用于红外增强超声可视化的系统和方法技术方案

公开了一种用于提供增强超声图像以进入患者的脉管系统的系统和方法。所述系统包括超声成像装置，所述超声成像装置包括探头，在所述探头的远端设置有光检测器。一种医疗装置包括设置在其远侧尖端的红外发射器。所述发射器提供照射周围组织的红外光。基于可用于识别不同组织结构的吸收光谱的轮廓来检测和解释反射光。这种基于光的信息被叠加在血管的超声图像上，以便于患者脉管系统的首次穿刺进入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于红外增强超声可视化的系统和方法优先权本申请要求2018年8月22日提交的美国临时申请第62/721,358号的优先权，其标题为“用于红外增强超声可视化的系统和方法”，该申请通过引用整体结合到本申请中。
技术实现思路
进入患者的脉管系统是一种常见的技术，但也是一种依然存在问题的技术，并且在失败的插管尝试中需要使用和损失多个针或导管。超声已成为一种普及的工具，通过可视化血管尺寸、深度和位置来提高首次穿刺的成功率。然而，在超声引导下，观察针穿过血管并停留在血管中仍然是困难的。简而言之，公开了一种用于提供增强超声图像以进入患者脉管系统的系统和方法。所述系统包括超声成像装置，所述超声成像装置包括探头，在所述探头的远端设置有光检测器。一种医疗装置包括设置在其远侧尖端的红外发射器。所述发射器提供红外或近红外波长范围内的光，其能够比其他波长更大程度地穿透生物组织。此外，不同的组织成分，如氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、水、黑色素、脂肪等，比其他组织成分更容易吸收某些波长的红外光，从而提供不同的吸收系数光谱。因此，检测和解释这些吸收系数可以提供关于组织类型以及发射器位置的信息。这种基于光的信息可以被叠加在血管的超声图像上，以便于患者脉管系统的首次穿刺进入。本文公开了一种用于在患者体内引导医疗装置的成像系统，其包括：超声探头，其用于产生和接收超声信号；发射器，其被配置用于发射红外光，所述发射器联接到所述医疗装置的远侧尖端；检测器，其被配置为检测从所述发射器发射的所述红外光；和显示器，其被配置为提供增强超声图像，所述增强超声图像包括来自所述超声探头的超声信息和来自所述检测器的基于光的信息。在一些实施方案中，发射器被配置成发射在780nm到3000nm之间的波长范围内的光。所述发射器进一步包括能够产生红外光的光源。所述系统进一步包括能够产生红外光并位于所述发射器远侧的光源、以及从所述光源延伸到所述发射器并在其间传送光的光纤线缆。所述检测器被包括在所述探头的远端中。来自所述检测器的所述基于光的信息包括所述患者的被照射部分的图像。来自所述检测器的所述基于光的信息包括检测和解释反射光的吸收光谱以确定所述发射器照射的组织结构的类型。所述检测器确定来自所述发射器的反射光是红移的并指示正在进入的血管是动脉血管。所述检测器确定来自所述发射器的反射光是蓝移的并指示正在进入的血管是静脉血管。所述发射器被包括在探针的远端中，所述探针设置在所述医疗装置的内腔中。所述医疗装置包括针和导管中的一者。本文还公开了一种进入患者脉管系统的方法，所述方法包括：提供超声探头，所述超声探头包括设置在其远端的光检测器和用于进入所述患者的脉管系统的医疗装置；将超声探头放置在所述患者的皮肤表面附近，所述超声探头包括光检测器以检测血管；将医疗装置穿过所述患者的皮肤表面插入，所述医疗装置在其远侧尖端包括发射器；用所述发射器的红外光照射所述血管上方的皮下组织，以指示所述血管的位置；将所述医疗装置的尖端推进到所述血管中，并照亮所述血管的内部，以指示所述医疗装置的所述远侧尖端在所述血管中；以及提供增强超声图像，包括基于光的图像，以向用户指示所述医疗装置的所述尖端相对于所述血管的位置。在一些实施方案中，所述方法进一步包括使所述远侧尖端前进穿过所述血管的远侧，以照射所述血管下方的皮下组织。所述发射器提供在780nm到3000nm之间的波长范围内的光。所述光检测器确定来自所述发射器的反射光是红移的，并提供指示所述血管是动脉血管的增强超声图像。所述光检测器确定来自所述发射器的反射光是蓝移的，并提供指示所述血管是静脉血管的增强超声图像。所述发射器被包括在探针的远侧尖端中，所述探针设置在所述医疗装置的内腔中。所述医疗装置包括针和导管中的一者。附图说明将通过参考在附图中展示的本公开文本的特定实施方案来呈现本披露的更具体的描述。应理解，这些附图仅描绘了本专利技术的典型实施方案，并且因此不应被视为限制本专利技术的范围。通过使用附图，将通过附加的特征和细节来描述和解释本专利技术的示例实施方案，在附图中：图1是描绘根据本文公开的实施方案的用于脉管内放置导管的集成系统的各种元件的框图；图2是在图1的集成系统的帮助下患者和插入患者体内的导管的简化视图；图3A和图3B是图1的集成系统的探头的视图；图4A是在图1的集成系统的显示器上描绘的超声图像的截屏；图4B是在图1的集成系统的显示器上描绘的多模式图像的截屏；图4C是在图1的集成系统的显示器上描绘的增强超声图像的屏幕截图；图5A至图5C示出了根据本文公开的实施方案的由图1的集成系统产生的增强超声图像的各种前端视图。