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CN108784848A - 感染检测设备和方法 - Google Patents

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CN108784848A
CN108784848A CN201810408934.7A CN201810408934A CN108784848A CN 108784848 A CN108784848 A CN 108784848A CN 201810408934 A CN201810408934 A CN 201810408934A CN 108784848 A CN108784848 A CN 108784848A
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China
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infection
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probe
light source
target site
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CN201810408934.7A
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安东尼·斯格罗伊
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Original Assignee
Covidien LP
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Publication date
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Abstract

一种感染检测设备包括：壳体，其具有被配置成输出外科手术部位处的感染水平的显示器；以及探针，其具有附接到壳体的近端部分和被配置成用于插入到外科手术部位中的远端部分。检测设备沿着探针的远端部分集成并被配置成测量外科手术部位处的感染水平。检测设备被配置成当在外科手术部位处检测到预定感染水平时警告用户。

Description

感染检测设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年5月2日提交的美国临时专利申请第62/500,206号的权益和优先权，其全部公开内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明通常涉及外科手术设备，并且更具体地涉及配置成用于检测和可选地治疗外科手术部位处的感染的设备
背景技术
外科手术部位感染是进行外科手术的身体部位在外科手术后发生的感染。外科手术部位感染有时可以是仅涉及皮肤的浅表感染。其它外科手术部位感染更严重，并可能涉及皮下组织、器官或植入材料。外科手术发生的时间与感染体征或症状发作之间可能存在滞后。这可能会导致疾病在检测并采取适当的治疗之前恶化。
发明内容
根据本发明的设备提供微创实时感染检测并可选地提供治疗。
根据本发明的一个方面，感染检测设备包括：壳体，其具有被配置成输出外科手术部位处的感染水平的显示器；以及探针，其具有附接到壳体的近端部分和被配置成用于插入到外科手术部位中的远端部分。检测设备可以沿着探针的远端部分集成。检测设备可以被配置成测量外科手术部位处的感染水平并且当在外科手术部位处检测到预定感染水平时警告用户。
在实施例中，检测设备包括设置在探针的远端部分处的摄像头。摄像头限定外科手术视野。
在一些实施例中，检测设备包括设置在探针的远端部分处的光源。光源被配置成照亮由摄像头限定的外科手术视野。光源被配置成治疗外科手术部位处的感染。
在某些实施例中，检测设备包括可选择性地附接到探针的远端部分的无菌涂抹器。无菌涂抹器配置成从外科手术部位取回组织样本。
在实施例中，感染检测设备包括配置成测量由无菌涂抹器取回的组织样本的感染水平的光度计。
