能量施加装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于向对象(2)施加能量的能量施加装置(1)。能量施加单元向所述对象施加能量，其中，所述能量施加单元适于使用电流以施加所述能量。电流测量单元(15)测量由所述能量施加单元使用的所述电流并基于所测量的电流来提供指示所述能量是否被施加到所述对象的信号。所述信号能够例如由监测单元和/或显示单元使用以使用和/或指示能量是否被实际施加的信息，而无需所述能量施加单元与所述监测单元和/或所述显示单元之间的直接通信。
【专利说明】能量施加装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于向对象施加能量的能量施加装置、能量施加方法和计算机程序。 本发明还涉及用于感测所述对象的感测装置。
【背景技术】
[0002] 导管消融是微创流程，其被广泛用于心律失常的处置。在导管消融流程期间，心 脏组织被局部破坏，以便阻断非期望的传导通路。该局部毁坏能够通过使用例如射频（RF) 源、激光或高强度聚焦超声（HIFU)源作为能量源的高温或通过在冷冻消融的情况下的低 温来完成。能量一般经由消融导管的尖端被提供。消融流程能够由监测单元监测，该监测 单元包括显示单元，在该显示单元上能够显示监测结果。
[0003] 为了允许诸如医师的用户得知消融能量何时被实际施加，能量源，例如RF能量 源，能够适于直接与监测单元通信，使得监测单元能够在显示单元上指示消融能量当前是 否被施加。
[0004] 接口和通信协议一般根据各个制造商、各个设备以及甚至根据设备的各个版本而 变化，这能够致使用于提供消融能量的能量源与监测单元之间的直接通信变得困难。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的被视为是提供用于向对象施加能量的能量施加装置、能量施加方法 和计算机程序以及用于感测所述对象的感测装置，所述感测装置允许指示能量是否被实际 施加到所述对象，而无需与实际执行能量施加流程的能量施加单元的通信。
[0006] 在本发明的第一方面中，提出了一种用于向对象施加能量的能量施加装置，其中， 所述能量施加装置包括：
[0007] -能量施加单元，其用于向所述对象施加能量，其中，所述能量施加单元适于使用 电流以施加所述能量；
[0008] -电流测量单元，其用于测量由所述能量施加单元使用的所述电流并用于基于所 测量的电流来提供指示所述能量是否被施加到所述对象的信号。
[0009] 由于所述电流测量单元测量由所述能量施加单元使用的所述电流并基于所测量 的电流来提供指示所述能量是否被施加到所述对象的信号，所以不需要所述能量施加单元 与例如监测单元和/或显示单元之间的直接通信，所述监测单元和/或所述显示单元用于 使用和/或指示能量是否被实际施加的信息。
[0010] 所述能量施加装置优选适于执行心脏消融流程，其中，所述能量施加单元优选适 于向心脏组织施加 RF能量。
[0011] 所述电流测量单元优选适于将基于所测量的电流来指示能量是否被施加的二元 信号提供为所述信号。
[0012] 所述能量施加单元包括电导体，所述电流通过所述电导体流动，其中，所述电流测 量单元适于例如通过使用电流互感器、天线和/或磁场传感器来测量流过所述电导体的所 述电流，所述磁场传感器例如为霍尔传感器，具体而言，为半导体霍尔传感器。具体而言，所 述电流测量单元能够包括与所述电导体集成的电流互感器，其中，所述电流互感器包括由 所述电导体和次级元件形成的初级元件，所述次级元件优选与所述初级元件电绝缘，并且 其中，所述电流测量单元还包括测量元件，所述测量元件用于测量所述次级元件处的电流 并用于基于在所述次级元件处测量的电流来提供所述信号。这允许可靠地确定所述电流并 由此确定能量是否被施加。
[0013] 所述电流互感器的所述次级元件优选是线圈，所述线圈缠绕着包围所述电导体的 所述电流互感器的磁芯，所述电导体形成所述电流互感器的所述初级元件。优选地，所述电 流互感器被配置使得流过所述次级元件的电流包括类似于流过所述初级元件的电流的电 流波形的电流波形，其中，流过所述次级元件的电流具有小于流过所述初级元件的电流的 幅度的幅度。
[0014] 在实施例中，所述次级元件适于能附接到所述电导体以形成所述电流互感器。例 如，所述次级元件和诸如所述磁芯的所述电流互感器的一个或若干其他元件能够以物理方 式被夹持到形成所述电流互感器的所述初级元件的所述电导体，以形成所述电流互感器。 除了形成所述初级元件的所述电导体以外，所述次级元件和所述一个或若干其他元件可以 因此被附接到现有能量施加装置以测量所述电流。到所述电导体的所述附接优选通过使用 例如夹持机构以能拆卸的方式被执行，以便允许电流测量功能与不同能量施加装置一起使 用。
