KR20180041130A - 병변 형성 및 평가를위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20180041130A
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catheter
energy
tissue
light
distal tip
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KR1020187004502A
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터란스 제이. 랜스버리
케니쓰 씨. 암스트롱
오마르 아미라나
씨나몬 라스
Original Assignee
럭스캐스, 엘엘씨
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Abstract

절제된 조직을 가시화하기위한 카테터가, 카테터 몸체; 상기 카테터 몸체의 말단 단부에 위치된 말단 팁 - 상기 말단 팁은 조명 공동을 형성하고, 상기 말단 팁은 상기 조명 공동와 조직 사이에서 광 에너지를 교환하기위한 하나 이상의 개구를 갖음 -; 상기 조명 공동 내에 배치된 광선 디렉팅 부재 - 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 상기 조직으로 그리고 상기 조직으로부터 상기 광선 에너지를 비추도록 구성됨 -를 포함한다.

Description

병변 형성 및 평가를위한 시스템 및 방법
본 출원은 2015년 10월 21일에 출원 된 미국출원 제14/919,004호 및 2015년 7월 19일자로 출원 된 미국 가출원 제62/194,276호에 대한 우선권 및 그 이익을 주장하며, 상기 출원들을 참고로 원용한다.
본 출원발명은 일반적으로 카테터, 보다 상세하게는 절제 및 시각화 카테터에 관한 것이다
심방세동(AF)은 현재 수백만 명의 사람들에게 영향을 미치는 세계에서 가장 흔한 지속성 부정맥이다. 미국에서는 AF가 2050년까지 천만 명에 영향을 미칠 것으로 예상된다. AF는 사망률, 이환율 및 삶의 질 저하와 관련이 있으며 뇌졸중의 독립적인 위험 요소이다. AF 발병의 실질적인 평생 위험은 이 질병으로 인한 공중 보건 부담을 강조하며, 미국에서만 연간 치료비가 70억 달러를 넘는다.
AF 환자의 대부분의 에피소드는 폐 혈관(PV)으로 확장되는 근육 슬리브 내에서 발생한 국소 전기 활동에 의해 유발되는 것으로 알려져 있다. 심방세동은 또한 상대정맥 또는 다른 심방구조, 즉 심장의 전도 시스템 내의 다른 심장 조직 내의 국소 활성에 의해 유발될 수 있다. 이러한 초점 트리거는 또한 심방성 빈맥을 일으킬 수 있는데, 이는 재진입(reentrant) 전기 활동(또는 로터)에 의해 유발되며, 심방세동의 특징인 다수의 전자 잔물결(wavelets)로 파편화될 수 있다. 또한, 장기간의 심방세동은 심장 세포막의 기능적 변화를 일으킬 수 있으며, 이러한 변화는 심방세동을 지속시킨다.
RFA(radiofrequency ablation), 레이저 절제 및 저온 절제는 심방세동 치료를 위해 의사가 사용하는 카테터 기반 매핑 및 절제 시스템의 가장 일반적인 기술이다. 의사들은 카테터를 사용하여 초점 트리거를 파괴하거나 심장의 잔존 전도 시스템으로부터 트리거를 분리하는 전기적 격리 라인을 형성하도록 에너지를 전달한다. 후자의 기술은 일반적으로 폐 정맥 격리(PVI)라고 불리는 것에 사용된다. 그러나 AF 절제술의 성공률은 재발률이 1년 후 30~50% 정도로 비교적 정체되어 있다. 카테터 절제술 후 재발하는 가장 흔한 이유는 PVI 선에서 하나 이상의 갭(gap)이 있다는 것이다. 이 같은 갭은 대개 절제 절차 중에 전기 신호를 일시적으로 차단하지만 시간이 지나면 치유되고 심방세동 재발을 촉진하는 비효율적이거나 불완전한 병변의 결과이다.
따라서, 결과를 개선하고 비용을 감소시키기 위해 적절한 병변을 형성하고 확인하는 시스템 및 방법이 필요하다.
본 발명의 일정 특징에 따라, 카테터 몸체; 상기 카테터 몸체의 말단 단부에 위치된 말단 팁 - 상기 말단 팁은 조명 공동을 형성하고, 상기 말단 팁은 상기 조명 공동와 조직 사이에서 광선 에너지를 교환하기위한 하나 이상의 개구를 갖음 -; 상기 조명 공동 내에 배치된 광선 디렉팅 부재 - 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 상기 조직으로 그리고 상기 조직으로부터 상기 광선 에너지를 비추도록 구성됨 -;를 포함하는 절제된 조직을 가시화하기 위한 카테터가 제공된다.
일정 실시 예에서, 카테터의 말단 팁은 조직에 절제 에너지를 전달하도록 구성될 수 있으며, 절제 에너지는 고주수(RF) 에너지, 마이크로파 에너지, 전기 에너지, 전자기 에너지, 저온 에너지, 레이저 에너지, 초음파 에너지, 음향 에너지, 화학 에너지, 열 에너지 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
일정 실시 예에서, 상기 광선 디렉팅 부재 및 상기 하나 이상의 개구는 카테터의 길이 방향 축에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 조직을 조명할 수 있도록 구성된다. 일정 실시 예에서, 상기 하나 이상의 개구(openings)는 상기 말단 팁의 측벽을 따라 배치되고, 상기 광선 디렉팅 부재는 광선 에너지를 분할하도록 형성되며, 특히 상기 하나 이상의 개구를 통해 상기 광선 에너지를 상기 카테터의 길이 방향 축에 대한 소정의 각도로 비추도록 형성된다. 일정 실시 예에서, 상기 광선 디렉팅 부재는 하나 이상의 관통 구멍을 포함하고, 상기 말단 팁은 상기 광선 디렉팅 부재를 통해 그리고 전방 벽의 하나 이상의 개구를 통해 길이 방향으로 광선의 통과를 가능하게 하기 위해 상기 말단 팁의 전방벽에 배치된 하나 이상의 개구를 포함한다. 일정 실시 예에서, 상기 카테터는 초음파 변환기를 더욱 포함한다.
본 발명의 일정 특징에 따라, 카테터 몸체, 상기 카테터 몸체의 말단 단부에 위치된 말단 팁 - 상기 말단 팁은 조명 공동을 형성하고, 상기 말단 팁은 상기 조명 공동와 조직 사이에서 광선 에너지를 교환하기위한 하나 이상의 개구를 갖음 -, 상기 조명 공동 내에 배치된 광선 디렉팅 부재 - 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 상기 조직으로 그리고 상기 조직으로부터 상기 광선 에너지를 비추도록 구성됨 -를 포함하는 카테터; 광원; 광선 측정기; 그리고 상기 광원 및 상기 광선 측정기와 통신하고 상기 카테터 몸체를 통해 상기 말단 팁의 조명 공동 내로 연장되는 하나 이상의 광섬유를 포함하고, 상기 하나 이상의 광섬유는 상기 말단 팁 외부의 조직을 조명하기 위해 상기 광원으로부터 상기 광선 디렉팅 부재로 광선 에너지를 보내도록 구성되며 상기 하나 이상의 광섬유는 상기 조직으로부터 반사된 광선 에너지를 상기 광선 측정기로 릴레이하도록 구성된, 절제된 조직을 가시화하기 위한 시스템이 제공된다.
본 발명의 일정 특징에 따라, 절제를 필요로하는 심장 조직으로 카테터를 전진시키는 단계 - 상기 카테터는 카테터 몸체, 상기 카테터 몸체의 말단 단부에 위치된 말단 팁 - 상기 말단 팁은 조명 공동을 형성하고, 상기 말단 팁은 상기 조명 공동와 조직 사이에서 광선 에너지를 교환하기 위한 하나 이상의 개구를 갖음 -, 상기 조명 공동 내에 배치된 광선 디렉팅 부재 - 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 상기 조직으로 그리고 상기 조직으로부터 상기 광선 에너지를 비추도록 구성됨 -를 포함함; 상기 광선 디렉팅 부재가 카테터의 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 광선을 비추도록하여 절제된 심장 조직 및 비 절제된 심장 조직을 포함하는 심장 조직의 영역에서 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오타이드 수소(NADH)를 여기(excite)시키는 단계; 상기 하나 이상의 개구를 통해 상기 심장 조직으로부터 반사된 광선을 수집하여 상기 수집된 광선을 광선 측정기로 향하게하는 단계; 심장 조직 영역을 영상화하여 심장 조직 영역의 NADH 형광을 검출하는 단계; 그리고 상기 이미징되고 조명된 심장 조직의 디스플레이를 생성하며, 상기 디스플레이는 상기 절제된 심장 조직이 비 절제된 심장 조직보다 적은 형광을 갖는 것임을 설명하는 단계를 포함하는 절제된 조직(ablated tissue)을 시각화하는 방법이 제공된다.
일정 실시 예에서, 상기 방법은 상기 조직을 이미징하기 전에 상기 말단 팁으로 조직을 절제하는 단계, 그리고 형광의 양에 기초하여 절제된 심장 조직과 비 절제된 심장 조직을 구별하여 식별된 추가의 비 절제된 심장 조직을 절제하는 단계를 더 포함한다.
본 명세서에 개시된 실시 예는 첨부된 도면을 참조하여 더 설명 될 것이며, 동일한 구조는 여러 도면에서 동일한 참조 번호로 참조된다. 도시된 도면은 축적이 반드시 동일한 것은 아니며, 본 명세서에서 개시된 실시 예의 원리를 설명하도록 강조된 것이다.
도 1은 본 발명의 절제 시각화 시스템의 실시 예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 절개 시각화 시스템과 관련하여 사용하기위한 시각화 시스템의 다이어그램을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 카테터의 말단 팁의 일 실시 예를 도시한 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 카테터의 광선 디렉팅 부재의 실시 예를 도시한 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 카테터의 말단 팁의 일 실시 예를 도시한 도면.
[0019] FIG. 6A, FIG. 6B, FIG. 6C and FIG. 6D illustrate an optical fiber aligner of a catheter of the present disclosure.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 본 발명의 카테터의 광섬유 정렬 장치를 도시한 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 광선 지향 부재의 일 실시 예를 도시한 도면.
