颅内成像和治疗系统技术方案

本发明专利技术提供了用于颅内成像和颅内区域治疗的系统，该系统包括：(a)适于插入颅内区域的导管探针，该导管探针包括：(i)导管壳体；(ii)包括一个或更多个光学发射器的光学探针；以及(iii)可选的外科手术工具，其中，光学探针和外科手术工具均位于壳体内；以及(b)成像板，该成像板被配置用于通过多个固定的附着点固定附着到被成像和被治疗颅内区域的表面，该成像板包括传感器阵列，每个传感器包括光学接收器。光学发射器被配置为在被成像颅内区域附近发射光，以及传感器阵列被配置为测量透射光以确定被成像颅内区域的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颅内成像和治疗系统
本专利技术涉及光学成像领域，尤其涉及用于光学成像以检测血肿的装置。
技术介绍
创伤性颅脑损伤(TBI)死亡的主要原因是脑内和脑周围出血。特别值得关注的是诸如硬膜外、硬膜下和脑内血肿的急性出血，其可能引起直接的脑受压和/或脑肿胀并可能导致永久性脑损伤和脑死亡。在早期的检测中这些损伤可能被错过，因为早期的临床症状可能是隐匿的或严重性有限。从原发性损伤开始，随后的临床恶化会在可变的时间快速发生。在临床衰退之前的早期的病变检测可能促进快速的外科手术干预并改善预后。临床需要是能够通过以有效且最低限度地损害方式去除颅内血肿来减轻脑压力。为了执行该任务，需要以精确地引导外科医生对颅内血肿用尽可能最少损害的、微创性的途径进行外科手术途径为目标。此外，需要确定血肿清除的程度以确保血肿的最大切除。最后，通过在最初的切除术后血肿的术中成像来观察在切除术后期间的额外出血，可以避免外科手术后血肿立即重新积聚的风险。总之，需要一种针对性的脑内血肿清除途径，减少在术后初期血肿重新积聚的风险，以改善患者预后并减少重复手术的需要。当前，头部损伤通常通过两种方式之一被清除。如果出血是表面的(基于CT成像)，则钻孔并使用抽吸和冲洗将血排出，或者在一些情况下，允许血液自发地排入引流管。在更深或更广泛出血情况下，必须在颅骨上开一个更大的开口，称为开颅手术，以暴露出血区域并进入大脑以完全清除血块。开颅手术的风险更高，与较差的预后相关，并且需要比钻孔更久的恢复。为了清除深和/或大的颅内血肿，可以通过单个钻孔将导管插入颅内空间并直接进入大脑以到达血肿。抽吸可被应用于导管、通过导管进行冲洗并通过将导管移入或移出血肿中心来进行物理破坏，以从颅内空间抽取血液。此类技术的目的是引导导管/吸管穿过出血并抽取所有血液。使用现有技术，只能使用先验图像来实现此途径。这类途径的问题包括：a、由于不准确的导航技术，血肿可能被错过；b、出血可能在成像和清除之间发展，并且切除的程度可能被低估，留下残余血肿；c、随着血肿被清除，由于大脑或血肿的转移，剩余血肿的位置可能不清楚，基于先验图像的导航失效；d、血肿清除后，在外科手术后的间隔内可能立即有血肿的隐匿性重新积聚。由于术中和术后缺乏实时成像，这无法实现。尽管采用非侵入式漫射光成像(DOI)的现有技术系统，无论是近红外光谱技术(NIRS)还是漫射光学层析成像(DOT)，都具有相对于其他成像模式的某些优势，因为它们是“非侵入式的”或“微创性的”(在荧光系统中，将生物标记标签注入血液中)，在此类系统中，出血事件的成像通常是使用所有传感器(发射器和检测器)在头部外侧执行的，因此依赖于反射几何形状(reflectancegeometry)。对于此类“外部”NIR系统，典型的成像深度的“最佳估计”是在反射几何形状中进入组织约3.5厘米。在小动物成像的情况下，可以采用透射几何形状(transmissiongeometry)，但是只有在动物很小的情况下，才能在透射几何形状中检测到合理数量的NIR光。这样，尽管透射几何形状的使用是已知的，但是基于人体太大以至于无法允许传输足够的NIR能量而不给组织造成风险的简单事实，它已经从大多数人体成像系统中被排除。因此，需要允许对出血事件兼其清除/治疗进行成像和监测的系统和方法，其中，出血事件可以位于使用现有技术的系统和方法无法成像的深度。提供该背景信息以揭示申请人认为可能与本专利技术相关的信息。不旨在也不应被解释为承认任何前述信息构成了相对于本专利技术的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于颅内成像和治疗的系统。