用于確定導(dǎo)管電極接觸的機(jī)器學(xué)習(xí)的制作方法
【專利摘要】心導(dǎo)管插入術(shù)通過以下來進(jìn)行：將探針的電極與心臟壁之間的接觸狀態(tài)的指配記憶為有接觸狀態(tài)和無接觸狀態(tài)中的一者，并且對(duì)穿過所述電極與另一電極的電流的阻抗相位角作一系列確定，識(shí)別該系列中的最大相位角和最小相位角，并且將二元分類器適應(yīng)性地界定在極限值的中間。將測(cè)試值與由滯后因數(shù)調(diào)整的分類器進(jìn)行比較，并且當(dāng)測(cè)試值超過調(diào)整后的分類器或降到調(diào)整后的分類器以下時(shí)，報(bào)告接觸狀態(tài)的變化。
【專利說明】用于確定導(dǎo)管電極接觸的機(jī)器學(xué)習(xí)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及組織消融系統(tǒng)。更具體地講，本發(fā)明涉及監(jiān)視侵入式探針和體內(nèi)組織之間的接觸。
[0002]相關(guān)領(lǐng)域的說明
[0003]當(dāng)心臟組織區(qū)向相鄰組織異常地傳導(dǎo)電信號(hào)時(shí)，發(fā)生諸如心房纖顫之類的心律失常，從而擾亂正常的心動(dòng)周期并造成心律不同步。
[0004]用于治療心律失常的手術(shù)包括通過手術(shù)擾亂造成心律失常的信號(hào)源，以及擾亂用于這種信號(hào)的傳導(dǎo)通路。通過經(jīng)由導(dǎo)管施加能量來選擇性地消融心臟組織，有時(shí)可以終止或更改不需要的電信號(hào)從心臟一部分傳播到另一部分。消融方法通過形成不傳導(dǎo)的消融灶來破壞不需要的電通路。
[0005]驗(yàn)證電極與靶組織的物理接觸對(duì)于控制消融能量的遞送來說非常重要。本領(lǐng)域已針對(duì)驗(yàn)證電極與組織的接觸進(jìn)行了大量嘗試，并且已提出多種技術(shù)。例如，美國專利6，695，808描述了用于治療選定的患者組織或器官區(qū)域的設(shè)備。探針具有可推抵所述區(qū)域的接觸表面，由此產(chǎn)生接觸壓力。壓力換能器測(cè)量所述接觸壓力。手術(shù)過程中醫(yī)療器械必須牢固放置，但是不與解剖表面過度接觸，該布置方式據(jù)說通過給醫(yī)療器械的使用者提供接觸力的存在和大小的指示信息來滿足所述手術(shù)過程的需要。
[0006]又如，美國專利6，241，724描述了用分段電極組件在身體組織內(nèi)產(chǎn)生消融灶的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)管上的電極組件載有壓力換能器，該換能器感測(cè)與組織的接觸情況并向壓力接觸模塊傳遞信號(hào)。所述模塊識(shí)別與壓力換能器信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電極元件，并指導(dǎo)能量發(fā)生器將射頻能量傳遞至這些元件，而不傳輸至僅與血液接觸的其它元件。
[0007]美國專利6，915，149中提供了另一個(gè)例子。該專利描述了用具有測(cè)量局部電活動(dòng)的末端電極的導(dǎo)管來標(biāo)測(cè)心臟的方法。為了避免可能因末端與組織接觸不良而產(chǎn)生的假象，使用壓力傳感器測(cè)量末端與組織之間的接觸壓力，以確保穩(wěn)定接觸。
[0008]美國專利申請(qǐng)公布2007/0100332描述了用于評(píng)估組織消融的電極-組織接觸的系統(tǒng)和方法。導(dǎo)管軸內(nèi)的機(jī)電式傳感器產(chǎn)生電信號(hào)，該電信號(hào)對(duì)應(yīng)于導(dǎo)管軸的遠(yuǎn)側(cè)部分內(nèi)的電極運(yùn)動(dòng)的量。輸出裝置接收用于評(píng)估電極與組織之間接觸水平的電信號(hào)。
[0009]授予Keidar等人的以引用方式并入本文的美國專利7，306, 593描述了一種方法，該方法用于通過使體內(nèi)的探針與將要被消融的組織接觸來消融器官中的組織，并且在消融組織之前利用探針在所述位置處測(cè)量一個(gè)或多個(gè)局部參數(shù)。顯示器官的標(biāo)測(cè)圖，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)局部參數(shù)示出對(duì)于用探針在該位置處施加的給定劑量的能量可達(dá)到的組織預(yù)測(cè)消融范圍。使用探針施加給定劑量的能量來消融組織，并在消融組織之后使用探針測(cè)量該位置處的實(shí)際消融范圍。在標(biāo)測(cè)圖上顯示測(cè)量的實(shí)際消融范圍，以與預(yù)測(cè)范圍進(jìn)行比較。
[0010]本領(lǐng)域已知的用于評(píng)估導(dǎo)管組織接觸的基于阻抗的方法通常依賴于對(duì)導(dǎo)管上電極與體表電極之間的阻抗大小的測(cè)量。當(dāng)阻抗大小低于一些閾值時(shí)，視為電極與組織接觸。然而，這種二元接觸指示可能不可靠，并且對(duì)于體表電極與皮膚之間的阻抗變化敏感。
