專利名稱：能夠用于壓力感測(cè)的導(dǎo)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及侵入性的醫(yī)療裝置，尤其涉及感觀鵬加到患者體內(nèi)的導(dǎo) 管(例如探針)上的壓力的方法和體。
背景技術(shù)：
心臟內(nèi)的射頻(RF)消融術(shù)是一種公知的治療心律失常的方法。 一般地，遠(yuǎn) 側(cè)尖端帶有電極的導(dǎo)管通過(guò)患者的血管系統(tǒng)而插入到心臟的腔室中。電極接觸 到心內(nèi)膜上的一個(gè)位置(或者多個(gè)位置)，射頻能量通過(guò)導(dǎo)管施加到電極以消融這 一位置上的心臟組織。為了達(dá)到理想的治療效果而不對(duì)組織造成過(guò)度的傷害， 確保在消融Mf呈中電極和心內(nèi)膜之間合適的接觸是很重要的。
己經(jīng)提出了大量的技術(shù)用以驗(yàn)證電極與組織的接觸。例如，美國(guó)專利6 ， 695 ， 808，其公開的內(nèi)^E這里引入作為參考，描述了治療選定的患者組織或者器官 區(qū)域的設(shè)備。探針具有接觸表面，可以壓迫所述區(qū)域，從而產(chǎn)生接觸壓力。壓 力傳 測(cè)量該接觸壓力。這種設(shè)置M31向器械使用者提供指示接觸力是否存 在及其大小的信息，滿足了醫(yī)療器械必須穩(wěn)固地放置而不與解剖表面有過(guò)度接 觸的過(guò)程的需要。
另外一個(gè)例子，美國(guó)專利6， 241， 724，其公開的內(nèi)容在這里弓l入作為參考， 描述了用分段電極組件在身體組織造成損害的方法。在一實(shí)施例中，導(dǎo)管上的 電極組件帶有壓力傳感器，鄉(xiāng)測(cè)與組織的接觸并將信號(hào)傳遞到壓力接觸模土央。 該模塊識(shí)別與壓力傳感器信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電極元件，然后命令能量發(fā)生器傳^t 頻能量到這些元件，而不是傳遞到只與血液接觸的其他元件。
另外一個(gè)例子，美國(guó)專利6,915,149中介紹的，其公開的內(nèi)容在這里引入作 為參考。這項(xiàng)專利描述了一種用帶有尖端電極的導(dǎo)管描繪心臟圖的方法，該尖 端電極用來(lái)測(cè)量局部電活動(dòng)。為了避免尖端和組織的不良接觸產(chǎn)生的偽影，尖 端和組織間的接觸壓力通過(guò)壓力傳感器來(lái)測(cè)量以確保穩(wěn)定的接觸。
美國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)2007/0100332，其公開的內(nèi)tt這里引入作為參考，描述了組織消融中評(píng)估電極一組織接觸的系統(tǒng)和方法。導(dǎo)管桿內(nèi)的機(jī)電傳感器 產(chǎn)生與導(dǎo)管桿遠(yuǎn)端部分中的電極的運(yùn)動(dòng)量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。輸出裝置接收電信 號(hào)以評(píng)估電極和組織間的接觸程度。

發(fā)明內(nèi)容
下文中描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種侵入性探針(例如導(dǎo)管)的新設(shè) 計(jì)，和利用這樣一種探針的系統(tǒng)和方法。這一設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)和確認(rèn)探針遠(yuǎn)側(cè)尖
端和組織之間的合適接觸尤其有用，其中探針在體內(nèi)與組織接合(eng昭e)。
在一些實(shí)施例中，探針包含柔性的插入管，該插入管帶有用于插入到患者 的體腔內(nèi)的遠(yuǎn)端。探針的遠(yuǎn)側(cè)尖端通過(guò)彈性部件率驟至i雁入管的遠(yuǎn)端，所述彈 性部件例如是彈簧，其響應(yīng)于所述遠(yuǎn)側(cè)尖端與組織接合時(shí)施加于該遠(yuǎn)側(cè)尖端上 的壓力而變形。探針內(nèi)的位置傳感器感測(cè)所述遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的 位置，以指示彈性部件的變形，進(jìn)而可以給出壓力的指示。
在一公開的實(shí)施例中，傳感器包含在遠(yuǎn)側(cè)尖端中的磁場(chǎng)傳感器，這樣探針 可以用作用磁場(chǎng)測(cè)量體內(nèi)遠(yuǎn)側(cè)尖端坐標(biāo)的系統(tǒng)的一部分。出于這個(gè)目的，置于 患者的體外的第一磁場(chǎng)發(fā)生器，在體內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)。插入管的遠(yuǎn)端包含第二(一般 小得多)磁場(chǎng)發(fā)生器。遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)的傳繊響應(yīng)于第一禾噍二磁場(chǎng)發(fā)生器的磁場(chǎng) 而產(chǎn)生信號(hào)。通過(guò)處理這些信號(hào)，既可以確定體內(nèi)遠(yuǎn)側(cè)尖端的坐標(biāo)，也可以檢 測(cè)遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的位置變化，所，標(biāo)和位置變化可指示彈性 部件的變形，進(jìn)而指示施加在遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓力。
