JP5460610B2 - Perfusion ablation catheter with magnetic tip for magnetic field control and guidance - Google Patents

Perfusion ablation catheter with magnetic tip for magnetic field control and guidance Download PDF

Info

Publication number
JP5460610B2
JP5460610B2 JP2010536050A JP2010536050A JP5460610B2 JP 5460610 B2 JP5460610 B2 JP 5460610B2 JP 2010536050 A JP2010536050 A JP 2010536050A JP 2010536050 A JP2010536050 A JP 2010536050A JP 5460610 B2 JP5460610 B2 JP 5460610B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode assembly
electrode
distal
permanent magnet
perfusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010536050A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011505193A (en
JP2011505193A5 (en
Inventor
ジェイムス カウプシュマン
フイサン ワン
ジェレミー ディー. ダンド
ハリー パーヤー
Original Assignee
セント・ジュード・メディカル・エイトリアル・フィブリレーション・ディヴィジョン・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US11/948,362 external-priority patent/US8128621B2/en
Priority claimed from US11/953,615 external-priority patent/US20080091193A1/en
Application filed by セント・ジュード・メディカル・エイトリアル・フィブリレーション・ディヴィジョン・インコーポレーテッド filed Critical セント・ジュード・メディカル・エイトリアル・フィブリレーション・ディヴィジョン・インコーポレーテッド
Publication of JP2011505193A publication Critical patent/JP2011505193A/en
Publication of JP2011505193A5 publication Critical patent/JP2011505193A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5460610B2 publication Critical patent/JP5460610B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Surgical Instruments (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2007年12月10日に出願された米国特許出願第11/953,615号(‘615出願)の優先権を主張するものである。また、本出願は、2006年5月16日に出願された米国特許出願第11/434,200号(‘200出願)の一部継続である2007年11月30日に出願された米国特許出願第11/948,362号(‘362出願)の一部継続でもあり、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims priority to US patent application Ser. No. 11 / 953,615 filed Dec. 10, 2007 (the '615 application). In addition, this application is a continuation of US patent application No. 11 / 434,200 ('200 application) filed on May 16, 2006, which is a continuation of US patent application filed on November 30, 2007. No. 11 / 948,362 ('362 application) is also a continuation of the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference.

本発明は一般に、アブレーションカテーテルおよび電極アセンブリに関する。より詳細には、本発明は、磁場制御および誘導のための磁気先端部、標的領域への灌流機構、およびマッピング特性を有する、ヒトの体内で使用されるアブレーション電極アセンブリに関する。   The present invention generally relates to ablation catheters and electrode assemblies. More particularly, the present invention relates to an ablation electrode assembly for use in a human body having a magnetic tip for magnetic field control and guidance, a perfusion mechanism to a target area, and mapping characteristics.

増え続ける処置のために、電気生理用カテーテルが使用されている。例えば、カテーテルは、数例を挙げると、診断、治療およびアブレーション処置のために使用されている。通常、カテーテルは、患者の脈管構造を通して、目標部位、例えば、患者の心臓内の部位まで送られる。   Electrophysiology catheters are used for an ever-increasing procedure. For example, catheters are used for diagnosis, therapy and ablation procedures, to name a few. Typically, the catheter is routed through the patient's vasculature to a target site, eg, a site within the patient's heart.

カテーテルは通常、アブレーション、診断などのために使用され得る1つまたは複数の電極を保持する。例えば、高周波(RF)アブレーションを含む、所望の領域のアブレーションのために使用される複数の方法がある。RFアブレーションは、電極アセンブリを介して所望の標的領域に高周波エネルギーを伝達して、標的部位にある組織をアブレーションすることによって達成される。   The catheter typically holds one or more electrodes that can be used for ablation, diagnosis, and the like. There are a number of methods used for ablation of the desired area, including, for example, radio frequency (RF) ablation. RF ablation is accomplished by ablating tissue at the target site by transmitting radio frequency energy through the electrode assembly to the desired target area.

RFアブレーションは、慎重に監視および/または制御されない場合、タンパク質の変性、血液凝固、スチームポップなどの過剰な組織損傷、組織の炭化などを生じ得るかなりの熱を発生し得るため、アブレーションアセンブリの温度を監視することが望ましい。生理食塩水などの生体適合性流体を用いる特定の標的領域への灌流機構を含むことがさらに望ましい。この灌流によって、過剰な望ましくない組織損傷、ならびに血液凝固およびそれらに関連する問題を減少または回避する。しかし、この灌流溶液の導入によって、使用時にアブレーションアセンブリの温度を正確に監視および/または制御する機能が阻害される場合がある。   Because RF ablation can generate significant heat that can cause protein denaturation, blood clotting, excessive tissue damage such as steam pop, tissue charring, etc. if not carefully monitored and / or controlled, the temperature of the ablation assembly It is desirable to monitor. It is further desirable to include a perfusion mechanism to a specific target area using a biocompatible fluid such as saline. This perfusion reduces or avoids excessive and undesired tissue damage, as well as blood clotting and related problems. However, the introduction of this perfusion solution may interfere with the ability to accurately monitor and / or control the temperature of the ablation assembly during use.

通常、開放型および閉鎖型灌流カテーテルの2種類の灌流電極カテーテルがある。閉鎖型アブレーションカテーテルは通常、電極の内部空洞内に冷却用流体を循環させる。他方、開放型アブレーションカテーテルは通常、電極上の開口オリフィスを通して冷却用流体を輸送する。これらの公知のカテーテルの例としては、Biosense−Webster社によって市場に出回りかつ販売されているTHERMOCOOL(商標)カテーテルが挙げられる。現在の開放型灌流アブレーションカテーテルは、生理食塩水を分配するためのマニホルドとして、電極の内部空洞または遠位部材を使用する。そのため、生理食塩水は、直接遠位電極部材の開口オリフィスを通って流れる。この遠位電極先端部を通る直接的な流れは、手術時に遠位先端部の温度を低下させ、アブレーションプロセスの正確な監視および制御をより困難にさせる。   There are usually two types of perfusion electrode catheters, open and closed perfusion catheters. Closed ablation catheters typically circulate a cooling fluid within the internal cavity of the electrode. On the other hand, open ablation catheters typically transport cooling fluid through open orifices on the electrodes. Examples of these known catheters include THERMOOLOOL ™ catheters that are marketed and sold by Biosense-Webster. Current open perfusion ablation catheters use the electrode's internal cavity or distal member as a manifold for dispensing saline. Thus, saline flows directly through the open orifice of the distal electrode member. This direct flow through the distal electrode tip reduces the temperature of the distal tip during surgery, making accurate monitoring and control of the ablation process more difficult.

これらの開放型灌流電極カテーテルでは、アブレーション電極からの灌流路を絶縁することが有利であるということが見出されている。そのような例の1つが、2005年3月またはその前後に、Wittkampf博士およびNakagawa博士著の「電極冷却を用いる生理食塩水灌流高周波アブレーション電極(Saline-Irrigated Radiofrequency Ablation Electrode with Electrode Cooling)」という題名の論文に公表されており、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。同様に、2005年6月2日に公開されたPCT国際公開第WO05/048858号の内容全体も参照により本明細書に組み込まれる。   In these open perfusion electrode catheters, it has been found advantageous to insulate the perfusion channel from the ablation electrode. One such example was titled “Saline-Irrigated Radiofrequency Ablation Electrode with Electrode Cooling” by Dr. Wittkampf and Dr. Nakagawa in or before March 2005. The entire contents of which are incorporated herein by reference. Similarly, the entire contents of PCT International Publication No. WO05 / 048858 published on June 2, 2005 are also incorporated herein by reference.

近年、磁気システムが提案されており、このシステムでは、1つまたは複数の電磁石によって生じた磁場を使用して先端に磁石を有するカテーテルを誘導および前進させる。例えば、米国特許出願公開第2007/0016006号は、侵襲的装置を誘導、操縦および前進させる装置および方法、磁場および磁場勾配の位置決めのために侵襲的装置の位置決めを正確に制御する装置および方法、ならびに、押す/引く、屈曲/回転するように構成された磁場を提供する装置および方法、さらに、好ましくは医療関係者への危険の恐れがありかつ他の機器を破壊する可能性がある過剰に大きな電力および磁場強度を使用せずに、三次元空間での制御された動きおよび磁場特性を制御する装置の機能を達成するために装置をカテーテル先端部の遠位端に位置合わせ可能であることによる装置および方法を開示している。米国特許出願公開第2007/0016006号の開示内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。   Recently, a magnetic system has been proposed in which a magnetic field generated by one or more electromagnets is used to guide and advance a catheter having a magnet at the tip. For example, U.S. Patent Application Publication No. 2007/0016006 describes an apparatus and method for guiding, maneuvering and advancing an invasive device, an apparatus and method for accurately controlling the positioning of an invasive device for magnetic field and magnetic field gradient positioning, As well as an apparatus and method for providing a magnetic field configured to push / pull, bend / rotate, and preferably an excess that may be dangerous to medical personnel and may destroy other equipment The device can be aligned to the distal end of the catheter tip to achieve the function of the device to control controlled movement and magnetic field properties in three-dimensional space without using large power and magnetic field strength Discloses an apparatus and method. The entire disclosure of US Patent Application Publication No. 2007/0016006 is incorporated herein by reference.

本発明の実施形態は、より良好な電極表面冷却およびより正確な電極先端部の温度測定を提供するように構成され、かつ、磁気によって誘導および制御することができる磁気先端部を有する灌流カテーテルを提供する。灌流カテーテルは、マッピングなどのための1つまたは複数の監視または測定電極をさらに含んでいてもよい。灌流流体は、血液凝固およびその関連する問題を最小にするために、凝固がより生じやすい標的領域に送られる。いくつかの実施形態では、本発明は、標的領域を灌流しながら、同時にアブレーションアセンブリの動作、温度応答、温度監視および/または制御機構を向上させ、それにより望ましくない不要な組織損傷および血液凝固を防止するという利点を有する複合型灌流アブレーション電極アセンブリを提供することによって、WittkampfおよびNakagawaらによって公表されているものを含む公知の灌流カテーテルよりも著しい改善をさらに提供する。   Embodiments of the present invention provide a perfusion catheter having a magnetic tip that is configured to provide better electrode surface cooling and more accurate electrode tip temperature measurement and that can be magnetically guided and controlled. provide. The perfusion catheter may further include one or more monitoring or measurement electrodes for mapping and the like. The perfusion fluid is delivered to the target area where clotting is more likely to occur in order to minimize blood clotting and its associated problems. In some embodiments, the present invention improves the operation, temperature response, temperature monitoring and / or control mechanisms of the ablation assembly while perfusing the target area, thereby reducing unwanted unwanted tissue damage and blood clotting. Providing a combined perfusion ablation electrode assembly with the advantage of preventing further provides significant improvements over known perfusion catheters, including those published by Wittkampf and Nakagawa et al.

本発明は、アブレーションプロセスを監視および制御しながら、血液凝固および不要な組織損傷を最小にするように設計された、灌流カテーテルおよびポンプアセンブリおよびRF発生器アセンブリ、ならびに電極アセンブリの磁気先端部を誘導および制御し、かつマッピングおよび他の撮像機能を実行するように設計されたカテーテル誘導制御および撮像システムとの併用において有用な、改良された灌流アブレーション電極アセンブリおよび方法に関する。   The present invention guides the magnetic tip of the perfusion catheter and pump assembly and RF generator assembly, and electrode assembly, designed to minimize blood clotting and unwanted tissue damage while monitoring and controlling the ablation process. And an improved perfusion ablation electrode assembly and method useful in combination with a catheter guidance control and imaging system designed to control and perform mapping and other imaging functions.

本発明の一態様によれば、灌流カテーテル装置と併用される灌流アブレーション電極アセンブリは、電極アセンブリの外面に配置された排出口を有する少なくとも1つの流体用通路と、永久磁石と、永久磁石を少なくとも1つの通路および外部から分離する、実質的に永久磁石よりも酸化しにくいシールドと、外部電極表面を有する電極とを含む。   According to one aspect of the present invention, a perfusion ablation electrode assembly for use with a perfusion catheter device comprises at least one fluid passage having an outlet disposed on an outer surface of the electrode assembly, a permanent magnet, and at least a permanent magnet. It includes a shield that is separated from one passageway and the exterior and that is substantially less oxidized than a permanent magnet, and an electrode having an external electrode surface.

いくつかの実施形態では、電極は、シールドの少なくも一部を形成し、実質的に永久磁石よりも酸化しにくい導電性材料を含む。導電性材料は、白金、金、タンタル、イリジウム、ステンレス鋼、パラジウムおよびそれらの混合物からなる群から選択され、導電性材料は、実質的に永久磁石よりも酸化しにくい生体適合性材料で製造された基板上にめっきされる。シールドは、シリコーン、ポリイミド、白金、金、タンタル、イリジウム、ステンレス鋼、パラジウムおよびそれらの混合物からなる群から選択される1種または複数の材料を含む。一例を挙げると、永久磁石はNdFeBを含む。少なくとも1つのマッピング電極が、アブレーション可能な遠位電極である電極から近位に離間されている。   In some embodiments, the electrode includes a conductive material that forms at least a portion of the shield and is substantially less oxidized than the permanent magnet. The conductive material is selected from the group consisting of platinum, gold, tantalum, iridium, stainless steel, palladium and mixtures thereof, and the conductive material is made of a biocompatible material that is substantially less oxidized than a permanent magnet. Is plated on a substrate. The shield includes one or more materials selected from the group consisting of silicone, polyimide, platinum, gold, tantalum, iridium, stainless steel, palladium, and mixtures thereof. As an example, the permanent magnet includes NdFeB. At least one mapping electrode is spaced proximally from an electrode that is an ablationable distal electrode.