[0015] 优选地，所述电流测量单元适于测量具有预定义的参数的电流并基于是否已经测 量到具有所述预定义的参数的电流来提供所述信号。例如，所述电流测量单元能够适于检 测是否存在具有预定义的参数范围内的参数的电流并提供指示所述电流是否已经被检测 到的二元信号。在实施例中，所述预定义的参数范围定义电流幅度和电流频率。具体而言， 所述电流测量单元能够适于检测是否存在具有在0. IA到2. OA之间，进一步优选在0. 13A 到I. 8A之间的幅度，并且具有400kHz到500kHz之间的频率的电流，并提供对应二元信号。 这减小了能量的施加被错误指示的可能性，因为已经被测量到的电流不是由所述能量施加 单元使用以向所述对象施加能量的电流，即，外部干扰信号被误检为由所述能量施加单元 施加的电流的可能性被减小。
[0016] 所述能量施加装置优选是用于消融生物内的组织的消融装置，所述消融装置适于 在操作中形成消融回路，所述消融回路包括：a)电源，其用于提供RF功率；b)消融导管，其 包括用于向所述组织施加所述能量的消融电极；c)第一电连接，其将所述电源与所述消融 导管电连接，并且所述第一电连接例如是导线或线缆；d)无关电极，其用于被放置在所述 生物的外部，以及e)第二电连接，其将所述无关电极与所述电源电连接，并且所述第二电 连接例如是导线或线缆，其中，所述电流测量单元位于所述消融回路中以测量所述电流。具 体而言，所述电流测量单元能够集成在所述消融回路内使得所述电流测量单元形成所述消 融回路的物理部分。
[0017] 所述电流测量单元能够被放置以例如测量所述第一电连接中、所述第二电连接中 或所述消融导管中，具体而言，导管柄内部的电流。对应地，所述电流测量单元可以被放置 在所述第一电连接处或所述第二电连接处，或者所述电流测量单元可以被放置在所述导管 柄内部或周围。具体而言，所述电流测量单元能够是例如所述第一电连接、所述第二电连接 或所述消融导管的物理部分。
[0018] 由所述能量施加单元使用的所述电流生成电磁辐射，其中，所述电流测量单元能 够包括用于接收所述电磁辐射的接收元件，其中，所述电流测量单元能够适于基于所接收 的电磁辐射来测量所述电流。这允许在相对大的距离上测量所述电流，其中，所述测量单元 不需要与例如导线或线缆物理接触，所述电流流动通过所述导线或所述线缆。
[0019] 所述接收元件优选是天线，具体而言，是简单环形天线。所述天线可以不是非常具 选择性的，即，例如所述天线可以适于接收400kHz到5000kHz的频率范围内的电磁福射。
[0020] 在另一实施例中，所述电流测量单元包括磁场传感器，所述磁场传感器用于测量 由所述能量施加单元使用的所述电流生成的磁场，其中，所述电流测量单元适于基于所测 量的磁场来测量所述电流。所述磁场传感器优选是霍尔传感器。
[0021] 所述能量施加装置还可以包括输出单元，所述输出单元用于基于由所述电流测量 单元提供的所述信号来向用户指示所述能量是否被施加。所述输出单元优选是用于显示对 应指示的显示单元。具体而言，所述显示单元能够适于显示能量的所述施加的开始和结束。
[0022] 所述能量施加装置优选还包括感测单元，所述感测单元用于感测所述对象，由此 生成感测结果，其中，所述显示单元能够适于还显示所述感测结果。在优选实施例中，所述 感测单元适于以超声方式感测所述对象使得生成M模式图像，其中，所述显示单元能够适 于一起显示所生成的M模式图像以及能量施加指示，所述能量施加指示基于所提供的信号 来指示能量的所述施加的开始和结束中的至少一个。这允许诸如医师的用户容易在所述显 示单元上看到所述M模式图像的哪部分对应于能量施加周期，以及所述M模式图像的哪部 分不对应于所述能量施加周期，在所述能量施加周期期间，所述能量被施加到所述对象。
[0023] 所述感测单元还能够适于根据所提供的指示所述能量是否被施加的信号来执行 所述对象的所述感测。优选地，如果所述信号指示能量没有被施加到所述对象，则所述感测 单元适于感测所述对象。具体而言，所述信号能够指示能量施加周期和非能量施加周期，其 中，在所述能量施加周期中，所述能量被施加并且由此所述电流被测量，在所述非能量施加 周期中，所述能量没有被施加并且由此所述电流没有被测量，其中，所述感测单元能够适于 仅在非能量施加周期中感测所述对象。这减小了由能量的施加对所述对象的所述感测的一 般可能扰动，具体而言，对应的一般可能干扰能够得以预防。
[0024] 在本发明的另一方面中，提出了一种用于感测对象的感测装置，其中，所述感测装 置包括：
[0025] -感测单元，其用于感测所述对象，由此生成感测结果；
[0026] -电流测量单元，其用于测量由能量施加单元使用以向所述对象施加能量的电流 并用于基于所测量的电流来提供指示所述能量是否被施加到所述对象的信号；以及
[0027] -输出单元，其用于输出所述感测结果并用于基于由所述电流测量单元提供的所 述信号来指示能量是否被施加到所述对象。
