專利名稱：利用紅外輻射導(dǎo)管檢測組織通道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在外科手術(shù)期間避開或定位人體內(nèi)器或者通道的領(lǐng)域，特別是涉及一種使用方法和由一個紅外輻射源和一個檢測系統(tǒng)組成的裝置，紅外輻射源和檢測系統(tǒng)二者之一插入到器官或通道中，而另一個位于該器官或身體附近，以便指示插入到身體內(nèi)的器械附近的情況和該光源或該檢測器靠近的那個部分的情況，從而有助于在外科手術(shù)期間定位或避開被上述器械之一插入的器官或通道。
背景技術(shù)：
在外科手術(shù)期間最重要的是不能劃破器官或通道(例如尿道和輸尿管等)。由于血、海綿體、居中的組織等的存在，使得在進行外科手術(shù)的區(qū)域附近特別是在與外科手術(shù)區(qū)極接近的區(qū)域附近對這些器官或通道進行高精度定位非常困難。
發(fā)光導(dǎo)管被用于探測導(dǎo)管、血管、器官等。美國專利No4248214號提供了一種照明的尿道導(dǎo)管幫助外科醫(yī)生探測膀胱和尿道的相會處，以便正確完成Marshall-Marchetti-Kranz操作。美國專利No4782879是利用用于照明器官進行體內(nèi)檢查的導(dǎo)管的很多專利的代表。
利用紅外探測器在人體內(nèi)探測產(chǎn)生熱的組織例如惡性腫瘤在幾篇專利例如美國專利No4784128中有描述。美國專利No4821731利用一個發(fā)聲導(dǎo)管形成人體內(nèi)的一個外貌象。
這些參考的文件中都沒有公開下述構(gòu)思利用一個產(chǎn)生紅外線的導(dǎo)管和紅外探測器確定通道、器官等的位置，以便使外科醫(yī)生能在對工作區(qū)域位置待避開的位置有清楚了解的情況下在該區(qū)域進行操作。發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種在外科手術(shù)期間用于插入通道、導(dǎo)管、器官等的紅外發(fā)射導(dǎo)管和一種紅外探測系統(tǒng)，以便進行精確的定位和警告外科醫(yī)生別接近危險區(qū)域。
本發(fā)明的另一目的是提供一種精確定位器官、通道、導(dǎo)管等的方法，使外科醫(yī)生不會侵入到那樣定位的身體部分。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于插入人體通道等的導(dǎo)管，該導(dǎo)管輻射紅外線照射在該通道或器官的延伸區(qū)域上或者具體化為一個點光源。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種紅外探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)快速地提供檢測信號或清楚顯示一個紅外源在人體的位置的指示。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種電子切換系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，以便根據(jù)紅外發(fā)射導(dǎo)管相對于固定到燒灼或發(fā)射激光裝置上的檢測系統(tǒng)附近的位置禁止燒灼或發(fā)射激光。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種紅外光源和一種同一個紅外探測器相連的紅外光導(dǎo)，該探測器的放置位置應(yīng)能使該探測器提供一個或幾個人體組成部分的定位指示。
本發(fā)明的另一目的是提供一種與利用紅外光定位體內(nèi)組成部分的系統(tǒng)相結(jié)合的用于照明鄰近這個身體組成部分的區(qū)域的光源，和一個同這個光源相連接以便在監(jiān)測器上根據(jù)需要顯示該器官的顯示系統(tǒng)。發(fā)明概述在描述本發(fā)明時采用下述的例子為了將輸尿管精確定位在必要的位置上，或者由于這些通道有被碰傷危險的緣故，特別是在進行子宮切除手術(shù)時，要進行輸尿管的定位。本發(fā)明的紅外發(fā)射導(dǎo)管和探測系統(tǒng)不受這個應(yīng)用的限制，這個應(yīng)用只是本發(fā)明的裝置和方法的一個示例。