[0011 ] Sauarav等人的以引用方式并入本文的美國專利申請(qǐng)公布2008/0288038和2008/0275465描述了電極導(dǎo)管系統(tǒng),該系統(tǒng)可包括適于施加電能的電極。當(dāng)電極靠近革巴組織時(shí)，可以在電極與地面之間應(yīng)用適于測(cè)量阻抗的測(cè)量電路?？梢詰?yīng)用處理器或處理單元來確定靶組織的接觸條件，該接觸條件至少部分基于測(cè)量電路測(cè)得的阻抗的電抗。在另一個(gè)實(shí)施例中，接觸條件可基于阻抗的相位角。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了心導(dǎo)管插入術(shù)的方法，該方法通過以下來實(shí)現(xiàn):將探針插入活體受檢者的心臟，并且將探針的電極與心臟壁之間的接觸狀態(tài)的指配記憶為有接觸狀態(tài)和無接觸狀態(tài)中的一者。所述方法通過以下來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn):當(dāng)電極位于壁處時(shí)，使電流在該電極與另一電極之間通過，對(duì)電流的阻抗相位角作至少三次確定，在確定中識(shí)別最大相位角和最小相位角，并且將二元分類器定義成介于最小相位角和最大相位角之間的值。所述方法通過以下來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn):當(dāng)接觸狀態(tài)的指配為有接觸狀態(tài)時(shí)，則當(dāng)另一個(gè)確定小于二元分類器至少第一滯后因數(shù)時(shí)，將指配改變成無接觸狀態(tài)。所述方法通過以下來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn):當(dāng)接觸狀態(tài)的指配為無接觸狀態(tài)時(shí)，則當(dāng)另一次確定大于二元分類器至少第二滯后因數(shù)時(shí)，將指配改變成有接觸狀態(tài)并且報(bào)告改變的指配。
[0013]根據(jù)方法的一個(gè)方面，另一次確定是最近的確定。
[0014]方法的另一個(gè)方面包括確定最小相位角與最大相位角之間的值超過預(yù)定義的噪
聲閾值。
[0015]根據(jù)方法的附加方面，二元分類器的值位于最小相位角和最大相位角中間。
[0016]根據(jù)方法的一個(gè)方面，第一滯后因數(shù)等于第二滯后因數(shù)。
[0017]方法的另一個(gè)方面包括在以下情形中報(bào)告未改變的指配:當(dāng)接觸狀態(tài)的指配為有接觸狀態(tài)并且另一次確定不小于二元分類器至少第一滯后因數(shù)時(shí)，或者當(dāng)接觸狀態(tài)的指配為無接觸狀態(tài)并且另一次確定不大于二元分類器至少第二滯后因數(shù)時(shí)。
[0018]根據(jù)方法的另一個(gè)方面，在小于10毫瓦的功率下執(zhí)行電流的通過。
[0019]根據(jù)方法的另一個(gè)方面，在5-50瓦的功率下執(zhí)行電流的通過。
[0020]根據(jù)方法的另一個(gè)方面，以200毫秒的間隔進(jìn)行確定。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例還提供了用于執(zhí)行上述方法的消融設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為更好地理解本發(fā)明，以舉例的方式提供本發(fā)明的詳細(xì)說明。要結(jié)合以下附圖來閱讀詳細(xì)說明，附圖中相同的元件用相同的附圖標(biāo)號(hào)來表示，并且其中:
[0023]圖1為用于在活體受檢者的心臟上執(zhí)行診斷和治療手術(shù)的系統(tǒng)的插圖，該系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例來構(gòu)造和操作；
[0024]圖2為綜合繪圖，該綜合繪圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例當(dāng)導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)到與心臟組織接觸時(shí)流過導(dǎo)管電極的電流的相位關(guān)系；
[0025]圖3為復(fù)合圖，該復(fù)合圖包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例確定導(dǎo)管電極與靶組織之間的接觸的方法的流程圖；
[0026]圖4為示出了阻抗相位測(cè)量的概率分布的預(yù)期例子，該阻抗相位由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例操作的心導(dǎo)管來測(cè)量；[0027]圖5示出了兩個(gè)狀態(tài)圖表，該圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的原理；并且
