光學(xué)消融灶評(píng)估的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了醫(yī)療設(shè)備，包括探針，所述探針具有配置成用于插入到患者的身體中的遠(yuǎn)側(cè)段。所述探針包括至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元，所述至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置并且包括第一輻射源和第二輻射源，所述第一輻射源和第二輻射源配置成朝向接近所述遠(yuǎn)側(cè)段的、身體內(nèi)組織發(fā)射不同的相應(yīng)第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射。光學(xué)傳感器配置成接收從所述組織散射的在所述第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射，并且響應(yīng)于所接收的光學(xué)輻射的強(qiáng)度而輸出第一電信號(hào)和第二電信號(hào)。
【專利說(shuō)明】光學(xué)消融灶評(píng)估
[0001]相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本專利申請(qǐng)為2010年6月16日提交的并公布為美國(guó)專利申請(qǐng)公開2011 /0313280的美國(guó)專利申請(qǐng)12 / 816，492的部分繼續(xù)申請(qǐng)，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明一般涉及侵入式醫(yī)療裝置和醫(yī)療手術(shù)，并且具體地，涉及對(duì)以此類手術(shù)治療的組織狀況的評(píng)估。
【背景技術(shù)】
[0004]微創(chuàng)心內(nèi)消融是對(duì)于各種類型的心律失常的治療選擇。為了執(zhí)行此類治療，醫(yī)生通常通過(guò)血管系統(tǒng)將導(dǎo)管插入到心臟中、使導(dǎo)管的遠(yuǎn)端在異常電活動(dòng)的區(qū)域中與心肌組織接觸、并且接著使遠(yuǎn)端處或遠(yuǎn)端附近的一個(gè)或多個(gè)電極通電，以便導(dǎo)致組織壞死。
[0005]通常難以確定適當(dāng)?shù)哪芰縿┝浚鲞m當(dāng)?shù)哪芰縿┝繎?yīng)該應(yīng)用于消融手術(shù)中，以便達(dá)到期望的結(jié)果。當(dāng)所述劑量不足時(shí)，非傳導(dǎo)消融灶不會(huì)足夠深地延伸穿過(guò)心臟壁以破壞異常傳導(dǎo)，使得在所述手術(shù)完成之后，心律失?？沙掷m(xù)或反彈。另一方面，過(guò)量的劑量可導(dǎo)致對(duì)在消融位點(diǎn)處或圍繞消融位點(diǎn)的組織的危險(xiǎn)損傷。已知適當(dāng)?shù)膭┝侩S病例改變，這取決于各種因素，諸如導(dǎo)管幾何形狀、心臟壁的厚度、導(dǎo)管電極和心臟壁之間的電接觸質(zhì)量、以及在消融位點(diǎn)附近的血液流動(dòng)。
[0006]為了改善消融手術(shù)的精密度和一致性，已經(jīng)嘗試基于具有相關(guān)性的生理參數(shù)的測(cè)量來(lái)預(yù)測(cè)和控制所述消融。一些此類方法，例如在美國(guó)專利7，306，593中有所描述，該專利的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。作為另一個(gè)例子，美國(guó)專利7，918，850描述了通過(guò)評(píng)價(jià)起搏信號(hào)的捕獲而接近實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)心內(nèi)消融進(jìn)展，該專利的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。
[0007]用于心內(nèi)消融灶評(píng)估的光學(xué)方法在本領(lǐng)域中也是已知的。例如，美國(guó)專利7，662，152描述了導(dǎo)管，該導(dǎo)管包括導(dǎo)管主體和適于消融組織的末端電極，該專利的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。該導(dǎo)管還包括多個(gè)光波導(dǎo)，所述多個(gè)光波導(dǎo)適于向所述末端電極傳輸光學(xué)能量以及從其傳輸光學(xué)能量。每個(gè)波導(dǎo)的遠(yuǎn)側(cè)部分延伸穿過(guò)所述末端電極的中空遠(yuǎn)側(cè)部分，并在形成于殼體中的開口中終止。消融灶評(píng)估通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)處測(cè)量光強(qiáng)度而實(shí)現(xiàn)，所述光強(qiáng)度是從所述導(dǎo)管末端輻射的光到消融組織上產(chǎn)生并在所述導(dǎo)管末端處重新捕獲的。美國(guó)專利8，123，745描述了用于類似目的的具有光學(xué)透明的導(dǎo)電末端的消融導(dǎo)管，該專利的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在下文描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供用于測(cè)量所述身體內(nèi)組織的光學(xué)特性的改進(jìn)的方法和裝置。