用于心臟內(nèi)電標(biāo)測(cè)的導(dǎo)管和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于心臟標(biāo)測(cè)和消融的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]心律失常是其中心臟的正常心律被破壞的病況。存在很多類型的心律失常，包括在心室以上開始的室上心律失常(諸如房性早搏(PAC)、心房撲動(dòng)、附加路徑心動(dòng)過速、心房纖顫、和AV結(jié)折返性心動(dòng)過速(AVNRT))、開始于心臟的下腔室內(nèi)的室性心律失常(諸如室性早搏(PVC)、室性心動(dòng)過速(VT)、心室纖顫、和長期QT綜合征)、以及涉及緩慢心律并且可源自心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)疾病的緩慢性心律失常。進(jìn)一步，心律失?？杀环诸悶檎鄯敌曰蚍钦鄯敌孕穆墒С?。在折返性心律失常中，通常在心臟的四個(gè)腔室上系統(tǒng)性傳播的生物電的傳播波改為沿心肌路徑且圍繞著障礙物(折返點(diǎn))循環(huán)(circulate)，或者自由地在組織內(nèi)以卷形(scroll)波或螺旋(spiral)(以下稱為“回旋部(rotor)”)循環(huán)。在非折返性心律失常中，正常生物電波的傳播可在異常(異位)位置處被阻滯或禁止。
[0003]可通過在心內(nèi)膜上或心外膜上進(jìn)行的消融(例如，射頻(RF)消融、冷凍消融、超聲消融、激光消融等)來治療特定類型的心律失常，包括室性心動(dòng)過速和心房纖顫。然而，醫(yī)師必須首先定位折返點(diǎn)、異位病灶、或異常傳導(dǎo)區(qū)域來有效地治療心律失常。不幸的是，已經(jīng)證實(shí)，即使是對(duì)于最有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師而言，定位最佳消融部位也是非常困難的。
[0004]經(jīng)常使用心臟電標(biāo)測(cè)(標(biāo)測(cè)(mapping)與心肌組織的除極和/或復(fù)極相關(guān)聯(lián)的心臟電活動(dòng))來定位最佳消融部位，例如，折返點(diǎn)、異位病灶、或異常心肌層的部位。然而，可能難以基于所感測(cè)到的電描記圖形態(tài)來確定心律失常的源。除了自局部心肌發(fā)出的信號(hào)夕卜，電描記圖形態(tài)可包括由于不良電極接觸、電極設(shè)計(jì)、或電極附近復(fù)雜電活動(dòng)引起的分化(fract1nat1n)。該信號(hào)還可包括來自較遠(yuǎn)組織的“遠(yuǎn)場(chǎng)”內(nèi)容(諸如在心房電極上檢測(cè)到的心室活動(dòng))，或者該信號(hào)可由于疾病、局部缺血、或組織壞死而被衰減。進(jìn)一步，消融所標(biāo)識(shí)的一個(gè)或多個(gè)部位也可能是有問題的。至今，這樣的消融要求大量的試錯(cuò)(trial anderror)(例如，對(duì)于復(fù)雜的被分化的(fract1nated)電描記圖的所有源進(jìn)行消融)或使用單獨(dú)的標(biāo)測(cè)和消融設(shè)備(利用多電極陣列或多電極網(wǎng)籃的復(fù)雜標(biāo)測(cè)系統(tǒng)可被用來標(biāo)識(shí)消融部位，但是不可被用于消融該部位)。因此，期望的是不僅簡(jiǎn)化部位標(biāo)識(shí)和消融過程，并且將標(biāo)測(cè)和消融功能相組合的系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)的系統(tǒng)和方法提供了在心臟內(nèi)或心臟上每一個(gè)特定部位處心肌電活動(dòng)的明確表示、用于搜索并測(cè)試包括異位病灶(foci)和回旋部二者在內(nèi)的潛在消融部位的改進(jìn)的手段、還提供了標(biāo)測(cè)和治療功能兩者。通過使用能記錄局部單相動(dòng)作電位(MAP)的電極，得以實(shí)現(xiàn)局部心肌除極、復(fù)極、以及動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間的明確表示。
[0006]該系統(tǒng)可一般地包括醫(yī)療設(shè)備和控制單元，該醫(yī)療設(shè)備定義包括多個(gè)標(biāo)測(cè)元件和治療元件的遠(yuǎn)端，且該控制單元與該醫(yī)療設(shè)備通信并可被編程為至少部分地基于從位于一個(gè)或多個(gè)組織位置處的多個(gè)標(biāo)測(cè)元件所接收到的信號(hào)來標(biāo)識(shí)心臟組織內(nèi)感興趣的電傳導(dǎo)的源，且可被編程為通過激活治療元件來治療該感興趣的電傳導(dǎo)的源。治療元件可以是可展開(expandable)元件，諸如定義了前面(anter1r face)的氣囊，多個(gè)標(biāo)測(cè)元件固定至該氣囊的前面?？砂磸较?qū)ΨQ的圖案來布置該多個(gè)標(biāo)測(cè)元件。進(jìn)一步，當(dāng)被展開時(shí)，氣囊可具有基本同心螺旋體的配置?？蛇x地，該設(shè)備的遠(yuǎn)端可包括一個(gè)或多個(gè)陣列臂，且每一個(gè)陣列臂可包括第一部分和第二部分，該第一部分位于與該設(shè)備的縱軸基本正交的平面內(nèi)。一個(gè)或多個(gè)組織區(qū)域可由細(xì)胞構(gòu)成，且多個(gè)標(biāo)測(cè)元件可選擇性地傳輸能使得細(xì)胞消融和/或電穿孔的能量。進(jìn)一步，治療元件可選擇性地傳輸能將該一個(gè)或多個(gè)組織區(qū)域溫度調(diào)節(jié)至亞致死(sub-lethal)的溫度、能消融該一個(gè)或多個(gè)組織區(qū)域、和/或能電穿孔該一個(gè)或多個(gè)組織區(qū)域的細(xì)胞的能量。該設(shè)備可進(jìn)一步包括多個(gè)治療元件，其中每一個(gè)治療元件選擇性地傳輸能使得細(xì)胞消融和/或電穿孔的能量。多個(gè)標(biāo)測(cè)元件的每一個(gè)可記錄單相動(dòng)作電位，以使得明確地確定除極時(shí)序、復(fù)極時(shí)序、動(dòng)作電位形態(tài)、和動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間中的至少一項(xiàng)。
