專利名稱：用于組織消融的電極耦合評估的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于組織消融的電極導(dǎo)管和使用該電極導(dǎo)管的方法。特別地，本發(fā)明的電極導(dǎo)管可包括電路，用于評估電極-組織接觸和電學(xué)耦合以向目標(biāo)組織施加消融能量(例如射頻能量)。
背景技術(shù)：
已知如果可以控制所形成損傷的深度和位置，則可以通過在組織中形成損傷而受益。特別地，期望將組織溫度提升到大約50°C，直到通過凝固性壞死形成損傷為止，其中凝固性壞死改變組織的電學(xué)性質(zhì)。例如，通過凝固性壞死在心臟組織的特定位置形成損傷，以減少或消除不期望的心房纖維性顫動(dòng)。然而，當(dāng)嘗試使用一些現(xiàn)有的消融電極在特定位置形成損傷時(shí)，可能會(huì)遭遇幾個(gè)困難。使用現(xiàn)有消融電極所遇到的一個(gè)這樣的困難是如何保證足夠的組織接觸和電學(xué)耦合。使用諸如熒光透視法的傳統(tǒng)技 術(shù)不容易確定電極-組織接觸。作為替代，醫(yī)師使用電極導(dǎo)管基于他/她的經(jīng)驗(yàn)來確定電極-組織接觸。這種經(jīng)驗(yàn)僅來源于時(shí)間的積累，并且一旦該醫(yī)師不使用正規(guī)基準(zhǔn)的電極導(dǎo)管，則會(huì)很快喪失。此外，當(dāng)在心臟中形成損傷時(shí)，心臟的跳動(dòng)進(jìn)一步使問題變得復(fù)雜，使得很難在電極和組織之間確定并保持足夠的接觸壓力達(dá)到足夠長的時(shí)間以形成所期望的損傷。如果不能恰當(dāng)保持電極和組織之間的接觸，則無法形成有質(zhì)量的損傷。類似地，不容易先驗(yàn)地獲知電極和目標(biāo)組織之間的電學(xué)耦合信息，以確定在消融過程中組織可吸收多少消融能量。作為替代，醫(yī)師使用通用的預(yù)定的消融參數(shù)，例如功率和持續(xù)時(shí)間，使用電極導(dǎo)管基于他/她的經(jīng)驗(yàn)來施行消融程序。這種經(jīng)驗(yàn)可導(dǎo)致不足、低效和復(fù)雜化，諸如損傷形成不足、提前高阻抗關(guān)閉、組織炭化和血栓形成。

發(fā)明內(nèi)容
人們期望能夠評估用于組織消融程序的電極導(dǎo)管的電極-組織接觸和電學(xué)耦合。盡管在典型的大約500kHz的操作頻率下，射頻(RF)消融能量主要是電阻性加熱，但在較低的頻率下，患者的血液和組織中存在電容?？梢詼y量血液-組織界面上電阻和電容的組合效果(例如，作為阻抗)，來自動(dòng)評估電極和目標(biāo)組織之間的不同接觸情況。一個(gè)示例性的電極導(dǎo)管系統(tǒng)可包括適于施加電能的電極。當(dāng)所述電極接近目標(biāo)組織時(shí)，可在所述電極和地之間應(yīng)用適于測量阻抗的測量電路?？蓱?yīng)用處理器或處理單元，至少部分地基于所述測量電路測量的阻抗的電抗，來確定目標(biāo)組織的接觸情況。在另一個(gè)實(shí)施例中，接觸情況可基于阻抗的相角。一個(gè)示例性的電極導(dǎo)管系統(tǒng)可包括適于施加電能的電極。當(dāng)所述電極接近目標(biāo)組織時(shí)，在所述電極和地之間應(yīng)用適于測量阻抗的測量電路?？蓱?yīng)用處理器或處理單元，至少部分地基于所述測量電路測量的阻抗的電抗，來確定目標(biāo)組織的電學(xué)耦合情況。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述電學(xué)耦合情況可以基于阻抗的相角。一種用于組織消融的評估電極-組織接觸的示例性方法可包括:當(dāng)電極接近目標(biāo)組織時(shí)測量電極和地之間的阻抗，從所測量的阻抗中分離出電抗分量，和至少部分地基于所述電抗分量來指示目標(biāo)組織的接觸情況。一種用于組織消融的評估電極-組織電學(xué)耦合的示例性方法可包括:當(dāng)電極接近目標(biāo)組織時(shí)測量電極和地之間的阻抗，從所測量的阻抗中分離出電抗分量，和至少部分地基于所述電抗分量來指示目標(biāo)組織的電學(xué)耦合情況。另一種用于組織消融的評估電極-組織接觸的示例性方法可包括:當(dāng)電極接近目標(biāo)組織時(shí)直接測量電極和地之間的相角，并且至少部分地基于所述相角來指示目標(biāo)組織的接觸情況。另一種用于組織消融的評估電極-組織電學(xué)耦合的示例性方法可包括:當(dāng)電極接近目標(biāo)組織時(shí)直接測量電極和地之間的相角，并且至少部分地基于所述相角來指示目標(biāo)組織的電學(xué)耦合情況。所述接觸情況可傳達(dá)給用戶(例如，醫(yī)師或技師)，例如在顯示設(shè)備或其它界面上。然后，用戶可使用所述接觸情況作為反饋，來將電極導(dǎo)管以所期望的接觸水平恰當(dāng)?shù)胤胖玫侥繕?biāo)組織上，以用于消融程序。例如，如果接觸情況指示接觸不足，則用戶可增加接觸?；蛘呃?，如果接觸情況指示接觸過多，則用戶可減少接觸。

電學(xué)耦合情況可傳達(dá)給用戶(例如醫(yī)師或技師)，例如在顯示設(shè)備或其他界面上。然后，用戶可使用所述電學(xué)耦合情況作為反饋，來將電極導(dǎo)管以所期望的耦合水平恰當(dāng)?shù)胤胖玫侥繕?biāo)組織上，以用于消融程序。例如，如果耦合情況指示耦合不足，則用戶可增加耦合?；蛘呃纾绻詈锨闆r指示耦合過多，則用戶可減少耦合。還注意到，在示例性實(shí)施例中，電流源(或可選擇的，電壓源)可用于管理電能。該電源可以與用于消融程序和在電極定位過程中用于“查驗(yàn)(ping)”的電源是同一電源，或者其可以為單獨(dú)提供的電源。在任一情況下，可使用恒流源(或恒壓源)。可選擇的，可變電流源(或可變電壓源)，例如運(yùn)行于適應(yīng)組織溫度的模式中的消融電源。此外，可使用多個(gè)電流源(或電壓源)。所述多個(gè)電流源(或電壓源)可運(yùn)行于并發(fā)、順序或暫時(shí)重疊模式。本發(fā)明存在許多附加的方面。特征為本發(fā)明第一至第七方面的每一個(gè)都可以用于評估電極和組織之間的耦合，此后其被稱為“電極耦合”。這種電極耦合可以是電極和組織之間的機(jī)械耦合的形式，或者換句話說，就是電極和組織之間的物理接觸的情況或狀態(tài)。另一實(shí)施例中，這種電極耦合為電極和組織之間的電學(xué)耦合的形式。電學(xué)耦合是指足夠數(shù)量的電能從電極轉(zhuǎn)移到組織的情況或狀態(tài)。還應(yīng)當(dāng)理解，可能存在一種或多種“程度”的電極耦合，與特定程度的電極耦合相關(guān)聯(lián)的一種或多種基準(zhǔn)可能是取決于組織的。本發(fā)明第一方面實(shí)施為用于在組織上施行醫(yī)療程序的醫(yī)療系統(tǒng)/方法。