本发明专利技术涉及一种导管，其包括伸长导管主体、控制手柄和中空尖端电极，该中空尖端电极具有限定围绕中央内部位置的腔体的径向对称外壳，其中光从该中央内部位置被发射以穿过形成于外壳中的多个开口，以用于与外壳外部的以及与外壳接触的组织和/或流体诸如血液的交互作用。与组织交互作用的光被反射回到用于收集的腔体中，而与流体诸如血液交互作用的光被吸收。通过分析腔体中所收集的光，确定关于通过组织反射的光与通过流体吸收的光的比率，以用于指示尖端电极和组织之间的接触量。另选地，由于组织和血液在各种波长下具有不同的荧光特性，因此可相似地采用荧光(发射一种波长的光并且检测一个或多个不同波长的光)。集成消融和光谱学的系统还包括射频发生器、光源和光分析器，该光分析器适于分析腔体中所收集的光。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导管，具体地涉及用于消融和组织诊断的心脏导管。
技术介绍
心脏和其它组织的射频(RF)消融用于在电极的尖端处形成热损伤消融灶是众所周知的方法。射频电流被递送至介于皮肤(接地)补片和电极之间。电极-组织界面处的电阻导致小区域的直接电阻加热，该小区域的尺寸取决于电极的尺寸、电极组织接触和电流(密度)。组织加热还由组织内的热向较大区的传导产生。组织受热超过大约50至55°C的阈值为不可逆地损伤(经消融的)。电阻加热由于电阻的能量吸收而引起。能量吸收与电流密度的平方相关并与组织传导性成反比。电流密度随着接触区域传导性、电压而变化并与消融电极半径的平方成反t匕。因此，能量吸收随着传导性、施加电压的平方而变化，并且与电极半径的四次方成反比。因此，电阻加热受半径影响最严重，并且从消融电极穿透非常小的距离。消融灶的其余部分由电阻加热区域的热传导形成。这将限制强加于可从表面电极递送的消融消融灶的尺寸。用于增大消融灶尺寸的理论方法将包括增大电极直径、增大电极与组织接触的区域、增大组织传导性，以及穿透组织以实现更大深度和以增大接触区域，以及递送射频直至已实现最大消融灶尺寸(60至90秒完全成熟)。通过直接方式(用于浅表/皮肤结构)、外科手术方式、内窥镜方式、腹腔镜方式或利用经皮经血管(基于导管的)通路，将电极引入感兴趣的组织。导管消融为充分描述和通常执行的方法，许多心律失常通过该导管消融来治疗。导管消融有时受不足的消融灶尺寸限制。血管内方式的组织消融不仅导致加热组织，还导致加热电极。当电极达到临界温度时，血蛋白的变性引起凝结物形成。然后，阻抗可上升并限制电流递送。在组织内，过度加热可引起蒸汽气泡形成物(蒸汽“爆裂(pops)”)，该蒸汽气泡形成物具有不受控组织破坏和身体结构的不可取穿孔的风险。在心脏消融中，临床成功有时被不充分的消融灶深度和横向直径妨碍，甚至当利用具有主动冷却的尖端的导管时。理论解决方案目前包括增大电极尺寸(增大接触表面以及通过血液流动增大对流冷却)、改善电极-组织接触、以流体注入主动冷却电极、改变电极的材料组合物以改善对组织的电流递送，以及使电流递送脉冲化以允许间歇冷却。为了改善电极-组织接触，电流导管可在远侧尖端处具有压力传感器，以检测尖端电极是否与组织接触。然而，仅仅检测接触不指示尖端电极实际被组织或被流体和血液围绕了多少。将通电电极引入心脏空间中导致简化的电阻性电路的形成；电流经由周围血液和接触组织从电极流动穿过两个并联电阻器。理解这些路径中的每个路径的相对表面区域将考虑到每个路径的相应阻抗以及因此电流的估测。由于消融灶尺寸和形状很可能取决于电极和组织的接触区域的电力、时间和尺寸，因此此类信息将有助于改善通过消融形成的消融灶的尺寸和形状的估测。采用用于确定组织属性的光学光谱学的方法和装置是已知的。例如，美国专利7，623，906公开了用于包括镜面控制装置的漫反射率光谱学的方法和设备，该镜面控制装置允许光谱分析仪接收从组织反射的漫反射光。美国专利7952719公开了将拉曼光谱与基于光学纤维的低相干反射组合的光学导管配置。美国专利6，377，841公开了光学光谱法用于脑肿瘤分界的用途。因此，希望导管能够评估并测量消融电极和组织与流体之间的接触量，以用于改善消融灶尺寸和深度。另外希望导管通过光学装置完成此类评估和测量，该光学装置可准确地测量并贴合到尖端电极内侧，而不破坏尖端电极的功能。
技术实现思路