[0028]圖6為根據(jù)具有參考方法的本發(fā)明的實(shí)施例示出了接觸確定的相關(guān)性的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了能夠全面了解本發(fā)明的各種原理，在以下說明中闡述了許多具體細(xì)節(jié)。然而對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，并非所有這些細(xì)節(jié)始終都是實(shí)施本發(fā)明所必需的。在這種情況下，為了不使主要概念不必要地模糊，未詳細(xì)示出熟知的電路、控制邏輯以及用于常規(guī)算法和進(jìn)程的計(jì)算機(jī)程序指令細(xì)節(jié)。
[0030]本發(fā)明的多個(gè)方面可在軟件編程代碼中體現(xiàn)，所述軟件編程代碼通常被保持在永久性存儲(chǔ)器(例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))中。在客戶機(jī)/服務(wù)器環(huán)境中，這種軟件編程代碼可存儲(chǔ)在客戶機(jī)或服務(wù)器中。軟件編程代碼可在與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一起使用的多種已知非臨時(shí)性介質(zhì)(例如，軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、電子介質(zhì)或⑶-ROM)中的任一者上體現(xiàn)。所述代碼可分布于這類介質(zhì)上，或者可經(jīng)一些類型的網(wǎng)絡(luò)從一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器向其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的存儲(chǔ)裝置分發(fā)給使用者，以便于此類其它系統(tǒng)的使用者使用。
[0031]現(xiàn)在參見附圖，首先參見圖1，其為用于在活體受檢者的心臟12上執(zhí)行診斷和治療手術(shù)的系統(tǒng)10的插圖，該系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例來構(gòu)造和操作。該系統(tǒng)包括導(dǎo)管14，由操作者16將該導(dǎo)管14經(jīng)由皮膚穿過患者的血管系統(tǒng)插入心臟12的心室或血管結(jié)構(gòu)中。操作者16 (通常為醫(yī)師)將導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)末端18在消融靶點(diǎn)處與心臟壁接觸。任選的是，隨后可按照美國專利6，226，542和6，301，496以及共同轉(zhuǎn)讓的美國專利6，892，091中所公開的方法制備電激活圖，這些公開內(nèi)容均以引用方式并入本文中。一種包括系統(tǒng)10的元件的商品可以CARTO? 3 系統(tǒng)得自 Biosense Webster, Inc.(3333Diamond CanyonRoad, Diamond Bar, CA91765)。該系統(tǒng)可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行改進(jìn)以體現(xiàn)本文所述發(fā)明的原理。
[0032]可以通過施加熱能對(duì)例如通過電活動(dòng)圖評(píng)估確定為異常的區(qū)域進(jìn)行消融，例如通過將射頻電流通過導(dǎo)管中的金屬線傳導(dǎo)至遠(yuǎn)側(cè)末端18處的一個(gè)或多個(gè)電極，這些電極將射頻能量施加至心肌導(dǎo)管。能量被`吸收到組織中，將組織加熱到一定的點(diǎn)(通常為約50°C )，在該溫度下組織會(huì)永久性失去其電興奮性。此手術(shù)成功后，在心臟組織中產(chǎn)生非傳導(dǎo)性的消融灶，這些消融灶可中斷導(dǎo)致心律失常的異常電通道。本發(fā)明的原理可應(yīng)用于不同的心室以治療多種不同的心律失常。
[0033]導(dǎo)管14通常包括柄部20，在柄部上具有合適的控制器以使操作者16能夠按消融手術(shù)所需對(duì)導(dǎo)管的遠(yuǎn)端進(jìn)行操縱、定位和定向。為了輔助操作者16，導(dǎo)管14的遠(yuǎn)側(cè)部分包含位置傳感器(未示出)，其為處于控制臺(tái)24中的定位處理器22提供信號(hào)。
[0034]可使消融能量和電信號(hào)經(jīng)由纜線34穿過位于遠(yuǎn)側(cè)末端18處或附近的一個(gè)或多個(gè)消融電極32，在心臟12和控制臺(tái)24之間來回傳送?？赏ㄟ^纜線34和電極32將起搏信號(hào)和其它控制信號(hào)從控制臺(tái)24傳送至心臟12。同樣連接至控制臺(tái)24的感測(cè)電極33設(shè)置在消融電極32之間并且連接至纜線34。
[0035]電線接頭35將控制臺(tái)24與體表電極30和定位子系統(tǒng)的其它部件鏈接在一起。電極32和體表電極30可用于在消融位點(diǎn)測(cè)量組織阻抗，如授予Govari等人的美國專利7，536，218中所教導(dǎo)的那樣，該專利以引用方式并入本文。溫度傳感器(未示出)，通常為熱電偶或熱敏電阻器，可安裝在電極32的每一個(gè)上或附近。
[0036]控制臺(tái)24通常包括一個(gè)或多個(gè)消融功率發(fā)生器25。導(dǎo)管14可適于利用任何已知的消融技術(shù)將消融能量(如，射頻能量、超聲能量和激光產(chǎn)生的光能)傳導(dǎo)到心臟。共同轉(zhuǎn)讓的美國專利6，814，733,6, 997，924和7，156，816中公開了此類方法，這些專利以引用方式并入本文。