第一電極可相對于組織布置在特定位置，第一電信號(hào)被發(fā)送給第一電極。與該到第一電極的第一電信號(hào)的提供相關(guān)聯(lián)的相角被用于評估所述第一電極和組織之間的耦合(電極耦合)。更具體地，可將這樣的相角與至少一個(gè)其他相角值相比較，以評估電極和組織之間的耦合。涉及本發(fā)明第一方面的特征存在各種改進(jìn)。本發(fā)明的第一方面中還可以包含有其它的特征。這些改進(jìn)和附加的特征可單獨(dú)存在或以任何方式結(jié)合。首先，下面討論的涉及第五方面的特征可包含在該第一方面 中。根據(jù)該第一方面，可以提供至少一個(gè)相角基準(zhǔn)值以用于相角比較。在一個(gè)實(shí)施例中，該相角基準(zhǔn)值存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中或以其他方式被相角比較器或類似裝置所存取。在一個(gè)實(shí)施例中，相角基準(zhǔn)值與耦合不足的情況相關(guān)聯(lián)。在又一實(shí)施例中，相角基準(zhǔn)值與提高的耦合或過度耦合的情況相關(guān)聯(lián)。在第一方面的一個(gè)實(shí)施例中，可提供一個(gè)或多個(gè)種類或范圍用于相角比較，以評估電極耦合?？墒褂萌魏芜m當(dāng)數(shù)量的相角種類或范圍，并且這些相角種類或范圍可以任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如根據(jù)經(jīng)驗(yàn))確定或設(shè)置。例如:1)第一范圍可包括那些與耦合不足的情況相關(guān)聯(lián)的相角，并且其可被相角比較器或類似裝置使用來確定與第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的相角是否位于該第一范圍內(nèi)；2)第二范圍可包括那些與充分耦合的情況相關(guān)聯(lián)的相角，并且其被相角比較器或類似裝置使用來確定與第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的相角是否位于該第二范圍內(nèi)；以及3)第三范圍可包括那些與提高的或過度耦合的情況相關(guān)聯(lián)的相角，并且其可被相角比較器或類似裝置使用來確定與所述第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的相角是否位于該第三范圍內(nèi)。第一、第二和第三范圍的每個(gè)都可以單獨(dú)使用，以將其同與第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的相角值進(jìn)行比較，或者可以任何適當(dāng)?shù)谋舜私Y(jié)合的方式來使用。應(yīng)當(dāng)理解，何為“不足”、“充分”、“提高/過度”依賴于與第一電極耦合的組織和其他一個(gè)或多個(gè)因素。在醫(yī)療程序的一定時(shí)間點(diǎn)的與所述第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的相角可以任何適當(dāng)方式確定，并且用于根據(jù)所述第一方面評估該一定時(shí)間點(diǎn)處電極耦合的目的。當(dāng)然，期望基于某種預(yù)定的時(shí)間基礎(chǔ)或另外根據(jù)某種預(yù)定的函數(shù)來評估電極耦合(例如，在醫(yī)療程序的至少部分中，每“X”秒評估與第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的相角)。在一個(gè)實(shí)施例中，與第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的相角為提供給所述第一電極的電流和存在于第一電極和諸如返回電極的另一電極之間的電壓之間的相角。本發(fā)明的第二方面實(shí)施為在組織上施行醫(yī)療程序的醫(yī)療系統(tǒng)/方法。第一電極可相對于組織布置在特定位置，第一電信號(hào)被發(fā)送給第一電極。與該到第一電極的第一電信號(hào)的提供相關(guān)聯(lián)的電抗被用于評估所述第一電極和組織之間的耦合(電極耦合)。更具體地，可將這樣的電抗與至少一個(gè)其它電抗值相比較，以評估電極和組織之間的耦合。涉及本發(fā)明第二方面的特征存在各種改進(jìn)。本發(fā)明的第二方面中還可以包含有進(jìn)一步的特征。這些改進(jìn)和附加的特征可單獨(dú)存在或以任何方式結(jié)合。首先，下面討論的涉及第五方面的特征可包含在該第二方面中。根據(jù)該第二方面，可以提供至少一個(gè)電抗基準(zhǔn)值以用于電抗比較。在一個(gè)實(shí)施例中，該電抗基準(zhǔn)值存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中或以其他方式被電抗比較器或類似裝置所存取。在一個(gè)實(shí)施例中，電抗基準(zhǔn)值與耦合不足的情況相關(guān)聯(lián)。在又一實(shí)施例中，電抗基準(zhǔn)值與提高的耦合或過度耦合的情況相關(guān)聯(lián)。在第二方面的一個(gè)實(shí)施例中，可提供一個(gè)或多個(gè)種類或范圍用于電抗比較，以評估電極耦合?？墒褂萌魏芜m當(dāng)數(shù)量的電抗種類或范圍，并且這些電抗種類或范圍可以任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如根據(jù)經(jīng)驗(yàn))確定或設(shè)置。例如:1)第一范圍可包括那些與耦合不足的情況相關(guān)聯(lián)的電抗值，并且可被電抗比較器或類似裝置使用來確定與第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電抗是否位于該第一范圍內(nèi)；2)第二范圍可包括那些與充分耦合的情況相關(guān)聯(lián)的電抗值，并且可被電抗比較器或類似裝置使用來確定與第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電抗是否位于該第二范圍內(nèi)；以及3)第三范圍可包括那些與提高的或過度耦合的情況相關(guān)聯(lián)的電抗值，并且電抗比較器或類似裝置可使用其來確定與所述第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電抗是否位于該第三范圍內(nèi)。第一、第二和第三范圍的每個(gè)都可以單獨(dú)使用，以將其同與第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電抗值進(jìn)行比較，或者可以任何適當(dāng)?shù)谋舜私Y(jié)合的方式來使用。應(yīng)當(dāng)理解，何為“不足”、“充分”或“提高/過度”依賴于與第一電極耦合的組織和其它一個(gè)或多個(gè)因素。