通过介电性质分析进行损伤估计制造技术

公开了用于基于介电性质进行组织损伤评估和/或产生的设备和方法。在一些实施例中，经由包括接近组织(例如，心肌组织)的电极的电极递送一个或多个探测频率。被测介电性质(比如，阻抗性质)任选地连同其他已知和/或估计的组织特性被用于确定所述组织的损伤状态。在一些实施例中，在对损伤的治疗形成(例如，对心脏组织的消融以便变更电气传输特性)期间监测发展的损伤状态。

Damage estimation by dielectric property analysis

The equipment and methods used to evaluate and / or generate tissue damage based on dielectric properties are disclosed. In some embodiments, one or more detection frequencies are delivered via electrodes that include an electrode that is close to the tissue (for example, myocardial tissue). The measured dielectric properties (such as impedance properties), optionally, together with other known and / or estimated tissue properties are used to determine the damage state of the organization. In some embodiments, the developmental damage state is monitored during the formation of injury treatment (for example, ablation of cardiac tissue to change electrical transmission characteristics).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过介电性质分析进行损伤估计相关申请本申请根据35USC§119(e)要求以下美国临时专利申请的优先权权益：于2015年5月12日提交的第62/160,080号美国临时专利申请、于2016年2月4日提交的第62/291,065号美国临时专利申请以及于2016年3月7日提交的第62/304,455号美国临时专利申请，所述美国临时专利申请的内容通过引用以其全文结合在此。本申请与代理人案卷号如下的国际专利申请一起提交：66011(SYSTEMSANDMETHODSFORTRACKINGANINTRABODYCATHETER(用于跟踪体内导管的系统和方法))、66142(CALCULATIONOFANABLATIONPLAN(对消融计划的计算))、64488(FIDUCIALMARKINGFORIMAGE-ELECTROMAGNETICFIELDREGISTRATION(图像-电磁场配准的基准标记))以及66013(CONTACTQUALITYASSESSMENTBYDIELECTRICPROPERTYANALYSIS(通过介电性质分析进行接触质量评估))，所述国际专利申请的内容通过引用以其全文结合在此。
和
技术介绍
本专利技术在其一些实施例中涉及用于计划、产生和/或评估组织损伤的系统和方法，并且更具体地但不排他性地，涉及通过使用来自体内电极的感测来计划、产生和/或评估组织损伤。RF消融探针用于例如在治疗心律失常时进行微创消融手术。高频交流电(例如，350到500kHz)通过探针引入到治疗区域中，从而创建涉及组织的电路，所述组织随着其吸收所施加电场的能量而加热。被适当控制的加热导致如组织消融等效果。在控制心律失常时，消融的目标是以将破坏异常电生理学传导通路(其造成如心房纤颤等心脏功能障碍)的方式产生损伤。影响加热的一个变量是被治疗组织的频率相关相对介电常数κ。材料的(无单位)相对介电常数(本文中，κ或者介电常数)是对材料如何动作以减小强加于其上的电场(存储和/或消散其能量)的度量。相对介电常数通常被表示为其中ω＝2πf，并且f是(强加电压或信号)的频率。一般而言，εr(ω)是复值的；也就是说：εr(ω)＝ε′r(ω)+iε″r(ω)。实部ε′r(ω)是对储存在材料中的能量的度量(在给定电场频率和电压下)，而虚部ε″r(ω)是对被消散能量的度量。就是这种被消散能量被转换成例如用于消融的热量。任选地，损耗进而被表示为介电损耗ε″rd和导电率σ之和，这是因为以上参数(即，κ、ε、ε′r、ε″r、σ和/或ε″rd)中的任何一个在本文中可以被称为介电参数。术语介电参数还涵盖了可直接从以上提及的参数中导出的参数，例如，损耗角正切(被表示为)、复折射率(被表示为)以及阻抗(被表示为其中，)。