CN101332083B - 用于在心脏消融过程中监测组织温度的光学高温测量导管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在心脏消融过程中监测组织温度的光学高温测量导管。用于实时光学高温测量组织温度监测的系统。该系统适用于心脏消融和组织温度测量，具有导管，导管具有适用于心脏组织的RF消融的尖端电极和远端接收在形成于尖端电极上的开口内用于探测来自心脏组织的黑体辐射的光学收集器。系统包括与光学收集器连通的光学探测系统，光学处理系统处理代表黑体辐射的至少一部分波长的信号以确定组织温度。光学收集器结合于导管尖端内使得在消融和损伤形成过程中能实时监测组织温度从而避免与下列可能损伤组织的事件相关的温度临界阈值，所述事件包括：蒸气进发、血栓、碳化等等。

Description

用于在心脏消融过程中监测组织温度的光学高温测量导管
技术领域
本发明涉及电生理学导管，特别是用于监测组织温度的光学高温测量电生理导管。
背景技术
对于某些类型的微创医疗过程，难以获得关于体内的治疗位置处状况的实时信息。当采用导管执行过程时这种信息的缺乏制约了临床医生。这种过程的一个示例为肝脏和前列腺中肿瘤和疾病的治疗。这种过程的另一个示例为用于治疗心房纤颤的外科消融术。这种心脏状况能导致异常电信号，通常称为心律失常，其产生于心脏内组织，导致心脏不规律搏动。
穿过心脏组织的异常电流传导是心律失常的最常见原因。通常，通过消融电异常可疑中枢治疗，从而使得这些中枢失活来治疗绝大多数心律失常。成功治疗取决于心脏中消融的位置以及损伤本身。例如，当治疗心房纤颤时，操纵消融导管进入心脏中用于产生消融损伤的右侧或左侧心房中。这些损伤将通过在心房的区域间建立非传导屏障，来停止心脏的不规则搏动，非传导屏障能够中断穿过心脏的异常电活动通道。
建立损伤从而在局部区域(透壁的)中断电传导，但要小心避免消融临近组织。此外，由于耐受加热，消融过程能够升高组织温度，组织过热会导致不良的碳化和局部凝结，甚至血液和组织中水分蒸发而导致能损害组织的蒸汽进发。
因此，需要提供一种电生理导管，其能够允许在消融以及损伤形成时实时监测组织的温度，从而防止或至少最小化与诸如：蒸汽进发、血栓形成、碳化等等这些事件相关联的温度的临界阈值。由于所有组织发射与温度直接相关的黑体辐射，这将需要电生理导管探测黑体辐射用于非侵入性温度确定。
如图1中的黑体辐射曲线示出了在每个波长的黑体辐射能量(曲线接近X轴但不会与其接触)。黑体具有发射大多数辐射能量的波长，在图1中，顶点波长大约500nm对于温度5000K。然而，如图2所示，峰值波长连同辐射曲线随温度而变化。特别的，当温度升高，峰值波长以及如由每条曲线下方区域所代表的黑体发射能量的标准量降低。
黑体规律可应用于许多物体，包括人体。大量人的能量以电磁辐射的形式损失，电磁辐射中的大多数是红外线。人体具有大约36.5℃的温度(98.6F或310K)以及红外线辐射(IR)波长长于可见光但短于无线电波。红外线辐射横跨三个数量级幅度并具有大约750nm到1mm之间的波长。这样，人体组织的峰值波长范围可在大约2000nm到4000nm，优选在2000nm到3100nm之间，更优选的在2000nm到3000nm之间。
因此，监测组织的黑体辐射的峰值波长或峰值波长区域，可实时获得组织的温度，来作为在消融和损伤形成过程中防止组织过热的方法。
发明内容
本发明涉及实时光学高温测量组织温度监测的系统。黑体辐射是直接涉及温度的物理效应。可通过非侵入光学仪器测量这种辐射从而确定目标的温度。由于辐射是光学的，可通过光学收集器测量，例如，光纤。因此，在导管尖端内的光学收集器的合并在消融以及损伤形成过程中能够实时监测组织的温度，以防止能够损害组织的事件相关的温度临界阈值，所述事件包括蒸汽进发、血栓、碳化等等。