或者，所述遠(yuǎn)側(cè)尖端可包含磁場(chǎng)發(fā)生器，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)由插入管的遠(yuǎn)端內(nèi) 的和體外的傳感器測(cè)量，以便檢測(cè)遠(yuǎn)側(cè)尖端上的感觀阪力和遠(yuǎn)側(cè)尖端的位置坐 標(biāo)。
為此，按照本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種醫(yī)療探針，其包括 柔性插入管，具有用于插入至隨者的體腔內(nèi)的遠(yuǎn)端； 遠(yuǎn)側(cè)尖端，置于插入管的遠(yuǎn)端，并且配置成與體腔內(nèi)的組織接觸； 彈性部件，將遠(yuǎn)側(cè)尖端耦接到插入管的遠(yuǎn)端，并配置成響應(yīng)于所述遠(yuǎn)側(cè)尖
端與組織接合時(shí)施加于該遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓力而 ;禾口
探針內(nèi)的位置傳感器，用于感測(cè)遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的位置，該
位置響應(yīng)于彈性部件的變形而發(fā)生變化。在公開的實(shí)施例中，方位傳感器設(shè)置成產(chǎn)生指示遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的 遠(yuǎn)端的軸向位移和方向的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，方位傳感器配置成響應(yīng)于在 遠(yuǎn)側(cè)尖端附近所產(chǎn)生的磁場(chǎng)而產(chǎn)生信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，方位傳感器置于插 入管的遠(yuǎn)端內(nèi)，探針包括在遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生器。在另一個(gè) 實(shí)施例中，方位傳感器置于遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)，探針還包括在插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)用于產(chǎn)
生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生器。 一般地，方位傳/i^l和磁場(chǎng)發(fā)生器包括線圈。
在一個(gè)實(shí)施例中，彈性部件包括彈簧，方位傳感器設(shè)置成響應(yīng)于彈簧的變 形而產(chǎn)生《言號(hào)，該信號(hào)指示施加在遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓力。
在一公開的實(shí)施例中，遠(yuǎn)側(cè)尖端包括電極，設(shè)置成與組織電接觸，其中電 極耦合成施加電能量到組織從而消融組織的區(qū)域。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，也提供用于執(zhí)行患者體內(nèi)的醫(yī)療過(guò)程的裝置。 該裝置包括
第一磁場(chǎng)發(fā)生器，置于患者的體外，在體內(nèi)產(chǎn)生第一磁場(chǎng)；
探針，包括
插入管，具有用于插入到患者體腔的遠(yuǎn)端； 第二磁場(chǎng)發(fā)生器，在插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)，用于產(chǎn)生第二磁場(chǎng)； 遠(yuǎn)側(cè)尖端，柔性耦接到插入管的遠(yuǎn)端；和
傳 ，置于遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)，S2S成響應(yīng)于第一和第二磁場(chǎng)而產(chǎn)生第一和第二
信號(hào)；和
處理器，接收和處理第一信號(hào)以確定體內(nèi)遠(yuǎn)側(cè)尖端的坐標(biāo)，接收和處理第二 信號(hào)從而檢測(cè)遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的方位變化。 在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)側(cè)尖端是剛性的，探針包括彈性部件，耦合遠(yuǎn)端尖端 和插入管的遠(yuǎn)端。 一般地，彈性部件設(shè)置成響應(yīng)于當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)尖端接觸體內(nèi)的組織 時(shí)施力戚遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓力而發(fā)生變形，遠(yuǎn)側(cè)尖端的方位變化指示了彈性部件 的變形，處理器設(shè)置成響應(yīng)于該變形而產(chǎn)生指示遠(yuǎn)側(cè)尖端上施力啲壓力的輸出。 可選的，鵬器可設(shè)置成響應(yīng)于第一和第二信號(hào)而產(chǎn)生控制輸入，該控制輸入 用于自動(dòng)控制體腔內(nèi)探針的運(yùn)動(dòng)。
按照本發(fā)明的一實(shí)施例，還提供在患者體腔內(nèi)接觸組織的方法，包括
