CN118161255A - 用于篮式导管的力传感器 - Google Patents

Abstract

所公开的技术包括医疗探头，该医疗探头包括具有近侧端部和远侧端部的管状轴，该管状轴沿着纵向轴线延伸。该医疗探头还包括联接到该管状轴的该远侧端部的可膨胀篮式组件。该篮式组件包括多个电极，该多个电极中的每个电极具有穿过其中的内腔。该篮式组件还包括多个脊状物，该多个脊状物沿着纵向轴线延伸并且被构造成当可膨胀篮式组件从塌缩形式转变到膨胀形式时，从该纵向轴线径向向外弯曲。每个脊状物包括近侧端部、远侧端部和穿过电极的内腔的支柱。该支柱包括设置在该支柱上的机械保持器以防止该电极沿着该脊状物的长度向近侧或向远侧滑动。

Description

用于篮式导管的力传感器

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求先前于2022年12月9日提交的美国临时专利申请号63/386,798的优先权的权益，该临时专利申请的全部内容据此以引用方式并入本文，如同在本文中完整地阐述一样。

技术领域

本发明整体涉及医疗装置，并且具体地涉及能够检测施加到其上的力的篮式导管。

背景技术

在心脏组织的区域异常地向相邻组织传导电信号时，会发生心律失常，诸如心房纤维性颤动(AF)。这会破坏正常心动周期并导致心律不齐。某些规程用于治疗心律失常，包括以外科的方式扰乱造成心律失常的信号源并且扰乱用于此类信号的传导通路。通过经由导管施加能量来选择性地消融心脏组织，有时可能停止或改变不需要的电信号从心脏的一部分到另一部分的传播。

本领域中的许多当前消融方法利用射频(RF)电能来加热组织。RF消融可具有可能导致组织炭化、灼伤、蒸汽爆裂、膈神经麻痹、肺静脉狭窄和食道瘘的与热加热相关的某些风险。

冷冻消融是RF消融的替代方案，其通常减少与RF消融相关联的热风险。然而，与RF消融相比，操纵冷冻消融装置和选择性地施加冷冻消融通常更具挑战性；因此，冷冻消融在可由电消融装置到达的某些解剖几何形状中不可行。

一些消融方法使用不可逆电穿孔(IRE)来使用非热消融方法消融心脏组织。IRE向组织递送短脉冲高压，并生成不可恢复的细胞膜透化作用。先前在专利文献中提出了使用多电极导管向组织递送IRE能量。被构造用于IRE消融的系统和装置的示例在美国专利公布2021/0169550A1号、2021/0169567A1号、2021/0169568A1号、2021/0161592A1号、2021/0196372A1号、2021/0177503A1号和2021/0186604A1号中公开，这些专利公布中的每个专利公布均以引用方式并入本文并且附于包括在优先权申请63/386,798号的附录中。

篮式导管通常用于标测或消融心脏组织。篮式导管通常包括附接到导管的远侧端部并且被构造成形成大致球形形状的多个脊状物。一些现有的篮式导管设计包括力传感器，该力传感器设置在导管管子和篮状物之间以感测施加到篮状物的力。然而，这些力传感器的主要限制在于，力传感器只能检测施加到作为整体的篮状物的力，而不能确定施加到每个脊状物的力的大小或力施加的方向。如将理解的，知道力施加到篮状物的位置和方向可以帮助医师更准确地放置篮式导管并且确保在篮式导管上的电极与组织之间形成充分接触。因此，需要用于检测施加到篮式导管的各个点的力的大小和方向的系统和方法。

发明内容

根据所公开的技术的示例，提供了一种包括插入管的医疗探头，该插入管包括近侧端部和远侧端部。该插入管可沿着纵向轴线延伸。该医疗探头可包括联接到该插入管的该远侧端部的可膨胀篮式组件。

该可膨胀篮式组件可包括多个脊状物，该多个脊状物沿着该纵向轴线延伸并且被构造成当该可膨胀篮式组件从塌缩形式转变到膨胀形式时，从该纵向轴线径向向外弯曲。该可膨胀篮式组件可包括多个电极，该多个电极中的每个电极附接到该多个脊状物中的脊状物。该医疗探头可包括附接到该可膨胀篮式组件并且在该插入管的该远侧端部的远侧定位的力传感器。该力传感器可被配置为检测施加到该可膨胀篮式组件的力。

所公开的技术可包括医疗装置的控制器。该控制器可被配置为接收来自该力传感器的力数据，至少部分地基于所接收的力数据来计算施加到该可膨胀篮式组件的力，并且将所计算的力输出到连接的显示器。

所公开的技术可包括医疗装置的控制器。该控制器可被配置为接收来自多个应变仪的力数据，至少部分地基于所接收的力数据来计算施加到该可膨胀篮式组件的总力，并且将所计算的力输出到连接的显示器。

所公开的技术可包括医疗系统，该医疗系统包括具有可膨胀篮式组件的医疗探头。该可膨胀篮式组件可包括多个脊状物，该多个脊状物沿着纵向轴线延伸并且被构造成当该可膨胀篮式组件从塌缩形式转变到膨胀形式时，从该纵向轴线径向向外弯曲。可膨胀篮状物可包括多个电极。该多个电极中的每个电极可附接到该多个脊状物中的脊状物。该可膨胀篮状物可包括附接到该可膨胀篮式组件的力传感器。该可膨胀篮状物可包括控制器，该控制器包括处理器和与该处理器通信的存储器，该存储器存储指令，该指令被配置为使得该控制器确定该力传感器的电阻变化，并且基于该电阻变化来确定施加到该可膨胀篮式组件的力。