在一些实施例中，感染检测设备包括被配置成执行感染检测设备的至少一个操作的计算设备，该计算设备包括处理器和存储器。
在某些实施例中，显示器被配置成用于显示计算设备的至少一个输出。
在实施例中，计算设备被配置成确定外科手术部位处的预定感染水平。
在一些实施例中，显示器被配置成用于显示由摄像头限定的外科手术视野。
在某些实施例中，刻度盘设置在壳体上并可操作地连接到探针。刻度盘被配置成选择性地使探针相对于壳体旋转和铰接。
在实施例中，光源被配置成辐射紫外光以使外科手术部位处的细菌感染可视化。
在一些实施例中，光源被配置成辐射具有约260纳米到约280纳米波长的紫外光以治疗组织。
在某些实施例中，探针的远端部分包括配置成容纳无菌涂抹器的凹部。
在实施例中，光度计包括读取腔室，其被配置成容纳无菌涂抹器以用其测试组织样本的感染水平。
在一些实施例中，感染检测设备包括被配置成与外部设备连接的数据接口设备。数据接口设备被配置成从计算设备上传数据到外部设备上。数据接口设备被配置成从外部设备下载数据到计算设备上。
根据本发明的另一方面，提供了一种检测和治疗吻合口瘘的方法，包括在患者中靠近目标部位形成切口，将探针插入到切口中，用探针的摄像头和光源观察目标部位，用探针确定目标部位是否包括口瘘或感染，以及用光源治疗目标部位。
在实施例中，该方法可以包括用选择性地附接到探针的无菌涂抹器从目标部位取回组织样本。
在一些实施例中，该方法可以包括用光度计测量由无菌涂抹器取回的组织样本的感染水平。
在某些实施例中，该方法可以包括用计算设备确定何时在目标部位处存在感染。
在实施例中，该方法可以包括在显示设备上显示由摄像头限定的外科手术视野。
在一些实施例中，治疗目标部位包括用来自光源的具有约260纳米到约280纳米波长的紫外光暴露目标部位。
在某些实施例中，该方法包括在来自光源的紫外光下使目标部位可视化以观察目标部位处的细菌感染。
在实施例中，该方法包括铰接探针以导航到目标部位。
附图说明
以下参考附图描述本感染检测设备的各个方面，所述附图被并入本说明书中并构成其一部分，其中：
图1是根据本发明的感染检测设备的说明性实施例的透视图；
图2是图1的设备的远端部分的远端视图；
图3是图1的设备的探针的侧视图，其上附接有涂抹器；
图4是图1设备的正面局部横截面图，描绘了容纳涂抹器的光度计的读取腔室；以及
图5是在外科手术或伤口部位使用图1的设备的图示。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本感染检测设备的实施例，其中在若干视图中的每一个视图中，相同的附图标记表示相同或相应的元件。如本文所使用，术语“临床医生”是指医生、护士或其它护理提供者，并且可以包括支援人员。在下面的描述中，没有详细描述众所周知的功能或构造，以避免不必要的细节模糊本发明。如本文所使用，术语“远侧”常规而言将指远离用户或更接近患者的器械、装置、设备或其部件的那部分，而术语“近侧”将指更接近用户或远离患者的器械、装置、设备或其部件的那部分。
本发明涉及一种感染检测设备。具体而言，感染检测和治疗设备可以是手持设备，其具有被配置成在外科手术或伤口部位进行外科手术或术后检查的探针。本设备可以被配置成通过例如减少或消除外科手术部位或伤口部位处的传染因子来治疗外科手术或伤口部位。
参考图1，根据本发明的感染检测设备100的实施例通常包括壳体102、配置成与设备100连接并执行设备100的各种操作的中央处理单元104(CPU)、显示器106、用于检查和/或治疗外科手术或伤口部位的探针108、用于铰接或操纵探针108的刻度盘110，以及用于分析来自外科手术或伤口部位的组织样本的检测设备112，诸如例如照度计或光度计。在实施例中，设备100可连接到能量源以向设备100提供电力。另外或替代地，感染100可以是便携式电池供电设备。
壳体102包括被配置成用于抓握感染检测设备100的手柄部分102a，使得设备100可以被配置成手持设备。壳体102包括多个控件103，其被配置成接收用户输入并且操作设备100的各种功能。
