消融的光譜感測(cè)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 本申請(qǐng)為2012年12月17日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)13/716, 517 (作為美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公 布2014/0171806而公布）的部分繼續(xù)申請(qǐng)，該專(zhuān)利申請(qǐng)為2010年6月16日提交的美國(guó)專(zhuān) 利申請(qǐng)12/816,492 (作為美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布2011/0313280而公布）的部分繼續(xù)申請(qǐng)。這 些相關(guān)申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明整體涉及侵入式醫(yī)療裝置和治療方法，且具體地講涉及評(píng)估身體內(nèi)的組織 的消融。
【背景技術(shù)】
[0003] 微創(chuàng)心內(nèi)消融為用于各種類(lèi)型的心律失常的治療選擇。為進(jìn)行此種治療，醫(yī)師通 常通過(guò)血管系統(tǒng)將導(dǎo)管插入心臟中，使導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端部與異常電活動(dòng)區(qū)域中的心肌組織接 觸，并且隨后對(duì)該遠(yuǎn)側(cè)端部處或遠(yuǎn)側(cè)端部附近的一個(gè)或多個(gè)電極增能，以便產(chǎn)生組織壞死。
[0004] 用于監(jiān)測(cè)消融治療的各種方法在本領(lǐng)域中是已知的。例如，其公開(kāi)內(nèi)容以引用方 式并入本文的美國(guó)專(zhuān)利7, 001，383描述了對(duì)心臟中的消融灶形成的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和標(biāo)測(cè)。所公 開(kāi)的方法包括在指定用于消融的多個(gè)位點(diǎn)處對(duì)心臟施加局部治療。在每個(gè)相應(yīng)位點(diǎn)處，感 測(cè)指示所述位點(diǎn)處的消融電平的參數(shù)。該方法優(yōu)選地包括顯示心臟標(biāo)測(cè)圖，以及響應(yīng)于相 應(yīng)感測(cè)參數(shù)而在消融手術(shù)期間在所述標(biāo)測(cè)圖上指定所述位點(diǎn)處的相應(yīng)消融電平的指示。
[0005] 其公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布2014/0171936描述了一種 具有沖洗末端的導(dǎo)管，該沖洗末端帶有溫度傳感器和光纖陣列。導(dǎo)管包括插入管，該插入管 具有被配置用于插入患者身體中的組織附近的遠(yuǎn)側(cè)端部，并且該插入管包含具有用于向組 織輸送電能的電導(dǎo)體的內(nèi)腔。將傳導(dǎo)蓋附接到插入管的遠(yuǎn)側(cè)端部并且電耦合到電導(dǎo)體。在 插入管內(nèi)包括許多個(gè)光纖，每個(gè)光纖終止于蓋的外表面附近，并且被配置成在將電能輸送 到組織的同時(shí)將光輻射輸送到該組織以及從該組織輸送光輻射。
[0006] 美國(guó)專(zhuān)利8, 147, 484描述了一種使得能夠在進(jìn)行消融的同時(shí)對(duì)組織反射光譜特 征進(jìn)行實(shí)時(shí)光學(xué)測(cè)量的系統(tǒng)和方法。該方法涉及對(duì)組織的輻射和對(duì)來(lái)自該組織的光的重新 捕集，以監(jiān)測(cè)作為組織中的蒸汽形成的指示器的所反射光強(qiáng)度的變化以防止蒸汽爆裂。該 系統(tǒng)包括：導(dǎo)管，該導(dǎo)管適于收集從經(jīng)歷消融的組織反射的光；檢測(cè)部件，該檢測(cè)部件識(shí)別 并分離所收集的光的組成波長(zhǎng)；量化設(shè)備，該量化設(shè)備用于產(chǎn)生所收集光的所測(cè)量光強(qiáng)度 數(shù)據(jù)；和處理器，該處理器分析與時(shí)間相關(guān)的所測(cè)量的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)。分析所測(cè)量的反射光譜 強(qiáng)度（MRSI)與時(shí)間的關(guān)系，其中進(jìn)行關(guān)于MRSI是否初始在指定的時(shí)間段增大，之后以MRSI 中的指定速率減小的觀察。如果不存在MRSI的減小，則繼續(xù)向組織傳送消融能量。然而， 如果存在MRSI在指定時(shí)間內(nèi)和以指定速率的減小，則該方法推斷形成蒸汽袋并且減少或 停止向組織傳送消融能量。