[0028] 在本发明的另一方面中，提出了一种用于向对象施加能量的能量施加方法，其中， 所述能量施加方法包括：
[0029] -由能量施加单元向所述对象施加能量，其中，所述能量施加单元使用电流以施加 所述能量；
[0030] -由电流测量单元测量由所述能量施加单元使用的所述电流并基于所测量的电流 来提供指示所述能量是否被施加到所述对象的信号。
[0031] 在本发明的另一方面中，提出了一种用于向对象施加能量的计算机程序，其中，所 述计算机程序包括程序代码模块，所述程序代码模块用于当所述计算机程序在控制如权利 要求1所述的能量施加装置的计算机上运行时，令所述能量施加装置执行如权利要求14所 述的能量施加方法的步骤。
[0032] 应当理解，权利要求1所述的能量施加装置、权利要求13所述的感测装置、权利要 求14所述的能量施加方法以及权利要求15所述的计算机程序具有相似和/或相同的优选 实施例，具体而言，如在从属权利要求中所定义的。
[0033] 应当理解，本发明的优选实施例也能够是从属权利要求与各自的独立权利要求的 任何组合。
[0034] 本发明的这些和其他方面将从下文描述的实施例变得显而易见并参考下文描述 的实施例得以阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 在以下附图中：
[0036] 图1示意性且示范性地示出了用于向对象施加能量的能量施加装置的实施例；
[0037] 图2示意性且示范性地示出了能量施加装置的导管的尖端的实施例；
[0038] 图3示意性且示范性地示出了具有能量施加装置的电流测量单元的消融回路的 实施例；
[0039] 图4示出了显示心脏组织的不同时间点处的M模式图像，其中，向心脏组织施加能 量的开始和结束被指示；
[0040] 图5示出了消融回路和单独的电流测量单元的另一实施例；并且
[0041] 图6示出了示范性地图示用于向对象施加能量的能量施加方法的实施例的流程 图。
【具体实施方式】
[0042] 图1示意性且示范性地示出了用于向对象施加能量的能量施加装置1的实施例。 在这个实施例中，能量施加装置1是用于执行心脏消融流程的心脏消融装置，所述心脏消 融装置包括具有导管柄16的消融导管14。消融导管14的尖端21已经被导入到躺在台4 上的人3的心脏2中。在图2中更加详细地示范性地示出了导管尖端21。
[0043] 导管尖端21包括消融电极19,消融电极19形成为具有冲洗开口 24和感测开口 26的帽电极。冲洗开口 24沿着帽电极19的周围被布置，并且感测开口被布置在帽电极19 的正面的中央。超声换能器25位于帽电极19内的开口 26处使得心脏组织能够由超声换 能器25通过感测开口 26以超声方式感测。
[0044] 导管尖端21还包括感测电极23,感测电极23被形成为环形电极。感测电极23被 用于测量心脏电信号。
[0045] 导管14经由线缆12被连接到RF电源8、超声感测控制单元10以及电感测测量单 元11。线缆12和导管14包括若干绝缘导线，所述若干绝缘导线用于将感测电极23与电感 测测量单元11、将消融电极19与RF电源8以及将超声换能器25与超声感测控制单元10 电连接。在这个实施例中，超声感测控制单元10适于与超声换能器25协同生成向其施加 能量（即，被消融）的心脏组织的M模式图像。感测电极23与电感测测量单元11适于测 量心脏电信号，具体而言，适于测量心电图信号，并且RF电源8与消融电极19适于消融心 脏组织。
[0046] 消融电极19与RF电源8形成能量施加单元以向对象（在这个实施例中为心脏组 织）施加能量，其中，能量施加单元8、19适于使用电流以施加能量。超声换能器25和超声 感测控制单元10形成感测单元以感测心脏组织。
[0047] 能量施加装置1还包括被放置在人3的背部的无关电极5,无关电极5经由另一线 缆17与RF电源8连接。RF电源8、消融导管14、线缆12、人3、无关电极5以及另一线缆 17形成消融回路，其中，线缆12能够被视为是第一电连接，所述第一电连接将RF电源8与 消融导管14电连接，另一线缆17能够被视为是第二电连接，所述第二电连接将无关电极5 与RF电源8电连接，电流测量单元15位于消融回路中，具体而言，集成在消融回路中。电 流测量单元15适于测量由消融导管14使用以消融心脏组织的电流并基于所测量的电流来 提供指示能量是否被实际施加到心脏组织的信号。在这个实施例中，电流测量单元适于测 量RF电流（如果存在），并基于是否测量到RF电流来提供指示心脏组织是否被实际消融的 二兀信号。
[0048] 电流测量单元15适于测量流过消融回路内的电导体的RF电流，在这个实施例中， 所述电导体是连接消融导管14与RF电源8的线缆12。在这个实施例中，电流测量单元15 包括与线缆12集成的电流互感器，其中，所述电流互感器包括由线缆12和次级元件20形 成的初级元件，如在图3中示意性且示范性地示出的。图3仅示出了超声感测控制单元10 和消融回路30,消融回路30由RF电源8、消融导管14、连接RF电源8与消融导管14并已 经集成了电流测量单元15的线缆12、人3、无关电极5以及连接无关电极5与RF电源8的 线缆17形成。
