[发明专利]具有基于图像的力感测的可压缩的导管尖端

说明书

技术领域

本发明大体上涉及导管，并且更具体地涉及用于消融手术的导管。

背景技术

导管为中空柔性管形式的医学装置，其用于插入身体的一部分中，通常允许流体通过或保持通路打开。导管一般取决于应用带有附属构件，如控制手柄、导管尖端、手术工具等(且因此总体上可更适合称为导管系统)。在微创医学手术中，导管通常用于以一种方式输送治疗，使得需要相应的导管尖端与待治疗的组织接触。射频消融(RFA)为此类手术的一个实例，其中利用具有尖端的消融导管执行治疗，尖端输送高频交变电流，以便引起组织的加热。

尽管一些RFA手术涉及将消融尖端置于待治疗的组织内，如在肿瘤的治疗中，但其它仅涉及使消融尖端直接地接触组织表面，如在心律失常的治疗中。在后一种类型的手术中，在尖端仅接触组织表面而不穿透组织的情况下，手术的成功部分地取决于如何使消融尖端有力地接触组织表面。如果尖端并未与组织表面良好地接触，则加热治疗将减弱。如果与仅轻轻地接触表面相反，利用一些力使尖端有力地接触组织表面，则加热治疗将更有效。

在心脏生理学(EP)中的RFA手术的情况下，目标在于使RFA将组织加热到引起损伤的点，这将阻挡有助于心律不齐的心脏组织中的某些电通路。因此，消融尖端对组织的接触程度在治疗的成功中极为重要。为了有效地阻挡电信号，损伤应当在组织内具有一定深度，这与仅形成在组织表面的薄层中相反。损伤的深度取决于供给尖端的接触力和消融功率两者。如果由于不足的接触和/或功率而未形成足够深度和面积的损伤，则RFA手术将趋于更久，且手术有较高可能将不会成功地停止心律不齐，使得将需要后续的手术。相反，如果存在过大的力和/或过大的功率，则存在包括穿透组织壁、食管伤害、由于蒸汽喷出而心压塞或穿孔的潜在风险(特别是在高功率下的冲洗消融手术期间)(这由Y. Yang的名称为Atrial Fibrillation Ablation, The emerging role of stereotaxis(加利福尼亚大学Davis医疗中心，内科，心血管医学部，2011, http://www.ucdmc.ucdavis.edu/internalmedicine/ cardio/pdf/atrial%20fibrillation%20ablation%202011.pdf) 陈述报告中进一步详细提到了)。 因此，成功的心脏RFA治疗试图形成有效的损伤，同时仍最大限度地减小并发症的风险。两者都取决于控制消融尖端对组织的接触程度。

RFA手术通常是在图像引导(通常是荧光镜或超声波)下执行的。尽管图像引导系统和技术可提供导管尖端的可视化，且有时提供尖端在一些坐标空间内的定位，但挑战通常在于该尖端信息与相关解剖组织的实际位置的关联。有时，这可通过使用最佳成像平面来实现，最佳成像平面清楚地示出了解剖组织和装置两者，但这在复杂解剖组织如心脏中很困难。在心脏的情况下，这由心脏搏动、患者呼吸运动和导管运动进一步复杂化。其它技术涉及使用叠加有实时成像的解剖组织的预先获得的体积成像数据或3D模型，但这些也可由于源于局部运动的对准误差以及源于更全局的患者转移而具有错误。因此，单独地使用成像技术，可能很难确定地判断消融尖端是否与组织表面良好或适当接触。

在现行实践中，存在评估在某些情况下是否完成良好消融的若干措施。尽管在将导管朝目标解剖组织引导时使用者具有一些阻力感觉，但一旦在目标处，对于使用者，通常将不存在足够敏感性来告知消融尖端与组织表面之间的接触有多好。用于测量尖端接触力的很多导管系统和方法依靠构建到尖端中的一些形式的传感器，如光学纤维力传感器、压电应变仪或其它此类装置。一些系统将信号(电信号、光信号或基于流体的信号)转发回导管的手控制件，将该信号转换成对应的力，以试图将更真实的触觉反馈给予使用者。其它系统提供定量测量，定量测量可向使用者显示以有助于计量尖端接触的力。

在心脏EP系统中，导管还具有测量心脏组织的电阻抗的电极，电阻抗作为用于计划消融位置和还用于检查RFA手术期间的变化的映射函数的一部分。损伤形成由组织阻抗和输送至消融尖端的功率之间的重要关系影响。组织阻抗测量值还可给出尖端接触的一些指示，因为在尖端与组织良好接触时，阻抗将增大。