KR20200130133A - 접촉력 변화에 응답하여 고주파(rf) 절제에서 관주 속도를 조정 - Google Patents

접촉력 변화에 응답하여 고주파(rf) 절제에서 관주 속도를 조정 Download PDF

Info

Publication number
KR20200130133A
KR20200130133A KR1020200051563A KR20200051563A KR20200130133A KR 20200130133 A KR20200130133 A KR 20200130133A KR 1020200051563 A KR1020200051563 A KR 1020200051563A KR 20200051563 A KR20200051563 A KR 20200051563A KR 20200130133 A KR20200130133 A KR 20200130133A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ablation
tissue
contact force
flow rate
irrigation
Prior art date
Application number
KR1020200051563A
Other languages
English (en)
Inventor
아사프 고바리
안드레스 클라우디오 알트만
Original Assignee
바이오센스 웹스터 (이스라엘) 리미티드
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 바이오센스 웹스터 (이스라엘) 리미티드 filed Critical 바이오센스 웹스터 (이스라엘) 리미티드
Publication of KR20200130133A publication Critical patent/KR20200130133A/ko

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
    • A61B18/04Surgical 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
    • A61B18/14Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1492Probes or electrodes therefor having a flexible, catheter-like structure, e.g. for heart ablation
    • 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
    • A61B18/14Probes or electrodes therefor
    • 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
    • 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
    • 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
    • A61B18/14Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1482Probes or electrodes therefor having a long rigid shaft for accessing the inner body transcutaneously in minimal invasive surgery, e.g. laparoscopy
    • 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
    • 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
    • A61B2018/00005Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe
    • A61B2018/00011Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe with fluids
    • 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
    • A61B2018/00005Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe
    • A61B2018/00011Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe with fluids
    • A61B2018/00029Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe with fluids open
    • 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
    • A61B2018/00315Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00345Vascular system
    • A61B2018/00351Heart
    • 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
    • A61B2018/00315Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00345Vascular system
    • A61B2018/00351Heart
    • A61B2018/00357Endocardium
    • 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
    • A61B2018/00696Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00702Power or energy
    • A61B2018/00708Power or energy switching the power on or off
    • 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
    • A61B2018/00696Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00744Fluid flow
    • 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
    • A61B2018/00839Bioelectrical parameters, e.g. ECG, EEG
    • 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
    • A61B2218/00Details of surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2218/001Details of surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body having means for irrigation and/or aspiration of substances to and/or from the surgical site
    • A61B2218/002Irrigation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Devices For Medical Bathing And Washing (AREA)

Abstract

신체 조직 절제의 방법은 절제 신호를 생성하고, 절제 신호를 조직과 접촉하는 절제 프로브에 제공하는 단계를 포함한다. 절제 신호가 조직에 인가되는 동안 조직의 부근에 관주 유체를 적용하기 위해, 관주 유체가 절제 프로브에 전달된다. 절제 프로브에 의해 조직에 대해 가해지는 추정 순간 접촉력을 나타내는 신호들이 절제 프로브로부터 수신된다. 관주 유체의 유량이 추정 순간 접촉력에 응답하여 조정된다.