附图说明

图1是根据所公开的技术的包括医疗探头的医疗系统的示意性图解，该医疗探头的远侧端部包括具有电极的篮式组件；

图2A是根据所公开的技术的示出了处于膨胀形式的医疗探头的透视图的示意性图解；

图2B是根据所公开的技术的示出了处于塌缩形式的医疗探头的侧视图的示意性图解；

图3是根据所公开的技术的示出了当接触力传感器被压缩时的位移的接触力传感器的示意性图解；

图4A和图4B是根据所公开的技术的示出了附接有力传感器的篮式导管的透视图的示意性图解；

图5A和图5B是根据所公开的技术的示出了附接有多个力传感器的篮式导管的透视图和详细视图的示意性图解；

图6A和图6B是根据所公开的技术的示出了附接有多个力传感器的另一篮式导管的透视图和详细视图的示意性图解；

图7A和图7B是根据所公开的技术的示出了具有整合到脊状物中的多个力传感器的另一篮式导管的透视图和详细视图的示意性图解；

图8A和图8B是根据所公开的技术的示出了给定医疗装置的脊状物的侧视图的示意性图解；并且

图9是根据所公开的技术的示出了操作具有篮式组件和力传感器的医疗探头的方法的流程图。

具体实施方式

应结合附图来阅读下面的具体实施方式，其中不同附图中相同元件的编号相同。附图(未必按比例绘制)描绘了所选择的实施方案，并不旨在限制本发明的范围。详细描述以举例的方式而非限制性方式示出本发明的原理。此描述将明确地使得本领域技术人员能够制备和使用本发明，并且描述了本发明的若干实施方案、适应型式、变型形式、替代形式和用途，包括目前据信是实施本发明的最佳方式。

如本文所用，针对任何数值或范围的术语“约”或“大约”指示允许零件或部件的集合实现如本文所述的其预期要达到的目的的合适的尺寸公差。更具体地，“约”或“大约”可以指列举值的值±20％的范围，例如“约90％”可以指71％至110％的值范围。除此之外，如本文所用，术语“患者”、“宿主”、“用户”和“受检者”是指任何人或动物受检者，并不旨在将系统或方法局限于人使用，但本主题发明在人类患者中的使用代表优选的实施方案。同样，术语“近侧”是指更靠近操作者或医师的位置，而“远侧”是指更远离操作者或医师的位置。

如本文所讨论的，“患者”、“受体”、“用户”和“受检者”的脉管系统可以是人或任何动物的脉管系统。应当理解，动物可以是各种任何适用的类型，包括但不限于哺乳动物、兽医动物、家畜动物或宠物类动物等。例如，动物可以是专门选择具有与人类相似的某些特性的实验动物(例如，大鼠、狗、猪、猴等)。应当理解，受检者可以是例如任何适用的人类患者。

如本文所讨论的，“操作者”可包括医师、医生、外科医生、技师、科学家，或者与将用于治疗药物难治性心房纤颤的多电极导管递送到受检者相关联的任何其他个体或递送仪表装置。

如本文所讨论的，当涉及本公开的装置和相应系统时，术语“消融”是指被配置为通过利用非热能(诸如不可逆电穿孔(IRE))来减少或防止细胞中不稳定心脏信号的生成的部件和结构特征部，在本公开中可互换地称为脉冲电场(PEF)和脉冲场消融(PFA)。在本公开全文中使用的“消融”，在涉及本公开的装置和对应系统时是指用于某些病症的心脏组织的非热消融，包括但不限于心律失常、心房扑动消融、肺静脉隔离、室上性心动过速消融和心室性心动过速消融。术语“消融”还包括实现相关领域技术人员所理解的各种形式的身体组织消融的已知方法、装置和系统。

如本文所讨论的，术语“双极”和“单极”当用于指消融方案时描述在电流路径和电场分布方面不同的消融方案。“双极”是指利用如下所述两个电极之间的电流路径的消融方案，这两个电极都定位在治疗部位处；在这两个电极中的每个电极处的电流密度和电通量密度通常大致相等。“单极”是指利用如下所述两个电极之间的电流路径的消融方案，其中具有高电流密度和高电通量密度的一个电极定位在治疗部位处，并且具有相对较低电流密度和较低电通量密度的第二电极远离治疗部位定位。

如本文所讨论的，术语“双相脉冲”和“单相脉冲”是指相应的电信号。“双相脉冲”是指具有正电压相脉冲(在本文中称为“正相”)和负电压相脉冲(在本文中称为“负相”)的电信号。“单相脉冲”是指仅具有正相或仅具有负相的电信号。优选地，配置提供双相脉冲的系统以防止向患者施加直流电压(DC)。例如，相对于接地或其他公共基准电压，双相脉冲的平均电压可为零伏。另外地或另选地，系统可包括电容器或其他保护部件。在本文中描述了双相和/或单相脉冲的电压振幅，应当理解，所表达的电压振幅是正电压相和/或负电压相中的每一者的近似峰值振幅的绝对值。双相脉冲和单相脉冲的每个相优选地具有正方形形状，其在大部分的相持续时间期间具有基本上恒定的电压振幅。双相脉冲的相由相间延迟在时间上分开。相间延迟持续时间优选地小于或大约等于双相脉冲的相的持续时间。相间延迟持续时间更优选地为双相脉冲的相的持续时间的约25％。

如本文所讨论的，术语“管状”和“管”应广义地理解，并且不限于为正圆柱体的或横截面为完全圆周的或在其整个长度上具有均匀横截面的结构。例如，管状结构通常被示出为基本上呈正圆柱体的结构。然而，在不脱离本公开范围的情况下，管状结构可具有锥形或弯曲外表面。

