[发明专利]使用时间分辨的光散射能谱法评估组织或毁损灶深度

说明书

描述了一种使用时间分辨光学方法来提高评价具有与周围组织不同的光学特性的组织成分或毁损灶的深度的能力的方法。本发明可以特别地适合于使用专门设计的装置(导管)在RF消融(不可逆的组织改性/损害)期间评价毁损灶深度，所述专门设计的装置出于治疗原因在局部区域递送热量。该技术允许以与由稳态光谱法所提供的灵敏度相比更高的灵敏度增加评价被消融的毁损灶的深度或检测其他过程(诸如微泡形成和凝固)的存在的能力。该方法可以用于在组织消融或其他程序(其中需要关于毁损灶深度的信息)期间的体内实时监测。在医学应用中的组织消融、组织热损害、毁损灶和组织深度评估中存在示例性应用。

相关申请的交叉引用

本申请是于2006年4月27日提交的题目为“组织改性的光纤评价”的美国申请号11/414,009(该申请通过引用结合于本文中)的部分继续申请，美国申请号11/414,009是于2005年11月17日提交的题目为“心脏组织消融的光纤评价”的美国申请号11/281,853(该申请通过引用结合于本文中)的部分继续申请，美国申请号11/281,853要求于2004年11月17日提交的题目为“心脏组织消融的光纤评价和光谱法”的美国临时申请号60/629,166(该申请通过引用结合于本文中)的优先权。

关于联邦资助的研究或开发的声明

按照美国能源部和Lawrence Livermore National Security，LLC之间的用于Lawrence Livermore国家实验室运转的合同号DE-AC52-07NA27344，美国政府在本发明中具有权利。

发明背景

发明领域

本发明涉及医学诊断学。更特别地，本发明涉及用于在医学程序过程中实时研究组织改性的光学询问配置。

相关技术描述

在正常组织野中毁损灶的存在经常可以通过光与不同的组织成分相互作用的途中发生的变化检测到。例如，外科医生的视觉评估由不同的组织成分对光谱的可见部分中光的散射变化来决定。光谱的近红外(NIR)部分中的光也可以检测由组织成分的结构和生物化学组成的变化所引起的这种差异。NIR光的公认特性在于其可以较深地穿透至组织中，大约几厘米，主要是由于血液吸收减少导致，而且由于散射减少所致。光子的平均穿透深度作为不同组织成分中波长的函数形成了题目为“组织改性的光纤评价”的美国专利申请11/414,009(母案)的基础(其通过引用并入本文)，该申请描述了使用NIR光谱仪进行毁损灶评估。具体地，该申请提供了实时表征关键参数的新方式，特别适合于在心脏组织射频(RF)消融期间的应用，该方式通过结合使用在经典消融导管上的光纤探头来实现。RF消融常常用来治疗房颤(一种导致异常电信号的心脏病况，已知是心律失常)，房颤在心内膜组织中产生导致心脏的不规则跳动。RF能量经由消融电极导管局部递送，所述消融电极导管可以在局部麻醉下经皮插入至股静脉、肱静脉、锁骨下静脉或颈内静脉并且定位在心脏内。目前的方法在实时测量毁损灶形成参数或相关的不良状况方面具有有限的有效性。

母案能够实时获得导致待评价的毁损灶形成的过程的关键参数，包括诸如下面的参数：导管-组织接近性、毁损灶形成、毁损灶穿透深度、组织中毁损灶的横截面积、在消融期间形成炭、识别炭与非炭化组织、消融部位周围形成凝块、区分凝固与未凝固的血液、区分消融的与健康的组织，和识别组织中的微泡形成以防止蒸汽爆裂。这些评估借助于加入纤维来提供照明并聚集背散射光通过分析来自消融导管的尖端的漫反射光的光谱特征来实现。