图6A至图6C示出了根据本文公开的实施方案的由图1的集成系统产生的增强超声图像的各种侧视图。图7A至图7C示出了根据本文公开的实施方案的由图1的集成系统产生的增强超声图像的各种平面图。图8A至图8B示出了根据本文公开的实施方案的不同组织成分的示例性吸收光谱。具体实施方式现在将参考附图，其中相同的结构将具有相同的参考标记。应当理解，附图是本专利技术示例性实施方案的图解和示意性表示，并且既不是限制性的，也不一定按比例绘制。为清楚起见，应理解，“近侧”一词是指离使用本文所述的装置的临床医生相对更近的方向，而“远侧”一词是指相对远离该临床医生的方向。例如，导管放置在患者体内的末端被认为是导管的远端，而留在体外的导管末端是导管的近端。此外，本文(包括权利要求书)中所使用的词语“包含”和“具有”应与“包括”一词具有相同的含义。本专利技术的实施方案总体上涉及用于提供由包括超声探头的超声成像装置产生的增强超声图像的系统和方法，如本文所描述的系统。增强图像由光源提供，该光源提供附加的皮下可视化以并入超声图像。在一个实施方案中，光源发射红外和/或近红外波长范围的光，但是也考虑其他波长。如本文所用，红外波长范围在约700nm至约1mm之间，近红外波长范围在约780nm至约3000nm之间。检测器与超声探头联接，以检测从光源发出的光，从而使系统能够组合超声和基于光的图像，并为临床医生产生增强图像。增强图像进而帮助临床医生以相对更高的精度确定插入到患者身体的血管或其他皮下部分中的导管、针或类似装置的远端的位置。附图描绘了导管放置系统的实施方案的各种特征，该导管放置系统被配置成用于将导管精确地放置在患者的脉管系统内。虽然本文公开的实施方案针对导管放置，但是应当理解，该系统和方法也可以与不同类型的导管一起使用，例如经外周插入中心导管(“PICC”)、中心静脉导管(“CVC”)等、针、探针、导丝、导引器、套管针等或其组合。在一个实施方案中，导管放置系统采用至少两种模态(modalities)来提高导管放置精度：1)用于将导管引入患者脉管系统的超声辅助引导；和2)尖端定位/导航系统(“TLS”)，或在导管尖端通过曲折的脉管系统路径前进期间基于磁性的导管尖端跟踪，以检测和促进在这种前进期间任何尖端错位的校正。根据一个实施方案的本系统的超声引导和尖端定位特征被集成到单个装置中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在患者体内引导医疗装置的成像系统，其包括：/n超声探头，其用于产生和接收超声信号；/n发射器，其被配置用于发射红外光，所述发射器联接到所述医疗装置的远侧尖端；/n检测器，其被配置为检测从所述发射器发射的所述红外光；和/n显示器，其被配置为提供增强超声图像，所述增强超声图像包括来自所述超声探头的超声信息和来自所述检测器的基于光的信息。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180822 US 62/721,3581.一种用于在患者体内引导医疗装置的成像系统，其包括：
超声探头，其用于产生和接收超声信号；
发射器，其被配置用于发射红外光，所述发射器联接到所述医疗装置的远侧尖端；
检测器，其被配置为检测从所述发射器发射的所述红外光；和
显示器，其被配置为提供增强超声图像，所述增强超声图像包括来自所述超声探头的超声信息和来自所述检测器的基于光的信息。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射器被配置成发射在780nm到3000nm之间的波长范围内的光。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射器进一步包括能够产生红外光的光源。


4.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括能够产生红外光并位于所述发射器远侧的光源、以及从所述光源延伸到所述发射器并在其间传送光的光纤线缆。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述检测器被包括在所述探头的远端中。


6.根据权利要求1所述的系统，其中来自所述检测器的所述基于光的信息包括所述患者的被照射部分的图像。


7.根据权利要求1所述的系统，其中来自所述检测器的所述基于光的信息包括检测和解释反射光的吸收光谱以确定所述发射器照射的组织结构的类型。


8.根据权利要求1所述的系统，其中所述检测器确定来自所述发射器的反射光是红移的并指示正在进入的血管是动脉血管。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述检测器确定来自所述发射器的反射光是蓝移的并指示正在进入的血管是静脉血管。


10.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射器被包括在探针的远...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·米森纳，
申请(专利权)人：巴德阿克塞斯系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US