도 8a-8d는 본 발명의 카테터의 다양한 실시 예를 도시한 도면.
도 9는 형광 용액을 조명하는 본 발명의 카테터의 일 실시 예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 시스템을 사용하는 방법의 흐름도를 도시한 도면.
상기 설명한 도면은 현재 개시된 실시 예를 나타내지만, 다른 실시 예도 또한 논의된 바와 같이 고려될 수 있다. 본 발명의 개시된 실시 예는 제한을 나타내는 것은 아니며 대표적으로 예시적인 실시 예를 제시한다. 다수의 다른 수정 및 실시 예가 현재 개시된 실시 예의 원리 범위 및 사상 내에 있는 당업자에 의해 고안 될 수 있다.
본 발명은 일반적으로 치료용 병변을 형성하기 위해 고주파, 레이저 또는 극저온 절제 에너지를 신체에 적용하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일정 실시 예에서, 본원의 시스템 및 방법은 니코틴 아미드 아데닌 다이 뉴클레오티드 수소(NADH) 형광(fNADH)을 사용하여 조직을 이미징하는데 사용될 수있다. 비 제한적인 예로서, 본 시스템 및 방법은 심방 세동(AF)의 치료 중에 사용될 수 있다.
일반적으로, 시스템은 조직과 카테터 사이에서 광을 교환하기위한 광학 시스템을 갖는 카테터를 포함 할 수 있다. 일정 실시 예에서, 본 시스템은 자외선(UV) 여기에 의해 유도된 조직의 NADH 형광 또는 그 같은 형광이 없음을 통해 직접적인 시각화를 허용한다. 조직에서 반사된 형광 신호는 절개 중에 형성되는 병변에 대한 정보뿐만 아니라 조명된 조직의 절제 병변의 유무를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이 같은 광학적 조직 검사는 다양한 심장 조직, 심장 내막 조직, 심 외막 조직, 심근 조직, 밸브, 혈관 구조 및 섬유질 및 해부학 구조를 비롯한 다양한 조직 유형에서 수행 할 수 있다. 본원의 시스템 및 방법은 콜라겐 및 엘라스틴의 존재를 포함 하나 이에 한정되지 않는 조직 조성물을 분석하는데 사용될 수 있다. 그러나, 현재 개시된 방법 및 시스템은 또한 다른 조직 유형의 병변을 분석하는데 적용 할 수 있다. 분석될 병변은 절제술 중에 절제 에너지의 적용에 의해 생성될 수 있다. 일정 실시 예에서, 절제 또는 다른 수단에 의해 생성된 현존하는 병변도 또한 본 명세서에 개시된 방법 및 시스템을 사용하여 분석될 수 있다.
도 1을 참조하면, 절제 요법를 제공하기 위한 시스템(100)은 절제 요법 시스템 (110), 시각화 시스템(120) 및 카테터(140)를 포함할 수 있다. 일정 실시 예에서, 시스템(100)은 또한 관개 시스템(irrigation system)(170)을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 하기 설명하는 바와 같이, 시각화 시스템(120)의 개별 디스플레이 또는 일부일 수 있다.
일정 실시 예에서, 절제 요법 시스템(110)은 카테터(140)에 절제 에너지를 공급하도록 디자인된다. 절제 요법 시스템(110)은 고주파(RF) 에너지, 마이크로파 에너지, 전기 에너지, 전자기 에너지, 레이저 에너지, 초음파 에너지, 음향 에너지, 화학 에너지, 열 에너지 또는 조직을 제거하기 위해 사용될 수있는 임의의 다른 유형의 에너지를 포함할 수 있다. 일정 실시 예에서, 시스템은 RF 발생기, 관개 펌프(170), 관개 팁 절제 카테터(140) 및 시각화 시스템(120)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 시각화 시스템(120)은 광원(122), 광 측정기(124) 및 컴퓨터 시스템(126)을 포함할 수 있다.
일정 실시 예에서, 광원(122)은 건강한 심근 세포에서 형광을 유도하기 위해 타겟 형광 물질(일정 실시 예에서는 NADH) 흡수 범위 내의 출력 파장을 가질 수 있다. 일정 실시 예에서, 광원(122)은 UV 광을 발생시켜 NADH 형광을 여기 시킬 수 있는 고체 레이저(solid-state laser)이다. 일정 실시 예에서, 파장은 약 355nm 또는 355nm ± 30nm 일 수 있다. 일정 실시 예에서, 광원(122)은 UV 레이저 일 수 있다. 레이저-생성된 UV 광은 조명을 위한 훨씬 더 많은 파워를 제공할 수 있고, 카테터의 일정 실시 예에서 사용되는 바와 같이 광섬유-기반 조명 시스템에 효율적으로 결합 될 수 있다. 일정 실시 예에서, 본 시스템은 150mW까지의 조절 가능한 파워를 갖는 레이저를 사용할 수 있다.
광원(122)에서의 파장 범위는 관심 대상인 해부학 구조에 의해 한정될 수 있으며, 사용자는 약간 짧은 파장에서만 흡수 피크를 나타내는 콜라겐의 과도한 형광을 자극하지 않으면서 최대 NADH 형광을 유발하는 파장을 선택한다. 일정 실시 예에서, 광원(122)은 300nm 내지 400nm의 파장을 갖는다. 일정 실시 예에서, 광원(122)은 330nm 내지 370nm의 파장을 갖는다. 일정 실시 예에서, 광원(122)은 330nm 내지 355nm의 파장을 갖는다. 일정 실시 예에서, 협 대역 355nm 소스가 사용될 수 있다. 광원(122)의 출력 파워는 회복 가능한 조직 형광 서명을 생성하기에 충분히 높을 수 있지만, 세포 손상을 유도할 만큼 높지는 않다. 광원(122)은 하기 설명되는 바와 같이 광선을 카테터(140)에 전달하기 위해 광섬유에 결합 될 수 있다.
일정 실시 예에서, 본 발명의 시스템은 광 측정기(124)로서 분광계를 사용할 수 있다. 일정 실시 예에서, 광 측정기(124)는 조직 형광의 분석 및 관찰을 위해 컴퓨터 시스템(126)에 연결된 카메라를 포함할 수 있다. 일정 실시 예에서, 카메라는 NADH 형광에 해당하는 파장에 대해 높은 양자 효율을 가질 수 있다. 그러한 카메라 중 하나가 Andor iXon DV860이다. 분광계(124)는 조직의 시각화를 위해 카테터(140) 내로 연장될 수 있는 이미징 번들(imaging bundle)에 결합 될 수 있다. 일정 실시 예에서, 분광학을 위한 이미징 번들 및 조명을 위한 광섬유가 결합 될 수 있다. 435nm 내지 485nm, 일정 실시 예에서 460nm의 광학 밴드 패스 필터는 NADH 형광 방출 밴드 외부의 광을 차단하기 위해 이미징 번들과 카메라 사이에 삽입 될 수있다. 일정 실시 예에서, 다른 광학 밴드 패스 필터가 이미징 번들과 카메라 사이에 삽입되어 이미지화되는 조직의 피크 형광에 따라 선택된 NADH 형광 방출 밴드 외부의 광선을 차단하도록 할 수 있다.
일정 실시 예에서, 광 측정기(124)는 CCD(charge-coupled device) 카메라 일 수 있다. 일정 실시 예에서, 분광계(124)는 가능한 한 많은 광자를 수집할 수 있고 이미지에 최소한의 노이즈를 제공하도록 선택될 수 있다. 일반적으로 살아있는 세포의 형광 이미징의 경우, CCD 카메라는 약 460nm에서 적어도 50-70 % 사이의 양자 효율을 가져야 하며, 이는 광자의 30-50 %가 무시된다는 것을 나타낸다. 일정 실시 예에서, 카메라는 460nm에서 약 90%의 양자 효율을 갖는다. 카메라의 샘플 속도는 80KHz이다. 일정 실시 예에서, 분광계(124)는 8 또는 그 이하 e-(전자)의 판독 잡음을 가질 수 있다. 일정 실시 예에서, 분광계(124)는 3 e-의 최소 판독 노이즈를 갖는다. 다른 광 측정기구가 본 발명의 시스템 및 방법에 사용될 수 있다.
광섬유(150)는 355nm의 반사된 여기 파장을 차단하는 롱 패스 필터로 수집된 광선을 전달할 수 있지만, 필터의 컷오프보다 높은 파장에서 조직으로부터 방출된 형광 된 광선은 통과시킨다. 그 다음, 조직으로부터의 필터링된 광선은 고감도 분광기 (124)에 의해 캡쳐되고 분석될 수 있다. 컴퓨터 시스템(126)은 분광계(124)로부터 정보를 획득하여 그것을 의사에게 디스플레이한다. 컴퓨터(126)는 또한 광원(122)에 대한 제어, 분광계(124)에 대한 제어 및 애플리케이션 특유의 소프트웨어의 실행을 포함하는 몇몇 추가 기능을 제공할 수 있다.
일정 실시 예에서, 광선 데이터를 분석함으로써 생성된 디지털 이미지는 크기, 형상 및 분석에 필요한 임의의 다른 특징을 나타내는 병변의 2D 및 3D 재구성을 수행하는 데 사용될 수 있다. 일정 실시 예에서, 이미지 번들은 디스플레이(180) 상에 디스플레이 될 수 있는 NADH 형광(fNADH)으로부터 검사되는 병변의 디지털 이미지를 생성할 수 있는 분광계(124)에 연결될 수 있다. 일정 실시 예에서, 이들 이미지는 실시간으로 사용자에게 디스플레이된다. 이미지는 소프트웨어를 사용하여 사용자가 추가 개입이 필요하거나 바람직한지 여부를 결정할 수 있도록 실시간 세부 사항(예: 이미지의 특정 위치에서의 강도 또는 방사 에너지)을 얻음으로써 분석될 수 있다. 일정 실시 예에서, NADH 형광은 컴퓨터 시스템(126)에 직접 전달될 수 있다.
