CN111096787B - 双面印刷电路板(pcb)上的用于消除远场信号的电极 - Google Patents

双面印刷电路板(pcb)上的用于消除远场信号的电极 Download PDF

Info

Publication number
CN111096787B
CN111096787B CN201911022755.0A CN201911022755A CN111096787B CN 111096787 B CN111096787 B CN 111096787B CN 201911022755 A CN201911022755 A CN 201911022755A CN 111096787 B CN111096787 B CN 111096787B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diagnostic
electrode
signals
electrodes
tissue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911022755.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111096787A (zh
Inventor
V.格里奈尔
A.戈瓦力
C.T.毕克勒尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biosense Webster Israel Ltd
Original Assignee
Biosense Webster Israel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biosense Webster Israel Ltd filed Critical Biosense Webster Israel Ltd
Publication of CN111096787A publication Critical patent/CN111096787A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111096787B publication Critical patent/CN111096787B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14—Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1492—Probes or electrodes therefor having a flexible, catheter-like structure, e.g. for heart ablation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A61B5/7207—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
    • A61B5/7214—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts using signal cancellation, e.g. based on input of two identical physiological sensors spaced apart, or based on two signals derived from the same sensor, for different optical wavelengths
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6852—Catheters
    • A61B5/6853—Catheters with a balloon
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/28—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • A61B5/283—Invasive
    • A61B5/287—Holders for multiple electrodes, e.g. electrode catheters for electrophysiological study [EPS]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6852—Catheters
    • A61B5/6858—Catheters with a distal basket, e.g. expandable basket
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00—Catheters; Hollow probes
    • A61M25/0067—Catheters; Hollow probes characterised by the distal end, e.g. tips
    • A61M25/0074—Dynamic characteristics of the catheter tip, e.g. openable, closable, expandable or deformable
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0393—Flexible materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/118—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits specially for flexible printed circuits, e.g. using folded portions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A61B2562/043—Arrangements of multiple sensors of the same type in a linear array
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6851—Guide wires
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/189—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components characterised by the use of a flexible or folded printed circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10151—Sensor

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)

Abstract

本发明题为“双面印刷电路板(PCB)上的用于消除远场信号的电极”。公开了一种医疗设备，该医疗设备包括用于插入到患者的器官中的轴、可膨胀框架、多个诊断电极、相应的多个参考电极和处理器。该可膨胀框架联接到轴的远侧端部，该可膨胀框架沿着纵向轴线延伸并且包括围绕该纵向轴线设置的多个可膨胀脊。设置在可膨胀脊的外表面上的多个诊断电极被配置成当与组织接触时感测诊断信号。以正对诊断电极的方式设置在可膨胀脊的内表面上的相应的多个参考电极与该组织电绝缘并被配置成感测干扰信号。该处理器被配置成接收由该诊断电极感测的诊断信号，接收由相应的参考电极感测的干扰信号，并且通过从诊断信号中减去该干扰信号来计算校正的诊断信号。

