CN113456054A - 光学和电气诊断***及其方法 - Google Patents

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A·K·米森纳
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Abstract

公开了光学和电气医疗***及其方法。此类医疗***可以包括控制台、包括光纤管心针的光学形状感测(“OSS”)医疗装置、一个或多个电气医疗装置和中继模块，用于在中继模块与包括控制台的医疗***的其余部分之间建立一个或多个光学或电气中继连接。控制台可以被配置用于将来自光纤管心针的反射光学信号转换成其形状以供显示。中继模块可以包括主接收座，其配置为接纳OSS医疗装置的医疗阻挡物穿刺插头的***并且在其间建立阻挡物贯穿光学连接。中继模块还可以包括一个或多个副接收座，其配置为接纳一个或多个电气医疗装置的对应数量的电气插头的***并且在其间建立一个或多个阻挡物下方电气连接。

Description

光学和电气诊断***及其方法
优先权
本申请要求2020年3月30日提交的美国临时申请号63/002,041的优先权权益，其全部内容通过引用并入本申请。
技术领域
本申请涉及医疗器械领域，更具体地涉及光学和电气诊断***及其方法。
背景技术
有时，外周***中心导管(“PICC”)或中心静脉导管(“CVC”)的尖端可能移动，而从患者的上腔静脉(“SVC”)中的理想位置移位。认为此类PICC或CVC已经移位的临床医生通常通过胸部X光片检查是否移位，并且在必要时更换PICC或CVC。由于X光使病人暴露于电离辐射，医疗装置(比如PICC和CVC)正在开发集成光纤管心针，使临床医生能够方便、安全地检查其移位。然而，为了让临床医生检查移位，无菌提供的PICC或CVC需要被至少光学连接至非无菌的资产设备，而不损害无菌条件。因此，需要一种光学医疗***，其允许一次性使用的医疗装置(比如前述的PICC和CVC)被至少光学连接至非无菌的资产设备，而不损害无菌条件。本文公开了光学和电气医疗***及其方法。
发明内容
本文公开了一种中继模块，其在一些实施方案中包括：壳体；布置在壳体中的主接收座(receptacle)；布置在壳体中的一个或多个副接收座；和从壳体延伸的一根或多根线缆。主接收座被配置为接纳与光学形状感测(“OSS”)医疗装置相关联的阻挡物穿刺插头(barrier-piercing plug)的***并且在中继模块与OSS医疗装置之间建立阻挡物贯穿连接(through-barrier connection)。阻挡物贯穿连接选自阻挡物贯穿光学连接和阻挡物贯穿光学及电气连接(optical-and-electrical connection)。一个或多个副接收座被配置为接纳与一个或多个电气医疗装置相关联的对应数量的电气插头的***，并且在中继模块与一个或多个电气医疗装置之间建立对应数量的阻挡物下方(under-barrier)电气连接。一根或多根线缆包括对应数量的中继模块插头，用于在中继模块与医疗***的其余部分之间建立一个或多个中继连接，该中继模块插头配置为从中继模块接收光学和电气信号。一个或多个中继连接选自中继光学连接、中继光学及电气连接和中继电气连接，条件是至少中继光学连接或中继光学及电气连接被选择。
在一些实施方案中，中继模块进一步包括具有一个或多个光纤芯的光纤，该光纤从主接收座通过一根或多根线缆中的主线缆延伸至一定数量的中继模块插头中对应的主插头。光纤被配置为一旦阻挡物贯穿连接被建立，就将输入光学信号从医疗***的光学询问器传送至OSS医疗装置的光纤管心针。光纤还被配置为当阻挡物贯穿连接被建立时将反射光学信号从光纤管心针传送至光学询问器。
在一些实施方案中，中继模块进一步包括一根或多根电引线，其从包括主接收座和一个或多个副接收座的一定数量的接收座通过一根或多根线缆中的任何线缆延伸至其对应的中继模块插头。一根或多根电引线被配置为将电气信号从中继模块传送至医疗***。
在一些实施方案中，中继模块进一步包括布置在壳体内的选自陀螺仪、加速度计和磁力计的一个或多个传感器。一个或多个传感器被配置为提供传感器数据，用于确定利用OSS医疗装置进行形状感测的参考平面。
在一些实施方案中，中继模块进一步包括布置在壳体中的邻近于主接收座的发光二极管(“LED”)。LED被配置为在建立中继光学及电气连接或一定数量的中继电气连接中的任何中继电气连接时点亮，用于当中继模块在医疗阻挡物下方时寻找主接收座。
在一些实施方案中，中继模块可进行高级别的消毒或灭菌。
在一些实施方案中，壳体包括面向患者的表面，其配置为被粘附至患者，由此使得中继模块能够被固定至患者。
本文公开了一种医疗***，其在一些实施方案中包括：控制台；OSS医疗装置，其配置用于形状感测；一个或多个电气医疗装置；和中继模块。控制台包括存储器和一个或多个处理器，用于将来自光纤管心针的反射光学信号转换成其形状以供显示。控制台进一步包括用于将反射光学信号转换成光纤管心针的形状的集成光学询问器。替代性地，控制台被通信耦接至配置用于将反射光学信号转换成光纤管心针的形状的独立光学询问器。OSS医疗装置包括光纤管心针和阻挡物穿刺插头。一个或多个电气医疗装置中的每个电气医疗装置包括至少一个电气插头。中继模块包括壳体、布置在壳体中的主接收座、布置在壳体中的一个或多个副接收座和从壳体延伸的一根或多根线缆。主接收座被配置为接纳与OSS医疗装置相关联的阻挡物穿刺插头的***并且在中继模块与OSS医疗装置之间建立阻挡物贯穿连接。阻挡物贯穿连接选自阻挡物贯穿光学连接和阻挡物贯穿光学及电气连接。一个或多个副接收座被配置为接纳一个或多个电气医疗装置中的每个电气医疗装置的至少一个电气插头的***，并且在中继模块与一个或多个电气医疗装置之间建立对应数量的阻挡物下方电气连接。一根或多根线缆包括对应数量的中继模块插头，用于在中继模块与控制台或中继模块与控制台和独立光学询问器的组合之间建立一个或多个中继连接。一个或多个中继连接选自中继光学连接、中继光学及电气连接和中继电气连接，条件是至少中继光学连接或中继光学及电气连接被选择。
