專利名稱：治療心房顫動和其它心律失常的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于治療心房顫動和其它心律失常的方法和系統(tǒng)，具體涉及將生物物質遞送至心臟內房室的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
心房顫動是一種心律失常癥狀，其中，心房或上心室由于形成原纖維而停止收縮。來自肺靜脈的房性期前收縮(期外搏動)可作為觸發(fā)因素，導致心房顫動的發(fā)作。由于左心房復雜的三維幾何結構，不能重現性地誘導早搏并且不能精確鑒別肺靜脈與左心房的入孔或接合處，使得消融療法在許多患者中的使用受到限制。還存在并發(fā)癥的風險，例如中風、心臟周圍出血、射頻導管消融術期間肺靜脈的狹窄。
研究發(fā)現活性，提示左心房肺靜脈接合處傳導組織的存在。因此，通過遞送能夠阻斷細胞傳導的生物物質以在細胞或分子水平阻斷傳導的新型方法提供了在這種復雜性心律失常的治療中的顯著優(yōu)點。上述遞送系統(tǒng)可包括移植細胞或注射抗體。
如果能夠精確定位并遞送細胞、抗體和類似生物物質如基因，上述方法也有利于治療其它心律失常和其它病癥。
發(fā)明概述本發(fā)明的一方面提供了一種治療心律失常的方法，該方法包括以下步驟(1)采用數字圖像系統(tǒng)，優(yōu)選計算機X射線斷層掃描(CT)系統(tǒng)來獲取心臟圖像數據，(2)從上述心臟圖像數據產生心腔和周圍結構的3D模型，(3)用介入系統(tǒng)(interventional system)寄存3D模型，(4)在介入系統(tǒng)中視覺化寄存的3D模型，(5)將一導管裝置設置在心腔內，(6)在介入系統(tǒng)寄存的心腔3D模型上視覺化導管裝置，(7)采用寄存的3D模型在心腔內導航導管裝置，和(8)將生物物質通過導管裝置遞送至心腔內選定部位處的心臟組織。
在某些優(yōu)選的實施方式中，導管裝置遞送的生物物質是能夠改變心臟內選定部位處電脈沖的移植細胞。尤其優(yōu)選地，移植細胞是成肌細胞。在另一希望的實施方式中，遞送至心腔內心臟組織的生物物質是抗體，選定部位處的電脈沖將被這些抗體所改變。
最優(yōu)選上述介入系統(tǒng)是熒光系統(tǒng)。更優(yōu)選地，心律失常是心房顫動，3D模型是左心房和肺靜脈的3D模型。在更加優(yōu)選的實施方式中，導管裝置具有主體，該主體具有適合遞送生物物質的中央管腔；以及連接于主體的控制機構，從而能夠控制生物物質從主體的遞送。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了用于治療心律失常的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數字圖像系統(tǒng)，以獲取心臟圖像數據；圖像產生系統(tǒng)，以從心臟圖像數據產生心腔及其周圍結構的3D模型；將3D模型寄存到介入系統(tǒng)上的工作站，從而在介入系統(tǒng)上視覺化寄存的3D模型；和將生物物質遞送到某些選定部位處的心腔內心臟組織的導管裝置，在介入系統(tǒng)寄存的3D模型上視覺化導管裝置。
在該系統(tǒng)的優(yōu)選例中，遞送的生物物質是移植細胞，最優(yōu)選成肌細胞。并且更加優(yōu)選地，生物物質是抗體。
在該系統(tǒng)優(yōu)選的實施方式中，介入系統(tǒng)是熒光系統(tǒng)。在最優(yōu)選的實施方式中，數字圖像系統(tǒng)是計算機X射線斷層掃描(CT)系統(tǒng)。在某些優(yōu)選例中，心律失常是心房顫動，3D模型是左心房和肺靜脈的3D模型。更加優(yōu)選地，導管裝置包括主體，該主體具有適合遞送生物物質的中央管腔；以及連接于主體的控制系統(tǒng)，以控制從裝置的遞送。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明用于治療心律失常的系統(tǒng)的示意性概括圖，以及一部分導管的放大縱截面圖。
圖2A顯示了左心房的3D心臟圖像。
圖2B顯示了標準映射(standard mapping)和消融導管在寄存在介入系統(tǒng)中的左心房心內視圖上的定位。
圖3是根據本發(fā)明的治療心房顫動和其它心律失常方法的流程圖。
優(yōu)選實施方式的詳細描述圖1顯示了根據本發(fā)明，用于治療心律失常如心房顫動的示例性系統(tǒng)的示意概括圖。使用數字圖像系統(tǒng)如CT掃描系統(tǒng)10獲取心臟圖像數據。雖然后文討論的實施方式描述了CT掃描系統(tǒng)的內容，應理解還涵蓋了本領域已知的其它圖像系統(tǒng)，如MRI和超聲。