紅外發(fā)射導(dǎo)管由一個易彎曲的、聚合物制的、最好是圓形的、并且封裝在一個基本上易彎曲的紅外透明的外覆蓋層內(nèi)的光導(dǎo)組成。該光導(dǎo)可以由帶或不帶外皮的玻璃或聚合物構(gòu)成。光導(dǎo)的外表面經(jīng)磨光或用其它方式使其變?yōu)樵谡麄€長度的延伸區(qū)域上透射紅外光，以便使紅外光主要圍繞在導(dǎo)管、通道(在本發(fā)明中為輸尿管)等周圍發(fā)射。
為了增加光導(dǎo)的輻射效率，可以在該紅外發(fā)射光導(dǎo)的遠端固定一個反射體以便反射開始時未被其散射到一側(cè)外面的任何光能。
關(guān)于磨光的發(fā)射光導(dǎo)，在另一個實施例中采用了多根不同長度的光纖，即由一些很細的光導(dǎo)構(gòu)成的光纖束，具體地說是將眾多的小直徑(25至50μ)的光纖集合絞合在一起，然后以約1至10mm的余差結(jié)束在發(fā)射導(dǎo)管的發(fā)射區(qū)上。另外，將在光纖束中的每個細光纖的端部切成一個角度，以便使紅外光從該發(fā)射導(dǎo)管中射出。
可以利用各種不同類型的紅外探測器，例如紅外光探測器、內(nèi)窺鏡、攝影機、聲器件，聲強和頻率隨著與紅外發(fā)射導(dǎo)管的靠近程度，從而與通道等的靠近程度的變化而變化的系統(tǒng)。紅外光源可以是脈沖式的或者是調(diào)制式的，以便可以通過監(jiān)視器或類似部件上的閃光的強度提供靠近程度的顯示。
不管采用哪種紅外探測器，本發(fā)明的一個重要優(yōu)點是通過采用紅外光，使中間的血組織、海綿體等不會遮蔽輻射光，從而使令人遺憾的差錯發(fā)生率如果不能消除也至少顯著地減少。
在一個可取實施例中，一個發(fā)射器控制電路控制供給發(fā)射導(dǎo)管的能量。在一個實施例中，一個安全檢測器放置在腸骨嵴的上面。該安全檢測器測定紅外發(fā)射管同它的控制電路之間的耦合的完整性和/或紅外發(fā)射光導(dǎo)的連續(xù)性，它實際上可以是在外科手術(shù)期間用的那個探測器，當系統(tǒng)接通時，它正好監(jiān)測紅外發(fā)射。如果采用聲頻系統(tǒng)，則調(diào)整提供給紅外發(fā)射導(dǎo)管的能量，以便提供一個外科醫(yī)生所要求的樂音幅度。如果該安全檢測器沒有檢測到紅外發(fā)射，便發(fā)出一報警樂音。
如上所述，為了在外科手術(shù)期間定位輸尿管，將紅外探測器放置在手術(shù)部位上，當外科醫(yī)生穿刺新區(qū)時要移動紅外探測器。樂音幅度和/或頻率提供一些定位一根或幾根尿管所必需的指示。在這個可取的實施例中，一個紅外發(fā)射導(dǎo)管最好是插入兩根輸尿管中。
與其把紅外探測器插到手術(shù)部位，還不如把一個耦合在探測器上的光導(dǎo)插入該位置中?？梢圆捎?00μ或1000μ的光導(dǎo)，并使其經(jīng)過一個光耦合器耦合到紅外探測器上。
該紅外探測光導(dǎo)可以同用于切割的器械實行物理上的連接。例如，如果采用一個腹腔鏡的電灼器械，則可以利用紅外探測器系統(tǒng)防止所述器械在燒灼已經(jīng)緊密靠近輸尿管時增能，而在該器械增能時使紅外探測器不起作用，因為被該燒灼過程產(chǎn)生的熱可能按其它方式使該器械無效。
把光導(dǎo)插入到待保護的器官內(nèi)，使光源朝向器官，可將該紅外光源和探測器的光導(dǎo)的位置顛倒過來，一個可見光源攝象機和監(jiān)測器可以同該系統(tǒng)結(jié)合使用，以便提供該器官的視頻顯示。
在此所用的“光導(dǎo)”一詞是指一個單根光管或一束光導(dǎo)纖維或兩者的組合。
通過結(jié)合附圖閱讀下述的一個可取實施例的描述，可以更清楚地了解本發(fā)明的上述的和其它的特點、目的和優(yōu)點以及本發(fā)明人為了完成其發(fā)明所仔細思考的最好手段。附圖概述

圖1是導(dǎo)管和帶有控制器的光導(dǎo)管的縱剖視圖；圖2示出了一個具有不同長度的多根光導(dǎo)纖維的導(dǎo)管；圖3示出了一個局部剖視的插入輸尿管中的導(dǎo)管；
