JP6587789B2 - 組織とアブレーション電極との接触の検出 - Google Patents

組織とアブレーション電極との接触の検出 Download PDF

Info

Publication number
JP6587789B2
JP6587789B2 JP2014142296A JP2014142296A JP6587789B2 JP 6587789 B2 JP6587789 B2 JP 6587789B2 JP 2014142296 A JP2014142296 A JP 2014142296A JP 2014142296 A JP2014142296 A JP 2014142296A JP 6587789 B2 JP6587789 B2 JP 6587789B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tissue
probe
power
temperature
processor
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
JP2014142296A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015016335A (ja
Inventor
バディム・グリナー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biosense Webster Israel Ltd
Original Assignee
Biosense Webster Israel Ltd
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
Application filed by Biosense Webster Israel Ltd filed Critical Biosense Webster Israel Ltd
Publication of JP2015016335A publication Critical patent/JP2015016335A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6587789B2 publication Critical patent/JP6587789B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206Generators therefor
    • A61B18/1233Generators therefor with circuits for assuring patient safety
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00577Ablation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00642Sensing and controlling the application of energy with feedback, i.e. closed loop control
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773Sensed parameters
    • A61B2018/00791Temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773Sensed parameters
    • A61B2018/00886Duration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00904Automatic detection of target tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
    • A61B2090/065Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension for measuring contact or contact pressure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/08Accessories or related features not otherwise provided for
    • A61B2090/0807Indication means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Description