在一些实施方案中，中继模块进一步包括具有一个或多个光纤芯的光纤，该光纤从主接收座穿通过一根或多根线缆中的主线缆延伸至一定数量的中继模块插头中对应的主插头。光纤被配置为一旦阻挡物贯穿连接被建立，就将输入光学信号从集成光学询问器或独立光学询问器传送至OSS医疗装置的光纤管心针。光纤还被配置为当阻挡物贯穿连接被建立时将反射光学信号从光纤管心针传送至集成光学询问器或独立光学询问器。
在一些实施方案中，中继模块进一步包括一根或多根电引线，其从包括主接收座和一个或多个副接收座的一定数量的接收座通过一根或多根线缆中的任何线缆延伸至其对应的中继模块插头。一根或多根电引线被配置为将电气信号从中继模块传送至控制台。
在一些实施方案中，中继模块进一步包括布置在壳体内的选自陀螺仪、加速度计和磁力计的一个或多个基于中继模块的传感器。一个或多个基于中继模块的传感器被配置为提供基于中继模块的传感器数据，用于确定利用OSS医疗装置进行形状感测的参考平面。
在一些实施方案中，中继模块进一步包括布置在壳体中的邻近于主接收座的LED。LED被配置为在建立一个或多个中继连接中的电气连接时点亮，用于当中继模块在医疗阻挡物下方时寻找主接收座。
在一些实施方案中，中继模块可进行高级别的消毒或灭菌。
在一些实施方案中，壳体包括面向患者的表面，其配置为被粘附至患者，由此使得中继模块能够被固定至患者。
在一些实施方案中，一个或多个电气医疗装置包括一个或多个心电图(“ECG”)贴片。
在一些实施方案中，一个或多个电气医疗装置包括臂带。臂带具有选自基于臂带的陀螺仪、加速度计和磁力计的一个或多个基于臂带的传感器。一个或多个基于臂带的传感器被配置为提供基于臂带的传感器数据，用于利用OSS医疗装置进行形状感测的参考平面确定。
本文还公开了一种医疗***的方法。在一些实施方案中，方法包括中继模块放置步骤、电气插头***步骤、医疗盖布放置步骤和阻挡物穿刺插头***步骤。中继模块放置步骤包括将中继模块放置在表面上。电气插头***步骤包括将与一个或多个电气医疗装置对应的一个或多个电气插头***中继模块的对应数量的副接收座。电气插头***步骤在一个或多个电气装置与中继模块之间建立一个或多个阻挡物下方电气连接。医疗盖布放置步骤包括将医疗阻挡物放置在中继模块上方。医疗盖布放置步骤在中继模块上方建立无菌区。阻挡物穿刺插头***步骤包括将OSS医疗装置的阻挡物穿刺插头***通过医疗阻挡物并且进入中继模块的主接收座。阻挡物穿刺插头***步骤在无菌区中的OSS医疗装置与非无菌区中的中继模块之间建立阻挡物贯穿光学连接或阻挡物贯穿光学及电气连接。
在一些实施方案中，中继模块放置步骤包括将中继模块放置在患者的胸部上。中继模块放置步骤建立参考平面，用于利用OSS医疗装置进行形状感测。
在一些实施方案中，方法进一步包括识别步骤和触诊步骤。识别步骤包括识别布置在中继模块的壳体中的邻近于主接收座的点亮的LED。触诊步骤包括触诊在医疗阻挡物下方的主接收座。识别步骤和触诊步骤二者发生在阻挡物穿刺插头***步骤之前。
在一些实施方案中，方法进一步包括建立步骤：在中继模块与医疗***的其余部分之间建立一个或多个中继连接，用于中继来自中继模块的光学和电气信号。一个或多个中继连接选自中继光学连接、中继光学及电气连接和中继电气连接，条件是至少中继光学连接或中继光学及电气连接被选择。
鉴于更详细地描述了概念的特定实施方案的附图和以下描述，本文提供的这种概念的这些和其他特征对于本领域技术人员将变得更显而易见。
附图说明
图1是根据一些实施方案的第一医疗***的框图。
图2是根据一些实施方案的第二医疗***的框图。
图3展示了根据一些实施方案的第二医疗***。
图4展示了根据一些实施方案的OSS医疗装置的导管管件的截面。
图5展示了根据一些实施方案的用于建立光学或光学及电气连接的OSS医疗装置的延伸管的阻挡物穿刺插头。
图6展示了根据一些实施方式的用于建立光学或光学及电气连接的具有主接收座的中继模块的详细视图。
图7展示了根据一些实施方式的在OSS医疗装置与中继模块之间建立阻挡物贯穿光学连接或阻挡物贯穿光学及电气连接。
图8展示了根据一些实施方案的在患者手术期间使用的第二医疗***。
图9展示了根据一些实施方案的在患者手术期间使用的具有医疗阻挡物的第二医疗***。
图10展示了根据一些实施方案的OSS医疗装置的延伸管的光学连接器。
图11展示了根据一些实施方案的具有用于跨越医疗阻挡物建立光学连接的光学连接器的替代性中继模块。
具体实施方式
在更详细地公开一些特定实施方案之前，应当理解，本文公开的特定实施方案并不限制本文提供的概念的范围。还应当理解，本文公开的特定实施方案可以具有可以容易地与特定实施方案分离并且可以可选地与本文公开的多个其他实施方案中的任何一个的特征组合或被替代的特征。
关于本文中使用的术语，还应当理解，这些术语是出于描述一些特定实施方案的目的，并且这些术语不限制本文提供的概念的范围。序数(例如，第一、第二、第三等)通常被用于区分或标识一组特征或一组步骤中的不同特征或不同步骤，并且不提供序列或数字限制。例如，“第一”、“第二”和“第三”特征或步骤并不一定需要以顺序出现，并且包括此类特征或步骤的特定实施方案并不一定需要局限于这三个特征或步骤。标签比如“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”是为了方便而使用的，并不旨在暗示例如任何特定的固定位置、取向或方向。相反，此类标签被用于反映例如相对位置、取向或方向。单数形式“一种”、“一个”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确指示。
