用于使经消融组织可视化的系统和方法

用于使经消融组织可视化的系统和方法【专利摘要】公开了用于将经消融组织可视化的系统和方法。在一些实施方案中，用于使组织成像的系统包含：导管(1601)，其具有远端和近端；可膨胀球囊(1603)，其安置在导管(1601)的远端附近；以及光学壳体(1803)，其从导管(1601)的远端延伸到球囊(1603)中，所述光学壳体(1803)配置成使用于照射所述球囊(1603)外部之组织的光源(1805)和用于使经照射组织成像的照相机(1804)位于所述球囊(1603)内部。【专利说明】用于使经消融组织可视化的系统和方法[0001]相关申请[0002]本申请要求2012年9月22日提交的美国申请No.13/624,902的权益和优先权，其是2012年9月22日提交的美国申请No.13/624,899的部分继续申请，并要求2011年9月22日提交的美国临时申请No.61/537,798的权益和优先权，并且这些申请的整体通过引用在此并入本文。[0003]政府支持的声明[0004]本发明是在国家卫生研究院授予的批准/合同号R01HL095828下由政府支持完成的。政府享有本发明的某些权益。【
技术领域：
】[0005]本文公开的实施方案涉及用于使组织消融（ablation)和可视化的方法和系统。【
背景技术：
】[0006]示例性实施方案涉及在治疗心房颤动（AtrialFibrillation,AF)期间使用的技术。心房颤动是最常见的持续性心律失常，其目前影响两百万美国人。心房颤动与死亡率、发病率增加以及生活质量受损有关，并且是卒中的独立危险因素。发生心房颤动的高度终生风险突出了该疾病的公共健康负担，其单在美国每年治疗费用就多达70亿美元以上。[0007]已知患有心房颤动的患者中85%的发作是由起源于延伸入肺静脉（PV)之肌袖（musclesleeve)内的病灶电活动触发的。心房颤动也可以通过上腔静脉或其他心房结构内的病灶活动触发。这些病灶触发可导致由折返电活动（reentrantelectricalactivity)和回旋（rotor)驱动的心动过速，其然后可碎裂成心房颤动所特有的众多电微波（electricalwavelet)。延长的心房颤动可引起膜离子通道的功能变化以及离子通道表达的变化。这些改变进一步使心房颤动持续。[0008]射频（RF)消融是用于治疗心房和心室节律紊乱的有效疗法。在美国每年进行近10万例射频消融手术以治疗心律失常。RF消融靶向折返途径和/或异常异位基因座(abnormalectopicloci)的关键要素而不显著破坏邻近的健康心肌和冠状血管的量。消融还用冷冻消融和激光引导的消融系统进行。[0009]为了进行RF消融手术，将导管穿入心脏并将尖端引导到心房中。进行经中隔穿刺以允许从右心房跨越进入左心房，左心房是进行消融的关键（crux)。然后导管发射高能RF电脉冲，其破坏心房组织并形成阻断异常信号的疤痕组织。心房颤动的最常见RF消融治疗由以下组成：各肺静脉口周围以圆形方式引入消融损伤（lesion)。损伤使肺静脉电隔离以阻断病灶触发进入左心房。RF损伤也可在微创或心脏直视手术（openheartsurgery)期间经心外膜引入。[0010]RF消融损伤的程度并不简单地为所递送RF能量的函数，而是取决于许多因素，包括导管尖端与组织之间的接触、心肌的厚度、血液流动的程度以及脂肪的存在。目前我们使用称作3D标测（mapping)系统（CART0和NAVEX)的替代物（surrogate)来确定解剖构造(anatomy),替代物可以深入（beoff)1或2厘米。目前的电解剖（electro-anatomical)标测系统主要绘出导管尖端的物理位置，但没有绘出由消融引起的细胞损害的程度。因此，迄今为止，RF消融损伤在没有关于受影响组织之生理状况的信息下建立。考虑到消融损伤之间的可激发组织的间隙与心律不齐复发直接相关，这是成问题的。实时监测由消融产生的组织损害仍然是目前消融方法的主要限制。[0011]为了解决不完全损伤的问题，已经提出了两种主要策略。第一种是改进消融装置，其包括发展多极和线性导管、使用激光和高强度聚焦超声的基于球囊（balloon)的技术、以及装备RF导管的压力传感器。