本発明は、全般的に侵襲的医療処置に関するものであり、具体的には医療用プローブと身体組織との間の接触の検出に関するものである。
低侵襲的な心臓内のアブレーションは、様々なタイプの不整脈の最適な治療法である。このような処置を実施するために、医師は、典型的には、血管系を介して心臓にカテーテルを挿入し、電気的活動が異常な区域にてカテーテルの遠位端を心筋組織と接触させ、次いで、遠位端で又はその付近で1つ以上の電極に通電させて組織を壊死させる。
Biosense Webster Inc.(カリフォルニア州Diamond Bar)により提供されるCARTO(商標)システムのような、心臓内アブレーション療法のための数多くのシステムが市販されている。CARTOはカテーテルの遠位端の位置及び動作パラメータを追跡し、その情報を電子的に心臓の3次元(3D)生体構造マップに表示する。
参照により本明細書にその開示が組み込まれる米国特許第8,206,380号は、プローブによって組織に付加される接触力を測定する方法を記載しており、このプローブは、組織を加熱するプローブが接触した組織の深さにおける温度を示す出力読み取り値を表示する放射計に接続されたアンテナを包含している。この方法は、放射計の出力読み取り値を表示することと、組織を致死させる選択された第1の温度まで組織を加熱するために十分な電力をプローブに印加することと、プローブを組織と接触させるように移動することと、プローブが組織と接触したときに生じる、表示される温度読み取り値の増加を観察することと、表示される温度読み取り値が選択された組織接触力に相当する値に達するまで組織に向かってプローブを前進させることと、を含む。組織におけるプローブの位置が安定した後、組織を焼灼するのに十分な時間をかけて、組織を致死させる選択した第2の温度まで組織を加熱するために、プローブへの印加電力を増加し、次いで、組織の熱を亜致死温度まで下げることができる。
参照により本明細書にその開示が組み込まれる米国特許出願公開第2012/0136348号は、処置の対象の組織と接触するように医療装置のアブレーション素子を前進させることと、組織を焼灼するためにエネルギーの電力レベルを選択することと、アブレーション素子に、その選択した電力レベルでエネルギーを送達することと、アブレーション素子が組織と連続的に接触しているかどうかを決定することと、アブレーション素子が組織と連続的に接触しなくなったときに、その選択した電力レベルを低減することと、を含む医療方法、装置、並びにシステムを記載している。
参照により本明細書にその開示が組み込まれるPCT国際公開特許第WO/9840023号は、体内の組織を焼灼するためのシステムを記載しており、このシステムは、体組織の細胞構造に損傷を与えないエネルギーのレベルを提供するエネルギー源と、エネルギー源に接続されたカテーテルであって、電極を有するカテーテルと、電極の温度を検知すると同時に、電極に送達される、体組織の細胞構造に損傷を与えないエネルギー量もまた検知する手段と、を有するものであり、この検知手段は、カテーテルに接続され、かつエネルギー源に接続されており、電極が心臓組織と接触している程度(例えば、接触なし、中程度の接触、良好な接触、又は優れた接触)を決定することができる。
本明細書に記載される本発明の実施形態は、組織を焼灼するために、時変電力を有する無線周波(RF)信号を体内プローブからプローブ周辺の組織へ送達することを含む方法を提供する。プローブの周辺で、温度が測定される。測定温度を、RF信号の時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することにより、プローブが組織と接触しているかどうかに関しての決定がなされる。
いくつかの実施形態では、測定温度を温度閾値と比較することは、RF信号の電力の4乗根に依存して温度閾値を設定することを含む。他の実施形態では、方法は、測定温度と、プローブが組織と接触しているときの電力の4乗根と、をリンクする第1の係数、及び測定温度と、プローブが組織と接触していないときの電力の4乗根と、をリンクする第2の係数に基づいて、測定温度とRF信号の電力の4乗根との間の比例係数を設定することを含む。
いくつかの実施形態では、比例係数を設定することは、比例係数を第1及び第2の係数の平均値として割り当てることを含む。他の実施形態では、方法は、プローブが組織と接触しているかどうかの表示をオペレータに対して出力することを含む。更に他の実施形態では、プローブが組織と接触しているかどうかを決定することは、RF信号の電力が既定のレベルを超えているときにのみ測定温度を温度閾値と比較することを含む。
本発明の一実施形態にしたがって、本明細書において、追加的に、信号発生器及びプロセッサを含む装置が提供される。信号発生器は、組織を焼灼するためにプローブ周辺の組織に適用される時変電力を有する無線周波(RF)信号を体内プローブに送達するように構成される。プロセッサは、プローブ周辺の温度の測定値を受け取り、その測定温度をRF信号の時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することによって、プローブが組織と接触しているかどうかを決定するように構成される。