例如，关于本文公开的导管的“近侧”、“近侧部分”或“近端部分”包括当导管被用在患者上时预期靠近临床医生的导管部分。同样地，例如，导管的“近侧长度”包括当导管被用在患者上时预期靠近临床医生的导管的长度。例如，导管的“近端”包括当导管被用在患者上时预期靠近临床医生的导管的一端。导管的近侧部分、近端部分或近侧长度可以包括导管的近端；然而，导管的近侧部分、近端部分或近侧长度不需要包括导管的近端。即，除非上下文另有说明，否则导管的近侧部分、近端部分或近侧长度不是导管的末端部分或末端长度。
例如，关于本文公开的导管的“远侧”、“远侧部分”或“远端部分”包括当导管被用在患者上时预期靠近患者或在患者中的导管部分。同样地，例如，导管的“远侧长度”包括当导管被用在患者上时预期靠近患者或在患者中的导管的长度。例如，导管的“远端”包括当导管被用在患者上时预期靠近患者或在患者中的导管的一端。导管的远侧部分、远端部分或远侧长度可以包括导管的远端；然而，导管的远侧部分、远端部分或远侧长度不需要包括导管的远端。即，除非上下文另有说明，否则导管的远侧部分、远端部分或远端长度不是导管的末端部分或末端长度。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。
如上所述，需要一种光学医疗***，其允许一次性使用的医疗装置(比如前述的PICC和CVC)被至少光学连接至非无菌的资产设备，而不损害无菌条件。本文公开了光学和电气医疗***及其方法。
参考附图和以下描述，本文提供的光学和电气医疗***(“医疗***”)的特征将变得更明显，附图和以下描述更详细地提供了医疗***的特定实施方案。就上下文而言，首先描述医疗***，接着描述医疗***的医疗装置和中继模块以及前述各项的方法。
医疗***
图1是根据一些实施方案的第一医疗***100的框图。图2是根据一些实施方案的第二医疗***200的框图。图3展示了根据一些实施方案的第二医疗***200。图8展示了根据一些实施方案的在患者手术期间使用的第二医疗***200。图9展示了根据一些实施方案的在患者手术期间使用的具有医疗阻挡物703的第二医疗***200。
如图所示，医疗***100或200包括OSS医疗装置110、一个或多个电气医疗装置、控制台130或230和中继模块120，中继模块120配置用于将OSS医疗装置110和一个或多个电气医疗装置连接至医疗***100或200的其余部分(比如，控制台230)。OSS医疗装置110通常在无菌区中使用，而一个或多个电气医疗装置、中继模块120和控制台130或230通常在至少由医疗阻挡物703(例如，无菌盖布)限定的非无菌区中使用。
OSS医疗装置110至少包括集成光纤管心针和阻挡物穿刺插头。光纤管心针是包括一个或多个光纤芯的探头，其中一个或多个光纤芯中的每个芯沿着其长度具有一定数量的光纤布拉格光栅(“FBG”)传感器，从而利用医疗***100或200进行形状感测(关于OSS医疗装置110的光纤管心针的实施例，参见图4中的集成光纤管心针424)。阻挡物穿刺插头被配置为在OSS医疗装置110与中继模块120之间至少建立阻挡物贯穿光学连接(关于OSS医疗装置110的阻挡物穿刺插头的实施例，参见图3中的阻挡物穿刺插头322)。然而，OSS医疗装置110还可以包括电气部件比如心电图(“ECG”)管心针和支持ECG管心针的一根或多根电引线。这样，在OSS医疗装置110的一些实施方案中，阻挡物穿刺插头可以被配置为在OSS医疗装置110与中继模块120之间建立阻挡物贯穿光学及电气连接。
OSS医疗装置110的某些特征将在以下关于OSS医疗装置110的特定实施方案(比如PICC 310)进行更详细地阐述。也就是说，以下关于OSS医疗装置110的一个或多个实施方案(比如PICC 310)阐述的一些特征(例如，光纤管心针、ECG管心针等)可以在OSS医疗装置110的两个或更多个实施方案之间共享。这样，当为了方便说明而需要时，“OSS医疗装置110”在本文中被用于一般地指OSS医疗装置110的多于一个的实施方案。尽管已经关于OSS医疗装置110的特定实施方案(比如PICC 310)描述了某些特征。
一个或多个电气医疗装置可以包括但不限于心电图(“ECG”)贴片112(例如，配置作为右臂ECG贴片的ECG贴片112a、配置作为左腿ECG贴片的ECG贴片112b、……、和ECG贴片112n)、伴随臂带114或ECG贴片112和臂带114二者。一个或多个电气医疗装置中的每个电气医疗装置包括至少一个电气插头，其配置为在其电气装置与中继模块120之间建立电气连接。
臂带114可以包括布置在臂带114内的至少选自陀螺仪、加速度计和磁力计的一个或多个传感器。一个或多个传感器被配置为借助于中继模块120向控制台130或230提供传感器数据，用于确定利用OSS医疗装置110的光纤管心针进行形状感测的参考平面。
虽然仅针对控制台230示出，但是控制台130和230中的每个控制台均包括存储器236和一个或多个处理器234，处理器234配置用于至少将来自OSS医疗装置110的光纤管心针的反射光学信号转换成OSS医疗装置110的可显示形状。OSS医疗装置110的可显示形状可以被显示在集成入控制台130或230的集成显示屏上，或被显示在耦接至控制台130或230的独立监视器的显示屏上。控制台130和230中的每个控制台可以被进一步配置用于将来自一个或多个电气装置的电气信号转换成一个或多个电气装置的可显示信息。例如，对于任选的ECG管心针或ECG贴片112中的任何ECG贴片，控制台130或230可以被配置为将来自其的电气信号转换成ECG轨迹以供显示。此类ECG轨迹联合OSS医疗装置110的可显示形状对确定OSS医疗装置110是否已经从其理想位置移位是有用的。
