附接到TLS傳感器50以使能所述系統(tǒng)來(lái)濾掉與心臟的SA結(jié)的電活動(dòng)無(wú)關(guān)的高電平電活動(dòng)，從而使能所述基于ECG的末端確認(rèn)功能。接收自被放置在患者皮膚上的ECG引線/電極對(duì)158的參考信號(hào)和接地信號(hào)，與由所述探針ECG傳感器組件感測(cè)的所述ECG信號(hào)一起被安置在患者胸部的TLS傳感器50 (圖10)。如將要描述的，TLS傳感器50和/或控制臺(tái)處理器22可以處理所述ECG信號(hào)數(shù)據(jù)以在顯示器30上產(chǎn)生心電圖波形。在TLS傳感器50處理所述ECG信號(hào)數(shù)據(jù)的情況下，處理器被包括在其中以實(shí)現(xiàn)意圖的功能。如果控制臺(tái)20處理所述ECG信號(hào)數(shù)據(jù)，處理器22、控制器24或其他處理器可以在所述控制臺(tái)中被應(yīng)用，以處理所述數(shù)據(jù)。因此，隨著其推進(jìn)通過(guò)患者脈管系統(tǒng)，如上面所描述的，裝配有探針130的導(dǎo)管72可以在安置在患者的胸部上的TLS傳感器50(如圖10所示)下推進(jìn)。這使TLS傳感器50能夠檢測(cè)探針130的所述磁組件的位置，探針130的所述磁組件與定位在患者的脈管系統(tǒng)中的所述導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)末端76A基本上是共端頭的。在ECG模式期間，由TLS傳感器50進(jìn)行的所述探針磁組件的檢測(cè)被描繪在顯示器30上。在ECG模式期間，顯示器30還描繪由探針130的所述ECG傳感器組件所檢測(cè)到的患者心臟電活動(dòng)的結(jié)果所產(chǎn)生的ECG心電圖波形。更具體地，包括P-波波形的所述SA結(jié)的所述ECG電活動(dòng)由所述探針的所述ECG傳感器組件(下面描述)檢測(cè)，并且被傳送至TLS傳感器50和控制臺(tái)20。然后，所述ECG電活動(dòng)被處理以在顯示器30上進(jìn)行描述。隨后，放置所述導(dǎo)管的臨床醫(yī)生可以觀察所述ECG數(shù)據(jù)來(lái)確定導(dǎo)管72的遠(yuǎn)側(cè)末端76A的最佳放置,例如在一個(gè)實(shí)施方案中是鄰近所述SA結(jié)。在一個(gè)實(shí)施方案中，控制臺(tái)20包括接收并處理由所述探針ECG傳感器組件所檢測(cè)的所述信號(hào)的必要的電子部件(例如處理器22(圖9))。在另ー實(shí)施方案中，TLS傳感器50可以包括處理所述ECG信號(hào)的必要的電子部件。如已經(jīng)討論過(guò)的，在所述導(dǎo)管的放置過(guò)程中，顯示器30被用來(lái)向臨床醫(yī)生顯示信息。顯示器30的內(nèi)容根據(jù)所述導(dǎo)管放置系統(tǒng)所在的模式(US、TLS或ECG)而改變。臨床醫(yī)生可以立即調(diào)用這三種模式中的任一種到顯示器30，并且在一些情況下，來(lái)自多種模式(例如TLS和ECG)的信息可以同時(shí)被顯不。在一個(gè)實(shí)施方案中，和前面ー樣的，所述系統(tǒng)所在的模式可以由包括在手持探測(cè)器40上的控制按鈕84控制，從而排除了臨床醫(yī)生到所述無(wú)菌區(qū)域之外(例如，觸控控制臺(tái)20的按鈕界面32)以改變模式的需要。因而，在本實(shí)施方案中，探測(cè)器40還被用來(lái)控制系統(tǒng)10的與ECG相關(guān)的ー些或全部功能。請(qǐng)注意的是，按鈕界面32或其他輸入結(jié)構(gòu)也可以被用來(lái)控制系統(tǒng)功能。同樣，在導(dǎo)管放置期間，除了使用可視的顯示器30以外，所述系統(tǒng)還可以采用聽(tīng)覺(jué)信息(例如，嘟嘟聲、音調(diào)等等)來(lái)輔助臨床醫(yī)生?，F(xiàn)在參考圖11-12E，描述探針130的一個(gè)實(shí)施方案的各種細(xì)節(jié)，探針130以可移除的方式被裝入導(dǎo)管72中并且在插入期間被用來(lái)將所述導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)末端76A安置在患者脈管系統(tǒng)中的期望位置。如所示出的，當(dāng)從所述導(dǎo)管移出時(shí)，探針130限定近側(cè)端130A和遠(yuǎn)側(cè)端130B。連接器132被包括在近側(cè)探針端130A，并且繩纜134從所述連接器向遠(yuǎn)側(cè)延伸并附接到手柄136。芯線138從手柄136向遠(yuǎn)側(cè)延伸。在一個(gè)實(shí)施方案中，探針130被預(yù)裝入導(dǎo)管72的內(nèi)腔中，以致遠(yuǎn)側(cè)端130B在所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端76A處(圖10)與所述導(dǎo)管開(kāi)ロ基本上是齊平或共端頭的，并且以致芯線138的近側(cè)部分、手柄136以及繩纜134從延伸管74B中選定的ー個(gè)向近側(cè)延伸。注意到的是，盡管本文以探針進(jìn)行描述，在其他實(shí)施方案中，導(dǎo)絲或其他導(dǎo)管引導(dǎo)器械可以被 包括在本文所描述的實(shí)施方案的原理中。芯線138限定細(xì)長(zhǎng)的形狀并且是由適合的探針材料構(gòu)成，包括不銹鋼或記憶材料，例如在一個(gè)實(shí)施方案中的包含鎳和鈦的合金(通常公知的縮寫(xiě)為鎳鈦諾(“nitinol”))。盡管未在本文中示出，在一個(gè)實(shí)施方案中，芯線138由鎳鈦諾來(lái)制造使所述芯線與所述探針的遠(yuǎn)側(cè)段相對(duì)應(yīng)的所述部分能夠具有預(yù)成形的彎曲結(jié)構(gòu)，從而促使導(dǎo)管72的所述遠(yuǎn)側(cè)部分形成相似的彎曲結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施方案中，所述芯線不包含預(yù)成形。進(jìn)一歩地，所述鎳鈦諾結(jié)構(gòu)增強(qiáng)芯線138的扭轉(zhuǎn)能力，以使當(dāng)被設(shè)置在導(dǎo)管72的所述內(nèi)腔中時(shí)探針130的遠(yuǎn)側(cè)段能夠被操控，這又使所述導(dǎo)管的所述遠(yuǎn)側(cè)部分在導(dǎo)管插入期間能夠被導(dǎo)引通過(guò)脈管系統(tǒng)。提供手柄136來(lái)使能所述探針對(duì)導(dǎo)管72的插入/移除。在探針芯線138是可扭轉(zhuǎn)的實(shí)施方案中，手柄136進(jìn)ー步使所述芯線在導(dǎo)管72的所述內(nèi)腔中能夠被旋轉(zhuǎn)，以幫助導(dǎo)引所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)部分通過(guò)患者70的脈管系統(tǒng)。手柄136附接到繩纜134的遠(yuǎn)側(cè)端。在本實(shí)施方案中，繩纜134是具有弾性、受屏蔽的線纜，繩纜134包容一條或更多條電氣連接到芯線138 (起到上面所涉及的所述ECG傳感器組件的作用)以及繩纜連接器132的導(dǎo)線。這樣，繩纜134提供從芯線138的所述遠(yuǎn)側(cè)部分通過(guò)繩纜連接器132至探針130的近側(cè)端130A的導(dǎo)電通路。如將要解釋的，繩纜連接器132被配置來(lái)可操作地連接到在患者胸部上的TLS傳感器50，用來(lái)幫助將導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端76A導(dǎo)引至患者脈管系統(tǒng)中的期望位置。如在圖12B-12D所見(jiàn)的，芯線138的遠(yuǎn)側(cè)部分從接合點(diǎn)142向遠(yuǎn)側(cè)是逐漸變細(xì)的或在直徑上是減少的。套管140在所述減少直徑的芯線部分上滑動(dòng)。盡管在此具有相對(duì)較大的直徑，在另ー實(shí)施方案中，所述套管可以被選擇尺寸來(lái)基本上匹配所述探針芯線的所述近側(cè)部分的直徑。探針130還包括被鄰近其遠(yuǎn)側(cè)端130B設(shè)置的用于在TLS模式期間使用的磁組件。在所述圖示說(shuō)明的實(shí)施方案中，所述磁組件包括被設(shè)置在減少直徑的芯線138的外表面和套管140鄰近探針遠(yuǎn)側(cè)端130 B的內(nèi)表面之間的多個(gè)磁元件144。在本實(shí)施方案中，磁組件144包括20個(gè)固體圓柱狀的以類(lèi)似于圖2的探針100的方式被端對(duì)端地堆疊的鐵磁體。然而，在其他實(shí)施方案中，所述磁元件可以不僅僅在形狀方面，而且在組成、數(shù)目、尺寸、磁性類(lèi)型以及在所述探針中的位置等方面的設(shè)計(jì)上也可以變化。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述磁組件的所述多個(gè)磁體由產(chǎn)生用于由所述TLS傳感器檢測(cè)的磁場(chǎng)的電磁線圈替代。因此，本發(fā)明的實(shí)施方案意圖包括這些和其他變體。磁元件144被用于探針130的遠(yuǎn)側(cè)部分中以使探針遠(yuǎn)側(cè)端130B相對(duì)被放置在患者胸部上的TLS傳感器50的位置能夠是可觀察到的。如已經(jīng)提及的，隨著具有所述探針的導(dǎo)管72推進(jìn)通過(guò)患者脈管系統(tǒng)，TLS傳感器50被配置來(lái)檢測(cè)磁元件144的磁場(chǎng)。以這種方式，放置導(dǎo)管72的臨床醫(yī)生能夠大體確定導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端76A在患者脈管系統(tǒng)中的位置并且檢測(cè)導(dǎo)管錯(cuò)位(例如，所述導(dǎo)管沿非期望的靜脈的推迸)是何時(shí)發(fā)生的。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案，探針130還包括前面提到的ECG傳感器組件。在插入期間，所述ECG傳感器組件使設(shè)置在導(dǎo)管72的內(nèi)腔中的探針130能夠被用來(lái)檢測(cè)由SA或其他患者心臟結(jié)所產(chǎn)生的心房?jī)?nèi)ECG信號(hào)，由此允許將導(dǎo)管72的遠(yuǎn)側(cè)末端76A導(dǎo)引至在脈管系統(tǒng)中鄰近患者心臟的預(yù)先確定的位置。因此，所述ECG傳感器組件在確認(rèn)導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端76A的合適放置位置中起輔助作用。在圖11-12E中所圖示說(shuō)明的實(shí)施方案中，所述ECG傳感器組件包括鄰近探針遠(yuǎn)側(cè)端130B設(shè)置的芯線138的遠(yuǎn)側(cè)部分。