如本文所用，术语“温度额定值”被定义为部件在其寿命期间可承受而不引起热损坏(诸如部件的熔融或热降解(例如，炭化和碎裂))的最大连续温度。

参考图1，其示出了示例性的基于导管的电生理标测和消融系统10。系统10包括多个导管，这些导管由操作者24经由皮肤穿过患者23的血管系统插入心脏12的腔室或血管结构中。通常，将递送护套导管插入心脏12中的期望位置附近的左心房或右心房中。然后，可将多个导管插入递送鞘导管中，以便到达该期望位置。该多个导管可包括专用于感测心内电描记图(IEGM)信号的导管、专用于消融的导管和/或专用于感测和消融两者的导管。本文示出了被配置用于感测IEGM的示例性导管14。操作者24使篮式导管28与心脏壁接触，以用于感测心脏12中的目标部位。对于消融，操作者24会类似地将消融导管的远侧端部带到用于消融的目标部位。

导管14是示例性导管，其包括任选地分布在远侧端部处的形成篮式组件28的多个脊状物22上并且被配置为感测IEGM信号的一个(优选地多个)电极26。导管14可另外包括嵌入在远侧末端中或远侧末端附近的位置传感器29，以用于跟踪篮式组件28的位置和取向。任选地且优选地，位置传感器29是基于磁性的位置传感器，其包括用于感测三维(3D)位置和取向的三个磁线圈。

基于磁性的位置传感器29可与定位垫25一起操作，该定位垫包括被配置为在预定工作空间中生成磁场的多个磁线圈32。导管14的篮式组件28的实时位置可基于利用定位垫25生成的磁场进行跟踪，并且由基于磁性的位置传感器29感测。基于磁性的位置感测技术的细节描述于美国专利5,391,199号、5,443,489号、5,558,091号、6,172,499号、6,239,724号、6,332,089号、6,484,118号、6,618,612号、6,690,963号、6,788,967号、6,892,091号中，这些专利中的每个专利均以引用方式并入本文并且附于包括在优先权申请63/386,798号的附录中。

系统10包括一个或多个电极贴片38，该一个或多个电极贴片被定位成与患者23的皮肤接触，以为定位垫25以及电极26的基于阻抗的跟踪建立位置参考。对于基于阻抗的跟踪，电流被引导朝向电极26并且在电极皮肤贴片38处被感测，使得可经由电极贴片38对每个电极的位置进行三角测量。基于阻抗的位置跟踪技术的细节描述于美国专利7,536,218号、7,756,576号、7,848,787号、7,869,865号和8,456,182号中，这些专利中的每个专利均以引用方式并入本文并且附于包括在优先权申请63/386,798号的附录中。

记录器11显示利用体表ECG电极18捕获的电描记图21以及利用导管14的电极26捕获的心内电描记图(IEGM)。记录器11可包括用于起搏心律的起搏能力并且/或者可电连接到独立的起搏器。

系统10可包括消融能量发生器50，该消融能量发生器适于将消融能量传导到被配置用于消融的导管的远侧末端处的一个或多个电极。由消融能量发生器50产生的能量可包括但不限于射频(RF)能量或脉冲场消融(PFA)能量(包括可用于实现不可逆电穿孔(IRE)的单极或双极高电压DC脉冲)，或它们的组合。信号可以是双相的或单相的。

患者接口单元(PIU)30是被配置为在导管、电生理装备、电源和用于控制系统10的操作的工作站55之间建立电连通的接口。系统10的电生理装备可包括例如多个导管、定位垫25、体表ECG电极18、电极贴片38、消融能量发生器50和记录器11。任选地且优选地，PIU30另外包括用于实现导管的位置的实时计算并且用于执行ECG计算的处理能力。

工作站55包括存储器、带有加载有适当操作软件的存储器或存储装置的处理器单元，以及用户界面能力。工作站55可以提供多个功能，任选地包括：(1)对心内膜解剖结构进行三维(3D)建模，并且渲染模型或解剖标测图20以在显示装置27上显示；(2)在显示装置27上以叠加在渲染的解剖标测图20上的代表性视觉标记或图像来显示由所记录的电描记图21所编译的激活序列(或其他数据)；(3)显示心脏腔室内的多个导管的实时位置和取向；以及(5)在显示装置27上显示感兴趣的部位(诸如已施加消融能量之处)。一种体现系统10的元件的商品可以CARTO^TM3系统购自Biosense Webster,Inc.,31A Technology Drive,Irvine,CA 92618。

图2A是示出了医疗探头200的透视图的示意性图解，该医疗探头具有篮式组件28，该篮式组件在不受约束时(诸如通过在管状轴82的远侧端部36处从管状轴内腔80中推出)处于膨胀形式。图2B示出了在管状轴82内处于塌缩形式的篮式组件。在膨胀形式中(图2A)，脊状物22沿着纵向轴线86径向向外弯曲，而在塌缩形式中(图2B)，脊状物通常沿着管状轴82的纵向轴线86受到约束。

如图2A所示，篮式组件28包括多个柔性脊状物22，该多个柔性脊状物形成在管状轴84的端部处并且在这两个端部处连接。在医疗规程期间，操作者24可通过使管状轴84从管状轴82延伸来使篮式组件28离开管状轴84并且转变到膨胀形式，从而部署篮式组件28。脊状物22可具有椭圆形(例如，圆形)或矩形(其可呈现为平坦)横截面，并且包含形成支柱的柔性弹性材料(例如，形状记忆合金，诸如镍钛，也称为镍钛诺)，如本文将更详细描述的。