CPU 104可以是适于实施或执行本文描述的技术、操作和/或指令的任何类型的合适的处理器或计算机。例如，CPU 104可以是硬件处理器，其被编程为根据固件、存储器或其它存储装置中的指令或其组合来执行本文描述的技术。类似地，CPU 104还可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)，其被永久地编程以执行本文描述的技术或操作。CPU 104还可以是数字信号处理(DSP)、微处理器或者并入硬连线逻辑或程序逻辑或两者的任何其它设备以执行本文描述的操作或技术。
CPU 104可以包括存储器104a，该存储器可以是用于存储数据的任何类型的硬件设备。存储器104a可以是易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM)(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等)。存储器104a可以是非易失性存储器，诸如只读存储器(ROM)(例如，可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、非易失性RAM(NVRAM)等)。存储器104a还可以是磁性、光学或电子介质。
显示器106可以通信地连接到CPU 104。显示器106可以是被配置成显示CPU 104的至少一个输出的任何设备(例如，触摸屏、LED、LCD、OLED、PDP等)。例如，显示器106可以被配置成显示外科手术或伤口部位的图像和视频、组织样本数据、治疗信息等。例如，如果外科手术或伤口部位处存在感染，则显示器106可以向临床医生提供指示其感染或缺失的组织样本信息，诸如“未检测到感染”、“检测到感染”、“通过”、“失败”、“确定”、“RLU”等。显示器106还可以显示建议治疗过程的文本或图形，诸如“施加UV-C光”、“建议外科手术”等。在实施例中，可以在显示器106上数字地显示多个控件103，使得临床医生可以触摸数字显示器106上的多个控件103来执行设备100的各种功能。
显示器106可以是液晶显示器、等离子体显示器、一个或多个发光二极管、发光显示器、多色显示器、模拟显示器、无源显示器、有源显示器、“扭曲向列”显示器、“超扭曲向列”显示器、“双扫描”显示器、反射式显示器、背光显示器、字母数字显示器、单色显示器、“低温多晶硅薄膜晶体管”或LPTS TFT显示器，或者指示与感染检测和治疗设备100的感染治疗信息有关的参数、信息或图形的任何其它显示器X。
设备100可以包括被配置成与外部设备(例如平板电脑、智能设备、计算机等)连接的数据接口设备106a。数据接口设备106a可以被配置成从CPU 104上传数据到外部设备上。另外，数据接口设备106a可以被配置成从外部设备下载数据到CPU 104上以改变和/或更新CPU 104的编程(例如，固件更新)。数据接口设备106a可以是通用串行总线(USB)连接器，其被配置成使用USB电缆与外部设备连接。另外或替代地，数据接口设备106a可以被配置成接收USB闪存介质驱动器、SD卡或其它可移动或不可移动存储介质以从CPU104和/或存储器104a下载/上传数据。数据接口设备106a可以包括被配置成用于从一个或多个外部设备或系统接收数据和/或向一个或多个外部设备或系统传输数据的无线技术(例如，蓝牙)。
探针108包括细长管状主体部分108a，该细长管状主体部分108a具有可操作地、通信地和/或电连接到设备100的壳体102的近端部分109a，以及被配置成用于插入和/或检查并治疗患者的外科手术部位、伤口部位等的远端部分109b。探针108可以具有任何合适的长度并且可以通过患者的任何孔口或开口或者在患者体内形成的任何人造切口插入到患者体内。探针108可以由任何合适的(例如，非侵入性的、生物相容的等)、柔性的、刚性的、半柔性的或半刚性的材料形成，诸如塑料、聚合物、复合材料、金属等。
刻度盘110可操作地联接到探针108，使得刻度盘110的旋转(例如，顺时针或逆时针)使探针108能够相对于壳体102选择性地旋转、铰接和/或操纵，以用于导航外科手术或伤口部位。
参考图2，探针108包括设置在其远端部分109b处的摄像头120和光源122。探针108的远端部分109b可以包括被配置成用于防止流体或其它污染物干扰摄像头120和/或光源122的操作的合适的透明盖(未示出)。
