一种用于功能器官评估的系统和方法包括具有光纤的启用感测的柔性装置（102），所述光纤被配置为在柔性装置的长度上连续感测诱发的应变。柔性装置包括操纵机构（105），其被配置为允许在该长度上与器官的内壁接合。解读模块（115）被配置为在器官工作同时在器官的运动的至少两个阶段之间从光纤接收光学信号，并且解读所述光学信号，以量化与器官的工作相关联的参数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于内脏器官的实时机械功能评估的形状感测装置
本公开涉及形状感测装置，更具体而言，涉及用于具有微创性实时功能器官评估的介入过程的系统和方法。
技术介绍
在心导管室（CathLab）中执行的介入过程通常包括通过手臂、腿部或颈部中的血管被插入的导管并且推动所述导管进入心脏。这种方法允许心脏工作时进入心脏。能够在无需停止心脏或要求高度侵入性的胸骨切开术（将胸骨切开）、开胸手术（切开胸廓到达胸膜腔）等情况下执行这些程序，并且因此，这些过程使心脏介入涉及的潜在创伤降到最小。诸如经皮冠状动脉腔内成形术（PTCA）、射频（RF）消融术、药物递送、心脏再同步治疗（CRT）以及心肌活检的许多介入过程是在X射线荧光透视引导下执行的，X射线荧光透视引导需要通过导管将碘造影剂注入心血管系统，以暂时使心脏功能（例如血流和收缩模式）和血管位置可视化。由于其实时的性质、较低的成本、没有由有害辐射造成的组织损伤，研究已经专注于超声或经食管超声心动图（TEE）引导的介入过程。由于优于心脏直视手术的优点（诸如，康复更快并且存活率更高），微创心脏过程的数量正在增加。这些介入过程通常是在X射线荧光透视引导下执行的，其给出介入手术者有关心脏解剖和功能的有限信息。尽管介入性X射线成像对医生和患者具有潜在危害，由于可获得的有限的软组织对比度，介入性X射线成像仅提供有关解剖和功能的有限信息。出于这种原因，研究已经专注于向介入性实验室中的临床工作流程增加其他成像模态。例如，使用过程中超声波允许机械功能评估，诸如，室壁运动和心输出量。使用超声的缺点包括限制视野、信噪比（SNR）低以及主观技术，这些很容易造成超声检验师在扫描能力和图像解读方面的差异。由于跟踪局限于一组非常稀疏的离散测量位置（通常不超过5个传感器位置），因此要提供导管的实时位置信息的电磁跟踪技术在获得心肌的运动和功能估计中会遭遇困难。
技术实现思路
根据本原理，一种用于功能器官评估的系统和方法包括具有光纤的启用感测柔性装置，所述光纤被配置为在柔性装置的长度上连续感测诱发的应变。柔性装置包括操纵机构，所述操纵机构被配置为允许在所述长度上与器官的内壁接合。解读模块被配置为在器官工作时在器官的运动的两个阶段之间从所述光纤接收光学信号，并且解读所述光学信号，以量化与器官的功能相关联的参数。一种用于功能性心脏评估的工作站包括处理器、存储器和启用感测柔性装置，所述存储器被耦合到所述处理器，所述启用感测柔性装置具有至少一个光纤，所述光纤被配置为在柔性装置的长度上连续感测诱发的应变。操纵机构被集成到所述柔性装置中，并且被配置为允许所述柔性装置在所述长度上与心脏的壁和/或血管接合。解读模块被存储在所述存储器中，并且被配置为在心脏工作时在心脏的运动的至少两个阶段之间从所述至少一个光纤接收反馈信号。基于所述诱发的应变，解读模块生成数据，以量化与心脏的工作相关联的参数。显示器被配置为生成图像，以辅助执行对工作的心脏的流程。一种方法包括：将启用感测柔性装置插入功能器官的腔室或脉管中，所述启用感测柔性装置具有至少一个光纤，所述至少一个光纤配置为在柔性装置的长度上连续感测诱发的应变；操控所述柔性装置，以在所述长度上与器官的边界接合；在器官工作时，在器官的运动的至少两个阶段内，从所述至少一个光纤接收反馈信号；以及，解读所述反馈信号，以量化与所述器官的工作相关联的参数。通过其图示性实施例的以下详细描述，本公开的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见，要结合附图阅读详细描述。附图说明本公开将参考以下附图详细给出优选实施例的以下描述，附图中：图1是示出了根据本原理的用于评估功能性器官的系统/方法的方框/流程图；图2A是示出了根据范例性过程在舒张末期（ED）位置处对心脏的左心室的形状感测的示意图；图2B是示出了根据范例性过程在收缩末期（ES）位置处对心脏的左心室的形状感测的示意图；图2C示出了根据一个实施例的彼此覆盖的图2A和2B的一个或多个导管的理论位置，其示出了心动周期期间的心肌的运动；图2D示出了量化针对图2C中的左心室的舒张末期和收缩末期之间的位移的箭头；以及图3是示出了根据本专利技术的图示性实施例的用于评估功能器官的步骤的流程图。具体实施方式根据本原理，边界的连续空间和时间测量允许对心脏进行实时机械功能评估以及对心脏介入流程（诸如，心脏再同步治疗（CRT））是否成功的检验。在一个实施例中，包括启用光学形状感测的柔性装置（例如导管、引导线、引线等），以执行心脏或其他器官的连续实时运动和功能评估。根据本原理，实施例能够提供信息，诸如，通过直接询问运动提供机械非同步性或其他现象，通过从介入过程期间测量的运动特性导出的间接估计的心肌生存性和心输出量。除了离散的光学传感器之外，本原理沿已知三维（3D）路径提供对分布参数的空间和时间连续感测。该信息是优化临床结果所需的。例如，在起搏优化介入期间，利用这种连续信息，关于心脏起搏规程的直接机械反馈将是可能的，这有助于在心脏中正确放置引线。在特别有用的实施例中，本文提供的系统和方法允许在心导管插入过程期间，通过沿导管或其他装置的长度增加光学形状感测进行对心脏的实时机械功能评估。