具有串联连接的感测结构的导管以及校正和检测的方法

文档序号:1276734
具有串联连接的感测结构的导管以及校正和检测的方法
【专利摘要】本发明提供了一种导管,该导管对外部磁场发生器和内部磁场发生器作出响应用于产生代表位置数据和压力数据的信号,其具有减少数目的感测线圈引线,用于最小化引线断裂和故障。该导管包括具有压力感测线圈和位置线圈的挠性接头,至少一对压力感测线圈和位置线圈串联连接。校正导管用于位置和压力感测的方法、以及检测由于一个导管或者其它的金属或含铁物体而引起的对另一个导管的磁场干扰的方法有利地使用两组传感器之间的信号作为“备份”或“错误检查”。
【专利说明】具有串联连接的感测结构的导管以及校正和检测的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及导管,尤其是具有位置/取向以及压力感测能力的导管。
【背景技术】
[0002]在一些诊断和治疗技术中,导管被插入心室中并与心脏内壁接触。例如,在心内射频(RF)消融的情况下,在其远侧末端处具有电极的导管穿过患者的血管系统插入心室中。电极与心内膜上的位点(或多个位点)接触,并且通过该电极来检测心室的电活动。此外,RF能量可以通过导管施加于电极,以便消融该位点处的心脏组织。[0003]用于标测和/或消融的导管典型地承载一个或多个磁性位置传感器,以产生用于确定导管的远侧部分的位置坐标的信号。为此目的,磁场发生器被驱动以在患者附近产生磁场。通常,磁场发生器包括线圈,所述线圈在患者体外的已知位置处被置于患者躯干下方。这些线圈产生的磁场,所述磁场由导管中所承载的磁性位置传感器感测。传感器产生电信号,所述电信号经由延伸穿过导管的引线传送至信号处理器。
[0004]电极与心内膜之间的适当接触是必需的,以便实现期望的导管的诊断功能和治疗效果。然而,压力过大可能会对心脏组织引起不可取的损伤,甚至引起心壁穿孔。为了进行压力感测,导管通常在挠性接合的远侧末端节段的相对部分上承载小型发射线圈和三个感测线圈。发射线圈与导管的纵向轴线对准并且三个感测线圈也与纵向轴线对准但是定位在与发射线圈距离相等的位置处,并且围绕导管的纵向轴线处于等距间隔开的径向位置处。小型发射线圈产生由三个感测线圈感测的磁场,所述三个感测线圈产生代表远侧末端节段的相对部分之间的轴向位移和角度偏转的信号。
[0005]感测线圈的轴线与导管轴线平行(并且因此在接头未偏转时彼此平行)。因此,感测线圈配置成响应于小型场发生器产生的场而输出强信号。信号随着线圈的距离而强烈变化。根据偏转的方向和量级,承载小型场发生器的远侧部分的角度偏转引起感测线圈所输出的信号的差动变化,原因是这些线圈中的一个或两个线圈相对更靠近场发生器地移动。远侧部分的压缩位移引起来自所有三个感测线圈的信号的增加。处理器可使用远侧部分上的压力与接头的移动两者间关系的先前校正,从而将线圈信号转化成压力项。由于位移和偏转的组合感测,因此不管电极是从正面还是成一角度接合心内膜,传感器均可正确地读取压力。
[0006]由于位置感测和压力感测,常规的导管可承载六根引线,分别用于三个位置感测线圈和三个压力感测线圈中的每一个,其中每根引线都是双绞线。引线的制造和安装是耗时并且昂贵的。此外,引线占据空间有限的导管末端中的空间并且易于断裂。用于导管中的引线的数量和/或其长度的减小将提供多种有利效果,包括减少导管生产时间、增加总体导管产量、以及降低生产成本。
[0007]—些导管插入手术需要在第一导管的附近使用第二导管。当第二导管的金属部件干扰第一导管中的感测线圈时,发生近轴干扰(“SPI”)。例如,在压力感测线圈对由于相邻的导管的错误磁性干扰引起的磁场变化作出反应而不是对由于组织接触而引起的远侧末端的物理失真作出反应的情况下,来自线圈的信号可误导操作者依靠对那些信号进行处理的导管插入系统。
[0008]因此,希望提供具有组合的或简化的位置以及压力感测能力的导管,用于减少传感器线圈引线的数量和/或其长度。还希望提供能够识别由除了由于组织接触而引起的远侧末端的物理失真之外的因素引起的磁场的失真的导管。

【发明内容】

[0009]本发明涉及一种导管,该导管对外部侧场发生器和内部磁场发生器作出响应用于产生位置数据,以确定导管在磁场的感测体积内的位置以及压力数据以便确定当导管的远端与组织接合时施加于所述远端上的压力,其具有减少数目的感测线圈引线,用于最小化引线断裂和故障。