[0007] 以引用方式并入本專(zhuān)利申請(qǐng)的文獻(xiàn)將視為本專(zhuān)利申請(qǐng)的整體部分，不同的是如果 在這些并入的文獻(xiàn)中定義的任何術(shù)語(yǔ)與在本說(shuō)明書(shū)中明確或隱含地給出的定義在某種程 度上相沖突，則應(yīng)只考慮本說(shuō)明書(shū)中的定義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 下文描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供了可用于評(píng)估經(jīng)歷消融手術(shù)的組織的設(shè)備和方 法。
[0009] 因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于組織評(píng)估的方法，所述方法包括使用 施加到活體受檢者的身體內(nèi)的位點(diǎn)的侵入式探頭來(lái)消融該位點(diǎn)處的組織。在消融組織的 第一階段，以多個(gè)不同波長(zhǎng)對(duì)來(lái)自所述位點(diǎn)的散射光強(qiáng)度進(jìn)行第一測(cè)量。在繼所述第一階 段之后的消融組織的第二階段，以多個(gè)不同波長(zhǎng)對(duì)來(lái)自所述位點(diǎn)的散射光強(qiáng)度進(jìn)行第二測(cè) 量。通過(guò)計(jì)算發(fā)生在第一測(cè)量和第二測(cè)量之間的不同波長(zhǎng)的散射光強(qiáng)度的變化的不同相應(yīng) 量度并且對(duì)比該相應(yīng)量度來(lái)評(píng)估消融的進(jìn)程。
[0010] 在本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例中，消融組織包括通常通過(guò)將導(dǎo)管插入身體中并且經(jīng)由 導(dǎo)管對(duì)該組織施加能量來(lái)消融受檢者的心臟中的心肌組織。
[0011] 在一些實(shí)施例中，進(jìn)行第一測(cè)量和第二測(cè)量包括將光從探頭中的發(fā)射器朝所述位 點(diǎn)引導(dǎo)，并且使用探頭中的接收器來(lái)收集從組織散射的光。在本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例中，發(fā) 射器和接收器包括至少一個(gè)光纖，該光纖在探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部處的位于所述位點(diǎn)附近的光端 口與耦合到所述探頭的近側(cè)端部的光學(xué)測(cè)量模塊之間延伸穿過(guò)所述探頭。
[0012] 在本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例中，所述多個(gè)所述不同波長(zhǎng)包括處于可見(jiàn)光范圍中的第 一波長(zhǎng)和處于紅外光范圍中的第二波長(zhǎng)。通常，第一波長(zhǎng)介于600nm和700nm之間，并且第 二波長(zhǎng)介于7〇〇nm和800nm之間。在一個(gè)實(shí)施例中，第一波長(zhǎng)介于630nm和670nm之間，第 二波長(zhǎng)介于750nm和790nm之間，并且所述多個(gè)所述不同波長(zhǎng)包括介于670nm和710nm之 間的第三波長(zhǎng)。
[0013] 在本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例中，計(jì)算所述不同相應(yīng)量度包括分別計(jì)算第一波長(zhǎng)、第 二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的所述散射光強(qiáng)度的第一測(cè)量和第二測(cè)量之間的第一比率、第二比率和 第三比率，并且比較所述相應(yīng)量度包括評(píng)價(jià)第一比率、第二比率和第三比率之間的數(shù)學(xué)關(guān) 系，以便評(píng)估消融的進(jìn)程。通常，評(píng)價(jià)所述數(shù)學(xué)關(guān)系包括基于第二比率和第三比率的乘積除 以第一比率的結(jié)果來(lái)估計(jì)由所述位點(diǎn)處的消融形成的消融灶的尺寸。
