CN103505181A - 具有基极无线收发器的无线导管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有基极无线收发器的无线导管。本发明提供一种医疗探针，所述医疗探针包括柔性插入管，所述柔性插入管具有用于插入体腔内的远端，并且包括安装在所述远端中的一个或多个传感器，以及联接至所述插入管近端的柄部。所述医疗探针也包括具有近端和远端的缆线和联接至所述缆线的近端的基本单元，所述缆线联接至所述柄部，以从所述一个或多个传感器接收经所述插入管传送的信号。所述基本单元包含电源和探针无线收发器，该探针无线收发器被联接以从所述缆线接收所述信号并且通过无线连接与控制台通信。

Description

具有基极无线收发器的无线导管

技术领域

本发明一般地涉及侵入式探针，并且具体地涉及生产配有无线收发器的侵入式探针。

背景技术

许多各种不同的医疗手术涉及将物体例如传感器、管、导管、分配装置和植入物置于患者体内。已开发了方位感测系统来跟踪这类物体。磁性方位感测是本领域已知的方法之一。在磁性方位感测中，通常将磁场发生器置于患者体外的已知位置处。探针远端内的磁场传感器响应于这些磁场产生电信号，所述电信号被处理以确定探针远端的位置坐标。这些方法和系统在美国专利5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和6,332,089中、在PCT国际专利公布WO1996/005768中、以及在美国专利申请公布2002/0065455A1、2003/0120150A1和2004/0068178A1中有所描述，这些专利的公开内容全部以引用方式并入本文。

将探针置于体内时，可能需要使探针远侧末端与身体组织直接接触。通过例如测量远侧末端和身体组织之间的接触压力可确认接触情况。其公开内容以引用方式并入本文中的美国专利申请公布2007/0100332、2009/0093806和2009/0138007描述了使用嵌入导管内的力传感器感测导管远侧末端与体腔内的组织之间的接触压力的方法。

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，但是，如果这些并入的文献中定义任何术语的方式与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应只考虑本说明书中的定义。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种医疗探针，该医疗探针包括柔性插入管，其具有用于插入体腔内的远端并且包括安装在远端中的一个或多个传感器；联接至插入管近端的柄部；具有近端和远端的缆线，其联接至柄部以便从所述一个或多个传感器接收通过插入管传送的信号。该探针包括基本单元，其联接至缆线的近端，并包含电源和探针无线收发器，该探针无线收发器被联接以从缆线接收信号并且通过无线连接与控制台通信。

在一些实施例中，电源可选自电池、电源插座和无线能量传递系统。在另外的实施例中，医疗探针可包括被配置成容纳所述基本单元的球状物，和被配置成保持所述球状物并允许其转动的承窝。在可选实施例中，医疗探针可包括被配置成抓住所述柄部的导管夹持器。在其他实施例中，所述一个或多个传感器的每个可选自电极、力传感器和方位传感器。在另外的实施例中，控制台可包括控制台无线收发器和处理器，该处理器被配置成经无线连接从所述一个或多个传感器接收测量信号。在一些实施例中，医疗探针可以不具有至控制台的物理连接。在另外的实施例中，医疗探针可包括安装在远端上并且联接至电源的一个或多个电极，并且探针无线收发器被配置成经无线连接从所述处理器接收消融信号，并且所述一个或多个电极被配置成响应于消融信号在体腔的壁上执行消融。

根据本发明的实施例，也提供一种方法，该方法包括使用联接至医疗探针的柔性插入管近端的柄部，将柔性插入管的远端插入体腔中，通过联接至柄部的具有近端和远端的缆线从安装在插入管远端内的一个或多个传感器接收经插入管传送的信号；以及将基本单元连接至缆线的近端，该基本单元包含电源和探针无线收发器，该探针无线收发器被联接以从缆线接收信号并且通过无线连接与控制台通信。

附图说明

本文参照附图，仅以举例的方式描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明实施例的实现无线通信的医疗系统的示意插图；

图2是根据本发明的实施例被配置成通过无线连接与控制台通信的探针的示意性截面图；

图3A和图3B是根据本发明的第一实施例被配置成夹持基本单元和探针柄部的夹具的示意插图；并且

图3C是根据本发明的第二实施例被配置成夹持基本单元的夹具的示意插图。

具体实施方式

综述

诸如心脏消融和心内电标测之类的各种诊断和治疗手术使用诸如导管的侵入式探针，其远侧末端配有至少一个电极。该电极通常在将探针压贴在体腔的壁(本文中也称为组织)上时运行。在这些手术中，通常重要的是确定探针在体腔中的精确位置和远侧末端施加在体腔的壁上的力。因此，一些导管包括位置传感器，其用于确定远侧末端的位置，和力传感器，其用于测量由探针施加于体内组织诸如心内膜的力。