일정 실시 예에서, 광학 측정기구에 의해 획득된 광학 데이터는 분석되어 병변 깊이 및 병변 크기를 포함하지만 이에 제한되지 않는 절제 중 및 절제 후에 병변에 대한 정보를 제공할 수 있다. 일정 실시 예에서, 광학 측정기구로부터의 데이터는 카테터(140)가 심근 표면과 접촉하고 얼마나 많은 압력이 카테터의 팁에 의해 심근 표면에 가해 졌는지를 결정하기 위해 분석될 수 있다. 일정 실시 예에서, 분광계(124)로부터의 데이터는 조직 내의 콜라겐 또는 엘라스틴의 존재를 결정하기 위해 분석된다. 일정 실시 예에서, 광선 측정기구로부터의 데이터는 분석되어, 병변 진행, 병변 품질, 심근 접촉, 조직 콜라겐 함량 및 조직 엘라스틴 함량에 관련한 실시간 피드백을 사용자에게 제공하는 방식으로 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 시각적으로 사용자에게 제공된다.
일정 실시 예에서, 본 발명의 시스템(100)은 초음파 시스템(190)을 더 포함할 수 있다. 카테터(140)는 초음파 시스템과 통신하는 초음파 변환기를 구비할 수 있다. 일정 실시 예에서, 초음파는 조직 깊이를 나타낼 수 있으며, 대사 활성 또는 병변의 깊이와 함께 병변이 사실상 벽면에 있는지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있다. 일정 실시 예에서, 카테터(140)는 하기 설명하는 바와 같이, 위치 또는 네비게이션 시스템(200)과 통신하는 위치 센서 또는 네비게이션 센서를 구비할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 카테터(140)는 근접 단부(144) 및 말단 단부(146)를 갖는 카테터 몸체(142)를 포함한다. 카테터 몸체(142)는 생체 적합성 재료로 만들어질 수 있고 절제 위치로 카테터(140)의 스티어링 및 전진을 가능하게 하도록 충분히 유연할 수 있다. 일정 실시 예에서, 카테터 몸체(142)는 가변 강성의 영역을 가질 수있다. 예컨대, 카테터(140)의 강성은 근접 단부(144)에서 말단 단부(146)를 향해 증가 할 수 있다. 일정 실시 예에서, 카테터 몸체(142)의 강성은 카테터(140)를 원하는 심장 위치로 전달할 수 있도록 선택된다. 일정 실시 예에서, 카테터(140)는 외장(sheath)을 통해 심장 내측으로 전달될 수 있는 조종 가능한 관개 형 고주파(RF) 절제 카테터 일 수 있으며, 심장의 좌측면 경우에는 일반적인 접근 도구를 사용하여 스탠다드 사이 막 경유의(transseptal) 절차를 통한다. 카테터(140)는 근접 단부(144)에서 핸들(147)을 포함할 수 있다. 핸들(147)은 카테터의 하나 이상의 루멘과 연결되어 카테터(140)를 통해 기구 또는 재료의 통과를 허용할 수 있다. 일정 실시 예에서, 핸들(147)은 치료를 위해 스탠다드 RF 발생기 및 관개 시스템의 연결을 포함할 수 있다. 일정 실시 예에서, 카테터(140)는 조명 및 분광학을 위해 광섬유(150)를 수용하도록 구성된 하나 이상의 어댑터를 또한 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 말단부(146)에서, 카테터(140)는 측벽(156) 및 전방 벽(158)을 갖는 말단 팁(148)을 포함할 수 있다. 전방 벽(158)은 예를 들어 편평한, 원추형 또는 돔 형상일 수 있다. 일정 실시 예에서, 말단 팁(148)은 전기곡선도 감지와 같은 진단 목적을 위한 전극, 절제 에너지를 방출하는 것과 같은 치료 목적을 위한 전극 또는 둘 모두로서 작용하도록 구성될 수 있다. 절제 에너지가 요구되는 일정 실시 예에서, 카테터(140)의 말단 팁(148)은 절제 전극 또는 절제 부재로서 작용할 수 있다.
RF 에너지가 구현되는 실시 예에서, 말단 팁(148)을 RF 에너지 소스(카테터 외부)에 연결하기 위한 배선은 카테터의 내강을 통과할 수 있다. 말단 팁(148)은 카테터의 하나 이상의 루멘과 연통하는 포트를 포함할 수 있다. 말단 팁(148)은 임의의 생체 적합성 재료로 제조될 수 있다. 일정 실시 예에서, 말단 팁(148)이 전극으로서 작용하도록 구성되면, 말단 팁(148)은 백금, 백금-이리듐, 스테인레스 스틸, 티타늄 또는 유사한 물질을 포함하는 금속으로 제조될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 광섬유 또는 이미징 번들(150)은 시각화 시스템(120)으로부터 카테터 몸체(142)를 통과하여 말단 팁(148)에 의해 한정된 조명 공동 또는 컴파트먼트(152)로 보내질 수 있다. 말단 팁(148)은 조명 공동(152)과 조직 사이의 광선 에너지 교환을 위한 개구(154)를 포함한다. 일정 실시 예에서, 다수의 개구(154)가 있더라도, 절제 전극으로서의 말단 팁(148)의 기능은 손상되지 않는다. 이 같은 광선은 광섬유(150)에 의해 말단 팁(148)에 전달되고, 말단 팁(148) 부근에서 조직을 조명한다. 이와 같은 조명 광선은 반사되거나 또는 조직이 형광을 내게 한다. 조직에 의해 반사되고 조직으로부터 형광을 띤 광선은 말단 팁(148) 내의 광섬유(150)에 의해 수집되어 시각화 시스템(120)으로 다시 전달될 수 있다. 일정 실시 예에서, 동일한 광섬유 또는 광섬유 번들(150)은 하나 이상의 방향으로 카테터(140) 외부의 조직을 조명하고 조직으로부터 광선을 수집하기 위해 광선 디렉팅 부재(160)에 광선을 비추도록 사용될 수 있다.
일정 실시 예에서, 하나 이상의 개구(154)는 말단 팁(148)의 측벽(156), 전방 벽 (158) 또는 이 둘 모두에 제공될 수 있다. 일정 실시 예에서, 하나 이상의 개구 (154)는 말단 팁(148)의 전체 원 주위에서 말단 팁(148)을 따라 원주 방향으로 배치될 수 있다. 일정 실시 예에서, 하나 이상의 개구(154)는 서로 등 간격으로 배치 될 수 있다. 개구의 수는 관철 범위의 원하는 각도에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어 3개의 구멍이 균등하게 배치된 상태에서 조명 및 반사광은 120도 마다 발생 된다(360도를 3으로 나눈 값). 일정 실시 예에서, 하나 이상의 개구(154)는 말단 팁(148)의 측벽(156)을 따라 다수의 열로 제공될 수 있다. 일정 실시 예에서, 말단 팁(148)은 측벽(156)에 3개 또는 4개의 개구를 포함할 수 있다. 일정 실시 예에서, 1개의 개구가 전방 벽(158)의 중앙에 제공될 수 있다. 일정 실시 예에서, 다수의 개구(154)가 전방 벽(158)에 제공될 수 있다. 일정 실시 예에서, 말단 팁(148)에는 3개의 측면 개구 및 1개의 전방 개구가 제공된다. 하나 이상의 개구(154)는 또한 관개 시스템과 관련하여 관개 포트로서 작용할 수 있다. 일정 실시 예에서, 광선은 측면 개구(154) 일부를 통해서만 비춰 진다. 예를 들어, 일정 실시 예에서, 측벽(156)에는 6개의 개구가 존재할 수 있지만, 광선은 단지 3개의 개구만을 통해 비춰 질 수 있는 반면, 다른 개구는 관개를 위해 사용될 수 있다.
다수의 경로(카테터의 길이 방향 중심축 선에 대해 축 방향 및 반경 방향)에 걸쳐 조명 공동(152)과 조직 사이의 광선 에너지 교환을 가능하게 하기 위해, 광선 디렉팅 부재(160)가 조명 공동(152)에 제공될 수 있다. 광선 디렉팅 부재(160)는 조명 광선을 조직으로 향하게 하고 말단 팁(148) 내의 하나 이상의 개구(154)를 통해 광선을 광섬유(150)로 되보내도록 한다. 광선 디렉팅 부재(160)는 또한 예를 들어 스테인레스 스틸, 백금, 백금 합금, 석영, 사파이어, 용융 실리카, 금속화 플라스틱 또는 다른 유사한 재료와 같이, 광선을 반사하는 표면을 갖는 임의의 생체 적합성 재료로부터 만들어지거나, 또는 광선을 반사하도록 변형될 수 있다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재(160)는 고도로 연마된 거울을 포함할 수 있다. 광선 디렉팅 부재(160)는 원추형(즉, 매끄러운 면) 또는 임의의 수의 측면을 갖는 면으로 처리될 수 있다. 광선 디렉팅 부재(160)는 임의의 원하는 각도로 광선을 굴곡 시키도록 형성될 수 있다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재(160)는 하나 이상의 개구(openings)를 통해서만 광선을 반사하도록 형성될 수 있다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재(160)의 재료는 310 nm 내지 370 nm의 조명에 노출될 때 형광을 내지 않는 재료로부터 선택된다.
