蒸汽爆裂检测制造技术

本发明专利技术题为“蒸汽爆裂检测”。医疗设备包括用于插入到患者的身体中的细长探头。探头包括设置在探头的远侧端部处的消融元件和声换能器。声传感器的阵列被放置于身体之上。当探头的远侧端部被定位在身体中的目标位置中时，控制单元在训练阶段中驱动声换能器以发出声信号，响应于声学信号接收来自声传感器的电信号，并且处理电信号以便导出聚焦在目标位置处的相位轮廓。在操作阶段中，控制单元驱动消融元件以消融目标位置处的身体中的组织，并且接收来自声传感器的电信号，并且使用相位轮廓对来自声传感器的电信号进行过滤，以便检测目标位置处的声学活动。

Steam burst detection

The invention is called \steam burst detection\. Medical devices include slender probes for insertion into the body of patients. The probe includes an ablation element and an acoustic transducer disposed at the distal end of the probe. The array of acoustic sensors is placed above the body. When the distal end of the probe is positioned in the target position in the body, the control unit drives the acoustic transducer during the training phase to emit the acoustic signal, receives the electrical signal from the acoustic sensor in response to the acoustic signal, and processes the electrical signal so as to derive the phase profile focused at the target position. During the operation phase, the control unit drives the ablation element to melt the tissue in the body at the target position, receives electrical signals from the acoustic sensor, and uses the phase contour to filter the electrical signals from the acoustic sensor in order to detect acoustic activity at the target position.