圖4示出了帶有檢測裝置的插入在兩個輸尿管中的導(dǎo)管；圖5是用于將光能供給光導(dǎo)的控制電路結(jié)構(gòu)圖；圖6是一種形式的紅外探測器電路圖；圖7是本發(fā)明的系統(tǒng)的方框圖；圖8示出了帶有紅外光導(dǎo)的光反射器的應(yīng)用；圖9示出了光導(dǎo)在系統(tǒng)的檢測裝置中的應(yīng)用；圖10示出了至一個電灼器械的一個光導(dǎo)同用于控制探測器和器械間關(guān)系的電路的物理連接；圖11示出了圖9中的探測器電路的方框圖；圖12示出了一個導(dǎo)管和一個排尿通道的一個例子的橫剖視圖；圖13示出一種布置，在該布置中探針和光導(dǎo)的位置相對圖3是顛倒的；圖14示出了用在圖13的裝置中的光導(dǎo)；圖15是帶有示在圖13中的探針的電子系統(tǒng)方框圖；圖16是帶有本發(fā)明光導(dǎo)的電子系統(tǒng)的方框圖；圖17示出了同用于在監(jiān)測器屏上顯示輸尿管的電視系統(tǒng)結(jié)合的圖13中的系統(tǒng)。發(fā)明的詳細說明“光導(dǎo)”一詞是指如圖1和2所示的發(fā)光結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在具體參看圖1，本發(fā)明的一個發(fā)射導(dǎo)管2由一個位于該發(fā)射導(dǎo)管內(nèi)的紅外發(fā)射光導(dǎo)4和一個由一個可變電源8(D&B Power，InC.，Mode1 F240-100)驅(qū)動的紅外能光源6組成。能量經(jīng)過一個光耦合器3(Motorola MFOE-1102)進入光導(dǎo)，該光導(dǎo)由聚合材料或玻璃材料(最好是ESKA SH-4001或SK-40纖維)制造，可以帶外皮，也可以不帶外皮，該光導(dǎo)可使紅外光以很少的衰減通過。光導(dǎo)4的在區(qū)10上的表面被拋光，以便使紅外光可沿周圍所有方向發(fā)射，經(jīng)過導(dǎo)管壁12進入該環(huán)繞區(qū)，區(qū)10的長度根據(jù)該導(dǎo)管將用于何處而定。在所描述的應(yīng)用中，輸尿管的長度約30cm，該導(dǎo)管的全長一般為65cm、直徑為2.33mm，該光導(dǎo)約2m長。
參看圖8，為了提高光導(dǎo)4的發(fā)射效率，一個紅外反射器5使不是從區(qū)10散射的紅外光反射，使其反射回到區(qū)10，以便提供一個附加的紅外輻射，從而提高了系統(tǒng)的效率。
參看圖2，發(fā)射光導(dǎo)可以由很多不同長度的并且集中成束23的光纖21制成。每根光纖的端部25被切成一個角度，以便使光沿與導(dǎo)管長度成一定角度的方向從導(dǎo)管投射出來，借此以紅外光照射周圍的區(qū)域。所切的角度不必均勻，以便使紅外能量散布開和保證基本上完全覆蓋周圍區(qū)。待使用到一個探測器電路上的光纖的一端連接在Hewlett Packard制造的HFBR450/HFBR4511電纜連接器上。
參看圖3，導(dǎo)管2經(jīng)過尿道14和膀胱16插入到輸尿管18中，以便使紅外光經(jīng)過輸尿管壁射到周圍區(qū)上。紅外探測器20用來檢測來自紅外發(fā)射光導(dǎo)4的紅外能量的存在。傳輸?shù)焦饫w的能量不能超過20mv。
參看圖4，圖4示出了圖3的系統(tǒng)的一個改型，在圖4中，兩個導(dǎo)管2和2’各設(shè)置于一個輸尿管中，并且用同一紅外光源6經(jīng)過一個光分散束器22供給紅外光。除了采用兩根導(dǎo)管和一個光分散器外，基本系統(tǒng)是相同的?？墒?，在圖3中還示出了配有一個檢查鏡25的小型TV攝象機24，以便把被照明的輸尿管的象顯示在視頻監(jiān)測器26上。該圖象的強度是檢查鏡靠近紅外光源程度的函數(shù)。下面的討論將是顯而易見的，一個由于紅外光的調(diào)制產(chǎn)生的嘟嘟聲也可以被監(jiān)測器和紅外探測系統(tǒng)28播放出。
