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用于动态系统状态检测的抽吸式血栓切除系统和方法

文献发布时间:2024-05-31 01:29:11


用于动态系统状态检测的抽吸式血栓切除系统和方法

优先权

本申请根据35U.S.C.第119(e)条要求2022年11月18日提交的美国临时专利申请第63/426688号的权益,该申请通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及医疗装置和方法的领域。更具体地,本文描述的具体实施方式涉及用于控制通过抽吸式血栓切除术从患者的脉管系统去除凝块的装置和方法。

背景技术

中风是残疾和死亡的重要原因,并且是全球医疗保健中日益严重的问题。仅在美国,每年就有超过70万人中风,其中超过15万人死亡。在中风幸存者中,大约90%的人会遭受从轻微到严重的长期运动、感觉、记忆或推理损伤。美国医疗保健系统每年的总成本估计超过500亿美元。

中风可由血栓栓塞引起的脑动脉阻塞(称为“缺血性中风”)或由脑动脉破裂(称为“出血性中风”)引起。出血性中风会导致颅骨内出血,限制脑细胞的血液供应,并对脆弱的脑组织造成有害的压力。失血、肿胀、脑组织突出以及导致颅骨内形成凝块的血液淤积都会迅速破坏脑组织。出血性中风是一种危及生命的医疗紧急情况,治疗选择有限。

除了脑中风之外,在动脉和静脉循环中的整个脉管系统的血栓栓塞是许多常见的危及生命的病症的特征。由血栓闭塞引起的潜在致命疾病的示例包括肺栓塞、深静脉血栓形成和急性肢体缺血。急性肺栓塞是美国的一个重要死因,每年约有30万名患者死亡。肺栓塞可能是深静脉血栓形成的并发症,60岁及以上患者的年发病率为1%。所有上述疾病都是治疗可以包括抽吸或排出凝块和/或血液的病症的示例。

特别令人感兴趣的是,Penumbra

尽管非常有效,但是由于患者失血过多的风险,尤其是在使用大抽吸导管时,有时必须终止使用Indigo系统机械血栓切除装置或其他类似的真空辅助血栓切除系统的凝块抽吸。在抽吸式血栓切除术期间,当导管端头脱离与血栓或其他闭塞物质的接触时,端头会暴露于健康血液并随后发生充分流动。在这种情况下,失血率过高,在某些情况下,可能会导致手术提前终止。在具体实施方式中,在手术过程中,当导管进入健康血液并随后发生充分流动时,对于8弗伦奇尺寸的导管,失血率在每秒20-25cc的范围内。最大可容忍失血量为300-1000mL,导管在不受限制模式下运行的时间不得超过约20至50秒。当医生手动操作系统时,在去除足够的凝块之前,总失血量可能达到不可接受的水平。此外,可靠地识别导管端头是否与凝块接触或是否意外地吸入健康、无凝块的血液是一个重要的问题,并且这种手动控制并不是最佳的。

在使用半影系统的其他手术期间,例如用于治疗缺血性中风的神经血管手术中,过度去除血液的风险可能较小,并且手术的主要焦点可以是最大化去除闭塞物质。优化技术和抽吸控制对于成功去除闭塞物质至关重要。

因此,需要提供改进的方法和设备,以用于使用抽吸导管与泵送控制台相结合来控制血栓和凝块的抽吸。提供在这种抽吸过程期间限制失血的系统和方法将是特别有用的,例如通过在抽吸导管不与凝块或血栓接触时自动停止抽吸。另外,期望提供优化系统性能的系统和方法,以及用于去除闭塞物质的程序。这些目标中的至少一些目标将通过下文描述的具体实施方式来实现。

在提交本临时专利申请时,PenumbraS

发明内容

本文描述的具体实施方式提供了通过实现更长的手术、通过增强闭塞物质的摄入或两者来改进导管抽吸的系统和方法。在具体实施方式中,监测在真空抽吸下流经抽吸导管的流体量以确定流动是否不受限制、受限制或堵塞。根据所确定的流动状态,具体实施方式可以采用不同的技术和方法来改进导管抽吸。在具体实施方式中,检测到不受限制的流动,并且出于节省血液的目的而自动且暂时地限制抽吸。这可以有利地延长可用于执行手术的时间,从而允许更完全地去除闭塞物质。在另一个实施方式中,检测到受限制的流动,并自动应用全真空抽吸。在又一具体实施方式中,检测堵塞的导管,并且自动施加脉冲抽吸。这可以有益地增强大的、坚硬的或其他麻烦的闭塞物的摄取。替代性地,具体实施方式的用户可以根据需要应用脉冲抽吸、完全抽吸或受限制的抽吸。

在一个具体实施方式中,所描述的系统和方法通过动态提取循环解决了过度失血的问题。监测由抽吸导管提取的物质的性质和流动性,以便系统可以在凝块中时允许连续抽吸,或者对提取速率进行采样以确定导管的端头是否与凝块接触,以便降低失血过多的风险。虽然在下面的示例性实施方式中公开了血液流速的确定和监测,但是也可以使用抽吸流出物的流动性和/或结构组成的其他测量,例如监测收集室的体积、监测收集室的填充速率、视觉上监测抽吸管道(凝块比新鲜血液颜色更深),或在抽吸管道上放置应变计。

具体实施方式的系统和方法可以在亚秒时间范围内响应流速、压力、压差或抽吸导管内部或邻近抽吸导管的物质成分的其他指标的变化,以限制不必要的在血栓切除术过程中抽吸血液。具体实施方式可用于任何血栓切除术、栓子切除术、粥样斑块切除术或其他导管或探针系统,其中通过向任何再灌流、抽吸导管或探针的近端施加真空来完全或部分地提取血液和凝块,以用于凝块提取的目的。

具体实施方式提供了一种与真空源和抽吸导管一起使用的真空抽吸控制系统。该系统包括柔性连接管道、开关阀、感测单元和控制器。连接管道在不受约束的构造中是线性的并且被构造成将真空源连接到抽吸导管中的抽吸管腔。开关阀被配置成操作性地连接到连接管道,并且感测单元被配置成确定连接管道内的流速并产生表示这种流量的信号,通常为不受限制的流动、受限制的流动或堵塞。控制器被连接以接收表示通过连接管道的流动的信号,并响应于该信号而打开和关闭一个或更多个开关阀。在一个具体实施方式中,当信号指示不受限制的流动时,例如,主要健康的血液或没有阻塞血管的凝块的血液流过连接管道,和/或导管基本上不与凝块或其他闭塞物质接触,控制器被配置成自动关闭开关阀以停止通过连接管道的流动。在另一具体实施方式中,控制器被配置成当信号指示堵塞时启动脉冲抽吸,堵塞可能是由导管或连接管道中或附近的一些闭塞物质引起的。

控制器通常还被配置成以预定间隔自动打开开关阀以通过连接管道对流出物材料进行采样,并且阀通常仅在信号指示返回到凝块时才保持打开。控制器算法能够解读健康血液和凝块之间的差异,与抽吸源和所附导管的内径无关。

感测单元可以包括多种传感器中的任何一个或更多个传感器,包括:差压传感器、声学(包括超声波)流量传感器、光流传感器、热流传感器、磁流传感器传感器、检测连接管道的周向膨胀的传感器等。虽然下面更详细地描述压差,但是应当理解,能够检测通过连接管道的流量或提取速率何时过量和/或堵塞的任何感测单元将适合在具体实施方式中使用。

在示例性实施方式中,感测单元包括沿着连接管道位于间隔开的位置处的成对的压力传感器,以测量压差。控制器可基于压差计算流量,并据此确定所计算的流量是否指示不受限制的流动、受限制的流动或堵塞。

在另一个实施方式中,感测单元使用测量光的透射、吸收或两者的光学传感器来表征流经连接管道的内容物。在具体实施方式中,使用可见光来确定流是否包含凝块或主要无凝块。通常,带有凝块的流颜色较深,可以通过光学传感器检测到。替代性地,光学传感器可以使用红外线、紫外线、可见光或一些这样的组合来分析连接管道内的内容物。

在其他具体实施方式中,感测单元使用周向膨胀传感器来确定流经连接管道的内容物。连接管道的内部压力和流经其中的内容物影响连接管道的周长。在强真空下,例如在堵塞期间,管道可能会最大限度地收缩。在主要无凝块的血液高速流动期间,管道可能仅轻微收缩。在流动受限制期间,凝块和血液可能会导致连接管道的周长发生相对变化。

开关阀还可以采用多种具体形式。通常,无论形式如何,开关阀都将包括致动器,例如螺线管致动器,致动器被供电以打开阀。阀本身可采用多种形式,包括夹管阀、角阀或提供致动的多种其他阀中的任何一种。替代性地,可以提供手动开关阀,手动开关阀允许用户启动和/或终止具体实施方式的功能和特征。

在另外的示例性实施方式中,控制器可以被配置成打开阀并保持阀打开直到检测到指示不受限制的流动的流动模式,此时控制器关闭阀。控制器还可以被配置成自动地重新打开开关阀。在具体实施方式中,在可被称为“采样模式”的情况下,控制器还可配置成定期采样或测试流动以重新表征流动并确定重新开始抽吸是否安全。例如,在具体实施方式中,控制器可以通过打开开关阀一段固定时间间隔——在一个实施方式中为150毫秒——来循环性地测试流动,以建立“测试”流动。测试流动被表征,如果有这样的指示,开关阀可以重新打开到“治疗”模式以允许继续抽吸治疗。如果系统将流动表征为不受限制,例如过多,则在进行额外的压差采样之前,系统将停留在闭合配置一段固定的时间间隔,在一个实施方式中,一段固定的时间间隔在四分之一秒与两秒之间。

然而,在其他实施方式中,控制器可以不被配置成当达到安全条件时自动重新建立流动。例如,在具体实施方式中,控制器可以被配置成允许用户重新定位抽吸导管,并且在重新定位之后手动打开开关阀(通常通过对导致控制器打开开关阀的开关进行致动)来恢复抽吸治疗。然而,在这种情况下,控制器可以立即返回到“采样模式”,并且如果重新建立的流动被表征为不受限制的流动,则控制器将再次关闭开关阀,并且用户可以再次将抽吸导管重新定位在采样模式中,以接合凝块并手动恢复抽吸。此类系统通常会提供手动开关,手动开关允许用户手动打开开关阀。

控制器可以被配置成控制两个或更多个阀。在具体实施方式中,控制器对抽吸导管与真空源之间的第一开关阀以及抽吸导管与具有至少高于真空源的压力的压力源之间的第二开关阀进行控制。控制器可以交替打开第一开关阀和第二开关阀,以在抽吸导管或邻近这种导管的管道内产生压力变化。当第一个开关阀打开时,控制器可以对流动进行采样以确定附接的导管是否仍位于凝块中或以其他方式闭塞。如果没有检测到堵塞或闭塞,控制器可以保持第一开关阀打开并且第二开关阀关闭。

在具体实施方式中,真空抽吸系统包括基部单元,该基部单元结合有至少一个开关阀和控制器。基部单元通常被配置成直接安装在真空泵或控制台上或附近,并且通常包括连接电缆,以便从真空控制台或线路接收电力并且可选地与控制器和真空控制台交换信息。连接管通常具有构造成连接真空源的近端和构造成连接到抽吸导管的远端。在这种情况下,真空抽吸系统通常还包括外部单元,该外部单元被配置成在连接管道的远端和近端之间的位置处固定至连接管道。示例性外部单元包括感测单元的至少一部分。例如,在具体实施方式中,感测单元可以包括基部单元中的第一压力传感器和外部单元中的第二压力传感器。在这些情况下,控制器通常被配置成基于来自第一压力传感器和第二压力传感器的信号来确定是否存在压差。

在第二方面,具体实施方式提供了一种真空抽吸方法。真空抽吸方法包括将抽吸导管的远端接合在血管中的闭塞物上。使用通过连接管道联接至抽吸管腔的近端的真空源通过抽吸导管的抽吸管腔施加真空。以这种方式,凝块和其他闭塞物质的部分可以通过连接管道被吸入抽吸管腔中,并且被真空源吸入到收集容器中。感测通过连接管道的流动,并且当感测到的流动超过确定值而真空源保持开启时,阀自动关闭以停止通过连接管道的流动。随后将通过打开阀来重新建立通过连接管道的流动,并且重复这些步骤直到吸出所需量的凝块。

在第三方面,具体实施方式提供了一种用于产生压差的组件,压差可以导致压力脉冲以执行提取循环。该组件可以包括流体注射设备、机械位移设备、重力引起的压力头、或其组合。流体注射装置可以为当前或之前处于真空抽吸下的导管提供相对正压源。例如,流体可以处于高于真空抽吸系统的压力、在全真空压力与环境压力之间的压力、处于环境压力、在环境压力与收缩压力之间的压力、处于收缩压,或高于收缩压的压力。流体注射设备可以利用孔口、阀、泵、压力室或一些这样的组合。机械位移设备可以物理地对导管系统的体积进行位移,以根据位移的方向提供压力的相对增大和减小。在具体实施方式中,机械位移组件在导管的压力增加到高于真空源的压力之后协助真空恢复。

