相關(guān)申請的交叉引用

本申請是提交于2011年4月13日的美國臨時專利申請No.61/475,130(代理人案號No.31760-721.101)的非臨時申請，并要求該臨時申請的權(quán)益；其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術(shù)：

房顫(AF)以異常和不協(xié)調(diào)的心房收縮，并常常以存在不規(guī)律的心室反應(yīng)為特征。在正常的竇性心律中，電脈沖發(fā)源于處在右心房中的竇房結(jié)(SA結(jié))。心房心肌的異常搏動被稱為纖顫，在一些情況下是由發(fā)源于肺靜脈(PV)中的電脈沖所造成的，如M.Haissaguerre等人在發(fā)表于New England J Med.,Vol.339:659-666上的“Spontaneous Initiation of Atrial Fibrillation by Ectopic Beats Originating in the Pulmonary Veins”中所報告。

針對該狀況存在取得了不同程度成功的藥物治療。此外，還有旨在控制左心房(LA)中異常電信號的外科手術(shù)，諸如由J.L.Cox等人在發(fā)表于Seminars in Thoracic&Cardiovascular Surgery,2000；12:2-14上的“The development of the Maze procedure for the treatment of atrial fibrillation”中描述的Cox-Maze III手術(shù)。其他相關(guān)出版物包括：J.L.Cox等人在Advances in Cardiac Surgery,1995；6:1-67上所發(fā)表的“Electrophysiologic basis,surgical development,and clinical results of the maze procedure for atrial flutter and atrial fibrillation”；以及J.L.Cox等人在Journal of Thoracic&Cardiovascular Surgery,1995；2110:485-95上所發(fā)表的“Modification of the maze procedure for atrial flutter and atrial fibrillation.II,Surgical technique of the maze III procedure”。

為治療AF，已經(jīng)在基于導(dǎo)管的系統(tǒng)的研發(fā)上做出了大量努力，以便消融引發(fā)AF的一些組織或?qū)⑵潆姼綦x。一種此類技術(shù)使用射頻(RF)能量。在Haissaguerre等人的美國專利第6,064,902號；Schwartz等人的美國專利第6,814,733號；Maguire等人的美國專利第6,996,908號；Lesh的美國專利第6,955,173號；以及Stewart等人的美國專利第6,949,097號中描述了此類方法。另一種此類技術(shù)使用微波能量。在Walinsky的美國專利第4,641,649號；Langberg的美國專利第5,246,438號；Grundy等人的美國專利第5,405,346號；和Stern等人的美國專利第5,314,466號；以及Mody等人的美國專利公開第2002/0087151號；第2003/0050631號；和第2003/0050630號中描述了此類方法。

另一基于導(dǎo)管的方法利用低溫技術(shù)將心房組織冷凍至-60℃的溫度以下。在Lafontaine的美國專利第6,929,639號和第6,666,858號，以及Cox等人的美國專利第6,161,543號中描述了基于低溫的示例設(shè)備。

治療房顫的較新方法涉及對超聲能量的使用。使用由一個或多個超聲換能器所發(fā)射的超聲能量來加熱肺靜脈周圍區(qū)域的靶組織。Lesh等人在美國專利第6,502,576號中描述了一種此類方法。Gentry等人在發(fā)表于IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control,Vol.51,No.7,pp 799-807上的“Integrated Catheter for 3-D Intracardiac Echocardiography and Ultrasound Ablation”中描述了使用超聲能量的另一導(dǎo)管設(shè)備。在Maguire等人的美國專利第6,997,925號；第6,966,908號；第6,964,660號；第6,954,977號；第6,953,460號；第6,652,515號；第6,547,788號；以及第6,514,249號；Lesh的第6,955,173號；第6,052,576號；第6,305,378號；第6,164,283號；以及第6,012,457號；Lesh等人的第6,872,205號；第6,416,511號；第6,254,599號；第6,245,064號；以及第6,024,740號；Diederich等人的第6,383,151號；第6,117,101號；以及WO 99/02096號；Fjield等人的第6,635,054號；Jimenez等人的第6,780,183號；Acker等人的第6,605,084號；Marcus等人的第5,295,484號；以及Wong等人的PCT公開WO 2005/117734號中描述了用以產(chǎn)生環(huán)形損傷的，基于超聲能量的其他設(shè)備。

雖然單獨的此類消融治療是有前景的，但期望將消融設(shè)備與導(dǎo)引系統(tǒng)一同使用，該導(dǎo)引系統(tǒng)指示解剖結(jié)構(gòu)以便協(xié)助超聲消融器相對于治療區(qū)域的定位，并引導(dǎo)對消融能量的放置。目前的導(dǎo)引能力依賴于多種技術(shù)，包括單獨使用X射線透視或者與通常為經(jīng)食管超聲心動圖或心臟內(nèi)超聲心動圖(ICE)等超聲成像一同使用。