本発明の一実施形態にしたがって、本明細書では、追加的に、プログラムの命令が格納されている非一時的なコンピュータ可読媒体を含むコンピュータソフトウェア製品が提供され、これらの命令は、時変電力を有する無線周波(RF)信号を体内プローブから組織に送達して組織を焼灼するアブレーションシステムにおいてプロセッサによって読み込まれたときに、プロセッサに指示して、プローブ周辺の温度をプロセッサに測定させ、その測定温度を、RF信号の時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することによって、プローブが組織と接触しているかどうかをプロセッサに決定させる。
本発明の一実施形態にしたがって、本明細書では、追加的に、時変電力を有する無線周波(RF)信号を体内プローブからプローブ周辺の組織に送達して組織を焼灼するアブレーションシステムと通信するためのプロセッサ及びインターフェイスを含む装置が提供される。プロセッサは、プローブ周辺の温度の測定値を受け取り、その測定温度をRF信号の時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することによって、プローブが組織と接触しているかどうかを決定するように構成される。
本発明は、以下の実施形態の詳細な説明を、含まれる図面と総合すれば、より十分に理解されるであろう。
本発明の実施形態により動作する心臓マッピング及びアブレーションシステムの概略的な絵図である。 本発明の実施形態にしたがった、アブレーション電極と組織の接触の決定において使用される信号波形を例示する概略図である。 本発明の実施形態にしたがった、アブレーション電極と組織の接触を決定するための方法を例示する概略的なフローチャートである。
概論
無線周波(RF)アブレーション手技において、体内プローブは患者の身体を通じて臓器又は空洞まで運ばれる。プローブの遠位端はアブレーション電極を備えており、この電極を通じて、プローブと接触している組織にRFエネルギーを付加し、組織の局所壊死を引き起こす。アブレーションを適切に実行するためには、プローブが実際に組織と物理的に接触していることを確認することが重要である。
本明細書に記載される本発明の実施形態は、アブレーションプローブが組織と接触しているかどうかを確認するための方法及びシステムを提供する。開示される技術において、プロセッサはプローブの遠位端で温度を測定し、その測定温度を閾値温度と比較する。測定温度が閾値温度を超えていれば、プロセッサは、プローブが組織と接触しているという決定を下す。測定温度が閾値温度に満たない場合、プロセッサは、物理的接触がないという決定を下す。プロセッサは、「接触/未接触」の表示を手技の施術者に対して出力する。
開示される実施形態において、閾値温度は、適用されるアブレーション信号の電力レベルに依存する。したがって、閾値温度は時間とともに変化し、典型的には、手技にしたがってアブレーション電力が増加するにつれて上昇する。例示的な実施形態では、測定温度は、ステファン・ボルツマンの法則にしたがって、アブレーション電力の4乗根に比例するようにモデル化することができる。このモデルでは、比例係数は、プローブが組織と接触しているかどうかによって異なる。この実施形態では、閾値温度は、2つの可能なモデル化された温度(接触を仮定するものと未接触を仮定するもの)の間に設定される。
システムの説明
図1は、本発明の実施形態により動作する心臓マッピング及びアブレーションシステム20の概略的な絵図である。システム20は、例えば上述のCARTOシステムに基づくシステムに、システムソフトウェアに適切な追加をしたものであってよい。システム20は、カテーテル24などの体内プローブ及び制御コンソール34を備える。典型的には、カテーテル24は患者30の心臓26の1つ以上のチャンバにおける不整脈の部位のアブレーションに使用される。更に、代替的に、カテーテル24又は他の適したプローブを、心臓内又は他の身体器官内における他の治療目的のために、必要に応じて使用してもよい。
例えば心臓専門医のようなオペレータ22は、カテーテルの遠位端が患者の心臓26の腔に入るように、カテーテル24を患者30の血管系を通して挿入する。オペレータ22は、カテーテルの遠位端で電極28が所望のアブレーション部位で心臓内組織と接触するようにカテーテルを進める。カテーテル24は、典型的には、適したコネクタによりその近位端にてコンソール34に、具体的には、カテーテル24を介して電極28に伝送するためのRFエネルギーを発生する無線周波(RF)発生器36に、接続される。オペレータ22は、心臓の不整脈が疑われる部位で組織のアブレーションを行うためにRF発生器36を作動する。
熱電対などの温度センサ(図示せず)は、カテーテル24の遠位端の近くで遠位端の温度を測定する。コンソール34内の信号プロセッサ40は、熱電対の電気信号を処理し、後に記載するように本明細書に教示される実施形態を用いて、遠位端が組織と接触しているかどうかを決定するように構成される。
プロセッサ40はまた、体腔内のカテーテルのトラッキングなどの他の機能を実行するようにも構成され得る。例示的な実施形態では、システム20は、信号源38により駆動される磁場発生器32を備えている。プロセッサ40は、前述のCARTOシステムにおいて使用されているような、カテーテル24の遠位端に装着される磁気位置センサーからのトラッキング信号を受け取る。
いくつかの実施形態では、カテーテル24は、例えば、アブレーション手技中にRF信号を付加した後に組織と電極との境界面を冷やすために、食塩水のような灌漑液の流れを可能にするように遠位端の近くに穴を有するように構成される。
