用于使用荧光成像来确定损伤灶深度的系统和方法技术方案

提供了用于治疗房颤(AF)的系统、导管和方法，其被配置成照射具有损伤灶部位的心脏组织；沿着跨过所述损伤灶部位的第一行从经照射心脏组织获得线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氢(NADH)荧光强度；基于所述NADH荧光强度沿着所述第一行来创建所述损伤灶部位之深度的2维(2D)图；以及由所述2D图来确定沿着所述第一行的选定点处损伤灶部位的深度，其中较低的NADH荧光强度对应于损伤灶部位中的更大深度，而较高的NADH荧光强度对应于未消融组织。可以重复该过程以创建损伤灶之深度的3维图。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2014年11月14日提交的美国申请序列号14/541,991的权益和优先权，并且要求于2013年11月14日提交的美国临时申请序列号61/904,018的权益和优先权，二者的全部内容通过引用整体并入本文。
本公开内容总体上涉及将消融能量应用到身体以形成治疗性损伤灶(lesion)的医学过程。具体地，本公开内容涉及用于对损伤灶和组织进行成像以确定损伤灶深度的系统和方法。
技术介绍
房颤(Atrial fibrillation，AF)是世界上最常见的持续性心率失常，其目前影响数百万人。在美国，预计到2050年AF会影响一千万人。AF与死亡率、发病率的提高相关，会影响生活质量，并且是中风的独立风险因素。罹患AF的实质性终生风险加重了疾病的公共卫生负担，其仅在美国就达到超过七十亿美元的年治疗费用。已知患有AF的患者中的大部分发作是被从延伸到肺静脉(PV)中的肌袖内产生的局灶性电活动触发的。房颤还可以被上腔静脉或其他心房结构(即心脏的传导系统内的其他心脏组织)内的局灶性活动触发。这些局灶性触发还可以引起由折返电活动(或转子)驱动的房性心动过速，然后其可以分段成作为房颤特征的多个电小波。此外，长期的AF可以引起心脏细胞膜中的功能改变，而这些改变进一步使房颤延续。射频消融(radiofrequency ablation，RFA)、激光消融和冷冻消融是由医师用来治疗房颤而使用的基于导管的标测(map)和消融系统的最常见的技术。医师使用导管来引导能量以破坏局灶性触发物或者形成将触发物与心脏的其余传导系统隔离的电隔离线。后一种技术通常被使用在所谓的肺静脉隔离(PVI)中。但是，AF消融方法的成功率一直保持相对停滞，据估计该方法后一年复发率高达30％至50％。导管消融之后的复发的最常见原因是PVI线中的一个或更多个间隙(gap)。所述间隙通常是由于无效消融或不完全消融的结果，无效消融或不完全消融在该方法过程中可以暂时阻断电信号，但是会随着时间而愈合并且促进房颤的复发。因此，需要形成并验证适当的消融，减少荧光镜检查时间，并降低心律失常发生率，从而改善效果和降低成本。
技术实现思路
根据本公开内容的一些方面，提供了用于确定消融部位之深度的方法，所述方法包括：照射具有损伤灶部位的心脏组织；沿着跨过所述损伤灶部位的第一行(line)从经照射心脏组织获得线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氢(NADH)荧光强度；基于所述NADH荧光强度沿着所述第一行来创建所述损伤灶部位之深度的2维(2D)图；以及由所述2D图来确定沿着所述第一行的选定点处所述损伤灶部位的深度，其中较低的NADH荧光强度对应于所述损伤灶部位中的更大深度，而较高的NADH荧光强度对应于未消融组织。在一些实施方案中，所述方法还包括通过消融来在心脏组织中形成损伤灶部位。获得步骤可以包括：检测来自经照射组织的NADH荧光；由所述NADH荧光来创建所述损伤灶部位的数字图像，所述数字图像包含多个像素；以及确定沿着跨过所述损伤灶部位的行之所述多个像素的NADH荧光强度。在一些实施方案中，所述方法还包括：基于来自所述损伤灶部位和健康组织的所述NADH荧光的量来在所述数字图像中区分所述损伤灶部位和所述健康组织；以及基于代表所述健康组织的像素的NADH荧光强度来对所述数字图像进行归一化。在一些实施方案中，检测步骤包括通过约435nm至485nm的带通滤光器(filter)来对所述NADH荧光进行滤光。在一些实施方案中，所述健康组织具有较亮的外观，而所述损伤灶部位具有较暗的外观。创建步骤可以包括沿着跨过所述损伤灶部位的所述行绘制NADH荧光强度，以创建所述损伤灶部位之深度的2D图。