此類方法和裝置可有效地用于光學(xué)消融灶評(píng)估中。[0009]因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了包括探針的醫(yī)療設(shè)備，所述探針具有配置成用于插入到患者的身體中的遠(yuǎn)側(cè)段。所述探針包括至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元，所述至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置并且包括第一輻射源和第二輻射源，所述第一輻射源和第二輻射源配置成朝向接近所述遠(yuǎn)側(cè)段的、身體內(nèi)組織發(fā)射不同的相應(yīng)第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射。光學(xué)傳感器配置成接收從所述組織散射的在所述第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射，并且響應(yīng)于所接收的光學(xué)輻射的強(qiáng)度而輸出第一電信號(hào)和第二電信號(hào)。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述第一波長(zhǎng)波段是紅外波段，并且所述第二波長(zhǎng)波段是可見光波段。例如，所述第一波長(zhǎng)波段可具有介于860nm和880nm之間的峰值強(qiáng)度，并且所述第二波長(zhǎng)波段具有介于710nm和730nm之間的峰值強(qiáng)度。
[0011]通常，該設(shè)備包括控制單元，所述控制單元被耦合以比較所述第一信號(hào)和第二信號(hào)，并且響應(yīng)于該比較而輸出對(duì)所述組織的狀況的指示。該指示可基于所述第一信號(hào)和第
二信號(hào)的比率。
[0012]在本發(fā)明所公開的實(shí)施例中，所述探針的遠(yuǎn)側(cè)段包括消融元件，該消融元件配置成消融所述組織，并且所述指示提供對(duì)消融灶的評(píng)估，所述消融灶通過(guò)所述消融元件形成于所述組織中。所述消融元件可包括電極，該電極配置成與所述組織接觸并且通過(guò)施加射頻能量至所述組織來(lái)消融所述組織，其中所述控制單元配置成當(dāng)所述消融灶在施加所述射頻能量的過(guò)程中形成時(shí)，提供對(duì)所述消融灶的評(píng)估。在一個(gè)實(shí)施例中，所述探針的遠(yuǎn)側(cè)段配置成與患者的心臟內(nèi)的心內(nèi)膜組織接觸并且對(duì)其進(jìn)行消融。
[0013]在一些實(shí)施例中，所述第一輻射源和第二輻射源包括嵌入所述遠(yuǎn)側(cè)段中的發(fā)光二
極管?！?br> [0014]任選地，所述至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元包括多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元，所述多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置在不同的相應(yīng)位置處。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元包括至少第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元，所述至少第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元沿所述遠(yuǎn)側(cè)段間隔開，并且該設(shè)備包括控制單元，所述控制單元配置成與所述第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元通信，以便測(cè)量信號(hào)，所述信號(hào)由所述第一光學(xué)感測(cè)單元中的光學(xué)傳感器響應(yīng)于發(fā)射的輻射而輸出，可替換地，由所述第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元中的每個(gè)光學(xué)感測(cè)單元中的輻射源輸出。
[0015]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)側(cè)段包括頂蓋，該頂蓋包括外壁和內(nèi)壁，其中所述外壁穿有一個(gè)或多個(gè)孔，所述內(nèi)壁被包含在所述外壁內(nèi)側(cè)并且所述至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元安裝在所述內(nèi)壁上，以便經(jīng)由所述外壁中的孔朝向所述組織發(fā)射光學(xué)輻射以及從所述組織接收光學(xué)輻射。所述外壁可包括導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料配置成與所述組織接觸并且施加電能量至所述組織，以便消融所述組織，同時(shí)沖洗流體流動(dòng)穿過(guò)所述內(nèi)壁和外壁之間的腔體并且穿過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)孔離開該腔體。