本发明的实施例通过将无线收发器结合到导管中形成“无线导管”，从而减少(并且可能消除)患者与控制台之间物理连接的数目。由于空间局限可能不容许在导管的柄部中安装无线收发器和电源，所以包含收发器-电池组合的基本单元可通过缆线联接至柄部的近端。

在一些实施例中，夹具可被配置成夹持基本单元和/或柄部的外壳。夹具可包括夹持器，操作员可在不使用导管时将柄部“放置”在其中。另外，基本单元外壳可被配置为球状物，并且夹具可包括被配置成保持所述球状物并允许其转动的承窝。承窝-球状物配置可充当球窝接头，在所述球窝接头内基本单元能够旋转，使得从底座取出导管夹持器并对其进行调控时，缆线不限制柄部的运动。

将无线收发器结合到导管系统中可有助于减少由导管和控制台之间的物理连接所致的杂乱，从而增强医疗手术期间的安全性。通过消除在导管和控制台之间布线的需求，本发明的实施例可简化以下情况：向正在进行的手术添加额外的无线导管，而不是添加需要与控制台进行物理连接的导管。

对系统的描述

图1是根据本发明实施例的实现无线通信的医疗系统20的示意插图。系统20可以是基于例如由Biosense Webster Inc.(Diamond Bar，California)生产的CARTO^TM系统。系统20包括探针22(诸如导管)和控制台24。在下述的实施例中，假设探针22用于诊断或治疗处理，例如对心脏26中的电势进行标测或执行心脏组织的消融。或者，加以必要的变通，可将探针22用于心脏或其他身体器官中的其他治疗和/或诊断用途。

探针22包括柔性插入管28，和联接至该插入管的近端的柄部30。当不使用探针22时，柄部30可存放在夹具90的探针夹持器94中，探针夹持器94通常可固定至安装杆98。下文详细描述夹具90和安装杆98的构型。通过取出然后操纵柄部30，操作者32可穿过患者34的血管系统插入探针22，使得探针22的远端36进入心脏26的心室。

在图1中所示的构型中，多个探针(每个探针一般来讲与探针22相似)可存放在固定至安装杆98的相应的多个夹具中，每个夹具一般来讲与夹具90相似。在医疗手术期间，操作者32如心脏病专家可通过从探针夹持器取下其柄部来选择给定的探针。

系统20通常利用磁性方位感测来确定心脏26内部的远端36的位置坐标。控制台24包括驱动电路40，其驱动磁场发生器42以在患者34的体内产生磁场。通常，磁场发生器42包括线圈，所述线圈在患者34体外的已知位置处被置于患者躯干下方。这些线圈在包含心脏26的预定工作空间内产生磁场。在探针22的远端36中的磁场传感器44(在图2中更详细地示出了传感器44)响应于来自线圈的磁场而产生电信号，从而使得控制台24能够确定远端36在心室中的位置。

虽然在本例中，系统20利用基于磁的传感器来测量远端36的位置，但是可使用其他的位置跟踪技术(如基于阻抗的传感器)。磁定位跟踪技术在例如上文参考的美国专利5,391,199和6,690,963中和美国专利5,443,489、6,788,967、5,558,091、6,172,499和6,177,792中有所描述，所述专利的公开内容以引用方式并入本文。基于阻抗的位置跟踪技术在例如美国专利5,983,126、6,456,864和5,944,022中有所描述，其公开内容以引用方式并入本文。

信号处理器46处理这些信号以确定远端36的位置坐标，通常包括位置和取向坐标。上述方位感测方法在上述CARTO^TM系统中实施，并且在上文引用的专利和专利申请中有详细描述。

信号处理器46通常包括通用计算机，其具有合适的前端和接口电路，用于从探针22接收信号并控制控制台24的其他部件。处理器46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24中，或可将软件保存在非临时性有形介质(诸如光学、磁或电子存储介质)上。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46的一些或全部功能。

联接至探针22的探针无线收发器48被配置成经由控制台无线收发器50通过无线连接与处理器40通信。例如，无线收发器48和50可包括蓝牙或无线通用串行总线(USB)收发器。基于从探针22(经无线收发器50)和系统20的其他部件接收的信号，处理器46驱动显示器52，以向操作者32呈现表明远端36在患者体内位置的图像54，以及关于正在进行的手术的状态信息和指导。