芯線138是具有導(dǎo)電性的，使ECG信號(hào)能夠被其所述遠(yuǎn)側(cè)端檢測(cè)并且能夠被沿所述芯線向近側(cè)傳輸。導(dǎo)電材料146(例如，導(dǎo)電性環(huán)氧樹(shù)脂)填充鄰近芯線138的所述遠(yuǎn)側(cè)終端的套管140遠(yuǎn)側(cè)部分，從而與所述芯線的所述遠(yuǎn)側(cè)端是以導(dǎo)電方式連通的。這又增加了探針130的遠(yuǎn)側(cè)端130B的所述導(dǎo)電表面，從而改善了其檢測(cè)ECG信號(hào)的能力。在放置導(dǎo)管之前，探針130被裝入導(dǎo)管72的內(nèi)腔中。請(qǐng)注意的是，可以由制造商將探針130預(yù)裝入所述導(dǎo)管內(nèi)腔，或在插入導(dǎo)管之前由臨床醫(yī)生裝入所述導(dǎo)管。探針130被放置在所述導(dǎo)管內(nèi)腔中，以致探針130的遠(yuǎn)側(cè)端130B與導(dǎo)管72的遠(yuǎn)側(cè)末端76A基本上是共端頭的，從而使所述探針和所述導(dǎo)管二者的所述遠(yuǎn)側(cè)末端基本上是彼此對(duì)齊放置的。如已經(jīng)描述過(guò)的，導(dǎo)管72和探針130的所述共端頭使所述磁組件能夠在TLS模式中與TLS傳感器50 —起起到這樣的作用，即隨著導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端76A在患者脈管系統(tǒng)中所進(jìn)行的推進(jìn)來(lái)追蹤其位置。然而，請(qǐng)注意的是，就系統(tǒng)10的所述末端確認(rèn)功能而言，探針130的遠(yuǎn)側(cè)端130B無(wú)需與導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端76A共端頭。相反，所需的僅是在脈管系統(tǒng)和所述ECG傳感器組件之間的導(dǎo)電路徑，在這種情況下就是芯線138，以致所述SA結(jié)或其他患者心臟結(jié)的電脈沖可以被檢測(cè)到。在一個(gè)實(shí)施方案中，這ー導(dǎo)電路徑可以包括各種成分，包括，鹽溶液、血液等。在一個(gè)實(shí)施方案中，一旦導(dǎo)管72已經(jīng)經(jīng)由插入部位73 (圖10)被導(dǎo)入患者脈管系統(tǒng)，可以采用如已經(jīng)描述過(guò)的系統(tǒng)10的所述TLS模式來(lái)朝向?qū)Ч苓h(yuǎn)側(cè)末端76A鄰近所述SA結(jié)的所意圖的目的地推進(jìn)導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端76A?？拷呐K區(qū)域后，系統(tǒng)10可以被切換到ECG模式以使由所述SA結(jié)發(fā)出的ECG信號(hào)能夠被檢測(cè)到。隨著所述裝有探針的導(dǎo)管朝向患者的心臟被推進(jìn)，包括芯線138的所述遠(yuǎn)側(cè)端和導(dǎo)電材料146的所述導(dǎo)電性ECG傳感器組件開(kāi)始檢測(cè)由所述SA結(jié)所產(chǎn)生的電脈沖。這樣，所述ECG傳感器組件起到檢測(cè)所述ECG信號(hào)的電極的作用。鄰近所述芯線遠(yuǎn)側(cè)端的細(xì)長(zhǎng)的芯線138作為導(dǎo)電通路來(lái)將由所述SA結(jié)所產(chǎn)生的且由所述ECG傳感器組件所接收到的電脈沖傳送到繩纜134。繩纜134將所述ECG信號(hào)傳遞到被臨時(shí)放置在患者胸部上的TLS傳感器50。繩纜134被可操作地經(jīng)由繩纜連接器132或其他適合的直接或間接的起連接作用的結(jié)構(gòu)連接到TLS傳感器50。如所描述的，然后所述ECG信號(hào)可以被處理并且被描繪在系統(tǒng)顯示器30上(圖9、10)。對(duì)由TLS傳感器50接收并由顯示器30顯示的所述ECG信號(hào)進(jìn)行的監(jiān)控，使臨床醫(yī)生能夠隨著導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端76A朝向所述SA結(jié)的推迸，觀察并分析在所述信號(hào)中發(fā)生的變化。當(dāng)所接收到的ECG信號(hào)匹配一期望的輪廓(profile)吋，臨床醫(yī)生可以確定導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端76A已到達(dá)ー相對(duì)于所述SA結(jié)的期望位置。如所提到的，在一個(gè)實(shí)施方案中，這ー期望位置位于所述SVC的下三分之一(1/3)部分內(nèi)。所述ECG傳感器組件以及磁組件可以合作來(lái)輔助臨床醫(yī)生在脈管系統(tǒng)中放置導(dǎo)管。一般地，探針130的所述磁組件在從初始的導(dǎo)管插入開(kāi)始的總的脈管系統(tǒng)引導(dǎo)中輔助臨床醫(yī)生，以將導(dǎo)管72的遠(yuǎn)側(cè)端76A放置在患者心臟的總的區(qū)域內(nèi)。然后，隨著所述探針ECG傳感器組件靠近所述SA結(jié)，通過(guò)使臨床醫(yī)生能夠觀察到由心臟所產(chǎn)生的所述ECG信號(hào)中所發(fā)生的變化，所述ECG傳感器組件可以被用來(lái)在所述SVC中將導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端76A引導(dǎo)至期望位置。再有，一旦觀察到適合的ECG信號(hào)輪廓，臨床醫(yī)生可以確定探針130和導(dǎo)管72二者的遠(yuǎn)側(cè)端已經(jīng)抵達(dá)相對(duì)于患者心臟的所述期望位置。一旦導(dǎo)管72已經(jīng)如所期望地被安置，導(dǎo)管72可以被固定在適當(dāng)位置，并且探針130從所述導(dǎo)管內(nèi)腔移除。在此，請(qǐng)注意的是，所述探針可以包括除文本已經(jīng)明確描述過(guò)的以外的各種結(jié)構(gòu)中的ー種。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述探針可以被直接地附接到所述控制臺(tái)而不是間接地經(jīng)由所述TLS傳感器進(jìn)行附接。在另ー實(shí)施方案中，使能其TLS和與ECG相關(guān)的功能的探針130的結(jié)構(gòu)可以被集成到所述導(dǎo)管結(jié)構(gòu)自身中。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述磁組件和/或ECG傳感器組件可以被并入所述導(dǎo)管的壁。圖13A-15根據(jù)本實(shí)施方案，描述關(guān)于從探針繩纜134到被安置在患者胸部上的TLS傳感器50的ECG信號(hào)數(shù)據(jù)通路的各種細(xì)節(jié)。具體地，這ー實(shí)施方案涉及自圍繞導(dǎo)管72和插入部位73的無(wú)菌區(qū)域的ECG信號(hào)數(shù)據(jù)的通路(包括探針130和繩纜134)，以及非無(wú)菌區(qū)域，例如其上被安置有所述TLS傳感器的患者胸部。這樣的通路應(yīng)當(dāng)不會(huì)破壞所述無(wú)菌區(qū)域而使其無(wú)菌性受損害。在所述導(dǎo)管的插入過(guò)程中被安置在患者70上的無(wú)菌布單限定所述無(wú)菌區(qū)域的大部分在所述布單之上的區(qū)域是無(wú)菌的，而在其下方的(不包括所述插入部位和緊緊圍繞的區(qū)域)是非無(wú)菌的。如將可見(jiàn)的，下面所進(jìn)行的討論包括與探針130相關(guān)聯(lián)的至少ー第一連通節(jié)點(diǎn)，以及與TLS傳感器50相關(guān)聯(lián)的第二連通節(jié)點(diǎn)，彼此可操作地進(jìn)行連接以使ECG信號(hào)數(shù)據(jù)能夠在二者間傳輸。圖13A-15中所描繪的是這樣的一個(gè)實(shí)施方案，即解決從所述無(wú)菌區(qū)域到所述非無(wú)菌區(qū)域而不影響前 者無(wú)菌性的ECG信號(hào)數(shù)據(jù)的通路問(wèn)題，描繪“穿過(guò)布單(through-drape) ”的實(shí)施方式,也被稱(chēng)為“藍(lán)魚(yú)鰭(shark fin) ”的實(shí)現(xiàn)方式。具體地,如上面所描述的，圖14A示出在導(dǎo)管的插入過(guò)程中用于放置在患者胸部上的TLS傳感器50。TLS傳感器50包括在其頂部表面的限定凹槽152A的連接器底部152，在凹槽152A中設(shè)置有三個(gè)電氣底部觸頭154。同樣在圖13A-13D中示出的鰭狀連接器156被選擇尺寸，來(lái)如圖14B和15中所示出的以滑動(dòng)的方式被連接器底部152的凹槽152A所接納。兩個(gè)ECG引線/電極對(duì)158從鰭狀連接器156延伸，用于放置在肩部和軀干或患者身體上的其他適合的外部位置。布單-穿過(guò)繩纜連接器132被配置來(lái)以滑動(dòng)的方式配接鰭狀連接器156的一部分，以實(shí)現(xiàn)如將在下面進(jìn)ー步描述的從探針120通過(guò)所述無(wú)菌區(qū)域到TLS傳感器50的導(dǎo)電通路。圖13A-13D示出鰭狀連接器156的其他各方面。具體地，鰭狀連接器156限定被選擇尺寸來(lái)被連接器底部152的凹槽152A接納(圖14B、15)的下筒形部分160。由中心錐面164所圍繞的孔162被包括在上筒形部分166的后端上。上筒形部分166被選擇尺寸來(lái)接納探針130的繩纜連接器132 (圖14C、15)，以致延伸進(jìn)入繩纜連接器132的凹槽172 (圖15)的針觸頭170被所述中心孔引導(dǎo)，直到其就位于鰭狀連接器156的孔162中，從而使所述繩纜連接器與所述鰭狀連接器互相連接。接合件(如在圖13C和13D中所示出的接合件169)可以被包括在鰭狀連接器156上，以與在繩纜連接器132上的相對(duì)應(yīng)構(gòu)件接合，來(lái)幫助保持在這兩個(gè)部件之間的配接(mating)。圖13D示出鰭狀連接器156包括多個(gè)電氣觸頭168。在本實(shí)施方案中，三個(gè)觸頭168以這樣的形式被包括兩個(gè)最前面的觸頭的每ー個(gè)電氣連接ECG引線158中的一條的終端，并且后面的觸頭延伸進(jìn)入孔162的軸向鄰近區(qū)域，從而當(dāng)繩纜連接器132的針觸頭170配接鰭狀連接器156時(shí)(圖15)，電氣連接繩纜連接器132的針觸頭170。鰭狀連接器156的每ー個(gè)觸頭168的底部分被安置來(lái)電氣連接TLS傳感器連接器底部152的底部觸頭154中相對(duì)應(yīng)的ー個(gè)。
