力傳感消融導(dǎo)管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總地涉及具有力傳感能力的醫(yī)療設(shè)備。更特別的，本發(fā)明涉及力傳感導(dǎo)管。
【背景技術(shù)】
[0002]電生理導(dǎo)管用于各種診斷、治療、和/或標(biāo)測和消融步驟以診斷和/或糾正例如房性心律失常的狀況，包括，例如異位性房性心動過速、心房顫動、和心房撲動。心律失常會產(chǎn)生各種狀況，包括不規(guī)則心率、同步性房室收縮的丟失和心室內(nèi)血流的停滯，這會引起各種有癥狀和無癥狀的疾病甚至死亡。
[0003]典型地，導(dǎo)管經(jīng)由經(jīng)皮路徑(例如通過股骨動脈或鎖骨下動脈)被部署在患者的脈管系統(tǒng)內(nèi)。導(dǎo)管通過脈管系統(tǒng)前進(jìn)到達(dá)期望部位，例如，患者心臟內(nèi)的部位。導(dǎo)管可以承載一個或多個電極，該一個或多個電極例如可以用于心臟標(biāo)測或診斷、消融和/或其他治療傳送模式、或者兩者。一旦處于期望部位，治療可以包括，例如，射頻(RF)消融、冷凍消融、激光消融、化學(xué)消融、基于高強(qiáng)度聚焦超聲的消融、微波消融、和/或其他消融治療。導(dǎo)管向心臟組織給予消融能量以在心臟組織內(nèi)造成一個或多個損傷。該損傷破壞不期望的心臟激活路徑，并因此限制、捕捉或阻止能夠形成心律失常的基礎(chǔ)的錯誤的傳導(dǎo)信號。
[0004]為了使導(dǎo)管的遠(yuǎn)端部前進(jìn)通過脈管系統(tǒng)，臨床醫(yī)生可以通過順序地或同時地施加力矩、和縱向或軸向的推力來操作導(dǎo)管的近端。如果導(dǎo)管是從近端可操作的，導(dǎo)管的遠(yuǎn)端部也可以在期望的方向選擇性地偏移或旋轉(zhuǎn)。以這種方式操作導(dǎo)管是困難的，并且具有經(jīng)由導(dǎo)管的這種操作施加至心臟組織的力的可靠指示可以是重要的。在消融步驟中，施加至組織的壓力的量會影響步驟的結(jié)果和/或完成步驟所需的時間的量。同樣，知道導(dǎo)管給心臟組織施加多少壓力，可以有一些安全優(yōu)勢。
[0005]在Meredith的美國專利申請N0.13/547，397中描述了示例性的已知力傳感導(dǎo)管。這種導(dǎo)管包括力傳感端部，力傳感端部具有與導(dǎo)管的軸對齊的彈簧，其在壓力作用下偏移。在機(jī)械彈簧的偏移之前和之后，使用磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，通過跟蹤導(dǎo)管端部內(nèi)的跟蹤器線圈的運動確定彈簧的運動。跟蹤器線圈移動的距離轉(zhuǎn)化為機(jī)械彈簧壓縮的距離，其然后用于使用機(jī)械彈簧的軸向彈性系數(shù)確定施加至導(dǎo)管端部的力。然而，這種導(dǎo)管僅測量通過端部施加的軸向力。此外，為了確定力，導(dǎo)管需要外部成像系統(tǒng)以追隨跟蹤器線圈的位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及用于導(dǎo)管的端部組件，該端部組件能夠產(chǎn)生可用于提供力的指示的測量值，用所述力將端部施加至主體(例如組織)。本發(fā)明的力傳感端部提供通過端部施加的全方位的力的測量值，例如，軸向力和彎曲力。此外，本發(fā)明的力傳感端部是獨立的，其體現(xiàn)在用于確定通過端部施加的力的所有測量值可以從端部自身內(nèi)獲得，而不需要來自成像系統(tǒng)等的外部測量值。
[0007]在一個實施例中，用于導(dǎo)管的力傳感端部組件包括端部殼、聲換能器、第一目標(biāo)、和第一彈簧。端部殼用于連接至導(dǎo)管。聲換能器布置在端部殼內(nèi)并且能夠產(chǎn)生聲脈沖(acoustic ping)。第一目標(biāo)在端部殼內(nèi)與聲換能器分隔。第一彈簧在端部殼內(nèi)并且被配置為允許在聲換能器和第一目標(biāo)之間的相對位置在一范圍內(nèi)變化。第一目標(biāo)被成形和定位以在所述范圍的至少一部分內(nèi)將聲脈沖的至少一部分作為第一回波反射回聲換能器。
