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消融裝置.pdf

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消融 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201280036218.1

申請日:

20120719

公開號:

CN103687550B

公開日:

20160817

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B8/12,A61B18/14 主分類號: A61B8/12,A61B18/14
申請人: 皇家飛利浦有限公司
發明人: S·德拉迪,G·A·哈克斯
地址: 荷蘭艾恩德霍芬
優先權: 61/510,599
專利代理機構: 永新專利商標代理有限公司 代理人: 劉瑜;王英
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201280036218.1

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種用于消融生物組織內的結構(14)的消融裝置。超聲可視化單元(15)生成二維或三維超聲圖像,以找到所述組織內的待消融的所述結構。之后能夠將消融單元(19)提供的消融能量準確地引導至所找到的結構。此外,所述超聲可視化單元適于在所述消融能量的提供期間,通過沿使用所述二維或三維超聲圖像找到的結構所處的方向發送并接收超聲波,來生成M模式超聲圖像,由此監測消融流程。這允許改善對消融流程的控制,并因此改善這一流程的質量。

權利要求書

1.一種用于消融生物組織內的結構的消融裝置,所述消融裝置包括:-超聲可視化單元(15;115;215;315;415;515;615),其用于生成二維或三維超聲圖像,以找到所述組織內的所述結構(14),并且用于生成所述結構(14)的M模式超聲圖像,以監測用于消融所述組織內的所述結構的消融流程,-消融單元(19;119;219;330;431;432;530;619),其用于提供消融能量,以消融在所述組織內的所找到的結構(14),-引入元件(10),其用于將所述超聲可視化單元(15;115;215;315;415;515;615)和所述消融單元(19;119;219;330;431;432;530;619)引入到所述生物(7)體內具有待消融的所述結構(14)的所述組織的附近,以及-消融深度確定單元(51),其用于根據所述M模式超聲圖像確定根據時間的消融深度,其特征在于,所述結構是神經且所述消融裝置還包括:-神經位置確定單元(52),其用于根據所述M模式超聲圖像確定所述神經(14)的位置,-顯示器(60),其用于顯示所確定的所述神經(14)的位置和所確定的根據時間的消融深度,其中,所述神經位于由所述組織形成的壁內,其中,所述消融裝置還包括用于冷卻所述壁的冷卻單元,從而通過冷卻所述組織并通過提供所述消融能量,能夠建立壁內損傷,而不延伸至所述壁的外表面。2.根據權利要求1所述的消融裝置,其中,所述超聲可視化單元(215;315)能在所述引入元件(10)內且相對于所述引入元件旋轉。3.根據權利要求1所述的消融裝置,其中,所述消融單元和所述超聲可視化單元被調整,使得消融和超聲可視化能沿相同的方向被執行。4.根據權利要求3所述的消融裝置,其中,所述消融單元包括集成在所述引入元件內的且至少部分超聲透明的消融電極(19;119;219;619),并且其中,所述超聲可視化單元(15;115;215;615)被布置到所述引入元件內,使得超聲可視化能穿過所述消融電極(19;119;219;619)被執行。5.根據權利要求1所述的消融裝置,其中,所述引入元件包括超聲透明且光學透明的透明區域(417),其中,所述消融單元包括用于提供消融光(433)以消融所述神經(14)的光學元件(431、432),其中,所述引入元件、所述超聲可視化單元(415)和所述光學元件(431、432)被布置使得所述超聲可視化單元(415)的超聲波和所述消融光(433)能穿過所述透明區域(417)被傳輸。6.根據權利要求5所述的消融裝置,其中,所述超聲可視化單元(415)適于允許所述消融光(433)穿越所述超聲可視化單元(415),其中,所述超聲可視化單元(415)和所述光學元件(431、432)被布置為使得所述消融光(433)能穿過所述超聲可視化單元(415)被傳輸。7.根據權利要求6所述的消融裝置,其中,所述超聲可視化單元(415)包括開口(434),所述消融光(433)能穿過所述開口被傳輸。8.根據權利要求1所述的消融裝置,其中,-所述超聲可視化單元(15;115;215;315;415;515;615)適于生成二維或三維超聲圖像,以找到位于腎動脈(11)的血管壁的表面后的所述腎動脈(11)的神經(14),并且適于生成所述神經(14)的M模式超聲圖像,以監測所述消融流程,-所述消融單元(19;119;219;330;431,432;530;619)適于消融所述腎動脈(11)的所述神經(14),-所述引入元件(10)適于將所述超聲可視化單元(15;115;215;315;415;515;615)和所述消融單元(19;119;219;330;431,432;530;619)引入到所述腎動脈(11)內。9.根據權利要求1所述的消融裝置,其中,所述引入元件包括待被引入到所述生物(7)體內的護套(541;641),其中,所述護套(541;641)包括所述消融單元(530;619),并且是至少部分超聲透明的,并且其中,所述超聲可視化單元(515;615)被布置到所述護套(541;641)內,使得所述超聲可視化單元(515;615)的超聲波能穿過所述至少部分超聲透明的護套(541;641)被傳輸。10.根據權利要求9所述的消融裝置,其中,所述超聲可視化單元是能被布置在所述護套內的超聲可視化導管。