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例還提供了用于組織評(píng)估的方法，該方法包括將探針的遠(yuǎn)側(cè)段插入到患者的身體中。沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置的第一輻射源和第二輻射源被致動(dòng)以朝向接近所述遠(yuǎn)側(cè)段的、身體內(nèi)組織而發(fā)射不同的相應(yīng)第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射。沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置的光學(xué)傳感器接收從所述組織散射的在所述第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射。處理第一電信號(hào)和第二電信號(hào)以便評(píng)估所述組織的狀況，其中所述第一電信號(hào)和第二電信號(hào)由所述光學(xué)傳感器分別響應(yīng)于所接收的在所述第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)福射的強(qiáng)度而輸出。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例還提供了用于組織評(píng)估的方法，該方法包括施加射頻(RF)電能量，以便在患者的身體內(nèi)組織的區(qū)域中形成消融灶。在施加所述RF電能量的同時(shí)，測(cè)量該區(qū)域?qū)t外線輻射的第一散射強(qiáng)度以及該區(qū)域?qū)t光的第二散射強(qiáng)度。通過(guò)比較所述第一散射強(qiáng)度和所述第二散射強(qiáng)度來(lái)評(píng)估所述消融灶的形成。
[0018]結(jié)合附圖，通過(guò)以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，將更全面地理解本發(fā)明，其中:
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于心內(nèi)消融的系統(tǒng)的示意性說(shuō)明圖；
[0020]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的消融和感測(cè)導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)段的示意性說(shuō)明圖；
[0021]圖2B為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的消融和感測(cè)導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)段的示意性說(shuō)明圖；
[0022]圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在消融手術(shù)過(guò)程中由導(dǎo)管測(cè)量的光譜反射比率的曲線圖；并且
[0023]圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的消融和感測(cè)導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)段的示意性剖面圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0024]下文描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供了如下裝置和方法，其可通過(guò)比較從組織散射的在不同波長(zhǎng)處的強(qiáng)度而用于快速且準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)身體內(nèi)組織狀況。具體地，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)隨著身體內(nèi)組織被消融，從所述組織并且具體地心臟組織散射的紅外光和可見光之間的關(guān)系明顯改變，其中散射的紅外光對(duì)`可見光的比率急劇增加。所述消融探針中(諸如在心臟的消融導(dǎo)管中)的合適光學(xué)感測(cè)單元可因此用于在消融手術(shù)過(guò)程中實(shí)時(shí)評(píng)估消融灶形成。本公開和權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)“散射”在其廣泛、傳統(tǒng)意義上一般包括反射和透射的輻射，所述反射和透射的輻射經(jīng)由所考慮的組織到達(dá)光學(xué)傳感器，或者換句話說(shuō)，向前和向后散射。