安全檢測器可以放置在靠近紅外發(fā)射導(dǎo)管位置附近的人體表面上，在輸尿管的情況下是放在腸骨嵴的上面。安全檢測器測定紅外發(fā)射導(dǎo)管同其控制電路之間的耦合的完整性和/或紅外發(fā)射光導(dǎo)的連續(xù)性。如果安全光導(dǎo)沒有檢測到紅外發(fā)射，則發(fā)出報警聲。如果安全檢測電路沒有檢測到紅外發(fā)射則發(fā)出報警聲，該安全檢測電路可以是與圖3中的檢測器電路相同的電路。
參看圖5，圖中示出了本發(fā)明采用的紅外發(fā)射器的方框圖。該發(fā)射器可以從電子器件供應(yīng)商店購置并且利用一個555集成定時器。一個6V電池30供給由參考數(shù)字32代表的時鐘電路555的電源，該定時器驅(qū)動一個同一個光導(dǎo)耦合的紅外源或輻射器34。
定時器32以大約800Hz的頻率調(diào)制發(fā)射信號，這個頻率可以通過一個連接在元件32的腳2和7之間并同一個618KΩ電阻串聯(lián)的電位器或可變電阻器36(2KΩ)來改變。調(diào)制信號的應(yīng)用可以降低系統(tǒng)對環(huán)境或外部的紅外能量的響應(yīng)，并提供一個專用于安全檢測器的信號。
在圖6中示出紅外探測器38和電路40。該紅外探測器也可以從電子器件供應(yīng)商店購買，其名稱為Motorola MFOD73紅外接收器。探測器38驅(qū)動一個單晶體管(2N3904)放大器41，該放大器將一個信號提供給567(IC)樂音譯碼器42的第3腳，每當檢測器38檢測到在其通帶寬范圍內(nèi)的頻率(在本例中為800Hz)，該譯碼器驅(qū)動其輸出端高電平，使一個LED發(fā)光或使蜂鳴器44發(fā)聲。通過適當?shù)姆糯?，便可以?67IC42從其腳8輸出驅(qū)動一個發(fā)聲器。
圖7示出了圖5和圖6的系統(tǒng)的方框圖。發(fā)射器控制電路8驅(qū)動把紅外光供給發(fā)射光導(dǎo)4或若干光導(dǎo)的紅外光源34。這個或這些光導(dǎo)向用參考數(shù)字46代表的人體內(nèi)部發(fā)射紅外光，然后被探測器38探測。探測器38可以位于體內(nèi)，如果采用檢查鏡25——攝象機24的結(jié)構(gòu)，則攝象機24可以放置在體外。該紅外探測器也可以放置在一個器械、內(nèi)窺鏡等的上面。
在圖4中一個檢查鏡25插入到手術(shù)區(qū)，以便將紅外光傳送到攝象機24，從而在監(jiān)測器上顯示信息。同樣，也可以采用紅外光導(dǎo)將紅外能量從手術(shù)區(qū)內(nèi)部射向身體外部的紅外探測器，參看圖9，可以借助一個用于把紅外能量耦合到一個紅外光檢測器54上的光耦合器52將一個紅外光導(dǎo)50安裝在其遠離輸尿管的那一端上。
光導(dǎo)50通常可以傳輸在紅外波段內(nèi)的光，光導(dǎo)50的直徑為1000μm并打算插入到人體內(nèi)將紅外能量傳向體外的檢測器54。
在一個帶有腹腔鏡檢電灼器的例子中可以采用圖9的光導(dǎo)，參看圖10，一個電灼器56經(jīng)過一個探測器控制電路63由一個源58供給能量，控制電路63經(jīng)過光導(dǎo)59接收來自探測器68的一個信號而控制電灼器的激勵。
參看圖11，圖中示出了控制電路63的細節(jié)，一個紅外探測器68經(jīng)過一個紅外光探測電路70同一個電壓比較器66和一個揚聲器晶體管開關(guān)64相連。電壓比較器66將來自電路70的電壓同一個參考電壓比較后在引線60上產(chǎn)生一個指示電路64的電壓電平與基準電壓電平的比較值的信號。引線60同晶體管開關(guān)61和一個與門72相連，以便向它們提供一個輸入信號。與門72的輸出經(jīng)過反相器75供給揚聲器開關(guān)64。揚聲器開關(guān)64的輸出信號供給揚聲器-揚聲器電路74。
在手術(shù)期間，當紅外光檢測器電路70的輸出電壓等于或超過在比較器66上的可變參考電壓時，供給電灼晶體管開關(guān)61的電流變?yōu)?，于是使電灼電源58和電灼器56之間開路，從而使電灼器56斷電，另外，只要紅外檢測器電路的電壓低于比較器上的可變參考電壓，在電灼電源和電灼器之間的電路始終是接通的。