일정 실시 예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 광선 디렉팅 부재(160)는 거울의 중심선을 관통하는 하나 이상의 구멍(162)을 포함할 수 있으며, 이는 조명 및 반사광카테터(140)와 직선 축 방향으로 양 방향으로 통과할 수 있게 한다. 이 같은 축 방향 경로는 말단 팁(148)의 가장 먼 표면이 해부 체와 접촉하는 때 유용할 수 있다. 교대하는 반경 방향 경로는 심방세동 치료에서 일반적인, 말단 팁(148)의 가장 먼 표면이, 폐정맥 격리 절차 동안 환자의 좌심방에서 때때로 발생하는 것처럼, 타겟 부위와 접촉하는 것을 허용하지 않을 때 유용할 수 있다. 일정 실시 예에서, 모든 경로에서, 렌즈 처리(lensing)가 필요하지 않을 수 있으며, 광학 시스템은 광선이 종종 염분이 함유된 냉각 유체를 통과할 때 관개 시스템(170)과 양립 가능하다. 관개 시스템(170)은 또한 구멍(162)으로부터 혈액을 플러싱(flush)하는 역할을 하여 광학 구성 요소를 깨끗하게 유지할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 광선 디렉팅 부재(160)는 다수의 각이진 패싯(166)을 갖는 전방 면(164)를 가질 수 있다. 일정 실시 예에서, 상기 광선 디렉팅 부재(160)는 3개 또는 4개의 등거리 패싯(facet)을 포함할 수 있지만, 이보다 많거나 적은 수의 패싯이 사용될 수도 있다. 일정 실시 예에서, 패싯(166)의 수는 측벽(156)의 개구(154)의 수에 대응할 수 있다. 일정 실시 예에서, 측벽(156)의 개구(154)보다 적은 수의 패싯(166)이 있을 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 패싯(166)은 광선 디렉팅 부재(160)의 중심축에 대해 45도(카테터의 축에 대해 135도)에 위치될 수 있다. 일정 실시 예에서, 광선을 더 멀리 또는 더 근접 방향으로 비추기 위해 패식(166)은 45도보다 크거나 작은 각으로 배치될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 광섬유(150)로부터 광선 디렉팅 부재(160)로 향하여진 광선은 광선 디렉팅 부재(160)에 의해 반사될 수 있다. 반사된 광선의 일부는 말단 팁(148)의 측벽(156) 내의 하나 이상의 개구(154)를 통해 말단 팁(148)으로부터 방출된다. 상기 광선 디렉팅 부재는 광선 디렉팅 부재 상에 조사된(shined) 광선 빔을 다수의 빔으로 분리 또는 분할할 수 있고, 분할된 빔을 대응하는 개구(154)를 통해 유출하도록 한다. 이 같은 방식으로, 광원으로부터의 광선의 세기는 실질적으로 보존될 수 있고 조직을 조명하는 강도가 증가 될 수 있다. 그렇지 않으면, 광선 디렉팅 부재가 광선을 개구(154) 내로 집중시키지 않고, 광선이 조명 공동을 통해 확산 되는 경우, 조직을 조명하는 광선의 강도는 조직 이미징을 위해 불충분할 수 있다. 또한, 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재는 조직으로부터 반사된 광선을 수집하고 수집된 광선이 광섬유를 향하도록 구성되어, 광섬유가 광선을 광 측정기로 중계할 수 있도록 한다. 일정 실시 예에서, 조직으로부터 수신된 빔은 광섬유로 전송되기 전에 결합 될 수 있다. 일정 실시 예에서, 조명 공동 내로 전달된 모든 광선은 광선 디렉팅 부재에 의해 개구(154)를 통해 조명 공동(152)을 빠져나갈 수 있도록 된다. 또한, 광선은 광선 디렉팅 부재(160)의 구멍(162) 그리고 말단 팁(148)의 정면 벽(158)에 있는 개구(154)를 또한 통과 할 수 있다. 광선 디렉팅 부재(160), 광섬유(150) 및 개구(154)를 정렬시킴으로써, 조직에 대한 광선의 세기가 조정되고 최대화될 수 있다. 패싯(166)의 각도, 개구(154)의 크기, 수 및 위치, 및 광선 디렉팅 부재(160)의 구멍의 크기, 수 및 위치는 광선 디렉팅 부재(160) 내의 개구를 통해 카테터의 말단 팁(148)에서 조명된 조직으로부터 복귀된 광선 그리고 개구(154)를 통해 조명된 조직으로부터 복귀된 광선의 원하는 균형을 제공하도록 조정 및 최적화될 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 일정 실시 예에서, 개구(154)는 광선 디렉팅 부재(160)의 패싯(166)과 직선으로 정렬될 수 있다. 일정 실시 예에서, 개구(154)와 패싯(166) 사이의 대응은 1:1과 다를 수 있다. 일정 실시 예에서, 카테터(140)는 광선 디렉팅 부재(160)의 각각 3개의 패싯 또는 4개의 패싯(facet)(166)에 대응하는 3개의 개구 또는 4개의 개구를 포함 할 수 있다. 일정 실시 예에서, 개구(154)의 일부는 개구(154) 및 광선 디렉팅 부재(160)의 형상 및 방향으로 인해 광선의 교환을 위해 사용되지 않을 수 있으며, 오로지 관개 목적으로만 사용될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 개구(154a)는 광선의 교환을 위해 패싯(166)과 정렬될 수 있지만, 개구(154b)는 패싯(166)과 정렬되지 않으며, 따라서 추가의 광선이 교환 되더라도 주로 관개(irrigation)를 위해 사용된다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 일정 실시 예에서, 광섬유 정렬기(168)는 광섬유(150)를 광선 디렉팅 부재(160)와 정렬하기 위해 말단 팁(148) 내에 제공된다. 광 정렬기(168)는 광섬유 내강(170)을 포함하며, 이를 통하여 광섬유(150)가 전진 되어 광섬유(150)가 광선 디렉팅 부재(160)와 정렬되도록 한다. 일정 실시 예에서, 광섬유(150)의 중심축은 광선 디렉팅 부재(160)의 패싯(166)을 균일하게 조명하도록 정렬되고, 조명을 위해 중앙 구멍에서 조명을 허용하고 길이 방향으로 광선을 복귀시킬 수 있도록 정렬된다. 예를 들어, 섬유 내강(170)은 광 정렬 부재(160)에 대해 광섬유(150)를 중심에 맞추기 위해 광섬유 정렬기(168)의 중심축을 따라 연장될 수 있다. 광섬유 정렬기 (168)에서 광섬유의 위치는 원하는 대로 광선을 분배하도록 최적화될 수 있으며, 관심있는 절제 응용을 위해 조직 형광을 최대화하기 위해 광선 디렉팅 부재(160)의 중심 구멍과 개구(154) 사이에 위치한다.
도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 광섬유 정렬기(168)는 말단 티(148) 내에 삽입될 수 있다. 광섬유(150)가 광섬유 정렬기(168)의 광섬유 내강(170)을 통해 전진 될 때, 광섬유(150)는 광선 디렉팅 부재(160)에 대해 원하는 방향 및 위치를 취할 것이다.
다시 도 6b를 참조하면, 일정 실시 예에서, 광섬유 정렬기(168)가 하나 이상의 절개 부(172) 그리고 하나 이상의 포트(174)를 포함할 수 있다. 이와 같이 하여, 광섬유 정렬기(168)가 카테터(140)의 말단부(144) 내로 삽입될 때, 상기 절개부 (172) 그리고 포트(174)는 기구 및 재료(예를 들어, 말단 팁(148) 내로의 절제를 위한 관류 유체 및 전극 배선과 같은)의 통과를 허용한다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 광선 디렉팅 부재(160)에는 광선 디렉팅 부재 (160)의 패싯(166)을 하나 이상의 개구(154)와 정렬시키는 것을 돕기 위해 키 부재 (174)가 제공될 수 있다. 광선 디렉팅 부재(160)에서의 패싯의 각도는 말단 팁(148) 상의 개구(154)와 정렬될 수 있다. 이들이 오정렬되면, 광선 경로는 비효율적 일 수 있다. 이러한 정렬을 보장하기 위해, 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재(160) 및 말단 팁(148)은 패싯(166)과 개구의 정렬이 결정적 이도록 대칭 키(symmetrical key) 특징을 갖는다. 일단 이와 같이 위치시키게 되면, 다양한 기술이 광선 디렉팅 부재(160)를 말단 팁(148)에 고정 시키는데 사용될 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재(160)는 한 번에 오직 하나의 방향으로 광선을 조명 및 수신할 수 있는 단일 면(패싯) 거울을 포함할 수 있다. 일정 실시 예에서, 이와 같은 광선 디렉팅 부재(160)는 측벽(156) 내의 개구(154)를 타겟 위치와 정렬시키기 위해 카테터(140)에 대해 회전 가능할 수 있다. 광선 디렉팅 거울에 결합된 카테터(140)의 핸들(147) 내에 토르크(torqueing) 메카니즘을 갖는 유압 터빈기구를 포함하는 회전 거울을 구현하는 많은 방법이 있다. 도 8b를 참조하면, 일정 실시 예에서, 고정 거울이 패싯 형상 (faceted geometry)과 달리 원뿔(conical)형상으로 제공될 수 있다. 도 8c 및 도 8d는, 6개의 패싯을 갖는 광선 디렉팅 부재(160)의 다른 실시 예를 도시한다.
도 9는 관찰자를 향하도록 방향이 정해진 본 발명의 카테터(140)를 도시한다. NADH와 동일한 파장으로 형광을 발하는 용액 바이알(vial)이 카테터(140) 옆에 유지되면, 말단 팁(148)으로부터 반경 방향으로 방사되는 광선 경로가 용액의 바이알과 상호 작용한다. 말단 팁(148)의 대향하는 측으로부터 나오는 경로는 형광이 없기 때문에 보이지 않는다.
상기 설명한 바와 같이, 시스템(100)은 또한 관개 시스템(170)을 포함할 수 있다. 일정 실시 예에서, 관개 시스템(170)은 절제 요법 동안 팁 전극을 냉각시키기 위해 식염수를 카테터 내로 펌핑한다. 이와 같이 하여 스팀 팝 및 차(char)(즉, 결국 고착되어 혈전 용해 이벤트를 일으킬 수 있는 팁에 부착된 혈전) 형성을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다. 제안된 광학 시스템의 경우, 유체 흐름은 그렇지 않으면 조명 광선을 흡수할 수 있는 임의의 혈액의 말단 팁(148)의 개구를 깨끗하게 할 수 있다.
