JP2008178676A - 電気生理学的カテーテルを用いたリアルタイムの光音響モニタリング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アブレーション処理を受けている組織を照射し、時間的プロフィールを持つ音波を生成させる。この音波は、照射された組織の断面の様子を再構築するための音響のサンプリング・ハードウェアにより記録し分析することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、電気生理学的カテーテルに関し、特に、組織のモニタリングおよび損傷部の評価のためのレーザー−光音響電気生理学的カテーテルに関するものである。
ある種の最小限に侵襲的な医学的処置にとって、身体内の処置サイトの状態に関するリアルタイム情報は利用不可能である。ある処置を実行するためにカテーテルを使用するとき、この情報不足により臨床医の行動が抑制される。そのような処置の一例に、肝臓および前立腺における腫瘍および疾病の治療がある。そのような処置のさらにもう一つの例には、心房細動を治療するために用いられる心臓アブレーションがある。心臓のこの状態は、心内膜組織に異常な電気信号を発生させ、心臓の不規則な拍動を生じさせる原因になる。
本発明は、十分に短いパルス幅で与えられた光が、組織要素と周囲の媒体(血液)とによって選択的に吸収され、熱に変わるとの認識に立つものである。この熱は、音響センサーによって検出し得る音波を生じる。音波の受信時間の遅延は、光伝達用光学素子からその音波を生成する要素までの距離に比例し、組織の厚さを決定するのに使用し得る。そのためには、光音響画像形成(optoacoustic imaging)に、光伝達用光学素子の視野内における材料の光学的吸収特性から得られる非共鳴音波周波数が使用される。このようなものとして、信号出力は、(組織と血液または空気との間の場合のように)相異なる光学的吸収特性を持つ材料に対してより大きな感度を持つ。それ故、血液を介する生体組織について、数センチメートルまでの(波長、光学的吸収および音響センサーサイズで決まる)使用可能な範囲で、高い解像度の画像形成を得ることができる。このような画像形成は、アブレーション中に同時に損傷部の形成を視覚化するのに特に有利であり得る。
図1は、損傷部形成、組織の状態および組織の形態のリアルタイム評価を提供するための、レーザー光音響モニタリング用のシステムSの一実施形態を示す図である。組織Tは、アブレーションエネルギー源202によってエネルギーを与えられたアブレーション要素200によるRFアブレーションを受けて、損傷部217を形成する。レーザーデリベリ手段204は、その視野215内の損傷部217と周囲の組織を照射し、(相異なる遅延時間T1,T2...Tnを持つ)圧力波219を励起し(stimulate)、この圧力波が、周囲の組織に対し損傷部の画像を形成するための音響変換器208によって検出される。レーザーデリベリ手段には、さらに以下で説明されるように、照射専用もしくは主に照射用に装備されたカテーテルまたは統合カテーテルに収納された光ファイバーケーブルを含めることができる。当業者ならば理解できるように、本発明で提供される画像形成は、吸収差によって与えられるコントラストに基づくものである。この目的のために、パルスレーザー光源206が、レーザーデリベリ手段204を駆動して、レーザーデリベリ手段の照射視野内の組織と損傷部とを僅かにただし迅速に加熱する。この加熱により、(相異なる光学的吸収を示す)損傷部と周囲の組織とに微細な拡大が生じ、識別可能なストレスプロフィールを有し、外へ伝播する圧力波219を生成させる。音響センサー208は、時間遅延T1−Tnを持つ放射圧力波を検出して、そのストレスプロフィールを電気信号に変え、この電気信号を、損傷部の断面部分の様子を再構築するための音響サンプリング・ハードウェア210が受信する。そして、音波の受信時間の遅延が、レーザーデリベリ手段204から音波生成源までの距離に比例している場合に、検出された信号を、組織の厚さ、損傷の進行程度、損傷部の幅、およびその他の評価上の特徴をリアルタイムで測定するのに使用することができる。さらに、レーザーデリベリ手段の照射視野内の種々の材料の光学的吸収特性の結果である非共鳴音波周波数を使用することによって、得られた信号は、アブレーションの種々の状態における組織、組織および血液の間の特性のように相異なる光学的吸収特性を持つ材料に対しずっと高い感度を有する傾向を示すようになる。
カテーテル本体と、
前記カテーテル本体に対し遠位にあり、照射および音響の検出をするように構成された、先端部と、
を備え、