[0025]在本發(fā)明所公開的實(shí)施例中，至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元沿探針的遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置，所述探針的遠(yuǎn)側(cè)段被插入到患者的身體中。該感測(cè)單元包括(至少)兩個(gè)輻射源，所述(至少)兩個(gè)輻射源朝向身體內(nèi)的接近遠(yuǎn)側(cè)段的組織發(fā)射不同的相應(yīng)波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射。感測(cè)單元中的光學(xué)傳感器接收從所述組織散射的在不同的波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射，并且響應(yīng)于所述輻射強(qiáng)度而輸出電信號(hào)。如在本說(shuō)明書和權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)“光學(xué)輻射”包括可見輻射、紅外線輻射和紫外線輻射。通常(盡管不一定)，所述輻射源為發(fā)光二極管(LED)，其中一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射紅外線福射，并且另一個(gè)發(fā)光二極管在不同的相應(yīng)時(shí)隙發(fā)射可見光。所述輻射源和所述感測(cè)單元中的傳感器可接近彼此定位，或者它們可選擇地沿所述遠(yuǎn)側(cè)段散開于不同位置處。
[0026]耦合到所述探針的控制單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行比較并且基于該比較產(chǎn)生對(duì)所述組織狀況的指示，所述信號(hào)由傳感器響應(yīng)于所接收的不同波長(zhǎng)波段中的散射輻射的強(qiáng)度而輸出。該指示可通常包括在由所述探針執(zhí)行的組織消融過(guò)程中的消融灶形成的評(píng)估。所述指示可基于例如散射的紅外光對(duì)可見光的比率，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)隨著組織被消融，所述散射的紅外對(duì)可見光的比率急劇增加。
[0027]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于心臟消融治療的系統(tǒng)20的示意性說(shuō)明圖。操作者28 (諸如介入性心臟病醫(yī)生)經(jīng)由患者26的血管系統(tǒng)將侵入式探針，諸如導(dǎo)管22插入到該患者的心臟24的腔室中。例如，為了治療心房纖顫，操作者可將所述導(dǎo)管推進(jìn)到左心房中，并使所述導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)段30接觸要被消融的心肌組織。
[0028]在操作者28的控制下，導(dǎo)管22在其近端處連接到控制臺(tái)32，該控制臺(tái)用作施加和監(jiān)測(cè)期望的治療的控制單元?？刂婆_(tái)32包括射頻(RF)能量發(fā)生器34，該RF能量發(fā)生器經(jīng)由導(dǎo)管22提供電力至遠(yuǎn)側(cè)段30，以便消融所述靶組織。如下面所述，通過(guò)處理沿所述遠(yuǎn)側(cè)段由一個(gè)或多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元輸出的信號(hào)，監(jiān)測(cè)電路36提供對(duì)接近遠(yuǎn)側(cè)段30的組織的狀況的指示，并且可在顯示屏38上顯示該指示。通常，沖洗泵(未示出)經(jīng)導(dǎo)管22供給冷卻流體，諸如鹽水溶液，通過(guò)遠(yuǎn)側(cè)段30沖洗治療中的組織?；谟杀O(jiān)測(cè)電路36提供的信息，自動(dòng)地或響應(yīng)于操作者28的輸入，控制臺(tái)32可控制由RF能量發(fā)生器34施加的功率和/或由所述泵提供的流體的流量。
[0029]系統(tǒng)20 可例如基于由 Biosense Webster Inc.(Diamond Bar, California)提供的CARTO系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供大量設(shè)施以支持導(dǎo)管22的導(dǎo)航和控制。然而，這些系統(tǒng)設(shè)施一般超出本專利申請(qǐng)的范圍，這些系統(tǒng)設(shè)施包括控制臺(tái)32的監(jiān)測(cè)和控制功能(除了本文所述光學(xué)感測(cè)功能)細(xì)節(jié)。
[0030]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的導(dǎo)管22的遠(yuǎn)側(cè)段30的示意性說(shuō)明圖。在該實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)側(cè)段被示出包括具有“套索”形式的弓形部分40。這種類型的導(dǎo)管形式常用于圍繞肺靜脈口建立 環(huán)形消融灶，例如用于心房纖顫治療。為了此目的，遠(yuǎn)側(cè)段30貼著弓形部分40的所有長(zhǎng)度或至少一部分長(zhǎng)度接觸心內(nèi)膜組織。消融元件以電極42的形式沿遠(yuǎn)側(cè)段30的長(zhǎng)度設(shè)置，并且由發(fā)生器34的RF能量致動(dòng)，以消融與其接觸的組織。作為另外一種選擇，遠(yuǎn)側(cè)段30可包括本領(lǐng)域已知的其它類型的消融元件，諸如高功率超聲換能器或冷凍消融元件。
