[發明專利]用于優化的醫療部件插入監測和成像增強的系統和方法

在審

• 申請號: 202110887666.3
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN114052905A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: A·K·米森納;S·索厄德斯;S·梅瑟利;W·R·麥克勞克林
• 申請（專利權）人: 巴德阿克塞斯系統股份有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 北京市聯德律師事務所 11361
• 代理人: 黃大正;張來光

根據一個實施方式，描述了一種用于輔助醫療部件在患者體內推進的引導系統。引導系統以探頭和控制臺為特征。控制臺可通信地聯接到探頭，并且以基于AI的可視化控制件和基于AI的引導輔助邏輯為特征?；贏I的可視化控制件配置為生成、定位和重新定位醫療部件與患者的目標脈管系統之間的可視化區域?？梢暬瘏^域是由控制臺呈現的總成像區域的子區域?；贏I的引導輔助邏輯配置為監測醫療部件在可視化區域內的存在，提供用于生成醫療部件在可視化區域內的通知的反饋，并且對可視化區域內的成像數據的至少一部分施加成像增強以輔助推進。

優先權

本申請要求2020年8月4日提交的美國臨時申請號63/061,120的優先權，該申請通過引用整體并入本申請。

技術領域

本申請涉及醫療器械領域，更具體地涉及用于優化的醫療部件插入監測和成像增強的系統和方法。

背景技術

過去，臨床醫生依賴于各種引導系統，例如超聲系統，以輔助將針插入患者的脈管系統(例如血管、動脈等)。然而，在沒有大量專業知識的情況下，臨床醫生不能容易地檢測到在超聲系統監測器上顯示的圖像內存在針。由于可能需要臨床醫生在皮下組織內突然移動針以穿透目標脈管系統，因此缺乏針位置的實時檢測是有問題的。結果，患者在該過程中可能經歷不必要的疼痛，并且針插入目標脈管系統的成功率(下文中稱為“針插入成功率”)可能低于期望。

傳統的針插入引導系統依賴于傳感器陣列，該傳感器陣列配置為感測與針相關的可檢測特性，例如針包括的磁性元件的磁場。在該示例中，傳感器布置在超聲探頭內以連續地檢測由磁性元件引起的磁場，以便處理引導系統內的電路計算針在其推進期間的位置和取向。然而，對于僅依賴于所捕獲的超聲圖像的無經驗的臨床醫生，針的實際定位可以不同于在引導系統的監測器上呈現的針的位置。這種顯示延遲可導致針插入成功率的降低。

另外，已經使用根據機器學習或神經網絡技術運行的人工智能(AI)程序來分析圖像。然而，AI程序的操作復雜度與被分析圖像的尺寸具有一定的相關性，其中分析在超聲系統的監測器上呈現的用于顯示的某些圖像的復雜度可能導致延遲生成這些圖像。在超聲系統監測器上呈現圖像的延遲(等待時間)還向臨床醫生提供關于針的當前取向和定位的不準確信息。

因此，需要低等待時間的引導增強以改進超聲或其他引導系統的可操作性。

發明內容

簡要概括地，在此公開的實施方式涉及用于比如針的醫療部件的引導系統。引導系統的一個實施方式配置為根據醫療部件跟蹤子系統通過聲波(超聲)和/或磁場來監測醫療部件(例如針、引導器、導管等)的推進。醫療部件跟蹤子系統可以包括但不限于或局限于基于超聲或基于磁的跟蹤系統(例如如下所述的具有控制臺I/O部件組合的傳感器陣列)、尖端定位子系統(TLS)或在其推進通過脈管系統期間的醫療部件的遠端的任何其他跟蹤子系統(例如經由永磁體(多個永磁體)或電磁體(多個電磁體))跟蹤，如美國專利第9,456,766號所描述的，該專利的內容通過引用并入本文。引導系統還配置有傳感器分析邏輯以響應于檢測到醫療部件正在進入/離開目標脈管系統(例如靜脈、動脈等)而生成視覺、音頻或觸覺反饋。

引導系統的另一個實施方式的以基于人工智能(AI)的可視化控制件和基于AI的引導輔助邏輯為特征?；贏I的可視化控制件配置為基于醫療部件的取向和推進來生成并定位可視化區域，即，由引導系統呈現的總成像區域的指定部分。換句話說，在醫療部件接觸目標脈管系統的外壁表面之前，作為醫療部件的定位(通過醫療部件跟蹤子系統已知)，可視化區域由基于AI的可視化控制件定位(并且必要時重新定位)以截取醫療部件。

基于AI的引導輔助邏輯配置為與醫療部件跟蹤子系統通信以監測進入可視化區域或從可視化區域離開，以便通知臨床醫生醫療部件靠近目標脈管系統并且生成醫療部件或可視化區域的一部分的成像增強。臨床醫生的通知可以通過將信令傳輸到監測器、音頻裝置(例如揚聲器)或探頭的音頻、視覺或觸覺(例如觸感)反饋來完成，探頭生成視覺、聽覺和觸覺通知。