[发明专利]消融后组织分析技术

说明书

一种用于识别消融组织区域的设备、系统和方法。具体地，所述设备、系统和方法可以包括一种设备，所述设备具有一个或多个光纤传感器以及处理单元，所述处理单元用于接收来自组织的发射光和/或反射光并且基于所接收到的光而作出关于消融组织、组织接触和/或阻塞的一个或多个判定。所述光纤传感器中的每一个可以包括至少一个多模波导段以及至少一个单模波导段，或者所述光纤传感器中的每一个可以是单模波导。进一步地，每个光纤传感器可以具有纤芯，所述纤芯具有用于将光从组织光学耦合到所述光纤传感器的长周期光栅。所述处理单元可以包括光束处理装置以及高光谱成像及分析装置，并且可以可选地包括光源。

技术领域

本发明涉及一种用于识别消融组织区域的设备、系统和方法。本发明还涉及一种用于评估治疗元件与组织之间的接触和/或通过所述治疗元件评估体腔的阻塞的设备、系统和方法。具体地，所述设备、系统和方法可以包括一个或多个光纤传感器以及处理单元，所述处理单元用于接收来自组织的发射光和/或反射光并且基于所接收到的光而作出关于消融组织、组织接触和/或阻塞的一个或多个判定。

背景技术

心律失常是心脏的正常节律被打断的情况。某些类型的心律失常，包括心室性心搏过速和心房震颤，可以通过消融(例如，射频(RF)消融、冷冻消融、超声消融、激光消融、微波消融等)从心内膜或从心外膜来治疗。

手术(诸如肺静脉隔离(PVI)和肺静脉前庭隔离(PVAI))通常用于治疗心房震颤。这些手术一般涉及使用低温设备(诸如导管)，所述低温设备位于肺静脉(PV)的口处，如此以使得离开PV进入左心房(LA)的血流被完全阻断。一旦到位，低温设备可以被激活持续足够的持续时间，从而产生在PV-LA连接(诸如PV口或PV前庭)处的心肌组织内的希望的损伤。如果冷冻球囊被用作冷冻设备的治疗元件，则典型地使用流体制冷剂来膨胀球囊，从而使得球囊的整个外径能够产生围绕PV的口和/或前庭的圆周损伤以便中断离开PV的异常电信号。此外或可替代地，冷冻球囊也可以用于治疗心脏壁组织(例如左心房壁组织)，在这种情况下，冷冻球囊被定位成与目标组织相接触。

此手术的成功很大程度上取决于在手术中造成的(多处)损伤的质量，因为不完全的隔离可能会造成AF的晚期复发。目前，消融完全性的主要指标是焦源的电隔离的度量。已知这种方法受到以下事实的限制：无法在消融期间测量损伤范围，并且无法确定电隔离的具体原因。因此，评估隔离的完全性是至关重要的，这消除了对冗余手术的需要，并且减少了手术时间。因此，有利的是监测正治疗的组织光谱部分地作为损伤质量的指征。

一些系统要求将光从设备传输至组织，并且收集被所述设备和/或一个或多个系统部件所反射和所衍射的光。已知光吸收在细胞水平上引起热效应，并且温度与光子的激发直接相关，并且因此光谱信号的发射与在未激发细胞中不同。如果温度升高到限定水平以上，则作为结果，DNA、RNA、以及一些蛋白质可能会变性并且凝固。进一步地，当将光传输到组织时，光的一部分被反射，一部分被散射，另一部分被吸收，并且又另一部分被进一步传输。散射是由于组织内的折射率变化而使得光线被重定向所造成的，并且限制了组织内的光穿透深度。散射与光波长的平方成反比。

可以用在医学手术中使用红外成像通过测量来自具有不同温度特征的癌细胞或异常细胞的所发射的红外辐射来检测这些细胞。红外频谱区域中波长范围从2微米至12微米的环境对象辐射能量取决于对象固有温度。异常细胞的辐射与正常细胞略微不同，这允许将异常细胞成像为具有相异颜色的对象。这个原理通常用在乳房造影中。当利用红外相机拍摄乳房组织时，癌组织被辨识为具有不同灰度级(颜色)，指示在那个定位处具有不同温度的组织。然而，例如，利用内窥镜在体内进行红外成像的使用具有局限性。

内窥镜某些时候还会被用于测量内部体腔中的癌特性。然而，当被用于对包含液体(例如，血液、体内水分、玻璃体液等)的内部体腔进行成像时，红外内窥镜面临局限性。水对于大多数波长的红外线辐射来说是不透明的。

因此，期望的是提供一种冷冻消融系统和设备，所述冷冻消融系统和设备通过在冷冻治疗手术期间提供实时光谱反馈来允许进行实时损伤形成评估。

发明内容