遠(yuǎn)場(chǎng)不敏感心內(nèi)導(dǎo)管電極的制作方法
【專利說(shuō)明】遠(yuǎn)場(chǎng)不敏感心內(nèi)導(dǎo)管電極
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)主張2014年12月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/09 3，77 3號(hào)的權(quán)利，所述申 請(qǐng)以引用方式并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003] 1.技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明涉及心臟生理學(xué)。更具體講，本發(fā)明涉及對(duì)心臟中的電傳播的評(píng)價(jià)。
[0005] 2.【背景技術(shù)】
[0006] 諸如心房纖顫等心律失常為發(fā)病和死亡的重要原因。共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利第5， 546,951號(hào)和美國(guó)專利第6,690,963號(hào)（這兩個(gè)專利均授予Ben Haim)以及PCT申請(qǐng)WO 96/ 05768公開(kāi)了用于感測(cè)隨心臟內(nèi)的精確位置而變化的心臟組織的電性能(例如，局部激活時(shí) 間）的方法，所述專利均以引用方式并入本文。使用一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管來(lái)獲取數(shù)據(jù)，所述一個(gè) 或多個(gè)導(dǎo)管在其推進(jìn)到心臟中的遠(yuǎn)側(cè)末端中具有電傳感器和位置傳感器。基于這些數(shù)據(jù)形 成心臟的電活動(dòng)的標(biāo)測(cè)圖的方法在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利第6,226,542號(hào)和美國(guó)專利第6， 301，496號(hào)(這兩個(gè)專利均授予Reisfeld)中有所公開(kāi)，所述專利以引用方式并入本文。如這 些專利中所指示，通常最初在心臟的內(nèi)表面上的約10個(gè)至約20個(gè)點(diǎn)上測(cè)量位置和電活動(dòng)。 這些數(shù)據(jù)點(diǎn)然后通常是足夠的以產(chǎn)生心臟表面的初步重構(gòu)或標(biāo)測(cè)圖。初步標(biāo)測(cè)圖常常與在 其它點(diǎn)處獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，以便產(chǎn)生心臟的電活動(dòng)的更全面的標(biāo)測(cè)圖。實(shí)際上，在臨床 環(huán)境下，積累100個(gè)或更多個(gè)位點(diǎn)處的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生心室電活動(dòng)的詳細(xì)、全面標(biāo)測(cè)圖并不少 見(jiàn)。所產(chǎn)生的詳細(xì)標(biāo)測(cè)圖然后可用作決定治療行動(dòng)過(guò)程(例如，組織消融）的基礎(chǔ)，以改變心 臟的電活動(dòng)的傳播并恢復(fù)正常心律。
[0007] 包含位置傳感器的導(dǎo)管可用于確定心臟表面上的點(diǎn)的軌線。這些軌線可用于推斷 例如組織的收縮性等運(yùn)動(dòng)特性。如在授予Ben Haim并全文以引用方式并入本文的美國(guó)專利 第5,738,096號(hào)中所公開(kāi)的，標(biāo)測(cè)圖示出當(dāng)在心臟中足夠數(shù)量的點(diǎn)處采樣軌線信息時(shí)，可以 構(gòu)造出此類運(yùn)動(dòng)特性。
[0008] 心臟中某個(gè)點(diǎn)處的電活動(dòng)通常通過(guò)推進(jìn)多電極導(dǎo)管來(lái)測(cè)量，以在心室中的多個(gè)點(diǎn) 處同時(shí)測(cè)量電活動(dòng)。從時(shí)變電勢(shì)導(dǎo)出的記錄被稱為電描記圖，所述時(shí)變電勢(shì)由一個(gè)或多個(gè) 電極測(cè)量。電描記圖可通過(guò)單極性引線或雙極性引線測(cè)量，并且可用于（例如）確定在某點(diǎn) 處的電傳播的開(kāi)始，其被稱為局部激活時(shí)間。
[0009] 心室中的傳感器可檢測(cè)遠(yuǎn)場(chǎng)電活動(dòng)，即，遠(yuǎn)離傳感器發(fā)起的周圍電活動(dòng)，所述遠(yuǎn)場(chǎng) 電活動(dòng)可扭曲或模糊局部電活動(dòng)（即，在傳感器位置處或附近發(fā)起的信號(hào)）。以引用方式并 入本文的Govari等人的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)公布第2014/0005664號(hào)公開(kāi)了將因與電 極接觸的組織而引起的心內(nèi)電極信號(hào)中的局部分量與對(duì)信號(hào)的遠(yuǎn)場(chǎng)影響區(qū)分開(kāi)，并且解釋 了可響應(yīng)于區(qū)分開(kāi)的局部分量而控制應(yīng)用于組織的治療過(guò)程。
[0010] Thakur等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公布第2014/0187991號(hào)提出了一種用于通過(guò)使用設(shè) 置于心室中或附近的多個(gè)電極來(lái)感測(cè)內(nèi)在生理活動(dòng)的激活信號(hào)從而標(biāo)測(cè)心室的方法。所述 方法包括隔離所述激活信號(hào)中的R波事件，基于所述R波事件產(chǎn)生代表遠(yuǎn)場(chǎng)激活信號(hào)分量的 遠(yuǎn)場(chǎng)激活模板，并且對(duì)來(lái)自所述激活信號(hào)的所述遠(yuǎn)場(chǎng)激活模板進(jìn)行濾波，以識(shí)別所述激活 信號(hào)中的近場(chǎng)激活信號(hào)分量。