參看與門72，當供給該與門的兩個輸入電壓電平是高電平時，指示使用電灼器56，從紅外光電檢測器電路供給比較器的那個電壓低于閥值電壓，與門的輸出變?yōu)楦唠娖?，而反相?5的輸出為低電平，驅(qū)動揚聲器晶體管開關(guān)64斷開，因此揚聲器的電瞬時斷開，一旦燒灼完成，供給揚聲器和揚聲器電路的電源便復(fù)位，可以利用檢測器來檢測導(dǎo)管的初始校正操作。
應(yīng)該指出的是，燒灼過程可能在燒灼器危險地靠近輸尿管之前就產(chǎn)生足夠多的熱來關(guān)掉燒灼器。這個問題可以通過簡單地斷開燒灼器來解決，在這種情況下，揚聲器電路是工作的，在燒灼器太靠近輸尿管到不安全的程度時將發(fā)出聲音。
參看圖12，圖12示出一個具有排尿通道的導(dǎo)管76，該導(dǎo)管包括一個發(fā)射光導(dǎo)78和一個排尿通道80，在排尿通道80中的尿?qū)⑹雇ㄟ^該通道的紅外光能減少，可是一旦導(dǎo)管已經(jīng)進入輸尿管中，尿流就處在偶然液滴的狀態(tài)下，從而使紅外光能的衰減降低，即使尿在分散的情況下也是如此。
參看圖13，圖中示出一種紅外光發(fā)射體和紅外檢測器的位置已經(jīng)顛到的布置。
光發(fā)射探針86接收來自下述的光源88的脈沖紅外能量。操縱探針86的端部90直到光檢測器92發(fā)出一個指示輸尿管94位置的可聽見的樂音為止。更具體地說一光纖的光導(dǎo)96位于定位在輸尿管94中的一個導(dǎo)管98中。該光導(dǎo)配備有檢測段100，檢測段100位于光導(dǎo)96的完全環(huán)繞光導(dǎo)周圍的縱向延伸區(qū)(20cm)上。
該光導(dǎo)將紅外能量引向一個檢測器99，如上所述，該檢測器99在它接收一定數(shù)值的能量時便發(fā)出一個可聽見的樂音，該樂音指出探針端90相對于器官(在此為輸尿管)的位置。
現(xiàn)在參看圖14，該光導(dǎo)包括一個具有一個遠端104的光纖束102(見圖2)，遠端104具有一個粗糙的(磨蝕或刻痕過的)表面(約20cm長)，使紅外光可以透射入該光纖束中，并沿光纖經(jīng)過一個光連接器106射到一個透明的塑料桿108，最后到達檢測電路中的光入口接收器110(MotorolaMLED73)，該檢測電路可以包括在圖16的電路中。在本發(fā)明的可取的實施例中，光導(dǎo)102是Mitsuibishi光纖ESKA SK40，而連接器是106AMP’S Optimatic Optica1 Connector 228087-1 。
圖15中示出了光源88的方框圖。參看圖15，一個被交流驅(qū)動的穩(wěn)壓器112通過通/斷開關(guān)114向一個脈沖發(fā)生器116提供一個+12V的穩(wěn)定電壓。脈沖發(fā)生器產(chǎn)生三角波或鋸齒波并驅(qū)動一對光出口118和120。光120是作為把約5mv的紅外光能提供給探針86而例舉出的。光出口120把發(fā)出器116的脈沖電能轉(zhuǎn)換成加到探針上的脈沖紅外光能。探針86是與光導(dǎo)96相同的光導(dǎo)，但是探針86沒有粗糙區(qū)，因此只從探針86的端部發(fā)射光。這樣就提供了完全的電隔離。一個條形電源顯示器122被一個常規(guī)設(shè)計的顯示驅(qū)動器124驅(qū)動。該顯示器是一個發(fā)光的窄條；該顯示器具有9段以便指示發(fā)射能量的電平。
現(xiàn)在參看圖16，來自探測器光導(dǎo)96的光輸入一個把光能轉(zhuǎn)換為電能的光入口接收器110。再次提供一個完全的電隔離。接收器126的輸出經(jīng)過前置放大器130，濾波器132和直流后置放大器134傳至電壓控制的振蕩器128。前置放大器131將隔離的低噪聲調(diào)節(jié)電壓提供給前置放大器130。振蕩器128的輸出頻率是一個三角波，并且是放大器134的直流電壓輸出電平的函數(shù)，從而提供照射到光導(dǎo)96上的光的振幅的指示。