插入探針到體腔內(nèi)，探針包括柔性插入管和遠(yuǎn)側(cè)尖端，通過(guò)彈性部件將遠(yuǎn) 側(cè)尖端耦接到插入管的遠(yuǎn)端，探針還包括方位傳 ，產(chǎn)生指示遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的方位的信號(hào)，其響應(yīng)于彈性部件的 而發(fā)生變化；
使探針在體腔內(nèi)前進(jìn)，使得遠(yuǎn)側(cè)尖端接合組織并對(duì)組織施加壓力，從而引
起彈性部件變形；
當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)尖端接觸組織時(shí)M信號(hào)從而提供指示壓力的信號(hào)。
在一公開的實(shí)施例中，使探針前進(jìn)包括使得遠(yuǎn)側(cè)尖端上的電極與組織電 接觸，該方法包括施加電能量到電極從而消融與遠(yuǎn)側(cè)尖端接合的組織區(qū)域。施 加電能量可以包括響應(yīng)于壓力指示而控制能量的施加，從而4吏得只有當(dāng)壓力在 預(yù)期的范圍內(nèi)時(shí)電能量才施加到電極。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，更進(jìn)一步的，提供在患者體內(nèi)執(zhí)行醫(yī)療過(guò)程的 裝置，包括
探針，包括
插入管，具有用于插入到患者體腔內(nèi)的遠(yuǎn)端； 遠(yuǎn)側(cè)尖端，柔性耦接到插入管的遠(yuǎn)端； 磁場(chǎng)發(fā)生器，置于遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)，設(shè)置成產(chǎn)生磁場(chǎng)；和 第一傳感器，在插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)，響應(yīng)于磁場(chǎng)產(chǎn)生第一信號(hào)；禾口 第二傳感器，置于患者的體外，響應(yīng)于磁場(chǎng)產(chǎn)生第二信號(hào)； 處理器，接收和處理第二信號(hào)從而確定體內(nèi)遠(yuǎn)側(cè)尖端的坐標(biāo)，接收和處理 第一信號(hào)從而檢測(cè)遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的方位變化。
結(jié)合以下附圖M:下文的實(shí)施例的具體描述可以更好地理解本發(fā)明。


附圖1是一示意圖，圖示說(shuō)明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于導(dǎo)管的醫(yī)療 系統(tǒng)；
附圖2是一顯示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)管的遠(yuǎn)端細(xì)節(jié)的剖面圖； 附圖3是一示意圖，詳細(xì)顯示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，與心內(nèi)膜組織接 觸的導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)尖端。
具體實(shí)施例方式
附圖1是一示意圖，圖示說(shuō)明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于心臟導(dǎo)管插 A^t的系統(tǒng)20。系統(tǒng)20基于，例如，由Biosense Webster Inc. (Diamond Bar，Califomia)生產(chǎn)的CARTO^系統(tǒng)。。此系統(tǒng)包含形式為導(dǎo)管28的侵入性探針和 控制臺(tái)34。在下文描述的實(shí)施例中，假定導(dǎo)管28用于消融心臟內(nèi)組織，這是本 領(lǐng)域公知的?；蛘撸瑢?dǎo)管加以必要的修改，也可用于心臟內(nèi)或其他身體器官內(nèi) 其他治療和/或診斷目的。
操作者26，如心臟病專家，通過(guò)患者24的血管系統(tǒng)插入導(dǎo)管28，從而使 得導(dǎo)管的遠(yuǎn)端30 iSA患者心臟22的腔室。操作者使導(dǎo)管前進(jìn)，從而導(dǎo)管的遠(yuǎn) 側(cè)尖端在一個(gè)或多個(gè)預(yù)期的位置接合心臟內(nèi)組織。導(dǎo)管28通常通過(guò)其近端處的 合適的連接器連接到控制臺(tái)34?？刂婆_(tái)包含射頻(RF)發(fā)生器40，其經(jīng)由導(dǎo)管提 供高頻電能量，以消融心臟內(nèi)與遠(yuǎn)側(cè)尖端接合的位置處的組織，這一點(diǎn)將在下 文進(jìn)一步描述?；蛘?，導(dǎo)管和系統(tǒng)可配置成通過(guò)本領(lǐng)域公知的其他技術(shù)進(jìn)行消 g^作，比如冷凍消融。