在醫(yī)療程序的一定時(shí)間點(diǎn)的與所述第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電抗可以任何適當(dāng)方式確定，并且用于根據(jù)所述第二方面評估該一定時(shí)間點(diǎn)處電極耦合的目的。當(dāng)然，期望基于某種預(yù)定的時(shí)間基礎(chǔ)或另外根據(jù)某種預(yù)定的函數(shù)來評估電極耦合(例如，在醫(yī)療程序的至少部分中，每“X”秒評估與第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電抗)。在一個(gè)實(shí)施例中，與所述第一電信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電抗為與第一電極和諸如返回電極的另一電極之間的電學(xué)路徑相關(guān)聯(lián)的電抗。本發(fā)明第三方面實(shí)施為用于在組織上施行醫(yī)療程序的醫(yī)療系統(tǒng)/方法。第一電極可相對于組織布置在特定位置，第一電信號(hào)可被發(fā)送給第一電極。使用特征為與提供第一電信號(hào)到第一電極相關(guān)聯(lián)的阻抗分量比率來評估第一電極和組織之間的耦合(電極耦合)。該“阻抗分量比率”為限定阻抗(例如，電阻、電抗、阻抗)的兩個(gè)分量的值的比率，其與第一電信號(hào)的提供相關(guān)聯(lián)。更具體地，這種阻抗分量比率可與至少一個(gè)其它阻抗分量比率值相比較，來評估電極和組織間的耦合。本發(fā)明第四方面實(shí)施為用于在組織上施行醫(yī)療程序的醫(yī)療系統(tǒng)/方法。第一電極可相對于組織布置在特定位置，第一電信號(hào)可被發(fā)送給第一電極。通過適當(dāng)?shù)脑u估，可以確認(rèn)提高的或過度耦合情況(例如，機(jī)械的、電學(xué)的、或二者)的發(fā)展。涉及本發(fā)明第四方面的特征存在各種改進(jìn)。本發(fā)明的第四方面中還可以包含有其它的特征。這些改進(jìn)和附加的特征可單獨(dú)存在或以任何方式結(jié)合。首先，下面討論的涉及第五方面的特征可包含在該第四方面中。在第四方面的情況中，出于確認(rèn)第一電極和組織間提高的或過度耦合情況的存在的目的，可以對一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控/評估，包括但不限于阻抗、相角(例如根據(jù)第一方面)、電抗(例如根據(jù)第二方面)和目標(biāo)頻率(例如根據(jù)下面討論的第七方面)。電抗(例如，從第一電極延伸穿過患者身體，并延伸至返回電極的電路的一部分的電抗)可與至少一個(gè)電抗基準(zhǔn)值相比較，以確定是否存在過度耦合情況。在一個(gè)實(shí)施例中 ，提高的或過度耦合情況等同于小于預(yù)定的負(fù)電抗值的電抗。相角(例如，在第一電極處的電流同第一電極和返回電極之間的電壓之間的相角)可與至少一個(gè)相角基準(zhǔn)值相比較，以確定是否存在提高的或過度耦合情況。在一個(gè)實(shí)施例中，提高的或過度耦合情況等同于小于預(yù)定的負(fù)相角值的相角。相角位于一定的、預(yù)設(shè)值(例如，第一電極的電流同第一電極與返回電極間的電壓之間的相角)的第一電信號(hào)的頻率可稱作“目標(biāo)頻率”，并且為了該第四方面的目的，該目標(biāo)頻率可與至少一個(gè)頻率基準(zhǔn)值相比較以確定是否存在提高的或過度耦合情況。在一個(gè)實(shí)施例中，提高的或過度耦合情況等同于具有大于預(yù)定頻率值的目標(biāo)頻率。電感處于一定的、預(yù)設(shè)值(例如，從第一電極延伸穿過患者身體，并延伸至返回電極的電路的一部分的電感)的第一電信號(hào)的頻率也可限定目標(biāo)頻率，并且該目標(biāo)頻率可與至少一個(gè)頻率基準(zhǔn)值相比較以確定是否存在提高的或過度耦合情況。在一個(gè)實(shí)施例中，提高的或過度耦合情況等同于具有大于預(yù)定頻率值的目標(biāo)頻率。通常地，適當(dāng)?shù)碾妼W(xué)參數(shù)可與目標(biāo)頻率相關(guān)聯(lián)，并且為了目標(biāo)頻率的目的，該電學(xué)參數(shù)可使用任何適合的值。大于目標(biāo)頻率的頻率與某種情況相關(guān)聯(lián)，小于目標(biāo)頻率的頻率與某種情況相關(guān)聯(lián)，或二者均與某些情況相關(guān)聯(lián)。本發(fā)明第五方面實(shí)施為用于在組織上施行醫(yī)療程序的醫(yī)療系統(tǒng)/方法。第一電極可相對于組織布置在特定位置，提供第一電流的第一電信號(hào)被發(fā)送給第一電極。該第一電流用于執(zhí)行第一醫(yī)療程序(例如心臟組織的消融)。第一電極和組織間的耦合也可使用該第一電流進(jìn)行評估。涉及本發(fā)明第五方面的特征存在各種改進(jìn)。本發(fā)明的第五方面中還可以包含有其它的特征。這些改進(jìn)和附加的特征可單獨(dú)存在或以任何方式結(jié)合。在第五方面的情況下，第一電極和組織間的耦合可用任何適當(dāng)?shù)膮?shù)進(jìn)行評估。該評估可基于阻抗比較、相角比較(例如根據(jù)第一方面)、電抗比較(例如，根據(jù)第二方面)、和目標(biāo)頻率比較(例如，根據(jù)下面討論的第七方面)。在第五方面的情況下，可以將提供第二電流的第二電信號(hào)發(fā)送到第一電極。也可使用該第二信號(hào)對第一電極和組織間的耦合進(jìn)行評估。各種特征可能涉及到第二電信號(hào)，并且其單獨(dú)地或以任意組合地應(yīng)用:1)第二電流可小于第一電流；2)第一和第二電信號(hào)至少具有大體上相同的頻率；以及3)第一和第二信號(hào)可順序發(fā)送，例如通過從一個(gè)電源切換至另一個(gè)電源。在后者中，可將開關(guān)布置在一個(gè)位置以使得第一電極和第一電源(例如，評估電源)互相連接，并且可使用第一電極耦合評估模塊來評估電極耦合。將該開關(guān)布置在另一位置，可使第一電極和第二電源(例如，消融電源)相互連接，并且可使用第二電極耦合評估模塊對電極耦合進(jìn)行評估。這些第一和第二電極耦合評估模塊可為共同的配置。本發(fā)明第 六方面實(shí)施為用于在組織上施行醫(yī)療程序的醫(yī)療系統(tǒng)/方法。在一個(gè)實(shí)施例中，具有第一電極的第一導(dǎo)管同具有第二電極的第二導(dǎo)管一起放置于患者心臟的第一腔室中(例如，左心房)。在另一實(shí)施例中，第一和第二電極尖端(例如，與不同導(dǎo)管相關(guān)聯(lián)；與公共導(dǎo)管相關(guān)聯(lián))位于心臟的第一腔室中。