[0010] 在一个实施例中,该导管包括远侧节段,该远侧节段适于与患者组织接合,其中该远侧节段具有近侧部分、远侧部分以及挠性接头。近侧部分或远侧部分中的任何一个承载内部磁场发生器并且近侧部分或远侧部分中的另一个承载多个第一感测线圈和多个第二感测线圈,其中所述第一感测线圈中的每一个与场发生器轴向地对准并且对内部磁场发生器敏感用于产生代表施加于远侧节段上的压力的信号,并且其中第二感测线圈中的每一个彼此相互正交并且对多个外部磁场发生器中的每一个敏感用于产生代表远侧节段的位置的信号,其中至少一个第一感测线圈和一个第二感测线圈通过引线彼此连接。
[0011]在一个实施例中,具有三个第一感测线圈和两个第二感测线圈。
[0012]在一个实施例中,第一感测线圈适于产生代表施加于远侧节段上的压力的信号,并且第二感测线圈适于产生代表远侧节段的位置的信号。
[0013]在一个实施例中,第一感测线圈还对外部磁场发生器中的每一个敏感,用于产生代表远侧节段的位置的信号。
[0014]在一个实施例中,存在通过一根引线连接的第一对第一感测线圈和第二感测线圈以及通过第二引线连接的第二对第一感测线圈和第二感测线圈。
[0015]在一个实施例中,挠性接头包括弹性构件,该弹性构件适于允许远侧节段的近侧部分和远侧部分之间的轴向位移和角度偏转。
[0016]在一个实施例中,每个磁场能够通过频率、相位和/或时间来分辨。
[0017]本发明还涉及校正导管用于位置和压力感测的方法以及检测由于另一个导管或者其它的金属或含铁物体而引起的对一个导管的磁场干扰的方法。本发明有利地使用来自传感器Sx和Sy的信号作为“备份”或“错误检查”。在制造和生产期间,在导管上执行压力校正。通过识别远侧节段的变形特性,以多个选定角度在远侧节段部分上施加已知大小的力(例如,压缩负荷、轴向负荷等)并且测量轴向位移和角度偏转,通过压力传感器响应于由内部场发生器MF产生的磁场而产生的信号上的校正文件被编译为第一文件并且存储在存储器中。同时,可通过位置传感器响应于由内部场发生器MF产生的磁场而产生的信号上的校正文件被编译为第二文件并且存储在存储器中。在患者体内使用导管的同时,相对于存储在存储器中的第一文件来参考来自压力传感器响应于内部场发生器MF的信号,以获得轴向位移和角度偏转数据用于向操作者输出导管压力数据。有利地是,相对于第二文件来参考包括响应于内部场发生器MF的信号的来自位置的信号用于检测和识别差异。如果确定存在差异,则向使用者提供该差异的指示。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]通过参考以下结合附图考虑所作的详细说明,将更好地理解本发明的这些和其它特征以及优点,其中:
[0019]图1为根据本发明的实施例的基于导管的医疗系统的示意性图解。
[0020]图2为根据本发明的实施例的用于与图1的系统一起使用的导管的侧视图。
[0021]图3为示意性剖视图,其中示出了图2的导管的远侧节段的细节。
[0022]图4为示出了与心内膜组织接触的图3的远侧节段的示例性细节图。
【具体实施方式】
[0023]本发明涉及用于心导管插入术的系统的导管,其中该导管具有感测组件,该感测组件提供信号,所述信号代表导管的位置以及当导管与组织接合时施加于导管的远侧节段上的压力两者。与常规位置感测组件和压力感测组件相比,该导管的感测组件有利地配置成具有串联接线的感测结构,以减少引线的数量和/或其长度,用于使引线损坏或断裂的风险最小化的简化导管结构。
[0024] 图1为本领域内已知的用于心导管插入术的常规系统20的示意性图解。系统20可基于例如由 Biosense Webster Inc.(Diamond Bar,Calif.)制造的 CART0.TM.系统。该系统包括导管28形式的侵入性探针和控制台34。如本领域所已知,在下文描述的实施例中,假设导管28用于消融心内膜组织。作为另外一种选择,加以必要的变通,可将导管用于心脏或其它身体器官中的其它治疗和/或诊断用途。如图2中所示,导管28包括细长导管主体11、可偏转中间节段12、远侧节段13和控制柄部16,远侧节段13在其远侧末端30上承载至少末端电极15。
[0025]操作者26 (诸如心脏病学家)将导管28穿过患者24的血管系统插入,以使得导管的远侧节段13进入患者心脏22的心室。操作者推进导管,以使得导管的远侧末端30在期望一个或多个位置处接合心内膜组织70。用合适的连接器将导管28在其近端处连接至控制台34。控制台可包括射频(RF)发生器,其由导管提供高频电能来消融远侧节段13接合位置处的心脏中的组织。作为另外一种选择或除此之外,可将导管和系统配置成用于实施本领域已知的其它治疗和诊断过程。