医疗***100进一步包括通信耦接至控制台130的独立光学询问器140，而医疗***200进一步包括集成入控制台230的集成光学询问器232。光学询问器140或232被配置借助于中继模块120将输入光学信号发送入OSS医疗装置110的光纤管心针，并且借助于中继模块120从光纤管心针接收反射光学信号。光学询问器140或232可以被进一步配置为向控制台130或230提供与接收的反射光学信号对应的数据，用于将来自OSS医疗装置110的光纤管心针的反射光学信号转换成OSS医疗装置110的可显示形状。
中继模块120包括壳体324、从壳体324延伸的线缆326、通过壳体324并且沿着线缆326延伸的一个或多个光纤芯628(“光纤628”)和通过壳体324并且沿着线缆326或另一个线缆延伸的一根或多根电引线(关于光纤628，参见图6)。
中继模块120被配置为在OSS医疗装置110的光纤管心针与中继模块120的光纤628之间至少建立光学连接(例如，阻挡物贯穿光学连接)(参见图1和2中的连接a和a″，其中每个连接至少包括光学连接)。中继模块120还在线缆326的末端处被配置有插头330，以至少在中继模块120的光纤628与独立光学询问器140或包括集成光学询问器232的控制台230之间建立另一个光学连接(参见图1中的连接b1和图2中的连接b或b″，其中每个连接至少包括光学连接。)中继模块120的光纤628被配置为将输入光学信号从光学询问器140或232传送至OSS医疗装置110的光纤管心针，并且将反射光学信号从光纤管心针传送至光学询问器140或232。
中继模块120还可以被配置为在OSS医疗装置110的任何电气部件与中继模块120的一根或多根电引线之间建立电气连接(例如，阻挡物贯通电气连接)，该电气连接可以在电气及光学连接中与光学连接同时建立(参见图1和2中的连接a″，其中每个连接包括电气及光学连接二者)。线缆326的末端处的插头330可以被配置为在中继模块120的一根或多根电引线与控制台230(即，包括集成光学询问器232的控制台230)之间建立另一个电气连接。此类电气连接可以在另一个电气及光学连接中与至控制台230的光学连接同时建立(参见图2中的连接b″，其包括电气及光学连接二者)。替代性地，中继模块120的另一个线缆的末端处的另一个插头可以被配置为在中继模块120的一根或多根电引线与控制台130或230之间建立其他电气连接(参见图1中的连接b2′和图2中的b′，其中每个连接至少包括电气连接)。中继模块120的一根或多根电引线被配置为将电气信号从OSS医疗装置110的任何电气部件传送至控制台130或230。
除了在OSS医疗装置110的任何电气部件与中继模块120的一根或多根电引线之间的电气连接之外，中继模块120可以被配置为在一个或多个电气医疗装置中的任何电气医疗装置(例如，ECG贴片112中的任何ECG贴片、臂带114等)与中继模块120的一根或多根电引线之间建立电气连接(例如，阻挡物下方电气连接)(参见图1和2中的连接c1′、c2′和c3′，其中每个连接至少包括电气连接)。如上所述，线缆326的末端处的插头330可以被配置为在中继模块120的一根或多根电引线与控制台230(即，包括集成光学询问器232的控制台230)之间建立其他电气连接。此类电气连接可以在其他电气及光学连接中与至控制台230的光学连接同时建立(参见图2中的连接b″，其包括电气及光学连接二者)。替代性地，中继模块120的其他线缆的末端处的其他插头可以被配置为在中继模块120的一根或多根电引线与控制台130或230之间建立其他电气连接(参见图1中的连接b2′和图2中的b′，其中每个连接至少包括电气连接)。中继模块120的一根或多根电引线被配置为将电气信号从一个或多个电气装置传送至控制台130或230。
从前述内容应当理解，a型连接或阻挡物贯穿连接在OSS医疗装置110与中继模块120之间，b型连接或中继连接在中继模块120与医疗***100或200的其余部分(例如，控制台130和独立光学询问器140的组合或具有集成光学询问器232的控制台230)之间，并且c型连接或阻挡物下方连接在一个或多个电气医疗装置与中继模块120之间。与a、b和c型连接中的任何类型的连接相关联的下标数字以数字标识一定数量的a、b或c型连接中的特定连接。最后，没有单撇号(“′”)或双撇号(“″”)的a、b和c型连接指示光学连接，具有单撇号的a、b和c型连接(例如，“a′”)指示电气连接，并且具有双撇号的a、b和c型连接(例如，“a″”)指示光学及电气连接。
中继模块120可以进一步包括布置在壳体324内的至少选自陀螺仪、加速度计和磁力计的一个或多个传感器222。一个或多个传感器222被配置为借助于壳体324内的一根或多根电引线和线缆326(或上文关于图1中的连接b2′和图2中的b′阐述的其他线缆)向控制台130或230提供传感器数据，以确定利用OSS医疗装置110的光纤管心针进行形状感测的参考平面。
中继模块120的某些特征将在下面关于中继模块120的特定实施方案进行更详细地阐述。也就是说，下面关于中继模块120的一个或多个实施方案阐述的一些特征在中继模块120的两个或多个实施方案(比如，中继模块1120)之间共享。这样，当为了方便说明而需要时，“中继模块120”在本文中被用于一般地指中继模块120的多于一个的实施方案。尽管已经关于中继模块120的特定实施方案描述了某些特征。
医疗装置
图3还展示了根据一些实施方案的作为OSS医疗装置110的PICC 310。图4展示了根据一些实施方案的包括集成光纤管心针424的PICC 310的导管管件312的截面。图5展示了根据一些实施方案的用于建立光学或光学及电气连接的PICC 310的延伸管或线缆320的阻挡物穿刺插头322。