心臟圖像數據12是CT掃描系統(tǒng)10在較短的獲取時間內以連續(xù)順序收集的一系列心臟連續(xù)圖像。通過使用更快捷的CT掃描系統(tǒng)以及同步化CT掃描儀與患者ECG信號上的QRS能縮短掃描時間，減少搏動器官如心臟圖像中的運動偽差。所得心臟圖像數據12能夠重建真實幾何描述其結構的心臟圖像。
然后，通過圖像產生系統(tǒng)14，采用對左心房和肺動脈最優(yōu)的方案分段心臟圖像數據12。應理解，可以類似的方式獲取其它心臟房室及其周圍結構(的圖像數據)。圖像產生系統(tǒng)14進一步加工分段的數據，以利用3D表面和/或體積透視圖(rending)產生左心房和肺動脈的3D模型?？蛇M行額外的后處理以產生這些結構的導航圖(從內部觀察)。
然后，將3D模型16輸出到工作站18，用介入系統(tǒng)如熒光系統(tǒng)20寄存。3D模型16、包括導航視圖的傳輸可以幾種格式如DICOM格式和幾何線網模型進行。因此，來自掃描系統(tǒng)10的信息將與熒光系統(tǒng)20整合。一旦用熒光系統(tǒng)20寄存3D模型16，可在熒光系統(tǒng)上觀察到3D模型16及任何導航視圖。
圖2A顯示了左心房和肺靜脈的詳細3D模型，包括心內或內部視圖?？蓮?D圖像提前計算肺靜脈及其它關鍵(strategic)區(qū)域的距離和取向，以產生消融手術期間使用的路標。
采用經中隔導管插入術，即可實現到達左心房的標準技術，將導管裝置22引入左心房中，導管裝置22包括具有中央管腔26的彈性導管24。在熒光系統(tǒng)20寄存的3D模型16上視覺化導管24。然后，在3D模型16上將導管24實時導航至左心房內的適當部位。圖2B顯示了標準映射和消融導管在寄存在介入系統(tǒng)上的左心房心內視圖上的定位。
導管裝置22具有控制機構28，用于開放和閉合管腔26的遠端。當用生物物質30填充管腔26時，導管裝置22可用作遞送裝置，以在心臟內具體選定的部位釋放生物物質30。在將導管24引導至鑒定為需要改變或阻斷電傳導的關鍵區(qū)域的部位之后，啟動控制機構28，以在該部位遞送生物物質30如移植細胞。這些移植細胞可以是成肌細胞或平滑肌細胞。也可以上述方式注射抗體，在細胞水平改變或阻斷異常電活性，尤其是響應可能負責觸發(fā)引起心房顫動的脈沖的抗原。
圖3顯示了根據本發(fā)明消融心房顫動和其它心律失常的方法的概括圖。如圖所示，在步驟110中，獲取心臟3D圖像?？刹捎肅T掃描或MRI產生心臟3D圖像。在步驟120中，采用對于適當結構最優(yōu)的方案，通過將圖像數據分段產生感興趣心腔如左心房的3D模型。一旦獲得3D模型，采用各種儲存方式將其以電子數據文件形式儲存。然后，將儲存的模型傳輸至連接于介入系統(tǒng)的計算機工作站。
如步驟130所示，傳輸至工作站之后，用介入系統(tǒng)寄存3D模型。寄存處理使得醫(yī)務人員能夠建立心腔3D模型與特定患者使用的介入系統(tǒng)的關聯，從而在介入手術期間視覺化3D模型。
下一步驟140涉及在寄存的3D模型上視覺化已定位在左心房內的導管。這就使得能夠在寄存的圖像上，將導管在心腔內實時引導至選擇進行治療的部位。
在步驟150中，在選定部位從導管的中央管腔釋放移植細胞如成肌細胞，以改變或阻斷該部位的電活性?；蛘撸诓襟E160中，將抗體和基因在導管管腔內輸送至左心房之后，在治療心律失常的部位插入抗體或基因。本領域技術人員應理解，上述方式也可靶向治療其它心律失常如室性心動過速。而且，可采用自動技術進行任何上述步驟。
涵蓋了各種改變形式和實施方式，落在所附權利要求書的范圍內，權利要求書中具體指出和清楚要求了本發(fā)明的發(fā)明主題。
權利要求
1.一種治療心律失常的方法，所述方法包括-從數字圖像系統(tǒng)獲取心臟圖像數據；-從所述心臟圖像數據產生心腔和周圍結構的3D模型；-用介入系統(tǒng)寄存該3D模型；-在介入系統(tǒng)上視覺化寄存的3D模型；-將導管裝置定位在心腔內；-在介入系統(tǒng)寄存的3D模型上視覺化該導管裝置；-利用寄存的3D模型在心腔內導航導管裝置；和-將生物物質通過導管裝置遞送至選定部位處的心臟組織。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物物質是移植細胞，所述移植細胞在所述選定部位處改變電脈沖。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述移植細胞是成肌細胞。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物物質是抗體，所述抗體在所述選定部位處改變電脈沖。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述介入系統(tǒng)是熒光系統(tǒng)。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述數字圖像系統(tǒng)是計算機X射線斷層掃描(CT)系統(tǒng)。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述心律失常是心房顫動，所述3D模型是左心房和肺靜脈的3D模型。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述導管裝置包括-主體，它具有適合遞送生物物質的中央管腔；和-連接于主體的控制機構，以控制生物物質從主體的遞送。
9.一種治療心律失常的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括-數字圖像系統(tǒng)，用于獲取心臟圖像數據；-圖像產生系統(tǒng)，以從所述心臟圖像數據產生心腔及周圍結構的3D模型；-用介入系統(tǒng)寄存3D模型的工作站，以在介入系統(tǒng)上視覺化寄存的3D模型；和-將生物物質遞送到選定部位處的心腔內心臟組織的導管裝置，其中在介入系統(tǒng)寄存的3D模型上視覺化該導管裝置。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述生物物質是移植細胞，所述移植細胞在所述選定部位處改變電脈沖。
11.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述移植細胞是成肌細胞。
12.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述生物物質是抗體，所述抗體在所述選定部位處改變電脈沖。
13.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述介入系統(tǒng)是熒光系統(tǒng)。
14.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數字圖像系統(tǒng)是計算機X射線斷層掃描(CT)系統(tǒng)。
15.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述心律失常是心房顫動，所述3D模型是左心房和肺靜脈的3D模型。
16.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述導管裝置包括-主體，它具有適合遞送生物物質的中央管腔；和-連接于主體的控制機構，以控制生物物質從主體的遞送。
全文摘要
提供了一種用于治療心律失常如心房顫動的方法，該方法包括采用數字圖像系統(tǒng)獲取心臟圖像數據；從上述心臟圖像數據產生心腔和周圍結構的3D模型；用介入系統(tǒng)寄存3D模型；在介入系統(tǒng)上視覺化寄存的3D模型；將一導管裝置定位在心腔內；在介入系統(tǒng)寄存的心腔3D模型上視覺化導管裝置；使用寄存的3D模型在心腔內導航導管裝置；和將生物物質通過導管裝置遞送至心腔內選定部位處的心臟組織。優(yōu)選地，生物物質是移植細胞或抗體。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于治療心律失常的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數字圖像系統(tǒng)，用于獲取心臟圖像數據；圖像產生系統(tǒng)，以從上述心臟圖像數據產生心腔及周圍結構的3D模型；將3D模型寄存到介入系統(tǒng)上的工作站，從而能夠在介入系統(tǒng)上視覺化寄存的3D模型；和將生物物質如移植細胞或抗體遞送到選定部位處心腔內心臟組織的導管裝置，可通過介入系統(tǒng)在寄存的3D模型上視覺化導管裝置。
文檔編號A61B19/00GK101035467SQ200580033992
公開日2007年9月12日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權日2004年9月2日
發(fā)明者J·S·斯拉 申請人:麥德托尼克公司