在具体实施方式中,控制器可以包括用于解释压力传感器信号以确定流经导管的内容物是否应被表征为不受限制、受限制或堵塞的算法。一般而言,不受限制的流动是高流动,高流动特征可能是过量,并且可能主要或完全由健康血液、无凝块的血液或无利于抽吸的血管阻塞凝块的血液组成,受限制的流动可以包括健康血液和凝块或其他闭塞物质的混合物,并且堵塞可能是由抽吸导管内、部分抽吸导管内、邻近抽吸导管或附接到抽吸导管的其他连接管道中的凝块或其他闭塞物质引起的。在一些实例中,健康血液可以是具有足够低比例的交联纤维蛋白的血液,使得其没有充分整合以引起局部缺血或其他类似的血管闭塞。当算法检测到不受限制的流动时,可能会导致系统启动采样模式。当算法检测到流动受限制时,可能会导致系统启用全真空抽吸。当算法检测到堵塞时,可能会导致系统在提取循环中生成各种压力脉冲。该算法可以响应并适应不断变化的环境例,例如在手术过程中更换不同尺寸的导管。如果导管状态保持静态、变化太快、变化太慢或如预期改善,则算法可以调整采样模式和压力脉冲幅度。

在该方法的具体方面,具体实施方式可以从包括静脉或动脉的血管去除凝块和其他闭塞物质。流动的感测可以包括差压测量、声学流量测量、光流测量、热流量测量、连接管道的周向膨胀测量等中的一项或更多项。

在该方法的优选方面,感测流量包括使用位于真空源附近的第一传感器和位于真空源与抽吸导管之间的连接管道上或附近的第二传感器来测量压差。

在该方法的又一实施方式中,恢复通过连接管道的流动包括将阀打开达亚秒间隔,检测何时感测到的流动被表征为可接受的,并且自动恢复流动。自动恢复流动通常包括自动检测感测到的流动何时可以被表征为可接受的,并且只要流动被如此表征,阀就保持打开。替代性地,恢复流动可以包括手动打开开关阀。

在该方法的另外的实施方式中,通过关闭真空泵的阀、打开压力源的阀来产生压差,其中压力至少高于真空压力,然后重新打开到真空泵的阀。替代地或组合地,压差由机械位移产生,其中室的容积减小以增加导管内的压力,并且室的容积增加以减小导管内的压力,由此机械位移室的致动产生压差。压差可以被定制为具有特定的或动态的幅度和频率,特定的或动态的幅度和频率有利于凝块或其他闭塞物质的去除。

在具体实施方式中,关于动态系统状态检测,控制器可以通过操作真空阀,例如通过选择性地打开和关闭真空阀,在连接管道中产生压力水平变化。在第二步骤中,控制器可以使用远侧压力传感器检测压力水平,其中检测到的压力水平的变化与生成的压力水平变化相关。在第三步骤中,控制器可以基于检测到的压力水平变化来确定抽吸导管或连接管道中的一个或更多个系统状态。在第四步骤中,控制器可以操作真空阀以基于一个或更多个确定的系统状态采取行动。

在具体实施方式中,系统状态可以包括抽吸导管和/或连接管道内的流动状态。在具体实施方式中,流动状态可以包括开放流动状态、闭塞流动状态和/或部分闭塞流动状态。在具体方面,系统状态可以包括抽吸导管和/或连接管道中特定流体的存在。

在具体实施方式中,控制器可以被配置成基于动态系统状态检测来检测系统中盐水液体的存在,例如用于灌注、冲洗或重新灌注系统,或者检测脉冲期间盐水的损失。在具体实施方式中,控制器可以被配置成基于动态系统状态检测来检测系统中气体(例如气泡)的存在。在具体实施方式中,控制器可以被配置成基于动态系统状态检测来检测附接至系统的导管的不存在。在具体实施方式中,控制器可以被配置成基于动态系统状态检测来检测凝块与导管端头的接合。

在具体实施方式中,动态系统状态检测可以单独地或附加地使用除真空阀之外的压力源和/或阀。在具体实施方式中,系统可以使用真空阀、压力阀(例如盐水排气阀)和/或多个其他压力阀。

该动态系统状态检测方法的具体实施方式可以单独地或附加地使用除远侧压力传感器之外的传感器。在具体实施方式中,系统可以使用与连接管道和/或抽吸导管相关联的一个或更多个压力传感器,以及其他压力传感器,例如真空压力传感器和盐水压力传感器。在具体实施方式中使用的传感器可以不限于压力传感器。在一些实施方式中,可以使用多种传感器,例如,以用于检测压力、声波能量、超声波能量和/或流速。

在具体实施方式中,可以确定一个或更多个系统分数来确定系统状态,其中每个系统分数独立地或与其他系统分数组合地可以指示抽吸导管或连接管道中的特定系统状态的可能性。在这方面,系统分数可以充当用于量化特定系统状态的相应可能性的度量。

在具体实施方式中,系统分数可以直接或间接从传感器数据(例如压力分布)导出。在具体实施方式中,系统分数确定可以基于从检测到的压力分布自动识别特定特征、基于从那些特定特征导出的值和趋势提取压力参数、以及基于那些特征的压力参数计算一个或更多个系统分数。在具体实施方式中,基于压力参数确定系统分数还可以包括参数的适当加权和/或校正因子的使用。在具体实施方式中,压力参数可以包括起始压力水平、起始压力水平的差、结束压力水平、结束压力水平的差、峰值压力水平和压力水平的变化中的一项或更多项。

在具体实施方式中,系统分数可以基于机器学习来确定。在具体实施方式中,训练数据集可以从在广泛的场景中获取的检测到的压力分布数据结合统计变化并且对应于感兴趣的系统状态来组装。然后可以使用经过训练的机器学习模型来预测新情况的系统状态。在具体实施方式中,机器学习算法可以采用半监督和无监督学习。该算法可以采用聚类、降维和强化学习来进一步提高预测准确性。在具体实施方式中,可以采用使用上述算法流分析技术的组合的算法。

在具体实施方式中,系统状态分数中的一项或更多项可以基于抽吸导管的一项或更多项几何特性,并且其中抽吸导管的一项或更多项几何特性可以基于检测到的一项或更多项压力水平来确定。在具体实施方式中,系统状态分数中的一项或更多项可以以抽吸式血栓切除系统的一项或更多项周围环境参数为基础。在具体实施方式中,系统状态分数中的一项或更多项可基于与抽吸式血栓切除系统相关联的一项或多项材料参数,并且其中一项或更多项材料参数可基于一项或多项检测到的压力水平来确定。在具体实施方式中,系统状态分数中的一项或更多项可基于与抽吸导管或连接管道中的一个或更多个血栓相关联的一个或更多个血栓参数,其中一个或更多个血栓参数可以基于一个或更多个检测到的压力水平来确定。在具体实施方式中,系统状态分数中的一项或更多项可以基于与抽吸导管或连接管道中的一个或更多个流体相关的一个或更多个流体参数,其中所述一个或更多个流体参数可基于该一个或更多个检测到的压力水平来确定。

在具体实施方式中,可以使用升级特征,其中由控制器维护相同系统状态的连续确定的升级计数,并且如果计数超过阈值则可以采取特定动作。在具体实施方式中,可以在阈值交叉迭代之后的迭代中重置计数。在特定方面,如果计数超过阈值则采取的动作可以是生成通知,例如用户通知。在具体实施方式中,如果计数超过阈值则采取的动作可以涉及控制器对一个或更多个阀的操作。

本文公开的实施方式仅是示例,并且本公开的范围不限于此。具体实施方式可以包括本文所公开的实施方式的部件、元件、特征、功能、操作或步骤中全部、一些,或不包括任何部件、元件、特征、功能、操作或步骤。根据本发明的实施方式特别公开在针对方法和系统的所附权利要求中,其中在一个权利要求类别例如方法中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别例如系统中要求保护。仅出于形式原因选择所附权利要求中的相关性或参考。然而,任何因故意引用任何先前权利要求(特别是多引多)而产生的主题都可以被要求保护,使得公开了权利要求及其特征的任何组合并且可以要求保护,而不管所附权利要求中选择的从属关系如何。可以要求保护的主题不仅包括所附权利要求中阐述的特征的组合,还包括权利要求中的特征的任何其他组合,其中权利要求中提到的每个特征可以与任何其他特征或权利要求中的其他特征的组合相组合。此外,本文描述或描绘的任何实施方式和特征可以在单独的权利要求中要求保护和/或与本文描述或描绘的任何实施方式或特征或与所附权利要求的任何特征的任意组合中要求保护。

附图说明

图1示出了如背景技术中详细描述的Penumbra

图2是真空控制台以及血液和凝块收集罐的立体图,其中收集罐被接纳在真空控制台的安装区域中。

图3A是示出的真空控制台的视图,其中收集罐被移除。

图3B是图3A的真空控制台的顶表面上的通断开关和真空显示区域的详细视图,示出为关闭电源。

图3C是图1至图3A的真空控制台的内部部件的示意表示。

图4示出了收集罐。

图5以倒置或“颠倒”视图示出了图4的收集罐的实施方式。

图6是图4和图5的真空罐的分解视图。

图7A和图7B示出了真空控制台和收集罐,类似于之前示出的那些真空控制台和收集罐,具有附接到其上的真空抽吸控制系统。

图8A和图8B示出了适于在具体实施方式中使用的类型的外部单元。

图9示出了以剖面图示出的封闭开关阀和适合在真空抽吸控制系统中使用的类型的控制器的示例性基部单元。

图10示出了示例性外部单元,该外部单元描绘了包括配件和压力传感器(以虚线描绘)的内部部件。

图11示出了以截面示出的在具体实施方式中可以用作开关阀的类型的角阀。

图12是连接至盘管的角阀的等距视图,该盘管的每端具有安装在罐顶部上的压力传感器。

图13示出了适于与压差一起使用的算法的实施方式。

图14至图18示出了适于在具体实施方式中使用的示例性脉冲流体注射组件。

图19示出了具体实施方式中用于操纵压力的机械移位组件。

图20示出了脉冲抽吸的具体实施方式的图形表示,其中导管内部压力随时间变化。

图21是配置成用于动态系统状态检测的具体实施方式的示意表示。

图22示出了实施方式中适于实现动态系统状态检测的算法的具体实施方式。

图23示出了随时间检测的远侧压力分布的具体实施方式,示出了一些压力参数。

图24至图31示出了一系列系统状态分数的远侧压力分布的具体实施方式。

图32示出了远侧压力分布和对应的系统状态分数的演变的具体实施方式。

图33示出了连续系统分数和升级的具体实施方式。

图34至图35示出了具体实施方式在准备期间的压力分布。

图36至图50示出了用于在准备期间进行动态系统状态检测的具体实施方式的压力分布特征。

图51至图52示出了用于冲洗期间导管检测的具体实施方式的压力分布特征。

图53至图55示出了用于验证冲洗期间液体存在的具体实施方式的压力分布特征。

图56至图58示出了用于验证重新准备期间液体存在的具体实施方式的压力分布特征。

图59至图60示出了在脉冲序列期间用于盐水检测的具体实施方式的压力分布特征。

图61至图65示出了用于对应于脉冲序列的凝块检测的具体实施方式的压力分布特征。

图66至图70示出了使用用于动态系统状态检测的多个压力传感器检测到的具体实施方式的压力分布。

具体实施方式

抽吸式血栓切除系统

下面描述具体实施方式。为了清楚起见,本说明书中并未描述每个实际实现方式的所有特征。在实际装置的开发中,可以进行一些修改,从而产生仍然落入本公开的范围内的实施方式。

图1示出了如背景技术中详细描述的Penumbra

参照图2至图6,将描述与用于受控凝块抽吸的设备和方法一起使用的类型的真空系统40的具体实施方式。图2是真空控制台以及血液和凝块收集罐的立体图,其中收集罐被接纳在真空控制台的安装区域中。真空系统40包括真空控制台42和血液/凝块收集罐44。真空控制台42包括具有凹部48的外壳,凹部48被成形为以可移除的方式接纳收集罐44,如将在下面更详细地描述的。

参照图3A至图3C,示出了真空控制台42的具体实施方式,其中真空罐44被移除。图3B是图3A的真空控制台的顶表面上的通断开关和真空显示区域的详细视图,示出为关闭电源。图3C是图1至图3A的真空控制台的内部部件的示意表示。形成外壳46的外表面或壁的连续部分的柱50形成在凹部48内并且从底部板56向上延伸,当收集罐44被接纳在凹部内时,底部板56充当收集罐44的支撑件。真空连接器52和压力感测连接器54形成在柱50的上表面中或上表面上,并且真空连接器52和压力感测连接器54定位成使得当真空罐44被接纳在凹部48内时真空连接器52和压力感测连接器54将与真空罐44上的压力感测端口104和真空端口102(图5)对准。一盏灯58位于凹部48内的外壳44的壁表面上,并且一盏灯5被定位成使得当系统在使用中时它将照明收集罐44的内容物。第二盏灯(在图3A中不可见)存在于凹部48的相对壁上。真空控制台42还在真空控制台42的上表面上具有通断开关60。通断开关60在该通断开关打开时进行照明(如图2和图3A所示)并且在系统关闭时不进行照明(图3B)。另外,压力显示器62设置在外壳46的上表面上。如图2和图3A所示,显示器可以是圆形灯,例如具有四个部分,随着罐内真空度的增加,这些部分依次被照明。每个象限代表测量的真空占环境压力的百分比。

真空控制台42的内部部件示意性地示出在图3C中。真空控制台的主要内部部件包括压力传感器64、泵68、电源72和微处理器控制器74。泵68具有连接到外壳46的柱50上的真空连接器52的入口。类似地,压力传感器64连接到柱50上的压力感测连接器54。泵可以通过开关60打开,并且将通过连接器52抽真空并将去除的气体释放到控制台的内部。控制台又通过外壳46的底表面上的通风口70进行通风。