振蕩器128的輸出電壓順序通過正弦波變換器138，音量濾波網(wǎng)絡(luò)140和音頻放大器饋給揚聲器136。而揚聲器輸出的聲音是探針86靠近輸尿管程度的函數(shù)。下面具體地解釋上述的每個元件的確切功能前置放大器130在接收的脈沖光和從那些光源接收的背景光之間進行鑒別，并使背景光衰減而使脈沖光信號放大。濾波器132包括一個峰值平均檢測器，該檢測器將前置放大過的信號分解成峰值分量和平均分量，而作為一個高通濾波器的直流后置放大器134加重在峰值(高頻)和平均值(低頻)信號分量之間的差。壓控振蕩器128將峰值和平均值分量之間的差變換成鋸齒波電壓，該鋸齒波電壓被正弦波變換器138變成正弦波。音量濾波網(wǎng)絡(luò)可以控制音量還可以降低低音。
還需要指出的是，這個差信號由壓控振蕩器提供給一檢測器顯示裝置，該顯示裝置驅(qū)動一個條形指示器(例如在圖13中所示出的)現(xiàn)在參看圖17，圖中示出與一個照明裝置相結(jié)合的圖13的系統(tǒng)，該照明裝置由一個把光能提供給一個光導(dǎo)體152的腹腔鏡光源150構(gòu)成。該光導(dǎo)體利用來自光源150的沒有紅外分量的光照明一個外科手術(shù)場。來自手術(shù)區(qū)的光也透射過光導(dǎo)體152到一個腹腔攝象機154，該攝象機具有一個從一個三濾光片攝象機中的一片或幾片取下的紅外阻擋濾光片。攝象機154經(jīng)導(dǎo)線156把一個信號傳送給監(jiān)測器158，該監(jiān)測器在本實施例的情況下顯示輸尿管。
顯然，其它的一些紅外源被環(huán)繞在人體內(nèi)，但是利用一個供給光導(dǎo)的脈沖紅外光源排除了來自這些源的信號。
將探針86和光導(dǎo)152穿入體內(nèi)是通過通用的套管進行的。探針86是用傳統(tǒng)的技術(shù)固定到為進行外科手術(shù)而插入到人體內(nèi)的器械上的。
在有些情況下，例如在腫瘤腦外科中，需要一個點光源。在這時，探針只從其端部發(fā)射紅外光，并充當腫瘤位置指示器的角色。
一旦給出上述的說明書，很多其它的優(yōu)點，改型和改進對于本專業(yè)的普通技術(shù)人員將是顯而易見的。因此其它的改型，優(yōu)點和改進將被認為是本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種在外科手術(shù)或其它對人體的組成部分有傷害的侵入人體的手術(shù)期間定位或減少危險的方法，在手術(shù)時有一個導(dǎo)管插入在所述的人體組成部分中，該方法包括下述步驟將一個導(dǎo)管插入到該人體組成部分內(nèi)；將一個具有一個發(fā)射紅外光部分的細長紅外光導(dǎo)插入該導(dǎo)管內(nèi)；將紅外光能引入該光導(dǎo)；借助測定從外科手術(shù)位置上的人體組成部分上發(fā)射的紅外輻射強度指示一個進行的外科手術(shù)操作靠近該人體組成部分的程度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括將一個紅外探測器插入到該人體組成部分附近的外科手術(shù)開口中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括向一個位于正在經(jīng)歷外科手術(shù)的人體外部的紅外探測器供能；和將來自人體內(nèi)部和從該人體組成部分發(fā)射的紅外能傳向位于體外的紅外探測器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括以一個可檢測的頻率調(diào)制該紅外光并產(chǎn)生一個指示該調(diào)制頻率的信號。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括使不是從該光導(dǎo)發(fā)射的紅外光能從該光導(dǎo)的遠端反射回來。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括向一個位于正在經(jīng)歷外科手術(shù)的人體外部的紅外探測器供能，和利用一個可插入人體內(nèi)的光導(dǎo)將紅外能量傳到該探測器上。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于還包括將該光導(dǎo)物理地連接到可激勵的外科手術(shù)器械上，和利用一個紅外響應(yīng)電路，以便在所檢測的紅外能量電平超過預(yù)定電平時中斷外科手術(shù)器械的工作。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包括在允許激勵該外科手術(shù)器械期間使該紅外響應(yīng)電路不起作用。