如图所示，PICC 310包括导管管件312、分叉衬套314、两个延伸腿316和两个鲁尔连接器318，它们以前述顺序可操作地连接。导管管件312包括两个导管管件内腔413和光纤管心针424，光纤管心针424布置在导管管件312的纵缝(longitudinal bead)中，比如在挤出的两个导管管件内腔413之间。任选地，在导管管件312的相同或不同的纵缝中，PICC 310可以进一步包括ECG管心针。分叉衬套314具有两个衬套内腔，其对应地流体连接至两个导管管件内腔413。两个延伸腿316中的每个延伸腿具有与两个衬套内腔中的衬套内腔流体连接的延伸腿内腔。PICC 310进一步包括延伸管320，延伸管320从分叉衬套314延伸或连通地耦接至分叉衬套314。当从分叉衬套314延伸时，延伸管320可以是导管管件312的包括光纤管心针424的切削部分，并且如果存在ECG管心针，则延伸管320可以终止于插头322中，用于在PICC 310的光纤管心针424与中继模块120的光纤628之间建立光学连接，以及任何电气连接。导管管件312的切削部分可以被布置在另一个管中，其组合地形成延伸管320，延伸管320终止于插头322中，用于建立前述光学及电气连接。
虽然PICC 310被提供作为医疗***100或200的OSS医疗装置110的特定实施方案，但是应当理解，包括导管(比如，CVC)的一定数量的医疗装置中的任何一个可以至少包括光纤管心针和任选地电气部件(比如，ECG管心针和支持其的一根或多根电引线，该电引线终止于插头中)，用于在医疗装置与中继模块120之间建立光学或光学及电气连接。
中继模块
图6展示了根据一些实施方式的用于建立光学或光学及电气连接的具有主接收座632的中继模块120的详细视图。图7展示了根据一些实施方式在OSS医疗装置110与中继模块120之间建立阻挡物贯穿光学或光学及电气连接。图9展示了根据一些实施方案的具有医疗阻挡物703的在患者手术期间使用的第二医疗***200。
如图所示，中继模块120包括壳体324、布置在壳体324中的主接收座632、布置在壳体324中的一个或多个副接收座(比如副接收座634)、从壳体延伸的包括主线缆的一根或多根线缆(比如从壳体324延伸的线缆326)和通过壳体324并且沿着线缆326延伸的光纤628。再次地，中继模块120可以包括一根或多根电引线，其通过壳体324并且沿着线缆326或一根或多根线缆中的另一个线缆(例如，副线缆)延伸。
主接收座632包括光学接收器，其配置为当插头被***主接收座632时，接纳OSS医疗装置110的插头(例如，PICC 310的插头322)的光学端子的***，用于在中继模块120与OSS医疗装置110的光纤管心针(例如，PICC 310的光纤管心针424)之间建立光学连接(例如，阻挡物贯穿光学连接)。主接收座632还可以包括一个或多个电触点，其配置为当存在时，当插头被***主接收座632时，接触OSS医疗装置110的插头的电端子(例如，与插头322的阻挡物穿刺元件523对应的PICC 310的插头322的金属片)，用于在中继模块120与OSS医疗装置110的一根或多根电引线之间，与光学及电气连接(例如，阻挡物贯穿光学及电气连接)中的光学连接同时地建立电气连接。
一个或多个副接收座(例如，副接收座634)被配置为接纳与一个或多个电气医疗装置(例如，ECG贴片112、臂带114等)相关联的对应数量的电气插头的***，并且在中继模块120与一个或多个电气医疗装置之间建立对应数量的电气连接(例如，阻挡物下方电气连接)。例如，图1和2的中继模块120包括至少三个副接收座以接纳与ECG贴片112a(例如，右臂ECG贴片)、ECG贴片112b(例如，左腿ECG贴片)和任选地臂带114相关联的三个电气插头的***，并且在中继模块120与前述电气医疗装置之间建立三个电气连接(例如，阻挡物下方电气连接)。
一根或多根线缆包括用于在中继模块120与医疗***100或200的其余部分之间建立一个或多个连接的一个或多个对应的插头，医疗***100或200配置为从中继模块120接收光学和电气信号。例如，一根或多根线缆的主线缆(例如，线缆326)包括主插头(例如，插头330)，用于至少在中继模块120与控制台230(即，包括集成光学询问器232的控制台230)之间建立光学连接(例如，图2中的连接b或b″)，从而利用OSS医疗装置110进行形状感测。任选地，主插头还被用于在中继模块120与控制台230之间建立电气连接(例如，图2中的连接b″)，以便利用ECG管心针至少生成ECG轨迹。除了前述电气连接(即，图2中的连接b″的连接)之外，一根或多根线缆可以包括例如具有副插头的副线缆，用于在中继模块120与控制台230之间建立一个或多个电气连接(例如，图2中的连接b′)，以便利用ECG贴片112生成ECG轨迹、利用臂带114确定参考系或二者。然而，在一些实施方案中，仅主线缆和插头被需要用于建立所有此类光学及电气连接(参见图2中的连接b″)。
光纤628从主接收座632通过主线缆(例如，线缆326)延伸至主插头(例如，插头330)。光纤628被配置为将输入光学信号从光学询问器140或232传送至OSS医疗装置110的光纤管心针(例如，PICC 310的光纤管心针424)，并且将反射光学信号从光纤管心针传送至光学询问器140或232。
如上所述，中继模块120可以进一步包括布置在壳体324内的选自陀螺仪、加速度计和磁力计的一个或多个传感器222。一个或多个传感器222被配置为提供传感器数据，用于确定参考平面，从而利用OSS医疗装置110的光纤管心针(例如，PICC 310的光纤管心针424)进行形状感测。
中继模块120可以进一步包括布置在壳体324中的邻近于主接收座632的LED 636。LED 636被配置为在建立光学及电气连接(例如，图2中的连接b″)或另一个电气连接(例如，图2中的连接b′)时点亮。当点亮时，LED 636对于寻找主接收座632(当中继模块120在医疗阻挡物703下方时)是有用的。