在具体实施方式中,泵的功能将由微处理器控制器74控制,并且来自传感器64的压力输出也将经过微处理器控制器74。灯58、开关60和显示器62中的每一者将连接到由电源72供电的微处理器控制器74。电源72通过线电流连接器72A供电。USB连接器72B由微处理器控制器74供电。泵经由随泵供应的电源线插入插座。电源将来自墙壁插座的交流电流转换为直流电流,微处理器控制器使用该电流为泵、开关、灯、USB连接器等供电。

在具体实施方式中,压力传感器64连接到微处理器控制器74并且通过压力感测连接器54测量罐中的真空压力。第二压力传感器(未示出)也连接到微处理器控制器74并且通过内部管路测量泵外壳外部的环境压力,所述内部管路连接到泵底部的通风口。微处理器控制器获取来自压力传感器64的真空压力读数并将其除以来自第二压力传感器的环境压力读数以计算罐中的真空压力作为环境压力的百分比。

现在参考图4至图6,收集罐44的具体实施方式具有主体78,主体78通常由模制成所示形状的抛光透明塑料材料形成。图4示出了收集罐。图5示出了以倒置或“颠倒”视图描绘的图4的收集罐的实施方式。图6是图4和图5的真空罐的分解图。

主体78具有开放的上端部76,上端部76可以被可移除的透明塑料盖80覆盖。透明塑料盖80通常通过卡口连接器82附接,并且结构或其他垫圈84将把该盖密封至主体78的开放端部。

在具体实施方式中,凹槽94形成在主体78的一侧中并且成形为使得凹槽94可以放置在真空控制台42的外壳46的凹部48中的柱50上方。如图5所示,压力传感端口104和真空端口102位于凹槽94的上端部,使得当罐44就位在凹部48中时,压力传感端口104和真空端口102与柱50上的真空连接器52和压力传感连接器54对准并连接。

在具体实施方式中,压力感测端口104连接至在罐44的主体48中向上延伸并终止于上部开口或孔口106的管路或管腔。类似地,真空端口102向上延伸穿过管腔或管路大得多并且终止于真空端口102的上端处的开孔108。孔口106和108位于主体78内部的顶部附近,但当盖在罐44上就位时将位于盖80的底部下方。因此,孔口106和108都将暴露于罐44的内部,但将保持在凝块和血液聚集处的中部和底部远上方。通过这种方式,可以最大限度地减少血液和凝块污染的风险。

在具体实施方式中,过滤板86(示出为穿孔筛网但也可以是编织筛网或其他分离构件)被保持在罐44的主体78的内部的中间部分中。凝块通过附接到导管或其他管道的近端的连接器110被吸入罐的内部。凝块和血液被真空控制台42通过真空端口102抽吸的真空吸入主体78的内部,如前所述。当凝块和血液从连接器110向下落入罐44中时,凝块收集在过滤板86的上表面上,而血液流过板中的穿孔并收集在罐的底部中。当板从安装在罐内部的柱90上的套筒88向下倾斜时,多余的血液可以流过开放的旁路区域100(图4),该开放的旁路区域100形成在板的背面上并允许血液直接流到罐底部。过滤器本体92占据柱90和孔108的内部并且防止提取的物质污染外壳42的内部。过滤器本体92占据柱90的内部并且延伸到孔口108。因此过滤器本体可以防止提取的物质污染外壳42的内部。凹槽94形成在罐44的主体78的一侧上,并且被接收在柱50上方的外壳46的凹部48中,以便对准真空和压力感测连接器以及真空端口。真空端口与真空连接器之间的密封处还设置有垫圈96。

虽然图7至图19所示的具体实施方式的用于受控凝块抽吸的示例性设备和方法可以与如刚刚描述的真空系统40一起使用,但是应当理解,本文描述和要求保护的具体实施方式不限于与任何特定真空控制台一起使用,而是可以与任何凝块或其他血管血栓切除术或抽吸系统一起使用,其他血管血栓切除术或抽吸系统包括血栓切除术或其他血管抽吸导管,与真空泵或其他来源相结合,其中存在过量血液抽吸、堵塞或两者兼而有之的风险。

在具体实施方式中,图7A和图7B示出了真空控制台和收集罐,类似于之前示出的那些,具有附接到其上的真空抽吸控制系统。它们示出了用于根据所描述的原理执行受控凝块抽吸的示例性系统200的具体实施方式,示例性系统200包括基部单元210和外部单元204。连接管道206的近端连接到基部单元210,并且外部单元在与近端间隔开的位置处固定在连接管道上或固定到连接管道,通常以足以使关于流动作出结论的一定距离。外部单元204可以被配置成直接连接到抽吸导管的毂或其他近端,或者可以被配置成连接在连接管道的中间。连接管道在不受约束的配置中是线性的,并且沿连接管道的长度是柔性的。

在具体实施方式中,基部单元210可以被配置成直接位于先前描述的真空控制台40的收集罐44上的盖26的顶部。通常,通信电缆从基部单元210延伸穿过连接管道206的一部分到真空控制台40上的连接插座,使得基部单元可以由真空控制台供电并且可选地可以与真空控制台内的控制器传送数据。

如图7B所示,在具体实施方式中,外部单元204a可以包括用于使用真空控制台40和受控凝块抽吸系统200来启动治疗的开关。开关还可以关闭系统,从而提供算法的手动超控,以确保系统关闭且无流动。当开关打开时,系统可以立即进入算法模式,在该模式中它决定保持打开、进入采样模式或响应压力传感器读数而启动提取循环。外部单元204a的另外的细节在图8A和图8B中示出。

图9示出了以剖面描绘的封闭开关阀和适合在真空抽吸控制系统中使用的类型的控制器的示例性基部单元。在具体实施方式中,示例性基部单元200b可以包括基部单元外壳216,基部单元外壳216具有容纳多个部件的开放内部腔218。例如,通常包括印刷电路板上的微处理器的控制器220可以与通过压力配件226与固定在管道段228和连接管道206上的近端之间的压力传感器224一起安装在腔218内。管路段232可以是可折叠的并且定位在由螺线管230驱动的夹管阀228中。夹管阀228可以通过压缩弹簧(不可见)偏置到关闭位置,除非它被螺线管230打开。基部单元200b还包括连接配件222,该连接配件222被配置成以可拆卸的方式固定至罐44的盖26上的真空配件(未示出)。控制器220被配置成打开和关闭夹管阀228以分别允许和防止凝块和血液通过管路段232从抽吸导管流入收集罐。可选地,基部单元200b可以包括与印刷电路板220电子通信的按钮(未示出),以用于系统的各种参数的高级用户控制。在具体实施方式中,基部单元可以容纳压力室、流体源、附加开关阀或一些这样的组合或与压力室、流体源、附加开关阀或一些这样的组合连通。

在具体实施方式中,适合在抽吸控制系统中使用的类型的开关阀和控制器可以用于在凝块、血栓或其他闭塞物质上施加机械力。在浸渍循环期间,开关阀对闭塞物质的机械作用可以用于切割、剪切、砍断、分割、软化、浸渍或以其他方式改变闭塞物质的形状、稠度和/或可变形性。通过机械作用改变凝块、血栓或其他闭塞物质的形式或稠度可以有利地使得能够通过抽吸导管更有效地抽吸闭塞物质。例如,可以将大血栓分成更小的碎片,以便更有效地抽吸。例如,坚硬或致密的血栓可以通过机械作用被机械软化或变得更柔韧,以实现更有效的抽吸。在具体实施方式中,夹管阀228可以用于对凝块、血栓或其他闭塞物质施加机械力和作用。在具体实施方式中,可以使用其他类型的阀,包括但不限于专门设计用于改进对闭塞物质的机械作用的阀。在具体实施方式中,用于由控制器选择性操作阀的参数,包括但不限于定时、频率和/或占空比参数,可以被优化以提供阀对闭塞物质的改进的机械作用。

图10示出了示例性外部单元,该外部单元描绘了包括配件和压力传感器(以虚线描绘)的内部部件。在具体实施方式中,示例性外部单元204包括外部单元外壳240,外部单元外壳240在该外部单元外壳的内部腔中具有流动配件242。流动配件242可以连接到连接管道206的部分206a和206b,如图7B、图8A和图8B中的具体实施方式所示。第二压力传感器246可以安装在印刷电路板248上并且也安装在外壳240的内部腔内,并且压力传感器的输出可以经由连接电缆(未示出)传送到控制器220,该连接电缆可以是经由信号/电源连接器250和配合信号-电源连接器252连接,信号/电源连接器250和配合信号-电源连接器252可以是传统的USB端口和插头。连接电缆206可以具有双管腔,如图9中的具体实施方式所示,其中管腔之一可用于在外部单元与基部单元之间路由通信电缆,而另一管腔容纳流体流。在另外的实施方式中,外部单元可以容纳压力室、流体源、附加开关阀或一些这样的组合或与压力室、流体源、附加开关阀或一些这样的组合连通。

通过在基部单元中提供第一压力传感器224和在外部单元240中提供第二轴向分离的压力传感器246,在具体实施方式中,通过连接管道的物料流速可以根据控制器测量的压差在特定实施例中计算。控制器可以分析压差和流速以确定流经抽吸导管、连接管道或两者的内容物。

在示例性实施方式中,控制器将导管内容物的状态表征为不受限流动、受限流动或堵塞。在具体实施方式中,间隔开的压力传感器之间的高压差指示不受限制的流动,不受限制的流动可以由主要健康的、无凝块的血液或没有血管阻塞凝块的血液组成。在一些实例中,健康血液是具有足够低比例的交联纤维蛋白的血液,使得其没有充分整合以引起局部缺血或其他类似的血管闭塞。以完全抽吸来抽吸这样的健康血液可能会导致失血过多,从而可能需要提前终止抽吸程序。在另一具体实施方式中,可变的和中间或低压差指示可能由凝块、闭塞物质和血液组成的受限流动。这种流动可能受益于完全抽吸。在另一具体实施方式中,小的压差或接近零的压差可以指示堵塞。这种流动或缺乏这种流动可以受益于提取循环。然而,使用压差来检测增加的流量和阻塞是示例性的,并且在具体实施方式的范围内可以使用其他流量测量和材料特性测量技术。

图11示出了以截面描绘的角阀260,角阀260的类型可以在具体实施方式中用作开关阀,而不是基部单元200中所示的夹管阀228。角阀具有用于固定到真空罐上的连接器(未示出)以及可以连接到连接管道206的配件266,连接管道206又连接到抽吸导管。通常存在螺线管268以打开和关闭阀杆270和阀座272。在具体实施方式中,阀可以打开以允许抽吸并且关闭以阻止抽吸。替代性地,具体实施方式的阀可以打开以允许流体进入抽吸管道和/或抽吸导管并关闭以阻挡流体。

图12是连接至盘绕管道的角阀的等距视图,该盘绕管路的每端部处具有安装在罐顶部上的压力传感器。在具体实施方式中,压力传感器可以集成到单个基部单元276中,该基部单元276可以固定地附接至罐盖278。在该具体实施方式中,第一压力传感器282和第二压力传感器284附接至盘绕流动管路280的相对端部使得可以测量压差。角阀286可以直接固定至盘绕流动管路280的出口,以便提供期望的开/关流动控制。

在具体实施方式中,基部单元200中的控制器220可以实施接收并分析压力传感器数据以打开和关闭开关阀的算法,所述开关阀例如为夹管阀228(图9)或角阀286(图12)或260(图11)。该算法每秒多次接收并分析输入的压力数据。收集数据以确定所附接导管的直径、确定流过导管和抽吸管道的内容物以及确定流速。

在具体实施方式中,控制器220实施使用压力传感器数据来分析流过抽吸导管的内容物并将其表征为不受限制的流动、受限制的流动或堵塞的算法。流动不受限制的导管主要抽吸健康、无凝块的血液,或不含血管阻塞性物质的血液。混合流的导管抽吸凝块、闭塞物质和血液的组合。流动很少或没有流动的导管被堵塞或闭塞。如果算法确定吸入了过量的血液(对于流动不受限制的导管来说通常是这种情况),它可能会限制抽吸以减少失血。如果算法确定导管流动受限,通常会允许完全抽吸。如果算法确定导管几乎没有流动,它可以启动提取循环以帮助清除任何堵塞物或闭塞物。如本文所使用的,术语“凝块”应当理解为涵盖在脉管系统中发现的任何闭塞物质,例如血栓、栓子、斑块、闭塞物质、血管堵塞或任何其他阻塞物质。为了简洁起见,凝块表示所有此类闭塞物质。

图13示出了适合与压差(“ΔP”)一起使用以确定流量并且基于所确定的流量来控制开关阀的算法的实施方式。在所示的算法逻辑树中,第一步是测量某个评估周期内的最大压差窗口和最小压差窗口,并在评估周期之后,获取瞬时压差并将瞬时压差与这些最大压差窗口和最小压差窗口进行比较,这些最大压差窗口和最小压差窗口被递增地更新。如果瞬时压差低于评估周期的最小压差,则算法确定系统处于凝块中并且指示系统继续完全抽吸。另一方面,如果瞬时压差高于最小压差,则算法确定瞬时压差是否高于最大压差乘以置信区间的乘积,如果不是,则算法允许完全抽吸,如果是,算法会限制抽吸以限制失血,并进入采样状态,在采样状态下抽吸仅限于短暂的波动,以获取新的瞬时压差读数。在任何一种情况下,只要允许抽吸,算法就会不断获取瞬时压差读数,并将瞬时压差读数与整个程序中收集的最大压差和最小压差进行比较。在具体实施方式中,当检测到不受限制的流动(例如开放的流动)时,算法触发采样状态。在另一具体实施方式中,当检测到凝块时,算法启动完全抽吸或启动具有脉冲抽吸的提取循环。