有利的，本发明具有相对简单的设计，能够允许将诸如光纤的温度传感器应用于各种导管构造中，包括针消融和注射导管、冲洗和非冲洗导管、以及多种导管弯曲形状。并且，由于与黑体辐射有关的长波长易于传输通过心脏组织，本发明能够收集光学收集器光纤的接收光锥区的整体温度。因此，取决于可利用的波长范围，不仅能够测量组织表面的温度，还能测量几毫米或更多深度的温度。
在本发明的一个实施例中，在心脏消融过程中探测黑体辐射的系统具有导管，消融能量源以及光学探测器。导管具有消融元件和适于收集来自组织的黑体辐射的光学收集器。消融能量源适于向消融元件发送消融能量。光学探测器适于探测选定波长区域内的黑体辐射。
在本发明的另一个实施例中，消融和组织温度测量系统具有导管和光学探测系统。导管具有消融元件和适于收集来自消融组织的黑体辐射的光学收集器。光学探测系统具有波长选择器和用于提供代表黑体辐射的波长区域的信号的量化仪器。提供处理器用于确定来自信号的温度测量。在更详细的实施例中，光学收集器包括光纤，其中温度测量是在光纤的接收光锥区域上的综合。此外，感兴趣的组织是心脏组织并且导管适于通过射频(RF)以及其它能量源消融，其它能量源还包括：微波、超声、激光，冷冻消融。
在本发明的一个更详细实施例中，用于心脏消融以及组织温度测量的系统包括导管和光学探测系统，其中导管具有导管体，导管体远端的可偏转部分，以及尖端段，尖端段具有适于心脏组织射频消融的尖端电极，以及光学收集器，形成于尖端电极上的开口接收光学收集器远端，光学收集器用于探测来自心脏组织的黑体辐射，其中光学探测系统与光学收集器联通，光学探测系统处理表示黑体辐射的至少一部分的波长的信号以确定组织温度。探测系统能够包括波长选择器，提供信号的量化仪器以及基于信号确定组织温度的处理器。
在一个实施例中，适于与系统联合使用的导管具有导管体，导管体远端的可偏转部分和尖端段，尖端段具有适于RF消融心脏组织的尖端电极尖端段以及适于探测代表心脏组织温度的黑体辐射的光学收集器。光学收集器可以是光纤，其中尖端段容纳光纤远端。而且，导管可以包括控制手柄，其中光纤从尖端段穿过导管延伸到导管体近端的控制手柄。导管还可以设置成用于冲洗。尖端电极可包括壳和插头，光纤穿过插头且向壳的远端延伸。导管还可以容纳有电磁定位传感器。
附图说明
结合附图，参考下面的详细描述将更好的理解本发明的这些以及其他特征和优点，其中：
图1是理论上5000K的黑体辐射曲线。
图2是在不同温度下具有不同峰值波长的黑体辐射曲线。
图3示出了根据本发明的消融及光学高温测量系统的实施例。
图4示出了根据本发明的消融及光学高温测量系统的另一个实施例。
图5A是根据本发明的导管的实施例沿第一直径的侧剖面图，包括在导管体和中间段之间的连接。
图5B是根据本发明的导管的实施例沿第二直径的侧剖面图，包括在导管体和中间段之间的连接，第二直径基本垂直于图5A中的第一直径。
图6是图5A和5B中的中间段沿线6--6的纵切面图。
图7A是根据本发明的导管的实施例沿第一直径的侧剖面图，包括在塑料罩和尖端电极之间的连接。
图7B是根据本发明的导管实施例靠近第二直径的侧剖面图，包括在塑料罩和尖端电极之间的连接，第二直径基本垂直图7A中的第一直径。
图8A是根据本发明的导管实施例沿第一直径的侧剖面图，包括在中间段和塑料罩之间的连接。
图8B是根据本发明的导管实施例沿第二直径的侧剖面图，包括在中间段和塑料罩之间的连接，第二直径基本垂直于图8A中的第一直径。
图9是图7A和7B中的尖端电极的实施例沿线9--9的纵向剖面图。
图10是根据本发明的设置成用于冲洗的导管的另一个实施例的中间段的纵向剖面图。
图11是根据本发明的设置成用于冲洗的导管的实施例的侧剖面图，包括在尖端电极和塑料罩之间的连接。
图12是图11的尖端电极沿线12--12的纵向剖面图。
具体实施方式