說明書

技術領域

本發明涉及用于消融生物組織內的結構的消融裝置、消融方法和消融計算機程序。

背景技術

WO2010/082146A1公開了一種用于監測施加于對象的消融流程的監測裝置,其中,所述監測裝置包括用于通過向所述對象發送超聲脈沖、在所述超聲脈沖已經由對象反射之后接收動態回波序列、并根據所接收到的動態回波序列生成超聲信號來提供超聲信號的超聲信號提供單元。所述監測裝置還包括用于根據所提供的超聲信號確定消融深度的消融深度確定單元。

WO2010/131178A1公開了一種用于確定心臟屬性的裝置,其中,所述設備包括具有第一屬性感測單元的導管,所述第一屬性感測單元用于在心臟的感測部位感測指示心臟的重新出現的局部收縮的收縮信號。所述裝置還包括第一屬性確定單元,所述第一屬性確定單元用于根據所感測到的收縮信號將感測部位的心臟的重新出現的局部收縮確定為心臟的第一屬性。

圍繞身體內的動脈和靜脈的外膜組織含有交感神經,其為身體細胞和器官分泌的激素和蛋白質的調節提供了信號通路。腎動脈沿線的傳出和穿入交感神經被固著在這種外膜結締組織內。交感神經系統負責對身體內的化學成分的升降調節,以實現體內平衡。在高血壓的情況下,從脊髓延伸至腎的交感神經向身體發信號以產生超生理水平的去甲腎上腺素,這導致引起血壓升高的信號級聯。對腎動脈以及在某種程度上對腎靜脈的去神經支配將消除這一響應,從而允許回復正常血壓。

在通過局部消融進行的腎去神經支配期間,將設備放置到股動脈內,并通過腎動脈獲得對神經的接近。神經被嵌入到腎動脈周圍的鞘或層內,并使用射頻能量輸送被消融。所述能量穿過血管壁被傳輸以對腎神經造成破壞。在這該流程中,單個神經并非在其整個長度上都被消融,而是在一個點上。操作者沿腎動脈,從遠端到近端,在任何位置上提供四到五次處置。通過在圍繞腎動脈的圓周上的12點鐘、3點鐘、6點鐘和9點鐘位置上放置這些處置,以使大量的傳入和傳出腎交感神經失活。

在腎去神經支配期間,醫生沒有關于神經圍繞血管壁的確切位置的信息。因此,當消融時可能無法瞄準一些神經,從而降低了消融流程的質量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于消融生物組織內的結構的消融裝置、消融方法和消融計算機程序,其中,能夠改善消融流程的質量。

在本發明的第一方面中,提出了一種用于消融生物組織內的結構的消融裝置,其中,所述消融裝置包括:

-超聲可視化單元,其用于生成二維或三維超聲圖像,以找到組織內的所述結構,并且用于生成所述結構的M模式超聲圖像,以監測用于消融組織內的結構的消融流程,

-消融單元,其用于提供消融所述組織內的所找到的結構的消融能量,

-引入元件,其用于將所述超聲可視化單元和所述消融單元引入到所述生物體內的具有待消融的結構的組織附近,以及

-消融深度確定單元,其用于根據所述M模式圖像確定根據時間的消融深度,其中,所述結構是神經且所述消融裝置還包括:

-神經位置確定單元,其用于根據所述M模式圖像確定所述神經的位置,

-顯示器,其用于顯示所確定的所述神經的位置和所確定的根據時間的消融深度。

由于二維或三維超聲圖像能夠用于找到組織內的待消融的神經,因而能夠將所述消融能量準確地引導至所找到的神經。此外,由于在消融流程期間能夠通過沿所述(通過使用所述二維或三維超聲圖像找到的)神經所處的方向發送和接收超聲波而生成所述M模式超聲圖像,因而能夠通過使用所述M模式超聲圖像監測消融能量的施加。這允許改善對消融程序的控制,因而允許改善這一流程的質量。

超聲圖像優選是B模式圖像。所述神經優選是腎動脈的神經,其中,所述神經處于腎動脈的血管壁內。因此,所述二維或三維超聲圖像優選用于找到血管壁內的,具體而言處于血管壁表面后的腎動脈神經,并且M模式超聲圖像優選用于監測消融流程期間向神經施加的消融能量。這允許改善對腎動脈神經消融進行控制的質量,因而改善對應的腎去神經支配流程的質量。此外,通過使消融和超聲可視化結合,可以具體而言通過使用相同的單個設備執行用于腎去神經支配的最小有創流程,由此允許方便的腎去神經支配流程。

所述超聲可視化單元能夠包括一個或幾個超聲換能器,并且能夠適于直接對所述神經可視化,尤其是對腎動脈的周圍神經可視化。其優選使用(尤其是處于10到50MHz的范圍內的)高頻超聲對所述神經可視化。所述引入元件優選是導管或者能引入到腎動脈內的另一中空元件。

所述消融裝置還包括用于根據M模式圖像確定根據時間的消融深度的消融深度確定單元以及用于顯示所確定的根據時間的消融深度的顯示器。所述消融裝置還包括用于根據M模式圖像確定所述神經的位置的神經位置確定單元以及用于顯示所確定的所述神經的位置的顯示器。由于對于所述神經和周圍組織而言,超聲(尤其是高頻超聲)的吸收和散射特性不同,因而能夠通過例如閾值判斷,根據M模式圖像確定所述神經的位置。所述顯示器還優選示出所述M模式圖像,并且所述消融裝置還可以包括用于根據所述M模式圖像確定諸如由組織形成的血管壁的壁的前表面和后表面中至少之一的位置的壁表面確定單元,如果所述神經位于所述壁內,那么也能夠將所述壁顯示在顯示器上。

優選在所述M模式成像的方向上由消融的組織和未消融組織之間的邊界定義消融深度,其中,能夠將根據時間的消融深度指示為所述M模式圖像中的線。如果指示消融深度進展的線已經完全與所述M模式圖像中所示的神經相交,則所述神經在相應的位置上已經被完全消融,并能夠在這一位置上停止消融。

所述超聲可視化單元優選被布置到至少部分超聲透明的引入元件內,從而允許超聲可視化單元穿過所述引入元件執行超聲可視化。所述引入元件能夠包括聚醚嵌段酰胺(尤其是PEBAX)或者可以包括聚甲基戊烯(尤其是TPX),或者可以包括其他超聲透明材料。具體而言,所述引入元件的外周能夠是超聲透明的,其中,超聲透明窗口能夠沿引入元件的整個外周延伸。或者,不是所述引入元件的整個外周都可以是超聲透明的,而是僅有處于超聲可視化單元前面的超聲透明窗口是超聲透明的。

在實施例中,所述引入元件適于允許冷卻流體穿過所述引入元件并且在所述超聲可視化單元和引入元件壁之間流動,所述冷卻流體是至少部分超聲透明的,以在超聲可視化單元和引入元件壁之間的介導超聲。所述引入元件壁能夠包括諸如消融電極的消融單元,其可以附著到引入元件壁上或者包含在引入元件壁中,其中,所述冷卻流體能夠在所述壁和所述超聲可視化單元之間流動,因而可以在所述消融單元和所述超聲可視化單元之間流動。在另一實施例中,超聲可視化單元與至少部分超聲透明的引入元件壁直接接觸。在這種情況下,引入元件可以不包括冷卻流體。

所述引入元件壁能夠包括諸如消融電極的消融單元,其可以附著到引入元件壁上或者包含在引入元件壁中,其中,能夠通過將所述消融單元粘合或者沉積到所述超聲可視化單元上或反之,將所述超聲可視化單元與在這種情況下優選超聲透明的消融單元直接接觸。例如,還可以將所述超聲可視化單元粘合或沉積到所述引入元件的超聲透明壁上,以在所述引入元件壁和所述超聲可視化單元之間提供直接接觸,其中,所述超聲透明壁可以不包括消融電極,尤其是如果所述消融單元適于光學消融神經。

