[发明专利]无线医疗设备导航系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于将医疗设备放置到患者体内的导航系统。该系统可以包括配置为布置于患者胸部上的外部单元，该外部单元具有：辐射元件，其配置为产生第一射频(“RF”)信号；以及多个三轴传感器，其配置为接收第二RF信号。该系统还可以包括医疗设备，诸如导管。该导管可以具有：第一天线，其配置为接收第一RF信号并产生交流电流；整流器，其配置为将交流电流转换为直流电流；频率发生器，其配置为产生由多个三轴传感器接收的第二RF信号。由多个三轴传感器接收的RF信号可以用于确定导管相对于外部单元的位置。

优先权文件

本申请要求申请日为2017年11月08日、申请号为US62/583,315的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用明确并入本文。

技术领域

本申请总体上涉及一种用于将医疗设备放置到患者脉管系统内的系统和方法，更具体地涉及布置于导管尖端内的无线医疗设备导航系统。

背景技术

导管是一种通常具有刚性或柔性管状部分的医疗设备，其能够放置在患者的脉管系统内来检测和治疗各种健康问题。导管可以经由通向静脉、动脉或其他体内空间的开口放置到患者体内。心脏导管包括中心静脉导管(“CVC”)、经外周中心静脉置管(“PICC”)、血液透析(“HD”)导管和经腋或经锁骨下颈静脉中心置管(“JACC”)，需要将远侧尖端放置在患者脉管系统中的关键位置。

出于多种原因，正确放置诸如CVC等心脏导管十分重要。例如，就输注导管而言，正确放置才能将药物靶向或针对身体的特殊区域。导管可能需要在具有特定血流速率(例如，高流速)的特定区域内充分靠近心脏定位，以确保所注入的流体充分稀释或混合。导管可能还需要布置于特定位置，以便有效又高效地发挥作用。诸如CVC等心脏导管已沿用多年，但确定和跟踪导管的尖端却存在某些问题。

因此，仍需一种医疗设备导航系统，该系统允许医师在导管穿过患者脉管系统时精确监视和跟踪导管的位置，同时尽量降低可能破坏无菌区域的连接需求。

发明内容

本发明的导航系统能够在很大程度上满足上述要求，该导航系统具有用于向内置的医疗设备(诸如导管)供电并自其接收信号的外部单元，该医疗设备具有能量采集线圈、用于生成RF信号的振荡器以及用于将RF信号发射到布置于外部单元上的传感器的天线。

在一个或多个方面，所述导航系统包括：配置为布置于患者胸部上的外部单元、连接到该外部单元的控制系统以及医疗设备。外部单元可以包括：辐射元件，其配置为产生第一射频(“RF”)信号；以及多个三轴传感器，每个三轴传感器具有三个正交布置的接收线圈，这些接收线圈配置为接收第二RF信号。医疗设备可以包括：第一天线，其配置为接收第一RF信号并产生交流电流；以及整流器，其配置为将交流电流转换为直流电流；频率发生器，其配置为产生第二RF信号；第二天线，其配置为播送第二RF信号，以便多个三轴传感器的接收线圈接收第二RF信号，其中，至少频率发生器和第二天线受直流电流激励。控制系统可以配置为激励辐射元件，并且当控制系统激励辐射元件时，辐射元件可以产生第一RF信号。控制系统也可以配置为基于由多个三轴传感器的接收线圈接收到的第二RF信号来确定第二天线相对于外部单元的位置。

在某些方面，医疗设备可以是导管(例如，PICC)。导管可以包括具有近端和远端的柔性管状体以及附接到该柔性管状体的远端的尖端。导管的尖端可以具有：第一天线，其配置为接收第一RF信号并产生交流电流；以及滤波器，其配置为对交流电流进行滤波；整流器，其配置为将经滤波的交流电流转换为直流电流；频率发生器，其配置为产生第二RF信号；放大器，其配置为放大第二RF信号；第二天线，其配置为播送第二RF信号，其中，至少频率发生器、放大器和第二天线受直流电流来激励。