用于气道管理程序、组件和系统的机器人辅助导航和控制技术方案

气道管理方法、装置、组件和系统。方法、装置、组件和系统可以包括插管导管导引器或引导件的机器人式的移动和控制，并且可以包括利用来自一个或更多个图像传感器的图像数据。所述方法、装置、组件和系统可以可选地用于气管内插管程序。插管程序。插管程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于气道管理程序、组件和系统的机器人辅助导航和控制
[0001]通过引用并入
[0002]本申请要求以下美国临时申请的优先权，为了所有目的，这些临时申请整体通过引用完全并入本文：2020年5月19日提交的第63/026,963号申请；2021年2月17日提交的第63/150,558号申请；2021年3月10日提交的第63/159,348号申请。
[0003]在本说明书中提到的所有公布和专利申请通过引用并入本文，其通过引用并入本文的程度与每个单独的公布或专利申请被具体地和单独地指明通过引用并入的程度相同。
[0004]背景
[0005]气道管理包括各种程序，其旨在对患者的上气道和/或下气道进行处理、监督、护理、应用程序、操纵、控制、建立和固定，这可能发生在各种医疗环境和地点以及不同的患者群体中。气道管理程序可以包括在患者体内导航医疗装置，以及可选地可视化导航。一些气道管理程序(airway management procedure)可以包括在患者体内建立人工气道。仅举例来说，气管插管(tracheal intubation)(“TI”)是一种气道管理程序，其涉及将插管导管(intubation tube)(在该示例中为气管内导管(endotracheal tube)，“ETT”)放置到患者的气管中，以给患者的肺供氧并确保足够的氧合和气体交换，并帮助保护患者的气道免于吸入诸如胃内容物、血液、分泌物和/或手术碎屑的物质。例如，TI可以在手术室(OR)中进行，此时患者被麻醉以进行择期外科手术或紧急外科手术，或者TI可以在OR之外的各种紧急和/或危急气道情况下进行，诸如在重症监护病房(ICU)中、在急诊科中、在OR外程序和紧急呼叫的情况(code situation)下以及在医院外的场景中(例如，护理人员、EMS和其它形式的患者转移等)进行。TI是管理高危或疑难病例的最重要技术，也是其它形式的气道管理失败时的常用抢救技术。第一次尝试未能进行TI或根本未能进行TI通常会对患者造成重大伤害，如缺氧相关的不良事件或并发症(如心脏骤停、脑损伤、死亡)或气道创伤，或者可能需要更具侵入性的治疗，如紧急颈前通路(emergent front of neck access,eFONA)以建立气道。此外，即使在非紧急或非危急气道管理程序中，在第一次TI尝试时未能建立、固定或控制气道或安全地导航到期望的气道位置也会使程序复杂化并对患者造成伤害。
[0006]困难或失败的TI通常是由操作者在患者气道解剖结构的可视化、将ETT导航到喉部(例如声门开口和声带)以及手动将ETT放置成经过和通过声带并进入患者气管方面遇到困难而导致的。这些关键TI步骤(可视化、导航、放置)中的每一个，无论是单独的还是组合的，都可能会使TI遇到困难/失败。
[0007]TI最常用的常规技术包括使用直接喉镜检查、视频喉镜检查和柔性插管镜(scope)，但它们的表现仍不理想。例如，直接喉镜检查涉及使用金属叶片(blade)使患者的舌头缩回，以直接使患者的气道可视化，并手动导航ETT并将ETT送入患者的气管中。直接喉镜检查有一定的缺点限制，比如需要对准气道轴线以更好地可视化患者的喉部和声带，狭窄的视野容易被血液或分泌物遮挡，以及控制患者舌头的挑战，使得对ETT可视化、导航并将ETT送到声带并经过声带都很困难。直接喉镜检查也不允许目视确认ETT正确放置在气管中，这可能导致认错的ETT误放(例如食管插管)并导致危及生命的缺氧。
[0008]视频喉镜检查利用固定的摄像机，该摄像机放置在患者的上气道内(在声带上
方)，以提供解剖结构的放大可视化。然而，视频喉镜检查并没有解决成功执行TI的所有困难，因为ETT导航和放置困难仍然存在。由于在视频监视器上间接可视化患者的上气道解剖结构和相对于声带以锐角进行ETT操作，因此ETT到达和经过声门开口的导航受到损害。金属探针经常需要放置在ETT内以促进ETT导航和放置，这导致至少1.1％的病例中出现探针诱导性气道创伤。尽管视频喉镜检查大大增强了ETT经过声带的可视化，但ETT误放(例如食管插管)和由此导致的危及生命的缺氧仍可能发生。此外，视频喉镜检查不允许排查将ETT导航和放置在声带下方(下气道)的故障，在声带下方ETT推进是摸索进行的。此外，视频喉镜检查不允许即时确认ETT在气管中的位置。此外，视频喉镜检查仍然不允许用户将ETT正确地定位在患者的气管内以避免ETT放置太深和太高。
[0009]利用可转向视频内窥镜摄像机的柔性插管镜(Flexible intubation scope，FIS)可能对气道严重受损的患者有所帮助，但仍因视野狭窄和需要复杂的手灵巧性从而需要高级培训和专业知识而处于不利地位。气道解剖的可视化大大降低，仅提供近距离视角，失去了方向标志。此外，这种可视化很容易因为存在即使是极少量的血液和/或分泌物而被遮蔽或丢失。使用FIS时，操作者必须高度熟练地在软气道组织阻塞周围操纵该装置，尤其是在昏迷患者体中，此时必须迅速执行TI。另一个显著的FIS局限性包括不能从声带上方观察ETT推进到患者气管中和不能对ETT推进到患者气管中进行排查故障。
[0010]利用现有技术和装置的气道管理医疗程序(例如，TI)的成功率和结果(比如首次通过(first
‑
pass)的成功率)并不理想。例如，对于常规技术，在困难气道情况下的首次通过TI失败率可能在8％
‑
54％之间，这取决于所使用的装置、TI位置、患者群体和提供者的专业知识。此外，还观察到对于气道困难的儿科患者和一些其它患者类别(例如肥胖患者、头颈癌患者、颈椎(C
‑
脊柱)问题患者等)，首次通过TI失败率显著更高。第一次尝试未能实现TI会导致主要并发症(比如主要气道创伤、气道肿胀、氧缺少(缺氧)、心脏骤停和脑损伤)的发生率增加。
[0011]需要可以更可靠且一致地提供更好结果的气道管理方法、系统和装置，比如能够提供更高的首次通过成功率和/或更可靠地导航医疗装置。例如，需要新的且改进的装置和方法来辅助插管和提高TI成功率。
[0012]此外，提供可用于各种气道管理程序、临床情况、位置和场景以及各种患者群体的多功能气道管理平台可能是有益的。
[0013]本公开的概述
[0014]本文的公开涉及气道管理方法、装置和系统。尽管本文提供气管插管作为气道管理的示例，但是应当理解，本公开不限于此，并且本文的概念可以应用于或适用于其它气道管理程序和场景。例如，本文的概念可以用于支气管镜检查程序或耳鼻喉科程序(比如内窥镜检查(例如柔性鼻咽喉镜检查、食管镜检查等))以及内窥镜辅助的外科气道程序(例如声带注射、喉科手术等)。
[0015]本文的公开的一个方面涉及用于机器人辅助患者气管插管的系统、装置和方法。在一些情况下，机器人辅助包括导引器的自动和/或手动机器人式的控制和/或移动中的一种或更多种，导引器可以包括可视化引导件。装置可以包括集成的手持式组件，该手持式组件适于和/或配置成允许导引器(比如可视化引导件)的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种插管系统，包括：集成的且手持式的双视频气管插管组件(“组件”)，所述组件被设定尺寸并配置成由用户单手握持，所述组件包括：壳体；第一长型成像构件，所述第一长型成像构件包括长型主体和设置在所述长型主体的远端区域处的第一摄像机；一次性的第二长型成像构件，其被设定大小并配置成可释放地联接到所述壳体，以在所述第二长型成像构件和所述壳体之间产生可操作的连通，所述第二长型成像构件包括柔性的长型气管内导管导引器(“导引器”)以及第二摄像机，所述导引器被设定大小以设置在气管内导管内并允许所述气管内导管在所述导引器上轴向移动，所述第二摄像机设置在所述导引器的远端区域处；以及覆盖物，其被设定大小并配置成可释放地联接到所述壳体，所述覆盖物包括：长型通道，其限定长型腔，所述长型通道被设定大小和尺寸，使得所述第一成像构件的所述长型主体的至少一部分设置在所述长型腔内，以及气管内导管通道，其被设定大小和尺寸，以可释放地将所述气管内导管固定到所述气管内导管通道并限制所述气管内导管相对于所述气管内导管通道在相对于所述覆盖物的至少一个方向上的移动，所述气管内导管包括腔，所述腔被设定大小以在其中接纳所述导引器；以及致动器，所述致动器设置在所述壳体内，并且配置成使得当所述一次性的第二长型成像构件可释放地联接到所述壳体时，所述致动器与所述导引器可操作地连通，使得所述致动器被配置成被激活以促进所述导引器和所述第二摄像机相对于所述第一摄像机的受控移动，其中所述组件被配置成使得当所述气管内导管与所述气管内导管通道接合时并且当所述一次性的第二长型成像构件可释放地联接到所述壳体时，所述组件在致动所述致动器之前将所述第一摄像机设置在距所述第二摄像机的初始距离处。2.根据权利要求1所述的系统，还包括处理器，所述处理器被配置成当所述覆盖物至少部分地设置在患者的上气道中时接收指示一个或更多个上气道解剖标志的来自所述第一摄像机的信号的信息或指示来自所述第二摄像机的信号的信息中的一种或更多种作为输入，并导致与所述致动器的通信以控制所述导引器和所述第二摄像机相对于所述第一摄像机的机器人式移动。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一摄像机具有第一视角，并且所述第二摄像机具有第二视角，其中，所述第一视角大于所述第二视角，并且当所述导引器和所述第二摄像机相对于所述第一摄像机移动时，与利用所述第二摄像机相比，利用所述第一摄像机提供了对患者的上气道解剖结构的更大区域的可视化。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还被配置成使得当所述气管内导管可释放地联接至所述气管内导管通道时并且当所述一次性的第二长型成像构件可释放地联接至所述壳体并延伸穿过所述气管内导管腔时，在致动所述致动器之前，所述第一摄像机相对于所述第二摄像机保持在不大于3cm的初始轴向距离处。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述组件被设定大小并配置成使得当所述第二成
像构件联接到所述壳体时、当所述覆盖物可释放地联接到所述壳体时并且当所述气管内导管可释放地联接到所述气管内导管通道时，包括所述第一摄像机和所述第二摄像机的所述组件能够作为集成单元由用户单手移动。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述致动器被配置成促进所述导引器和所述第二摄像机相对于所述第一摄像机的受控轴向导航或受控偏转中的一种或更多种。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一成像构件具有长度，所述第一摄像机具有视角，并且所述覆盖物的气管内导管通道具有的构型使得所述第一摄像机适于当所述导引器的一部分在所述气管内导管腔内移动时可视化所述导引器相对于所述第一摄像机的受控轴向移动。8.根据权利要求1所述的系统，其中，在致动所述致动器之前，所述第一摄像机与所述第二摄像机保持大体上轴向对准。9.根据权利要求1所述的系统，其中，在致动所述致动器之前，所述第一摄像机与所述第二摄像机保持轴向对准。10.根据权利要求1所述的系统，其中，在致动所述致动器之前，所述第二摄像机保持在远离所述第一摄像机不大于3cm的初始轴向距离处。11.根据权利要求10所述的系统，其中，在致动所述致动器之前，所述第二摄像机保持在距所述第一摄像机不大于4cm的水平距离处。12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述致动器被配置成促进所述导引器相对于所述导引器的初始位置受控地向远端移动至少2cm。13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述组件还包括远端移动限制器，所述远端移动限制器被配置成限制所述导引器相对于所述初始位置和相对于所述第一摄像机的远端移动。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述远端移动限制器被配置成当所述第一摄像机保持在患者的上气道中时防止所述导引器接触气管隆凸。15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述组件被配置成使得所述导引器被防止从所述初始位置向远端移动超过40cm。16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述组件被配置成使得所述导引器被防止从所述初始位置向远端移动超过30cm。17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述致动器被配置成促进所述导引器相对于所述导引器的初始位置受控地向远端移动至少5cm。18.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一次性的第二长型成像构件包括一次性壳体，并且其中所述导引器的近端设置在所述一次性壳体内并固定到所述一次性壳体，并且其中所述导引器的远离所述近端的区部能够相对于所述一次性壳体移动。19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述一次性壳体具有窗口，所述导引器穿过所述窗口延伸到所述一次性壳体的外部。20.根据权利要求1所述的系统，还包括手动激活的控制器，以促进所述导引器相对于所述第一摄像机的手动机器人式移动。21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述系统还适于允许当所述第二摄像机设置在下气道中并且当所述第一摄像机设置在上气道中时对所述导引器进行手动机器人式控制。
22.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还适于允许当所述导引器设置在上气道中并且当所述第一摄像机设置在上气道中时对所述导引器进行手动机器人式控制。23.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一次性的第二长型成像构件包括一个或更多个导引器偏转致动器。24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述一个或更多个导引器偏转致动器适于旋转。25.根据权利要求23所述的系统，还包括多于一根拉线，所述多于一根拉线延伸穿过所述导引器，并且当所述多于一根拉线被张紧时导致所述导引器的偏转，其中至少一根拉线被固定到所述一个或更多个导引器偏转致动器中的每一个，使得所述偏转致动器的移动张紧固定到所述偏转致动器的所述至少一根拉线。26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述一次性的第二长型成像构件还包括多个导引器轴向移动致动器。27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述导引器...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉迪米尔，
申请(专利权)人：斯皮诺机器人公司，
类型：发明
国别省市：