ES2586942T3

ES2586942T3 - Dispositivo de retroalimentación de fuerza para catéteres

Info

Publication number: ES2586942T3
Application number: ES14158738.6T
Authority: ES
Inventors: Yevgeny Bonyak; Dror Shlomo Levy; Meir Bar-Tal; Ronen Krupnik; Natan Sharon Katz
Original assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Current assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: IL231086A; CA2843939A1; CN104042329A; JP6370566B2; IN2014DE00461A; RU2014109347A; US20140276760A1; US20190142490A1; DK2777585T3; EP2777585A1; US10179018B2; US9486272B2; US20170071663A1; AU2014201044A1; AU2014201044B2; US10182857B2; IL231086A0; CN104042329B; EP2777585B1; US20170071650A1

Abstract

Un aparato de ablación, que comprende: una sonda flexible (14) adaptada para su inserción en un corazón de un sujeto vivo y que tiene un electrodo de ablación (32) dispuesto distalmente para ser puesto en contacto con un tejido objetivo en el corazón, en el que la sonda (14) es operativa para hacer una medición de la fuerza del contacto entre la sonda (14) y el tejido objetivo; una fuente de potencia (25), controlada por un operador (16), y operativa para aplicar una dosis de energía a través del electrodo de ablación (32) al tejido objetivo para someter a ablación el tejido objetivo; un transmisor (47), operativo para transmitir una indicación de la medición de la fuerza de contacto; y caracterizado por un dispositivo portátil (43, 57, 79, 107, 121, 131, 139) que tiene un receptor (45, 141) para recibir señales desde el transmisor (47) y un actuador (53, 67, 83) operativo para estimular hápticamente al operador (16) en respuesta a las señales.

Description

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Dispositivo de retroalimentacion de fuerza para cateteres Descripcion

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Esta invencion se refiere a sistemas de ablacion de tejidos. Mas particularmente, esta invencion se refiere a monitorizar el contacto entre una sonda invasiva y el tejido dentro del cuerpo.

Descripcion de la Tecnica Relacionada

Las arritmias cardiacas, como la fibrilacion auricular, tienen lugar cuando regiones del tejido cardiaco conducen de forma anormal senales electricas al tejido adyacente, interrumpiendo de este modo el ciclo cardiaco normal y causando ritmo aslncrono.

Los procedimientos para tratar la arritmia incluyen interrumpir quirurgicamente el origen de las senales que provocan la arritmia, as! como interrumpir las vlas conductoras de dichas senales. Mediante la ablacion selectiva del tejido cardiaco por la aplicacion de energla a traves de un cateter, es posible a veces cesar o modificar la propagacion de senales electricas no deseadas de una porcion del corazon a otra. El proceso de ablacion destruye vlas electricas no deseadas por la formacion de lesiones no conductoras.

La verificacion del contacto del electrodo flsico con el tejido objetivo es importante para controlar la administracion de energla de ablacion. Los intentos en la tecnica para verificar el contacto del electrodo con el tejido han sido muy amplios, y se han sugerido varias tecnicas. Por ejemplo, la Patente U.S. N° 6.695.808 describe un aparato para tratar el tejido de un paciente seleccionado o region de organo. Una sonda tiene una superficie de contacto que puede empujarse contra la region, creando de esto modo presion de contacto. Un transductor de presion mide la presion de contacto. Se dice que esta disposicion cumple el requisito de los procedimientos en los que el instrumento medico debe colocarse en contacto firme pero no excesivos con una superficie anatomica, proporcionando information al usuario del instrumento que es indicativa de la existencia y magnitud de la fuerza de contacto.

Como otro ejemplo, la Patente U.S. N° 6.241.724 describe metodos para crear lesiones en tejido corporal usando conjuntos de electrodos segmentados. En una realization, un conjunto de electrodos en un cateter lleva transductores de presion, que detectan el contacto con el tejido y transportan las senales a un modulo de contacto de presion. El modulo identifica los elementos del electrodo que estan asociados con las senales del transductor de presion y dirige un generador de energla para transportar la energla RF a estos elementos, y no a otros elementos que estan en contacto solo con la sangre.

Un ejemplo adicional se presenta en la Patente U.S. N° 6.915.149. Esta patente describe un metodo para mapear un corazon usando un cateter que tiene un electrodo de punta para medir la actividad electrica local. Para evitar artefactos que puedan derivarse de un mal contacto de la punta con el tejido, la presion de contacto entre la punta y el tejido se mide usando un sensor de presion para asegurar el contacto estable.

La Publication de Solicitud de Patente U.S. 2007/0100332 describe sistemas y metodos para evaluar el contacto electrodo-tejido para ablacion del tejido. Un sensor electromecanico dentro del eje del cateter genera senales electricas correspondientes a la cantidad de movimiento del electrodo dentro de una porcion distal del eje del cateter. Un dispositivo de salida recibe las senales electricas para evaluar un nivel de contacto entre el electrodo y un tejido.

La Patente U.S. N° 7.306.593, concedida a Keidar et al., describe un metodo para la ablacion de tejido en un organo poniendo en contacto una sonda dentro del cuerpo con el tejido a ser sometido a ablacion, y medir uno o mas parametros locales en la position usando una sonda antes de someter a ablacion el tejido. Se muestra un mapa del organismo, mostrando, en base al uno o mas parametros locales, una extension prevista de ablacion del tejido a conseguirse para una dosis dada de energla aplicada en la posicion usando la sonsa. La dosis dada de energla se aplica para realizar la ablacion del tejido usando la sonda, y una extension real de la ablacion en la posicion se mide usando la sonda posteriormente a la ablacion del tejido. La extension real medida de la ablacion se muestra en el mapa para comparacion con la extension prevista.

Las Publicaciones de Solicitudes de Patente U.S. N° 2008/0288038 y 2008/0275465, ambas de Sauarav et al., describen un sistema de cateter de electrodos, que puede un comprender un electrodo adaptado para aplicar energla electrica. Un circuito de medicion adaptado para medir la impedancia puede implementarse entre el electrodo y la tierra a medida que el electrodo se acerca al tejido objetivo. Pueden implementarse un procesador o unidades de procesamiento para determinar una condition de contacto para el tejido objetivo en base al menos en parte a la reactancia de la impedancia medida por el circuito de medicion. En otra realizacion, la condicion de contacto puede basarse en el angulo de fase la impedancia.

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El documento Determinants of Lesion Size During Radiofrequency Catheter Ablation: The Role of ElectrodeTissue Contact Pressure and Duration of Energy Delivery, David E. Haines, J. Cardiovasc Electrophysiol, Vol. 2, pp. 509-515, Diciembre 1991 describla los efectos de presion de contacto con el tejido del electrodo variable y la duracion de la administracion de energla RF en el tamano de la lesion resultante en un modelo in vitro de miocardio canino. Una fuerza de contacto mayor disminuyo significativamente la potencia requerida para mantener una temperatura de la interfaz electrodo-tejido constante, y el tamano de la lesion crecio monoexponencialmente con el tiempo.

La Publicacion de Solicitud de Patente U.S. N° 2010/0298826 describe una integral fuerza-tiempo para la estimacion de tiempo real del tamano de la lesion en sistemas de ablacion basados en cateter. El aparato mide la fuerza ejercida por una sonda de ablacion de contacto en un tejido objetivo e integra la fuerza sobre un tiempo de energizacion de la sonda de ablacion. La integral fuerza-tiempo puede calcularse y utilizarse para proporcionar un tamano de lesion estimado (profundidad, volumen y/o area) en tiempo real. Se dice que la integral fuerza-tiempo considera posiblemente las variaciones en la potencia administrada al tejido objetivo en tiempo real para proporcionar una estimacion mejorada del tamano de la lesion.

La Publicacion de Solicitud de Patente U.S. 2010/0168620 divulga un conjunto de deteccion de contacto que incluye un cateter que incluye un electrodo que tiene una porcion de base y un sensor dispuesto adyacente a la porcion de base para medir la compresion o fuerzas de traccion aplicadas a una porcion de la punta del electrodo.

SUMARIO DE LA INVENCION

Las realizaciones de la presente invencion proporcionan un dispositivo haptico que se lleva en el cuerpo de un operador de un sistema de ablacion. El dispositivo aplica fuerza directa al cuerpo usando uno o mas actuadores que reflejan la fuerza de contacto entre el cateter de ablacion y el tejido objetivo como la superficie endocardica del corazon. El dispositivo puede realizarse como un brazalete de muneca, y puede dimensionarse en el orden de un reloj de muneca estandar para el confort y conveniencia del operador. Los datos de contacto proporcionados hapticamente al operador por el dispositivo minimizan una necesidad de consultar una pantalla visual y evita distracciones provocadas por una alerta de audio que podrla proporcionar la informacion de contacto. Las sensaciones producidas por el dispositivo haptico se perciben por el operador como si un asistente virtual estuviese sosteniendo su mano mientras realiza el procedimiento medico.

Se proporciona de acuerdo con realizaciones de la invencion un aparato de ablacion, que incluye una sonda flexible adaptada para la insercion en un corazon de un sujeto vivo. La sonda tiene un electrodo de ablacion dispuesto distalmente para ser puesto en contacto con un tejido objetivo en el corazon, en el que la sonda es operativa para hacer una medicion de una fuerza de contacto entre la sonda y el tejido objetivo. El aparato incluye una fuente de potencia, controlada por un operador, que es operativa para aplicar una dosis de energla a traves del electrodo de ablacion al tejido objetivo para realizar la ablacion del tejido objetivo, un transmisor, operativo para transmitir una indicacion de la medicion de la fuerza de contacto, un dispositivo portatil que tiene un receptor para recibir senales desde el transmisor y un actuador operativo para estimular hapticamente al operador en respuesta a las senales.

De acuerdo con un aspecto del aparato de ablacion, el dispositivo portatil es un brazalete que incluye un procesador, y un actuador electromecanico vinculado al procesador, que es operativo para hacer vibrar el brazalete cuando la fuerza de contacto alcanza un valor predeterminado.

De acuerdo con otro aspecto del aparato de ablacion, la vibracion se realiza independientemente en subdivisiones del brazalete, en donde las subdivisiones estan adaptadas para la aproximacion a localizaciones respectivas en una parte del cuerpo del operador, y en donde las subdivisiones comprenden celdas inflables, y la vibracion se realiza inflando y desinflando las celdas independientemente, ya sea neumatica o hidraulicamente.

De acuerdo con un aspecto adicional del aparato de ablacion, la vibracion se realiza independientemente en subdivisiones del brazalete, en donde las subdivisiones estan adaptadas para la aproximacion a localizaciones respectivas en una parte del cuerpo del operador, y en donde las subdivisiones comprenden celdas inflables que contienen pollmero electroactivo, y se deforman estimulando el pollmero para inflar o desinflar las celdas seleccionadas.

De acuerdo con un aspecto adicional del aparato de ablacion, el dispositivo portatil es un brazalete, que incluye un procesador, en el que el actuador deforma el brazalete cuando la fuerza de contacto alcanza un valor predeterminado bajo control del procesador.

De acuerdo con un aspecto adicional del aparato de ablacion, el brazalete incluye una correa adaptada para ser llevada alrededor de una muneca del operador, y el actuador es operativo para deformar el brazalete variando electromecanicamente una tension de la correa.

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De acuerdo con otro aspecto del aparato de ablacion, el brazalete incluye un pollmero electroactivo, y el actuador es operativo para deformar el brazalete estimulando electricamente el pollmero.

De acuerdo con otro aspecto del aparato de ablacion, el brazalete incluye una celda inflable, y el actuador es operativo para deformar el brazalete inflando y desinflando neumatica o hidraulicamente la celda.

De acuerdo con un aspecto adicional del aparato de ablacion, el brazalete tambien incluye un sensor operativo para detectar eventos fisiologicos del operador y un modulo de transmision para comunicar indicaciones de los eventos.

Se proporciona por ejemplo, un metodo de ablacion, que se lleva a cabo insertando una sonda que tiene un electrodo de ablacion en un cuerpo de un sujeto vivo, empujando el electrodo de ablacion en una relacion de contacto con un tejido objetivo, haciendo una medicion de una fuerza de contacto entre el electrodo de ablacion y el tejido objetivo, comunicando hapticamente la medicion a un operador, y en respuesta a la medicion comunicada, ajustando la sonda para alcanzar un valor deseado de la fuerza de contacto mientras se realiza la ablacion el tejido objetivo usando el electrodo de ablacion.

De acuerdo con un aspecto del metodo, el comunicar hapticamente se realiza proporcionando una cadena, y haciendo vibrar la cadena cuando la fuerza de contacto alcanza un valor predeterminado.

De acuerdo con un aspecto adicional del metodo, vibrar incluye variar una tension de una correa dispuesta alrededor de una parte del cuerpo del operador.

De acuerdo con otro aspecto del metodo, vibrar se realiza independientemente en subdivisiones de la cadena, en donde las subdivisiones se aproximan a localizaciones respectivas en una parte del cuerpo del operador.

De acuerdo con otro aspecto del metodo, las subdivisiones de la cadena comprenden celdas inflables, y vibrar incluye inflar y desinflar independientemente las celdas neumatica o hidraulicamente.

Un aspecto adicional del metodo las subdivisiones de la cadena comprende celdas inflables que contienen un pollmero electroactivo incluye inflar y desinflar las celdas estimulando electricamente el pollmero.

Un aspecto del metodo se realiza mientras se somete a ablacion el tejido objetivo detectando eventos fisiologicos del operador y trasmitiendo indicaciones de los eventos al receptor..

Se proporciona por ejemplo un metodo de ablacion, que se lleva a cabo insertando una sonda que tiene un electrodo de ablacion y un electrodo de deteccion en un cuerpo de un sujeto vivo, empujando el electrodo de ablacion en una relacion de contacto con un tejido objetivo, posteriormente haciendo una medicion de al menos un parametro electroanatomico en el tejido objetivo con el electrodo de deteccion, comunicando hapticamente la medicion a un operador, y en respuesta a la medicion comunicada someter a ablacion el tejido objetivo usando el electrodo de ablacion.

BREVE DESCRIPCION DE VARIAS VISTAS DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprension de la presente invencion, se hace referencia a la descripcion detallada de la invencion, a modo de ejemplo, que se debe leer en conjuncion con los dibujos siguientes, en donde a elementos similares se les da numeraciones de referencia similares y en donde:

La Fig. 1 es una ilustracion pictorica de un sistema para realizar procedimientos de ablacion en un corazon de un sujeto vivo, que se interpreta y es operativa de acuerdo con una realizacion de la invencion;

La Fig. 2 es un diagrama de bloques de un dispositivo haptico de acuerdo con una realizacion de la invencion;

La Fig. 3 es una elevacion frontal de un dispositivo haptico mostrado en una perspectiva ligera, de acuerdo con una realizacion de la invencion;

La Fig. 4 es una elevacion frontal del dispositivo haptico mostrado en la Fig. 3, con la carcasa retirada y mostrada en perspectiva ligera, de acuerdo con una realizacion de la invencion;

La Fig. 5 es una elevacion lateral del dispositivo haptico mostrado en la Fig. 3 con la carcasa retirada y mostrada en perspectiva ligera, de acuerdo con una realizacion de la invencion;

La Fig. 6 es una vista esquematica de porciones de un dispositivo haptico que se lleva alrededor de una muneca de un operador, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion;

La Fig. 7 es una vista esquematica de porciones de un dispositivo haptico que se lleva alrededor de una muneca de un operador, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion;

La Fig. 8 es una vista esquematica de porciones de un dispositivo haptico que se lleva alrededor de una muneca de un operador, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion;

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La Fig. 9 es una vista esquematica de porciones de un dispositivo haptico que se lleva alrededor de una muneca de un operador, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion; y

La Fig. 10 es una vista esquematica de porciones de un dispositivo haptico mejorado que se lleva alrededor de una muneca de un operador, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion;

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

En la siguiente descripcion, se exponen numerosos detalles especlficos para proporcionar una comprension exhaustiva de los varios principios de la presente invencion. Sin embargo, sera aparente para el experto en la tecnica que no todos estos detalles son necesarios siempre para poner en practica la presente invencion. En esta situacion, no se han mostrado con detalle circuitos bien conocidos, logica de control, y los detalles de instrucciones de programas informaticos para algoritmos y procesos convencionales para no esconder los conceptos generales innecesariamente.

Aspectos de ejemplos pueden realizarse en codigo de programacion de software, que se mantiene tlpicamente en almacenamiento permanente, como un medio legible por ordenador. En un ambiente cliente/servidor, dicho codigo de programacion de software puede almacenarse en un cliente o un servidor. El codigo de programacion de software puede realizarse en una variedad de medios no transitorios conocidos para su uso con un sistema de procesamiento de datos, como un diskette, disco duro, medio electronico o CD-ROM. El codigo puede distribuirse en tales medios, o puede distribuirse a los usuarios desde la memoria o almacenamiento de un sistema informatico sobre una red de algunos tipos de dispositivos de almacenamiento en otros sistemas informaticos para su uso por los usuarios de dichos otros sistemas.

El termino "acoplar" o "acoplado" se pretende que signifique o una conexion indirecta o directa. Asl, si un primer dispositivo esta acoplado con un segundo dispositivo, dicha conexion puede ser a traves de una conexion directa, o a traves de una conexion indirecta a traves de otros dispositivos y conexiones, o a traves de un acoplamiento inductivo o capacitivo.

El termino "actuador" como se usa en la presente incluye, pero no esta limitado a, un actuador electromecanico. Si no que incluye el elemento de efectuar varias realizaciones divulgadas a continuacion que estimulan hapticamente a un operador deformando una cadena y brazalete.

Volviendo ahora a los dibujos, se hace referencia inicialmente a la Fig. 1, que es una ilustracion pictorica de un sistema 10 para realizar diagnosticos y procedimientos terapeuticos en un corazon 12 de un sujeto vivo, que se construye y es operativo de acuerdo con una realizacion divulgada de la invencion. El sistema comprende un cateter 14, que se inserta de manera percutanea por un operador 16 a traves del sistema vascular del paciente en una camara de la estructura vascular del corazon 12. El operador 16, que es tlpicamente un medico, pone la punta distal 18 del cateter en contacto con la pared del corazon en un sitio objetivo de ablacion. Opcionalmente, se pueden preparar despues mapas de activacion electrica, de acuerdo con los metodos divulgados en las Patentes U.S. N° 6.226.542 y 6.301.496, y en la Patente U.S. comunmente asignada N° 6.892.091. Un producto comercial que incorpora los elementos del sistema 10 esta disponible como el CARTO® 3 System, disponible de Biosense Webster, Inc., 3333 Diamond Canyon Road, Diamond Bar, CA 91765. Este sistema puede modificarse por los expertos en la tecnica para realizar los principios de la invencion descrita en la presente.

Las areas que se determina que son anormales, por ejemplo por evaluacion de los mapas de activacion electrica, pueden someterse a ablacion por la aplicacion de energla termica, por ejemplo, por el paso de corriente electrica de radiofrecuencia a traves de cables en el cateter a uno o mas electrodos en la punta distal 18, que aplican la energla de radiofrecuencia al miocardio. La energla se absorbe en el tejido, calentandolo a un punto (tlpicamente alrededor de 50° C) en el que pierde permanentemente su excitabilidad electrica. Cuando tiene exito, este procedimiento crea lesiones no conductoras en el tejido cardiaco, que interrumpen las vlas electricas anormales que provocan la arritmia. Los principios de la invencion pueden aplicarse a diferentes camaras del corazon para tratar muchas arritmias cardiacas diferentes.

El cateter 14 comprende tlpicamente un asa 20, que tiene controles adecuados en el asa para permitir al operador 16 para conducir, posicionar y orientar el extremo distal del cateter como se desee para la ablacion. Para ayudar al operador 16, la porcion distal del cateter 14 contiene sensores de posicion (no mostrados) que proporcionan senales para posicionar el procesador 22, localizado en una consola 24.

La energla de ablacion y las senales electricas pueden transportarse a y desde el corazon 12 a traves de uno o mas electrodos de ablacion 32 localizados en o cerca de la punta distal 28 a traves del cable 34 a la consola 24. Las senales de estimulacion y otras senales de control pueden transportarse desde la consola 24 a traves del cable 34 y los electrodos 32 al corazon 12. Los electrodos de detection 33, conectados tambien a la consola 24, estan dispuestos entre los electrodos de ablacion 32 y tienen conexiones con el cable 34.

Las conexiones por cable 35 enlazan la consola 24 con los electrodos de la superficie corporal 30 y otros

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componentes de un sub-sistema de posicionamiento. Los electrodos 32 y los electrodos de la superficie corporal 30 pueden usarse para medir la impedancia del tejido en el sitio de ablacion como se ensena en la Patente U.S. N° 7.536.218 expedida a Govari et al.,. Un sensor de temperatura como los termopares 31, pueden montarse en o cerca del electrodo de ablacion 32 y opcionalmente o cerca del electrodo de deteccion 33. Los termopares 31 estan conectados con el circuito del electrodo como se describe con mas detalle a continuation.

La consola 24 contiene tlpicamente uno o mas generadores de potencia de ablacion 25. El cateter 14 puede adaptarse para conducir energla de ablacion al corazon usando cualquier tecnica de ablacion conocida, por ejemplo energla de radiofrecuencia, energla de ultrasonidos y energla de luz producida por laser. Dichos metodos se divulgan en las Patentes U.S. asignadas comunmente N° 6.814.733, 6.997.924 y 7.153.816.

El procesador de posicionamiento 22 es un elemento de un subsistema de posicionamiento en el sistema 10 que mide las coordenadas de localization y orientation del cateter 14.

En una realization, el subsistema de posicionamiento comprende un conjunto de seguimiento de position magnetico que determina la posicion y orientacion del cateter 14 que genera campos magneticos en un volumen de trabajo predefinido y que detecta estos campos en el cateter, usando las bobinas de generation de campo 28. El subsistema de posicionamiento puede emplear medicion de impedancia como se ensena, por ejemplo, en la Patente U.S. N° 7.756.576, y en la Patente U.S. anteriormente indicada N° 7.536.218.

Como se ha indicado anteriormente, el cateter 14 esta acoplado con la consola 24, lo que permite al operador 16 observar y regular las funciones del cateter 14, como una fuerza de contacto. La consola 24 incluye un procesador, preferiblemente un ordenador con circuitos de procesamiento de senales apropiados. El procesador esta acoplado para manejar un monitor 29. Los circuitos de procesamiento de senales tlpicamente reciben, amplifican, filtran y digitalizan senales del cateter 14, incluyendo senales generales por los sensores anteriormente indicados y una pluralidad de electrodos de deteccion de localizacion (no mostrados) localizados distalmente en el cateter 14. Las senales digitalizadas se reciben y usan por la consola 24 y el sistema de posicionamiento para calcular la posicion y orientacion del cateter 14 y para analizar las senales electricas de los electrodos.

Por ejemplo, el sistema 10 puede incluir un monitor de electrocardiogramas (ECG), acoplado para recibir senales de uno o mas electrodos de superficie corporal, para proporcionar una senal de sincronizacion ECG a la consola 24. Como se ha mencionado anteriormente, el sistema 10 tambien incluye tlpicamente un sensor de posicion de referencia, ya sea en un parche de referencia aplicado externamente unido al exterior del cuerpo del sujeto, o en un cateter colocado internamente, que se inserta en el corazon 12 y se mantiene en una posicion fija en relation al corazon 12. Se proporcionan bombas y llneas convencionales para hacer circular llquidos a traves del cateter 14 para enfriar el sitio de ablacion.

Ademas, el cateter 14, en cooperation con la consola 24, proporciona information de la fuerza de contacto al operador 16, que puede ser adquirida midiendo el angulo de fase de la impedancia como se ensena en la Publication de Solicitud U.S. comunmente asignada N° 2014-0100563 de Govari. Alternativamente, los datos de la fuerza de contacto pueden obtenerse por cualquiera de las tecnicas anteriormente mencionadas para la medicion de la fuerza de contacto. A este respecto, el THERMOCOOL® SMARTTouch™ Contact Force Catheter, disponible de Biosense Webster, es adecuado para el cateter 14.

Al operador 16 se le proporciona un dispositivo haptico vibratorio, mostrado en el ejemplo de la Fig. 1 como un brazalete de muneca 41, que recibe comunicaciones de un transmisor en la consola 24, por ejemplo por un enlace de comunicacion inalambrico. Alternativamente, el enlace de comunicaciones puede ser un enlace por cable. En respuesta a un mensaje de la consola 24, el brazalete de muneca 41 genera una notification haptica al operador 16 de la fuerza de contacto entre el cateter 14 y el tejido objetivo, como un sitio de ablacion en la superficie endocardica del corazon 12. El brazalete de muneca 41 no es limitativo. Por ejemplo un dispositivo haptico podrla realizarse de otras formas, como una almohadilla aplicada a otras partes del cuerpo, un brazalete de tobillo, zapato, anillo o collar.

Dispositivo Haptico

Se hace ahora referencia a la Fig. 2, que es un diagrama de bloques de un dispositivo haptico 43, que puede realizarse como un brazalete de muneca 41 (Fig. 1) y que se construye y es operativo de acuerdo con una realizacion de la invencion.

El dispositivo haptico 43 tiene un modulo de comunicaciones inalambrico 45, que recibe senales de otro modulo de comunicaciones 47. El modulo de comunicaciones 47 esta enlazado con el cateter 14 (Fig. 1), generalmente a traves de un procesador de senales 50. Las senales de telemetrla producidas por el procesador de senales 50 son reflejo de la fuerza de contacto entre el cateter 14 y el tejido objetivo. Se trasmiten por el modulo de comunicaciones 47 al modulo de comunicaciones 45 usando cualquier protocolo de comunicaciones adecuado.

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El procesador de senales 49 tiene circuiterla de control enlazada con un motor electrico 51, que conduce un actuador 53. El actuador 53 tiene movimiento oscilatorio, vibratorio o correspondiente, indicado por las flechas 55. La sensacion tactil experimentada por el operador y producida por el actuador 53 es representativa de la fuerza de contacto del cateter como se comunica por el modulo de comunicaciones 45. En funcionamiento, el actuador 53 crea una sensacion tactil, que el operador puede interpretar como una medicion de la fuerza de contacto que se esta aplicando actualmente por el cateter 14 contra el tejido objetivo. Adicional o alternativamente el procesador de senales 49 puede configurarse para controlar el motor 51 para provocar que el actuador 53 vibre, las vibraciones siendo sentidas con una periodicidad por el operador cuya fuerza o periodo se correlaciona con la fuerza de contacto. Ademas alternativamente, combinaciones de la intensidad, periodicidad e intervalos de la vibracion pueden comunicar la fuerza de contacto del cateter 1 al operador 16. Las frecuencias vibratorias que varlan de alrededor de 40 Hz a 250 Hz son adecuadas para comunicar diferentes niveles de fuerza de contacto.

Por ejemplo, el actuador 53 puede vibrar rapida o lentamente de acuerdo con los niveles de fuerza de contacto, o puede alternar entre vibrar y no vibrar para producir silencia tactil para periodos perceptiblemente mas largos, el patron codificando niveles de fuerza de contactos. En un ejemplo adicional, el actuador 53 puede operar durante un intervalo relativamente largo y perceptible, por ejemplo 0,25 - 2 seg., y despues cesar de operar durante un intervalo similar. Alternativamente, intervalos especlficos pueden producir sensaciones diferentes, por ejemplo como una "funcion de etapa" de la fuerza de contacto. A los expertos en las tecnicas se les ocurriran codificaciones de los patrones de actividad del actuador 53 de varias otras maneras. En cualquier caso, dichos patrones, cuando se perciben hapticamente por el operador, indican la magnitud de la fuerza de contacto del cateter (u otro parametro). Adicional o alternativamente, los patrones podrlan constituir, por ejemplo, una senal binaria, indicando si el cateter esta o no es una localizacion estable. Las senales pueden ser configurables por el operador, que puede elegir el tipo de retroalimentacion que prefiere recibir tactilmente.

Se hace referencia ahora a la Fig. 3, que es una elevacion frontal del dispositivo haptico 57 en perspectiva ligera, de acuerdo con una realization de la invention. El dispositivo haptico 57 tiene una carcasa 59 que encierra los componentes a ser descritos a continuation. Las ranuras 61 formadas a traves de las proyecciones laterales 63 acomodan correas 65 para asegurar el dispositivo haptico 57 alrededor de una parte del cuerpo del operador, como la muneca.

Se hace ahora referencia a la Fig. 4, que es una elevacion frontal del dispositivo haptico 57 con la carcasa retirada y mostrado en perspectiva ligera, de acuerdo con una realizacion de la invencion. Un actuador lineal 67 mueve la almohadilla 69 lejos de una almohadilla 71, y la oscila hacia la almohadilla 71 como se indica por la flecha 73. El movimiento impartido por el actuador 67 manipula la correa 65, y acorta o alarga la longitud efectiva de la correa 65 (Fig. 3) de acuerdo a si la almohadilla 69 se mueve lejos o hacia la almohadilla 71. La tension o cambio en la longitud efectiva de la correa 65 esta en proportion con la fuerza aplicada a la muneca u otra parte del cuerpo.

Hay disponibles actuadores lineales adecuados, de Pololu Corporation, 920 Pilot Rd., Las Vegas, NV 89119. Los actuadores de este tipo pueden incluir interruptores de limitation (no mostrados). Tambien pueden incluir un potenciometro de retroalimentacion para permitir el control de la position de bucle cerrado.

Se hace referencia ahora a la Fig. 5, que es otra elevacion del dispositivo haptico 57 con la carcasa retirada, mostrada en perspectiva ligera, de acuerdo con una realizacion de la invencion. Esta vista muestra un motor 75 que acciona el actuador 67. Los modulos de comunicaciones y procesamiento de senales descritos con referencia a la Fig. 2 estan alojados en un cerramiento 77.

Esta realizacion proporciona un unico canal tactil para comunicar un parametro de interes, por ejemplo, fuerza de contacto, al operador 16 (Fig. 1). Multiplexando el tiempo del canal, tambien pueden comunicarse otros parametros de interes. Ejemplos de dichos otros parametros se dan a continuacion en la exposition de la Primera Realizacion Alternativa.

Primera Realizacion Alternativa

Se hace ahora referencia a la Fig. 6, que es una vista esquematica de porciones de un dispositivo haptico 79 que se lleva alrededor de una muneca 81 de un operador, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion. Esta realizacion funciona de una manera similar a la realizacion descrita con respecto a las Fig. 2 - Fig. 5. Sin embargo el actuador 67 individual se reemplaza por un conjunto de actuadores 83, 85, 87, 89, 91, 93, 95 que estan distribuidos a lo largo de la longitud de una correa 97 que esta envuelta alrededor de la muneca 81. Los actuadores estan controlados independientemente como se describe anteriormente, por ejemplo multiplexando el canal de comunicacion entre los modulos de comunicaciones 45, 47 (Fig. 2) o proporcionando una pluralidad de canales de comunicacion. Los actuadores 83, 85, 87, 89, 91, 93, 95 son por lo tanto capaces de aplicar individual e independientemente presion en puntos de la circunferencia de la muneca 81 u otra parte del cuerpo. Por ejemplo, en la Fig. 6, el actuador 89 esta activo, presionando un segmento 99 de la correa 97, y produciendo as! una sensacion tactil mejorada en la muneca generalmente en un punto 101, mientras que el actuador 83 esta inactivo, y un segmento 103 correspondiente de la correa 97 esta laxo y no es percibido fuertemente por el operador. Por lo tanto

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el operador no tendra una sensacion tactil significativa en la vecindad de un punto 105 opuesto al actuador 83.

Una ventaja de esta realizacion es una capacidad de comunicar una pluralidad de parametros electroanatomicos de interes al operador, ya sea secuencial o concurrentemente. Los actuadores 83, 85, 87, 89, 91, 93, 95 pueden asignarse respectivamente a diferentes parametros. Por ejemplo, uno de los actuadores podrla alertar al operador de un tiempo de activacion del miocardio de interes en un punto de contacto entre el cateter 14 y el endocardio del corazon 12. Otro actuador podrla senalar la presencia en un punto de contacto de un patron de micro-reentrada de propagacion electrica del miocardio. En otro ejemplo no limitativo, una indicacion tactil de la temperatura del sitio de ablacion podrla provocar que el operador varle el flujo del fluido de irrigacion a traves del cateter 14. Una alarma tactil que indica la expiracion inminente o real de un intervalo temporal de interes, por ejemplo, un intervalo durante el que un aparto de ablacion se energiza.

Segunda Realizacion Alternativa

Se hace ahora referencia a la Fig.7, que es una vista esquematica de porciones del dispositivo haptico 107 siendo llevado alrededor de la muneca 81, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion. Esta realizacion tiene componentes en comun con el dispositivo haptico 43 (Fig. 2), pero funciona usando metodos hidraulicos o neumaticos para producir un efecto tactil en la muneca 81. Una cadena inflable 109 (indicada por el sombreado en la Fig. 7) esta adaptada para ajustar alrededor de la muneca 81 (u otra parte del cuerpo), y es expandible desde una configuracion desinflada indicada por la llnea quebrada 111 a una configuracion inflada indicada por la llnea solida 113.

El inflado y el desinflado se producen por la accion de un motor hidraulico de desplazamiento 115, que puede ser bidireccional, como se muestra en la Fig. 7, o unidireccional. El motor funciona bajo control del procesador de senales 49, como se describe anteriormente con respecto a la Fig. 2.

Cuando el motor hidraulico 115 infla la cadena 109 a traves de la llnea hidraulica 117, el operador percibe una sensacion de presion por debajo de la cadena, que desaparece cuando la cadena 109 se desinfla, ya sea activamente cuando el motor hidraulico 115 es bidireccional, o pasivamente cuando el motor hidraulico 115 es unidireccional. El flujo de fluido dentro y fuera de la cadena 109 se indica por la flecha 119.

En esta realizacion la cadena 109 puede estar construida de goma o plastico hueco. Un modulo que incluye el modulo de comunicaciones 45, el procesador de senales 49 y el motor hidraulico 115 puede llevarse en un cinturon alrededor de la cintura del operador, y la llnea hidraulica 117 puede ser de tubo flexible de diametro pequeno. La cadena 109 puede ser desechable.

Tercera Realizacion Alternativa

Se hace ahora referencia a la Fig. 8, que es una vista esquematica de porciones de un dispositivo haptico 121 que se lleva alrededor de la muneca 81, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion. Esta realizacion tiene componentes en comun con el dispositivo haptico 107 (Fig. 7). Sin embargo, una cadena 123 esta particionada en multiples celdas 125, cada una suministrada por llneas hidraulicas 127 separadas. Un motor hidraulico 129 puede tener puertos o valvulas operados individualmente como se muestra en la Fig. 8. Alternativamente, motores hidraulicos individuales pueden suministrar a las celdas 125 a traves de las llneas hidraulicas 127 respectivas. En cualquier caso, el motor hidraulico 129 o motores estan controlados por el procesador de senales 49.

Esta realizacion tiene las mismas capacidades mejoradas que el dispositivo haptico 79 (Fig. 6), que no se repiten en interes de la brevedad.

Cuarta Realizacion Alternativa

Se hace ahora referencia a la Fig. 9, que es una vista esquematica de porciones de un dispositivo haptico 131 que se lleva alrededor de la muneca 81, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion. En esta realizacion, un brazalete o cadena 133 deformable tiene una o mas celdas 135 que contienen un pollmero electroactivo que cambia de forma que cuando se estimula apropiadamente por senales del procesador de senales 49 a traves del cable electrico 137, provoca que las celdas 135 se deformen individual e independientemente. La cadencia y patron de las deformaciones se detectan por el operador como se ha explicado anteriormente.

Quinta Realizacion Alternativa

Se hace ahora referencia a la Fig. 10, que es una vista esquematica de porciones de un dispositivo haptico 139mejorado que se lleva alrededor de la muneca 81, de acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion.

En esta realizacion el modulo de comunicaciones descrito anteriormente se reemplaza por un transceptor

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141, permitiendo al dispositivo haptico 43 confirmar el recibo de informacion transmitida desde el modulo de comunicaciones 47 (Fig. 2) y enviar datos y senales de comando al modulo de comunicaciones 47. El transceptor 141 esta enlazado con una unidad de procesamiento de senales 143.

El dispositivo haptico 139 incluye una cadena 145 enlazada con la unidad de procesamiento de senales 143. La cadena 145 puede construirse de acuerdo con cualquiera de la realizaciones anteriormente descritas. La cadena 145 se aumenta por uno o mas sensores 147, que estan enlazados con la unidad de procesamiento de senales 143. La unidad de procesamiento de senales 143 adaptada para procesar senales de los sensores 147 y retransmitirlas al transceptor 141, que las comunica despues a la consola 24 (Fig. 1).

Los sensores 147 pueden construirse para detectar varios datos fisiologicos y qulmicos del operador, por ejemplo, sudor, qulmica sangulnea, velocidad y ritmo cardiaco, o incluso un electrocardiograma. Adicional o alternativamente, algunos de los sensores 147 pueden ser sensores de localizacion, que podrlan detectar, por ejemplo, la posicion de la mano del operador durante el procedimiento.

Esta realizacion facilita la evaluacion de las habilidades del operador y la eficacia del procedimiento por correlacion con los datos obtenidos del operador con los datos obtenidos del cateter de ablacion. Adicional o alternativamente, los datos de deteccion pueden provocar que el operador modifique o termine el procedimiento cuando se cumplen los criterios predeterminados.

Se apreciara por loes expertos en la tecnica que la presente invencion no esta limitada a lo que se ha mostrado y descrito particularmente en la presente con anterioridad. Mas bien, el alcance de la presente invencion incluye tanto combinaciones como subcombinaciones de las varias caracterlsticas descritas en la presente con anterioridad, as! como variaciones y modificaciones de la mismas que no estan en la tecnica anterior, que se les podrlan ocurrir a los expertos en la tecnica tras leer la descripcion precedente.

La invencion se define en las reivindicaciones. Otras realizaciones son meramente ejemplares.

Claims

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Reivindicaciones

1. Un aparato de ablacion, que comprende:

una sonda flexible (14) adaptada para su insercion en un corazon de un sujeto vivo y que tiene un electrodo de ablacion (32) dispuesto distalmente para ser puesto en contacto con un tejido objetivo en el corazon, en el que la sonda (14) es operativa para hacer una medicion de la fuerza del contacto entre la sonda (14) y el tejido objetivo;

una fuente de potencia (25), controlada por un operador (16), y operativa para aplicar una dosis de energla a traves del electrodo de ablacion (32) al tejido objetivo para someter a ablacion el tejido objetivo; un transmisor (47), operativo para transmitir una indicacion de la medicion de la fuerza de contacto; y caracterizado por

un dispositivo portatil (43, 57, 79, 107, 121, 131, 139) que tiene un receptor (45, 141) para recibir senales desde el transmisor (47) y un actuador (53, 67, 83) operativo para estimular hapticamente al operador (16) en respuesta a las senales.
2. El aparato de ablacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el dispositivo portatil (43) comprende:

un brazalete (41, 109, 123, 133, 145); un procesador (49); y

un actuador electromecanico (53, 67, 83) enlazado con el procesador (49) operativo para hacer vibrar el brazalete cuando la fuerza de contacto alcanza un valor predeterminado.
3. El aparato de ablacion de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la vibracion se realiza independientemente en

subdivisiones del brazalete (41, 109, 123, 133, 145), en el que las subdivisiones estan adaptadas para la

aproximacion a localizaciones respectivas en una parte del cuerpo del operador (16), y en el que las subdivisiones comprenden celdas inflables /125), y hacer vibrar comprende inflar y desinflar independientemente las celdas (125) neumatica o hidraulicamente.
4. El aparato de ablacion de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la vibracion se realiza independientemente en

subdivisiones del brazalete (41, 109, 123, 133, 145), en el que las subdivisiones estan adaptadas para la

aproximacion a localizaciones respectivas en una parte del cuerpo del operador, y en el que las subdivisiones

comprenden celdas inflables (135) que contienen un pollmero electroactivo, y se deforman estimulando

electricamente el pollmero para inflar y desinflar las celdas (135) seleccionadas.
5. El aparato de ablacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el dispositivo portatil comprende:

un brazalete (41, 109, 123, 133, 145); y

un procesador en el que el actuador deforma el brazalete cuando la fuerza de contacto alcanza un valor predeterminado bajo control del procesador.
6. El aparato de ablacion de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el brazalete comprende una correa adaptada para llevarse alrededor de una muneca del operador y el actuador es operativo para deformar el brazalete variando electromecanicamente una tension de la correa.
7. El aparato de ablacion de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el brazalete comprende un pollmero electroactivo, y el actuador es operativo para deformar el brazalete estimulando electricamente el pollmero.
8. El aparato de ablacion de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el brazalete (41, 109, 123, 133, 145) comprende una celda inflable (125), y el actuador es operativo para deformar el brazalete inflando o desinflando neumatica o hidraulicamente la celda.
9. El aparato de ablacion de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el brazalete comprende ademas un sensor (147) operativo para detectar eventos fisiologicos del operador (16) y un modulo de transmision para comunicar indicaciones de los eventos.