[發明專利]利用用于測量組織接觸區域的光學光譜學的導管

有效

• 申請號: 201410852670.6
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104739503B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: J.H.阿斯頓;J.L.克拉克;G.卡明;J.科耶斯
• 申請（專利權）人: 韋伯斯特生物官能（以色列）有限公司
• 主分類號: A61B18/12
• 分類號: A61B18/12;A61B90/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;姜甜

本發明涉及一種導管，其包括伸長導管主體、控制手柄和中空尖端電極，該中空尖端電極具有限定圍繞中央內部位置的腔體的徑向對稱外殼，其中光從該中央內部位置被發射以穿過形成于外殼中的多個開口，以用于與外殼外部的以及與外殼接觸的組織和/或流體諸如血液的交互作用。與組織交互作用的光被反射回到用于收集的腔體中，而與流體諸如血液交互作用的光被吸收。通過分析腔體中所收集的光，確定關于通過組織反射的光與通過流體吸收的光的比率，以用于指示尖端電極和組織之間的接觸量。另選地，由于組織和血液在各種波長下具有不同的熒光特性，因此可相似地采用熒光(發射一種波長的光并且檢測一個或多個不同波長的光)。集成消融和光譜學的系統還包括射頻發生器、光源和光分析器，該光分析器適于分析腔體中所收集的光。

技術領域

本發明涉及導管，具體地涉及用于消融和組織診斷的心臟導管。

背景技術

心臟和其它組織的射頻(RF)消融用于在電極的尖端處形成熱損傷消融灶是眾所周知的方法。射頻電流被遞送至介于皮膚(接地)補片和電極之間。電極-組織界面處的電阻導致小區域的直接電阻加熱，該小區域的尺寸取決于電極的尺寸、電極組織接觸和電流(密度)。組織加熱還由組織內的熱向較大區的傳導產生。組織受熱超過大約50至55℃的閾值為不可逆地損傷(經消融的)。

電阻加熱由于電阻的能量吸收而引起。能量吸收與電流密度的平方相關并與組織傳導性成反比。電流密度隨著接觸區域傳導性、電壓而變化并與消融電極半徑的平方成反比。因此，能量吸收隨著傳導性、施加電壓的平方而變化，并且與電極半徑的四次方成反比。因此，電阻加熱受半徑影響最嚴重，并且從消融電極穿透非常小的距離。消融灶的其余部分由電阻加熱區域的熱傳導形成。這將限制強加于可從表面電極遞送的消融消融灶的尺寸。

用于增大消融灶尺寸的理論方法將包括增大電極直徑、增大電極與組織接觸的區域、增大組織傳導性，以及穿透組織以實現更大深度和以增大接觸區域，以及遞送射頻直至已實現最大消融灶尺寸(60至90秒完全成熟)。

通過直接方式(用于淺表/皮膚結構)、外科手術方式、內窺鏡方式、腹腔鏡方式或利用經皮經血管(基于導管的)通路，將電極引入感興趣的組織。導管消融為充分描述和通常執行的方法，許多心律失常通過該導管消融來治療。

導管消融有時受不足的消融灶尺寸限制。血管內方式的組織消融不僅導致加熱組織，還導致加熱電極。當電極達到臨界溫度時，血蛋白的變性引起凝結物形成。然后，阻抗可上升并限制電流遞送。在組織內，過度加熱可引起蒸汽氣泡形成物(蒸汽“爆裂(pops)”)，該蒸汽氣泡形成物具有不受控組織破壞和身體結構的不可取穿孔的風險。在心臟消融中，臨床成功有時被不充分的消融灶深度和橫向直徑妨礙，甚至當利用具有主動冷卻的尖端的導管時。理論解決方案目前包括增大電極尺寸(增大接觸表面以及通過血液流動增大對流冷卻)、改善電極-組織接觸、以流體注入主動冷卻電極、改變電極的材料組合物以改善對組織的電流遞送，以及使電流遞送脈沖化以允許間歇冷卻。

為了改善電極-組織接觸，電流導管可在遠側尖端處具有壓力傳感器，以檢測尖端電極是否與組織接觸。然而，僅僅檢測接觸不指示尖端電極實際被組織或被流體和血液圍繞了多少。將通電電極引入心臟空間中導致簡化的電阻性電路的形成；電流經由周圍血液和接觸組織從電極流動穿過兩個并聯電阻器。理解這些路徑中的每個路徑的相對表面區域將考慮到每個路徑的相應阻抗以及因此電流的估測。由于消融灶尺寸和形狀很可能取決于電極和組織的接觸區域的電力、時間和尺寸，因此此類信息將有助于改善通過消融形成的消融灶的尺寸和形狀的估測。

采用用于確定組織屬性的光學光譜學的方法和裝置是已知的。例如，美國專利7,623,906公開了用于包括鏡面控制裝置的漫反射率光譜學的方法和設備，該鏡面控制裝置允許光譜分析儀接收從組織反射的漫反射光。美國專利7952719公開了將拉曼光譜與基于光學纖維的低相干反射組合的光學導管配置。美國專利6,377,841公開了光學光譜法用于腦腫瘤分界的用途。