[0026]控制台34使用磁性感测来确定压力和位置数据,包括(i)由于来自与心内膜组织70接触的压力而引起的远侦彳节段13的轴向位移和角度偏转;以及(ii)远侧节段13在心脏中的位置坐标。为了产生压力数据(包括导管28的远侧节段13的轴向位移和角度偏转)的目的,控制台34中的驱动电路38驱动容纳于末端节段13的远侧部分13D中的小型磁场发生器MF,如图3中所示。在所公开的实施例中,磁场发生器MF包括线圈,该线圈的轴线与Z轴对准,Z轴与该导管的纵向轴线25共轴。
[0027]为了检测和测量压力,远侧节段13具有近侧部分13P和远侧部分13D,所述近侧部分13P和远侧部分13D通过挠性和弹性接头54彼此连接,该挠性和弹性接头54可由具有期望的柔韧性和强度的任何合适的材料构成。弹性接头54允许响应于施加于远侧节段13上的力而在部分13P和13D之间进行有限范围的相对移动。此类力会在消融手术期间在将远侧末端30压靠在心内膜时产生。根据本发明的实施例,如图4中所示,导管28的远端30与心脏22的心内膜70接触。由远侧末端30对心内膜施加的压力使心内膜组织轻微变形,使得末端电极15在相对大的区域内接触该组织。由于电极以一角度而不是从正面接合心内膜,因此远侧部分13D相对于近侧部分13P在接头54处弯曲。该弯曲有利于电极15与心内膜组织70之间的最佳接触。
[0028]如图3中所示,接头54包括外部管56,该外部管可以是由挠性绝缘材料(例如,Celcon.RTM.、Teflon.RTM.、或耐热聚氨酯)构成的远侧节段13的外部管55。或者,管56可以属于特别适于允许接头的无阻碍弯曲和压缩的材料。(在图3中该材料被切除,以便露出导管的内部结构。)与导管的其余部分相比,远侧节段13D通常具有相对刚性。
[0029]接头54还包括弹性联接构件60 (例如卷簧)、或者沿其长度的一部分具有螺旋切割的弹性材料的管状件。例如,该联接构件可包括聚合物,例如硅氧烷、聚氨酯、或者其它塑料,或者超弹性合金,例如镍钛合金(镍钛诺)。螺旋切割使得该管件响应于施加到远侧部分13D上的力表现出类似于弹簧的行为。关于此类联接构件的加工成型和特性的进一步的细节在2008年6月6日提交的美国专利申请序列号12/134,592中有所描述,该专利被转让给本专利申请的受让人并且其公开内容以引用的方式并入本文中。作为另外一种选择,该联接构件可包括具有期望柔韧性和强度特性的任何其它合适类型的弹性部件。
[0030]联接构件60的刚度确定响应于施加于远侧部分13D上的力而在远侧部分13P与13D之间进行的相对移动的范围。此力会在标测和/或消融手术期间在将远侧末端30压靠在心内膜时产生。在消融过程中,实现远侧部分13D与心内膜之间的良好电接触所需的压力为约20-30克。联接构件60配置成允许与远侧末端30上的压力成比例的远侧部分13D的轴向位移(即,沿导管28的纵向轴线25的侧向移动)和角度偏转。位移和偏转的测量可得出对压力的指示,从而有助于确保在消融期间施加正确的压力。
[0031]通过容纳在远侧部分13D中的内部场发生器MF来发射电磁场或磁场,用于通过容纳在近侧部分13P中的第一传感器17组件来感测和检测。在示出的实施例中,第一传感器组件17包括位于远侧节段13的近侧部分13D中的传感器线圈S1、S2和S3。这些线圈中的每一个大致平行于Z轴或纵向轴线25。三个线圈均围绕纵向轴线25或Z轴以不同的方位角定位在第一轴向节段中,其中轴向平面在本文中被定义成与导管纵向轴线或Z轴垂直的平面并且轴向节段在本文中被定义成包含在导管的两个轴向平面中。可将三个线圈距轴线相同的径向距离以120度的方位角间隔开。
[0032]根据偏转的方向和量级,远侧部分13D相对于近侧部分13P的轴向位移和/或角度偏转引起由线圈S1、S2和S3输出的信号的差动变化,原因是这些线圈中的一个或两个线圈相对更靠近场发生器MF地相对移动。远侧部分13D的压缩位移引起来自线圈S1、S2和S3中的每一个的信号的增加。由发生器MF产生的磁场感测的变化使得线圈S1、S2和S3产生电信号,其中其振幅指示这种轴向位移和/或角度偏转。信号处理器36接收和处理由线圈S1、S2和S3产生的信号,以便获得对远侧节段13施加于心内膜70上的压力的指示。