[0049] 电流测量单元15还包括测量元件22,测量元件22用于测量次级元件20处的电流 并用于基于在次级元件20处测量的电流来提供所述信号。
[0050] 次级元件20是线圈，所述线圈缠绕着包围线缆12的电流互感器的磁芯，线缆12 形成电流互感器的初级元件。电流互感器被配置使得流过次级元件的电流包括类似于流过 初级元件的电流的电流波形的电流波形，其中，流过次级元件的电流具有小于流过初级元 件的电流的幅度的幅度。初级元件12和次级元件20彼此电绝缘。
[0051] 测量元件22能够包括电流计和电路，其中，所述电流计用于测量次级元件20处的 电流，所述电路被配置为生成指示是否已经测量到RF电流，S卩，指示心脏消融是否被实际 执行的二元信号。在其他实施例中，电流测量功能和/或信号生成功能能够由另外的元件 提供，所述另外的元件能够是例如超声感测控制单元10的一部分。例如，超声感测控制单 元10的电路能够被配置为根据在电流互感器的次级元件处测量的电流生成二元信号。在 这种情况下，电流互感器与超声感测控制单元的这个电路一起形成电流测量单元，所述电 流测量单元用于测量由能量施加单元使用的电流并用于基于所测量的电流来提供指示能 量是否被施加到对象的信号。
[0052] 次级元件20与磁芯和测量元件22 -起能够适于能附接到线缆12以形成电流互 感器。例如，电流互感器的次级元件20、磁芯和测量元件22能够以物理方式能夹持到形成 电流互感器的初级元件的线缆12,以形成电流互感器。除了形成初级元件的线缆12以外， 次级元件与电流互感器的其他元件一起可以因此被附接到现有心脏消融装置以测量RF电 流。此外，除了由线缆12形成的初级元件以外，次级元件与电流互感器的其他元件一起还 能够容易地能从线缆12拆卸，以便允许RF电流测量功能与不同能量施加装置一起使用。电 流测量单元15还能够适于能附接到消融回路30的另外的部分。另外，电流测量单元15还 能够以物理方式被集成在消融回路30内使得电流测量单元15形成消融回路的物理部分。
[0053] 电流测量单元15能够特别是能拆卸地被附接到线缆12、线缆17或以物理方式被 集成到线缆12、线缆17中，其中，线缆12连接消融导管14与RF电源8,如图1和3中示意 性且示范性地示出的，线缆17连接无关电极5与RF电源8或消融导管14,具体而言，导管 柄16内部或周围。
[0054] 电流测量单元15适于测量具有预定义的参数的电流并基于是否已经测量到具有 预定义的参数的电流来提供所述信号。具体而言，电流测量单元15适于检测是否存在具有 预定义的参数范围内的参数的RF电流并提供指示该RF电流是否已经被检测到的二元信 号。在这个实施例中，电流测量单元15适于检测是否存在具有在0. IA到2. OA之间，进一 步优选在〇. 13A到I. 8A之间的幅度，并且具有400kHz到500kHz之间的频率的电流，其中， 如果这种RF电流被测量到则所生成的二元信号指示心脏消融被实际执行。
[0055] 能量施加装置1还包括输出单元18,在这个实施例中，输出单元18是显示单元,所 述显示单元用于显示由超声换能器25和超声感测控制单元10生成的M模式图像并用于基 于由电流测量单元15提供的所述信号来向诸如医师的用户指示能量是否被施加。
[0056] 图4示意性且示范性地示出了不同时间点V"t8的M模式图像40。超声换能器 25与超声感测控制单元10 -起连续地采集A线，所述A线被附加到先前采集的A线以生 成M模式图像40,在M模式图像40中，A线的数量随着时间增加而增加。如果电流测量单 元15在线缆12中检测到RF电流并生成指示RF能量被施加到心脏组织的信号，则显示单 元18显示第一能量施加指示41，在这个实施例中，第一能量施加指示41是彩色的垂直线， 以指示RF能量向心脏组织的施加的开始。在能量向心脏组织的施加期间，条42根据M模 式图像的增长而增长，其中，如果由电流测量单元15提供的信号指示能量到心脏组织的施 加已经被停止，则第二能量施加指示43指示消融流程已经被停止。在这个实施例中，第二 能量施加指示43同样是M模式图像内的垂直线。
[0057] 在图4中，指示能量的施加开始的第一能量施加指示41首先被显示在时间点&处 的M模式图像中，并且第二能量施加指示43首先被显示在时间点t 6处的M模式图像中。在 图4中，在特定时间点处的M模式图像的垂直轴指示心脏组织内的深度，其中，向下的方向 指示针对各个时间点的心脏组织内的深度增加的方向。
[0058] 由于能量施加指示41、43被显示在显示单元18上的M模式图像内的各个时间位 置处，所以诸如医师的用户能够容易在显示单元18上看到M模式图像的哪部分对应于能量 施加周期，以及M模式图像的哪部分不对应于能量施加周期，在所述能量施加周期期间，能 量被施加到心脏组织。
