专利名称：用于在心脏消融过程中监测组织温度的光学高温测量导管的制作方法
用于在心脏消融游呈中监观,织離的光学高温测量导管 駄领域本发明涉及电生理学导管，特别是用于监测组织温度的光学高温测量电生 理导管。背景駄对于某些类型的微创医疗过程，难以获得关于体内的治疗位置处状况的实 时信息。当采用导管执行过程时这种信息的缺乏制约了临床医生。这种过程的 一个示例为肝脏和前列腺中肿瘤和疾病的治疗。这种过程的另一个示例为用于 治疗心房纤颤的外科消融术。这种心脏状况能导致异常电信号，通常称为心律 失常，其产生于心脏内组织，导致心脏不规律搏动。穿过心脏组织的异常电流传导是心律失常的最常见原因。通常，通过消融 电异常可疑中枢治疗，从而使得这些中枢失活来治疗绝大多数心律失常。成功 治疗取决于心脏中消融的位置以及损伤本身。例如，当治疗心房纤颤时，操纵 消融导管进入心脏中用于产生消融损伤的右侧或il侧心房中。这些损伤将通过 在心房的区域间建立非传导屏障，来停止心脏的不规贝鹏动，非传导屏障能够 中断穿过心脏的异常电活动通道。建立损伤从而在局部区域(透壁的)中断电传导，但要小心避免消融临近 组织。此外，由于耐受加热，消融过程能够升高组织温度，组织过热会导致不 良的碳化和局部凝结，甚至血液和组织中水分蒸发而导致能损害组织的蒸汽迸 发。因此，需要提供一种电生理导管，其能够允许在消融以及损伤形成时实时 监测组织的温度，从而防止或至少最小化与诸如蒸汽迸发、血栓形成、碳化 等等这些事件相关联的温度的临界阈值。由于所有组织发射与温^E接相关的 黑辦融寸，这将需要电生理导管探测黑胸射用于非侵入性纟驢确定。如图1中的黑体辐射曲线示出了在^波长的黑体辐射能量(曲线接近x 轴但不会与其接触)。黑体具有发射大多数辐射能量的波长，在图1中，顶点波长大约500nm对于温度5000K。然而，如图2所示，峰值波长连同辐射曲线随、鹏而变化。特别的，当、鹏升高，峰值波长以及如由每条曲线下方区^^f代 表的黑体皿能量的标准量陶氏。黑体规律可应用于许多物体，包括人体。大量人的能量以电自射的形式损失，电M射中的大多数是鮮卜线。人体具有大约36.5'C的、皿(98.6F或 310K)以及红外线辐射(IR)波长长于可见光但短于无线电波。红外线辐ltl黄 跨三个数fi^幅度并具有大约750nm到lmm之间的波长。这样，人体组织的 峰值波长范围可在大约2000ran到4000nm，,在2000nm到3100nm之间， 更优选的在2000nm到3000nm之间。因此，监测组织的黑体辐射的峰值波长或峰值波长区域，可实时获得组织 的温度，来作为在消融和损伤形成过程中防止组织过热的方法。发明内容本发明涉及实时光学高温测量组织温度监测的系统。黑体辐射是直接涉及 温度的物理效应。可ilil非侵入光学仪器测量这种辐射从而确定目标的温度。 由于辐射是光学的，可通过光学收集翻懂，例如，光纤。因此，在导管尖端 内的光学收集器的合并在消融以及损伤形成过程中育,实时监测组织的温度， 以防止能够损害组织的事件相关的温度临界阈值，所述事件包括蒸汽迸发、血 栓、碳化等等。有利的，本发明具有相对简单的设计，肖fe够允许将诸如光纤的^S传感器 应用于各种导管构造中，包括针消融和注射导管、冲洗和非冲洗导管、以及多 种导管弯曲形状。并且，由于与黑,射有关的长波长易于传输通过心脏组织， 本发明能够收集光学收集器光纤的接收光锥区的整体温度。因此，取决于可利 用的波长范围，不仅會,观懂组织表面的 鹏，还能测量几毫米颇多深度的 驗。在本发明的一个实施例中，在心脏消融过程中探测黑体辐射的系统具有导 管，消融能量源以及光学探测器。导管具有消融元件和适于收集来自组织的黑 体辐射的光学收集器。消融能量源适于向消融元件发送消融能量。光学探测器 适于探测选定波长区域内的黑体辐射。在本发明的另一个实施例中，消融和组织温度测量系统具有导管和光学探 测系统。导管具有消融元件禾隨于收集来自消融组织的黑,射的光学收集器。 