在本文所述的示例中，电极40可被配置为将消融能量(RF和/或IRE)递送到心脏12中的组织。除了使用电极40递送消融能量之外，电极还可用于测量生理特性诸如心脏12中的组织上的相应位置处的局部表面电势。电极40可被偏压成使得电极40的更大部分从篮式组件39面向外，使得电极40向外远离篮式组件28(即，朝向心脏12组织)而不是向内朝向篮式导管38递送更大量的电能。

理想地适合于形成电极40的材料的示例包括金、铂和钯(以及它们的相应合金)。这些材料还具有高热导率，这允许在组织上生成的最小热量(即，通过递送到组织的消融能量)通过电极传导到电极的背面(即，电极在脊状物的内侧上的部分)，并且然后传导到心脏12中的血池。

篮式组件28可包括杆96，该杆从轴84的远侧端部36朝向篮式组件28的远侧端部94纵向延伸。所公开的技术可包括将冲洗流体递送到喷雾端口98的冲洗系统。例如，杆96可包括多个喷雾端口98，其中每个给定喷雾端口98可成角度以旨在将冲洗流体递送到给定电极40或心脏12中的组织。可以通过经由喷雾端口98将冲洗流体对准电极40在脊状物22的内侧上的部分来冷却电极40。

篮式组件28可包括中心交叉点211，其位于脊状物22在远侧端部94附近会聚的点处。篮式组件28可包括附接到中心交叉点211的接触力传感器组件220。通过将接触力传感器组件220附接到中心交叉点211，接触力传感器组件220可被配置为检测在远侧端部94处施加到篮式组件28的力。以这种方式，接触力传感器组件220可被配置为更容易地检测施加到篮式组件28的力(例如，当篮式组件28接触组织时)。

接触力传感器组件220可以是或包括用于应用的任何合适类型的接触力传感器。例如，接触力传感器组件220可以是测压元件、应变仪、压电传感器、力感测电阻器、磁力传感器等。

作为图3中所示的一个非限制性示例，接触力传感器组件220可包括近侧端部221和远侧端部223。近侧端部221可容纳磁场发生器线圈222并且远侧端部223可容纳磁场传感器224，或者反之亦然。如将理解的，磁场发生器线圈222可被配置为生成磁场，而磁场传感器224可被配置为检测磁场的存在和大小。

接触力传感器组件220还可包括设置在近侧端部221和远侧端部223之间的偏转部分226。偏转部分226可被配置为当力施加到接触力传感器组件220时偏转。换句话讲，偏转部分226可被配置为当力施加到接触力传感器组件220时允许接触力传感器组件220的近侧端部221和远侧端部223移动得更靠近彼此。为了说明，图3示出了当偏转部分226随着力施加到接触力传感器220而被压缩时位置“X”的变化。如将理解的，当偏转部分226被压缩到更大程度时，位置“X”的变化增加(或者是更大的距离)。

在一个示例中，偏转部分226是定位在近侧端部221和远侧端部223之间的弹簧。作为另一示例，偏转部分226可包括形成到接触力传感器组件220的主体中的螺旋弹簧。例如，可在接触力传感器组件220的主体中形成螺旋切口以形成螺旋弹簧。以这种方式，接触力传感器组件220的主体本身可形成弹簧，而不需要额外的部件。

如将理解的，当在力施加到接触力传感器组件220时，远侧端部223移动得更靠近近侧端部221的情况下，磁场传感器可检测由磁场发生器线圈生成的磁场力大小的变化。由于可预先确定偏转部分226的弹簧常数K并且当远侧端部223靠近近侧端部221时可检测磁场发生器线圈和磁场传感器之间的距离，因此可确定施加到篮式导管28的力(例如，通过使用虎克定律，或公式F＝d*K)。此外，接触力传感器组件220可接收来自工作站55的电信号并且向该工作站提供电信号，以处理所接收的信号并且确定施加在篮式组件28上的力(例如，亚克力)。

在图4A至图6B中示出和描述的示例中，力传感器430可以是直接附接到篮式导管28的应变仪或其他基于电阻的传感器。以这种方式，所公开的技术可以被更好地配置为检测施加到篮式导管28的力。为了说明，图4A和图4B是根据本发明的实施方案的示出了附接有力传感器430的篮式导管428的透视图的示意性图解。如图4A和图4B所示，并且与现有的篮式导管相比，力传感器430可附接到篮式导管428的脊状物22。根据特定配置，力传感器430可附接到面向内的表面(如图4A所示)或面向外的表面(如图4B所示)。如将理解的，根据力传感器430附接到哪个表面(面向内的表面或面向外的表面)，力传感器430可以根据力如何施加到篮式导管428而检测压缩力或拉伸力。例如，当中心交叉点211被推向篮式导管428的近侧端部时，脊状物22弯曲并且脊状物22的面向外的表面经受拉伸力，而脊状物22的面向内的表面经受压缩力。本领域的技术人员将理解，工作站55可以被编程和校准以根据力传感器430被放置在脊状物22的哪个表面来准确地分析从力传感器430接收的信号的变化。

现在转到图5A和图5B，篮式导管528可包括附接到脊状物22的多个力传感器430。特别地，图5A示出了透视图，并且图5B示出了附接有多个力传感器430的篮式导管528的详细视图。尽管图5A和图5B示出了具有附接到脊状物22的面向外的表面的力传感器430的篮式导管528，但是本领域的技术人员将理解，接触力传感器430可另选地或另外地附接到面向内的表面。