图3示出了用于经历消融的组织的光学高温测量温度监测的系统100的实施例。心脏组织T通过导管102经历RF消融术，导管102具有用于形成损伤108的消融元件104，消融元件104由消融能量源106供能。根据本发明，导管还适用收集包括黑体辐射的来自组织的光学数据，用于获得组织和损伤的温度。具体的，导管包括光学收集装置110，光学收集装置110收集来自损伤的黑体辐射用于传输给光学探测器112，光学探测器112量化以特定一个(或多个)波长区域发射的黑体辐射的量值。如同本领域技术人员所知，组织的黑体辐射直接与组织温度相关。并且，通过实现对延伸到组织内预定深度的体积V内实时组织温度监测，系统100可易于避免达到温度临界阈值，该临界阈值与如蒸气进发、血栓形成、碳化等类似事件相关。在图4更具体的实施例中，示出了用于实时光学高温测量温度监测的以导管为基础的系统120。心脏内部或外部组织T通过导管10经受RF消融术，导管10具有可偏转的(单向或双向)的中间段14和适于RF消融建立损伤17的远侧尖端段36。尖端段36还配置有光学收集装置用于收集来自来自消融组织的黑体辐射以及将其通信、转发、传送和/或发送到光学探测系统130，光学收集装置包括波导器，波导器可以是光纤(或光导纤维，在此可互换)43形式，或光管、或中空波导的其他形式。系统130包括至少一个波长选择元件131，其包括光学器件132，如本领域公知，例如用于接收来自光纤43的黑体辐射数据134的透镜、镜子和/或棱镜的系统，以及分光计或其他电磁辐射分离装置分为希望成分136，希望成分136传送进入量化设备140，量化设备140量化以特定波长发射的黑体辐射的量值。
量化设备140将测量的光强度转化为能够用计算机142处理并且能够以图表方式显示给导管10的操纵者的电信号。量化设备140可包括电荷耦合器件(CCD)用于同时光强度的探测和量化。可选择的，许多不同的光传感器，包括光电二极管、光电倍增器、或互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器可用于替换CCD转换器。信息从量化设备140传送到产生关于损伤温度的图形显示或其他信息的计算机142。适于与本发明使用的光学探测系统在美国申请序号为11/281179题目为“实时评估组织消融的设备(Apparatus for Real Time Evaluationof Tissue Ablation)以及序号为11/281853题目为“实时评估组织消融的方法(Method for Real time Evaluation of Tissue Ablation)”中有描述，其全部公开在此结合作为参考。
这样，根据本发明，系统能获得从表面下至一定深度的组织温度的整体测量值。具体的，本系统能够生成光纤的辐射接收光锥区C上的组织的整体温度。因此，依靠利用的波长范围，不仅能够在组织表面测量温度，还可以在几毫米或更深深度测量温度。这些深度范围可在约0mm到5mm之间，优选大约1.0mm到3.0mm。接收光锥区C的直径还能通过改变收集光纤19的数值孔径来调整。
导管10本身包括具有近端和远端的细长导管体12，在导管体12远端的可偏转中间段14，在中间段远端的尖端段36，在导管体12的近端的控制手柄16。另外参考图5A和5B，导管体12包括具有单一的轴向或中心腔18的细长的管状结构。导管体12是柔性的，即可弯曲的，但基本上不能沿其长度压缩。导管体12能够具有任何适合的结构并且由任何适合材料构成。结构包括由挤压塑料构成的外壁22。外壁22可包括不锈钢或类似物的嵌入编织网以增加导管体12的抗扭刚度，使得当控制手柄16旋转时，导管10的导管体12，中间段14和尖端段36将以相应方式旋转。
穿过导管体12的单一腔18延伸的是部件，例如，金属丝、管、光纤和/或电缆。单一腔导管体能优于多腔体，因为发现单一腔体当旋转导管时允许更好的控制尖端。单一腔允许各种部件自由地在导管体内浮置。如果这些金属丝、管、光学器件和电缆限制于多腔中，当手柄旋转时，它们将产生能量，导致如果例如释放手柄或绕曲线弯曲导管体具有回转的趋势，以翻转，这些的任何一个都是不需要的工作特性。