光学探湖係统具有波长选择器和用于提供代表黑体辐射的波长区域的信号的量化仪器。提供处理器用于确定来自信号的温度测量。在更详细的实施例中，光 学收鶴包括光纤，其中 鹏领懂是在光纤的接收光锥区域上的综合。此外，感兴趣的组织是心脏组织并且导管适于通娜频(RF)以及其它肖遣源消融，其它育遣源还包括微波、超声、激光，冷冻消融。在本发明的一个更详细实施例中，用于心脏消融以及组织温度测量的系统 包括导管和光学探测系统，其中导管具有导管体，导管体远端的可偏转部分， 以及尖端段，尖端段具有适于心脏组织谢频消融的尖端电极，以及光学收織， 形成于尖端电极上的开口接收光学收，远端，光学收集器用于探测来自心脏 组织的黑條射，其中光学探测系统与光学收集器M,光学探测系统处理表 示黑体辐射的至少一部分的波长的信号以确定组织温度D探测系统育滩包括波^i&择器，提供信号的量化仪器以及基于信号确定组织温度的处理器。在一个实施例中，适于与系统联合使用的导管具有导管体，导管体远端的可偏转部分和尖端段，尖端段具有适于RF消融心脏组织的尖端电极尖端段以及 适于探测4 心脏组织温度的黑体辐射的光学收集器。光学收集器可以是光纤， 其中尖端段容纳光纤远端。而且，导管可以包括控制手柄，其中光纤从尖端段 穿过导管延伸到导管体近端的控制手柄。导管还可以设置成用于冲洗。尖端电 极可包括壳和插头，光纤穿过插头且向壳的远端延伸。导管还可以容纳有电磁 定位传感器。
结合附图，参考下面的详细描述将更好的理解本发明的这些以及其他特征和优点，其中图1是理论上5000K的黑,射曲线。图2是在不同温度下具有不同峰值波长的黑体辐射曲线。图3示出了根据本发明的消融及光学高温测量系统的实施例。图4示出了根据本发明的消融及光学高温测量系统的另一个实施例。图5A是根据本发明的导管的实施例沿第一直径的侧剖面图，包括在导管体和中间段之间的连接。图5B是根据本发明的导管的实施例沿第二直径的侧剖面图，包括在导管体和中间段之间的连接，第二直径基本垂直于图5A中的第一直径。 图6是图5A和5B中的中间段沿线6—6的纵切面图。图7A是根据本发明的导管的实施例沿第一直径的侧剖面图，包括在塑料罩 和尖端电fet间的连接。图7B是根据本发明的导管实施例^a第二直径的侧剖面图，包括在塑料罩 和尖端电禾fc间的连接，第二直径基本垂直图7A中的第一直径。图8A是根据本发明的导管实施例沿第一直径的侧剖面图，包括在中间段和 塑料罩之间的连接。图8B是根据本发明的导管实施例沿第二直径的侧剖面图，包括在中间段禾口 塑料罩之间的连接，第二直径基本垂直于图8A中的第一直径。图9是图7A和7B中的尖端电极的实施例沿线9—9的纵向剖面图。图10是根据本发明的设置成用于冲洗的导管的另一个实施例的中间段的纵 向剖面图。图11是根据本发明的體成用于冲洗的导管的实施例的侧剖面图，包括在 尖端电极和塑料罩之间的连接。图12是图11的尖端电极皿12—12的纵向剖面图。
具体实施方式
图3示出了用于经历消融的组织的光学高温测量温 观啲系统100的实 施例。心脏组织Tffl31导管102经历RF消融术，导管102具有用于形成损伤 108的消融元件104，消融元件104由消融^S源106供能。根据本发明，导管 iSI用收集包括黑,射的来自组织的光学鋭居，用于获得组织和损伤的温度。 具体的，导管包括光学收集装置110，光学收集装置110收集来自损伤的黑鹏 射用于传输给光学探测器112,光学探测器112量化以特定一个(或多个)波长 区域发射的黑体辐射的量值。如同本领域技术人员所知，组织的黑鹏射直接 与组织温度相关。并且，舰实5舰延伸到组织内预定深度的体积V内实时组 织^j^测，系统100可易于避免达到温度临界阈值，该临界阈值与如蒸气迸 发、血栓形成、碳化等类似事件相关。在图4更具体的实施例中，示出了用于 实时光学高温测量鹏监观啲以导管为基础的系统120。心脏内部或外部组织T ffiil导管10经受RF消融术，导管10具有可偏转的(单向或双向)的中间段 14和适于RF消融建立损伤17的远侧尖端段36。