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于颅内成像和颅内区域治疗的系统，该系统包括：(a)适于插入颅内区域的导管探针，该导管探针包括：(i)导管壳体；(ii)包括一个或更多个光学发射器的光学探针；以及(iii)可选的外科手术工具；其中，光学探针和外科手术工具均位于壳体内；(b)成像板，该成像板被配置用于通过多个附着点固定附着到被成像和被治疗颅内区域的表面，该成像板包括传感器阵列，每个传感器包括光学接收器；其中，一个或更多个光学发射器被配置为在被成像区域附近发射光，以及传感器阵列被配置为测量透射光以确定被成像区域的状态。在实施例中，其中，被成像区域包括出血事件，外科手术工具被配置为治疗该出血事件。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于对受试者的颅内区域进行成像和治疗的方法，该方法包括以下步骤：提供一种系统，该系统包括：(a)适于插入颅内区域的导管探针，该导管探针包括：(i)导管壳体；以及(ii)包括一个或更多个光学发射器的光学探针，其中，光学探针位于壳体内；(b)成像板，该成像板被配置用于通过多个附着点固定附着到被成像和被治疗颅内区域的表面，该成像板包括传感器阵列，每个传感器包括光学接收器；其中，一个或更多个光学发射器被配置为在被成像区域附近发射光，以及传感器阵列被配置为测量透射光以确定被成像区域的状态；通过多个附着点将所述成像板附着到受试者的颅内区域的表面；将导管探针插入受试者的颅内区域；通过由一个或更多个光学发射器发射的光询问颅内区域，并采用位于成像板上的传感器检测透射光，来获得颅内区域的图像。在实施例中，其中，该系统包括位于壳体内的外科手术工具，该方法进一步包括部署外科手术工具以治疗颅内区域的步骤。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于颅内成像和颅内区域治疗的系统，该系统包括：(a)成像子系统，该成像子系统包括(i)包括一个或更多个光学发射器的光学探针，该光学探针位于导管壳体内；以及(ii)成像板，该成像板被配置用于通过多个附着点固定附着到被成像和被治疗的颅内区域的表面，该成像板包括传感器阵列，每个传感器包括光学接收器；其中，一个或更多个光学发射器被配置为在被成像区域附近发射光，以及传感器阵列被配置为测量透射光以确定被成像区域的状态；以及(b)可选的治疗子系统，该治疗子系统包括：(i)位于导管壳体内的外科手术工具。在实施例中，其中，被成像区域包括出血事件，外科手术工具被配置为治疗该出血事件。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的成像板的示意图。图2是根据本专利技术的一个实施例的导管探针的示意图。图3是根据本专利技术的一个实施例的成像阵列中单个传感器的示意图。图4是根据本专利技术的一个实施例的机械臂的示意图。图5是根据本专利技术的一个实施例的柔性成像板的示意图。图6是根据本专利技术的一个实施例的成像/治疗系统的部件的相对布置的示意图。图7是根据本专利技术的一个实施例的替代传感器的示意图。图8、9A和9B描绘了根据本专利技术的一个实施例的适于放置在损伤部位上的装置的一种构造。图10A和10B描绘了根据本专利技术的一个实施例的适于放置在损伤部位上的装置的另一种构造。图11是采用固定板与柔性成像板相结合的一个实施例的示意图。具体实施方式如本文所使用的，术语“约”是指相对标称值+/-10％的变化。应当理解无论是否本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于颅内成像和颅内区域治疗的系统，所述系统包括：/n(a)适于插入所述颅内区域的导管探针，所述导管探针包括：/n(i)导管壳体；以及/n(ii)包括一个或更多个光学发射器的光学探针，其中，所述光学探针位于所述壳体内；/n(b)成像板，所述成像板被配置用于通过多个附着点固定附着到被成像和被治疗颅内区域的表面，所述成像板包括传感器阵列，每个传感器包括光学接收器；/n其中，所述一个或更多个光学发射器被配置为在被成像区域附近发射光，以及所述传感器阵列被配置为测量透射光以确定被成像区域的状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180301 US 62/636,9211.一种用于颅内成像和颅内区域治疗的系统，所述系统包括：
(a)适于插入所述颅内区域的导管探针，所述导管探针包括：
(i)导管壳体；以及
(ii)包括一个或更多个光学发射器的光学探针，其中，所述光学探针位于所述壳体内；
(b)成像板，所述成像板被配置用于通过多个附着点固定附着到被成像和被治疗颅内区域的表面，所述成像板包括传感器阵列，每个传感器包括光学接收器；
其中，所述一个或更多个光学发射器被配置为在被成像区域附近发射光，以及所述传感器阵列被配置为测量透射光以确定被成像区域的状态。