圖14B示出第一連接階段，其中通過(guò)所述鰭狀連接器的下筒形部分160與連接器底部凹槽152A的滑動(dòng)接合，使鰭狀連接器156以可移除的方式配接TLS傳感器連接器底部152。這ー接合使連接器底部觸頭154和相對(duì)應(yīng)的鰭狀觸頭168電氣連接。圖14C示出第二連接階段，其中通過(guò)繩纜連接器凹槽172與所述鰭狀連接器的上筒形部分166之間的滑動(dòng)接合，使繩纜連接器132以可移除的方式配接鰭狀連接器156。如在圖15中最佳可見(jiàn)的，這ー接合使繩纜連接器針觸頭170和鰭狀連接器156的后觸頭168電氣連接。在本實(shí)施方案中，繩纜連接器132相對(duì)于鰭狀連接器156的水平滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)與當(dāng)所述鰭狀連接器被以可滑動(dòng)的方式配接到所述傳感器連接器底部凹槽152A時(shí)(圖14B)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)是在相同的接合方向上。在一個(gè)實(shí)施方案中，探針130/繩纜連接器132中的ー個(gè)或兩個(gè)以及鰭狀連接器156是一次性的。同樣，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述繩纜連接器在所述鰭狀連接器已經(jīng)被配接到所述TLS傳感器之后，可以被配接到所述鰭狀連接器，而在另一實(shí)施方案中，所述繩纜連接器可以在所述鰭狀連接器被配接到所述TLS傳感器之前，先通過(guò)外科手術(shù)布單被配接到所述鰭狀連接器。在圖14C所示的連接方案中，探針130經(jīng)由繩纜連接器132被可操作地連接到TLS傳感器150，因而使所述探針的所述ECG傳感器組件能夠?qū)CG信號(hào)傳送到所述TLS傳感器。另外，ECG引線/電極對(duì)158被可操作地連接到TLS傳感器50。然而，在一個(gè)實(shí)施方案中，繩纜連接器132被稱(chēng)為用于探針130的第一連通節(jié)點(diǎn)，而鰭狀連接器156被稱(chēng)為用于TLS傳感器50的第二連通節(jié)點(diǎn)。請(qǐng)注意的是，各種其他起到連接作用的方案和結(jié)構(gòu)可以被用來(lái)在所述探針和所述TLS傳感器之間實(shí)現(xiàn)可操作的連通。例如，所述繩纜連接器可以使用片觸頭而不是針觸頭來(lái)刺穿所述布単?；蛘?，所述鰭狀連接器可以是與所述TLS傳感器一體地形成的。因此，這些和其他結(jié)構(gòu)被包含在本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍內(nèi)。如在圖15中所見(jiàn)的，在導(dǎo)管的放置期間被用來(lái)形成無(wú)菌區(qū)域的無(wú)菌布單174被放置在繩纜連接器132和鰭狀連接器156的相互連接之間。正如所描述的，繩纜連接器132包括被配置來(lái)在所述兩個(gè)部 件相配接的時(shí)候刺穿布單174的針觸頭170。這樣的刺穿在由針觸頭170占據(jù)的無(wú)菌布單174中形成小洞或穿孔175，從而將由所述針觸頭形成的所述布單穿孔的尺寸最小化。另外，繩纜連接器132和鰭狀連接器156之間的配合是這樣的，以致在無(wú)菌布單中由針觸頭170的穿過(guò)形成的所述穿孔由繩纜連接器凹槽172包圍，因而保持所述布單的所述無(wú)菌性并且防止所述布單中的裂ロ可能損害由此形成的所述無(wú)菌區(qū)域。繩纜連接器凹槽172被這樣配置，以在被針觸頭170刺穿之前將無(wú)菌布單174向下折，以致所述針觸頭在被設(shè)置為鄰近鰭狀連接器156的孔162之前不會(huì)刺穿所述布単。在此，請(qǐng)注意的是，繩纜連接器132和鰭狀連接器156被這樣配置，以便利其間通過(guò)不透明的無(wú)菌布單174的以不可見(jiàn)的方式的(blindly)對(duì)準(zhǔn)，即，經(jīng)由臨床醫(yī)生在不可見(jiàn)的情況下對(duì)兩個(gè)部件所進(jìn)行的觸摸檢查。請(qǐng)進(jìn)ー步注意的是，如在圖15中所示的鰭狀連接器156的鰭狀觸頭168被配置來(lái)以這樣的方式配接傳感器底部觸頭154，即幫助保持所述鰭狀連接器與傳感器底部凹槽152A的接合。這又減少對(duì)將鰭狀連接器156固定到TLS傳感器50的附加器械的需求。圖16示出典型ECG波形176，包括P-波和QRS波群。一般地，所述P-波的幅度根據(jù)所述ECG傳感器組件離產(chǎn)生波形176的所述SA結(jié)的距離而變化。臨床醫(yī)生可以在確定所述導(dǎo)管末端何時(shí)被恰當(dāng)?shù)剜徑呐K安置時(shí)使用這ー關(guān)系。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，如已經(jīng)討論過(guò)的，所述導(dǎo)管末端以期望的方式被放置在所述上腔靜脈的下三分之一(1/3)內(nèi)。由探針130的所述ECG傳感器組件所檢測(cè)的所述ECG數(shù)據(jù)被用來(lái)再現(xiàn)波形(例如，波形176)，用于在ECG模式期間在系統(tǒng)10的顯示器30上進(jìn)行描述。現(xiàn)在參考圖17，根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案，描述當(dāng)系統(tǒng)10在ECG模式(將在下面進(jìn)ー步描述的所述第三方式)中時(shí)，在顯示器30上所顯示的ECG信號(hào)數(shù)據(jù)的各方面。顯示器30的屏幕截圖178包括所述TLS方式的多個(gè)要素，包括TLS傳感器50的表征圖像120，并且可以具有在通行穿過(guò)患者脈管系統(tǒng)期間對(duì)應(yīng)于探針130的所述遠(yuǎn)側(cè)端的位置的圖標(biāo)114。屏幕截圖178還包括窗ロ 180，由探針130的所述ECG傳感器組件捕獲并由系統(tǒng)10處理的當(dāng)前ECG波形被顯示在窗ロ 180中。隨著新波形被檢測(cè)到，窗ロ 180不斷地被刷新。窗ロ 182包括對(duì)最新被檢測(cè)到的ECG波形所進(jìn)行的連續(xù)描繪，并且包括刷新條182A，隨著所述波形被檢測(cè)到，刷新條182A橫向地移動(dòng)以刷新所述波形。窗ロ 184A被用來(lái)顯示在所述ECG傳感器組件被放到所述SA結(jié)的鄰近范圍之內(nèi)以前所捕獲到的基線ECG波形，用于比較的用途以幫助臨床醫(yī)生確定是何時(shí)抵達(dá)的所述期望的導(dǎo)管末端位置。當(dāng)使用者按壓在探測(cè)器40或控制臺(tái)按鈕界面32上的預(yù)先確定的按鈕時(shí)，窗ロ 184B和184C可以呈現(xiàn)由使用者所選出的檢測(cè)到的ECG波形。在窗ロ 184B和184C中的所述波形被保留直到由使用者經(jīng)由按壓按鈕或利用其他輸入裝置所進(jìn)行的選擇而引發(fā)的新波形所覆蓋。如在先前的模式中，測(cè)深標(biāo)尺124、狀態(tài)/動(dòng)作指示標(biāo)記126以及按鈕圖標(biāo)128被包括在顯示器30上。完整性指示器186也被包括在顯示器30上，來(lái)給出所述ECG引線/電極對(duì)158是否被可操作地連接到TLS傳感器50的提示。 因而，如上面所見(jiàn)的，在一個(gè)實(shí)施方案中顯示器30在單ー屏幕上同時(shí)描繪所述TLS方式和ECG方式二者的各要素，從而為臨床醫(yī)生提供豐富的數(shù)據(jù)以幫助將所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端放置在期望位置。請(qǐng)進(jìn)一歩注意的是，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述屏幕截圖的打印輸出或所選出的ECG或TLS數(shù)據(jù)可以被保存、打印，或者由系統(tǒng)10保留以使能恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)管放置的文件記錄。盡管本文所描述的實(shí)施方案涉及特別結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管，例如PICC或CVC，這樣的實(shí)施方案僅僅為示例性的。因此，本發(fā)明的原理可以被擴(kuò)展到大量不同結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的導(dǎo)管。I1.對(duì)針/醫(yī)療部件的輔助引導(dǎo)本文所描述的本發(fā)明的實(shí)施方案一般地涉及這樣的引導(dǎo)系統(tǒng)，該引導(dǎo)系統(tǒng)用于在基于超聲或其他適合的過(guò)程期間定位和引導(dǎo)針或其他醫(yī)療部件來(lái)例如利用針進(jìn)入患者的皮下脈管。在ー個(gè)實(shí)施方案中，引導(dǎo)系統(tǒng)使得針的位置、定向和推進(jìn)能夠在脈管的超聲圖像之上被實(shí)時(shí)疊置，由此使得臨床醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地將針引導(dǎo)至意圖的目標(biāo)。此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，引導(dǎo)系統(tǒng)以五個(gè)自由度追蹤針的位置x、y和z空間坐標(biāo)空間、針俯仰(pitch)以及針偏向(yaw)。這樣的追蹤使得針能夠以相對(duì)高的準(zhǔn)確度被引導(dǎo)和放置。首先參考圖18和19,圖18和19描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案配置的基于超聲的針引導(dǎo)系統(tǒng)(“系統(tǒng)”)的各部件，所述系統(tǒng)總地被表示為1110。如所示的，系統(tǒng)1110 —般地包括超聲(“US”)成像部分，該超聲成像部分包括控制臺(tái)1120、顯示器1130以及探測(cè)器1140，其中每ー個(gè)均在下面進(jìn)ー步詳細(xì)描述。注意的是，在一個(gè)實(shí)施方案中，就某些部件來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)1110與圖1中示出的系統(tǒng)10是相似的。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，超聲成像部分可以以本文所示出和描述的內(nèi)容以外的各種各樣的方式中的ー種來(lái)配置。系統(tǒng)1110的超聲成像部分被用來(lái)在針或其他設(shè)備的經(jīng)皮插入以進(jìn)入目標(biāo)之前對(duì)患者身體的目標(biāo)內(nèi)部部分進(jìn)行成像。如下面所描述的，在一個(gè)實(shí)施方案中，在導(dǎo)管隨后插入到患者的脈管系統(tǒng)的靜脈或其他部分之前進(jìn)行針的插入。