9.一種檢測手術(shù)操作與正在進行外科手術(shù)的組織體相鄰的至少一個身體組成部分靠近程度的裝置，包括一個用于插入到一個人體組成部分中的導(dǎo)管；一個可插入該導(dǎo)管中并可沿其一段長度發(fā)光的光導(dǎo)；一個位于能使光能射入所述光導(dǎo)內(nèi)的位置上的光源；所述光導(dǎo)的位于人體組成部分中的一段，該段光導(dǎo)能發(fā)出橫切其長度的光能；一個位于能檢測到由該光導(dǎo)發(fā)射的紅外能量的位置上的紅外探測裝置；一個光探測器，和一個信號產(chǎn)生裝置，它具有根據(jù)該探測器探測到的光能強度產(chǎn)生一個指示外科手術(shù)操作靠近該人體組成部分的程度的信號。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述光能是紅外光能，所述探測器是紅外探測器；所述紅外探測器的形狀使其能插入到在外科手術(shù)視覺范圍內(nèi)的人體中。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于所述紅外能源有一個用于產(chǎn)生一預(yù)定頻率的調(diào)制信號的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述信號產(chǎn)生裝置包括一個用于響應(yīng)該預(yù)定頻率調(diào)制的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于還包括一個用于提供一個人的感官可以感覺到的信號的響應(yīng)所述信號產(chǎn)生裝置的器件，所述信號是由所述信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的信號的強度的函數(shù)。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于所述的紅外能源包括一個用于產(chǎn)生約800Hz信號的組件。
15.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述光源是紅外光源，所述探測器是紅外探測器；所述紅外探測器位于體外，以及用于將在該人體組成部分附近的各個位置上探測到的紅外能量射向紅外強度探測器的裝置，所述強度是所述裝置同所述身體組成部分靠近程度的函數(shù)。
16.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于還包括一個位于所述光導(dǎo)的遠離所述光源的那個端部上的紅外反射體，借此反射沒射回到發(fā)射區(qū)的紅外光。
17.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述紅外探測器位于體外，并且還包括另一個可插入到一手術(shù)視覺范圍內(nèi)以便將紅外光從身體內(nèi)一個區(qū)傳輸?shù)剿黾t外探測器的光導(dǎo)。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于所述另一光導(dǎo)可以在物理上同一個可激勵的器械進行連接，并且還包括一個控制電路，該控制電路在作用到所述紅外探測器上的紅外能量超過一預(yù)定電平時禁止激勵所述外科手術(shù)器械，并且在所述外科手術(shù)器械被激勵時，禁止激勵所述紅外探測器。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于所述另一光導(dǎo)可以在物理上同一個用于插入到人體的外科手術(shù)器械相連接；該另一光導(dǎo)的可緊密靠近該外科手術(shù)器械的那端遠離外科醫(yī)生的手。