最近，新型的心臟標(biāo)測系統(tǒng)(CMS)變得越來越常用于為心房中的導(dǎo)管位置提供導(dǎo)引。這些CMS產(chǎn)生外部生成的能量場，通常為電場或磁場，該能量場經(jīng)由消融導(dǎo)管遠(yuǎn)端中的傳感器而被檢測到。

CMS因而可以定位導(dǎo)管尖端在3D空間中的位置。通過操縱心房內(nèi)的導(dǎo)管尖端的過程，CMS采集與心房壁和肺靜脈相鄰的一系列點，并使用這些數(shù)據(jù)來呈現(xiàn)代表心房解剖結(jié)構(gòu)的形狀。Ben-Haim的美國專利第5,738,096號公開了一種用于構(gòu)建心臟標(biāo)測圖的此類方法。

通常，在消融術(shù)開始時獲取這些CMS所呈現(xiàn)的心房形狀。繼而如Ben-Haim等人的美國專利第6,690,963號中所描述，在伴隨著產(chǎn)生消融的一段時間中CMS感測消融導(dǎo)管遠(yuǎn)端的位置，并將導(dǎo)管位置疊加在這些先前呈現(xiàn)的解剖形狀中。在所呈現(xiàn)的解剖形狀上留下一串點或其他圖形符號，這些點或其他圖形符號對應(yīng)于獨立RF發(fā)生器驅(qū)動導(dǎo)管使其遠(yuǎn)側(cè)尖端發(fā)射RF能量的位置。兩種常用的CMS是如Hauck等人的美國專利第7263,397號中所描述的來自St.Jude Medical的EnSite系統(tǒng)，以及美國專利第6,788,967號中所公開的來自Biosense Webster,a Johnson&Johnson公司的Carto 3系統(tǒng)。

這些CMS還提供了用來采集和顯示心內(nèi)電描記圖(IEGM)的裝置，其中IEGM是從置于心臟內(nèi)的電極檢測到的電位變化的記錄。CMS疊加經(jīng)顏色編碼的IEGM信息，該信息指示出去極化(depolarization)起源于心臟中的何處，以及其穿過心臟的傳播圖案。IEGM提供了有用的輔助工具來評價AF消融術(shù)的進(jìn)度和即刻成功。

在美國專利申請第12/909,642號中描述了包括集成式心臟標(biāo)測系統(tǒng)的消融系統(tǒng)，其包括由機器人控制的低強度準(zhǔn)直超聲(LICU)導(dǎo)管用于治療AF。在美國專利公開第2007/0265609號中更詳細(xì)描述了由導(dǎo)管提供的低強度準(zhǔn)直超聲能量束。這兩個專利申請的全部內(nèi)容均通過引用并入本文。

該LICU消融系統(tǒng)通過使用超聲束而利用低強度準(zhǔn)直超聲波來形成損傷，其中該超聲束具有足夠的能量在射束與組織相遇之處產(chǎn)生損傷。引導(dǎo)損傷的形成是通過使用來自從心內(nèi)膜結(jié)構(gòu)返回的準(zhǔn)直束的超聲回波而推導(dǎo)出的標(biāo)測圖。

LICU消融系統(tǒng)包含導(dǎo)管、控制臺、遙控箱以及操縱導(dǎo)管的機器人箱。以下描述該系統(tǒng)的典型使用。在將導(dǎo)管導(dǎo)入體內(nèi)和最初置入心臟期間對其進(jìn)行手動操縱和部署。一旦導(dǎo)管的遠(yuǎn)端處于期望的解剖位置并經(jīng)由機器人箱連接，則導(dǎo)管尖端響應(yīng)于醫(yī)師在控制臺或遙控箱的輸入。導(dǎo)管尖端沿掃描圖案移動，并且控制臺中的軟件算法處理A型超聲信息，以產(chǎn)生在沿掃描圖案的對應(yīng)位置處導(dǎo)管尖端與心內(nèi)膜之間距離的估計，又稱間隙值。該間隙信息由系統(tǒng)軟件呈現(xiàn)，并被作為標(biāo)測圖而顯示在顯示器上，從而可使相對于導(dǎo)管尖端位置的解剖特征和/或心壁輪廓可視化。

