CN104644162B - 柔性多臂诊断导管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种医疗探头，该医疗探头包括远侧端部和用于插入至患者的器官中的伸长主体。远侧端部连接至伸长主体并包括多个臂，当多个臂插入至器官中时，所述多个臂延伸以形成多个相应螺旋，所述螺旋各自具有设置于其上的电极。

Description

柔性多臂诊断导管
技术领域
本发明整体涉及医疗装置，并且具体地讲，涉及用于诊断的医疗探头的方法和系统。
背景技术
侵入式医疗探头用于多种医疗规程中，诸如心脏电生理(EP)标测和消融。例如，美国专利7,740,629描述了一种包括伸长载体的消融导管，该专利的公开内容以引用方式并入本文。第一环布置在载体的远侧端部处或附近。在第一环上承载有至少一个感测电极以用于感测患者身体中的不规则电活动。至少一个另外的环以相对于第一环的固定取向相对于第一环朝近侧布置在载体上。在第二环上承载有至少一个消融电极以用于消融患者身体的出现不规则电活动的部位。
美国专利申请公布2012/0245665描述了一种用于心脏装置的电引线，该电引线包括：具有尺寸适于插入穿过导管的远侧端部的主体、延伸穿过该主体的第一电极和第二电极，其中每个电极终止于尖端，该尖端具有近侧端部和远侧端部并且被布置用于延伸至心脏组织区域，该专利的公开内容以引用方式并入本文。尖端包括在近侧端部和远侧端部上的测量长度在尖端长度的5％与40％之间范围内的完全绝缘部分，并且还包括非绝缘的中间节段。第二电极的尖端包括围绕第一电极的螺旋节段，并且具有在面朝第一电极的面向内部分表面上的绝缘部分。第二电极的尖端也包括在近侧端部和远侧端部上的测量长度在相同或相似百分比范围内的完全绝缘部分。
以引用方式并入本文的名称为“环绕肺静脉的左心房的完全隔离：对治疗阵发性心房纤颤的双套索技术的新见解(Complete Isolation of Left Atrium Surroundingthe Pulmonary Veins：New Insights from the Double-Lasso Technique inParoxysmal Atrial Fibrillation)”的出版物，Circulation，第110卷，第15号，2004年10月12日，第2090至2096页，描述了一种方法，其中阵发性心房纤颤(PAF)能够通过围绕肺静脉(PV)的连续性线性消融(continuous circular lesions，CCLs)来消除。
发明内容
本发明的实施例提供了一种医疗探头，该医疗探头包括远侧端部和用于插入至患者的器官中的伸长主体。远侧端部连接至伸长主体并包括多个臂，当多个臂插入至器官中时，多个臂延伸以形成多个相应螺旋，多个螺旋各自具有设置于其上的电极。
在一些实施例中，器官包括心脏，并且电极包括电生理(EP)标测电极。在其它实施例中，多个臂中的每一个被配置成独立于任何其它臂而适形于器官的表面。
在一些实施例中，当螺旋延伸时，螺旋定位在垂直于伸长主体的平面中。在其它实施例中，当螺旋延伸时，螺旋定位在相对于伸长主体倾斜取向的平面中。
在一些实施例中，多个臂包括相对于彼此以90度取向延伸的四个臂。在其它实施例中，多个臂包括相对于彼此以120度取向延伸的三个臂。在其它实施例中，多个臂包括相对于彼此以180度取向延伸的两个臂。
在一些实施例中，电极以均匀节距设置在臂上。在其它实施例中，电极以非均匀节距设置在臂上。
在一些实施例中，电极以第一节距设置在第一臂上，并且以不同于第一节距的第二节距设置在第二臂上。在其它实施例中，电极包括至少一个消融电极。
在一些实施例中，远侧端部包括用于测量远侧端部在器官中的位置的至少一个位置传感器。在其它实施例中，远侧端部包括用于测量远侧端部在器官中的位置的至少一个电流电极。
根据本发明的实施例，还提供了一种方法，该方法包括将具有伸长主体的医疗探头插入至患者的器官中。在医疗探头插入至器官中后，使医疗探头的远侧端部延伸以形成多个螺旋臂，该螺旋臂各自具有设置于其上的电极。螺旋臂抵靠器官的表面放置，以便在电极与表面之间形成接触。使用电极将医疗规程应用至表面。
结合附图，通过以下对实施例的详细说明，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
图1为示意性地示出根据本发明的实施例的用于心脏标测的系统的框图；和
图2为示出根据本发明的实施例的用于心脏标测的多臂导管的图。
具体实施方式
综述
在诸如心脏电生理(EP)标测之类的医疗规程中，将一个或多个电极设置在医疗探头(如导管)的远侧端部处，并且将它们放置成与器官中的目标区域(通常是心腔或心室)的表面接触。一些类型的导管预成形使得远侧端部在进入心腔时获得期望的形状，此类导管诸如由强生有限公司(钻石吧，加利福尼亚州)(Biosense Webster Inc.(Diamond Bar，Calif.))生产的Lasso-NAV ECO导管，该导管的说明书以引用方式并入本文。在标测过程期间，预成形远侧端部上的多个电极同时接触器官表面上的多个相应点以便成功测量EP信号。
然而，如果套索螺旋的面积较大，那么电极在组织表面上的能够实现的密度相对较小，由此降低电极覆盖范围。此外，当使用单个大螺旋时，多个电极与表面的接触质量可能降低，因为套索螺旋不能够完美适形于目标器官的表面轮廓，例如，由于导管螺旋在大面积范围内的刚性。