20.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述光導(dǎo)包括一些具有不同長度的細光纖；這些光纖的端面被切成角度，借此使紅外光射出該導(dǎo)管。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于這些光纖以1mm至10mm的間隔結(jié)束在導(dǎo)管的發(fā)射區(qū)中。
22.一種在外科手術(shù)或其它有意侵入人體內(nèi)期間檢測一個器械同一個不同于待作手術(shù)的那個身體組成部分的身體組成部分的靠近程度的方法，包括將一紅外光源插入到該人體內(nèi)；將一紅外光導(dǎo)插入到該人體內(nèi)；將該光源和該光導(dǎo)之一插入到所述不同于待進行手術(shù)的那個身體組成部分的人體組成部分中；確定光源和光導(dǎo)中的另一個的位置與該外科手術(shù)器械相對后一身體組成部分的位置之間的函數(shù)關(guān)系，以及指示所述光導(dǎo)和光源中的另一個同所述的后一個人體組成部分的靠近程度。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于將光源同一個待插入進行手術(shù)的人體內(nèi)的外科手術(shù)器械進行物理連接。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于為了提供一個可以同背景紅外能量區(qū)分開的信號而使光源為脈沖光源。
25.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于照射位于器官外的進入身體內(nèi)的入口區(qū)，所述器官指的是該光源和光導(dǎo)之一已經(jīng)插入的那個器官；用紅外敏感的電視攝象機和監(jiān)測器監(jiān)測這個區(qū)。
26.一種用于探測一個器械同至少一個鄰近待作手術(shù)的人體組織的一個人體組成部分靠近程度的裝置，包括一個紅外能源；一個紅外探測器；一個用于將入射到上面的紅外光能引導(dǎo)到該紅外探測器上的光導(dǎo)；插入到靠近該人體組織的那個組成部分內(nèi)的該光源或光導(dǎo)中的一個；未插入人體組織內(nèi)的那個光源或光導(dǎo)相對于插入體內(nèi)的那個光源或光導(dǎo)的定位應(yīng)能使來自該光源的紅外能量入射到該光導(dǎo)上，以及用于產(chǎn)生指示該器械與該人體組織靠近程度的信號。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于還包括用于使該光變?yōu)槊}沖光的裝置。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于該使光變?yōu)槊}沖光的裝置用于產(chǎn)生一個信號包括一個用于產(chǎn)生一個由所述脈沖光的峰值和背景紅外光之間差值確定的信號的電路，以及用于產(chǎn)生一個具有由該信號幅度確定的頻率的電壓的裝置。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于還包括把該最后提到的電壓變換成正弦波的裝置，和一個用于接收該正弦波信號的聲音發(fā)生器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在外科手術(shù)期間在將導(dǎo)管(2)插入到人體的導(dǎo)管或器官(18)時防止切入人體的導(dǎo)管或器官的方法和裝置，該導(dǎo)管(2)有一個內(nèi)裝的紅外輻射器(4)并配有一個紅外探測系統(tǒng)(20)，紅外探測系統(tǒng)(20)產(chǎn)生一個可檢測的指示紅外探針靠近該導(dǎo)管或器官的信號。
文檔編號A61B6/00GK1117707SQ94191160
公開日1996年2月28日 申請日期1994年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月2日
發(fā)明者馬克·G·方特諾特 申請人:馬克·G·方特諾特