尖端段36还配置有光学收集 装置用于收集来自来自消融组织的黑淋-畐射以及将其通信、转发、传送和/或发 送到光学探测系统130，光学收集装置包括波导器，波导器可以是光纤(或光导纤维，在此可互换)43形式，或光管、或中空波导的其他形式。系统130包括 至少一个波长选择元件131，其包括光学器件132，如本领域公知，例如用于接 ^自光纤43的黑体辐射数据134的透镜、镜子和/或棱镜的系统，以及分光计 或其他电磁辐射分离装置分为希望成分136，希望成分136传^iSA量化设备 140，量化设备140量化以特定波长鄉的黑胸射的量值。量化设备140将领糧的光纟贩转化为肖嫩用计算机142处理并且能够以图 表方式显^^合导管10的操纵者的电信号。量化设备140可包括电荷耦合器件 (CCD)用于同时光强度的探测和量化。可选择的，许多不同的光传感器，包括 光电二极管、光电倍增器、或互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器可用于 替换CCD转换器。信息M4化设备M0传送到产生关于损份鹏的图形显示或 其他信息的计算机142。适于与本发明使用的光学探测系统在美国申请序号为 11/281179题目为"实时评估组织消融的设备(Apparatus for Real Time Evaluation of Tissue Ablation)以及序号为11/281853题目为"实时评估组织消融的方法 (Method forReal time Evaluation of Tissue Ablation)"中有描述，其全部公开在此结合作为参考。这样，根据本发明，系统能获得从表面下至一定深度的组织温度的整体测 量值。具体的，本系统能够生成光纤的辐射接收光锥区C上的组织的整体温度。 因此，依靠利用的波长范围，不仅能够在组织表面测量温度，还可以在几毫米 或更深深度测量温/变。^封果度范围可在约0mm到5mm之间，4，大约1.0mm 到3.0rnm。接收光锥区C的直径还能通过改变收集光纤19的数值孔fe^调整。导管10本身包括具有近端和远端的细长导管体12，在导管体12远端的可 偏转中间段14，在中间段远端的尖端段36，在导管体12的近端的控制手柄16。 另外参考图5A和5B，导管体12包括具有单一的轴向或中心腔18的细长的管 状结构。导管体12是柔性的，即可弯曲的，但基本上不能沿其长度压縮。导管 体12能够具有任何适合的结构并且由任何适合材料构成。结构包括由挤压塑料 构成的外壁22。外壁22可包括不锈钢或类似物的嵌入编织网以增加导管体12 的抗扭刚度，使得当控制手柄16旋转时，导管10的导管体12，中间段14和尖 端段36将以相应方式旋转。穿过导管体12的单一腔18延伸的是部件，例如，金属丝、管、光纤和/或 电缆。单一腔导管体能优于多腔体，因为发现单一腔体当旋转导管时允许更好的控制尖端。单一腔允许各种部件自由地在导管体内浮置。如果这些金属丝、 管、光学槲牛和电缆限制于多腔中，当手柄旋转时，它们将产生倉遣，导致如 果例如释放手柄或绕曲线弯曲导管体具有回转的趋势，以翻转，这些的任何一 伟是不需要的工條性。导管体12的外部直径不重要，但i^不,8french,更^ 7fench。同 粉權22的厚度也不重屋，ffi^够薄使得中鹏18倉嫩糊前述部件。夕|# 22的内表面衬有刚性管20，刚性管20可由《琉适合材料，例如聚i^鄉 龙制成。刚性管20连同编织夕隨22提供改善的扭转稳定性，同时最小化导管 壁的厚度，这样可以使得中鹏18的直径最大化。刚性管20的外部直^:约 和夕虔22的内部直径相同鄉肖小。由于其壁非常薄并且同时能提供非常好的刚 性，雌聚it^管用于刚性管20。最大化中鄉18的直径不会繊3贼和刚性o导管体12可具有夕隨22,其外部直g大约0.090英寸到大约0.098英寸 并且内部直《纵大约0.061英寸到大约0.078英寸，并且聚 胺刚性管20具 有从大约0.060英寸到大约0.077英寸的外径和0.051英寸到0.069英寸的内径。