コンソール34内のプロセッサ40は、典型的には、カテーテル24からの信号を受け取るため、並びにコンソール34の他の構成要素からの入力を制御及び受け取るための汎用コンピュータプロセッサを含む。プロセッサ40は、本明細書に記述されている機能を実行するよう、ソフトウェアにプログラムすることができる。このソフトウェアは、例えば、ネットワークを通じて電子的形態でプロセッサ40にダウンロードされてもよく、あるいは、代わりに又は加えて、このソフトウェアは、光学的、磁気的、又は電子的記録媒体などの、実体のある、非一過性の媒体上に提供されてもよい。更に、代わりに又は加えて、プロセッサ40の機能の一部又は全てが、専用の又はプログラム可能なデジタルハードウェア構成要素によって実行されてもよい。
カテーテル24及びシステム20の他の構成要素から受け取る信号に基づいて、プロセッサ40はディスプレイ42を駆動して、心臓26の3次元(3D)マップ44、及びアブレーション中にカテーテルが心臓組織と接触しているかどうかの表示を、オペレータ22に提示する。接触状況の表示は、オペレータに対してマップ44上に直接示されてもよく、ディスプレイ42上に表示される文字列であってもよく、又は、アブレーション電極の接触状況をオペレータに知らせるための他の任意の好適な方法によって示されてもよい。カテーテル24及びシステム20の他の要素により測定され、かつディスプレイ42に示され得る他のパラメータとしては、例えば、心臓組織の電気インピーダンス、局所的温度、及びカテーテルを通じて送達されるRF電力を挙げることができる。
組織とアブレーション電極との接触の検出
本発明の実施形態において、カテーテル24は、アブレーション電極28の近くの温度センサー(図示せず)を用いて、その遠位端の温度を測定する。プロセッサ40は、測定温度を、以下に記載のように、アブレーション電極28に付加されるRF電力に依存する閾値温度と比較する。次いで、プロセッサ40は、比較に基づいて、アブレーション電極28が組織と物理的に接触しているかどうかを決定する。
例えば、測定温度が閾値温度より高いとプロセッサ40が評価すると、プロセッサ40は、手技中に組織とアブレーション電極28が接触していること(及びその逆であること)の表示をオペレータ22に送達する。(「閾値温度」及び「温度閾値」という用語は、本明細書において互換性を持って使用される)。
RF電力がアブレーション電極28に印加されているとき、プローブと組織との境界面での温度の上昇は、例えば、電極28の周囲の流体及び組織の熱特性並びに形状に依存する。温度上昇は、焼灼される組織の熱特性、組織及び電極28の領域の血液、及び電極−組織境界面に適用された任意の灌漑溶液による影響を受ける。電極−組織境界面における環境は、アブレーション電極28が組織と接触しているか又は組織と接触していないかで異なる。
アブレーション電極28へのワット単位の入力電力Pは、治療手技中の周知の尺度である。Pは、ステファン・ボルツマンの式による電極−組織境界面の絶対温度Tと関係する、アブレーション電極28により放射される電力にほぼ相当する。アブレーション電極28が組織と接触しているとき、ステファン・ボルツマンの式は次のようになる。
Figure 0006587789
同様に、アブレーション電極28が組織と接触していないときのステファン・ボルツマンの式は次式により得られる。
Figure 0006587789
式(1)及び(2)のA及びANCは、ステファン定数並びに電極−組織境界面の有効面積及び電極εの放射率に依存する定数である。Aは、プローブが組織と接触していると仮定されているときの電力と温度をリンクする定数を表し、ANCは、接触がないときの電力と温度をリンクする定数を表す。
電極−組織境界面における温度は、カテーテル24の遠位端に配置されている温度センサーにより測定することができる。いくつかの実施形態では、温度センサーは、温度Tが1つ以上の熱電対からの電気出力の平均となるように、アブレーション電極に組み込まれた1つ以上の熱電対を備える。
式(1)及び(2)は、次のように書き換えられる。
Figure 0006587789
式中、a及びaNCは、それぞれ、接触している状況及び接触していない状況においての、測定温度Tとアブレーション電力Pの4乗根との間の比例係数を表す。比例係数a及びaNCは、それぞれ、式(1)及び(2)からのA及びANCの逆数値である。
ステファン・ボルツマンの式は完全な黒体放射体に関するものであるが、組織は典型的には(例えば、完全な黒体としてではなく)「グレー体」として挙動し、黒体放射体に関しては、測定温度TはなおP1/4に比例するが、グレー体の比例係数(この場合はa及びaNC)を有する。係数a及びaNCの値は、例えば、既知の接触状況及び非接触状況でのP及びTのそれぞれの測定の間に、計算又は実験により推定することができる。あるいは、係数a及びaNCの値は、シミュレーションによって、分析又は数値モデリングによって、若しくは他の任意の適した方法によって、計算することができる。
本明細書に記載の本発明の実施形態は、接触係数aと非接触係数aNCとの差を用いて、アブレーション電極28が組織と接触しているかどうかを決定する。これらの実施形態において、プロセッサ40は、印加されたRF電極及び2つの係数に基づいて閾値温度を計算する。
いくつかの実施形態では、閾値温度Tthは、2つの係数の平均値から得られるものであり、次式により得られる。
Figure 0006587789
式中、bは実験、シミュレーション、又は分析若しくは数値モデリングにより決定され得るオフセット条件である。代替の実施形態では、閾値温度は、2つの係数に基づく任意の他の適した方法により計算され得る。