[0008]在一個實施例中，醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)包括導(dǎo)管軸、力傳感端部組件、和控制系統(tǒng)。導(dǎo)管軸具有近端區(qū)域和遠(yuǎn)端區(qū)域。力傳感端部組件布置在導(dǎo)管軸的遠(yuǎn)端區(qū)域。力傳感端部組件包括端部殼、聲換能器、第一目標(biāo)、和第一彈簧。端部殼連接至導(dǎo)管軸。聲換能器布置在端部殼內(nèi)并且能夠產(chǎn)生并接收聲脈沖。第一目標(biāo)在端部殼內(nèi)與聲換能器分隔以將聲脈沖作為第一反射聲回波反射回聲換能器。第一彈簧連接至端部殼，并且被配置為允許聲換能器和第一目標(biāo)之間的相對位置通過彈簧的偏移而改變?？刂葡到y(tǒng)經(jīng)由導(dǎo)管軸連接至力傳感端部，并且被配置為分析第一聲回波的變化以確定第一彈簧產(chǎn)生的力。
【附圖說明】
[0009]圖1A是包含具有力傳感端部的消融導(dǎo)管的醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)的示意圖。
[0010]圖1B是圖1A的消融導(dǎo)管的示意圖，其示出通過與組織的接觸而偏移從而改變聲目標(biāo)相對于聲換能器的位置的力傳感端部。
[0011]圖1C是示出在聲目標(biāo)偏移之前和之后來自圖1A和IB的聲換能器的脈沖回波(pulse-echo)波形的行為的曲線圖。
[0012]圖2A是具有力傳感端部的消融導(dǎo)管的另一實施例的示意圖，力傳感端部包含針對軸向和彎曲力測量值的單獨的聲目標(biāo)。
[0013]圖2B是圖2A的消融導(dǎo)管的示意圖，其示出通過與組織接觸而偏移從而改變球形目標(biāo)和平面目標(biāo)相對于聲換能器的位置的力傳感端部。
[0014]圖2C是示出聲目標(biāo)偏移之前和之后來自圖2A和2B的聲換能器的脈沖回波波形的行為的曲線圖。
[0015]圖3A是消融導(dǎo)管的另一實施例的軸向視圖，其具有三個圍繞導(dǎo)管端部的內(nèi)圓周分隔的聲目標(biāo)。
[0016]圖3B是圖3A的3B-3B截面，其示出三個聲目標(biāo)相對于聲換能器的位置。
[0017]圖3C是示出三個聲目標(biāo)偏移之前和之后圖3A和3B的力傳感端部的脈沖回波波形的行為的曲線圖。
[0018]圖4A是消融導(dǎo)管的另一實施例的軸向視圖，其具有在沿導(dǎo)管端部長度的不同的軸向和徑向位置處的三個聲目標(biāo)。
[0019]圖4B是圖4A的消融導(dǎo)管的側(cè)面的圖示表征，其示出三個聲目標(biāo)相對于聲換能器的位置。
[0020]圖4C是示出三個聲目標(biāo)同時偏移之前和之后圖4A和4B的力傳感端部的脈沖回波波形的行為的曲線圖。
[0021]圖5是具有連接端部殼的遠(yuǎn)端和近端部分的螺旋彈簧的力傳感端部的側(cè)面視圖。
[0022]圖6是醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)的圖形用戶界面的圖示表征，其示出導(dǎo)管的力傳感端部感測的力和力傳感端部產(chǎn)生的聲波波形的指示器。
【具體實施方式】
[0023]本文針對多種裝置、系統(tǒng)和/或方法描述了多個代表性的實施例。闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對說明書所描述的以及附圖所示出的實施例的整體結(jié)構(gòu)、功能、制造和用途的透徹理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，這些實施例也可以實施。在其他實例中，沒有詳細(xì)地描述公知的操作、組件和元件，以免使得說明書所描述的實施例不清楚。那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本文所描述和示出的實施例是非限制性的示例，因此可以認(rèn)識到，本文所公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)可以是代表性的，并且不必限制實施例的范圍，實施例的范圍僅由所附的權(quán)利要求所限定。