如图5A和5B所示的实施例，导管体12的远端可通过形成于中间段14的 近端的凹槽24与中间段14连接，凹槽24接收导管体12的外壁22的内表面。 中间段14和导管体12 ffi31胶，似物连接。在中间段14和导管体12连接前， 刚性管20插入导管体12中。刚性管20的远端舰与聚氨酯胶或类似物形赚 连接23固定连接在导管体12的远端Pf逝。itii在导管体12的远端和刚性管20 的远端之间设置小距离，例如3mm以允许用于导管体12的空间以接收中间段 14的凹槽24。如果不应用压縮线亂力施加在刚性管20的近端，并且，当刚 性管20处于R縮下，第一胶连接(未示出)在刚性管20和外壁22中间舰例 如氰基丙烯酸酯的快干胶形成。然后，第二l^i接26在刚性管20和夕隨22的 近端之间应用例如聚氨酯的较慢干但较强效胶形成。如期望，在导管体内在刚性管远端和尖端段近端之间设置间隔体。间隔体 在导管体和中间段的连接处提供柔性过渡，其允许连接顺畅弯曲而不会打折或 纽结。具有这样间隔体的导管在美国专利申请序号08/924, 616,题目^""OT 接操作的心肌血管再生导管(Steerable Direct Myocardial Revascularization Catheter)"中有描述，该公开在此顿引用作为参考。再参考图6,导管体12远侧的中间段14包括具有多个腔的管19的短段。 管19由雌比导管体12柔性更好的无毒适合材料制成。适于管19的材料是编 织的或非编织的聚氨酯。中间端14的夕卜径，如导管体12，雌不大于约8french， 更，7french。腔的数量和尺寸不重要。在一个实施例中，中间端14具有大约 7french (0.092英寸)的夕卜径。管19是多腔的，例如具有第一腔30，第二腔32， 第三腔34和第四腔35。在示出的实施例中，腔30、 32和35都具有基本相同的 直径约0.22英寸，而腔34具有lttl:径约0.44英寸。如图7A和7B所示，从中间段14远端延伸的尖端段36包括尖端电极27 和塑料罩21 。如图8A和8B所示，塑料罩21在尖端电极27和管19之间延伸 并连接两者，为在其腔中延伸或穿过其腔的部《顿供罩和/或过渡空间，如同将 在下面讨论的。塑料罩21 由聚醚醚酮(PEEK)制成并且可能大约lcm长。 其近端接收中间段14的管19的外部圆周带凹槽表面17。中间段14和塑料罩 21由胶或类〗以物连接。在中间段14和尖端电极27之间延伸的诸如金属丝、电 缆、管的部件帮脚每尖端电极保持在适当位置。根据本发明，尖端电极27适于消融和收集黑胸射以监测组织温度。如图 7A和7B所示，尖端电极包括壳壁38和塞子44。壳38设置成具有圆顶远端31 和与中空的腔29i^i的开放的近端部分33。壳的圆顶远端31为防损伤的并适 于接触组织。开口近端33构造成接收塞子44，在其他功能中，其稳定延伸进壳 远端内的光纤43。壳38和塞子44可由任何适合的材料组成，其是不透明的和/ 或反射的，既导热又导电的，从而允许应用RF发生器的射频消融术。这些适合 的材料包括，但不限于，铂-铱，钼，金合金，或钼合金。由与壳38相同或相当的材料构成的塞子44，具有通常预定长度的通常细长 圆柱形外形，并且通常圆形截面与尖端电极27的开放近端33的横截面相配。 塞子44的远端部分是压入配合，或焊接固定在开放近端33内以密封中空腔29， 塞子44的近端部分从尖端电极27向近侧延伸以附着在罩21上。壳壁38具有至少一个用于尖端电极的开口以接收光纤43的远端。尖端电 极能具有任何相应数量的开口和光纤，如所需或合适的，虽然该数量部分依赖 于尖端电极的尺寸以及这里容纳的光纤的数量和尺寸。在所示的实施例中，壳 壁具有在其远端的单一的收集开口 200，其沿着尖端电极的纵轴线同轴。根据本发明，在塞子44上设置盲孔和通道以允许从中间段14延伸的部件锚定錢子J^穿MII子。