前記照射によって組織が加熱されると、前記先端部に設けられた音響検出器によって検出される音波を生み出し、前記音響検出器が組織特性を示す信号を生成する、カテーテル。
(2) 実施態様1に記載のカテーテルにおいて、
前記組織は、心臓組織である、カテーテル。
(3) 実施態様1に記載のカテーテルにおいて、
前記先端部は、RFアブレーション用にも構成されている、カテーテル。
(4) 実施態様1に記載のカテーテルにおいて、
前記カテーテルは、前記光音響組織評価の間、反射モードで動作する、カテーテル。
(5) 実施態様1に記載のカテーテルにおいて、
前記照射は、レーザーパルスである、カテーテル。
(6) 実施態様1に記載のカテーテルにおいて、
前記組織は、RFアブレーションを受けつつあるものである、カテーテル。
(7) 実施態様1に記載のカテーテルにおいて、
前記組織は、RFアブレーションの結果生じた損傷部である、カテーテル。
(8) 実施態様1に記載のカテーテルにおいて、
前記組織特性は、組織の厚さ、損傷の進行程度、および損傷部の幅のうちの少なくとも一つである、カテーテル。
カテーテルの遠位端から組織を照射することにより、前記組織を加熱して音波を生み出すことと、
前記カテーテルの前記遠位端に設けた音響変換器で前記音波を検出することと、
前記音波の特性を記録することと、
前記音波を分析して、組織特性を評価することと、
を含む、方法。
(10) 実施態様9に記載の方法において、
前記音波の分析は、時間に基づく分析を行うことを含む、方法。
(11) 実施態様9に記載の方法において、
前記音波の分析は、受信時間の遅延を分析することを含む、方法。
(12) 実施態様9に記載の方法において、
前記音波の分析は、前記音波を生成する前記組織と前記カテーテルの前記遠位端との間の距離に比例した受信時間の遅延を分析することを含む、方法。
(13) 実施態様9に記載の方法において、
前記組織は、心臓組織である、方法。
(14) 実施態様9に記載の方法において、
前記カテーテルは、RFアブレーション用にも構成されている、方法。
(15) 実施態様9に記載の方法において、
前記光音響評価は、反射モードで動作する、方法。
(16) 実施態様9に記載の方法において、
前記照射は、パルスである、方法。
(17) 実施態様9に記載の方法において、
前記組織は、RFアブレーションを受けつつある、方法。
(18) 実施態様9に記載の方法において、
前記組織は、RFアブレーションの結果生じた損傷部である、方法。
(19) 実施態様9に記載の方法において、
前記組織特性は、組織の厚さ、損傷の進行程度、および損傷部の幅のうちの少なくとも一つである、方法。
照射および音響の検出をするように構成された遠位先端部を有するカテーテルであって、前記照射によって組織が加熱されると、前記先端部に設けられた音響検出器によって検出される音波を生み出し、前記音響検出器が組織特性を示す信号を生成する、カテーテルと、
前記信号を受信して前記音波の時間的プロフィールを記録する電子スコープと、
前記時間的プロフィールに基づき、前記組織の画像またはプロフィールを再構成するプロセッサと、
を備える、システム。
(21) 実施態様20に記載のシステムにおいて、
前記電子スコープ装置は、デジタル・オシロスコープである、システム。
(22) 実施態様20に記載のシステムにおいて、
前記カテーテルの前記先端部は、RFアブレーション用にも構成されている、システム。
(23) 実施態様20に記載のシステムにおいて、
前記カテーテルは、前記光音響組織評価の間、反射モードで動作する、
システム。
(24) 実施態様20に記載のシステムにおいて、
前記照射をレーザーパルスとして与える光源、
を更に含んでいる、システム。
(25) 実施態様20に記載のシステムにおいて、
前記組織は、RFアブレーションの結果生じた損傷部である、システム。
(26) 実施態様20に記載のシステムにおいて、
前記組織特性は、組織の厚さ、損傷の進行程度、および損傷部の幅のうちの少なくとも一つである、システム。
(27) 実施態様20に記載のシステムにおいて、
前記組織は、心臓組織である、システム。
前記組織を焼灼するように構成されたアブレーション要素と、
前記組織を加熱して音波を生成させるためのレーザーデリベリ手段と、
前記音波を検出するように構成され、かつ、組織特性を示す信号を生成する、音響センサーと、
を備える、システム。
(29) 実施態様28に記載のシステムにおいて、
前記信号を受信し、前記音波の時間的プロフィールを記録するように構成された音響サンプリング・ハードウェア、
を更に備える、システム。
(30) 実施態様28に記載のシステムにおいて、
前記時間的プロフィールを分析し、前記組織の画像またはプロフィールを生成するように構成されたプロセッサ、