典型的には、アブレーション電極Pは、手技の間の時間とともに変化する。典型的なアブレーション手技において、医師22は、所望の結果に達するまで又は何らかの安全限界に達するまで、アブレーション電力を徐々に増加させる。場合によっては、例えば損傷を避けるために、アブレーション電力を下げてもよい。Pは時変性であり、TthはPに依存するので、閾値温度Tthは時変性であり、アブレーション手技に伴い変化する。
図2は、本発明の実施形態にしたがった、アブレーション電極28と組織との接触の決定において使用される信号波形を図示する概略図である。このグラフは、アブレーション手技の8つの例示を記述している。RFアブレーション電力が印加されているときに電極28が組織と接触していないアブレーション手技が間隔110によって示されている。アブレーション中に電極28が組織と物理的に接触しているアブレーション手技が間隔115によって示されている。
図2の最下位のグラフは、プロセッサ40によって取得された、経時的なデータサンプル点の関数としての、アブレーション電極28に印加されたRF電力Pの時変性波形120を示している。図2の最上位のグラフは、プロセッサ40によって取得された、経時的なデータサンプル点の関数としての、測定されたカテーテル先端部の温度のプロットを示している。温度センサーにより経時的に測定される先端部の温度の波形140は、下のグラフと同じ水平スケールでプロットされている。波形130は、対応する閾値温度Tthの値を示している。図示されているように、閾値温度(波形130)は時変性であり、アブレーション電力レベル(波形120)を追従する。
この例における閾値温度は式(5)によって得られ、次のように書き換えることができる。
Figure 0006587789
式中、aは、aとaNCの平均値を表す。図2の例では、a=6.7、b=26であり、したがって、式(6)は次のように書き換えることができる。
Figure 0006587789
図2に示す時変閾値温度の波形130は、印加されるRF電力の波形120とともに、式(7)を用いて計算される。
図示されているように、アブレーション電極が組織と接触していないとき(間隔110において)、測定温度の波形140は、閾値温度の波形130より下になる。アブレーション電極が組織と接触しているとき(間隔115において)、閾値温度の波形130は、測定温度の波形140より上になる。この例は、本明細書に記載されている閾値の機構の有効性を実証している。
本発明の実施形態において、プロセッサ40は、図2に示した測定温度と閾値温度との間の差を用いて、治療手技中にアブレーション電極28が組織と接触しているかどうかを評価する。所与の時間間隔において(例えば、図2に示したサンプル点の所与のスライスにおいて)波形140が波形130を超えているとき、プロセッサ40は、アブレーションプローブが組織と接触していると結論付け、逆もまた然りである。
いくつかの実施形態では、プロセッサ40は、アブレーション電力が例えば5ワットなどの何らかの既定値を超えているときにのみ上記の閾値の機構を用いる。発明者らは、この手法が、例えば、焼灼された組織を冷却するために灌漑を適用するように構成されたプローブと一緒に良好に機能することを見出した。
いくつかの実施形態では、システム20が用いることができる、式(6)に基づくアルゴリズムは、次により得られる。
(P>Minimal_power){
((A_thresh(P)^(1/4)+B_thresh<T)であるならば
接触=1;
それ以外の場合、
接触=0;}
このアルゴリズムは、Pが既定の閾電力(例えば5ワット)を超えていて、かつPが式(6)における閾値温度を超えているときに、プローブが組織と接触しているかどうか(例えば、アルゴリズムの接触=1)を評価する。
図3は、本発明の実施形態にしたがった、アブレーション電極と組織との接触を決定するための方法を例示する概略的なフローチャートである。送達段階200において、カテーテル24はRFアブレーション信号を心臓組織に送達する。RFアブレーション信号は発生器36によって生成され、その電力レベルは典型的に時間変化する。測定段階205において、カテーテル24は、典型的には先端部の近くの温度センサーを用いて、カテーテル先端部周辺の温度を測定する。設定段階210において、プロセッサ40は、式(5)及び(6)に示したようにRFアブレーション信号電力の4乗根に依存する閾値温度を設定する。
最初の決定段階215において、プロセッサ40は、測定温度が閾値温度を超えているかどうかを評価する。超えていない場合、最初の報告段階220において、プロセッサ40は、カテーテルが心臓組織と接触していないことをオペレータ22に報告する。超えている場合、第2の報告段階225において、プロセッサ40は、カテーテルが心臓組織と接触していることをオペレータ22に報告する。
システム20は、ディスプレイ42上の適切な可視表示を用いるなどの様々な方法でカテーテルと組織との接触の有無を示すことができる。第2の決定段階230において、プロセッサ40は、アブレーション手技が完了したかどうかを評価する。完了していない場合、送達段階200でアブレーションを続行する。完了している場合、終了段階235においてアブレーション手技を終了する。
