使用導管編織線的信號傳輸的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明整體涉及體內探頭，并且具體地涉及用于在體內探頭中傳輸電信號的方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]靠近導管的遠側端部安裝的磁場檢測器在醫(yī)療定位系統(tǒng)中用以識別導管遠側端部在患者體內的位置。導管遠側端部傳感器通常通過橫貫導管內腔的布線連接至醫(yī)療定位系統(tǒng)。
[0003]美國專利7，881，769 (其公開內容以引用方式并入本文)描述了用于在有機內腔上執(zhí)行醫(yī)療操作的導管，該導管包括伸長構件、位于伸長構件的遠側端部處的醫(yī)療可操作元件、位于遠側端部處的電磁場檢測器以及用于耦接電磁場檢測器與醫(yī)療定位系統(tǒng)的線材，其中醫(yī)療定位系統(tǒng)確定遠側端部的位置和取向。
[0004]美國專利申請US 2012/0182014(其公開內容以引用方式并入本文)描述了磁共振成像設備，該磁共振成像設備包括具有近側端部、遠側端部和在近側端部與遠側端部之間延伸的內腔的伸長柔性構件以及附連到伸長柔性構件的遠側端部的螺管線圈，螺管線圈具有多個線匝，該螺管線圈連接至沿柔性構件的長度朝近側延伸的雙絞引線。連接器設置在伸長柔性構件的近側端部處，該連接器操作地聯(lián)接到雙絞引線。在另選的實施例中，同軸電纜代替包含內腔的伸長柔性構件。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的實施例提供一種探頭，該探頭包括插入管、磁場傳感器、鄰近磁場傳感器安裝的假負載、以及編織物。編織物包括橫貫插入管的長度的多根編織線。第一對編織線跨磁場傳感器連接，并且第二對編織線跨假負載連接。
[0006]在一些實施例中，磁性傳感器包括單軸傳感器。在其他實施例中，探頭包括心臟導管。在其他實施例中，探頭包括心臟導線。在其他實施例中，第一對和第二對中的編織線中的每根編織線與其他編織線電絕緣。
[0007]在一些實施例中，探頭包括包含在插入管內的伸長柔性構件，使得編織物位于插入管和伸長柔性構件之間。在其他實施例中，探頭包括電路，該電路被配置成使用經第二對傳送的第二信號來抵消經第一對傳送的第一信號中的干擾。在其他實施例中，電路被配置成從第一信號中減去第二信號。
[0008]根據本發(fā)明的實施例還提供了用于制作探頭的方法，該方法包括將磁場傳感器和假負載安裝彼此鄰近地安裝在插入管中。編織物沿插入管放置，該編織物包括多根編織線，以便橫貫插入管的長度。第一對編織線跨磁場傳感器連接，并且第二對編織線跨假負載連接。
[0009]根據本發(fā)明的實施例還提供了用于位置跟蹤的方法，該方法包括將探頭插入活體中，該探頭包括插入管、磁場傳感器、鄰近磁場傳感器安裝的假負載以及包括橫貫插入管的長度的多根編織線的編織物。第一對編織線跨磁場傳感器連接，并且第二對編織線跨假負載連接。將磁場施加于活體。測量跨第一對的第一信號。測量跨第二對的第二信號。將第二信號施加于第一信號，以便從第一信號中除去干擾。在除去干擾之后從第一信號計算磁場傳感器在活體中的位置。
[0010]在一些實施例中，將第二信號施加于第一信號包括從第一信號中減去第二信號。
[0011]根據本發(fā)明的實施例還提供了包括探頭和外部子系統(tǒng)的位置跟蹤系統(tǒng)。探頭被插入活體中，并且該探頭包括插入管、磁場傳感器、鄰近磁場傳感器安裝的假負載和包括橫貫插入管的長度的多根編織線的編織物。第一對編織線跨磁場傳感器連接，并且第二對編織線跨假負載連接。外部子系統(tǒng)被配置成將磁場施加于活體，以測量跨第一對的第一信號、測量跨第二對的第二信號、將第二信號施加于第一信號，以便從第一信號中除去干擾以及以在除去干擾之后，從第一信號計算磁場傳感器在活體中的位置。