を更に備える、システム。
(31) 実施態様28に記載のシステムにおいて、
前記レーザーデリベリ手段に照射エネルギーを与えるパルスレーザー、
を更に含む、システム。
(32) 実施態様28に記載のシステムにおいて、
前記アブレーション要素にアブレーションエネルギーを与えるアブレーションエネルギー源、
を更に備える、システム。
Claims (22)
- 光音響組織評価のためのカテーテルにおいて、
カテーテル本体と、
前記カテーテル本体に対し遠位にあり、照射および音響の検出をするように構成された、先端部と、
を備え、
前記照射によって組織が加熱されると、前記先端部に設けられた音響検出器によって検出される音波を生み出し、前記音響検出器が組織特性を示す信号を生成する、カテーテル。 - 請求項1に記載のカテーテルにおいて、
前記組織は、心臓組織である、カテーテル。 - 請求項1に記載のカテーテルにおいて、
前記先端部は、RFアブレーション用にも構成されている、カテーテル。 - 請求項1に記載のカテーテルにおいて、
前記カテーテルは、前記光音響組織評価の間、反射モードで動作する、カテーテル。 - 請求項1に記載のカテーテルにおいて、
前記照射は、レーザーパルスである、カテーテル。 - 請求項1に記載のカテーテルにおいて、
前記組織は、RFアブレーションを受けつつあるものである、カテーテル。 - 請求項1に記載のカテーテルにおいて、
前記組織は、RFアブレーションの結果生じた損傷部である、カテーテル。 - 請求項1に記載のカテーテルにおいて、
前記組織特性は、組織の厚さ、損傷の進行程度、および損傷部の幅のうちの少なくとも一つである、カテーテル。 - レーザー光音響画像形成により組織を評価する方法において、
カテーテルの遠位端から組織を照射することにより、前記組織を加熱して音波を生み出すことと、
前記カテーテルの前記遠位端に設けた音響変換器で前記音波を検出することと、
前記音波の特性を記録することと、
前記音波を分析して、組織特性を評価することと、
を含む、方法。 - 光音響組織評価用のシステムにおいて、
照射および音響の検出をするように構成された遠位先端部を有するカテーテルであって、前記照射によって組織が加熱されると、前記先端部に設けられた音響検出器によって検出される音波を生み出し、前記音響検出器が組織特性を示す信号を生成する、カテーテルと、
前記信号を受信して前記音波の時間的プロフィールを記録する電子スコープと、
前記時間的プロフィールに基づき、前記組織の画像またはプロフィールを再構成するプロセッサと、
を備える、システム。 - 請求項10に記載のシステムにおいて、
前記電子スコープ装置は、デジタル・オシロスコープである、システム。 - 請求項10に記載のシステムにおいて、
前記カテーテルの前記先端部は、RFアブレーション用にも構成されている、システム。 - 請求項10に記載のシステムにおいて、
前記カテーテルは、前記光音響組織評価の間、反射モードで動作する、システム。 - 請求項10に記載のシステムにおいて、
前記照射をレーザーパルスとして与える光源、
を更に含んでいる、システム。 - 請求項10に記載のシステムにおいて、
前記組織は、RFアブレーションの結果生じた損傷部である、システム。 - 請求項10に記載のシステムにおいて、
前記組織特性は、組織の厚さ、損傷の進行程度、および損傷部の幅のうちの少なくとも一つである、システム。 - 請求項10に記載のシステムにおいて、
前記組織は、心臓組織である、システム。 - 心臓組織の光音響評価用システムにおいて、
前記組織を焼灼するように構成されたアブレーション要素と、
前記組織を加熱して音波を生成させるためのレーザーデリベリ手段と、
前記音波を検出するように構成され、かつ、組織特性を示す信号を生成する、音響センサーと、
を備える、システム。 - 請求項18に記載のシステムにおいて、
前記信号を受信し、前記音波の時間的プロフィールを記録するように構成された音響サンプリング・ハードウェア、
を更に備える、システム。 - 請求項18に記載のシステムにおいて、
前記時間的プロフィールを分析し、前記組織の画像またはプロフィールを生成するように構成されたプロセッサ、
を更に備える、システム。 - 請求項18に記載のシステムにおいて、
前記レーザーデリベリ手段に照射エネルギーを与えるパルスレーザー、
を更に含む、システム。 - 請求項18に記載のシステムにおいて、
前記アブレーション要素にアブレーションエネルギーを与えるアブレーションエネルギー源、
を更に備える、システム。
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