Description

접촉력 변화에 응답하여 고주파(RF) 절제에서 관주 속도를 조정{ADAPTING IRRIGATION RATE IN RADIOFREQUENCY (RF) ABLATION IN RESPONSE TO CONTACT-FORCE VARIATION}
본 발명은 일반적으로 고주파(RF) 절제에 관한 것이며, 특히 심장 RF 절제에 관한 것이다.
RF 절제를 제어하기 위한 기법들이 특허 문헌에서 이전에 제안되었다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2016/0213282호는 카테터 기반 절제 시스템에서 병변 크기의 실시간 추정을 위해 힘-시간 적분을 이용하는 방법 및 장치를 기술한다. 이 장치는 접촉 절제 프로브에 의해 표적 조직에 가해지는 힘을 측정하고, 절제 프로브의 통전(energization) 시간에 걸쳐 힘을 적분한다. 힘-시간 적분이 계산되고 추정 병변 크기(깊이, 체적 및/또는 면적)를 실시간으로 제공하는 데 이용될 수 있다. 힘-시간 적분은 또한 병변 크기의 개선된 추정을 제공하기 위해 표적 조직에 실시간으로 전달되는 전력의 변화들을 고려할 수 있다. 일 실시예에서, 힘 메트릭이 스팀 팝핑(steam popping)을 방지하기 위해 프로브에 전달되는 원하는 전력 레벨을 확립하기 위한 피드백으로서 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 제어 시스템은 통전의 감소 또는 불능화에 더하여 또는 그 대신에, 관주(irrigation)를 증가시키도록 적응될 수 있다.
다른 예로서, 미국 특허 제9,962,217호는 심장 카테터가 절제 부위와 맞물릴 때 원위 팁(distal tip)에 대한 기계적 힘을 감지하기 위한 압력 검출기를 통합하는 조직 절제 시스템들 및 방법들을 기술하고 있다. 압력 검출기에 응답하여, 컨트롤러가 부위에 대한 접촉 압력, 절제기의 전력 출력, 및 에너지 인가 시간 사이의 관계들에 따라 절제량(ablation volume)을 계산한다. 시스템은 조직의 절제를 위해 지정된 적용량(dosage)의 에너지를 조직에 인가 시간 동안 그리고 소정 전력 레벨로 인가하며, 여기서 적용량의 인가 시간 및 전력 레벨 중 적어도 하나는 기계적 힘에 의존한다. 모니터가 계산된 절제량의 시각적 표시를 변경함으로써 절제의 진행을 동적으로 디스플레이할 수 있다.
본 발명의 실시예는 절제 신호를 생성하고, 절제 신호를 조직과 접촉하는 절제 프로브에 제공하는 단계를 포함하는, 신체 조직 절제의 방법을 제공한다. 절제 신호가 조직에 인가되는 동안 조직의 부근에 관주 유체를 적용하기 위해, 관주 유체가 절제 프로브에 전달된다. 절제 프로브에 의해 조직에 대해 가해지는 추정 순간 접촉력(estimated instantaneous contact force)을 나타내는 신호들이 절제 프로브로부터 수신된다. 관주 유체의 유량이 추정 순간 접촉력에 응답하여 조정된다.
몇몇 실시예에서, 방법은 조직의 온도를 모니터링하고, 모니터링된 온도에 응답하여 관주 유량을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
몇몇 실시예에서, 유량을 조정하는 단계는, 절제 신호를 최단 절제 지속 시간 동안 최대 전력 레벨로 유지하면서 유량을 증가시키거나 감소시키는 단계를 포함한다.
실시예에서, 절제 지속 시간 및 최대 전력 레벨은 미리 결정된 상수들이다.
다른 실시예에서, 방법은, 절제 신호를 인가하는 동안, 계속해서 절제 지수(ablation index)를 평가하고, 절제 지수가 절제-지수 임계치에 도달하는 즉시 절제 신호를 중단하는 단계를 추가로 포함한다.
몇몇 실시예에서, 절제 지수는 절제 신호의 전력 레벨에 의존한다.
몇몇 실시예에서, 절제 지수는 순간 접촉력에 의존한다.