관개 시스템(170)은 말단 팁(148) 내의 하나 이상의 개구에 연결될 수 있으며, 예를 들어 혈액의 팁을 깨끗하게 하기 위해 유체로 개구를 플러싱하고, 조직 - 전극 인터페이스를 냉각시키며, 많은 다른 가능한 용도 중에서도 혈전 형성을 방지하도록 사용될 수 있다. 일정 실시 예에서, 관개 유체(irrigation fluid)는 하나 이상의 개구(154)의 연속 플러싱을 위해 카테터 외부의 압력에 대해 양의 압력으로 유지된다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 시스템(100)의 동작이 도시된다. 초기에, 카테터(140)는 폐정맥/좌심방 또는 심장의 다른 영역과 같은 심방세동에 의해 영향을 받는 심장 조직의 영역 내로 삽입된다(단계 1010). 예를 들어, 관개에 의해 혈액을 시야에서 제거할 수 있다. 영향을 받는 영역은 광선 디렉팅 부재(160)로부터 반사된 자외선에 의해 조명될 수 있다(단계 1015). 조명된 영역의 조직은 조명 전, 조명 후 또는 조명 도중에 제거될 수 있다(단계 1020). 포인트-투-포인트 RF 절제 또는 냉동 절제 또는 레이저 또는 다른 공지 된 절제 절차가 본 출원 발명 개시의 시스템을 사용하여 채용될 수 있다.
도 10을 더욱 참조하여, 광선 조사 영역은 조직으로부터 광선을 수용하고 그와 같은 광선을 광섬유로 향하게 하여 광선을 분광계로 통과시키는 광선 디렉팅 부재로 이미징 될 수 있다(단계 1025). 일정 실시 예에서, 본원의 방법은 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오티드(NAD+)의 환원된 형태인 NADH의 형광 방출의 이미징에 의존한다. NAD +는 모든 살아있는 세포의 호기성 대사 산화 환원 반응에서 중요한 역할을하는 조효소이다. 상기 조효소는 미토콘드리아에서 일어나는 구연산 순환(tricarboxylic acid cycle)에서 전자를 받아들여 산화제 역할을 한다. 이 과정에 의해, NAD+는 NADH로 환원된다. NADH와 NAD+는 세포의 호흡 단위인 미토콘드리아에서 가장 풍부하지만 세포질에도 존재한다. NADH는 세포의 신진 대사를 조절하고 DNA 복구 및 전사를 포함한 많은 생물학적 과정에 참여하기 위한 미토콘드리아의 전자 및 양자 공여자이다.
조직의 자외선 유발 형광을 측정함으로써 조직의 생화학적 상태를 알 수 있다. NADH 형광은 세포 대사 활동 및 세포 사멸을 모니터링하는데 사용하기 위해 연구되어왔다. 생체 외(in vitro)와 생체 내(in vivo)의 여러 연구에서 NADH 형광 강도를 세포 사멸(세포 사멸 또는 괴사) 모니터링의 내재적 바이오 마커로 사용할 가능성을 조사했다. 일단 NADH가 손상된 세포의 미토콘드리아에서 방출되거나 산화된 형태(NAD +)로 전환되면 형광이 현저하게 감소하여 손상된 조직에서 건강한 조직을 구별시키는 데 매우 유용하다. NADH는 산소가 이용 가능하지 않을 때 허혈 상태 동안 세포에 축적되어 형광 강도를 증가시킬 수 있다. 그러나 죽은 세포의 경우에는 NADH 존재가 모두 사라진다. 다음 테이블은 NADH 형광으로 인한 상대 강도의 여러 상태를 요약한 것이다.
Figure pct00001
도 10을 더욱 참조하여, NAD+와 NADH는 모두 자외선을 매우 쉽게 흡수하지만, NADH는 자외선 여기에 반응하여 자가 형광(autofluorescent)하는 반면, NAD+는 형광하지 않는다. NADH는 약 340-360 nm의 UV 여기 피크와 약 460 nm의 방출 피크를 갖는다. 일정 실시 예에서, 본 발명의 방법은 약 330 내지 약 370 nm 사이의 여기 파장을 사용할 수 있다. 적절한 장비를 사용하면 관심 영역 내의 괴사 조직뿐만 아니라 저산소증의 실시간 측정으로 방출 파장을 이미지화할 수 있다. 또한, 일정 실시 예에서, 상대 메트릭은 NADH 형광에 비례하는 그레이 스케일 렌더링으로 실현될 수 있다.
저산소 상태에서 산소 수준이 감소한다. 후속적인 fNADH 방출 신호는 과량의 미토콘드리아 NADH를 나타내는 강도가 증가할 수 있다. 저산소증(hypoxia)이 체크되지 않았다면, 신호의 완전한 감쇠는 궁극적으로 미토콘드리아 사멸로 영향을 받는 세포로서 발생 된다. NADH 수준의 높은 콘트라스트는 말단 손상된 절제 조직(terminally damaged ablated tissue)의 둘레를 확인하는 데 사용될 수 있다.
형광 이미징을 시작하기 위해, NADH는 UV 레이저와 같은 광원의 UV 광선에 의해 여기 될 수 있다. 조직 표본에서 NADH는 광선의 여기 파장을 흡수하고 더 긴 파장의 광선을 방출한다. 방출 광선은 수집되어 분광계로 다시 보내질 수 있고, 이미징되고 조명된 영역의 디스플레이는 디스플레이상에 생성될 수 있으며(단계 1030), 이는 NADH 형광의 양에 기초하여 이미징된 영역 내의 절제된 조직과 절제되지 않은 조직을 식별하는 데 사용된다(단계 1035). 예를 들어, 완전한 절제 부위는 형광이 없기 때문에 완전히 어두운 영역으로 나타날 수 있다. 따라서, 절제 영역은 밝은 외관을 갖는 주위의 절제되지 않은 심근에 비해 현저하게 더 어둡게 보일 수 있다. 이와 같은 특징은 건강한 조직에 대한 현저한 대비를 제공하고, 절제된 조직과 건강한 조직 사이의 경계 영역에서 더욱 현저한 대조를 제공함으로써 절제된 영역을 탐지하는 능력을 향상시킬 수 있다. 이와같은 경계 영역은 NADH 형광이 영상화(이미징)시 밝은 흰색이 되는 부종성 및 허혈성 조직입니다. 상기 경계 영역은 절제된 중앙 조직 주위에 후광(halo) 모양을 발생시킨다.
필요한 경우, 추가 조직을 제거하기 위해 절제 단계로 돌아가서 상기 과정을 반복할 수 있다. 도 10은 순차적으로 수행되는 단계들을 도시하고, 많은 단계들이 동시에 또는 거의 동시에 수행되거나, 도 10에 도시된 것과 다른 순서로 수행될 수 있다. 예를 들어, 절제, 이미징(영상화) 및 디스플레이가 동시에 발생할 수 있으며, 절제 및 절제되지 않은 조직의 식별이 조직을 절제하는 동안 발생할 수 있다.
일정 실시 예에서, 본 발명의 시스템은 카테터, 광원 및 광 측정기를 포함한다. 일정 실시 예에서, 시스템은 광학 검출 광섬유를 갖는 광학 검출 시스템을 더 포함하고, 상기 광학 검출 시스템은 전기적 또는 RF 에너지 잡음으로부터 독립적이거나 영향을 받지 않는다. 일정 실시 예에서, 광 검출 광섬유는 전기적으로 전도성이지 않고, RF 에너지는 시스템에 관련 있는 범위에서 전자기 에너지를 생성하지 않는다.
일정 실시 예에서, 시스템은 생물학적 시스템 내 카테터 환경에 대하여 광학적으로 정보를 얻도록 적용된다. 일정 실시 예에서, 시스템은 NADH 형광을 통해 실시간으로 카테터 환경에 대하여 광학적으로 정보를 얻도록 적용되어, 혈액 풀(blood pool) 내 전극의 완전 잠김(immersion) 또는 부분 잠김 중 하나 이상을 결정 또는 평가하도록 한다. 예를 들어, 광학 시스템은 카테터 팁이 혈액 풀에 완전히 또는 부분적으로 잠겨 있음을 추측하여 탐지할 수 있다. 그 이유는 포지티브 광학 특징을 반환하는 조직이나 혈관계와 달리 혈액은 이 같은 파장의 조명 광선을 완전히 흡수하며 따라서 널(null) 광학 특징을 반환하기 때문이다. 이 같은 완전한 흡수의 특징은 광학적 격리 및 따라서 소음 차단을 제공한다. 이 같은 장비는 카테터 자체에서 오는 광학적 보정 및 스트레이(stray) 광학 특징의 제거를 위해 이 같은 상황을 사용할 수 있다. 또한, 시스템은 카테터 팁과 조직 사이의 질적 및/또는 정량적 접촉 평가, 카테터 접촉 안정성의 질적 및/또는 정량적 평가, 실시간 절제 병변 형성, 절제 병변 진행 모니터링, 병변을 종료시키는 시기의 결정, 통상적으로 절제 부위의 주변부에서 발생하고 불완전 절개 병변과 관련될 수 있는 부종 영역의 식별, 절제 병변 깊이, 병변의 단면적, 병변의 온도, 스팀 팝의 발병을 예측하기 위한 스팀 형성 또는 다른 생리 학적 파라미터 변화의 인지, 절제 병변 형성 동안 또는 그 후에 팁 전극에서의 차(char)의 형성, 허혈의 검출, 허혈 정도 검출, 절제 병변 평가 후 병변 형성, 부종 영역은 전기적으로 기절한 심근을 포함하기 때문에 재절제를 위한 부종 구역의 식별, 그리고 신진대사 적으로 활성인 조직과 신진대사 적으로 비활성인 조직을 구별하여 이전에 절제된 조직의 위치를 매핑하는것에 사용될 수 있다.
일정 실시 예에서, 시스템은 NADH 형광 (fNADH)의 조직 파라미터를 광학적으로 조사하기에 적합하다.
일정 실시 예에서, 시스템은 조직을 광학적으로 조사하도록 적응되며, 시스템은 조직의 신진대사 상태뿐만 아니라 조직의 조직 조성을 포함하는 파라미터를 분석한다.