本专利技术涉及具有冲洗远侧尖端消融电极的导管，该导管适于评估并测量消融电极和周围组织之间的接触程度。导管包括伸长导管轴、控制手柄以及具有薄型外壳的远侧尖端电极，该薄型外壳具有限定腔体的径向对称部分。尖端电极具有被配置成从腔体中的第一预先确定的位置发射光的一个或多个光发射器，以及被配置成从腔体中的第二预先确定的位置收集光的一个或多个光检测器，其中第二预先确定的位置可能与或可能不与第一预先确定的位置大体相同。根据本专利技术的特征，光从第一预先确定的位置朝外壳辐射，其中光从外壳的内表面反射或者穿过形成于外壳中的孔并与尖端电极外部的物质交互作用。根据光与在孔外部遇到的物质的交互作用，由一个或多个收集器波导收集的腔体内侧的光被分析以提供遇到的物质的指示，包括例如物质的实质、物质的量和/或物质相对于尖端电极的方位或取向，其中物质可包括例如组织和流体诸如血液。指示可用于尖端电极的选择性通电，以用于消融组织。在一个实施例中，由光检测器接收的光经被分析以确定通过组织反射的光与通过流体吸收的光的比率，以用于指示尖端电极和组织之间的接触量。另选地，可相似地采用荧光而不是基本光反射率。在荧光期间，导管发射一个波长的光并且组织或血液吸收该光。由于所吸收的能量的结果，组织或血液然后向后发射不同的波长光，并且导管检测该另一个波长的光的量或强度。组织和血液在各种波长处具有不同的荧光特性，并且该差异也可用于确定尖端接触组织与血液的比率是多少。例如，已经示出在330nm的激发波长处，在350-550nm范围内的心肌(在心脏组织中)比血红蛋白(在血液中)发出更多荧光，其中在大约390nm处具有峰值差(参见图8)。Venius，J.，et al.，J.B1med.，Opt.16 (10) 2011。本专利技术包括基于导管的集成消融和光谱学系统，该光谱学系统具有前述导管、用于将射频能提供给尖端电极组件的射频发生器、用以提供光能的光源以及用以检测和分析由一个或多个收集器波导收集的光学数据的光学分析器(例如，光谱仪)。在这方面，应当理解，光谱仪为用于探测作为电磁光谱的部分的光特性的任何器械，通常为其波长、频率或能量。所测量的特性通常为但不限于光强度，但也可测量诸如偏振的其它变量。在技术上，光谱仪可在任何光范围起作用，但是最通常在电磁光谱的特定区域中操作。系统还可包括患者接口单元和通信(COM)单元、处理器和显示器，其中COM单元提供ECG、电描记图采集、放大、过滤和实时追踪导管远侧尖端的电子器件，并且PIU允许与系统的各种部件(包括信号发生器、记录装置等)的通信。系统可包括带有磁场发生器(例如，线圈)的位置垫以在患者身体内产生磁场。由容纳于导管中的传感器所检测的响应于磁场的信号通过处理器次序处理以确定导管远侧端部的方位(位置和/或取向)坐标。来自导管的其它信号(例如，组织电活性和温度)也通过导管来采集并且经由Piu被传送至COM单元和处理器以进行处理和分析。【附图说明】通过参考以下与附图结合考虑的详细说明，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征以及优点，其中:图1为根据一个实施例的本专利技术的导管的透视图。图2A为沿第一直径的图1的导管的侧剖面图，其包括导管主体和可偏转中间节段之间的连接部。图2B为沿大致垂直于图2A的第一直径的第二直径的图1的导管的侧剖面图，其包括导管主体和可偏转中间节段之间的连接部。图2C为沿线C-C截取的图2A和图2B的可偏转中间节段的端部剖面图。图3为根据一个实施例的远侧节段的侧剖面图，其包括本专利技术的连接器构件和远侧尖电极。图3A为沿线A-A截取的图3的连接器构件的端部剖面图。图3B为沿线B-B截取的图3的远侧尖端电极的端部剖面图。图4A为根据一个实施例的沿第一直径截取的可偏转中间节段和连接器构件之间的连接部的侧剖面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种导管，包括：伸长导管主体；远侧尖端电极，所述远侧尖端电极具有限定腔体的外壳，所述外壳形成有一个或多个孔；至少一个发射器光学波导，所述至少一个发射器光学波导延伸穿过所述导管主体并具有定位在所述腔体中的远侧发射器端部，所述至少一个发射器光学波导被配置成将光递送至所述腔体中，其中所述光的至少第一部分离开所述一个或多个孔；和至少一个收集器光学波导，所述至少一个收集器光学波导延伸穿过所述导管主体并具有定位在所述腔体中的远侧收集器端部，所述至少一个收集器光学波导被配置成收集光。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：JH阿斯顿，JL克拉克，G卡明，J科耶斯，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
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