[发明专利]用于光学感测的具有多芯光纤的医疗设备

说明书

一种具有柔性轴杆和在柔性轴杆内的多芯光纤(200)的医疗设备、系统和方法。多芯光纤(200)包括专用于形状感测传感器的多个光学纤芯，以及专用于力感测传感器的多个光学纤芯。医疗设备挠性结构组件可以包括具有多个纤芯(510)的多芯光纤(200)和具有至少一个狭槽(618)的挠性结构(616)。多个纤芯(510)中的每一个可以包括光纤布拉格光栅，以及挠性结构(616)可以被配置为响应于施加在挠性结构(616)上的力而弯曲。

技术领域

本公开涉及医疗设备，并且特别地涉及能够在体内被可视化并提供关于与医疗设备的远侧部接触的组织的响应反馈的介入和/或外科手术导管以及其他细长医疗设备。

背景技术

在心动周期内，人体心脏经受从窦房结至心室穿过的电脉冲。随着电流传遍整个心脏，通过极化和去极化的周期驱动心脏收缩。在健康心脏中，心脏将经受被称作为窦性节律的去极化波的有序进展。在不健康的心脏中，诸如那些经受房性心律失常的，例如包括，异位性房性心动过速、心房颤动、和心房扑动，去极化波的进展变得混乱。由于疤痕组织或其他障碍物，心律失常会持续至快速且均匀的去极化。这些障碍物会引起去极化波超过一次地电循环穿过心脏的一些部分。房性心律失常可能产生各种危险状况，包括不规则心率、同步房室收缩的丢失、以及血流淤滞。所有这些状况已经与各种疾病包括死亡关联。

导管用于各种诊断和/或治疗医疗程序中以诊断并校正诸如房性心律失常的状况，包括例如，异位性房性心动过速、心房颤动、和心房扑动。通常，在心房颤动治疗中，导管被操纵穿过患者的血管至患者的心脏，导管携带一个或多个电极，它们可以用于标测、消融、诊断、或其他治疗。在期望消融治疗来减轻心房颤动的症状时，消融导管施加消融能量至心脏组织以产生心脏组织内的损伤。被损伤的组织不太能够传导电信号，由此中断不期望的电气路径并限制或阻止导致心律失常的杂散电信号。消融导管可利用消融能量，例如包括射频(RF)、冷冻消融、激光、化学、以及高强度聚焦超声。消融治疗通常需要消融导管的精确定位和精确压力施加，以使得最佳消融能量传输至目标心肌组织。消融导管尖端和目标心肌组织之间的过剩力可能导致过度消融，这可能永久地损坏心脏肌肉和/或周围神经。当消融导管尖端和目标心肌组织之间的接触力低于目标力时，消融治疗的效果可能减少或完全无效。

通常通过以可控方式做出多个单独消融以形成损伤线来输送消融治疗。为了改善沿损伤线的各个消融的一致性，期望的是精确地控制进行各个消融的位置、消融周期、以及消融导管尖端和目标组织之间的接触力。所有这些因素影响所产生的损伤线的一致性。导管定位系统，结合标测系统，已经极大地改善了临床医生精确地定位消融导管尖端以进行消融并确定治疗效果的能力。相似地，消融控制器电路已经改善了各个消融治疗的一致性。存在许多设备试图测量施加在心肌组织和消融导管尖端之间的力。现有设计利用具有可变形主体的消融导管尖端，其响应于施加在消融导管尖端上的力而变形。传感器(例如，磁、光学等)用于估计可变形主体的变形并输出将变形与消融导管尖端施加的力关联的信号至控制器电路。然而，现有可变形主体设计面临复杂性和成本问题，主要是涉及测量信号至导管的近端的采集和输送。

前面论述仅旨在示出该技术领域并且不应当作为对权利要求范围的否定。

发明内容

本公开涉及医疗设备，并且特别地涉及能够在体内被可视化并提供关于与医疗设备的远侧部接触的组织的响应反馈的介入和/或外科手术导管以及其他细长医疗设备。

在一个实施方式中，医疗设备挠性结构组件可以包括多芯光纤，其包括多个纤芯，以及挠性结构，其包括至少一个狭槽。多个纤芯中的每一个可以包括光纤布拉格光栅，以及挠性结构可以被配置为响应于施加在挠性结构上的力而弯曲。

在另一实施方式中，外科手术导管可以包括导管尖端组件，其耦合至导管主体的远端。导管尖端组件可以包括导管尖端、挠性结构、和多芯光纤，以及多芯光纤可以包括多个纤芯。导管尖端的近端可以耦合至挠性结构的远端，多芯光纤的远侧部穿过挠性结构的内部，以及挠性结构被配置为响应于施加在导管尖端上的力而弯曲。