[0031]光學(xué)感測(cè)單元44沿遠(yuǎn)側(cè)段30設(shè)置在電極42之間交錯(cuò)的位置處。如圖2A中的插入物所示，每個(gè)此類單元44包括兩個(gè)輻射源50和輻射源52，所述兩個(gè)輻射源引導(dǎo)不同的相應(yīng)波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射朝向接近所述感測(cè)單元的心肌組織48。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于消融灶形成的評(píng)估，輻射源50可有利地發(fā)射紅外線輻射，而輻射源52發(fā)射可見光，例如紅光。所述波長(zhǎng)波段可具有相應(yīng)的峰值強(qiáng)度，例如，介于860nm和880nm之間的峰值強(qiáng)度，以及介于710nm和730nm之間的峰值強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，輻射源50和輻射源52包括LED，該LED具有分別在大約870nm和720nm的中心發(fā)射波長(zhǎng)。
[0032]作為另外一種選擇，其它波長(zhǎng)組合可用于消融的評(píng)估和其它指示，如評(píng)估所述導(dǎo)管和身體組織之間的接觸。例如，選擇血液中的血紅蛋白高度吸收的可見光譜中的波長(zhǎng)是有用的，因?yàn)樵跊]有良好的組織接觸時(shí)，在該波長(zhǎng)的散射強(qiáng)度將接近零。在與所述組織接觸時(shí)，血液的位移導(dǎo)致減少的吸收，從而給出指示組織接觸的增加信號(hào)。此外，在消融的啟動(dòng)時(shí)，氧化血液的損耗(除所述組織光學(xué)特性中的其它變化之外)和隨后的吸收減少可以提供關(guān)于所述消融過(guò)程的進(jìn)一步信息。
[0033]每個(gè)感測(cè)單元44也包括光學(xué)傳感器46，諸如光電二極管或其它合適的輻射_感測(cè)元件，所述光學(xué)傳感器接收從組織48反射的光學(xué)輻射，并且響應(yīng)于所接收的輻射的強(qiáng)度而輸出電信號(hào)。通常，輻射源50和輻射源52是時(shí)間-多路復(fù)用的，使得由于在所述兩個(gè)波長(zhǎng)的反射輻射，可以明確區(qū)分由傳感器46輸出的相應(yīng)信號(hào)。任選地，感測(cè)單元44可包括三個(gè)或更多個(gè)輻射源，每個(gè)輻射源均具有其自己的發(fā)射波長(zhǎng)，使得傳感器46可以更精細(xì)的波長(zhǎng)分辨率和/或在更寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)量組織反射率。輻射源50，52和傳感器46通常被嵌入在適合的透明密封封套內(nèi)(諸如透明的生物相容性塑料內(nèi))的遠(yuǎn)側(cè)段30中。
[0034]監(jiān)測(cè)電路36接收由傳感器46輸出的信號(hào)，并且比較由于輻射源50和輻射源52在不同波長(zhǎng)處的輻射的散射導(dǎo)致的信號(hào)水平，以便得到組織48的消融水平的指示。這樣，控制臺(tái)32能夠評(píng)估正在所述消融過(guò)程中形成的消融灶，并可在顯示屏38上呈現(xiàn)該評(píng)估。通常，如下面所述，所述信號(hào)水平的比較基于由于輻射源50和輻射源52的不同波長(zhǎng)處散射的信號(hào)比，但是作為另外一種選擇或除此之外，其它數(shù)學(xué)關(guān)系可用于分析信號(hào)。
[0035]在圖2A中所示的實(shí)施例中，多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元44設(shè)置在不同的相應(yīng)位置處，沿遠(yuǎn)側(cè)段30的弓形部分40間隔開。作為另外一種選擇，導(dǎo)管22可包括僅單個(gè)這種類型的光學(xué)感測(cè)單元，但使用多個(gè)感測(cè)單元使得控制臺(tái)32能夠評(píng)估在更寬區(qū)域內(nèi)的消融灶形成。為了沿所述遠(yuǎn)側(cè)段的長(zhǎng)度使評(píng)估的區(qū)域更進(jìn)一步擴(kuò)展到所述不同光學(xué)感測(cè)單元之間的區(qū)域，監(jiān)測(cè)電路36可控制在相鄰感測(cè)單元44中的輻射源50，52交替地操作，使得在所述光學(xué)感測(cè)單元之一中的傳感器46可以測(cè)量來(lái)自所述相鄰感測(cè)單元中輻射源的輻射的散射，包括透射和反射。該散射發(fā)生在所述相鄰感測(cè)單元44之間的組織48中，并且因此給出在這些中間區(qū)域中的消融灶形成的指示。
[0036]圖2B為根據(jù)本發(fā)明的可供選擇的實(shí)施例的導(dǎo)管22的遠(yuǎn)側(cè)段30的示意性說(shuō)明圖。在該實(shí)施例中，輻射源50，52和傳感器46沿弓形部分40的長(zhǎng)度在不同位置處間隔開。一對(duì)輻射源50，52和傳感器46的任何組合可被視為此構(gòu)型中的光學(xué)感測(cè)單元，以便采樣來(lái)自所選輻射源和傳感器之間的組織區(qū)域的散射。
[0037]雖然圖2A和圖2B示出沿遠(yuǎn)側(cè)段30在某些位置和構(gòu)型中設(shè)置的特定數(shù)量的光學(xué)感測(cè)單元44，但是在可供選擇的實(shí)施例中，基本上可使用任何數(shù)量的此類光學(xué)感測(cè)單元，并且可能僅單個(gè)光學(xué)感測(cè)單元。此`外，雖然圖2A和圖2B示出套索導(dǎo)管，但是在其它實(shí)施例中，這種類型的光學(xué)感測(cè)單元可裝配到其它類型的導(dǎo)管和具有任何合適構(gòu)型的其它侵入式探針，不僅用于心臟中，而且用于其它身體器官和區(qū)域中。