실시예에서, 추정 순간 접촉력에 응답하여 유량을 조정하는 단계는, 순간 접촉력에 있어서의 각자의 추정 증가 또는 감소에 응답하여 유량을 증가시키거나 감소시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 신체 조직 절제를 위한 시스템이 추가로 제공되며, 이 시스템은 생성기, 관주 모듈, 및 프로세서를 포함한다. 생성기는, 절제 신호를 생성하고, 절제 신호를 조직과 접촉하는 절제 프로브에 제공하도록 구성된다. 관주 모듈은, 절제 신호가 조직에 인가되는 동안 조직의 부근에 관주 유체를 적용하기 위해, 관주 유체를 절제 프로브에 전달하도록 구성된다. 프로세서는, 절제 프로브에 의해 조직에 대해 가해지는 추정 순간 접촉력을 나타내는 신호들을 절제 프로브로부터 수신하고, 추정 순간 접촉력에 응답하여 관주 유체의 유량을 조정하도록 관주 모듈을 제어하도록 구성된다.
본 발명은 도면과 함께 취해진, 본 발명의 실시예의 하기 상세한 설명으로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 심장 고주파(RF) 절제 요법을 위한 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 RF 절제 시스템의 동작에서 수행되는 알고리즘의 단계들을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
개관
주어진 크기의 병변을 생성하는 것을 목표로 하는 절제 프로세스를 제어하기 위해, 고주파(RF) 절제 시스템들과 같은 심장 절제 시스템들은 절제된 조직의 온도가 최대 값을 초과하지 않는 것을 보장하면서, 관주 속도, 절제(예를 들어, RF) 전력 입력, 및 절제 지속 시간을 변경할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 결과적인 병변 크기는 절제 동안 절제 전극이 조직과 접촉하는 기계적 힘의 변화로 인해 달라질 수 있다. 따라서, 보상되지 않는 한, 변화하는 접촉력은 제어되지 않은 그리고/또는 부정확한 RF 절제의 결과를 야기할 수 있다.
이하에서 설명되는 본 발명의 실시예들은 RF 절제를 위한 개선된 방법들 및 시스템들을 제공한다. 개시된 기법들에서의 기본 가정은 사전 설정된 시간 이내의 특정 병변 크기에 대한 RF 절제 동안의 유일한 변수들은 절제되는 조직에 대한 순간(즉, 아주 잠깐 동안의) 접촉력, 관주 유량 및 조직 온도이다는 것이다. 조직 온도가 대략 일정하다고 가정하면, 몇몇 실시예들은 전달되는 전력을 실질적으로 일정하게 유지하고, 관주 유량을 조정함으로써 순간 접촉력의 측정된 변화들을 보상한다.
전형적으로, 절제 프로세스가 상승된 순간 접촉력 조건 하에서 계속되기 위해, 절제를 위한 알고리즘을 실행하는 프로세서가 허용 가능한 범위 내에서 관주 유량의 증가를 명령할 것이다. 순간 접촉력이 감소하면, 절제를 위한 알고리즘을 실행하는 프로세서는 절제 프로세스가 계속 유효하도록 관주 유량의 감소를 명령할 것이다.
다른 실시예들에서, 모니터링된 온도의 변화들이 또한 관주 유량을 조정함으로써 보상된다. 전형적으로, 프로세서는 조직의 온도를 모니터링하고, 모니터링된 온도에 응답하여, 그리고 몇몇 실시예들에서, 모니터링된 온도에 있어서의 각자의 증가 또는 감소에 응답하여 적응(예를 들어, 증가 또는 감소)하도록 관주 유량에 명령한다.
몇몇 실시예들에서, 개시된 방법은 (a) 카테터와 같은 프로브를 살아 있는 대상의 신체 내로 삽입하는 단계, (b) 프로브를 신체 내의 조직과 접촉하게 하는 단계, (c) 전력 출력 레벨 및 절제 시간을 사전 설정하는 단계, (d) 허용 가능한 관주 유량의 범위를 사전 설정하는 단계, (e) 순간 접촉력을 측정하는 단계, (f) 절제 신호를 생성하고, 절제 신호를 조직과 접촉하는 절제 프로브에 제공하는(즉, 프로브의 하나 이상의 절제 전극을 통해 사전 설정된 양의 전력을 조직 내로 축적하는) 단계, (g) 절제 신호가 조직에 인가되는 동안 조직의 부근에 관주 유체를 적용하기 위해, 관주 유체를 절제 프로브에 전달하는 단계, (h) 절제 프로브에 의해 조직에 대해 가해지는 추정 순간 접촉력을 나타내는 신호들을 절제 프로브로부터 수신하는 단계, 및 (j) 추정 순간 접촉력에 응답하여 관주 