[0012]第二种策略是在消融手术期间使RF消融损伤可视化。这样的可视化可基于受损组织的化学和/或物理性质的急剧改变。具体地，目前的可视化方案需要使用染料并且包括磁共振成像（MRI)、相干断层扫描（coherencetomography,CT)和光谱。[0013]所有这些策略使用替代物来预测间隙的区域并且没有一个具有如我们所设计的实时直接可视化技术。尽管有所有的现有技术，可是第一次手术后94%的患者发生肺静脉重新连接（reconnection)。消融手术后心房颤动复发80-90%的次数是由于间隙部位的肺静脉重新连接。[0014]发明概述[0015]本文公开了用于使经消融的组织可视化的系统和方法。[0016]根据本文举例说明的一些方面，提供了用于使组织成像的系统，其包含：导管，其具有远端和近端；可膨胀球囊（inflatableballoon)，其安置在该导管的远端附近；以及光学壳体（opticalhousing),其从该导管的远端延伸到球囊中；该光学壳体配置成使用于照射所述球囊外部之组织的光源和用于使经照射组织成像的照相机位于所述球囊内部。[0017]根据本文举例说明的一些方面，提供了用于使组织成像的系统，其包含：导管，其具有远端和近端；可膨胀球囊，其安置在该导管的远端附近；以及光学壳体，其从该导管之远端延伸到球囊中；球囊内部的光源，该光源被光学壳体支持并配置成激发组织中的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的天然还原形式，或者说烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氢（NADH);以及球囊内部的照相机，该照相机被光学壳体支持并配置成使被光源照射的组织成像。[0018]根据本文举例说明的一些方面，提供了用于使组织成像的系统，其包含：导管，其具有远端和近端；冲洗端口（irrigationport),其用于在该导管的远端附近用流体置换血液；以及光学壳体，其从该导管的远端延伸，该光学壳体被配置成支持用于照射组织的发光二极管光源和可视化装置，所述可视化装置包含将光学图像转化为电子信号（electronicsignal)以使被照射组织成像的多个图像传感器。[0019]根据本文举例说明的一些方面，提供了用于使组织成像的系统，其包含：套管(sheath)，其用于输注能够置换血液并且透过光的流体；安置在套管内的导管，该导管具有远端和近端；光学壳体，其从该导管的远端延伸，该光学壳体被配置成支持用于照射组织的发光二极管光源和可视化装置，所述可视化装置包含将光学图像转化为电子信号以使被照射组织成像的多个图像传感器。[0020]根据本文举例说明的一些方面，提供了用于使组织成像的方法，其包括：将导管推进到组织，所述导管包含安置在导管之远端附近的可膨胀球囊和光学壳体，所述光学壳体从该导管之远端延伸到所述球囊中以使光源和照相机位于球囊内；消融组织；用光源照射包含被消融处理之组织和周围组织的组织区域以激发在该组织区域中的NADH;用成像装置使该组织区域成像以检测所述组织区域的NADH荧光；以及产生经成像、经照射之组织的显像（display)，所述显像举例说明了经消融的组织与未经消融的组织相比具有较少的荧光。【专利附图】【附图说明】[0021]将参考附图进一步解释本文公开的实施方案，其中在若干视角中通过相同的数字指示相同的结构。所示的附图不一定是按比例的，而重点在于一般性地说明本文所公开的实施方案的原理。[0022]图1A是根据本公开内容之示例性系统的框图（blockdiagram);[0023]图1B举例说明了用于根据本公开内容示例性系统之导管的实施方案；[0024]图1C举例说明了用于根据本公开内容示例性系统之导管的实施方案的远端；[0025]图1D举例说明了用于根据本公开内容示例性系统之导管的实施方案的近端；[0026]图2A是根据本公开内容之示例性系统的框图；[0027]图2B举例说明了用于与图2A中所示之示例性系统相连接的滤光器盒实施方案；[0028]图3是根据本公开内容之示例性方法的流程图；[0029]图4A举例说明了RF消融探针处于向心外膜表面递送损伤的位置；[0030]图4B举例说明了在无血大鼠心脏中进行标准RF