本文描述的本发明的实施例提供改进的导管设计，该导管设计提供电极对组织的稠密覆盖，以及在大表面积范围内电极与组织的高质量接触。在本文所述的实施例中，导管远侧端部包括两个或更多个臂，每个臂具有螺旋形状。每个臂包括沿螺旋分布的一个或多个EP标测电极。当远侧端部呈现其延伸形状时，臂扇形散开以覆盖组织的大表面积。
然而，每个臂单独地附接至导管主体。因此，每个臂能够适应组织表面并单独地柔性地适形于组织表面。此外，两个或更多个臂上的电极数比覆盖相同表面积的单螺旋或套索的电极数更多。因此，当使用本发明所公开的导管设计时，能够在大目标区域上同时执行较高密度的EP标测点，从而加快治疗过程的总体持续时间，而不损害组织接触质量。
系统描述
图1为示意性地示出根据本发明的实施例的用于心脏标测的系统20的框图。系统20包括探头22(在本实例中为心脏导管)和控制台24。在本文所述的实施例中，以举例的方式假设探头22可用于对患者28的心脏26的腔体进行心脏标测来诊断心功能障碍，如心律失常。另选地或除此之外，导管22可用于其它合适的治疗的和/或诊断的目的，诸如在心脏26中的组织的消融。
控制台24包括处理器42，处理器42通常为通用计算机，具有合适的前端和接口电路以用于从探头22接收信号并控制本文所述的系统20的其它部件。处理器42可以软件形式进行编程以执行由系统所使用的功能，并且处理器将用于软件的数据存储在存储器50中。例如，可经网络将软件以电子形式下载到控制台24，或者可将软件保存在非临时性有形介质诸如光学、磁或电子存储器介质上。另选地，可通过专用或可编程数字硬件组件执行处理器42的一些或全部功能。
操作者30(通常是医师)穿过患者28的血管系统插入探头22。操作员30在心脏26中的目标区域附近移动探头22的远侧端部40。探头在目标区域中的多个点(标测点)处用多个电极接触心腔的表面并且在记录多个点处的EP信号。在一些实施例中，使用在多个点处所记录的EP信号来构建EP信号沿心腔表面的标测。
探头远侧端部在心腔中的位置通常用磁性位置感测系统来测量。在这种情况下，控制台24包括驱动电路34，驱动电路34驱动放置在患者28体外已知位置处(例如，患者躯干下方)的磁场发生器36。磁场传感器，通常为磁性探头线圈(未示出)，附接至探头22邻近远侧端部40探头传感器响应于来自线圈的磁场产生电位置信号，从而使得处理器42能够确定远侧端部40在心腔内的定位，即，位置以及通常还有取向。
在其它实施例中，系统20可使用基于阻抗的位置感测技术(例如，先进导管定位(ACL)技术)来确定远侧端部40在心腔内的位置。在这些实施例中，系统20被配置成驱动在远侧端部40处的至少一个电流电极与患者28身体上的通常附接至患者心脏上方的胸部的多个体表电极(图1中未示出)之间的电流。系统20随后基于在多个体表电极与在远侧端部40处的至少一个电流电极之间测得的电流确定远侧端部的位置。
处理器42使用标测点的坐标来构造所考虑的心腔或心室的模拟表面。处理器42随后将标测点的电势测量结果与模拟表面结合以产生叠加在模拟表面上的电势的标测图。处理器42在显示器46上将标测的图像44显示给操作者30，操作者30使用图像44来评估局部心功能障碍。
这种位置感测方法在例如由强生有限公司(钻石吧，加利福尼亚州)生产的CARTOTM系统中实施，并且详细地描述于美国专利5,391，199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和6,332,089、PCT专利公布WO 96/05768、以及美国专利申请公布2002/0065455A1、2003/0120150A1和2004/0068178A1中，这些专利的公开内容全部以引用方式并入本文。
柔性多臂诊断导管
图2为示出根据本发明的实施例的用于心脏标测的多臂导管的图。在图2中示出在虚线插图90中的多臂导管可用于实施图1的导管22。在本实例中，导管包括具有鞘管远侧边缘97的鞘管95，鞘管95穿过血管系统插入至心脏100的腔室中。在图2中，鞘管远侧边缘97示出为靠近心脏100的表面105定位。
导管还包括插入穿过鞘管95的伸长导管主体或管。操作者30穿过鞘管的内腔插入导管。导管的远侧端部是预成形的，使得当远侧端部离开鞘管远侧边缘97时，导管远侧端部呈现包括多个螺旋臂的预定形状。在它们的延伸位置时，臂通常取向在垂直于导管的轴线的平面中。然而，在一些实施例中，臂定位在相对于导管的轴线(例如，伸长主体)倾斜取向的平面中。
图2所示的示例性实施例包括两个螺旋臂110和115，它们分别具有远侧端部112和远侧端部117。在这个实例中，两个臂螺旋散开成180度相反的方向。多个电极120设置在臂110和臂115上。在本实例中，虽然不是必须的，两个臂具有相同的电极间间距，或节距(相邻电极之间的距离)。
两个螺旋臂连接至导管主体(图中的连接点是在导管离开鞘管95处的点周围)。每个臂通常至少在此点处是柔性的，并且通常在沿远侧端部的别处是柔性的。具体地，螺旋臂可彼此独立地自由的以适形于表面105。
如上所述，使用多个独立适形的螺旋臂增加了远侧端部的柔性，并且由此提高了多个电极与心脏组织在表面105上的接触质量。利用一种导管放置，能够同时对大面积心脏组织进行EP标测。因此，本发明所公开的导管设计缩短了EP标测过程的持续时间，而不降低接触质量。