유체의 유량을 조정하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 신체 조직 절제를 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 (i) 환자의 신체 내의 조직에 지정된 병변을 생성하기 위해 필요한 목표량의 절제 에너지의 값을 저장하도록 구성되고, 또한 최대 전력 레벨 및 최단 절제 지속 시간의 각자의 값들을 저장하는 메모리, (ii) 관주 유체를 절제 프로브에 전달하도록 구성된 관주 모듈을 포함하며, 여기서 절제 프로브는 (iia) 조직과 접촉하고, (iib) 조직의 부근에 관주 유체를 적용하도록 구성된다. 절제 프로브는 프로브에 의해 조직에 대해 가해지는 순간 접촉력을 감지하기 위한 수단을 추가로 포함한다.
제공된 시스템은 절제 신호를 생성하고 절제 신호를 절제 프로브에 제공하도록 구성된 생성기, 및 (a) 절제 프로브에 의해 조직에 대해 가해지는 추정 순간 접촉력을 나타내는 신호들을 절제 프로브로부터 수신하고, (b) 추정 순간 접촉력에 응답하여 관주 유체의 유량을 조정하도록 관주 모듈을 제어하도록 구성된 프로세서를 추가로 포함한다.
관주 유량을 응답하여 변경함으로써 전극이 조직에 가하는 순간 접촉력의 변화를 보상하는 개시된 RF 절제 기법은 최단 절제 지속 시간 동안 최대 RF 전력 레벨을 유지하는 것을 가능하게 할 수 있고, 그렇게 함으로써 카테터 기반 RF 절제 시술의 임상 결과를 개선할 수 있다.
시스템 설명
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 심장 고주파(RF) 절제 요법을 위한 시스템(12)의 개략도이다. 전형적으로, 시스템(20)의 메모리(45)는 도 2에 기술된 프로토콜과 같은 상이한 임상 시나리오들에 대한 다수의 절제 프로토콜들을 저장한다.
의사(26)가 카테터(28)를 혈관을 통해 대상(22)의 심장(24)의 심실 내로 삽입하고, 카테터의 원위 단부(distal end)(32)가 치료될 영역 내의 심장 내막과 접촉하도록 카테터를 조작한다. 삽도(inset)(25)에 보여진 카테터(28)의 팁 전극(51)은 하나 이상의 접촉력 센서(50)를 포함한다.
원위 단부(32)를 절제 부위에 위치시키고, 팁이 심장 내막과 접촉하는 것을 보장한 후에, 수술자(26)는 제어 콘솔(42)의 RF 에너지 생성기(44)를 작동시켜 RF 에너지를 케이블(38)을 통해 원위 단부(32)에 공급한다. 한편, 제어 가능한 관주 펌프(48)를 포함하는 관주 모듈(55)이 보통의 식염수와 같은 냉각 유체를 관(40) 및 카테터(28) 내의 루멘(lumen)을 통해 원위 단부에 공급한다. 전형적으로, 절제 전 및 절제 동안 둘 모두에서, 디스플레이(46)가 아래 표 I에 열거된 것들과 같은 절제 파라미터들의 값들을 의사(26)에게 디스플레이한다.
시스템(12)을 동작시키기 위해, 프로세서(41)가 아래에 추가로 설명되는 바와 같이 관주 모듈(55)을 제어한다. 특히, 프로세서(41)는 아래에 추가로 설명되는 바와 같이 프로세서(41)가 개시된 단계를 수행하는 것을 가능하게 하는, 도 2에 포함된, 본 명세서에 개시된 바와 같은 전용 알고리즘을 실행한다.
RF 에너지 생성기 및 관주 펌프의 동작은, 관주 유체로 심장에 과부하가 걸리게 함이 없이 카테터의 팁 및 조직을 냉각시키기 위해서, 절제 동안 적절한 양의 관주를 제공하기 위해 조정될 수 있다. 각각의 접촉력 센서(50)는 관주 유량을 제어하는 데 사용하기 위해 콘솔(42)에 피드백을 제공한다.
실시예에서, 절제 동안, 카테터(28)의 팁 전극(51) 내에 위치된 하나 이상의 센서 온도(52)가 조직 온도를 감지하고, 온도를 나타내는 신호를 분석 및 사용을 위해 프로세서(41)에 송신할 수 있다.