中继模块120进一步包括一根或多根电引线，其从任何数量的接收座(包括主接收座632和一个或多个副接收座)、一个或多个传感器222(如果存在)和LED 636(如果存在)通过一根或多根线缆(例如，线缆326)中的任何一根及其对应的插头(例如，插头330)延伸。除了ECG管心针、连接至副接收座的一个或多个电气医疗装置、一个或多个传感器222、LED636等所需的任何电力之外，一根或多根电引线被配置为将输入电气信号从控制台130或230传送至ECG管心针、连接至副接收座的一个或多个电气医疗装置、一个或多个传感器222、LED 636等。一根或多根电引线还被配置为将任何输出电气信号从ECG管心针、连接至副接收座的一个或多个电气医疗装置、一个或多个传感器222、LED 636等传送至控制台130或230。
中继模块120被配置为在患者P上或旁边(比如在患者的胸部上)位于医疗阻挡物703下方。这样，中继模块120不需要消毒或灭菌。然而，如果中继模块120需要消毒或灭菌，则中继模块120可以被配置为可进行消毒或灭菌。例如，中继模块120的壳体324可以是无孔的或耐化学氧化剂的。中继模块120可以被配置用于使用Becton,Dickinson and Company(Franklin Lakes,NJ)的
Figure BDA0003000064290000161
产品进行手动消毒，或中继模块120可以被配置用于借助于Nanosonics Inc.(Indianapolis,IN)的
Figure BDA0003000064290000162
以汽化H2O2进行自动化高级别消毒或灭菌。
虽然未显示，但是中继模块120的壳体324可以包括配置用于将颈带附接至中继模块120的从壳体324延伸的环、集成入壳体324的系绳点或集成入壳体324的球锁销(ball-lock-pin)接收器。环、系绳点或球锁销接收器使得中继模块120能够在位于患者的胸部上时被固定至患者P的颈部。附加地或替代性地，壳体324包括配置为粘附至患者胸部的面向患者的表面(例如，中继模块120的背面)。面向患者的表面使得中继模块120能够在位于患者胸部上或旁边时被固定至患者，而不管中继模块120是否也被固定至患者的颈部。
再次地，主接收座632包括光学接收器，其配置为当插头被***主接收座632时接纳OSS医疗装置110的插头(例如，PICC 310的插头322)的光学端子的***并且形成光学连接。主接收座632还可以包括一个或多个电触点，其配置为当存在时，当插头被***主接收座632时，接触OSS医疗装置110的插头的电端子(例如，与插头322的阻挡物穿刺元件523对应的插头322的金属片)，用于在中继模块120与OSS医疗装置110的一根或多根电引线之间建立电气连接。然而，利用中继模块120，此类光学及电气连接被形成，其中在中继模块120与OSS医疗器械110之间具有医疗阻挡物703。接收座632和医疗装置110的插头能够实现从包括OSS医疗装置110(比如，PICC 310)的无菌区(例如，当无菌盖布在医疗阻挡物703上方时)至包括中继模块120的非无菌区(例如，当无菌盖布在医疗阻挡物703下方时)的此类连接。
其他实施方案
图10展示了根据一些实施方案的OSS医疗装置110的延伸管320的光学连接器1022。图11展示了根据一些实施方案的具有光学连接器1122的替代中继模块1120，用于跨越医疗阻挡物1103建立光学连接。
如上所述，延伸管320可以包括从光纤管心针424沿着延伸管320的长度延伸的一个或多个光纤芯。一根或多根光纤可以延伸至光学连接器1022的配合表面中的光学端子。
光学连接器1022包括一个或多个对准磁体1026，对准磁体1026围绕光学端子或光纤管心针424的端部布置在光学连接器1022的配合表面中。
如上所述，中继模块120可以被配置为将光学信号中继至其接收器(比如，医疗***200的控制台230)。当中继模块1120如此配置时，中继模块1120包括在中继模块1120的壳体1124和光学连接器1122内的一个或多个光纤芯。应当理解，类似于中继模块120，中继模块1120可以被进一步配置为将来自一个或多个电气装置(例如，ECG贴片112a、ECG贴片112b、臂带114等)的电气信号中继至医疗***200的控制台230。
光学连接器1122包括围绕光学接收器1132布置在光学连接器1122的配合表面中的一个或多个对准磁体1126。
光学连接器1022和光学连接器1122被配置为跨越医疗阻挡物1103(例如，盖布)的透明窗口1104进行配合并且在无菌区中的光学连接器1022的光学端子与非无菌区中的光学连接器1122的光学接收器之间建立光学连接。
光学连接器1022和光学连接器1122中的每个连接器的形状可以被配置为在跨越医疗阻挡物1103的透明窗口1104配合时实现光学连接器1022和光学连接器1122的特定取向。例如，图11所示的光学连接器1022和光学连接器1122中的每个连接器是矩形或其长度比宽度长，从而实现矩形连接器的四个最合理取向中的两个。
光学连接器1022和光学连接器1122中的每个连接器的一个或多个对准磁体1026和1126的磁极可以附加地或替代性地被配置为在跨越医疗阻挡物1103的透明窗口1104配合时实现光学连接器1022和光学连接器1122的特定取向。例如，光学连接器1022的第一侧可以包括具有同一磁极取向(例如，N)的第一对对准磁体1026。光学连接器1022的第二侧可以包括具有同一磁极取向(例如，S)但不同于延伸管连接器的第一侧的第二对对准磁体1026。光学连接器1122可以类似地配置为使得光学连接器1022和光学连接器1122的相似侧在彼此靠近时彼此排斥，并且光学连接器1022和光学连接器1122的不相似侧在彼此靠近时彼此吸引。以此方式，可以实现例如方形连接器的四个最合理取向中的两个。然而，如果光学连接器1022和光学连接器1122如图11所示是矩形的，则如实施例中配置的形状和磁极二者可以实现单一取向。