在图7A、 7B和9中所示的实施例中，具W^^子 的近^面形成的盲孔102、 104和106,其中导丝40、热电偶丝41和45和位 置传麟72的远端分别锚定。还有鹏108,光纤电缆43穿JMii 108向尖端电极的远端延伸。穿as子44的iiit延伸的部件部^iMJ^、黏合剂^l似物:jOTi内固定錢子44上。从而，鹏和塞子帮助对准、稳定和固定多个穿过 塞子44延伸的部件。特别的，通道108帮助最小化电缆43上在其位于中间段 14和尖端电极27之间的过渡时的应力。^ig转中，来自组织和损伤的黑体辐射通过导管由光纤电缆43收集，光纤电缆43的远端M:开口 200与尖端电极的外面^i。辐射从导管的远端M:光纤电缆43转送，光纤电缆43从开口200延伸，穿M子44中的通道201、塑 料罩21的腔、中间段14的腔34,导管体12的中刘控，控制手柄16,在辐射 进~#繊恍学探测系统处露出其近端。电缆43具有被廳以沿其长度在开 口 200和光学探测系^t间光学隔离其自身。被自可以是不透明的，但^# 的缓冲材料，例如，铝、金等类似物，从而光不能穿透光纤43的僩邀。本领域技术人员能理解，光波导和光纤电缆通常用于^来自--端的光能 到另一端，虽然这些不唯一。可以理解，光纤电缆43可以是任何賴的光波导， 其中在电缆一端弓l入的光以最小损失被导弓闺电缆的另一端。电缆43可以是单 1纤电誠多个光纤束。可以是单一模式(也被称为单个模式或^^虫模式)， 或多模式(具有步长指数或渐变折射率)或塑料光纤(POF), 不同的因素， 包括但不P艮于，传输率，传输带宽，传输谱宽，传输距离，电缆直径，造价， 光信号失真公差和信号衰减，等等。船卜，光收集和输送可由其它仪器完成， 诸如空心光纤，中空波导，液1 导及类似物等。为了、微用于RF消融的尖端电极27，导丝40锚定錢子44内。参考图1、 2A和5，导丝40穿过中间段14的第二腔32、导管体12的中央腔18和控律哮 柄16延伸，并在其近端鄉AS孔(未示出)终结，输AS孔可插入賴的监 测器(未示出)。导丝40穿过到导管体12的中，18、控制手柄16以及中间 段14的远端延伸的部分是封装在保护套52内的，微'套52可由任何适合材料 伟喊，f^聚四氟乙烯RTM。保护罩52iSJi用聚氨酯胶或类似物胶合在腔32 内在其远端锚定在中间段14的远端上。导丝40 3!^倒可传统技术附着在尖端 电极27上。在示出的实施例中，通过以下方式实现导丝40到尖端电极27的连接，例如，M:将导丝40的远端焊接在尖端电极27的塞子44的盲孔102 (图 9和7B)中。在公开的实施例中为尖端电极27设置了MJt传感装置。可，^T传统的 ^S传感装置，例如，热电^^热敏电阻。参考图5B和7B，用于尖端电极27 的适合的MJt传感装置包括热电偶，热电偶由^导管远端尖端的近端几^ 的^J^I成。丝对的一根丝 丝41,例如，数量40铜丝。丝对的另一根丝是 麵丝45，其为丝对提殿撑和 贼。丝对的丝41和45彼此电隔离，除了在 它们的远端外，在远端它们接触并缠绕在一起，由小^1料管63驢，例如， 聚ifcM胺，并且由环,酯覆籠。塑料管63于JiJiil环,脂或类似物(图9) 附着錢子44的孔104中。丝41和45穿过在中间段14中的第二腔32延伸。 在导管体12内丝41和45穿过中央腔18在W"套52内连同导丝40延伸。丝 41和45穿鹏制手柄16伸出并到育链接^ 测器(未示出)的雜器(未 示出)。可选择的，mS传感装置可以是热敏电阻。娜于本发明的热敏电阻是 Thermometries (新泽西)出售的型号AB6N2"GC14KA143T/37C的热敏电阻。 