在具体实施方式中,利用相关算法来确定导管是否具有不受限制的流动、受限制的流动或被堵塞,例如基于流速和此类状态之间的相关性确定导管的状态。在具体实施方式中,利用开窗算法来分析压力传感器数据的离散部分以建立局部最小压力传感器读数和局部最大压力传感器读数。将这些窗口最小值和最大值与数据集中的全局最大值和全局最小值进行比较。考虑到压力读数突然出现较大变化,系统优先根据局部最小值和局部最大值确定导管的状态。压力读数低于最小值和高于最大值表示导管状态发生变化,例如低于最小值表示导管堵塞,高于最大值表示流动状态不受限制。

在具体实施方式中,利用强调跨数据点的离散窗口的标准偏差的分析的算法。将流量与平均流量进行比较。小标准差表示导管堵塞或不受限制,而大标准差表示导管流动受限。

在具体实施方式中,使用学习算法来确定流经抽吸导管的内容物。训练数据是通过收集各种状态下沿导管长度的压力读数而形成的,所述各种状态例如为流动不受限、流动受限或堵塞。记录每个导管状态的大量压力读数,然后算法参考这些数据集来解释从未见过的压力读数,以预测导管所处的状态。

在具体实施方式中,利用人工神经网络(ANN),人工神经网络(ANN)采用多项式逻辑回归算法。人工神经网络经过训练,以通过考虑大量训练数据集来预测答案。训练数据包括作为输入的观察数据和实际输出。输入在人工神经网络中传播,人工神经网络由分层节点组成,每个节点代表解空间内的线性变换。然后,人工神经网络通过分析人工神经网络计算输出与实际输出之间的差异来“学习”。这种差异会转化为误差函数。误差函数在人工神经网络中反向传播,由此每个节点的权重根据每个节点对误差函数的贡献进行修改。加权是一个数学优化过程,数学优化过程确定哪些节点将输入最佳地映射到其正确的输出。许多训练数据集在人工神经网络中迭代传播,直到误差函数达到收敛,即某个可接受的容差水平。当节点被正确加权时,误差函数已达到收敛,人工神经网络就可以准确预测先前未见过的输入的输出。在这里,这意味着学习的ANN可以采用新颖的压力传感器数据输入并准确预测导管尺寸以及导管内容物是否应分类为不受限制、受限制或堵塞。

在具体实施方式中,算法采用半监督和无监督学习来连续更新节点权重。该算法可以采用聚类、降维和强化学习来进一步提高预测精度。在优选实施方式中,算法可以准确地解释与不同直径的导管之间的切换相关联的压力波动,并且通过确定和考虑移动的节奏来过滤掉由抽吸导管内的分离器的手动移动产生的压力波动。另外,具体实施方式可以采用使用上述算法流分析技术的组合的算法。

在具体实施方式中,当检测到不受限制的流动时,算法可以启动采样模式。在示例性实施方式中,算法可以检测指示毫秒内不受限制的流动的流动变化。在采样模式的一个实施方式中,算法将循环停止抽吸,然后以预定频率打开和关闭开关阀。当阀短暂打开时,采样状态会产生抽吸浪涌,并对压力传感器读数进行评估。根据这种抽吸波动,算法确定系统是否应恢复到完全抽吸,开关阀处于打开位置或保持在采样状态。这些采样浪涌发生在毫秒数量级,并确保仅当系统接触凝块时才会发生完全抽吸,从而最大限度地减少失血。

在具体实施方式中,系统被通电并且在算法评估抽吸管道中的流动之前具有短暂的延迟。如果传感器指示流动不受限制,则计算出开关阀保持关闭状态的适当延迟时间。延迟后,开关阀打开,短暂允许抽吸,并在抽吸管道中读取压力读数样本,以评估系统是否仍然具有不受限制的流动,或者是否已被定位到凝块或其他闭塞物质中。如果采样检测到不受限制的流动,则会计算新的延迟(在某些情况下,每次连续读取的延迟时间会逐渐增加,直至达到阈值)。如果采样检测到凝块,例如受限制的流动或堵塞时,会计算阀保持打开状态的适当延迟时间。打开时,系统会定期评估压力传感器读数,以确定系统的位置是否会导致流动不受限制。重复这些过程直到程序完成。

在具体实施方式中,提取循环可以用于清除抽吸导管中的闭塞物或促进大的或以其他方式难以抽吸的凝块的抽吸。提取循环在抽吸导管与真空源之间建立压差以产生压力脉冲。一般而言,这些压力脉冲可以采用多种机制来促进血栓摄入到抽吸导管中。在一种机制中,压力脉冲引入促进闭塞物质的提取的加速分量。在另一种机制中,压力脉冲产生力脉冲,力脉冲瞬间打破静摩擦,从而允许较低的动摩擦来摄取血栓。在又一机制中,压力脉冲使血栓远离导管的远端端头并且随后快速迫使血栓与导管之间接触,从而浸渍血栓。

在具体实施方式中,提取循环可以在提供真空抽吸与相对正压之间交替。当抽吸导管已经处于完全真空状态时,通常开始提取循环。当提取循环开始时,导管与抽吸源之间的真空开关阀关闭,抽吸导管中的压力增加,这可能导致正压脉冲并在真空源与导管之间建立压差。当然后打开开关阀,内容物和抽吸导管的远端端头会经历作为负压脉冲的压差,这会对任何闭塞的结构完整性产生负面影响,达到静力只能在更大的能源供应的情况下才能实现的程度。这些压力脉冲的幅值或幅度与抽空导管与压力源(对于正压脉冲)以及加压导管与真空源(对于负压脉冲)之间的压差直接相关。开关阀打开和关闭的频率可以是预定的或响应于压力传感器数据。提取循环的压力脉冲可以具有优化的幅度和频率,以从脉管系统中提取血栓和类似的闭塞物。

导管中的压差可以以多种方式产生。在具体实施方式中,可以通过关闭导管通向真空源的通路来产生压力。在具体实施方式中,可以通过将流体引入导管来产生压力,其中流体处于全真空和环境压力之间的压力、环境压力、收缩压或高于收缩压(图14至图17)。在具体实施方式中,压差可以通过压力室的机械位移产生(图18)。

在具体实施方式中,当控制器220的算法检测到堵塞的导管、闭塞的导管或定位在凝块中的导管时,可以自动启动提取循环。当压差接近零时,导管可被识别为处于堵塞状态。在具体实施方式中,在系统检测到持续超过5秒的堵塞之后,控制器自动启动提取循环。替代性地,提取循环根据用户的要求启动或终止。提取循环可以提供预定时间段的压力脉冲。替代性地,在具体实施方式中,提取循环可以在每次开关阀打开时评估压力传感器数据,以评估流量并确定提取循环是否应继续或结束。如果提取循环无法清除堵塞物,则可能会改变压力脉冲的幅度和频率。在具体实施方式中,控制器220上的算法查阅不同压力脉冲的库并从该库中进行选择。如果特定幅度和频率开始清除堵塞物,则算法可以继续生成该频率和幅度的压力脉冲,直到清除堵塞物。

图14至图18示出了适于在具体实施方式中使用的示例性脉冲流体注射组件。图14示出了可以在具体实施方式中使用以产生压差并因此产生压力脉冲的流体系统。在该具体实施方式中,流体引入单元290通过三点接合部292沿着连接管道206的长度附接。三点接合部292可以定位在基部单元210与外部单元204之间或者可以是定位在基部单元210和外部单元204的远端——即靠近附接的抽吸导管。流体注射开关阀296控制流体(液体或气体)的流动,以将压力脉冲注射到凝块流动路径中,这可以促进凝块或其他闭塞物质的提取。在具体实施方式中,流体流被直接引入到连接管道206中。在具体实施方式中,流体流在进入连接管道206之前首先穿过注射管路294。注射管道294可以将压力脉冲引导向导管,这可以优化压力脉冲。在具体实施方式中,三点接合部292具有如图13所示的T形接头结构。替代性地,在具体实施方式中,三点接合部可以具有Y形接头结构(未示出)。Y形接头可以有利地将流体从流体引入单元引向导管,这可以以与先前示例的注射管道类似的方式优化压力脉冲。

图15示出了另一种流体系统,在具体实施方式中,该系统使用可以连接在流体储存器390与注射阀396之间的泵398。在一个实施方式中,当注射阀396打开时,泵398循环开启。泵通过将流体从流体储存器390通过注射开关阀396强力注射到注射管路394和/或连接管道306中来提供功。在具体实施方式中,压力的正脉冲的大小直接相关于泵398的吞吐量(例如尺寸)。在具体实施方式中,压力室397定位在泵398和注射阀396之间。压力室397允许泵398即使在注射阀396关闭时也能提供功。当注射阀396关闭时,泵398将流体从储存器390强制地注射到压力室397中,由此压力室397被加压。当注射阀396打开时,压力从压力室397释放到注射管路394和/或连接管道306中。在该实施方式中,由于泵396可以随着时间的推移而积聚压力,所以压力的正脉冲的大小与泵398的吞吐量(例如尺寸)不直接相关,因此该实施方式允许更小的泵。为了对正压脉冲的持续时间或幅度提供甚至更好的控制,在具体实施方式中,可以节流或操纵注射阀的打开和关闭以调节注射速率。在具体实施方式中,压力传感器可以被包括在压力室297中以监测和控制压力的积累。

图16示出了沿着连接管道406附接的另一个三点接合部492。在具体实施方式中,三点接合部492可以定位在基部单元210与外部单元204之间,或者可以定位在基部单元210和外部单元两者的远端。压力阀496控制来自流体室490的正压力脉冲的产生。来自流体室490的流体可以直接流入连接管道406中或者可以在进入连接管道406之前首先穿过注射管路494。抽吸阀499控制来自所附接的真空源的真空抽吸的应用。在具体实施方式中,三点接合部492具有控制真空力和正压脉冲两者的阀。这允许三点接合部492在施加真空抽吸与压力脉冲之间交替,其中压力高于真空源的压力。在具体实施方式中,抽吸阀499和压力阀496可以交替地、同时地、延迟地或以一些交叠的序列打开。在一个交叠序列中,当另一个阀开始关闭时,一个阀开始打开,由此存在两个阀至少部分打开的短暂时期。在其他交叠序列中,有时两个阀都打开以及两个阀都关闭至少短的时段。

在具体实施方式中,抽吸阀499定位在导管与抽吸源之间以调节抽吸,并且压力阀496定位在导管与流体源之间以调节流体注射。在具体实施方式中,抽吸阀499和压力阀496都可以选择性地打开和关闭以在导管和/或抽吸管道内产生压差,这可以产生期望幅度和频率的压力脉冲。

图17提供了三通接头及三通接头所连接的部件的透视在具体实施方式中,连接管道706用作真空源700、压力源790和抽吸导管750之间的公共通道。连接管道706可以具有被配置成附接真空源或被放置成与真空源流体连通的第一端部和配置成附接抽吸导管或与抽吸导管流体连通的第二端部。在具体实施方式中,第二端部通过旋转止血阀附接到抽吸导管。三通接头792可定位在第二端部附近,以在抽吸导管750附近提供相对正压的脉冲。在具体实施方式中,三通接头792是成角度的接头或Y形接头,由此来自压力源的流体指向抽吸导管750。在一些具体实施方式中,三通接头792包括注射管道794,注射管道794将流体从压力源引向抽吸导管750。在具体实施方式中,注射管道794从三通接头延伸到抽吸导管,由此流体从压力源流入抽吸导管750。在另一个具体实施方式中,注射管道794从三通接头延伸到接近抽吸导管远端的位置,如透视图751所示,透视图751提供抽吸导管750的远端的放大透视在具体实施方式中,压力源可导致流体根据方向箭头761流动,并且真空源可导致流体根据方向箭头760流动。在具体实施方式中,控制器可调节真空阀799和压力阀796,由此真空阀799的关闭和压力阀796的打开可导致抽吸导管的远端端头处的压力相对增加。

替代性地,在具体实施方式中,真空阀799的打开和压力阀796的关闭可导致抽吸导管750的远侧端头处的压力相对降低。在具体实施方式中,压力的这些变化作为压力脉冲沿抽吸导管的长度传输。在具体实施方式中,控制器可以关闭真空阀799并打开压力阀796一小段时间,从而允许来自压力源790的最小体积的流体被引入抽吸导管750的近端以在通过重新打开真空阀799并关闭压力阀796恢复至真空之前,增加抽吸导管750的远端处的相对压力。

类似地,在具体实施方式中,控制器可以关闭真空阀799并打开压力阀796较长的时间段,允许来自压力源790的更大量的流体被引入到抽吸导管750中,以在通过重新打开真空阀799并关闭压力阀796恢复至真空之前,促进阻塞性物质移动远离抽吸导管751的远端。在具体实施方式中,连接管道706可以沿着其长度的一部分具有双管腔,由此一个管腔容纳流体,第二个管腔容纳布线,这使得控制器能够对真空阀799和压力阀796进行调节。