尽管如此，光学连接器1022和光学连接器1122中的每个连接器的形状可以是旋转对称的。此类配置允许光学连接器1022和光学连接器1122在跨越医疗阻挡物1103的透明窗口1104配合时的多个旋转等同取向。例如，光学连接器1022的一个或多个对准磁体1026的所有磁极可以具有相同的磁极取向，但与光学连接器1122的一个或多个对准磁体1126的所有磁极相反，以与光学连接器1122的一个或多个对准磁体1126的所有磁极互补。实际上，此类配置允许光学连接器1022和光学连接器1122在跨越医疗阻挡物1103的透明窗口1104配合时的多个旋转等同取向。
方法
图9展示了根据一些实施方案的具有医疗阻挡物703的在患者手术期间使用的第二医疗***200。
用于医疗***100或200的方法可以包括在医疗程序期间使用的方法。例如，在此类医疗程序期间使用医疗***200的方法包括中继模块放置步骤、电气插头***步骤、医疗盖布放置步骤和阻挡物穿刺插头***步骤。
中继模块放置步骤包括将中继模块120放置在表面(例如，比如患者P的胸部、患者P旁边的桌子等相对平坦的表面)上，其建立参考平面，从而利用OSS医疗装置110进行形状感测。在中继模块放置步骤前，方法可以进一步包括消毒或灭菌步骤：在将中继模块120放置在患者P上或旁边前对中继模块120进行消毒或灭菌。
电气插头***步骤包括将对应于一个或多个电气医疗装置的一个或多个电气插头***中继模块120的对应数量的副接收座(例如，副接收座634)。电气插头***步骤在一个或多个电气装置与中继模块120之间建立一个或多个阻挡物下方电气连接(或即将成为的(soon-to-be)一个或多个阻挡物下方电气连接)。
医疗盖布放置步骤包括将医疗阻挡物703放置在中继模块120以及一个或多个电气医疗装置中的任何一个(如果已经连接至中继模块120的话)上。医疗盖布放置步骤在中继模块120和连接至其的一个或多个电气装置中的任何一个上建立无菌区。
阻挡物穿刺插头***步骤包括将OSS医疗装置(例如，PICC 310)的阻挡物穿刺插头322***通过医疗阻挡物703并且进入中继模块120的主接收座632。阻挡物穿刺插头***步骤在无菌区中的OSS医疗装置110与非无菌区中的中继模块120之间建立阻挡物贯穿光学连接或阻挡物贯穿光学及电气连接。
方法可以进一步包括识别步骤、触诊步骤或二者。识别步骤包括识别布置在中继模块120的壳体324中邻近于主接收座632的LED636。识别步骤发生在下面阐述的建立步骤后，其点亮LED 636。触诊步骤包括触诊医疗阻挡物703下方的主接收座632。识别步骤和触诊步骤二者发生在阻挡物穿刺插头***步骤之前。
方法可以进一步包括建立步骤：建立中继模块120与医疗***200的其余部分(例如，控制台230)之间的一个或多个连接，用于中继来自中继模块120的光学和电气信号。一个或多个连接选自光学连接、光学及电气连接和电气连接。至少需要中继模块120与控制台230之间的作为另一个电气连接的光学及电气连接(例如，图2中的连接b″)或电气连接(例如，图2中的连接b′)向LED 636提供电力以用于其点亮，从而用于识别步骤。
虽然本文中已经公开了一些特定实施方案，并且虽然已经公开了特定实施方案的一些细节，但是这些特定实施方案并不旨在限制本文提供的概念的范围。对于本领域普通技术人员来说，另外的改编和/或修改可以是显而易见的，并且在更广泛的方面，这些改编和/或修改也被涵盖。因此，在不脱离本文提供的概念的范围的情况下，可以脱离本文公开的特定实施方案。

Claims (20)

1.一种中继模块，其特征在于，包括：
壳体；
主接收座，其布置在所述壳体中，配置为接纳与光学形状感测OSS医疗装置相关联的阻挡物穿刺插头的***，并且在所述中继模块与所述OSS医疗装置之间建立阻挡物贯穿连接，所述阻挡物贯穿连接选自阻挡物贯穿光学连接和阻挡物贯穿光学及电气连接；
一个或多个副接收座，其布置在所述壳体中，配置为接纳与一个或多个电气医疗装置相关联的对应数量的电气插头的***，并且在所述中继模块与所述一个或多个电气医疗装置之间建立对应数量的阻挡物下方电气连接；和
一根或多根线缆，其从所述壳体延伸，所述一根或多根线缆包括对应数量的中继模块插头，所述中继模块插头用于在所述中继模块与医疗***的其余部分之间建立一个或多个中继连接，所述医疗***配置为从所述中继模块接收光学和电气信号，所述一个或多个中继连接选自中继光学连接、中继光学及电气连接和中继电气连接，前提是至少所述中继光学连接或所述中继光学及电气连接被选择。
2.根据权利要求1所述的中继模块，其特征在于，进一步包括具有一个或多个光纤芯的光纤，所述光纤从所述主接收座通过所述一根或多根线缆中的主线缆延伸至所述数量的中继模块插头中对应的主插头，所述光纤配置为当所述阻挡物贯穿连接被建立时，将输入光学信号从所述医疗***的光学询问器传送至所述OSS医疗装置的光纤管心针，并且将反射光学信号从所述光纤管心针传送至所述光学询问器。
3.根据权利要求1所述的中继模块，其特征在于，进一步包括一根或多根电引线，其从包括所述主接收座和所述一个或多个副接收座的一定数量的接收座，通过所述一根或多根线缆中的任何线缆延伸至其对应的中继模块插头，所述一根或多根电引线配置为将电气信号从所述中继模块传送至所述医疗***。
4.根据权利要求1所述的中继模块，其特征在于，进一步包括布置在所述壳体内的一个或多个传感器，所述一个或多个传感器选自陀螺仪、加速度计和磁力计，并且配置为提供用于确定参考平面的传感器数据，以便利用所述OSS医疗装置进行形状感测。
5.根据权利要求1所述的中继模块，其特征在于，进一步包括布置在所述壳体中的邻近于所述主接收座的发光二极管(“LED”)，所述LED配置为在建立所述中继光学及电气连接或所述数量的中继电气连接中的任何中继电气连接时点亮，用于当所述中继模块在医疗阻挡物下方时寻找所述主接收座。