导管体12的外部直径不重要，但优选不超过8french，更优选7french。同样外壁22的厚度也不重要，但足够薄使得中央腔18能够容纳前述部件。外壁22的内表面衬有刚性管20，刚性管20可由任何适合材料，例如聚酰亚胺或尼龙制成。刚性管20连同编织外壁22提供改善的扭转稳定性，同时最小化导管壁的厚度，这样可以使得中央腔18的直径最大化。刚性管20的外部直径大约和外壁22的内部直径相同或稍小。由于其壁非常薄并且同时能提供非常好的刚性，优选聚酰亚胺管用于刚性管20。最大化中央腔18的直径不会牺牲强度和刚性。
导管体12可具有外壁22，其外部直径从大约0.090英寸到大约0.098英寸并且内部直径从大约0.061英寸到大约0.078英寸，并且聚酰亚胺刚性管20具有从大约0.060英寸到大约0.077英寸的外径和0.051英寸到0.069英寸的内径。
如图5A和5B所示的实施例，导管体12的远端可通过形成于中间段14的近端的凹槽24与中间段14连接，凹槽24接收导管体12的外壁22的内表面。中间段14和导管体12通过胶或类似物连接。在中间段14和导管体12连接前，刚性管20插入导管体12中。刚性管20的远端通过与聚氨酯胶或类似物形成胶连接23固定连接在导管体12的远端附近。优选在导管体12的远端和刚性管20的远端之间设置小距离，例如3mm以允许用于导管体12的空间以接收中间段14的凹槽24。如果不应用压缩线圈，力施加在刚性管20的近端，并且，当刚性管20处于压缩下，第一胶连接(未示出)在刚性管20和外壁22中间通过例如氰基丙烯酸酯的快干胶形成。然后，第二胶连接26在刚性管20和外壁22的近端之间应用例如聚氨酯的较慢干但较强效胶形成。
如期望，在导管体内在刚性管远端和尖端段近端之间设置间隔体。间隔体在导管体和中间段的连接处提供柔性过渡，其允许连接顺畅弯曲而不会打折或纽结。具有这样间隔体的导管在美国专利申请序号08/924,616，题目为“可直接操作的心肌血管再生导管(Steerable Direct Myocardial RevascularizationCatheter)”中有描述，该公开在此全部引用作为参考。
再参考图6，导管体12远侧的中间段14包括具有多个腔的管19的短段。管19由优选比导管体12柔性更好的无毒适合材料制成。适于管19的材料是编织的或非编织的聚氨酯。中间端14的外径，如导管体12，优选不大于约8french，更优选7french。腔的数量和尺寸不重要。在一个实施例中，中间端14具有大约7french(0.092英寸)的外径。管19是多腔的，例如具有第一腔30，第二腔32，第三腔34和第四腔35。在示出的实施例中，腔30、32和35都具有基本相同的直径约0.22英寸，而腔34具有较大直径约0.44英寸。
如图7A和7B所示，从中间段14远端延伸的尖端段36包括尖端电极27和塑料罩21。如图8A和8B所示，塑料罩21在尖端电极27和管19之间延伸并连接两者，为在其腔中延伸或穿过其腔的部件提供罩和/或过渡空间，如同将在下面讨论的。塑料罩21优选由聚醚醚酮(PEEK)制成并且可能大约1cm长。其近端接收中间段14的管19的外部圆周带凹槽表面17。中间段14和塑料罩21由胶或类似物连接。在中间段14和尖端电极27之间延伸的诸如金属丝、电缆、管的部件帮助将尖端电极保持在适当位置。
根据本发明，尖端电极27适于消融和收集黑体辐射以监测组织温度。如图7A和7B所示，尖端电极包括壳壁38和塞子44。壳38设置成具有圆顶远端31和与中空的腔29连通的开放的近端部分33。壳的圆顶远端31为防损伤的并适于接触组织。开口近端33构造成接收塞子44，在其他功能中，其稳定延伸进壳远端内的光纤43。壳38和塞子44可由任何适合的材料组成，其是不透明的和/或反射的，既导热又导电的，从而允许应用RF发生器的射频消融术。这些适合的材料包括，但不限于，铂-铱，铂，金合金，或铂合金。