Description

双面印刷电路板(PCB)上的用于消除远场信号的电极
相关申请的交叉引用
本专利申请涉及与本文同一天提交的名称为“BALLOON CATHETER WITHDIAGNOSTIC ELECTRODES,FAR FIELD DETECTION ELECTRODES,AND GUIDEWIRE”的美国临时专利申请(代理人案卷号1002-1833)和名称为“COMBINED ACTIVE CURRENT LOCATION(ACL)and TISSUE PROXIMITY INDICATION(TPI)SYSTEM”的美国专利申请(代理人案卷号1002-1808)，这些专利申请的公开内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及医疗探头，具体地讲，涉及球囊导管。
背景技术
各种已知的导管设计具有可膨胀框架，该可膨胀框架可设置有装配在其远侧端部处的装置。例如，美国专利申请公布2017/0172442描述了利用导管执行的心导管插入术，该导管具有位于其远侧端部处的篮形组件。多个长条电极设置在组件的长条上。该组件能够被配置成膨胀布置方式，其中长条径向向外弯曲；以及塌缩布置方式，其中长条大体沿导管主体的纵向轴线布置。远场电极设置在组件的内部中。分别利用长条电极和远场电极中的至少一者获得心内电描记图和远场电描记图。利用远场电描记图从心内电描记图去除远场成分。
又如，美国专利9,655,677描述了心脏组织消融导管，该心脏组织消融导管包括设置在细长构件的远侧区域处的可膨胀且柔性的环形或球形球囊。柔性电路由球囊的外表面承载，该柔性电路包括适形于球囊的径向外表面的多个柔性分支，该多个柔性分支中的每一个柔性分支包括基底、由基底承载的传导迹线、以及由基底承载的消融电极。消融电极与传导迹线和细长轴电连通，并且细长轴包括在细长构件中延伸并从可膨胀球囊的近侧区域延伸到可膨胀球囊的远侧区域的导丝内腔并且设置在可膨胀球囊内，其中细长轴的远侧区域直接或间接地固定到可膨胀球囊的远侧区域。
美国专利申请公布2015/0366508描述了被配置成插入到体腔中的柔性PCB导管装置。柔性PCB导管包括细长轴、可膨胀组件、柔性印刷电路板(柔性PCB)基板、多个电子部件和多个通信路径。细长轴包括近侧端部和远侧端部。可膨胀组件被配置成从径向紧凑状态转变到径向膨胀状态。多个电子元件联接到柔性PCB基板并被配置成接收和/或发送电信号。多个通信路径定位在柔性PCB基板上和/或柔性PCB基板内。通信路径选择性地将多个电子元件联接到多个电触点，多个电触点被配置成电连接到电子模块，电子模块被配置成处理电信号。柔性PCB基板可以具有多个层，其包括一个或多个金属层。声匹配元件和传导迹线可包括在柔性PCB基板中。
美国专利申请公布2018/0199976描述了用于对生物材料进行消融的导管装置。导管装置包括第一电极和第二电极以及接口。第一引线将第一电极与接口电连接在一起，并且第二引线将第二电极与接口电连接在一起。接口被配置用于将第一引线和第二引线与测量装置电连接在一起，该测量装置用于电刺激第一电极和第二电极并且用于检测与位于两个被刺激电极之间的生物材料的电响应相关联的电量。在一个实施方案中，将电极对设置成彼此靠近可降低远场电势，并因此有助于避免意外地刺激病灶之外的组织。
提出了具有凹陷电极的导管末端设计以检测远场信号。例如，美国专利6,405,067描述了特别适用于双极标测和消融的导管，该导管包括细长柔性主体，该细长柔性主体具有远侧区域和延伸穿过其的至少一个内腔。尖端电极安装在远侧区域上。环形电极安装在凹陷的中心区域上。环形电极具有外径，该外径小于暴露的远侧区域和近侧区域的外径。利用该设计，尖端电极的暴露区域与心脏组织直接接触，并且因此感测与心脏组织接触的点处的局部激活能量(近场信号)和由暴露区域通过血液接收的远场激活能量(远场信号)两者。然而，凹陷环形电极受到保护而免于与心脏组织直接接触，但与周围血液接触。凹陷电极与暴露区域的紧密接近使得凹陷电极能够接收与暴露区域大致相同的远场信号。然而，凹陷电极不拾取由暴露区域接收的局部激活电势(近场信号)。该设计允许形成高分辨率电描记图。
又如，美国专利申请公布2002/0151807描述了用于测量心脏中的某个位置处的近场电活动的方法，该方法包括将导管引入到心脏内。导管包括具有远侧区域和沿着远侧区域的长度的周向凹槽的细长管状主体、安装在紧密接近周边凹槽的远侧区域上的第一电极、以及安装在周边凹槽内的第二电极。远侧区域被定位在心脏中的特定位置处，使得第一电极与心脏组织直接接触，并且第二电极不与心脏组织直接接触，但与血液接触。利用第一电极获得第一信号，并且利用第二电极获得第二信号。比较第一信号与第二信号以获得心脏中的特定位置处的近场电活动。
发明内容