上述した実施形態は一例として記載されたものであり、本発明は、本明細書において上に具体的に図示及び説明した内容に限定されないことが明らかとなろう。むしろ本発明の範囲には、上記に述べた様々な特徴の組み合わせ及び下位の組み合わせ、並びに上記の説明を読むことによって当業者には想到されるであろう、先行技術において開示されていない変形例及び改変例も含まれるものである。参照により本特許出願に組み込まれる文書は、組み込まれた文書内の用語が、本明細書で明示的又は暗黙的に行われる定義と相反するように定義される場合を除き、本出願の一体部分と見なされるべきであり、本明細書における定義のみが検討されるべきである。
〔実施の態様〕
(1) 方法であって、
時変電力を有する無線周波(RF)信号を体内プローブから該プローブ周辺の組織へ送達して該組織を焼灼することと、
前記プローブ周辺の温度を測定することと、
前記測定温度を、前記RF信号の前記時変電力に依存して時間変化する(varies in time)温度閾値と比較することにより、前記プローブが前記組織と接触しているかどうかを決定することと、
を含む、方法。
(2) 前記測定温度を前記温度閾値と比較することが、前記RF信号の前記電力の4乗根に依存して前記温度閾値を設定することを含む、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触しているときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第1の係数、及び前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触していないときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第2の係数に基づいて、前記測定温度と前記RF信号の前記電力の前記4乗根との間の比例係数(proportion coefficient)を設定することを含む、実施態様2に記載の方法。
(4) 前記比例係数を設定することが、前記第1の係数と前記第2の係数との平均値を前記比例係数に割り当てることを含む、実施態様3に記載の方法。
(5) 前記プローブが前記組織と接触しているかどうかの表示をオペレータに対して出力することを更に含む、実施態様1に記載の方法。
(6) 前記プローブが前記組織と接触しているかどうかを決定することが、前記RF信号の前記電力が既定のレベルを超えているときにのみ、前記測定温度を前記温度閾値と比較することを含む、実施態様1に記載の方法。
(7) 装置であって、
体内プローブ周辺の組織への適用のための時変電力を有する無線周波(RF)信号を前記プローブに送達して前記組織を焼灼するように構成されている、信号発生器と、
前記プローブ周辺の温度の測定値を受け取り、該測定温度を前記RF信号の前記時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することによって、前記プローブが前記組織と接触しているかどうかを決定するように構成されているプロセッサと、
を備える、装置。
(8) 前記プロセッサが、前記RF信号の前記電力の4乗根に依存して前記温度閾値を設定するように構成される、実施態様7に記載の装置。
(9) 前記プロセッサが、前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触しているときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第1の係数、及び前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触していないときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第2の係数に基づいて、前記測定温度と前記RF信号の前記電力の前記4乗根との間の比例係数を設定するように構成される、実施態様8に記載の装置。
(10) 前記プロセッサが、前記比例係数を前記第1の係数と前記第2の係数との平均値に設定するように構成される、実施態様9に記載の装置。
(11) 前記プロセッサが、前記プローブが前記組織と接触しているかどうかの表示をオペレータに対して出力するように構成される、実施態様7に記載の装置。
(12) 前記プロセッサが、前記RF信号の前記電力が既定のレベルを超えているときにのみ、前記測定温度を前記温度閾値と比較するように構成される、実施態様7に記載の装置。
(13) コンピュータソフトウェア製品であって、プログラム命令が格納されている非一時的なコンピュータ可読媒体を備えており、前記命令が、時変電力を有する無線周波(RF)信号を体内プローブから組織に送達して該組織を焼灼するアブレーションシステム内でプロセッサによって読み込まれたときに、前記プロセッサに、前記プローブ周辺の温度を測定させ、該測定温度を前記RF信号の前記時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することによって、前記プローブが前記組織と接触しているかどうかを決定させる、製品。
(14) 装置であって、
時変電力を有する無線周波(RF)信号を体内プローブから該プローブ周辺の組織に送達して該組織を焼灼するアブレーションシステムと通信するためのインターフェイスと、
前記プローブ周辺の温度の測定値を受け取り、該測定温度を前記RF信号の前記時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することによって、前記プローブが前記組織と接触しているかどうかを決定するように構成されているプロセッサと、
を備える、装置。