通过包括附接到脊状物22的多个力传感器430，所公开的技术可被配置为比具有仅单个力传感器的篮式导管28更准确地检测施加到篮式导管528的力。例如，工作站55可被配置为知道哪个力传感器430附接到哪个脊状物22(即，工作站55可以被编程为将从给定力传感器430接收的信号与篮式导管528的指定脊状物22相关联)。以这种方式，工作站55可以接收来自力传感器430中的每个力传感器的力信号，并且基于从附接到给定脊状物22的指定力传感器430接收的信号来确定在每个脊状物22处的力。换句话说，工作站55可被配置为单独地检测施加到每个脊状物22的力，确定多少力施加到每个脊状物22，并且确定施加到篮式导管528的力的方向。例如，当力施加到篮式导管528的第一侧时，每个力传感器430被压缩或应变的程度可以指示该力源自何处。为了说明，最靠近施加力的位置的脊状物22更可能在面向外的表面上压缩，而进一步远离力的位置定位的脊状物22的面向外的表面更可能随着施加力而拉伸。因此，通过将力的类型(压缩或拉伸)和由给定力传感器430检测到的力的大小与脊状物22在篮式导管528上的已知位置相关联，所公开的技术可被配置为检测施加到篮式导管528的力的大小和方向。所公开的技术可以进一步确定施加到篮式导管28的第一侧和篮式导管28的第二侧的力的差值。此外，基于施加到篮式导管528的力的大小和方向，所公开的技术可被配置为确定篮式导管528的偏转。如将理解的，知道篮式导管528的偏转可以有助于确定电极26是否已经与组织充分接触。

接触力传感器430的尺寸和位置可适合于具体应用。例如，虽然多个力传感器430被示为具有给定长度并且定位在脊状物22上的给定图示位置处，但是本领域的技术人员将理解，力传感器430可以比图中所示的那些更大或更小。此外，虽然图5A和图5B示出了仅附接到单个脊状物22的单个力传感器430，但是所公开的技术可包括附接到给定脊状物22的多个力传感器430。此外，力传感器430可使用任何合适的方法附接到脊状物22。例如，力传感器430可使用粘合剂、紧固件、夹具等附接到脊状物22。

图6A和图6B是示出了附接有多个力传感器阵列630的篮式导管628的透视图和详细视图的示意性图解。关于篮式导管528刚刚描述的所有特征可以并入到篮式导管628中。然而，并非具有如篮式导管528所示和所述的附接到脊状物22的单个力传感器430，篮式导管628可具有附接到脊状物22的多个传感器阵列630。传感器阵列630可包括在不同方向上布置的多个力传感器632A、632B和632C。例如，传感器阵列630可包括相对于彼此以120°布置的三个传感器。以这种方式，传感器阵列630可用于检测施加到脊状物22的力的方向。如将理解的，应变仪通常非常适合于检测给定方向上的压缩力或拉伸力，但通常不能准确地检测横向于给定方向的方向上的力。因此，通过在不同方向上布置若干个力传感器632A、632B和632C，传感器阵列630可被配置为更好地检测施加到脊状物22的力的方向。

工作站55可被配置为接收来自每个力传感器632A、632B和632C的力数据，并且基于所接收的数据确定施加到脊状物22的力的大小和方向。此外，工作站55可编译从每个脊状物22的传感器632A、632B和632C中的每一者接收的所有力数据，并且确定施加到篮式导管628的力的大小和方向。此外，基于施加到篮式导管628的力的大小和方向，所公开的技术可被配置为确定篮式导管628的偏转。

图7A和图7B是根据本发明的实施方案的示出了具有整合到脊状物22中的多个力传感器730的另一篮式导管728的透视图和详细视图的示意性图解。关于篮式导管528描述的所有特征可以并入到篮式导管728中。然而，如图7A和图7B所示，篮式导管728可包括形成在篮式导管728的脊状物22中的力传感器730。例如，脊状物22可以由镍钛诺、钴铬、不锈钢、钛或一些其他生物相容性导电材料制成。脊状物22可被形成为包括导电区段，该导电区段在变形时具有可变电阻特性，类似于应变仪。工作站55可被配置为检测由于力传感器730被直接构建到脊状物22中而引起的通过脊状物22的电阻的变化。此外，工作站55可被配置为检测施加到篮式导管728的力的大小和方向，如先前在本文给出的其他示例中所描述的。

图8A和图8B是根据所公开的技术的示例的示出了给定篮式导管28的脊状物22的侧视图的示意性图解。如将理解的，图8A和图8B中示出的脊状物22是单个脊状物22并且可代表本文所述的篮式组件28的多个脊状物22。换句话讲，形成篮式组件28的多个脊状物22可各自被构造成当处于膨胀形式时形成相同或类似的形状，使得多个脊状物22一起形成期望的形状。为了说明，如图8A所示的脊状物22可被构造成当处于膨胀形式时形成近似圆形形状。因此，当与其他脊状物22组合以形成篮式组件28时，多个脊状物22可被构造成当篮式组件28处于膨胀形式时形成近似球形形状。作为另一示例，图8B中所示的脊状物22可被构造成当处于膨胀形式时形成近似椭圆形状。因此，当与其他脊状物22组合以形成篮式组件28时，多个脊状物22可被构造成当篮式组件28处于膨胀形式时形成近似扁球体形状。尽管本文中未示出或描述形状的每一种变型，但本领域的技术人员将理解，脊状物22可被进一步构造成形成适于特定应用的其他各种形状。