下文描述的本发明的实施方案提供了一种医疗设备，该医疗设备包括轴、可膨胀框架、多个诊断电极、相应的多个参考电极、以及处理器。轴被配置用于插入到患者的器官中。可膨胀框架联接到轴的远侧端部，其中可膨胀框架沿着纵向轴线延伸并且包括围绕纵向轴线设置的多个可膨胀脊。设置在可膨胀脊的外表面上的多个诊断电极被配置成当与组织接触时感测诊断信号。以正对诊断电极的方式设置在可膨胀脊的内表面上的相应的多个参考电极与组织电绝缘并被配置成感测干扰信号。处理器被配置成接收由多个诊断电极感测的诊断信号，接收由相应的多个参考电极感测的干扰信号，并且通过从诊断信号中减去干扰信号来计算校正的诊断信号。
在一些实施方案中，给定脊上的参考电极被配置为单个参考电极，该单个参考电极与血流接触但不与组织接触以便检测由血液传导的远场信号。
在一些实施方案中，该可膨胀脊中的至少一个可膨胀脊由柔性印刷电路板(PCB)制成，并且其中该可膨胀脊上的诊断电极和参考电极设置在PCB的相对小面上。
在一个实施方案中，该设备还包括导丝，该导丝被配置成穿过轴而插入并朝器官中的目标位置引导可膨胀框架。
在另一个实施方案中，干扰信号包括远场生物电信号。
根据本发明的实施方案，还提供了一种方法，该方法包括将医疗探头插入到患者的器官中，该医疗探头包括联接到轴的远侧端部的可膨胀框架，该可膨胀框架沿着纵向轴线延伸，其中该可膨胀框架包括围绕纵向轴线设置的多个可膨胀脊。
利用设置在可膨胀脊的外表面上的多个诊断电极感测诊断信号，其中该多个诊断电极被配置成当与组织接触时感测诊断信号。利用相应的多个参考电极感测干扰信号，该参考电极以正对诊断电极的方式设置在可膨胀框架的表面上，其中该多个参考电极与组织电绝缘。由诊断电极感测的诊断信号和由参考电极感测的干扰信号被接收在处理器中。处理器通过从诊断信号中减去干扰信号来计算校正的诊断信号。
结合附图，通过以下对本发明的实施方案的详细描述，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
图1为根据本发明的实施方案的包括诊断球囊的基于导管的心脏诊断系统的示意性图解；
图2A和图2B为根据本发明的实施方案的承载诊断电极和远场感测电极的可膨胀框架的示意性图解；
图3为根据本发明的实施方案的图1的诊断性球囊导管的示意性图解；
图4为根据本发明的实施方案的图3的诊断球囊的图解体积绘图；并且
图5为根据本发明的实施方案的示意性地示出用于消除设置在图3的诊断球囊上方的电极对中的干扰的方法的流程图。
具体实施方式
概述
可利用与组织区域物理接触的导管的电极来从心脏中的组织区域采集诊断性电生理(EP)信号。然而，在从组织区域采集此类EP信号时，通常存在干扰信号，例如来自远离组织区域的区域的远场信号。
在正常工作的心脏中，诊断性EP信号和远场干扰信号可易于区分，因为不同的信号在不同的时间到达采集诊断电极。然而，如果心脏表现出心房纤颤，则来自心房组织的信号和远场信号可交叠。
例如，如果组织区域位于心房中，则最明显的远场信号通常为来自心室的生物电信号。此类远场心室生物电信号相比于心房信号相对较强，并且信号的交叠使得难以或不可能识别和/或分析诊断性心房信号。
下文所述的本发明的实施方案提供了用于插入到患者的器官(诸如心脏)中的导管，该导管包括诊断电极和参考电极的关联布置方式。在一些实施方案中，导管被设置成具有沿直径相对的感测电极对，每对包括诊断电极和参考电极。
诊断电极从其物理接触的组织采集心内EP信号。如上所述，除了采集诊断性EP信号(诸如心内心电图(ECG)信号)之外，诊断电极还可接收干扰电磁信号，诸如远场生物电信号和射频和/或电频信号。然而，与组织电绝缘的正对参考电极仅采集干扰信号。在一个实施方案中，处理器使用由参考电极采集的信号来减去由相应诊断电极接收的任何干扰信号。
在本发明的上下文中，远场生物电信号为来自远离所接触的组织区域的区域的信号。通常，此类远场生物电信号通过经由血液的传导来传播，并且如上所述，由与组织接触的诊断电极(其同时感测“近场信号”)和相对参考电极感测。
在一些实施方案中，诊断电极设置在导管诸如篮形导管或球囊导管的可膨胀框架的柔性印刷电路板(PCB)带的外表面上方。相应的参考电极以正对诊断电极的方式设置在PCB带的内表面上(即，导管限定的体积内)，并且与组织电隔离，但电接触心内血液。
在一些实施方案中，PCB带(具有设置在每个柔性PCB带的相对面上的成对的诊断电极和参考电极)例如被组装以形成例如篮形导管的可膨胀框架。在其他实施方案中，将PCB带(具有上述电极对)粘结到球囊膜的外表面，如下所述。对于任一类型的导管，当导管移动时，诊断电极反复地接触不同的组织区域并采集组织EP信号和远场信号，相应的正对参考电极仅采集远场信号。因此，从第一电极信号中减去第二电极信号基本上仅留下组织信号。
在一些实施方案中，为球囊导管提供导丝，该导丝经由例如中空轴(球囊的中空膜装配到该中空轴)沿着球囊膜的轴线横穿球囊膜的内部，该膜沿着由轴限定的纵向轴线为中空的。在医疗手术中，导丝通常被导航到心脏中具有可疑异常EP活动的目标位置，诸如肺静脉口。导丝被配置成允许球囊的中空轴和中空膜在导丝上方滑动，使得球囊可被移位(例如，推进)以便接触目标组织(即，器官中的目标位置)。