在本实施例中，处理器46通常在据信将导管压贴在心脏26的心内膜组织期间监视从远端36内的方位传感器44和力传感器56(图2中更详细地示出力传感器56)接收的测量。处理器46在存储器58中存储代表图像54的数据。在一些实施例中，操作者32可使用一个或多个输入装置60调控图像54。

作为另外一种选择或除此之外，系统20可包括用于演练和操作患者34体内的探针22的自动机构(未示出)。该机构通常能够控制探针22的纵向运动(前进/后退)和探针的远端36的横向运动(偏转)。在此类实施例中，处理器46基于探针内的磁场传感器所提供的信号产生用于控制探针22的运动的控制输入。

尽管图1示出了具体的系统构型，但也可采用其他系统构型来实施本发明的实施例，并因而被认为是在本发明的精神和范围内。例如，实施下文描述的方法时，可使用除了上述磁场传感器之外其他类型的方位传感器，例如基于阻抗的方位传感器或超声方位传感器。如本文所用，术语“方位传感器”是指安装在探针22上的元件，该元件使控制台24接收指示元件坐标的信号。方位传感器可因此包括探针上的接收器，该接收器基于该传感器接收的能量生成相对于控制单元的位置信号；或它可包括发射器，所述发射器发射探针外部的接收器所感测的能量。此外，类似地，实施下文描述的方法时，不仅可使用导管，而且可使用其他类型的探针在心脏和其他身体器官及区域进行治疗和诊断应用。

下文更详细地描述图1中所示的系统20的其他元件，如基本单元70。

图2是根据本发明的实施例的探针22的示意性截面图。具体地，图2显示探针22的功能性元件和联接至该探针的基本单元70。基本单元70包括无线收发器48和电池72。尽管图2中的例子显示电池72作为电源，但是其他电源仍被视为在本发明的精神和范围内。例如，电源可包括至基本单元外部的电池或标准交流电(AC)电源插座的有线连接。或者，电力可经无线能量传递系统传送至探针。

在探针的远侧末端38处的消融电极74通常由金属材料诸如铂/铱合金或其他合适的材料制成。或者，可沿探针的长度布置多个电极(未示出)。

方位传感器44将指示远端36的位置坐标的信号传输到控制台24。方位传感器44可包括一个或多个微型线圈，并且通常包括多个沿不同轴取向的线圈。或者，方位传感器44可包括另一类型的磁传感器、充当方位传感器的电极或其他类型的方位传感器，例如基于阻抗的方位传感器或超声方位传感器。虽然图2示出了具有单个方位传感器的探针，但本发明的实施例可采用具有不止一个方位传感器的探针。

在可供选择的实施例中，方位传感器44和磁场发生器42的作用可互换。换句话讲，驱动电路40可驱动远端36内的磁场发生器，以产生一个或多个磁场。发生器42内的线圈可被配置成感测磁场并产生指示这些磁场的部件的振幅的信号。处理器46接收并处理这些信号，以确定心脏26内的远端36的位置坐标。

力传感器56通过向控制台传输指示远侧末端施加于体内组织上的力的信号来测量由远侧末端38施加到心脏26的心内膜组织的力。在一个实施例中，力传感器可包括通过远端36中的弹簧连接的磁场发射器和接收器，并且可基于对弹簧挠度的测量产生力的指示。此类探针和力传感器的更多细节在上文引用的美国专利申请公开2009/0093806和2009/0138007中描述。或者，远端36可包括另一类型的力传感器。

柄部30被配置成由操作者32抓握，并且联接至插入管28的近端76及缆线80的远端78。缆线80的近端82联接至基本单元70。缆线80的远端经插入管28和柄部30内所包含的连接件84联接至方位传感器44、力传感器56和电极74。尽管(出于例证性目的)图2显示将电极和传感器联接至缆线80的单个连接件84，但通常存在包含在插入管和柄部内的多个连接件。连接件84通常包括金属导体和/或光纤。

在操作中，缆线80从方位传感器、力传感器和电极(在测量心脏中的电势值时)接收通过插入管28(即，经由连接84)传送的信号。无线收发器48从缆线80接收信号，并且将信号通过无线连接传送至控制台24。

在一些实施例中，无线收发器48可被配置成接收无线信号以控制由电极74执行的消融。在消融手术期间，处理器46通过无线连接传送消融信号至探针22。只要无线收发器48接收到消融信号，探针就通过传送电流至电极74执行消融。

图3A和图3B是根据本发明的第一实施例被配置成夹持基本单元70和柄部30的夹具90的示意插图。在图3A和图3B所示的构型中，将基本单元70配置为容纳无线发射器48和电池72的球状物，并且夹具90包括承窝92、探针夹持器94和夹钳96。夹钳96可用来将夹具90固定至通常处于操作者触及范围内的安装杆98。如图1中所示，可将多个夹具固定至安装杆98，使得操作者32可触及多个无线探针。