6.根据权利要求1所述的中继模块，其特征在于，所述中继模块可进行高级别的消毒或灭菌。
7.根据权利要求1所述的中继模块，其特征在于，所述壳体包括面向患者的表面，所述面向患者的表面配置为被粘附至患者，由此使得所述中继模块能够被固定至所述患者。
8.一种医疗***，其特征在于，包括：
控制台，其包括存储器和一个或多个处理器，用于将来自光纤管心针的反射光学信号转换成其形状以供显示，所述控制台进一步包括集成光学询问器或通信耦接至独立光学询问器，用于将所述反射光学信号转换成所述光纤管心针的形状；
用于进行形状感测的光学形状感测OSS医疗装置，所述OSS医疗装置包括所述光纤管心针和阻挡物穿刺插头；
一个或多个电气医疗装置，每个电气医疗装置包括至少一个电气插头；和
中继模块，所述中继模块包括：
壳体；
主接收座，其布置在所述壳体中，配置为接纳所述阻挡物穿刺插头的***，并且在所述中继模块与所述OSS医疗装置之间建立阻挡物贯穿连接，所述阻挡物贯穿连接选自阻挡物贯穿光学连接和阻挡物贯穿光学及电气连接；
一个或多个副接收座，其布置在所述壳体中，配置为接纳所述一个或多个电气医疗装置中的每个电气医疗装置的所述至少一个电气插头的***，并且在所述中继模块与所述一个或多个电气医疗装置之间建立对应数量的阻挡物下方电气连接；和
一根或多根线缆，其从所述壳体延伸，所述一根或多根线缆包括对应数量的中继模块插头，用于在所述中继模块与所述控制台或所述中继模块与所述控制台和所述独立光学询问器的组合之间建立一个或多个中继连接，所述一个或多个中继连接选自中继光学连接、中继光学及电气连接和中继电气连接，前提是至少所述中继光学连接或所述中继光学及电气连接被选择。
9.根据权利要求8所述的医疗***，其特征在于，所述中继模块进一步包括具有一个或多个光纤芯的光纤，所述光纤从所述主接收座通过所述一根或多根线缆中的主线缆延伸至所述数量的中继模块插头中对应的主插头，所述光纤配置为当所述阻挡物贯穿连接被建立时，将输入光学信号从所述集成光学询问器或所述独立光学询问器传送至所述OSS医疗装置的所述光纤管心针，并且将反射光学信号从所述光纤管心针传送至所述集成光学询问器或所述独立光学询问器。
10.根据权利要求8所述的医疗***，其特征在于，所述中继模块进一步包括一根或多根电引线，其从包括所述主接收座和所述一个或多个副接收座的一定数量的接收座，通过所述一根或多根线缆中的任何线缆延伸至其对应的中继模块插头，所述一根或多根电引线配置为将电气信号从所述中继模块传送至所述控制台。
11.根据权利要求8所述的医疗***，其特征在于，所述中继模块进一步包括布置在所述壳体内的一个或多个基于中继模块的传感器，所述一个或多个基于中继模块的传感器选自基于中继模块的陀螺仪、加速度计和磁力计，并且配置为提供用于确定参考平面的基于中继模块的传感器数据，以便利用所述OSS医疗装置进行形状感测。
12.根据权利要求8所述的医疗***，其特征在于，所述中继模块进一步包括布置在所述壳体中的邻近于所述主接收座的发光二极管(“LED”)，所述LED配置为在建立所述一个或多个中继连接中的电气连接时点亮，用于当所述中继模块在医疗阻挡物下方时寻找所述主接收座。
13.根据权利要求8所述的医疗***，其特征在于，所述中继模块可进行高级别的消毒或灭菌。
14.根据权利要求8所述的医疗***，其特征在于，所述中继模块的所述壳体包括面向患者的表面，所述面向患者的表面配置为被粘附至患者，由此使得所述中继模块能够被固定至所述患者。
15.根据权利要求8所述的医疗***，其特征在于，所述一个或多个电气医疗装置包括一个或多个心电图ECG贴片。
16.根据权利要求8所述的医疗***，其特征在于，所述一个或多个电气医疗装置包括臂带，所述臂带具有选自基于臂带的陀螺仪、加速度计和磁力计的一个或多个基于臂带的传感器，所述一个或多个基于臂带的传感器配置为提供用于参考平面确定的基于臂带的传感器数据，以便利用所述OSS医疗装置进行形状感测。
17.一种医疗***的方法，其特征在于，包括：
将中继模块放置在表面上；
将与一个或多个电气医疗装置对应的一个或多个电气插头***所述中继模块的对应数量的副接收座，由此在所述一个或多个电气装置与所述中继模块之间建立一个或多个阻挡物下方电气连接；
将医疗阻挡物放置在所述中继模块上方，由此在所述中继模块上方建立无菌区；和
将光学形状感测OSS医疗装置的阻挡物穿刺插头***通过所述医疗阻挡物并且进入所述中继模块的主接收座，由此在无菌区中的所述OSS医疗装置与非无菌区中的所述中继模块之间建立阻挡物贯穿光学连接或阻挡物贯穿光学及电气连接。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，将所述中继模块放置在所述表面上包括将所述中继模块放置在患者的胸部上，由此建立参考平面，以便利用所述OSS医疗装置进行形状感测。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括：
识别邻近于所述主接收座布置在所述中继模块的壳体中的点亮的发光二极管(“LED”)；和
触诊所述医疗阻挡物下方的所述主接收座，在将所述OSS医疗装置的所述阻挡物穿刺插头***所述中继模块的所述主接收座前，发生对所述点亮的LED的识别和对所述主接收座的触诊。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述中继模块与所述医疗***的其余部分之间建立一个或多个中继连接，用于中继来自所述中继模块的光学和电气信号，所述一个或多个中继连接选自中继光学连接、中继光学及电气连接和中继电气连接，前提是至少所述中继光学连接或所述中继光学及电气连接被选择。
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