在一个实施方案中，在此类导管插入过程期间，首先将导丝导航到器官中的期望目标(例如，心脏左心房中的口)。然后，沿着导丝推进仍处于空瘪形式的球囊，直到其处于期望位置，并且随后使球囊膨胀，使得设置在球囊外部处的诊断电极接触目标组织以感测诊断性EP信号。
在一些实施方案中，球囊被另外配置成具有光滑的远侧边缘，例如，不具有突出的远侧“隆突”，该远侧“隆突”可有助于血凝块的形成。完全圆形且光滑的球囊结构提供了血凝块形成和/或心腔组织的刺激的较低可能性。甚至在使用上述导丝的情况下，也存在极少的可导致血凝块的隆起。
通常，处理器利用包含特定算法的软件进行编程，该算法允许处理器执行上文列出的处理器相关步骤和功能中的每者。
本发明所公开的导管可在较低副作用风险下(诸如中风)提供改善的EP诊断，该导管具有消除干扰远场信号的电极对并且在球囊导管情况下具有圆形外部以降低血凝块形成的风险。
系统描述
图1为根据本发明的实施方案的包括诊断球囊40的基于导管的心脏诊断系统20的示意性图解。系统20包括导管21，其中，如在插图25所见，导管的轴22的远侧端部穿过护套23而插入到躺在工作台29上的患者28的心脏26中。导管21的近侧端部连接到控制台24。在本文所述的实施方案中，诊断球囊40承载诊断电极50以用于电生理诊断目的，诸如感测心脏26内的组织中的心律失常活动。
医师30通过使用靠近导管和/或挠曲的近侧端部的操纵器32操纵轴22来将轴22的远侧端部从护套23导航到心脏26中的目标位置。在轴22的插入期间，球囊40由护套23保持在塌缩构型中。通过将球囊40包含在塌缩构型中，护套23还用于使目标位置沿途的血管创伤最小化。
为了跟踪诊断电极50的位置，将多个外部电极27联接到患者28的身体；例如，三个外部电极27可联接到患者的胸部，并且另外三个外部电极可联接到患者的背部。(为了便于说明，图1中仅示出一个外部电极。)在一些实施方案中，诊断电极50通过在成对的外部电极27之间施加电压来感测心脏26中感应的电势。
如上所述的用于跟踪诊断电极50在心脏26内的类似技术在2018年4月30日提交的名称为“Improved Active Voltage Location(AVL)Resolution”的美国专利申请15/966,514中有所描述，该专利被转让给本专利申请的受让人并且其公开内容以引用方式并入本文。
基于由电极50感测的电势并且鉴于外部电极27在患者身体上的已知位置，处理器41计算电极50的至少一部分在患者心脏内的估算位置。处理器41可因此将从诊断电极50接收的任何给定信号(诸如电生理信号)与采集信号的位置相关联。
控制台24包括：处理器41，通常为通用计算机，具有合适的前端；以及接口电路38，用于接收来自导管21的信号，以及用于经由导管21对心脏26进行治疗，并用于控制系统20的其他部件。处理器41通常包括通用计算机，该通用计算机具有经编程以执行本文所述功能的软件。该软件可通过网络以电子形式被下载到计算机，例如或者其可另选地或另外地设置和/或存储在非暂态有形介质(诸如磁学、光学或电子存储器)上。
具体地，处理器41运行使处理器41能够执行本发明所公开的步骤的专用算法，该专用算法包括位置和相应接近度的计算。
图1所示的示例性构型是完全为了使概念清楚而选择的。可使用其他系统部件和设置类似地应用本发明所公开的技术。例如，系统20可包括其他部件并执行非心脏诊断。
承载诊断电极和远场感测电极的可膨胀框架
图2A和图2B为根据本发明的实施方案的承载诊断电极50和远场感测电极55的可膨胀框架39的示意性图解。
如图所见，可膨胀框架39联接到轴22的远侧端部65，其中可膨胀框架39沿着纵向轴线62延伸并且包括多个可膨胀脊45，该多个可膨胀脊45围绕纵向轴线62进行设置以限定内腔，诸如由围绕纵向轴线62的旋转表面限定的内腔，然而，一般来讲，内腔不必具有旋转对称性。轴22的远侧端部65可在导丝60上滑动，如下所述。
在一些实施方案中，可膨胀脊45中的至少一个可膨胀脊由柔性PCB制成。在一个实施方案中，可膨胀脊45均包括柔性PCB脊。图2A示出了设置在PCB脊45外部上方的多个诊断电极50。当导管40用于从组织采集诊断性EP信号时，电极50接触组织和血液两者，并采集诊断近场信号和干扰远场信号两者。正对电极55的相应的多个远场检测电极可被辨识为面向由围绕纵向轴线62的旋转表面限定的内部体积。与相应诊断电极55相对的每个参考电极50仅与血液接触，并且仅采集由血液传导的相应干扰远场信号。
图2A的插图58示出了电极500在与心脏组织物理接触时所采集的生物电信号66。生物电信号66包括诊断信号和干扰信号，因为电极500同时采集近场诊断信号以及与所接触组织处的与EP活动无关的远场信号。被定位成与诊断电极500相对且非常紧密接近电极500的参考电极550与组织电隔离并且仅采集干扰远场信号68。因此，从信号66简单地减去信号68就仅留下组织EP信号。
在一个实施方案中，用于诊断电极50的一根或多根引线包括例如PCB带(如果为脊45)中的通孔，以便使与引线相关联的额外占有面积和/或电噪声最小化。
