心電圖噪聲降低的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療導(dǎo)管插入術(shù)。更具體地，本發(fā)明涉及在醫(yī)療導(dǎo)管插入術(shù)期間的心 電圖監(jiān)測。
【背景技術(shù)】
[0002] 表1中給出了本文使用的某些縮略詞和縮寫的含義。
[0003] 表1-縮略詞和縮寫
[0005] 醫(yī)療導(dǎo)管插入術(shù)是現(xiàn)今常規(guī)進(jìn)行的。例如，在當(dāng)心臟組織的區(qū)域異常地傳導(dǎo)電信 號時(shí)發(fā)生的心律失常諸如心房纖顫的案例中。用于治療心律失常的手術(shù)包括以外科的方式 擾亂導(dǎo)致心律失常的信號源，以及擾亂用于此類信號的傳導(dǎo)通路。通過經(jīng)由導(dǎo)管施加能量 (例如射頻能量)來選擇性地消融心臟組織，有時(shí)可能終止或更改不利電信號從心臟的一部 分傳播到另一部分。該消融方法通過形成非傳導(dǎo)性消融灶來破壞不利的電通路。
[0006] 使用射頻能量消融心臟組織的已知困難在于控制組織的局部加熱。在期望形成足 夠大的消融灶以有效地消融異常組織病灶或阻斷異常傳導(dǎo)模式與過度局部加熱的不期望 效應(yīng)之間存在權(quán)衡。如果射頻裝置形成太小的消融灶，則醫(yī)療手術(shù)可能不太有效，或者可能 需要太多的時(shí)間。另一方面，如果過度加熱組織，則可能存在因過熱而引起的局部炭化效 應(yīng)。此類過熱的區(qū)域可形成高阻抗，并且可形成對熱量通道的功能性屏障。使用較慢的加熱 提供對消融的更好控制，但是不適當(dāng)?shù)匮娱L手術(shù)。以引用方式并入本文的共同轉(zhuǎn)讓的申請 13/339,782公開了使用沖洗栗來使沖洗流體流動(dòng)通過導(dǎo)管的管腔以便冷卻消融位點(diǎn)。
[0007] 典型的導(dǎo)管插入系統(tǒng)包括導(dǎo)管，該導(dǎo)管穿過患者的血管系統(tǒng)插入心臟的室或血管 結(jié)構(gòu)中。為了獲得由包括用于生成激活圖、解剖位置信息和其他功能圖像的處理器的控制 臺(tái)處理的電信息和位置信息，使導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)末端與心臟壁接觸。系統(tǒng)通常包括聯(lián)接的心電 圖(ECG)監(jiān)測器，以從一個(gè)或多個(gè)體表電極接收信號。ECG信號通常通過與控制臺(tái)的界面(例 如，具有模擬輸入的患者界面單元)來接收，并且可使用隔離接地來向控制臺(tái)提供ECG同步 信號。
[0008] 導(dǎo)電流體例如鹽水從貯存器經(jīng)由液壓管線遞送穿過導(dǎo)管中的管腔。管腔終止于出 口孔中，液體通過出口孔出來以冷卻導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)部分處的消融電極以及組織消融位點(diǎn)。蠕 動(dòng)栗連接到液壓管線并且使流體以期望的速率遞送到導(dǎo)管。此類構(gòu)造的一個(gè)困難在于該環(huán) 境中的設(shè)備的操作例如栗產(chǎn)生電效應(yīng)，該電效應(yīng)產(chǎn)生噪聲，該噪聲可由液壓管線拾取并且 可干擾對監(jiān)測器上的心內(nèi)ECG的分析和顯示。通常在ECG引線中觀察到電排放或電信號，該 ECG引線連接到正被用導(dǎo)電溶液灌注或灌輸?shù)幕颊?。由于此電勢而在患者身體中流動(dòng)的任 何電流均被作為添加到ECG信號的特性噪聲而被感測到。