由与壳38相同或相当的材料构成的塞子44，具有通常预定长度的通常细长圆柱形外形，并且通常圆形截面与尖端电极27的开放近端33的横截面相配。塞子44的远端部分是压入配合，或焊接固定在开放近端33内以密封中空腔29，塞子44的近端部分从尖端电极27向近侧延伸以附着在罩21上。
壳壁38具有至少一个用于尖端电极的开口以接收光纤43的远端。尖端电极能具有任何相应数量的开口和光纤，如所需或合适的，虽然该数量部分依赖于尖端电极的尺寸以及这里容纳的光纤的数量和尺寸。在所示的实施例中，壳壁具有在其远端的单一的收集开口200，其沿着尖端电极的纵轴线同轴。
根据本发明，在塞子44上设置盲孔和通道以允许从中间段14延伸的部件锚定在塞子上或穿过塞子。在图7A、7B和9中所示的实施例中，具有在塞子的近端表面形成的盲孔102、104和106，其中导丝40、热电偶丝41和45和位置传感器72的远端分别锚定。还有通道108，光纤电缆43穿过通道108向尖端电极的远端延伸。穿过塞子44的通道延伸的部件部分通过胶、黏合剂或类似物在通道内固定在塞子44上。从而，通道和塞子帮助对准、稳定和固定多个穿过塞子44延伸的部件。特别的，通道108帮助最小化电缆43上在其位于中间段14和尖端电极27之间的过渡时的应力。
在运转中，来自组织和损伤的黑体辐射通过导管由光纤电缆43收集，光纤电缆43的远端通过开口200与尖端电极的外面连通。辐射从导管的远端通过光纤电缆43转送，光纤电缆43从开口200延伸，穿过塞子44中的通道201、塑料罩21的腔、中间段14的腔34，导管体12的中央腔，控制手柄16，在辐射进一步转送到光学探测系统处露出其近端。电缆43具有被覆层以沿其长度在开口200和光学探测系统之间光学隔离其自身。被覆层可以是不透明的，但反射的缓冲材料，例如，铝、金等类似物，从而光不能穿透光纤43的侧壁。
本领域技术人员能理解，光波导和光纤电缆通常用于连通来自一端的光能到另一端，虽然这些不唯一。可以理解，光纤电缆43可以是任何合适的光波导，其中在电缆一端引入的光以最小损失被导引到电缆的另一端。电缆43可以是单一光纤电缆或多个光纤束。可以是单一模式(也被称为单个模式或单独模式)，或多模式(具有步长指数或渐变折射率)或塑料光纤(POF)，依赖不同的因素，包括但不限于，传输率，传输带宽，传输谱宽，传输距离，电缆直径，造价，光信号失真公差和信号衰减，等等。此外，光收集和输送可由其它仪器完成，诸如空心光纤，中空波导，液体波导及类似物等。
为了激发用于RF消融的尖端电极27，导丝40锚定在塞子44内。参考图1、2A和5，导丝40穿过中间段14的第二腔32、导管体12的中央腔18和控制手柄16延伸，并在其近端在输入塞孔(未示出)终结，输入塞孔可插入合适的监测器(未示出)。导丝40穿过到导管体12的中央腔18、控制手柄16以及中间段14的远端延伸的部分是封装在保护套52内的，保护套52可由任何适合材料制成，优选聚四氟乙烯RTM。保护罩52通过用聚氨酯胶或类似物胶合在腔32内在其远端锚定在中间段14的远端上。导丝40通过任何传统技术附着在尖端电极27上。在示出的实施例中，通过以下方式实现导丝40到尖端电极27的连接，例如，通过将导丝40的远端焊接在尖端电极27的塞子44的盲孔102(图9和7B)中。
在公开的实施例中为尖端电极27设置了温度传感装置。可应用任何传统的温度传感装置，例如，热电偶或热敏电阻。参考图5B和7B，用于尖端电极27的适合的温度传感装置包括热电偶，热电偶由嵌入导管远端尖端的近端几毫米的丝对构成。丝对的一根丝是铜丝41，例如，数量40铜丝。丝对的另一根丝是康铜丝45，其为丝对提供支撑和强度。丝对的丝41和45彼此电隔离，除了在它们的远端外，在远端它们接触并缠绕在一起，由小段塑料管63覆盖，例如，聚酰亚胺，并且由环氧树酯覆盖。塑料管63于是通过环氧树脂或类似物(图9)附着在塞子44的孔104中。丝41和45穿过在中间段14中的第二腔32延伸。在导管体12内丝41和45穿过中央腔18在保护套52内连同导丝40延伸。