用于消融规划和控制的方法和装置与流程

本发明整体涉及治疗心律失常，并且更具体地涉及用于消融规划和控制的方法和装置。

背景技术：

组织消融可用于治疗各种类型的疾病，诸如心律失常。在一些情况下，待施加的消融为复杂的并且需要预先规划。各种技术可被应用于规划和控制消融规程。

例如，其公开内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布2014/0058387描述了用于消融规划的系统和方法，包括基于治疗的概率来限定一个或多个消融体积的形状和尺寸，并且确定待治疗的目标体积。通过使用一个或多个消融体积来确定目标体积内的所规划消融的数量和位置而提供规程规划。确定目标体积中的至少两个所规划消融的联合概率分布。使最终配置可视化，以基于目标体积的治疗概率来确定是否满足规划目标。

其公开内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布2012/0277763描述了介入性消融治疗规划系统和生成位于患者体内的目标体积的图像表示的成像系统。该规划系统包括分割目标体积的要接收消融治疗的所规划的目标体积的分割单元。规划处理器生成具有一个或多个消融区域的消融规划，该一个或多个消融区域利用消融治疗来覆盖整个所规划的目标体积，每个消融区域具有预先确定的消融体积，该预先确定的消融区域通过在消融期间移动消融探头而被限定。

技术实现要素：

本文所述的本发明的实施方案提供了一种用于使消融可视化的方法，该方法包括向用户显示可视地表示用于患者的组织中的消融的区域的三维(3D)管。从用户接收消融信息，该消融信息指定沿3D管的一个或多个消融位置和用于在消融位置中进行消融的一个或多个相应消融配置。基于消融位置和对应的消融配置而在3D管上向用户显示组织中的消融的估计影响。

在一些实施方案中，该区域为用于消融的目标区域，并且相应消融位置和对应的消融配置为规划消融位置和对应的规划消融配置，利用规划消融位置和对应的规划消融配置来规划将要施加的消融。在其他实施方案中，相应消融位置和对应的消融配置为用于消融的实际消融位置和对应的实际消融配置。在其他实施方案中，每个实际消融配置被用于在相应实际消融位置中形成病灶，并且显示估计影响包括评估每个实际消融位置处的病灶的尺寸和严重程度。

在一个实施方案中，显示估计影响包括显示沿3D管的其中相邻病灶不连续的一个或多个区。在另一个实施方案中，显示估计影响包括显示沿3D管的其中已施加过量消融的一个或多个区。在另一个实施方案中，显示3D管包括将所显示的3D管叠加在消融位置处的组织的解剖图像上。

在一些实施方案中，该区域包括肺静脉(PV)。在其他实施方案中，该消融配置包括选自由以下各项组成的列表的一个或多个消融属性：消融持续时间、消融功率、消融指数、目标温度、和阻抗压降。

根据本发明的实施方案，还提供一种用于使消融可视化的装置。该装置包括输出设备和处理器。该处理器配置成：在输出设备上向用户显示可视地表示用于患者的组织中的消融的区域的三维(3D)管；从用户接收消融信息，该消融信息指定沿3D管的一个或多个消融位置和用于在消融位置中进行消融的一个或多个相应消融配置；并且基于消融位置和对应的消融配置而在3D管上向用户显示组织中的消融的估计影响。

从以下结合附图的本发明的实施方案的详细说明将更全面地理解本发明，在附图中：

附图说明

图1为根据本发明的实施方案的基于导管的跟踪和消融系统的示意性图解；

图2为根据本发明的实施方案的可视地表示用于消融的目标区域的三维(3D)管的示意性图解；以及

图3为根据本发明的实施方案的可视地表示组织中的消融的估计影响的3D管的示意性图解。

具体实施方式

概述

心脏消融规程通常需要预先规划，以实现准确的结果。例如，肺静脉(PV)隔离规程通过消融围绕PV周边的连续病灶来阻断不期望的电脉冲跨PV的传播。规划和控制规程为重要的，以便准确地形成连续的病灶。

下文所述的本发明的实施方案提供了用于规划和控制消融规程的改善的技术。在一些实施方案中，在规划消融规程过程中，处理器配置成向用户(通常为医师)显示可视地表示待消融的PV的目标区域的三维(3D)管。用户然后向处理器提供消融信息，该消融信息指定沿3D管的一个或多个规划消融位置和用于在指定的消融位置处进行消融的一个或多个相应的规划消融配置。用于某消融位置的消融配置可指定例如消融强度、消融持续时间、和/或其他属性。