消融方案后典型损伤的视觉外观；[0031]图4C举例说明在无血心脏中两个独立RF消融损伤的外观，如由fNADH成像所揭示的；[0032]图4D举例说明了在用活体（vital)TTC染料进行TTC染色后相同的两个RF消融损伤的外观（白色组织-坏死，红色-存活）；[0033]图4E举例说明了经TTC染色的心脏横截切片示出使用两种不同的能量设置在相反的心外膜表面引入的两处损伤的深度；[0034]图5A举例说明了如在fNADH-敏感性通道上看到的损伤随时间的稳定性；[0035]图5B举例说明了如在fNADH-敏感性通道上看到的在生存手术后2个月剥离之大鼠心脏心外膜表面上的射频消融损伤的图像；[0036]图6A、图6B和图6C举例说明如在fNADH-敏感性通道上看到的RF损伤的尺寸与在TTC染色后之间的比较；[0037]图7A、图7B和图7C举例说明了两处RF损伤之间折返（reentry)的发生，其基于来自使用电压敏感性染料和fNADH之心外膜电活动的双重成像的数据。由于电波(electricalwave)通过两处RF损伤之间的狭窄峡部（isthmus)，所以发生折返形成；[0038]图8A、图8B、图8C和图8D举例说明了跨越两处RF损伤之间之峡部的fNADH和电活动的谱（profile);[0039]图9A、图9B、图9C和图9D举例说明了消融区域内的RH237滞留（retention);[0040]图10A、图10B、图11C和图11D举例说明了当与NADH荧光比较时，RF消融手术后RH237的滞留。10B和10C示出在大鼠心脏中完成的RF消融，10D-在兔心脏中；[0041]图11A-11D举例说明在经血液输注的开胸动物中RF消融损伤的可视化。如在图11D中示出的，通过荧光缺乏（赋予组织暗色外观）鉴别经消融的损伤（图的中心部分），而缺血或受损的组织变得更亮，如通过光晕型（halotype)外观举例说明的；[0042]图12是肺静脉附近经血液输注之犬左心房组织的心内膜表面上消融损伤的图像。[0043]图13是冷冻消融后无血大鼠心脏心外膜表面上的消融损伤的图像。[0044]图14举例说明了在已经使用射频消融急剧消融的大鼠经血液输注之肝脏中的fNADH损伤；以及[0045]图15是标准导管右侧的2D图像并且重建为整合入3D标测系统之3D。可使用计算机系统和程序将所获得的NADH荧光2D图像转化为叠加在所显示的心房解剖构造上的3D图像。[0046]图16是本公开内容球囊导管组件的实施方案的视图。[0047]图17是本公开内容具有隐藏球囊之球囊导管组件的实施方案的视图。[0048]图18是插入到本公开内容之实施方案导管中的实施方案光学壳体的视图。[0049]图19、图20和图21举例说明了本公开内容之光学壳体的多种非限制性实施方案。[0050]虽然以上限定的附图阐述了本文公开的实施方案，但是还考虑如在讨论中指出的其他实施方案。本公开内容通过代表性的而不是限制性的方式举例说明实施方案。本领域的技术人员可以想到多种其他修改或实施方案，其落入本文公开之实施方案的原理的范围和精神内。[0051]发明详述[0052]本公开内容的示例性实施方案涉及在消融手术期间使RF消融损伤可视化的系统和方法。还提供了用于治疗心房颤动（AF)的系统和方法。[0053]提供了用于治疗心房颤动（AF)的系统、导管和方法。使用球囊引导的导管对心脏组织中内源NADH的荧光（fNADH)成像以鉴别经消融和未经消融的区域，所述导管装备了用以检测NADH荧光的UV照射源和UV能纤维（UVcapab1efiber)、荧光能照相机（fluorescencecapablecamera)或成像束以及光学带通滤光器（opticalbandpassfilter)。可以使用fNADH成像鉴别经消融区域之间的间隙，并且随后可以将所述间隙消融。成像可在消融手术期间进行并且不需要另外的化学品（例如对比剂、示踪剂（tracer)或染料）。[0054]在一些实施方案中，本公开内容的系统可用于使用紫外光照射组织并且可使内源NADH荧光（fNADH)成像以鉴别经消融和未经消融的区域。可使用例如位于导管尖端的双重UV激发/发射光纤波导来实现紫外光的提供和组织之fNADH的成像。