在每種情況中，可發(fā)送第一電信號(hào)到第一電極，以執(zhí)行第一醫(yī)療程序，并使用該第一電信號(hào)對第一電極和組織間的耦合進(jìn)行評估。涉及本發(fā)明第六方面的特征存在各種改進(jìn)。本發(fā)明的第六方面中還可以包含有其它的特征。這些改進(jìn)和附加的特征可單獨(dú)存在或任意結(jié)合。在第六方面的情況下的第一電極和組織間的耦合可用任何適當(dāng)?shù)膮?shù)進(jìn)行評估。該評估可基于阻抗比較、相角比較(例如根據(jù)第一方面)、電抗比較(例如，根據(jù)第二方面)、和目標(biāo)頻率比較(例如，根據(jù)下面討論的第七方面)。此外，上述涉及第五方面的特征可包含在該第六方面中。本發(fā)明第七方面實(shí)施為用于在組織上施行醫(yī)療程序的醫(yī)療系統(tǒng)/方法。第一電極可相對于組織布置在特定位置，第一電信號(hào)可被發(fā)送給第一電極?？煞治鲆粋€(gè)或多個(gè)頻率來識(shí)別電學(xué)參數(shù)為特定值(其中“值”包括值的一定范圍)的頻率。涉及本發(fā)明第七方面的特征存在各種改進(jìn)。本發(fā)明的第七方面中還可以包含有其它的特征。這些改進(jìn)和附加的特征可單獨(dú)存在或以任何方式結(jié)合。目標(biāo)頻率可以為提供零相角的頻率(例如，提供給第一電極的電流同第一電極和諸如返回電極的另一電極間存在的電壓之間的相角)。零頻率也可以為提供為零的電感的頻率(例如，從第一電極延伸穿過患者身體，并延伸至返回電極的電路的一部分的電感)。為了目標(biāo)頻率的目的，可使用任意電學(xué)參數(shù)，并且為了目標(biāo)頻率的目的，該電學(xué)參數(shù)可以是任何適當(dāng)?shù)闹?。在一個(gè)實(shí)施例中，通過以不同頻率順序提供多個(gè)電信號(hào)(例如，使用頻率掃描)，并且確定這些電信號(hào)中的哪一個(gè)產(chǎn)生具有所需值的電學(xué)參數(shù)來確認(rèn)目標(biāo)頻率。在另一實(shí)施例中，包含有多個(gè)頻率的電信號(hào)被發(fā)送到第一電極。可使用濾波器，使得可以對來自該公共電信號(hào)的各種頻率中的每一個(gè)進(jìn)行單獨(dú)分析，以確定這些頻率中的哪一個(gè)產(chǎn)生具有所需值的電學(xué)參數(shù)。在第七方面的情況中，可使用目標(biāo)頻率來評估第一電極和組織間的耦合。在這點(diǎn)上，根據(jù)第七方面，可為頻率比較提供至少一個(gè)頻率基準(zhǔn)值以評估電極耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，該頻率基準(zhǔn)值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中或可被頻率比較器或類似裝置以其它方式所存取。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率基準(zhǔn)值與耦合不足的情況相關(guān)聯(lián)。在又一實(shí)施例中，頻率基準(zhǔn)值與提高的或過度耦合的情況相關(guān)聯(lián)。在第七方面的一個(gè)實(shí)施例中，可提供一個(gè)或多個(gè)種類或范圍用于頻率比較，以評估電極耦合。可使用任何適當(dāng)數(shù)量的頻率種類或范圍，并且這些頻率種類或范圍可以任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如根據(jù)經(jīng)驗(yàn))確定或設(shè)置。例如:1)第一范圍可包括那些與耦合不足的情況相關(guān)聯(lián)的頻率，并且其可被頻率比較器或類似裝置使用來確定目標(biāo)頻率是否位于該第一范圍內(nèi)；2)第二范圍可包括那些與充分耦合的情況相關(guān)聯(lián)的頻率，并且其可被頻率比較器或類似裝置使用來確定目標(biāo)頻率是否位于該第二范圍內(nèi)；以及3)第三范圍可包括那些與提高的或過度耦合的情況相關(guān)聯(lián)的頻率，并且其可被頻率比較器或類似裝置使用來確定目標(biāo)頻率是否位于該第三范圍內(nèi)。第一、第二和第三范圍的每個(gè)都可以單獨(dú)使用，以同目標(biāo)頻率值進(jìn)行比較，或者可以任何適當(dāng)?shù)谋舜私Y(jié)合的方式來使用。應(yīng)當(dāng)理解，何為“不足”、“充分”或“提高/過度”依賴于與第一電極耦合的組織和其他一個(gè)或多個(gè)因素。有許多可應(yīng)用于第一至第七方面中的每一個(gè)方面中的特征等，現(xiàn)在將對其進(jìn)行總結(jié)。第一電極可為任何適當(dāng)?shù)某叽?、形狀、配置、?或類型，并且進(jìn)一步地可用于執(zhí)行任何類型的醫(yī)療程序(例如，消融)。在一`個(gè)實(shí)施例中，第一電極為導(dǎo)管電極的形式。在第一至第七方面的情況中，第一電信號(hào)可為任何適當(dāng)?shù)念l率。在一個(gè)實(shí)施例且除了在第七方面的情況中，為了提供電極耦合評估的目的，僅需單個(gè)頻率。任何適合的電源或信號(hào)發(fā)生器都可用于提供第一電信號(hào)或任何其他電信號(hào)。每個(gè)這種電源或信號(hào)發(fā)生器可持續(xù)地與第一電極相互連接，或可以根據(jù)期望/需要，通過開關(guān)操作或類似操作，電學(xué)上相互連接。在第一至第七方面的情況下，可將返回電極與第一電極結(jié)合使用來執(zhí)行使用第一電極的醫(yī)療程序，并且其也可以用于對電極耦合進(jìn)行評估。下述涉及這樣的返回電極的特征可以單獨(dú)使用或以任何適當(dāng)組合使用:1)第一電極和返回電極的每個(gè)可為導(dǎo)管電極的形式，并且每個(gè)這種導(dǎo)管電極可以獨(dú)立靈活操控；2)所述返回電極可利用比所述第一電極更大的表面積；以及3)第一電極和返回電極中的每個(gè)可布置于心臟的共同的腔室中，例如左心房。第一至第七方面所使用的任何電極耦合評估都可利用至少一個(gè)電極耦合評估模塊(例如，電路)。每個(gè)這種電極耦合評估模塊可以任何適當(dāng)方式且在任何適當(dāng)位置被包含。例如，電極耦合評估模塊可被包含于導(dǎo)管中，可以為獨(dú)立單元的形式，可以被電能發(fā)生器包含，可以被電生理學(xué)測繪系統(tǒng)包含，或者可以被電生理學(xué)信號(hào)記錄系統(tǒng)包含。第一至第七方面的每一個(gè)都可用于確認(rèn)提高的或過度耦合情況的存在。由于多種原因，期望具有確認(rèn)這種提高的或過度耦合情況存在的能力。例如，期望能避免提高的或過度耦合的情況(例如，降低刺破組織壁或組織膜的可能)?？赡苓€期望達(dá)到提高的或過度耦合情況(例如，增加第一電極穿過組織壁或組織膜的可能)。