Claims (9)

  1. 装置であって、
    体内プローブ周辺の組織への適用のための時変電力を有する無線周波(RF)信号を前記プローブに送達して前記組織を焼灼するように構成されている、信号発生器と、
    前記プローブ周辺の温度の測定値を受け取り、該測定温度を前記RF信号の前記時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することによって、前記プローブが前記組織と接触しているかどうかを決定するように構成されているプロセッサと、
    を備え、
    前記プロセッサが、前記RF信号の前記電力の4乗根に依存して前記温度閾値を設定するように構成され、
    前記プロセッサが、前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触しているときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第1の係数、及び前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触していないときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第2の係数に基づいて、前記温度閾値と前記RF信号の前記電力の前記4乗根との間の比例係数を設定するように構成される、装置。
  2. 前記プロセッサが、前記比例係数を前記第1の係数と前記第2の係数との平均値に設定するように構成される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記プロセッサが、前記プローブが前記組織と接触しているかどうかの表示をオペレータに対して出力するように構成される、請求項1に記載の装置。
  4. 前記プロセッサが、前記RF信号の前記電力が既定のレベルを超えているときにのみ、前記測定温度を前記温度閾値と比較するように構成される、請求項1に記載の装置。
  5. コンピュータソフトウェア製品であって、プログラム命令が格納されている非一時的なコンピュータ可読媒体を備えており、前記命令が、時変電力を有する無線周波(RF)信号を体内プローブから組織に送達して該組織を焼灼するアブレーションシステム内でプロセッサによって読み込まれたときに、前記プロセッサに、前記プローブ周辺の温度を測定させ、該測定温度を前記RF信号の前記時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することによって、前記プローブが前記組織と接触しているかどうかを決定させ、
    前記温度閾値が、前記RF信号の前記電力の4乗根に依存して設定されるように構成され、
    前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触しているときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第1の係数、及び前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触していないときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第2の係数に基づいて、前記温度閾値と前記RF信号の前記電力の前記4乗根との間の比例係数が設定される、コンピュータソフトウェア製品。
  6. 信号発生器と、プロセッサと、温度センサと、体内プローブと、機能実行用プログラムと、を備え、前記信号発生器が、前記プローブ周辺の組織を焼灼するために、時変電力を有する無線周波(RF)信号を前記プローブへ送達するように構成されてい置の作動方法であって、
    前記機能実行用プログラムが、前記プロセッサによって読み込まれると、
    前記信号発生器が、前記RF信号を前記プローブへ送達することと、
    前記プロセッサが、温度センサによって前記プローブ周辺の温度を測定することと、
    前記プロセッサが、前記測定温度を、前記RF信号の前記時変電力に依存して時間変化する温度閾値と比較することにより、前記プローブが前記組織と接触しているかどうかを決定することと
    記プロセッサが、前記RF信号の前記電力の4乗根に依存して前記温度閾値を設定することと、
    前記プロセッサが、前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触しているときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第1の係数、及び前記測定温度と、前記プローブが前記組織と接触していないときの前記電力の前記4乗根とをリンクする第2の係数に基づいて、前記温度閾値と前記RF信号の前記電力の前記4乗根との間の比例係数を設定することと、を含む、方法。
  7. 前記比例係数を設定することが、前記プロセッサが、前記第1の係数と前記第2の係数との平均値を前記比例係数に割り当てることを含む、請求項6に記載の方法。
  8. 前記プローブが前記組織と接触しているかどうかの表示を、前記プロセッサが、オペレータに対して出力することを更に含む、請求項6に記載の方法。
  9. 前記プローブが前記組織と接触しているかどうかを決定することが、前記RF信号の前記電力が既定のレベルを超えているときにのみ、前記プロセッサが、前記測定温度を前記温度閾値と比較することを含む、請求項6に記載の方法。
JP2014142296A 2013-07-11 2014-07-10 組織とアブレーション電極との接触の検出 Active JP6587789B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/939,363 2013-07-11
US13/939,363 US9333033B2 (en) 2013-07-11 2013-07-11 Detection of ablation electrode contact with tissue

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015016335A JP2015016335A (ja) 2015-01-29
JP6587789B2 true JP6587789B2 (ja) 2019-10-09

Family

ID=51176191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014142296A Active JP6587789B2 (ja) 2013-07-11 2014-07-10 組織とアブレーション電極との接触の検出

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9333033B2 (ja)
EP (1) EP2823782B1 (ja)
JP (1) JP6587789B2 (ja)
CN (1) CN104274240B (ja)
AU (1) AU2014203641B2 (ja)
CA (1) CA2855014A1 (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8361067B2 (en) 2002-09-30 2013-01-29 Relievant Medsystems, Inc. Methods of therapeutically heating a vertebral body to treat back pain
US10028753B2 (en) 2008-09-26 2018-07-24 Relievant Medsystems, Inc. Spine treatment kits
JP5693471B2 (ja) 2009-02-11 2015-04-01 ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッドBoston Scientific Scimed,Inc. 絶縁された切除カテーテルデバイスおよびその使用法
CA2856732A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 Metavention, Inc. Therapeutic neuromodulation of the hepatic system
WO2013101772A1 (en) 2011-12-30 2013-07-04 Relievant Medsystems, Inc. Systems and methods for treating back pain
US10588691B2 (en) 2012-09-12 2020-03-17 Relievant Medsystems, Inc. Radiofrequency ablation of tissue within a vertebral body
AU2013337680B2 (en) 2012-11-05 2019-04-18 Relievant Medsystems, Inc. Systems and methods for creating curved paths through bone and modulating nerves within the bone
US9724151B2 (en) 2013-08-08 2017-08-08 Relievant Medsystems, Inc. Modulating nerves within bone using bone fasteners
US10682175B2 (en) * 2013-11-06 2020-06-16 Biosense Webster (Israel) Ltd. Using catheter position and temperature measurement to detect movement from ablation point
EP3206612B1 (en) 2014-10-13 2022-06-29 Boston Scientific Scimed Inc. Tissue diagnosis and treatment using mini-electrodes
CN106604675B (zh) 2014-10-24 2020-01-10 波士顿科学医学有限公司 具有耦接到消融尖头的柔性电极组件的医疗设备
WO2016100917A1 (en) 2014-12-18 2016-06-23 Boston Scientific Scimed Inc. Real-time morphology analysis for lesion assessment
US10327859B2 (en) * 2015-09-21 2019-06-25 Biosense Webster (Israel) Ltd. Catheter stability indication
JP6691654B2 (ja) * 2016-01-27 2020-05-13 月島機械株式会社 粒子の製造装置及び粒子の製造方法
EP3432819B1 (en) * 2016-05-03 2020-10-14 St. Jude Medical, Cardiology Division, Inc. Lesion prediction based in part on tissue characterization
US10524859B2 (en) 2016-06-07 2020-01-07 Metavention, Inc. Therapeutic tissue modulation devices and methods
CN106606373B (zh) * 2016-08-30 2019-02-12 四川锦江电子科技有限公司 一种精准测力的消融导管
US20220000535A1 (en) * 2018-10-03 2022-01-06 Oxford University Innovation Limited Electrosurgical apparatus and method
CA3150339A1 (en) 2019-09-12 2021-03-18 Brian W. Donovan TISSUE MODULATION SYSTEMS AND METHODS
CN114115388B (zh) * 2022-01-25 2022-06-24 康达洲际医疗器械有限公司 一种基于图像分析自适应的磁共振分时调控方法与系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6063078A (en) 1997-03-12 2000-05-16 Medtronic, Inc. Method and apparatus for tissue ablation
CN1278654C (zh) * 2004-12-23 2006-10-11 上海交通大学 水冷式射频肿瘤消融治疗系统的智能化控制方法
US8206380B2 (en) * 2008-06-13 2012-06-26 Advanced Caridiac Therapeutics Inc. Method and apparatus for measuring catheter contact force during a medical procedure
DE102008058968A1 (de) * 2008-06-21 2009-12-31 Dräger Medical AG & Co. KG Vorrichtung zum Prognostizieren einer Körpertemperatur eines Patienten
US8954161B2 (en) * 2012-06-01 2015-02-10 Advanced Cardiac Therapeutics, Inc. Systems and methods for radiometrically measuring temperature and detecting tissue contact prior to and during tissue ablation
US8926604B2 (en) * 2009-12-23 2015-01-06 Biosense Webster (Israel) Ltd. Estimation and mapping of ablation volume
US8668686B2 (en) * 2009-12-23 2014-03-11 Biosense Webster (Israel) Ltd. Sensing contact of ablation catheter using differential temperature measurements
US20110295247A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Hansen Medical, Inc. System and method for automated minimally invasive therapy using radiometry
US9532828B2 (en) 2010-11-29 2017-01-03 Medtronic Ablation Frontiers Llc System and method for adaptive RF ablation
US10201385B2 (en) * 2011-09-01 2019-02-12 Biosense Webster (Israel) Ltd. Catheter adapted for direct tissue contact

Also Published As

Publication number Publication date
EP2823782A1 (en) 2015-01-14
CN104274240A (zh) 2015-01-14
US9333033B2 (en) 2016-05-10
CA2855014A1 (en) 2015-01-11
CN104274240B (zh) 2019-09-03
EP2823782B1 (en) 2021-05-05
AU2014203641A1 (en) 2015-01-29
JP2015016335A (ja) 2015-01-29
US20150018813A1 (en) 2015-01-15
AU2014203641B2 (en) 2019-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6587789B2 (ja) 組織とアブレーション電極との接触の検出
JP6510119B2 (ja) 接触力に基づくアブレーション電力制御
JP6095979B2 (ja) 位相測定に基づく接触評価
JP6812220B2 (ja) アブレーションライン接近性指標
AU2018203828B2 (en) Real-time prediction of steam-pop events during ablation
JP6095886B2 (ja) 温度センサーを使用して組織の焼灼を制御するためのシステム
JP2018099517A (ja) アブレーション中の温度の推定
JP2019076731A (ja) 送信コイルを備えた食道プローブ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170612

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180329

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180703

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181113

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190326

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: 20190903

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190911

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6587789

Country of ref document: JP

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