[0059] 在实施例中，超声感测控制单元10可以适于控制超声感测，使得如果由电流测量 单元15提供的所述信号指示能量没有被施加到心脏组织则不执行超声感测。具体而言，所 述信号指示能量施加周期和非能量施加周期，其中，在所述能量施加周期中能量被施加并 且由此RF电流被测量，在所述非能量施加周期中，能量没有被施加并由此所述电流没有被 测量，其中，超声感测控制单元10可以适于控制超声感测，使得超声感测仅在非能量施加 周期期间被执行。这减小了能量的施加对心脏组织的超声感测的一般可能扰动。
[0060] 能量施加装置1还包括诸如冲洗泵的冲洗控制单元9,冲洗控制单元9通过管7 与导管14连接以将冲洗流体泵入导管中使得冲洗流体能够通过冲洗开口 24离开导管尖端 21。此外，能量施加装置1包括定位单元13,定位单元13用于将消融导管14的尖端21定 位在人3的心脏2内。定位单元13能够是任何已知的定位单元，例如X射线荧光透视单元、 电磁定位单元等。同样，人3的心脏2内的导管尖端21的所确定的位置能够被显示在显示 单元18上以允许用户证实能量被施加到心脏组织的消融位置。
[0061] 尽管在以上参考图1和3描述的实施例中，电流测量单元15被附接，具体而言，被 夹持到消融回路30或以物理方式被集成到消融回路30中，使得电流测量单元15形成消融 回路30的物理部分，但在其他实施例中，所述电流测量单元也能够与消融回路30分离，如 在图5中示意性且示范性地示出的。
[0062] 在图5中，电流测量单元115包括接收元件120,接收元件120用于接收由流过消 融回路30的RF电流生成的电磁辐射，其中，电流测量单元115适于基于所接收的电磁辐射 来测量所述电流。这允许在相对大的距离上测量RF电流，其中，测量单元115不需要与例 如导线或线缆物理接触，RF电流通过所述导线或所述线缆流动。
[0063] 接收元件120是天线，具体而言，是简单环形天线。天线120不是非常具选择性的 并适于接收400kHz到5000kHz的频率范围内的电磁辐射。类似于以上参考图3描述的测 量元件22,电流测量单元115同样包括测量元件122,测量元件122用于测量天线120感生 的电流并用于提供指示电流测量单元115是否已经检测到RF电流正在流过消融回路30的 二兀信号。
[0064] 所述能量施加装置的所述超声感测部分、所述电流测量单元以及所述显示单元能 够被视为形成用于感测对象的感测装置，其中，由于所述电流测量单元，关于能量是否被施 加的信息能够被显示在所述显示单元上。所述感测装置能够是集成的装置，即与所述能量 施加装置集成，或所述感测装置能够是单独的装置。在其他实施例中，所述感测装置也能够 适于执行另外类型的感测，例如，电感测、光学感测等。
[0065] 在下文中，将参考图6中示出的流程图示范性地描述用于向对象施加能量的能量 施加方法的实施例。
[0066] 在步骤101中，能量由RF电源8经由消融导管14施加到心脏组织，其中，RF电流 被用于施加能量。在步骤102中，由电流测量单元15、115测量所述电流并基于所测量的RF 电流来生成指示能量是否被施加到心脏组织的信号。因此，在步骤102中，优选地二元信号 被生成并被提供，所述二元信号根据RF电流是否被检测到来指示心脏组织是否被实际消 融。在能够在能量被施加到对象之前、期间和/或之后执行的步骤103中，超声换能器25 与超声感测控制单元10 -起生成M模式图像103。在步骤104中，所生成的M模式图像和 指示能量是否被实际施加到对象的能量施加指示被显示在显示单元18上。任选地，在步骤 102中生成并提供的信号能够由超声感测控制单元10在步骤103中使用以控制超声感测， 使得超声感测仅在非能量施加周期中被执行，在所述非能量施加周期中能量没有被施加到 对象。
[0067] 应当指出，步骤101到104能够基本上同时被执行，其中，在使用RF电流以施加能 量的情况下测量该RF电流，基于所测量的RF电流来生成指示能量是否被施加到心脏组织 的对应信号，并且将指示能量是否被实际施加的对应能量施加指示与同时生成的M模式图 像一起显示在显示单元上。
[0068] 具有集成的超声损伤监测和流体冲洗的RF消融导管允许损伤边界的进展的优选 实时的可视化。具体而言，所述消融导管包括一个或多个超声换能器，所述一个或多个超 声换能器被布置在导管尖端内并被连接到外部控制台，即，被连接到超声感测控制单元，其 中，超声感测控制单元与显示单元一起可以被视为是心脏消融监测（CAM)单元。
[0069] 所述能量施加装置优选适于在实时显示的超声图像上向外科医师指示消融何时 发生。外科医师例如可以借助于连接到RF电源8的脚踏板来控制消融能量的施加，其中， 被显示在显示器上的所述指示，即，能量施加指示优选是该实际事件的直接反馈。