使用者繼而選擇疊加于間隙光柵顯示上的合適的靶損傷軌跡。最后，醫(yī)師選擇合適的功率并命令系統(tǒng)在心壁中沿著指定軌跡產(chǎn)生損傷。如果期望，醫(yī)師可選擇不同的功率水平和/或速度用于軌跡的不同分段，并且系統(tǒng)將隨著射束沿軌跡的這些分段移動而相應(yīng)地調(diào)節(jié)輸出功率。在形成損傷的同時，系統(tǒng)提供對間隙信息的實時連續(xù)監(jiān)控，并將其與先前獲取的掃描拂掠信息相比較，并在可能發(fā)生患者移動時提醒操作者。

該LICU系統(tǒng)通過用以在心臟中定位導(dǎo)管尖端的超聲裝置以及用以產(chǎn)生任何形狀和圖案的一致?lián)p傷的裝置來提供同期導(dǎo)引。由于醫(yī)師對CMS信息變得熟悉并依賴于此，因此將LICU與CMS解決方案相結(jié)合將十分有用。此外，集成的IEGM信息將為使用LICU系統(tǒng)的臨床醫(yī)師提供有用的輔助信息。

此外，集成的CMS位置信息協(xié)助LICU系統(tǒng)來精確控制導(dǎo)管遠(yuǎn)端的位置。當(dāng)單獨使用時，LICU系統(tǒng)通過位于或靠近導(dǎo)管近端的致動器和傳感器來操縱和彎曲導(dǎo)管尖端。LICU控制器根據(jù)對響應(yīng)于近端致動器的遠(yuǎn)端彎曲加以預(yù)測的數(shù)學(xué)(算法)模型來移動這些致動器。這些機械傳遞函數(shù)模型可能并不完美，并且即便有從近端傳感器提供的反饋也仍可能導(dǎo)致偏離預(yù)定移動的遠(yuǎn)端彎曲。如果LICU系統(tǒng)既能感測致動器的近端位置又能感測導(dǎo)管尖端的遠(yuǎn)端位置，則將大大減少這種遠(yuǎn)端歪曲。CMS系統(tǒng)提供用以非干擾性地感測導(dǎo)管遠(yuǎn)端位置的裝置。由CMS提供的該位置數(shù)據(jù)可用于調(diào)節(jié)和更改近端致動器的動作，并從而修正沿導(dǎo)管引入的任何歪曲。在工程意義上，來自CMS系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)用于在實現(xiàn)于LICU系統(tǒng)內(nèi)的閉環(huán)導(dǎo)管控制系統(tǒng)中提供動態(tài)反饋。

消融系統(tǒng)和標(biāo)測系統(tǒng)通常為獨立的系統(tǒng)。在單一單元中提供導(dǎo)引和消融能力將會特別有用。此外，在諸如心臟組織等移動靶標(biāo)中，由CMS所標(biāo)識出的原始靶標(biāo)可能發(fā)生移動并且非靶組織可能會被消融。因此，同期(或幾乎同期)的導(dǎo)引和消融將使消融非靶組織的風(fēng)險最小化。此類導(dǎo)引將會協(xié)助系統(tǒng)或操作者關(guān)于治療區(qū)域而定位消融器，評價治療進(jìn)展，以及確保僅消融靶組織區(qū)域。本文公開的實施方式將會滿足這些目標(biāo)中的至少一些目標(biāo)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請公開了將心臟標(biāo)測系統(tǒng)(CMS)與低強度準(zhǔn)直超聲(LICU)消融系統(tǒng)相組合的多種方法。由此產(chǎn)生的集成向醫(yī)師提供了更完整的解決方案，該解決方案在一個系統(tǒng)中提供導(dǎo)管導(dǎo)航、電生理信息、損傷形成以及損傷檢驗。示例性實施方式闡釋了導(dǎo)引與治療的集成以在人體組織中產(chǎn)生消融區(qū)。更具體而言，本公開涉及用于改進(jìn)使用超聲能量對心臟房顫的治療的系統(tǒng)及方法設(shè)計，并尤其涉及用于在心臟中特定位置處產(chǎn)生組織損傷的醫(yī)療設(shè)備。

在本發(fā)明的第一方面中，一種用于消融和標(biāo)測組織的系統(tǒng)包括適于消融組織的獨立組織消融系統(tǒng)，以及適于標(biāo)測組織的獨立心臟標(biāo)測系統(tǒng)。所述消融系統(tǒng)可操作地與心臟標(biāo)測系統(tǒng)相耦合，從而將來自心臟標(biāo)測系統(tǒng)的標(biāo)測數(shù)據(jù)提供給消融系統(tǒng)以產(chǎn)生組織和相對于該組織的消融系統(tǒng)位置的圖形顯示。