[0038]圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的作為在消融手術(shù)過(guò)程中的時(shí)間函數(shù)的接收信號(hào)的光譜比率的曲線圖，所述接收信號(hào)是通過(guò)使用光學(xué)感測(cè)單元44的導(dǎo)管系統(tǒng)測(cè)量的。此例子中的輻射源50和輻射源52是LED，所述LED在具有870nm和720nm的峰值強(qiáng)度的波長(zhǎng)波段中發(fā)射。垂直軸示出根據(jù)傳感器46輸出的信號(hào)，在兩個(gè)不同波長(zhǎng)處從組織48散射的強(qiáng)度
比率^^ (在圖中標(biāo)記為Il / 12)。此圖示出在評(píng)估組織消融中強(qiáng)度比率的有效性。
[0039]在消融開始之前的初始時(shí)間段期間，從TO至Tl，未消融組織的基線散射強(qiáng)度比率約為5:1。在時(shí)間Tl處開始，RF能量被施加到所述導(dǎo)管電極。隨著消融灶通過(guò)消融形成，所述比率逐漸增加至約40:1。在時(shí)間Τ2處，所述RF能量被關(guān)閉，并且所述導(dǎo)管被移動(dòng)，使得感測(cè)單元44觀察另一未消融組織區(qū)域，并且所述比率返回到先前約為5:1的值。當(dāng)所述導(dǎo)管從所述組織取出時(shí)，在時(shí)間Τ3處，傳感器44僅接收來(lái)自所述心臟腔室中的血細(xì)胞散射的輻射，并且所述強(qiáng)度比率下降至幾乎為零。
[0040]圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的消融和感測(cè)導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)段30的示意性剖面圖。在該實(shí)施例中，附接到所述導(dǎo)管的插入管58遠(yuǎn)端的頂蓋包括外壁62和內(nèi)壁60，其中所述外壁穿有孔66，所述內(nèi)壁被包含在所述外壁內(nèi)側(cè)。內(nèi)腔68供給沖洗流體至外壁62和內(nèi)壁60之間形成的腔體64，并且所述沖洗流體通過(guò)孔66離開此腔體。通常，壁60和壁62包括薄的金屬材料殼體，所述薄殼體由小金屬金屬間隔物(未示出)保持分開，圍繞所述薄殼體，流體能夠在腔體64內(nèi)流動(dòng)。導(dǎo)體70從控制臺(tái)32供給RF電能量到所述頂蓋，其用作電極來(lái)消融與外壁62接觸的組織。
[0041]光學(xué)感測(cè)單元72安裝在內(nèi)壁60上，使得輻射源50，52通過(guò)孔66而朝向接近所述頂蓋的組織發(fā)射光學(xué)輻射，并且傳感器46經(jīng)所述孔接收反射的輻射。輻射源50，52和傳感器46可為所述內(nèi)壁內(nèi)的凹口中的插入物，如本圖中所示。在引導(dǎo)從所述輻射源發(fā)射的輻射向外朝向所述組織中，以及在限制由所述傳感器觀測(cè)的反射輻射的角度范圍中，這個(gè)插入物構(gòu)型是有用的。
[0042]雖然上面示出和描述了許多特定光學(xué)感測(cè)單元構(gòu)型，但是在本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀上述描述之后，可明顯看出用于類似目的的可供選擇的構(gòu)型，并且可供選擇的構(gòu)型被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此應(yīng)意識(shí)到，上述實(shí)施例均以舉例的方式示出，并且本發(fā)明不受上文具體示出和描述的內(nèi)容限制。相反，本發(fā)明的范圍包括上述各種特征的組合和子組合以及它們的變型和修改形式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀上述說(shuō)明時(shí)將會(huì)想到所述變型和修改形式，并且所述變型和修改形式并·未在現(xiàn)有技術(shù)中公開。
【權(quán)利要求】
1.醫(yī)療設(shè)備，包括探針，所述探針具有配置成用于插入到患者的身體中的遠(yuǎn)側(cè)段，所述探針包括至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元，所述至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置并且包括: 第一輻射源和第二輻射源，其配置成朝向接近所述遠(yuǎn)側(cè)段的、所述身體內(nèi)組織發(fā)射不同的相應(yīng)第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射；和 光學(xué)傳感器，其配置成接收從所述組織散射的在所述第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射，并且響應(yīng)于所接收的光學(xué)輻射的強(qiáng)度而輸出第一電信號(hào)和第二電信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一波長(zhǎng)波段是紅外波段，并且所述第二波長(zhǎng)波段是可見光波段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第一波長(zhǎng)波段具有介于860nm和880nm之間的峰值強(qiáng)度，并且所述第二波長(zhǎng)波段具有介于710nm和730nm之間的峰值強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，并且包括控制單元，所述控制單元被耦合以比較所述第一信號(hào)和第二信號(hào)，并且響應(yīng)于所述比較而輸出對(duì)所述組織的狀況的指示。