[0011] 從心內(nèi)導(dǎo)管接收電描記圖信號(hào)因不期望的遠(yuǎn)場(chǎng)信號(hào)分量與近場(chǎng)電信號(hào)混合而復(fù) 雜化。在此環(huán)境下，近場(chǎng)信號(hào)指示局部激活，即，信號(hào)通過(guò)局部區(qū)域的傳播由電極感測(cè)到。局 部激活的檢測(cè)被廣泛用作心臟的局部狀態(tài)的電生理指示器。遠(yuǎn)場(chǎng)電信號(hào)不包含關(guān)于局部心 臟激活的有用信息而且只是干擾測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 遠(yuǎn)場(chǎng)信號(hào)的負(fù)面影響隨著測(cè)量心內(nèi)電極與心內(nèi)膜之間的距離而增加。盡管使用雙 極電極構(gòu)型會(huì)減輕影響，但在許多種電生理研究中，測(cè)量單極局部激活電勢(shì)仍很重要。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的公開(kāi)實(shí)施例，在心臟導(dǎo)管的測(cè)量電極周圍放置保護(hù)電極。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種設(shè)備，所述設(shè)備包括導(dǎo)管，電極組件設(shè)置于所述 導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)部分上。所述電極組件包括感測(cè)電極和至少一個(gè)接地保護(hù)電極，所述感測(cè)電極 連接到遠(yuǎn)程接收器，所述至少一個(gè)接地保護(hù)電極與所述感測(cè)電極間隔開(kāi)間隙。所述感測(cè)電 極由所述至少一個(gè)接地保護(hù)電極支架在至少兩側(cè)上。
[0015] 根據(jù)所述設(shè)備的另一個(gè)方面，所述感測(cè)電極具有寬度尺寸，且所述間隙為所述寬 度尺寸的一半。
[0016] 根據(jù)所述設(shè)備的另一個(gè)方面，所述感測(cè)電極和所述至少一個(gè)接地保護(hù)電極為環(huán)繞 所述導(dǎo)管的所述遠(yuǎn)側(cè)部分的圓周的環(huán)形電極。
[0017] 根據(jù)所述設(shè)備的另一個(gè)方面，所述感測(cè)電極和所述至少一個(gè)接地保護(hù)電極升高超 出所述導(dǎo)管的外表面。
[0018] 根據(jù)所述設(shè)備的一個(gè)方面，所述感測(cè)電極和所述至少一個(gè)接地保護(hù)電極具有相應(yīng) 寬度尺寸，其中所述感測(cè)電極和所述至少一個(gè)接地保護(hù)電極超出所述導(dǎo)管的外表面的升高 小于所述相應(yīng)寬度尺寸。
[0019] 根據(jù)所述設(shè)備的一個(gè)方面，所述感測(cè)電極和所述至少一個(gè)接地保護(hù)電極與所述導(dǎo) 管的所述外表面齊平。
[0020] 根據(jù)所述設(shè)備的另一個(gè)方面，所述至少一個(gè)接地保護(hù)電極為圍繞所述感測(cè)電極的 單個(gè)電極。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種方法，所述方法通過(guò)將導(dǎo)管插入活體受檢者的 心臟來(lái)實(shí)施，所述導(dǎo)管具有設(shè)置于所述導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)部分上的電極組件。所述電極組件包括 感測(cè)電極和至少一個(gè)接地保護(hù)電極，所述感測(cè)電極連接到遠(yuǎn)程接收器，所述至少一個(gè)接地 保護(hù)電極與所述感測(cè)電極間隔開(kāi)間隙。所述感測(cè)電極由所述至少一個(gè)接地保護(hù)電極支架在 至少兩側(cè)上。所述方法還通過(guò)在所述接收器中從所述感測(cè)電極接收信號(hào)來(lái)實(shí)施。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更好地理解本發(fā)明，以舉例的方式提供本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)結(jié)-合以下附圖 來(lái)閱讀詳細(xì)說(shuō)明，附圖中相同的元件用相同的附圖標(biāo)號(hào)來(lái)表示，并且其中：
[0023]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于檢測(cè)活體受檢者的心臟中的電活動(dòng)的系統(tǒng)的立 體說(shuō)明圖；
[0024] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的心臟導(dǎo)管的軸上的電極組件的示意圖；
[0025] 圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的穿過(guò)心臟導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)部分的縱向軸線的示意性截面 圖；
[0026] 圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的心臟導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)部分的電極構(gòu)造的示意性側(cè)視圖；