摄像头120限定外科手术视野“SF”(图1)并且被配置成用于捕获和记录外科手术或伤口部位的图像和视频数据。外科手术视野“SF”可以提供高达360度的视角“α”，用于外科手术或伤口部位的导航。外科手术或伤口部位的图像和视频数据被传输到设备100的显示器106和/或显示在其上，使得临床医生可以实时观察或监测外科手术或伤口部位，而不必在患者体内形成大切口和/或直接检查外科手术或伤口部位。来自摄像头120的图像和视频数据可以被记录到CPU 104的存储器104a和/或数据接口设备106a中以供稍后查看。图像和视频数据可以被传送到例如中央服务器、局域网(LAN)、广域网(WAN)等，以允许从远程位置访问图像和视频数据。
摄像头120可以被配置成用于记录高清视频(例如，1080p、4K、8K等)和/或图像(例如，以单一或突发模式、高速等)。摄像头120可以包括广角镜头、图像稳定器、图像传感器、自动变焦和全向功能等。摄像头120可以是可见光光学摄像头，诸如电荷耦合设备(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、N型金属氧化物半导体(NMOS)或本领域中已知的其它合适的摄像头。在实施例中，摄像头120可以是红外摄像头或热像摄像头，诸如铁电、硅微测辐射热计或非致冷焦平面阵列(UFPA)。
探针108的光源122被配置成用于照亮由摄像头120限定的外科手术视野“SF”(图1)，并且被配置成检测和治疗传染因子。例如，光源122可以辐射或发射普通光(例如，无色、白光等)以照亮外科手术视野“SF”，在这之后可以使用摄像头120检查和/或记载外科手术或伤口部位。另外，光源122可以被配置成辐射紫外(UV)光以照亮、可视化和/或治疗感染因子。探针108可以被配置成与造影剂组合工作。造影剂可以经口施用到患者的胃肠道中，使得任何吻合口口瘘将携带造影剂穿过口瘘并且容易由设备100的探针108检测到。在其它示例中，光源122可以用于照亮并可视化在普通光下不可见的传染因子(例如，致病细菌、内毒素、代谢物等)。使用UV光，光源122使感染因子发荧光或呈现荧光，这将使感染因子暴露，使得临床医生可以容易地识别和诊断感染因子。另外，临床医生可以使用来自光源122的UV-C光(例如，180纳米(nm)到280nm波长)治疗外科手术或伤口部位以破坏、杀死或照射有害细菌、病毒和其它微生物。在实施例中，光源122被配置成发射波长为约260nm到约270nm的紫外光。应当理解，可以使用被配置成靶向感染或感染因子的任何合适的波长，诸如例如用于治疗与胃肠道的吻合口瘘相关的细菌的特定波长范围，或者与疝修复引起的感染相关的特定范围波长。在实施例中，光源122可以包括一个或多个发光二极管(LED)、灯泡、激光器、灯、微波产生的UV等离子体设备等。
参考图2、图3和图4，探针108的远端部分109b可以包括凹部124，该凹部被配置成容纳并附接到无菌涂抹器或拭子130。附接有拭子130的探针108被配置成用于插入到外科手术或伤口部位中以收集组织培养物或样本。在实施例中，拭子130可以与探针108的凹部124具有推入式、卡扣配合式和/或干涉配合式布置，使得拭子130选择性地附接到探针108。在实施例中，可以使用任何类型的无菌涂抹器或拭子来收集组织培养物或样本。
光度计112通信地连接到CPU 104。光度计112被配置成基于从外科手术或伤口部位收集的组织样本来执行实时组织培养测试，以识别外科手术或伤口部位处存在的感染水平和/或外科手术或伤口部位处的无菌程度。在操作期间，壳体102的闩锁113被打开以暴露光度计112的读取腔室112a。读取腔室112a被配置成在其中容纳拭子130(图4)以执行由拭子130和探针108从外科手术或伤口部位收集的组织样本的测试。
光度计112可检测或测量外科手术或伤口部位处的三磷酸腺苷(ATP)水平。在拭子130插入光度计112的读取腔室112a中之前或期间，拭子130可暴露于或接触试剂(水、萤光素酶等(未示出))，使得存在于拭子130上的ATP(如果存在)与试剂相互作用以产生光。产生的光量与存在的ATP量成正比，这提供了总生物污染水平的指示，例如外科手术或伤口部位处的无菌或感染水平。光度计112和CPU 104协作以检测存在的ATP量，以向临床医生警告例如在外科手术部位处或附近的任何感染或即将发生感染。这类ATP水平可以允许临床医生确定是否有必要进行干预。