然而，理解的是，針插入患者身體可以出于各種各樣的醫(yī)療目的來(lái)進(jìn)行。圖19根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案示出相對(duì)患者1170，在通過(guò)皮膚插入部位1173將導(dǎo)管1172最終放置到患者脈管系統(tǒng)中的過(guò)程期間，上面所描述的部件的一般關(guān)系。圖19示出導(dǎo)管1172—般地包括在放置完成后保留在患者外部的近側(cè)部分1174以及留在患者脈管系統(tǒng)中的遠(yuǎn)側(cè)部分1176。系統(tǒng)1110被用來(lái)將導(dǎo)管1172的遠(yuǎn)側(cè)末端1176A最終安置在患者脈管系統(tǒng)中的期望位置。在一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端1176A的期望位置鄰近患者的心臟，例如在上腔靜脈(“SVC”)的下三分之一(1/3)部分內(nèi)。當(dāng)然，系統(tǒng)1110可以被用來(lái)將所述導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)末端放置在其他位置上。導(dǎo)管近側(cè)部分1174還包括轂1174A，轂1174A提供導(dǎo)管1172的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)腔與從所述轂向近側(cè)延伸的ー個(gè)或更多個(gè)延伸腿1174B之間的流體連通。如所述的，針在插入部位1173放入患者脈管系統(tǒng)通常是在導(dǎo)管的插入之前進(jìn)行的，然而理解的是，可以采用其他的放置方法。此外，理解的是，上面的論述僅僅是使用系統(tǒng)1110的一個(gè)實(shí)施例；事實(shí)上，系統(tǒng)1110可以被用于各種各樣的用途，例如在如上所述的導(dǎo)管插入之前的針的放置、用于其他用途的針的插入或者用于其他醫(yī)療部件插入患者身體，包括X-射線或超聲標(biāo)記、活檢護(hù)套、切除部件、膀胱掃描部件、腔靜脈濾器等。

更具體地，控制臺(tái)1120容納系統(tǒng)1110的多種部件，并且理解的是，控制臺(tái)可以采用各種各樣的形式中的ー種。包括非易失性存儲(chǔ)器(例如，舉例說(shuō)明，EEPR0M)的處理器1122被包括在控制臺(tái)1120中，用于在系統(tǒng)1110的操作期間控制系統(tǒng)功能并且執(zhí)行各種算法，從而起到控制處理器的作用。與控制臺(tái)1120—起被包括的還有數(shù)字控制器/模擬界面1124，并且所述數(shù)字控制器/模擬界面1124既與處理器1122通信又與其他系統(tǒng)部件通信，以控制探測(cè)器1140和其他系統(tǒng)部件之間的接ロ連接。系統(tǒng)1110還包括用于與附加部件(例如可選的部件1154，包括打印機(jī)、儲(chǔ)存介質(zhì)、鍵盤(pán)等)連接的端ロ 1152。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述端ロ為USB端ロ，然而其他端ロ類(lèi)型或端ロ類(lèi)型的組合可以被用于這一端口和本文所描述的其他接ロ連接。電源連接裝置1156與控制臺(tái)1120 —起被包括，來(lái)使能與外部電源供應(yīng)裝置1158的可操作連接。還可以與外部電源供應(yīng)裝置一起使用或単獨(dú)使用內(nèi)部電池1160。電源管理電路1159與所述控制臺(tái)的數(shù)字控制器/模擬界面1124 —起被包括，以調(diào)節(jié)電源的使用及分配。在本實(shí)施方案中，顯示器1130被集成到控制臺(tái)1120中，并且在放置過(guò)程期間被用來(lái)向臨床醫(yī)生顯示信息，例如由探測(cè)器1140獲取的目標(biāo)內(nèi)部身體部分的超聲圖像。在另ー實(shí)施方案中，所述顯示器可以是與所述控制臺(tái)分離的。在一個(gè)實(shí)施方案中，控制臺(tái)按鈕界面1132和被包括在探測(cè)器1140上的控制按鈕1184(圖19)可以被用來(lái)直接由所述臨床醫(yī)生調(diào)用一期望的模式至顯示器1130，以在放置過(guò)程期間進(jìn)行輔助。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述顯示器1130為ー IXD設(shè)備。圖19進(jìn)ー步描繪了這樣的針1200，該針1200被用來(lái)進(jìn)行通過(guò)插入部位1173對(duì)患者脈管系統(tǒng)的初始進(jìn)入。如下面將進(jìn)ー步詳細(xì)描述的，針1200被配置來(lái)與系統(tǒng)1110配合而使得系統(tǒng)能夠在基于超聲的放置過(guò)程期間檢測(cè)針的位置、定向和推迸。圖20根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案描繪探測(cè)器1140的特征。探測(cè)器1140與基于超聲的脈管(例如，靜脈)可視化結(jié)合使用，來(lái)為針1200和/或?qū)Ч?172插入脈管系統(tǒng)做準(zhǔn)備。這樣的可視化提供實(shí)時(shí)的超聲引導(dǎo)并且輔助減少與這樣的導(dǎo)入相關(guān)聯(lián)的典型并發(fā)癥，包括意外動(dòng)脈穿孔、血腫、氣胸等等。手持探測(cè)器1140包括容納有壓電陣列的頭部1180，當(dāng)所述頭部以抵住患者皮膚的方式鄰近預(yù)期的插入部位1173(圖19)被放置時(shí)，所述壓電陣列用來(lái)產(chǎn)生超聲脈沖并接收由患者身體反射后的所述超聲脈沖的反射波。探測(cè)器1140還包括多個(gè)控制按鈕1184(圖19)來(lái)控制系統(tǒng)，因而，排除了臨床醫(yī)生到無(wú)菌區(qū)域(該無(wú)菌區(qū)域是在形成插入部位之前圍繞患者插入部位形成的)之外來(lái)控制系統(tǒng)1110的需要。這樣，在一個(gè)實(shí)施方案中，在導(dǎo)管1172的導(dǎo)入以通過(guò)脈管系統(tǒng)朝向意圖的目的地進(jìn)行導(dǎo)管1172的最終推進(jìn)之前，臨床醫(yī)生采用系統(tǒng)1110的超聲成像部分來(lái)確定適當(dāng)?shù)牟迦氩课徊⑿纬衫缋冕?200的脈管進(jìn)入。圖18示出探測(cè)器1140還包括按鈕和存儲(chǔ)器控制器1142，用來(lái)控制按鈕和探測(cè)器操作。在一個(gè)實(shí)施方案中，按鈕和存儲(chǔ)器控制器1142可以包括非易失性存儲(chǔ)器，例如EEPR0M。按鈕和存儲(chǔ)器控制器1142與控制臺(tái)1120的探測(cè)器接ロ 1144進(jìn)行可操作的通信，探測(cè)器接ロ 1144包括用干與所述探測(cè)器壓電陣列接ロ連接的壓電輸入/輸出部件1144A，以及用于與按鈕和存儲(chǔ)器控制器1142接ロ連接的按鈕和存儲(chǔ)器輸入/輸出部件1144B。如在圖20中可見(jiàn)的，探測(cè)器 1140包括傳感器陣列1190，用于在如上面所論述的那些超聲成像過(guò)程期間檢測(cè)針1200的位置、定向和移動(dòng)。如下面將進(jìn)ー步詳細(xì)描述的，傳感器陣列包括嵌入在探測(cè)器的殼體中的多個(gè)磁傳感器1192。傳感器1192被配置來(lái)檢測(cè)與針1200相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)并且使得系統(tǒng)1110能夠追蹤針。盡管在本文中被配置為磁傳感器，理解的是，如將描述的，傳感器1192可以是其他類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的傳感器。此外，盡管在圖20中傳感器陣列1190的傳感器1192被示出是與探測(cè)器1140 —起被包括的，傳感器陣列1190的傳感器1192可以被包括在與探測(cè)器分離的部件中，例如分離的手持設(shè)備。在本實(shí)施方案中，傳感器1192以平面結(jié)構(gòu)被設(shè)置在探測(cè)器1140的頂面1182下方，然而理解的是，傳感器可以以其他結(jié)構(gòu)來(lái)布置，例如成拱形或半圓形布置。在本實(shí)施方案中，每個(gè)傳感器1192包括三個(gè)正交的傳感器線圈，用來(lái)使得磁場(chǎng)在三個(gè)空間維度上能夠進(jìn)行檢測(cè)。這樣的三維(“3-D”)磁傳感器可以例如從新澤西州莫里斯鎮(zhèn)的霍尼,爾感測(cè)和控制公司(Honeywell Sensing and Control of Morristown, NJ)購(gòu)買(mǎi)。此外，本實(shí)施方案的傳感器1192被配置為霍爾效應(yīng)傳感器，然而可以使用其他類(lèi)型的磁傳感器。另外，多個(gè)ー維磁傳感器而不是3-D傳感器可以根據(jù)需要被包括和布置，來(lái)實(shí)現(xiàn)1-D、2-D或3-D檢測(cè)能力。在本實(shí)施方案中，五個(gè)傳感器1192被包括在傳感器陣列1190中，從而使得針1200的檢測(cè)不僅是在三個(gè)空間維度(即，X、Y、Z坐標(biāo)空間)上，而且還在針自身的俯仰和偏向定向上能夠進(jìn)行檢測(cè)。注意的是，在一個(gè)實(shí)施方案中，傳感器1192中的兩個(gè)或更多個(gè)正交感測(cè)部件使得磁元件1210的俯仰和偏向姿態(tài)能夠被確定，并且由此使得針1200能夠被確定。在其他實(shí)施方案中，在傳感器陣列中可以采用更少或更多的傳感器。更一般地，理解的是，傳感器陣列的傳感器的數(shù)目、大小、類(lèi)型和排布可以不同于本文所明確示出的。