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述探針的所述遠(yuǎn)側(cè)段包括消融元件，所述消融元件配置成消融所述組織，并且其中所述指示提供對(duì)消融灶的評(píng)估，所述消融灶通過(guò)所述消融元件形成于所述組織中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述消融元件包括電極，所述電極配置成與所述組織接觸并且通過(guò)施加射頻能量至所述組織來(lái)消融所述組織，并且其中所述控制單元配置成當(dāng)所述消融灶在施加所述射頻能量的過(guò)程中形成時(shí)，提供對(duì)所述消融灶的所述評(píng)估。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述探針的所述遠(yuǎn)側(cè)段配置成與所述患者的心臟內(nèi)的心內(nèi)膜組織接觸并`且對(duì)其進(jìn)行消融。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述指示是基于所述第一信號(hào)和第二信號(hào)的比率的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一輻射源和第二輻射源包括嵌入所述遠(yuǎn)側(cè)段中的發(fā)光二極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元包括多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元，所述多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置在不同的相應(yīng)位置處。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元包括至少第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元，所述至少第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元沿所述遠(yuǎn)側(cè)段間隔開，并且 其中所述設(shè)備包括控制單元，所述控制單元配置成與所述第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元通信，以便測(cè)量信號(hào)，所述信號(hào)由所述第一光學(xué)感測(cè)單元中的光學(xué)傳感器響應(yīng)于發(fā)射的輻射輸出，可替換地，由所述第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元中的每個(gè)光學(xué)感測(cè)單元中的輻射源輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述遠(yuǎn)側(cè)段包括頂蓋，所述頂蓋包括外壁和內(nèi)壁，其中所述外壁穿有一個(gè)或多個(gè)孔，所述內(nèi)壁被包含在所述外壁內(nèi)側(cè)，并且所述至少一個(gè)光學(xué)感測(cè)單元被安裝在所述內(nèi)壁上，以便經(jīng)由所述外壁中的所述孔朝向所述組織發(fā)射光學(xué)輻射以及從所述組織接收光學(xué)輻射。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述外壁包括導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料配置成與所述組織接觸并且施加電能量至所述組織，以便消融所述組織，同時(shí)沖洗流體流動(dòng)穿過(guò)所述內(nèi)壁和外壁之間的腔體并且穿過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)孔離開所述腔體。
14.一種用于組織評(píng)估的方法，包括: 將探針的遠(yuǎn)側(cè)段插入到患者的身體中； 致動(dòng)沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置的第一輻射源和第二輻射源，以朝向接近所述遠(yuǎn)側(cè)段的所述身體內(nèi)組織發(fā)射不同的相應(yīng)第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射； 在沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置的光學(xué)傳感器處，接收從所述組織散射的在所述第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射；以及 處理第一電信號(hào)和第二電信號(hào)以便評(píng)估所述組織的狀況，所述第一電信號(hào)和第二電信號(hào)由所述光學(xué)傳感器分別響應(yīng)于所接收的在所述第一波長(zhǎng)波段和第二波長(zhǎng)波段的光學(xué)輻射的強(qiáng)度而輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一波長(zhǎng)波段是紅外波段，并且所述第二波長(zhǎng)波段是可見光波段。