本公开内容的方法和系统不需要添加染料和染色剂（stain)。此外，本公开内容的方法和系统允许在消融手术期间成像，使得初次手术之后无需另外的侵入消融手术。使用本公开内容的方法和系统导致在完全消融的部位因缺乏荧光而具有完全暗色的区域，这可通过提供对于健康组织的经标记的对比剂以及在经消融组织和健康组织之间之边界区处甚至更多的对比剂来增强检测经消融区域的能力。该边界区域是水肿组织和缺血组织，其中NADH荧光在成像后变成亮白色。边界区围绕经消融的中心组织建立光晕外观。[0055]根据本公开内容的示例性实施方案，使用低强度紫外光照射，使用内源NADH荧光(fNADH)对经消融组织和所述经消融组织周围的组织成像。NADH是在完整细胞内存在的辅酶并且在心脏肌肉细胞中特别丰富。当NADH从受损细胞的线粒体释放和/或转化为其氧化的NAD+形式时，心肌细胞fNADH显著下降。这揭示了消融诱导的肌肉损害，从而突出了指示不完全心外膜损伤的间隙。[0056]目前的消融在没有关于经消融组织之生理学的有意义的实时信息的情况下进行。病灶源的电隔离是消融功效的唯一指标（indicator)。该方法存在两点主要限制。第一点是在手术期间不能测量损伤的程度。第二点是不能确定电隔离的具体原因。例如，电隔离可以由心脏肌肉损坏导致，但也可由可逆受损细胞的功能改变导致，以及由临时水肿导致。在水肿的情况下，它可以在几周后消退，潜在地恢复异常电传导。在没有对比剂、示踪剂或染料的情况下，本公开内容的fNADH成像揭示不可逆心脏肌肉损害。递送RF能量后立即看到经fNADH成像检测的损伤并且它们保持稳定数小时。因此，可视化可与消融协调地完成或在引入多处损伤后完成。[0057]在本公开内容中使用的缺血损害期间NADH荧光的增加和与之相反的由于以下原因导致的热损坏后的降低之间没有矛盾。约30%的心肌细胞体积由含有大量NADH的线粒体构成。因此，可以相对容易地测量来自肌细胞的fNADH之水平的改变。当肌纤维膜和线粒体膜被加热瓦解时，NADH丢失并且fNADH水平立即下降。在低氧和/或缺血期间，细胞完整性被保留但氧可利用性降低。氧在线粒体电子链中充当最终电子受体并且它的减少导致NADH积累。因此，缺血导致fNADH以时间依赖的方式增加。例如，如果冠状动脉输注在消融期间暂时中断，消融后，可以在邻近更暗色的圆形fNADH损伤处观察到具有升高之fNADH水平的缺血或受损组织的斑点（patch)，这可在图4C中看出。[0058]可以在没有另外的示踪剂或对比剂的情况下完成监测内源性fNADH。由于荧光的改变反映急剧的生物化学改变，所以损伤几乎立刻被看到。虽然成像模式（例如MRI、C_臂CT和对比剂超声波心动描记法（contrastechocardiography))是检测由加热诱导之生理改变导致的参数的优秀工具，但是需要对比剂以实时使改变可视化。另外，虽然MRI和C-臂CT提供高空间分辨率，但可能消耗至多30分钟来使细胞坏死可视化。超声波心动描记法更快，但空间分辨率低且视野受限。还已经探讨了基于物理组织改变的其他模式，所述物理组织改变包括组织弹性、阻抗或吸收中的变化。虽然这样的策略提供了实时反馈并且可以预测损伤尺寸和深度，但是它们也需要大量的数据处理并且不提供经消融区域的直接可视化。然而，应当注意，这些公知的成像方法可以与本公开内容的方法联合使用。[0059]目前，多数消融手术是心内膜的，但是大约10%至20%可以施加到心外膜。频繁观察心外膜基底的VT，包括>20%的梗死后VT，以及>30%的来自非缺血性心肌病（特别是查加斯病（Chagasdisease))的VT。这些心外膜基底的消融可以使用经皮方法，其包括将套管剑突下（subxiphoid)放置进入完整的、封闭的心包腔（pericardialspace)。fNADH成像特别地用于这些过程。装备有UV-兼容光学器件（optic)以及光敏图像捕获装置的传统内窥镜将适用于该目的。为了消融部位的适当可视化，可使用通过内窥镜的空气吹入扩张心包腔。在临床设置中，用二氧化碳而不是空气的吹入将可能降低空气栓塞的风险。如果在内窥镜前面使用可膨胀球囊来置换血液，那么fNADH成像也可以用于心内膜手术。[0060]本公开内容的系统和方法让使用者能够在进行消融的同时监测心肌损害。