프로세서(41)는 시스템(20)을 동작시키기 위해 메모리(45)에 저장된 소프트웨어를 사용한다. 소프트웨어는, 예를 들어 네트워크를 통해, 프로세서(41)에 전자 형태로 다운로드될 수 있거나, 그것은, 대안적으로 또는 추가적으로, 자기, 광, 또는 전자 메모리와 같은 비일시적 유형 매체(non-transitory tangible media)에 제공되고/되거나 저장될 수 있다. 특히, 프로세서(41)는 아래에 추가로 설명되는 바와 같이 프로세서(41)가 개시된 단계를 수행하는 것을 가능하게 하는, 도 2에 포함된, 본 명세서에 개시된 바와 같은 전용 알고리즘을 실행한다.
도시된 실시예는 특히 심장 조직의 절제를 위한 팁 절제 디바이스의 사용에 관한 것이지만, 본 명세서에 설명된 방법들은 대안적으로 다수의 절제 전극을 포함하는 절제 디바이스들에서 적용될 수 있는데, 각각의 전극에 의한 관주 동작이 프로세서(41)에 의해 독립적으로 제어되는 경우에 그러하다. 대안적인 실시예에서, 프로세서(41)는 모든 전극들에 의해 공유되는 관주 유동을 제어한다. 모든 전극들 사이에 최대 순간 접촉력에 대한 피드백을 사용하여, 프로세서는 공통 관주 유량을 조정한다.
접촉력 변화에 응답하여 고주파(RF) 절제에서 관주 속도를 조정
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 RF 절제 시스템(20)의 동작에서 수행되는 알고리즘의 단계들을 개략적으로 설명하는 흐름도이다. 프로세스는 파라미터 범위 사전 설정 단계(70)에서 시작되고, 그 단계 동안 의사(26)는 절제 전력 및 시간(즉, 지속 시간)을 사전 설정한다. 그러한 단계는 상이한 임상 시나리오들에 대해 다수의 프로토콜을 생성하는 것을 수반할 수 있으며, 여기서 그러한 프로토콜들은 예를 들어 시스템(20)의 메모리(45)에 저장된다.
실시예에서, 값들/범위들은 표 I에 나타낸 바와 같이 설정된다:
[표 1]
Figure pat00001
파라미터 범위 설정 단계(70)는 의사(26)가 절제를 수행하기 전에 실시된다. 특히, 절제 시간(즉, 절제 지속 시간) 및 최대 전력 레벨은 미리 결정된 상수들이다. 그러나, 전력, 시간 및 유량의 값들/범위들은 예를 들어 병변 깊이 목표에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 낮은 깊이(2 mm 미만), 중간 깊이(2 mm - 3.5 mm), 높은 깊이(3.5 mm - 5.0 mm) 및 과잉 깊이(5.0 mm 초과)에 대한 표들이, 본 특허 출원의 양수인에게 양도되고 그의 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함되는, 발명의 명칭이 "에너지-유도식 고주파(RF) 절제(Energy-Guided Radiofrequency (RF) Ablation)"인, 2019년 2월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/288,838호에 기술되어 있다.
몇몇 실시예들에서, 절제 지속 시간 T는 지속 시간에 걸친 전력 레벨 곱하기 접촉력의 적분인 최대 허용 가능 절제 지수(AI), 즉 절제 지수 임계치(AIT)를 제공하고, 그 적분의 해를 구하여 주어진 AIT 입력의 함수로서 지속 시간을 구함으로써 절제 동안 결정된다. 프로세서는 절제 프로세스 동안 AI를 계속해서 평가하고, AI가 AIT에 도달할 때 절제를 중단하도록 구성된다.
AIT의 방정식에 대한 하나의 예가, 본 특허 출원의 양수인에게 양도되고 그의 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함되는, 미국 특허 출원 공개 제2017/0014181호에 기술되어 있다. AIT1로 표시된 이러한 예시적인 절제 지수 임계치(AIT)는
Figure pat00002
의 형태를 가지며, 여기서 적분은 제1 1 이외의 지수(non-unity exponent) α제곱된 접촉력 CF와 제2 1 이외의 지수 β제곱된 전력 P의 곱의 지속 시간 T에 걸친 것이고, k는 비례 상수이고, γ는 제3 1 이외의 지수이다. α,β,γ 및 k의 값들은 전술된 미국 특허 출원 공개 제2017/0014181호에 개시된 방법들에 의해 결정된다. 대안적인 실시예에서, 프로세서는 절제 지속 시간을 결정하기 위해 AIT2로 표시된, AIT에 대한 제2 방정식을 사용하며, 여기서 제2 AIT는