在整个心搏周期内沿心肌的内壁定位导管的远端部分的同时，实时地采集数据。这样允许在三个维度中沿腔室的壁迅速询问运动（收缩和松弛），允许在线“实况”计算心容积、射血分数和心输出量以及检测运动模式。心脏的这种实时功能信息能够用于检验针对CRT或其他过程的起搏器引线植入的成功程度。除了介入式心脏过程和心脏的术中功能性评估之外，本原理可以用于验证器官的功能性成像、在活动器官内进行曲线或线性测量、提供用于放置处置装置（例如起搏器引线等）的适用性研究以及其他应用。应当理解，将在医疗仪器方面来描述本专利技术；然而，本专利技术的教导宽得多，并且适用于跟踪或分析复杂生物或机械系统中采用的任何仪器。具体而言，本原理适用于生物系统的内部跟踪流程、身体的所有区域（例如肺、胃肠道、排泄器官、血管）中的过程等。附图中描绘的元件可以在硬件和软件的各种组合中实现，并且提供可以在单个元件或多个元件中组合的功能。通过使用专用硬件以及能够执行与适当硬件相关联的软件的硬件提供附图中所示的各种元件的功能。在由处理器提供功能时，能够由单个专用处理器、单个共享处理器或多个个体处理器（其中一些能够是共享的）提供功能。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解读为仅仅指能够执行软件的硬件，并且会隐含地包括，但不限于数字信号处理器（“DSP”）硬件、用于存储软件的只读存储器（“ROM”）、随机存取存储器（“RAM”）、非易失性存储器等。此外，本文中提到本专利技术原理、方面和实施例以及其具体范例的所有陈述意在涵盖其结构和功能的等效方案。此外，这样的等效方案意在包括当前已知的等效方案以及将来开发的等效方案（即，不论结构如何，开发成执行相同功能的任何元件）。因此，例如，本领域技术人员将要认识到，这里给出的方框图表示体现本专利技术的原理的图示性系统部件和/或电路的概念视图。类似地，将认识到，任何流程表、流程图等表示各种过程，这些过程基本可以在计算机可读存储介质中表示，并由计算机或处理器执行，无论是否明确示出了这样的计算机或处理器。此外，本专利技术的实施例可以采取可从计算机可用或计本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种系统，包括：启用感测的柔性装置（102），具有至少一个光纤，所述至少一个光纤被配置为在所述柔性装置的长度上连续感测诱发的应变，所述柔性装置包括操纵机构（105），所述操纵机构被配置为允许在所述长度上与器官的壁接合；以及解读模块（115），其被配置为在所述器官工作同时在所述器官的运动的至少两个阶段之间接收来自所述至少一个光纤的光学信号，并且解读所述光学信号，以量化与所述器官的所述工作相关联的参数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.20 US 61/549,2981.一种用于功能器官评估的系统，包括：启用感测的柔性装置(102)，具有至少一个光纤，所述至少一个光纤被配置为在所述柔性装置的连续长度上感测诱发的应变，所述柔性装置包括操纵机构(105)，所述操纵机构被配置为允许在所述长度上与器官的壁接合；以及解读模块(115)，其被配置为在所述器官工作同时在所述器官的运动的至少两个阶段之间接收来自所述至少一个光纤的光学信号，并且解读所述光学信号，以量化与所述器官的所述工作相关联的参数。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述器官包括心脏，并且所述壁包括心内膜或心外膜边界。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述运动的至少两个阶段包括所述心脏的舒张和收缩位置。4.根据权利要求1所述的系统，其中，启用感测的柔性装置(102)包括柔性细长仪器，并且在三个维度中提供连续时空信息。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述参数包括对心容积、机械功能、运动特性、射血分数和/或心输出量的估计中的一个或多个。6.根据权利要求1所述的系统，还包括显示器(118)，其中，所述参数包括形状感测机械功能数据，并且所述解读模块(115)被配置为基于所述形状感测机械功能数据来建议用于起搏器植入的靶部位。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述解读模块(115)将所述机械功能数据映射到由病理学组织变形模式导致的疤痕位置。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述启用感测的柔性装置(102)包括切割平面中的气囊、U形配置或V形配置中的至少一个，以测量所述器官的相对壁上的位移。9.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述连续长度上感测的所述诱发的应变包括在所述长度上测量的反向散射。10.一种用于功能性心脏评估的工作站...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·拉马钱德兰，R·陈，R·曼茨克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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