[發(fā)明專利]帶有用于探測力的傳感器的醫(yī)療設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880007389.5
• 申請日: 2008-03-04
• 公開（公告）號: CN101627291A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·德拉迪;N·米哈洛維克;J·卡萊特
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00;A61B5/0215;A61B18/24;A61B19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龔海軍;劉 紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于探測沿縱向作用于醫(yī)療設(shè)備上的力的醫(yī)療設(shè)備。

背景技術(shù)

從WO?2005/011511A1已知這樣的傳感器，WO?2005/011511A1公開了用于探測作用于細(xì)長裝置上、特別是諸如導(dǎo)管的細(xì)長裝置上的力的傳感器，所述力包括在細(xì)長裝置的縱向上的不可忽略的力分量。該傳感器包括：針對待探測的力的力換能器；用于將該傳感器安裝到細(xì)長裝置上的連接；至少一個光輸入?yún)^(qū)域，其可光學(xué)連接到將光注入到該傳感器內(nèi)的至少一個光波導(dǎo)；光強度調(diào)制器，該光強度調(diào)制器根據(jù)施加到力換能器上的力來調(diào)制可注入到傳感器內(nèi)的光的預(yù)定強度；以及至少一個光解耦區(qū)域，具有調(diào)制強度的光可經(jīng)由該光解耦區(qū)域在至少一個光導(dǎo)中解耦。已知傳感器的缺點在于由于調(diào)制的光強度，所探測的力的準(zhǔn)確度相對較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種醫(yī)療設(shè)備，其具有用于以改進(jìn)的準(zhǔn)確度來探測沿縱向作用于該醫(yī)療設(shè)備上的力的傳感器。本發(fā)明由獨立權(quán)利要求限定。有利的實施例由從屬權(quán)利要求限定。

這個目的通過根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備來實現(xiàn)，其特征在于，該醫(yī)療設(shè)備包括光機械力換能器，光導(dǎo)以及光電探測器，光機械力換能器具有用于接收力的柔性部件，光導(dǎo)具有面對光機械力換能器的柔性部件的輸出耦合(outcoupling)表面，且光電探測器探測干涉圖案，該干涉圖案由光導(dǎo)中的從光導(dǎo)的輸出耦合表面所反射的光和光導(dǎo)中的從光機械力換能器的柔性部件反射的光組成。使用由從光導(dǎo)的輸出耦合表面反射的光和從光機械力換能器的柔性部件反射的光組成的干涉圖案導(dǎo)致對作用于醫(yī)療設(shè)備上的力的更準(zhǔn)確的測量，因為光波長而非光強度是測量的基礎(chǔ)，該波長是導(dǎo)致比光強度更準(zhǔn)確的測量結(jié)果的參數(shù)。

WO?2006/092707A1公開了一種用于診斷或治療器官或脈管的設(shè)備，其中可變形主體具有安置于其遠(yuǎn)端的至少兩個光纖傳感器，該可變形主體耦合到處理邏輯，處理邏輯被編程為響應(yīng)于所探測到的光纖傳感器的光學(xué)特性的變化來計算多維力向量，所述變化是由于與器官或脈管的壁組織接觸所致的遠(yuǎn)端偏轉(zhuǎn)引起。該力向量可用于促進(jìn)直接地或使用機器人系統(tǒng)自動地操縱可變形主體。這種設(shè)備的力測量的準(zhǔn)確性低于根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備中的準(zhǔn)確性，因為圍繞醫(yī)療設(shè)備的縱向軸線的扭矩造成在軸向上力的測量的干擾。而且，力并不直接由光纖傳感器測量，而是將可變形主體的變形傳遞到光纖傳感器，其中光纖傳感器的感測部件(諸如布拉格光柵)安置于可變形主體內(nèi)而不在醫(yī)療設(shè)備的遠(yuǎn)端內(nèi)。

在根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備的實施例中，光機械力換能器的柔性部件包括接收力的突起。該突起有利地提供必須要測量的力作用其上的邊界明確的區(qū)域。而且，該突起避免了待測量的力作用于力換能器之外的醫(yī)療設(shè)備的部分上而導(dǎo)致錯誤的力測量和探測。

在根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備的又一個實施例中，該力包括突起與體腔內(nèi)的組織表面之間的接觸力。通過這種方式，對于操作該醫(yī)療設(shè)備的人員來說，該醫(yī)療設(shè)備與組織表面的接觸力是可得到的。對接觸力的了解幫助此人員避免由于過度的力而對組織造成意外損傷。可選地，在醫(yī)療設(shè)備例如由機器人系統(tǒng)自動操作的情況下，所測量的力可由自動化系統(tǒng)用來實時控制醫(yī)療設(shè)備的移動從而避免組織損傷。

在根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備的又一實施例中，突起位于從光導(dǎo)的輸出耦合表面所發(fā)出的光的路徑之外。這減小了突起對力測量的任何干擾影響。

在根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備的另一實施例中，該醫(yī)療設(shè)備包括至少由柔性部件和光導(dǎo)的輸出耦合表面所限制的封閉空間區(qū)域，用于探測環(huán)境壓力與封閉空間區(qū)域內(nèi)的壓力之間的壓差。舉例而言，可使用根據(jù)此實施例的醫(yī)療設(shè)備來測量在體腔的心臟或脈管內(nèi)的血壓，其中環(huán)境壓力是體腔內(nèi)的血壓。此外，也可能使用此實施例來探測突起與體腔內(nèi)的組織表面之間的接觸力。

在根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備的實施例中，光機械力換能器的柔性部件包括面對光導(dǎo)的輸出耦合表面的底表面和接收力并與底表面相對的頂表面，且其中柔性部件在其外側(cè)由安裝在光導(dǎo)的一部分上的剛性支承部件支承。這提供力換能器的簡單構(gòu)造，其中柔性部件經(jīng)由剛性支承部件安裝于光導(dǎo)上，得到柔性部件相對于光導(dǎo)的輸出耦合表面的明確的相對位置。

在根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備的再一個實施例中，光機械力換能器的柔性部件包括柔性橋連接，其由安裝在光導(dǎo)一部分上的剛性橋支承件在每一側(cè)支承，其中用于接收力的突起位于柔性橋連接的頂表面上。此實施例使得能夠準(zhǔn)確測量局部地作用于突起上的力，該力轉(zhuǎn)移成柔性橋連接的彎曲。在柔性橋連接的每一側(cè)上的剛性橋支承件有利地提供力換能器在光導(dǎo)上的穩(wěn)固安裝。