Figure pat00003
에 의해 주어진다.
절제 세션의 시작에서, 카테터 도입 단계(72)에서, 의사(26)는 시스템(20)에 통합된 카테터 위치 추적 시스템을 사용하여 카테터(28)를 심장(24) 내의 원하는 위치 내로 삽입한다.
다음에, 전극-조직 접촉 단계(74)에서, 의사(26)는 전극 팁(51)과 심장 내막 조직 사이의 물리적 접촉을 형성한다. 프로세서(41)는 카테터(28) 상의 센서들로부터 접촉력을 나타내는 신호들을 수신하고, 접촉력 결정 단계(76)에서 순간 접촉력을 그리고/또는 접촉력이 증가했는지 또는 감소했는지를 결정한다.
관주 단계(78)에서, 프로세서(41)는 순간 기계적 힘의 결정된 각자의 증가 또는 감소에 응답하여 관주 유량을 증가시키거나 감소시키도록 관주 모듈(55)을 제어한다. 예를 들어, 순간 접촉력이 증가한 경우, 프로세서(41)는 전극과 조직 사이의 더 양호한 물리적 접촉으로 인해 관주에 의한 열 제거의 속도가 축적된 열의 증가와 매칭하도록 관주 유동을 순간적으로 증가시키도록 관주 모듈(55)에 지시한다. 반면에, 더 적은 열이 축적되고 조직이 너무 냉각될 수 있음을 의미하는, 순간 접촉력이 감소한 경우, 프로세서(41)는 관주 유동을 순간적으로 감소시키도록 관주 모듈(55)에 지시한다.
RF 전달 단계(80)에서, 의사(26)는, 전극(51)의 절제를 수행하기 위해, 단계(70)에서 선택된 파라미터 값들로, 시스템(20)을 동작시킨다. 시스템(20)의 디스플레이(46)는, 당업계에 알려진 방법들에 의해, 전극으로의 RF 전달의 진행을 의사(26)에게 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
RF 전달 절차 동안, 프로세서(41)는 단계(78)로 루프백함으로써 N회 반복 측정을 사용하여 순간 접촉력을 모니터링한다. 반복 횟수 N은 표 I의 절제 시간과 접촉력 샘플링 속도의 곱에 의해 계산되며, 여기서 y 예시적인 N=20이다. 프로세서(41)는 응답하여, 단계(78)를 반복함으로써, 순간 접촉력에 따라 관주 유량을 수정하도록 관주 모듈(55)에 명령한다.
각각의 반복에서, 프로세서(41)는, 절제 에너지 모니터링 단계(82)에서, 사전 설정된 양의 절제 에너지가 전달되었는지를 체크한다. 절제 종료 단계(84)에서, 프로세서(84)는 단계(70)에서의 전력 및 시간 사전 설정들로부터 기인하는 절제 에너지가 달성되거나, 지시된 시간이 경과한 후에 절제를 종료한다.
도 2에 도시된 예시적인 흐름도는 전적으로 개념적 명료함을 위해 선택된다. 접촉력의 샘플링 속도는 예로서 제공되며, 여기서 더 높은 속도가 사용될 수 있다. 본 실시예는 또한 더 단순화된 흐름도를 제공하기 위해 의도적으로 본 명세서의 개시 내용으로부터 생략된, 조직 온도를 체크하는 것과 같은, 알고리즘의 추가 단계들을 포함한다.
본 명세서에 설명된 실시예는 주로 심장 응용을 다루지만, 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 또한 신장(예를 들어, 신장 신경 제거를 위한) 및 폐와 같은 신체의 다른 기관을 절제하는 데 사용될 수 있다.
이에 따라 전술된 실시예는 예로서 언급된다는 것, 그리고 본 발명은 위에서 상세히 도시되고 설명된 것으로 제한되지 않는다는 것이 인식될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위는 전술된 다양한 특징들의 조합 및 하위-조합 둘 모두뿐만 아니라, 전술한 설명을 읽을 때 당업자에게 떠오를 그리고 종래 기술에서 개시되지 않은 그의 변형 및 수정을 포함한다. 본 특허 출원에 참고로 포함되는 문헌은, 임의의 용어가 이러한 포함되는 문헌에서 본 명세서에 명시적으로 또는 암시적으로 이루어진 정의와 상충되는 방식으로 정의되는 경우에, 본 명세서 내의 정의만이 고려되어야 한다는 점을 제외하고는, 본 출원의 필요불가결한 부분으로 고려되어야 한다.