[0009] 已在連接到蠕動(dòng)栗的患者中觀察到此噪聲，該蠕動(dòng)栗用于心臟輔助、透析治療以 及對在治療心律失常中使用的消融導(dǎo)管的沖洗。許多源已被提出作為用于噪聲的源，一些 源關(guān)注于栗本身。
[0010] 不受任何特定理論的約束，提供如2001年12月15日提交的名稱為"ELECTROGRAM NOISE REDUCTION"的美國專利申請序列號13/327，448中所述的以下討論，以利于理解本文 所描述和所公開的各種實(shí)施例，該專利申請的全部內(nèi)容以引用方式并入本文。在一個(gè)方面， 液壓管線可充當(dāng)從周圍環(huán)境收集噪聲的接收天線并且可構(gòu)成噪聲的一個(gè)源。在另一個(gè)方 面，栗可為由摩擦電效應(yīng)形成的電噪聲的另一個(gè)源，由此在栗中使用的撓性管材的表面上 并且在用于壓縮管材的轉(zhuǎn)子表面的表面上形成感生電荷。轉(zhuǎn)子對管材表面的摩擦或變形作 用使電荷移位。電荷中的一些被收集在轉(zhuǎn)子上，并且一些被收集在管材表面上。管材壁通常 為絕緣體，使得如果管材中的流體為電導(dǎo)體，則管的外表面上的外部電荷感生于管材孔的 內(nèi)側(cè)上。因此，發(fā)生器電勢出現(xiàn)在導(dǎo)電流體與栗轉(zhuǎn)子之間。連接這兩個(gè)點(diǎn)的任何電路允許電 流流動(dòng)。此類電流如果被EKG電路感測到或截獲則在EKG描記線上產(chǎn)生被操作者視為"ECG噪 聲"的不期望信號。由于摩擦電勢與通常為絕緣體(塑料）的外部管材壁和內(nèi)部管材壁的電 容串聯(lián)而發(fā)生，所以摩擦電流具有突發(fā)性特征。
[0011]除此之外或另選地，觀察到的電流可由管材壁中的壓電效應(yīng)而產(chǎn)生。此外，除此之 外或另選地，似乎存在當(dāng)管材壁被擠壓在轉(zhuǎn)子輥與栗滾道之間，從而導(dǎo)致與摩擦電荷串聯(lián) 的管材電容的動(dòng)態(tài)變化時(shí)由管材壁的運(yùn)動(dòng)而引起的強(qiáng)放大機(jī)制。
[0012] 在心內(nèi)ECG記錄上觀察到的噪聲以尖峰出現(xiàn)，從而使ECG信號難以解釋，并且這些 尖峰(通常介于約0.05mV和0.2mV之間的范圍內(nèi)）甚至可被混淆為ECG波本身。另外，施加到 噪聲以獲得其功率譜的快速傅立葉變換發(fā)現(xiàn)管材表面上的等于轉(zhuǎn)子輥的沖擊率(N)的重復(fù) 頻率的分量正弦波連同高次諧波。重復(fù)頻率依賴于轉(zhuǎn)子中的輥的數(shù)量，并且應(yīng)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 速率本身區(qū)分開。
[0013] 圖8A-圖8C示出了在使用SmartAblate Pump(智能消融栗）的消融手術(shù)期間的具有 心內(nèi)ECG信號中的重復(fù)"尖峰"（由箭頭表示）的實(shí)際ECG記錄。分析該記錄，確定的是尖峰的 頻率與栗馬達(dá)的速度成比例（或與流動(dòng)速率成比例），使得例如對于30ml/分鐘，尖峰以約 85ms的時(shí)間間隔出現(xiàn)，并且對于15ml/秒，尖峰以約170ms (85ms時(shí)間間隔的兩倍）出現(xiàn)。還發(fā) 現(xiàn)，尖峰的振幅隨著流動(dòng)速率而增加(盡管不是線性地），使得僅對于高流動(dòng)速率才清楚地 觀察到該效應(yīng)并且對于在標(biāo)測/導(dǎo)航階段期間使用的低速率不能區(qū)別。記錄的尖峰振幅(尖 峰到尖峰地測量)在約100-200μν的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，噪聲對于不同的栗設(shè)計(jì)而不同。尖峰 之間的時(shí)間以及尖峰到尖峰電壓可變化。