具体的な実施形態では、電極は、電極アセンブリの遠位部分に配置されており、外部電極表面を含み、電極アセンブリは、近位部分の外面に配置された排出口を有する少なくとも1つの流体用近位通路を含む近位部分をさらに含む。近位部分は、非導電性であり、電極の材料よりも低い熱伝導率を有する材料を含む。少なくとも1つの近位通路は、近位部分の長手軸に対して鋭角に電極に向かって延在している。近位部分は非導電性材料を含み、近位部分の外面と遠位部分にある電極の外部電極表面は、交差部分で交わり、少なくとも1つの近位通路は、流体流を排出口を通って交差部分に隣接する領域に向かって導くように構成されている。永久磁石は遠位部分内に配置されており、電極アセンブリは、永久磁石内に配置された少なくとも1つの温度センサをさらに含む。電極は、外部電極表面を含み、電極は、外部電極表面に配置された排出口を有する少なくとも1つの流体用電極通路を含む。少なくとも1つの電極通路は、電極の材料よりも熱伝導率が低い、低熱伝導性材料によって遠位部材から熱的に絶縁されている。   In a specific embodiment, the electrode is disposed at a distal portion of the electrode assembly and includes an external electrode surface, the electrode assembly having at least one fluid outlet disposed on an outer surface of the proximal portion. It further includes a proximal portion including a proximal passage. The proximal portion includes a material that is non-conductive and has a lower thermal conductivity than the material of the electrode. At least one proximal passage extends toward the electrode at an acute angle with respect to the longitudinal axis of the proximal portion. The proximal portion comprises a non-conductive material, the outer surface of the proximal portion and the outer electrode surface of the electrode at the distal portion meet at the intersection, and at least one proximal passage allows fluid flow through the outlet It is comprised so that it may guide toward the area | region adjacent to an intersection part. The permanent magnet is disposed within the distal portion and the electrode assembly further includes at least one temperature sensor disposed within the permanent magnet. The electrode includes an external electrode surface, and the electrode includes at least one fluid electrode passage having an outlet disposed on the external electrode surface. At least one electrode passage is thermally isolated from the distal member by a low thermal conductivity material that has a lower thermal conductivity than the electrode material.

いくつかの実施形態では、永久磁石は、少なくとも1つの電極通路までの流体の流れを可能にする軸方向の開口部を有する環状の永久磁石を含み、電極アセンブリは、少なくとも1つの電極通路まで環状の永久磁石の軸方向の開口部内に延在する流体腔をさらに含む。流体腔は、シールドの一部を形成するステンレス鋼網目状ポリイミドを含み、電極は、シールドの別の部分を形成する。シールドは、流体が電極と流体腔との接合部を介して環状の永久磁石まで到達することを防止するシリコーンシールを含む。電極は電極アセンブリの遠位部分に配置されており、電極アセンブリは、近位部分の外面に配置された排出口を有する少なくとも1つの流体用近位通路を含む近位部分をさらに含む。近位部分は、非導電性材料を含む。近位部分の外面と遠位部分にある電極の外部電極表面は、交差部分で交わる。少なくとも1つの近位通路は、流体流を排出口を通って交差部分の隣接領域に向かって導くように構成されている。   In some embodiments, the permanent magnet includes an annular permanent magnet having an axial opening that allows fluid flow to at least one electrode passage, and the electrode assembly is annular to at least one electrode passage. A fluid cavity extending into the axial opening of the permanent magnet. The fluid cavity includes a stainless steel mesh polyimide that forms part of the shield, and the electrodes form another part of the shield. The shield includes a silicone seal that prevents fluid from reaching the annular permanent magnet through the junction of the electrode and the fluid cavity. The electrode is disposed at a distal portion of the electrode assembly, and the electrode assembly further includes a proximal portion including at least one fluid proximal passage having an outlet disposed on an outer surface of the proximal portion. The proximal portion includes a non-conductive material. The outer surface of the proximal portion and the outer electrode surface of the electrode at the distal portion meet at the intersection. The at least one proximal passage is configured to direct fluid flow through the outlet to an adjacent region of the intersection.

本発明の別の態様によれば、灌流カテーテル装置と共に使用される灌流アブレーション電極アセンブリは、永久磁石と、電極アセンブリの外面に配置された排出口を有し、かつ永久磁石内に延在する少なくとも1つの流体用通路と、永久磁石を少なくとも1つの通路から分離する、実質的に永久磁石よりも酸化しにくい内部シールドと、永久磁石を外部から分離する、実質的に永久磁石よりも酸化しにくい外部シールドとを含む。   In accordance with another aspect of the present invention, a perfusion ablation electrode assembly for use with a perfusion catheter device has a permanent magnet and an outlet disposed on an outer surface of the electrode assembly and extends at least within the permanent magnet. One fluid passage, an inner shield that separates the permanent magnet from at least one passage, which is substantially less oxidized than the permanent magnet, and a permanent magnet that separates the permanent magnet from the outside and substantially less oxidizing than the permanent magnet Including external shield.

いくつかの実施形態では、内部シールドは、流体を少なくとも1つの通路に供給する流体腔を含む。電極アセンブリは、外部電極表面を有し、かつ外部シールドの少なくも一部を形成する電極を含む。電極は、電極アセンブリの遠位部分に配置されており、電極アセンブリは、非導電性材料を有する近位部分をさらに含み、近位部分は、内部シールドの少なくも一部を形成する。   In some embodiments, the inner shield includes a fluid cavity that supplies fluid to at least one passage. The electrode assembly includes an electrode having an outer electrode surface and forming at least a portion of the outer shield. The electrode is disposed at a distal portion of the electrode assembly, the electrode assembly further including a proximal portion having a non-conductive material, the proximal portion forming at least a portion of the inner shield.

本発明の別の態様によれば、カテーテルは、シャフトと、シャフトの遠位端に連結された灌流アブレーション電極アセンブリとを含む。灌流アブレーション電極アセンブリは、電極アセンブリの外面に配置された排出口を有する少なくとも1つの流体用通路と、永久磁石と、永久磁石を少なくとも1つの通路および外部から分離する、実質的に永久磁石よりも酸化しにくいシールドと、外部電極表面を有する電極とを有する。   According to another aspect of the invention, the catheter includes a shaft and a perfusion ablation electrode assembly coupled to the distal end of the shaft. The perfusion ablation electrode assembly is substantially more than a permanent magnet that separates the permanent magnet from the at least one passage and the exterior, with at least one fluid passage having an outlet disposed on the outer surface of the electrode assembly. It has a shield that is difficult to oxidize and an electrode that has an external electrode surface.

いくつかの実施形態では、カテーテルは、シャフトの遠位端近傍に配置され、かつ灌流アブレーション電極アセンブリ内の永久磁石から離間された第2の永久磁石をさらに含む。   In some embodiments, the catheter further includes a second permanent magnet disposed near the distal end of the shaft and spaced from the permanent magnet in the perfusion ablation electrode assembly.

本発明の上記および他の態様、特徴、詳細、有用性および利点は、以下の説明および特許請求の範囲を読むことにより、および添付の図面を確認することにより明らかになるであろう。   The above and other aspects, features, details, utilities and advantages of the present invention will become apparent upon reading the following description and claims, and upon reviewing the accompanying drawings.

RF発生器アセンブリおよびポンプアセンブリに動作可能に接続された灌流カテーテルアセンブリと組み合わせた、本発明の一実施形態に係るアブレーション電極アセンブリの等角図である。2 is an isometric view of an ablation electrode assembly according to one embodiment of the present invention in combination with a perfusion catheter assembly operably connected to an RF generator assembly and a pump assembly. FIG. 灌流カテーテルアセンブリに動作可能に接続された、本発明の一実施形態に係るアブレーション電極アセンブリの拡大等角図である。FIG. 3 is an enlarged isometric view of an ablation electrode assembly according to one embodiment of the present invention operatively connected to a perfusion catheter assembly. 図2の線4−4に沿った図2のアブレーション電極アセンブリの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the ablation electrode assembly of FIG. 2 taken along line 4-4 of FIG. 本発明の別の実施形態に係るアブレーション電極アセンブリの断面図である。6 is a cross-sectional view of an ablation electrode assembly according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の別の実施形態に係るアブレーション電極アセンブリの断面図である。6 is a cross-sectional view of an ablation electrode assembly according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の別の実施形態に係るアブレーション電極アセンブリの断面図である。6 is a cross-sectional view of an ablation electrode assembly according to another embodiment of the present invention. FIG. カテーテル誘導制御および撮像(CGCI)システムの磁石構造の斜視図である。1 is a perspective view of a magnet structure of a catheter guidance control and imaging (CGCI) system. FIG. 油圧駆動コアを伸長した状態で示すCGCIの右側部分の斜視図である。It is a perspective view of the right side part of CGCI shown in the state where the hydraulic drive core was extended. 油圧駆動コアを後退させた状態で示すCGCIの右側部分の斜視図である。It is a perspective view of the right side part of CGCI shown in the state where the hydraulic drive core was retracted. オペレータインタフェース、カテーテル誘導システムおよび手術用機器を含む手術システムのシステムブロック図である。1 is a system block diagram of a surgical system including an operator interface, a catheter guidance system, and surgical equipment. カテーテル誘導システム、レーダシステム、ホール効果センサおよび油圧駆動コア伸長機構を含む、CGCI手術処置で使用される撮像モジュールのブロック図である。1 is a block diagram of an imaging module used in a CGCI surgical procedure including a catheter guidance system, a radar system, a Hall effect sensor, and a hydraulically driven core extension mechanism. FIG. カテーテルアセンブリの第1の斜視図である。1 is a first perspective view of a catheter assembly. FIG. カテーテルアセンブリの第2の斜視図である。FIG. 10 is a second perspective view of the catheter assembly. 図6の装置の側面図である。FIG. 7 is a side view of the apparatus of FIG. 6. 図6の装置の底面図である。FIG. 7 is a bottom view of the apparatus of FIG. 6. 左側および右側クラスタが分離された開放モードにおける図6の装置を示す等角図である。FIG. 7 is an isometric view of the apparatus of FIG. 6 in an open mode with the left and right clusters separated. 図10に示す構成の側面図である。It is a side view of the structure shown in FIG. 図10に示す構成の底面図である。It is a bottom view of the structure shown in FIG. 図10に示す構成の端面図である。FIG. 11 is an end view of the configuration shown in FIG. 10. 磁気センサを有するCGCI装置の一実施形態のブロック図である。1 is a block diagram of one embodiment of a CGCI device having a magnetic sensor. FIG.

磁気先端部を有する灌流カテーテル
一般に、本発明は、灌流アブレーション電極アセンブリと、そのような灌流アブレーション電極アセンブリの製造方法および使用方法に関する。この説明のために、本明細書に記載される様々な実施形態の中の類似した態様は、同じ参照符号で参照される。ただし、当然ながら、様々な態様の構造は、様々な実施形態間で異なっていてもよい。
BACKGROUND OF THE INVENTION In general, the present invention relates to perfusion ablation electrode assemblies and methods for making and using such perfusion ablation electrode assemblies. For purposes of this description, similar aspects among the various embodiments described herein will be referred to with the same reference numerals. However, it will be appreciated that the structure of the various aspects may vary between the various embodiments.

図1に示すように、アブレーション電極アセンブリは、ポンプアセンブリ15および任意の数の選択された変数(例えば、アブレーション電極温度、アブレーションエネルギー、およびアセンブリ位置)を監視することによってアブレーション処置手術を容易にし、使用中にアセンブリの操作を支援し、かつ電極アセンブリ10に送られる必要なエネルギー源を提供するのに有用なRF発生器アセンブリ14に動作可能に接続された灌流アブレーションカテーテルアセンブリ12の一部を含んでいてもよい。本実施形態は、RFアブレーション電極アセンブリおよび方法について説明するが、本発明は、装置および標的組織領域の温度が処置時の要因となる任意の数の他のアブレーション電極アセンブリに同様に適用可能であることが想定される。   As shown in FIG. 1, the ablation electrode assembly facilitates ablation procedure surgery by monitoring the pump assembly 15 and any number of selected variables (e.g., ablation electrode temperature, ablation energy, and assembly position) Includes a portion of a perfusion ablation catheter assembly 12 operatively connected to an RF generator assembly 14 useful for assisting in the operation of the assembly during use and providing the necessary energy source delivered to the electrode assembly 10. You may go out. Although this embodiment describes an RF ablation electrode assembly and method, the present invention is equally applicable to any number of other ablation electrode assemblies where the temperature of the device and target tissue region is a factor during the procedure. It is assumed that

図1は、本発明に係る灌流電極アセンブリ10が動作可能に取り付けられた灌流カテーテルアセンブリ12に動作可能に接続されたRF発生器アセンブリ14および流体ポンプアセンブリ15を有する灌流アブレーションカテーテルアセンブリの一般的な斜視図である。カテーテルアセンブリ12、RF発生器アセンブリ14およびポンプアセンブリの15の構造的および機能的特徴は当業者によく知られている。例えば、RF発生器アセンブリは、カリフォルニア州アーバイン92614に所在するIrvine Biomedical社から入手可能なIBI−1500T心臓アブレーションRF発生器であってもよい。また、RF発生器アセンブリは、例えば、Biosense社から入手可能なStockert RF発生器、またはMedtronic社から入手可能なAtakr(登録商標)シリーズのRF発生器のうちの1つを含む、任意の他の公知のアセンブリであってもよい。ポンプアセンブリは、固定容量ローリングポンプ、可変容量シリンジポンプおよび当業者に知られている任意の他のポンプアセンブリを含む、任意の公知のアセンブリであってもよい。以下に詳細に説明される図2〜図5は、本発明に係る灌流アブレーション電極アセンブリ10の様々な実施形態を例示する。   FIG. 1 shows a general perfusion ablation catheter assembly having an RF generator assembly 14 and a fluid pump assembly 15 operatively connected to a perfusion catheter assembly 12 operably mounted with a perfusion electrode assembly 10 according to the present invention. It is a perspective view. The structural and functional characteristics of catheter assembly 12, RF generator assembly 14 and pump assembly 15 are well known to those skilled in the art. For example, the RF generator assembly may be an IBI-1500T cardiac ablation RF generator available from Irvine Biomedical, Inc., Irvine 92614, California. The RF generator assembly can also be any other, including, for example, one of the Stockert RF generators available from Biosense or the Atakr® series RF generators available from Medtronic. It may be a known assembly. The pump assembly may be any known assembly, including a fixed displacement rolling pump, a variable displacement syringe pump, and any other pump assembly known to those skilled in the art. 2-5, described in detail below, illustrate various embodiments of a perfusion ablation electrode assembly 10 according to the present invention.