控制臺(tái)34采用磁定位感測(cè)來(lái)確定心臟22內(nèi)遠(yuǎn)端30的方位坐標(biāo)。出于這個(gè) 目的，控制臺(tái)34內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路38驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生器32，在患者24體內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)。 一般地，所述磁場(chǎng)發(fā)生器包含線圈，在患者外部已知的位置置于患者軀干下。 這些線圈在預(yù)先確定的工作體積內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)，該工作體積包含心臟22。導(dǎo)管28 的遠(yuǎn)端30內(nèi)的磁場(chǎng)傳,見(jiàn)附圖2)響應(yīng)于這些磁場(chǎng)而產(chǎn)生電信號(hào)。信號(hào)M 器36處理這些信號(hào)以確定遠(yuǎn)端的方位坐標(biāo)， 一般包括位置和方向坐標(biāo)。這種方 位感觀啲方法在Jd^CARTO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)并在美國(guó)專利5,391,199、 6,690， 963、 6， 484， 118、 6， 239， 724、 6， 618， 612和6， 332， 089， PCT專利公開號(hào) WO96/05768和美國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)2002/0065455A1,2003/0120150A1和 2004/0068178A1中有詳細(xì)描述，上述公開的內(nèi)容在此引入作為參考。
，器36 —般包含通用計(jì)算機(jī)，具有用于接收來(lái)自導(dǎo)管28的信號(hào)和控制 控制臺(tái)34的其他部件的適當(dāng)?shù)那岸撕徒涌陔娐?。M器可以編程在軟件中以實(shí) 現(xiàn)在此所述的功能。例如，軟件可以M51網(wǎng)絡(luò)，以電子形式下載到控制臺(tái)34， 或者可以提供在有形介質(zhì)上，比如光的、磁的或者電子存儲(chǔ)介質(zhì)。或者，處理 器36的一些或全部的功能由專用的或可編程的數(shù)字硬件部件實(shí)現(xiàn)?；趶膶?dǎo)管 和系統(tǒng)20的其他部件接收到的信號(hào)，處理器36驅(qū)動(dòng)顯示器42以給操作者26 關(guān)于患者體內(nèi)遠(yuǎn)端30的方位的視覺(jué)反饋，以及關(guān)于正進(jìn)行的過(guò)程的狀態(tài)信息和 指導(dǎo)。
作為替代或附加地，系統(tǒng)20可包含用于在患者24體內(nèi)操縱和操作導(dǎo)管28的自動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)一般可以控制導(dǎo)管的縱向移動(dòng)(前淑縮回)和導(dǎo)管遠(yuǎn)端的
橫向移動(dòng)(偏轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)向(steering))。出于這一目的， 一些這類機(jī)構(gòu)例如可以使用 直流電磁場(chǎng)。在這些實(shí)施例中，基于導(dǎo)管內(nèi)的磁場(chǎng)傳感器提供的信號(hào)，處理器 36產(chǎn)生控制輸入用于控制導(dǎo)管的移動(dòng)。這些信號(hào)指示了導(dǎo)管的遠(yuǎn)端的方位和在 遠(yuǎn)端上施加的力，這些將在下鄉(xiāng)一步解釋。
附圖2是導(dǎo)管28的遠(yuǎn)端30的示意性剖面圖，顯示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施例的導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。導(dǎo)管28包含柔性插入管54，遠(yuǎn)側(cè)尖端52在結(jié)56處與 管54的遠(yuǎn)端連接。插入管覆蓋了柔性的絕緣材料60，如Cdcon⑧或Teflon⑧。結(jié) 56的區(qū)域也覆蓋了柔性的絕緣材料，其可與材料60—樣，或者可以專門適于允 許所述結(jié)不受阻礙地彎曲和壓縮，(為了顯示導(dǎo)管內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，在圖2內(nèi)未顯示 這一材料)。遠(yuǎn)側(cè)尖端52至少部分可被電極50覆蓋，電極50 —般由金屬材料制
成，如敏銥合金。或者，也可以用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的其他^i
的材料。魏一步或者，遠(yuǎn)側(cè)尖端可制成不帶有覆蓋電極。與柔性插入管相比， 遠(yuǎn)側(cè)尖端一般相對(duì)剛性。
遠(yuǎn)側(cè)尖端52艦彈性部件58與插入管54的遠(yuǎn)端連接。在附圖2中，彈性 部件表現(xiàn)為螺旋彈簧的形式，但是其他形式的彈性部件也可替代地用于這一 目 的。例如，彈性部件58可包含具有理想的彈性和強(qiáng)度特性的聚合物，如硅樹脂、 聚亞安酯或其他塑料。彈性部件58允許響應(yīng)于施加在遠(yuǎn)側(cè)尖端上的力，尖端52 和插入管54之間有限范圍的相對(duì)移動(dòng)。當(dāng)消融過(guò)程中遠(yuǎn)側(cè)尖端壓迫心內(nèi)膜時(shí)， 會(huì)遇到這樣的力。為了在消融過(guò)程中使遠(yuǎn)側(cè)尖端和心內(nèi)膜之間的電接觸良好， 理想的壓力為大約20-30克。在這個(gè)實(shí)施例中作為彈性部件的彈簧可配置成，例 如，響應(yīng)于預(yù)期的壓力，允許遠(yuǎn)側(cè)尖端軸向位銜即沿著導(dǎo)管28的軸側(cè)向移動(dòng)) 約l-2mm，以及遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端角偏轉(zhuǎn)達(dá)至喲300。