圖21A和21B根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案示出這樣的針1200的一個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)，該針1200可以與引導(dǎo)系統(tǒng)1110結(jié)合使用來(lái)如圖19所示的進(jìn)入患者的目標(biāo)內(nèi)部身體部分。具體地，針1200包括空心套管1202，該空心套管1202限定近側(cè)端1202A和遠(yuǎn)側(cè)端1202B。在本實(shí)施方案中，轂1204被附接到套管1202的近側(cè)端1202A并且包括開(kāi)ロ端1204A，該開(kāi)ロ端1204A被配置為連接器來(lái)連接各種設(shè)備。事實(shí)上，轂1204的開(kāi)ロ端1204A與空心套管1202連通，從而導(dǎo)絲、探針或者其他部件可以通過(guò)該轂被送入該套管。如圖21A和21B中所示的，磁元件1210與轂1204 —起被包括。如在圖21B中最佳可見(jiàn)的，磁元件1210在本實(shí)施方案中為永久磁體，包括例如鐵磁物質(zhì)，并且為環(huán)形的，以限定與空心套管1202對(duì)準(zhǔn)的孔1212。這樣配置的，磁元件1210產(chǎn)生由超聲探測(cè)器1140的傳感器陣列1190可檢測(cè)的磁場(chǎng)，以如下面進(jìn)ー步描述的，使得針1200的位置、定向和移動(dòng)能夠被系統(tǒng)1110追![!示。在其他實(shí)施方案中，理解的是，許多其他類(lèi)型、數(shù)目和大小的磁元件可以與針1200或其他醫(yī)療部件一起使用，來(lái)使得針1200或其他醫(yī)療部件能夠被本引導(dǎo)系統(tǒng)追蹤。現(xiàn)在參考圖22A和22B，圖22A和22B示出系統(tǒng)1110的超聲探測(cè)器1140和針1200在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑶覝?zhǔn)備好來(lái)通過(guò)患者的皮膚表面1220進(jìn)行其插入，以進(jìn)入目標(biāo)內(nèi)部身體部分。特別地，探測(cè)器1140被示出為其頭部1180以抵住患者皮膚的方式被放置并且產(chǎn)生超聲束1222，從而以超聲的方式對(duì)患者皮膚表面1220下方的脈管1226的部分進(jìn)行成像。脈管1226的超聲圖像可以被描繪在系統(tǒng)1110的顯示器1130上(圖19)。如上面所述的，系統(tǒng)1110在本實(shí)施方案中被配置來(lái)檢測(cè)上面描述的針1200的位置、定向和移動(dòng)。特別地， 探測(cè)器1140的傳感器陣列1190被配置來(lái)檢測(cè)與針1200—起被包括的磁元件1210的磁場(chǎng)。傳感器陣列1190的每個(gè)傳感器1192被配置來(lái)在三個(gè)維度空間上以空間的方式檢測(cè)磁元件1210。由此，在系統(tǒng)1110的操作期間，由每個(gè)傳感器1192感測(cè)的針的磁元件1210的磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)被傳送到處理器(例如控制臺(tái)1120的處理器1122(圖18))，該處理器實(shí)時(shí)計(jì)算磁元件1210的位置和/或定向。具體地，并且如圖22k和22B中所示的，磁元件1210在X、Y和Z坐標(biāo)空間中相對(duì)于傳感器陣列1190的位置可以由系統(tǒng)1110使用傳感器1192所感測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)來(lái)確定。此外，圖22A示出磁元件1210的俯仰也可以被確定，而圖22B示出磁元件的偏向可以被確定。系統(tǒng)的探測(cè)器1140、控制臺(tái)1120或其他部件的適合電路可以提供這樣的位置/定向所需的計(jì)算。在一個(gè)實(shí)施方案中，磁元件210可以使用以下美國(guó)專(zhuān)利中的一個(gè)或更多個(gè)的教導(dǎo)來(lái)被追蹤No. 5，775，322、No. 5，879，297、No. 6，129，668、No. 6，216，028 以及No. 6，263，230。前述美國(guó)專(zhuān)利的內(nèi)容通過(guò)引用被整體并入本文。系統(tǒng)1110確定的上述位置和定向信息以及套管1202的長(zhǎng)度和磁元件1210相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)針末端的位置被系統(tǒng)獲知或者被輸入到系統(tǒng)中，使得該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地確定針1200的整個(gè)長(zhǎng)度相對(duì)于傳感器陣列1190的位置和定向。可選地，磁元件1210和遠(yuǎn)側(cè)針末端之間的距離被系統(tǒng)1110獲知或者被輸入到系統(tǒng)1110中。這又使得系統(tǒng)1110能夠?qū)⑨?200的圖像疊置到由探測(cè)器1140的超聲束1222產(chǎn)生的圖像上。圖23A和23B示出這樣的針到超聲圖像上的疊置的實(shí)施例。具體地，圖23A和23B每個(gè)示出例如可以被描繪在顯示器1130(圖19)上的屏幕截圖1230。在圖23A中，超聲圖像1232被示出，包括患者皮膚表面1220和皮下脈管1226的描繪。例如，超聲圖像1232對(duì)應(yīng)由圖22A和22B中所示的超聲束1222獲取的圖像。屏幕截圖1230進(jìn)ー步示出表征如上所描述的由系統(tǒng)1110確定的實(shí)際針1200的位置和定向的針圖像1234。因?yàn)橄到y(tǒng)能夠確定針1200相對(duì)于傳感器陣列1190的位置和定向，所以系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地確定針1200相對(duì)于超聲圖像1232的位置和定向并且將其疊置到超聲圖像1232上，來(lái)在顯示器1130上描繪為針圖像1234。針圖像1234在超聲圖像1232上的安置的調(diào)節(jié)由系統(tǒng)1110的處理器1122或其他適合的部件所執(zhí)行的適合的算法來(lái)進(jìn)行。傳感器1192被配置來(lái)在系統(tǒng)1110的操作期間持續(xù)檢測(cè)針1200的磁元件1210的磁場(chǎng)。這使得系統(tǒng)1110能夠持續(xù)更新針圖像1234的位置和定向來(lái)在顯示器1130上進(jìn)行描繪。因此，針1200的推進(jìn)或其他移動(dòng)通過(guò)顯示器1130上的針圖像1234被實(shí)時(shí)地描繪。注意的是，系統(tǒng)1110能夠隨著探測(cè)器1140和針1200在放置過(guò)程或其他動(dòng)作期間發(fā)生的移動(dòng)，在顯示器1130上持續(xù)地更新超聲圖像1232和針圖像1234 二者。圖23A進(jìn)ー步示出在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)1110可以基于如針圖像1234所描繪的針1200的當(dāng)前位置和定向來(lái)描繪投影途徑1236。投影路徑1236輔助臨床醫(yī)生確定如由顯示器1130上的針圖像1234描繪的針1200的當(dāng)前定向是否將導(dǎo)致抵達(dá)期望的內(nèi)部身體部分目標(biāo)，例如本文中所示的脈管1226。再者，隨著針圖像1234的定向和/或位置改變，投影路徑1236被系統(tǒng)1110相應(yīng)地修改。指示投影路徑1236穿過(guò)超聲圖像1232的平面的所在位置的目標(biāo)1238也可以被系統(tǒng)1110描繪在顯示器1130上。如圖23A中所示的，在本實(shí)施例中，目標(biāo)1238位于被描繪在超聲圖像1232中的脈管1226內(nèi)。注意的是，目標(biāo)1238在顯示器1130上的位置也可以在針1200和/或超聲圖像1232被調(diào)整時(shí)而被修改。屏幕截圖1230還包括可能性區(qū)域1239 (此處被描繪為盒子)，該可能區(qū)域1239指示系統(tǒng)由于以下原因造成的誤差的任何可能余量針長(zhǎng)度、針剛性和撓曲、磁元件的場(chǎng)強(qiáng)度、磁干擾、磁元件的磁軸與針的縱軸的對(duì)準(zhǔn)上可能的偏差、傳感器陣列相對(duì)于超聲成像平面的定向等。圖23B示出，在一個(gè)實(shí)施 方案中，屏幕截圖1230可以被這樣配置，以致超聲圖像1232和針圖像1234被定向來(lái)在三個(gè)維度方面被顯示。這使得如針圖像1234所描繪的針1200的角度和定向能夠被確定并且能夠與超聲圖像1232所成像的意圖目標(biāo)進(jìn)行比較。應(yīng)當(dāng)注意的是，屏幕截圖1230僅僅是系統(tǒng)1110產(chǎn)生的用于顯示的可能描繪方式的實(shí)施例；事實(shí)上，可以使用其他可視描繪方式。進(jìn)ー步注意的是，被成像的身體的特定區(qū)域僅僅是實(shí)施例；系統(tǒng)可以被用來(lái)以超聲方式成像各種身體部分，并且應(yīng)當(dāng)不限于在附圖中所明確描繪的內(nèi)容。此外，如果期望的話，如本文所描繪和描述的系統(tǒng)可以被包括作為更大系統(tǒng)的部件，或者可以被配置為獨(dú)立(stand-alone)設(shè)備。再者，理解的是，除可視顯示器1130外，系統(tǒng)1110還可以采用聽(tīng)覺(jué)信息(例如嘟嘟聲、音調(diào)等)來(lái)在針的安置和插入患者期間輔助臨床醫(yī)生。如上面所述的，在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)于系統(tǒng)1110而言需要的是獲知針1200的總長(zhǎng)度以及磁元件1210在針1200上的位置，以使得能夠進(jìn)行針圖像1234和圖23A和23B的屏幕截圖1230的其他特征的準(zhǔn)確描繪。系統(tǒng)1110可以以各種方式被告知這些和/或其他相關(guān)的參數(shù)，包括由系統(tǒng)掃描被包括在針上或者與針一起被包括的條碼，與針一起包括射頻識(shí)別(“RFID”)芯片來(lái)由系統(tǒng)進(jìn)行掃描，針的彩色編碼，臨床醫(yī)生將參數(shù)手動(dòng)輸入到系統(tǒng)中等。例如，RFID芯片1354被包括在圖33A中所示的針1200上。系統(tǒng)1110的探測(cè)器1140或其他部件可以包括RFID讀取器來(lái)讀取包括在RFID芯片1354上的信息，例如針1200的類(lèi)型或長(zhǎng)度等。用于將針參數(shù)輸入到系統(tǒng)1110中或者檢測(cè)參數(shù)的這些和其他方式因此被考慮。在一個(gè)實(shí)施方案中，針的長(zhǎng)度(或者醫(yī)療部件的其他方面)可以通過(guò)探測(cè)器/系統(tǒng)對(duì)磁元件的特征(例如其場(chǎng)強(qiáng)度)的測(cè)量來(lái)確定。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，針的磁元件可以被安置在離探測(cè)器一預(yù)先確定的距離處或者在相對(duì)于探測(cè)器處于ー預(yù)先確定的位置。在磁元件被這樣安置的情況下，探測(cè)器的傳感器陣列檢測(cè)和測(cè)量磁元件的場(chǎng)強(qiáng)度。系統(tǒng)可以比較測(cè)量的場(chǎng)強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)于不同針長(zhǎng)度的可能場(chǎng)強(qiáng)度的儲(chǔ)存列表。系統(tǒng)可以匹配這兩個(gè)強(qiáng)度并且確定針長(zhǎng)度。針定位和隨后的針插入則可以如本文所描述的那樣來(lái)進(jìn)行。