这样一来，临床心脏电生理学家可能能够缩短时间并提高消融的效率，尽可能降低可以引起消融后并发症的不必要的组织损伤，并且降低消融后的心律失常复发和对后续消融的需要。fNADH成像还可以用于靠近消融部位之组织损伤的机理研究并且用于评估可改变损伤间隙之间电传播的药物。[0061]在无血或经血输注的大鼠和兔心脏二者中，fNADH成像的使用允许使消融损伤和损伤之间的间隙可视化。可使光学动作电位和NADH的内源性荧光成像以研究消融损伤周围的电活动和组织活力的改变。可在消融手术期间使用位于导管尖端的双重UV激发/发射光纤波导来实现fNADH成像。这样的波导系统可以与3D标测系统相连接以提供导管附近心脏肌肉活力的详细绘图。[0062]图1A是根据本公开内容的示例性系统的框图。该系统包含与外部设备125连接的可膨胀球囊导管105。在一些实施方案中，导管105包含消融装置110、照射装置115以及成像装置120。在一些实施方案中，照射装置115和成像装置120可利用光纤波导来传递往返于经处理组织的光。[0063]在一些实施方案中，本公开内容的方法和系统可以与消融手术结合使用，从而实时监测何时实现所期望之组织的完全消融。消融是使用能量，加热或极端的冷（冷冻）来破坏或损害组织（消融）的过程。例如，RF消融依赖于由高频交流电产生的热来消融组织。冷冻消融用于多种临床应用，使用冷却的、热传导的流体通过其循环的中空管或针（冷冻探针）来通过冷冻该组织破坏该组织。可以结合多种类型的组织消融来使用本公开内容的系统和方法，所述组织消融包括但不限于RF消融、冷冻消融、声能消融、电磁能消融、微波能量消融、超声消融、化学消融、激光消融、热消融、电消融或其他类型的热或非热能消融。为此，在一些实施方案中，消融装置110可以被推进到需要消融的组织以消融该组织。在一些实施方案中，消融装置110具有选自以下的能量源：射频能量、微波能量、电能、电磁能、冷冻能量（cryoenergy)、激光能量、超声能量、声能、化学能和热能。[0064]外部设备125包含向照射装置115提供紫外光的光源130、照相机135和显示器140。在一些实施方案中，照相机135可为CCD照相机，其对于对应NADH荧光的波长具有高量子效率（即，在460nm有80%量子效率），例如AndorIxonDV860照相机。在一些实施方案中，照相机135可以配备有460/25nm滤光器135(即，通过紫外光同时阻挡紫外光谱以外之光的滤光器）。[0065]参照图1B，在一些实施方案中，导管105是具有近端220和远端221的多腔导管。导管105包含安置在导管105之远端221附近的球囊222。球囊222可以由UV透明材料（例如UV透明含氟聚合物）制成。在一些实施方案中，球囊222可以具有50μπι的厚度、1.31的折射率。球囊222可以是顺应性球囊（complaintballoon)或非顺应性球囊(non-complaintballoon)〇[0066]球囊222可以是圆形、扁平形、圆筒形、椭圆形、矩形或取决于待使用导管105处理之解剖构造的其他形状。球囊222可以在荧光成像的部位置换血液以提供光学整洁视图(opticallyunclutteredview)。因为血液具有突光性质主要是因为血红蛋白，所以通过该介质成像将使发射途径饱和。球囊可以用气体或液体膨胀。例如，具有约1.00045之低折射率的二氧化碳可用于使该球囊膨胀。另外，在球囊在体内破裂的情况下，由于氮气的高分压，短时期内C02暴露不会引起任何即时的致命危险。合适的流体包括但不限于水、盐水、血液或其他类似流体。导管105可包含用于使球囊222膨胀和收缩的膨胀/收缩腔225。为了使球囊222膨胀和收缩，在一些实施方案中可以提供两个单独的腔。[0067]除了膨胀/收缩腔225,导管105还可以包含用于推进消融装置110的消融腔223、用于推进成像装置120的成像腔224、以及用于推进照射装置115的照射腔226。应当理解，导管105可以包含另外的腔或者一些腔可以提供多种功能。例如，在一些实施方案中，可以采用单个光纤束使来自光源130的光传递至组织以照射该组织，并且使由该组织反射的光传递至照相机135。[0068]参照图1C，举例说明了无球囊222之导管105的远尖端221的实施方案。