读数可以以相对光单位(“RLU”)记录，在显示器106上显示，和/或使用数据接口设备106a无线传输到一个或多个外部设备，例如以便向临床医生提供外科手术或伤口部位处的无菌或感染水平。在实施例中，光度计112可以包括一个或多个光敏电阻器、光电二极管或光电倍增器(未示出)，其被配置成测量光输出以接近外科手术或伤口部位处的无菌或感染水平。
在使用中，临床医生可以执行术后检查作为预防措施，诸如例如在吻合手术之后，如图5中所示。探针108可以直接插入到患者“P”的吻合部位附近的腹腔内的小切口中(或例如穿过套管针)，例如以测试吻合口瘘和/或由吻合口瘘导致的任何感染。替代地，探针108可以通过患者“P”的任何天生孔口(例如，嘴、鼻子、肛门等)插入。刻度盘110用于铰接、操纵和/或旋转探针108以导航外科手术或伤口部位。然后使用探针108的摄像头120和光源122来提供外科手术或伤口部位的外科手术视野“SF”，其中所得图像、视频和/或数据实时显示在显示器106上，使得临床医生可使用显示器106诊断并导航外科手术或伤口部位。例如，摄像头120和光源122可用于检测吻合部位的吻合口瘘，或由吻合口瘘引起的感染(例如，病原体、细菌等)。可以在患者体内形成第二切口(未示出)，使得抓握器可以用于利于外科手术或伤口部位的视觉检查。
为了增强外科手术或伤口部位处的感染的可视化，可以使用控件103选择UV模式，使得100的光源122发射UV光。UV光可用于照亮和检测在普通光下不可见的感染因子。另外，UV光(例如UV-C)可用于治疗(例如除菌、消毒)外科手术或伤口部位。可以用UV-C光治疗外科手术或伤口部位(例如，感染部位)，持续有对外科手术或伤口部位进行充分除菌和/或消毒所需的时间。
另外或替代地，拭子130可以插入到探针108的凹部124中，使得拭子130可以收集组织样本以用于测试。例如，在拭子130附接到探针108之后，致动刻度盘110以获得外科手术部位或伤口部位处的足够的组织培养物。另外或替代地，临床医生可以移动(例如，向上、向下、向左、向右、向内、向外等)设备100以确保通过拭子130接收到足够的组织样本。然后拭子130可以与试剂混合或暴露于试剂并且放置在光度计112的腔室112a内。光度计112和CPU 104协作以提供外科手术或伤口部位的RLU读数。可以在显示器106上显示RLU读数和/或其它提示，其可以提供外科手术或伤口部位处的感染水平的详细说明。如果外科手术或伤口部位处的感染水平超过阈值水平，则设备100将警告临床医生(例如，通过在显示器106上闪烁提示、听觉音调等)。然后，设备100可以建议治疗过程，例如将来自光源122的UV-C光施加到外科手术或伤口部位，进行进一步的外科手术等。
由设备100检索的图像、视频和/或数据可以被记载和/或记录到CPU 104的存储器104a中。另外或替代地，用户可以使用数据接口设备106a下载数据到外部设备(例如平板电脑、智能电话、计算机等等)。
应该理解，设备100可以在任何类型的外科手术之前、期间和/或之后使用，并且不限于吻合手术。例如，设备100的探针108可以在手术期间被插入，然后在监测时段之后被移除。监测时段可以定义为已经经过足够时间的时间表，其指示由于充分康复已经度过了术后感染期。设备100可用于检测异物(例如，疝网、缝合线、植入物等)和由此引起的感染。另外，设备100可用于检测将指示存在感染的固体或可溶性物质(例如，内毒素、代谢物)。设备100可以被配置成执行咽喉培养测试、血培养测试、阴道培养测试、皮肤和伤口培养测试、子宫颈抹片检查等。在实施例中，造影剂可以施加到外科手术或伤口部位以例如增强外科手术或伤口部位的成像。
本领域技术人员将理解，本文中具体描述的和附图中示出的结构和方法是非限制性的示例性实施例，并且描述、发明内容和附图应该仅被解释为特定实施例的示例。因此，应该理解的是，本发明不限于所描述的精确实施例，并且在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本领域技术人员可以实现各种其它变化和修改。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，结合某些实施例示出或描述的元件和特征可以与某些其它实施例的元件和特征组合，并且这类修改和变更也包括在本发明的范围内。因此，本发明的主题不限于已经特别示出和描述的内容。