일정 실시 예에서, 상기 시스템은 조명을 통해 여러 광학 응답을 유도하는 파장으로 조직을 조명하도록 적응된다. 일정 실시 예에서, 광학 반응은 그것이 건강한 신진대사 상태에 있는 경우 형광을 발하는 NADH를 함유하는 심근을 포함한다. 일부 실시 예에서, 콜라겐 또는 엘라스틴과 같은 다른 조직은 상이한 파장에서 형광을 발하며, 시스템은 이 같은 정보의 측정을 사용하여 카테터와 접촉하는 조직의 조성 (즉, 콜라겐 또는 엘라스틴)을 결정하도록 한다. 일정 실시 예에서, 상기 조성은 심근, 근육 및 심근 컴포넌트, 예컨대 밸브, 혈관 구조 및 섬유질 또는 해부학적 성분을 포함한다. 일정 실시 예에서, 상기 조성은 콜라겐, 엘라스틴 및 기타 섬유질 또는 지지체 구조물을 포함한다.
일정 실시 예에서, 본 발명의 카테터는 카테터 몸체, 팁 전극, 및 하나 이상의 감지 전극을 포함한다. 일정 실시 예에서, 카테터는 상이한 유연성을 갖는 하나 이상의 영역을 추가로 포함하고, 상기 유연성 영역은 카테터의 말단 부분이 의사를 위한 네비게이션의 용이함을 위해 구부러지도록 하는 편향 메카니즘과 조합된다. 일정 실시 예에서, 상기 유연성 영역은 카테터의 말단 부분에 위치하는 한편, 카테터 본체는 가압성을 위해 비교적 단단하게 유지된다. 일정 실시 예에서, 카테터 몸체의 본체는 유연성이 있어 의사가 카테터 네비게이션을 위해 로봇 시스템을 사용할 수 있도록 한다. 일정 실시 예에서, 카테터는 유연성이 있고 수동 또는 로봇 식으로 카테터 외장 내에서 조작될 수 있다.
일정 실시 예에서, 카테터는 네비게이션을 위해 카테터 팁을 편향시키는 편향 메커니즘을 더 포함한다. 일정 실시 예에서, 상기 편향 메커니즘은 카테터 핸들에 의해 조작되며, 하나 이상의 방향 또는 곡선 길이로 카테터의 말단 부분을 편향시키는 하나 이상의 풀 와이어(pull wires)를 포함한다. 일정 실시 예에서, 카테터는 온도 센서를 추가로 포함하고, 상기 온도 센서는 전극의 말단 팁에 일체형이다. 일정 실시 예에서, 카테터는 하나 이상의 초음파 변환기를 더 포함하고, 상기 초음파 변환기는 카테터의 말단 부분, 바람직하게는 말단 전극의 팁 내에 위치한다. 초음파 변환기는 카테터 팁 아래 또는 인접한 조직 두께를 평가하도록 되어 있다. 일정 실시 예에서, 카테터는 카테터 팁이 심근에 대해 상대적으로 수직 또는 심근에 상대적으로 평행한 상황을 커버하는 깊이 정보를 제공하도록 적응된 다수의 변환기를 포함한다.
일정 실시 예에서, 카테터는 혈액의 팁을 클리어하고, 조직-전극 계면을 냉각시키고, 혈전 형성을 방지하고, RF 에너지를 보다 큰 조직 영역으로 분산시키기 위해 관개 유체로 카테터 개구를 플러싱(flushing)하기 위한 관개 수단(irrigation means)을 더 포함하며, 따라서 비 관개 카테터보다 큰 병변을 형성한다. 일정 실시 예에서, 관개 유체(irrigating fluid)는 팁의 외부에 대해 포지티브 압력으로 카테터 팁 내에 유지되고, 개구의 연속적인 플러싱(flushing)에 적합하다.
일정 실시 예에서, 카테터는 카테터를 위치시키고 네비게이션하기위한 전기, 자기 또는 전자기 위치 또는 네비게이션 센서를 더 포함한다. 일정 실시 예에서, 상기 센서는 몇몇 카테터 또는 시스템 제조자 중 어느 하나의 네비게이션 시스템에서 카테터의 팁을 위치시키도록 적응된다. 상기 센서는 소스 위치로부터 에너지를 보내거나 받으며 삼각 측량 또는 다른 수단을 통해 위치를 계산할 수 있다. 일정 실시 예들에서, 카테터는 네비게이션 시스템 디스플레이상에 카테터 몸체의 위치 및 카테터 몸체의 만곡부를 렌더링하도록 구성된 하나 이상의 센서 또는 변환기를 포함한다.
일정 실시 예에서, 조직을 절제하기에 적합한 카테터는 카테터 몸체 및 조직을 절제하기에 적합한 팁 전극을 포함한다. 일정 실시 예에서, 카테터는 조직에 광선 에너지를 전달하도록 구성된 적어도 하나의 광 도파관 및 조직으로부터 광선 에너지를 수신하도록 구성된 하나 이상의 광 도파관을 더 포함한다. 일정 실시 예에서, 카테터는 광선 에너지를 조직에 전달하고 조직으로부터 광선 에너지를 수신하도록 적응된 단일 광 도파관을 더 포함한다.
일정 실시 예에서, 카테터는 절제 에너지에 적합하고, 절제 에너지는 RF 에너지, 저온 에너지, 레이저, 화학적, 일렉트로포레이션(electroporation), 고강도 집속 초음파 또는 초음파, 및 마이크로파 중 하나 이상이다.
일정 실시 예에서, 카테터의 팁은 조직의 전기적 활성을 감지하도록 적응된 제1 전극, 절제 에너지 또는 화학 물질을 전달 또는 전도하도록 적응된 제2 전극, 하나 이상의 방향으로 동시에 광선을 향하게 하는 광선 디렉팅 부재, 광선 에너지의 전송 및 수신을 위한 하나 이상의 개구, 팁으로부터 관개 유체(irrigation fluid)가 흐르도록 하기 위한 하나 이상의 개구, 그리고 광선을 전송 및 수신하는 동시에 팁으로부터 관개 유체를 흐르도록 하는 하나 이상의 개구를 포함할 수 있다. 일정 실시 예에서, 카테터의 팁은 카테터와 접촉하는 조직의 전기적 활성을 제1 전극이 감지 할 수 있게 하는 전기 전도성 물질을 포함한다. 일정 실시 예에서, 팁은 절제 에너지 또는 화학 에너지를 전송 또는 전달하도록 적응된 전극을 더 포함한다. 일정 실시 예에서, 팁은 RF 에너지를 인접한 조직으로 전달하도록 구성된다. 일정 실시 예에서, 팁은 레이저 절제 에너지를 인접한 조직으로 전도하는 것을 허용하는 광학적으로 투명한 재료를 포함한다. 일정 실시 예에서, 팁은 조직의 세포 또는 팁에 매우 근접한 조직의 세포를 변경시키는데 사용되는 화학 물질을 전달하도록 적응된 다수의 구멍을 포함한다. 일정 실시 예에서, 광선을 송신 및 수신하기 위한 개구는 말단 팁 내에 있다. 일정 실시 예에서, 상기 팁은 절제 에너지의 적용 동안 유체로 팁을 냉각시키는 추가의 구멍을 포함한다.
일정 실시 예에서, 팁은 방향성 광선 에너지가 조직을 조명하게 하고, 광선 에너지가 조직으로부터 카테터로 복귀하도록 허용하는 적어도 하나의 개구를 더 포함한다. 일정 실시 예에서, 팁은 카테터의 길이 방향 축을 따라 조직을 조명하기 위해 말단 팁에 적어도 하나의 개구를 포함한다. 일정 실시 예에서, 광선 에너지는 중앙 루멘(central lumen)을 갖는 광선 디렉팅 부재에 의존하는 방식으로 방향이 결정되어 광선의 일부가 길이 방향으로 비춰질 수 있게 한다. 일정 실시 예에서, 팁은 카테터에 대해 반경 방향 축에서 조직을 조명하기 위해 말단 팁에 적어도 하나의 개구를 더욱 포함한다. 일정 실시 예에서, 상기 팁은 광선 디렉팅 부재를 사용하여 1차 광원을 특정 다중 빔으로 분할함으로써 광선을 비추도록 구성된다.
일정 실시 예에서, 1차 광원은 레이저이고, 레이저는 광섬유 아래 광선을 광선 디렉팅 부재로 보내고, 상기 광선 빔은 상기 팁에 대하여 일직선으로 진행되는 것을 포함하여 하나 이상의 방향으로 보내져서, 카테터에 인접한 구조물이 확실히 조명될 수 있도록 한다. 일정 실시 예에서, 조명되는 구조체는 광선 에너지를 카테터 팁 및 광선 디렉팅 부재로 되보내고, 상기 광선 디렉팅 부재는 귀환된 광선을 다시 반사시켜서 광섬유를 분광계로 백업한다.
일정 실시 예에서, 팁은 조명 공동의 내부의 임의의 연마와 독립적으로 광선 에너지의 방향을 정하도록 구성된다. 일정 실시 예에서, 광선 에너지의 디렉팅(directing)은 조명 공동의 내벽의 사용에 의존하지 않는다.
일정 실기 예에서, 카테터는 하나 이상의 초음파 변환기를 포함하는 fNADH를 지지하도록 적응된다. 일정 실시 예에서, 카테터는 관심 영역의 벽 두께를 측정하도록되어있다. 일정 실시 예에서, 카테터는 벽 두께 전체에 걸쳐 조직의 신진대사 상태를 평가하도록 되어있다. 일정 실시 예에서, 카테터는 심장 벽 두께를 측정하고 RF 에너지의 적용 동안 심근의 신진대사 상태를 평가하도록 적용된 초음파 변환기를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 카테터는 병변에서 전기적 갭을 확인하기 위한 목적으로 신진대사 활성 조직을 식별하는데 적합하다.