図2は、流体輸送管16を内部に有する灌流アブレーションカテーテルアセンブリ12に接続されたアブレーション電極アセンブリ11の等角図である。アブレーション電極アセンブリ11は、一般に、灌流部材20およびアブレーション電極部材18を含む。部材18、20の向きは、灌流部材20がアセンブリの近位端に配置された状態で、アブレーション電極アセンブリ18がアセンブリの遠位端に配置されるような向きであるが、その向きは逆にし得ることが想定される。近位部材20は、少なくとも1つの通路24(図3を参照)および流体を標的組織領域および電極アセンブリ11の外側に輸送するための少なくとも1つの排出口22を有する。遠位部材18は、その内部に配置され、かつRF発生器アセンブリ14に動作可能に接続された少なくとも1つの温度感知機構26(図3を参照)をさらに含む。遠位部材18は、アブレーションエネルギーを標的組織領域に輸送するための、当業者に知られている任意の導電性かつ潜在的には熱的伝導性の材料からなる。導電性材料の例としては、金、白金、イリジウム、パラジウム、タンタル、ステンレス鋼およびそれらの任意の混合物が挙げられる。さらに、先端電極、リング電極およびそれらの任意の組み合わせを含む、本発明の範囲内で想定される複数の電極設計がある。   FIG. 2 is an isometric view of the ablation electrode assembly 11 connected to a perfusion ablation catheter assembly 12 having a fluid transport tube 16 therein. Ablation electrode assembly 11 generally includes perfusion member 20 and ablation electrode member 18. The orientation of the members 18, 20 is such that the ablation electrode assembly 18 is located at the distal end of the assembly with the perfusion member 20 located at the proximal end of the assembly, but the orientation is reversed. It is envisaged to obtain. The proximal member 20 has at least one passage 24 (see FIG. 3) and at least one outlet 22 for transporting fluid to the target tissue region and outside the electrode assembly 11. The distal member 18 further includes at least one temperature sensing mechanism 26 (see FIG. 3) disposed therein and operatively connected to the RF generator assembly 14. The distal member 18 is composed of any electrically conductive and potentially thermally conductive material known to those skilled in the art for transporting ablation energy to the target tissue region. Examples of conductive materials include gold, platinum, iridium, palladium, tantalum, stainless steel, and any mixture thereof. In addition, there are multiple electrode designs envisioned within the scope of the present invention, including tip electrodes, ring electrodes, and any combination thereof.

一般に、本明細書に記載の実施形態によれば、流体通路(複数可)24および排出口(複数可)22は、少なくとも1種の低熱伝導性材料によって、遠位部材18、および結果的に温度感知機構26から分離されている。低熱伝導性材料は、当業者に知られている方法で測定された場合に、通路(複数可)24と遠位部材18間での熱伝達を約10%以上、より好ましくは約25%以上減少させる物理的特性を有する材料である。特定の実施形態では、約75%超の熱伝達を減少させる材料が好ましく機能した。低熱伝導性材料は、残りの構造的構成要素がプロセスの適切な監視および制御を維持するのに適した特性および感度を有して選択されている場合には、熱伝達を約10%未満減少させる物理的特性を有し得ることがさらに想定される。従って、これらの特性は好ましいが、低熱伝導性材料は、本発明の精神に矛盾しない、当業者に知られている任意の材料であってもよい。本発明との併用において有用な低熱伝導性材料の例としては、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリイミド類、ポリアリールエーテルケトン類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリウレタン、ポリプロピレン、配向ポリプロピレン、ポリエチレン、結晶化ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンテレフタラート、ポリエステル、セラミックスおよびアセタールなどのプラスチックおよびそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されない。   In general, according to the embodiments described herein, the fluid passage (s) 24 and the outlet (s) 22 are separated by at least one low thermal conductivity material by the distal member 18, and consequently Separated from the temperature sensing mechanism 26. The low thermal conductivity material provides a heat transfer between the passage (s) 24 and the distal member 18 of greater than about 10%, more preferably greater than about 25%, as measured by methods known to those skilled in the art. A material with reduced physical properties. In certain embodiments, materials that reduce heat transfer by more than about 75% have performed favorably. Low thermal conductivity material reduces heat transfer by less than about 10% when the remaining structural components are selected with suitable properties and sensitivity to maintain proper monitoring and control of the process It is further envisioned that it may have physical properties that allow it to. Thus, although these properties are preferred, the low thermal conductivity material may be any material known to those skilled in the art that is consistent with the spirit of the invention. Examples of low thermal conductivity materials useful in combination with the present invention include high density polyethylene (HDPE), polyimides, polyaryl ether ketones, polyether ether ketones, polyurethane, polypropylene, oriented polypropylene, polyethylene, crystallization Examples include, but are not limited to, plastics such as polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyester, ceramics and acetal, and mixtures thereof.

以下の具体的な実施形態についてより詳細に示すように、低熱伝導性材料は、近位部材20または遠位部材18、近位部材20および遠位部材18とは異なる材料、あるいはそれらの任意の組み合わせを含む材料であってもよい。さらに、近位部材18(近位部材20)によって画定される通路(複数可)24および排出口(複数可)22は、遠位部材18の端部46(図3を参照)から長手方向に分離されていてもよく、それにより、手術時にアブレーションされる標的領域の温度監視を改善させるために、通路(複数可)24を温度センサ(複数可)26から絶縁するという利点が得られる。低熱伝導性材料、および遠位部材18の端部46近傍に配置された温度感知機構26からの分離は、個別にかつ協働して、遠位部材18内の温度感知機構(複数可)26に対する、通路(複数可)24および排出口(複数可)22を通って輸送される流体の低温による作用を最小にする役割を担う。通路(複数可)24および排出口(複数可)22の遠位部材18からの分離、より詳細には温度感知機構26からの分離によって、(1)凝固および望ましくない組織損傷を最小にするために電極アセンブリ11および標的組織領域を効果的に灌流し、(2)本発明の目的に係るアブレーション電極アセンブリ11の動作を効果的に制御するという2つの目的を容易にする。   As shown in more detail for the specific embodiments below, the low thermal conductivity material may be a proximal member 20 or a distal member 18, a material different from the proximal member 20 and the distal member 18, or any of them. It may be a material including a combination. Further, the passage (s) 24 and the outlet (s) 22 defined by the proximal member 18 (proximal member 20) are longitudinally from the end 46 (see FIG. 3) of the distal member 18. It may be separated, thereby providing the advantage of isolating the passage (s) 24 from the temperature sensor (s) 26 to improve temperature monitoring of the target area to be ablated during surgery. Separation of the low thermal conductivity material and the temperature sensing mechanism 26 located near the end 46 of the distal member 18 individually and in concert, the temperature sensing mechanism (s) 26 in the distal member 18. To the effect of the low temperature of the fluid transported through the passage (s) 24 and the outlet (s) 22. (1) To minimize coagulation and unwanted tissue damage by separating the passage (s) 24 and the outlet (s) 22 from the distal member 18, and more particularly from the temperature sensing mechanism 26. Effectively perfuse the electrode assembly 11 and the target tissue region, and (2) facilitate the two purposes of effectively controlling the operation of the ablation electrode assembly 11 according to the object of the present invention.

図3は、アブレーション電極アセンブリ11の一実施形態の断面図である。アブレーション電極アセンブリ11は、流体輸送管16およびカテーテルシャフト17を有する灌流カテーテルアセンブリ12に接続されている。アブレーション電極アセンブリ11は、近位部材すなわちマニホルド20と、遠位部材18と、RF発生器アセンブリ14(図1を参照)に動作可能に接続された温度感知機構26とを含む。本実施形態では、近位部材20自体は、灌流流体をアセンブリ11の残りの部分から絶縁する機能を有する低熱伝導性材料からなる。好ましくは、近位部材20は、低熱伝導性ポリマー、より好ましくは、その材料の熱的および物理的特性の組み合わせのために、ポリエーテルエーテルケトン(「PEEK」)で製造されている。別の可能な材料は、Ultem(登録商標)ポリエーテルイミドである。近位部材20は、カテーテルアセンブリ12の流体管16を受け入れるように構成されており、アセンブリ11の中心軸28から対応する排出口22で終了する近位部材20の外側部分に向かって軸方向に延在する複数の通路24(例えば、4〜8個の通路)を含む。好ましくは、複数の通路24は、標的組織領域およびアセンブリ11の外側に流体を均一に分散させるために、近位部材20の周りに均一に分散されている。通路24は、単一の環状通路、あるいは近位部材20の周りに均一に分散された複数の別個の通路であってもよい。本実施形態では、通路24は、アセンブリ11の長手軸28に対して鋭角に位置していてもよい。手術時、流体は、輸送管16を通してポンプで送り出され、通路24、および流体が標的組織領域およびアブレーション電極アセンブリ11の外側部分と接する排出口22を通過する。   FIG. 3 is a cross-sectional view of one embodiment of the ablation electrode assembly 11. Ablation electrode assembly 11 is connected to a perfusion catheter assembly 12 having a fluid transport tube 16 and a catheter shaft 17. Ablation electrode assembly 11 includes a proximal member or manifold 20, a distal member 18, and a temperature sensing mechanism 26 operably connected to RF generator assembly 14 (see FIG. 1). In this embodiment, the proximal member 20 itself is made of a low thermal conductivity material that functions to insulate the perfusion fluid from the rest of the assembly 11. Preferably, the proximal member 20 is made of a low thermal conductivity polymer, more preferably a polyetheretherketone (“PEEK”) due to the combination of thermal and physical properties of the material. Another possible material is Ultem® polyetherimide. The proximal member 20 is configured to receive the fluid conduit 16 of the catheter assembly 12 and is axially directed from the central axis 28 of the assembly 11 toward the outer portion of the proximal member 20 that terminates at the corresponding outlet 22. A plurality of extending passages 24 (eg, 4-8 passages) are included. Preferably, the plurality of passages 24 are evenly distributed around the proximal member 20 in order to evenly distribute the fluid outside the target tissue region and the assembly 11. The passage 24 may be a single annular passage or a plurality of separate passages uniformly distributed around the proximal member 20. In this embodiment, the passage 24 may be positioned at an acute angle with respect to the longitudinal axis 28 of the assembly 11. During surgery, fluid is pumped through the transport tube 16 and through the passage 24 and the outlet 22 where the fluid contacts the target tissue region and the outer portion of the ablation electrode assembly 11.

本実施形態では、流体輸送管すなわち通路24は、長手軸28に対して実質的に垂直に満たない角度で延在する。通路24を、垂直から離れるが平行に満たない角度に設定することによって、流体の標的組織領域への輸送をさらに支援し、アブレーション処置時に体液が凝固するリスクをさらに低減させ、手術時のアブレーションアセンブリ11の測定および制御を向上させることができる。より詳細には、通路24は、近位部材20と遠位部材18との交差部分に隣接する、好ましくは直接隣接する標的領域に灌流流体流を導くように方向付けられている。血液凝固は、RF強度の急激な上昇、材料の不連続性、および近位部材20と遠位部材18とを接合する際の製造不良によって引き起こされる潜在的な幾何学的不連続性により標的領域に生じる可能性が高い。具体的な実施形態では、通路24は、約20°以上約70°以下の角度、好ましくは約30°以上約60°以下の角度、より好ましくは約30°の角度で延在する。また、通路およびオリフィスが流体をアセンブリの外部に渦巻き状または螺旋状に供給するように構成されるように、通路が第2の次元でさらに角度をなし得ることも想定される。この構成は、流体を電極アセンブリに極めて近接に維持する役割も担い、それにより手術時の凝固をさらに防止する。   In this embodiment, the fluid transport tube or passage 24 extends at an angle less than substantially perpendicular to the longitudinal axis 28. By setting the passage 24 at an angle away from vertical but less than parallel, further assists in transporting fluid to the target tissue region, further reducing the risk of fluid coagulation during an ablation procedure, and an ablation assembly during surgery 11 measurement and control can be improved. More particularly, the passage 24 is oriented to direct perfusion fluid flow to a target region adjacent, preferably directly adjacent, the intersection of the proximal member 20 and the distal member 18. Blood clotting is a target region due to a sharp rise in RF intensity, material discontinuities, and potential geometric discontinuities caused by poor manufacturing when joining proximal member 20 and distal member 18 together. Is likely to occur. In a specific embodiment, the passage 24 extends at an angle of about 20 ° to about 70 °, preferably about 30 ° to about 60 °, more preferably about 30 °. It is also envisioned that the passages may be further angled in the second dimension such that the passages and orifices are configured to supply fluid spirally or spirally to the exterior of the assembly. This configuration also serves to keep the fluid in close proximity to the electrode assembly, thereby further preventing clotting during surgery.

アブレーション電極アセンブリ11の遠位部材18は、半球状の端部あるいは非球状の端部であってもよい円形の端部で終了するほぼ円筒の形状を有する。遠位部材18は、遠位電極シェル50および電極アンカー52に少なくも部分的に包まれた永久磁石48を含む。永久磁石48は、望ましくは、(互いに離間された複数の磁石の代わりに)そのような1つの永久磁石のみがカテーテル先端部の磁場制御および誘導のために必要とされるような強い磁場を有するNdFeBで製造されている。他の実施形態では、類似した特性を有する他の希土類永久磁石が使用されてもよい。2つ以上の永久磁石が使用される場合には、さらなる材料が検討されてもよい。永久磁石48は通常、長手方向に約2mm以上約6mm以下、典型的には約4mmの長さを有する。遠位電極シェル50は、遠位電極の外面の大部分を提供する。電極アンカー52は、近位部材20に連結され、RFワイヤ54などの電力線または電力ケーブルに接続されている。電極アンカー52は、接着剤、プレス嵌め構成、スナップ嵌め構成などを含む任意の公知の機構によって近位部材20に接続されていてもよい。内管56は、電力線54および温度センサ26用の温度センサ導体を収容するように電極アンカー52および/または近位部材20に接続されている。温度センサ26が永久磁石48内に埋め込まれているため、永久磁石材料は、温度センサ26が遠位電極の温度を正確に測定することができるように、好ましくは高熱伝導性(例えば、NdFeB)である。   The distal member 18 of the ablation electrode assembly 11 has a generally cylindrical shape that terminates in a circular end, which may be a hemispherical end or a non-spherical end. The distal member 18 includes a permanent magnet 48 that is at least partially encased in a distal electrode shell 50 and an electrode anchor 52. Permanent magnet 48 desirably has a strong magnetic field such that only one such permanent magnet is required for field control and guidance of the catheter tip (instead of a plurality of magnets spaced apart from each other). Manufactured with NdFeB. In other embodiments, other rare earth permanent magnets with similar characteristics may be used. Additional materials may be considered if more than one permanent magnet is used. The permanent magnet 48 usually has a length in the longitudinal direction of about 2 mm or more and about 6 mm or less, typically about 4 mm. The distal electrode shell 50 provides most of the outer surface of the distal electrode. Electrode anchor 52 is coupled to proximal member 20 and connected to a power line or power cable, such as RF wire 54. The electrode anchor 52 may be connected to the proximal member 20 by any known mechanism including adhesives, press-fit configurations, snap-fit configurations, and the like. The inner tube 56 is connected to the electrode anchor 52 and / or the proximal member 20 to accommodate the power line 54 and the temperature sensor conductor for the temperature sensor 26. Because the temperature sensor 26 is embedded in the permanent magnet 48, the permanent magnet material is preferably highly thermally conductive (eg, NdFeB) so that the temperature sensor 26 can accurately measure the temperature of the distal electrode. It is.