丝41和45穿过控制于柄16伸出并到能连接温度监测器(未示出)的连接器(未示出)。可选择的，温度传感装置可以是热敏电阻。适用于本发明的热敏电阻是Thermometrics(新泽西)出售的型号AB6N2-GC14KA143T/37C的热敏电阻。此外，具有其一层为热阻材料的传感器层的微制造薄膜组件形式的温度传感的适合的导管设计包括那些在下述文献中描述的：美国申请序号11/280,759，题目为“具有多种微制造温度传感器的导管”(Catheter with Multiple MicrofabricatedTemperature Sensors)”，2005年11月15日申请；以及美国序号为11/281,203，题目为“具有微制造温度传感的导管“(Cathter with Microfabricated TemperatureSensing)，2005年11月15日申请，全部公开在此引用作为参考。
这里公开的导管的实施例是单一偏转的，具有单一拉线；然而，本领域技术人员能够理解导管可以是双向的具有两个拉线。参考图5B和7B，偏转中间段14的拉线42通过导管体12延伸并且在其近端锚定在控制手柄16。拉线由任何适合金属制成，诸如不锈钢或镍钛诺，并且优选覆盖有聚四氟乙烯RTM或类似物。覆盖层使拉线润滑。拉线优选具有范围从大约0.006到大约0.010英寸的直径。压缩线圈56位于导管体12内围绕拉线。压缩线圈56从导管体12的近端向中间段14的近端延伸。压缩线圈由任何适合的金属制成，优选不锈钢，其紧紧缠绕在其自身上以提供柔性，即能够弯曲，但抗压缩。压缩线圈的内部直径优选稍大于拉线42的直径。在拉线上的聚四氟乙烯RTM覆盖层使得其能够在压缩线圈中自由滑动。如需要，特别如导丝没有封闭在保护套52中，压缩线圈的外表面可由例如由聚酰亚胺管制成的柔性、非导电套覆盖，以防止压缩线圈和任何其他在导管体12中的丝接触。
压缩线圈56通过胶连接50在其近端锚定在导管体12内的刚性管20的近端，而在其远端通过胶连接(未示出)锚定在中间段14上。两个胶连接均优选包括聚氨酯胶或类似物。胶可依靠注射器或类似物通过形成在导管体12的外表面和中央腔18之间的孔应用。这样的孔可由诸如针或类似物刺穿导管体12和刚性管20的外壁22形成，其充分加热以形成永久性的孔。胶于是穿过孔引入压缩线圈56的外表面并绕外圆周芯吸以围绕压缩线圈整个圆周形成胶连接。
参考图5B和6，拉线42延伸进中间段14的第一腔30。在图8中的图示实施例，拉线42的远端被锚固到中间段14的管19的第一腔30的远端侧壁。拉线42的远端依靠由金属管120制成的T形杆锚109锚定，例如，皮下支的一小段，其通过诸如卷边固定附着在拉线42的远端。该管具有在拉线42的远端以外延伸一小段距离的一部分。由小段不锈钢带或类似物制成的横向件121横向排列的焊接或熔接在金属管的远端上，其在操作过程中变扁平。槽产生在管19的侧壁上，在腔30上形成开口，承载拉线42。横向件121横向位于槽内。因为形成横向件121的带的长度比腔30内的开口的直径长，锚109不能完全拉入腔30内。槽由聚氨酯胶122或类似物密封以形成光滑外表面。胶流入腔30内以完全固定锚。T形杆锚在美国专利6468260中有描述，在此全文引用作为参考。本领域技术人员能想到其他锚定拉线42的远端的方法且包括在本发明的范围内。例如，在塞子44的近端表面形成另一个盲孔，其中金属管120在拉线的远端可通过焊接固定。在尖端电极27内锚定拉线42提供了额外支撑，减小了尖端电极27脱落的可能性。在中间段14的第一腔30内，拉线42穿过塑料套81，优选为聚四氟乙烯RTM.套延伸，塑料套18在中间段14偏转时防止拉线42切入中间段14的壁。将导致尖端段36偏转的拉线42相对于导管体12的纵向移动由控制手柄16的适当操作完成。适合的控制手柄在美国专利6602242中有描述，在此全文引用作为参考。