[0033]为了产生位置数据或坐标的目的,控制台34中的驱动电路38驱动外部磁场发生器(例如,FU F2和F3),以在患者24的身体附近产生磁场并且限定外部参照系。发生器F1、F2和F3由线圈构成,所述线圈在患者体外的已知位置处被放置在患者躯干下方。这些线圈以包含心脏22的预定义工作体积在患者体内产生磁场。[0034]第二传感器组件18容纳于近侧部分13P中(接近第一传感器组件17),以对场发生器F1、F2和F3作出响应并产生电信号。在示出的实施例中,传感器组件18包括卷绕在气冷线圈(air coils)上的至少两个小型传感器线圈Sx和Sy。线圈具有彼此大体互相正交并且与第一传感器组件17的至少一个线圈(例如,线圈SI)大体正交的轴线。因此,线圈Sx与X轴对准并且线圈Sy与Y轴对准,并且两个线圈都与在(X,Y,Z)坐标系内与Z轴对准的线圈SI正交。
[0035]两个线圈Sx和Sy围绕纵向轴线25或Z轴以不同的方位角定位在第二轴向节段中(例如,接近第一传感器组件17的第一轴向节段),其中轴向平面在本文中被定义为与导管纵向轴线或Z轴垂直的平面并且轴向平面在本文中被定义为包含在导管的两个轴向平面内。可将两个线圈距轴线相同的径向距离以120度的方位角彼此间隔开并且相对于第一传感器组件17的传感器线圈SI间隔开。
[0036]通过外部场发生器F1、F2、F3来产生并且通过传感器线圈Sl、Sx和Sy来感测电磁场或磁场,用于检测导管的位置。由场发生F1、F2和F3产生的磁场使得线圈S1、Sx和Sy产生电信号,其具有的振幅指示远侧节段13相对于场发生器F1、F2和F3的固定参照系的位置。在一个实施例中,三场发生器F1、F2和F3产生磁场,该磁场由三个取向不同的场分量构成。这些场分量中的每一个场分量均由每个传感器线圈S1、Sx和Sy感测,并且所述传感器线圈中的每一个均产生由三个分量构成的信号。
[0037] 如图1中所示,控制台34的信号处理器36对来自线圈S1、Sx和Sy的这些信号进行处理,以便确定远侧节段13的位置坐标,通常包括位置坐标和取向坐标两者。类似的位置感测方法在上述CARTO系统中实施并在美国专利5,391,199,6, 690, 963,6, 484,118、6,239,724,6, 618,612和6,332,089中、在PCT专利公布W096/05768中以及在美国专利申请公布2002/0065455Α1、2003/0120150Α1和2004/0068178A1中有详细描述,所述专利申请的公开内容全部以引用方式并入本文。
[0038]来自第一传感器组件17和第二传感器组件18的信号经由引线传输至信号处理器36。根据本发明的特征,来自第一传感器组件17和第二传感器组件18的选定传感器串联连接并且共用用于将其信号传输至信号处理器的公共引线。在图3的图示实施例中,引线63、64A和65A分别从传感器S1、S2和S3延伸。引线63从传感器SI延伸至信号处理器36。引线64A从传感器S2延伸至传感器Sx,从而串联连接这些传感器。引线65A从传感器S3延伸至传感器Sy,从而串联连接这些传感器。
[0039]如上所述,传感器S1、S2和S3中的每一个传感器产生信号,所述信号代表通过感测由内部场发生器MF所产生的磁场而获得的远侧节段13的压力(包括轴向位移和角度偏转)。同样如上所述,传感器S1、Sx和Sy中的每一个传感器产生信号,所述信号代表通过感测由外部磁场发生器F1、F2和F3所产生的每一个磁场而获得的远侧节段的位置。
[0040]因此,引线63向信号处理器36传输由传感器SI产生的代表压力的信号。引线64B向信号处理器36传输由传感器S2产生的代表压力的信号以及由传感器Sx产生的代表位置的信号两者。引线65B向信号处理器36传输由传感器S3产生的代表压力的信号以及由传感器Sy产生的代表位置的信号两者。所获得的组合的由引线64B和由引线65B传输的信号产生共同总和,该共同总和可通过电子滤波分开,其中位置和力感测的操作频率以频率间隔被适当地分开,如本领域的普通技术人员所理解的。[0041]这样,相比具有五个或六个位置和压力传感器的常规导管的典型的五根或六根引线,信号处理器36有利地连接至仅三根引线,即,63、64B和65B,以从用于位置和压力感测的五个传感器接收信号。此外,串联连接成对传感器的引线64A和65A的长度明显更短。