通过包括被构造成当处于膨胀形式时形成各种形状的脊状物22，篮式组件28可被构造成将附接到脊状物22的各种电极40定位在各种位置处，其中每个位置更靠近或更远离柔性管状轴82的远侧端部。例如，当篮式组件28处于膨胀形式时，与图8B中所示的脊状物22相比，图8A中所示的在脊状物22的中间附近附接到脊状物22的电极40将更远离柔性管状轴82的远侧端部。

根据篮状物28被配置为在完全膨胀时采取哪种形状，工作站55可以被校准以检测施加到篮式导管28的力的大小和方向。例如，如将理解的，因为具有更球形形状的篮式导管28在施加力时在其偏转时将表现出与具有更扁球体形状的篮式导管28略微不同的特性。因此，通过校准工作站55以根据篮式导管28的形状分析从力传感器430、630、730接收的信息，工作站55可以更准确地确定施加到篮式导管28的力的大小和方向。

所公开的技术还可包括设置在脊状物22上的电阻护套，以使脊状物22与电极26电绝缘。以这种方式，可以防止电极26与脊状物22形成短路。

图9是根据本发明的实施方案的示出了操作医疗探头的方法900的流程图。方法900可包括对准接收902来自附接到篮式导管(例如，篮式导管28、428、528、628、728)的脊状物(例如，脊状物22)的一个或多个力传感器(例如，力传感器430、630、730)的力数据。方法900可包括确定904施加到篮式导管的力。例如，方法900可包括确定施加到篮式导管的力的大小和方向。方法900还可包括确定906施加到篮式导管的第一侧的力相较于施加到篮式导管的第二侧的力的差值。该方法可包括确定908篮式导管的偏转以及输出910所计算的力、所计算的力的差值和/或所计算的偏转。输出所计算的力、所计算的力的差值和/或所计算的偏转可包括将上述输出到连接的显示器和/或处理器以用于进一步处理。例如，进一步处理可包括将所计算的力、所计算的力的差值和/或所计算的偏转与篮式导管的图像相关联，以示出篮式导管的偏转。

如本领域的技术人员将理解的，方法900可包括本文所述的所公开的技术的各种特征中的任一者并且可根据特定配置而变化。即，方法900可以变化为包括关于篮式导管28、篮式导管428、篮式导管528、篮式导管628和/或篮式导管728描述的特征中的任一者。

本文所述的公开技术可根据以下条款来进一步理解：

条款1：一种医疗探头，其包括：插入管，该插入管具有近侧端部和远侧端部，该插入管沿着纵向轴线延伸；和可膨胀篮式组件，该可膨胀篮式组件联接到该插入管的该远侧端部，该可膨胀篮式组件包括：多个脊状物，该多个脊状物沿着该纵向轴线延伸并且被构造成当该可膨胀篮式组件从塌缩形式转变到膨胀形式时，从该纵向轴线径向向外弯曲；多个电极，该多个电极中的每个电极附接到该多个脊状物中的脊状物；和力传感器，该力传感器附接到该可膨胀篮式组件并且在该插入管的该远侧端部的远侧定位，该力传感器被配置为检测施加到该可膨胀篮式组件的力。

条款2：根据条款1所述的医疗探头，其中，该力传感器被配置为检测施加到该可膨胀篮式组件的第一侧的力相较于施加到该可膨胀篮式组件的第二侧的力的差值。

条款3：根据条款2所述的医疗探头，其中，该力传感器被进一步配置为检测施加到该多个脊状物中的每个脊状物的力。

条款4：根据条款1所述的医疗探头，其中，该可膨胀篮式组件包括近侧端部和远侧端部，并且其中，该力传感器附接到该可膨胀篮式组件的该远侧端部。

条款5：根据条款4所述的医疗探头，其中，该力传感器附接到该可膨胀篮式组件的脊交叉点。

条款6：根据条款4或5所述的医疗探头，其中，该力传感器包括附接到该可膨胀篮式组件的远侧端部的应变仪。

条款7：根据条款4或5所述的医疗探头，其中，该力传感器包括：磁场发生器线圈，该磁场发生器线圈被配置为生成磁场；磁场传感器，该磁场传感器被配置为检测由该磁场发生器生成的该磁场的大小的变化；和弹簧，该弹簧设置在该发生器线圈和该传感器之间。

条款8：根据条款1所述的医疗探头，其中，该力传感器包括至少一个应变仪。

条款9：根据条款8所述的医疗探头，其中，该至少一个应变仪包括设置在每个脊状物上的不同方向上的三个应变仪，使得能够确定施加到其上设置有该应变仪的该脊状物的力的方向。

条款10：根据条款8所述的医疗探头，其中，该应变仪附接到该多个脊状物中的脊状物。

条款11：根据条款10所述的医疗探头，其中，该应变仪附接到该脊状物的面向内的表面，该脊状物的该面向内的表面面朝该可膨胀篮式组件的内部部分。

条款12：根据条款10所述的医疗探头，其中，该应变仪附接到该脊状物的面向外的表面，该脊状物的该面向外的表面从该可膨胀篮式组件面向外。

条款13：根据条款10所述的医疗探头，该医疗探头还包括多个应变仪，其中，该多个应变仪中的每个应变仪附接到该多个脊状物中的相应脊状物。

条款14：根据条款1所述的医疗探头，其中，该多个脊状物中的至少一个脊状物形成应变仪，使得该多个脊状物中的该至少一个脊状物被构造成当施加到该多个脊状物中的该至少一个脊状物的力发生变化时，改变通过该多个脊状物中的该至少一个脊状物的电流的电阻。

