使用导管编织线的信号传输的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及体内探头，并且具体地涉及用于在体内探头中传输电信号的方法和系统。
【背景技术】
[0002]靠近导管的远侧端部安装的磁场检测器在医疗定位系统中用以识别导管远侧端部在患者体内的位置。导管远侧端部传感器通常通过横贯导管内腔的布线连接至医疗定位系统。
[0003]美国专利7，881，769 (其公开内容以引用方式并入本文)描述了用于在有机内腔上执行医疗操作的导管，该导管包括伸长构件、位于伸长构件的远侧端部处的医疗可操作元件、位于远侧端部处的电磁场检测器以及用于耦接电磁场检测器与医疗定位系统的线材，其中医疗定位系统确定远侧端部的位置和取向。
[0004]美国专利申请US 2012/0182014(其公开内容以引用方式并入本文)描述了磁共振成像设备，该磁共振成像设备包括具有近侧端部、远侧端部和在近侧端部与远侧端部之间延伸的内腔的伸长柔性构件以及附连到伸长柔性构件的远侧端部的螺管线圈，螺管线圈具有多个线匝，该螺管线圈连接至沿柔性构件的长度朝近侧延伸的双绞引线。连接器设置在伸长柔性构件的近侧端部处，该连接器操作地联接到双绞引线。在另选的实施例中，同轴电缆代替包含内腔的伸长柔性构件。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例提供一种探头，该探头包括插入管、磁场传感器、邻近磁场传感器安装的假负载、以及编织物。编织物包括横贯插入管的长度的多根编织线。第一对编织线跨磁场传感器连接，并且第二对编织线跨假负载连接。
[0006]在一些实施例中，磁性传感器包括单轴传感器。在其他实施例中，探头包括心脏导管。在其他实施例中，探头包括心脏导线。在其他实施例中，第一对和第二对中的编织线中的每根编织线与其他编织线电绝缘。
[0007]在一些实施例中，探头包括包含在插入管内的伸长柔性构件，使得编织物位于插入管和伸长柔性构件之间。在其他实施例中，探头包括电路，该电路被配置成使用经第二对传送的第二信号来抵消经第一对传送的第一信号中的干扰。在其他实施例中，电路被配置成从第一信号中减去第二信号。
[0008]根据本发明的实施例还提供了用于制作探头的方法，该方法包括将磁场传感器和假负载安装彼此邻近地安装在插入管中。编织物沿插入管放置，该编织物包括多根编织线，以便横贯插入管的长度。第一对编织线跨磁场传感器连接，并且第二对编织线跨假负载连接。
[0009]根据本发明的实施例还提供了用于位置跟踪的方法，该方法包括将探头插入活体中，该探头包括插入管、磁场传感器、邻近磁场传感器安装的假负载以及包括横贯插入管的长度的多根编织线的编织物。第一对编织线跨磁场传感器连接，并且第二对编织线跨假负载连接。将磁场施加于活体。测量跨第一对的第一信号。测量跨第二对的第二信号。将第二信号施加于第一信号，以便从第一信号中除去干扰。在除去干扰之后从第一信号计算磁场传感器在活体中的位置。
[0010]在一些实施例中，将第二信号施加于第一信号包括从第一信号中减去第二信号。
[0011]根据本发明的实施例还提供了包括探头和外部子系统的位置跟踪系统。探头被插入活体中，并且该探头包括插入管、磁场传感器、邻近磁场传感器安装的假负载和包括横贯插入管的长度的多根编织线的编织物。第一对编织线跨磁场传感器连接，并且第二对编织线跨假负载连接。外部子系统被配置成将磁场施加于活体，以测量跨第一对的第一信号、测量跨第二对的第二信号、将第二信号施加于第一信号，以便从第一信号中除去干扰以及以在除去干扰之后，从第一信号计算磁场传感器在活体中的位置。
[0012]结合附图，通过以下对实施例的详细说明，将更全面地理解本发明，其中:
【附图说明】
[0013]图1是根据本发明的实施例的导管跟踪系统的示意性图解；
[0014]图2是示意性地示出根据本发明的实施例的用于信号传输的导管编织物中的多根线；并且
[0015]图3是示意性地示出根据本发明的实施例的用于抗干扰磁性位置跟踪的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]
[0017]导管用于多种治疗和诊断医疗规程。导管经由皮肤被插入活体(通常为医疗患者)的心血管系统中。导管远侧端部被导航到身体器官(通常为心腔)中的目标区域，以执行医疗规程。
[0018]通过技术诸如磁性位置感测可以在活体中跟踪导管。当使用磁性位置感测时，磁场传感器靠近导管的远侧端部安装。通过导管位置跟踪系统在体外产生的磁场感应远侧端部传感器中的电信号。感应的电信号被系统中的处理器使用，以计算磁性传感器的位置，从而跟踪处在体内的导管的远侧端部。使用横贯导管的电线，电信号通常被从远侧端部传感器传送至处理器。
[0019]本文所述的本发明的实施例提供用于通过体内探头诸如导管来传送电信号的具有改善的方法和系统。在一些实施例中，导管包括用于提供柔韧性、结构强度和抗扭结性的电线的编织物。编织线中的两根编织线用于在途中沿导管将由远侧端部传感器感测到的电信号传送至外部处理器。