[0012]結合附圖，通過以下對實施例的詳細說明，將更全面地理解本發(fā)明，其中:
【附圖說明】
[0013]圖1是根據本發(fā)明的實施例的導管跟蹤系統(tǒng)的示意性圖解；
[0014]圖2是示意性地示出根據本發(fā)明的實施例的用于信號傳輸的導管編織物中的多根線；并且
[0015]圖3是示意性地示出根據本發(fā)明的實施例的用于抗干擾磁性位置跟蹤的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]
[0017]導管用于多種治療和診斷醫(yī)療規(guī)程。導管經由皮膚被插入活體(通常為醫(yī)療患者)的心血管系統(tǒng)中。導管遠側端部被導航到身體器官(通常為心腔)中的目標區(qū)域，以執(zhí)行醫(yī)療規(guī)程。
[0018]通過技術諸如磁性位置感測可以在活體中跟蹤導管。當使用磁性位置感測時，磁場傳感器靠近導管的遠側端部安裝。通過導管位置跟蹤系統(tǒng)在體外產生的磁場感應遠側端部傳感器中的電信號。感應的電信號被系統(tǒng)中的處理器使用，以計算磁性傳感器的位置，從而跟蹤處在體內的導管的遠側端部。使用橫貫導管的電線，電信號通常被從遠側端部傳感器傳送至處理器。
[0019]本文所述的本發(fā)明的實施例提供用于通過體內探頭諸如導管來傳送電信號的具有改善的方法和系統(tǒng)。在一些實施例中，導管包括用于提供柔韌性、結構強度和抗扭結性的電線的編織物。編織線中的兩根編織線用于在途中沿導管將由遠側端部傳感器感測到的電信號傳送至外部處理器。
[0020]在一些實施例中，假負載鄰近遠側端部傳感器裝配，并且另外一對編織線用于傳送在假負載中感應到的信號。假負載可包括電阻器，或可通過電連接所述對中的兩根線形成。通過減去經兩對線所接收的信號，可以抵消噪聲和干擾，例如線中的感應拾取，其可使位置測量失真。
[0021]所公開的技術不限于裝配在遠側端部中的位置傳感器。例如，編織線可用于將消融電流傳送至消融電極，和/或用于傳送由電生理(EP)標測電極測量的信號。此類電極可靠近遠側端部安裝或安裝在沿導管的任何其他合適的位置處。也可使用假負載機構保護EP標測信號免受干擾。
[0022]本文所述的方法和系統(tǒng)在抵消對由導管傳感器感測到的信號的噪聲和干擾方面高度有效，并且因此即使在苛刻的電磁環(huán)境中也允許準確的位置感測和EP標測。由于所公開的技術重新使用現有編織線進行信號傳輸，因而它們消除了對橫貫導管內腔的另外的布線以及對另外的屏蔽的需要。體積的節(jié)省可用于騰出導管內腔以用于其他目的，或用于減小導管直徑。
[0023]系統(tǒng)描沐
[0024]圖1是根據本發(fā)明的實施例的導管跟蹤系統(tǒng)20的示意性圖解。系統(tǒng)20包括探頭22(在本實例中為心臟導管)和控制臺24。在本文所述的實施例中，導管22可用于任何合適的治療和/或診斷目的，諸如心臟26中的組織消融和用于診斷心臟功能障礙諸如例如心律失常的電心臟信號的標測。
[0025]控制臺24包括處理器42 (通常為通用計算機)，其中合適的前端和接口電路用于從導管22中接收信號(諸如如稍后所述的差分信號)并且用于控制本文所述的系統(tǒng)20的其他部件。處理器42可以軟件形式進行編程以執(zhí)行由系統(tǒng)所使用的功能，并且處理器將用于軟件的數據存儲在存儲器50中。例如，可經網絡將軟件以電子形式下載到控制臺24，或者可將軟件保存在非臨時性有形介質諸如光學、磁或電子存儲器介質上。另選地，可通過專用或可編程數字硬件組件執(zhí)行處理器42的一些或全部功能。