在一些实施方案中，所述方法还包括：沿着跨过所述损伤灶部位的第二行从经照射心脏组织获得NADH荧光强度；基于所述NADH荧光强度沿着所述第二行来创建所述损伤灶部位之深度的2D图；以及由沿着所述第一行的2D图和沿着所述第二行的2D图来构建所述损伤灶部位的3维(3D)图像。在一些实施方案中，可以沿着跨过所述损伤灶部位宽度的垂直线多次重复所述获得、创建和确定步骤，所述深度的每个2D图平行于沿着所述损伤灶部位长度的所述第一行；以及整合垂直线上所述损伤灶部位深度的各2D图中的每个，以重建所述损伤灶部位之深度的3D图像。所述确定步骤可以包括应用范围从全黑到全白的像素灰阶。所述方法可以用于分析心外膜组织、心内膜组织、心房组织和心室组织。在一些实施方案中，所述照射步骤包括使用激光器产生的UV光来照射心脏组织，其中激光器产生的UV光的波长可为约300nm至约400nm。根据本公开内容的一些方面，提供了用于对心脏组织进行成像的系统，所述系统包含：照射装置，所述照射装置被配置成照射具有损伤灶部位的组织以激发所述组织中线粒体的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氢(NADH)；成像装置，所述成像装置被配置成检测来自经照射组织的NADH荧光；以及控制器，所述控制器与所述成像装置通信，编程所述控制器以沿着跨过所述损伤灶部位的第一行从经照射组织获得NADH荧光强度；基于所述NADH荧光强度沿着所述第一行来创建所述损伤灶部位之深度的2维(2D)图；以及由所述2D图来确定沿着所述第一行的选定点处所述损伤灶部位的深度，其中较低的NADH荧光强度对应于所述损伤灶部位中的更大深度，而较高的NADH荧光强度对应于未消融组织。根据本公开内容的一些方面，提供了用于对心脏组织进行成像的系统，其包含：导管，所述导管具有远端区域和近端区域；光源；光纤，所述光纤从所述光源延伸到所述导管的所述远端区域，以照射靠近所述导管远端的具有损伤灶部位的组织，以激发所述组织中线粒体的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氢(NADH)；图像束(image bundle)，所述图像束用于检测来自经照射组织的NADH荧光；连接至所述图像束的照相机，所述照相机被配置成接收来自所述经照射组织的所述NADH荧光，并且产生经照射组织的数字图像，所述数字图像包含多个像素；以及控制器，所述控制器与所述照相机通信，所述控制器被配置成由所述数字图像来确定沿着跨过所述损伤部位的第一行之所述多个像素的NADH荧光强度；基于所述NADH荧光强度沿着所述第一行来创建所述损伤部位之深度的2D图；以及由所述2D图来确定沿着所述第一行的选定点处所述损伤灶部位的深度，其中较低的NADH荧光强度对应于所述损伤灶部位中的更大深度，而较高的NADH荧光强度对应于未消融组织。附图说明将参照附图对目前公开的实施方案进行进一步解释，在附图中，贯穿若干视图，相同的结构由相同的数字表示。所示的附图并非一定按比例绘制，而是通常着重于说明目前公开的实施方案的原理。图1A是本公开内容的一种实施方案系统的系统结构图。图1B是本公开内容的一种实施方案系统的框图。图1C是示出了适于与本公开内容的系统和方法一起使用的一个示例性计算机系统的图。图2是根据本公开内容的一个实施方案的专用导管的视图。图3是根据本公开内容的一个方面的充气(inflate)导管球囊(balloon)和稍端(tip)的特写照片。图4A是根据本公开内容的一种方法的流程图。图4B是根据本公开内容的一种方法的流程图。图4C至图4F示出了根据本公开内容的沿着单行进行的深度分析。图4G和图4H本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定损伤灶部位之深度的方法，所述方法包括：照射具有损伤灶部位的心脏组织；沿着跨过所述损伤灶部位的第一行从经照射心脏组织获得线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氢(NADH)荧光强度；基于所述NADH荧光强度沿着所述第一行来创建所述损伤灶部位之深度的2维(2D)图；以及由所述2D图来确定沿着所述第一行的选定点处损伤灶部位的深度，其中较低的NADH荧光强度对应于损伤灶部位中的更大深度，而较高的NADH荧光强度对应于未消融组织。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.14 US 61/904,0181.