条款15：根据条款14所述的医疗探头，其中，该多个脊状物中的每个脊状物形成应变仪。

条款16：根据条款1至15所述的医疗探头，其中，该多个脊状物中的每个脊状物由镍钛诺制成。

条款17：根据条款1至15中任一项所述的医疗探头，其中，该多个脊状物中的每个脊状物包含选自由镍钛诺、钴铬、不锈钢和钛组成的组的材料。

条款18：根据条款1至17中任一项所述的医疗探头，其中，该多个脊状物被构造成当处于该膨胀形式时形成近似球形篮式组件。

条款19：根据条款1至17中任一项所述的医疗探头，其中，该多个脊状物被构造成当处于该膨胀形式时形成近似扁球体篮式组件。

条款20：根据条款1至19中任一项所述的医疗探头，该医疗探头还包括喷雾端口，该喷雾端口被构造成将冲洗流体递送到该多个电极。

条款21：根据条款1至20中任一项所述的医疗探头，该医疗探头还包括多个电绝缘护套，该多个电绝缘护套各自设置在该多个脊状物中的相应脊状物与该多个电极中的相应电极之间，从而将该多个电极与该多个脊状物电隔离。

条款22：一种医疗装置的控制器，该控制器被配置为：接收来自根据条款1所述的医疗探头的该力传感器的力数据；至少部分地基于所接收的力数据来计算施加到该可膨胀篮式组件的力；以及将所计算的力输出到连接的显示器。

条款23：根据条款22所述的医疗装置的控制器，其中，该控制器被进一步配置为：至少部分地基于所接收的力数据来计算施加到该可膨胀篮式组件的第一侧的力相较于施加到该可膨胀篮式组件的第二侧的力的差值；以及将所计算的力的差值输出到该连接的显示器。

条款24：根据条款23所述的医疗装置的控制器，其中，该控制器被进一步配置为：至少部分地基于所计算的力的差值来计算该可膨胀篮式组件的偏转；以及将所计算的偏转输出到该连接的显示器。

条款25：一种医疗装置的控制器，该控制器被配置为：接收来自根据条款13所述的医疗探头的每个应变仪的力数据；至少部分地基于所接收的力数据来计算施加到该可膨胀篮式组件的总力；以及将所计算的力输出到连接的显示器。

条款26：根据条款25所述的医疗装置的控制器，其中，该控制器被进一步配置为：计算施加到该多个脊状物中的每个脊状物的各个力；以及将所计算的各个力输出到该连接的显示器。

条款27：根据条款26所述的医疗装置的控制器，其中，该控制器被进一步配置为：至少部分地基于所计算的各个力来计算该篮式组件的偏转；以及将所计算的偏转输出到该连接的显示器。

条款28：一种医疗系统，其包括：医疗探头，该医疗探头具有可膨胀篮式组件，该可膨胀篮式组件包括：多个脊状物，该多个脊状物沿着纵向轴线延伸并且被构造成当该可膨胀篮式组件从塌缩形式转变到膨胀形式时，从该纵向轴线径向向外弯曲；多个电极，该多个电极中的每个电极附接到该多个脊状物中的脊状物；和力传感器，该力传感器附接到该可膨胀篮式组件；和控制器，该控制器包括处理器和与该处理器通信的存储器，该存储器存储指令，该指令被配置为使得该控制器：确定该力传感器的电阻变化；以及基于该电阻变化来确定施加到该可膨胀篮式组件的力。

条款29：根据条款28所述的医疗系统，其中，该力传感器为应变仪。

条款30：根据条款29所述的医疗系统，其中，该应变仪设置在该可膨胀篮式组件的远侧端部处。

条款31：根据条款29所述的医疗系统，其中，该应变仪设置在该多个脊状物中的脊状物上。

条款32：根据条款31所述的医疗系统，其中，该应变仪附接到该脊状物的面向内的表面，该脊状物的该面向内的表面面朝该可膨胀篮式组件的内部部分。

条款33：根据条款31所述的医疗系统，其中，该应变仪附接到该脊状物的面向外的表面，该脊状物的该面向外的表面从该可膨胀篮式组件面向外。

条款34：根据条款29所述的医疗系统，该医疗系统还包括多个应变仪，其中，该多个应变仪中的每个应变仪附接到该多个脊状物中的相应脊状物。

条款35：根据条款29所述的医疗系统，其中，该多个脊状物中的至少一个脊状物形成应变仪，使得该多个脊状物中的该至少一个脊状物被构造成当施加到该多个脊状物中的该至少一个脊状物的力发生变化时，改变通过该多个脊状物中的该至少一个脊状物的电流的电阻。

条款36：根据条款35所述的医疗系统，其中，该多个脊状物中的每个脊状物形成应变仪。

条款37：根据条款28至36所述的医疗系统，其中，该多个脊状物中的每个脊状物由镍钛诺制成。

条款38：根据条款28至36中任一项所述的医疗系统，其中，该多个脊状物中的每个脊状物包含选自由镍钛诺、钴铬、不锈钢和钛组成的组的材料。

条款39：根据条款28至38中任一项所述的医疗系统，其中，该多个脊状物被构造成当处于该膨胀形式时形成近似球形篮式组件。

条款40：根据条款28至38中任一项所述的医疗系统，其中，该多个脊状物被构造成当处于该膨胀形式时形成近似扁球体篮式组件。

条款41：根据条款28至40中任一项所述的医疗系统，该医疗系统还包括喷雾端口，该喷雾端口被构造成将冲洗流体递送到该多个电极。

条款42：根据条款28至41中任一项所述的医疗系统，该医疗系统还包括多个电绝缘护套，该多个电绝缘护套各自设置在该多个脊状物中的相应脊状物与该多个电极中的相应电极之间，从而将该多个电极与该多个脊状物电隔离。