图18示出了控制抽吸力和正压脉冲的阀结构。在具体实施方式中,三点接合部592附接到连接管道506和压力室590。闸阀550在轴线570处平移以在550A位置阻挡抽吸并在550B位置阻挡流体引入。闸阀550可以通过以由控制器220中的算法控制的预定或响应频率来回振荡来提供脉冲抽吸。在具体实施方式中,三通闸阀存在于抽吸源、压力源与导管之间的接合部处。闸阀550在阻挡抽吸源与阻挡压力源之间平移以实现期望幅度和频率的压力脉冲。

在具体实施方式中,流体注射并不发生在三点接合部处,而是发生在更靠近导管端头的更远端区域处。相对压力注射的位置可以用于优化压力脉冲变化,以便于凝块去除。在一个实施方式中,抽吸导管的远端区域包括可打开和关闭的阀,例如远端阀。在具体实施方式中,抽吸阀关闭,并且远端阀打开以允许血液冲入导管中,这增加了导管中的压力并放大了导管管腔与真空源之间的压差。通常,然后关闭远端阀,并且打开抽吸阀,其中真空源与导管之间的压差导致压力脉冲。在另一个实施方式中,流体从另一个相邻导管转移到抽吸导管中。例如,内导管可以将流体输送至外抽吸导管。在具体实施方式中,外导管可通过阀结构将流体输送至内抽吸导管。在任一情况下,流体沿着抽吸导管的长度输送,而不是通过近端输送。以类似的方式,在具体实施方式中,相邻的导管可以提供到真空源的附加连接。

图19示出了用于操纵压力的机械位移组件。在具体实施方式中,机械活塞699可以代替先前实施方式的注射阀、压力室、泵和流体储存器。可以控制活塞699或替代机械装置的冲程以调节导管的体积,导致在一个冲程上产生负压并且在另一冲程上产生正压。一般来说,机械致动装置来回致动以增加和减少系统的总体积。当装置致动以增加体积时,压力降低,而当装置致动以减少体积时,压力增加。这些压力变化可以产生、放大或辅助提取循环的压力脉冲。在具体实施方式中,活塞699可以设置在附接到连接管道606的三点接合部处692中。控制导管的体积或压力的其他机械器件包括线性马达、步进/伺服马达、凸轮从动件致动器、螺线管、音频激励器、音圈执行器、隔膜、蠕动泵、旋转叶片、齿轮、螺钉、注射器等(未图示)。

在具体实施方式中,高频压力脉冲可以通过机械方法来实现,例如图19中所示的方法。为了提供高频压力脉冲,导管必须快速加压并快速排空。在具体实施方式中,图14至图18的流体注射系统可以容易地提供快速的压力流入;然而,真空源可能需要相当长的时间才能使导管恢复到完全真空。如果下一次压力流入发生得太早,导管将没有时间达到完全真空或接近完全真空。在这种情况下,未完全排空的导管与压力源之间的压差将较低,并且产生的压力脉冲将具有较低的幅度,这在某些情况下可能不是最佳的。在具体实施方式中,为了避免由高频引起的低振幅压力脉冲,可以利用真空恢复系统来减少在正压流入之后将导管返回到完全真空所需的时间。利用真空恢复系统,可以实现高振幅和高频率的压力脉冲。

图19另外示出了可以通过产生压差而用作真空恢复系统的装置。在具体实施方式中,真空回收系统可利用注射器、抽真空室、第二抽吸泵或这些选项的某种组合。注射器是一种活塞驱动装置,活塞驱动装置可缩回以增加系统的体积(从而降低压力),并前进以减少系统的体积(从而增加压力)。注射器状装置不仅可以有益地帮助真空恢复,而且可以有益地帮助正压脉冲生成。在具体实施方式中,在提取循环期间使用注射器。在这样的实施方式中,导管在完全真空下开始。真空源关闭,注射器前进(以减小系统体积),并且可选地注射流体,这些都有助于正压脉冲的形成。接下来,真空源打开,注射器缩回(以增加系统体积)以产生负压脉冲,从而注射器加速导管返回到接近完全真空。在具体实施方式中,抽吸泵被配置成在每次压力脉冲之后选择性地灌注通向导管的除了抽吸泵之外的抽空室。抽吸泵和抽空室一起更快速地将导管恢复到完全真空。当抽吸泵靠近导管时,它可以向抽空室打开以在压力脉冲之间进一步灌注抽空室。在具体实施方式中,辅助抽吸泵辅助主抽吸泵以促进在每个压力脉冲之后的真空恢复。

图20示出了脉冲抽吸的具体实施方式的图形表示,其中导管内部压力随时间变化。提取循环可以使用脉动方案来系统地操纵导管内的压力量以促进闭塞物质的提取。导管中的压力可以通过多种方法来操纵。例如,真空抽吸可用于降低导管内的压力,并且真空抽吸的去除和/或流体的引入可用于增加导管内的压力。在其他情况下,机械致动装置可以在导管内的压力增大和减小之间交替。在具体实施方式中,如图20所示,在时间0处,导管没有受到任何吸力并且处于大气压下。从时间0到时间1,导管失去压力,从大气压冲至接近全真空(即接近-29.9英寸汞柱)。从时间1到时间2,导管压力增大,从而降低真空强度。从时间2到时间3,导管失去压力,使导管恢复到接近完全真空。从时间3到时间4,导管已获得压力并返回到环境压力。从时间4到时间5,导管失去压力,再次从大气压上升到接近全真空。从时间5到时间6,导管压力增大,导致压力从接近全真空激增至高于环境压力。从时间6到时间7,导管失去压力,从高于大气压的加压状态跃升至接近全真空。

图20所示性质的脉动方案可以执行一次或者可以重复多次。在具体实施方式中,脉动方案可以包括具有附加压力变化和压力模式的附加时间段。一般来说,系统的压力可能在接近真空到高于平均收缩压之间变化。持续时间脉动方案的循环可以是预定的或适应压力传感器读数。在具体实施方式中,控制器可以基于压力传感器读数延长或缩短脉动方案。在一些具体实施方式中,系统可以在一个或更多个时间段内保持稳定的压力状态。例如,控制器可以使系统停留在接近完全真空的状态。每个压力状态下的停留时间以及系统在压力状态之间转变的频率可以被优化以摄取不同的凝块或闭塞物质组合物。虽然图20示出了具有稳定且一致的频率的脉动方案,在其他具体实施方式中,脉动方案的频率可以是可变的或者部分稳定和部分可变的某种组合。高振幅(或高幅度)压力脉冲可以通过产生大压差来产生。例如,图20示出了时间5与7之间的高振幅压力脉冲。在具体实施方式中,可以通过在不太极端的高压与低压之间振荡来生成较低振幅的压力脉冲。例如,压力脉冲的低端部可能未达到接近完全真空,压力脉冲的高端部可能未达到环境压力,或两者,从而导致较低幅度的压力脉冲,这在一些情况下可能是期望的。图20的时间单位可以是秒、毫秒、微秒等。

在一些具体实施方式中,提取循环在提取循环之前、相对正压的各个脉冲之间以及提取循环之后使用具有接近全真空抽吸的预定系列压力脉冲。压力脉冲可以选自具有促进凝块和其他闭塞物质的提取的幅度和频率的压力脉冲库。一系列压力脉冲可以在频率、幅度或两者方面彼此不同。例如,脉动方案可以使用具有以下趋势的一系列压力脉冲:其中幅度或频率之一上升而另一个减小,其中幅度和频率两者都上升或减小,或者其中幅度或频率之一上升或减小而另一个保持不变。

在具体实施方式中,提取循环基于压力传感器读数提供特定压力脉冲。一种这样的响应提取循环测量导管内的压力,然后选择针对具有这些压力读数的导管优化的一个或更多个压力脉冲。在另一个响应提取循环中,系统可以循环通过压力脉冲方案库,其中在每个单独的压力脉冲之后具有静态或完全抽吸和闭塞检测的时间段。在库已经被循环之后,系统可以重复被测量为最成功的压力脉冲。特定压力脉冲的成功程度通常与压力脉冲之后增加的流速的量相称。系统可以继续向下循环,直到只有几个压力脉冲方案处于循环中。如果循环的功效开始减弱,系统可以返回到完整的库并开始新的循环。

在具体实施方式中,响应提取循环可以具有三种模式:向上循环,其中连续压力脉冲在幅度和/或频率方面更强,向下循环,其中连续压力脉冲在幅度和/或频率方面更弱,以及维持压力脉冲,其中压力脉冲具有一致的频率和幅度。当系统检测到堵塞状态时,进入循环模式。当系统检测到受限流速状态时,进入维持模式。当系统检测到不受限制的流动状态时,它进入向下循环模式。通过这种方式,系统趋向于具有促进限制流动的幅度和频率的压力脉冲,这有利于去除凝块和其他闭塞物质。

在最大限度地去除闭塞物质而无需担心失血的情况下,例如在神经血管中风手术中,替代实施方式可能是有用的。在这些情况下,在具体实施方式中,最佳技术可以包括将导管的远端定位在凝块中、施加完全真空、以及在前进到下一步骤之前等待预定的时间段。目的可以是导管端头与大量闭塞物质完全或几乎完全接合,这种接合基本上堵塞了导管的远端并且有时被称为“塞住导管”。如果临床医生成功地“塞住导管”,则可以将导管系统从血管中移除,从而与其一起提取大量凝块或闭塞物。替代性地,在具体实施方式中,提取循环可用于通过导管管腔抽吸闭塞物或使凝块深深地锁在导管内。在完成提取循环之后,在具体实施方式中,可以将凝块移除或塞住所附接的导管中,使得可以将导管与凝块一起安全地从患者体内移除。

在具体实施方式中,当凝块或其他闭塞物质堵塞导管并将导管塞住时,提取循环可以自动停止或手动停止。例如,凝块或闭塞物质可能太大或太硬而无法穿过抽吸导管,但仍然被部分地夹带在抽吸导管中。在具体实施方式中,系统可转变至完全抽吸以允许用户移除塞住的导管,同时将凝块或闭塞物质与导管一起拖出。在一些情况下,当启动提取循环时,凝块或闭塞物质仍可能堵塞导管。在具体实施方式中,控制器然后可以恢复到完全抽吸并通知用户塞住事件,由此系统可以提示用户移除导管。在具体实施方式中,用户可以手动关闭提取循环,使系统返回到完全真空,并移除导管。

在具体实施方式中,系统可转变至浸渍循环以允许诸如夹管阀或不同类型的阀在凝块或其他闭塞物质上施加机械力。这种机械作用可用于充分改变凝块或其他闭塞物质的形式和/或稠度,以实现更有效的抽吸。

为了指示具体实施方式正在进行去除凝块或其他闭塞物质的工作,一个实施方式可以包括指示给定提取循环的进展的视觉和/或听觉信号。在具体实施方式中,提取循环的开始由闪烁的蓝光发出信号,该蓝光闪烁直到循环完成,并且在完成时,灯变成绿色以指示完成。在具体实施方式中,基部单元216可以包括灯条。灯条逐渐填满,即灯条逐渐“填满”光线,与循环的进度成比例。替代性地,基部单元216可以包括用于显示图像的小屏幕。小屏幕可以显示指示加载的动画。加载动画可以执行重复模式(例如旋转圆形对象),也可以执行延长动画的单个循环(例如缓慢填充圆圈)。结合视觉进度指示或者作为视觉进度指示的替代,系统可以在具体实施方式中使用听觉提示来表示提取循环的启动、脉动阶段和完成。这样的听觉提示可以包括音符、蜂鸣声和/或语音。听觉提示可能包括更新(例如“提取出”)或建议(例如“推进/缩回导管”)。

在具体实施方式中,算法还可以控制照明机构,例如指示灯210(图7A和图7B),以向用户传达系统是否处于完全抽吸状态、不受限流动状态、受限流动状态、堵塞状态、采样状态或提取状态。特定的灯可能会亮起以指示气泡或超驰开关已被触发。在具体实施方式中,算法可以控制压电声学芯片,该压电声学芯片向医生传达关于流出物和超驰开关的状态的听觉信息。在一个实施方式中,压电元件是在10cm处为65dB的表面安装的4kHz单音。信号可以包括声音和短语,例如音调/音高变化、蜂鸣模式、“堵塞”、“闭塞”、“凝块”、“血液”、“开放流动”等。具体实施方式利用动态蜂鸣节奏,其中当不受限制的流动状态持续时间增加时,蜂鸣声模式会稳定增加。蜂鸣声的速度表明系统处于不受限制的流动状态的时间长度,提醒医生系统定位的问题日益严重。在具体实施方式中,系统还可以包括多位置开关或按钮以专门启用不同的算法、静音音频提示或用流体灌注系统。这样的特征可以通过在基部单元210中插入销来启用,这将启用该可定制的特征。

在具体实施方式中,系统可以手动通电并且进行抽吸预定的时间段。如果系统检测到流动不受限制,则关闭开关阀以停止流动。然后,主治医生必须将导管端头重新定位到凝块中,并手动触发机制(例如脚踏板或手动开关)以启动另外的抽吸。该手动触发可以超越算法并允许抽吸继续。一旦手动触发器被释放,算法可以再次监控流动以允许抽吸,只要流动是可接受的即可。在具体实施方式中,如果并且当系统再次检测到不受限制的流动时,开关阀可以再次关闭,直到医生重新定位抽吸导管并手动超控控制器。可以重复该方案直到医生完成该程序。