为了消融期望组织，消融腔223允许消融装置110通过或超过导管105的远端221。膨胀/收缩腔225让使用者能够将球囊222膨胀或收缩以有助于荧光成像。成像腔224允许成像装置120被推进到球囊中以使经消融组织成像，可以通过经照射腔226推进的照射装置105照射所述经消融组织。应当理解，多个腔223-226相对于彼此的位置可以以期望的程度变化。[0069]参照图1D，举例说明了近尖端220的实施方案。在一些实施方案中，为了将消融装置110引入到导管105，可以提供与消融腔223连通的消融端口233。为了操作球囊222，可以提供与膨胀腔225a和收缩腔225b连通的另一个端口235。在一些实施方案中，近端220包含与成像腔224和照射腔226连通的出口237,以将成像装置120和照射装置110引入到导管105中。为了将导管105与一个或更多个外部设备125相连接，还可以向导管105提供连接器240。[0070]再次参照图1A，外部设备125可以包含照相机135。在一些实施方案中，照相机135可以是CCD(charge-coupleddevice,电荷f禹合装置）照相机。在一些实施方案中，可以选择照相机135使得它能够收集尽可能多的光子，并且这对图像带来最小的噪音。通常对于活细胞的荧光成像，C⑶照相机应当在约460nm下具有至少50-70%的量子效率，表明30-50%的光子将被忽略。在一些实施方案中，照相机135在460下具有约90%的量子效率。照相机135可以具有80kHz的采样率。在一些实施方案中，照相机135可以具有8e_(电子）或更小的读出噪音（readoutnoise)。在一些实施方案中，照相机135的最小读出噪音为3e'[0071]外部设备125还可以包含光源130,例如UVLED发射器。该光源用于经成像装置120照射组织，所述成像装置120可以包含光纤光导（fiberopticlightguide)并且可以通过成像腔224推进到导管105的远尖端221以捕获组织图像。在一些实施方案中，为了照射待可视化的组织，光纤光导可以充当照射装置115以使来自光源130的光以激发波长传递至该组织。光纤光导还可以发挥将由该组织反射的光传递返回至相机135的作用。在一些实施方案中，独立的光纤网络可以用于照射和成像，也就是说，在一些实施方案中，照射装置115可以独立于成像装置120。在一些实施方案中，纤维镜（fiberscope)可以用作成像装置、照射装置或二者。[0072]当经照射组织的图像被(XD捕获时，这些图像可以被发送到显示器140以实时地向使用者显示。可通过使用软件分析图像以获得实时的细节（例如，在图像特定部位的强度或辐射能量），从而帮助使用者确定进一步的干预是否是必要的或期望的。[0073]参照图2A，在一些实施方案中，本公开内容的系统可以包含位于导管系统105和外部设备125(例如照相机135和光源130)之间的滤光器盒145。滤光器盒145可以包含二色镜146,其用于反射来自光源130的待被照射装置115传播的光。二色镜146可以对光呈45°入射角放置，以建立反射光的阻带（stopband)和透射光的通带（passband)。来自光源130的光以样本的90°方向被反射。同时，在相同朝向上，由样本传出的光通过该镜。在一些实施方案中，可以使用具有425nm之截止（50%)波长的长传（longpass)二色镜，这是因为它具有在355nm和410nm之间大于80%的近似反射带和在440nm和700nm之间大于90%的透射带。应当理解，可以使用其他光学装置以传递往返于待可视化组织的光。[0074]滤光器盒145还可以包含发射滤光器147以滤除可以带来某种噪音或不期望特征的光。在一些实施方案中，基于NADH荧光，滤光器147可以是460nm的中心波长，具有50nm带宽（即460±25mm)。滤光器盒145还可以包含激发滤光器，其用于选择来自光源130之光的激发波长。[0075]参照图2B，实施方案滤光器盒145包含照相机端口400,其带有容纳于位于照相机端口400前面的滤光器容纳器（filterholder)402中的发射滤光器401。滤光器盒145还包含容纳在滤光器容纳器404中的激发滤光器403，其可以位于光源端口或导管端口。