在图7A和8A所示的实施例中，尖端段36携带电磁传感器72，并且如同所述的，电磁传感器可位于塑料罩21内，其远端锚定在塞子44的盲孔106中。电磁传感器72与电磁传感器电缆74连接。如图5A和6所示，传感器电缆74延伸穿过尖端段36的第三腔34，穿过导管体12的中央腔18，延伸进入控制手柄16。电磁传感器电缆74然后在脐状电缆78(图4)内伸出控制手柄16的近端到传感器控制模块75，传感器控制模块75容纳有电路板(未示出)。可选择的，电路板可容纳在控制手柄16内，例如，如美国专利申请08/924,616，题目为“易操纵的直接心肌血管再造导管(Steerable Direct MyocardialRevascularization Catheter)”中所描述的，在此全文引用作为参考。电磁传感器电缆74包括包装在塑料覆盖套内的多根线。在传感器控制模块75内，电磁传感器电缆74的线与电路板连接。电路板放大从电磁传感器72接收的信号并依靠传感器控制模块75的近端的传感器连接器77以计算机可理解的形式将其传送到计算机，如图4所示。由于导管可设计为仅单次使用，电路板可包含EPROM芯片，该芯片在导管使用大约24小时后关闭电路板。这防止导管，或至少电磁传感器再次使用。本发明所应用的适合的电磁传感器在例如美国专利5,558,091，5,433,489，5,480,422，5,546,951，5,568,809和5,391,199以及国际公开，WO95/02995中描述，在此全文引用作为参考。电磁映射传感器72可具有大约6mm到大约7mm的长度以及大约1.3mm的直径。
在操作中，导管尖端电极27被激励用于消融与尖端电极接触的组织。当来自由导管10(或其他导管)的尖端电极27执行的消融的损伤形成在组织上时，由于电阻加热而组织加热，并发射黑体辐射，黑体辐射由光纤43收集以传递给光学处理系统，光学处理系统量化以特定一个(或多个)波长区域发射的黑体辐射的量。本发明读取的这些黑体组织的温度可以非侵入的确定组织的温度，不仅可以确定组织表面下一定深度的组织温度，还可以确定组织表面的温度。本领域技术人员可以理解，可以在多个波长在光谱的近、中和远红外线区域探测到组织的黑体辐射。这样，根据所需或适当的，光学探测系统可设置成探测用于不同的应用和用途中的这些不同的波长。在这种情况下，光学探测系统可包括许多光学探测器，诸如：CCD，PMT，光电二极管，或其他类似技术。在任何情况下，在消融和损伤形成过程中导管尖端的高温测量温度传感能力将防止达到与下列事件相关的温度的临界阈值，诸如蒸气进发，血栓形成，碳化等。本发明的简单性使得可由多种导管构造完成高温测量温度传感，导管构造包括：针消融和注射导管，冲洗和非冲洗导管，以及多种导管弯曲形状。
图10、11和12示出的是适用于高温测量温度传感和在尖端电极用流体冲洗的导管的实施例，冲洗的液体例如为：盐水，其灌入由壳形成并由冲洗管48塞住的空腔29。在该实施例中，电磁传感器电缆74穿过腔34连同光纤43延伸。冲洗管48穿过导管体12的中央腔18，中间段14的第四腔35(图10)，穿过塑料罩21和塞子44的通道110(图12)延伸。管48通过聚氨酯胶或类似物锚定在通道110和第四腔35中。管48的近端部分穿过控制手柄16延伸并在控制手柄近端位置上的路厄(luer)插孔90(图4)或类似物处终止。在公开的实施例中，冲洗管48从远端较小直径向近端较大直径过渡。例如，远端段可以是大约0.0155×0.0175英寸，而近端段大约是0.024×0.28英寸。实际上，流体可穿过路厄插孔90由泵(未示出)注入冲洗管48，再注入尖端电极27的中空腔29，从形成在壳38中的冲洗开口22流出。在这个实施例中，收集开口200可大于光纤43的周长，从而流体还能渗入光纤远端的周围并且从尖端电极的远端渗出。注入管48可由任何适合的材料制成，优选由聚酰亚胺管制成。