図示の実施形態では、遠位電極シェル50、電極アンカー52および内管56は、永久磁石48が灌流および/または体液に曝露されるのを防止するシールドを形成し、シールドは、永久磁石48を灌流流体から分離する、通路24を含む内部シールドと、永久磁石48を外部から分離する外部シールドとを含む。永久磁石48は非常に酸化しやすいため、永久磁石と液体とのいかなる接触も望ましくない。それは、永久磁石48の酸化は腐食問題を引き起こし得るという理由からである。シールドは、そのような接触が生じることを防止する。シールド用の材料は、永久磁石48よりも酸化しにくいものであるか、好ましくは実質的に酸化しにくいものである。例えば、シールド材料の酸化率は、永久磁石48の酸化率の約50%未満、より好ましくは約20%未満、最も好ましくは約5%未満である。遠位電極シェル50および電極アンカー52は、白金、金、タンタル、イリジウム、ステンレス鋼、パラジウム、タンタルおよびそれらの混合物などの導電性材料で製造されている。選択される導電性材料は、好ましくは生体適合性である。いくつかの実施形態では、生体適合性導電性材料は、遠位電極シェル50および電極アンカー52の生体適合性を向上させるために銅またはベリリウム銅製の基板にめっきされる。電極アンカー52は、遠位電極シェル50にレーザー溶接されていてもよい。内管56は、シリコーン、ポリイミド、ステンレス鋼網目状ポリイミドなどで製造されていてもよい。内管56は、白金アンカー52に熱接合または成形されていてもよい。別の実施形態では、遠位電極シェル50および電極アンカー52は、永久磁石48を灌流流体流から分離させる内管56を必要とせずに、永久磁石48の周りに完全なシールドを形成する。   In the illustrated embodiment, the distal electrode shell 50, electrode anchor 52 and inner tube 56 form a shield that prevents the permanent magnet 48 from being perfused and / or exposed to body fluids, which shield the permanent magnet 48. It includes an inner shield that includes a passage 24 that separates from the perfusion fluid, and an outer shield that separates the permanent magnet 48 from the outside. Since the permanent magnet 48 is very susceptible to oxidation, any contact between the permanent magnet and the liquid is undesirable. This is because the oxidation of the permanent magnet 48 can cause corrosion problems. The shield prevents such contact from occurring. The shielding material is less oxidizable than the permanent magnet 48, or preferably substantially less oxidizable. For example, the oxidation rate of the shield material is less than about 50%, more preferably less than about 20%, and most preferably less than about 5% of the oxidation rate of the permanent magnet. Distal electrode shell 50 and electrode anchor 52 are made of a conductive material such as platinum, gold, tantalum, iridium, stainless steel, palladium, tantalum and mixtures thereof. The selected conductive material is preferably biocompatible. In some embodiments, the biocompatible conductive material is plated on a copper or beryllium copper substrate to improve the biocompatibility of the distal electrode shell 50 and electrode anchor 52. The electrode anchor 52 may be laser welded to the distal electrode shell 50. The inner tube 56 may be made of silicone, polyimide, stainless steel mesh polyimide, or the like. The inner tube 56 may be thermally bonded or molded to the platinum anchor 52. In another embodiment, the distal electrode shell 50 and the electrode anchor 52 form a complete shield around the permanent magnet 48 without the need for an inner tube 56 that separates the permanent magnet 48 from the perfusion fluid flow.

近位部材20は、好ましくは、遠位部材18の材料の熱伝導率よりも低い、より好ましくは実質的に低い熱伝導率を有する低熱伝導性材料(上述のとおり)で製造されている。近位通路24は、遠位部材18のいずれの内部とも接触しない。このようにして、近位通路24内を流れる灌流流体は、温度センサ26が遠位電極の温度をより正確に測定することができるような距離および低伝導性材料によって、遠位部材18の電極および温度センサから実質的に絶縁されている。近位部材は、例えば、アセタール、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、および高密度ポリエチレン(HDPE)、ならびに上記低熱伝導率を有する他の材料などの絶縁特性を有する様々な材料で製造されていてもよい。   Proximal member 20 is preferably made of a low thermal conductivity material (as described above) having a thermal conductivity that is lower, more preferably substantially lower than the thermal conductivity of the material of distal member 18. Proximal passage 24 does not contact any interior of distal member 18. In this way, the perfusion fluid flowing in the proximal passage 24 causes the electrode of the distal member 18 to have a distance and low conductivity material that allows the temperature sensor 26 to more accurately measure the temperature of the distal electrode. And substantially insulated from the temperature sensor. The proximal member may be made of a variety of materials having insulating properties such as, for example, acetal, polyetheretherketone (PEEK), and high density polyethylene (HDPE), and other materials having the above low thermal conductivity. Good.

マッピングあるいは他の監視または測定機能のために1つまたは複数の監視または測定電極がカテーテルアセンブリ12内に設けられていてもよい。図3は、遠位電極18から離間されたリング電極である2つの監視電極58、59を示す。マッピングシステムにおけるカテーテル先端部の位置決めおよび位置の特定を容易にするために、各電極の位置が決定される。位置決めシステムの較正は、公知の電極間距離だけ分離された2つの監視電極58、59によって、あるいは所定の距離だけ分離された遠位電極18および1つの監視電極(58または59)によって達成される。使用時、カテーテルアセンブリ12上の1つの電極(通常は遠位電極18)と患者の身体上の参照電極(好適には患者の皮膚上の表面電極)との間で電圧が感知される。最終的にアブレーションを行なうカテーテル処置のために、感知は、不整脈病巣の位置などの心臓に関するデータを収集するために実施される。そのようなデータ収集技術は当業界でよく知られている。位置情報は、較正に基づいて決定され(例えば、米国特許第5,697,377号および第5,983,126号を参照し、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする)、感知された情報および位置は格納および/またはマップされる。   One or more monitoring or measuring electrodes may be provided in the catheter assembly 12 for mapping or other monitoring or measuring functions. FIG. 3 shows two monitoring electrodes 58, 59 that are ring electrodes spaced from the distal electrode 18. In order to facilitate positioning and location of the catheter tip in the mapping system, the position of each electrode is determined. Calibration of the positioning system is accomplished by two monitoring electrodes 58, 59 separated by a known interelectrode distance or by a distal electrode 18 and one monitoring electrode (58 or 59) separated by a predetermined distance. . In use, a voltage is sensed between one electrode on the catheter assembly 12 (usually the distal electrode 18) and a reference electrode on the patient's body (preferably a surface electrode on the patient's skin). For a catheter procedure that ultimately performs ablation, sensing is performed to collect data about the heart, such as the location of the arrhythmia lesion. Such data collection techniques are well known in the art. The location information is determined based on calibration (see, eg, US Pat. Nos. 5,697,377 and 5,983,126, the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference). ), Sensed information and location are stored and / or mapped.

図4は、アブレーション電極アセンブリ61の別の実施形態の断面図である。アブレーション電極アセンブリ61は、流体輸送管または腔64およびカテーテルシャフト66を有する灌流カテーテルアセンブリ62に接続されている。アブレーション電極アセンブリ61は、遠位部材68と、遠位部材68に近位に配置された永久磁石70と、永久磁石70の外面および近位面を囲むシェル72とを含む。遠位部材68は、半球状の端部あるいは非球状の端部であってもよい円形の端部で終了するほぼ円筒の形状を有する。永久磁石70は、流体輸送管64の一部によって覆われた内面を有する環状の部材である。永久磁石70は、望ましくは、(互いに離間された複数の磁石の代わりに)そのような1つの永久磁石のみがカテーテル先端部の磁場制御および誘導のために必要とされるような強い磁場を有するNdFeBで製造されている。永久磁石48は通常、長手方向に約2mm以上約約6mm以下、典型的には約4mmの長さを有する。遠位部材68、シェル72および流体輸送管64は、永久磁石70が液体に曝露されるのを防止するシールドを形成し、シールドは、永久磁石70をカテーテルアセンブリ62内を流れる灌流流体から分離する内部シールドおよび永久磁石70を外部から分離する外部シールドを含む。さらに少しの液体も遠位部材68と流体輸送管64との接合部を介して永久磁石70に到達しないようにするために、遠位部材68の近位面と永久磁石70の遠位面との間に好ましくはシーラント74が設けられている。   FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the ablation electrode assembly 61. Ablation electrode assembly 61 is connected to a perfusion catheter assembly 62 having a fluid transport tube or cavity 64 and a catheter shaft 66. The ablation electrode assembly 61 includes a distal member 68, a permanent magnet 70 disposed proximal to the distal member 68, and a shell 72 surrounding the outer and proximal surfaces of the permanent magnet 70. Distal member 68 has a generally cylindrical shape that terminates in a circular end, which may be a hemispherical end or a non-spherical end. The permanent magnet 70 is an annular member having an inner surface covered with a part of the fluid transport pipe 64. Permanent magnet 70 desirably has a strong magnetic field such that only one such permanent magnet is required for magnetic field control and guidance of the catheter tip (instead of a plurality of magnets spaced apart from each other). Manufactured with NdFeB. The permanent magnet 48 typically has a length in the longitudinal direction of about 2 mm or more and about 6 mm or less, typically about 4 mm. The distal member 68, shell 72 and fluid transport tube 64 form a shield that prevents the permanent magnet 70 from being exposed to liquid, and the shield separates the permanent magnet 70 from the perfusion fluid flowing within the catheter assembly 62. It includes an outer shield that separates the inner shield and the permanent magnet 70 from the outside. Further, to prevent any liquid from reaching the permanent magnet 70 via the junction of the distal member 68 and the fluid transport tube 64, the proximal surface of the distal member 68 and the distal surface of the permanent magnet 70 Between these, a sealant 74 is preferably provided.

遠位部材68は、遠位電極の外面を提供する。シェル72は、遠位電極のさらなる外面を提供するための導電性表面であってもよい。この場合、電極シェル72は、RFワイヤ76などの電力ケーブルまたは電力線に接続されている。1つまたは複数の温度センサ77は、遠位部材68内に設けられていてもよく、温度センサ77のための温度センサ導体78は、カテーテルシャフト66内に近位に延在している。   Distal member 68 provides the outer surface of the distal electrode. Shell 72 may be a conductive surface to provide a further outer surface of the distal electrode. In this case, the electrode shell 72 is connected to a power cable or power line such as the RF wire 76. One or more temperature sensors 77 may be provided in the distal member 68 and a temperature sensor conductor 78 for the temperature sensor 77 extends proximally within the catheter shaft 66.

永久磁石70は非常に酸化しやすいため、永久磁石と液体とのいかなる接触も望ましくない。シールドは、そのような接触が生じるのを防止する。シールドの材料は、永久磁石70よりも酸化しにくく、好ましくは実質的に酸化しにくい。遠位部材68および電極シェル72は、白金、金、タンタル、イリジウム、ステンレス鋼、パラジウム、タンタルおよびそれらの混合物などの導電性材料で製造されている。選択される導電性材料は好ましくは生体適合性である。いくつかの実施形態では、生体適合性導電性材料は、遠位部材68および電極シェル72の生体適合性を向上させるために、銅またはベリリウム銅製の基板にめっきされる。流体輸送管64は非導電性であり、シリコーン、ポリイミド、ステンレス鋼網目状ポリイミドなどで製造されている。電極シェル72は、レーザー溶接などによって遠位部材68に接続されている。遠位部材68および電極シェル72は遠位電極を形成する。シェル72は、接着剤などによってカテーテルシャフト66に接続されていてもよい。流体輸送管64は、熱接合、成形、接着剤などによって、シェル72、永久磁石70および遠位部材68に接続されていてもよい。   Since the permanent magnet 70 is very susceptible to oxidation, any contact between the permanent magnet and the liquid is undesirable. The shield prevents such contact from occurring. The shield material is less susceptible to oxidation than the permanent magnet 70, and preferably is substantially less likely to oxidize. Distal member 68 and electrode shell 72 are made of a conductive material such as platinum, gold, tantalum, iridium, stainless steel, palladium, tantalum and mixtures thereof. The conductive material selected is preferably biocompatible. In some embodiments, the biocompatible conductive material is plated onto a copper or beryllium copper substrate to improve the biocompatibility of the distal member 68 and the electrode shell 72. The fluid transport pipe 64 is non-conductive and is made of silicone, polyimide, stainless steel mesh polyimide, or the like. The electrode shell 72 is connected to the distal member 68 by laser welding or the like. Distal member 68 and electrode shell 72 form a distal electrode. The shell 72 may be connected to the catheter shaft 66 by an adhesive or the like. The fluid transport tube 64 may be connected to the shell 72, permanent magnet 70 and distal member 68 by thermal bonding, molding, adhesive, or the like.

流体輸送管64は、流体を遠位部材68内の1つまたは複数の遠位通路79を通ってそれらの外部排出口に流す。好ましくは、遠位部材68の長手軸に沿った中央通路および、場合により、中央通路の周りに分散されたさらなる通路がある。通路79は、好ましくは、流体を遠位部材68の材料および温度センサ77から絶縁する機能を有するポリエーテルエーテルケトン(「PEEK」)などの低熱伝導性材料75で裏打ちされている。このように、通路79内を流れる流体が温度センサ77の測定に影響を与えることがないため、温度センサ77は、遠位電極の温度をより正確に測定することができる。好ましくは、流体を標的組織領域およびアセンブリ61の外側に均一に分散させるためにさらなる通路が中央通路の周りに均一に分散されている。   The fluid transport tubes 64 flow fluid through one or more distal passages 79 in the distal member 68 to their external outlets. There is preferably a central passage along the longitudinal axis of the distal member 68 and optionally further passages distributed around the central passage. The passage 79 is preferably lined with a low thermal conductivity material 75 such as polyetheretherketone (“PEEK”) which functions to insulate fluid from the material of the distal member 68 and the temperature sensor 77. Thus, since the fluid flowing in the passage 79 does not affect the measurement of the temperature sensor 77, the temperature sensor 77 can measure the temperature of the distal electrode more accurately. Preferably, additional passages are evenly distributed around the central passage in order to distribute fluid evenly outside the target tissue region and assembly 61.

マッピングあるいは他の監視または測定機能のために、1つまたは複数の監視または測定電極がカテーテルアセンブリ62内に設けられていてもよい。図4は、較正のために公知の電極間距離だけ(遠位部材68および電極シェル72によって形成された)遠位電極から離間されたリング電極である1つの監視電極80を示す。使用時、遠位電極(68および72)と患者の身体上の参照電極(好適には患者の皮膚上の表面電極)との間で電圧が感知される。位置情報は、較正に基づいて決定され、感知された情報および位置は格納および/またはマップされる。   One or more monitoring or measurement electrodes may be provided in the catheter assembly 62 for mapping or other monitoring or measurement functions. FIG. 4 shows one monitoring electrode 80 that is a ring electrode spaced from the distal electrode (formed by the distal member 68 and electrode shell 72) by a known interelectrode distance for calibration. In use, a voltage is sensed between the distal electrodes (68 and 72) and a reference electrode on the patient's body (preferably a surface electrode on the patient's skin). The location information is determined based on calibration, and the sensed information and location is stored and / or mapped.