激发滤光器403位于导管端口405。二色镜405被插入镜槽406并且相对于端口约45度角定位以将光源130连接至滤光器盒145。[0076]参照图3,举例说明了本公开内容之系统的操作。首先，将导管105插入到受心房颤动影响的区域，例如肺静脉/左心房交界处（leftatrialjunction)(步骤150)。从视野中移除血液。对于心房颤动消融，将使用光纤波导周围的透明球囊置换在肺静脉/左心房交界处的血液。受影响的区域被来自源130和照射装置115的紫外光照射（步骤155)并且使用消融装置110消融照射区域中的组织（步骤160)。使用本公开内容的系统可以采用点对点RF消融或冷冻消融或激光或其他已知消融过程。通过使尖端穿过导管的中央腔来进行消融。在该过程之后，可以缩回消融尖端。[0077]通过成像装置120和照相机135的组合来使照射区域成像（步骤165)。本公开内容的方法依赖于NADH之荧光发射的成像，NADH是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+)的还原形式。NAD+是在所有活细胞的有氧代谢氧化还原反应中发挥重要作用的辅酶。它通过接受来自柠檬酸循环（三羧酸循环）的电子来充当氧化剂，所述柠檬酸循环发生在线粒体中。通过该过程，NAD+由此还原成NADH。NADH和NAD+在细胞的呼吸单元（线粒体）中最丰富，但也存在于胞质中。NADH是线粒体中的电子和质子供体以调节细胞代谢并参与包括DNA修复和转录在内的多个生物学过程。[0078]通过测量组织的UV诱导荧光，能够了解组织的生物化学状态。已经研究了NADH荧光在监测细胞代谢活动和细胞死亡中的用途。体外和体内的一些研究调查了使用NADH荧光强度作为细胞死亡（凋亡或坏死）监测的内在生物标志物的潜力。一旦NADH从受损细胞的线粒体释放或转化为其氧化形式（NAD+)，其荧光就显著下降，从而使得其在受损组织与健康组织的区分中非常有用。在氧气不可得时的缺血状态期间，NADH可在细胞中积累，这增加了荧光强度。然而，在死细胞的情况下，NADH的存在全部消失。下表总结了因NADH荧光而不同的相对强度状态：[0079]【权利要求】1.用于使组织成像的系统，其包含：导管，其具有远端和近端；可膨胀球囊，其安置在所述导管的所述远端附近；以及光学壳体，其从所述导管的所述远端延伸到所述球囊中；所述光学壳体配置成使用于照射所述球囊外部之组织的光源和用于使经照射组织成像的照相机位于所述球囊内部。2.根据权利要求1所述的系统，其还包含具有能量源的消融部件，所述能量源选自射频能量、微波能量、电能、电磁能、冷冻能量、激光能量、超声能量、声能、化学能和热能。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述光源是UV发光二极管（LED)。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述照相机包含将光学图像转化为电子信号的图像传感器。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统是机器人控制的。6.根据权利要求1所述的系统，其中调整所述光学壳体的尺寸以在所述光学壳体的外表面和所述导管的内壁之间形成间隙。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述间隙与所述导管和所述球囊流体连通以操作所述球囊。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述光学壳体相对于所述球囊旋转。9.根据权利要求1所述的系统，其还包含支持管，所述支持管延伸超过所述导管的远尖端，以向所述球囊提供结构支持。10.根据权利要求9所述的系统，其还包含围绕所述支持管之远端的尖端，所述尖端被配置成充当消融元件。11.根据权利要求9所述的系统，其中所述支持管包含与所述导管之内腔连通的内腔，其用于使消融部件通过所述球囊的远端。12.根据权利要求1所述的系统，其中所述导管被配置成用于血管内接近所述组织。13.根据权利要求1所述的系统，其中所述导管被配置成用于经开放切口引入组织或经皮引入组织。14.