消融的光谱感测的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请为2012年12月17日提交的美国专利申请13/716, 517 (作为美国专利申请公 布2014/0171806而公布）的部分继续申请，该专利申请为2010年6月16日提交的美国专 利申请12/816,492 (作为美国专利申请公布2011/0313280而公布）的部分继续申请。这 些相关申请的公开内容以引用方式并入本文。
技术领域
[0002] 本发明整体涉及侵入式医疗装置和治疗方法，且具体地讲涉及评估身体内的组织 的消融。
【背景技术】
[0003] 微创心内消融为用于各种类型的心律失常的治疗选择。为进行此种治疗，医师通 常通过血管系统将导管插入心脏中，使导管的远侧端部与异常电活动区域中的心肌组织接 触，并且随后对该远侧端部处或远侧端部附近的一个或多个电极增能，以便产生组织坏死。
[0004] 用于监测消融治疗的各种方法在本领域中是已知的。例如，其公开内容以引用方 式并入本文的美国专利7, 001，383描述了对心脏中的消融灶形成的实时监测和标测。所公 开的方法包括在指定用于消融的多个位点处对心脏施加局部治疗。在每个相应位点处，感 测指示所述位点处的消融电平的参数。该方法优选地包括显示心脏标测图，以及响应于相 应感测参数而在消融手术期间在所述标测图上指定所述位点处的相应消融电平的指示。
[0005] 其公开内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布2014/0171936描述了一种 具有冲洗末端的导管，该冲洗末端带有温度传感器和光纤阵列。导管包括插入管，该插入管 具有被配置用于插入患者身体中的组织附近的远侧端部，并且该插入管包含具有用于向组 织输送电能的电导体的内腔。将传导盖附接到插入管的远侧端部并且电耦合到电导体。在 插入管内包括许多个光纤，每个光纤终止于盖的外表面附近，并且被配置成在将电能输送 到组织的同时将光辐射输送到该组织以及从该组织输送光辐射。
[0006] 美国专利8, 147, 484描述了一种使得能够在进行消融的同时对组织反射光谱特 征进行实时光学测量的系统和方法。该方法涉及对组织的辐射和对来自该组织的光的重新 捕集，以监测作为组织中的蒸汽形成的指示器的所反射光强度的变化以防止蒸汽爆裂。该 系统包括：导管，该导管适于收集从经历消融的组织反射的光；检测部件，该检测部件识别 并分离所收集的光的组成波长；量化设备，该量化设备用于产生所收集光的所测量光强度 数据；和处理器，该处理器分析与时间相关的所测量的光强度数据。分析所测量的反射光谱 强度（MRSI)与时间的关系，其中进行关于MRSI是否初始在指定的时间段增大，之后以MRSI 中的指定速率减小的观察。如果不存在MRSI的减小，则继续向组织传送消融能量。然而， 如果存在MRSI在指定时间内和以指定速率的减小，则该方法推断形成蒸汽袋并且减少或 停止向组织传送消融能量。
[0007] 以引用方式并入本专利申请的文献将视为本专利申请的整体部分，不同的是如果 在这些并入的文献中定义的任何术语与在本说明书中明确或隐含地给出的定义在某种程 度上相冲突，则应只考虑本说明书中的定义。
【发明内容】
[0008] 下文描述的本发明的实施例提供了可用于评估经历消融手术的组织的设备和方 法。
[0009] 因此，根据本发明的实施例提供了一种用于组织评估的方法，所述方法包括使用 施加到活体受检者的身体内的位点的侵入式探头来消融该位点处的组织。在消融组织的 第一阶段，以多个不同波长对来自所述位点的散射光强度进行第一测量。在继所述第一阶 段之后的消融组织的第二阶段，以多个不同波长对来自所述位点的散射光强度进行第二测 量。通过计算发生在第一测量和第二测量之间的不同波长的散射光强度的变化的不同相应 量度并且对比该相应量度来评估消融的进程。
[0010] 在本发明所公开的实施例中，消融组织包括通常通过将导管插入身体中并且经由 导管对该组织施加能量来消融受检者的心脏中的心肌组织。