Claims (23)

1.一种感染检测设备，包括：
壳体，其具有被配置成输出外科手术部位处的感染水平的显示器；
探针，其具有附接到所述壳体的近端部分和被配置成用于插入到外科手术部位中的远端部分；以及
沿着所述探针集成的检测设备，所述检测设备被配置成测量外科手术部位处的感染水平，所述检测设备被配置成当在外科手术部位处检测到预定感染水平时警告用户。
2.根据权利要求1所述的感染检测设备，其中所述检测设备包括设置在所述探针的远端部分处的摄像头，所述摄像头限定外科手术视野。
3.根据权利要求2所述的感染检测设备，其中所述检测设备包括设置在所述探针的所述远端部分处的光源，所述光源被配置成照亮由所述摄像头限定的所述外科手术视野，所述光源被配置成治疗外科手术部位处的感染。
4.根据权利要求1所述的感染检测设备，其中所述检测设备包括可选择性地附接到所述探针的远端部分的无菌涂抹器，所述无菌涂抹器被配置成从外科手术部位取回组织样本。
5.根据权利要求4所述的感染检测设备，还包括被配置成测量由所述无菌涂抹器取回的组织样本的感染水平的光度计。
6.根据权利要求1所述的感染检测设备，其中所述检测设备包括被配置成执行所述感染检测设备的至少一个操作的计算设备，所述计算设备包括处理器和存储器。
7.根据权利要求6所述的感染检测设备，其中所述显示器被配置成用于显示所述计算设备的至少一个输出。
8.根据权利要求7所述的感染检测设备，其中所述计算设备被配置成确定所述外科手术部位处的所述预定感染水平。
9.根据权利要求2所述的感染检测设备，其中所述显示器被配置成用于显示由所述摄像头限定的所述外科手术视野。
10.根据权利要求1所述的感染检测设备，还包括设置在所述壳体上并可操作地连接到所述探针的刻度盘，其中所述刻度盘被配置成选择性地使所述探针相对于所述壳体旋转和铰接。
11.根据权利要求3所述的感染检测设备，其中所述光源被配置成辐射紫外光以使外科手术部位处的细菌感染可视化。
12.根据权利要求3所述的感染检测设备，其中所述光源被配置成辐射具有约260纳米到约280纳米波长的紫外光以治疗组织。
13.根据权利要求4所述的感染检测设备，其中所述探针的所述远端部分包括凹部，所述凹部被配置成容纳所述无菌涂抹器。
14.根据权利要求5所述的感染检测设备，其中所述光度计包括读取腔室，所述读取腔室被配置成容纳所述无菌涂抹器以用其测试组织样本的感染水平。
15.根据权利要求6所述的感染检测设备，还包括被配置成与外部设备连接的数据接口设备，所述数据接口设备被配置成从所述计算设备上传数据到所述外部设备上，所述数据接口设备被配置成从所述外部设备下载数据到所述计算设备上。
16.一种检测和治疗吻合口瘘的方法，包括：
在患者中靠近目标部位形成切口；
将探针插入到所述切口中；
用所述探针的摄像头和光源观察所述目标部位；
用所述探针确定所述目标部位是否包括口瘘或感染；以及
用所述光源治疗所述目标部位。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括用选择性地附接到所述探针的无菌涂抹器从所述目标部位取回组织样本。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括用光度计测量由所述无菌涂抹器取回的组织样本的感染水平。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括用计算设备确定何时在所述目标部位处存在感染。
20.根据权利要求16所述的方法，还包括在显示设备上显示由所述摄像头限定的外科手术视野。
21.根据权利要求16所述的方法，其中治疗所述目标部位包括用来自所述光源的具有约260纳米到约280纳米波长的紫外光暴露所述目标部位。
22.根据权利要求16所述的方法，还包括在来自所述光源的紫外光下使所述目标部位可视化以观察所述目标部位处的细菌感染。
23.根据权利要求16所述的方法，还包括铰接所述探针以导航到所述目标部位。
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