図4Aは、図4の灌流カテーテルアセンブリ62と事実上同一である灌流カテーテルアセンブリ62Aを示す。アセンブリ62Aは、シャフト66の遠位端近傍に配置され、かつ第1の永久磁石70から離間された第2の永久磁石70Aを含む。図示の実施形態では、第2の永久磁石70Aは環状の磁石であり、第1の永久磁石70よりも小さくかつ薄い。第2の永久磁石70Aは、さらなるシールドを必要としない。というのは、第2の永久磁石70Aは、カテーテルシャフト66と液体への曝露がない流体輸送管64との空間に配置されているからである。当然ながら、第2の永久磁石は、異なる実施形態では他の構成を有していてもよく、カテーテルシャフト66の内部に電極アセンブリ61から近位に離間されている代わりに、灌流アブレーション電極アセンブリ61内に形成されていてもよい。アセンブリ内のさらなる永久磁石は、カテーテル先端部の磁気による制御および誘導のためのさらなるオプションを提供してもよい。   FIG. 4A shows a perfusion catheter assembly 62A that is substantially identical to the perfusion catheter assembly 62 of FIG. The assembly 62A includes a second permanent magnet 70A disposed near the distal end of the shaft 66 and spaced from the first permanent magnet 70. In the illustrated embodiment, the second permanent magnet 70 </ b> A is an annular magnet, and is smaller and thinner than the first permanent magnet 70. The second permanent magnet 70A does not require an additional shield. This is because the second permanent magnet 70A is disposed in the space between the catheter shaft 66 and the fluid transport tube 64 without exposure to liquid. Of course, the second permanent magnet may have other configurations in different embodiments, and instead of being spaced proximally from the electrode assembly 61 within the catheter shaft 66, the perfusion ablation electrode assembly 61 It may be formed inside. Additional permanent magnets in the assembly may provide additional options for magnetic control and guidance of the catheter tip.

図5は、灌流カテーテルアセンブリ82に接続されているアブレーション電極アセンブリ81の別の実施形態の断面図である。図5の電極アセンブリ81は、遠位部材68、永久磁石70、RFワイヤ76に接続されたシェル72、シーラント74および温度センサ導体78に接続された温度センサ77を同様に含むという点で、図4の電極アセンブリ61に類似している。本実施形態では、遠位部材68は、好ましくは、ポリエーテルエーテルケトン(「PEEK」)などの低熱伝導性材料75で裏打ちされた中央通路79を有する。流体輸送管64は、カテーテルシャフト66内を電極アセンブリ81まで延在している。マッピングあるいは他の監視または測定機能のために、1つまたは複数の監視または測定電極80がカテーテルアセンブリ62内に設けられていてもよい。   FIG. 5 is a cross-sectional view of another embodiment of an ablation electrode assembly 81 connected to a perfusion catheter assembly 82. The electrode assembly 81 of FIG. 5 also includes a distal member 68, a permanent magnet 70, a shell 72 connected to the RF wire 76, a sealant 74, and a temperature sensor 77 connected to a temperature sensor conductor 78. Similar to four electrode assemblies 61. In this embodiment, the distal member 68 preferably has a central passage 79 lined with a low thermal conductivity material 75 such as polyetheretherketone (“PEEK”). The fluid transport tube 64 extends through the catheter shaft 66 to the electrode assembly 81. One or more monitoring or measuring electrodes 80 may be provided in the catheter assembly 62 for mapping or other monitoring or measuring functions.

図5では、アブレーション電極アセンブリ81は、永久磁石70および電極シェル72の近位側に配置された近位部材84を含む。近位部材84は、流体を標的組織領域および電極アセンブリ81の外側に輸送するための、少なくとも1つの排出口88を有する少なくとも1つの近位通路86を有する。近位通路(複数可)86および排出口(複数可)88は、少なくとも1種の低熱伝導性材料によって、遠位部材68および電極シェル72、および結果的に温度感知機構77から分離されている。低熱伝導性材料は、近位部材84または遠位部材68、近位部材84および遠位部材68とは異なる材料、またはそれらの任意の組み合わせを含む材料であってもよい。本実施形態では、近位部材84は、流体をアセンブリ81の残りの部分から絶縁する機能を有する低熱伝導性材料からなる。近位部材84は、カテーテルアセンブリ82の流体管64を受け入れるように構成されており、アセンブリ81の中心軸から、対応する排出口88で終了する近位部材84の外側部分に向かって軸方向に延在する複数の近位通路86(例えば、4〜8個の通路)を含む。好ましくは、複数の近位通路86は、流体を標的組織領域およびアセンブリ81の外側に均一に分散させるために、近位部材84の周りに均一に分散されている。近位通路86は、単一の環状通路、または近位部材84の周りに均一に分散された複数の別個の通路であってもよい。本実施形態では、近位通路86は、アセンブリ81の長手軸に対して鋭角に位置していてもよい。手術時、流体は、輸送管64を通ってポンプで送り出され、近位通路86、および流体が標的組織領域とアブレーション電極アセンブリ81の外側部分と接する排出口88を通過する。   In FIG. 5, the ablation electrode assembly 81 includes a proximal member 84 disposed proximal to the permanent magnet 70 and the electrode shell 72. Proximal member 84 has at least one proximal passage 86 with at least one outlet 88 for transporting fluid to the target tissue region and outside electrode assembly 81. Proximal passage (s) 86 and outlet (s) 88 are separated from distal member 68 and electrode shell 72 and consequently temperature sensing mechanism 77 by at least one low thermal conductivity material. . The low thermal conductivity material may be a material that includes the proximal member 84 or the distal member 68, a material different from the proximal member 84 and the distal member 68, or any combination thereof. In this embodiment, the proximal member 84 is made of a low thermal conductivity material that functions to insulate the fluid from the rest of the assembly 81. The proximal member 84 is configured to receive the fluid tube 64 of the catheter assembly 82 and is axially from the central axis of the assembly 81 toward the outer portion of the proximal member 84 that terminates at the corresponding outlet 88. A plurality of extending proximal passages 86 (eg, 4-8 passages) are included. Preferably, the plurality of proximal passages 86 are evenly distributed around the proximal member 84 in order to distribute fluid evenly outside the target tissue region and assembly 81. Proximal passage 86 may be a single annular passage or a plurality of separate passages uniformly distributed around proximal member 84. In this embodiment, the proximal passage 86 may be located at an acute angle with respect to the longitudinal axis of the assembly 81. During surgery, fluid is pumped through the transport tube 64 through the proximal passage 86 and the outlet 88 where the fluid contacts the target tissue region and the outer portion of the ablation electrode assembly 81.

本実施形態では、近位通路86は、長手軸に対して実質的に垂直に満たない角度で延在する。通路86を、垂直から離れるが平行に満たない角度に設定することによって、流体の標的組織領域への輸送をさらに支援し、アブレーション処置時に体液が凝固するリスクをさらに低減させ、手術時のアブレーションアセンブリ81の測定および制御を向上させることができる。より詳細には、近位通路86は、近位部材84と電極シェル72との交差部分に隣接する、好ましくは直接隣接する標的領域に灌流流体流を導くように方向付けられている。血液凝固は、RF強度の急激な上昇、材料の不連続性、および近位部材84と電極シェル72とを接合する際の製造不良によって引き起こされる潜在的な幾何学的不連続性により標的領域に生じる可能性が高い。具体的な実施形態では、近位通路24は、約20〜70°の角度、好ましくは約30〜60°の角度、より好ましくは約30°の角度で延在する。また、近位通路およびオリフィスが、流体をアセンブリの外部に渦巻き状または螺旋状に供給するように構成されるように、近位通路が第2の次元でさらに角度をなし得ることも想定される。この構成は、流体を電極アセンブリに極めて近接に維持する役割を担い、それにより手術時の凝固をさらに防止する。   In this embodiment, the proximal passage 86 extends at an angle that is less than substantially perpendicular to the longitudinal axis. By setting the passage 86 at an angle away from vertical but less than parallel, it further assists in transporting fluid to the target tissue region, further reducing the risk of fluid coagulation during an ablation procedure, and an ablation assembly during surgery 81 measurement and control can be improved. More particularly, the proximal passage 86 is oriented to direct perfusion fluid flow to a target region adjacent, preferably directly adjacent, the intersection of the proximal member 84 and the electrode shell 72. Blood clotting occurs in the target area due to a rapid increase in RF intensity, material discontinuities, and potential geometric discontinuities caused by manufacturing failure in joining proximal member 84 and electrode shell 72. Likely to occur. In a specific embodiment, the proximal passage 24 extends at an angle of about 20-70 °, preferably about 30-60 °, more preferably about 30 °. It is also envisioned that the proximal passage can be further angled in the second dimension such that the proximal passage and the orifice are configured to supply fluid in a spiral or spiral fashion to the exterior of the assembly. . This configuration serves to keep the fluid in close proximity to the electrode assembly, thereby further preventing clotting during surgery.

近位部材84は、流体を中央管90を通って遠位部材68の中央通路79まで移動させる長手排出口をさらに含む。中央管90は非導電性であり、シリコーン、ポリイミド、ステンレス鋼網目状ポリイミドなどで製造されていてもよい。中央管90は、熱接合、成形、接着剤などによって、電極シェル72、永久磁石70、および遠位部材68に接続されていてもよい。遠位部材68、電極シェル72および中央管90は、永久磁石70を灌流流体および外部から分離するシールドを形成する。   The proximal member 84 further includes a longitudinal outlet that moves fluid through the central tube 90 to the central passage 79 of the distal member 68. The central tube 90 is non-conductive and may be made of silicone, polyimide, stainless steel mesh polyimide, or the like. Central tube 90 may be connected to electrode shell 72, permanent magnet 70, and distal member 68 by thermal bonding, molding, adhesive, or the like. Distal member 68, electrode shell 72 and central tube 90 form a shield that separates permanent magnet 70 from the perfusion fluid and the outside.

カテーテル誘導制御および撮像(CGCI)
磁気先端部を有するカテーテルを磁気によって誘導および制御するシステムの一例が米国特許出願公開第2007/0016006号に記載されており、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。図6、図7Aおよび図7Bは、レール102に設けられた左側コイルクラスタ100および右側コイルクラスタ101を有するカテーテル誘導制御および撮像(CGCI)システム1500(図7C)の等角投影図である。レール102は誘導調整装置として機能する。CGCIシステムワークステーション1500は、構造支持アセンブリ120、油圧システム140および推進システム150を含む。
Catheter guidance control and imaging (CGCI)
An example of a system for magnetically guiding and controlling a catheter having a magnetic tip is described in US Patent Application Publication No. 2007/0016006, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. FIGS. 6, 7A and 7B are isometric views of a catheter guidance control and imaging (CGCI) system 1500 (FIG. 7C) having a left coil cluster 100 and a right coil cluster 101 provided on the rail 102. FIG. The rail 102 functions as a guidance adjusting device. The CGCI system workstation 1500 includes a structural support assembly 120, a hydraulic system 140 and a propulsion system 150.

中心円弧部106は上方円筒コイル110を支持し、2つの短い円弧部107、108は2つの円錐状のコイル115、116を支持する。2つの短い円弧部107、108は、中心円弧部106から約35°だけ離れている。2つの短い円弧部間の分離角度は、約70°である。各円弧部106、107および108の端部には、コイルアセンブリ115、116、110の取り付けを提供する接続部を有する1010スチール製の機械加工されたブロックがある。   The central arc portion 106 supports the upper cylindrical coil 110, and the two short arc portions 107 and 108 support the two conical coils 115 and 116. The two short arc portions 107 and 108 are separated from the central arc portion 106 by about 35 °. The separation angle between the two short arcs is about 70 °. At the end of each arc 106, 107 and 108 is a machined block made of 1010 steel with connections that provide attachment of the coil assemblies 115, 116, 110.

2つの湾曲シールドプレート105は、磁場を少なくも部分的に含みかつ形成するためのシールドを形成する。シールド105は、アセンブリに側面強度も与える。ベース117は、推進システム150および係止機構118を収容する。一実施形態では、プレート105は、スチール、ニッケルまたは他の磁性材料で製造されている。   The two curved shield plates 105 form a shield for containing and forming at least part of the magnetic field. The shield 105 also provides side strength to the assembly. Base 117 houses propulsion system 150 and locking mechanism 118. In one embodiment, the plate 105 is made of steel, nickel or other magnetic material.

図6に加えて、図7Aおよび図7Bも、CGCIクラスタの半部分(右側電磁クラスタ101)を形成する様々な機械的詳細をさらに示す。係止穴103、平歯駆動レール104、カムローラー118、およびソレノイド係止ピン119は、CGCIの一部をトラック102に沿って移動させることができるように構成されている。クラスタ101は、磁気回路を形成する3つの電磁石を含む。左側コイル116および右側コイル115は、図示のように装着され、C型アーム107および108によって支持されている。コイル110は、ステンレス鋼製のコイル固定ディスク127によって支持される油圧駆動コア111を含む。コイル応力緩和ディスク113はテフロン(登録商標)製である。コイルシリンダ110は、ステンレス鋼製のコイルベースディスク114に囲まれている。コイルコア111は、油圧システム109によって駆動(伸長および後退)する。図7Bは、CGCIに磁場を形成させることができる油圧システム109の使用によって油圧駆動コア111が後退した状態の右側コイルクラスタ101を示す。   In addition to FIG. 6, FIGS. 7A and 7B also show various mechanical details that form the CGCI cluster half (right electromagnetic cluster 101). The locking hole 103, the spur drive rail 104, the cam roller 118, and the solenoid locking pin 119 are configured so that a part of the CGCI can be moved along the track 102. The cluster 101 includes three electromagnets that form a magnetic circuit. The left coil 116 and the right coil 115 are mounted as shown and supported by C-shaped arms 107 and 108. The coil 110 includes a hydraulic drive core 111 supported by a stainless steel coil fixing disk 127. The coil stress relaxation disk 113 is made of Teflon (registered trademark). The coil cylinder 110 is surrounded by a coil base disk 114 made of stainless steel. The coil core 111 is driven (extended and retracted) by the hydraulic system 109. FIG. 7B shows the right coil cluster 101 with the hydraulic drive core 111 retracted through the use of a hydraulic system 109 that can cause the CGCI to form a magnetic field.