在本發(fā)明的另一方面中，一種用于消融和標(biāo)測組織的系統(tǒng)包括適于消融組織的獨立組織消融系統(tǒng)，以及適于標(biāo)測組織的獨立心臟標(biāo)測系統(tǒng)。所述消融系統(tǒng)可操作地與心臟標(biāo)測系統(tǒng)相耦合，從而將來自組織消融系統(tǒng)的表示組織特征的數(shù)據(jù)提供給心臟標(biāo)測系統(tǒng)以產(chǎn)生組織和相對于該組織的消融系統(tǒng)位置的圖形顯示。

組織消融系統(tǒng)可包括基于可致動導(dǎo)管的超聲消融系統(tǒng)，諸如低強度準(zhǔn)直超聲消融系統(tǒng)。導(dǎo)管可包含至少一個與該導(dǎo)管的遠(yuǎn)端部分相鄰的感測元件。所述至少一個感測元件可與心臟標(biāo)測系統(tǒng)可操作地耦合起來。

心臟標(biāo)測系統(tǒng)可適于確定所述至少一個感測元件在空間中的位置。心臟標(biāo)測系統(tǒng)可在顯示設(shè)備中圖形化顯示疊加于組織的表示之上的所述至少一個傳感器的位置。一個或多個傳感器可適于捕捉來自組織的心內(nèi)電描記圖信號，并且該心內(nèi)電描記圖信號可由心臟標(biāo)測系統(tǒng)或消融系統(tǒng)之中任一個來圖形化顯示。心臟標(biāo)測系統(tǒng)可向組織消融系統(tǒng)提供視頻信號，或者消融系統(tǒng)可向心臟標(biāo)測系統(tǒng)提供視頻信號。該視頻信號可在消融系統(tǒng)中或心臟標(biāo)測系統(tǒng)中的圖形顯示器的畫中畫顯示中圖形化顯示。該視頻信號可在不同于消融系統(tǒng)監(jiān)視器的單獨監(jiān)視器上圖形化顯示。所述單獨的監(jiān)視器可顯示來自心臟標(biāo)測系統(tǒng)的信息。該視頻信號可在不同于心臟標(biāo)測系統(tǒng)監(jiān)視器的單獨監(jiān)視器上圖形化顯示。所述單獨的監(jiān)視器可顯示來自消融系統(tǒng)的信息。來自心臟標(biāo)測系統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)可指示傳感器的位置，并且可將這些數(shù)據(jù)提供給消融系統(tǒng)并將其與三維消融系統(tǒng)數(shù)據(jù)相組合?？蓪碜韵谙到y(tǒng)的三維組織數(shù)據(jù)提供給心臟標(biāo)測系統(tǒng)，并將其與三維標(biāo)測數(shù)據(jù)相組合。組合的三維數(shù)據(jù)可圖形化呈現(xiàn)在顯示器中。心臟標(biāo)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)與消融系統(tǒng)數(shù)據(jù)可彼此按比例縮放和對準(zhǔn)。

在本發(fā)明的又一方面中，一種用于消融和標(biāo)測組織的集成系統(tǒng)包括適于消融組織的組織消融系統(tǒng)，以及適于標(biāo)測組織的心臟標(biāo)測系統(tǒng)。所述消融系統(tǒng)與心臟標(biāo)測系統(tǒng)相集成以形成單一的集成系統(tǒng)。消融系統(tǒng)可操作地與心臟標(biāo)測系統(tǒng)相耦合，從而將來自心臟標(biāo)測系統(tǒng)的標(biāo)測數(shù)據(jù)提供給消融系統(tǒng)以產(chǎn)生組織和相對于該組織的消融系統(tǒng)位置的圖形顯示。

在本發(fā)明的另一方面中，一種用于消融和標(biāo)測組織的集成系統(tǒng)包括適于消融組織的組織消融系統(tǒng)，以及適于標(biāo)測組織的心臟標(biāo)測系統(tǒng)。所述消融系統(tǒng)可操作地與心臟標(biāo)測系統(tǒng)相耦合，從而將來自組織消融系統(tǒng)的表示組織特征的數(shù)據(jù)提供給心臟標(biāo)測系統(tǒng)以產(chǎn)生組織和相對于該組織的消融系統(tǒng)位置的圖形顯示。