일정 실시 예에서, 카테터는 하나 이상의 반경 방향 및 축 방향으로 동시에 광선을 보내도록 적응된 광선-디렉팅 구성 요소를 포함한다. 일정 실시 예에서, 카테터는 팁 전극의 분리된 또는 모듈러 구성 요소를 더 포함하며, 광선 디렉팅 부재는 전극의 팁 내에 통합된다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재는 광선이 축 방향으로 통과하는 중앙에 위치된 루멘을 갖는다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재는 광선 에너지 전달을 허용하는 카테터 팁의 개구에 대한 광선 디렉팅 부재의 패싯(facets)의 정렬을 용이하게 하기 위해 키잉(keying) 된다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재는 스냅-피팅, 용접, 납땜 또는 카테터 팁 내의 키잉(keyed) 위치로의 접착에 의해 카테터 팁에 통합된다.
일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재는 카테터의 팁 내의 하나 이상의 반사 패싯(facets)과 하나 이상의 광선 포트의 정확한 정렬을 용이하게 하기 위해 키잉된다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재는 카테터 팁 내로 배향되고, 카테터의 길이방향 축과 직선으로 팁을 통과하는 광선 경로를 제공하도록 채택된 별도의 구성 요소이다. 일정 실시 예에서, 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 팁을 통해 돌출하고, 용접이 상기 광선 디렉팅 부재의 반사 면을 간섭 또는 손상시키지 않도록 상기 팁의 말단 측면 상에 용접될 수 있다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재는 연마된 스테인레스 강을 포함한다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재는 백금 또는 백금 합금, 팁과 동일한 물질, 광선을 반사 또는 분할할 수 있는 반사 표면을 갖는 임의의 물질, 또는 약 310nm 내지 약 370nm에서 조명될 때 형광하지 않는 물질을 포함한다. 일정 실시 예에서, 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 광선 디렉팅 부재가 상기 개구를 통해 빠져나올 수 없도록 상기 팁 전극의 임의의 개구보다 크다.
일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재는 효율을 위해 최적 수의 패싯 및 최적 광선 경로를 제공하도록 최적화될 수 있다. 이러한 속성은 원하는 반경 범위와 상쇄될 수 있다. 예를 들어, 조직이 심근 표면에 평행한 말단 팁과 접촉함과 관련하여, 팁이 심근 표면에 평행할 때 말단 팁의 측벽의 적어도 하나의 개구가 심근을 향하도록 반경 방향 적용 범위가 설계될 수 있다. 마찬가지로, 말단 팁의 전방 벽의 개구는 카테터 팁이 심근 표면에 다소 직교할 때 광선이 전송 및 수신되도록 보장할 수 있다. 일정 실시 예에서, 광선 디렉팅 부재에는 3 내지 4개의 패싯이 제공된다.
일정 실시 예들에서, 본 발명의 카테터는 다음의 구성 요소를 갖는 카테터 몸체로 구성된다: 카테터 몸체의 말단부에 위치하는 말단 팁을 갖는 카테터로서, 상기 말단 팁이 광선 챔버를 형성하고, 상기 말단 팁은 상기 조명 챔버와 조직 사이에서 광선 에너지를 교환하기 위한 하나 이상의 개구를 가지며, 상기 동일 카테터는 상기 광선 챔버 내에 배치된 광선 디렉팅 부재를 갖고, 상기 광선 디렉팅 부재는 말단 팁 내 하나 이상의 개구를 통해 광선 에너지를 조직으로 향하게 하고 또한 조직으로부터 나오도록 구성된다. 일정 실시 예에서, 카테터는 광선 챔버로 그리고 광 챔버로부터 광선을 전달하기 위해 광선 챔버로 연장되는 하나 이상의 광 도파관을 포함한다. 일정 실시 예에서, 카테터는 광선 디렉팅 부재를 가지며, 하나 이상의 개구가 반경 방향 및 축 방향으로 조직을 조명할 수 있도록 구성된다. 일정 실시 예에서, 카테터는 돔 형상의 전방 벽과 직선형의 측벽을 갖는 말단 팁을 갖는다. 일정 실시 예에서, 카테터는 말단 팁의 측벽을 따라 배치된 하나 이상의 개구를 갖는다. 일정 실시 예에서, 카테터는 말단 팁을 따라 원주 방향으로 배치된 하나 이상의 개구를 갖는다. 일정 실시 예에서, 카테터는 말단 팁의 측벽을 따라 다수의 열로 제공되는 하나 이상의 개구를 갖는다. 일정 실시 예에서, 카테터는 조직 절제 전극으로 이루어진 말단 팁을 갖는다. 일정 실시 예에서, 카테터는 광선을 하나 이상의 개구를 통해 방사상으로 향하도록 구성된 광선 디렉팅 부재를 갖는다. 일정 실시 예에서, 카테터는 다중 패싯으로 구성된 광선 디렉팅 부재를 갖는다. 일정 실시 예에서, 카테터는 다수의 패싯으로 구성되는 광선 디렉팅 부재를 가지며, 여기서 상기 패싯은 균등하게 이격되어 있다. 일정 실시 예에서, 카테터는 다수의 패싯으로 이루어진 광선 디렉팅 부재를 가지며, 패싯의 수는 말단 팁의 측벽을 따라 난 개구의 수에 상응한다. 일정 실시 예에서, 카테터는 광선 에너지를 카테터의 길이 방향 축에 대한 소정의 각도로 광선을 반사 시키도록 형성된 광선 디렉팅 부재를 갖는다.
일정 실시 예에서, 카테터는 단일-패싯(면) 거울로 구성된 광선 디렉팅 부재를 갖는다. 일정 실시 예에서, 카테터는 광선 챔버에대해 회전 가능한 광선 디렉팅 부재를 갖는다. 일정 실시 예에서, 카테터는 하나 이상의 관통 구멍으로 구성된 광선 디렉팅 부재를 가지며, 상기 말단 팁은 말단 팁의 전방 벽에 배치된 하나 이상의 개구로 구성되어, 상기 광선 디렉팅 부재 및 상기 전방 벽의 하나 이상의 개구를 통해 길이 방향으로 광선의 통과를 가능하게 한다.
상기 본 발명의 설명은 단지 본 발명의 다양한 비 제한적인 실시 예를 설명하기 위해 제시된 것이며 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본 발명의 사상 및 내용을 포함하는 개시된 실시 예의 변형이 당업자에게 발생할 수 있으므로, 상기 개시된 실시 예들은 첨부된 청구항 및 그 등가물의 범위 내에 있는 모든 것을 포함하는 것으로 해석 되어야한다.

Claims (38)

  1. 카테터 몸체;
    상기 카테터 몸체의 말단 단부에 위치된 말단 팁 - 상기 말단 팁은 조명 공동을 형성하고, 상기 말단 팁은 상기 조명 공동와 조직 사이에서 광선 에너지를 교환하기위한 하나 이상의 개구를 갖음 -;
    상기 조명 공동 내에 배치된 광선 디렉팅 부재 - 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 상기 조직으로 그리고 상기 조직으로부터 상기 광선 에너지를 비추도록 구성됨 -;를 포함하는 절제된 조직을 가시화하기 위한 카테터.
  2. 제 1 항에있어서, 상기 조명 공동으로 또는 상기 공동으로부터 광선을 전달하기 위해 상기 조명 공동 내로 연장되는 하나 이상의 광섬유를 더 포함함을 특징으로 하는 특징으로하는 카테터.
  3. 제 2 항에있어서, 상기 말단 팁은 상기 하나 이상의 광섬유를 상기 광선 디렉팅 부재의 중심 축에 정렬시키도록 구성된 광섬유 정렬기를 더 포함함을 특징으로하는 카테터.
  4. 제 1 항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재 및 상기 하나 이상의 개구는 카테터의 길이 방향 축에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 조직을 조명 할 수 있도록 구성됨을 특징으로하는 카테터.
  5. 제 1 항에있어서, 상기 하나 이상의 개구는 상기 말단 팁의 측벽을 따라 배치되고, 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 하나 이상의 개구를 통해 상기 광선 에너지를 상기 카테터의 길이 방향 축에 대한 소정의 각도로 비추도록 형성됨을 특징으로 하는 카테터.
  6. 제 5 항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재는 하나 이상의 관통 구멍을 포함하고, 상기 말단 팁은 상기 광선 디렉팅 부재를 통해 그리고 전방 벽의 하나 이상의 개구를 통해 길이 방향으로 광선의 통과를 가능하게하기 위해 상기 말단 팁의 전방벽에 배치 된 하나 이상의 개구를 포함함을 특징으로하는 카테터..
  7. 제 5 항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 하나 이상의 개구를 통해서만 광선을 반사 시키도록 상기 하나 이상의 개구와 정렬됨을 특징으로하는 카테터..
  8. 제 1 항에있어서, 상기 하나 이상의 개구는 말단 팁을 따라 원주 방향으로 연장되고 서로 동일한 거리만큼 이격되며, 상기 광선 디렉팅 부재는 하나 이상의 개구와 정렬된 다수의 등 간격의 면을 포함함을 특징으로하는 카테터..
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에있어서, 상기 말단 팁은 조직에 절제 에너지를 전달하도록 구성되고, 절제 에너지는 고주파(RF) 에너지, 마이크로파 에너지, 전기 에너지, 전자기 에너지, 레이저 에너지, 초음파 에너지, 음향 에너지, 화학 에너지, 열 에너지 및 이들의 조합으로부터 선택됨을 특징으로하는 카테터..
  10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에있어서, 초음파 변환기를 더 포함함을 특징으로하는 카테터..
  11. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에있어서, 위치 또는 항법 센서를 더 포함함을 특징으로하는 카테터..
  12. 절제된 조직을 가시화하기위한 시스템으로서,
    카테터 몸체, 상기 카테터 몸체의 말단 단부에 위치된 말단 팁 - 상기 말단 팁은 조명 공동을 형성하고, 상기 말단 팁은 상기 조명 공동와 조직 사이에서 광선 에너지를 교환하기위한 하나 이상의 개구를 갖음 -, 상기 조명 공동 내에 배치된 광선 디렉팅 부재 - 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 상기 조직으로 그리고 상기 조직으로부터 상기 광선 에너지를 비추도록 구성됨 -를 포함하는 카테터;
    광원;
    광선 측정기; 그리고
    상기 광원 및 상기 광선 측정기와 통신하고 상기 카테터 몸체를 통해 상기 말단 팁의 조명 공동 내로 연장되는 하나 이상의 광섬유를 포함하고, 상기 하나 이상의 광섬유는 상기 말단 팁 외부의 조직을 조명하기위해 상기 광원으로부터 상기 광선 디렉팅 부재로 광선 에너지를 보내도록 구성되며 상기 하나 이상의 광섬유는 상기 조직으로부터 반사 된 광선 에너지를 상기 광선 측정기로 릴레이하도록 구성됨을 특징으로하는 시스템.