如上所述，图2A所示的导管还包括中空远侧端部65以使框架39(例如，中空轴22内部的导管的可移动边缘)在导丝60上滑动，以触及所限定心脏区域中的组织诸如肺静脉口的组织。可从导管的柄部通过中空轴22回缩或推动远侧端部65，以便分别使框架39膨胀和塌缩。
在一个另选的实施方案中，每个PCB 45脊内部上的远场信号采集电极为单个大电极155，如在图2B中所见。如图所示，单个参考电极155设置在可膨胀脊的整个表面上方。如果例如由小电极55收集的远场信号因噪声太大而不可用，则这种另选的实施方案可为需要的。在一个实施方案中，通过将设置在脊上的多个参考电极55彼此电连接而形成电极155。
图2B所示的例证完全是为了概念清晰而选择的。例如，在一个另选的实施方案中，每个PCB的内侧面包括各自大于电极55并且小于电极155的若干远场检测电极。
具有诊断电极、远场检测电极和导丝的球囊导管
图3为根据本发明的实施方案的图1的诊断性球囊导管40的示意性图解。如图所见，在图3所描述的实施方案中，球囊导管40包括位于可膨胀框架(诸如包括脊45的上述可膨胀框架39)下面的膜44。球囊40装配在轴22的远侧端部处。可膨胀球囊40具有生物相容性材料(例如，由诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氨酯、或等塑料形成的材料)的外壁43。诊断电极50设置在周向围绕球囊40的PCB带45的外侧面上方。
在插图51处，所示的诊断电极50可与组织和周围血液两者接触，并且因此感测近场信号和远场信号两者。所示的参考电极55以正对诊断电极50的方式定位在可膨胀框架的表面上。参考电极55与组织电隔离，如上所述。在一个实施方案中，通过将电极55部分地包封在绝缘材料诸如环氧树脂中或与利用另一种基于聚合物的密封剂来实现隔离。也可通过使用抗水密封件来提供或辅助绝缘。然而，电极55可通过间隙57仅与周围血液物理接触(并且因此与血液电接触)，并且采集从远距离心脏区域通过血液传播的远场生物电信号。如上所述，可因此从由诊断电极50采集的相应信号中减去此类远场干扰生物电信号以获得高品质诊断信号。
如在图3中所见，球囊40装配有光滑的、圆形的和中空的远侧端部65，以便使球囊40的膜44在导丝60上滑动。球囊还被配置成不具有突出的远侧“隆突”，使得整个结构为光滑的，以便最小限度地干扰组织和血流。因此，存在较小的可能形成血凝块。甚至在使用细导丝60的情况下，也存在极少的可导致血凝块的隆起。
具有内部远侧端部的球囊导管在2017年12月28日提交的名称为“BalloonCatheter with Internal Distal End”的美国临时专利申请15/857101中有所描述，该临时专利申请被转让给本专利申请的受让人并且其公开内容以引用方式并入本文。
图4为根据本发明的实施方案的图3的诊断球囊40的图解体积绘图。如在图4中所见，球囊被配置成在远侧由包括远侧端部65的内部柔性结构保持，因此不需要突出的远侧端部来将球囊固定到轴22，从而保持整个结构为光滑的并且因此最小限度地干扰组织和血流。球囊具有柔软的圆形远侧端部并且可在导丝60上滑动。为了允许球囊40的滑动，中空远侧端部65被设计成在球囊处于空瘪形式时或在球囊处于膨胀形式时均能够在导丝60上移动。
在一些实施方案中，电极50被互连以形成心内双极电极构型。在另一个实施方案中，电极感测相对于外部参考电极(诸如附接到皮肤的电极27中的一个)的信号。
如在图4中进一步所见，相对电极55可被辨识为面向球囊壁(球囊壁和任何密封剂或粘合剂被示为透明的，以仅用于显示电极55)。
图4所示的例证完全是为了概念清晰而选择的。图4仅示出了与本发明的实施方案有关的部分。如果需要，可省略其他系统元件，诸如用于PCB的电接线、温度传感器和密封元件。
图5为根据本发明的实施方案的示意性地示出用于消除设置在图3的诊断球囊上方的每个电极对中的干扰的方法的流程图。该过程开始于在诊断信号感测步骤70处由诊断电极(诸如电极50)感测诊断信号。同时，在干扰感测步骤72处，设置成与诊断电极50相对的参考电极55感测干扰信号。接下来，在信号接收步骤74处，处理器41接收由诊断电极50感测的诊断信号以及由参考电极55感测的干扰信号。最后，在信号计算步骤76处，处理器41使用专用算法通过从诊断信号中减去干扰信号来计算校正的诊断信号。
图5所示的示例性流程图完全是为了概念清晰而选择的。可包括附加步骤，这些附加步骤被省略以用于呈现的简洁性。例如，在另一个实施方案中，感测信号在被处理器41接收之前被滤波。
应当理解，上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述描述时将会想到该变型和修改，并且该变型和修改并未在现有技术中公开。以引用方式并入本专利申请的文献被视为本申请的整体部分，不同的是如果这些并入的文献中限定的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应仅考虑本说明书中的定义。