[0014] 更一般地，計(jì)算所述不同相應(yīng)量度包括至少計(jì)算所述第一波長(zhǎng)和所述第二波長(zhǎng)的 所述散射光強(qiáng)度的所述第一測(cè)量和所述第二測(cè)量之間的第一比率和第二比率，并且評(píng)估所 述進(jìn)程包括基于所述第一比率和所述第二比率之間的比較來(lái)估計(jì)由所述位點(diǎn)處的消融形 成的消融灶的尺寸。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種包括侵入式探頭的醫(yī)療設(shè)備，該侵入式探頭 被配置成插入活體受檢者的身體中，以將多個(gè)不同波長(zhǎng)的光朝身體內(nèi)的治療位點(diǎn)引導(dǎo)并且 接收從所述位點(diǎn)散射的光。將光模塊耦合到所述侵入式探頭，以便在所述治療位點(diǎn)處的組 織的消融的第一階段對(duì)所述多個(gè)不同波長(zhǎng)的來(lái)自所述位點(diǎn)的散射光強(qiáng)度進(jìn)行第一測(cè)量，并 且在繼所述第一階段之后的組織的消融的第二階段對(duì)所述多個(gè)不同波長(zhǎng)的來(lái)自所述位點(diǎn) 的所述散射光強(qiáng)度進(jìn)行第二測(cè)量。處理器被配置成通過(guò)計(jì)算發(fā)生在所述第一測(cè)量和所述第 二測(cè)量之間的所述不同波長(zhǎng)的所述散射光強(qiáng)度的變化的不同相應(yīng)量度并且比較所述相應(yīng) 量度來(lái)評(píng)估消融的進(jìn)程。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施例的以下詳細(xì)說(shuō)明，將更全面地理解本發(fā)明，在附圖 中： 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于心內(nèi)消融的系統(tǒng)的示意性圖示說(shuō)明； 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在消融手術(shù)期間與心肌組織接觸的導(dǎo)管的示意性細(xì)部圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有光學(xué)感測(cè)能力的導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)末端的示意性端視圖； 圖4為框圖，其示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光模塊； 圖5和圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在消融位點(diǎn)處的消融手術(shù)中的連續(xù)階段中的來(lái)自消 融位點(diǎn)的散射光強(qiáng)度的示意性光譜曲線(xiàn)圖；并且 圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)消融灶深度對(duì)多個(gè)消融灶之上的散射光強(qiáng)度的比率的 不意性曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 心肌組織消融的挑戰(zhàn)之一是知道何時(shí)停止給定位點(diǎn)處的治療：施加過(guò)少的能量可 導(dǎo)致形成僅淺消融灶，從而無(wú)法達(dá)到理想的治療目的，而施加過(guò)多的能量可導(dǎo)致過(guò)量的組 織損傷甚至穿孔。因此，需要評(píng)估已在消融手術(shù)期間在任一點(diǎn)處形成的消融灶的尺寸(且具 體地深度)，并且因此需要在手術(shù)已達(dá)到理想的消融灶尺寸時(shí)終止該手術(shù)。
[0018] 就這一點(diǎn)而言，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)心肌組織的某些光學(xué)光譜特征在消融期間變化， 并且這些特征賦予消融灶尺寸的良好指示。具體地，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)散射光的強(qiáng)度在消融 期間不同波長(zhǎng)下（具體地在處于紅色范圍和近紅外范圍內(nèi)的選擇的波長(zhǎng)下）不同程度地變 化。不同波長(zhǎng)下相對(duì)散射變化之間的關(guān)系（其可表示為在不同波長(zhǎng)下所測(cè)量的消融前散射 強(qiáng)度與消融后散射強(qiáng)度的比率的商）與消融灶深度密切相關(guān)。
[0019] 因此，在下文描述的實(shí)施例中，將侵入式探頭施加到有將在此消融組織的身體中 的位點(diǎn)。探頭用于在消融過(guò)程中的不同階段對(duì)多個(gè)不同波長(zhǎng)的來(lái)自所述位點(diǎn)的散射光強(qiáng)度 進(jìn)行測(cè)量。處理器計(jì)算發(fā)生在第一測(cè)量和第二測(cè)量之間的不同波長(zhǎng)的散射光強(qiáng)度的變化的 不同相應(yīng)量度，并且比較該相應(yīng)量度，以便評(píng)估消融的進(jìn)程。這些測(cè)量可例如在所述過(guò)程之 前、在所述過(guò)程期間和在所述過(guò)程結(jié)束時(shí)進(jìn)行且比較，并且在每個(gè)階段提供對(duì)消融灶尺寸 (且具體地講消