探针夹持器94被配置成在不使用探针22时抓握柄部30。承窝92被配置成保持球形基本单元70，并且允许球形基本单元在承窝内部转动，以使得在承窝中转动的球体以类似于球窝接头的方式发挥作用。换句话讲，在操作者32从夹持器94取出柄部30并且调控探针时，球体和承窝的球窝接头构型不限制柄部的运动。

图3C是根据本发明的第二实施例被配置成夹持基本单元70的夹具1()()的示意插图。与夹具90相反，夹具1()()仅夹持基本单元70。在图3C所示的构型中，夹持夹具的独立导管(未示出)可用来抓握柄部30。

因为电池72的功率容量限制，所以无线导管不可能进行相对高功率/高能量操作，如消融手术所需那样。在一些实施例中，如上文所述，可将电流从外部电源经由结合到夹具90或1()()和/或安装杆中的有线连接或无线能量传递系统传送至探针22，从而消除由电池72提供电流所造成的限制。

应当理解，上述实施例仅以举例的方式进行引用，且本发明并不限于上面具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上述各种特征的组合和亚组合以及它们的变化形式和修改形式，本领域的技术人员在阅读上述说明时将会想到所述变化形式和修改形式，并且所述变化形式和修改形式并未在现有技术中公开。

Claims (18)

1.一种医疗探针，包括：

柔性插入管，其具有用于插入体腔的远端并且包括安装在所述远端中的一个或多个传感器；

柄部，其联接至所述插入管的近端；

缆线，其具有近端和远端，并联接至所述柄部以从所述一个或多个传感器接收通过所述插入管传送的信号；和

基本单元，其联接至所述缆线的近端，并且包含：

电源；和

探针无线收发器，其被联接以从所述缆线接收所述信号并且通过无线连接与控制台通信。

2.根据权利要求1所述的医疗探针，其中所述电源选自电池、电源插座和无线能量传递系统。

3.根据权利要求1所述的医疗探针，包括被配置成容纳所述基本单元的球状物和被配置成保持所述球状物并允许其转动的承窝。

4.根据权利要求1所述的医疗探针，包括被配置成抓握所述柄部的导管夹持器。

5.根据权利要求1所述的医疗探针，其中所述一个或多个传感器的每个选自电极、力传感器和方位传感器。

6.根据权利要求1所述的医疗探针，其中所述控制台包括控制台无线收发器和被配置成经由所述无线连接从所述一个或多个传感器接收测量信号的处理器。

7.根据权利要求1所述的医疗探针，其中所述医疗探针不具有与所述控制台的物理连接。

8.根据权利要求1所述的医疗探针，包括安装在所述远端上并且与所述电源连接的一个或多个电极。

9.根据权利要求8所述的医疗探针，其中所述探针无线收发器被配置成经由所述无线连接从所述处理器接收消融信号，并且所述一个或多个电极被配置成响应于所述消融信号在所述体腔的壁上执行消融。

10.一种方法，包括：

使用联接至医疗探针的柔性插入管近端的柄部，将所述柔性插入管的远端插入体腔中；

通过联接至所述柄部的具有近端和远端的缆线，从安装在所述插入管远端内的一个或多个传感器接收通过所述插入管传送的信号；和

将基本单元联接至所述缆线的近端，所述基本单元包含：

电源，和

探针无线收发器，其被联接以从所述缆线接收信号并通过无线连接与控制台通信。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述电源选自电池、电源插座和无线能量传递系统。

12.根据权利要求10所述的方法，包括将所述基本单元配置成球状物，并且使所述球状物保持在被配置成允许所述球状物转动的承窝中。

13.根据权利要求10所述的方法，包括将所述探针存放在被配置成抓握所述柄部的导管夹持器中。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述一个或多个传感器的每个选自电极、力传感器和方位传感器。

15.根据权利要求10所述的方法，包括通过所述控制台经由所述无线连接从所述一个或多个传感器接收测量信号。

16.根据权利要求10所述的方法，其中所述医疗探针不具有与所述控制台的物理连接。

17.根据权利要求10所述的方法，包括将一个或多个电极安装在所述远端上，并且将所述一个或多个电极联接至所述电源。

18.根据权利要求17所述的方法，包括由所述探针经所述无线连接从所述控制台接收消融信号，以及由所述一个或多个电极响应于所述消融信号在所述体腔的壁上执行消融。

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