Claims (4)

1.一种医疗设备，包括：
用于插入到患者的器官中的轴；和
联接到所述轴的远侧端部的可膨胀框架，所述可膨胀框架沿着纵向轴线延伸，其中所述可膨胀框架包括围绕所述纵向轴线设置的多个可膨胀脊；
多个诊断电极，所述多个诊断电极设置在所述可膨胀脊的外表面上，并且所述多个诊断电极被配置成当与组织接触时感测诊断信号；和
相应的多个参考电极，所述相应的多个参考电极以正对所述诊断电极的方式设置在所述可膨胀脊的内表面上，其中所述参考电极与所述组织电绝缘并被配置成感测干扰信号；和
处理器，所述处理器被配置成：
接收由所述多个诊断电极感测的所述诊断信号；
接收由所述相应的多个参考电极感测的所述干扰信号；以及
通过从所述诊断信号中减去所述干扰信号来计算校正的诊断信号，
其中给定的可膨胀脊上的所述相应的多个参考电极彼此电连接并且从而被配置成单个参考电极，所述单个参考电极与血流接触但不与组织接触以便检测由血液传导的远场信号。
2.根据权利要求1所述的医疗设备，其中所述可膨胀脊中的至少一个可膨胀脊由柔性印刷电路板制成，并且其中所述可膨胀脊上的所述诊断电极和所述参考电极设置在所述柔性印刷电路板的相对面上。
3.根据权利要求1所述的医疗设备，还包括导丝，所述导丝被配置成穿过所述轴而插入并朝所述器官中的目标位置引导所述可膨胀框架。
4.根据权利要求1所述的医疗设备，其中所述干扰信号包括远场生物电信号。
CN201911022755.0A 2018-10-25 2019-10-25 双面印刷电路板(pcb)上的用于消除远场信号的电极 Active CN111096787B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/170,631 US11452484B2 (en) 2018-10-25 2018-10-25 Electrodes on double-sided printed circuit board (PCB) to cancel far-held signal
US16/170631 2018-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111096787A CN111096787A (zh) 2020-05-05
CN111096787B true CN111096787B (zh) 2024-05-24

Family

ID=68531339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911022755.0A Active CN111096787B (zh) 2018-10-25 2019-10-25 双面印刷电路板(pcb)上的用于消除远场信号的电极