在本發(fā)明的又一方面中，一種用于消融和標(biāo)測組織的系統(tǒng)包括適于消融組織的獨立組織消融系統(tǒng)，以及適于標(biāo)測組織的心臟標(biāo)測系統(tǒng)。所述消融系統(tǒng)可操作地與心臟標(biāo)測系統(tǒng)相耦合，從而將來自心臟標(biāo)測系統(tǒng)的標(biāo)測和導(dǎo)引數(shù)據(jù)與來自消融系統(tǒng)的消融治療數(shù)據(jù)相組合，組合的數(shù)據(jù)由系統(tǒng)來圖形化顯示。

組織消融系統(tǒng)和心臟標(biāo)測系統(tǒng)可各自為獨立系統(tǒng)，或者它們可集成為單一系統(tǒng)。

在本發(fā)明的另一方面中，一種用于消融和標(biāo)測組織的方法包括提供組織消融系統(tǒng)和提供心臟標(biāo)測系統(tǒng)。用心臟標(biāo)測系統(tǒng)來進(jìn)行組織標(biāo)測，并捕捉關(guān)于標(biāo)測的組織的數(shù)據(jù)。用消融系統(tǒng)來消融組織，并捕捉關(guān)于消融的組織的數(shù)據(jù)。將來自消融系統(tǒng)的組織消融數(shù)據(jù)提供給心臟標(biāo)測系統(tǒng)，或者將來自心臟標(biāo)測系統(tǒng)的心臟標(biāo)測數(shù)據(jù)提供給組織消融系統(tǒng)。將組織消融數(shù)據(jù)與心臟標(biāo)測數(shù)據(jù)相組合。繼而在監(jiān)視器上顯示組合數(shù)據(jù)。

標(biāo)測組織可包括標(biāo)測消融系統(tǒng)相對于組織的位置。標(biāo)測組織可包括標(biāo)測組織表面。消融組織可包括用低強度準(zhǔn)直超聲束來超聲消融組織。將組織消融數(shù)據(jù)與心臟標(biāo)測數(shù)據(jù)相組合可包括按比例縮放和對準(zhǔn)這兩個數(shù)據(jù)集。

在本發(fā)明的又一方面中，一種用于精確彎曲和定位導(dǎo)管尖端的方法包括心臟標(biāo)測系統(tǒng)向組織消融系統(tǒng)提供位置數(shù)據(jù)。該位置數(shù)據(jù)用于為機器人控制的導(dǎo)管提供反饋以減少遠(yuǎn)端尖端移動的預(yù)定圖案的歪曲。

在本發(fā)明的另一方面中，一種用于消融組織的方法包括提供包含消融導(dǎo)管的組織消融系統(tǒng)，提供心臟標(biāo)測系統(tǒng)，以及用消融導(dǎo)管上的傳感器來感測由場發(fā)生器所生成的場從而確定消融導(dǎo)管的工作端的位置。該方法還包括：促動可操作地耦合至消融導(dǎo)管的致動器，從而將消融導(dǎo)管的工作端朝向靶治療部位移動；檢測與致動器位置相關(guān)聯(lián)的操作參數(shù)；以及將所述操作參數(shù)提供給與組織消融導(dǎo)管相關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)，以便提供關(guān)于組織消融導(dǎo)管工作端位置的反饋。該方法還包括：基于反饋來調(diào)節(jié)一個或多個所述致動器，從而將導(dǎo)管的工作端適當(dāng)?shù)囟ㄎ恢涟兄委煵课桓浇钠谕恢?；向心臟標(biāo)測系統(tǒng)提供來自傳感器的輸出并確定對消融導(dǎo)管工作端位置的第二估計。將所述位置的第二估計提供給組織消融系統(tǒng)，并繼而重新調(diào)節(jié)導(dǎo)管的工作端，從而使工作端相對于靶治療部位適當(dāng)?shù)囟ㄎ弧?/p>

該方法還可包括用組織消融導(dǎo)管來消融組織。消融導(dǎo)管可包括超聲消融導(dǎo)管。檢測操作參數(shù)可包括測量一個或多個致動器的力、位移、旋轉(zhuǎn)和扭矩中之一。可將傳感器裝設(shè)在消融導(dǎo)管的遠(yuǎn)端部分上，并且可將致動器裝設(shè)在鄰近消融導(dǎo)管的近端部分之處。