船卜，具有其一层为热阻材料的传感器层的微制造薄膜组件形式的Mjg传感的 适合的导管设计包括那些在下述文献中描述的夷国申请序号11/280， 759,题 目为"具有多种微制造温度传感器的导管"(Catheterwith Multiple Mcrofebricated Temperature Sensors)", 2005年ll月15日申请；以及美国序号为11/281， 203， 题目为"具有微制造^S传感的导管"(CathterwithMicrofabricatedTeiq)erature Sensing), 2005年Jl月15 S申请，全部公开舰弓l用作为参考。这里公开的导管的实施例是单一偏转的，具有单一拉线；然而，本领域技 术人员會滩Sf得管可以是双向的具有两个拉线。参考图5B和7B,偏转中间 段14的拉线42通过导管体12延伸并且在其近端锚定在控制手柄16。拉线由任 何适合金属库喊，诸如不银纲或镍钛诺，并且雌覆盖有聚四氟乙烯RTM麟 似物。鶴层使拉线润滑。fe^tJt具有范围从大约0.006到大约0.010英寸的 直径。压縮线圏56位于导管体12内围绕拉线。压縮线圈56从导管体12的近 端向中间段14的近端延伸。f彌线圈由樹可适合的金属审贼，雌不糊，其 紧紧缠绕在其自身上以提供柔性，即育滩弯曲，但抗压缩。压缩线圈的内部直 ^f^大于拉线42的直径。在拉线上的聚四氟乙烯RTM MMM使得其會辦 ^fiL缩线圈中自由滑动。如需要，特别如导丝没有封闭在保护套52中，压縮线圈的夕卜表面可由例如由聚M胺管制成的柔性、非导电錢盖，以防止压縮线圈和ftj可其他在导管体12中的丝^M。压縮线圈56 MS连接50在其近端锚定在导管体12内的刚性管20的近 端，而在其远端ffi31胶连接(未示出)锚定在中间段14上。两个胶连接均雌 包括聚氨酯胶或类似物。胶可依靠注射器或类似物M形皿导管体12的外 表面和中央腔18之间的 L应用。这样的孔可由诸如针或类似物刺穿导管体12 和刚性管20的夕卜壁22形成，其充分加热以形成永久性的孔。胶于是穿过孔引 入压縮线圈56的夕卜表面并绕外圆周芯吸以围绕压縮线圈整个圆周形赚连接。参考图5B和6，拉线42延伸进中间段14的第一腔30。在图8中的图示实 施例，拉线42的远端被锚固到中间段14的管19的第一腔30的远端侦蝰。拉 线42的远端依靠由金属管120制成的T形枏苗109锚定，例如，皮下支的一小 段，其通过诸如巻边固定附着在拉线42的远端。该管具有在拉线42的远端以 外延伸一小職巨离的一部分。由小段不鄉带或类似物制成的横向件121横向 排列的焊接^^在金属管的远端上，WE操作过程中^H平。槽产生在管19 的侧^h,在腔30上形成开口，承载拉线42。横向件121横向位于槽内。因为 形淑黄向件121的带的长度比腔30内的开口的直径长，锚109不能完全拉入腔 30内。槽由聚氨酯胶122或类似物密封以形成光滑外表面。胶涼uA腔30内以完 全固定锚。T形ff^苗在美国专利6468260中有描述，在此全文引用作为参考。 本领域技术人员能想到其他锚定拉线42的远端的方法且包括在本发明的范围 内。例如，在塞子44的近端表面形成另一个盲孔，其中金属管120在拉线的远 端可Mil焊接固定。在尖端电极27内锚定拉线42提供了额》卜支撑，减小了尖 端电极27脱落的可能性。在中间段14的第一腔30内，拉线42穿过塑料套81， 优选为聚四氟乙烯RTM.套延伸，塑料套18在中间段14偏转时防止拉线42切 入中间段14的壁。将导致尖端段36偏转的拉线42相对于导管体12的纵向移 动由控制手柄16的适当操作完成。适合的控制手柄在美国专利6602242中有描 述，在此全文引用作为参考。在图7A和8A所示的实施例中，尖端段36携带电磁传繊72，并且如同 所述的，电磁传麟可位于塑料罩21内，其远端锚定在塞子44的盲孔106中。 电磁传感器72与电磁传感器电缆74连接。如图5A和6所示，传感器电缆74 延伸穿过尖端段36的第三腔34，穿过导管体12的中央腔18，延伸SA控制手柄16。电磁传感器电缆74然后在脐状电缆78 (图4)内伸出控制手柄16的近 端到传^§^制模块75，传^§^制模块75容纳有*^板(^出)。