図7Cは、オペレータインタフェース500、CGCIシステム1500、手術用機器502(例えば、図3のカテーテル先端部11、図4のカテーテル先端部61、図5のカテーテル先端部81または図8Aのカテーテル先端部377など)、1つまたは複数のユーザ入力装置900および患者390を含む手術システム800のシステムブロック図である。ユーザ入力装置900は、外科医がカテーテル先端部377(または先端部11、61、81)の動きおよび向きを制御するためのコマンド入力を与えさせることができる1つまたは複数のジョイスティック、マウス、キーボード、仮想先端部905および他の装置を含むことができる。   7C illustrates an operator interface 500, a CGCI system 1500, a surgical instrument 502 (eg, catheter tip 11 of FIG. 3, catheter tip 61 of FIG. 4, catheter tip 81 of FIG. 5 or catheter tip 377 of FIG. 8A). FIG. 6 is a system block diagram of a surgical system 800 that includes one or more user input devices 900 and a patient 390. User input device 900 may include one or more joysticks, a mouse, a keyboard, and the like that allow the surgeon to provide command input to control the movement and orientation of catheter tip 377 (or tips 11, 61, 81). Virtual tip 905 and other devices can be included.

一実施形態では、CGCIシステム1500は、コントローラ501および撮像同期モジュール701を含む。図7Cは、様々な機能的ユニットと、オペレータインタフェース500、補助装置502および患者390との全体的関係を示す。一実施形態では、CGCIシステムコントローラ501は、カテーテルの遠位端の実際の先端部(AT)の位置を計算する。仮想先端部(VT)905および撮像/同期モジュール701からのデータを用いて、CGCIシステムコントローラ501は、実際の先端部位置(AP)と所望の先端部位置(DP)との差である位置誤差を判定する。一実施形態では、コントローラ501は、電磁石を制御して、カテーテル先端部を、位置誤差(PE)を最小にするように選択された方向に移動させる。一実施形態では、CGCIシステムコントローラ501は、VT905に力フィードバックを与えることによりオペレータに触覚フィードバックを与える。   In one embodiment, the CGCI system 1500 includes a controller 501 and an imaging synchronization module 701. FIG. 7C shows the overall relationship between the various functional units and the operator interface 500, auxiliary device 502 and patient 390. In one embodiment, the CGCI system controller 501 calculates the actual tip (AT) position of the distal end of the catheter. Using the data from the virtual tip (VT) 905 and the imaging / synchronization module 701, the CGCI system controller 501 is a position error that is the difference between the actual tip position (AP) and the desired tip position (DP). Determine. In one embodiment, the controller 501 controls the electromagnet to move the catheter tip in a selected direction to minimize position error (PE). In one embodiment, the CGCI system controller 501 provides haptic feedback to the operator by providing force feedback to the VT 905.

図7Dは、CGCIシステム1500の一実施形態を示す手術システム503のブロック図である。システム503は、コントローラ501、レーダシステム1000、ホール効果センサアレイ350および油圧駆動機構140を含む。一実施形態では、センサ350は、1つまたは複数のホール効果磁気センサを含む。レーダシステム1000は、超広帯域レーダ、インパルスレーダ、連続波(CW)レーダ、周波数変調CW(FM−CW)レーダ、パルスドップラーレーダなどとして構成することができる。一実施形態では、レーダシステム1000は、レーダ画像を生成するための合成開口レーダ(SAR)処理を使用する。一実施形態では、レーダシステム1000は、例えば、米国特許第5,774,091号に記載されているような超広帯域レーダを含み、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。一実施形態では、レーダ1000は、カテーテル先端部377の位置を特定するためのレーザー測距器として構成されている。レーダ1000は、患者390の身体上に配置された参照マーカ(基準マーカ)の位置を特定するように構成されている。例えば、画像キャプチャ同期701のために、参照マーカの位置に関するデータを使用することができる。モータ付油圧駆動動作制御機構140によって、円筒コイル51ATおよび51DTの電磁石(図14を参照)を患者390に対して移動させることができる。   FIG. 7D is a block diagram of a surgical system 503 illustrating one embodiment of a CGCI system 1500. The system 503 includes a controller 501, a radar system 1000, a Hall effect sensor array 350 and a hydraulic drive mechanism 140. In one embodiment, sensor 350 includes one or more Hall effect magnetic sensors. The radar system 1000 can be configured as an ultra-wideband radar, an impulse radar, a continuous wave (CW) radar, a frequency modulation CW (FM-CW) radar, a pulse Doppler radar, or the like. In one embodiment, the radar system 1000 uses a synthetic aperture radar (SAR) process to generate radar images. In one embodiment, radar system 1000 includes an ultra-wideband radar, such as described in US Pat. No. 5,774,091, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. In one embodiment, the radar 1000 is configured as a laser range finder for identifying the position of the catheter tip 377. The radar 1000 is configured to specify the position of a reference marker (standard marker) arranged on the body of the patient 390. For example, for image capture synchronization 701, data regarding the position of the reference marker can be used. The electromagnets (see FIG. 14) of the cylindrical coils 51AT and 51DT can be moved with respect to the patient 390 by the hydraulic drive operation control mechanism 140 with a motor.

一実施形態では、カテーテル先端部377の位置を特定するためのレーダの使用は、蛍光透視法、超音波、磁歪センサまたはSQUIDの使用よりも利点を有する。レーダは、強磁場の存在下で、リアルタイムな比較的高解像度と比較的高忠実度の両立性を与える正確な動的位置情報を提供することができる。距離測定の自己較正は、タイムオブフライトおよび/またはドップラー処理に基づくことができる。さらに、レーダは、測定への干渉あるいは測定の正確性への妨害がないため、胸郭、骨構造などの「硬い」表面をものともせずにカテーテル位置の測定を行なう。また、器官の移動および変形(例えば、肺拡張および胸郭の変形ならびに心臓拡張期または収縮期の心拍出量)は、レーダ信号の調整または補正を必要としない。レーダは、心臓運動およびカテーテルの動きが0.1Hz〜2Hzで生じる間に、50Hz以上のサンプリングレートで、1GHz超のレーダバーストエミッションを使用することができるため、動きの存在下で使用することができる。   In one embodiment, the use of radar to locate the catheter tip 377 has advantages over the use of fluoroscopy, ultrasound, magnetostrictive sensors or SQUIDs. Radar can provide accurate dynamic position information that provides real-time relatively high resolution and relatively high fidelity compatibility in the presence of a strong magnetic field. Self-calibration of distance measurements can be based on time-of-flight and / or Doppler processing. Furthermore, the radar measures the catheter position without any “hard” surfaces such as the rib cage, bone structure, etc., because there is no interference with the measurement or interference with the accuracy of the measurement. Also, organ movement and deformation (eg, pulmonary dilation and rib cage deformation and diastole or systolic cardiac output) do not require adjustment or correction of radar signals. Radar can be used in the presence of motion because it can use radar burst emissions above 1 GHz at sampling rates of 50 Hz and higher while cardiac motion and catheter motion occur between 0.1 Hz and 2 Hz. it can.

一実施形態では、レーダ1000の使用は、画像を翻訳し、それを座標データセットに変換するために計算集中処理が必要な、通常、蛍光透視法、超音波、磁歪技術、またはSQUIDなどの高価なモダリティに関連付けられた複雑な画像キャプチャ技術の必要性を減少させる。カテーテル先端部377と動いている器官との位置データ同期は、レーダ1000の使用によって容易に利用可能である。レーダ1000は、身体および身体内構造におけるカテーテル位置の詳細な画像を生成するために、フェーズドアレイまたは合成開口処理と共に使用することができる。一実施形態では、レーダシステムは、比較的高解像度の掃引距離ゲートを有する超広帯域幅(UWB)レーダを含む。一実施形態では、送信アンテナを至近距離にすることにより受信機内に含まれるリンギングおよび他の収差を効果的に減少させるために、差動サンプリング受信機が使用される。X線システムと同様に、レーダシステムは、骨構造体などの障壁の後ろに位置する障害物または物体の存在を検出することができる。脂肪組織、筋肉組織、水などの異なる誘電率を有する異なる物質の存在を検出および識別することができる。レーダからの出力は、心臓内腔に存在する他のカテーテルの空間的位置を検出しながら、電気生理学(EP)研究で使用される複数のカテーテルなどの類似のユニットと相関させることができる。レーダシステム1000は、フェーズドアレイアンテナおよび/またはSARを使用して、身体構造、カテーテル先端部および器官の三次元合成レーダ画像を生成することができる。   In one embodiment, the use of radar 1000 is expensive, typically fluoroscopy, ultrasound, magnetostrictive technology, or SQUID, which requires a computationally intensive process to translate the image and convert it to a coordinate data set. Reducing the need for complex image capture techniques associated with different modalities. Position data synchronization between the catheter tip 377 and the moving organ can be easily utilized by using the radar 1000. Radar 1000 can be used with phased array or synthetic aperture processing to generate detailed images of catheter positions in the body and in-body structures. In one embodiment, the radar system includes an ultra wide bandwidth (UWB) radar having a relatively high resolution sweep range gate. In one embodiment, a differential sampling receiver is used to effectively reduce ringing and other aberrations contained within the receiver by bringing the transmit antennas in close range. Similar to x-ray systems, radar systems can detect the presence of obstacles or objects located behind barriers such as bone structures. The presence of different substances with different dielectric constants such as adipose tissue, muscle tissue, water etc. can be detected and identified. The output from the radar can be correlated with similar units such as multiple catheters used in electrophysiology (EP) studies while detecting the spatial position of other catheters present in the heart lumen. Radar system 1000 can use a phased array antenna and / or SAR to generate a three-dimensional composite radar image of body structure, catheter tip and organ.

一実施形態では、CGCIシステム(レーダシステム1000を含む)に対する患者の位置は、複数の基準マーカを特定するためにレーダ1000を使用することによって決定することができる。一実施形態では、レーダ1000からのデータは、撮像システムに対して身体を位置づけるために使用される。レーダ1000からのカテーテル位置データは、撮像システムによって生成された画像に重ね合わせる(同期させる)ことができる。カテーテル先端部377を定位固定フレームに対して正確に位置づけるレーダおよび任意選択のホール効果センサ350の機能は、磁極片をアクチュエータ109、140によって移動させ、患者390に対する磁極の位置を最適化し、このようにしてカテーテル先端部を操作するのに必要な電力を減らすことができる。   In one embodiment, the position of the patient relative to the CGCI system (including the radar system 1000) can be determined by using the radar 1000 to identify a plurality of fiducial markers. In one embodiment, data from radar 1000 is used to position the body relative to the imaging system. Catheter position data from the radar 1000 can be superimposed (synchronized) with the image generated by the imaging system. The ability of the radar and optional Hall effect sensor 350 to accurately position the catheter tip 377 relative to the stereotaxic frame causes the pole piece to be moved by the actuators 109, 140 to optimize the position of the pole relative to the patient 390, and so on. Thus, the power required to operate the catheter tip can be reduced.

図8Aおよび図8Bは、CGCI装置1500と共に使用されるカテーテルアセンブリ375およびガイドワイヤアセンブリ379の一実施形態を示す。カテーテルアセンブリ375は、比較的より硬い応答性先端部377を患者の体内で誘導可能にするための十分な柔軟性を有する柔軟部分378内に延在するカテーテル本体376を含む環状ツールである。先端部377は、図3の先端部21、図4の先端部61または図5の先端部81と置き換えることができる。   FIGS. 8A and 8B show one embodiment of a catheter assembly 375 and guidewire assembly 379 for use with the CGCI device 1500. The catheter assembly 375 is an annular tool that includes a catheter body 376 that extends into a flexible portion 378 that is sufficiently flexible to allow a relatively stiff responsive tip 377 to be navigable within the patient. The tip 377 can be replaced with the tip 21 in FIG. 3, the tip 61 in FIG. 4, or the tip 81 in FIG.

一実施形態では、CGCI装置1500と組み合わせた磁気カテーテルアセンブリ375は、診断および治療処置を実施するために通常必要とされる過剰な形状の必要性を減少または排除する。従来のカテーテル処置の間、外科医は従来のカテーテルを所望の位置に誘導する際に困難に直面することが多い。それは、このプロセスが手作業であり、カテーテルを、例えば、心臓血管系の蛇行した経路内を移動させるために、手先の器用さに頼るためである。そのため、外科医には、仕事中に彼らを支援するための様々なサイズおよび形状の過剰なカテーテルが利用可能とされている。というのは、そのような仕事は、患者の体内および患者間での自然な解剖学的差異のために、異なる状況において異なる屈曲を必要とするからである。   In one embodiment, the magnetic catheter assembly 375 in combination with the CGCI device 1500 reduces or eliminates the need for excessive shapes that are normally required to perform diagnostic and therapeutic procedures. During conventional catheter procedures, surgeons often face difficulties in guiding a conventional catheter to a desired location. This is because this process is manual and relies on manual dexterity to move the catheter, for example, in a tortuous path of the cardiovascular system. As such, surgeons are made available with an excess of catheters of various sizes and shapes to assist them during their work. This is because such work requires different bends in different situations due to natural anatomical differences between and between patients.

CGCI装置1500を使用することによって、全ての患者ではないとしても、ほとんどの患者に対して1つのカテーテルのみが必要とされる。カテーテル処置は現在、磁気カテーテル375およびガイドワイヤアセンブリ379を、外科医の仮想先端部905の操作によって決定される患者390の体内の所望の位置に誘導するCGCIシステム1500の助けを借りて達成されている。CGCI装置1500は、カテーテル先端部377を患者の体内で手作業で前進させることを試みている間、全てではないとしても、外科医が直面する物理的限界のほとんどを克服するため、磁気カテーテル375およびガイドワイヤアセンブリ379(すなわち、磁気先端部377は、CGCI装置1500の電磁石に吸引または反発させることができる)は、蛇行経路を克服するために必要とされる柔軟性を提供する。   By using the CGCI device 1500, only one catheter is required for most if not all patients. Catheter treatment is currently accomplished with the help of a CGCI system 1500 that guides the magnetic catheter 375 and guidewire assembly 379 to a desired location within the patient 390 body determined by manipulation of the surgeon's virtual tip 905. . The CGCI device 1500 overcomes most, if not all, of the physical limitations encountered by the surgeon while attempting to manually advance the catheter tip 377 within the patient's body. Guidewire assembly 379 (ie, magnetic tip 377 can be attracted or repelled by the electromagnet of CGCI device 1500) provides the flexibility needed to overcome the tortuous path.