在一个实施方案中，在从用户接收消融位置和配置之后，该处理器配置成激活导管的电极，以使用相应消融配置来消融消融位置处的组织，并且基于实际消融位置和对应的实际消融配置而在3D管上显示消融的估计影响。

在一些情况下，实际消融位置和/或相应实际消融配置中的一者或多者可不同于规划消融位置和/或配置。在此类情况下，该处理器配置成在3D管上显示消融对组织的规划的和实际的估计影响之间的差异。在一些实施方案中，该处理器进一步配置成评估实际消融的估计影响，并向用户显示评估结果。

在一个实施方案中，该处理器可在规划期间或在实际规程期间检测病灶中的中断部。在该实施方案中，该处理器因此可提醒用户并可进一步建议修改的消融位置和/或修改的配置，以便填充病灶中的中断部，从而增大形成连续病灶的概率。

所公开的技术可与各种消融技术一起使用，诸如一次消融一个目标位置的单电极(“逐点”(“point-by-point”))导管、或同时消融多个目标位置的多电极导管(例如，环状标测导管或篮形导管)。

所公开的技术提供了消融状态的实时可视化并且使得医师能够规划消融并跟踪其进程，以便例如通过显示相邻病灶之间的不期望的间隙作为3D管的未标记节段而立即校正与消融规划的任何偏差。

此外，所公开的技术不限于心脏消融。例如，所公开的技术可用于对肿瘤进行消融，在该情况下，所显示的3D管可表示肿瘤，围绕肿瘤有或无安全裕度。

系统说明

图1为根据本发明的实施方案的基于导管的跟踪和消融系统20的示意性图解。系统20包括导管22(在本示例中为心脏导管)和控制台24。在本文所述的实施方案中，导管22可用于任何合适的治疗目的和/或诊断目的，诸如心脏26中的组织(以下图2所示)的消融。

控制台24包括处理器41(通常为通用计算机)，该处理器41具有用于经由导管22来接收信号并源于控制本文所述的系统20的其他部件的合适的前端和接口电路38。控制台24还包括配置成显示以下图2和图3所示的三维(3D)管的用户显示器35，该3D管可被叠加在心脏26的图像27上。

在一个实施方案中，所显示的3D管可在进行消融规程之前可视地表示消融的规划的位置和对应配置的估计影响(如以下图2所示)。在另一个实施方案中，所显示的3D管可基于实际消融位置和对应的实际消融配置来表示组织中的消融的估计影响。在一个实施方案中，3D管可被显示为被叠加在心脏26的图像27上。

在一些规程诸如组织的消融中，医师30可提前规划该规程。在一些实施方案中，为了规划消融，处理器41从医师30接收用于组织中的消融的目标区域，并在显示器35上显示可视地表示目标区域以用于对心脏26的组织进行消融的虚拟三维(3D)管(以下图2所示)。以下在图2至图3中详细地描述3D管。医师然后向处理器提供所需的消融位置和相应消融配置。

为执行消融规程，医师30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。导管22包括被装配在其远侧端部处的一个或多个消融电极40。电极40配置成对心脏26的目标位置处的组织进行消融。医师30通过利用靠近导管的近侧端部的操纵器32操纵导管22而在心脏26中的目标位置附近对远侧端部进行导航，如插图23所示。导管22的近侧端部连接至处理器41中的接口电路。

在一些实施方案中，通过磁性位置跟踪系统的位置传感器(未示出)来测量远侧端部在心腔中的位置。在这种情况下，控制台24包括驱动被放置在躺在手术台29上的患者28体外的已知位置处(例如，患者的躯干下方)的磁场发生器36的驱动电路34。位置传感器被装配到远侧端部并配置成响应于来自场发生器36的所感测的外部磁场来生成位置信号。该位置信号指示远侧端部在位置跟踪系统的坐标系中的位置。

这种位置感测方法在各种医疗应用中实现，例如在由强生公司(Biosense Webster Inc.)(加利福尼亚州钻石吧(Diamond Bar，Calif.))生产的CARTO^TM系统中实现，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专利公布WO96/05768，以及美国专利申请公布2002/0065455 A1、2003/0120150 A1和2004/0068178 A1中，这些专利的公开内容均以引用方式并入本文。

