[发明专利]使用分布式光纤温度感测的医学设备插入和退出信息

说明书

技术领域

此公开涉及医学仪器，并且更具体地涉及用于评估和确定对于医学设备的插入/退出或其它信息的医学应用中的形状感测光纤。

背景技术

最小侵入处置牵涉形成小切口或洞眼（keyhole），用于插入设备以执行处置。在许多情况下，相对于设备和患者知道插入的点是重要的，例如，以确定设备的当前驻留在与身体外相对的身体内的部分。插入的设备典型地是细长的，并且可以延伸显著的距离至身体中。另外，在使仪器中的多少在身体内发生变化的处置期间，长度可以动态地发生变化。

发明内容

根据当前原理，一种系统、设备以及方法包含感测使能设备，所述感测使能设备具有被配置为执行温度诱发的应变的分布式感测的光纤。解释模块被配置为从身体内的光纤接收光学信号，并且对所述光学信号进行解释以确定所述设备的一个或多个温度或温度梯度。

工作站包含医学仪器，所述医学仪器包含感测设备，所述感测设备具有至少一根光纤并且被配置为执行温度诱发的应变的分布式感测。提供了处理器，并且存储器耦合至所述处理器并且具有解释模块，所述解释模块储存在所述存储器中并且被配置为从受试者内的所述至少一根光纤接收光学信号并且对所述光学信号进行解释以确定所述设备的至少一个温度或温度梯度。显示器耦合至所述处理器并且被配置为显示相对于所述受试者的温度和/或温度梯度信息。

一种方法，包含：从设置在至少两个不同温度区域内的光纤应变感测设备收集应变数据；基于所述应变数据来确定所述至少两个不同温度区域之间的温度转变点；以及相对于医学设备定位所述转变点，以找到特定的参考位置。

附图说明

根据要结合附图阅读的其示例性的实施例的以下详细的描述，本发明的这些和其它目的、特征以及优点将变得明显。

此公开将参考以下图详细地介绍优选实施例的以下描述，其中：

图1是示出了根据一个实施例的采用温度/形状感测系统的系统和工作站的方框/流程图；

图2是示出了根据当前原理的用于指示两个温度区域之间的参考方位的可能的显示的图形图像；

图3是根据一个示例性的实施例的具有示出了多根光纤的描绘的横截面的感测设备的图示；以及

图4是示出了根据另一个示例性的实施例的用于搜集和采用用于确定作为参考方位的温度转变的感测的应变数据的系统/方法的方框/流程图。

具体实施方式

根据当前的原理，提供了一种系统，该系统用于确定医学仪器的插入/退出方位并且用于确定仪器的多少在与在患者的外部相对的患者内部。根据一个特别有用的实施例，与医学仪器一起采用光纤应变感测设备。基于光纤的形状感测利用常规的光纤中的固有的反向散射。牵涉的原理使用光纤中的分布式应变测量，该分布式应变测量使用了特性瑞利反向散射图案或其它的反射特征。将光纤应变感测设备安装在医学仪器上或集成到医学仪器中，使得光纤感测设备能够示出对于医学仪器的形状和空间分辨的温度分布。在一个实施例中，采用温度来测量身体内光纤使能设备的进入/退出的方位。当以实时的方式将设备插入身体内并对设备进行进一步的操纵时，能够采用此信息来计算身体内的仪器的长度。

在一个范例中，可以采用四芯或更多芯的光纤，其中一个芯定位于横截面的中心，在该布置中，人们能够分开归因于背离温度效应（例如，当轴向应变（张力）不存在时，或如果张力是已知的并且是可控的（或能够被校准））的应变。在一个实施例中，可以提供组合的形状和温度感测。在其它实施例中，可以利用少到一根光纤仅仅测量温度效应。

在一个示例性的实施例中，系统执行应变和温度的分布式光纤感测，并且能够重建细长的医学设备的形状，其中，空间分辨的温度测量用于识别由身体内和身体外的位置之间的转变引起的温度梯度。可以采用应变测量来确定设备形状并且使用温度梯度来确定沿着设备的特定位置。系统能够确定设备的驻留在不同的温度域内，例如，与人体外相对的人体内、与热处理区（例如，消融区）外相对的热处理区内等，的部分。

此外，固定的插入点的检测能够用于指定在患者的参考坐标系中，而不是实验室坐标系中，移动的患者特定的参考激励（launch）区域。为了准确的形状感测，采用形状感测设备周围的周围温度来校准设备，用于术中使用，例如，在身体外在室温下操作的形状感测组件和在活体内在体温下操作的第二组件。两段中的形状感测准确度都是必需的，并且因此，段特定的温度校准是优选的。