[0027] 圖5為根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的心臟導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)部分上的電極構(gòu)造的示意性平 面圖；和
[0028] 圖6至圖17為示出隨著保護(hù)電極的高度從0.2mm變?yōu)镮Omm而對(duì)心內(nèi)電描記圖的遠(yuǎn) 場(chǎng)分量產(chǎn)生的影響的仿真實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了全面理解本發(fā)明的各種原理，在以下說(shuō)明中闡述了許多具體細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)講將顯而易見(jiàn)的是，并非所有這些細(xì)節(jié)都是實(shí)施本發(fā)明所必需的。 在這種情況下，未詳細(xì)示出熟知的電路、控制邏輯、以及用于常規(guī)算法和過(guò)程的計(jì)算機(jī)程序 指令的細(xì)節(jié)，以免不必要地使一般概念變得模糊不清。
[0030] 系統(tǒng)綜述
[0031] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，首先參見(jiàn)圖1，該圖為用于在活體受檢者心臟12上評(píng)估電活動(dòng)并且 執(zhí)行消融手術(shù)的系統(tǒng)10的立體說(shuō)明圖，系統(tǒng)10是根據(jù)本發(fā)明的公開(kāi)實(shí)施例構(gòu)造和操作的。 該系統(tǒng)包括導(dǎo)管14,由操作者16將導(dǎo)管14經(jīng)由皮膚穿過(guò)患者的血管系統(tǒng)插入心臟12的心室 或血管結(jié)構(gòu)中。操作者16,通常為醫(yī)師，使導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)末端18例如在消融目標(biāo)部位處與心壁 接觸。電激活標(biāo)測(cè)圖可根據(jù)在美國(guó)專利第6,226,542號(hào)和第6,301，496號(hào)中和在共同轉(zhuǎn)讓的 美國(guó)專利第6,892,091號(hào)中有所公開(kāi)的方法來(lái)制備，所述專利的公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入 本文。一種包括系統(tǒng)10的元件的商品可以商品名CARTOS系統(tǒng)購(gòu)自Biosense Webster， Inc.，3333Diamond Canyon RoacUDiamond Bar，CA 91765。該系統(tǒng)可由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員進(jìn)行修改以體現(xiàn)本文所述的本發(fā)明的原理。
[0032] 例如通過(guò)評(píng)價(jià)電激活標(biāo)測(cè)圖而被確定為不正常的區(qū)域可通過(guò)施加熱能（例如，通 過(guò)使射頻電流穿過(guò)導(dǎo)管中的導(dǎo)線到達(dá)遠(yuǎn)側(cè)末端18處的一個(gè)或多個(gè)電極，所述一個(gè)或多個(gè)電 極將射頻能量施加到心肌)來(lái)消融。能量在組織中被吸收，從而將組織加熱到組織永久性地 失去其電興奮性的點(diǎn)（通常為約50°C)。此手術(shù)成功后，在心臟組織中形成非傳導(dǎo)性的消融 灶，這些消融灶可中斷導(dǎo)致心律失常的異常電通路。本發(fā)明的原理可應(yīng)用于不同的心臟腔 室，以診斷并治療多種不同的心律失常。
[0033]導(dǎo)管14通常包括柄部20,在柄部上具有合適的控制器，以使操作者16能夠按消融 手術(shù)所需對(duì)導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端部進(jìn)行操縱、定位和取向。為了協(xié)助操作者16,導(dǎo)管14的遠(yuǎn)側(cè)部分 包含向位于控制臺(tái)24中的處理器22提供信號(hào)的位置傳感器(未示出）。處理器22可履行如下 所述的若干處理功能。
[0034] 可經(jīng)由通至控制臺(tái)24的電纜34通過(guò)位于遠(yuǎn)側(cè)末端18處或附近的一個(gè)或多個(gè)消融 電極32將消融能量和電信號(hào)傳送至心臟12并從心臟12傳送消融能量和電信號(hào)?？赏ㄟ^(guò)電纜 34和電極32將起搏信號(hào)和其它控制信號(hào)從控制臺(tái)24傳送至心臟12。同樣連接至控制臺(tái)24的 感測(cè)電極33設(shè)置于消融電極32之間，并且具有至電纜34的連接部。
[0035]導(dǎo)線連接部35將控制臺(tái)24與體表電極30和用于測(cè)量導(dǎo)管14的位置和取向坐標(biāo)的 定位子系統(tǒng)的其它部件鏈接在一起。處理器22或另一個(gè)處理器(未示出）可以是定位子系統(tǒng) 的元件。電極32和體表電極30可如授予Govari等人的美國(guó)專利第7，536,218號(hào)中所教導(dǎo)用 于測(cè)量消融位點(diǎn)處的組織阻抗，所述專利以引用方式并入本文。溫度傳感器(未示出），通常 為熱電偶或熱敏電阻器，可安裝在電極32中的每個(gè)上或附近。
[0036]控制臺(tái)24通常包含一個(gè)或多個(gè)消融功率產(chǎn)生器25。導(dǎo)管14可適于利用任何已知的 消融技術(shù)將消融能量傳導(dǎo)到心臟，例如，射頻能量、超聲能量和激光產(chǎn)生的光能。共同轉(zhuǎn)讓 的美國(guó)專利第6,814