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11452484B2 (zh)
EP (1) EP3643231A3 (zh)
JP (1) JP7467070B2 (zh)
CN (1) CN111096787B (zh)
AU (1) AU2019222924A1 (zh)
BR (1) BR102019020575A2 (zh)
CA (1) CA3055656A1 (zh)
IL (1) IL269312B2 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190314083A1 (en) 2018-04-11 2019-10-17 Biosense Webster (Israel) Ltd. Flexible Multi-Arm Catheter with Diametrically Opposed Sensing Electrodes
US11045628B2 (en) 2018-12-11 2021-06-29 Biosense Webster (Israel) Ltd. Balloon catheter with high articulation
US11850051B2 (en) 2019-04-30 2023-12-26 Biosense Webster (Israel) Ltd. Mapping grid with high density electrode array
US11950930B2 (en) 2019-12-12 2024-04-09 Biosense Webster (Israel) Ltd. Multi-dimensional acquisition of bipolar signals from a catheter
US11517218B2 (en) 2019-12-20 2022-12-06 Biosense Webster (Israel) Ltd. Selective graphical presentation of electrophysiological parameters
US11903639B2 (en) 2020-04-17 2024-02-20 Biosense Webster (Israel) Ltd. Flexible distal-end assembly with double-sided electrode array and irrigation
US11987017B2 (en) 2020-06-08 2024-05-21 Biosense Webster (Israel) Ltd. Features to assist in assembly and testing of devices
CN112022154A (zh) * 2020-09-10 2020-12-04 中国科学院半导体研究所 多维度提取神经元信号的柔性神经电极植入系统
US11950841B2 (en) 2020-09-22 2024-04-09 Biosense Webster (Israel) Ltd. Basket catheter having insulated ablation electrodes and diagnostic electrodes
US11950840B2 (en) 2020-09-22 2024-04-09 Biosense Webster (Israel) Ltd. Basket catheter having insulated ablation electrodes
US11974803B2 (en) 2020-10-12 2024-05-07 Biosense Webster (Israel) Ltd. Basket catheter with balloon
US11918383B2 (en) 2020-12-21 2024-03-05 Biosense Webster (Israel) Ltd. Visualizing performance of catheter electrodes
US12004804B2 (en) 2021-09-09 2024-06-11 Biosense Webster (Israel) Ltd. Basket catheter with mushroom shape distal tip
US12011280B2 (en) 2021-10-04 2024-06-18 Biosense Webster (Israel) Ltd. Electrophysiological mapping in the presence of injury current
CN115998413A (zh) * 2023-03-27 2023-04-25 成都美创医疗科技股份有限公司 一种鼻炎治疗器械及生产方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313943A (en) * 1992-09-25 1994-05-24 Ep Technologies, Inc. Catheters and methods for performing cardiac diagnosis and treatment
CN106413539A (zh) * 2014-06-04 2017-02-15 波士顿科学医学有限公司 电极组件
CN107847173A (zh) * 2015-05-12 2018-03-27 阿库图森医疗有限公司 超声测序系统和方法