在另ー實(shí)施方案中，不是將磁元件保持在ー預(yù)先確定的位置不動(dòng)，而是磁元件可以相對(duì)于探測(cè)器被移動(dòng)，以致探測(cè)器獲得多個(gè)場(chǎng)強(qiáng)度讀數(shù)?？梢员桓淖儊?lái)將不同場(chǎng)強(qiáng)度賦予ー組磁元件的方面包括磁元件的大小、形狀和構(gòu)造等。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案在此給出關(guān)于使用系統(tǒng)1110結(jié)合對(duì)患者的目標(biāo)內(nèi)部身體部分(“目標(biāo)”)進(jìn)行超聲成像而引導(dǎo)針或其他醫(yī)療設(shè)備的進(jìn)ー步的細(xì)節(jié)。在裝配有磁元件的針1200安置在離包括傳感器陣列1190的超聲探測(cè)器1140 —適當(dāng)距離(例如，兩英尺或更多)處的情況下，探測(cè)器被用來(lái)以超聲方式對(duì)針意圖經(jīng)由皮下插入而橫穿的患者體內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行成像，來(lái)在系統(tǒng)1110的顯示器1130上進(jìn)行描繪。然后啟動(dòng)系統(tǒng)1110的校準(zhǔn)，其中由控制臺(tái)1120的處理器112 2執(zhí)行算法來(lái)確定在將進(jìn)行過(guò)程的地方附近的任何環(huán)境磁場(chǎng)的基線。如上面所論述的，例如通過(guò)使用者輸入、自動(dòng)檢測(cè)或者以另ー適合的方式，系統(tǒng)1110同樣被告知針1200的總長(zhǎng)度，和/或磁元件相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)針末端的位置。針1200然后被帶入探測(cè)器1140的傳感器陣列1190的傳感器1192的范圍。每個(gè)傳感器1192檢測(cè)與針1200的磁元件1210相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，數(shù)據(jù)被傳送到處理器1122。在一個(gè)實(shí)施方案中，這樣的數(shù)據(jù)在被處理器需要之前可以被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。當(dāng)傳感器1192檢測(cè)磁場(chǎng)時(shí)，處理器1122執(zhí)行適合的算法來(lái)計(jì)算針1200的磁元件1210在空間中的預(yù)測(cè)地點(diǎn)相對(duì)于探測(cè)器的磁場(chǎng)強(qiáng)度。處理器1122然后比較由傳感器1192檢測(cè)的實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)和計(jì)算的場(chǎng)強(qiáng)度值。注意的是，這ー過(guò)程在上面所指出的美國(guó)專(zhuān)利中被進(jìn)ー步描述。這ー過(guò)程可以被反復(fù)地(iteratively)進(jìn)行直到針對(duì)預(yù)測(cè)地點(diǎn)的計(jì)算值匹配測(cè)量數(shù)據(jù)。一旦出現(xiàn)這樣的匹配，磁元件1210就已經(jīng)在三維空間中在位置上被定位。使用如由傳感器1192檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，磁元件1210的俯仰和偏向(即，定向)也可以被確定。結(jié)合已知的針1200的長(zhǎng)度以及針的遠(yuǎn)側(cè)末端相對(duì)于磁元件的位置，這使得可以由系統(tǒng)1110對(duì)針的位置和定向的準(zhǔn)確表征能夠進(jìn)行并且能夠在顯示器1130上被描繪為可視模型，即針圖像1234。注意的是，在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)1110的預(yù)測(cè)值和實(shí)際檢測(cè)值必須在預(yù)先確定的容差或置信水平內(nèi)匹配來(lái)使得針描繪能夠進(jìn)行。如上所描述的針1200的可視針圖像1234的描繪在本實(shí)施方案中通過(guò)將針圖像疊覆在顯示器1130的超聲圖像1232上來(lái)進(jìn)行(圖23A、23B)。如由處理器1122或其他適合的部件執(zhí)行的系統(tǒng)1110的適合的算法進(jìn)ー步使得投影路徑1236、目標(biāo)1238以及可能區(qū)域1239 (圖23A、23B)能夠被確定并且能夠在顯示器1130上被描繪在目標(biāo)的超聲圖像1232之上。上述的預(yù)測(cè)、檢測(cè)、比較和描繪過(guò)程被反復(fù)地進(jìn)行來(lái)持續(xù)實(shí)時(shí)追蹤針1200的移動(dòng)。鑒于上述內(nèi)容并且參照?qǐng)D24，理解的是，在一個(gè)實(shí)施方案中，用于引導(dǎo)針或其他醫(yī)療部件的方法1240包括各種階段(stage)。在階段1242，患者的目標(biāo)內(nèi)部身體部分由成像系統(tǒng)來(lái)成像，例如，舉例說(shuō)明,超聲成像設(shè)備。在階段1244，諸如針的醫(yī)療部件的可檢測(cè)特征由與成像系統(tǒng)一起被包括的ー個(gè)或更多個(gè)傳感器感測(cè)。在本實(shí)施方案中，針的可檢測(cè)特征為與針1200 —起被包括的磁元件1210的磁場(chǎng)，并且傳感器為被包括在與超聲探測(cè)器1140 —起被包括的傳感器陣列1190中的磁傳感器。在階段1246，醫(yī)療部件相對(duì)于目標(biāo)內(nèi)部身體部分的位置通過(guò)感測(cè)可檢測(cè)特征來(lái)在至少兩個(gè)空間維度上被確定。如上所述的，在本實(shí)施方案中由控制臺(tái)1120的處理器1122進(jìn)行這樣的確定。在階段1248，表征醫(yī)療部件的位置的圖像與目標(biāo)內(nèi)部身體部分的圖像結(jié)合來(lái)在顯示器上進(jìn)行描繪。階段1250示出階段1244-1248可以被反復(fù)地重復(fù)，來(lái)描繪醫(yī)療部件相對(duì)于成像目標(biāo)的推進(jìn)或其他移動(dòng)，例如，舉例說(shuō)明，針1200朝向脈管1226的皮下插入(圖23A、23B)。理解的是，處理器1122或其他適合的部件可以計(jì)算附加方面，包括可能區(qū)域1239和目標(biāo)1238(圖23A、23B)來(lái)在顯示器1130上進(jìn)行描繪。理解的是，在一個(gè)實(shí)施方案中，傳感器陣列無(wú)需原本就被并入超聲成像設(shè)備，而是可以以其他方式被包括在其中。圖25示出這種情況的ー個(gè)實(shí)施例，其中包括傳感器陣列1190的傳感器1192的可附接的傳感器模塊1260被示出為附接到超聲探測(cè)器1140。這樣的配置使得如本文所描述的針引導(dǎo)能夠結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的超聲成像設(shè)備(即，這樣的設(shè)備，所述設(shè)備不包括集成到超聲探測(cè)器中的傳感器陣列或者被配置來(lái)如上所描述的那樣定位和追蹤針的處理器和算法)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，在一個(gè)實(shí)施方案中，傳感器模塊1260包括這樣的處理器和算法，該處理器和算法適合來(lái)定位和追蹤針或其他醫(yī)療部件并且適合來(lái)在顯示器上描繪針的可視圖像以疊覆到超聲圖像上。在一個(gè)實(shí)施方案中，傳感器模塊1260可以與模塊顯示器1262 —起被包括， 用來(lái)描繪針追蹤。引導(dǎo)系統(tǒng)的這些和其他配置因此被考慮。圖26示出在一個(gè)實(shí)施方案中，針握持器可以被用來(lái)在如已經(jīng)被描述的由系統(tǒng)1110進(jìn)行的超聲成像和針引導(dǎo)過(guò)程期間容置和推進(jìn)針1200。如所示的，針握持器1270為手槍形并且包括觸發(fā)器1272，用來(lái)在按壓觸發(fā)器時(shí)通過(guò)使針在縱向上移動(dòng)離開(kāi)握持器的筒而選擇性地推進(jìn)針1200或者其他適合的醫(yī)療部件。這樣配置的，針握持器1270便利于以臨床醫(yī)生的一手來(lái)操作針而另一手抓握和操縱超聲探測(cè)器1140。此外，針握持器1270可以例如通過(guò)馬達(dá)、棘輪結(jié)構(gòu)、液壓/氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器等來(lái)提供針移動(dòng)/轉(zhuǎn)動(dòng)輔助。此外，計(jì)時(shí)構(gòu)件可以被包括在針握持器1270上，以輔助確定針1200的遠(yuǎn)側(cè)末端的定向并且便利針的轉(zhuǎn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，針握持器1270可以被可操作地連接到系統(tǒng)1110，以致當(dāng)針套管1202的遠(yuǎn)側(cè)端1202B到達(dá)目標(biāo)內(nèi)部身體部分或者針截切(intercept)超聲平面時(shí)通過(guò)針握持器的推進(jìn)被自動(dòng)停止。在又另ー實(shí)施方案中，磁元件可以與針握持器而不是針自身一起被包括。當(dāng)被臨時(shí)附接到針握持器時(shí)，針由此可以被引導(dǎo)系統(tǒng)定位和引導(dǎo)而無(wú)需磁元件被直接附接到針。圖27和28描繪根據(jù)另ー實(shí)施方案的引導(dǎo)系統(tǒng)1110的部件，其中探測(cè)器1140和針1200之間的基于光的交互被用來(lái)使得針的追蹤和引導(dǎo)能夠進(jìn)行。特別地，探測(cè)器1140包括安置在探測(cè)器表面上的光學(xué)/光源(optical/light source)(例如LED1280)和光電檢測(cè)器1282。理解的是，光源和檢測(cè)器可以被配置來(lái)產(chǎn)生和檢測(cè)各種范圍(包括可見(jiàn)、紅外等)的光信號(hào)。針轂1204包括反射表面1286，能夠反射由LED1280產(chǎn)生并且入射到其上的光。如在圖28中所示的，由LED1280射出的光被針1200的反射表面1286反射，光的一部分被光電檢測(cè)器1282接收和感測(cè)。如在先前的實(shí)施方案中，系統(tǒng)控制臺(tái)1120的處理器1122可以被用來(lái)接收光電檢測(cè)器1282的感測(cè)數(shù)據(jù)并且計(jì)算針1200的位置和/或定向。