根据权利要求1所述的系统，其中所述光源被配置成激发组织中的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的天然还原形式（NADH)。15.根据权利要求1所述的系统，其还包含第一光源和第二光源，所述第二光源与所述第一光源相比能够产生不同波长的光。16.根据权利要求1所述的系统，其还包含与所述照相机连接的显示系统，用于基于所检测的NADH荧光产生经照射组织的图像。17.根据权利要求14所述的系统，其中所述照相机和所述显示系统处于无线通讯中。18.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统在用于心律失常、室上性心律失常、室性心律失常、心房颤动、肺静脉标测和消融的诊断和治疗过程期间在心脏中使用。19.用于使组织成像的系统，其包含：导管，其具有远端和近端；可膨胀球囊，其安置在所述导管的所述远端附近；以及光学壳体，其从所述导管的所述远端延伸到所述球囊中；所述球囊内部的光源，所述光源被所述光学壳体支持并且配置成激发组织中的NADH;以及所述球囊内部的照相机，所述照相机被所述光学壳体支持并且配置成使被所述光源照射的所述组织成像。20.根据权利要求19所述的系统，其中所述光学壳体配置成使所述照相机和所述光源相对于所述球囊旋转。21.根据权利要求19所述的系统，其中所述照相机配置成检测被所述光源照射之所述组织的NADH荧光。22.根据权利要求19所述的系统，其包含用于提供白光的第二光源。23.用于使组织成像的系统，其包含：导管，其具有远端和近端；冲洗端口，其用于在所述导管的所述远端附近用流体置换血液；和光学壳体，其从所述导管的所述远端延伸，所述光学壳体被配置成支持用于照射组织的发光二极管光源和可视化装置，所述可视化装置包含将光学图像转化为电子信号以使所述被照射组织成像的多个图像传感器。24.用于使组织成像的系统，其包含：套管，其用于输注能够置换血液并透过光的流体；安置在所述套管内的导管，所述导管具有远端和近端；光学壳体，其从所述导管的远端延伸，所述光学壳体被配置成支持用于照射组织的发光二极管光源和可视化装置，所述可视化装置包含将光学图像转化为电子信号以使所述被照射组织成像的多个图像传感器。25.用于使组织成像的方法，其包括：将导管推进到组织，所述导管包含安置在所述导管之远端附近的可膨胀球囊和光学壳体，所述光学壳体从所述导管之远端延伸到所述球囊中以使光源和照相机位于所述球囊内部；消融所述组织；用所述光源照射包含经消融处理之组织和周围组织的组织区域以激发所述组织区域中的NADH;用成像装置使所述组织区域成像以检测所述组织区域的NADH荧光；以及产生经成像、经照射之组织的显像，所述显像表明经消融的组织与未经消融的组织相比具有较少的荧光。26.根据权利要求25所述的方法，其中所述组织是心脏肌肉组织。27.根据权利要求25所述的方法，其还包括区分具有暗色外观的经消融组织和具有较亮外观的受损组织。28.根据权利要求25所述的方法，其还包括消融另外的受损组织，所述另外的受损组织通过基于荧光的量区分经消融组织和受损组织来鉴别。29.根据权利要求25所述的方法，其还包括区分不再导电的组织和保持导电的组织。30.根据权利要求25所述的方法，其还包括区分经消融组织、水肿组织和未经消融组织。31.根据权利要求25所述的方法，其还包括对通过所述系统产生的图像进行记录并重叠到如使用成像模式所看到的患者的解剖构造上，所述成像模式例如MRI成像、计算机断层扫描（CT)成像、超声成像及其三维重建。32.根据权利要求25所述的方法，其还包括对通过所述系统产生的图像进行记录并与患者的解剖构造相重叠，所述解剖构造如使用电子解剖标测、解剖重建和导航系统所看到的。33.根据权利要求31所述的方法，其还包括在所述过程期间进行所述记录和重叠。【文档编号】A61B1/06GK104066368SQ201280051914【公开日】2014年9月24日申请日期:2012年9月22日优先权日:2011年9月22日【发明者】奥马尔·阿米拉纳,肯尼斯·C·阿姆斯特朗,马修·W·凯,马可·A·梅卡德尔,特伦斯·J·兰斯伯里,纳里内·萨尔瓦扬申请人:乔治华盛顿大学,卢克凯斯有限责任公司