可选择 的，电路板可容织:i^礎翁序柄16内，例如，如美国专利申请08/924, 616,题 目为"易操纵的直接心肌血管再造导管(Steerable Direct MyocanM Revascularization Catheter)"中所描述的，在jtfc全文引用作为参考。电磁传麟 电缆74包括包装在塑茅4IIM套内的多根线。在传感^库襥块75内，电磁传 皿电缆74的线与电路板连接。电路板放大从电磁传感器72接收的信号， ^S^库鹏块75的^i端的寸专感器，器77以计OTl可M的形式将其传 送至lJi十OTl，如图4所示。由于导管可设计为仅单次使用，电路板可包含EPROM 芯片，该芯片在导瞥iCT大约24小时后关闭电路板。这防止导管，^S少电磁 传 ^次使用。本发明所应用的适合的电磁传#^例如美国专利5，558,091, 5，433，489， 5,480,422, 5，546，951, 5,568,809和5,391,199以及国际公开， WO95/02995中描逸舰全文弓间作为参考。电磁B^t传M 72可具有大约 6鹏到大约7mm的长度以及大约1.3mm的直径。 作中，导管尖端电极27被激励用于消融与，电极接触的组织。当来 自由导管IO (或其他导管)的尖端电极27执行的消融的损伤形鹏组织丄时， 由于电P且加热而组织加热，并，黑,射，黑体辐射由光纤43收集以传3i^ 光学处理系统，光^h理系统量化以特定一iX或多个)波长区域发射的黑^射 的量。本发明读取的鹏黑体组织的齟皇可以非侵入的确定组织的、鹏，不仅 可以确定组织表面下一定深度的组织温度，还可以确定组织表面的MJt。本领 ,术人员可以 1，可以在多个波长在光谱的近、中和远红外线区域探测到 组织的黑鄉射。辦，根据所需或适当的，光学探澳係统可设置成探测用于 不同的应用和用途中的这些不同的波长。在这种情况下，光学探测系统可包括 许多光学探测器，诸如CCD， PMT,光电二极管，或其他类似技术。在《琉 情况下，在消融和损伤形成过程中导管尖端的高温测量MJg传感能力将防止达 到与下列事件相关的温度的临界阈值，诸如蒸气迸发，血栓形成，碳化等。本发明的简单性使得可由多种导管构造完成高温测量鹏传感，导管构造包括 针消融和、鄉导管，冲洗和非冲洗导管，以及多种导管弯曲微。图10、 11和12示出的是适用于高温测量、鹏传感和在尖端电鹏流体冲 洗的导管的实施例，冲洗的液体例如为盐水，其灌入由壳形成并由冲洗管48塞住的空腔29。在该实施例中，电磁传感器电缆74穿舰34连同縱43延伸。 ^t48穿过导管体12的中鄉18，中间段14的第四腔35 (图10)，穿过塑 料罩21和塞子44的Jlii"0 (图12)延伸。管48M51聚氨酉瞰^^以,定 ^Mit 110和第四腔35中。管48的近端部分穿^^伟哮柄16延伸并^$俘 )^fi離置上的路厄(hier)插孔90 (图4) ^^似物麟止。在公开的实施伊J 中，離管48从远端较小直径向近端駄直 ±渡。例如，远端段可以是大约 0,0155x0.0175英寸，而近端段大约是0.024x0.28英寸。实际上，流体可穿鹏 臓孔90由泵(未示出)注入冲洗管48,再注入尖端电极27的中空腔29，从 形成在壳38中的冲洗开口22流出。在这个实施例中，收集开口200可大于光 纤43的周长，从而流体还能滲入光纤远端的周围并織尖端电极的远端渗出。 注入管48可由任何适合的材料制成，雌由聚S5tW膽管制成。根据本发明的特征，栗(未示出)以相对中空腔29的外部正ffiM维持流体, 从而,从中空腔29穿过收集开口向外的恒定通畅的流1 ^透，用于不同 功能，例如清洁光纤43的远端尖端和/或冷却尖端电极禾P/或消融位置并增加更 深更彌伤的传导性。参考本发明的现有，实施例进行了上述描述。本发明所属技斜卩领域的 技术人员會嫩理解，在前述的结构所进行的变更和改变可以实践而不显著脱离 本发明的原理、精神和范围。因此，上面的描述不能理解为只与附图所图示和描述的具体结构有关，而 应理解为支持并且与下面具有清楚完整范围的权利要求"^。