  13. 제 12항에있어서, 상기 하나 이상의 광섬유는 섬유 번들 또는 단일 섬유를 포함하는 시스템.
  14. 제 13항에있어서, 상기 말단 팁은 상기 하나 이상의 광섬유를 상기 광 디렉팅 부재의 중심 축에 정렬 시키도록 구성된 과섬유 정렬기를 더욱 포함함을 특징으로하는 시스템.
  15. 제 12항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재 및 상기 하나 이상의
    개구들은 카테터의 길이 방향 축에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 조직을 조명 할 수 있도록 구성됨을 특징으로하는 시스템..
  16. 제 12항에있어서, 상기 하나 이상의 개구는 상기 말단 팁의 측벽을 따라 배치되고, 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 광선 에너지를 상기 하나 이상의 개구를 통해 상기 카테터의 길이 방향 축에 대해 소정의 각도로 비추도록하는 형상을 가짐을 특징으로하는 시스템.
  17. 제 16 항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재는 하나 이상의 관통 구멍을 포함하고, 상기 말단 팁은 상기 광선 디렉팅 부재 그리고 전방 벽의 하나 이상의 개구를 통해 길이 방향으로 광선을 통과시킬 수 있도록 상기 말단 팁의 전방 벽에 배치된 하나 이상의 개구를 포함함을 특징으로하는 시스템, .
  18. 제 16 항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 하나 이상의 개구를 통해서만 광선을 반사 시키도록 상기 하나 이상의 개구와 정렬됨을 특징으로하는 시스템.
  19. 제 12 항에있어서, 상기 하나 이상의 개구는 말단 팁을 따라 원주 방향으로 배치되고 서로 동일한 거리만큼 이격되며, 상기 광선 디렉팅 부재는 하나 이상의 개구와 정렬된 다수의 등 간격의 면(facets)을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제 12항 내지 제 19항 중 어느 한 항에있어서, 상기 말단 팁은 조직에 절제 에너지를 전달하도록 구성되며, 상기 절제 에너지(ablation energy)는 고주파(RF) 에너지, 마이크로파 에너지, 전기 에너지, 전자기 에너지, 저온 에너지, 레이저 에너지, 초음파 에너지, 음향 에너지, 화학 에너지, 열 에너지 및 이들의 조합으로부터 선택됨을 특징으로하는 시스템.
  21. 제 12항 내지 제 19항 중 어느 한 항에있어서, 상기 카테터는 초음파 변환기를 더욱 포함함을 특징으로하는 시스템..
  22. 제 12항 내지 제 19항 중 어느 한 항에있어서, 상기 카테터는 위치 또는 네비게이션 센서를 더욱 포함 특징으로하는 시스템.
  23. 절제된 조직(ablated tissue)을 시각화하는 방법으로서,
    절제를 필요로하는 심장 조직으로 카테터를 전진시키는 단계 - 상기 카테터는 카테터 몸체, 상기 카테터 몸체의 말단 단부에 위치된 말단 팁 - 상기 말단 팁은 조명 공동을 형성하고, 상기 말단 팁은 상기 조명 공동와 조직 사이에서 광선 에너지를 교환하기위한 하나 이상의 개구를 갖음 -, 상기 조명 공동 내에 배치된 광선 디렉팅 부재 - 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 상기 조직으로 그리고 상기 조직으로부터 상기 광선 에너지를 비추도록 구성됨 -를 포함함;
    상기 광선 디렉팅 부재가 카테터의 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 광선을 비추도록하여 절제된 심장 조직 및 비 절제된 심장 조직을 포함하는 심장 조직의 영역에서 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오타이드 수소(NADH)를 여기(excite)시키는 단계;
    상기 하나 이상의 개구를 통해 상기 심장 조직으로부터 반사된 광선을 수집하여 상기 수집된 광선을 광선 측정기로 향하게하는 단계; 심장 조직 영역을 영상화하여 심장 조직 영역의 NADH 형광을 검출하는 단계; 그리고
    상기 이미징되고 조명된 심장 조직의 디스플레이를 생성하며, 상기 디스플레이는 상기 절제된 심장 조직이 비 절제된 심장 조직보다 적은 형광을 갖는 것임을 설명하는 단계를 포함하는 절제된 조직(ablated tissue)을 시각화하는 방법.
  24. 제 23 항에있어서, 상기 조직을 이미징하기 전에 상기 말단 팁으로 조직을 절제하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 24 항에있어서, 형광의 양에 기초하여 절제된 심장 조직과 비 절제된 심장 조직을 구별하여 식별된 추가의 비 절제 된 심장 조직을 절제하는 단계를 더 포함함을 특징으로하는 방법.
  26. 제 23 항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재 및 상기 하나 이상의 개구는 상기 카테터의 길이 방향 축에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 상기 심장 조직을 조명할 수 있도록 구성됨을 특징으로하는 방법.
  27. 제 23 항에있어서, 상기 조명 공동로 그리고 상기 조명 공동로부터 광선을 전달하기 위해 상기 조명 공동 내로 연장되는 하나 이상의 광섬유를 더 포함함을 특징으로하는 방법.
  28. 제 27 항에있어서, 상기 말단 팁은 상기 하나 이상의 광섬유를 상기 광선 디렉팅 부재의 중심 축에 정렬시키도록 구성된 광섬유 정렬기를 더 포함함을 특징으로하는 방법.
  29. 제 23 항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재 및 상기 하나 이상의 개구는 카테터의 길이 방향 축에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 조직을 조명 할 수 있도록 구성됨을 특징으로하는 방법.
  30. 제 23 항에있어서, 상기 하나 이상의 개구는 상기 말단 팁의 측벽을 따라 배치되고, 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 하나 이상의 개구를 통해 상기 광 에너지를 상기 카테터의 길이 방향 축에 대한 소정의 각도로 비추도록 형성됨을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 30 항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재는 하나 이상의 관통 구멍을 포함하고, 상기 말단 팁은 상기 광선 디렉팅 부재를 통해 그리고 전방 벽의 하나 이상의 개구를 통해 길이 방향으로 광선의 통과를 가능하게하기 위해 상기 말단 팁의 전방벽에 배치 된 하나 이상의 개구를 포함함을 특징으로하는 방법.
  32. 제 30 항에있어서, 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 하나 이상의 개구를 통해서만 광선을 반사 시키도록 상기 하나 이상의 개구와 정렬됨을 특징으로하는 방법.
  33. 제 23 항에있어서, 상기 하나 이상의 개구는 말단 팁을 따라 원주 방향으로 연장되고 서로 동일한 거리만큼 이격되며, 상기 광선 디렉팅 부재는 하나 이상의 개구와 정렬된 다수의 등 간격의 면을 포함함을 특징으로하는 방법.
  34. 제 23항 내지 제 33항 중 어느 한 항에있어서, 상기 말단 팁은 조직에 절제 에너지를 전달하도록 구성되고, 절제 에너지는 고주파(RF) 에너지, 마이크로파 에너지, 전기 에너지, 전자기 에너지, 레이저 에너지, 초음파 에너지, 음향 에너지, 화학 에너지, 열 에너지 및 이들의 조합으로부터 선택됨을 특징으로하는 방법.
  35. 제 23 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에있어서, 초음파 변환기를 더 포함함을 특징으로하는 방법..
  36. 제 23 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에있어서, 위치 또는 항법 센서를 더 포함함을 특징으로하는 방법.
  37. 절제된 조직을 가시화하기위한 시스템으로서,
    카테터 몸체, 상기 카테터 몸체의 말단 단부에 위치된 말단 팁 - 상기 말단 팁은 조명 공동을 형성하고, 상기 말단 팁은 상기 조명 공동와 조직 사이에서 광선 에너지를 교환하기위한 하나 이상의 개구를 갖음 -, 상기 조명 공동 내에 배치된 광선 디렉팅 부재 - 상기 광선 디렉팅 부재는 상기 말단 팁의 하나 이상의 개구를 통해 상기 조직으로 그리고 상기 조직으로부터 상기 광선 에너지를 비추도록 구성됨 -를 포함하는 카테터;
    상기 카테터는 하나 이상의 초음파 트랜스 듀서 및 하나 이상의 전자기 위치 센서를 더 포함하며;
    상기 절제 에너지를 상기 조직에 전달하기 위해 상기 말단 팁과 통신하는 절제 요법 시스템;
    광원; 광선 측정기; 그리고 상기 광원 및 상기 광선 측정기와 통신하고 상기 카테터 몸체를 통해 상기 말단 팁의 조명 공동 내로 연장되는 하나 이상의 광섬유를 포함하고, 상기 하나 이상의 광섬유는 광선 에너지를 조명 챔버 내로 그리고 밖으로 보내도록 구성되는 가시화 시스템;
    하나 이상의 개구를 관개(irrigation)하기 위한 관개 시스템;
    조직의 초음파 평가를 위해 하나 이상의 초음파 변환기와 통신하는 초음파 시스템; 그리고
    카테터를 위치시키고 네비게이션하기위한 하나 이상의 전자기 위치 센서와 통신하는 네비게이션 시스템을 포함하는 절제된 조직을 가시화하기위한 시스템.
  38. 제 37 항에있어서, 상기 절제 에너지는 고주파(RF) 에너지, 마이크로파 에너지, 전기 에너지, 전자기 에너지, 저온 에너지, 레이저 에너지, 초음파 에너지, 음향 에너지, 화학 에너지, 열 에너지 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택됨을 특징으로하는 시스템.
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