基于接触力的消融功率控制制造技术

本发明专利技术提供了方法和系统，所述方法和系统适于通过预测消融灶尺寸来对活体受检者体内的靶组织进行消融，所述消融灶尺寸是由于如下操作产生：将消融电极放置成在特定的接触力下与所述靶组织接触，同时按给定功率水平施加能量并持续特定的时间间隔。所述预测涉及将所述消融灶尺寸建模成接触力、功率水平和时间间隔的非线性函数。可通过改变接触力、功率水平或时间间隔来迭代所述预测，直至找到饱和点，超过所述饱和点之后所述消融灶尺寸不再增大。在确立所述迭代之一预测期望的消融灶尺寸之后，可使用所述一个迭代的接触力、功率水平和时间间隔来进行对靶组织的消融。

【技术实现步骤摘要】
基于接触力的消融功率控制
技术介绍
1.
本专利技术涉及组织消融系统。更具体地，本专利技术涉及监视侵入式探针与体内组织之间的接触。2.
技术介绍
当心脏组织区向相邻组织异常地传导电信号时，会发生诸如心房纤颤之类的心律失常，从而扰乱正常的心动周期并造成心律不同步。用于治疗心律失常的手术包括通过手术扰乱造成心律失常的信号源，以及扰乱用于这种信号的传导通路。通过经由导管施加能量来选择性地消融心脏组织，有时可以终止或更改不利电信号从心脏一部分传播到另一部分。消融方法通过形成不传导的消融灶来破坏无用的电通路。验证电极与靶组织的物理接触对于控制消融能量的递送而言非常重要。本领域已针对验证电极与组织的接触进行大量尝试，并且已提出多种技术。例如，美国专利6,695,808描述了用于治疗选定的患者组织或器官区域的设备。探针具有可推抵所述区域的接触表面，由此产生接触压力。压力传感器测量所述接触压力。手术过程中医疗器械必须牢固放置，但是不与解剖表面过度接触，该装置据说通过给医疗器械的使用者提供接触力的存在和量级的指示信息来满足所述手术的需要。又如，美国专利6,241,724描述了使用分段电极组件在身体组织内产生消融灶的方法。在一个实施例中，导管上的电极组件载有压力传感器，该传感器感测与组织的接触情况并向压力接触模块传达信号。所述模块识别与压力传感器信号相关联的电极元件，并且指示能量发生器将RF能量传送至这些元件，而不传输至仅与血液接触的其他元件。美国专利6,915,149中提供了另一个例子。该专利描述了用具有测量局部电活动的末端电极的导管来标测心脏的方法。为了避免可能因末端与组织接触不良而产生的假象，使用压力传感器测量末端与组织之间的接触压力，以确保稳定接触。美国专利申请公布2007/0100332描述了用于评估组织消融的电极-组织接触的系统和方法。导管轴内的机电传感器生成电信号，该电信号对应于导管轴的远侧部分内的电极运动的量。输出装置接收用于评价电极与组织之间的接触水平的电信号。授予Keidar等人的美国专利7,306,593描述了通过如下步骤消融器官内组织的方法：将体内的探针与待消融的组织接触，并且在消融组织之前使用探针测量该位置处的一个或多个局部参数。显示器官的标测图，根据一个或多个局部参数示出对于用探针在该位置处施加的给定剂量的能量可达到的组织预测消融范围。使用探针施加给定剂量的能量来消融组织，并在消融组织之后使用探针测量该位置处的实际消融范围。在标测图上显示测量的实际消融范围，以与预测范围进行比较。本领域已知的用于评估导管组织接触的基于阻抗的方法通常依赖于对导管上电极与体表电极之间的阻抗量级的测量。当阻抗量级低于一些阈值时，视为电极与组织接触。然而，这种二元接触指示可能不可靠，并且对于体表电极与皮肤之间的阻抗变化敏感。Sauarav等人的以引用方式并入本文的美国专利申请公布2008/0288038和2008/0275465描述了电极导管系统，该系统可包括适于施加电能的电极。当电极接近靶组织时，可在电极与地面之间应用适于测量阻抗的测量电路。可应用处理器或处理单元来确定靶组织的接触条件，该接触条件至少部分地基于测量电路所测得的阻抗的电抗。在另一个实施例中，接触条件可基于阻抗的相位角。文献DeterminantsofLesionSizeDuringRadiofrequencyCatheterAblation：TheRoleofElectrode-TissueContactPressureandDurationofEnergyDelivery(DavidE.Haines，J.CardiovascElectrophysiol，第2卷，第509-515页，1991年12月)中描述了在犬心肌导管的体外模型中不同的电极组织接触压力以及射频能量递送的持续时间对所得消融灶的尺寸的影响。较大的接触力显著地减小了维持恒定的电极-组织界面温度所需的功率，并且消融灶尺寸随时间呈单指数增长。美国专利申请公布2010/0298826描述了力-时间积分，用于实时估测基于导管的消融系统中的消融灶。设备测量由接触消融探针对靶组织施加的力，并对消融探针的通电时间内的力求积分。可计算并利用力-时间积分来实时提供所估测的消融灶尺寸(深度、体积和/或面积)。据说力-时间积分可解释实时递送到靶组织的功率的变化，以提供对消融灶尺寸的改善的估测。