本文中，材料的介电参数的值可以被称为材料的介电性质。例如，具有约100000的相对介电常数是0.01MKCL水溶液在1kHz频率下、在室温(例如，20°)下的介电性质。任选地，介电性质更具体地包括介电参数的测量值。任选地，介电参数的测量值相对于特定测量电路或系统的特性(例如，偏置和/或抖动)而提供。即使受一个或多个实验误差源的影响，通过测量提供的值也应当被理解为包括介电性质。任选地，表述“介电参数的值”例如在介电参数不一定与确切材料相关联时使用(例如，其是取数据结构内的值的参数)。已经针对许多组织汇编了作为频率的函数的介电性质，例如，C.加布里埃尔(C.Gabriel)和S.加布里埃尔(S.Gabriel)：CompilationoftheDielectricPropertiesofBodyTissuesatRFandMicrowaveFrequencies(人体组织在RF和微波频率下的介电性质汇编)(网页当前维持在：www.niremf(dot)ifac(dot)cnr(dot)it/docs/DIELECTRIC/home(dot)html)。介电性质包括材料的与材料的介电常数有关的某些测量和/或推断电气性质。任选地，这种电气性质包括例如导电率、阻抗、电阻率、电容、电感和/或相对介电常数。任选地，材料的介电性质是相对于材料对从电路中测量的信号的影响而测量和/或推断出来的。任选地，材料的介电性质是相对于材料对施加电场的影响而测量和/或推断出来的。任选地，测量相对于一个或多个特定电路、电路部件、频率和/或电流。微观地，许多机制可能对电气测量的介电性质有贡献。例如，在kHz到MHz的范围内，离子电荷载流子的移动总体上占主导。在许多组织中，细胞膜在对离子电荷的区隔化方面扮演着重要作用。电导通路也可能受组织的细胞结构影响。任选地，介电性质受如温度等非介电性质影响和/或将其考虑在内。
技术实现思路
根据一些示例性实施例，提供了一种体内组织评估的方法，所述方法包括：通过对在体内定位的电极处感测到的信号的分析来确定靶组织的至少一个介电性质；以及基于所述确定的介电性质估计组织状态。根据一些实施例，所述组织状态指示通过组织消融形成的损伤的状态。根据一些实施例，所述信号包括来自包括所述电极的电路的信号输出，所述电极被定位在体内位置处，所述电极用于从所述体内位置建立与所述靶组织相交的电场。根据一些实施例，所述估计进一步基于影响所述信号输出的组织的估计解剖学信息。根据一些实施例，所述估计进一步基于所述接收到的数据结构。根据一些实施例，所述数据结构是通过机器学习方法获得的。根据一些实施例，所述至少一个介电性质包括介电参数值向量，并且所述估计基于介电参数值向量与所述组织状态之间的统计相关性，所述统计相关性由所述数据结构描述。根据一些实施例，所述方法包括从所述估计中指示所述组织状态。根据一些实施例，所述确定和所述估计是在于所述靶组织中进行消融期间迭代地执行的。根据一些实施例，所述消融是基于所述估计被控制的。根据一些实施例，在所述体内位置处的所述电极用于执行所述消融。根据一些实施例，所述方法包括：基于所述估计指示与消融相关联的不良事件的升高的风险而减少或终止所述消融。根据一些实施例，所述消融包括在心脏组织中形成用于治疗心房纤颤的损伤。根据一些实施例，所述估计包括预测所述靶组织的状态，所述状态被预测为是所述靶组织的在根据所述消融的所述参数执行所述消融之后引起的那个状态；并且所述消融的所述参数被调整为使得所述靶组织的所述预测状态与所述靶组织在消融之后的目标状态相匹配。根据一些实施例，所述方法包括：根据所述计划对所述靶组织进行消融以便产生所述目标状态。根据一些实施例，所述组织状态包括来自由以下各项组成的组的至少一项：生理学组织性质；解剖学组织性质；以及功能性组织性质。根据一些实施例，所述组织状态包括来自由以下各项组成的组的至少一项：损伤深度；损伤体积；损伤透壁性程度；对组织水肿的表征；对功能性失活的表征；关于组织烧焦可能性的分类；以及关于蒸汽爆裂可能性的分类。根据一些示例性实施例，提供了一种组织评估方法，包括：接收使介电参数的值与组织状态的至少一个参数的值相关的数据结构；基于来自包括至少一个电极的电路的信号输出确定靶组织的至少一个介电参数的值，所述至少一个电极被定位在体内并且接近所述靶组织；基于所述靶组织的所述至少一个介电参数的所述确定值以及所述接收到的数据结构估本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体内组织评估的方法，所述方法包括：通过对在体内定位的电极处感测到的信号的分析来确定靶组织的至少一个介电性质；以及基于所述确定的介电性质估计组织状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.12 US 62/160,080;2016.02.04 US 62/291,065;1.一种体内组织评估的方法，所述方法包括：通过对在体内定位的电极处感测到的信号的分析来确定靶组织的至少一个介电性质；以及基于所述确定的介电性质估计组织状态。