如前面的，針1200的長(zhǎng)度和/或反射表面相對(duì)于針1200的遠(yuǎn)側(cè)端的位置被輸入系統(tǒng)1110，或者以其他方式為系統(tǒng)1110可檢測(cè)的或者被系統(tǒng)1110獲知。注意的是，反射表面可以被包括在針上的其他位置處。鑒于上述內(nèi)容，理解的是，在本實(shí)施方案中，與前面實(shí)施方案的磁元件1210的磁場(chǎng)特征相比，針1200的可檢測(cè)特征包括反射表面1286的反射率，并且與前面實(shí)施方案的磁傳感器1192相比，傳感器包括光電檢測(cè)器1282。應(yīng)當(dāng)理解的是，在一個(gè)實(shí)施方案中，上面描述的配置可以被反過(guò)來(lái)，其中光源與針或醫(yī)療部件一起被包括。在這種情況下，光從針射出并且由與探測(cè)器1140 —起被包括的光電檢測(cè)器1282檢測(cè)，從而使得針的定位和追蹤能夠進(jìn)行。電源(例如鈕扣電池等)可以與針一起被包括，來(lái)為針的光源供電。更一般地，理解的是，針或醫(yī)療部件可以包括這些或其他可檢測(cè)特征中的ー個(gè)或更多個(gè)，來(lái)使得針能夠被朝向患者身體中的目標(biāo)追蹤和引導(dǎo)。其他可檢測(cè)特征方式的非限制性實(shí)施例包括電磁方式或射頻方式(“RF”)(見(jiàn)，例如下面的圖29-30)以及放射性方式。關(guān)于RF方式，理解的是，一個(gè)或更多個(gè)同步或異步脈沖頻率源可以與針一起被包括來(lái)使得針的檢測(cè)能夠通過(guò)適合的傳感器(ー個(gè)或多個(gè))來(lái)進(jìn)行?；蛘?，RF第一源可以與無(wú)源磁體耦合作為第二源。圖29和30描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的引導(dǎo)系統(tǒng)的部件，其中探測(cè)器1140和針1200之間的EM信號(hào)交互被用來(lái)使得針的追蹤和引導(dǎo)能夠進(jìn)行。特別地，在圖29中，針1200包括設(shè)置在其中的探針1298。探針1298包括EM線圈1290，EM線圈1290經(jīng)由繩纜1292可操作地連接到探測(cè)器1140。以這種方式，EM線圈1290可以由包括在探測(cè)器1140或者系統(tǒng)控制臺(tái)1120中的適合的部件驅(qū)動(dòng)，以致EM線圈在操作期間發(fā)射EM信號(hào)。適合來(lái)檢測(cè)由探針1298的EM線圈1290發(fā)射的EM信號(hào)的傳感器1294被包括在探測(cè)器1140中。在本實(shí)施方案中，傳感器1294為三軸傳感器，用于檢測(cè)EM信號(hào)的相應(yīng)正交分量，然而還可以采用其他線圈和傳感器配置。這樣配置的，針1200的位置和定向可以通過(guò)EM信號(hào)三角測(cè)量或其他適合的過(guò)程被確定并且由系統(tǒng)以與上面已經(jīng)描述的類(lèi)似的方式被顯示。如在前面的實(shí)施方案中的，系統(tǒng)控制臺(tái)1120的處理器1122(圖18)可以被用來(lái)接收EM傳感器1294的感測(cè)數(shù)據(jù)并且計(jì)算針1200的位置和/或定向。如前面的，針1200的長(zhǎng)度和/或EM線圈1290相對(duì)于針1200的遠(yuǎn)側(cè)端的位置被輸入系統(tǒng)，或者以其他方式為系統(tǒng)可檢測(cè)的或被系統(tǒng)獲知。 圖30示出圖29的EM配置的變化方式，其中EM部件的各自的位置是被反過(guò)來(lái)的EM線圈1290被包括在探測(cè)器1140中并且EM傳感器1294與設(shè)置在針1200中的探針1298一起被包括。注意的是，在圖29和30的實(shí)施方案中，EM線圈1290和EM傳感器1294之間經(jīng)由繩纜1292的可操作的連接使得設(shè)置在探針1298中的部件能夠被系統(tǒng)1110驅(qū)動(dòng)。這還使得由EM線圈1290發(fā)射的和由EM傳感器1294檢測(cè)的特定EM頻率/多個(gè)頻率能夠ー致。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖29中所示的配置可以改變，其中沒(méi)有繩纜來(lái)可操作地連接EM線圈和EM傳感器；相反，探針的EM線圈作為與探測(cè)器及其EM傳感器分離的部件來(lái)操作并且由獨(dú)立的電源(例如電池)供電。在這種情況下，探測(cè)器/系統(tǒng)包括適合的信號(hào)處理部件，該適合的信號(hào)處理部件被配置來(lái)檢測(cè)由EM線圈發(fā)射的EM信號(hào)并且根據(jù)需要對(duì)該EM信號(hào)進(jìn)行處理，從而對(duì)針進(jìn)行定位。注意的是，EM線圈和EM傳感器可以被包括在除本文所描繪的以外的其他位置上。例如，EM線圈可以被包括在針自身上，或者在可附接到針的近側(cè)端的連接器上。圖31A-31D給出根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案被配置的針1200的進(jìn)ー步的細(xì)節(jié)，其中針包括轂1304，套管1202從轂1304延伸。限定有孔1312的磁元件1310被包括在殼體1314的腔1314A中。殼體1314包括螺紋，從而以可螺接的方式接合針轂1304或者針或醫(yī)療部件的其他適合的部件。以這種方式，磁元件1310是經(jīng)由殼體1314以可移除的方式可附接到針1200的。由此，磁元件1310無(wú)需被永久性地附著于針1200或者與針1200 —起被包括，而是可以當(dāng)不再需要基于磁的針引導(dǎo)時(shí)從其中被移除。此外，這使得磁元件能夠被附接到諸多不同類(lèi)型和大小的針。注意的是，在本實(shí)施方案中，針1200還包括向遠(yuǎn)側(cè)可滑動(dòng)的針安全部件1320，用于在從患者移除針時(shí)安全地隔離針的遠(yuǎn)側(cè)末端。進(jìn)ー步注意的是，除了本文明確示出和描述的內(nèi)容之外，可以采用其他可移除的磁元件。圖32-33B給出包括磁元件的針1200的進(jìn)ー步的實(shí)施例。在圖32中，兩個(gè)條狀的磁元件1340被這樣設(shè)置，以從針1200的轂1334正交地延伸，圖示說(shuō)明磁元件無(wú)需被平行于針的縱軸來(lái)定向。在圖33A-33B中，四個(gè)磁元件1350被包括在針轂1344中，示出多于ー個(gè)的磁元件可以與針一起被包括。這樣的配置可以被采用，例如，其中受限的空間防止ー個(gè)磁元件被使用。注意的是，本文中的磁元件的數(shù)目、形狀和排布僅僅是諸多可能的配置的一個(gè)實(shí)施例。`圖34A-34G給出磁元件1360的各種示例性的配置，該磁元件1360限定用于接納針的套管通過(guò)其中的孔。示出磁元件1360的各種形狀配置，包括方形(圖34A)、六邊形(圖34B)、三角形(圖34C)、矩形(34D)、橢圓形(圖34E)、八邊形(圖34F)以及四面金字塔(圖34G)。在附圖中所示的磁元件僅僅是可以被用來(lái)限定磁元件的眾多幾何圖形和其他形狀的實(shí)施例；事實(shí)上，還考慮沒(méi)有在本文中明確示出的其他形狀。本發(fā)明的實(shí)施方案可以以其他具體的形式實(shí)施，而不偏離本發(fā)明的精神。所述已描述的實(shí)施方案應(yīng)被認(rèn)為是在各方面都僅是作為圖示說(shuō)明性的而非限制性的。因而，本發(fā)明實(shí)施方案的范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)而非前述說(shuō)明書(shū)所示出。在權(quán)利要求書(shū)的含義和等同范圍內(nèi)的所有變化都應(yīng)被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于結(jié)合成像技術(shù)將醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測(cè)器，所述成像設(shè)備產(chǎn)生內(nèi)部身體部分目標(biāo)的圖像； 與所述探測(cè)器一起被包括的至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器感測(cè)與所述醫(yī)療部件相關(guān)的可檢測(cè)特征； 處理器，所述處理器使用與所述至少一個(gè)傳感器感測(cè)的所述可檢測(cè)特征相關(guān)的數(shù)據(jù)，來(lái)在至少兩個(gè)空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及 顯示器，所述顯示器描繪所述醫(yī)療部件相對(duì)于所述目標(biāo)的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
2.如權(quán)利要求1所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述成像設(shè)備為超聲成像設(shè)備，所述探測(cè)器包括超聲探測(cè)器，所述至少一個(gè)傳感器包括集成到所述超聲探測(cè)器中的多個(gè)磁傳感器，所述醫(yī)療部件包括針，所述可檢測(cè)特征為與所述針相關(guān)聯(lián)的磁元件的磁場(chǎng)，并且其中所述磁場(chǎng)能夠被所述磁傳感器感測(cè)到。
3.如權(quán)利要求2所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括永久性地或可移除地附接到所述針的轂的磁體。
4.如權(quán)利要求2所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁傳感器中的一個(gè)或更多個(gè)包括正交感測(cè)部件，從而使得所述針的所述磁元件在三個(gè)空間維度上的位置以及所述磁元件的俯仰和偏向姿態(tài)的確定能夠進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求2所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，還包括用于在所述引導(dǎo)系統(tǒng)的使用期間握持所述針的手持針握持器，所述針握持器被配置來(lái)選擇性地推進(jìn)所述針，所述磁元件與所述針握持器一起被包括。
6.如權(quán)利要求1所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器被包括在傳感器模塊中，所述傳感器模塊可附接到所述成像系統(tǒng)的所述探測(cè)器或者其他部件。
7.如權(quán)利要求1所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述醫(yī)療部件的所述可檢測(cè)特征與以下內(nèi)容中的至少一個(gè)相關(guān)放射性信號(hào)、射頻信號(hào)以及光學(xué)信號(hào)。