[0042]每一根引线的制造以及在导管中组装都是耗时和昂贵的。此外,引线在空间有限的导管中占据空间。引线还易于断裂。使将信号传输至信号处理器的引线的数量或长度减小提供了多种益处,包括减少导管生产时间、增加总体导管产量、以及降低制造成本。
[0043]应当理解,本发明提供了用于串联接线或连接的传感器的不同配对。在替代实施例中,例如,传感器SI和Sx、以及传感器S2和Sy可以串联连接,或者传感器S3和Sx以及传感器SI和Sy可以串联连接。对于传感器S1、S2、S3、Sx和Sy而言,存在六种可能的配对排列,其中远侧节段13中可能具有一个串联连接对或者两个串联连接对。
[0044]由于远侧部分13D中的发生器MF的线圈径向对称,因此非常适于与导管的纵向轴线25在轴上对准。然而,应当理解,线圈还可根据需要或者合适时为偏轴的,其中进一步理解的是,使偏轴线圈倾斜会改进相互正交的传感器的某些线圈同时使其它线圈退化。
[0045]还应当理解,只要符合对准和/或相互正交的远侧节段13内的包装限制,第一传感器组件17和第二传感器组件18的线圈就可具有任何合适的尺寸和形状。常规压力传感器趋于为圆柱形的,即较长并且较窄,原因是Z轴与远侧节段内的发生器MF对准,而常规X和Y位置传感器更多地趋于为椭圆形的,以便与Z位置传感器保持相互正交并且符合远侧节段的包装限制。在本发明所公开的实施例中,传感器S1、S2和S3更多地配置成常规压力传感器并因此相对较长和较窄,而传感器Sx和Sy更多地配置成常规位置传感器并因此更多地为椭圆形的。位置传感器和压力传感器在美国专利6,690,963和美国专利公布20090138007中有所描述,这些专利的全部公开内容以引用的方式并入本文。在示出的实施例中,传感器线圈S1、S2和S3配置成位置传感器,并且传感器线圈Sx和Sy配置成压力传感器。
[0046]每个磁场发生器F1、F2、F3和MF所产生的磁场均可参照不同的参数分辨,这些参数包括频率、相位和/或时间,并且通过测量由这些可分辨的磁场获得的磁场通量,每个传感器线圈Sl、S2、S3、Sx和Sy所产生的信号也类似地能够分辨。酌情或根据需要应用频率、相位和/或时间多路复用。例如,可在处于大约16kHz到25kHz的范围内的选定频率下产生通向压力感测场发生器MF的电流,而可以以不同的频率来驱动位置场发生器F1、F2和F3。
[0047]信号处理器36对这些信号进行处理以便确定数据,包括(i)远侧节段13的位置坐标(通常包括位置坐标和取向坐标两者)、以及(ii)远侧节段13的轴向位移和角度偏转。信号处理器36可包括通用计算机,其具有合适的前端和接口电路,用于从导管28接收信号,并控制控制台34的其它部件。处理器可在软件内编程,以执行本文所述功能。例如,可经网络将软件以电子形式下载到控制台34中,或者可将软件提供在有形介质上,例如光学、磁或电子存储介质。作为另外一种选择,可通过专用或可编程数字硬件部件实现处理器36的一些或全部功能。根据从导管和系统20的其它部件接收的信号,处理器36驱动显示器42给操作者26提供关于远端30在患者体内的位置和关于导管的远侧末端的轴向位移和角度偏转的视觉反馈,以及提供关于进行中的手术的状态信息和指导。
[0048] 处理器36通过延伸穿过导管28的引线63、64B和65B接收这些信号,并且对信号进行处理以便获得远侧节段13在该固定参照系中的位置和取向坐标,并且获得压力信息,包括远侧节段的轴向位移和角度偏转。能够通过场的特性(例如由线圈检测到的强度和方向)来计算线圈S1、S2、S3、Sx和Sy的配置以及施加于远侧节段13的远侧部分13D上的压力。因此,场发生器F1、F2、F3和MF以及感测线圈S1、S2、S3、Sx和Sy合作地限定多个发射器-接收器对,其中每个这种对都包括一个场发生器和线圈作为对的元件,其中每个线圈都相对于其它线圈设置于不同的位置或取向。通过检测各个对的元件之间磁场发射的特性,系统对来自串联连接的传感器的位置和压力数据消卷积(de-convolve)来推断与远侧节段13在如由场发生器F1、F2和F3限定的外部参照系中的配置相关的信息以及与如在场发生器MF所产生的磁场内感测到的施加于远侧节段MF上的压力相关的信息。位置信息可包括远侧节段13的位置、远侧节段13的取向、或者两者。本领域的普通技术人员应当理解,对位置信息的计算取决于场发生器Fl、F2和F3位于相对于彼此的已知位置和取向,并且基于轴向位移和角度偏转对压力的计算取决于场发生器MF以及感测线圈S1、S1和S3处于相对于彼此的已知位置和取向。[0049]场发生线圈F1、F2、F3和MF是可用于本发明的实施例中的磁换能器的一种类型。在本专利申请的上下文中以及在权利要求中,“磁换能器”是指响应施加的电流而产生磁场和/或响应施加的磁场而输出电信号的装置。虽然本文所述的实施例使用线圈作为磁换能器,但是在替代实施例中也可使用其它类型的磁换能器,这对本领域的技术人员而言将是显而易见的。