在具体实施方式中,在抽吸导管可用于去除凝块和其他闭塞物质之前,可能需要用不可压缩流体灌注。在具体实施方式中,导管可以填充有盐水流体以从导管的管腔去除所有空气。在具体实施方式中,导管被自动灌注,由此导管充满流体以排出所有可压缩流体(例如,空气)。在具体实施方式中,传感器可以在使用期间监测导管内容物。如果检测到可压缩流体(例如气泡),系统可能会向用户发出警报。在具体实施方式中,系统可以指示手术需要停止,以便可以再次准备导管以去除气泡。

动态系统状态检测

图21是配置成用于动态系统状态检测的具体实施方式的示意图,示出了用于检测一个或更多个系统状态(例如抽吸导管中的不受限制的流动或阻塞的流动)的替代方法。连接管道2110的近端部可与真空源2120流体连通地连接。连接管道的远端2130可以与抽吸导管2140的近端流体连通地连接。在图21中,抽吸导管的远端被截短,即,在示意图中未示出的。

在具体实施方式中,控制器2150可以选择性地打开和关闭真空阀2160以控制连接管道相对于真空源的真空压力的流体连通或相应的隔离。基于用于操作真空阀的参数,例如触发打开/关闭阀状态的数量、顺序、频率和/或占空比,操作真空阀的许多操作状态是可能的。远侧压力传感器2170可位于连接管道的远端附近。在具体实施方式中,外部单元,例如之前图8A、图8B和图10描述和图解说明的单元,可以作为连接管道的远端和抽吸导管的近端之间的连接模块存在。在具体实施方式中,外部单元还可以包括远侧压力传感器。

在具体实施方式中,控制器可以操作真空阀以在连接管道中产生一个或更多个压力水平变化,并由此进入连接管道和/或抽吸导管系统的内容物中。此外,控制器可以使用远侧压力传感器检测连接管道的远端处的压力水平,其中检测到的压力水平的变化与通过操作真空阀产生的压力水平变化相关。

在具体实施方式中,基于检测到的压力分布,其中分布包括检测到的压力水平的时间相关序列,控制器可以动态地确定抽吸导管和/或连接管道中的一个或更多个系统状态。基于一个或更多个流动状态的确定,控制器还可发起一个或更多个动作。

图21和如上所述的具体实现方式的通用方法可以被认为是系统状态的动态检测。本文将进一步讨论该方法的一些具体实施方式。应当理解,系统状态的动态检测的具体实现方式可以在实施方式之间变化,并且可以基于特定配置和应用来定制。

图22示出了适于实现动态系统状态检测和对抽吸式血栓切除系统的抽吸导管或连接管道中的系统状态进行检测的算法的具体实施方式。在所示算法的第一步骤2210中,控制器可以通过使真空阀在第一操作模式下进行操作,例如通过选择性地打开和关闭真空阀,来在连接管道中产生一个或更多个压力水平变化。在第二步骤2220中,控制器可以经由第一压力传感器检测与连接管道的远端相关联的一个或更多个压力水平。在第三步骤2230中,控制器可以基于一个或更多个检测到的压力水平的变化确定抽吸导管或连接管道中的一个或更多个系统状态。在第四步骤2240中,控制器可以基于一个或更多个确定的系统状态使真空阀在第二操作状态下进行操作。

在具体实施方式或情况中,基于通过检测到的压力分布推断出抽吸导管或连接管道中存在的系统状态,控制器可以确定不立即需要额外的真空阀操作。例如,控制器可以通过打开然后关闭真空阀来在连接管道中产生压力水平变化。在具体实施方式中,如果控制器随后确定抽吸导管中存在不受限制或开放的流动,则控制器可以继续保持真空阀关闭,直到需要下一个动作步骤。

系统状态可以包括抽吸导管和/或连接管道内的流动状态的定性和/或定量描述。在具体实施方式中,流动状态可以是不受限制或开放流动状态,其中抽吸导管的远端或端头可以与健康血液接触,并且在导管和/或连接管道中可以有很少或没有闭塞物质。在具体实施方式中,例如由于图21的凝块2180,抽吸导管中可能存在闭塞流动状态。如将进一步讨论的,在具体实施方式中,流动状态还可以包括“中间”状态,例如部分闭塞的流动,这可能需要特定的动作来遵循该系统状态的确定。

系统状态还可以包括对抽吸导管和/或连接管道中特定流体和/或其他材料的存在的定性和/或定量描述。在具体实施方式中,诸如盐水的冲洗或灌注流体的存在或不存在可以限定一个或更多个系统状态。在具体实施方式中,诸如截留空气之类的气体的存在或不存在可以限定一个或更多个系统状态。

系统状态还可以包括与抽吸式血栓切除系统的部件的存在、不存在和/或其他特性相关的定性和/或定量描述。在具体实施方式中,如将进一步讨论的,所公开的方法可以用于检测抽吸导管何时未附接到血栓切除系统。在具体实施方式中,系统状态还可以包括与抽吸式血栓切除系统的操作重要性的特定方面相关的定性和/或定量描述。在具体实施方式中,如将进一步讨论的,所公开的方法可用于检测凝块何时已被抽吸导管的远端接合。在具体实施方式中,这样的确定可用于进一步自动启动经调节的抽吸。在具体实施方式中,这样的确定可用于进一步自动地启动浸渍循环。

包括连接管道和/或抽吸导管的系统的内容物可以包括血液,包括健康血液,以及在脉管系统中发现的凝块和其他闭塞物质,例如血栓、栓子、斑块、闭塞物质和/或血管堵塞材料。另外,系统的内容物可以包括用于准备和操作抽吸式血栓切除系统的其他流体和材料。在具体实施方式中,盐水流体可以用于冲洗和/或灌注抽吸式血栓切除术。在具体实施方式中,气体气泡例如空气气泡可以被捕获在连接管道和/或抽吸导管中,并且可以是该系统的内容物的一部分。在具体实施方式中,通过操作真空阀产生的压力水平变化可以被认为是在包括连接管道和/或抽吸导管的内容物的系统中产生压力波。

尽管本公开描述了使用特定传感器和/或阀来以特定方式检测特定系统状态,但是本公开预期提供任何合适的传感器、致动器或方法用于以任何合适的方式检测系统状态或采取进一步的动作。

动态系统状态检测方法的具体实施方式可以单独地或附加地使用除上述真空源和真空阀之外的压力源和/或阀。在具体实施方式中,如之前所公开的,压力源可以经由可控压力阀与连接管道流体连通地连接,其中压力源的参考压力水平可以从真空(即,非常低的绝对压力)变化至明显高于环境压力或收缩压力的绝对压力。作为示例而非限制,在具体实施方式中,盐水供应系统可以用作这样的压力源。这些单独的或附加的压力源和/或压力阀可以以不同的组合使用,以用于产生压力水平变化,和/或用于作为确定特定系统状态的结果而启动动作。

该动态系统状态检测方法的具体实施方式可以单独地或附加地使用除上述远侧压力传感器之外的传感器。在具体实施方式中,如先前已经讨论的,可以使用监测罐处的真空水平的真空压力传感器。在具体实施方式中,可以使用监测盐水流体的压力水平的盐水压力传感器。此外,在该方法的具体实施方式中使用的传感器可以不限于压力传感器。在具体实施方式中,数据可以源自各种传感器,包括例如用于检测压力、声波能量、超声波能量和流速的传感器。

在具体实施方式中,可以确定一个或更多个系统分数来确定系统状态,其中每个系统分数独立地或与其他系统分数组合可以指示抽吸导管或连接管道中的特定系统状态的可能性。在这方面,系统分数可以充当用于量化特定系统状态的相应可能性的度量。

系统分数可以直接或间接从传感器数据导出,例如上面讨论的检测到的压力分布。在具体实施方式中,系统分数确定可以基于从检测到的压力分布自动识别特定特征、基于从那些特定特征导出的值和趋势提取压力参数、以及基于那些特征的压力参数计算一个或更多个系统分数。在具体实施方式中,系统分数可以被确定为特定参数指标(例如压力参数)的总和。作为示例而非限制,指示开放流动的系统状态的一个或更多个压力参数可以返回例如为1、或2、或3的系统分数,这取决于用于系统组合、应用和/或实施方式中的具体压力参数和具体阈值,压力参数和具体阈值可以直接求和以计算一个或更多个系统分数的定量值,例如开放流动分数。在具体实施方式中,确定系统分数可以涉及进一步处理。在具体实施方式中,基于压力参数确定系统分数还可以包括参数的适当加权和/或校正因子的使用。作为示例而非限制,压力参数的权重可以凭经验确定。可以基于特定系统组合和/或应用来确定和/或调整与系统分数相关的最大值和最小值、阈值和其他特性。例如,系统分数的具体阈值可以基于导管和抽吸系统的具体组合而变化。将进一步讨论具有涉及检测到的压力分布和对应的系统分数的特定特征的几个示例和具体实施方式。应当理解,从传感器数据导出系统分数可以随实施方式而变化,并且可以针对特定配置和应用进行定制。

在具体实施方式中,系统分数可以基于机器学习来确定。在具体实施方式中,用于确定系统分数的中间量可以基于机器学习来确定。作为示例而非限制,感兴趣的中间量可以包括阈值和/或加权因子。在具体实施方式中,训练数据集可以从在广泛的场景中获取的检测到的压力分布数据、结合统计变化并且对应于感兴趣的系统状态来组装。然后可以使用经过训练的机器学习模型来预测新情况的系统状态。在具体实施方式中,机器学习算法可以采用半监督和/或无监督学习。该算法可以采用聚类、降维和/或强化学习来进一步提高预测准确性。另外,在具体实施方式中可以采用使用上述算法流分析技术的组合的算法。

值得注意的是,特定的传感器参数和分布,例如压力分布、参数的选择、阈值和其他标准,和/或所有其他量,例如本文中示出的阀状态,是示例性的,而不是限制性的。例如,下文将进一步讨论的图23至图70仅作为示例提供,而不是通过限制的方式提供。

图23示出了针对具体实施方式的随时间检测的远侧压力分布,示出了一些压力参数。远侧压力分布2310基于由远侧压力传感器检测到的随时间变化的压力。对应的真空阀状态分布2320指示真空阀的随时间变化的状态,其中真空阀的打开状态被指示为y轴上相对升高的稳定水平,例如在2320a中,并且真空阀的关闭状态被指示为真空阀处于相对较低的稳定水平,例如在2320b中。与上述真空阀状态一样,本文其他附图和图示中的真空阀或其他阀的打开或关闭状态也可以由y轴上的相应阀分布的相对水平来指示。

结果,在具体实施方式中,可以在检测到的压力分布(如图23中所示)中观察到系统对由真空阀的循环(即,快速打开和关闭)产生的压力水平变化的响应。图23还示出了检测到的压力分布的一些具体示例性特征,先前被称为压力参数。

例如,在图23所示的具体实施方式中并且对应于通常不受限制或开放流动的情况,当真空阀首次打开时,随着连接管道和抽吸导管的内容物暴露于真空源的非常低的绝对压力水平并且向低压加速,远侧压力可能会经历压力的大幅下降。

例如,与远侧压力突然降低之前的起始值对应的远侧压力的值可以被识别为起始(或初始)远侧压力,如图所示。例如,在具体实施方式中,起始远侧压力可以指示患者的血压以及系统状态的时间历史。此外,在具体实施方式中,起始远侧压力的变化率可以与血液粘度和/或导管中凝块的存在相关。随后关闭真空阀之后,连接管道和抽吸导管的内容物可能会经历突然减速,并最终返回到与真空源脱离的系统中的新压力平衡。

一个或更多个峰值压力水平可以是用于确定系统分数和/或系统状态的感兴趣的压力参数。在具体实施方式中,记录的对应于在这种情况下真空阀关闭的远侧压力的大过冲的最大值可以被识别为最大绝对回弹压力,如图23作为示例而非限制所示出的。最大绝对回弹压力也可能与血液粘度相关。

在具体实施方式中,与诸如真空阀循环之类的压力变化产生事件之后的压力水平平衡的恢复相对应的一个或更多个压力水平和/或时间间隔可以是用于确定系统分数和/或系统状态的感兴趣的压力参数。例如,可以基于对应于与真空阀的打开和关闭顺序相关的压力扰动的影响的停止的压力和/或时间度量来建立时间窗口。在具体实施方式中,如图所示,在该时刻的远侧压力值可以被识别为结束远侧压力。例如,在具体实施方式中,结束远侧压力可以对应于真空阀关闭之后预定时间间隔(例如80ms)处的远侧压力值,或者也可以基于根据其他参数确定的时间间隔。

应当理解,基于特定配置和应用的要求,传感器参数的特定定义和阈值可以在实施方式之间变化。以下公开的压力参数和相关特征旨在是示例性的,而不是限制性的。

在具体实施方式中,压力变化的测量可以被进一步提取作为压力参数。例如,对于这种提取,可以考虑标记开始和结束远侧压力的时刻之间的压力变化。在具体实施方式中,如图所示,压力关于中位数(“Med”)压力的平均绝对偏差(“MAD”)可被识别为真空阀关闭与结束远侧压力时刻之间的压力变化的测量。压力关于中位数压力的平均绝对偏差(“MAD/med”)也可以与血液粘度相关。

在具体实施方式中,压差水平可以是用于确定系统分数和/或系统状态的感兴趣的压力参数。在具体实施方式中,对于两个连续的真空阀循环序列,第二起始远侧压力相对于第一起始远侧压力的差可以被识别为感兴趣的压差水平,如图23所示。这样的起始远端压差在整个粘度范围内可以是稳定的。