[0037]定位處理器22為系統(tǒng)10中定位子系統(tǒng)的元件，其測(cè)量導(dǎo)管14的位置和取向坐標(biāo)。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，定位子系統(tǒng)包括磁定位跟蹤構(gòu)造，該磁定位跟蹤構(gòu)造利用生成磁場(chǎng)的線圈28，通過以預(yù)定義的工作體積生成磁場(chǎng)并感測(cè)導(dǎo)管處的這些磁場(chǎng)來確定導(dǎo)管14的位置和取向。定位子系統(tǒng)可采用阻抗測(cè)量，如以引用方式并入本文的美國專利7，756，576以及上述美國專利7，536，218中所教導(dǎo)的那樣。[0039]如上所述，導(dǎo)管14連接到控制臺(tái)24，該控制臺(tái)使得操作者16能夠觀察并調(diào)控導(dǎo)管14的功能?？刂婆_(tái)24包括處理器，優(yōu)選為具有適當(dāng)信號(hào)處理電路的計(jì)算機(jī)。所述處理器被聯(lián)接以驅(qū)動(dòng)監(jiān)視器29。信號(hào)處理電路通常接收、放大、過濾并數(shù)字化來自導(dǎo)管14的信號(hào)，這些信號(hào)包括上述傳感器和位于導(dǎo)管14內(nèi)遠(yuǎn)端的多個(gè)位置感測(cè)電極(未示出)所產(chǎn)生的信號(hào)?？刂婆_(tái)24和定位系統(tǒng)接收并使用數(shù)字化信號(hào)，以計(jì)算導(dǎo)管14的位置和取向并分析來自電極的電信號(hào)。
[0040]通常，系統(tǒng)10包括其它元件，但為了簡(jiǎn)潔起見未在圖中示出這些元件。例如，系統(tǒng)10可包括心電圖(ECG)監(jiān)視器，其被聯(lián)接以接收來自一個(gè)或多個(gè)體表電極的信號(hào)，以便為控制臺(tái)24提供ECG同步信號(hào)。如上所述，系統(tǒng)10通常還包括基準(zhǔn)位置傳感器，其或者位于附接到受檢者身體外部的外部施加基準(zhǔn)補(bǔ)片上，或者位于插入心臟12內(nèi)并相對(duì)于心臟12保持在固定位置的內(nèi)置導(dǎo)管上。設(shè)置了用于使液體循環(huán)穿過導(dǎo)管14以冷卻消融部位的常規(guī)泵和線路。
[0041]如上美國專利7，306，593所述，已發(fā)現(xiàn)消融電極32和心內(nèi)膜組織之間的阻抗測(cè)量有助于預(yù)測(cè)和控制消融。
[0042]現(xiàn)在參見圖2，其為綜合繪圖，該綜合繪圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例當(dāng)導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)或被移動(dòng)到與心臟12的壁37(圖1)接觸時(shí)，流過體表電極30和導(dǎo)管14的電極的電流的相位關(guān)系。出于此目的任選地提供參考電極39。參考電極39不接觸壁37。以已知頻率的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電極，該信號(hào)通過組織并被體表電極30(圖1)或一些其它接收電極接收。圖2右側(cè)的波形從上至下包括:從參考電極39得到的參考波形41、在消融電極32沒有與壁37接觸時(shí)從消融電極32得到的接觸前波形43、以及在消融電極32與壁37機(jī)械接觸時(shí)得到的接觸波形45。關(guān)于此類相位關(guān)系的意義的進(jìn)一步詳細(xì)信息在共同轉(zhuǎn)讓的共同未決的名稱為“Contact Assessment Based on Phase Measurement”的專利申請(qǐng)序列號(hào) 13/343，024 中有所描述，該專利申請(qǐng)以引用方式并入本文。
[0043]阻抗相移通過垂直線49，51的位移來指示，垂直線49，51通過接觸前波形43和接觸波形45的對(duì)應(yīng)最大值繪制。當(dāng)消融電極32或感測(cè)電極33(圖1)與壁37接觸時(shí)發(fā)生相移。此類相位測(cè)量不僅可用于驗(yàn)證組織接觸還可用于檢查消融進(jìn)程。在消融電極32與組織之間通過的電流的相位角可使用nMARQ?導(dǎo)管結(jié)合多信道射頻發(fā)生器以及上述CART03系統(tǒng)來確定。作為另外一種選擇，可通過以引用方式并入本文的上述美國專利申請(qǐng)公布2008/0288038和2008/0275465中所描述的任何相位確定方法來確定相位。
[0044]現(xiàn)在參見圖3，其為復(fù)合圖，該復(fù)合圖包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例確定導(dǎo)管電極與靶組織之間的接觸的方法的流程圖。所述圖表示出了馬爾可夫鏈，該馬爾可夫鏈為在有限的或可數(shù)數(shù)量的可能狀態(tài)中進(jìn)行轉(zhuǎn)變的數(shù)學(xué)系統(tǒng)。其為無記憶的隨機(jī)過程，在此過程中，后續(xù)狀態(tài)僅取決于當(dāng)前狀態(tài)，而不取決于在其之前的事件或狀態(tài)變化的先后順序。這種特定的“無記憶性”被稱為馬爾可夫特性。馬爾可夫鏈為具有馬爾可夫特性的一系列隨機(jī)變量XI，X2，X3。換句話講，考慮到現(xiàn)在狀態(tài)，將來狀態(tài)和過去狀態(tài)是獨(dú)立的。在形式上:
[0045]Pr (Xn+1=x | X1=X1, X2=X2,...，Xn=xn) =Pr (Xn+1=x | Xn=xn)
[0046]Xi的可能的值形成了可數(shù)集S，該可數(shù)集S被稱為鏈的狀態(tài)空間。在圖3的例子中示出了兩種狀態(tài):“E”和“A”。在事件之后處于某種狀態(tài)的概率取決于當(dāng)前狀態(tài)。如果當(dāng)前狀態(tài)為狀態(tài)E，則保持在狀態(tài)E的概率為0.3，而如果當(dāng)前狀態(tài)為狀態(tài)A，則轉(zhuǎn)變成狀態(tài)E的概率為0.4。
[0047]可通過使用具有二元狀態(tài)的馬爾可夫狀態(tài)機(jī)來確定心導(dǎo)管電極的接觸或無接觸狀態(tài)。該二元狀態(tài)中的“I”表示電極與心內(nèi)膜之間的有效接觸(“useful contact”)，而“O”表示無接觸狀態(tài)，即電極與心內(nèi)膜之間沒有有效接觸的狀態(tài)。術(shù)語“有效接觸”為了方便起見用于指示電極與心內(nèi)膜之間的足夠安全的接觸，以便實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)例如消融或標(biāo)測(cè)。
[0048]馬爾可夫狀態(tài)機(jī)可被如下定義，其中:
[0049]Pl=當(dāng)最后的指示為I時(shí)概率為I。
[0050]P2 =當(dāng)最后的指示為O時(shí)概率為I。
[0051]P3=當(dāng)最后的指示 為I時(shí)概率為O。
[0052]P4=當(dāng)最后的指示為O時(shí)概率為O。
[0053]可利用如下所述的過程來完成P1、P2、P3、P4的估算。為了顯示的清晰性，在圖3中以具體的線性順序示出了過程步驟。然而，將顯而易見的是，這些步驟中的多個(gè)可并行地、異步地或以不同的順序執(zhí)行。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，作為另外一種選擇，過程可例如在狀態(tài)圖表中被表示為若干相互聯(lián)系的狀態(tài)或事件。此外，可能并非全部所示出的過程步驟均需要用來實(shí)施該過程。
[0054]所述過程涉及對(duì)電路徑的多個(gè)阻抗相位測(cè)量進(jìn)行分析，該電路徑位于導(dǎo)管與延伸穿過靶組織的受檢者的身體之間。一般來講，交流電的阻抗可以極坐標(biāo)形式通過以下來表示:
[0055]Z= I Z I eJ 0 I。
[0056]結(jié)合圖3所述的過程主要與參數(shù)Θ有關(guān)，該參數(shù)為電壓和電流之間的相位差。目的是要確定如下兩種可能的接觸狀態(tài)中的哪一種存在于導(dǎo)管電極與心內(nèi)膜之間:有接觸狀態(tài)和無接觸狀態(tài)。一般來講，在假設(shè)電極處于無接觸狀態(tài)的情況下開始手術(shù)。在這種情況下，可期望在心動(dòng)周期期間當(dāng)一些讀數(shù)被讀取時(shí)，心臟的運(yùn)動(dòng)使電極與心內(nèi)膜接觸。作為另外一種選擇，如果假設(shè)電極的初始接觸狀態(tài)為有接觸狀態(tài)，則可期望在心動(dòng)周期期間心臟的運(yùn)動(dòng)將電極置于與心內(nèi)膜的無接觸關(guān)系中。在任何情況下，期望在讀數(shù)期間的一些時(shí)候接觸狀態(tài)會(huì)發(fā)生波動(dòng)。
[0057]現(xiàn)在參見圖4，其為示出了阻抗相位測(cè)量的概率分布的預(yù)期例子，該阻抗相位由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例操作的心導(dǎo)管來測(cè)量。分布曲線53，55分別對(duì)應(yīng)于當(dāng)電極處于無接觸狀態(tài)以及當(dāng)電極處于有接觸狀態(tài)的情況。針對(duì)兩種狀態(tài)的最佳二元分類器示出為虛線垂直線57，其對(duì)應(yīng)于135度的阻抗相位。
[0058]回到圖3，通常以200毫秒的間隔讀取阻抗讀數(shù)?？墒褂蒙鲜龇椒ㄖ械娜魏我环N來確定阻抗。在初始步驟59處，獲取新的阻抗讀數(shù)并將其存儲(chǔ)在循環(huán)緩沖區(qū)中。如果消融器空閑，則獲得相位角讀數(shù)的功率要求小于10毫瓦。如果消融器激活，則需要5至50瓦。
[0059]接下來，在決策步驟61處確定循環(huán)緩沖區(qū)是否已滿。通常存儲(chǔ)100個(gè)讀數(shù)。如果上述確定是否定的，則控制器返回到初始步驟59。當(dāng)緩沖區(qū)正被填充時(shí)，通常不需要操作者調(diào)整導(dǎo)管。