[0070] 尽管在以上描述的实施例中，指示能量是否被实际施加到对象的所述信号被用于 在显示单元上指示能量何时被实际施加和/或根据能量是否被实际施加到对象来控制超 声感测流程，但在其他实施例中，所述信号也能够被用于其他目的。例如，在其他实施例中， 所述能量施加装置还能够适于基于超声图像和关于能量是否被实际施加到组织的知识来 确定消融参数，例如消融深度，所述消融深度是组织中的进展的损伤的深度。
[0071] -般地，关于消融功率的信息能够直接通过能量施加单元与超声感测控制单元之 间的通信从RF生成中获得，S卩，从RF电源获得，所述超声感测控制单元具体而言为包括超 声感测控制单元和显示单元的CAM控制台。然而，接口通信协议能够因制造商、设备以及甚 至设备版本而变化。因此，不期望例如RF电源与CAM控制台之间的通信。也能够从由于RF 能量递送而引入到超声信号中的特征中提取关于是否存在消融功率的信息，即，能够利用 对超声信号的另外的不需要的RF干扰。但是，这个选项不能产生可靠结果，因为干扰水平 是未知的并且因为一般采取设计步骤来使得消融监测系统对诸如RF干扰的外部扰动高度 不敏感。
[0072] 此外，一般地，干扰应当被保持得尽可能小。因此，以上参考图1到6描述的能量 施加装置提供检测消融功率是否被施加的解决方案，而无需RF电源与例如超声感测控制 单元10,具体而言，CAM控制台之间的直接通信，并且无需从超声信号中提取RF干扰。实际 上，能量装置优选允许可靠地检测消融功率是否被施加，而无需与消融回路的任何通信，并 且消融功率是否被施加的检测与各个制造商、设备和设备版本无关。
[0073] 所述能量施加装置优选适于从携带RF电流的各个线缆中检测RF消融是否开启。 该二元信息能够被用来在显示单元上,具体而言,在CAM控制台上指示RF能量递送,而无需 与消融回路的任何直接通信。所述检测优选基于电磁场，在导线携带消融电流时所述导线 生成所述电磁场。优选利用这样的事实，即RF电流被测量的各个导线是大的回路的部分， 所述大的回路包括消融生成器（即，RF电源）、从消融生成器到消融导管的线缆、消融导管、 人、人的背部处的无关电极以及最后从无关电极到消融生成器的线缆或导线。由于该消融 回路，通过各个导线的消融电流创建相对容易检测的相对强的电磁场。为了该检测，能够使 用位于消融电流回路中的某处的电流互感器。例如，电流互感器能够位于从RF电源到消融 导管的线缆处、从RF电源到无关电极的线缆处，或者电流互感器能够被放置在导管柄内部 或周围。电流互感器的初级侧优选由携带消融电流的各个导线形成。优选地，消融导线不 需要被修改、切割或连接以使得其为电流互感器的部分，因为电流互感器的其他部分能够 被组装在携带消融电流的各个导线周围。消融电流在电流互感器的次级侧处引入小信号， 所述小信号是消融电流波形的相对副本，但是具有不同幅度。电流互感器的初级侧和次级 侧电绝缘。电流互感器的次级侧优选由缠绕在磁芯周围的线圈形成。检测电路，即，测量元 件，在次级侧感测是否存在消融电流。RF功率优选被保持稳定而无论负载如何。RF功率 优选在5W到IOOW的范围中，并且负载优选在30 Ω到300 Ω的范围中。由于/ = V^,其 中，I是消融电流，P是由RF电源提供的功率并且R是负载，所以消融电流优选在0. 13A到 I. 8A的范围中。另外，消融频率，即，消融电流的频率，优选在400kHz到500kHz的范围内。 因此，检测电路优选被设计为检测在这些指定的范围中的电流，由此提供指示消融是否正 在发生的可靠状态指示。
[0074] 由于由携带消融电流的各个导线发射的电磁辐射相当显著，所以感测能够在相对 大的距离处被完成。因此，传感器，即，电流测量单元，不需要与各个导线接触或甚至不会导 致接近各个导线。对于较大距离，主要关心的将是例如由在相邻手术室运行的其他消融系 统导致的错误检测。由于各个能量施加装置的特性，所述特性例如由频率和消融回路定义， 所以磁辐射是占主导地位的并且简单环形天线能够被用来检测消融电流。由于消融频率中 的变化，所以天线不需要非常具选择性。例如，天线能够适于接收400kHz到5000kHz的频 率范围内的信号。然而，天线优选被调谐到消融频率。
[0075] 代替或除了天线，所述电流测量单元还能够包括磁场传感器，所述磁场传感器用 于感测由能量施加单元使用的电流生成的磁场，其中，所述电流测量单元能够适于基于所 测量的磁场来测量所述电流。磁场传感器优选是霍尔传感器。
[0076] 所述能量施加单元能够适于连续向对象施加能量或以脉冲方式向对象施加能量。 在后一种情况下，消融活动能够有规律地被打断以允许监测仪器，即，超声感测控制单元和 超声换能器，在没有RF干扰的情况下进行测量。因此，消融和超声感测能够被协调使得当 RF电源不提供消融脉冲时以超声方式感测对象。