权利要求
1、一种导管，包括导管体；在导管体远端的尖端段，尖端段设置为用于消融组织，尖端段具有用于探测来自组织的黑体辐射的光纤。
2、 用于在组织消融ai呈中探测黑胸射的系统，包括导管，具有消融元件和适于收棘自组织的黑條射的光学收 ;消融能量源，适于向消融元件发送消融肯氇；光報测器，适于械定的波长区域探测黑鹏射。
3、 用于消融以及组织、鹏测量的系统，包括导管，具有消融元件和适于收集来自消融组织的黑,射的光学收集器； 光学探测系统，具有波长选择器，用于提供代表黑体辐射的波长区域的信 号的量化仪器，禾口用于确定来自所述信号的、，测量值的处理器。
4、 根据权利要求3的系统，其中光学收集器包括光纤。
5、 根据权利要求3的系统，其中温度测量值是在光纤的接受光锥区的整体 鉱
6、 根据权利要求1的系统。其中组织是心脏组织。
7、 根据权利要求l的系统，其中消融元件是适用于RF消融的。
8、 根据禾又利要求1的系统，其中消融元i牛^g用于微波消融的。
9、 根据权利要求1的系统，其中消融元件是适用于超声消融的。
10、 根据权利要求l的系统，其中消融元件题用于激光消融的。
11、 根据权利要求l的系统，其中消融元4牛是适用于7令冻消融的。
12、 用于消融和组织温度测量的系统，包括导管，具有消融元件和适用于收集来自消融组织的黑,射的光学收集器； 光学探测系统，具有波长选择器，用于提供代表黑体辐射的波长区域的信 号的量化仪器，和用于确定来自所述信号的温度须糧值的处理器。
13、 根据权利要求12的系统，其中光学收集器是光纤。
14、 用于心脏消融的导管，包括 导管体；在导管体远端的可偏转部分；尖端段，具有适于心脏组织的RF消融的尖端电极，和适用于探测表示心脏 组织温度的黑体辐射的光学收集器。
15、 根据权利要求14的导管，其中光学收集器是光纤。
16、 根据权利要求15的导管，其中尖端段容纳有光纤的远端。
17、 根据权利要求15的导管，其中导飾包括控制手柄，并且光纤穿过导管从^fe端段向导管体近端的控制手柄延伸。
18、 根据权利要求14的导管，其中导管体^S成双向偏转。
19、 根据权利要求14的导管，其中导管设置成用于冲洗。
20、 根据权利要求15的导管，其中尖端电极包括壳和塞子，光纤穿M子 且向壳的远端延伸。
21、 根据权利要求20的导管，其中壳具有用于流体流出尖端电极的开口。
22、 根据权利要求14的导管，其中尖端段包括电磁位置传感器。
23、 用于心脏消融以及组织^t测量的系统，包括导管，具有导管体，导管体远端的可偏转部分，以及尖端段，尖端段具有 适用于心脏组织的RF消融的尖端电极和远端接收在形成于尖端电极中的开口 内的光学收集器，光学收集器用于探测来自心脏组织的黑胸射，与光学收集器连通的光学探测系统，光学处理系统处理f^表黑体辐射的至 少一部分的波长的信号以确定组织温度。
24、 根据权利要求23的系统，其中探观係统包括波錢择器，提供信号的 量化仪器以及以信号为基础确定组织温度的处理器。
全文摘要
本发明涉及用于在心脏消融过程中监测组织温度的光学高温测量导管。用于实时光学高温测量组织温度监测的系统。该系统适用于心脏消融和组织温度测量，具有导管，导管具有适用于心脏组织的RF消融的尖端电极和远端接收在形成于尖端电极上的开口内用于探测来自心脏组织的黑体辐射的光学收集器。系统包括与光学收集器连通的光学探测系统，光学处理系统处理代表黑体辐射的至少一部分波长的信号以确定组织温度。光学收集器结合于导管尖端内使得在消融和损伤形成过程中能实时监测组织温度从而避免与下列可能损伤组织的事件相关的温度临界阈值，所述事件包括蒸气迸发、血栓、碳化等等。
文档编号A61B18/18GK101332083SQ20081021033
公开日2008年12月31日 申请日期2008年6月30日 优先权日2007年6月28日
发明者C·A·利伯, S·沙拉雷 申请人:韦伯斯特生物官能公司