[发明专利]用于在基于接口模块的系统中使用辐射度量反馈的温控消融的系统和方法

说明书

相关技术的交叉参考

本申请要求于2012年3月12日提交的标题为“用于在基于接口模块的系统中使用辐射度量反馈的温控消融的系统和方法”的美国专利申请号13/418,136的权益，其全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

本申请一般涉及用于在组织消融期间测量并控制温度的系统和方法。

背景技术

组织消融/切除可以用来治疗各种临床疾病。例如，组织消融可以通过破坏在其他情况下将异常电信号传导至心肌的畸变路径，用来治疗心律失常。包括冷冻消融、微波消融、射频(RF)消融和高频超声消融的若干种消融技术已经开发。对于心脏应用，此类技术通常由临床医生执行，临床医生将具有消融尖端的导管经由静脉脉管系统引导到心内膜，基于触觉反馈、绘制的心电图(ECG)信号、解剖结构和/或荧光成像，将消融尖端邻近临床医生认为的心内膜的合适区域安放，致动冲洗剂流以冷却选择区域的表面，并且然后以被认为足以破坏选择区域中的组织的功率致动消融尖段一段时间段。

尽管市售的消融尖端可以包括用于经由数字显示提供温度反馈的热电偶，但是此类热电偶在冲洗消融期间通常不提供有意义的温度反馈。例如，热电偶仅测量表面温度，而导致组织消融的组织的加热或冷却可能发生在组织表面下方的一定深度处。此外，对于在其中用冲洗剂冷却组织表面的过程，热电偶将会测量冲洗剂的温度，从而进一步模糊了关于组织温度的任何有用信息，特别是在深处的组织温度的任何有用的信息。照此，临床医生没有关于当组织正在消融时组织温度的有用反馈，或者消融的时间段是否足够的有用反馈。因为临床医生缺乏此类信息，所以此外临床医生不可调节消融能量的功率以便在足够的时间段将组织加热或冷却至期望温度。

因此，仅可在过程完成之后显露，例如，如果患者继续经受心律失常，则显露目标畸变路径没有被充分中断。在这种情形下，临床医生可能不知道该过程的失败是因为消融了不正确的组织区域，还是因为消融尖端未被致动足够的时间段以破坏畸变路径，还是因为消融尖端未接触组织或未充分接触组织，还是因为消融能量的功率不足，或者因为以上的一些组合。紧接着重复消融过程以便再次试图治疗心律失常，临床医生可能具有和在第一次过程期间一样少的反馈，并且因此可能潜在地再次未能破坏畸变路径。此外，可能有临床医生要再次治疗心内膜的先前消融区域，并且不仅消融传导路径，而且损害邻近组织的一些风险。

在某些情形下，为避免必须照此重复消融过程，临床医生可以消融被认为畸变路径沿着其存在的心内膜的一系列区域，以便提高中断沿着该路径传导的机会。然而，再次有帮助临床医生确定这些消融区域中的任何区域是否被充分破坏的不足的反馈。

Sterzer的美国专利号US4,190,053描述了高热治疗设备，其中微波源用来在活体组织中堆积能量以实现高热。该设备包括用于测量组织内深处温度的辐射计，并且包括控制器，该控制器反馈来自辐射计的控制信号，以控制施加来自微波源的能量，其中控制信号对应于测量的温度。该设备在输送来自微波源的微波能量和用辐射计测量辐射能量之间交替，以测量温度。由于能量施加和温度测量的这种时分多路复用，所以由辐射计报告的温度值与能量输送不同步。

Carr等人的美国专利号US7,769,469描述了用于治疗心律失常、肿瘤等的集成加热和感测导管设备，其具有准许同时加热和温度测量的双工器。该专利也描述了由辐射计测量的温度可用来控制施加能量，例如维持选择的加热廓线。

尽管承诺通过使用辐射度量所提供的准确的温度测量灵敏度和控制，但已有该技术的极少的成功商业医学应用。由于在辐射计中使用的微波天线构造的轻微变化，所以先前已知系统的一个缺点是不能获得高度可再现的结果，这可导致导管与导管之间的测量温度的显著差异。关于在导管上对辐射计天线定向以充分捕捉组织发射的辐射能量的问题，以及关于在手术环境中屏蔽高频微波部件以便防止在手术领域中的辐射计部件和其他装置之间干扰的问题也已经出现。

基于微波的高热治疗和温度测量技术的认可也已经受到与实现辐射度量温度控制方案有关的资本成本的阻碍。虽然此类系统可具有严重的局限性，诸如不能准确测量在深处的组织温度，例如采用冲洗剂的地方，但是射频消融技术在医学界已经发展出大量的追随者。然而，RF消融系统的广泛认可、关于此类系统的医学界的广博知识基础和转换到更新技术所需的显著成本，以及对于更新技术的培训已经明显妨碍了辐射度量的广泛采用。