[0024]整個說明書中提到的“多個實施例”、“一些實施例”、“一個實施例”、或“實施例”等意指結(jié)合該實施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在至少一個實施例中。因此，貫穿整個說明書的術(shù)語“在多個實施例中”、“在一些實施例中”、“在一個實施例中”、或“在實施例中”等的出現(xiàn)并不必全部指相同的實施例。此外，在一個或多個實施例中，特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任意合適的方式組合。因此，結(jié)合一個實施例示出或描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以沒有限制地與一個或多個其他實施例的特征、結(jié)構(gòu)或特性全部或部分地組合，只要這種組合不是不合邏輯的或無功能的。
[0025]可以認(rèn)識到，在整個說明書中可以參照操作用于治療患者的儀器的一端的臨床醫(yī)生，來使用術(shù)語“近端”和“遠(yuǎn)端”。術(shù)語“近端”意指儀器靠近臨床醫(yī)生的部分，而“遠(yuǎn)端”意指距離臨床醫(yī)生最遠(yuǎn)的部分?？梢赃M(jìn)一步認(rèn)識到，為了簡潔和清晰，在本文所示的實施例中，可以使用諸如“垂直的”、“水平的”、“上”和“下”的空間術(shù)語。然而，可以以多種方向和位置使用手術(shù)儀器，并且這些術(shù)語不是限制性的和絕對的。
[0026]圖1A是醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)10的示意圖，其包含具有力傳感端部14的消融導(dǎo)管12。在圖1中，力傳感端部14被放大地示出，以展示聲換能器16、彈簧17和目標(biāo)18。醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)10也包括控制手柄20，其被連接至分析儀22、聲能量驅(qū)動器24、消融能量驅(qū)動器26、和流體源28?？刂茊卧?0與分析儀22、能量驅(qū)動器24和26、流體源28、和用戶界面32連通。導(dǎo)管12包括細(xì)長的導(dǎo)管主體34，導(dǎo)管主體34在遠(yuǎn)端區(qū)域36連接至力傳感端部14，在近端區(qū)域38連接至手柄20。本發(fā)明描述了力傳感端部，在一個實施例中，力傳感端部使用脈沖回波原理為系統(tǒng)的操作者報告在端部上的總力的彎曲和軸向力分量。
[0027]導(dǎo)管12連接至消融能量驅(qū)動器26以為端部14提供消融激活。在一個實施例中，消融能量驅(qū)動器26可以包括射頻(RF)發(fā)生器。導(dǎo)管12和/或端部14可以包括一個或多個電極(未示出)以幫助導(dǎo)管12的消融和定位，例如在基于磁的或基于電壓的成像系統(tǒng)的幫助下。此外，導(dǎo)管12可以配備任意數(shù)量的可替代的或附加的消融和成像技術(shù)，例如超聲成像和高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)消融系統(tǒng)。流體源28將例如鹽水的沖洗流體提供給導(dǎo)管12，用于為端部14提供冷卻并為超聲波在端部內(nèi)傳播提供低損耗路徑，以及其他目的。
[0028]導(dǎo)管12也連接至聲能量驅(qū)動器24以為聲換能器16提供聲脈沖能量。在一個實施例中，聲能量驅(qū)動器24可以包括超聲波脈沖發(fā)生器(ultrasonic pulser)。如下文更詳細(xì)地描述的，由于端部14在彈簧17處的偏移造成的聲換能器16發(fā)出的脈沖能量波形從目標(biāo)18反射或回響之后的變形可以用于確定將端部14推向目標(biāo)物(例如患者器官內(nèi)的組織)的力。
[0029]使用手柄20將導(dǎo)管12送入例如人的心臟的器官，以便執(zhí)行各種標(biāo)測、成像、診斷和/或手術(shù)步驟。例如，導(dǎo)管12可以用于消融心臟內(nèi)的組織以影響通過心臟的電流的路徑以及用于其他目的。在系統(tǒng)10的操作過程中，控制單元30控制分別來自聲能量驅(qū)動器24和消融能量驅(qū)動器26的聲能量和消融能量。例如，控制單元30被配置為針對消融以及傳送的和接收的脈沖能量的應(yīng)用而實施(例如頻率和振幅的)工作循環(huán)(duty cycle)。根據(jù)操作者的需要，可以手動或自動操作控制單元30，以