Claims (16)

  1. 신체 조직 절제(body tissue ablation)의 방법으로서,
    절제 신호를 생성하고, 상기 절제 신호를 조직과 접촉하는 절제 프로브에 제공하는 단계;
    상기 절제 신호가 상기 조직에 인가되는 동안 상기 조직의 부근에 관주 유체(irrigation fluid)를 적용하기 위해, 상기 관주 유체를 상기 절제 프로브에 전달하는 단계;
    상기 절제 프로브에 의해 상기 조직에 대해 가해지는 추정 순간 접촉력(estimated instantaneous contact force)을 나타내는 신호들을 상기 절제 프로브로부터 수신하는 단계; 및
    상기 추정 순간 접촉력에 응답하여 상기 관주 유체의 유량을 조정하는 단계를 포함하는, 신체 조직 절제의 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조직의 온도를 모니터링하고, 상기 모니터링된 온도에 응답하여 상기 관주 유량을 조정하는 단계를 포함하는, 신체 조직 절제의 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유량을 조정하는 단계는, 상기 절제 신호를 최단 절제 지속 시간 동안 최대 전력 레벨로 유지하면서 상기 유량을 증가시키거나 감소시키는 단계를 포함하는, 신체 조직 절제의 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 절제 지속 시간 및 상기 최대 전력 레벨은 미리 결정된 상수들인, 신체 조직 절제의 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 절제 신호를 인가하는 동안, 계속해서 절제 지수(ablation index)를 평가하고, 상기 절제 지수가 절제-지수 임계치에 도달하는 즉시 상기 절제 신호를 중단하는 단계를 포함하는, 신체 조직 절제의 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 절제 지수는 상기 절제 신호의 전력 레벨에 의존하는, 신체 조직 절제의 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 절제 지수는 상기 순간 접촉력에 의존하는, 신체 조직 절제의 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 추정 순간 접촉력에 응답하여 상기 유량을 조정하는 단계는, 상기 순간 접촉력에 있어서의 각자의 추정 증가 또는 감소에 응답하여 상기 유량을 증가시키거나 감소시키는 단계를 포함하는, 신체 조직 절제의 방법.
  9. 신체 조직 절제를 위한 시스템으로서,
    절제 신호를 생성하고, 상기 절제 신호를 조직과 접촉하는 절제 프로브에 제공하도록 구성된 생성기;
    상기 절제 신호가 상기 조직에 인가되는 동안 상기 조직의 부근에 관주 유체를 적용하기 위해, 상기 관주 유체를 상기 절제 프로브에 전달하도록 구성된 관주 모듈; 및
    프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는,
    상기 절제 프로브에 의해 상기 조직에 대해 가해지는 추정 순간 접촉력을 나타내는 신호들을 상기 절제 프로브로부터 수신하고,
    상기 추정 순간 접촉력에 응답하여 상기 관주 유체의 유량을 조정하도록 상기 관주 모듈을 제어하도록 구성되는, 신체 조직 절제를 위한 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 조직의 온도를 모니터링하고, 상기 모니터링된 온도에 응답하여 상기 유량을 조정하도록 상기 관주 모듈을 제어하도록 추가로 구성되는, 신체 조직 절제를 위한 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 유량을 조정하고 상기 절제 신호를 최단 절제 지속 시간 동안 최대 전력 레벨로 유지하도록 상기 관주 모듈을 제어하도록 구성되는, 신체 조직 절제를 위한 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 최대 전력 레벨 및 상기 최단 절제 지속 시간의 값들을 미리 정의된 상수들로서 저장하도록 구성된 메모리를 포함하는, 신체 조직 절제를 위한 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 순간 접촉력에 있어서의 각자의 추정 증가 또는 감소에 응답하여 상기 유량을 증가시키거나 감소시키도록 상기 관주 모듈에 명령함으로써 상기 추정 순간 접촉력에 응답하여 상기 유량을 조정하도록 상기 관주 모듈을 제어하도록 구성되는, 신체 조직 절제를 위한 시스템.
  14. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는, 계속해서 절제 지수를 평가하고, 상기 절제 지수가 절제-지수 임계치에 도달하는 즉시 상기 절제 신호를 중단하도록 구성되는, 신체 조직 절제를 위한 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 절제 지수는 상기 절제 신호의 전력 레벨에 의존하는, 신체 조직 절제를 위한 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 상기 절제 지수는 상기 순간 접촉력에 의존하는, 신체 조직 절제를 위한 시스템.
KR1020200051563A 2019-05-06 2020-04-28 접촉력 변화에 응답하여 고주파(rf) 절제에서 관주 속도를 조정 KR20200130133A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/403,865 US11452563B2 (en) 2019-05-06 2019-05-06 Adapting irrigation rate in radiofrequency (RF) ablation in response to contact-force variation
US16/403,865 2019-05-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200130133A true KR20200130133A (ko) 2020-11-18