[0014]用以降低噪聲的處理已包括給栗輪和栗床加襯，用防靜電化學(xué)品涂覆栗液壓管 線，和/或潤濕這些部件的接觸表面。然而，這種降低往往是無關(guān)緊要的和/或臨時(shí)的。
[0015] 前述美國專利申請序列號13/327,448描述了一種液壓管線，該液壓管線具有涂覆 有材料或防靜電化學(xué)品的外部部分，該液壓管線包括使外表面與栗的旋轉(zhuǎn)元件接觸的部 分。材料包含液態(tài)水和離子表面活性劑。防靜電化學(xué)品可選自肥皂水、鹽水和水。此外，液壓 管線的外表面的接觸部分可涂覆有電導(dǎo)體例如，氧化銦錫或鋁箱。液壓管線也可用防靜電 化學(xué)品浸漬。
[0016] 前述美國專利申請序列號13/327,448還描述了一種系統(tǒng)，其中導(dǎo)管具有用于使導(dǎo) 電流體穿過其以在其遠(yuǎn)側(cè)部分處離開導(dǎo)管的管腔，該管腔可連接到?jīng)_洗栗以與其形成流體 連通。流體貯存器連接到管腔以向?qū)Ч芄?yīng)導(dǎo)電流體。心電圖電路可連接到受檢者以監(jiān)視 心臟中的電活動(dòng)。導(dǎo)電纜線將導(dǎo)電流體連接到與受檢者接觸的電極。根據(jù)系統(tǒng)的一個(gè)方面， 導(dǎo)管具有設(shè)置于遠(yuǎn)側(cè)部分上的標(biāo)測電極，并且該電極位于標(biāo)測電極近側(cè)的導(dǎo)管上。根據(jù)系 統(tǒng)的另一個(gè)方面，電極位于被引入受檢者中的第二導(dǎo)管上。根據(jù)系統(tǒng)的一個(gè)方面，導(dǎo)管具有 入口，并且連接器在入口處電接觸導(dǎo)電流體，并且將導(dǎo)電流體連接到患者接地。根據(jù)系統(tǒng)的 另一個(gè)方面，導(dǎo)電纜線在沖洗栗的下游電連接到導(dǎo)電流體。根據(jù)系統(tǒng)的附加方面，導(dǎo)電纜線 為金屬屏蔽纜線。
[0017]然而，使用附加外部連接纜線因已采用至和來自設(shè)備件和患者的多個(gè)連接器和纜 線的典型導(dǎo)管插入系統(tǒng)而增加電生理學(xué)專業(yè)人員的負(fù)擔(dān)。此外，使用將導(dǎo)電流體連接到與 患者接觸的電極的纜線可使得系統(tǒng)降低ECG噪聲的能力依賴于多個(gè)因素，包括電極與患者 之間的連接的質(zhì)量、電極的位置以及因患者而異的患者身體的阻抗。此外，導(dǎo)管插入系統(tǒng)內(nèi) 的任何添加或修改的電連接可破壞系統(tǒng)電路滿足安全要求所需的設(shè)備接地導(dǎo)體路徑。 [0018]因此，存在對于降低或消除ECG噪聲的導(dǎo)管插入系統(tǒng)的需要。存在實(shí)現(xiàn)噪聲降低或 消除而不危及患者安全或考慮到各種因素的需要，該各種因素包括電極與患者之間的連接 的質(zhì)量、患者上的電極的位置以及因患者而異的患者身體的阻抗。還存在對于避免使用可 纏結(jié)或擾亂主治醫(yī)療專業(yè)人員的工作流程的任何附加冗長纜線、特別是在患者與流體源或 流體栗之間延伸的纜線的導(dǎo)管插入系統(tǒng)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明涉及一種包括電生理(EP)導(dǎo)管的導(dǎo)管插入系統(tǒng)，該電生理導(dǎo)管具有管腔， 該管腔接收由受到蠕動(dòng)栗作用的液壓管線遞送的導(dǎo)電流體。本發(fā)明認(rèn)識到，液壓管線上的 栗作用產(chǎn)生由液壓管線中的導(dǎo)電流體承載的摩擦電荷，該摩擦電荷可作為噪聲出現(xiàn)在由導(dǎo) 管上的電極檢測到的患者ECG記錄中。有利地，本發(fā)明通過下述方式來