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例提供了一种消融方法，所述消融方法是通过如下方式执行：将探针插入到活体受检者的体内；选择探针的消融电极与靶组织之间的接触力、功率水平和时间间隔。所述方法还通过如下方式执行：通过将消融灶尺寸建模成接触力、功率水平和时间间隔的非线性函数来预测消融灶尺寸，所述消融灶尺寸由于如下操作产生：将消融电极放置成在所述接触力下与靶组织成接触关系，同时持续所述时间间隔、经由所述消融电极按所述功率水平对靶组织施加能量以消融靶组织。在增大接触力、功率水平和时间间隔之一之后迭代所述预测，直至找到饱和点，其中找到饱和点时进一步的增大不会导致所预测的消融灶尺寸增大。所述方法还通过如下方式执行：确立所述迭代之一预测期望的消融灶尺寸，促使消融电极与所述靶组织形成所述接触关系，并使用所述一个迭代的所述接触力、所述功率水平和所述时间间隔来消融所述靶组织。所述方法的附加方面包括在所述迭代期间以图形方式显示所述预测。在所述方法的一个方面，作出预测的迭代包括改变所述接触力并且将所述功率水平和所述时间间隔保持在恒定水平。在所述方法的另一个方面，作出预测的迭代包括改变所述功率水平并且将所述接触力和所述时间间隔保持在恒定水平。在所述方法的另一个方面，作出预测的迭代包括改变所述时间间隔并且将所述接触力和所述功率水平保持在恒定水平。根据本专利技术的实施例还提供了用于执行上述方法的消融设备。附图说明为更好地理解本专利技术，以举例的方式提供本专利技术的详细说明。要结合以下附图来阅读详细说明，附图中相同的元件用相同的附图标号来表示，并且其中：图1为用于在活体受检者的心脏上执行消融手术的系统的图示，所述系统是根据本专利技术的实施例构造和操作的；图2为示出根据本专利技术的实施例的接触力与消融灶尺寸之间的关系的复合图；图3显示一组示例性曲线，其示出了根据本专利技术的实施例的消融灶尺寸；图4为根据本专利技术的实施例的心脏消融手术的模拟器所产生的心脏壁的一部分的屏幕显示；图5为类似于图4的屏幕显示，其示出了根据本专利技术的实施例产生的所预测的消融灶；图6为类似于图4的屏幕显示，其示出了根据本专利技术的实施例产生的另一所预测的消融灶；并且图7为根据本专利技术的实施例的消融功率控制方法的流程图。具体实施方式为了能够全面理解本专利技术的各种原理，在以下说明中阐述了许多具体细节。然而对于本领域的技术人员将显而易见的是，并非所有这些细节始终都是实施本专利技术所必需的。在这种情况下，为了不使主要概念不必要地模糊，未详细示出熟知的电路、控制逻辑以及用于常规算法和进程的计算机程序指令细节。本专利技术的多个方面可在软件编程代码中体现，所述软件编程代码通常被保持在永久性存储器(例如，计算机可读介质)中。在客户机/服务器环境中，这种软件编程代码可存储在客户机或服务器上。软件编程代码可在与数据处理系统一起使用的多种已知非临时性介质(例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消融方法，包括如下步骤：将探针插入活体受检者的体内，所述探针具有消融电极；选择所述消融电极与靶组织之间的接触力、功率水平和时间间隔；通过将消融灶尺寸建模成所述接触力、所述功率水平和所述时间间隔的非线性函数来对所述消融灶尺寸作出预测，所述消融灶尺寸是由于如下操作产生：将所述消融电极放置成在所述接触力下与所述靶组织成接触关系，同时持续所述时间间隔、经由所述消融电极按所述功率水平对所述靶组织施加能量以用于消融所述靶组织；通过增大所述接触力、所述功率水平和所述时间间隔之一来迭代作出预测的所述步骤，直至找到饱和点，其中找到饱和点时进一步的增大不会导致所预测的消融灶尺寸增大;确立作出预测的所述步骤的所述迭代之一预测期望的消融灶尺寸；促使所述消融电极与所述靶组织成所述接触关系；以及使用所述一个迭代的所述接触力、所述功率水平和所述时间间隔来消融所述靶组织。

【技术特征摘要】
2012.10.10 US 13/648,4491.一种消融设备，包括：柔性导管，所述柔性导管适于插入活体受检者的心脏中并且具有远端设置的消融电极以与所述心脏中的靶组织接触；消融器，所述消融器能够操作以按功率水平对所述靶组织施加一定剂量的能量，以便消融所述靶组织；阻抗测量系统，所述阻抗测量系统包括将被附接到所述受检者的体表电极，具有用于使电流流过所述体表电极与所述消融电极之间的电路；处理器，所述处理器用于根据所述消融电极与所述靶组织之间的给定接触力、所述电流中的能量大小、以及所述电流流过所述消融电极的时间间隔之间的关系来预测消融灶尺寸，其中所述处理器能够操作以迭代地执行预测消融灶尺寸，直至找到饱和点，所述消融灶尺寸被预测为选自所述接触力...

【专利技术属性】
技术研发人员：A戈瓦里，A帕派奥安瑙，
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