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，并且包括使用所述探針來(lái)消融所述組織，其中處理第一電信號(hào)和第二電信號(hào)包括評(píng)估消融灶在所述組織中的形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中消融所述組織包括施加射頻能量至所述組織，并且其中當(dāng)所述消融灶在施加所述射頻能量的過(guò)程中形成時(shí)，評(píng)估所述消融灶的形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中插入所述遠(yuǎn)側(cè)段包括將導(dǎo)管插入到所述患者的心臟中，以便消融所述心臟中的心內(nèi)膜組織。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所 述的方法，其中所述第一輻射源和第二輻射源包括嵌入所述遠(yuǎn)側(cè)段中的發(fā)光二極管。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中致動(dòng)所述第一輻射源和第二輻射源以及接收所述光學(xué)輻射包括在多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元處發(fā)射和接收所述光學(xué)輻射，所述多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元沿所述遠(yuǎn)側(cè)段設(shè)置在不同的相應(yīng)位置處。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述多個(gè)光學(xué)感測(cè)單元包括至少第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元，所述至少第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元沿所述遠(yuǎn)側(cè)段間隔開，并且 其中所述方法包括測(cè)量信號(hào)，所述信號(hào)由所述第一光學(xué)感測(cè)單元中的光學(xué)傳感器響應(yīng)于發(fā)射的輻射而輸出，可替換地，由所述第一光學(xué)感測(cè)單元和第二光學(xué)感測(cè)單元中的每個(gè)光學(xué)感測(cè)單元中的輻射源輸出。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述遠(yuǎn)側(cè)段包括頂蓋，所述頂蓋包括外壁和內(nèi)壁，其中所述外壁穿有一個(gè)或多個(gè)孔，所述內(nèi)壁被包含在所述外壁內(nèi)側(cè)，并且所述第一輻射源和第二輻射源以及所述光學(xué)傳感器被安裝在所述內(nèi)壁上，以便經(jīng)由所述外壁中的所述孔朝向所述組織發(fā)射光學(xué)輻射以及從所述組織接收光學(xué)輻射。
23.一種用于組織評(píng)估的方法，包括: 施加射頻(RF)電能量，以便在患者的身體內(nèi)組織的區(qū)域中形成消融灶； 在施加所述RF電能量的同時(shí)，測(cè)量所述區(qū)域?qū)t外線輻射的第一散射強(qiáng)度和所述區(qū)域?qū)t光的第二散射強(qiáng)度；以及 通過(guò)比較所述第一散射強(qiáng)度和所述第二散射強(qiáng)度來(lái)評(píng)估所述消融灶的形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述紅外線輻射具有介于860nm和880nm之間的峰值強(qiáng)度，并且所述紅光具有介于710nm和730nm之間的峰值強(qiáng)度。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中比較所述第一散射強(qiáng)度和所述第二散射強(qiáng)度包括計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述第一散射強(qiáng)度和第二散射強(qiáng)度的信號(hào)的比率。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中施加所述RF電輻射包括使用插入到所述患者的心臟中的導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)段來(lái)消融心內(nèi)膜組織，并且其中所述第一散射強(qiáng)度和第二散射強(qiáng)度使用所述遠(yuǎn)側(cè)段上的光學(xué)感`測(cè)單元來(lái)測(cè)量。
【文檔編號(hào)】A61B18/12GK103860142SQ201310692975
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】A.戈瓦里, C.T.比克勒, A.帕派奧安瑙, V.格里納 申請(qǐng)人:韋伯斯特生物官能(以色列)有限公司