在一些实施方案中，医师30可使用用于将远侧端部40导航到目标位置并用于激活电极40的处理器41，以便对目标位置处的组织进行消融。在另选的实施方案中，处理器41可仅用于显示3D管，并且控制台22可包括可用于远侧端部40的导航并用于组织的消融的一个或多个其他处理器。

处理器41通常包括通用计算机，该通用计算机以软件进行编程，以执行本文所述的功能。该软件可以电子形式通过网络而被下载到计算机，例如作为另外一种选择或除此之外，该软件可被提供和/或存储在非临时性有形介质诸如磁性存储器、光学存储器、或电子存储器上。

规划消融规程

图2为根据本发明的实施方案的可视地表示用于消融的目标区域的虚拟三维(3D)管50(如在显示器35上向医师30显示的)的示意性图解。在图2的示例中，该消融规程旨在隔离心脏26的肺静脉(PV)48，但是本文所述的实施方案可用于任何其他消融规程。

在规程的规划阶段，在显示器35上向医师30显示PV 48的一个或多个解剖图像。该解剖图像可使用任何合适的成像技术来获取，该任何合适的成像技术诸如例如在CARTO^TM系统中实现的超声心动描记术、多检测器计算机化断层摄影术(MDCT)、或快速解剖标测(FAM)，该CARTO^TM系统由强生公司(Biosense Webster Inc.)(加利福尼亚州钻石吧(Diamond Bar，Calif))生产，并且详细描述于美国专利9,265,434、美国专利申请公布2011/0152684 A1、2015/0018698 A1和2016/0183824 A1以及欧洲专利申请公布EP2338419 A1中，这些专利的公开内容全部以引用方式并入本文。

在一个实施方案中，作为规划阶段的一部分，医师30选择多个消融位置和对应的消融配置，并向处理器41提供该信息。在一个实施方案中，医师30可在每个消融位置处设定具体的消融配置。在一些实施方案中，该消融配置可指定各种消融属性，诸如消融持续时间、消融功率、消融指数、目标温度、阻抗压降、或任何其他合适的消融属性。在本示例中，已选择代表55A，55B，55C，55D，55E和55F的六个消融位置。处理器41使用PV 48的图像以及由医师指定的目标消融位置和消融配置，以在显示器35上显示虚拟3D管50。

在一些实施方案中，假设施加相应消融配置，处理器41配置成针对每个消融位置来估计将被形成的病灶的尺寸。在一个实施方案中，处理器41配置成在消融位置的任一侧上标记管50的着色节段。这些着色节段的尺寸对应于病灶的估计尺寸。

在一些实施方案中，该技术可用于消融规划阶段中，在该情况下，医师30可从位置和对应的消融配置的初始消融规划开始。在一个实施方案中，处理器41因此通过填充管50的相应节段来显示规划消融的估计影响。

通过使用这种可视化技术，医师30可自适应地规划规程，例如以将填充整个管的方式来规划规程，从而确保形成连续的病灶。假使所估计的消融影响指示规划的方案不形成连续的病灶，则处理器41将显示管50中的指示不连续病灶的未标记(例如，透明的)节段。在此类情况下，医师30可例如通过移动沿管50的消融位置、添加或移除位置、和/或修改一个或多个消融位置中的消融配置来修改规划的方案。处理器41将显示修改的规划对管50的估计影响，以用于重新评估。医生30可重复该迭代规划修改过程，直到满足医疗要求。

在一些实施方案中，处理器利用标度52来显示管50以帮助医师30选择沿管50的消融位置。该医师向处理器提供用于每个所选择的消融位置的相应消融配置。位置55A-55F例如作为标记而被虚拟地显示在管50上。

在一些实施方案中，处理器41配置成基于相应消融配置而在管50上标记每个所选择的消融位置处的期望的病灶边界，以帮助医师30规划和执行消融规程。例如，使用边界标记，医师30可修改消融配置，以用于实现围绕PV 48的连续的病灶。

在一个实施方案中，处理器41进一步配置成显示被叠加在如图2所示的PV 48的解剖图像上或者被叠加在由医师30选择的器官的任何解剖重建上的管50。在其他实施方案中，管50可单独地呈现。