[0050]除了上面所示和所述的结构外,还可在感测组件中使用多种其它的线圈结构。例如,场发生器MF以及线圈S1、S2和S3的位置可以交换,使得场发生器线圈MF位于近侧部分13D中(接近接头54),并且传感器线圈位于远侧部分13D中。作为另外一种选择,线圈S1、S2和S3可作为场发生器来驱动(使用时分多路复用和/或频分多路复用以区分场),而场发生器线圈MF用作传感器。图3中传输和感测线圈的尺寸和形状仅以举例的方式示出,只要组件中的一个在不同的径向位置中包括至少两个线圈,则同样地可在各种不同位置中使用更多或更少的线圈来实现接头偏转的差值测量。
[0051]根据本发明的另一个特征,尽管线圈Sx和Sy与小型场发生器MF的轴线正交并且不对准,但是允许通过正交线圈Sx和Sy来检测其磁偶极场线。尽管相比于线圈S1、S2和S3,线圈Sx和SCy由于它们相对于场发生器MF的相应取向的原因可以感测由场发生器MF产生的相对较弱的磁场,但是为了感测近轴干扰的目的而具有充分的敏感度,即,检测由线圈S1、S2和S3感测到的场发生器MF的磁场的变化是由于与组织结合而引起的远侧节段13的物理失真还是仅仅来自相邻的导管或者金属或含铁物体的磁性干扰。
[0052]本发明有利地使用来自传感器Sx和Sy的信号作为“备份”或者“错误检查”。在制造和组装导管28期间,传感器Sx和Sy响应于内部场发生器MF产生而不具有来自任何相邻的导管或金属物体的干扰的信号被校正并且存储在控制台34中的存储器中。尽管这些信号比由传感器S1、S2和S3响应于内部场发生器MF产生的那些信号弱,但是由Sx和Sy产生的这些信号携带独特的签名或特性。因此,当导管28与内部场发生器MF —起用于产生通过感测线圈S1、S2和S3来感测用于确定压力时,感测外部场发生器F1、F2和F3的磁场的第二传感器组件18的感测线圈Sx和Sy同样感测由内部场发生器MF产生的磁场。信号处理器36从传感器Sx和Sy接收信号并且识别通过内部场发生器MF的磁场所获得的那些信号(相对于通过外部场发生器F1、F2和F3的磁场所获得的那些信号)并且将其与存储在存储器中的校正信号进行比较。如果信号处理器36检测到那些信号与校正信号之间的差异,控制台34就向操作者输出差异的指示并且可以发布视觉和/或声音警报。
[0053]在一个实施例中,制造和生产期间在远侧节段13上执行压力校正。通过识别弹性联接构件60的变形特性,以多个选定角度在远侧部分13D上施加已知大小的力(例如,压缩负荷、轴向负荷等)并且测量轴向位移和角度偏转,通过传感器S1、S2和S3响应于由内部场发生器MF产生的磁场而可以产生的信号上的校正文件被编译为第一文件并且存储在存储器中。同时,可以通过传感器Sx和Sy响应于由内部场发生器MF产生的磁场而产生的信号上的校正文件被编译为第二文件并且存储在存储器中。
[0054]通过导管在患者体内的使用,信号处理器36接收响应于内部场发生器MF来自传感器S1、S2和S3的信号并且使那些信号参照存储在存储器中的第一文件,以获得轴向位移和角度偏转数据从而用于向操作者输出导管压力数据。有利地是,信号处理器36还接受来自传感器Sx和Sy的信号(包括响应于内部场发生器MF的信号)并且使得那些信号参考第二文件用于检测和识别差异。
[0055]因此,本发明包括校正导管用于检测由于存在第二导管或者其它的金属或含铁物体而引起的对磁场感测的干扰的方法,所述方法包括:
[0056]I)提供具有第一传感器和第二传感器的导管,其中第一传感器和第二传感器适于响应于由场发生器产生的磁场。
[0057]2)驱动场发生器以使得第一传感器和第二传感器能够产生校正信号。
[0058]3)在导管上施加轴向位移和角度偏转的力。
[0059]4)校正来自第一传感器的校正信号以创建第一校正文件并且校正来自第二传感器的校正信号以创建第二校正文件,包括:
[0060]a.向导管施加轴向位移和角度偏转的力。