[0077] 尽管在以上描述的实施例中，指示能量是否被施加的所述信号被用于在显示单元 上向用户指示该信息并基于能量是否被实际施加来控制超声感测流程，但在其他实施例 中，对RF消融实际是开启还是关闭的检测也能够用于其他目的。例如，分析超声数据能够 根据能量是否被实际施加，即，对应分析算法的参数可以是情况特异性的。例如，各个分析 算法能够适于过滤掉已经指示能量施加已经开始之后的头几秒中发生的超声伪影。
[0078] 尽管在以上描述的实施例中，能量是否被实际施加的指示被提供在显示超声图像 的显示单元上，但在另外的实施例中，这样的指示也能够与其他信息一起被显示。例如，对 应指示能够与电描写图记录一起被显示，所述电描写图记录可以由电生理（EP)记录系统 提供。所述电描写图记录可以是利用消融和诊断导管测量的心脏内记录以及体表电描写 图。所述能量施加指示也可以与由电解剖标测系统提供的电解剖图一起被显示，所述电解 剖标测系统例如是诸如来自St. Jude Medical公司的NavX的基于阻抗的系统或诸如来自 Biosense Webster公司的Carto的基于电磁的系统。所述能量施加指示也能够与诸如实 况X射线图像或实况二维或三维超声图像的一幅或若干幅图像一起被显示。所述能量施加 指示可以被显示为诸如"RF开启"和"RF关闭"的文本或例如消融提示可以以彩色被显示 在各个图像上，例如，以红色指示能量施加开启。能量施加也可以被显示在诸如磁共振图 像的其他类型的图像上。同样能量是否被实际施加的指示可以被显示在接触力感测系统 的显示单元上，所述接触力感测系统例如是来自Endosense公司的基于光纤的系统、例如 来自Biosense Webster公司的诸如SmartTouch的基于电磁的系统或者例如来自St. Jude Medical公司的基于电耦合指数或基于阻抗的系统。此外，所述指示可以被显示在诸如来 自Voyage Medical公司的IRIS ballon的内窥镜消融系统的显示单元上，或者被显示在 Philips公司的EP导航器的显示单元上，具体而言，被显示在显示预采集的三维图像与实 况X射线图像的显示单元上。
[0079] 尽管在以上描述的实施例中，所述消融导管仅包括单个超声换能器，但在其他实 施例中，所述消融导管也能够包括用于通过所述消融导管的尖端中的对应感测开口来感测 对象的若干超声换能器。所述一个或若干超声换能器能够是一维或二维相控阵列超声换能 器。
[0080] 尽管在以上描述的实施例中，所述能量施加装置适于消融心脏组织，但在其他实 施例中，所述能量施加装置也能够适于消融其他类型的组织，例如，其他器官的组织。此外， 所述能量施加装置也能够适于向另外的对象而不是器官的组织施加能量。例如，所述能量 施加装置能够适于向技术对象施加能量。
[0081] 尽管在以上描述的实施例中，所述能量经由导管的尖端被施加到对象，但在其他 实施例中，所述能量也能够经由其他元件（例如，介入针的尖端）或经由位于另外的元件处 的电极被施加。
[0082] 尽管在以上描述的实施例中，所述导管尖端包括冲洗开口，但在其他实施例中，所 述导管尖端可以不包括冲洗开口。
[0083] 通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域的技术人员在实践所主张的本发明 时能够理解并实现所公开的实施例的其他变型。
[0084] 在权利要求书中，词语"包括"不排除其他元件或步骤，并且量词"一"或"一个"不 排除多个。
[0085] 单个单元或设备可以实现权利要求书中记载的若干项目的功能。互不相同的从属 权利要求中记载了特定措施并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
[0086] 能够由任何其他数量的单元或设备执行由一个或若干单元或设备执行的步骤，例 如电流的测量、指示能量是否被施加的信号的生成、根据所述信号对超声感测流程的控制 等。根据所述能量施加方法的这些步骤中的一个或若干和/或对所述能量施加装置的控制 能够被实施为计算机程序的程序代码模块和/或专用硬件。
[0087] 计算机程序可以被存储/分布在与硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的 诸如光学存储介质或固态介质的适当的介质上，但计算机程序也可以以其他形式分布，例 如经由因特网或其他有线或无线的远程通信系统。
[0088] 权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。
【权利要求】
1. 一种用于向对象施加能量的能量施加装置，所述能量施加装置⑴包括： -能量施加单元（8、19)，其用于向所述对象（2)施加能量，其中，所述能量施加单元（8、 19)适于使用电流以施加所述能量； _电流测量单元（15、115)，其用于测量由所述能量施加单元（8、19)使用的所述电流并 用于基于所测量的电流来提供指示所述能量是否被施加到所述对象（2)的信号。
2. 如权利要求1所述的能量施加装置，其中，所述能量施加单元（8、19)包括电导体 (12)，所述电流通过所述电导体流动，其中，所述电流测量单元（15、115)包括与所述电导 体（12)集成的电流互感器，其中，所述电流互感器包括由所述电导体和次级元件（20)形成 的初级元件（12),并且其中，所述电流测量单元（15、115)还包括测量元件（22),所述测量 元件用于测量所述次级元件（20)处的电流并用于基于在所述次级元件（20)处测量的电流 来提供所述信号。
3. 如权利要求2所述的能量施加装置，其中，所述次级元件（20)适于能附接到所述电 导体（12)以形成所述电流互感器。
4. 如权利要求1所述的能量施加装置，其中，所述电流测量单元（15、115)适于测量具 有预定义的参数的电流并基于是否已经测量到具有所述预定义的参数的电流来提供所述 信号。
5. 如权利要求1所述的能量施加装置，其中，所述能量施加装置（1)是用于消融生物 (3)内的组织的消融装置，所述消融装置适于在操作中形成消融回路（30)，所述消融回路 包括： -电源（8)，其用于提供射频功率； -消融导管（14)，其包括用于向所述组织施加所述能量的消融电极（19); -第一电连接（12)，其将所述电源（8)与所述消融导管（14)电连接； -无关电极（5)，其用于被放置在所述生物（3)的外部；以及 -第二电连接（17)，其将所述无关电极（5)与所述电源（8)电连接， 其中，所述电流测量单元（15)位于所述消融回路中以测量所述电流。
6. 如权利要求1所述的能量施加装置，其中，由所述能量施加单元（8、19)使用的所 述电流生成电磁辐射，并且其中，所述电流测量单元（115)包括用于接收所述电磁辐射的 接收元件（120)，其中，所述电流测量单元（115)适于基于所接收的电磁辐射来测量所述电 流。
7. 如权利要求1所述的能量施加装置，其中，由所述能量施加单元使用的所述电流生 成磁场，并且其中，所述电流测量单元包括用于测量所述磁场的磁场传感器，其中，所述电 流测量单元适于基于所测量的磁场来测量所述电流。
8. 如权利要求1所述的能量施加装置，其中，所述能量施加装置（1)还包括输出单元 (18)，所述输出单元用于基于由所述电流测量单元（15、115)提供的所述信号来向用户指 示所述能量是否被施加。
9. 如权利要求8所述的能量施加装置，其中，所述能量施加装置（1)还包括感测单元 (23、25)，所述感测单元用于感测所述对象（2)，由此生成感测结果，并且其中，所述输出单 元（18)适于还显示所述感测结果。
10. 如权利要求9所述的能量施加装置，其中，所述感测单元（23、25)元适于以超声方 式感测所述对象使得Μ模式图像被生成，其中，所述输出单元（18)是用于一起显示所生成 的Μ模式图像以及能量施加指示的显示单元，所述能量施加指示基于所提供的信号来指示 能量的施加的开始和结束中的至少一个。
11. 如权利要求1所述的能量施加装置，其中，所述能量施加装置⑴还包括用于感测 所述对象（2)的感测单元（10、25)，其中，所述感测单元（10、25)适于根据所提供的指示所 述能量是否被施加的信号来执行对所述对象（2)的所述感测。
12. 如权利要求11所述的能量施加装置，其中，所述感测单元（10、25)适于在所述信号 指示能量没有被施加到所述对象（2)的情况下感测所述对象（2)。
13. -种用于感测对象的感测装置，所述感测装置包括： -感测单元（23、25)，其用于感测所述对象（2)，由此生成感测结果； _电流测量单元（15、115)，其用于测量由能量施加单元（8、19)使用以向所述对象（2) 施加能量的电流并用于基于所测量的电流来提供指示所述能量是否被施加到所述对象（2) 的信号； -输出单元（18)，其用于输出所述感测结果并用于基于由所述电流测量单元（15、115) 提供的所述信号来指示能量是否被施加到所述对象（2)。
14. 一种用于向对象施加能量的能量施加方法，所述能量施加方法包括： -由能量施加单元（8、19)向所述对象⑵施加能量，其中，所述能量施加单元（8、19) 使用电流以施加所述能量； -由电流测量单元（15、115)测量由所述能量施加单元（8、19)使用的所述电流并基于 所测量的电流来提供指示所述能量是否被施加到所述对象（2)的信号。
15. -种用于向对象施加能量的计算机程序，所述计算机程序包括程序代码模块，所述 程序代码模块用于当所述计算机程序在控制如权利要求1所述的能量施加装置的计算机 上运行时，令所述能量施加装置执行如权利要求14所述的能量施加方法的步骤。
【文档编号】A61B18/14GK104271064SQ201380020562
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年4月9日 优先权日:2012年4月19日
【发明者】F·P·M·布德泽拉, G·A·哈克斯, S·A·W·福肯鲁德 申请人:皇家飞利浦有限公司