所述超聲可視化單元能夠在所述引入元件內相對于所述引入元件旋轉。具體而言,所述超聲可視化單元能夠繞所述引入元件的縱軸旋轉。例如,所述超聲可視化單元可以被布置到沿引入元件的縱軸布置的可旋轉軸上。尤其是在這種情況下,所述引入元件的外周是超聲透明的,以便允許超聲可視化單元將超聲波沿期望方向引導至血管壁。

優選對消融單元和超聲可視化單元進行調整,使得消融和超聲可視化能沿相同的方向執行。通過將消融和超聲可視化結合,使得沿相同的方向執行消融和可視化,能夠對相應的神經定位,并且能夠具體而言實時地、更加可靠地利用超聲監測消融效果,尤其是在用于腎去神經支配的最小有創流程期間。

所述消融單元還優選包括集成在所述引入元件中的至少部分超聲透明的消融電極,其中,所述超聲可視化單元被布置到所述引入元件內,使得超聲可視化能穿過所述消融電極被執行。所述消融電極能夠包括,例如,導電塑料或者諸如超薄鉑層的超薄導電層,從而對于超聲是透明的。

所述消融單元可以包括沿引入元件的外周布置的消融電極。具體而言,所述消融電極可以是沿引入元件的外周超聲透明的。尤其是在這種情況下,所述超聲可視化單元可以在所述引入元件中且相對于所述引入元件旋轉,并且所述引入元件的外周是超聲透明的,以便允許超聲可視化單元在期望方向上引導超聲,具體引導向含有待消融的神經的血管壁,并以便允所述消融單元在與超聲監測方向相同的方向上執行對所述神經的消融。

在另一實施例中,所述消融單元包括附著到引入元件上的至少兩個消融環形電極,其中,所述引入元件在所述消融環形電極之間是至少部分超聲透明的,并且其中,所述超聲可視化單元和所述引入單元被布置為使得超聲可視化能穿過所述消融環形電極之間的至少部分超聲透明的引入元件被執行。所述消融環形電極能夠是雙極射頻消融環。而且,在這一實施例中,所述引入元件沿所述引入元件的外周可以是透明的,并且所述超聲可視化單元可以圍繞所述引入元件的縱軸旋轉,使得能夠將超聲在期望徑向上傳輸到組織中,具體而言傳輸到含有所述神經的血管壁中。

所述引入元件還優選包括超聲透明并且光學透明的透明區域,其中,所述消融單元包括用于提供用于消融所述神經的消融光的光學元件,其中,所述引入元件、所述超聲可視化單元和所述光學元件被布置為使得所述超聲可視化單元的超聲波和所述消融光能穿過所述透明區域被傳輸。所述透明區域能夠包括,例如,PEBAX。

所述超聲可視化單元還優選適于允許消融光穿越所述超聲可視化單元,其中,所述超聲可視化單元和所述光學元件被布置為使得所述消融光能穿過所述超聲可視化單元被傳輸。例如,所述超聲可視化單元能夠包括消融光可穿過其傳輸的開口。能夠通過在超聲可視化單元中形成一個噴嘴而提供所述開口。備選地或此外,所述超聲可視化單元可以包括允許消融光穿過所述超聲可視化單元被傳輸的光學透明材料。

在所述超聲可視化單元和所述引入元件的透明區域之間能夠具有縫隙,以便允許冷卻流體在所述縫隙間流動。然而,所述超聲可視化單元也能夠與所述透明區域直接接觸,其中,所述冷卻流體可以不流經所述引入元件。

所述光學元件能夠是例如與耦出鏡結合的光纖以將消融光引導至生物體內的期望位置,尤其是腎動脈內,并且以將光耦合出所述光纖。

在實施例中,所述神經位于所述組織形成的壁內,其中,所述消融裝置包括用于冷卻所述壁的冷卻單元,使得通過冷卻所述組織并提供消融能量,能建立壁內損傷,所述壁內損傷不延伸至所述壁的外表面,即不延伸至前表面(通過其提供消融能量)并且任選也不延伸至所述壁的后表面。因而,能夠在所述壁內建立消融組織的相對較小的勾繪出的區域,其中,待消融的神經處于這一區域內。這一區域和所述壁的前表面之間的組織可以不受到消融。因此,能夠使消融區域更加集中在應當實際消融的神經上,由此減少對周圍組織的消融。這能夠進一步改善消融流程的質量。