如先前所讨论的,系统分数可以基于检测到的压力参数来确定。在具体实施方式中,可以基于检测到的压力参数来确定开放分数。作为示例而非通过限制的方式,开放分数的值可以在0与7之间变化,并且可以指示至少开放流状态的可能性。类似地,在具体实施方式中,可以基于检测到的压力参数来确定闭塞分数。作为另一示例而非通过限制的方式,闭塞分数的值可以在0与7之间变化,并且可以指示至少闭塞流状态的可能性。此外,在具体实施方式中,开放分数和闭塞分数的各种组合可以指示一个或更多个感兴趣的附加系统状态(例如,部分闭塞流状态)的可能性。

在具体实施方式中,可以建立阈值以用于基于系统分数确定系统状态。作为一些示例而非通过限制的方式,在具体实施方式中,如果闭塞分数等于或超过3(在最大可能分数7以内),则可以确定系统处于闭塞状态。在具体实施方式中,如果开放分数等于或超过3(同样,在最大可能分数7以内),则可以确定系统处于开放流状态。在具体实施方式中,如果开放分数和闭塞分数均小于3,则可以确定系统处于部分闭塞状态。在具体实施方式中,这种部分闭塞状态可能表明足够柔韧或可变形以通过连续抽吸来提取并且不一定需要脉冲或调制抽吸的凝块或血栓的存在。

尽管本公开描述了建立用于以特定方式基于特定系统分数确定系统状态的特定阈值,但是本公开设想提供用于以任何合适方式基于任何系统分数确定系统状态的任何合适阈值。

图24至图31示出了一系列系统状态分数的远侧压力分布的具体实施方式。在具体实施方式的这些示例中,各个检测到的分布的特定部分被突出显示,并且基于检测到的压力参数确定的闭塞分数和开放分数被指示为与每个检测到的压力分布的突出显示部分相对应。这些图示是示例性的,并且不以限制的方式提供。

例如,图24示出了具体实施方式的在大体开放或不受限制的流动情况下检测到的远侧压力分布。具体实施方式的检测到的分布示出了响应于真空阀状态变化2320的相对快速的压力变化2310。突出显示的区域示出了相对较大的过冲或最大回弹压力,以及立即流动真空阀关闭的检测到的压力的高变化。至少基于这些压力参数,该示例中的闭塞分数被确定为0,而开放分数被确定为5。

作为另一个示例,图25示出了具体实施方式的在部分闭塞流动情况下检测到的远侧压力分布。该分布示出了相对阻尼的回弹,检测到的压力水平没有恢复到其起始远侧压力的水平。至少基于这些压力参数,该示例中的闭塞分数被确定为0,而开放分数被确定为1。图26示出了具体实施方式,其中闭塞分数被确定为3,并且开放分数被确定为1。

图27示出了对于具体实施方式而言闭塞分数被确定为4并且开放分数被确定为1的示例。在该示例中,基于响应于在1367.5s时间标记之后不久开始的第一真空阀循环而检测到的压力分布,系统可以最初被确定为处于开放流动状态。基于开放流动的确定,系统可以以间歇抽吸方式操作,即,真空阀可以保持关闭一段时间间隔以防止抽吸健康血液。在该介于中间的时间间隔期间,在一些实施方式中,可以重新定位导管以与凝块接合。真空阀曲线表明它在1368.5秒时间标记后不久再次循环。根据相应检测到的压力分布,系统可以被确定为处于至少部分闭塞的流动状态,这反映在该示例中确定的系统分数中。在一些实施方式中,如此处所示,系统可以响应于这种情况而触发经调节或脉冲的抽吸。在该具体实施方式中,经调节的抽吸可以被观察为交替循环的真空阀分布(2320)和压力阀部分(2710),每个分布指示相应阀的随时间变化的状态。在一些实施方式中,高压的盐水流体可以经由压力阀充当压力源。在该序列结束时,如远端分布所示,可以抽吸堵塞物,并且示例性压力分布示出了系统再次处于开放流动状态的指示。

图28至图31示出了在具体实施方式中可以指示闭塞的逐渐更明显的标记的示例,具有由控制器确定的相应更大的闭塞分数和/或更低(或零)的开放分数。图28示出了闭塞分数为5且开放分数为1的示例。图29示出了闭塞分数为6且开放分数为0的示例。图30示出了闭塞分数为7且开放分数为0的示例。图31示出了闭塞分数为7且开放分数为0的不同示例。图32示出了具体实施方式中的开放流动和相应的间歇性抽吸演变成闭塞或部分闭塞流动,这可能需要经调节或脉冲的抽吸。这些图示是示例性的,并且不以限制的方式提供。

在具体实施方式中,闭塞分数、开放分数和/或其他系统分数的特定组合可用于触发浸渍循环以在闭塞物质上施加机械力。这种机械作用可用于充分改变凝块或其他闭塞物质的形式和/或稠度,以实现更有效的抽吸。

在具体实施方式中,可以使用升级特征,其中由控制器维持相同系统状态的连续确定的升级计数,并且如果计数超过阈值则可以采取特定动作。在具体实施方式中,可以在阈值交叉迭代之后的迭代中重置计数。在具体实施方式中,如果计数超过阈值则采取的动作可以是产生通知,例如用户通知。在具体实施方式中,如果计数超过阈值则采取的动作可以涉及控制器对一个或更多个阀的操作。在具体实施方式中,可以基于闭塞分数和升级计数的组合来调整用于经调节的抽吸或脉冲抽吸的参数。

图33示出了具体实施方式中的升级计数场景的进展。在由箭头指示的特定时刻确定的闭塞分数作为示例但不作为限制示出:在跨越前五个这样的时刻(箭头)的时间间隔期间在5与7之间波动,但是这通常可以是指示持续的闭塞流动状态。相应地,升级计数被示出为在闭塞流动的每个连续相同确定期间递增,直到达到阈值升级计数5,此时,在具体实施方式中,可以基于闭塞分数和升级计数的组合来修改经调节的抽吸的参数。在下一次确定系统分数时,如图33中最后一个箭头所示,升级计数可以重置为零。在此示例中,闭塞分数显著降低至3。

在具体实施方式中,一个或更多个系统分数相对于阈值的值可用于基于操作一个或更多个阀来启动动作。所采取的这种动作还可以取决于先前或当前的系统状态和/或通过阀操作进行的抽吸模式。

在执行间歇抽吸的抽吸式血栓切除系统的具体实施方式中,闭塞分数增加超过阈值可以触发调节抽吸模式的启动。在执行间歇抽吸的抽吸式血栓切除系统的具体实施方式中,开放分数的增加超过阈值可以触发涉及持续间歇抽吸的模式。在执行间歇抽吸的抽吸式血栓切除系统的具体实施方式中,如果开放分数和闭塞分数均未增加超过阈值,则其可以触发连续抽吸的启动。在执行调节抽吸的抽吸式血栓切除系统的具体实施方式中,闭塞分数降低到阈值以下可以触发模式改变为间歇性抽吸。

如先前所讨论的,可以基于检测到的与生成的压力水平变化相关的传感器数据来确定附加的系统状态。例如,在具体实施方式中,可以通过这种动态系统状态检测来检测系统中盐水和/或空气的存在。图34和图35示出了在具体实施方式中分别通过使用与阀操作所产生的压力变化相关的检测到的压力分布来检测成功和不成功的灌注操作的示例。这些图示是示例性的,并且不以限制的方式提供。

图34和图35示出了基于具体实施方式的远侧压力分布2310、与盐水压力源相关的盐水压力分布3410以及与真空罐中的压力相关的真空压力分布3420。示例性真空阀分布2320示出了真空阀随时间变化的打开/关闭操作状态。示例性压力阀分布2710,也称为通气阀分布,示出了用于盐水压力源的压力阀的随时间变化的打开/关闭操作状态。将进一步讨论可以允许检测盐水和/或空气的具体特征和压力参数。

图36至图50示出了用于在灌注期间进行动态系统状态检测的具体实施方式的压力分布特征。这些图示是示例性的,并且不以限制的方式提供。图36示出了在具体实施方式中在打开真空阀和盐水压力阀两者时在灌注序列开始时的压力分布。它说明了真空压力分布的斜率可以如何指示远侧连接管道中的空气以及不存在限制的情况。图37示出了仍然在具体实施方式中的灌注序列开始时,真空压力分布的斜率的转变或变化的性质,例如从正斜率到负斜率的弯曲,可以如何指示由于盐水液体进入真空罐而从充气系统转变为受到限制。图38示出了在具体实施方式中,开始灌注和识别真空压力分布中的斜率的弯曲或变化之间的时间间隔如何可以指示空气和/或盐水的相对平衡,以及在远侧连接管道处的限制。

图39示出了在灌注操作的开始、中间和结束的时间窗口/间隔期间获取的真空压力的平均绝对偏差(“MAD”)相对于中位数(“Med”)——其可以表示为“MAD/med”——如何可以在具体实施方式中用于识别盐水,以及用于检测成功的灌注。高水平的变化可能指示由于液体盐水而造成的段塞(slugging);这种变化可能会随着成功的启动操作的发展而增加,从而表明空气逐渐被液体取代。相比之下,图40示出了具体实施方式中对应于不成功的灌注操作的真空分布的特征。在灌注的早期阶段,高斜率可能表明存在空气,并且延迟或不存在显著且及时的斜率变化可能表明不存在液体盐水。斜率变化所需的时间过长可能表明系统中空气过多。此外,从一开始的变化水平可能表明从管道中存在液体开始,而不是从干燥管道开始。真空压力变化随着时间的推移而减小可能表明管道中的液体随着时间的推移而减少,而不是更多。

图41示出了在具体实施方式中,在成功的灌注操作的开始、中间和结束期间盐水压力变化的演变。例如,每个压力的中位数上的压力平均绝对偏差或MAD/med可以用作变化的度量。同样,高水平的变化可能表明由于盐水的存在而产生了段塞。对于在该具体实施方式中成功启动的情况,开始时的低变化可以指示以干管路开始,而到操作结束时增加且显著的压力变化指示盐水的潜在存在。相比之下,图42示出了具体实施方式中在灌注序列开始时盐水压力的显著压力变化,指示管路可能尚未开始变干。变化减小可能表明管路中存在少量液体,导致最小的段塞。

图43示出了在具体实施方式中在成功的灌注序列的中间期间取得的远侧压力分布2310。显著高的最大和低的最小远侧压力以及高变化可能表明液体相对于空气的惯性“水锤”效应,这可能进一步表明液体盐水的存在。同样,图44示出了在具体实施方式中在成功的灌注序列中间取得的盐水压力分布3410。显著高的最大盐水压力和低的最小盐水压力以及高变化可能表明液体相对于空气的惯性“水锤”效应,这可能进一步表明液体盐水的存在。相比之下,图45示出了在具体实施方式中在不成功的灌注序列中间取得的远侧压力分布和盐水压力分布。两个示例性压力分布图都示出了最大压力和最小压力的小偏差以及低变化,这可以指示低惯性“水锤”效应和真空阀关闭时的最小流体流动。

图46示出了在具体实施方式中在成功的灌注序列中间取得的真空压力分布。在真空罐处可以观察到真空压力很少或没有变化,这可以表明没有流动和/或高粘度,进一步表明管道可能填充有液体,在真空阀处产生的流量非常低。相比之下,图47示出了在具体实施方式中在不成功的灌注序列中间取得的真空压力分布。真空罐处的压力增加可能表明高流速,和/或低粘度表明管道可能充满空气,而不是液体盐水。

图48示出了在具体实施方式中在成功的灌注序列结束附近取得的远侧压力分布。显著高的最大远侧压力和低的最小远侧压力,以及高变化和振铃(ringing)或振荡,可能表明由于压力阀关闭时大量液体流动而导致液体相对于空气的惯性“水锤”效应,这可能是由于液体盐水的存在。相比之下,图49示出了在具体实施方式中在不成功的灌注序列结束附近取得的远侧压力分布。可以观察到远侧压力很小或没有变化,这可能表明当压力阀关闭时缺乏液体流动,由于相对缺乏盐水,观察到很少或没有惯性“水锤”效应。

图50示出了在具体实施方式中,在成功的灌注序列结束附近取得的盐水压力分布。中间最终盐水压力超过中间最终远侧压力,这可能表明两个压力之间存在站站立头或压差。这可能是由于盐水管道中的液柱高于远端传感器造成的。

虽然本公开描述了使用特定的传感器分布、特定的参数和/或特定的致动器(例如真空阀)来动态地检测系统状态和/或基于该确定采取进一步的行动,但是本公开预期提供任何合适的传感器、致动器和/或用于检测系统状态或以任何合适的方式采取进一步行动的方法。

如先前所讨论的,基于诸如开放分数和闭塞分数的系统分数来确定诸如开放流状态、闭塞流状态或“中间”状态之类的系统状态,在具体实施方式中,控制器可以被配置成检测与液体和气体(例如盐水和空气)的相对存在或不存在相关的系统状态。例如,每个特征(例如上面公开的那些特征)可以被加权,并且特征的加权和可以用于确定一个或更多个对应的系统状态。上述和以下方面是示例性的,而不是限制性的。应当理解,用于动态系统状态检测的方法可以随实施方式而变化,并且可以基于特定配置和/或应用来定制。

在具体实施方式中,动态系统状态检测可以用于确定导管是否附接到抽吸式血栓切除系统。在具体实施方式中,为了用盐水冲洗系统,导管不得连接至系统。另外,指示盐水存在的其他因素可用于后续。作为示例而非限制,图51至图52示出了用于冲洗期间导管检测的具体实施方式的压力分布特征。