一実施形態では、カテーテル先端部377は、ガイドワイヤアセンブリ379、ガイドワイヤ本体380および磁場に応答する先端部381を含む。先端部377は、蛇行経路を進ませるために急な屈曲に沿って誘導される。カテーテルアセンブリ375およびガイドワイヤアセンブリ379の両方の応答性先端部377および381はそれぞれ、永久磁石などの磁気要素を含む。先端部377および381は、電磁石110、115、116およびその左右対称部分100によって生成された外部磁束に応答する永久磁石を含む。   In one embodiment, the catheter tip 377 includes a guidewire assembly 379, a guidewire body 380, and a tip 381 that is responsive to a magnetic field. The tip 377 is guided along a sharp bend to advance the serpentine path. The responsive tips 377 and 381 of both the catheter assembly 375 and the guidewire assembly 379 each include a magnetic element such as a permanent magnet. The tips 377 and 381 include permanent magnets that are responsive to the external magnetic flux generated by the electromagnets 110, 115, 116 and the symmetrical portion 100 thereof.

一実施形態では、カテーテルアセンブリ375の応答性先端部377は管状であり、ガイドワイヤアセンブリ379の応答性先端部381は、固体円筒体である。カテーテルアセンブリ375の応答性先端部377は、その中に長手方向に配置された磁気要素の2つの端部によって生成された長手方向の極性配向を有する双極子である。ガイドワイヤアセンブリ379の応答性先端部381は、その中に長手方向に配置された磁気要素377の2つの端部によって生成された長手方向の極性配向を有する双極子である。これらの長手方向双極子によって、電磁石アセンブリ100、101としてのCGCI装置1500による応答性先端部377および381の両方の操作を可能とし、先端部377および381に作用し、オペレータによって決定された所望の位置にそれらを一緒に「ドラッグ」する。   In one embodiment, the responsive tip 377 of the catheter assembly 375 is tubular and the responsive tip 381 of the guidewire assembly 379 is a solid cylinder. The responsive tip 377 of the catheter assembly 375 is a dipole having a longitudinal polarity orientation created by the two ends of the magnetic element disposed longitudinally therein. The responsive tip 381 of the guidewire assembly 379 is a dipole having a longitudinal polarity orientation created by the two ends of the magnetic element 377 disposed longitudinally therein. These longitudinal dipoles allow manipulation of both responsive tips 377 and 381 by the CGCI device 1500 as the electromagnet assembly 100, 101 and act on the tips 377 and 381, as desired by the operator "Drag" them together in position.

図9Aおよび図9Bは、CGCI構造支持アセンブリ120のさらなる図を示す。構造支持アセンブリ120は、手術時に患者の体内および身体周りでのX線および/または他の手術用医療機器502の使用を容易にするように構成されている。2つの左右対称の左側電磁クラスタ100および右側電磁クラスタ101は、ステンレス鋼製ガイドレール102上に装着されており、図10〜図12に示すように2つの部分100および101を互いから離れるように移動させることができる。レール102は、床または装着パッドにボルトで固定されている。CGCI構造体120上のクラスタは、地震発生時の左右または上下の動きを防止するための比較的厳密な公差下で、レール102内を転がる。一実施形態では、レール102は、CGCI構造体が封じ込めから逃れることができない場合にゾーン4の地震発生時の力に耐えるように設計されている。   9A and 9B show a further view of the CGCI structural support assembly 120. FIG. The structural support assembly 120 is configured to facilitate the use of x-rays and / or other surgical medical devices 502 in and around the patient during surgery. Two symmetrical left and right electromagnetic clusters 100 and 101 are mounted on a stainless steel guide rail 102 so that the two parts 100 and 101 are separated from each other as shown in FIGS. Can be moved. The rail 102 is fixed to the floor or the mounting pad with bolts. The clusters on the CGCI structure 120 roll within the rail 102 with relatively tight tolerances to prevent left / right or up / down movement during an earthquake. In one embodiment, the rails 102 are designed to withstand the forces of the Zone 4 earthquake when the CGCI structure cannot escape containment.

ステンレス鋼製平歯付きレール104は、CGCI構造体120の下の床または装着パッドにボルトで固定されている。その関連のサーボモータ増幅器モデル815-BL 129を有する、Servo DynamicモデルHJ96 C-44ブラシレスサーボモータ128(最大トルク:27ポンド)は、クラスタ101、100を移動させるために設けられている。モータは、100:1の比率を有する減速ギアボックスを有する。減速ギアシャフトに取り付けられたステンレス鋼製平歯車は、平歯付きレール104と噛み合う。推進システム150は、最大2700ポンドの力を与えて、CGCI部分100および101を移動させるように構成されている。   The stainless steel flat toothed rail 104 is bolted to the floor or mounting pad under the CGCI structure 120. A Servo Dynamic model HJ96 C-44 brushless servomotor 128 (maximum torque: 27 pounds) with its associated servomotor amplifier model 815-BL 129 is provided for moving the clusters 101,100. The motor has a reduction gearbox with a ratio of 100: 1. A stainless steel spur gear attached to the reduction gear shaft meshes with the spur-equipped rail 104. Propulsion system 150 is configured to move CGCI portions 100 and 101 with a maximum force of 2700 pounds.

図9Aおよび図9Bは、当該システムが「動作モード」に設定されている場合のCGCIアセンブリ120をさらに示す。2つの左右対称のクラスタ100および101は、上記のように係合されている。図9Aおよび図9Bは、平歯付きレール104およびブラシレスサーボモータ128の位置を示す。   9A and 9B further illustrate the CGCI assembly 120 when the system is set to “operating mode”. Two symmetrical clusters 100 and 101 are engaged as described above. 9A and 9B show the position of the spur-toothed rail 104 and the brushless servomotor 128. FIG.

図10〜図13は、その主な2つの左右対称の左側コイルクラスタ100および右側コイルクラスタ101が完全に開放したモード(非動作モード)であり、磁気コアが後退している場合のCGCIアセンブリ120の等角図である。CGCIの左右対称の半部分の背面図は、C型アーム上方シリンダコイル支持部106を有する放射状磁束収集シールド105を示す。一実施形態では、CGCIアセンブリ120は、2テスラの磁場の生成に関連付けられた構造的考察ならびに安全性考察に対応するように構成されている。   10 to 13 show a mode in which the main two left-right symmetric left and right coil clusters 100 and 101 are completely opened (non-operation mode), and the CGCI assembly 120 when the magnetic core is retracted. FIG. The rear view of the CGCI symmetric half shows a radial magnetic flux collection shield 105 having a C-arm upper cylinder coil support 106. In one embodiment, the CGCI assembly 120 is configured to accommodate structural considerations as well as safety considerations associated with the generation of a 2 Tesla magnetic field.

図14は、磁気回路のコントローラ501を含む主な要素を示すCGCIシステム1500の上位アーキテクチャを示す。コントローラ501は、システムメモリ、528内に存在するトルク/力の行列アルゴリズムおよびCPU/コンピュータ527を含む。PC527などのCPU/コンピュータは、計算および制御タスクを提供する。図14は、コイル51A、51B、51C、51D、51ATおよび51DTからなる6つのコイル電磁気回路、ならびにX、YおよびZ軸制御を形成するアセンブリ上に装着されたホールセンサリング350などの磁場センサ(MFS)351、352、353、354、355および356をさらに示す。D/A変換器550およびI/Oブロック551は、コントローラ501とコイル51Aおよび油圧システム140との間の通信を与える。6チャネルDC増幅器525は、コイルに電流を与える。   FIG. 14 shows the high-level architecture of the CGCI system 1500 showing the main elements including the magnetic circuit controller 501. The controller 501 includes system memory, a torque / force matrix algorithm residing in 528 and a CPU / computer 527. A CPU / computer such as PC 527 provides calculation and control tasks. FIG. 14 shows a magnetic field sensor (such as a Hall sensor ring 350 mounted on a six coil electromagnetic circuit consisting of coils 51A, 51B, 51C, 51D, 51AT and 51DT, and an assembly forming X, Y and Z axis controls. MFS) 351, 352, 353, 354, 355 and 356 are further shown. D / A converter 550 and I / O block 551 provide communication between controller 501 and coil 51A and hydraulic system 140. A 6-channel DC amplifier 525 provides current to the coil.

図14は、ジョイスティック900および仮想先端部905とCPU701との関係およびコマンド構造を示す。CPU701は、ディスプレイ730上に、X線、レーダ1000、または蛍光透視法、MRI、PETスキャン、CATスキャンなどの他の医療用撮像技術によって生成された、リアルタイム画像を運ぶ制御を表示する。制御スキームのコマンド構造の流れ図が二次元の仮想平面コイル極性行列の使用によって示されている。コイル位置および極性要素を、6つのコイルクラスタ414からなる各二次元平面上のトルク回転および力場勾配の方向に割り当てることによって、MathLabまたはMath Cadなどのコンピュータプログラムは、組み合わせ行列を取捨選択し、6つのコイル電流極性および振幅のための適切な組み合わせを計算することができる。一実施形態では、有効領域における磁場強度405および磁場勾配406を調整するために、境界条件(boundary condition)コントローラが使用される。コントローラ501は、カテーテル先端部377近傍にあり、有効領域における二次元平面上の磁場によって画定されるような磁場を計算する。球の表面上の回転コイルによって磁場を計算するためのルールは、米国特許出願公開第2007/0016066号に記載されている。   FIG. 14 shows the relationship between the joystick 900 and virtual tip 905 and the CPU 701 and the command structure. The CPU 701 displays on the display 730 controls that carry real-time images generated by X-rays, radar 1000, or other medical imaging techniques such as fluoroscopy, MRI, PET scan, CAT scan. A flow diagram of the command structure of the control scheme is shown by the use of a two-dimensional virtual planar coil polarity matrix. By assigning coil position and polarity elements to the direction of torque rotation and force field gradient on each two-dimensional plane consisting of six coil clusters 414, a computer program such as MathLab or Math Cad simplifies the combinatorial matrix, Appropriate combinations for the six coil current polarities and amplitudes can be calculated. In one embodiment, a boundary condition controller is used to adjust the magnetic field strength 405 and magnetic field gradient 406 in the effective region. The controller 501 calculates a magnetic field that is near the catheter tip 377 and is defined by a magnetic field on a two-dimensional plane in the effective area. The rules for calculating the magnetic field with a rotating coil on the surface of the sphere are described in US Patent Application Publication No. 2007/0016066.

一実施形態では、ルックアップテーブルが、コントローラ501によって使用される参照ライブラリとして使用される。力ならびにトルク位置および大きさの様々なシナリオの設定からなるルックアップテーブルによって、コントローラ501は制御計算のための学習アルゴリズムを使用することができる。ルックアップテーブルは、コイル電流および極位置の最適な構成および設定のための計算プロセスを短縮する。D/AおよびA/Dシステム550によって、電圧および電流測定機器の接続、ならびに磁場センサ(MFS)350アレイ、すなわち、MFS351、352、353、354、355および356からの入力が可能となる。境界面磁場強度を測定する磁場センサは、CGCIに、位置、設定、コイル電流などを計算するための下位論理アルゴリズムを使用させることができる。下位シミュレーションは、CGCI装置1500の電力部を駆動させる前に実行され、このようにして、実際のマシンによって実行される動作前に「ソフトな」レベルのチェックを行なう。下位シミュレーションの下位シミュレーションアーキテクチャで開始する2つのレベルの制御アーキテクチャによって、外科医すなわちCGCI装置1500のオペレータは、各動きを実際にその動きが実行される前にテストすることができる。米国特許出願公開第2007/0016066号は、ホール効果リング350を用いる、図14に概説されている磁場調整器ループについて記載している。   In one embodiment, a lookup table is used as a reference library used by controller 501. A look-up table consisting of settings for various scenarios of force and torque position and magnitude allows the controller 501 to use a learning algorithm for control calculations. The look-up table shortens the calculation process for optimal configuration and setting of coil current and pole position. The D / A and A / D system 550 allows connection of voltage and current measurement equipment and input from a magnetic field sensor (MFS) 350 array, ie, MFS 351, 352, 353, 354, 355 and 356. A magnetic field sensor that measures the interface magnetic field strength can cause CGCI to use a lower logic algorithm to calculate position, settings, coil current, and the like. The sub-simulation is performed before driving the power section of the CGCI device 1500, thus performing a “soft” level check before the operation performed by the actual machine. A two-level control architecture that starts with the sub-simulation architecture of the sub-simulation allows the surgeon or operator of the CGCI device 1500 to test each movement before it is actually performed. US Patent Application Publication No. 2007/0016066 describes a magnetic field regulator loop outlined in FIG. 14 that uses a Hall effect ring 350.

カテーテル先端部377の位置を特定するためにレーダシステムを使用する代わりに、本発明は、場合により、St. Jude Medical社から入手可能なEnSite NavX(商標)技術などの可視化およびマッピングツールと組み合わせた、監視または測定電極(図3の58、59、図4および図5の80)の使用に依存し得る。例えば、米国特許第6,990,370号および第6,939,309号を参照されたい。なお、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。   Instead of using a radar system to locate the catheter tip 377, the present invention is optionally combined with a visualization and mapping tool such as EnSite NavX ™ technology available from St. Jude Medical. , Depending on the use of monitoring or measuring electrodes (58, 59 in FIG. 3, 80 in FIGS. 4 and 5). See, for example, US Pat. Nos. 6,990,370 and 6,939,309. Note that the entire disclosure is incorporated herein by reference.

全ての方向に関する参照(例えば、上方の、下方の、上方へ、下方へ、左、右、左方向に、右方向に、上の、下の、上に、下に、垂直の、水平の、時計回りに、および反時計回りに)は、本発明の読者の理解を助ける同定目的のためにのみ使用されており、特に、本発明の位置、向きまたは使用に関して限定を与えるものではない。結合についての参照(例えば、取り付けられた、連結された、接続されたなど)は、広く解釈されるものであり、要素の接続間の中間部材および要素間の相対的動きを含み得る。従って、結合についての参照は、2つの要素が直接かつ互いに固定関係で接続されているということを必ずしも意味するものではない。上記説明に含まれる事項または添付の図面に示されている事項は全て、単なる例示としてのみ解釈され、限定的なものでないことが意図されている。添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の精神から逸脱せずに、詳細または構造の変更が可能である。   References for all directions (eg, up, down, up, down, left, right, left, right, up, down, up, down, vertical, horizontal, (Clockwise and counterclockwise) are used only for identification purposes to help the reader of the present invention understand and do not specifically limit the position, orientation or use of the present invention. References to coupling (eg, attached, linked, connected, etc.) are to be construed broadly and may include intermediate members between element connections and relative movement between elements. Thus, a reference to coupling does not necessarily mean that the two elements are connected directly and in a fixed relationship to each other. It is intended that all matter contained in the above description or shown in the accompanying drawings shall be interpreted as illustrative only and not limiting. Changes in detail or structure may be made without departing from the spirit of the invention as defined in the appended claims.