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5228442A (en) * 1991-02-15 1993-07-20 Cardiac Pathways Corporation Method for mapping, ablation, and stimulation using an endocardial catheter
US5662108A (en) 1992-09-23 1997-09-02 Endocardial Solutions, Inc. Electrophysiology mapping system
US5476495A (en) 1993-03-16 1995-12-19 Ep Technologies, Inc. Cardiac mapping and ablation systems
US5697377A (en) 1995-11-22 1997-12-16 Medtronic, Inc. Catheter mapping system and method
US5792070A (en) 1996-08-30 1998-08-11 Urologix, Inc. Rectal thermosensing unit
US6050267A (en) 1997-04-28 2000-04-18 American Cardiac Ablation Co. Inc. Catheter positioning system
US6405067B1 (en) 2000-07-07 2002-06-11 Biosense Webster, Inc. Catheter with tip electrode having a recessed ring electrode mounted thereon
US6408199B1 (en) 2000-07-07 2002-06-18 Biosense, Inc. Bipolar mapping of intracardiac potentials with electrode having blood permeable covering
JP2002078809A (ja) 2000-09-07 2002-03-19 Shutaro Satake 肺静脈電気的隔離用バルーンカテーテル
US6748255B2 (en) * 2001-12-14 2004-06-08 Biosense Webster, Inc. Basket catheter with multiple location sensors
US7996083B2 (en) 2004-06-02 2011-08-09 Cardiac Pacemakers, Inc. Far-field sensing channel for implantable cardiac device
US7869865B2 (en) 2005-01-07 2011-01-11 Biosense Webster, Inc. Current-based position sensing
US7848787B2 (en) 2005-07-08 2010-12-07 Biosense Webster, Inc. Relative impedance measurement
US7756576B2 (en) 2005-08-26 2010-07-13 Biosense Webster, Inc. Position sensing and detection of skin impedance
ES2960372T3 (es) 2005-09-06 2024-03-04 Impulse Dynamics Nv Aparato para suministrar señales eléctricas a un corazón
DE602007002677D1 (de) 2006-09-07 2009-11-19 Biotronik Crm Patent Ag Zusammengesetztes Fernfeld-Elektrokardiogramm
US9126035B2 (en) 2011-10-26 2015-09-08 Radiadyne Llc Shaped conforming medical balloons
US8456182B2 (en) 2008-09-30 2013-06-04 Biosense Webster, Inc. Current localization tracker
US9795442B2 (en) * 2008-11-11 2017-10-24 Shifamed Holdings, Llc Ablation catheters
US8103338B2 (en) 2009-05-08 2012-01-24 Rhythmia Medical, Inc. Impedance based anatomy generation
SE533762C2 (sv) 2009-07-06 2010-12-28 Cathprint Ab Kateter och metod för tillverkning av sådan kateter
US9655677B2 (en) 2010-05-12 2017-05-23 Shifamed Holdings, Llc Ablation catheters including a balloon and electrodes
JP6320920B2 (ja) 2011-08-05 2018-05-09 エムシーテン、インコーポレイテッド センシング素子を利用したバルーン・カテーテルの装置及び製造方法
WO2014015065A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Boston Scientific Scimed, Inc. Renal nerve modulation catheter design
US9301795B2 (en) 2012-10-29 2016-04-05 Ablative Solutions, Inc. Transvascular catheter for extravascular delivery
AU2014214756B2 (en) 2013-02-08 2018-07-26 Acutus Medical, Inc. Expandable catheter assembly with flexible printed circuit board
US9993279B2 (en) * 2013-12-06 2018-06-12 Medtronic Cryocath Lp Distal balloon impedance and temperature recording to monitor pulmonary vein ablation and occlusion
US9554718B2 (en) * 2014-01-29 2017-01-31 Biosense Webster (Israel) Ltd. Double bipolar configuration for atrial fibrillation annotation
US9579064B2 (en) 2014-06-03 2017-02-28 Boston Scientific Scimed Inc. Medical devices for mapping cardiac tissue
CN106687168A (zh) * 2014-09-12 2017-05-17 X-节奏有限责任公司 多电极标测导管
US9833161B2 (en) * 2015-02-09 2017-12-05 Biosense Webster (Israel) Ltd. Basket catheter with far-field electrode
US10143399B2 (en) 2015-04-02 2018-12-04 Medtronic Ablation Frontiers Llc Tissue contact sensing with a multi electrode ablation catheter
US11564607B2 (en) * 2015-04-30 2023-01-31 The Regents Of The University Of Michigan Method and system for mapping and analyzing cardiac electrical activity
EP3115011A1 (en) 2015-07-10 2017-01-11 AFreeze GmbH Ablation catheter device with electrodes for detecting an electric response of biological material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313943A (en) * 1992-09-25 1994-05-24 Ep Technologies, Inc. Catheters and methods for performing cardiac diagnosis and treatment
CN106413539A (zh) * 2014-06-04 2017-02-15 波士顿科学医学有限公司 电极组件
CN107847173A (zh) * 2015-05-12 2018-03-27 阿库图森医疗有限公司 超声测序系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7467070B2 (ja) 2024-04-15
IL269312B2 (en) 2023-07-01
US11452484B2 (en) 2022-09-27
JP2020065932A (ja) 2020-04-30
AU2019222924A1 (en) 2020-05-14
EP3643231A2 (en) 2020-04-29
BR102019020575A2 (pt) 2020-05-05
CA3055656A1 (en) 2020-04-25
US20200129128A1 (en) 2020-04-30
IL269312B1 (en) 2023-03-01
CN111096787A (zh) 2020-05-05
EP3643231A3 (en) 2020-07-01
IL269312A (en) 2020-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111096787B (zh) 双面印刷电路板(pcb)上的用于消除远场信号的电极
US11660050B2 (en) Balloon catheter with diagnostic electrodes, far field electrodes, and guidewire
US20230210432A1 (en) Masked Ring Electrodes
US20200297281A1 (en) Electrode configurations for diagnosis of arrhythmias
US20230414280A1 (en) Configuring perimeter of balloon electrode as location sensor
EP4162866A1 (en) Measuring tissue proximity for multi-electrode catheter
US20220104872A1 (en) Printed Proximal Electrodes of an Expandable Catheter for Use as a Common Electrode
US20240173071A1 (en) Flexible Distal-End Assembly with Double-Sided Electrode Array and Irrigation
EP3957263A1 (en) Balloon catheter having ablation and return electrodes
EP4241692A1 (en) Power line noise reduction in electrically coupled medical systems

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant