ES2695241T3

ES2695241T3 - Catéter de ablación por radiofrecuencia con evaluación óptica de tejido

Info

Publication number: ES2695241T3
Application number: ES15701808T
Authority: ES
Inventors: Balbas Eduardo Margallo; Givernau José Luis Rubio; Valero Santiago Jimenez; Rivera Alejandro Barriga; Bermejo Justo Contreras; Soler Juan Lloret
Original assignee: Medlumics SL
Current assignee: Medlumics SL
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2019-01-02
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: EP3099264A1; CN106163442B; AU2019279955A1; CA3174899C; JP7050103B2; CA2938427A1; JP2017506943A; CA3174899A1; US10835313B2; US20150209105A1; US20210077181A1; WO2015114088A1; CN106163442A; AU2015212820A1; BR112016017757A8; BR112016017757B1; CA2938427C; JP6827811B2; AU2019279955B2; EP3099264B1

Abstract

Un catéter (100), que comprende: una sección (104) distal que comprende: uno o más electrodos (306) configurados para aplicar energía de RF a una porción de una muestra (308) en contacto con uno o más electrodos, de manera que la porción de la muestra se extirpa, una pluralidad de puertos (302) de vista, y una pluralidad de guías de onda (304) definidas en un circuito óptico integrado, estando configurada cada guía de onda de la pluralidad de guías de onda para transmitir radiación de exposición, o recibir radiación dispersada que ha sido reflejada o dispersada de la muestra, a través de un puerto (302) de vista correspondiente de la pluralidad de puertos de vista, una sección (102) proximal que comprende: una fuente (502) óptica configurada para generar un haz fuente de radiación, y un detector (514) configurado para generar datos ópticos de resolución en profundidad asociados con la radiación reflejada o dispersada; un multiplexor (312) configurado para generar la radiación de exposición del haz fuente de radiación; y una funda (106) acoplada entre la sección (102) proximal y la sección (104) distal.

Description

DESCRIPCION

Cateter de ablacion por radiofrecuencia con evaluacion optica de tejido

Antecedentes

Campo

Las realizaciones de la invencion se refieren a disenos de, y metodos de uso, de un cateter de ablacion por RF junto con inspeccion optica de tejido.

Antecedentes

La ablacion por radiofrecuencia (RF) es una tecnica medica para producir necrosis tisular. Se utiliza para ayudar a tratar diferentes patologias que incluyen el cancer, el esofago de Barret o las arritmias cardiacas, entre otras. La aplicacion de corriente alterna con una frecuencia de oscilacion superior a varios cientos de kHz evita la estimulacion del tejido excitable al tiempo que suministra calor mediante el efecto de Joule. El aumento de la temperatura del tejido produce la desnaturalizacion de las moleculas biologicas, incluidas proteinas como el colageno. Tradicionalmente, la ablacion por RF se realiza colocando un electrodo externo en el cuerpo del paciente y aplicando un potencial alternativo a la punta de un cateter que se coloca en contacto con el tejido a tratar dentro del cuerpo del paciente. El efecto de ablacion depende de varios factores, entre los que se incluyen la potencia electrica aplicada, la calidad del contacto electrico, las propiedades locales del tejido, la presencia de flujo sanguineo cerca de la superficie del tejido y el efecto de la irrigacion. Debido a la variabilidad de estos parametros, es dificil obtener resultados consistentes.

De hecho, este procedimiento ha demostrado una eficacia limitada cuando se usa en la fibrilacion auricular, con tasas de exito individuales que dependen en gran medida de la experiencia y la capacidad del clinico que la realiza. Incluso en centros calificados, en la fase aguda despues de la ablacion, las tasas de tratamiento exitosas solo aumentan hasta el 80%, mientras que las recurrencias en un periodo de un ano de seguimiento pueden alcanzar el 20%. Algunos factores asociados a los casos recurrentes son las lineas de ablacion discontinuas y la ablacion incompleta de la pared. La ablacion incompleta que produce edema en lugar de necrosis completa no se puede identificar correctamente con las herramientas actuales.

Un problema adicional con la ablacion con cateter es el largo tiempo de intervencion que se requiere en los procedimientos de punto a punto en el atrio. En estos casos, las lineas continuas se crean en un patron predefinido alrededor de estructuras anatomicas para obtener el efecto del aislamiento electrico deseado. Dado que la ablacion se realiza localmente, comunmente se concatenan una gran cantidad de lesiones individuales. Asegurar la continuidad de tal patron en un corazon que palpita requiere un trabajo y una atencion minuciosos. Dado que el procedimiento a menudo se realiza con el apoyo de una fluoroscopia, puede suponer una dosis de radiacion significativa para el medico y el paciente. Las siguientes referencias proporcionan informacion de antecedente util para ayudar a comprender la invencion: Publicacion de Patente de Estados Unidos No. 2006/0122587; Publicacion de Patente Europea No. EP 2,062,545; Publicacion de Patente Europea No. EP 1,922,991; Publicacion de Patente Espanola No. ES 2.415.555: Publicacion de Patente Espanola No. ES 2.396.391; Publicacion de la OMPI No. WO 2007/149603; Publicacion de Patente de Estados Unidos No. 2007/0282403: Publicacion de Patente de Estados Unidos No. 2012/010581 2; y la publicacion de la OMPI No. WO 2000/013574.

Breve resumen

La invencion se define en la reivindicacion 1 y la reivindicacion 23. Otros aspectos y realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones adjuntas. Aspectos, realizaciones y ejemplos de la presente divulgacion que no entran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas no forman parte de la invencion y se proporcionan simplemente con fines ilustrativos

El uso de la ablacion por RF punto a punto para ayudar a mitigar los efectos de la fibrilacion auricular se mejora al proporcionar informacion directa e inmediata sobre la transmuralidad de la lesion, la continuidad de la lesion y la energia total suministrada al tejido que se esta extirpando. En las realizaciones presentadas en este documento, se describen los sistemas y metodos para realizar la ablacion por RF mientras se monitoriza el procedimiento utilizando datos de interferometria de baja coherencia (LCI).

En una realizacion, un cateter incluye una seccion distal, una seccion proximal, un multiplexor y una funda acoplada entre la seccion distal y la seccion proximal. La seccion distal incluye uno o mas electrodos configurados para aplicar energia de RF a una porcion de una muestra en contacto con uno o mas electrodos, de manera que la porcion de la muestra se extirpa. La seccion distal tambien incluye una pluralidad de elementos opticos que transmiten uno o mas haces de radiacion de exposicion desde la seccion distal del cateter y reciben uno o mas haces de radiacion dispersos que se han reflejado o dispersado de la muestra. La seccion proximal incluye una fuente optica que genera un haz fuente de radiacion y un detector que genera datos opticos con resolucion de profundidad asociados con uno o mas haces de radiacion dispersa. El multiplexor genera uno o mas haces de radiacion de exposicion a partir del haz de fuente de radiacion.

En otra realizacion, un cateter incluye una seccion distal, una seccion proximal, un dispositivo de procesamiento y una funda acoplada entre la seccion distal y la seccion proximal. La seccion distal incluye uno o mas electrodos configurados para aplicar energia de RF a una porcion de una muestra en contacto con uno o mas electrodos de tal manera que la porcion de la muestra se extirpa. La seccion distal tambien incluye una pluralidad de elementos opticos configurados para transmitir uno o mas haces de radiacion de exposicion desde la seccion distal del cateter y recibir uno o mas haces de radiacion dispersos que se han reflejado o dispersado de la muestra. La seccion proximal incluye una fuente optica configurada para generar un haz fuente de radiacion y un detector configurado para generar datos opticos con resolucion de profundidad asociados con uno o mas haces de radiacion dispersa. El dispositivo de procesamiento actualiza un modelo de propiedades termicas de la muestra basandose al menos en los datos opticos resueltos en profundidad.

Se describe un metodo de ejemplo. El metodo incluye transmitir uno o mas haces de radiacion de exposicion a traves de las aberturas correspondientes dispuestas en un extremo distal de un cateter. Uno o mas haces de radiacion dispersada o reflejada se reciben de una muestra cerca del extremo distal del cateter. Usando un dispositivo de procesamiento, los datos opticos de la muestra con resolucion de profundidad se generan en base a uno o mas haces de radiacion dispersos o reflejados. El metodo tambien determina si la muestra es tejido en funcion de los datos opticos con resolucion de profundidad. Si se determina que la muestra es tejido, entonces se determina una distancia entre el extremo distal del cateter y la muestra basandose al menos en los datos opticos con resolucion de profundidad. Se presenta otro metodo de ejemplo. El metodo incluye extirpar una porcion de una muestra usando energia de RF generada por uno o mas electrodos en un extremo distal de un cateter, y transmitir uno o mas haces de radiacion de exposicion a traves de las aberturas correspondientes dispuestas en el extremo distal del cateter. Uno o mas haces de radiacion dispersada o reflejada se reciben de la porcion de la muestra. Los datos opticos resueltos en profundidad se generan en funcion de uno o mas haces de radiacion dispersada o reflejada. Se puede proporcionar un modelo de propiedades termicas de la muestra basado al menos en los datos opticos de resolucion profunda.

Breve descripcion de los dibujos/figuras.

Los dibujos adjuntos, que se incorporan en el presente documento y forman parte de la especificacion, ilustran realizaciones de la presente invencion y, junto con la descripcion, sirven ademas para explicar los principios de la invencion y para permitir que una persona experta en la tecnica pertinente haga y use la invencion

La fig. 1 ilustra un cateter, de acuerdo con una realizacion.

Las figs. 2A-2B ilustran secciones transversales de un cateter, de acuerdo con realizaciones.

Las figs. 3A-3B muestran un extremo distal de un cateter, de acuerdo con realizaciones.

La fig. 4 muestra un extremo distal de un cateter, de acuerdo con una realizacion.

La fig. 5 ilustra un diagrama de bloques de un sistema LCI, de acuerdo con una realizacion.

Las figs. 6A-6B ilustran los ejes de polarizacion de la luz de imagen y una muestra

La fig. 7 muestra una distribucion de temperatura de ejemplo en una muestra, de acuerdo con una realizacion. La fig. 8 muestra una distribucion de temperatura de ejemplo en una muestra, de acuerdo con una realizacion. La fig. 9 muestra resultados opticos en vista de la desnaturalizacion del tejido, de acuerdo con una realizacion. La fig. 10 representa un metodo, de acuerdo con una realizacion.

La fig. 11 representa un metodo, de acuerdo con otra realizacion.

La fig. 12 representa un metodo, de acuerdo con otra realizacion mas.

La fig. 13 ilustra un sistema informatico de ejemplo util para implementar varias realizaciones.

Las realizaciones de la presente invencion se describiran con referencia a los dibujos adjuntos.

Descripcion detallada

Aunque se discuten configuraciones y disposiciones especificas, debe entenderse que esto se hace solo con fines ilustrativos. Una persona experta en la tecnica pertinente reconocera que pueden usarse otras configuraciones y disposiciones sin apartarse del espiritu y alcance de la presente invencion. Sera evidente para un experto en la tecnica pertinente que esta invencion tambien puede emplearse en una variedad de otras aplicaciones.

Se observa que las referencias en la especificacion a “una realizacion”, “una realizacion”, “una realizacion de ejemplo”, etc., indican que la realizacion descrita puede incluir un rasgo, estructura o caracteristica particular, pero cada realizacion puede no necesariamente Incluir el rasgo, estructura, o caracteristica particular. Ademas, tales frases no se refieren necesariamente a la misma realizacion. Ademas, cuando un rasgo, estructura o caracteristica particular se describe en relacion con una realizacion, estaria dentro del conocimiento de un experto en la tecnica efectuar dicho rasgo, estructura o caracteristica en relacion con otras realizaciones, ya sea que se describa explicitamente o no.

Cabe senalar que, aunque esta solicitud puede referirse especificamente a la ablacion cardiaca, las realizaciones descritas en este documento tambien pueden dirigirse a otras patologias. Los principios del uso de la energia de RF para tratar otras patologias son similares y, por lo tanto, las tecnicas utilizadas para aplicar la energia de RF son similares.

En el presente documento se describen realizaciones de un cateter que combina la ablacion por RF con LCI para proporcionar un mejor control durante el procedimiento de ablacion. Ademas, los metodos para combinar informacion de LCI con un modelo computacional de transferencia de calor permiten estimar el suministro de energia y la distribucion de temperatura en el tejido bajo ablacion. Estos metodos pueden ser implementados por un dispositivo de computacion para proporcionar procesamiento de senal/imagen que alimenta informacion de LCI en un modelo computacional dado. El modelo, o cualquier salida del modelo, puede proporcionarse a un usuario del cateter, como un medico o tecnico. Alternativa o adicionalmente, cualquier aspecto del modelo puede usarse para proporcionar control automatico sobre el proceso de ablacion utilizando, por ejemplo, un circuito de retroalimentacion. En algunas realizaciones, el cateter incluye ademas uno o una combinacion de sensores de presion, temperatura, posicion o forma. Se pueden incluir subsistemas adicionales como, por ejemplo, un sistema de irrigacion o herramientas de medicion de impedancia con el cateter. Aunque las realizaciones en el presente documento describen el uso de un cateter de ablacion por RF, tambien pueden utilizarse otras tecnicas de ablacion sin desviarse del alcance o espiritu de la invencion, tal como, por ejemplo, la ablacion con laser.

En este documento, los terminos “radiacion electromagnetica”, “luz” y “haz de radiacion” se utilizan para describir las mismas senales electromagneticas que se propagan a traves de los diversos elementos y sistemas descritos.

Realizaciones del cateter

La fig. 1 ilustra un cateter 100 de acuerdo con una realizacion. El cateter 100 incluye una parte 102 proximal, una parte 104 distal y una funda 106 acoplada entre la parte 102 proximal y la parte 104 distal. En una realizacion, la funda 106 incluye uno o mas marcadores radiopacos para fines de navegacion. En una realizacion, el cateter 100 incluye una interfaz 110 de comunicacion entre el cateter 100 y un dispositivo 108 de procesamiento. La interfaz 110 de comunicacion puede incluir uno o mas alambres entre el dispositivo 108 de procesamiento y el cateter 100. En otros ejemplos, la interfaz 110 de comunicacion es un componente de interfaz que permite la comunicacion inalambrica, como Bluetooth, WiFi, celular, etc. La interfaz 110 de comunicacion puede comunicarse con uno o mas elementos transceptores ubicados dentro de la parte 102 proximal o la parte 104 distal del cateter 100.

En una realizacion, la funda 106 y la parte 104 distal son desechables. Como tal, la parte 102 proximal se puede reutilizar uniendo una nueva funda 106 y la parte 104 proximal cada vez que se realice un nuevo procedimiento. En otra realizacion, la parte 102 proximal tambien es desechable.

La parte 102 proximal puede albergar varios componentes electricos y opticos utilizados en el funcionamiento del cateter 100. Por ejemplo, se puede incluir una fuente de alimentacion dentro de la parte 102 proximal para aplicar energia de RF a un electrodo ubicado en la parte 104 distal para la ablacion del tejido. La fuente de alimentacion puede disenarse para generar una corriente alterna en frecuencias de al menos entre 350 y 500 kHz. Como tal, uno o mas alambres conductores (o cualquier medio de transmision electrica) pueden conducir desde la fuente de alimentacion a la parte 104 distal dentro de la funda 106. Ademas, la parte 102 proximal puede incluir una fuente optica para generar un haz de radiacion. La fuente optica puede incluir uno o mas diodos laser o diodos emisores de luz (LED). El haz de radiacion generado por la fuente optica puede tener una longitud de onda dentro del rango infrarrojo. En un ejemplo, el haz de radiacion tiene una longitud de onda central de 1.3 pm. La fuente optica puede disenarse para emitir un haz de radiacion a una sola longitud de onda, o puede ser una fuente de barrido y disenarse para emitir un rango de diferentes longitudes de onda. El haz de radiacion generado puede guiarse hacia la parte 104 distal a traves de un medio de transmision optica conectado entre la parte 102 proximal y la parte 104 distal dentro de la funda 106. Algunos ejemplos de medios de transmision optica incluyen fibras opticas monomodo y multimodo y guias de ondas opticas integradas. En una realizacion, el medio de transmision electrica y el medio de transmision optico son proporcionados por el mismo medio hnbrido que permite la propagacion de senales tanto electrica como optica.

En una realizacion, la parte 102 proximal incluye uno o mas componentes de un interferometro para realizar una LCI utilizando la luz generada desde la fuente optica. Los detalles adicionales del sistema LCI se discuten con referencia a la FIG. 5. Debido a la naturaleza del analisis de datos interferometricos, en una realizacion, el medio de transmision optica utilizado para guiar la luz hacia y desde el extremo distal 104 no afecta el estado y el grado de polarizacion de la luz. En otra realizacion, el medio de transmision optica afecta a la polarizacion de una manera constante y reversible.

La parte 102 proximal puede incluir elementos de interfaz adicionales con los que un usuario del cateter 100 puede controlar el funcionamiento del cateter 100. Por ejemplo, la parte 102 proximal puede incluir un mecanismo de control de deflexion que controla un angulo de deflexion de la parte 104 distal. El mecanismo de control de desviacion puede requerir un movimiento mecanico de un elemento en la parte 102 proximal, o el mecanismo de control de desviacion puede usar conexiones electricas para controlar el movimiento de la parte 104 distal. La parte 102 proximal puede incluir varios botones o interruptores que permiten al usuario controlar cuando se aplica energfa de RF en el extremo distal 104, o cuando los haces de radiacion se transmiten desde el extremo distal 104, permitiendo la adquisicion de datos opticos.

La parte 104 distal incluye uno o mas electrodos externos para la ablacion, de acuerdo con una realizacion. Por simplicidad, en el resto de la descripcion se considera que solo esta presente un electrodo de ablacion. La parte 104 distal tambien incluye una pluralidad de puertos de vista optica. En una realizacion, uno o mas de los puertos de vista optica se mecanizan en cada uno de los uno o mas electrodos.

El electrodo utilizado para la ablacion esta en conexion electrica con al menos un cable que corre a lo largo de la funda 106. Los puertos de vista optica se distribuyen sobre el exterior de la parte 104 distal, dando como resultado una pluralidad de direcciones de visualizacion distintas, de acuerdo con una realizacion. En una realizacion, cada una de la pluralidad de direcciones de visualizacion es sustancialmente no coplanar. Los puertos de la vista optica tambien pueden disenarse con la funcionalidad de irrigacion para enfriar la parte 104 distal y el tejido circundante por sobrecalentamiento durante la ablacion. Mas detalles sobre el diseno de la parte 104 distal se discuten con referencia a las Figs. 3A, 3B y 4.

Las figs. 2A y 2B ilustran vistas en seccion transversal de la funda 106, de acuerdo con realizaciones. La funda 106 puede incluir todos los elementos que interconectan la parte 102 proximal con la parte 104 distal. La funda 106a ilustra una realizacion que aloja un canal 202 de irrigacion, medio conductor de RF 204, mecanismo 206 de desviacion, conexiones 208 electricas y medio 210 de transmision optica. La fig. 2A ilustra una cubierta protectora 212 enrollada alrededor de ambas conexiones 208 electricas y medios 210 de transmision optica. Las conexiones 208 electricas se pueden usar para proporcionar senales a los componentes de modulacion optica ubicados en la parte 104 distal. Uno o mas medios 210 de transmision optica gufan la luz generada desde la fuente optica (luz de exposicion) hacia la parte 104 distal, mientras que otro subconjunto de medios 210 de transmision optica gufa la luz que retorna desde la parte 104 distal (luz dispersada o reflejada) hasta la parte 102 proximal. En otro ejemplo, el mismo o mas medios 210 de transmision optica gufan la luz en ambas direcciones.

El canal 202 de irrigacion puede ser un tubo hueco utilizado para guiar el fluido de enfriamiento hacia la parte 104 distal. El canal 202 de irrigacion puede incluir elementos de calentamiento y/o enfriamiento dispuestos a lo largo del canal para afectar la temperatura del fluido. En otra realizacion, el canal 202 de irrigacion tambien se puede usar como una avenida para extraer el fluido que rodea la parte 104 distal hacia la parte 102 proximal.

El medio 204 conductor de RF puede ser un alambre o cable utilizado para proporcionar energfa de RF al electrodo de ablacion ubicado en la parte 104 distal. El mecanismo 206 de desviacion puede incluir elementos electricos o mecanicos disenados para proporcionar una senal a la parte 104 distal para cambiar el angulo de desviacion de la parte 104 distal. El sistema de desviacion permite la gufa de la parte 104 distal accionando un control mecanico colocado en la parte 102 proximal, de acuerdo con una realizacion. Este sistema puede basarse en una serie de recortes alineados y espaciados uniformemente en la funda 106 destinados a proporcionar una desviacion unidireccional de la parte 104 distal, en combinacion con un cable que conecta el control del mecanismo de desviacion en la parte 102 proximal con la punta del cateter en la parte 104 distal. De esta manera, se puede proyectar un cierto movimiento de la parte proximal a la parte distal. Otras realizaciones que implican la combinacion de varios cables de control unidos a la punta del cateter pueden permitir la desviacion de la punta del cateter en diferentes direcciones.

La fig. 2B ilustra una seccion transversal de la funda 106b. La funda 106b representa una realizacion que tiene la mayorfa de los mismos elementos que la funda 106a de la FIG. 2A, excepto que no hay conexiones 208 electricas. La funda 106b se puede usar en situaciones en las que la modulacion (por ejemplo, la multiplexacion) del haz de radiacion generado se realiza en la parte 102 proximal.

Las figuras 3A y 3B ilustran vistas dentro de la parte 104 distal, segun realizaciones. La fig. 3A ilustra la parte 104a distal. La parte 104a distal representa una realizacion que tiene una pluralidad de puertos 302 de vision, una pluralidad de fibras opticas 304, un electrodo 306 que tambien actua como un cuerpo exterior de la parte 104 distal, y uno o mas canales 310 de irrigacion ubicados sustancialmente en una punta de la parte 104a distal. La pluralidad de puertos 302 de vista puede estar dispuesta alrededor del exterior de la parte 104a distal en cualquier patron para lograr varias vistas de una muestra 308. La energia de RF se puede aplicar al electrodo 306 para extirpar una porcion de la muestra 308. El electrodo 306 puede representar uno o mas electrodos en la parte 104a distal. En una realizacion, las fibras opticas 304 pueden ser cualquier otro tipo de estructuras de guia de onda, tales como guias de onda definidas dentro de un circuito integrado optico. En otra realizacion, las fibras opticas 304 pueden ser estructuras de guia de onda definidas sobre un sustrato flexible. Una unidad 312 de multiplexacion tambien se puede definir sobre el mismo sustrato flexible que incluye las estructuras de guia de onda.

Las fibras 304 opticas se usan en cada uno de la pluralidad de puertos 302 de vista para transmitir y recibir luz a traves de cada uno de la pluralidad de puertos 302 de vista. La luz de exposicion se transmite a traves de los puertos 302 de vista desde la parte 104a distal hacia la muestra 308, mientras que la luz que se dispersa o refleja en la muestra 308 se recibe a traves de los puertos 302 de vista. Cada puerto de vista de la pluralidad de puertos 302 de vista puede incluir mas de una fibra optica, por ejemplo, un haz de fibras. La luz generada desde la fuente optica dentro de la parte 102 proximal se puede dividir entre cada uno de los puertos 302 de vista usando la unidad 312 de multiplexacion. Alternativamente, la unidad 312 de multiplexacion puede seleccionar uno de la pluralidad de puertos 302 de vista para que la luz viaje desde estos. La unidad 312 de multiplexacion recibe un haz de entrada de radiacion a traves de la linea 316 de transmision optica. La linea 316 de transmision optica puede incluir cualquier numero de elementos de transmision optica (por ejemplo, fibras opticas), y puede ser similar a los medios 210 de transmision optica de las Figs.

2A y 2B. Se pueden incluir cables 318 electricos para llevar senales de control a la unidad 312 de multiplexacion desde la parte 102 proximal del cateter 100.

La unidad 312 de multiplexacion puede incluir una electronica 314 asociada que proporciona senales de control a varios elementos moduladores de la unidad 312 de multiplexacion. La unidad 312 de multiplexacion puede usar cualquier metodo de multiplexacion que permita la separacion de contribuciones de la luz recolectada por los distintos puertos 302 de vista. Uno de estos metodos de multiplexacion es la multiplexacion en el dominio del tiempo, en la que la unidad 312 de multiplexacion conmuta entre diferentes guias de onda de salida de una manera controlada, de modo que en un momento dado solo uno de los puertos 302 de vista asociados esta activo.

Otro metodo de multiplexacion adecuado es la multiplexacion en el dominio de la frecuencia, en la cual la luz que atraviesa cada uno de los puertos 302 de vista se modula de tal manera que el comportamiento de la frecuencia en el tiempo de las senales correspondientes a diferentes puertos 302 de vista puede ser diferenciado por un dispositivo de procesamiento. La multiplexacion en el dominio de la coherencia tambien se puede utilizar en la unidad 312 de multiplexacion, introduciendo un retraso de grupo diferente a la luz que atraviesa cada puerto 302 de vista, de modo que las senales correspondientes a los puertos 302 de vista diferentes aparecen en diferentes posiciones de coherencia y, por lo tanto, pueden diferenciarse mediante un dispositivo de procesamiento. En una realizacion, estos metodos no son exclusivos y se pueden combinar para encontrar el mejor compromiso de diseno. Algunos de los metodos de multiplexacion, como la multiplexacion en el dominio de coherencia, no requieren ningun accionamiento electrico de la unidad 312 de multiplexacion. Por lo tanto, en una realizacion, las implementaciones basadas en la multiplexacion en el dominio de coherencia no requieren medios de transmision electrica para las senales de control.

En una realizacion, la unidad 312 de multiplexacion se produce en un chip optico de fotonica de silicio usando una red de interruptores opticos termoelectricos. Otros materiales adecuados para usar en la unidad 312 de multiplexacion incluyen nitruro de silicio, dioxido de silicio, oxinitruro, niobato de litio, materiales semiconductores III-V, carburo de silicio y polimeros de grado optico. Otros efectos de modulacion para respaldar la operacion de conmutacion optica incluyen el efecto electrooptico, los efectos de densidad del portador de carga, los efectos fotomecanicos, la modulacion del indice de refraccion basada en cristal liquido, etc. La funcion de multiplexacion tambien se puede obtener a traves de dispositivos microelectromecanicos (MEMS) en la medida en que se puedan cumplir las restricciones de miniaturizacion y empaquetado. Las conexiones entre los alambres 318 electricos y la unidad 312 de multiplexacion se pueden lograr a traves de la union o soldadura de alambres individuales, o a traves de un sustrato intermedio que permita el ensamblaje “flip-chip” en un proceso individual o por lotes. En una realizacion, este sustrato intermedio es flexible.

En una realizacion, la unidad 312 de multiplexacion se fabrica sobre un sustrato flexible. Un proceso para formar los elementos opticos sobre un sustrato flexible incluye una etapa de postprocesamiento de transferencia de sustrato aplicada a chips u obleas de silicio sobre aislante (SOI), como se describe con mas detalle en la publicacion de patente de los Estados Unidos No. 9062 960 B2. En una realizacion, el dispositivo flexible resultante es mas delgado (<100 pm) que el grosor (500-700 pm) inicial. La unidad 312 de multiplexacion puede implementarse mediante un chip optico integrado que es parcialmente flexible. La pluralidad de fibras opticas 304 es adecuadamente flexible para alcanzar los diversos puertos 302 de vista dispuestos alrededor de la parte 104a distal, de acuerdo con una realizacion. La electronica 314 asociada se puede unir al lado inferior o al lado superior de un chip integrado que incluye la unidad 312 de multiplexacion. En otra realizacion, tanto la unidad 312 de multiplexacion como la electronica 314 asociada estan dispuestas sobre un sustrato flexible. En un ejemplo, el sustrato flexible que tiene tanto la unidad 312 de multiplexacion como la electronica 314 asociada se enrolla en una forma cilindrica para encajar dentro de la parte 104a distal del cateter 100.

La parte 104a distal puede incluir uno o mas canales 310 de irrigacion para suministrar fluido a una pluralidad de orificios (no mostrados) en el exterior de la parte 104a distal. El fluido suministrado a traves de los canales 310 de irrigacion se puede usar para enfriar durante el procedimiento de ablacion. En otras realizaciones, los canales 310 de irrigacion pueden disenarse para suministrar fluidos terapeuticos a la muestra 308.

La parte 104a distal tambien puede incluir un sensor 317 de fuerza. En una realizacion, el sensor 317 de fuerza esta disenado para medir una fuerza aplicada a la parte 104a distal durante la operacion a lo largo de uno o mas ejes de referencia. El sensor 317 de fuerza puede incluir un elemento rigido que proviene de la funda (por ejemplo, un alambre rigido) conectado mecanicamente a una parte del sensor, mientras que un electrodo externo esta conectado a una parte diferente del sensor. El ensamblaje general del cateter y cualquier elemento de fijacion mecanica que actue entre el electrodo 306 y la funda debe garantizar una transferencia de tension suficiente para forzar el sensor 317. En otra realizacion, el sensor 317 de fuerza puede ser un sensor de presion basado en, por ejemplo, un extensometro.

El sensor 317 de fuerza puede tener su elemento de lectura definido en el mismo sustrato que la unidad 312 de multiplexacion, de acuerdo con una realizacion. El principio de lectura puede basarse en un analisis interferometrico del cambio de distancia asociado a la tension, en un dispositivo piezoelectrico, en una medicion de capacitancia o en una medicion electromagnetica. De acuerdo con una realizacion, las senales generadas desde el sensor 317 de fuerza se propagan a traves de cables adicionales y/o medios de transmision optica que pasan a traves de la funda 106. Alternativamente, las senales pueden propagarse a traves de los mismos caminos electricos y opticos utilizados para multiplexar la unidad 312 y su electronica 314 asociada. En este ultimo caso, el camino optico multiplexado y el camino de datos del sensor 317 de fuerza se pueden separar a traves de una tecnica adecuada de multiplexado de senal. Ademas, si los canales 310 de irrigacion se perfunden a un flujo bajo y constante, la presion puede medirse indirectamente agregando un transductor de presion en la parte 102 proximal del cateter 100.

En una realizacion, un sensor 319 de temperatura puede incluirse en la parte 104a distal, midiendo la temperatura sustancialmente en la punta del cateter durante la operacion. El sensor 319 de temperatura puede ser un termopar, un elemento con una dependencia resistiva conocida de la temperatura, un elemento donde un parametro optico cambia con la temperatura o cualquier otro tipo de sensor de temperatura. El sensor 319 de temperatura puede incluirse como un elemento definido en el mismo sustrato que la unidad 312 de multiplexacion. De acuerdo con una realizacion, las senales generadas desde el sensor 319 de temperatura se propagan a traves de cables adicionales y/o medios de transmision optica que se ejecutan a traves de la funda 106, o a traves de los mismos caminos electricos y opticos utilizados para multiplexar la unidad 312 y su electronica 314 asociada. En este ultimo caso, el camino optico multiplexado y los caminos de datos del sensor 319 de temperatura se pueden separar a traves de una tecnica adecuada de multiplexacion de senal.

La fig. 3b ilustra otra realizacion de la parte distal, representada como parte 104b distal. La parte 104b distal incluye muchos de los mismos elementos que los descritos en la parte 104a distal. Sin embargo, la parte 104b distal no incluye la unidad 312 de multiplexacion y la electronica 314 asociada. Se usa un haz de fibras 320 para proporcionar luz a la pluralidad de fibras opticas 304 dentro de la parte 104b distal. En una realizacion de cateter que usa la parte 104b distal, una unidad de multiplexacion puede ubicarse dentro de la parte 102 proximal o externa al cateter 100 (tal como, por ejemplo, con el dispositivo 108 de procesamiento).

En cualquiera de las realizaciones de la parte 104 distal ilustrada en las Figs. 3A y 3B, la pluralidad de puertos 302 de vista puede incluir una o mas lentes y/o espejos disenados para enfocar la luz que atraviesa cualquiera de los puertos 302 de vista. El material utilizado dentro de cada puerto 302 de vista es sustancialmente transparente a la longitud de onda de la luz utilizada para la interrogacion optica, de acuerdo con una realizacion. Las lentes se pueden recubrir con una capa antirreflectante para minimizar las perdidas opticas. Los espejos pueden producirse localmente a traves de la evaporacion selectiva de una capa de metal a traves de una mascara en las superficies a ser reflectantes, y pueden ser planos o proporcionar una funcion de enfoque. El cuerpo de la parte 104 distal puede formarse utilizando plastico moldeado por inyeccion y disenarse para soportar el embalaje de la unidad 312 de multiplexacion. En una realizacion, las lentes utilizadas en la pluralidad de puertos 302 de vista incluyen lentes de gradiente de indice y/o lentes con puntas conicas.

En una realizacion, uno o mas de la pluralidad de puertos 302 de vista incluye un elemento de escaneo (no mostrado) que permite que el haz de radiacion que sale a traves del puerto 302 de vista (la radiacion de exposicion) sea escaneado en una direccion dada. El elemento de escaneo puede incluir un componente del sistema microelectromecanico (MEMS), o usar moduladores electroopticos para dirigir el angulo de salida del haz de radiacion desde un puerto de vista asociado. Se pueden encontrar mas detalles y ejemplos con respecto a la exploracion de los haces de radiacion en la solicitud de los Estados Unidos No. 9354040 B2.

La fig. 4 ilustra una vista del exterior de la parte 104 distal, de acuerdo con una realizacion. La pluralidad de puertos 302 de vista puede ubicarse en cualquier lugar alrededor de toda la superficie exterior de la parte 104 distal para proporcionar cualquier numero de angulos para ver una muestra de tejido (por ejemplo, una pared auricular) alrededor de la parte 104 distal. Ademas, la parte 104 distal puede incluir una pluralidad de aberturas 402 que estan asociadas con los canales 310 de irrigacion mostrados en las Figs. 3A y 3B. Las aberturas 402 tambien pueden colocarse en cualquier lugar alrededor de la superficie exterior de la parte 104 distal y usarse para expulsar liquido hacia el area que rodea la parte 104 distal, o para extraer liquido del area que rodea la parte 104 distal.

Realizacion del sistema LCI

Varias realizaciones de la presente solicitud incluyen un sistema LCI integrado dentro del cateter 100 para la interrogacion optica del tejido que rodea la parte 104 distal. La figura 5 ilustra un ejemplo de sistema 501 LCI para obtener imagenes de una muestra 510, de acuerdo con una realizacion. Por ejemplo, la muestra 510 puede ser una porcion de una pared auricular a extirpar. Una unidad 512 de retardo puede incluir varios elementos moduladores de luz. Estos elementos moduladores pueden realizar una modulacion de fase y/o frecuencia para contrarrestar los efectos opticos no deseados en la luz, y para seleccionar una o mas profundidades de la muestra 510 para obtener imagenes. El uso del termino “luz” puede referirse a cualquier rango del espectro electromagnetico. En una realizacion, el termino “luz” se refiere a la radiacion infrarroja en una longitud de onda de aproximadamente 1.3 pm.

El sistema 501 LCI incluye ademas una fuente 502 optica, un elemento 504 de division, un brazo 506 de muestra, un brazo 508 de referencia y un detector 514. En la realizacion mostrada, la unidad 512 de retardo esta ubicada dentro del brazo 508 de referencia. Sin embargo, debe entenderse que la unidad 512 de retardo puede estar ubicada en el brazo 506 de muestra. Alternativamente, diversos elementos de la unidad 512 de retardo pueden estar presentes tanto en el brazo 506 de muestra como en el brazo 508 de referencia. Por ejemplo, los elementos de la unidad 512 de retardo que introducen un retardo variable en la luz pueden ubicarse en el brazo 506 de muestra, mientras que los elementos que modulan diferentes modos de polarizacion de la luz pueden ubicarse en el brazo 508 de referencia. En un ejemplo, el brazo 506 de muestra y el brazo 508 de referencia son guias de onda opticas, tales como guias de onda con dibujos o fibras opticas. En una realizacion, todos los componentes del sistema 501 LCI estan integrados en un circuito de onda de luz plana (PLC). En otra realizacion, al menos los componentes dentro de la unidad 512 de retardo estan integrados en el mismo sustrato de un PLC. Tambien se pueden considerar otras implementaciones, tales como, por ejemplo, sistemas de fibra optica, sistemas opticos de espacio libre, sistemas de cristal fotonico, etc.

Debe entenderse que el sistema 501 LCI puede incluir cualquier numero de otros elementos opticos que no se muestran por razones de claridad. Por ejemplo, el sistema 501 LCI puede incluir espejos, lentes, rejillas, divisores, elementos micromecanicos, etc., a lo largo de los caminos del brazo 506 de muestra o del brazo 508 de referencia.

El elemento 504 de division se utiliza para dirigir la luz recibida desde la fuente 502 optica al brazo 506 de muestra y al brazo 508 de referencia. El elemento 504 de division puede ser, por ejemplo, un acoplador bidireccional, un divisor optico o cualquier otro dispositivo optico modulador que convierta un solo haz de luz en dos o mas haces de luz.

La luz que se desplaza hacia abajo por el brazo 506 de muestra finalmente afecta a la muestra 510. La muestra 510 puede ser cualquier muestra adecuada para obtener imagenes, como tejido. La luz se dispersa y se refleja desde varias profundidades dentro de la muestra 510 y la radiacion dispersada/reflejada se recoge nuevamente en el brazo 506 de muestra. En otra realizacion, la radiacion dispersada/reflejada se recoge de nuevo en una guia de ondas diferente a la guia de ondas de transmision. La profundidad de exploracion se puede elegir a traves del retardo impuesto a la luz dentro de la unidad 512 de retardo.

La luz dentro del brazo 506 de muestra y el brazo 508 de referencia se recombinan antes de ser recibidas en el detector 514. En la realizacion mostrada, la luz se recombina mediante la division del elemento 504. En otra realizacion, la luz se recombina en un elemento de acoplamiento optico diferente al elemento 504 de division. El detector 514 puede incluir cualquier numero de fotodiodos, dispositivos de acoplamiento de carga y/o estructuras CMOS para transducir la luz recibida en una senal electrica. La senal electrica contiene datos opticos de resolucion profunda relacionados con la muestra 510 y puede ser recibida por un dispositivo de procesamiento para analisis posteriores y procedimientos de procesamiento de senales. Tal como se usa en el presente documento, el termino “resolucion en profundidad” define los datos en los que se pueden identificar una o mas porciones de los datos relacionados con las profundidades especificas de una muestra de imagen.

En una realizacion, la fuente 502 optica, el detector 514 y la unidad 512 de retardo estan localizados dentro de la parte 102 proximal del cateter 100. El elemento 504 de division y al menos parte de uno o ambos del brazo 506 de muestra y el brazo 508 de referencia pueden ubicarse en la parte 102 proximal o en la parte 104 distal del cateter 100. En otra realizacion, todos los elementos del sistema 501 LCI estan ubicados en la parte 104 distal del cateter 100. La fuente 502 optica puede incluir uno o mas diodos emisores de luz (LED) o diodos laser. Por ejemplo, los LED se pueden usar al realizar el analisis del dominio del tiempo y/o del dominio espectral, mientras que los laseres ajustables se pueden usar para barrer la longitud de onda de la luz a traves de un rango de longitudes de onda. En otra realizacion, la fuente 502 optica y el detector 514 estan ubicados en el exterior del cateter 100, por ejemplo, con el dispositivo 108 de procesamiento.

El sistema 501 LCI se ilustra como un diseno de interferometro similar a un interferometro de Michelson, de acuerdo con una realizacion. Sin embargo, tambien son posibles otros disenos de interferometros, incluidos los disenos de interferometros Mach-Zehnder o Mireau.

Metodos de ejemplo y modos de operacion

El cateter 100 se puede usar para realizar la ablacion aplicando una corriente alterna de alta frecuencia al tejido en contacto con la parte 104 distal del cateter 100. Se pueden usar frecuencias que varian de 350 a 500 kHz. Debe entenderse que tambien se pueden usar otras frecuencias y que cualquier frecuencia por encima de aproximadamente 1 kHz rara vez produce estimulacion electrica de celulas excitables. Se puede usar una fuente de energia de alta frecuencia de potencia ajustable que proporciona la energia de RF al electrodo 306 en la parte 104 distal. La fisica subyacente a la transferencia de calor al tejido se basa en una alta impedancia electrica de la interfaz punta-tejido. La impedancia de esta interfaz tejido-electrodo, a la frecuencia de ablacion, puede ser sustancialmente mayor que la del electrodo de retorno. Para una corriente dada suministrada a traves del cuerpo, se puede generar una mayor caida de voltaje en esta interfaz produciendo calor en la ubicacion deseada. De esta manera, se extirpa un pequeno volumen de tejido que rodea la punta del cateter, en lugar de todo el volumen de tejido desde la punta del cateter hasta el contacto con el suelo, que generalmente se coloca en la espalda del paciente durante el tratamiento de ablacion cardiaca. Al ajustar la potencia de RF y el tiempo de ablacion, la energia total suministrada al tejido puede controlarse con precision. Tambien se pueden usar otras tecnicas de ablacion basadas en medios criogenicos u opticos (por ejemplo, ablacion con laser) para el tratamiento de diferentes patologias.

En realizaciones en las que la unidad 312 de multiplexacion optica dentro del cateter 100 usa multiplexacion en el dominio del tiempo, solo se considerara un subconjunto de puertos 302 de vista en contacto con el tejido mientras se produce la ablacion, segun una realizacion. De esta manera, la velocidad de adquisicion de linea se puede maximizar para los puertos de vista activa durante el proceso de ablacion. La secuencia de lineas LCI de la region sujeta a ablacion se puede recopilar durante un periodo de tiempo. Los algoritmos de procesamiento de senales se pueden usar para monitorizar el progreso de la lesion al observar los cambios en la senal a lo largo del tiempo. Tales algoritmos pueden ser ejecutados por el dispositivo 108 de procesamiento. Por ejemplo, una exploracion M implica una exploracion axial repetida en la misma ubicacion fisica en funcion del tiempo. En particular, se puede construir una representacion de M-scan con la adquisicion comenzando inmediatamente antes del suministro de energia de RF. De acuerdo con una realizacion, el software de procesamiento de senal e imagen, ejecutado por el dispositivo 108 de procesamiento, recibe informacion de tiempo asociada con la aplicacion de energia de RF por el cateter 100. De esta manera, los datos pueden recopilarse solo durante los momentos en que se produce la ablacion del tejido.

En una realizacion, el software de procesamiento de senales e imagenes explica la birrefringencia del tejido. La birrefringencia de las fibras tisulares se puede alterar debido a una serie de factores potenciales fuera del procedimiento de ablacion. Se sabe que las fibras biologicas conectivas como el colageno exhiben propiedades birrefringentes. Cuando la necrosis tisular completa se logra por transferencia de calor, las fibras de colageno se desnaturalizan. Esta desnaturalizacion produce una perdida del comportamiento birrefringente de estas fibras. La desnaturalizacion irreversible de las fibras de colageno ocurre a aproximadamente 60°C. La muerte celular es causada por una combinacion de una temperatura supra-fisiologica aplicada y su duracion. Sin embargo, una perdida parcial de birrefringencia puede ser un indicio de dano tisular parcial (edema), que en ultima instancia puede comprometer la eficacia del procedimiento. En un ejemplo, a temperaturas inferiores a 60°C, la desnaturalizacion del colageno causada por enlaces de hidrogeno de triple helice se rompe y puede reducir la birrefringencia de manera reversible. En otros ejemplos, la combinacion tanto del tiempo de exposicion como de la temperatura elevada produce desnaturalizacion y muerte celular.

El uso de tecnicas de LCI sensible a la polarizacion (PS-LCI) permite la monitorizacion de cambios birrefringentes en el tejido y, por lo tanto, puede conducir a una estimacion del grado de desnaturalizacion inducida en el tejido. En una realizacion, el software de procesamiento de senales e imagenes es capaz de combinar datos relacionados con las propiedades del tejido relacionadas con la polarizacion con datos estructurales asociados con una amplitud total de los datos opticos con resolucion de profundidad recopilados por el sistema LCI. Los datos relativos a la polarizacion de las fibras de tejido tambien pueden extraerse de los datos opticos resueltos en profundidad. Una imagen de la muestra puede ser generada por un dispositivo de procesamiento basado en una diferencia en las propiedades birrefringentes de diversas porciones de la muestra. Por ejemplo, la birrefringencia mostrada por la porcion de muestra extirpada es diferente de la birrefringencia exhibida por porciones de la muestra no extirpadas.

Los materiales birrefringentes se pueden caracterizar por dos polarizaciones lineales ortogonales que tienen una cierta orientacion. Cada polarizacion presenta un indice de refraccion diferente, conocido como ejes lento y rapido. Las figuras 6A y 6B ilustran este concepto, de acuerdo con una realizacion. En la Fig. 6A, la parte 104 distal de un cateter se muestra con la luz que sale de uno de la pluralidad de puertos 302 de vista sobre la muestra 308. En ambas figuras 6A y 6B, los FAs y los SAs representan el eje rapido y el lento, respectivamente, del sistema LCI. FAt y SAt representan el eje rapido y el eje lento, respectivamente, asociados con la muestra 308. La muestra 308 puede ser, por ejemplo, una muestra de tejido.

El contraste especifico del tejido puede depender de la magnitud de la birrefringencia del tejido, asi como de la orientacion de los ejes de birrefringencia del tejido (FAt y SAt) en relacion con el estado de polarizacion de la luz incidente. Sin embargo, los ejes de birrefringencia del tejido pueden cambiar con el tiempo debido al estres generado por el cateter y la temperatura. Ademas, el estado de polarizacion de la luz incidente puede cambiar con el tiempo debido a la temperatura y la tension generada en los medios de transmision optica durante el procedimiento de imagen. Esto forma un desajuste de angulo (0 en la figura 6B) entre los ejes de la luz incidente y los ejes relacionados asociados con la muestra 308.

En una realizacion, un modulo de correccion configurado para corregir el desajuste de angulo 0 se implementa dentro del sistema LCI. El modulo de correccion se puede implementar en hardware, por ejemplo, con componentes de polarizacion en el chip. Los componentes en chip pueden ser parte de la unidad 512 de retardo en el sistema 501 LCI. En otro ejemplo, el modulo de correccion puede implementarse con controladores de polarizacion basados en fibra. En otro ejemplo, el modulo de correccion puede implementarse en software y ejecutarse mediante un dispositivo informatico, tal como el dispositivo 108 de procesamiento en la FIG. 1.

De acuerdo con una realizacion, el modulo de correccion esta disenado para rotar el estado de polarizacion de la luz incidente en el rango de n/2 radianes mientras se monitoriza la birrefringencia de la senal retrodispersada de la muestra. Como resultado de este barrido de orientacion de polarizacion, se puede obtener y fijar el estado de polarizacion que exhibe un valor optimo (por ejemplo, un maximo contraste de senal). Alternativamente, un barrido continuo del estado de polarizacion de la luz incidente tambien se puede usar en sincronizacion con la adquisicion de datos opticos.

Modelado termico

Los datos opticos de resolucion en profundidad recopilados tambien se pueden usar en un dispositivo de procesamiento para generar y/o mejorar un modelo termico de disipacion de calor dentro de la muestra extraida, de acuerdo con una realizacion. La velocidad y el alcance de los cambios detectados en las senales de LCI son excelentes indicadores de la transmision de energia termica al tejido, y pueden cuantificarse en funcion, por ejemplo, del modelo de bio-calor, como en la ecuacion 1 a continuacion.

dT

p - c - = V-kVT q - Q p Qw (1)

Esta ecuacion representa la transferencia de calor en una muestra biologica utilizando una fuente externa. En esta ecuacion, p es la densidad de masa, c es el calor especifico, T es la temperatura, k representa la conductividad termica, q es la fuente de calor (efecto de Joule), Qp es la perdida de calor por conveccion y Qw es el calor metabolico.

De acuerdo con una realizacion, los cambios en la polarizacion de la luz recibida de la muestra pueden vincularse a un umbral de temperatura especifico en el tejido que se esta extirpando, que a su vez puede vincularse a un proceso de desnaturalizacion definido de las biomoleculas. Con base en el tiempo para inducir este proceso a una distancia dada del electrodo de ablacion y la progresion general de la lesion a lo largo del tiempo y la profundidad, se puede hacer una buena evaluacion de la transferencia de potencia.

La fig. 7 ilustra como se suministra calor al tejido desde una punta 702 de cateter de ablacion, de acuerdo con una realizacion. La punta 702 del cateter se pone en contacto con una superficie 704 de muestra, por ejemplo, una interfaz de tejido, y la energia de RF se entrega a la muestra para extirpar una porcion de la muestra. Un gradiente de calor generado por el suministro de la energia de RF se forma en la muestra como se muestra en las areas 708a-c de los limites isotermicos. Por ejemplo, el area 708a limite puede asociarse con las temperaturas mas altas generadas por la aplicacion de la energia de RF, mientras que las areas 708b y 708c fronterizas representan temperaturas progresivamente mas frias. La punta 702 del cateter tambien incluye una pluralidad de puertos de vista, tales como los descritos anteriormente con referencia a las Figs. 3A y 3B, que permiten tomar los M-scan 706a-c en diferentes angulos y/o ubicaciones dentro de la muestra, de acuerdo con una realizacion. Cada M-scan puede considerarse equivalente a la luz dispersada/reflejada recibida que retorna desde multiples profundidades dentro de la muestra.

En una realizacion, los datos recibidos de los M-scan 706a-c proporcionan informacion del proceso de desnaturalizacion que ocurre a lo largo de cada linea escaneada. Por ejemplo, los datos recibidos de cada M-scan 706a-c pueden usarse para generar y/o mejorar un modelo termico de la distribucion de calor presente en la muestra.

La fig. 8 ilustra otro ejemplo de como se suministra calor al tejido 804 desde una punta 802 de cateter de ablacion y se monitoriza utilizando cuatro puertos (1 -4) de vista. En una realizacion, la posicion relativa de la punta 802 del cateter se infiere al calcular la primera reflexion de la luz en cada puerto (1 -4) de vista que define una distancia desde el puerto de vista hasta el tejido 804. Esto puede proporcionar una estimacion del contacto con el tejido y, por lo tanto, una aproximacion de la impedancia de la interfaz del electrodo del tejido. En una realizacion, las distancias d1, d2, d3 y d4 representan la primera reflexion y, por lo tanto, la distancia desde cada ventana grafica asociada al tejido 804. Las curvas etiquetadas de t1 a t4 representan el perfil de la temperatura de desnaturalizacion en los tiempos t1 a t4. En una realizacion, las curvas ilustradas obtenidas en cada puerto (1 -4) de vista representan la variacion de la diferencia de fase/retardo medida en PS-LCI frente al tiempo. Se observan diferentes tasas de decaimiento dependiendo de la direccion de la M-scan proveniente de cada uno de los puertos (1-4) de vista. Estas tasas de decaimiento tambien pueden depender de la irrigacion, que enfria la superficie y conduce a un patron de difusion de calor mas parecido a un cono. En una realizacion, la correlacion de la informacion obtenida por la senal PS-LCI de cada puerto (1-4) de vista proporciona un muestreo espacial de la linea isotermica en la que el colageno se desnaturaliza. Al utilizar los datos de PS-LCI, se puede estimar la dinamica de la desnaturalizacion del colageno, el suministro de energia y/o la ablacion del tejido.

La fig. 9 ilustra una curva de ejemplo que representa el retardo de fase/grupo promedio obtenido de los M-scan contra el tiempo de ablacion. Los datos sobre el cambio en ciertos parametros a lo largo del tiempo, como el ilustrado en la FIG. 9, se puede usar para generar y/o mejorar el modelo termico de la muestra durante la ablacion.

El modelo termico se puede presentar a un usuario del cateter para proporcionar mas informacion sobre el procedimiento de ablacion. En otra realizacion, los datos de este modelo termico se pueden usar para controlar automaticamente el proceso de ablacion. Por ejemplo, el modelo termico se puede usar para controlar un ciclo de trabajo de la energia de RF aplicada, o para cerrar la aplicacion de la energia de RF si la temperatura aumenta por encima de un umbral.

Las propiedades termicas generales de la muestra de tejido, incluida la capacidad de calor y la difusividad del calor, junto con otros efectos de transferencia de calor derivados del modelo termico, como la conveccion cerca de la superficie, se pueden utilizar para calcular parametros clinicos relevantes, como la profundidad y la anchura de la lesion creada. Los parametros termicos conocidos del tejido se pueden usar para generar un modelo base de transferencia de calor en el tejido basado en el metodo del elemento finito o relaciones analiticas mas simples. Las entradas al modelo se pueden refinar aun mas utilizando la informacion obtenida de los datos opticos de resolucion profunda recopilados del sistema LCI. Las salidas del modelo termico se pueden usar para calcular el tiempo de tratamiento requerido en muestras mas gruesas en las que las LCI M-scan no ofrecen informacion de profundidad suficiente. Por ejemplo, para garantizar la transmuralidad directa, los parametros del modelo termico se pueden usar para optimizar el calentamiento del tejido cerca de estructuras sensibles, asi como para proporcionar una estimacion inicial de la extension lateral de la lesion formada. Estos resultados del modelo pueden presentarse al usuario (por ejemplo, en una pantalla) o usarse para controlar directamente el suministro de energia de RF. Se puede usar una combinacion de informacion LCI, el modelo computacional y otra informacion relevante, como la temperatura de la punta del cateter o la impedancia del electro-tejido para predecir la distribucion de la temperatura en el tejido durante la ablacion y comprender la cinetica del crecimiento de la lesion.

En una realizacion, se distinguen dos fases cuando se usa el modelo computacional junto con la informacion recopilada: una fase en la que se produce la desnaturalizacion dentro de la profundidad de penetracion axial de la radiacion LCI, y una fase donde la desnaturalizacion se produce mas alla del limite de penetracion axial. Durante la primera etapa, la evolucion temporal de la linea isotermica en la que se pierde la birrefringencia de colageno puede controlarse junto con la temperatura de la punta del cateter. En una realizacion, un dispositivo de procesamiento acoplado al cateter aprovecha esta informacion para estimar los parametros involucrados en la transferencia de calor, como la difusividad termica, asi como para caracterizar los efectos del riego, entre otros. Una vez que se han definido estos parametros, se pueden usar modelos computacionales para predecir la evolucion de la ablacion del tejido mas alla del limite de penetracion axial de la radiacion LCI. La informacion sobre la impedancia tambien puede estar correlacionada con los datos recopilados anteriormente.

El modelo termico de la muestra tambien puede mejorarse a traves de informacion estructural con respecto a la muestra. Por ejemplo, dicha informacion se puede obtener mediante imagenes de resonancia magnetica (MRI) preoperatoria o tomografias computarizadas (TC) y, cuando se combina adecuadamente con la informacion de navegacion, puede proporcionar informacion sobre el grosor de la pared, la forma y la composicion del tejido cerca de la parte distal del cateter.

La fig. 10 ilustra un metodo de ejemplo 1000 para realizar la ablacion por RF mientras se recopilan datos de LCI, de acuerdo con una realizacion. El metodo 1000 puede ser realizado por varios componentes del cateter 100 en conjunto con el dispositivo 108 de procesamiento.

En el bloque 1002, se extirpa una porcion de una muestra. La ablacion puede deberse a la aplicacion de energia de RF por un electrodo en el extremo distal de un cateter, o a traves de otros metodos de ablacion, como la ablacion con laser. La porcion de muestra puede ser, por ejemplo, una porcion de una pared auricular que se esta extirpando para ayudar a corregir una arritmia cardiaca.

En el bloque 1004, se recopilan datos opticos LCI de la muestra mientras se produce la ablacion. Los datos opticos de LCI pueden incluir datos con respecto a la porcion que se esta extirpando y/o porciones de la muestra que no se estan extirpando actualmente. La recopilacion de los datos opticos de LCI puede implicar la transmision de uno o mas haces de radiacion de exposicion a traves de las aberturas correspondientes dispuestas en un extremo distal del cateter y recibir uno o mas haces de radiacion dispersada o reflejada de la muestra.

En el bloque 1006, se generan datos opticos con resolucion de profundidad basados en los haces de radiacion recibidos de la muestra. Por ejemplo, un detector puede generar una senal electrica basada en los haces de radiacion recibidos. La senal electrica generada puede entonces ser recibida por un dispositivo de procesamiento para un analisis adicional y el procesamiento de la senal para realizar ciertas acciones y/o generar modelos basados en los datos opticos de resolucion profunda. Por ejemplo, los datos opticos de resolucion en profundidad pueden usarse para determinar un grado de ablacion para la porcion de muestra que se esta extirpando.

En el bloque 1008, se proporciona un modelo de disipacion de calor de la muestra basado en los datos opticos resueltos en profundidad. El modelo termico puede generarse o actualizarse en funcion de los datos opticos de resolucion profunda, como los datos recopilados de varios M-scan. Las propiedades termicas generales de la muestra de tejido, incluida la capacidad de calor y la difusividad del calor, junto con otros efectos de transferencia de calor derivados del modelo termico, como la conveccion cerca de la superficie, se pueden utilizar para calcular parametros clinicos relevantes, como la profundidad y la anchura. De la lesion creada, segun una realizacion. El modelo termico tambien se puede generar en base a otros datos recopilados mas alla de los datos opticos resueltos en profundidad. Por ejemplo, la temperatura en el extremo distal del cateter y/o la impedancia medida en el extremo distal del cateter se puede recolectar y usar cuando se genera el modelo termico. En una realizacion, el modelo termico se puede usar para monitorear el proceso de ablacion del tejido mas alla del rango de penetracion de la radiacion LCI. En otro ejemplo, el modelo de disipacion de calor se usa para evitar el suministro de demasiada energia de RF que puede provocar una perforacion de la pared auricular, lo que se traduce en graves complicaciones para el paciente durante el procedimiento.

Ademas, el modelo termico puede presentarse a un usuario o usarse para determinar si se debe alertar al usuario de alguna manera. Por ejemplo, mientras ocurre el procedimiento de ablacion, si la temperatura de la region extirpada se eleva por encima de un umbral determinado segun lo determinado por el modelo termico, se puede transmitir una senal de advertencia al usuario. Los ejemplos de senales de advertencia incluyen hacer sonar una advertencia de audio, activar una luz o hacer parpadear una luz. Tambien se pueden emitir advertencias tactiles, como una ligera vibracion en la porcion del sistema de cateter que el usuario maneja manualmente. En otro ejemplo, mientras se produce el procedimiento de ablacion, si la temperatura de una porcion de la muestra cerca de la porcion que se esta extirpando supera un umbral determinado segun lo determinado por el modelo termico, se puede transmitir una senal de advertencia al usuario. Alternativamente, el procedimiento de ablacion se puede controlar automaticamente en funcion de las salidas del modelo termico.

En otra realizacion, el modelo termico esta asociado con un controlador adaptable/predictivo para garantizar el suministro seguro de energia de RF. Se puede usar un controlador adaptativo para controlar directamente los parametros de la energia de RF utilizada para la ablacion segun el modelo termico. En otra realizacion, se pueden usar modelos de control predictivo, redes neuronales o algoritmos geneticos para minimizar una funcion de costo definida en terminos de seguridad del paciente y entrega precisa de energia.

Navegacion con cateter

Los datos opticos de resolucion en profundidad generados a partir del sistema LCI tambien pueden usarse para ayudar en la navegacion del cateter a un sitio de ablacion, de acuerdo con una realizacion. En un ejemplo, la recopilacion de datos puede ocurrir al cambiar entre los puertos de visualizacion disponibles en el extremo distal de un cateter de una manera predefinida o aleatoria. En otra realizacion, el sistema puede monitorizar simultaneamente senales desde diferentes puertos de vision en el extremo distal del cateter. De acuerdo con una realizacion, mientras se navega el cateter a traves de una camara cardiaca, un dispositivo de procesamiento puede configurarse para usar los datos opticos para monitorizar la proximidad o el contacto con el tejido en uno o mas de los puertos de vista optica. Se puede observar un cambio significativo en la amplitud de los LCI-scan entre la sangre, la solucion salina y los tejidos a extirpar (como las diferentes capas de la pared auricular). Por consiguiente, el dispositivo de procesamiento puede configurarse para caracterizar si la muestra que se esta visualizando desde un puerto de visualizacion dado es sangre, solucion salina o tejido. La absorcion efectiva y el coeficiente de dispersion, que puede calcularse a partir de los datos opticos de resolucion en profundidad, variaran entre la sangre, la solucion salina y el tejido. Por ejemplo, a una longitud de onda de 1.3 pm, el coeficiente es de aproximadamente 8-10 mm-1 en la pared endocardica, aproximadamente 15 20 mm-1 en sangre, y puede considerarse insignificante en soluciones salinas. La superficie endocardica de la pared auricular producira ademas un pico de reflexion, seguido de una rotacion en la senal de polarizacion. Esta senal caracteristica se puede usar para evaluar el contacto con el tejido y la distancia a la pared auricular desde cualquier puerto de vista en el extremo distal del cateter. Los escaneos adquiridos secuencialmente para el mismo puerto de vista pueden compararse con el tiempo. En una realizacion, esta informacion se puede usar para ayudar a navegar el cateter determinando una distancia entre el extremo distal del cateter y cualquier tejido percibido.

Ademas, el dispositivo de procesamiento puede configurarse para validar la suposicion de contacto continuo y posicion estacionaria con respecto al tejido a extirpar durante el procedimiento de ablacion. En una realizacion, la validacion se realiza comprobando las variaciones abruptas que pueden aparecer en las senales de LCI y la informacion de polarizacion, y monitorizando una distancia a la primera reflexion que aparece tipicamente en la superficie de la pared del tejido. Si se detecta deslizamiento o perdida de contacto durante la ablacion, se puede producir una notificacion para el usuario. Alternativamente, se puede implementar un sistema de control de retroalimentacion para estabilizar el cateter durante el procedimiento de ablacion.

En una realizacion, el dispositivo de procesamiento utiliza dos fuentes de informacion para evaluar el contacto con el tejido durante la fase de navegacion, pero pueden preverse otros parametros resultantes del analisis de las senales de LCI, incluidos los extraidos utilizando redes neuronales, analisis wavelets u otros conocidos por los expertos en la tecnica. Por ejemplo, el dispositivo de procesamiento puede usar la informacion de la senal LCI, asi como los datos del sensor de presion (o los datos recopilados de un sensor de impedancia) para evaluar el contacto con el tejido. Dada la rapida velocidad de adquisicion de linea posible (varios kilohercios), se puede usar promedios, filtros u otras formas de combinacion de senales para aumentar la calidad de la senal/imagen. Ademas, las senales LCI adquiridas pueden acumularse para formar una M-scan y esta informacion se puede presentar para los puertos de vista activa.