[0060]如果在決策步驟61處的確定是肯定的，則控制器進(jìn)入步驟63?；旧弦褱?zhǔn)備好用于構(gòu)建阻抗數(shù)據(jù)的直方圖的模板，其適于所測(cè)量的相位。掃描緩沖區(qū)并識(shí)別極高相位值和極低相位值，以界定相位角的工作范圍的極限。該范圍然后被細(xì)分成用于直方圖的直條(bin)。12個(gè)直條是合適的，但是如果需要不同的顆粒度也可使用其它值。緩沖區(qū)中的值隨后被轉(zhuǎn)讓給直條以構(gòu)建直方圖。如果需要，直方圖可用圖表顯示。
[0061]隨后，在步驟65處，對(duì)相應(yīng)的直條中的讀數(shù)的數(shù)量進(jìn)行評(píng)估，以便通過在進(jìn)一步考慮時(shí)排除與預(yù)定的噪聲閾值相比具有較少讀數(shù)的直條而對(duì)噪聲進(jìn)行過濾。接著在步驟67處，掃描剩下的直條以識(shí)別具有最大(MaxBin)數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)和最小(MinBin)數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)的兩個(gè)直條。作為另外一種選擇，當(dāng)確定直條中的數(shù)據(jù)點(diǎn)的最大數(shù)和最小數(shù)時(shí)，可通過僅減去噪聲閾值來合并步驟65，67?！?br> [0062]隨后，在決策步驟69處，確定在步驟67中所識(shí)別的兩個(gè)直條中的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量之間是否存在顯著的差異?？赏ㄟ^使用以下的不等式來確定
[0063]Abs (MaxBinMinBin) > Noise,
[0064]其中Noise為噪聲閾值。
[0065]除此之外或作為另外一種選擇，決策步驟69可通過測(cè)量當(dāng)前一組讀數(shù)的分布的方差來執(zhí)行。如果方差較低，通常為2.5度或更小，則可推斷在該組讀數(shù)期間接觸狀態(tài)沒有發(fā)生變化，并且由當(dāng)前一組讀數(shù)提供的信息為非決定性的。
[0066]現(xiàn)在參見圖5，其示出了兩種狀態(tài)的圖表，該圖表有助于理解本發(fā)明的實(shí)施例所依據(jù)的原理。上部圖表71示出了接觸狀態(tài)為無接觸狀態(tài)并且該接觸狀態(tài)不變的可能性。不存在向有接觸狀態(tài)轉(zhuǎn)變的可能性。如下部圖表73所示。當(dāng)接觸狀態(tài)如預(yù)期發(fā)生變化時(shí)，阻抗讀數(shù)的方差將相對(duì)更大，并且對(duì)應(yīng)的狀態(tài)機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)變，該轉(zhuǎn)變具有如圖所示的示例性概率。
[0067]回到圖3，如果在決策步驟69處的確定是否定的，則可推論當(dāng)前一組讀數(shù)沒能將電極的無接觸狀態(tài)與接觸狀態(tài)區(qū)分開?？刂破鬟M(jìn)入步驟75，在該步驟處，循環(huán)緩沖區(qū)被清空。控制器隨后返回到初始步驟59以獲取另一組讀數(shù)。
[0068]如果在決策步驟69處的確定是肯定的，則控制器進(jìn)入步驟77。創(chuàng)建二元分類器(T)，該二元分類器按照如下公式計(jì)算:
[0069]T= (MaxBin+MinBin)/2。
[0070]顯然，分類器T的值適于當(dāng)前一組的阻抗讀數(shù)。期望分類器T的值在不同受檢者中變化，并且甚至在某種程度上在特定的受檢者的心臟內(nèi)的不同位置處變化。因此，為確保二元分類器保持準(zhǔn)確定義，在操作者將導(dǎo)管移動(dòng)到心臟中的不同位置時(shí)，所述方法可不時(shí)重復(fù)。[0071]已發(fā)現(xiàn)期望將滯后現(xiàn)象強(qiáng)加于讀數(shù)，以便為無接觸狀態(tài)和有接觸狀態(tài)(反之亦然)之間的轉(zhuǎn)變進(jìn)行準(zhǔn)確地建模。在以下步驟中，分類器T與測(cè)試讀數(shù)的相位角進(jìn)行比較，以便確定接觸狀態(tài)是否受一個(gè)或多個(gè)滯后因數(shù)的影響而發(fā)生了變化。針對(duì)滯后因數(shù)，典型值為1.5度。由極限值所界定的10%的動(dòng)態(tài)范圍是合適的。然而，尤其在大量的力聚焦地施加到導(dǎo)管的情況下，下文所述的滯后因數(shù)可不同。
[0072]最佳的測(cè)試讀數(shù)是最后的讀數(shù)，即在當(dāng)前一組讀數(shù)中最新讀取的讀數(shù)。作為另外一種選擇，另外的讀數(shù)中的一者可被選為測(cè)試讀數(shù)，例如通過隨機(jī)選取或其它方式。
[0073]隨后，在決策步驟79處，確定電極是否與心內(nèi)膜接觸。在第一次方法迭代中可對(duì)接觸狀態(tài)進(jìn)行假設(shè)。否則，由在前的方法迭代可知接觸狀態(tài)。
[0074]如果在決策步驟79處的確定是肯定的，則在決策步驟81處將測(cè)試讀數(shù)的相位與二元分類器進(jìn)行比較。確定測(cè)試讀數(shù)是否小于或等于由第一滯后因數(shù)調(diào)整的二元分類器:
[0075]TV <= T-HFl,
[0076]其中TV為測(cè)試值，T為步驟77中所計(jì)算的分類器，并且HFl為滯后因數(shù)。下文描述了決策步驟79處的確定是否定的情況。
[0077]如果在決策步驟81處的確定是肯定的，則控制器進(jìn)入最終步驟83。狀態(tài)已從有接觸狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o接觸狀態(tài)。報(bào)告無接觸狀態(tài)。
[0078]如果在決策步驟81處的確定是否定的，則控制器進(jìn)入最終步驟85?？赏普撨€未發(fā)生接觸狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。電極與心內(nèi)膜保持接觸。報(bào)告有接觸狀態(tài)。
[0079]回到?jīng)Q策步驟7 9的論述，如果在決策步驟79處的確定是否定的，則在決策步驟87處確定測(cè)試讀數(shù)是否大于或等于由第二滯后因數(shù)調(diào)整的二元分類器:
[0080]TV >= T+HF2,
[0081]其中TV為測(cè)試值，T為在步驟77中所計(jì)算的分類器，并且HF2為第二滯后因數(shù)。滯后因數(shù)HF2通常與滯后因數(shù)HFl相同，但未必是這種情況。
[0082]如果在決策步驟87處的確定是肯定的，則控制器進(jìn)入最終步驟85。已從無接觸狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪佑|狀態(tài)。報(bào)告有接觸狀態(tài)。
[0083]如果在決策步驟87處的確定是否定的，則控制器進(jìn)入最終步驟83。電極與心內(nèi)膜保持無接觸。報(bào)告無接觸狀態(tài)。
[0084]應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)應(yīng)用上述方法時(shí)可不依靠耗時(shí)的相位校正程序來實(shí)現(xiàn)指示接觸狀態(tài)。恰恰相反，狀態(tài)的分類適于電氣性能的本地變化以及針對(duì)受檢者的變化。手術(shù)足夠可靠以使消融得以進(jìn)行，而不用擔(dān)心消融電流會(huì)在電極沒有與心內(nèi)膜接觸時(shí)而被傳送。
[0085]列表1顯示了虛擬程序代碼形式的計(jì)算機(jī)程序，其用于執(zhí)行上述方法。
[0086]實(shí)例 I
[0087]表1示出了數(shù)字實(shí)例，該實(shí)例示出了圖3的過程的基本原理。
[0088]表1
[0089]
相位讀數(shù) 1120 [120 [Too [?40 [?20 [ΤΤο [?30 [?20 [?20
m 無接觸無接觸無接觸接觸~SS~無接觸接觸~SS~SS[0090]
[0091]實(shí)例2
[0092]現(xiàn)在參見圖6，其為示出了接觸確定的相關(guān)性的圖表89，該接觸確定使用結(jié)合圖3所述的方法來進(jìn)行，所進(jìn)行的測(cè)量使用了具有CART03系統(tǒng)的常規(guī)的接觸力導(dǎo)管作為參考方法。購自 Biosense Webster, Inc.的ThernwCool'.Smart Touch?接觸力感測(cè)導(dǎo)管是合適的。在圖6中，接觸力閾值比照精確度來進(jìn)行繪制。值為6的接觸力閾值與本發(fā)明的方法的最聞精確度相關(guān)聯(lián)。
[0093]本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明并不限于在上文中具體示出和描述的內(nèi)容。更確切地說，本發(fā)明的范圍包括上文所述各種特征的組合與子組合，以及這些特征的不在現(xiàn)有技術(shù)范圍內(nèi)的變化和修改形式，這些變化和修改形式是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀上述說明后可想到的。
[0094]計(jì)算機(jī)程序列表
[0095]列表1
[0096]
【權(quán)利要求】
1.一種心導(dǎo)管插入術(shù)的方法，包括以下步驟: 將探針插入活體受檢者的心臟，所述探針具有電極； 將所述電極與所述心臟的壁之間的接觸狀態(tài)的指配記憶為有接觸狀態(tài)和無接觸狀態(tài)中的一者； 當(dāng)所述電極位于所述壁處時(shí)，使電流在所述探針的所述電極與另一電極之間通過； 對(duì)所述電流的阻抗相位角作至少三次確定； 在所述確定中識(shí)別最大相位角和最小相位角； 將二元分類器定義成介于所述最小相位角和所述最大相位角之間的值； 當(dāng)所述接觸狀態(tài)的所述指配為所述有接觸狀態(tài)時(shí)，則當(dāng)另一個(gè)確定小于所述二元分類器至少第一滯后因數(shù)時(shí)，將所述指配改變成所述無接觸狀態(tài)； 當(dāng)所述接觸狀態(tài)的所述指配為所述無接觸狀態(tài)時(shí)，則當(dāng)另一次確定大于所述二元分類器至少第二滯后因數(shù)時(shí)，將所述指配改變成所述有接觸狀態(tài)；以及報(bào)告所改變的指配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述另一次確定為最近的確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定所述最小相位角與所述最大相位角之間的差超過預(yù)定義的噪聲 閾值的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述二元分類器的所述值位于所述最小相位角和所述最大相位角中間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一滯后因數(shù)等于所述第二滯后因數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在以下情形中報(bào)告未改變的指配的步驟:當(dāng)所述接觸狀態(tài)的所述指配為所述有接觸狀態(tài)并且所述另一次確定不小于所述二元分類器至少所述第一滯后因數(shù)時(shí)，或者當(dāng)所述接觸狀態(tài)的所述指配為所述無接觸狀態(tài)并且所述另一次確定不大于所述二元分類器至少所述第二滯后因數(shù)時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在小于10毫瓦的功率下執(zhí)行電流的通過。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在5- 50瓦的功率下執(zhí)行電流的通過。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中以200毫秒的間隔進(jìn)行所述確定。
10.一種消融設(shè)備，包括: 柔性導(dǎo)管，所述柔性導(dǎo)管適于插入活體受檢者的心臟并且具有遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的消融電極以與所述心臟中的靶組織接觸； 消融器，所述消融器將一定劑量的能量施加到所述靶組織以對(duì)所述靶組織進(jìn)行消融；阻抗測(cè)量子系統(tǒng)，所述阻抗測(cè)量子系統(tǒng)包括被附接到所述受檢者的體表電極，具有用于使電流通過所述體表電極與所述消融電極之間的第一電路以及用于迭代地確定所述電流的阻抗相位的第二電路； 鏈接到所述阻抗測(cè)量子系統(tǒng)的處理器，所述處理器能夠操作以執(zhí)行以下步驟: 將所述消融電極與所述心臟的壁之間的接觸狀態(tài)的指配記憶為有接觸狀態(tài)和無接觸狀態(tài)中的一者； 對(duì)所述電流的阻抗相位角作至少三次確定； 在所述確定中識(shí)別最大相位角和最小相位角； 將二元分類器定義成介于所述最小相位角和所述最大相位角之間的值；當(dāng)所述接觸狀態(tài)的所述指配為所述有接觸狀態(tài)時(shí)，則當(dāng)另一個(gè)確定小于所述二元分類器至少第一滯后因數(shù)時(shí)，將所述指配改變成所述無接觸狀態(tài)； 當(dāng)所述接觸狀態(tài)的所述指配為所述無接觸狀態(tài)時(shí)，則當(dāng)另一次確定大于所述二元分類器至少第二滯后因數(shù)時(shí)，將所述指配改變成所述有接觸狀態(tài)；和 鏈接到所述處理器的監(jiān)視器，所述監(jiān)視器能夠操作以在所述消融器操作期間顯示所述消融電極的所述接觸狀態(tài)的所述指配的視覺指示。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消融設(shè)備，其中所述另一次確定為最近的確定。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消融設(shè)備，還包括確定所述最小相位角與所述最大相位角之間的差超過預(yù)定義的噪聲閾值的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消融設(shè)備，其中所述二元分類器的所述值位于所述最小相位角和所述最大相位角中間。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消融設(shè)備，其中所述第一滯后因數(shù)等于所述第二滯后因數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利 要求10所述的消融設(shè)備，其中在以下情形中所述處理器能夠操作以保持所述接觸狀態(tài)的未改變的指配:當(dāng)所述接觸狀態(tài)的所述指配為所述有接觸狀態(tài)并且所述另一次確定不小于所述二元分類器至少所述第一滯后因數(shù)時(shí)，或者當(dāng)所述接觸狀態(tài)的所述指配為所述無接觸狀態(tài)并且所述另一次確定不大于所述二元分類器至少所述第二滯后因數(shù)時(shí)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消融設(shè)備，其中在小于10毫瓦的功率下執(zhí)行電流的通過。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消融設(shè)備，其中在5- 50瓦的功率下執(zhí)行至少三次確定。
18.據(jù)權(quán)利要求10所述的消融設(shè)備，其中以200毫秒的間隔進(jìn)行所述確定。
【文檔編號(hào)】A61B5/053GK103622745SQ201310364424
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】V.格里納, A.戈瓦里 申請(qǐng)人:韋伯斯特生物官能(以色列)有限公司