Claims (12)

灌流カテーテル装置と共に使用される灌流アブレーション電極アセンブリであって、
前記電極アセンブリの外面に配置された排出口を有する少なくとも1つの流体用通路と、
永久磁石と、
前記永久磁石を前記少なくとも1つの通路および外部から分離する、実質的に前記永久磁石よりも酸化しにくいシールドと、
アブレーションエネルギーを送達するように構成された外部電極表面を有する遠位電極と、
を備えており、
遠位部材が前記電極アセンブリの遠位部分に配置され、
前記電極アセンブリは、さらに、前記遠位部材の近位に配置された近位部材を備え、
前記永久磁石は、前記遠位電極内に配置され、
前記電極アセンブリの近位部材は、前記近位部材の外面に配置された前記排出口を有する少なくとも1つの流体用の近位通路を含み、前記近位通路及び前記排出口は、前記永久磁石の近位にあって、流体流を前記近位部材と前記遠位アブレーション電極との間の交差部分に近接する標的領域に向かって導くように構成されている、灌流アブレーション電極アセンブリ。
A perfusion ablation electrode assembly for use with a perfusion catheter device comprising:
At least one fluid passage having an outlet disposed on an outer surface of the electrode assembly;
With permanent magnets,
A shield that separates the permanent magnet from the at least one passage and the exterior, and is substantially less oxidizable than the permanent magnet;
A distal electrode having an external electrode surface configured to deliver ablation energy ;
With
A distal member is disposed at a distal portion of the electrode assembly;
The electrode assembly further comprises a proximal member disposed proximal to the distal member;
The permanent magnet is disposed within the distal electrode ;
Proximal member of the electrode assembly, the saw including a proximal passage for at least one fluid having a proximal the outlet disposed on the outer surface of member, the proximal passage and said outlet, said permanent magnet A perfusion ablation electrode assembly, wherein the perfusion ablation electrode assembly is configured to direct fluid flow toward a target region proximate to an intersection between the proximal member and the distal ablation electrode .
前記遠位電極が前記シールドの少なくも一部を形成し、前記遠位電極が実質的に前記永久磁石よりも酸化しにくい導電性材料を含む、請求項1に記載の灌流アブレーション電極アセンブリ。 Wherein the distal electrode forms a least a portion of said shield, said distal electrode comprises a hardly oxidized conductive material than substantially the permanent magnet, the perfusion ablation electrode assembly according to claim 1. 前記遠位電極に含まれる導電性材料が、白金、金、タンタル、イリジウム、ステンレス鋼、パラジウムおよびそれらの混合物からなる群から選択され、前記導電性材料が、実質的に前記永久磁石よりも酸化しにくい生体適合性材料で製造された基材にめっきされる、請求項1又は2に記載の灌流アブレーション電極アセンブリ。 The conductive material included in the distal electrode is selected from the group consisting of platinum, gold, tantalum, iridium, stainless steel, palladium and mixtures thereof, and the conductive material is substantially more oxidized than the permanent magnet. 3. A perfusion ablation electrode assembly according to claim 1 or 2, which is plated on a substrate made of a biocompatible material that is difficult to resist. 前記シールドが、シリコーン、ポリイミド、白金、金、タンタル、イリジウム、ステンレス鋼、パラジウムおよびそれらの混合物からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の灌流アブレーション電極アセンブリ。   4. The shield according to any one of claims 1 to 3, wherein the shield includes one or more materials selected from the group consisting of silicone, polyimide, platinum, gold, tantalum, iridium, stainless steel, palladium, and mixtures thereof. Perfusion ablation electrode assembly. 前記永久磁石がNdFeBを含む、請求項1〜のいずれかに記載の灌流アブレーション電極アセンブリ。 The perfusion ablation electrode assembly according to any of claims 1 to 4 , wherein the permanent magnet comprises NdFeB. アブレーション可能な前記遠位電極から近位に離間された少なくとも1つのマッピング電極をさらに備える、請求項1〜のいずれかに記載の灌流アブレーション電極アセンブリ。 6. The perfusion ablation electrode assembly according to any of claims 1-5 , further comprising at least one mapping electrode spaced proximally from the distal electrode capable of ablation. 前記近位部材が非導電性材料を含み、かつ前記遠位電極の材料よりも低い熱伝導率を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の灌流アブレーション電極アセンブリ。 The perfusion ablation electrode assembly according to any of claims 1-6, wherein the proximal member comprises a non-conductive material and has a lower thermal conductivity than the material of the distal electrode. 前記少なくとも1つの近位通路が前記近位部材の長手軸に対して鋭角に前記遠位電極に向かって延在している、請求項1〜のいずれかに記載の灌流アブレーション電極アセンブリ。 The perfusion ablation electrode assembly according to any of claims 1 to 7 , wherein the at least one proximal passage extends toward the distal electrode at an acute angle with respect to the longitudinal axis of the proximal member . 前記近位部材が非導電性材料を含み、前記近位部材の前記外面と前記遠位電極の前記外部電極表面とが前記交差部分で交わり、前記少なくとも1つの近位通路が前記流体流を前記排出口を通って前記交差部分に隣接する領域に向かって導くように構成されている、請求項1〜のいずれかに記載の灌流アブレーション電極アセンブリ。 Wherein comprises a proximal member non-conductive material, the said intersection with said outer surface and said outer electrode surface and said intersection of said distal electrode of the proximal member, the at least one proximal passageway the fluid flow The perfusion ablation electrode assembly according to any of claims 1 to 8 , wherein the perfusion ablation electrode assembly is configured to guide through an outlet towards a region adjacent to the intersection. 前記電極アセンブリが前記永久磁石に配置された少なくとも1つの温度センサをさらに備える、請求項1〜のいずれかに記載の灌流アブレーション電極アセンブリ。 It said electrode assembly further comprises at least one temperature sensor disposed on the permanent magnet, the perfusion ablation electrode assembly according to any one of claims 1-9. シャフトと、
前記シャフトの遠位端に連結された、請求項1〜10のいずれかに記載の灌流アブレーション電極アセンブリと、
を備える、カテーテル。
A shaft,
A perfusion ablation electrode assembly according to any of claims 1 to 10, coupled to the distal end of the shaft;
A catheter.
さらに、前記シャフトの前記遠位端近傍に配置され、かつ前記灌流アブレーション電極アセンブリ内の前記永久磁石から離間された第2の永久磁石を備える、請求項11に記載のカテーテル。   The catheter of claim 11, further comprising a second permanent magnet disposed near the distal end of the shaft and spaced from the permanent magnet in the perfusion ablation electrode assembly.
JP2010536050A 2007-11-30 2008-11-12 Perfusion ablation catheter with magnetic tip for magnetic field control and guidance Active JP5460610B2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/948,362 US8128621B2 (en) 2005-05-16 2007-11-30 Irrigated ablation electrode assembly and method for control of temperature
US11/948,362 2007-11-30
US11/953,615 2007-12-10
US11/953,615 US20080091193A1 (en) 2005-05-16 2007-12-10 Irrigated ablation catheter having magnetic tip for magnetic field control and guidance
PCT/US2008/083250 WO2009070448A1 (en) 2007-11-30 2008-11-12 Irrigated ablation catheter having magnetic tip for magnetic field control and guidance

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2011505193A JP2011505193A (en) 2011-02-24
JP2011505193A5 JP2011505193A5 (en) 2011-12-22
JP5460610B2 true JP5460610B2 (en) 2014-04-02

Family

ID=43074409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010536050A Active JP5460610B2 (en) 2007-11-30 2008-11-12 Perfusion ablation catheter with magnetic tip for magnetic field control and guidance

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5460610B2 (en)
CN (1) CN101888807B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3659537B1 (en) * 2011-08-26 2023-12-06 Symap Medical (Suzhou) Ltd System for locating and identifying functional nerves innervating wall of arteries

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8734440B2 (en) * 2007-07-03 2014-05-27 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Magnetically guided catheter
EP2173426B1 (en) 2007-07-03 2016-04-20 Irvine Biomedical, Inc. Magnetically guided catheter
US9616199B2 (en) * 2009-12-31 2017-04-11 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Irrigated catheter employing multi-lumenal irrigation tubing
US9237925B2 (en) 2011-04-22 2016-01-19 Ablative Solutions, Inc. Expandable catheter system for peri-ostial injection and muscle and nerve fiber ablation
US8663190B2 (en) 2011-04-22 2014-03-04 Ablative Solutions, Inc. Expandable catheter system for peri-ostial injection and muscle and nerve fiber ablation
JP5769303B2 (en) * 2011-08-15 2015-08-26 日本ライフライン株式会社 Electrode catheter
US20130053792A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Ablative Solutions, Inc. Expandable catheter system for vessel wall injection and muscle and nerve fiber ablation
JP2013103075A (en) * 2011-11-16 2013-05-30 Olympus Corp Guidance medical system
JP5348675B1 (en) * 2012-05-30 2013-11-20 日本ライフライン株式会社 Electrode catheter
CN107157633B (en) * 2012-06-01 2020-02-14 阔利迈德创新医疗器械有限公司 Implant system with handle and catheter and method of use
CN102885648B (en) * 2012-08-29 2015-03-18 中国人民解放军第三军医大学第一附属医院 Sympathetic nerve denervation ablation catheter system for kidneys
CN102908189B (en) * 2012-08-29 2015-04-08 中国人民解放军第三军医大学第一附属医院 Multifunctional ablation catheter system for denervation of renal sympathetic nerves
US9301795B2 (en) 2012-10-29 2016-04-05 Ablative Solutions, Inc. Transvascular catheter for extravascular delivery
US9526827B2 (en) 2012-10-29 2016-12-27 Ablative Solutions, Inc. Peri-vascular tissue ablation catheter with support structures
US10945787B2 (en) 2012-10-29 2021-03-16 Ablative Solutions, Inc. Peri-vascular tissue ablation catheters
CN104207840B (en) * 2013-05-30 2016-03-30 乐普(北京)医疗器械股份有限公司 magnetic navigation radio frequency ablation catheter
US10828089B2 (en) 2013-08-02 2020-11-10 Biosense Webster (Israel) Ltd. Catheter with improved irrigated tip electrode having two-piece construction, and method of manufacturing therefor
US9949652B2 (en) 2013-10-25 2018-04-24 Ablative Solutions, Inc. Apparatus for effective ablation and nerve sensing associated with denervation
US10517666B2 (en) 2013-10-25 2019-12-31 Ablative Solutions, Inc. Apparatus for effective ablation and nerve sensing associated with denervation
US9931046B2 (en) 2013-10-25 2018-04-03 Ablative Solutions, Inc. Intravascular catheter with peri-vascular nerve activity sensors
CN103919606B (en) * 2014-04-14 2016-02-03 乐普(北京)医疗器械股份有限公司 Magnetic navigation cold brine perfusion radio frequency ablation catheter
JP6508639B2 (en) * 2015-05-11 2019-05-08 オリンパス株式会社 Endoscope device
JP6508640B2 (en) * 2015-05-11 2019-05-08 オリンパス株式会社 Endoscope device
WO2016181452A1 (en) * 2015-05-11 2016-11-17 オリンパス株式会社 Endoscopic device
EP4134991B1 (en) * 2016-08-10 2024-07-10 IUCF-HYU (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) Magnetic tube system
EP3496642B1 (en) * 2016-10-04 2021-11-17 St. Jude Medical, Cardiology Division, Inc. Devices for estimating tip-tissue coupling of an ablation catheter tip
IT201800002753A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-16 Eltek Spa DETECTION AND / OR CONTROL DEVICE FOR LIQUID-CONDUCTED EQUIPMENT OR SYSTEMS
CN110037793B (en) * 2019-05-27 2024-02-20 海南省妇幼保健院 Necrotic tissue drainage device used after tumor microwave ablation
US11071601B2 (en) * 2019-11-11 2021-07-27 Procept Biorobotics Corporation Surgical probes for tissue resection with robotic arms
CN116458994B (en) * 2023-06-12 2023-09-19 成都德倍佳医疗科技有限责任公司 Fluid controllable type electrocoagulation electrode body, front end assembly, electrode and system thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09140801A (en) * 1995-11-21 1997-06-03 Nippon Zeon Co Ltd Electrode catheter
US6662034B2 (en) * 2000-11-15 2003-12-09 Stereotaxis, Inc. Magnetically guidable electrophysiology catheter
US20050288654A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-29 Tim Nieman Methods and devices for delivering ablative energy
US7857810B2 (en) * 2006-05-16 2010-12-28 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Ablation electrode assembly and methods for improved control of temperature and minimization of coagulation and tissue damage
US8048072B2 (en) * 2006-07-12 2011-11-01 Les Hospitaux Universitaires de Geneva Medical device for tissue ablation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3659537B1 (en) * 2011-08-26 2023-12-06 Symap Medical (Suzhou) Ltd System for locating and identifying functional nerves innervating wall of arteries

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011505193A (en) 2011-02-24
CN101888807B (en) 2014-02-19
CN101888807A (en) 2010-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5460610B2 (en) Perfusion ablation catheter with magnetic tip for magnetic field control and guidance
EP2211710B1 (en) Irrigated ablation catheter having magnetic tip for magnetic field control and guidance
EP2080488B1 (en) Apparatus for shaped magnetic field control for catheter, guidance, control and imaging
EP1691860B1 (en) System for radar-assisted catheter guidance and control
EP3298978B1 (en) Autonomously controllable pull wire injection catheter and a robotic system comprising said catheter
CA2637622A1 (en) Apparatus for magnetically deployable catheter with mosfet sensor and method for mapping and ablation
JP7512156B2 (en) Intracluminal reference electrodes for cardiovascular devices
JP2005523741A (en) Device for inserting a medical instrument during a medical imaging process
CA2492283A1 (en) Prediction and assessment of ablation of cardiac tissue
US20210085386A1 (en) Catheter instrument with three pull wires
CA2491003A1 (en) Method and apparatus for positioning a surgical instrument
US20210121231A1 (en) Cardiac mapping catheter with square-spaced electrodes
WO2021044276A1 (en) Mapping catheter with flex panel electrode assembly
WO2018009332A1 (en) System and method for displaying an active heating zone during an ablation procedure
JP2021517030A (en) Electromagnetic control for intracavitary sensing devices and related devices, systems and methods
US20240138905A1 (en) Irrigation tubing with regulated fluid emission
EP4257068A1 (en) Catheter with external magnetic coils
EP3834734B1 (en) Localized magnetic field transmitter
CN115461007A (en) Method of forming a spline with a flexible circuit assembly and an electrode assembly including the spline
CN117297748A (en) Devices and methods for transseptal penetration and dilation

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101022

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111031

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130423

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130716

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140114

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5460610

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250