Family

ID=70553911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200051563A KR20200130133A (ko) 2019-05-06 2020-04-28 접촉력 변화에 응답하여 고주파(rf) 절제에서 관주 속도를 조정

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11452563B2 (ko)
EP (1) EP3735926A1 (ko)
JP (1) JP7493996B2 (ko)
KR (1) KR20200130133A (ko)
CN (1) CN111887974A (ko)
IL (1) IL274005B2 (ko)
RU (1) RU2737762C1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11771488B2 (en) 2019-10-21 2023-10-03 Biosense Webster (Israel) Ltd. Ablation of lesions of low-medium depths using ultrahigh radiofrequency (RF) power for ultrashort durations
CN112791262B (zh) * 2020-12-31 2023-02-03 杭州堃博生物科技有限公司 射频操作数据调控方法、装置及注射泵

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083223A (en) * 1997-08-28 2000-07-04 Baker; James A. Methods and apparatus for welding blood vessels
US8298227B2 (en) 2008-05-14 2012-10-30 Endosense Sa Temperature compensated strain sensing catheter
JP5786108B2 (ja) 2009-05-08 2015-09-30 セント・ジュード・メディカル・ルクセンブルク・ホールディング・エスエーアールエル カテーテルアブレーション治療において病変部サイズを制御するための方法および装置
US9962217B2 (en) 2009-12-23 2018-05-08 Biosense Webster (Israel) Ltd. Estimation and mapping of ablation volume
US9220433B2 (en) 2011-06-30 2015-12-29 Biosense Webster (Israel), Ltd. Catheter with variable arcuate distal section
US9539056B2 (en) * 2012-03-20 2017-01-10 Biosense Webster (Israel) Ltd. Catheter with multiple irrigated electrodes and a force sensor
CA2896195A1 (en) 2014-07-22 2016-01-22 Biosense Webster (Israel) Ltd. Catheter with multiple irrigated electrodes and a force sensor
CA2969129A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 Metavention, Inc. Systems and methods for modulating nerves or other tissue
US10517670B2 (en) 2015-07-16 2019-12-31 Biosense Webster (Israel) Ltd. Estimation of lesion size
US20180071009A1 (en) 2016-09-12 2018-03-15 Biosense Webster (Israel) Ltd. Ablation catheter with strain gauges
US11278350B2 (en) 2017-02-10 2022-03-22 Biosense Webster (Israel) Ltd. Estimation of tissue thickness
US11020178B2 (en) 2017-03-14 2021-06-01 Biosense Webster (Israel) Ltd. Simultaneous control of power and irrigation during ablation
AU2019247659A1 (en) * 2018-04-04 2020-10-22 Advanced Cooling Therapy, Inc. Esophageal heat transfer devices and methods for cardiac tissue ablation

Also Published As

Publication number Publication date
US20200352641A1 (en) 2020-11-12
JP2020182845A (ja) 2020-11-12
IL274005B1 (en) 2023-03-01
RU2737762C1 (ru) 2020-12-02
IL274005B2 (en) 2023-07-01
EP3735926A1 (en) 2020-11-11
CN111887974A (zh) 2020-11-06
US11452563B2 (en) 2022-09-27
JP7493996B2 (ja) 2024-06-03
IL274005A (en) 2020-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7114282B2 (ja) アブレーション中の電力及び灌流の同時制御
KR20200130133A (ko) 접촉력 변화에 응답하여 고주파(rf) 절제에서 관주 속도를 조정
JP2017131661A (ja) 温度制御された短時間アブレーション
JP7330706B2 (ja) 可変温度限界を有する電力制御式の短時間アブレーション
EP3659536A1 (en) Irrigation control during ablation
EP3656325A2 (en) Irrigation control during ablation
US11779391B2 (en) Forming a lesion based on pre-determined amount of abaltive energy vs lesion size curve
US11432872B2 (en) Energy-guided radiofrequency (RF) ablation
EP3769710A1 (en) Myocardial tissue ablation with narrow temperature variation
US11771488B2 (en) Ablation of lesions of low-medium depths using ultrahigh radiofrequency (RF) power for ultrashort durations