優選通過引入元件內的冷卻流體導管形成所述冷卻單元,以允許冷卻流體從外部冷卻流體源流到生物體內的提供消融能量的位置。

所述引入元件還優選包括待引入到生物體內的護套,其中,所述護套包括消融單元并且是至少部分超聲透明的,并且其中,所述超聲可視化單元被布置到所述護套內,使得所述超聲可視化單元的超聲波能穿過至少部分超聲透明的護套被傳輸。所述消融單元可以包括處于護套的外表面上的消融環形電極,其中,所述超聲可視化單元能夠被布置到所述護套內,使得能夠穿過所述消融環形電極之間的縫隙執行超聲感測,在所述縫隙處,所述護套是超聲透明的。備選地或此外,所述消融單元可以包括形成所述護套的一部分的超聲透明電極,其中,所述超聲可視化單元能夠被布置到所述護套內,使得能夠穿過所述超聲透明電極執行超聲感測。所述超聲可視化單元能夠是可被布置到所述護套內的超聲可視化導管,其中,所述超聲可視化導管能夠是,例如,血管內超聲(IVUS)導管。

在本發明的另一方面中,提出了一種用于消融生物組織內的結構的消融方法,其中,所述消融方法包括:

-通過使用引入元件將超聲可視化單元和消融單元引入到所述生物體內,

-通過超聲可視化單元生成二維或三維超聲圖像,以找到所述組織內的所述結構,

-通過使用消融單元消融所述組織內的所找到的結構,

-通過所述超聲可視化單元生成所述結構的M模式超聲圖像,以監測用于消融所述組織內的所述結構的消融流程,并且

-由消融深度確定單元根據所述M模式圖像確定根據時間的消融深度,其特征在于,所述結構是神經且所述消融方法還包括:

-由神經位置確定單元根據所述M模式圖像確定所述神經的位置,

-由顯示器顯示所確定的所述神經的位置和所確定的根據時間的消融深度。

在本發明的另一方面中,提出了一種用于消融生物組織內的結構的消融計算機程序,所述計算機程序包括用于當在控制根據權利要求1所述的消融裝置的計算機上運行所述計算機程序時令所述消融裝置執行根據權利要求12所述的消融方法的步驟的程序代碼模塊。

應當理解,權利要求1所述的消融裝置、根據權利要求12所述的消融方法和根據權利要求13所述的消融計算機程序具有類似和∕或相同的優選實施例,具體而言,如在從屬權利要求中定義的優選實施例。

應當理解,本發明的優選實施例也能夠是從屬權利要求與相應獨立權利要求的任意組合。

本發明的這些和其他方面將從下文描述的實施例變得顯而易見并參考下文描述的實施例得以闡明。

附圖說明

在附圖中:

圖1示意性并且示范性地示出了一種用于消融生物組織內的結構的消融裝置的實施例,

圖2示意性并且示范性地示出了進展消融線、血管壁的前表面和后表面以及血管壁內的神經,這些能夠顯示在消融裝置的顯示器上,

圖3到圖9示意性并且示范性地示出了被引入到腎動脈內的引入元件的不同實施例,

圖10示意性并且示范性地示出了腎動脈的血管壁內的壁內損傷,其中,所述壁內損傷覆蓋了血管壁內的神經,以消融所述神經,并且

圖11示出了流程圖,其示范性地圖示出一種用于消融生物組織內的結構的消融方法的實施例。

具體實施方式

圖1示意性并且示范性地示出了一種用于消融生物組織內的結構的消融裝置1,在這一實施例中,所述裝置是用于消融腎動脈的神經的消融裝置,并且其包括用于將超聲可視化單元和消融單元引入到腎動脈中的引入元件10。引入元件10優選是能被引入到躺在臺8上的人7的腎動脈中的導管或另一中空元件。所述超聲可視化單元是用于在消融流程之前和消融流程期間對腎動脈的神經進行超聲可視化的超聲換能器,并且所述消融單元包括用于消融腎動脈的神經的消融電極。