[0061]b.将代表由第一传感器响应于施加于导管的力而产生的信号的数据存储在存储器中。
[0062]c.将代表由第二传感器响应于施加于导管的力而产生的信号的数据存储在存储器中。
[0063]本发明还包括检测由于存在第二导管或者其它的金属或含铁物体而引起的与第一导管中的磁场感测的干扰的方法,所述方法包括:
[0064]I)提供具有第一传感器和第二传感器的导管,其中第一传感器和第二传感器均适于对由场发生器产生的磁场作出响应。
[0065]2)驱动场发生器以使得第一传感器和第二传感器能够产生校正信号。
[0066]3)在导管上施加轴向位移和角度偏转的力。
[0067]4)校正来自第一传感器的校正信号以创建第一校正文件并且校正来自第二传感器的校正信号以创建第二校正文件,包括:
[0068]a.向导管施加轴向位移和角度偏转的力。
[0069]b.将代表由第一传感器响应于施加于导管的力而产生的信号的数据存储在存储器中。
[0070]c .将代表由第二传感器响应于施加于导管的力而产生的信号的数据存储在存储器中。[0071]5)当使用导管时,驱动场发生器使得第一传感器和第二传感器能够产生数据信号。
[0072]6)比较来自第二传感器的数据信号与第二校正文件中的校正信号。
[0073]该检测方法还可以包括:
[0074]7)确定第二传感器的数据信号与第二校正文件中的校正信号之间是否存在差异。
[0075]8)如果确定存在差异,则向使用者提供该差异的指示。
[0076]应当理解,可通过或不通过串联连接的传感器来执行对差异的检测。即,差异检测使用两组传感器,例如,第一传感器17( 即,传感器S1、S2和S3)和第二传感器组件18( SP,传感器Sx和Sy)以便具有比较性指示。在第一传感器组件与第二传感器组件之间存在串联连接的传感器的情况下,该系统能够根据需要对信号和数据消卷积。[0077]已参照本发明的某些示例性实施例进行了前述描述。本发明所属【技术领域】内的技术人员应认识到,在不有意脱离本发明的原则、精神和范围的前提下,可对所述结构进行更改和修改。应当理解,附图未必按比例绘制。因此,以上描述不应该被理解为只涉及附图中所描绘和示出的精确结构。相反,以上描述应被理解为与以下涵盖其最完整和最清楚范围的权利要求书一致,并支持该权利要求书。
【权利要求】
1.一种用于与导管插入系统一起使用的导管,所述导管插入系统具有多个外部磁场发生器,每个外部磁场发生器产生位置-数据磁场,所述导管包括: 挠性管;和 远侧节段,其适于与患者组织接合,所述远侧节段具有: 近侧部分、远侧部分以及挠性接头,所述挠性接头在所述近侧部分与所述远侧部分之间; 内部磁场发生器,其定位在所述近侧部分和所述远侧部分中的一个中,所述内部磁场发生器产生压力-数据磁场; 第一多个压力感测线圈和第二多个位置感测线圈,所述第一多个压力感测线圈和所述第二多个位置感测线圈定位在所述近侧部分和所述远侧部分中的另一个中,所述第一多个感测线圈适于感测所述压力-数据磁场并产生信号,所述信号代表与当所述远侧节段与组织接合时施加于所述远侧节段上的压力有关的数据,所述第二多个感测线圈适于感测所述位置-数据磁场中的每一个并产生信号,所述信号代表与所述远侧节段的位置有关的数据; 第一引线,其串联连接至少一对压力感测线圈和位置感测线圈;以及 第二引线,其传输来自所述至少一对线圈的信号用于信号处理。
2.根据权利要求1所述的导管,其特征在于,所述挠性接头包括弹性构件,所述弹性构件适于允许所述远侧节段的近侧部分和远侧部分之间的轴向位移和角度偏转。
3.根据权利要求1所述的导管,其特征在于,所述系统包括信号处理器,所述信号处理器适于从所述第二引线接收信号。
4.根据权利要求1所述的导管,其特征在于,所述第一多个第一感测线圈为三个或更少。
5.根据权利要求1所述的导管,其特征在于,所述第二多个第二感测线圈为三个或更少。
6.根据权利要求1所述的导管,其特征在于,第一感测线圈为椭圆形的。
7.根据权利要求1所述的导管,其特征在于,所述第二感测线圈为圆柱形的。
8.根据权利要求1所述的导管,其特征在于,所述第一感测线圈与Z轴对准,并且所述第二感测线圈中的每一个彼此正交并与所述第一感测线圈正交。
9.根据权利要求1所述的导管,其特征在于,所述内部磁场发生器是与所述导管的纵向轴线轴向地对准的发射线圈。
10.根据权利要求8所述的导管,其特征在于,所述第一感测线圈与所述内部磁场发生器对准。