[0026]操作者30 (通常為醫(yī)師)插入導管22使其穿過躺在手術臺29上的患者28的血管系統(tǒng)。操作者30通過用靠近導管的近側端部的操縱器32操縱導管22，在心臟26中的目標區(qū)域附近移動導管22的遠側端部40，如圖1的插圖所示。導管22的近側端部連接至處理器42中的接口電路。
[0027]探頭的遠側端部在心腔中的位置通常通過導管跟蹤系統(tǒng)20中的磁性位置感測來測量。在這種情況下，控制臺24包括驅動電路34，驅動電路34驅動放置在躺在手術臺29上的患者28體外已知位置處(例如，患者的軀干下方)的磁場發(fā)生器36。
[0028]磁場傳感器安裝在靠近遠側端部40 (圖1中未示出，但將在下面的圖2中示出)的導管22中。傳感器響應于來自線圈的磁場產生電位置信號，從而使得處理器42能夠確定導管遠側端部40在心腔內的位置(例如，位置和取向)。導管22的內腔內的布線將位于導管遠側端部40處的磁性傳感器連接至位于導管近側端部處的處理器42中的接口電路。操作者30可觀察導管遠側端部40在用戶顯示器46上的心臟26的圖像44上的位置。
[0029]這種位置感測方法在例如由B1sense Webster Inc.(Diamond Bar, Calif.)生產的CARTO?系統(tǒng)中實施，并且詳細地描述于美國專利5，391，199，、6，690, 963、6，484，118、6，239，724,6, 618，612和6，332，089、PCT專利申請WO 96/05768、以及美國專利申請公開2002/0065455 AU2003/0120150 Al和2004/0068178 Al中，上述專利的公開內容全部以引用方式并入本文。
[0030]重新使用導管編織線進行信號傳輸
[0031]在一些實施例中，當被引導穿過患者的心血管系統(tǒng)時，為了增強機械柔韌性和抗扭結性，導管編織物可沿導管的長度從近側端部向遠側端部設置。導管編織物通常由被織造成期望的編織物構型的多根線形成。編織物可沿導管的長度放置在導管內腔內的任何合適的位置中。對于下文示出的實施例，多根線通常沿伸長構件的長度盤繞，以形成導管編織物。
[0032]導管編織線可被織造成網片、螺旋線圈或任何合適的圖案。在本專利申請和權利要求的上下文中，術語“編織物”和“編織線”是指線的任何合適的構型，包括各種網狀的和盤繞的構型。
[0033]在本發(fā)明的實施例中，從形成導管編織物的多根線當中選擇的線對用于形成電互連器，以將靠近導管遠側端部的元件之間的信號傳遞到在近側端部處的醫(yī)療設備。
[0034]圖2是示意性地示出根據本發(fā)明的實施例的用于信號傳輸的導管編織物100中的多根線103的圖。在圖2的上部分中，操作者操縱器32在導管近側端部處連接至導管22。導管編織物100由多根導管編織線103 (通常為金屬線)形成，并且在圖2的上部分中被示為金屬線圈編織物。
[0035]導管22包括插入管105和圍繞伸長柔性構件110的長度盤繞的多根線103。伸長柔性構件110被配置成插入到插入管105中。兩對線在圖2中可見。第一線對130(如粗線所示)在遠側端部40處連接至單軸磁性傳感器115，并且第二線對125 (如虛線所示)連接至鄰近傳感器115的假負載120。假負載120可包括電阻器、電感器、電容器、短路或用于終止第二線對125的任何合適的電子元件的任何合適的組合。
[0036]編織物100被示為好像具有跨傳感器115和假負載120連接的兩對(例如，圍繞伸長構件110盤繞的四根線)