根据本发明的特征，泵(未示出)以相对中空腔29的外部正压差维持流体，从而提供从中空腔29穿过收集开口向外的恒定通畅的流体流或渗透，用于不同功能，例如清洁光纤43的远端尖端和/或冷却尖端电极和/或消融位置并增加更深更大损伤的传导性。
参考本发明的现有优选实施例进行了上述描述。本发明所属技术和领域的技术人员能够理解，在前述的结构所进行的变更和改变可以实践而不显著脱离本发明的原理、精神和范围。
因此，上面的描述不能理解为只与附图所图示和描述的具体结构有关，而应理解为支持并且与下面具有清楚完整范围的权利要求一致。

Claims (18)

1.一种导管，包括：
导管体；
在导管体远端的尖端段，尖端段包括设置为用于消融组织的消融电极，消融电极包括限定大致中空的腔的壳和插头，以及分开的光纤，该光纤穿过大致中空的腔，并且具有接收在形成在消融电极的壳内的开口内的远端，该光纤设置为在组织消融过程中探测来自组织的、通过光纤的远端面的黑体辐射。
2.用于在组织消融过程中探测黑体辐射的系统，包括：
导管，具有消融电极和分开的光学收集器，消融电极包括限定大致中空的腔的壳和插头，光学收集器穿过大致中空的腔，并且具有接收在形成在消融电极的壳内的开口内的远端，光学收集器适于在组织消融过程中收集来自组织的、通过光学收集器的远端面的黑体辐射；
消融能量源，适于向消融元件发送消融能量；
光学探测器，适于在选定的波长区域探测黑体辐射。
3.用于消融以及组织温度测量的系统，包括：
导管，具有消融元件和分开的光学收集器，消融元件包括限定大致中空的腔的壳和插头，光学收集器穿过大致中空的腔，并且具有接收在形成在消融元件的壳内的开口内的远端，光学收集器适于收集来自被消融组织的、通过光学收集器的远端面的黑体辐射；
光学探测系统，具有波长选择器，用于提供代表黑体辐射的波长区域的信号的量化仪器，和用于确定来自所述信号的温度测量值的处理器。
4.根据权利要求3的系统，其中光学收集器包括光纤。
5.根据权利要求3的系统，其中消融元件是适用于RF消融的。
6.根据权利要求3的系统，其中消融元件是适用于微波消融的。
7.根据权利要求3的系统，其中消融元件是适用于超声消融的。
8.根据权利要求3的系统，其中消融元件是适用于激光消融的。
9.根据权利要求3的系统，其中消融元件是适用于冷冻消融的。
10.用于心脏消融的导管，包括：
导管体；
在导管体远端的可偏转部分；
尖端段，具有适于心脏组织的RF消融的尖端电极和分开的光学收集器，尖端电极包括限定大致中空的腔的壳和插头，光学收集器穿过大致中空的腔，并且具有接收在形成在尖端电极的壳内的开口内的远端，光学收集器适于在组织消融过程中探测来自心脏组织的、通过光学收集器的远端面的黑体辐射，该黑体辐射代表心脏组织的温度。
11.根据权利要求10的导管，其中光学收集器是光纤。
12.根据权利要求11的导管，其中导管还包括控制手柄，并且光纤穿过导管从尖端电极向导管体近端的控制手柄延伸。
13.根据权利要求10的导管，其中导管体设置成双向偏转。
14.根据权利要求10的导管，其中导管设置成用于冲洗。
15.根据权利要求10的导管，其中壳具有用于流体流出尖端电极的开口。
16.根据权利要求10的导管，其中尖端段包括电磁位置传感器。
17.用于心脏消融以及组织温度测量的系统，包括：
导管，具有导管体，导管体远端的可偏转部分，以及尖端段，尖端段具有适用于心脏组织的RF消融的尖端电极和分开的光学收集器，尖端电极包括限定大致中空的腔的壳和插头，光学收集器穿过腔，并且具有接收在形成在尖端电极的壳内的开口内的远端，以便在组织消融过程中探测来自心脏组织的、通过光学收集器的远端面的黑体辐射，
与光学收集器连通的光学探测系统，光学探测系统处理代表黑体辐射的至少一部分的波长的信号以确定组织温度。
18.根据权利要求17的系统，其中探测系统包括波长选择器，提供信号的量化仪器以及以信号为基础确定组织温度的处理器。
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