所述超聲可視化單元適于使用高頻超聲以對所述神經進行可視化,其中,使用處于10到50MHz之間的頻率。其由超聲控制單元54控制,使得所述超聲可視化單元首先生成B模式超聲圖像,以找到腎動脈血管壁表面后的神經,繼而生成所述神經的M模式超聲圖像,以監測對神經的消融。因而,B模式圖像能夠用于找到處于腎動脈血管壁的表面后的神經,其中,在已經找到所述神經之后,能夠通過超聲控制單元54將超聲可視化單元切換至M模式超聲成像,以便通過所述神經的位置執行M模式成像,從而監測消融的效果,其中,在已經開始M模式監測之后,也能夠開始消融。

消融裝置1還包括用于根據M模式圖像確定根據時間的消融深度的消融深度確定單元51、結構位置確定單元(在這一實施例中是用于根據M模式圖像確定神經的位置的神經位置確定單元(52)以及用于確定血管壁的前表面和后表面的位置的壁表面確定單元56。消融裝置1還包括用于顯示所確定的根據時間的消融深度、所確定的神經位置以及所確定的血管壁的前表面和后表面的位置的顯示器60。圖2示意性并且示范性地示出了所確定的消融深度和所確定的位置,如顯示在顯示器60上那樣。在圖2中,由線21指示根據時間的消融深度21,由線20指示血管壁的前表面的位置,由線22指示血管壁的后表面的位置,并且由虛線23指示神經的位置。在圖2中,示出了根據時間t的,在相應的深度位置d上的這些特征。能夠在顯示器60上,將圖2所示的不同線與所M模式圖像疊加。

消融深度是由消融組織和未消融組織之間的邊界在M模式成像的方向上定義的,其中,當指示消融深度進展的線21已經完全與虛線23指示的神經相交時,則在相應的M模式監測位置處所述神經已經被完全消融,因而能夠停止消融。能夠由諸如監視顯示器60的醫師的用戶人工執行這一停止,也能夠自動執行這一停止。

消融深度確定單元51、神經位置確定單元52和壁表面確定單元55能夠適于使用已知的檢測算法來基于所生成的M模式圖像檢測相應的特征。例如,能夠使用US2012/0004547A1中公開的檢測算法來基于所生成的M模式圖像檢測相應的特征。

圖3示意性并且示范性地示出了已經被引入到具有血管壁12和神經14的腎動脈11中之后的導管10的頂端18的實施例。應注意,圖3以及圖1、圖2和圖4到10都不是按比例繪制的。

所述導管包括超聲透明的外管17以及具有形成超聲可視化單元的超聲換能器15的內部中央元件16。超聲換能器15能夠具有一維或者二維超聲元件陣列。其經由電連接51與超聲控制單元54連接。提供流入通道60和流出通道61,以允許冷卻流體在引入元件內流動。能夠如圖3所示在接近頂端18的位置將內部中央元件16粘合到外管17,使得冷卻流體能夠繞超聲換能器15循環。外管17能夠在其近端處包括冷卻流體的入口和出口。

在外管17上,在使超聲換能器15的超聲波20穿過外管17傳輸的位置處提供超聲透明消融電極19。因此,超聲可視化單元15被布置到至少部分超聲透明的引入元件內,以允許超聲可視化單元15穿過引入元件執行超聲可視化。超聲透明外殼17能夠包括PEBAX、TPX或者另一種超聲透明材料。消融電極19可以能夠,例如,導電塑料、諸如超薄箔層的超薄導電層或者另一種導電超聲透明材料。

將所述消融電極電連接至消融控制單元56,在這一實施例中,消融控制單元56是用于經由消融電極19執行射頻消融流程的射頻源。電連接50是由導線提供的。

所述引入元件的外管圍繞所述引入元件的整個外周能夠是超聲透明的。但是,在一個實施例中,并非所述引入元件的整個外周都可以是超聲透明的,而是只在超聲可視化單元的前面,具體而言在超聲換能器的前面具有較小的超聲透明窗口,如圖4示意性并且示范性圖示的。

在圖4中,引入元件的頂端118包括外管124,外管124也能夠被看作是外殼,其僅在超聲換能器115的前面是超聲透明的,超聲換能器115經由電連接151與超聲控制單元54連接。因此,外管124包括處于超聲換能器115前面的超聲透明窗口120。在超聲透明窗口120上提供超聲透明消融電極119,以便在相同的方向上提供超聲感測和消融。將消融電極119經由電連接150連接至消融控制單元56。提供流入通道116和流出通道117,以允許冷卻流體在引入元件內流動。因此,圖4示出了具有內部冷卻的設備,其中,所述冷卻流體介導超聲換能器與超聲透明消融電極接觸。

在另一實施例中,所述引入元件可以不包括內部冷卻流體,其中,所述超聲透明消融電極可以與超聲換能器直接接觸。或者,如果在一個實施例中不使用超聲透明消融電極,而是使用提供諸如光消融能量的另一種消融能量的另一種消融電極或另一種消融單元,那么所述超聲換能器可以與引入元件壁,例如與引入元件的外管直接接觸,所述引入元件壁是至少部分超聲透明的。可以將超聲換能器粘合到或者沉積到引入元件壁上,或者其可以通過另一種方式被提供到引入元件壁上。

因此,所述引入元件壁能夠包括諸如消融電極的消融單元,其可以附著到引入元件壁上或者包含于引入元件壁內,其中,通過例如將所述消融單元粘合或者沉積到所述超聲換能器上或反之,所述超聲換能器能夠與在這種情況下優選超聲透明的融單元直接接觸。例如,還可以將所述超聲換能器粘合或沉積到所述引入元件的超聲透明壁上,以在所述引入元件壁和所述超聲換能器之間提供直接接觸,其中,所述超聲透明壁可以不包括消融電極,尤其是如果所述消融單元適于光學消融神經。

所述超聲換能器能在引入元件10內并相對于引入元件10旋轉,例如,如圖5示意性并且示范性圖示的。在圖5中,經由電連接251電連接至超聲控制單元54的超聲換能器215能繞引入元件的縱軸旋轉。超聲換能器215被布置到沿所述引入元件的縱軸布置的可旋轉軸225上。引入元件的頂端218包括具有超聲透明圓柱型窗口217的外管224,即引入元件的外周在超聲換能器215的位置處是超聲透明的,以便允許超聲換能器215將超聲波在期望方向上引導至血管壁。而且,在這一實施例中,引入元件包括用于提供冷卻流體的流入通道216和流出通道230。因此圖5示出了具有內部冷卻的設備,其中,所述流體介導所述超聲換能器與超聲透明消融電極219接觸,消融電極219以圓柱的形式被提供在超聲透明圓柱形窗口217上,并且經由電連接250連接至消融控制單元56。因此,在這一實施例中,外管224包括超聲透明圓柱形窗口,并且被提供有超聲透明圓柱形消融電極,以便允許以可旋轉的方式附著至軸225的超聲換能器將超聲波在期望方向上引導至血管壁,并且以便允許消融單元在相同方向上執行對神經的消融。

圖6示意性并且示范性地示出了引入元件的頂端318的另一實施例,其就內部冷卻和可旋轉超聲換能器而言與圖5所示的實施例類似。然而,圖6示意性并且示范性地示出的實施例包括兩個雙極射頻消融環330作為消融單元,其附著至所述引入元件并且經由電連接350、352電連接至消融控制單元56,其中,所述引入元件的外管324在所述消融環形電極330之間是至少部分超聲透明的。附著至可旋轉軸325并且經由電連接351電連接至超聲控制單元54的超聲換能器315以及所述引入元件(具體而言外管32被布置為使得超聲可視化能穿過處于消融環形電極330之間的至少部分超聲透明的引入元件被執行。因此,在消融環形電極330之間提供超聲透明窗口317,能夠穿過超聲透明窗口317執行超聲感測。消融環形電極330可以是諸如鉑電極的金屬電極。

圖7示意性并且示范性地示出了引入元件的頂端418的另一實施例。從圖7能夠看出,引入元件可以包括透明區域417,其以圓柱形式被布置在超聲換能器415的周圍,并且其可以是超聲透明且光學透明的。在這一實施例中,所述消融單元包括與用于提供激光消融光433的光纖432和用于將消融光433引導至神經14的耦出鏡431相結合的光學元件。所述引入元件,經由電連接451電連接至超聲控制單元54的超聲換能器415以及光學元件431、432被布置為使得超聲換能器415的超聲波和消融光433能穿過透明區域417被傳輸。透明區域417能夠包括例如PEBAX。具有超聲換能器415和光學元件431、432的內部元件416能相對于所述引入元件旋轉。