[0007]定位和治療心臟組織內(nèi)電傳導(dǎo)源的方法可一般地包括如下步驟:(a)將固定至治療設(shè)備遠(yuǎn)端的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件放置在第一位置處與心臟組織接觸，該醫(yī)療設(shè)備與控制系統(tǒng)通信，該控制系統(tǒng)包括具有顯示器并可被編程為執(zhí)行算法的計(jì)算機(jī)，該心臟組織由細(xì)胞構(gòu)成；(b)執(zhí)行計(jì)算機(jī)算法來至少部分地基于由該計(jì)算機(jī)從位于第一位置處的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件處接收到的信號(hào)來確定感興趣的電傳導(dǎo)的方向和形態(tài)特征；(c)在計(jì)算機(jī)顯示器上顯示該一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件應(yīng)該被放置與心臟組織接觸的建議的第二位置；(d)將該一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件重新放置在該第二位置；(e)執(zhí)行計(jì)算機(jī)算法來至少部分地基于由該計(jì)算機(jī)從位于第二位置處的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件處接收到的信號(hào)來確定感興趣的電傳導(dǎo)的方向和形態(tài)特征；(f)重復(fù)步驟(a)-(e)直到定位出感興趣電傳導(dǎo)的源或路徑；(g)激活與心臟組織細(xì)胞接觸的一個(gè)或多個(gè)治療元件以在非致死溫度下治療這些細(xì)胞并且破壞(disrupt)感興趣的電傳導(dǎo)的源或路徑。治療這些細(xì)胞可包括將感興趣的電傳導(dǎo)源或路徑處的心臟細(xì)胞冷卻或加熱至非致死溫度。該方法還可包括在致死溫度下治療感興趣的電傳導(dǎo)源或路徑處的心臟細(xì)胞，該治療可包括冷凍消融、組織冷卻、施加射頻能量、施加激光能量、施加微波能量、施加激光能量、和/或施加超聲能量。附加地或可選地，該方法可還包括用高壓能量脈沖對(duì)感興趣的電傳導(dǎo)源或路徑處的心臟細(xì)胞進(jìn)行電穿孔。電穿孔之后可將修改細(xì)胞行為的基因、蛋白質(zhì)、藥物治療物質(zhì)、藥劑、及其組合傳遞至感興趣的電傳導(dǎo)源或路徑處的心臟細(xì)胞?？蓛H當(dāng)在非致死溫度下處理感興趣的電傳導(dǎo)源或路徑處的心臟細(xì)胞后，在致死溫度下治療感興趣的電傳導(dǎo)源或路徑處的心臟細(xì)胞。進(jìn)一步，在致死溫度下治療感興趣的電傳導(dǎo)源或路徑處的心臟細(xì)胞可終止感興趣的電傳導(dǎo)。
[0008]可選地，該方法可包括:(a)將固定至治療設(shè)備遠(yuǎn)端的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件放置為在第一位置處與心臟組織接觸，該醫(yī)療設(shè)備與控制系統(tǒng)通信，該控制系統(tǒng)包括具有顯示器的計(jì)算機(jī)，該心臟組織由細(xì)胞構(gòu)成；(b)執(zhí)行計(jì)算機(jī)算法來至少部分地基于由該計(jì)算機(jī)從位于第一位置處的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件處接收到的信號(hào)來確定感興趣的電傳導(dǎo)的方向和形態(tài)特征；(c)在計(jì)算機(jī)顯示器上顯示該一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件應(yīng)該被放置與心臟組織接觸的建議的第二位置；(d)將該一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件重新放置在該第二位置；(e)執(zhí)行計(jì)算機(jī)算法來至少部分地基于由該計(jì)算機(jī)從位于第二位置處的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)測(cè)元件處接收到的信號(hào)來確定感興趣的電傳導(dǎo)的方向和形態(tài)特征；(f)重復(fù)步驟(a)-(e)直到定位出感興趣電傳導(dǎo)的源；(g)激活與心臟組織細(xì)胞接觸的一個(gè)或多個(gè)治療元件在非致死溫度下治療這些細(xì)胞；和(h)如果(g)破壞了感興趣的電傳導(dǎo)的源或路徑，則激活與心臟組織細(xì)胞接觸的一個(gè)或多個(gè)治療元件來執(zhí)行以致死溫度治療細(xì)胞和對(duì)細(xì)胞進(jìn)行電穿孔中的至少一項(xiàng)。
[0009]本發(fā)明有利地提供了一種方法和系統(tǒng)，用于以單個(gè)設(shè)備獲得心臟內(nèi)或心臟上每一個(gè)特定部位處的除極和復(fù)極的明確表示，搜索并測(cè)試折返性心律失常所涉及的包括異位病灶、回旋部(rotors)、或傳導(dǎo)路徑的潛在消融部位，并且消融所標(biāo)識(shí)的異位病灶、回旋部、和/或路徑。
【附圖說明】
[0010]在結(jié)合附圖考慮時(shí)，參考以下詳細(xì)描