【技术实现步骤摘要】
蒸汽爆裂检测
本专利技术整体涉及医疗装置和系统，并且明确涉及侵入式医学规程的监测。
技术介绍
基于导管的心肌组织消融通常用于治疗心律失常。此类治疗通常涉及施加射频(RF)电能以消融组织，并且因此阻断不期望的激活电流。医师施加足够强度的RF能量以产生所需深度的消融灶以完全阻断不期望的电流是至关重要的。然而，太多的RF能量易于造成过度组织损伤，并且甚至刺穿心脏壁，带有危及生命的后果。由于组织中的流体以爆炸力蒸发，所以过度的消融能量频繁引起气穴。该现象通常称之为“蒸汽爆裂”。通常，当将能量施加到给定的位置时，蒸汽爆裂将以小规模开始，并且然后将逐步升高(往往非常快速地)到强大到足以在身体之外可听见的爆炸。然而，到蒸汽爆裂达到该水平时，可能太晚了而不能减小消融能量且防止严重的组织损伤。已提出了用于感测与消融相关联的声学活动的各种技术。例如，美国专利申请公开2001/0039419描述了包括操纵机构、附接到设备的导电元件、附接到设备的传感器以及与传感器通信的输出装置的消融设备。传感器在消融规程期间感测振动，并且向输出装置发送信号以减少到导电元件的功率。又如，美国专利5,733,281描述了用于检测电外科能量对组织的影响的电外科反馈系统。反馈系统可包括声学检测元件，该声学检测元件在声学上检测能量对组织的影响，并且然后生成指示这些能量影响的声输出信号。功率调节元件响应于声输出信号，调节供应到组织的电外科能量。
技术实现思路
下文描述的本专利技术的实施方案提供用于监测患者的身体中的消融规程的改善的方法和系统。因而，根据本专利技术的实施方案提供了包括被配置用于插入到患者的身体中的细长探头的医疗设备。探头包括设置在探头的远侧端部处的消融元件和声换能器。声传感器的阵列被配置成放置于患者的身体之上。当探头的远侧端部被定位在身体中的目标位置中时，控制单元被配置成在训练阶段中驱动声换能器以发出声信号，响应于声学信号接收来自声传感器的电信号，并且处理电信号以便导出聚焦在目标位置处的相位轮廓。在操作阶段中，控制单元还被配置成驱动消融元件以消融目标位置处的身体中的组织，并且接收来自声传感器的电信号，并且使用相位轮廓对来自声传感器的电信号进行过滤，以便检测目标位置处的声学活动。在本专利技术所公开的实施方案中，声传感器被安装在背心上，该背心被配置成放置于患者的胸部之上。在一些实施方案中，声传感器包括麦克风。除此之外或另选地，声换能器包括压电晶体，并且控制单元被配置成用电脉冲驱动压电晶体。在一些实施方案中，消融元件包括电极，并且控制单元被配置成用射频(RF)电能驱动电极，并且探头包括导管，该导管被配置用于插入到患者的心脏腔室中，以便消融目标位置处的心肌组织。在本专利技术所公开的实施方案中，控制单元被配置成处理所过滤的电信号以便检测发生在目标位置处的蒸汽爆裂。根据本专利技术的实施方案还提供了用于监测治疗的方法，该方法包括将具有设置在探头的远侧端部处的消融元件和声换能器的细长探头插入到患者的身体中。声传感器的阵列被放置于患者的身体之上。在训练阶段中，当探头的远侧端部被定位在身体中的目标位置中时，驱动声换能器以发出声信号，并且响应于声学信号接收来自声传感器的电信号，并且处理电信号以便导出聚焦在目标位置处的相位轮廓。在操作阶段中，当探头的远侧端部被定位在目标位置中时，驱动消融元件以消融目标位置处身体中的组织，并且接收来自声传感器的电信号，并且使用相位轮廓对来自声传感器的电信号进行过滤，以便检测目标位置处的声学活动。从以下结合附图的本专利技术的实施方案的详细描述将更全面地理解本专利技术，在附图中：附图说明图1为根据本专利技术的实施方案的用于心脏内消融和监测的系统的示意性图示；以及图2为示意性地示出根据本专利技术的实施方案的用于监测消融规程的方法的流程图。具体实施方式当在消融规程期间刚开始发生蒸汽爆裂时，蒸汽爆裂的早期检测可为避免严重组织损伤的有价值的工具。然而，当小蒸汽爆裂的微弱声音可被背景声音掩盖时，现有的检测技术缺乏在该早期阶段检测蒸汽爆裂的灵敏度。到蒸汽爆裂变成清晰可听见时，可已完成对组织的损伤。本文所述的本专利技术的实施方案通过使得对从消融位点发出的声音更灵敏、集中的检测，解决该难题。这些实施方案使用放置于患者的身体之上的声传感器的阵列作为相控阵列。对阵列中的相位进行调谐，以便聚焦在源自消融位置的声音上，同时有效消除源自周围区域的声音。阵列因此充当高度定向的麦克风，该高度定向的麦克风允许通过自动信号处理和/或现场人员以高灵敏度检测在消融位置处的蒸汽爆裂-甚至非常微弱的蒸汽爆裂。在本专利技术所公开的实施方案中，细长探头诸如导管被插入到患者的身体中。探头包括消融元件诸如电极，以及声换能器诸如压电晶体，消融元件和声换能器都被设置在探头的远侧端部处。将声传感器的阵列(诸如安装在合适的背心上的微型麦克风的阵列)放置于患者的身体之上，围绕探头要执行消融规程的身体中目标位置。一旦探头的远侧端部已定位在目标位置处，控制单元就以两个连续的阶段操作探头和传感器阵列：在训练阶段中，控制单元驱动压电换能器以发出声信号，并且响应于该声学信号接收来自声传感器的电信号。控制单元处理这些电信号以便导出有效聚焦在目标位置处的相位轮廓。接下来，在操作阶段中，控制单元驱动消融元件以消融目标位置处身体中的组织，同时继续接收来自声传感器的电信号。控制单元使用训练阶段中导出的相位轮廓对这些信号进行过滤，并且因此能够在抵制背景声音时以增强的灵敏度检测目标位置处的声学活动。虽然本专利技术所公开的实施方案明确涉及心肌组织的射频(RF)电消融，但本文所述用于身体中位置处的训练的、相控阵列声检测的技术可另选地使用其它种类的探头、消融元件、声换能器和传感器应用于监测各种医疗规程中。所有此类另选的具体实施都被认为在本专利技术的范围内。图1为根据本专利技术的实施方案的用于心脏内消融和监测的系统20的示意性图示。操作者22(通常为医师)将导管24通过患者的血管系统插入到患者的心脏26的腔室中。如图1中的插图所示，一个或多个电极28设置在导管24的远侧端部之上。一旦操作者22已将导管24的远侧末端导航到心脏26中的目标位置，控制单元30就以RF电能驱动电极28以消融该位置处的组织。为此，如本领域中已知的，控制单元30通常包括RF频率发生器和高功率放大器，RF频率发生器和高功率放大器通过导管24中的导体(未示出)连同合适的频率和功率控制电路一起驱动RF电能。可通过本领域中已知的技术(诸如磁或电位置感测和/或基于图像的跟踪)促进导管24的导航。例如，由拜尔斯韦伯斯特公司(BiosenseWebsterInc.)(加利福尼亚钻石吧(DiamondBar，California))生产的CARTO系统给予了合适的磁和电位置感测能力。然而，系统20的这些操作方面超出了本公开的范围。为了能够检测可由系统20中的组织消融造成的微弱蒸汽爆裂，将包括小型麦克风34的阵列的背心32放置于患者的胸部之上。在该上下文中的术语“背心”是指由织物或其它合适的材料制成的柔性的覆盖物，该柔性的覆盖物牢固地配合在胸部周围，使得麦克风34稳定地保持在抵靠胸部的适当的位置。麦克风34可包括任何合适种类的声学传感器，诸如响应于声学振动输出电信号的全向压电元件。控制单元30中的相敏声处理器36接收和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.医疗设备，包括：细长探头，所述细长探头被配置用于插入到患者的身体中，所述探头包括设置在所述探头的远侧端部处的消融元件和声换能器；声传感器的阵列，所述声传感器的阵列被配置成放置于所述患者的身体之上；以及控制单元，当所述探头的所述远侧端部被定位在所述身体中的目标位置中时，所述控制单元被配置成在训练阶段中驱动所述声换能器以发出声信号，响应于所述声学信号接收来自所述声传感器的电信号，并且处理所述电信号以便导出聚焦在所述目标位置处的相位轮廓，并且所述控制单元还被配置成在操作阶段中驱动所述消融元件以消融所述目标位置处的所述身体中的组织，并且接收来自所述声传感器的所述电信号，并且使用所述相位轮廓对来自所述声传感器的所述电信号进行过滤，以便检测所述目标位置处的声学活动。