2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括位于所述壳体内的外科手术工具。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述被成像区域包括出血事件，并且所述外科手术工具被配置为治疗所述出血事件。


4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述外科手术工具是吸管。


5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述外科手术工具是吸管、烧灼探针、冲洗喷嘴或电极刺激器。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，进一步包括：
(c)连接所述导管探针和所述成像板的一个或更多个机械连杆；其中，所述机械连杆是机械臂，所述机械臂被配置为控制所述导管探针相对于所述成像板的位置。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述成像板的所述固定附着通过螺钉附着、粘合剂附着或其他生物学上合适的附着方式来实现。


8.根据权利要求1至7中的任一项所述的系统，其中，所述导管探针进一步包括位置控制机构，所述位置控制机构用于控制所述光学探针在所述导管壳体内相对于所述外科手术工具的位置。


9.根据权利要求1至8中的任一项所述的系统，其中，每个传感器进一步包括固定壳体、位于所述固定壳体内的柱塞、位置传感器以及偏置机构，所述柱塞与所述光学接收器相关联，所述位置传感器被配置为测量所述传感器的径向位移，所述偏置机构被配置为使所述接收器偏置成与所述被成像颅内区域的表面相接触。


10.根据权利要求1至9中的任一项所述的系统，其中，所述光学发射器为LED。


11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述LED发射近红外光。


12.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述光学发射器为激光二极管。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，所述成像板是柔性的，以符合所述被成像颅内区域的表面。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，所述成像板包括开口，所述开口位于所述板的中间以提供对被成像区域的进入。


15.一种用于对受试者的颅内区域进行成像和治疗的方法，包括以下步骤：
-提供一种系统，包括：
(a)适于插入所述颅内区域的导管探针，所述导管探针包括：
(i)导管壳体；以及
(ii)包括一个或更多个光学发射器的光学探针，其中，所述光学探针位于所述壳体内；
(b)成像板，所述成像板被配置为用于通过多个附着点固定附着到被成像和被治疗颅内区域的表面，所述成像板包括传感器阵列，每个传感器包括光学接收器；
其中，所述一个或更多个光学发射器被配置为在被成像区域附近发射光，以及所述传感器阵列被配置为测量透射光以确定被成像区域的状态；
-通过多个附着点将所述成像板附着到所述受试者的所述颅内区域的表面；
-将所述导管探针插入所述受试者的所述颅内区域；
-通过由所述一个或更多个光学发射器发射的光询问所述颅内区域，并采用位于所述成像板上的所述传感器检测透射光，来获得所述颅内区域的图像。


16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述系统进一步包括位于所述壳体内的外科手术工具，并且所述方法进一步包括部署所述外科手术工具以治疗所述颅内区域的步骤。


17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述被成像颅内区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰森·大卫·理查德·莱利，道格拉斯·詹姆斯·库克，
申请(专利权)人：阿齐奥普迪克斯生物医药股份有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA