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压敏导管校正系统

阅读：1040发布：2020-08-21

IPRDB可以提供压敏导管校正系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种校正设备，所述校正设备包括固定装置，所述固定装置被连接为接纳探针，使得所述探针的远端头压到所述固定装置内的某点上，并根据施加到所述远端头上的压力产生第一测量值，所述第一测量值指示所述远端头相对于所述探针远端的变形。本发明还提供了一种感测装置，所述感测装置被连接到所述固定装置上，并被配置成产生有关所述远端头施加到所述点上的机械力的第二测量值。本发明还提供了一种校正处理器，所述校正处理器被配置成接收来自所述探针的所述第一测量值和来自所述感测装置的所述第二测量值，并根据所述第一测量值和所述第二测量值计算一个或多个校正系数，以用于评价作为所述第一测量值的函数的所述压力。，下面是压敏导管校正系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种校正设备，包括：

固定装置，所述固定装置被耦合为接纳探针，使得所述探针的远端头压到所述固定装置内的某点上，并根据施加到所述远端头上的压力产生第一测量值，所述第一测量值指示所述远端头相对于所述探针的远端的变形；

感测装置，所述感测装置被耦合到所述固定装置，并被配置成产生有关所述远端头施加到所述点上的机械力的第二测量值；以及校正处理器，所述校正处理器被配置成接收来自所述探针的所述第一测量值和来自所述感测装置的所述第二测量值，并根据所述第一和第二测量值计算一个或多个校正系数，以用于评价作为所述第一测量值的函数的所述压力。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述固定装置被耦合为使所述探针以一个或多个预定角度压到所述点上，并且其中所述校正处理器被配置成计算作为所述预定角度的函数的所述校正系数。

3.根据权利要求2所述的设备，还包括包覆所述固定装置的穹隆，所述穹隆具有被配置成将所述探针以所述预定角度导向所述点的多个插入孔。

4.根据权利要求2所述的设备，还包括被配置成保持所述远端的容器、被耦合到所述容器并被配置成将所述容器相对于所述点成多个角度定位的轨道、以及被配置成升高所述固定装置以使所述远端头压到所述点上的提升装置。

5.根据权利要求2所述的设备，还包括被耦合到所述校正处理器并被配置成接受所述预定角度的输入装置。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述固定装置包括圆锥形杯状物。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述固定装置将所述探针保持在温控液体内。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述感测装置包括测力传感器。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述校正处理器被配置成将所述校正系数保存在被耦合到所述探针的存储器内。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述存储器包括电可擦除可编程只读存储器2

EPROM。

11.一种校正方法，包括：

将具有远端头的探针插入固定装置，以及将所述远端头压在所述固定装置内的某点上，使得所述远端头在施加到所述远端头上的压力作用下相对于所述探针的远端变形；

从所述探针接收第一测量值，所述第一测量值指示所述变形；

从耦合到所述固定装置的感测装置接收第二测量值，所述第二测量值指示所述远端头施加到所述点上的机械力；以及根据所述第一测量值和所述第二测量值计算一个或多个校正系数，以用于评价作为所述第一测量值的函数的所述压力。

12.根据权利要求11所述的方法，其中插入所述探针包括使所述探针以一个或多个预定角度压到所述点上，并且其中计算所述校正系数包括计算作为所述角度的函数的所述校正系数。

13.根据权利要求12所述的方法，其中插入所述探针包括将所述探针放入覆盖所述固定装置的穹隆内的多个插入孔的一者中，从而将所述探针以所述预定角度导向所述点。

14.根据权利要求12所述的方法，其中插入所述探针包括将所述探针保持在耦合到轨道的容器内，从而将所述容器定位为相对于所述点成多个角度中的一个角度，并且抬高所述固定装置以将所述远端头压在所述点上。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述固定装置包括圆锥形杯状物。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述固定装置将所述探针保持在温控液体中。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述感测装置包括测力传感器。

18.根据权利要求11所述的方法，还包括将所述校正系数保存在耦合到所述探针的存储器内。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述存储器包括EPROM。

说明书全文

压敏导管校正系统

技术领域

[0001] 本发明整体涉及侵入式探针，具体涉及对侵入式探针内的压力传感器进行校正。

背景技术

[0002] 大量医疗操作涉及将物体(例如传感器、管、导管、分散装置和植入物)设置在体内。目前已为跟踪此类物体开发出了位置感测系统。磁性位置感测是本领域已知的其中一种方法。在磁性位置感测中，通常将磁场发生器置于患者体外的已知位置处。探针远端内的磁场传感器在这些磁场作用下产生并处理电信号，以确定探针远端的位置坐标。这些方法和系统在美国专利5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和
6,332,089、PCT国际专利公开WO 1996/005768、以及美国专利申请公开2002/0065455 A1、
2003/0120150 A1和2004/0068178 A1中有所描述，这些专利的公开内容全部以引用方式并入本文中。

[0003] 当把探针置于体内时，可能希望使探针远端头直接接触身体组织。通过(例如)测量远端和身体组织之间的接触压力，可以确认接触情况。其公开内容以引用方式并入本文中的美国专利申请公开2007/0100332和2009/0093806描述了使用嵌入导管的力传感器感测导管远端头和体腔内的组织之间的接触压力的方法。导管远端头通过有回弹力的构件(例如弹簧)连接到导管插入管远端。当把有回弹力的构件压到心内膜组织时，构件会在施加到远端头的力的作用下变形。导管内的磁性位置传感器感测远端头相对于插入管远端的偏转(位置和取向)。远端头相对于插入管的移动指示有回弹力的构件的变形，从而指示压力。

发明内容

[0004] 本发明的一个实施例提供了校正设备，该校正设备包括固定装置、感测装置和校正处理器。连接固定装置以接受探针，使得探针远端头压到固定装置内的某点上，并根据施加到远端头的压力产生指示远端头相对于探针远端的变形的第一测量值。感测装置连接到固定装置，并被配置成产生远端头施加到该点处的机械力的第二测量值。校正处理器被配置成接收来自探针的第一测量值和来自感测装置的第二测量值，并根据第一和第二测量值计算一个或多个校正系数，以用于评价作为第一测量值的函数的压力。

[0005] 在一些实施例中，固定装置连接用于使探针以一个或多个预定角度压在该点上，并且校正处理器能够计算作为预定角度的函数的校正系数。校正设备可包括包覆固定装置的穹隆，穹隆具有被配置成将探针以预定角度导向该点的多个插入孔。作为另外一种选择，该设备可包括被配置成保持远端的容器、连接到容器并被配置成将容器相对于该点成多个角度定位的轨道、以及被配置成升高固定装置以使远端头压到该点上的提升装置。该设备可包括连接到校正处理器并被配置成接收预定角度的输入装置。

[0006] 在另一个实施例中，固定装置包括圆锥形杯状物。在另一个实施例中，固定装置将探针保持在温控液体中。在另一个实施例中，感测装置包括测力传感器。在一个实施例中，校正处理器被配置成将校正系数保存在连接到探针的存储器中。存储器可包括电可擦除可2
编程只读存储器(EPROM)。

[0007] 根据本发明的实施例还提供了校正的方法，该方法包括：将具有远端头的探针插入固定装置；将远端头压在固定装置内的点上，以使远端头在施加到其上的力的作用下相对于探针远端变形；从探针接收指示变形的第一测量值；从连接到固定装置的感测装置接收指示远端头施加到该点处的机械力的第二测量值；以及根据第一和第二测量值计算一个或多个校正系数，以评价作为第一测量值的函数的压力。

附图说明

[0008] 本文参照附图，仅以举例说明的方式描述本发明，在附图中：

[0009] 图1为根据本发明的实施例的压敏导管校正系统的示意性图示说明；

[0010] 图2为示意性地示出根据本发明的实施例的校正压敏导管的方法的流程图；

[0011] 图3为根据本发明的实施例的压敏导管校正系统的图形用户界面的示意性图示；

[0012] 图4为根据本发明的可供选择的实施例的压敏导管校正系统的示意性图示说明；以及

[0013] 图5为显示根据本发明实施例的接触心内膜组织的压敏导管远端头的示意性细部视图。

具体实施方式

[0014] 一些侵入式探针包括用于测量探针和体内组织之间的接触压力的压力传感器。例如，心导管的远端头可包括压力传感器，该传感器在心内膜组织远端头施加的压力的作用下变形。导管内的位置传感器测量远端头的偏转，从而提供对接触压力的指示。然而在许多实际情况中，实际接触压力与位置传感器读数之间的关系因导管而异。

[0015] 为了确保准确地测量压力，本发明的实施例提供了用于校正配有压力传感器的探针(如导管)的方法和系统。在一些实施例中，校正设备包括用于以一定角度接纳导管的固定装置以及用于测量导管施加在固定装置内给定点处的机械力的感测装置(如测力传感器)。当将导管以给定角度插入固定装置并压在给定点处时，导管产生其远端头的变形(如偏转)测量值，感测装置产生力测量值。

[0016] 在一些实施例中，校正处理器接收来自导管的偏转测量值和来自感测装置的力测量值，并且计算校正系数，以评价作为偏转测量值函数的导管所施加的压力。

[0017] 在一些实施例中，对导管和固定装置内的点之间的不同接合角度进行校正。在一些实施例中，校正系数保存在连接到导管的非易失性存储器中。当随后在医疗系统中使用导管时，可使用校正系数以较高精度由偏转测量值导出导管远端头施加到身体组织上的实际压力。

[0018] 图1为根据本发明的实施例的压敏导管校正系统10的图示。系统10包括连接到校正单元52的校正设备12。在下文所述实施例中，利用系统10校正探针42，在本实例中校正用于心脏或其他身体器官内的治疗和/或诊断目的的导管。

[0019] 探针42包括远端14，以及通过接头18连接到远端的远端头16。远端14和远端头16均由柔韧的绝缘材料22覆盖。同样，接头18的区域也由柔韧的绝缘材料覆盖，该绝缘材料可与材料22相同，或可尤其适于允许接头无阻碍地弯曲或压缩。(图1中将该材料切掉以露出导管的内部结构。)相比远端14，远端头16通常相对具有刚性。

[0020] 远端头16通过有回弹力的构件20连接到远端14。在图1中，有回弹力的构件具有卷簧的形式，但其他类型的有回弹力元件也可用作此目的。有回弹力的构件20允许在施加到远端头的力的作用下在远端头16和远端14之间的有限范围内的相对移动。

[0021] 远端头16包括磁性位置传感器24。传感器24可包括一个或多个微型线圈，并且通常包括多个沿不同轴取向的线圈。远端14包括靠近有回弹力的构件20的微型磁场发生器26。通常，磁场发生器26包括线圈，线圈由校正单元52发出的经导管传输的电流驱动。作为另外一种选择，位置传感器24可包括另一类型的磁性传感器、充当位置传感器的电极或其他类型的位置传感器，例如基于阻抗的位置传感器或超声位置传感器。虽然图1示出了具有单个位置传感器的探针，但本发明的实施例可以采用具有不止一个位置传感器的探针。

[0022] 磁场发生器26产生的磁场使得传感器24内的线圈产生具有磁场发生器的驱动频率的电信号。这些信号的振幅会根据远端头16相对于远端14的位置和取向而变化。校正单元52内的校正处理器46对这些信号进行处理，以确定远端头相对于远端14的轴向位移和角向偏转的大小。(由于线圈产生的磁场具有轴向对称性，因此使用磁场发生器26内的单个线圈只能检测到偏转的大小，而不能检测到偏转的方向。任选地，磁场发生器26可包括两个或更多个线圈，在这种情况下，还可以确定偏转的方向)。位移大小和偏转大小可通过向量加法来组合，以得到远端头16相对于远端14的移动的总大小。

[0023] 远端头16相对于远端14的相对移动提供了衡量有回弹力的构件20的变形的尺度。因此，磁场发生器26与传感器24组合可充当压力感测系统。由于位移和偏转的结合感测，因此不管压力是从正面还是成一角度地施加到远端头16，该压力感测系统均可正确地读取压力。此类探针和位置传感器的更多细节在上文引用的美国专利申请公开2009/0093806和2009/0138007中有所描述。

[0024] 探针42还包括非易失性存储器44(例如，电可擦除可编程只读存储器(E2PROM))，其用于存储校正过程中计算出的校正系数。如上所述，当随后在医疗系统中使用导管时，可使用存储器44内保存的校正系数以较高精度由偏转测量值导出导管远端头施加到身体组织上的实际压力。

[0025] 校正设备12包括被配置成接纳待校正探针的固定装置28。在图1的实施例中，固定装置28包括具有顶部36和基座40的杯状物(如圆锥形杯状物)。在本实例中，顶部36比基座40宽。在可供选择的实施例中，也可使用具有任何其他合适机械构型的固定装置。

[0026] 固定装置28可包括温控液体34，该液体的温度保持在典型人体温度(例如，使用恒温器和加热元件)。利用该技术，在与探针42在体内的工作温度非常接近的温度下进行探针的校正程序。由于探针的元件的回弹性或其他机械性能可能随温度急剧变化，因此温度控制可能是重要的。例如，接头18可包括镍钛合金(也称为NiTi或镍钛诺)弹簧和塑料外壳(即绝缘材料22)之类元件，这些元件的回弹力可能随液体34的温度变化。

[0027] 为了控制导管42和固定装置28之间的接合角度，操作员(未示出)将导管插入覆盖固定装置28的穹隆30内的多个插入孔38的其中一个内。每个插入孔都可以不同角位置接纳导管。插入孔被配置成将远端头16导向为压在固定装置28的给定点上。在图1所示构型中，插入孔38将远端头16导向为压在基座40上。

[0028] 除了固定装置28和穹隆30之外，校正设备12还包括连接到基座40的测力传感器32。测力传感器测量远端头施加在基座40上的向下机械力。虽然图1所示系统使用测力传感器32测量向下的力，但系统10可使用任何其他合适类型的传感器测量向下的力，并且此类传感器也因此被视为在本发明的精神和范围之内。

[0029] 测力传感器32和探针42通过合适的连接装置(如电缆和连接器)连接到校正单元52。校正单元52包括校正处理器46、存储器48、显示器54和输入装置50(例如键盘)。处理器46通常包括通用计算机，其具有合适的前端和接口电路，用于从位置传感器24和测力传感器32接收信号，并用于控制校正单元52的其他元件。处理器46可以在软件内编程，以执行本文所述功能。例如，可经网络将软件以电子形式下载到处理器46中，或者可将软件提供在有形介质上，例如光学、磁或电子存储介质。作为另外一种选择，可通过专用或可编程数字硬件部件实现处理器46的一些或全部功能。

[0030] 图2为流程图，其示意性地示出了根据本发明实施例校正压敏导管的方法。为了校正探针42，操作员将导管插入其中一个插入孔38(步骤60)，并将远端头16压在基座40上(步骤62)。固定装置28和穹隆30的构型有助于确保远端头16压在基座40上(即固定装置的同一点上)，而不管使用哪个插入孔进行校正。通常，每个插入孔限定了导管相对于基座40的不同接合角度。

[0031] 将远端头16压在基座40上使得导管42在接头18处弯曲，从而使远端头偏转。远端头16内的位置传感器24输出信号，它指示远端头相对于远端14的偏转。同时，测力传感器32输出测量值，它指示远端头16施加在基座40上的向下机械力。偏转和向下力的测量值均被发送至校正单元52，操作员在校正单元上通过键盘50输入该校正步骤的接合角度。

[0032] 在一些实施例中，插入孔38以相应的标识符标记。在校正过程中，操作员通过输入装置50输入用来送入校正单元52的插入孔标识符。在可供选择的实施例中，穹隆30可包括另一个接近传感器，该传感器自动检测供插入导管的插入孔。当操作员将导管42插入其中一个插入孔时，接近传感器将向校正单元52发送电信号，而处理器46则将分析电信号，以确定所使用的插入孔。可以使用任何合适类型的接近传感器，例如光学传感器或霍尔效应传感器。

[0033] 校正单元52接收来自探针内的传感器24的偏转测量值(步骤64)、来自测力传感器32的向下力测量值(步骤66)和来自操作员的接合角度。基于这三个输入，处理器46计算用于校正探针42的偏转测量值的校正系数(步骤68)。通过将来自位置传感器24的位置测量值映射到来自测力传感器32的给定接合角度的力向量，校正系数可根据位置测量值确定远端头16上的力。换句话讲，给定校正系数将远端头16的偏转测量值转化成给定接合角度的实际压力读数。

[0034] 如果需要更多的校正点(步骤70)，那么方法可返回上述步骤60。否则，处理器46将校正矩阵保存到探针上的存储器44中(步骤72)，方法也就此结束。在一些实施例中，操作员可以通过在探针上施加不同量的压力，从而为给定的接合角度(给定的插入孔38)收集多个数据点。

[0035] 要保存校正矩阵，处理器46可以基于计算出的系数将解析计算保存到存储器44中。作为另外一种选择，处理器46可以将具有测量值间内插值的查找表保存到存储器44中。在一些实施例中，处理器46可将两值(例如，根据区域选择的系数)的组合保存到存储器44中。