[0011] 在一些实施例中，进行第一测量和第二测量包括将光从探头中的发射器朝所述位 点引导，并且使用探头中的接收器来收集从组织散射的光。在本发明所公开的实施例中，发 射器和接收器包括至少一个光纤，该光纤在探头的远侧端部处的位于所述位点附近的光端 口与耦合到所述探头的近侧端部的光学测量模块之间延伸穿过所述探头。
[0012] 在本发明所公开的实施例中，所述多个所述不同波长包括处于可见光范围中的第 一波长和处于红外光范围中的第二波长。通常，第一波长介于600nm和700nm之间，并且第 二波长介于7〇〇nm和800nm之间。在一个实施例中，第一波长介于630nm和670nm之间，第 二波长介于750nm和790nm之间，并且所述多个所述不同波长包括介于670nm和710nm之 间的第三波长。
[0013] 在本发明所公开的实施例中，计算所述不同相应量度包括分别计算第一波长、第 二波长和第三波长的所述散射光强度的第一测量和第二测量之间的第一比率、第二比率和 第三比率，并且比较所述相应量度包括评价第一比率、第二比率和第三比率之间的数学关 系，以便评估消融的进程。通常，评价所述数学关系包括基于第二比率和第三比率的乘积除 以第一比率的结果来估计由所述位点处的消融形成的消融灶的尺寸。
[0014] 更一般地，计算所述不同相应量度包括至少计算所述第一波长和所述第二波长的 所述散射光强度的所述第一测量和所述第二测量之间的第一比率和第二比率，并且评估所 述进程包括基于所述第一比率和所述第二比率之间的比较来估计由所述位点处的消融形 成的消融灶的尺寸。
[0015] 根据本发明的实施例，还提供了一种包括侵入式探头的医疗设备，该侵入式探头 被配置成插入活体受检者的身体中，以将多个不同波长的光朝身体内的治疗位点引导并且 接收从所述位点散射的光。将光模块耦合到所述侵入式探头，以便在所述治疗位点处的组 织的消融的第一阶段对所述多个不同波长的来自所述位点的散射光强度进行第一测量，并 且在继所述第一阶段之后的组织的消融的第二阶段对所述多个不同波长的来自所述位点 的所述散射光强度进行第二测量。处理器被配置成通过计算发生在所述第一测量和所述第 二测量之间的所述不同波长的所述散射光强度的变化的不同相应量度并且比较所述相应 量度来评估消融的进程。
【附图说明】
[0016] 结合附图阅读本发明实施例的以下详细说明，将更全面地理解本发明，在附图 中： 图1为根据本发明实施例的用于心内消融的系统的示意性图示说明； 图2为根据本发明实施例的在消融手术期间与心肌组织接触的导管的示意性细部图； 图3为根据本发明实施例的具有光学感测能力的导管的远侧末端的示意性端视图； 图4为框图，其示意性地示出根据本发明的实施例的光模块； 图5和图6为根据本发明实施例的在消融位点处的消融手术中的连续阶段中的来自消 融位点的散射光强度的示意性光谱曲线图；并且 图7为根据本发明实施例的对消融灶深度对多个消融灶之上的散射光强度的比率的 不意性曲线图。
【具体实施方式】
[0017] 心肌组织消融的挑战之一是知道何时停止给定位点处的治疗：施加过少的能量可 导致形成仅浅消融灶，从而无法达到理想的治疗目的，而施加过多的能量可导致过量的组 织损伤甚至穿孔。因此，需要评估已在消融手术期间在任一点处形成的消融灶的尺寸(且具 体地深度)，并且因此需要在手术已达到理想的消融灶尺寸时终止该手术。
[0018] 就这一点而言，本发明人已发现心肌组织的某些光学光谱特征在消融期间变化， 并且这些特征赋予消融灶尺寸的良好指示。具体地，本发明人已发现散射光的强度在消融 期间不同波长下（具体地在处于红色范围和近红外范围内的选择的波长下）不同程度地变 化。不同波长下相对散射变化之间的关系（其可表示为在不同波长下所测量的消融前散射 强度与消融后散射强度的比率的商）与消融灶深度密切相关。
[0019] 因此，在下文描述的实施例中，将侵入式探头施加到有将在此消融组织的身体中 的位点。探头用于在消融过程中的不同阶段对多个不同波长的来自所述位点的散射光强度 进行测量。处理器计算发生在第一测量和第二测量之间的不同波长的散射光强度的变化的 不同相应量度，并且比较该相应量度，以便评估消融的进程。这些测量可例如在所述过程之 前、在所述过程期间和在所述过程结束时进行且比较，并且在每个阶段提供对消融灶尺寸 (且具体地讲消