在本發(fā)明的又一方面中，一種用于消融組織的方法包括：提供具有消融導(dǎo)管的組織消融系統(tǒng)；提供心臟標(biāo)測系統(tǒng)；以及使用消融導(dǎo)管上的傳感器來測量來自外部功率源的電位或其所具有的阻抗，從而確定對消融導(dǎo)管工作端位置的第一估計。該方法還包括促動可操作地耦合至消融導(dǎo)管的致動器從而將消融導(dǎo)管的工作端朝向靶治療部位移動，以及檢測與致動器的位置相關(guān)聯(lián)的操作參數(shù)。將所述操作參數(shù)提供給與組織消融導(dǎo)管相關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)，以便提供關(guān)于組織消融導(dǎo)管工作端位置的反饋。基于反饋來調(diào)節(jié)一個或多個致動器從而將導(dǎo)管的工作端適當(dāng)?shù)囟ㄎ恢涟兄委煵课?。繼而向心臟標(biāo)測系統(tǒng)提供來自傳感器的輸出，以便能夠確定對消融導(dǎo)管工作端位置的第二估計。將所述位置的第二估計提供給組織消融系統(tǒng)，并基于該第二估計來重新調(diào)節(jié)導(dǎo)管工作端的位置，以使工作端更靠近靶治療部位。

在以下與附圖相關(guān)的描述中進(jìn)一步詳細(xì)描述了這些實施方式和其他實施方式。

援引并入

本說明書中所提及的所有公開、專利以及專利申請均通過引用并入本文，其程度如同每個單個的公開、專利或?qū)＠暾埍惶貏e地和單個地指出通過引用而并入本文。

附圖說明

在所附權(quán)利要求中具體陳述了本發(fā)明的新穎特征。參考以下陳述采用了本發(fā)明原理的說明性實施方式的詳細(xì)描述以及附圖，將會取得對本發(fā)明特征和優(yōu)勢的更好理解，在附圖中：

圖1是與獨立LICU消融系統(tǒng)相鏈接的獨立CMS的示意圖，其中在LICU系統(tǒng)中顯示集成信息。

圖2是與獨立LICU消融系統(tǒng)相鏈接的獨立CMS的示意圖，其中在CMS中顯示集成信息。

圖3是集成在LICU消融系統(tǒng)內(nèi)的CMS的示意圖。

圖4是集成在CMS內(nèi)的LICU消融系統(tǒng)的示意圖。

圖5是向LICU消融系統(tǒng)提供動態(tài)導(dǎo)管尖端位置數(shù)據(jù)的CMS系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

以下示例性實施方式闡釋了一種將心臟標(biāo)測系統(tǒng)(CMS)與低強度準(zhǔn)直超聲(LICU)消融系統(tǒng)的益處相組合的用于引導(dǎo)對機體組織的消融的醫(yī)療系統(tǒng)。有多個配置被包括在內(nèi)，每個配置都涉及用于接合CMS與LICU系統(tǒng)以便能夠共享數(shù)據(jù)從而實現(xiàn)集成式解決方案的益處的不同途徑。

圖1圖示了鏈接至獨立心臟標(biāo)測系統(tǒng)(CMS)20的LICU消融系統(tǒng)10。導(dǎo)管30包含導(dǎo)管手柄40、導(dǎo)管主體50和遠(yuǎn)端60，該導(dǎo)管30如箭頭45所示可操作地連接至LICU 10并由該LICU 10所控制，這樣提供了用以操縱導(dǎo)管的機械裝置以及用以驅(qū)動遠(yuǎn)端60和感測來自遠(yuǎn)端60的超聲波的電氣裝置。位于導(dǎo)管遠(yuǎn)端60中的諸如電極(未示出)等一個或多個感測元件如箭頭47所示可操作地連接至CMS 20。CMS 20使用普通CMS技術(shù)來確定遠(yuǎn)端60中的傳感引線在空間中的位置，并在CMS顯示器80上顯示疊加于心房的圖形表示之上的該位置。CMS還能夠推導(dǎo)出IEMG信號并顯示從遠(yuǎn)端60中的電極檢測到的這些電位。

存在多個用以將CMS 20推導(dǎo)出的信息集成至LICU系統(tǒng)10中的不同方法。一種途徑是如箭頭85所示，向LICU 10發(fā)送含有CMS顯示器80上所示信息的視頻信號，這樣轉(zhuǎn)而在LICU顯示器70的PIP(畫中畫)區(qū)域中顯示該視頻信號。擁有視頻處理領(lǐng)域合理技能的人員熟悉用于將一個視頻圖像顯示在第二視頻圖像的區(qū)域中的技術(shù)。一種簡化的途徑是提供第二顯示監(jiān)視器作為LICU系統(tǒng)10的一部分，并專門將該監(jiān)視器用來顯示CMS所提供的信息。

備選地，CMS 20提供3D數(shù)據(jù)集，該3D數(shù)據(jù)集包括位于心臟內(nèi)部三維空間(X、Y、Z)的遠(yuǎn)端60中傳感器的推導(dǎo)出的X、Y、Z位置。該3D數(shù)據(jù)被發(fā)送至LICU 10，在此將該數(shù)據(jù)與LICU 3D數(shù)據(jù)相組合并呈現(xiàn)在顯示器70上。