8.如權(quán)利要求2所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述針的長(zhǎng)度通過(guò)所述針的所述磁元件的場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量來(lái)確定。
9.一種用于使用成像技術(shù)引導(dǎo)醫(yī)療部件插入到患者身體中的方法，所述方法包括 (a)對(duì)身體內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行成像； (b)感測(cè)與所述醫(yī)療部件相關(guān)的可檢測(cè)特征； (C)通過(guò)與所感測(cè)的可檢測(cè)特征相關(guān)的數(shù)據(jù)，在至少兩個(gè)空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及 (d)顯示所述醫(yī)療部件相對(duì)于所述目標(biāo)的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
10.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中顯示所述位置的步驟還包括顯示一圖像，所述圖像表征所述醫(yī)療部件的所述位置以及所述目標(biāo)的圖像。
11.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中確定所述醫(yī)療部件的所述位置的步驟還包括在三個(gè)空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置以及俯仰和偏向定向中的至少一個(gè)。
12.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中所述醫(yī)療部件的所述可檢測(cè)特征為磁場(chǎng)，其中感測(cè)所述可檢測(cè)特征的步驟由至少一個(gè)磁傳感器來(lái)執(zhí)行，并且其中所述方法還包括校準(zhǔn)所述至少一個(gè)磁傳感器來(lái)在感測(cè)所述可檢測(cè)特征之前消除環(huán)境磁場(chǎng)。
13.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，還包括反復(fù)地重復(fù)步驟(b)、(c)和(d)來(lái)追蹤所述醫(yī)療部件相對(duì)于所述目標(biāo)的移動(dòng)。
14.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中對(duì)所述目標(biāo)進(jìn)行成像的步驟由超聲成像設(shè)備執(zhí)行，并且其中確定所述醫(yī)療部件的位置的步驟由所述超聲成像設(shè)備的處理器執(zhí)行。
15.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中所述醫(yī)療部件為針并且其中所述方法還包括確定所述針的長(zhǎng)度。
16.如權(quán)利要求15所限定的用于引導(dǎo)的方法，還包括計(jì)算所述針與所述目標(biāo)截切的可能區(qū)域以進(jìn)行顯示。
17.如權(quán)利要求9所限定的用于引導(dǎo)的方法，其中顯示所述位置的步驟還包括以三維方式顯示所述醫(yī)療部件的位置以及所述目標(biāo)的圖像。
18.一種用于引導(dǎo)針插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括 超聲成像設(shè)備，所述超聲成像設(shè)備包括探測(cè)器，用于以超聲的方式對(duì)內(nèi)部身體部分目標(biāo)進(jìn)行成像； 與所述針一起被包括的磁元件； 與所述探測(cè)器一起被包括的多個(gè)磁傳感器，所述多個(gè)磁傳感器中的每個(gè)感測(cè)所述針的所述磁元件的磁場(chǎng)； 處理器，所述處理器接收由傳感器感測(cè)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，來(lái)在三個(gè)空間維度上確定所述針的位置；以及 顯示器，所述顯示器描繪所述針的被確定的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
19.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括永久磁體，所述永久磁體被設(shè)置在所述針的轂中，并且其中在所述磁元件和所述磁傳感器之間不存在實(shí)體連接。
20.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述針還包括彩色編碼、條碼以及RFID芯片中的一個(gè)來(lái)使得所述引導(dǎo)系統(tǒng)能夠識(shí)別所述針的長(zhǎng)度，并且其中所述磁傳感器以成弓形的方式被分布在所述探測(cè)器內(nèi)。
21.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括限定有孔的永久磁體，所述針的套管通過(guò)所述孔被接納，并且其中所述永久磁體的形狀限定方形、五邊形、三角形、矩形、橢圓形、八邊形以及金字塔形中的一個(gè)。
22.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括多個(gè)永久磁體，所述多個(gè)永久磁體被包括在所述針的轂中。
23.如權(quán)利要求18所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述磁元件包括正交于所述針的套管的縱軸被設(shè)置的至少一個(gè)條形磁體。
24.一種用于引導(dǎo)醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括 成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測(cè)器，用于對(duì)內(nèi)部身體部分目標(biāo)進(jìn)行成像； 電磁信號(hào)發(fā)射源，所述電磁信號(hào)發(fā)射源與所述探測(cè)器和所述醫(yī)療部件中的一第一個(gè)一起被包括； 電磁信號(hào)傳感器，所述電磁信號(hào)傳感器與所述探測(cè)器和所述醫(yī)療部件中的一第二個(gè)一起被包括； 處理器，所述處理器接收與由所述傳感器檢測(cè)的電磁信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)，來(lái)在至少兩個(gè)空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及顯示器，所述顯示器描繪所述醫(yī)療部件的被確定的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
25.如權(quán)利要求24所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述醫(yī)療部件包括針，其中所述源與被可移除地接納在所述針中的探針一起被包括，并且其中所述傳感器被包括在所述探測(cè)器中。
26.如權(quán)利要求25所限定的引導(dǎo)系統(tǒng)，還包括繩纜，所述繩纜可操作地連接所述探針的所述源與所述探測(cè)器的所述傳感器。
27.一種用于引導(dǎo)醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括 成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測(cè)器，用于對(duì)內(nèi)部身體部分目標(biāo)進(jìn)行成像； 與所述探測(cè)器一起被包括的光源； 反射表面，所述反射表面反射來(lái)自與所述醫(yī)療部件一起被包括的所述光源的光； 與所述探測(cè)器一起被包括的檢測(cè)器，所述檢測(cè)器檢測(cè)從所述反射表面反射的光；處理器，所述處理器接收與由所述檢測(cè)器檢測(cè)的反射光相關(guān)的數(shù)據(jù)，來(lái)在至少兩個(gè)空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及 顯示器，所述顯示器描繪所述醫(yī)療部件的被確定的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
28.一種用于引導(dǎo)醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括 成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測(cè)器，用于對(duì)內(nèi)部身體部分目標(biāo)進(jìn)行成像； 與所述醫(yī)療部件一起被包括的光源； 與所述探測(cè)器一起被包括的檢測(cè)器，所述檢測(cè)器檢測(cè)由所述醫(yī)療部件的光源產(chǎn)生的光; 處理器，所述處理器接收與由所述檢測(cè)器檢測(cè)的光相關(guān)的數(shù)據(jù)，來(lái)在至少兩個(gè)空間維度上確定所述醫(yī)療部件的位置；以及 顯示器，所述顯示器描繪所述醫(yī)療部件的被確定的位置連同所述目標(biāo)的圖像。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于輔助針或其他醫(yī)療部件插入到患者身體中的引導(dǎo)系統(tǒng)。引導(dǎo)系統(tǒng)使用超聲成像或者其他適合的成像技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，引導(dǎo)系統(tǒng)包括成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括探測(cè)器，用于產(chǎn)生內(nèi)部身體部分目標(biāo)(例如脈管)的圖像。一個(gè)或更多個(gè)傳感器與所述探測(cè)器一起被包括。傳感器感測(cè)與所述針相關(guān)的可檢測(cè)特征，例如與所述針一起被包括的磁體的磁場(chǎng)。系統(tǒng)包括處理器，所述處理器使用與由傳感器感測(cè)的可檢測(cè)特征相關(guān)的數(shù)據(jù)，來(lái)在三個(gè)空間維度上確定所述針的位置和/或定向。系統(tǒng)包括顯示器，用于描繪所述針的位置和/或定向以及所述目標(biāo)的圖像。
文檔編號(hào)A61B5/05GK103037761SQ201180037065
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者E·K·伯恩賽德, K·B·鮑爾斯, S·梅瑟利, J·Z·杰霍, B·哈馬特克 申請(qǐng)人:C·R·巴德股份有限公司