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述组织状态指示通过组织消融形成的损伤的状态。3.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述信号包括来自包括所述电极的电路的信号输出，所述电极被定位在体内位置处，所述电极用于从所述体内位置建立与所述靶组织相交的电场。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述估计进一步基于影响所述信号输出的组织的估计解剖学信息。5.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，包括：接收使介电性质与组织状态相关的数据结构；并且其中，所述估计进一步基于所述接收到的数据结构。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述数据结构是通过机器学习方法获得的。7.如权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个介电性质包括介电参数值向量，并且所述估计基于介电参数值向量与所述组织状态之间的统计相关性，所述统计相关性由所述数据结构描述。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，包括：从所述估计中指示所述组织状态。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述确定和所述估计是在于所述靶组织中进行消融期间迭代地执行的。10.如权利要求9所述的方法，其中，所述消融是基于所述估计被控制的。11.如权利要求9至10中任一项所述的方法，其中，在所述体内位置处的所述电极用于执行所述消融。12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，包括：基于所述估计指示与消融相关联的不良事件的升高的风险而减少或终止所述消融。13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，所述消融包括在心脏组织中形成损伤以便治疗心房纤颤。14.如权利要求3所述的方法，包括：对所述靶组织的消融的参数进行计划；并且其中：所述估计包括预测所述靶组织的状态，所述状态被预测为是所述靶组织的在根据所述消融的所述参数执行所述消融之后引起的那个状态；并且所述消融的所述参数被调整为使得所述靶组织的所述预测状态与所述靶组织在消融之后的目标状态相匹配。15.如权利要求14所述的方法，包括：根据所述计划对所述靶组织进行消融以便产生所述目标状态。16.如权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述组织状态包括来自由以下各项组成的组的至少一项：生理学组织性质；解剖学组织性质；以及功能性组织性质。17.如权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述组织状态包括来自由以下各项组成的组的至少一项：损伤深度；损伤体积；损伤透壁性程度；对组织水肿的表征；对功能性失活的表征；关于组织烧焦可能性的分类；以及关于蒸汽爆裂可能性的分类。18.一种组织评估方法，包括：接收使介电参数的值与组织状态的至少一个参数的值相关的数据结构；基于来自包括至少一个电极的电路的信号输出确定靶组织的至少一个介电参数的值，所述至少一个电极被定位在体内并且接近所述靶组织；基于所述靶组织的所述至少一个介电参数的所述确定值以及所述接收到的数据结构估计组织状态的至少一个参数的值；以及提供指示所述估计的反馈。19.如权利要求18所述的方法，其中，所述靶组织包括被损伤组织。20.如权利要求18所述的方法，其中，所述数据结构是通过机器学习方法获得的。21.如权利要求18所述的方法，其中，所述确定和所述估计是在于所述靶组织中进行消融期间迭代地执行的。22.如权利要求21所述的方法，其中，所述消融是基于所述估计被终止的。23.如权利要求21至22中任一项所述的方法，其中，所述消融的至少一个参数在所述消融期间基于所述估计被改变。24.如权利要求23所述的方法，其中，所述消融的所述受控的至少一个参数包括由以下各项组成的组中的至少一项：所述消融的持续时间；为所述消融供应的功率；用于所述消融的频率；以及对用于所述消融的电极的选择。25.如权利要求23至24中任一项所述的方法，其中，所述消融的所述受控的至少一个参数包括消融速率。26.如权利要求21至...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·施瓦茨，以撒·施马亚胡，埃里·迪克特尔曼，
申请(专利权)人：纳维斯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛,VG