第一至第七方面所使用的任何相角比較都可利用相移電路來促進(jìn)相角的測量和確定。例如，被提供給第一電極的電流信號(hào)的相可移動(dòng)適當(dāng)?shù)牧?例如，90° )。為了基于相角比較的任何電極耦合評估，還期望對剩余相移進(jìn)行補(bǔ)償。也就是說，當(dāng)實(shí)際上在當(dāng)前情況下沒有相差時(shí)，可指示相移的存在來評估電極耦合。第一至第七方面所使用的任何電極耦合評估的結(jié)果可以任何適當(dāng)方式輸出至一個(gè)或多個(gè)位置。該輸出可為視覺反饋、聽覺反饋或物理反饋的一個(gè)或多個(gè)的形式。例如，可以利用直方圖或其他顯示來視覺上傳達(dá)電極耦合的當(dāng)前程度?？赡芷谕{(diào)整/放大電極耦合評估的輸出。通過閱讀下面的說明書和權(quán)利要求書，以及通過閱讀附圖，本發(fā)明的前述以及其他方面、特征、細(xì)節(jié)、應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰。


圖1為示例性的組織消融系統(tǒng)的圖解說明，在患者的組織消融程序中，可應(yīng)用該系統(tǒng)來評估電極-組織接觸。圖1a為圖1中患者心臟的詳細(xì)圖解說明，示出了移動(dòng)進(jìn)入患者心臟后的電極導(dǎo)管。圖2a示例說明電極導(dǎo)管和目標(biāo)組織間示例性的電學(xué)接觸或耦合水平。圖2b示例說明電極導(dǎo)管和目標(biāo)組織間示例性的機(jī)械接觸或耦合水平。圖3為高級(jí)功能框圖，更詳細(xì)地示出了圖1的示例性組織消融系統(tǒng)。圖4為與目標(biāo)組織接觸(或耦合)的電極導(dǎo)管模型。圖4a為用于圖4中所示模型的簡化的電路。圖5為示例性相位探測電路，其可應(yīng)用于組織消融系統(tǒng)以評估電極-組織接觸或奉禹合。圖6為示例性框圖，示出用于接觸傳感和組織傳感的相角測量。圖7為示例性框圖，示出消融能量和接觸傳感信號(hào)同時(shí)施加在消融電極上的消融過程中，相角的測量。圖8為示例性框圖，示出在傳感信號(hào)和消融功率間切換的消融過程中，相角的測量。圖9a示例說明可用于基于相角比較來評估電極和組織間的耦合的協(xié)議的一個(gè)實(shí)施例。圖9b示例 說明可用于基于電抗比較來評估電極和組織間的耦合的協(xié)議的一個(gè)實(shí)施例。圖9c示例說明可用于基于阻抗分量比率比較來評估電極和組織間的耦合的協(xié)議的一個(gè)實(shí)施例。圖10示例說明具有代表性的、電極和組織間的電學(xué)耦合的示意性表示。圖1la示例說明使用兩個(gè)運(yùn)行在不同頻率的電源的消融系統(tǒng)的一個(gè)示意性實(shí)施例，其中在任何時(shí)候僅有這些電源中的一個(gè)與消融電極相互連接，并且其中這些電源中的一個(gè)用于評估電極和組織間的耦合。圖1lb示例說明使用兩個(gè)運(yùn)行在不同頻率的電源的消融系統(tǒng)的一個(gè)示意性實(shí)施例，其中兩個(gè)電源都一直與消融電極相互連接，并且其中一個(gè)電源用于評估電極和組織間的耦合。圖1lc示例說明使用兩個(gè)運(yùn)行在至少大體上相同頻率的電源的消融系統(tǒng)的一個(gè)示意性實(shí)施例，其中在任何時(shí)候僅有這些電源中一個(gè)與消融電極相互連接，并且其中每個(gè)電源都可用于評估電極和組織間的耦合。圖12a示例說明用于評估電極和組織間耦合的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖12b示例說明協(xié)議的一個(gè)實(shí)施例，可用于基于對基線耦合情況的確認(rèn)來評估電極和組織間的耦合。圖12c示例說明協(xié)議的一個(gè)實(shí)施例，可用于基于對目標(biāo)頻率的確認(rèn)來評估電極和組織間的耦合。
具體實(shí)施方式
附圖中描述了組織消融系統(tǒng)的示例性實(shí)施例及其評估電極-組織接觸和電學(xué)耦合的使用方法。如下面進(jìn)一步描述的那樣，本發(fā)明的組織消融系統(tǒng)提供了許多優(yōu)點(diǎn)，包括，例如，在減輕電極-組織接觸和耦合問題的同時(shí)，對目標(biāo)組織施加合理量的消融能量的能力。本發(fā)明還使得困難環(huán)境中(例如，在跳動(dòng)的心臟內(nèi)側(cè)表面形成損傷的過程中)增強(qiáng)的組織接觸和電學(xué)耦合變得容易。圖1為示例性的電極導(dǎo)管系統(tǒng)10的圖解說明，在對患者12進(jìn)行組織消融程序的過程中，其可用于評估電極-組織接觸。導(dǎo)管系統(tǒng)10可包括電極導(dǎo)管14，其可插入患者12用來例如在患者心臟16內(nèi)形成消融性損傷。在示例性的消融程序過程中，用戶(例如，患者的醫(yī)師或技師)可將電極導(dǎo)管14插入患者的血管18之一中，例如，通過患者的頸部或腿部(如圖1所示)。在實(shí)時(shí)熒光透視成像設(shè)備(未示出)的引導(dǎo)下，用戶將電極導(dǎo)管14移動(dòng)進(jìn)入患者的心臟16 (如圖1a更詳細(xì)的示出)。當(dāng)電極導(dǎo)管14到達(dá)患者的心臟16，電極導(dǎo)管14尖端的電極20可用于電學(xué)測繪心肌22 (即心臟壁中的肌肉組織)并定位目標(biāo)組織24。在定位目標(biāo)組織24后，用戶必須移動(dòng)電極導(dǎo)管14，以在施加消融能量來形成一個(gè)或多個(gè)消融損傷前，使電極20接觸并電學(xué)耦合至目標(biāo)組織24。所述電極-組織接觸是指電極20物理接觸目標(biāo)組織24，從而引發(fā)電極20和目標(biāo)組織24間的機(jī)械耦合的情況。電學(xué)耦合是指在消融過程中，電學(xué)能量的足夠的部分從電極20傳輸?shù)侥繕?biāo)組織24，使得允許有效地產(chǎn)生損傷的情況。對于電學(xué)和機(jī)械性質(zhì)類似的目標(biāo)組織，電學(xué)耦合包括機(jī)械接觸。也就是說，機(jī)械接觸是電學(xué)耦合的子集。這樣，導(dǎo)管電極可與目標(biāo)組織充分電學(xué)耦合而不產(chǎn)生機(jī)械接觸，但反之則不行。換句話說，如果導(dǎo)管電極處于機(jī)械接觸，則其也處于電學(xué)耦合。然而，電學(xué)耦合的范圍或靈敏度隨組織的不同電學(xué)性質(zhì)而變化。例如，導(dǎo)電的心肌組織的電學(xué)耦合范圍不同于血管壁。同樣地，電學(xué)耦合的范圍或靈敏度還隨組織的不同的機(jī)械性質(zhì)而變化，例如組織順應(yīng)性。例如，相對較柔順平滑的心房壁的電學(xué)耦合范圍不同于相對較不柔順的梳狀心肌組織。在心臟16中，為了在目標(biāo)組織24上形成足夠深的消融損傷而不傷害周圍組織，接觸和電學(xué)耦合水平經(jīng)常是至關(guān)重要的。