La fig. 11 ilustra otro metodo de ejemplo 1100 para navegar un cateter mientras recolecta datos de LCI, de acuerdo con una realizacion. El metodo 1100 puede ser realizado por varios componentes del cateter 100 en conjunto con el dispositivo 108 de procesamiento.

En el bloque 1102, se recogen los datos opticos LCI de una muestra alrededor del cateter. La muestra puede incluir sangre, solucion salina y tejido de una pared auricular mientras se navega el cateter a traves de la camara cardiaca. Los datos opticos de LCI pueden incluir datos con respecto a una porcion de la muestra a extirpar y/o porciones de la muestra a no extirpar. La recopilacion de los datos opticos de LCI puede implicar la transmision de uno o mas haces de radiacion de exposicion a traves de las aberturas correspondientes dispuestas en un extremo distal del cateter y recibir uno o mas haces de radiacion dispersada o reflejada de la muestra.

En el bloque 1104, se generan datos opticos con resolucion de profundidad basados en los haces de radiacion recibidos de la muestra. Por ejemplo, un detector puede generar una senal electrica basada en los haces de radiacion recibidos. La senal electrica generada puede entonces ser recibida por un dispositivo de procesamiento para un analisis adicional y el procesamiento de la senal para realizar ciertas acciones y/o generar modelos basados en los datos opticos de resolucion profunda.

En el bloque 1106, los datos opticos resueltos en profundidad se utilizan para caracterizar la muestra. Por ejemplo, uno o mas parametros de los datos opticos resueltos en profundidad pueden compararse para determinar si la muestra es sangre, solucion salina o tejido. En otro ejemplo, la impedancia electrica de la muestra puede calcularse utilizando una inyeccion bipolar de corriente alterna a una frecuencia diferente de la utilizada para la ablacion. En una realizacion, un dispositivo de procesamiento esta configurado para ejecutar software para analizar los datos opticos resueltos en profundidad. Se puede presentar una determinacion del tipo de muestra a un usuario del cateter, usarse para generar un mapa o imagen del area que rodea al cateter, o se puede usar para ayudar directamente en la navegacion del cateter. Por ejemplo, el dispositivo de procesamiento puede proporcionar datos sobre el tipo de tejido, como se extrae de los datos opticos resueltos en profundidad, a un sistema de navegacion configurado para mover el cateter a traves del cuerpo de un paciente. La informacion sobre el tipo de tejido y los resultados de la ablacion se pueden mostrar en un mapa anatomico del tejido a extirpar. Estos datos pueden ser utiles para asegurar la continuidad de la lesion al final o durante un procedimiento.

En el bloque 1108, se determina si la muestra es tejido o no. Si la muestra que se esta analizando actualmente no es tejido, el metodo 1100 se repite en el bloque 1102 o en el bloque 1104. Cuando es necesario recopilar mas datos de LCI alrededor del cateter, el metodo 1100 se repite en el bloque 1102. Alternativamente, el metodo 1100 puede repetirse en el bloque 1104, de modo que los datos opticos resueltos en profundidad pueden generarse y analizarse a partir de una porcion diferente de los datos LCI ya recopilados. Por ejemplo, los datos de LCI adicionales se recopilan del area que rodea al cateter (bloque 1102) solo despues de que se hayan analizado todos los datos de LCI recopilados actualmente (bloque 1104). Si se determina que la muestra es tejido, el metodo 1000 pasa al bloque 1110.

En el bloque 1110, se determina una distancia entre el tejido y el extremo distal del cateter. Esta determinacion se puede realizar a traves de un dispositivo de procesamiento configurado para analizar los datos opticos resueltos en profundidad y calcular una aproximacion de la distancia entre el tejido y el extremo distal del cateter. Por ejemplo, un tiempo de vuelo de la luz reflejada desde una superficie del tejido puede extraerse de los datos opticos resueltos en profundidad y usarse para determinar la distancia. La informacion de la distancia generada por el dispositivo de procesamiento puede presentarse al usuario para ayudar en la navegacion, o usarse para controlar automaticamente el movimiento del cateter.

Imagenes de tomografia de coherencia optica

En una realizacion, el dispositivo de procesamiento proporciona un modo adicional en el que la informacion derivada de los datos opticos resueltos en profundidad se utiliza para determinar la posicion espacial 3D y la orientacion de la punta del cateter. El cateter se puede barrer sobre una porcion de la muestra mientras se recopilan datos de LCI, para proporcionar datos de resolucion espacial para el modelado 3D. El dispositivo de procesamiento puede configurarse para acumular los datos opticos de resolucion en profundidad asociados con uno o mas escaneos de LCI desde el puerto de vista optico activo, y organizar los datos de acuerdo con una posicion espacial del cateter en una o mas imagenes de tomografia de coherencia optica (OCT) o reconstrucciones 3D. En una realizacion, el dispositivo de procesamiento adapta una velocidad de escaneo del sistema LCI y la funcion del multiplexor optico para coincidir con la velocidad de barrido lateral variable del cateter. Las imagenes de OCT pueden ser puramente estructurales o pueden incluir informacion sobre la refractividad del tejido (por ejemplo, birrefringencia). Estas imagenes pueden ser utiles para garantizar la calidad, continuidad y transmuralidad de la lesion al final o durante el procedimiento.

La fig. 12 ilustra otro metodo de ejemplo 1200 para recolectar imagenes de OCT de una muestra alrededor de un cateter. El metodo 1200 puede ser realizado por varios componentes del cateter 100 en conjunto con el dispositivo 108 de procesamiento.

En el bloque 1202, se recogen los datos opticos LCI de una muestra alrededor del cateter. La muestra puede incluir sangre, solucion salina y tejido de la pared auricular mientras se navega el cateter a traves de la camara cardiaca. Los datos opticos de LCI pueden incluir datos con respecto a una porcion de la muestra a extirpar y/o porciones de la muestra a no extirpar. La recopilacion de los datos opticos de LCI puede implicar la transmision de uno o mas haces de radiacion de exposicion a traves de las aberturas correspondientes dispuestas en un extremo distal del cateter y recibir uno o mas haces de radiacion dispersada o reflejada de la muestra.

En el bloque 1204, el cateter se barre sobre una porcion de la muestra. Segun una realizacion, el barrido se produce mientras se recopilan los datos de LCI. Alternativamente, el propio cateter puede ser sustancialmente estacionario, mientras que los elementos de escaneo ubicados en los puertos de vista del cateter hacen que la luz de exposicion que sale de los puertos de vista sea barrida en una direccion dada.

En el bloque 1206, se generan datos opticos con resolucion de profundidad basados en los haces de radiacion recibidos de la muestra. Por ejemplo, un detector puede generar una senal electrica basada en los haces de radiacion recibidos. La senal electrica generada puede entonces ser recibida por un dispositivo de procesamiento para un analisis adicional y el procesamiento de la senal para realizar ciertas acciones y/o generar modelos basados en los datos opticos de resolucion profunda.

En el bloque 1208, se genera una imagen de OCT de la porcion de la muestra barrida por el cateter basandose en los datos opticos resueltos en profundidad. Un dispositivo de procesamiento puede configurarse para generar un modelo 3D de la porcion de muestra combinando los datos opticos resueltos en profundidad tomados durante el barrido. La imagen de OCT se puede presentar a un usuario, por ejemplo, como una imagen en un dispositivo de visualizacion, para proporcionar al usuario una mejor representacion visual de la muestra alrededor del cateter. El dispositivo de procesamiento tambien puede configurarse para determinar parametros relevantes sobre la muestra a partir de los datos de OCT, como, por ejemplo, un coeficiente de refractividad asociado con la birrefringencia.

Ejemplo de realizacion del sistema informatico

Se pueden implementar varios metodos de procesamiento de imagenes y otras realizaciones descritas hasta ahora, por ejemplo, utilizando uno o mas sistemas informaticos bien conocidos, como el sistema 1300 informatico que se muestra en la FIG. 13. En una realizacion, el sistema 1300 informatico puede ser un ejemplo del dispositivo 108 de procesamiento ilustrado en la FIG. 1.

El sistema 1300 informatico incluye uno o mas procesadores (tambien denominados unidades de procesamiento central o CPU), como un procesador 1304. El procesador 1304 esta conectado a una infraestructura de comunicacion o bus 1306. En una realizacion, el procesador 1304 representa una matriz de puerta programable de campo (FPGA). En otro ejemplo, el procesador 1304 es un procesador de senal digital (DSP).

Uno o mas procesadores 1304 pueden ser cada uno una unidad de procesamiento de graficos (GPU). En una realizacion, una GPU es un procesador que es un circuito electronico especializado disenado para procesar rapidamente aplicaciones matematicamente intensivas en dispositivos electronicos. La GPU puede tener una estructura altamente paralela que sea eficiente para el procesamiento paralelo de grandes bloques de datos, como los datos matematicamente intensivos comunes a las aplicaciones de graficos de ordenador, imagenes y videos.

El sistema 1300 informatico tambien incluye dispositivos 1303 de entrada/salida de usuario, como monitores, teclados, dispositivos de senalizacion, etc., que se comunican con la infraestructura 1306 de comunicacion a traves de la interfaz de entrada/salida de usuario 1302.

El sistema 1300 informatico tambien incluye una memoria 1308 principal o primaria, como la memoria de acceso aleatorio (RAM). La memoria 1308 principal puede incluir uno o mas niveles de cache. La memoria 1308 principal tiene almacenada logica de control (es decir, software de ordenador) y/o datos.

El sistema 1300 informatico tambien puede incluir uno o mas dispositivos de almacenamiento secundario o memoria 1310. La memoria 1310 secundaria puede incluir, por ejemplo, una unidad 1312 de disco duro y/o un dispositivo de almacenamiento extraible o unidad 1314. La unidad 1314 de almacenamiento extraible puede ser una unidad de disquete, una unidad de cinta magnetica, una unidad de disco compacto, un dispositivo de almacenamiento optico, un dispositivo de copia de seguridad en cinta y/o cualquier otro dispositivo/unidad de almacenamiento.

La unidad 1314 de almacenamiento extraible puede interactuar con una unidad 1318 de almacenamiento extraible. La unidad 1318 de almacenamiento extraible incluye un dispositivo de almacenamiento utilizable o legible por ordenador que tiene almacenado software informatico (logica de control) y/o datos. La unidad 1318 de almacenamiento extraible puede ser un disquete, una cinta magnetica, un disco compacto, un disco versatil digital (DVD), un disco de almacenamiento optico y cualquier otro dispositivo de almacenamiento de datos de ordenador. La unidad 1314 de almacenamiento extraible lee y/o escribe en la unidad 1318 de almacenamiento extraible de una manera bien conocida.