[0036] 图3为根据本发明实施例的图形用户界面(GUI)80的示意图，其中通过操作该图形用户界面可以管理对导管42的校正。在该实施例中，显示器54向操作员展现GUI 80。操作员使用输入装置50将被校正导管的标识符(如序列号)输入文本框82。GUI 80提供包括插入孔38的图形表示的映图84。映图上的每个插入孔均具有指示其在校正过程中的状态的颜色。例如，在该实施例中，当前被校正过程所用的插入孔为黑色，之前所用的插入孔为灰色，尚未使用的插入孔为白色。回到图2中的步骤70，如果需要另外的校正点，那么使用者可按下“Next”(下一个)按钮86，以识别校正过程中要使用的下一个插入孔。

[0037] GUI 80可包括附加的域或功能，例如，分别用于显示施加到导管上的目标压力和实际压力的文本框87和88。屏幕左侧的条89指示实际的压力。图3所示的GUI纯粹以举例方式选择，也可以使用任何其他合适的GUI。

[0038] 图4为根据本发明可供选择实施例的导管42的校正系统90的示意性图示说明。在系统90中，容器92保持远端14，露出接头18处的远端头16。容器92的近端被连接到轨道94上。轨道94为弧形，并通过接头98被连接到支座96上。接头98允许轨道94在支座内旋转。将容器92沿轨道94定位并旋转轨道可使得远端头16以多个接合角度压在杯状物28上。为了偏转远端头16(原因是轨道90具有限于旋转的运动，而容器92的路径则受轨道限制)，提升装置100抬高杯状物28和测力传感器32，将杯状物压在远端头16上。
测力传感器(图中未示出)被连接到提升装置上并测量杯状物施加到导管顶端上的压力。
当使用图4的校正装置时，校正单元52按照与其在上图1的装置中类似的方式操作。

[0039] 图5为示意性细部图，其示出了根据本发明实施例的接触心脏112心内膜组织110的远端头16。在本实例中，远端头16包括电极114。在一些电生理诊断和治疗过程(例如心内电标测)中，电极114与组织110之间保持适当水平的力非常重要。当医疗专业人员(未示出)将远端头16压到心内膜组织110上时，导管在接头18处弯曲。需要足够的力来确保远端头与组织之间具有良好的电极接触。电接触不良会导致读数不准确。在另一方面，过大的力会使组织变形，从而使映图失真。

[0040] 当远端头16压到组织110上时，传感器24产生测量值，它指示远端头16相对于远端14的偏转。医疗成像系统(如标测系统-未示出)使用保存在探针的存储器44内的校正系数将这些测量值转化成准确的压力读数。因此，使用本发明实施例的侵入式探针校正将确保医疗专业人员可以准确地控制探针施加到组织上的力。

[0041] 下面权利要求书中的相应结构、材料、动作和所有手段或步骤加上功能单元的等价形式旨在包括用于与具体要求权利保护的其他受权利要求保护的单元相结合执行功能的任何结构、材料或动作。已提供了对本发明的描述以用于举例说明和描述性目的，但无意于穷举或将本发明限制为所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改形式和变型形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。选择并描述了以上实施例以便最好地解释本发明的原理和实际应用，以及使得本领域的其他技术人员能够理解本发明的各实施例具有适于所考虑的具体用途的各种修改形式。

[0042] 所附权利要求书旨在涵盖落在本发明精神和范围内的本发明的所有这种特征和优点。因为本领域技术人员将容易进行许多修改和改变，所以无意于将本发明限制于本文所述的有限数目的实施例。因此，应当理解，落入本发明精神和范围内的所有合适的变型形式、修改形式和等价形式都可以使用。

标题	发布/更新时间	阅读量
正压止液夹-专利编号CN103861181A	2020-05-11	251
液压打正台-专利编号CN103662845A	2020-05-13	536
正压氧吧-专利编号CN101904790A	2020-05-11	895
正压防爆房-专利编号CN101215939A	2020-05-12	261
单向正压阀-专利编号CN103212154A	2020-05-12	927
正压过膜器-专利编号CN107774138A	2020-05-13	544
正压防爆房-专利编号CN106760864A	2020-05-11	308
正负压气源-专利编号CN107906373A	2020-05-12	491
正压接头-专利编号CN103272302B	2020-05-11	548
正压止液夹-专利编号CN105854125A	2020-05-13	816

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