11.一种用于与导管插入系统一起使用的导管,所述导管插入系统具有至少三个外部磁场发生器,每个外部磁场发生器产生位置-数据磁场,所述导管包括: 挠性管;和 远侧节段,其适于与组织接合,所述远侧节段具有: 近侧部分、远侧部分以及挠性接头,所述挠性接头在所述近侧部分与所述远侧部分之间; 内部磁场发生器,其定位在所述远侧部分中,所述内部磁场产生压力-数据磁场;至少一个压力感测线圈,其定位在所述近侧部分中,每个压力感测线圈配置成感测压力-数据磁场并产生信号,所述信号代表与当所述远侧节段与组织接合时施加于所述远侧节段上的压力有关的数据; 至少两个位置感测线圈,其定位在所述近侧部分中,每个位置感测线圈配置成感测每个位置-数据磁场并产生信号,所述信号代表与所述远侧节段的位置有关的数据; 第一引线,其串联连接一对压力感测线圈和位置感测线圈;以及第二引线,其传输来自所述一对线圈的信号,所述信号代表与所述远侧节段的位置有关的数据以及与施加于所述远侧节段上的压力有关的数据两者。
12.根据权利要求11所述的导管,其特征在于,所述挠性接头包括弹性构件,所述弹性构件适于允许所述远侧节段的近侧部分和远侧部分之间的轴向位移和角度偏转。
13.根据权利要求11所述的导管,其特征在于,所述系统包括信号处理器,所述信号处理器适于从所述第二引线接收所述信号。
14.根据权利要求11所述的导管,其特征在于,每个磁场能够通过由频率、相位和时间组成的组中的一项或多项来分辨。
15.根据权利要求11所述的导管,其特征在于,所述至少一个压力感测线圈为圆柱形的。
16.根据权利要求 11所述的导管,其特征在于,所述位置第二感测线圈为椭圆形的。
17.一种方法,所述方法校正第一导管用于检测由于存在第二导管或者其它金属或含铁物体而引起的对磁场感测的干扰,所述方法包括: 提供具有第一传感器和第二传感器的导管,其中,第一传感器和第二传感器两者适于对由场发生器产生的磁场作出响应; 驱动所述场发生器以使得所述第一传感器和所述第二传感器能够产生校正信号; 在所述导管上施加轴向位移和角度偏转的力; 校正来自所述第一传感器的校正信号以创建第一校正文件并且校正来自所述第二传感器的校正信号以创建第二校正文件。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,校正所述校正信号包括: 向所述导管施加轴向位移和角度偏转的力; 将代表由所述第一传感器响应于施加于所述导管的力而产生的信号的数据存储在存储器中;以及 将代表由所述第二传感器响应于施加于所述导管的力而产生的信号的数据存储在存储器中。
19.一种方法,所述方法检测由于存在第二导管或者其它金属或含铁物体而引起的对第一导管中的磁场感测的干扰,所述方法包括: 提供具有第一传感器和第二传感器的导管,其中,第一传感器和第二传感器两者适于对由场发生器产生的磁场作出响应; 驱动所述场发生器以使得所述第一传感器和所述第二传感器能够产生校正信号; 在所述导管上施加轴向位移和角度偏转的力; 校正来自所述第一传感器的校正信号以创建第一校正文件并且校正来自所述第二传感器的校正信号以创建第二校正文件,包括:向所述导管施加轴向位移和角度偏转的力; 将代表由所述第一传感器响应于施加于所述导管的力而产生的信号的数据存储在存储器中; 将代表由所述第二传感器响应于施加于所述导管的力而产生的信号的数据存储在存储器中; 当使用所述导管时,驱动所述场发生器以使得所述第一传感器和所述第二传感器能够产生数据信号;以及 比较来自所述第二传感器的数据信号与所述第二校正文件中的校正信号。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,还包括: 确定所述第二传感器的数据信号与所述第二校正文件中的校正信号之间是否存在差异;并且 在确定存在差异的情况下,向使用者提供所述差异的指示。
【文档编号】A61B18/12GK103908337SQ201310752026
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】J.L.克拉克, I.方, G.卡明, M.斯坦莱 申请人:韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司
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