如上所述，遠(yuǎn)側(cè)尖端52包含磁方位傳 62。傳感器62可包含一個(gè)或多 個(gè)M線圈， 一般包含沿不同軸取向的多個(gè)線圈。或者，傳麟62可包含其他 形式的磁傳,，如霍爾效應(yīng)或磁阻傳感器。由磁場(chǎng)發(fā)生器32產(chǎn)生的磁場(chǎng)弓胞 這些線圈產(chǎn)生電信號(hào)，其幅度指示傳麟62相對(duì)于磁場(chǎng)發(fā)生器32的固定參考 系的位置和方向。處理器36通過(guò)貫穿導(dǎo)管28的導(dǎo)線(未顯示于附圖中)接收這些 信號(hào)，并處理這對(duì)言號(hào)以得至贓該固定參考系中遠(yuǎn)側(cè)尖端52的位置和方向坐標(biāo)， 就如戰(zhàn)引用的專禾訴B專利申請(qǐng)中所述的那樣。另外，插入管54在其遠(yuǎn)端附近包含 磁場(chǎng)發(fā)生器64。 一般地，磁場(chǎng)發(fā) 生器64包含由從控制臺(tái)34傳導(dǎo)M:導(dǎo)管28的電流驅(qū)動(dòng)的線圈。產(chǎn)生該電流是 為了產(chǎn)生與磁場(chǎng)發(fā)生器32產(chǎn)生的場(chǎng)在時(shí)間和/或頻率上可區(qū)別的磁場(chǎng)。例如，提 供給磁場(chǎng)發(fā)生器64的電流可以以約16kHz到25kHz之間的選定頻率產(chǎn)生，而 以其他頻率驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生器32。作為替代或附加地，發(fā)生器32和64的操作可 以是時(shí)分多路復(fù)用的(time-multiplexed)。
由磁場(chǎng)發(fā)生器64產(chǎn)生的磁場(chǎng)弓跑傳感器62內(nèi)的線圈產(chǎn)生具有磁場(chǎng)發(fā)生器 64的驅(qū)動(dòng)頻率的電信號(hào)。這^f言號(hào)的幅度會(huì)根據(jù)遠(yuǎn)側(cè)尖端52相對(duì)于插入管54 的位置和方向而變化。處理器36處理這對(duì)言號(hào)以確定遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的 軸向位移和角偏轉(zhuǎn)量。(由于線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸對(duì)稱，只有偏轉(zhuǎn)量可以用磁場(chǎng)發(fā) 生器64內(nèi)的單個(gè)線圈檢測(cè)到，而偏轉(zhuǎn)方向則不能?？蛇x地，磁場(chǎng)發(fā)生器64可 包含兩個(gè)或更多個(gè)線圈，此時(shí)偏轉(zhuǎn)方向也可被確定。)位移和偏轉(zhuǎn)的讀數(shù)，通常 分別精確到幾十毫米和約一度內(nèi)。位移和偏轉(zhuǎn)的量可用矢量加法組合，以給出 遠(yuǎn)側(cè)尖端52相對(duì)于插入管54的遠(yuǎn)端的總運(yùn)動(dòng)量。
遠(yuǎn)側(cè)尖端與插入管的遠(yuǎn)端的相對(duì)運(yùn)動(dòng)給出了彈性部件58的變形的度量?？?的來(lái)說(shuō)，這種變形與施加到彈性部件上的力是成比例的，該力大致等于遠(yuǎn)側(cè)尖 端所接觸的心臟組織施加在遠(yuǎn)側(cè)尖端上的力。因此，磁場(chǎng)發(fā)生器64與傳感器62 的組合用作壓力傳感系統(tǒng)，用于確定心臟內(nèi)組織施加在導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓 力的近似值(或者等同地，電極50施加在心臟內(nèi)組織上的壓力)。fflil位移和偏 轉(zhuǎn)的組合感測(cè)，該壓力傳感系統(tǒng)正確地讀取壓力而不管電極正面還是成角度地 接合心內(nèi)膜。這種壓力讀取對(duì)溫度變化不敏感，并且不受漂移影響，不像例如 壓電傳感器那樣。
附圖3是一示意圖，詳細(xì)地顯示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，與心臟22 的心內(nèi)膜70接觸的導(dǎo)管28的遠(yuǎn)端30。由遠(yuǎn)側(cè)尖端施力倒心內(nèi)膜上的壓力使得 心臟內(nèi)組織輕微地娜，因此，電極50在相對(duì)較大的區(qū)域上接觸組織。由于電 極成角度地接合心內(nèi)膜，而不是正面(face-on)地接合，遠(yuǎn)側(cè)尖端52相對(duì)于導(dǎo) 管的插入管在結(jié)56處彎曲。這樣的彎曲鵬了電極稱1>臟內(nèi)組織之間的最佳接 觸。
處理器36接收和處理由傳感器62響應(yīng)于磁場(chǎng)發(fā)生器64的磁場(chǎng)而產(chǎn)生的信 號(hào)，以得到遠(yuǎn)側(cè)尖端52施加到心內(nèi)膜70上的壓力的指示。如前所述，為了良好地消融，壓力在約20-30克是理想的。劍氐的壓力意歸電極50稱L、臟內(nèi)組 織接觸不充分。這樣導(dǎo)致的結(jié)果就是，很多或者所有的射頻能量被心臟內(nèi)的血 液帶走，并且組織無(wú)法充分消融或者根本不消融。較高的壓力意味著電極對(duì)心 臟內(nèi)組織壓得太緊。這^31度的壓力也i特弓跑組織內(nèi)嚴(yán)重的空蝕(cavitation), 導(dǎo)致大量的組織損傷甚至可能導(dǎo)致心臟壁穿孔。