显示消融的估计影响。

图3为根据本发明的实施方案的使用虚拟3D管50的消融的估计影响的示意性可视图解。

在一个实施方案中，在消融规程期间，处理器41从被装配在远侧端部上的位置传感器接收远侧端部的位置，并且显示消融电极40相对于管50的位置，使得医师30可将远侧端部导航到所选择的消融位置(例如，位置55A)。在将远侧端部导航到例如位置55A之后，医师30激活电极40，以使用位置55A的预先限定的消融配置来消融组织，如以上图2所述的。

通常，在规划的位置处并使用相应的规划的配置来进行消融。然而，在一些情况下，被施加到组织的实际消融可偏离规划的消融。例如，在组织的消融期间，实际消融配置可与规划的配置不同。作为另一个示例，远侧端部40的实际位置可偏离精确的规划的位置。在此类情况下，所得的病灶将不匹配如规划的精确的病灶。

在位置55A处进行消融之后，处理器41利用表示由消融形成的实际病灶的颜色来虚拟地“填充”管50的节段60A。在一个实施方案中，处理器41基于在消融期间的远侧端部40的实际位置(如从位置跟踪系统获取的“实际消融位置”)并且基于在该位置处执行的实际消融配置来在节段60A中显示填充的颜色。

在一个实施方案中，节段60A的尺寸和颜色(沿标度52测量的)使消融对位置55A处的组织的实际影响可视化。在一些实施方案中，医师30可使用节段60A的尺寸和颜色来估计相对于消融规划的实际消融影响，并调整作为下一个规划消融位置的位置55B处的消融配置。

在图3的示例中，位置55A和位置55B处的消融填充如节段60A和节段60B所示的管50的规划的节段。在该示例中，如节段60C所示的位置55C处的消融影响的可视化覆盖少于规划的区，如在管50中保持透明的节段62和节段63所示的。透明的节段62指示连续的病灶不形成于该节段中，并且因此该中断部可无法阻断不期望的电脉冲跨PV 48的传播。

在一些实施方案中，处理器41可建议修改的消融配置，或医师30可手动修改位置55D处的消融配置，以便在节段63中形成连续的病灶，这是阻断不期望的电脉冲穿过节段63所需的。例如，在位置55D处，医师30可增大实际消融功率和/或延长实际消融持续时间，以便关闭节段63的间隙并形成通过节段60C和节段60D而可视化的连续的病灶。

在一个实施方案中，处理器41进一步配置成显示异常的估计消融影响。例如，处理器41可在节段65处显示例如通过修改位置55D处的消融配置而导致的过量消融。可使用预先确定的颜色、纹理或指示过量消融对组织的实际影响的任何其他合适的可视化效果来显示过量消融。

在一些实施方案中，处理器41可建议用于填充节段62的消融策略(例如，消融位置和对应的消融配置)，以便完成围绕PV 48的连续的病灶的形成。

在一些实施方案中，在终结位置55A-55F处的消融之后，处理器41可评估沿管50的消融影响。例如，处理器41可评估消融是否实际上已形成连续的病灶，并且在所识别的中断部或沿管50的消融的任何其他意料不到的结果的情况下通知医师30。

在一些实施方案中，处理器41进一步配置成显示远侧端部40的位置与规划消融位置中的一个或多个规划消融位置之间的距离。

图2至图3所示的管50的配置和对应消融方案为纯粹为了概念清楚的目的而示出的示例性配置。在另选的实施方案中，可使用任何其他合适的配置。例如，虚拟3D管可具有线性形状以便形成消融线。

在本文所述的实施方案中，处理器41在两阶段过程(首先在规划期间，并且然后在实际消融规程期间)中使管50可视化。在另选的实施方案中，所公开的技术仅可在规划期间使用，或仅可在实际规程期间使用。

尽管本文所述的实施方案主要论述心脏病学，但本文所述的方法和系统也可用于其他应用中，诸如肿瘤消融中。

应当理解，上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述的各种特征的组合与子组合，以及本领域技术人员在阅读上述说明时会想到的并且未在现有技术中公开的上文所述的各种特征的变型和修改。以引用方式并入本专利申请的文献将被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相冲突，则应仅考虑本说明书中的定义。