[0020]在一些实施例中，假负载邻近远侧端部传感器装配，并且另外一对编织线用于传送在假负载中感应到的信号。假负载可包括电阻器，或可通过电连接所述对中的两根线形成。通过减去经两对线所接收的信号，可以抵消噪声和干扰，例如线中的感应拾取，其可使位置测量失真。
[0021]所公开的技术不限于装配在远侧端部中的位置传感器。例如，编织线可用于将消融电流传送至消融电极，和/或用于传送由电生理(EP)标测电极测量的信号。此类电极可靠近远侧端部安装或安装在沿导管的任何其他合适的位置处。也可使用假负载机构保护EP标测信号免受干扰。
[0022]本文所述的方法和系统在抵消对由导管传感器感测到的信号的噪声和干扰方面高度有效，并且因此即使在苛刻的电磁环境中也允许准确的位置感测和EP标测。由于所公开的技术重新使用现有编织线进行信号传输，因而它们消除了对横贯导管内腔的另外的布线以及对另外的屏蔽的需要。体积的节省可用于腾出导管内腔以用于其他目的，或用于减小导管直径。
[0023]系统描沐
[0024]图1是根据本发明的实施例的导管跟踪系统20的示意性图解。系统20包括探头22(在本实例中为心脏导管)和控制台24。在本文所述的实施例中，导管22可用于任何合适的治疗和/或诊断目的，诸如心脏26中的组织消融和用于诊断心脏功能障碍诸如例如心律失常的电心脏信号的标测。
[0025]控制台24包括处理器42 (通常为通用计算机)，其中合适的前端和接口电路用于从导管22中接收信号(诸如如稍后所述的差分信号)并且用于控制本文所述的系统20的其他部件。处理器42可以软件形式进行编程以执行由系统所使用的功能，并且处理器将用于软件的数据存储在存储器50中。例如，可经网络将软件以电子形式下载到控制台24，或者可将软件保存在非临时性有形介质诸如光学、磁或电子存储器介质上。另选地，可通过专用或可编程数字硬件组件执行处理器42的一些或全部功能。
[0026]操作者30 (通常为医师)插入导管22使其穿过躺在手术台29上的患者28的血管系统。操作者30通过用靠近导管的近侧端部的操纵器32操纵导管22，在心脏26中的目标区域附近移动导管22的远侧端部40，如图1的插图所示。导管22的近侧端部连接至处理器42中的接口电路。
[0027]探头的远侧端部在心腔中的位置通常通过导管跟踪系统20中的磁性位置感测来测量。在这种情况下，控制台24包括驱动电路34，驱动电路34驱动放置在躺在手术台29上的患者28体外已知位置处(例如，患者的躯干下方)的磁场发生器36。
[0028]磁场传感器安装在靠近远侧端部40 (图1中未示出，但将在下面的图2中示出)的导管22中。传感器响应于来自线圈的磁场产生电位置信号，从而使得处理器42能够确定导管远侧端部40在心腔内的位置(例如，位置和取向)。导管22的内腔内的布线将位于导管远侧端部40处的磁性传感器连接至位于导管近侧端部处的处理器42中的接口电路。操作者30可观察导管远侧端部40在用户显示器46上的心脏26的图像44上的位置。
[0029]这种位置感测方法在例如由B1sense Webster Inc.(Diamond Bar, Calif.)生产的CARTO?系统中实施，并且详细地描述于美国专利5，391，199，、6，690, 963、6，484，118、6，239，724,6, 618，612和6，332，089、PCT专利申请WO 96/05768、以及美国专利申请公开2002/0065455 AU2003/0120150 Al和2004/0068178 Al中，上述专利的公开内容全部以引用方式并入本文。
[0030]重新使用导管编织线进行信号传输
[0031]在一些实施例中，当被引导穿过患者的心血管系统时，为了增强机械柔韧性和抗扭结性，导管编织物可沿导管的长度从近侧端部向远侧端部设置。导管编织物通常由被织造成期望的编织物构型的多根线形成。编织物可沿导管的长度放置在导管内腔内的任何合适的位置中。对于下文示出的实施例，多根线通常沿伸长构件的长度盘绕，以形成导管编织物。
[0032]导管编织线可被织造成网片、螺旋线圈或任何合适的图案。在本专利申请和权利要求的上下文中，术语“编织物”和“编织线”是指线的任何合适的构型，包括各种网状的和盘绕的构型。
[0033]在本发明的实施例中，从形成导管编织物的多根线当中选择的线对用于形成电互连器，以将靠近导管远侧端部的元件之间的信号传递到在近侧端部处的医疗设备。
[0034]图2是示意性地示出根据本发明的实施例的用于信号传输的导管编织物100中的多根线103的图。在图2的上部分中，操作者操纵器32在导管近侧端部处连接至导管22。导管编织物100由多根导管编织线103 (通常为金属线)形成，并且在图2的上部分中被示为金属线圈编织物。
[0035]导管22包括插入管105和围绕伸长柔性构件110的长度盘绕的多根线103。伸长柔性构件110被配置成插入到插入管105中。两对线在图2中可见。第一线对130(如粗线所示)在远侧端部40处连接至单轴磁性传感器115，并且第二线对125 (如虚线所示)连接至邻近传感器115的假负载120。假负载120可包括电阻器、电感器、电容器、短路或用于终止第二线对125的任何合适的电子元件的任何合适的组合。
[0036]编织物100被示为好像具有跨传感器115和假负载120连接的两对(例如，围绕伸长构件110盘绕的四根线)