【技术特征摘要】
2017.03.13 US 15/4577081.医疗设备，包括：细长探头，所述细长探头被配置用于插入到患者的身体中，所述探头包括设置在所述探头的远侧端部处的消融元件和声换能器；声传感器的阵列，所述声传感器的阵列被配置成放置于所述患者的身体之上；以及控制单元，当所述探头的所述远侧端部被定位在所述身体中的目标位置中时，所述控制单元被配置成在训练阶段中驱动所述声换能器以发出声信号，响应于所述声学信号接收来自所述声传感器的电信号，并且处理所述电信号以便导出聚焦在所述目标位置处的相位轮廓，并且所述控制单元还被配置成在操作阶段中驱动所述消融元件以消融所述目标位置处的所述身体中的组织，并且接收来自所述声传感器的所述电信号，并且使用所述相位轮廓对来自所述声传感器的所述电信号进行过滤，以便检测所述目标位置处的声学活动。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述声传感器被安装在背心上，所述背心被配置成放置于所述患者的胸部之上。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述声传感器包括麦克风。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述声换能器包括压电晶体，并且其中所述控制单元被配置成用电脉冲驱动所述压电晶体。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述消融元件包括电极，并且其中所述控制单元被配置成用射频(RF)电能驱动所述电极。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制单元被配置成处理所过滤的电信号以便检测发生在所述目标位置处的蒸汽爆裂。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述探头包括导管，所述导管被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：A戈瓦里，
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