為了利用兩組3D數(shù)據(jù)的單一集成顯示，需要將這兩組數(shù)據(jù)按比例縮放和對準(zhǔn)。在一種途徑中，LICU系統(tǒng)10將導(dǎo)管遠(yuǎn)端60移動至三維空間中的多個(至少三個)不同位置作為參考點。LICU系統(tǒng)10在每個參考點查詢CMS 20讓其提供檢測到的3D位置。這些參考數(shù)據(jù)點為LICU系統(tǒng)10提供足夠的信息來將完整CMS 3D數(shù)據(jù)集與LICU 3D數(shù)據(jù)集按比例縮放和對準(zhǔn)。繼而可將這兩個3D數(shù)據(jù)集相組合并呈現(xiàn)在顯示器70上。擁有本領(lǐng)域合理技能的人員可提供按比例縮放和對準(zhǔn)兩組3D數(shù)據(jù)的替代方法。

圖2圖示了鏈接至LICU消融系統(tǒng)10a的獨立心臟標(biāo)測系統(tǒng)

(CMS)20a。導(dǎo)管30包含導(dǎo)管手柄40、導(dǎo)管主體50和遠(yuǎn)端60，該導(dǎo)管30如箭頭45a所示可操作地與LICU 10a相耦合并由該LICU 10a所控制，這樣提供了用以操縱導(dǎo)管的機械裝置以及用以驅(qū)動遠(yuǎn)端60和感測來自遠(yuǎn)端60的超聲波的電氣裝置。位于導(dǎo)管遠(yuǎn)端60中的諸如電極(未示出)等一個或多個感測元件如箭頭47a所示可操作地連接至CMS 20a。CMS 20a使用普通CMS技術(shù)來確定遠(yuǎn)端60中的傳感引線在空間中的位置，并在CMS顯示器80a上顯示疊加于心房的圖形表示之上的該位置。CMS還可推導(dǎo)出IEMG信號并顯示從遠(yuǎn)端60中的引線檢測到的這些電位。

存在多個用以如箭頭85a所示將LICU系統(tǒng)10a所推導(dǎo)出的信息集成至CMS 20a中的不同方法。一種途徑是向CMS 20a發(fā)送含有LICU顯示器70a上所示信息的視頻信號，這樣轉(zhuǎn)而在CMS顯示器80a的PIP(畫中畫)區(qū)域中顯示該視頻信號。擁有視頻處理領(lǐng)域合理技能的人員熟悉用于將一個視頻圖像顯示在第二視頻圖像的區(qū)域中的技術(shù)。一種簡化的途徑是提供第二顯示監(jiān)視器作為CMS 20a的一部分，并專門將該監(jiān)視器用來顯示LICU所提供的信息。

備選地，LICU系統(tǒng)10a提供3D數(shù)據(jù)集，該3D數(shù)據(jù)集包括與LICU所顯示的信息相對應(yīng)的X、Y、Z位置。該3D數(shù)據(jù)被發(fā)送至CMS20a，在此該3D數(shù)據(jù)與CMS 3D數(shù)據(jù)相組合并呈現(xiàn)在顯示器80a上。

為了利用兩組3D數(shù)據(jù)的單一集成顯示，需要將這兩組數(shù)據(jù)按比例縮放和對準(zhǔn)。在一種途徑中，LICU系統(tǒng)10a將導(dǎo)管遠(yuǎn)端60移動至三維空間中的多個(至少三個)不同位置作為參考點。LICU系統(tǒng)1a在每個參考點捕捉該3D位置并通知CMS 20a讓其也同樣地捕捉對應(yīng)的3D位置。這些參考數(shù)據(jù)點為CMS 2a提供足夠的信息讓其將完整LICU 3D數(shù)據(jù)集與CMS 3D數(shù)據(jù)集按比例縮放和對準(zhǔn)。繼而可將這兩個3D數(shù)據(jù)集相組合并呈現(xiàn)在顯示器80a上。擁有本領(lǐng)域合理技能的人員可提供用于按比例縮放和對準(zhǔn)兩組3D數(shù)據(jù)的替代方法。