在一些实施例中，设置在螺旋臂上的多个电极的位置能够通过测量以任何合适的构型放置在臂上或臂附近的一个或多个磁性位置传感器(图中未示出)的位置来确定。
描述图2所示的实施例纯粹出于概念清晰性目的，而非限制本发明的实施例。在另选的实施例中，导管可包括任何合适数量的处于任何合适的预定取向的预成形臂。例如，导管可包括以在四个相应象限内成90度的预定取向扇形散开的四个螺旋臂，以形成柔性的“四叶苜蓿叶形”外形。又如，导管可分别包括以彼此成120度的预定取向扇形散开的三个螺旋臂。臂可具有相同的尺寸(例如，覆盖的组织表面积)或不同的尺寸。
在本实例中，导管插入穿过鞘管95。在另选的实施例中，可使用另选装置来插入导管，例如使用合适的导丝。
在一些实施例中，电极120能够沿螺旋臂以任何合适的构型布置，诸如电极具有均匀间隔的预定节距(如在图2中那样)，或电极沿臂能够以变化的节距间隔开。电极大体能够均匀地或不均匀地设置。
在其它实施例中，电极120可在不同臂中具有不同节距，以便配置多个电极接触点在表面105上的密度。由较多电极接触的目标区域具有稠密EP标测，而由较少电极接触的接触区域具有稀疏EP标测。例如，在肺静脉进入左心房的口周围可使用稀疏EP标测，而在沿左心房腔室壁邻近该口的区域可使用稠密EP标测。
在其它实施例中，除EP标测电极之外，臂110和臂115各自的远侧端部112和远侧端部117附近的一些电极120还可包括任何合适数量的消融电极。在该实施例中，第一组的一个或多个EP标测电极以及不同于第一组的第二组的一个或多个消融电极设置在一个或多个导管臂上。
虽然本文所述的实施例主要涉及用于心脏疗法中的柔性多臂导管，但本文所述的方法和系统也能够在使用医疗探头的其它合适的诊断、治疗或成像应用中，诸如在肾脏或尿道中使用。
因此应意识到，上述实施例均以举例的方式举出，并且本发明不受上文特别显示和描述的内容限制。相反，本发明的范围包括上文所述各种特征的组合与子组合，以及本领域技术人员在阅读上述说明时可能想到且未在现有技术范围内公开的变化形式和修改形式。以引用方式并入本专利申请的文献将视为本专利申请的整体部分，但是，如果这些并入的文献中定义任何术语的方式与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应只考虑本说明书中的定义。

Claims (14)

1.一种医疗探头，所述医疗探头包括：
伸长主体，所述伸长主体用于插入至患者的器官中；和
远侧端部，所述远侧端部连接至所述伸长主体并且包括多个臂，当所述多个臂插入至所述器官中时，所述多个臂延伸以形成多个相应螺旋，所述多个相应螺旋各自具有设置于其上的电极，
其中所述多个臂在被布置成从所述远侧端部延伸时是预成形的，使得所述多个螺旋延伸离开所述远侧端部并且在公共平面中延伸离开彼此。
2.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述器官包括心脏，并且其中所述电极包括电生理(EP)标测电极。
3.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述多个臂中的每一个被配置成独立于所述臂中的任何其它臂而适形于所述器官的表面。
4.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述公共平面垂直于所述伸长主体。
5.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述公共平面相对于所述伸长主体倾斜取向。
6.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述多个臂包括相对于彼此以90度取向延伸的四个臂。
7.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述多个臂包括相对于彼此以120度取向延伸的三个臂。
8.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述多个臂包括相对于彼此以180度取向延伸的两个臂。
9.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述电极以均匀节距设置在所述臂上。
10.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述电极以非均匀节距设置在所述臂上。
11.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述电极以第一节距设置在第一臂上，并且以不同于所述第一节距的第二节距设置在第二臂上。
12.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述电极包括至少一个消融电极。
13.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述远侧端部包括用于测量所述远侧端部在所述器官中的位置的至少一个位置传感器。
14.根据权利要求1所述的医疗探头，其中所述远侧端部包括用于测量所述远侧端部在所述器官中的位置的至少一个电流电极。
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