上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不受上文具体示出和描述的内容的限制。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。

Claims (20)

1.一种医疗探头，其包括：

插入管，所述插入管具有近侧端部和远侧端部，所述插入管沿着纵向轴线延伸；和

可膨胀篮式组件，所述可膨胀篮式组件联接到所述插入管的所述远侧端部，所述可膨胀篮式组件包括：

多个脊状物，所述多个脊状物沿着所述纵向轴线延伸并且被构造成当所述可膨胀篮式组件从塌缩形式转变到膨胀形式时，从所述纵向轴线径向向外弯曲；

多个电极，所述多个电极中的每个电极附接到所述多个脊状物中的脊状物；和

力传感器，所述力传感器附接到所述可膨胀篮式组件并且在所述插入管的所述远侧端部的远侧定位，所述力传感器被配置为检测施加到所述可膨胀篮式组件的力。

2.根据权利要求1所述的医疗探头，其中，所述力传感器被配置为检测施加到所述可膨胀篮式组件的第一侧的力相较于施加到所述可膨胀篮式组件的第二侧的力的差值。

3.根据权利要求2所述的医疗探头，其中，所述力传感器被进一步配置为检测施加到所述多个脊中的每个脊的所述力。

4.根据权利要求1所述的医疗探头，其中，所述可膨胀篮式组件包括近侧端部和远侧端部，并且

其中，所述力传感器附接到所述可膨胀篮式组件的所述远侧端部。

5.根据权利要求4所述的医疗探头，其中，所述力传感器附接到所述可膨胀篮式组件的脊交叉点。

6.根据权利要求4所述的医疗探头，其中，所述力传感器包括附接到所述可膨胀篮式组件的远侧端部的应变仪。

7.根据权利要求4所述的医疗探头，其中，所述力传感器包括：

磁场发生器线圈，所述磁场发生器线圈被配置为生成磁场；

磁场传感器，所述磁场传感器被配置为检测由所述磁场发生器生成的所述磁场的大小的变化；和

弹簧，所述弹簧设置在所述发生器线圈和所述传感器之间。

8.根据权利要求1所述的医疗探头，其中，所述力传感器包括至少一个应变仪。

9.根据权利要求8所述的医疗探头，其中，所述至少一个应变仪包括设置在每个脊状物上的不同方向上的三个应变仪，使得能够确定施加到其上设置有所述应变仪的所述脊状物的力的方向。

10.根据权利要求8所述的医疗探头，其中，所述应变仪附接到所述多个脊状物中的脊状物。

11.根据权利要求10所述的医疗探头，其中，所述应变仪附接到所述脊状物的面向内的表面，所述脊状物的所述面向内的表面面朝所述可膨胀篮式组件的内部部分。

12.根据权利要求10所述的医疗探头，其中，所述应变仪附接到所述脊状物的面向外的表面，所述脊状物的所述面向外的表面从所述可膨胀篮式组件面向外。

13.根据权利要求10所述的医疗探头，所述医疗探头还包括多个应变仪，

其中，所述多个应变仪中的每个应变仪附接到所述多个脊状物中的相应脊状物。

14.根据权利要求1所述的医疗探头，其中，所述多个脊状物中的至少一个脊状物形成应变仪，使得所述多个脊状物中的所述至少一个脊状物被构造成当施加到所述多个脊状物中的所述至少一个脊状物的力发生变化时，改变通过所述多个脊状物中的所述至少一个脊状物的电流的电阻。

15.一种医疗装置的控制器，所述控制器被配置为：

接收来自根据权利要求1所述的医疗探头的所述力传感器的力数据；

至少部分地基于所接收的力数据来计算施加到所述可膨胀篮式组件的力；以及

将所计算的力输出到连接的显示器。

16.根据权利要求15所述的医疗装置的控制器，其中，所述控制器被进一步配置为：

至少部分地基于所接收的力数据来计算施加到所述可膨胀篮式组件的第一侧的力相较于施加到所述可膨胀篮式组件的第二侧的力的差值；以及

将所计算的力的差值输出到所述连接的显示器。

17.根据权利要求16所述的医疗装置的控制器，其中，所述控制器被进一步配置为：

至少部分地基于所计算的力的差值来计算所述可膨胀篮式组件的偏转；以及

将所计算的偏转输出到所述连接的显示器。

18.一种医疗系统，其包括：

医疗探头，所述医疗探头具有可膨胀篮式组件，所述可膨胀篮式组件包括：

多个脊状物，所述多个脊状物沿着纵向轴线延伸并且被构造成当所述可膨胀篮式组件从塌缩形式转变到膨胀形式时，从所述纵向轴线径向向外弯曲；

多个电极，所述多个电极中的每个电极附接到所述多个脊状物中的脊状物；和

力传感器，所述力传感器附接到所述可膨胀篮式组件；和

控制器，所述控制器包括处理器和与所述处理器通信的存储器，所述存储器存储指令，所述指令被配置为使得所述控制器：

确定所述力传感器的电阻变化；以及

基于所述电阻变化来确定施加到所述可膨胀篮式组件的力。

19.根据权利要求18所述的医疗系统，其中，所述力传感器为应变仪。

20.根据权利要求19所述的医疗系统，所述医疗系统还包括多个应变仪，

其中，所述多个应变仪中的每个应变仪附接到所述多个脊状物中的相应脊状物。