圖3圖示了如箭頭45b所示可操作地與導(dǎo)管30相耦合的、具有完全集成式心臟標(biāo)測系統(tǒng)(ICMS)20b的LICU系統(tǒng)10b。ICMS 20b是從獨立CMS 20或獨立CMS 20a派生的集成式硬件和軟件。備選地，所述特征可通過修改現(xiàn)有LICU系統(tǒng)硬件和軟件而直接實現(xiàn)于LICU系統(tǒng)10c之中(見圖4)。備選地，可以使用ICMS與LICU系統(tǒng)硬件及軟件兩者的混合。備選地，完全集成式LICU系統(tǒng)10或LICU系統(tǒng)10a可使用由第三方(OEM)供應(yīng)商——諸如提供3D跟蹤設(shè)備的Ascension Technology Corporation(Milton,VT)——所提供的模塊。這些模塊經(jīng)專門設(shè)計用于集成至現(xiàn)有醫(yī)療系統(tǒng)之中。該集成式解決方案所具有的相比于圖1和圖2中所示解決方案的優(yōu)勢在于其在手術(shù)室中占用更少的空間，并可由單一操作者來控制。

圖4圖示了如箭頭45c所示可操作地耦合至導(dǎo)管30的、具有完全集成式LICU消融系統(tǒng)10c的CMS 20c。集成式LICU系統(tǒng)10c可以是從獨立LICU系統(tǒng)10或LICU系統(tǒng)10a派生的集成式硬件和軟件，或者所述特征可通過修改現(xiàn)有硬件和軟件或兩者的組合而直接實現(xiàn)于CMS系統(tǒng)20c之中。備選地，完全集成式CMS 20c可使用由第三方(OEM)供應(yīng)商所提供的模塊，該模塊提供可比于LICU消融系統(tǒng)的功能。該完全集成式解決方案所具有的相比于圖1和圖2中所示解決方案的優(yōu)勢在于其在手術(shù)室中占用更少的空間，并可由單一操作者來控制。諸如視頻監(jiān)視器等顯示器70c圖形化示出解剖標(biāo)測、導(dǎo)管位置以及消融信息。

圖5示出了用以提供對導(dǎo)管遠(yuǎn)端的精確控制的組件的示例性實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白，還可使用其他確定和控制位置的方法，諸如像將在以下討論的通過使用阻抗來確定和控制位置。導(dǎo)管30由遠(yuǎn)端60、導(dǎo)管主體50以及導(dǎo)管手柄40所構(gòu)成。遠(yuǎn)端60包括適合于檢測由CMS場發(fā)生器25所生成的場的傳感器。導(dǎo)管手柄40耦合至導(dǎo)管箱70d(亦稱“機器人”)中，該導(dǎo)管箱70d包括從LICU控制臺80進(jìn)行控制的致動器71。致動器71向?qū)Ч苁直?0中的機械構(gòu)件施加力，該力最終轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)端60的彎曲或轉(zhuǎn)向運動。傳感器72檢測致動器的力或位移或旋轉(zhuǎn)或扭矩并提供反饋，以便使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的反饋控制系統(tǒng)使致動器以受控的方式移動。遠(yuǎn)端60中的傳感器的輸出經(jīng)由來自導(dǎo)管手柄40的纜線27連接至CMS系統(tǒng)20d。CMS系統(tǒng)20d計算遠(yuǎn)端60的位置信息，并將該數(shù)據(jù)提供給LICU控制臺80，在此將該數(shù)據(jù)用作導(dǎo)管尖端位置控制系統(tǒng)中的另一反饋通道。導(dǎo)管手柄40中的附加傳感器可增強或代替導(dǎo)管箱70d中的傳感器72。

在對于以上圖5中所描述的實施方式的備選實施方式中，系統(tǒng)使用電位而非使用場發(fā)生器來確定導(dǎo)管30的遠(yuǎn)端60的位置信息。這可以通過在患者身上放置成對的皮膚貼片來實現(xiàn)，優(yōu)選地將三對貼片放置在三個正交軸上。從貼片發(fā)射出低振幅電信號并由導(dǎo)管遠(yuǎn)端60上的諸如電極等傳感器來接收該電信號。繼而通過由導(dǎo)管測量電位或場強來確定遠(yuǎn)端60的位置。這還可以通過測量或計算對應(yīng)的阻抗來實現(xiàn)。該系統(tǒng)的其他方面總體上采取與上文關(guān)于圖5的先前描述相同的形式。

雖然本文示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，此類實施方式僅是以示例的方式提供的。在不偏離本發(fā)明的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會想到許多變化、改變和替代。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的實踐中可以采用對本文所描述的本發(fā)明實施方式的各種替代方案。以下權(quán)利要求旨在限定本發(fā)明的范圍，并因此涵蓋這些權(quán)利要求范圍之內(nèi)的方法和結(jié)構(gòu)及其等同項。