為了避免這些不測(cè)事件，控制臺(tái)34向操作者26輸出用傳感器62測(cè)得的壓 力的指示，如果壓力太低a高則可發(fā)出警報(bào)。任選地，射頻發(fā)生器40可被聯(lián) 鎖，使得只有當(dāng)施加在組織丄的壓力在預(yù)期的范圍內(nèi)時(shí)才向電極50提供射頻能 量。作為替代或附加地，壓力指示可用于操縱和操作導(dǎo)管28的自動(dòng)機(jī)構(gòu)的閉環(huán) 控制中，如前文所述，以確保該機(jī)構(gòu)使得導(dǎo)管的遠(yuǎn)端在合適的位置與已、內(nèi)膜接 合并施加合適的壓力到組織。
在一個(gè)備選實(shí)施例中，傳感器62和磁場(chǎng)發(fā)生器32和64的角色可互換。換 句話說(shuō)，驅(qū)動(dòng)電路38可驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)側(cè)尖端52內(nèi)的磁場(chǎng)發(fā)生器以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)磁 場(chǎng)。磁場(chǎng)發(fā)生器32和64內(nèi)的線圈可配置成感測(cè)和產(chǎn)生指g些磁場(chǎng)的分量的 幅度的信號(hào)。處理器36接收和M這些信號(hào)，以確定遠(yuǎn)側(cè)尖端施加在組織上的 壓力和心臟內(nèi)遠(yuǎn)側(cè)尖端的方位坐標(biāo)。
盡管用于感測(cè)壓力的傳感器62和磁場(chǎng)發(fā)生器64的操作己于上文就基于導(dǎo) 管的消融術(shù)進(jìn)行描述，但是本發(fā)明的原理可對(duì)以地應(yīng)用于其他在心臟內(nèi)和其他 身?xiàng)l官內(nèi)使用侵入性探針的治療和診斷應(yīng)用中。例如，力P以必要的修改，在 系統(tǒng)20內(nèi)實(shí)現(xiàn)的方位和壓力感測(cè)裝置和技術(shù)，可以用于弓l導(dǎo)和控制導(dǎo)管插入鞘 的4頓。如果鞘的位置沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)目刂?，將過(guò)度的力用于它的插入，貝鵬 可能會(huì)將心臟壁或血管組織穿孔。這些不測(cè)的事件可通過(guò)感測(cè)鞘的遠(yuǎn)側(cè)尖端的 位置和其上的壓力來(lái)避免。在這點(diǎn)上，用于這里的術(shù)語(yǔ)"遠(yuǎn)側(cè)尖端"應(yīng)理解為包 含探針遠(yuǎn)端處的任何種類的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)可以被彎鵬卩/或相對(duì)探針的主## 位。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，實(shí)施例只^I過(guò)舉例方式引入，但本發(fā)明并不局限于，的 內(nèi)容。更進(jìn)一步的，本發(fā)明的范圍包含將上述不同的特征進(jìn)行組合和次組合， 以及本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了前文的描述后進(jìn)行的變更和修改，該變更和修改 未被現(xiàn)有技術(shù)公開。
權(quán)利要求
1、一種醫(yī)療探針，包含柔性插入管，具有用于插入到患者體腔內(nèi)的遠(yuǎn)端；遠(yuǎn)側(cè)尖端，置于插入管的遠(yuǎn)端并被配置成接觸體腔內(nèi)的組織；彈性部件，將遠(yuǎn)側(cè)尖端耦接到插入管的遠(yuǎn)端，并配置成響應(yīng)于當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)尖端接合組織時(shí)施加到遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓力而變形；探針內(nèi)的方位傳感器，用于感測(cè)遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的方位，該方位響應(yīng)于彈性部件的變形而發(fā)生變化。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的探針，其中方位傳,配置成產(chǎn)生指示遠(yuǎn)側(cè)尖端 相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的軸向位移和方向的信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)禾腰求l的探針，其中方位傳^1配置成響應(yīng)于在遠(yuǎn)側(cè)尖端 附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)產(chǎn)生指示遠(yuǎn)側(cè)尖端的方位的信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3的探針，其中方位傳感器置于插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)，并且其中探針包含遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)的用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生器。
5、 根據(jù)權(quán)禾腰求3的探針，其中方位傳麟置于遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)，并且其中探針包含在插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)的用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的探針，其中方位傳li^和磁場(chǎng)發(fā)生器包括線圈。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1的探針，其中彈性部件包括彈簧。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1的探針，其中方位傳^l配置成響應(yīng)于所述變形而 產(chǎn)生指示施加在遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓力的信號(hào)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1的探針，其中遠(yuǎn)側(cè)尖端包含電極，所述電極配置成 與組織電接觸。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的探針，其中所述電極耦合成施加電能量至lj組織以 消融組織的區(qū)域。
11、 一種在患者體內(nèi)執(zhí)行醫(yī)療過(guò)程的裝置，該體包含 第一磁場(chǎng)發(fā)生器，置于患者的體外，在體內(nèi)產(chǎn)生第一磁場(chǎng)； 探針，包含插入管，具有用于插入到患者體腔內(nèi)的遠(yuǎn)端； 第二磁場(chǎng)發(fā)生器，置于插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)，用于產(chǎn)生第二磁場(chǎng)；遠(yuǎn)側(cè)尖端，柔性鵬到插入管的遠(yuǎn)端；和傳感器，置于遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)，并配置成分別響應(yīng)于第一和第二磁場(chǎng)而產(chǎn) 生第一和第二信號(hào)；和處理器，耦合成接收和處理第一信號(hào)以確定遠(yuǎn)側(cè)尖端在體內(nèi)的坐標(biāo)，并接 收和處理第二信號(hào)以檢測(cè)遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的方位變化。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11的體，其中由處理器檢測(cè)的遠(yuǎn)側(cè)尖端的方位變化 包括相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端，遠(yuǎn)側(cè)尖端的軸向位移和遠(yuǎn)側(cè)尖端的偏轉(zhuǎn)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求ll的裝置，其中遠(yuǎn)側(cè)尖端是岡啦的，并且其中探針包 含彈性部件，其將遠(yuǎn)側(cè)尖端耦接至鵬入管的遠(yuǎn)端。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中彈性部件配置成響應(yīng)于當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)尖端接 合體內(nèi)組織時(shí)施加在遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓力而變形，并且其中遠(yuǎn)側(cè)尖端的方位變化 指示了彈性部件的 。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中處理器配置成響應(yīng)于所述變形而產(chǎn)生 指示施加在遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓力的輸出。
16、 根據(jù)權(quán)利要求11的，，其中傳感器和第二磁場(chǎng)發(fā)生器包括線圈。
17、 根據(jù)權(quán)利要求ll的裝置，其中彈性部件包括彈簧。
18、 根據(jù)權(quán)利要求ll的裝置，其中遠(yuǎn)側(cè)尖端包含配置成與組織電接觸的電極。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中所述電極耦合成施加電能量到組織以消 融組織的區(qū)域。
20、 根據(jù)禾又利要求ll的，，其中處理器配置成響應(yīng)于第一和第二信號(hào)而 產(chǎn)生控制輸入，該控制輸入用于自動(dòng)地控制探針在體腔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。
21、 一種接觸患者體腔內(nèi)組織的方法，該方&^含 將探針插入到體腔內(nèi)，該探針包含柔性插入管和遠(yuǎn)側(cè)尖端，遠(yuǎn)側(cè)尖端通過(guò)彈性部件耦接至雌入管的遠(yuǎn)端，該探針還包含方位傳感器，其產(chǎn)生指示遠(yuǎn)側(cè)尖 端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的方位的信號(hào)，該方位響應(yīng)于彈性部件的變形而發(fā)生變 化；使探針在體腔內(nèi)前進(jìn)，使得遠(yuǎn)側(cè)尖端接合組織并施加壓力到組織，從而引 起彈性部件變形； 和當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)尖端接合組織時(shí)處a^述信號(hào)以提供壓力的指示。
22、 據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述信號(hào)指示遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn) 端的軸向位移和方向。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中使探針前進(jìn)包括使得遠(yuǎn)側(cè)尖端上的電 極與組織電接觸。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，還包括施加電能量到電極以消融與遠(yuǎn)側(cè)尖 端接合的組織的區(qū)域。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中施加電能量包括響應(yīng)于壓力指示而控 制育疆的施加，使得只有當(dāng)壓力在預(yù)期的范圍時(shí)才施加電能量到電極。
26、 根據(jù)禾又利要求21的方法，其中方位傳皿配置成響應(yīng)于遠(yuǎn)側(cè)尖端附近 的磁場(chǎng)而產(chǎn)生信號(hào)。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中方位傳 置于遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)，并且其中 探針包含插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)的用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生器。
28、 根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)的磁場(chǎng)發(fā)生器產(chǎn)生的磁 場(chǎng)是第一磁場(chǎng)，方位傳感器響應(yīng)于第一磁場(chǎng)而產(chǎn)生的信號(hào)是第一信號(hào)，并且其 中該方法還包含在體腔外的固定參考系中產(chǎn)生第二磁場(chǎng)；和處理由方位傳感器響應(yīng)于第二磁場(chǎng)信號(hào)而產(chǎn)生的第二信號(hào)，以確定體腔內(nèi) 遠(yuǎn)側(cè)尖端的坐標(biāo)。
29、 根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中方位傳感器置于插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)，并且 其中探針還包含在遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)的用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生器。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中方位傳 響應(yīng)于磁場(chǎng)而產(chǎn)生的信號(hào)是 第一信號(hào)，且其中該方法還包含感測(cè)體腔外固定參考系中預(yù)定位置處的磁場(chǎng)以產(chǎn)生第二信號(hào)；和 M第二信號(hào)以確定體腔內(nèi)遠(yuǎn)側(cè)尖端的坐標(biāo)。
31、 一種在患者體內(nèi)執(zhí)行醫(yī)療過(guò)程的裝置，該裝置包含 探化包含插入管，具有用于插入到患者體腔內(nèi)的遠(yuǎn)端； 遠(yuǎn)側(cè)尖端，柔性率鵬至鵬入管的遠(yuǎn)端； 磁場(chǎng)發(fā)生器，置于遠(yuǎn)側(cè)尖端內(nèi)，配置成產(chǎn)生磁場(chǎng)；第一傳感器，置于插入管的遠(yuǎn)端內(nèi)，響應(yīng)于所述磁場(chǎng)而產(chǎn)生第一信號(hào);和第二傳感器，置于患者的體外，響應(yīng)于所述磁場(chǎng)而產(chǎn)生第二信號(hào)； 處理器，耦合成接收和處理第二信號(hào)以確定遠(yuǎn)側(cè)尖端在體內(nèi)的坐標(biāo)，并且 接收和處理第一信號(hào)以檢測(cè)遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的方位變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠用于壓力感測(cè)的導(dǎo)管。一種醫(yī)療探針包括柔性插入管，具有用于插入到患者體腔的遠(yuǎn)端；遠(yuǎn)側(cè)尖端，置于插入管的遠(yuǎn)端并被設(shè)置成接觸體腔內(nèi)的組織。彈性部件將遠(yuǎn)側(cè)尖端耦接到插入管的遠(yuǎn)端，并配置成當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)尖端接合組織時(shí)響應(yīng)于施加到遠(yuǎn)側(cè)尖端上的壓力而產(chǎn)生變形。探針內(nèi)的位置傳感器感測(cè)遠(yuǎn)側(cè)尖端相對(duì)于插入管的遠(yuǎn)端的位置，其響應(yīng)于彈性部件的變形而發(fā)生變化。
文檔編號(hào)A61B5/06GK101416874SQ20081017697
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月8日
發(fā)明者A·C·奧爾特曼, A·戈瓦里, Y·埃夫拉思, Y·施瓦茨 申請(qǐng)人:韋伯斯特生物官能公司