可應(yīng)用導(dǎo)管系統(tǒng)10來測量電極-組織界面的阻抗，并評估電極導(dǎo)管14和目標(biāo)組織24間的接觸水平(由顯示器11圖解說明)，如下面更詳細(xì)描述的那樣。圖2a說明電極導(dǎo)管14和目標(biāo)組織24間的電學(xué)接觸或耦合的示例性水平。圖2b示例說明電極導(dǎo)管14和目標(biāo)組織24間機(jī)械接觸或耦合的示例性水平。接觸或耦合的示例性水平包括如接觸情況30a所示例說明的“很少接觸或未接觸”，如接觸情況30b所示例說明的“輕到中度接觸”，以及接觸情況30c所示例說明的“重度接觸“。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，可應(yīng)用導(dǎo)管系統(tǒng)10來為用戶顯示接觸情況，或否則輸出接觸情況，例如，燈陣列31a-c所示例說明的情況分別相應(yīng)于接觸情況30a_c。在電極導(dǎo)管14接觸到目標(biāo)組織24之前，可能會(huì)經(jīng)歷接觸情況30a (“很小或未接觸”)。當(dāng)操作電極導(dǎo)管14來施加消融能量時(shí)，接觸不足可能會(huì)抑制或者甚至阻止足夠損傷的形成。然而，接觸情況30c(“重度接觸”)可導(dǎo)致所形成的損傷太深(例如，導(dǎo)致心肌22穿孔)和/或破壞目標(biāo)組 織24周圍的組織。因此，用戶可能希望接觸情況30b (“輕到中度接觸”)。注意到在圖2a_b中示出示例性接觸或耦合情況30a_c的目的是示例說明，而無意限制。還可能存在和/或用戶期望有其他接觸或耦合情況(例如，接觸情況間更精細(xì)的間隔)。這種接觸情況的定義至少在某種程度上可依賴于操作情況，僅舉出一些例子，例如目標(biāo)組織類型、所期望的消融損傷深度和RF輻射的操作頻率。圖3為高水平功能結(jié)構(gòu)圖，更詳細(xì)地示出了導(dǎo)管系統(tǒng)10，其可應(yīng)用于評估電極導(dǎo)管14的接觸或耦合情況。注意到，為了簡潔起見，圖1中傳統(tǒng)組織消融系統(tǒng)的某些典型部件以簡化形式示出和/或根本沒有示出。然而，也可提供這種部件作為導(dǎo)管系統(tǒng)10的一部分，或用于導(dǎo)管系統(tǒng)10。例如，電極導(dǎo)管14可包括，僅列舉若干示例，手柄部分、熒光透視成像設(shè)備和/或各種其他控制裝置。這種部件在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中可以是公知的，因此對于本發(fā)明的完全理解不需要在此進(jìn)一步討論。示例性導(dǎo)管系統(tǒng)10可包括發(fā)生器40，例如射頻(RF)發(fā)生器和電連接至電極導(dǎo)管14的測量電路42 (如所示通過線路44連接到電極導(dǎo)管)。電極導(dǎo)管14還可以電學(xué)接地，例如通過附于患者手臂或胸部的接地片46 (如圖1所示)?？刹僮靼l(fā)生器40在電極導(dǎo)管14的尖端附近發(fā)射電能(例如，RF電流)。注意到，盡管本發(fā)明此處參考RF電流進(jìn)行描述，但也可使用其他類型的電能來評估接觸情況。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，當(dāng)電極導(dǎo)管14接近目標(biāo)組織24時(shí)，發(fā)生器40發(fā)射所謂“查驗(yàn)(pinging)”(例如，低)頻率。該“查驗(yàn)”頻率可由用于施加消融能量以形成損傷的同一電極導(dǎo)管發(fā)射。可替換地，可使用獨(dú)立的電極導(dǎo)管來施加“查驗(yàn)”頻率。在這樣的一個(gè)實(shí)施例中，獨(dú)立的電極可緊密接觸(或附著)所述施加消融能量的電極，使得將要施加消融能量的電極的接觸或耦合情況可以被確定。在接觸或耦合評估(或“查驗(yàn)”)過程中，可使用測量電路42來測量在電極-組織界面上得到的阻抗。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，測量電路42可為常規(guī)上可獲得的電阻-電容-電感(RCL)測量儀。下面參照圖5更詳細(xì)地描述了另一個(gè)可用來確定相角分量的示例性測量電路。還可應(yīng)用其他測量電路42，并且本發(fā)明不限于使用任何特定類型或配置的測量電路。阻抗測量的電抗和/或相角分量可用于確定接觸或耦合情況。然后，接觸或耦合情況被實(shí)時(shí)傳送給用戶以實(shí)現(xiàn)消融程序所期望的接觸或耦合水平。例如，可以在光源陣列中為用戶顯示接觸或稱合情況(例如，如圖2a_b所示)。當(dāng)用戶成功地引導(dǎo)電極導(dǎo)管14進(jìn)入所期望的與目標(biāo)組織24的接觸或耦合情況后，可操作諸如發(fā)生器40或第二發(fā)生器的發(fā)生器以產(chǎn)生消融性(例如，高頻)能量，來在目標(biāo)組織24上形成一個(gè)或者多個(gè)消融性損傷。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，同一發(fā)生器40可用來在各種頻率產(chǎn)生電能，以用于阻抗測量(例如，“查驗(yàn)”頻率)和用于形成消融性損傷。然而，在可替換的實(shí)施例中，還可以應(yīng)用獨(dú)立的發(fā)生器或發(fā)生單元，這也不脫離本發(fā)明的范圍。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，測量電路42可操作地與處理器50和存儲(chǔ)器52相關(guān)聯(lián)，來分析所測量的阻抗。作為示例，處理器50可確定阻抗測量的電抗和/或相角分量，并基于該電抗分量和/或相角，所述處理器50可為電極導(dǎo)管14確定相應(yīng)的接觸或耦合情況。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，相應(yīng)于各種電抗和/或相角的接觸或耦合情況可預(yù)先確定，例如，在各種頻率下且對廣大范圍組織類型內(nèi)任一組織類型進(jìn)行測試的過程中。接觸或耦合情況可存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器52中，例如，作為表或其他合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。然后，處理器50可存取存儲(chǔ)器52中的表，并且基于電抗分量和/或相角確定相應(yīng)于阻抗測量的接觸或耦合情況。所述接觸或耦合情況可為對用戶的輸出，例如，在顯示設(shè)備54上。注意到，導(dǎo)管系統(tǒng)10不限于使用處理器50和存儲(chǔ)器52.在其他實(shí)施例中，可將模擬電路應(yīng)用于基于阻抗測量的接觸情況評估，以及用于輸出相應(yīng)的接觸情況。