La memoria 1310 secundaria puede incluir otros medios, instrumentos o enfoques para permitir que los programas informaticos y/u otras instrucciones y/o datos sean accedidos por el sistema 1300 informatico. Tales medios, instrumentos u otros enfoques pueden incluir, por ejemplo, una unidad 1322 de almacenamiento extraible y una interfaz 1320. Los ejemplos de la unidad 1322 de almacenamiento extraible y la interfaz 1320 pueden incluir un cartucho de programa y una interfaz de cartucho (como la que se encuentra en los dispositivos de videojuegos), un chip de memoria extraible (como una EPROM o PROM) y un enchufe asociado, una tarjeta de memoria y puerto de bus serie universal (USB), una tarjeta de memoria y una ranura de tarjeta de memoria asociada, y/o cualquier otra unidad de almacenamiento extraible e interfaz asociada.

El sistema 1300 informatico puede incluir ademas una comunicacion o interfaz 1324 de red. La interfaz 1324 de comunicacion permite al sistema 1300 informatico comunicarse e interactuar con cualquier combinacion de dispositivos remotos, redes remotas, entidades remotas, etc. (referenciadas individual y colectivamente por el numero de referencia 1328). Por ejemplo, la interfaz 1324 de comunicacion puede permitir que el sistema 1300 informatico se comunique con los dispositivos 1328 remotos a traves del camino 1326 de comunicacion, que puede ser alambrada y/o inalambrica, y que puede incluir cualquier combinacion de redes de area local (LAN), redes de area amplia (WAN), internet, etc. La logica de control y/o los datos pueden transmitirse hacia y desde el sistema 1300 informatico a traves del camino 1326 de comunicacion.

En una realizacion, un aparato o articulo tangible de fabricacion que comprende un medio tangible o utilizable por ordenador con logica de control (software) almacenado en el mismo tambien se denomina en este documento producto de programa informatico o dispositivo de almacenamiento de programa. Esto incluye, entre otros, el sistema 1300 informatico, la memoria 1308 principal, la memoria 1310 secundaria y las unidades 1318 y 1322 de almacenamiento extraibles, asi como los articulos de fabricacion tangibles que incorporan cualquier combinacion de los anteriores. Dicha logica de control, cuando se ejecuta por uno o mas dispositivos de procesamiento de datos (como el sistema 1300 informatico), hace que dichos dispositivos de procesamiento de datos funcionen como se describe en este documento.

Basandose en las ensenanzas contenidas en esta divulgacion, sera evidente para los expertos en la(s) tecnica(s) relevante(s) como realizar y usar la invencion utilizando dispositivos de procesamiento de datos, sistemas informaticos y/o arquitecturas informaticas distintas a las mostradas en la FIG. 13. En particular, las realizaciones pueden operar con software, hardware y/o implementaciones de sistemas operativos diferentes a las descritas en este documento.

Debe apreciarse que la seccion de descripcion detallada, y no las secciones de resumen y extracto, esta disenada para interpretar las reivindicaciones. Las secciones de resumen y extracto pueden establecer una o mas, pero no todas las realizaciones de ejemplo, de la presente invencion segun lo contemplado por el(los) inventor(es), y, por lo tanto, no tienen la intencion de limitar la presente invencion y las reivindicaciones adjuntas de ninguna manera.

Las realizaciones de la presente invencion se han descrito anteriormente con la ayuda de bloques de construccion funcionales que ilustran la implementacion de funciones especificas y sus relaciones. Los limites de estos bloques de construccion funcionales se han definido arbitrariamente aqui para la conveniencia de la descripcion. Se pueden definir limites alternativos siempre que las funciones especificadas y las relaciones de los mismos se realicen adecuadamente.

La descripcion anterior de las realizaciones especificas revelara de manera tan completa la naturaleza general de la invencion que otros pueden, mediante la aplicacion de conocimientos dentro de la tecnica, modificar y/o adaptar facilmente para diversas aplicaciones tales realizaciones especificas, sin experimentacion excesiva, sin alejarse del concepto general de la presente invencion. Por lo tanto, se pretende que tales adaptaciones y modificaciones esten dentro del significado y rango de equivalentes de las realizaciones divulgadas, en base a la ensenanza y la guia presentadas en este documento. Debe entenderse que la fraseologia o terminologia en el presente documento tiene el proposito de descripcion y no de limitacion, de manera que la terminologia o fraseologia de la presente memoria descriptiva debe ser interpretada por el experto en la materia a la luz de las ensenanzas y orientaciones.

La amplitud y el alcance de la presente invencion no deben estar limitados por ninguna de las realizaciones de ejemplo descritas anteriormente, sino que deben definirse solo de acuerdo con las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un cateter (100), que comprende:

una seccion (104) distal que comprende:

uno o mas electrodos (306) configurados para aplicar energia de RF a una porcion de una muestra (308) en contacto con uno o mas electrodos, de manera que la porcion de la muestra se extirpa,

una pluralidad de puertos (302) de vista, y

una pluralidad de guias de onda (304) definidas en un circuito optico integrado, estando configurada cada guia de onda de la pluralidad de guias de onda para transmitir radiacion de exposicion, o recibir radiacion dispersada que ha sido reflejada o dispersada de la muestra, a traves de un puerto (302) de vista correspondiente de la pluralidad de puertos de vista,

una seccion (102) proximal que comprende:

una fuente (502) optica configurada para generar un haz fuente de radiacion, y

un detector (514) configurado para generar datos opticos de resolucion en profundidad asociados con la radiacion reflejada o dispersada;

un multiplexor (312) configurado para generar la radiacion de exposicion del haz fuente de radiacion; y

una funda (106) acoplada entre la seccion (102) proximal y la seccion (104) distal.

2. El cateter de la reivindicacion 1, en el que el multiplexor esta localizado dentro de la seccion distal del cateter.

3. El cateter de la reivindicacion 2, en el que el multiplexor esta provisto en el circuito optico integrado.

4. El cateter de la reivindicacion 3, en el que el circuito integrado optico incluye un sustrato flexible.

5. El cateter de la reivindicacion 1, en el que el multiplexor esta situado dentro de la seccion proximal del cateter.

6. El cateter de la reivindicacion 1, en el que cada puerto de vista correspondiente incluye una lente.

7. El cateter de la reivindicacion 1, que comprende ademas uno o mas canales de irrigacion acoplados a una o mas aberturas en la seccion distal.

8. El cateter de la reivindicacion 1, que comprende ademas una unidad de procesamiento configurada para:

recibir los datos opticos resueltos en profundidad, y

generar una imagen de la muestra basada en los datos opticos resueltos en profundidad.

9. El cateter de la reivindicacion 9, en el que los datos opticos resueltos en profundidad incluyen datos asociados con una birrefringencia de la muestra, y en el que la imagen de la muestra se genera basandose en una diferencia entre una primera birrefringencia asociada con la porcion de la muestra extirpada por la energia de RF, y una segunda birrefringencia asociada con al menos otra porcion no extirpada de la muestra.

10. El cateter de la reivindicacion 1, que comprende ademas una unidad de procesamiento configurada para actualizar un modelo de propiedades termicas de la muestra basandose al menos en los datos opticos resueltos en profundidad.

11. El cateter de la reivindicacion 1, que comprende ademas un transmisor configurado para transmitir los datos opticos a una unidad de procesamiento situada de forma remota.

12. El cateter de la reivindicacion 1,

que la seccion distal comprende ademas un sensor de f

13. El cateter de la reivindicacion 1, que la seccion distal comprende ademas un sensor de t

14. El cateter de la reivindicacion 1, en el que la seccion distal comprende ademas un sensor de i

15. El cateter de la reivindicacion 1, que comprende, ademas:

un modulo de correccion configurado para corregir un desajuste de angulo entre un eje de polarizacion de la radiacion de exposicion y un eje de polarizacion asociado de la muestra.

16. El cateter de la reivindicacion 1, en el que la seccion distal y la funda son desechables.

17. El cateter de la reivindicacion 1, en el que la seccion proximal incluye un boton o un interruptor configurado para controlar la aplicacion de energia de RF.

18. El cateter de la reivindicacion 1, en el que la seccion proximal incluye un boton o un interruptor configurado para controlar cuando se transmite la radiacion de exposicion desde la seccion distal.

19. El cateter (100) de la reivindicacion 1, que comprende, ademas:

un dispositivo (108) de procesamiento configurado para actualizar un modelo de distribucion de calor de la muestra (308) basado al menos en los datos de tomografia de coherencia optica.

20. El cateter de la reivindicacion 19, en el que la pluralidad de puertos de vista estan dispuestos alrededor de una superficie exterior de la seccion distal.

21. El cateter de la reivindicacion 19, en el que el dispositivo de procesamiento esta configurado ademas para: recibir los datos de tomografia de coherencia optica, y

generar una imagen de la muestra basada en los datos de tomografia de coherencia optica.

22. El cateter de la reivindicacion 21, en el que los datos de tomografia de coherencia optica incluyen datos asociados con una birrefringencia de la muestra, y en el que la imagen de la muestra se genera basandose en una diferencia entre una primera birrefringencia asociada con la porcion de la muestra extraida por la energia de RF y una segunda birrefringencia asociada con al menos otra porcion no extirpada de la muestra.

23. Un metodo, que comprende:

transmitir radiacion de exposicion a traves de una pluralidad de guias de onda (304) definidas en un circuito optico integrado, estando configurada cada guia de onda de la pluralidad de guias de onda para transmitir la radiacion de exposicion a traves de un puerto (302) de vista correspondiente de una pluralidad de puertos de vista dispuestos en un extremo (104) distal de un cateter (100);

recibir radiacion dispersada o reflejada de una muestra (308) cerca del extremo distal del cateter a traves de uno o mas puertos de vista de la pluralidad de puertos de vista;

generar, utilizando un dispositivo de procesamiento, datos opticos de la muestra (308) resueltos en profundidad basados en la radiacion dispersada o reflejada recibida;

determinar si la muestra (308) es tejido en funcion de los datos opticos resueltos en profundidad; y

cuando se determina que la muestra (308) es un tejido, se determina una distancia entre el extremo (104) distal del cateter y la muestra (308) basandose al menos en los datos opticos con resolucion de profundidad.

24. El metodo de la reivindicacion 23, que comprende ademas determinar si la muestra es sangre.

25. El metodo de la reivindicacion 23, que comprende ademas determinar si la muestra es salina.

26. El metodo de la reivindicacion 23, que comprende ademas barrer el cateter en una direccion dada y generar una o mas imagenes de tomografia de coherencia optica de la superficie de la muestra en base a la radiacion dispersada o reflejada recibida durante el barrido del cateter.