用于确定损伤灶部位之深度的方法，所述方法包括：照射具有损伤灶部位的心脏组织；沿着跨过所述损伤灶部位的第一行从经照射心脏组织获得线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氢(NADH)荧光强度；基于所述NADH荧光强度沿着所述第一行来创建所述损伤灶部位之深度的2维(2D)图；以及由所述2D图来确定沿着所述第一行的选定点处损伤灶部位的深度，其中较低的NADH荧光强度对应于损伤灶部位中的更大深度，而较高的NADH荧光强度对应于未消融组织。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括通过消融在心脏组织中形成损伤灶部位。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述获得步骤包括：检测来自经照射组织的NADH荧光；由所述NADH荧光来创建所述损伤灶部位的数字图像，所述数字图像包含多个像素；以及确定沿着跨过所述损伤灶部位的所述行之所述多个像素的NADH荧光强度。4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：基于来自所述损伤灶部位和健康组织的所述NADH荧光的量来在所述数字图像中区分所述损伤灶部位和所述健康组织；基于代表所述健康组织的像素的NADH荧光强度来对所述数字图像进行归一化。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述检测步骤包括通过约435nm至485nm的带通滤光器来对NADH荧光进行滤光。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述健康组织具有较亮的外观，而所述损伤灶部分具有较暗的外观。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述创建步骤包括沿着跨过所述损伤灶部位的所述行绘制NADH荧光强度，以创建所述损伤灶部位之深度的2D图。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其还包括：沿着跨过所述损伤灶部位的第二行从经照射心脏组织获得NADH荧光强度；基于所述NADH荧光强度沿着所述第二行来创建所述损伤灶部位之深度的2D图；以及由沿着所述第一行的2D图和沿着所述第二行的2D图来构建所述损伤灶部位的3维(3D)图像。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其还包括：沿着跨过所述损伤灶部位之宽度的垂直线多次重复所述获得、创建和确定步骤，所述深度的每个2D图平行于沿着所述损伤灶部位长度的所述第一行；以及整合垂直线上所述损伤灶部位深度的各2D图中的每个，以重建所述损伤灶部位之深度的3D图像。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述确定步骤包括应用范围从全黑到全白的像素灰阶。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述心脏组织选自心外膜组织、心内膜组织、心房组织和心室组织。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述照射步骤包括使用激光器产生的UV光来照射所述心脏组织。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述激光器产生的UV光的波长为约300nm至约400nm。14.用于对心脏组织进行成像的系统，其包含：照射装置，所述照射装置被配置成照射具有损伤灶部位的组织以激发所述组织中线粒体的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氢(NADH)；成像装置，所述成像装置被配置成检测来自经照射组织的NADH荧光；和控制器，所述控制器与所述成像装置通信，编程所述控制器以沿着跨过所述损伤灶部位的第一行从经照射心脏组织获得NADH荧光强度；基于所述NADH荧光强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：马可·A·梅卡德尔，纳里内·萨尔瓦扬，特伦斯·J·兰斯伯里，肯尼斯·C·阿姆斯特朗，奥马尔·阿米拉纳，
申请(专利权)人：乔治华盛顿大学，卢克凯斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US