當(dāng)電子領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟悉此處的教導(dǎo)后，將很容易提供這種電路，因此，無需進(jìn)一步討論。還注意到，顯示設(shè)備54不限于任一特定類型的設(shè)備。例如，顯示設(shè)備54可為諸如液晶顯示器(LCD) 的計(jì)算機(jī)監(jiān)示器。可替換地，顯示設(shè)備可以光源陣列的方式實(shí)現(xiàn)，其中，光源陣列中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)被啟動(dòng)以指示接觸情況(例如，發(fā)光燈越多，表明接觸越多)。當(dāng)然，可以使用任何合適的輸出設(shè)備來向用戶指示接觸情況，而不限于顯示設(shè)備。例如，接觸情況可以作為聲音信號(hào)或電極導(dǎo)管的手柄上的觸覺反饋(例如振動(dòng))輸出給用戶。還注意到，不必在同一外殼中提供導(dǎo)管系統(tǒng)10的多個(gè)部件。作為例子，測量電路42和/或處理器50和存儲(chǔ)器52可配在電極導(dǎo)管14的手柄部分。在另一例子中，測量電路42的至少一部分可在電極導(dǎo)管14的其他部分提供(例如，在尖端部分)。在又一例子中，可將處理器50、存儲(chǔ)器52和顯示設(shè)備54作為獨(dú)立的計(jì)算設(shè)備提供，例如個(gè)人桌面計(jì)算機(jī)或膝上計(jì)算機(jī)，其可操作地與導(dǎo)管系統(tǒng)10的其他部件相聯(lián)系起來。參照圖4和圖4a，可更好地理解基于在電極-組織界面上阻抗測量來對電極導(dǎo)管14和目標(biāo)組織24間的接觸或耦合情況的評估。圖4是與目標(biāo)組織24接觸(或耦合)的電極導(dǎo)管14的模型。電極導(dǎo)管14電連接到發(fā)生器40 (例如，射頻發(fā)生器)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述電路可穿過目標(biāo)組織24完成，示出流經(jīng)血液、心肌和其他器官到達(dá)諸如患者身體上的接地片46 (圖1)的參考電極的電流。如上所述，可操作發(fā)生器40以產(chǎn)生用于電極導(dǎo)管14發(fā)射的電能。所述發(fā)射在圖4中由箭頭60示例說明。且如上所述，當(dāng)電極導(dǎo)管14接近所述目標(biāo)組織24來評估電極-組織接觸或耦合時(shí)，發(fā)生器40可發(fā)射“查驗(yàn)”頻率。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，可選擇該“查驗(yàn)”頻率，使得在血液-組織界面以外的電感、電容和電阻效應(yīng)不明顯影響所述阻抗測量。在一個(gè)示例性的應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)在高于大約50kHz的頻率下，在電極-血液界面(例如，金屬電極導(dǎo)管和血液之間)以及血液的電容效應(yīng)為最小或甚至不存在。還發(fā)現(xiàn)在高于大約50kHz的頻率下，在電極界面處的雜散電感(例如，由于相對細(xì)的導(dǎo)管線)、電容和電阻，以及其他器官(例如，肺)的電容效應(yīng)也最小或甚至不存在。此外，發(fā)現(xiàn)在50kHz以下的頻率，在血液-組織界面處，電阻效應(yīng)處于主導(dǎo)地位，因?yàn)殡娏髦饕?jīng)過組織間液空間23流入目標(biāo)組織24，并且細(xì)胞膜25(例如，二脂類或“脂肪”)充當(dāng)絕緣體。然而，在高于大約50kHz的頻率下，細(xì)胞膜變得導(dǎo)電，電流通過組織間液空間23和細(xì)胞膜25穿透目標(biāo)組織24。相應(yīng)地，細(xì)胞膜作為“電容器”，且在高于大約50kHz的頻率下，電阻效應(yīng)減小。在接觸或耦合評估過程中，為了避免產(chǎn)生消融損傷的風(fēng)險(xiǎn)，期望使用少量的電流和功率。目前對小于ImA的電流的優(yōu)選范圍是在50 500kHz范圍內(nèi)的工作頻率。頻率選擇主要基于生理學(xué)方面和工程學(xué)方面，并在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。對于生理學(xué)方面，由于電極-電解液界面，更低的頻率可引入測量錯(cuò)誤。當(dāng)頻率上升到MHz范圍或以上時(shí)，寄生電容變得重要。然而，注意到，本發(fā)明不限于使用在任何特定頻率或頻率范圍。頻率至少在一定程度上取決于操作的考慮，例如，僅給出幾個(gè)示例，如具體應(yīng)用、目標(biāo)組織類型和所用電能的類型。假定已經(jīng)為特定應(yīng)用選擇了所期望的頻率，圖4所示的模型可進(jìn)一步表達(dá)為簡化的電路62，如圖4a所示。在電路62中，發(fā)生器40被表示為AC電源64。如上所述，在血液-組織界面處的電容和電阻主導(dǎo)了諸如用于評估電極-組織接觸的低頻操作下的阻抗測量結(jié)果。因此，可忽略其它·電容、電感和電阻效應(yīng)，并且在電路62中，在血液-組織界面的電容電阻效應(yīng)可由電阻器-電容器(R-C)電路66表不。所述R-C電路66可包括電阻器68，用于表示血液對阻抗的電阻效應(yīng)，其與電阻器70和電容器72并聯(lián)，電阻器70和電容器72表示目標(biāo)組織24對阻抗的電阻效應(yīng)和電容效應(yīng)。當(dāng)電極導(dǎo)管14與目標(biāo)組織24沒有或只有很少接觸時(shí)，血液的電阻效應(yīng)影響所述R-C電路66，因而還影響阻抗測量結(jié)果。然而，隨著電極導(dǎo)管14移動(dòng)至與目標(biāo)組織24接觸，目標(biāo)組織24的電阻和電容效應(yīng)影響R-C電路66，因而還影響到阻抗測量結(jié)果。參考阻抗的定義，可以更好的理解電阻和電容對阻抗測量結(jié)果的影響。阻抗(Z)可表達(dá)為:Z=R+jX其中:R為來自血液和/或組織的電阻；j為虛數(shù)，表明該項(xiàng)具有+ 90度的相角；以及X為來自電容和電感的電抗。從上面公式可以看出電抗分量的大小響應(yīng)于電路62的電阻和電容效應(yīng)。這種變化直接相應(yīng)于電極-組織界面處的接觸或耦合水平，因此，可用于評估電極-組織接觸或耦合。通過示例，當(dāng)在IOOkHz頻率下操作電極導(dǎo)管14,并初步接觸血液時(shí)，阻抗為純電阻,且電抗(X)接近于零Ohm。當(dāng)電極導(dǎo)管14接觸目標(biāo)組織時(shí)，所述電抗分量變?yōu)樨?fù)數(shù)。隨著接觸或耦合水平的增加，電抗分量變得更負(fù)?？蛇x地，可基于相角確定接觸或耦合情況。當(dāng)然，在某些應(yīng)用中基于相角確定接觸或耦合情況可能是優(yōu)選的，因?yàn)橄嘟强杀硎緸殡娍购碗娮柚g的三角比率(trigonometricradio)。盡管在變化情況下(例如，對不同的患者)，電抗分量的大小可能不同，但相角是一個(gè)相對的測量值，其趨向?qū)ν獠壳闆r不敏感。在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，可根據(jù)阻抗測量結(jié)果確定相角(例如，通過圖3中的處理器50)。就是說，阻抗可以表達(dá)為:Z=I Z I Z Φ 其中:Izl為阻抗的大??；以及φ為相角。項(xiàng)Izl和Φ可進(jìn)一步表達(dá)為:
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療系統(tǒng)，包括 電力系統(tǒng)，配置為向?qū)Ч艿碾姌O提供多個(gè)頻率的電力；以及 評估模塊，配置為當(dāng)電學(xué)參數(shù)是預(yù)設(shè)值的時(shí)候，確定目標(biāo)頻率，以及基于目標(biāo)頻率與至少第一基準(zhǔn)頻率值的比較來評估電極和組織間的耦合。
2.權(quán)利要求I的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述電極是消融導(dǎo)管電極。
3.權(quán)利要求I的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述電力系統(tǒng)配置為提供具有多個(gè)頻率的電信號(hào)。
4.權(quán)利要求I的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述電力系統(tǒng)被配置為順序地提供多個(gè)電信號(hào)，每個(gè)所述電信號(hào)具有不同的頻率。
5.權(quán)利要求I的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述電學(xué)參數(shù)是相位角或電抗。
6.權(quán)利要求I的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述評估模塊包括 第一評估模塊，配置為確定目標(biāo)頻率；以及 第二評估模塊，配置為根據(jù)從第一評估模塊的輸出來評估電極與組織之間的耦合。
7.權(quán)利要求I的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述耦合是機(jī)械耦合或電耦合。
8.權(quán)利要求I的醫(yī)療系統(tǒng)，還包括可由評估模塊訪問的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括第一范圍、第二范圍、和第三個(gè)范圍，其中所述第一范圍包括與耦合不足情況相關(guān)聯(lián)的頻率，其中第二范圍包括與充分耦合的情況相關(guān)聯(lián)的頻率，以及其中在第三范圍內(nèi)包括與提高的耦合情況相關(guān)聯(lián)的頻率。
9.一種醫(yī)療系統(tǒng),包括 電力系統(tǒng)，配置為向?qū)Ч艿碾姌O提供多個(gè)頻率的電力； 電學(xué)參數(shù)測量模塊，配置為在所述多個(gè)頻率中的每個(gè)頻率測量至少一個(gè)電學(xué)參數(shù)； 評估模塊，配置為 確定測量用于所述多個(gè)頻率中的一個(gè)頻率的第一電學(xué)參數(shù)，其中所述第一電學(xué)參數(shù)在預(yù)設(shè)值；以及 對于所述多個(gè)頻率中的所述一個(gè)頻率基于所述第一電學(xué)參數(shù)的順序變化來評估電極和組織之間的耦合。
10.權(quán)利要求9的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述多個(gè)頻率中的所述一個(gè)頻率包括目標(biāo)頻率，以及其中所述第一電學(xué)參數(shù)包括基準(zhǔn)值。
11.權(quán)利要求10的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述電學(xué)參數(shù)測量模塊配置為在測量所述第一電學(xué)參數(shù)之后的第二時(shí)間在所述多個(gè)頻率中的所述一個(gè)頻率測量第二電學(xué)參數(shù)。
12.權(quán)利要求11的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述評估模塊適于使用所述第二電學(xué)參數(shù)以確定所述第一電學(xué)參數(shù)的所述變化。
13.權(quán)利要求11的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述醫(yī)療系統(tǒng)配置為在測量所述第一電學(xué)參數(shù)之后向所述電極施加消融能量，其中所述第二電學(xué)參數(shù)在施加所述消融能量之后被測量。
14.權(quán)利要求13的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述醫(yī)療系統(tǒng)還包括用于提供所述第一電學(xué)參數(shù)和所述第二電學(xué)參數(shù)之間變化的指示的輸出，其中所述變化提供組織中損傷形成的測量。
15.權(quán)利要求11的醫(yī)療系統(tǒng)，還包括包含用于所述電學(xué)參數(shù)的至少一個(gè)基準(zhǔn)值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中所述評估模塊還被配置為相較于所述至少一個(gè)基準(zhǔn)頻率值比較所述變化。
16.權(quán)利要求9的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述電學(xué)參數(shù)包括相角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于評估電極-組織接觸和耦合的方法和電極導(dǎo)管。一個(gè)示例性的電極導(dǎo)管包括適于施加電能的電極。當(dāng)電極趨近目標(biāo)組織時(shí)，測量電路適于測量電極與地之間的阻抗。處理器至少部分地基于測量電路所測量的阻抗的電抗來確定目標(biāo)組織的接觸和耦合情況。在另一示例性實(shí)施例中，電極導(dǎo)管至少部分地基于阻抗的相角來確定接觸和耦合情況。
文檔編號(hào)A61B18/14GK103251451SQ20131013040
公開日2013年8月21日 申請日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者S·保羅, K·R·貝爾赫, 曹宏, C·邵 申請人:圣朱德醫(yī)療有限公司房顫分公司