图51示出了在具体实施方式中在冲洗序列开始时取得的远侧压力分布,其中没有导管附接至系统。在感兴趣的时间间隔或窗口内,基于真空阀的循环,可以观察到远侧压力的大变化或振铃。另外,在该时间间隔期间远侧压力5110的中位数可被确定为接近局部环境压力。这种特征组合可能表明没有导管附接到系统。相比之下,图52示出了在具体实施方式中在冲洗序列开始时取得的远侧压力分布,其中导管附接至系统。基于真空阀的循环,可以观察到远侧压力的变化或振铃显著减少,并且在该时间间隔期间远端的中位数显著低于局部环境压力,这表明导管可以附接至系统。

图53至图55示出了用于验证冲洗期间液体存在的具体实施方式的压力分布特征。图53示出了具体实施方式中冲洗序列开始时的盐水压力分布。相对于远端或环境压力的较高盐水压力可以表明盐水管道中存在足以开始冲洗的高度的液体。图54示出了具体实施方式中在冲洗序列中间期间的盐水压力分布。开始时相对于中位数盐水压力较高的最大盐水压力说明了由于液体的存在而产生的惯性“水锤”效应。此外,达到最大盐水压力所花费的时间可能足以指示该特定示例中的振铃。图55示出了具体实施方式中在冲洗序列结束时的盐水压力分布。冲洗结束时的盐水压力大于冲洗开始时的远侧压力,这可能表明由于液体位于远端管道上方相当高的高度,因此盐水管道中存在站立头。这些图示是作为示例而非限制的方式提供的。

在具体实施方式中,动态系统状态检测可以用于确定在再灌注序列期间盐水的存在或不存在。作为示例,但不以限制的方式,图56至图58示出了用于验证再灌注期间液体存在的具体实施方式的压力分布特征。图56和图57示出了在具体实施方式中在成功的再灌注序列结束时取得的盐水压力分布。如图56所示,在阀关闭之后的时间间隔窗口期间检测到的盐水压力的显著变化(使用诸如MAD/med的度量)可以用于验证液体存在。如图57所示,再灌注结束时的盐水压力大于环境压力水平5710可以指示由于液体处于足够高度而导致盐水管道中的站立头。相比之下,图58示出了具体实施方式中对应于不成功的再灌注序列的盐水压力分布。在阀关闭后的时间间隔窗口期间检测到的盐水压力的低变化(使用诸如MAD/med的度量)可能表明缺乏惯性“水锤”效应,这可能进一步表明缺乏液体盐水。此外,观察到再灌注结束时的盐水压力与环境压力相同,这也可能表明缺乏盐水。

在具体实施方式中,动态系统状态检测可用于确定脉冲序列期间盐水的存在或不存在。作为示例,但不以限制的方式,图59至图60示出了在脉冲序列期间用于盐水检测的具体实施方式的压力分布特征。图59示出了具体实施方式中脉冲序列期间的盐水压力分布。在基于操作压力阀的时间间隔窗口期间检测到的盐水压力的高变化(使用诸如MAD/med的度量)可以指示盐水的存在。此外,最大盐水压力与最小盐水压力的高比率可能表明盐水的存在。图60示出了在具体实施方式中对脉动期间盐水损失的检测。虽然脉冲期间的早期时间间隔窗口说明了盐水压力的高变化以及最大盐水压力与最小盐水压力的大比率,所有这些都表明可能存在盐水,但后期时间间隔窗口说明了盐水压力的显著较低的变化,并且最大盐水压力与最小盐水压力的比率显著降低,所有这些都表明脉冲期间可能会损失盐水。

在具体实施方式中,动态系统状态检测可用于确定凝块是否已被接合。在具体实施方式中,调节抽吸的启动可以在凝块接合的这种确定之后进行。在具体实施方式中,这样的确定可以单独地或附加地用于启动用于在闭塞物质上施加机械力的浸渍循环。这种机械作用可用于充分改变凝块或其他闭塞物质的形式和/或稠度,以实现更有效的抽吸。

作为示例,但不作为限制,图61至图65示出了用于对应于脉冲序列的凝块检测的具体实施方式的压力分布特征。图61示出了具体实施方式中脉冲序列期间的远侧压力分布。对在真空阀循环事件之间的时间间隔的中间期间取得的中位数远侧压力的比较说明了在两次连续的此类检测中中位数的下降,这可以指示闭塞或凝块的存在。

图62示出了具体实施方式中脉冲序列期间的远侧压力分布。在对应于真空阀在1105.9s时间标记周围的第一次循环的第一种情况下,将在开始时取得的远侧压力的中位数与在脉冲循环中间取得的远侧压力的中位数进行比较。正如在第一种情况中观察到的,这些中位数压力之间的巨大差异可能表明存在开放或不受限制的流动。在对应于在1106.1秒时间标记周围开始的真空阀的第二次循环的第二种情况下,观察到中位数压力之间的小差异,这可能表明存在闭塞或凝块。

图63示出了具体实施方式中脉冲序列期间的远侧压力分布。在第一种情况下,对应于真空阀第一次循环开始时在1105.9s时间标记周围采取的短时间窗口,由于惯性“水锤”效应,远侧压力的变化(使用MAD/med等度量)很大,这可能表示开放、自由或不受限制的流动。在第二种情况下,对应于在1106.1s时间标记周围开始的真空阀第二次循环开始时采取的短时间窗口,远侧压力的变化(使用诸如MAD/med的度量)很小,这可能表明存在闭塞或凝块。

图64示出了具体实施方式中脉冲序列期间的远侧压力分布。在对应于真空阀在1105.9秒时间标记周围的第一次循环的第一种情况下,将脉冲循环开始时的中位数远侧压力与脉冲循环中间期间远侧压力的平均绝对偏差进行比较。观察到的大偏差可能表明开放流动状态以及相应的压力增加。在对应于在1106.1s时间标记周围开始的真空阀的第二次循环的第二种情况下,再次将第二脉冲循环开始时的中位远侧压力与第二脉冲循环中间的远侧压力的平均绝对偏差进行比较。观察到的小偏差可能表明低流动条件,以及由于可能存在闭塞或凝块而导致的压力降低。

图65示出了具体实施方式中脉冲序列期间的远侧压力分布。在第一种情况下,对应于在1105.9s时间标记周围开始的真空阀第一次循环中间所采取的大时间间隔窗口,远侧压力的变化(使用诸如MAD/med的度量)由于惯性“水锤”效应而很大,这可能表示开放、自由或不受限制的流动。在第二种情况下,对应于在1106.1s时间标记周围开始的真空阀第二次循环中间所采取的大时间间隔窗口,远侧压力的变化(使用诸如MAD/med的度量)很小,这可能表明存在闭塞或凝块。

在具体实施方式中,动态系统状态检测可以涉及使用多个传感器,例如多个压力传感器,包括多个传感器之间的相互作用。作为示例,但不以限制的方式,图66至图70示出了使用用于动态系统状态检测的多个压力传感器P1和P2检测的具体实施方式的压力分布。应当理解,使用多个传感器进行动态系统状态检测可以随实施方式而变化,并且可以基于特定配置和/或应用来定制。

图66示出了在具体实施方式中使用P1和P2压力分布来检测开放流动状况。例如,对于与第一阀循环事件相对应的图66的起始时间间隔窗口而言,基于阀的循环,P1和P2压力变化都很大,这可以指示开放流动状况。基于该确定,阀可以保持关闭。例如,可以基于比较开始和结束时的中位数压力水平和/或基于比较结束时相对于环境压力的中位数压力水平来做出开放流动的单独或另外的确定。在具体实施方式中,如果P1变化乘以P2变化较大,并且开始时的P1中位数压力小于结束时的P1中位数压力,并且如果结束时P1中位数压力约等于环境压力,则可以确定进行开放流动。在具体实施方式中,如果P1变化乘以P2变化较大,并且开始时的P2中位数压力小于结束时的P2中位数压力,并且如果结束时P2中位数压力近似等于环境压力,则可以确定进行开放流动。

在具体实施方式中,对于与第二阀循环事件相对应的图67的中间时间间隔窗口而言,P1和P2压力变化都相对减小,这可以指示较低的流速。此外,在此中间时间间隔窗口期间获取的P1和P2压力水平的中位数也减小,这可能表明由于存在凝块而导致流动受到限制。基于该确定,可以打开阀。在具体实施方式中,如果P1变化乘以P2变化较小,则可以指示较低的流速。在具体实施方式中,如果P1变化乘以P2变化很大并且系统被确定为不处于自由流动,则可以指示较低的流速和/或受限的流动,并且由于存在凝块阀可以被打开。

图68至图70示出了具体实施方式中在没有阀循环的开阀状态下使用P1和P2的系统状态检测。如图68所示,在具体实施方式中,在开阀状态开始时,P1压力接近P2压力,并且P1和P2的乘积很小,这可以指示低流速。在具体实施方式中,如果P1压力大约等于P2压力,并且如果P1压力大约等于环境压力,并且如果P2压力大约等于环境压力,并且如果P1压力乘以P2压力较小,则可以指示低流动。根据低流动的确定,阀可能会保持打开状态而不进行采样。图69示出了具体实施方式中流动的增加。如图所示,P1增加到远大于P2的值,产生较大的P1和P2乘积,这可能表明可能导致采样循环的高流速,并可能导致阀运行。如果采样循环未检测到开放流动,则阀可以保持打开状态。在具体实施方式中,如果P1压力大于P2压力,并且如果P1压力乘以P2压力很大,并且如果P1和P2环境可用,则可以指示高流速,从而引起采样循环。如果采样循环未检测到开放流动,则阀可以保持打开状态。在具体实施方式中,如果P1压力远大于P2压力,并且如果P1和P2环境不可用,则可以指示高流速,导致采样循环。如果采样循环未检测到开放流动,则阀可能保持打开状态。在具体实施方式中,如果P1压力乘以P2压力很大,并且如果P1和P2环境不可用,则可以指示高流速,导致采样循环。如果采样循环未检测到开放流动,则阀可以保持打开状态。

图70示出了在具体实施方式中在示出的分布的中间和接近末端的时间间隔窗口期间观察到的P1和P2压力的变化的比较。P1和P2压力的微小变化(例如在该图所示的分布序列中间大约观察到的变化)可能表明低流动条件和可能存在凝块。在这种情况下,阀可以保持打开状态。相反,如在该图中所示的压力分布序列接近结束时观察到的,P1和P2压力的大变化可能表明高流速并且不存在凝块。在这种情况下,阀可以关闭。在具体实施方式中,如果P1变化平方(即,P1变化乘以自身)乘以P2变化很大,则可以确定高流速,表明不存在凝块。基于该确定,阀可以关闭。

在具体实施方式中,可以从传感器数据提取物理参数。在动态系统状态检测期间检测到的特定特征和压力参数可以依赖于、不同地依赖于或独立于特定物理参数。例如,如先前所讨论的,在具体实施方式中,起始远侧压力和/或最大绝对回弹压力可以与血液粘度相关。相反,在具体实施方式中,起始远端压差可以随着血液粘度的变化而稳定。基于其他已知参数,在具体实施方式中,基于与已知数据库的比较和/或选择性地在系统中产生压力变化,物理参数例如血液粘度、凝块或血栓特性例如弹性或可变形性、导管和/或连接管道尺寸、几何形状、配置和其他特性可以通过检测传感器分布(例如压力分布)来确定。在具体实施方式中,通过检测传感器分布图确定的诸如凝块或血栓特性的参数可用于确定特定操作模式(诸如提取、调节和/或浸渍模式)的选择性应用。

如已经讨论的,系统状态确定可以基于确定一个或更多个系统状态分数。在具体实施方式中,用于确定和解释系统状态分数的算法和阈值可以基于如下各者进行调整:基于物理条件,例如环境温度和其他温度和压力;基于材料参数,例如连接管道的弹性或血液的粘度;基于几何形状和配置参数,例如抽吸导管的长度或直径;基于血栓的特征,例如弹性或可变形性;和/或基于其他检测到的参数,例如压力参数。

其他

本文中,除非另有明确指示或上下文另有指示,“或”是包含性的而非排他性的。因此,本文中的“A或B”是指“A、B或两者”,除非另有明确指示或上下文另有指示。此外,“和”既是连带的又是单独的,除非另有明确说明或上下文另有说明。因此,本文中,“A和B”是指“A和B,共同或单独地”,除非另有明确指示或上下文另有指示。

本公开的范围涵盖本领域普通技术人员将理解的对本文描述或示出的示例实施方式的所有改变、替换、变化、更改和修改。本公开的范围不限于本文描述或示出的示例实施方式。此外,虽然本公开将本文中的各个实施方式描述和示出为包括特定部件、元件、特征、功能、操作或步骤,但是这些实施方式中的任何一者可以包括任何部件、元件、特征、功能、操作或本文任何地方描述或示出的本领域普通技术人员将理解的步骤的任何组合或排列。此外,所附权利要求中提及的设备或系统或者设备或系统的被适配成、布置成、能够、构造成、能够执行、可操作或操作性地以执行特定功能的部件涵盖:该设备、系统、部件,无论其或该特定功能是否被启用、开启或解锁,只要该设备、系统或部件是如此适配、布置、有能力、构造、能够执行、可操作或操作性地即可。另外,虽然本公开描述或示出了提供特定优点的具体实施方式,但是具体实施方式可以不提供这些优点、提供这些优点中的一些或全部。

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