超聲換能器415適于允許消融光433穿越超聲換能器415,使得消融光433能穿過超聲換能器415傳輸。在這一實施例中,超聲換能器415包括諸如噴嘴的開口434,消融光433能穿過開口434傳輸。備選地或此外,所述超聲換能器能夠包括允許消融光穿過所述超聲換能器被傳輸的光學透明材料。

在超聲換能器415與所述引入元件的透明區域417之間具有縫隙,以便允許冷卻流體在所述縫隙間流動。因此,能夠提供內部冷卻,其中,所述流體介導超聲換能器與引入元件的外壁的接觸。

在另一實施例中,所述超聲換能器還能夠與所述透明區域直接接觸。例如,能夠在所述透明區域上粘合、沉積或者以其他方式提供所述超聲換能器,其中,同樣在這種情況下,消融源能夠是經由光纖饋送到引入元件中并且經由鏡子耦合出引入元件的光能,尤其是激光能量。

圖8示意性并且示范性地示出了所述引入元件的另一實施例的一部分。在這一實施例中,所述引入元件包括被引入到腎動脈11中的護套541,其中,護套541包括消融單元530并且是至少部分超聲透明的。在這一實施例中,所述超聲可視化單元是具有超聲換能器515的超聲可視化導管540。例如,超聲導管540是被布置在護套541內使得超聲可視化導管540的超聲波能穿過至少部分超聲透明的護套541傳輸的IVUS導管。在這一實施例中,所述消融單元包括處于護套541的外表面上的消融環形電極530,消融環形電極530能夠用于執行雙極射頻消融。超聲導管540被布置到護套541內,使得能夠穿過消融電極530之間的縫隙531執行超聲感測,在縫隙531處護套541是超聲透明的。

圖9示意性并且示范性地示出了所述引入元件的實施例的另一部分。就被布置在護套(其包括超聲透明窗口使得能夠穿過所述護套提供超聲感測)內的超聲可視化單元而言,圖9所示的實施例與圖8所示的實施例類似。具體而言,同樣在這一實施例中,具有超聲換能器615的超聲可視化導管640被布置到至少部分超聲透明的護套641內,以便允許穿過護套641進行超聲感測。然而,在這一實施例中,護套641不包括消融環形電極,但是所述消融單元包括形成護套641的一部分的超聲透明電極619,其中,超聲換能器615能夠被布置到護套641內,使得能夠穿過超聲透明電極619執行超聲感測。在這一實施例中,超聲透明消融電極619和護套641的對應超聲透明窗口620被布置到護套641的整個外周上。在另一實施例中,它們也能夠被布置到護套641的外周的一部分上。

消融裝置1還包括用于將引入元件10定位到人7體內的定位單元3。在這一實施例中,所述定位單元3包括具有X射線源4和X射線探測器6的X射線熒光透視系統。X射線源4發射X射線束9,X射線束9穿越包括引入元件10的頂端的人7。通過X射線探測器6探測已經穿越過人7的X射線束。X射線探測器6根據所探測到的X射線束生成電信號,并且熒光透視控制單元5使用所述電信號生成X射線投影圖像。熒光透視控制單元28還適于控制X射線源4和X射線探測器6。X射線源4和X射線探測器6能夠適于繞人7旋轉,以允許X射線熒光透視系統在不同的方向上生成X射線投影圖像。X射線熒光透視系統例如是計算機斷層攝影熒光透視系統或C臂熒光透視系統。能夠在顯示器60上顯示X射線投影圖像,以允許諸如醫師的用戶根據顯示器60上顯示的X射線投影圖像在人7體內導航引入元件。

在其他實施例中,所述定位單元能夠包括其他器件,例如磁共振成像系統或位置傳感器,例如以用于在引入元件的遠端處的基于磁和/或阻抗的跟蹤以確定引入元件的位置,并任選用于確定引入元件的取向。在另一實施例中,所述定位單元可以包括用于光學形狀感測的傳感器,例如,基于光纖布拉格光柵或瑞利散射的傳感器。

消融裝置1還包括允許將引入元件10導航到人7體內的期望位置的導航單元53。導航單元53能夠適于允許用戶完全人工或者半自動地對引入元件10進行導航。引入元件10包括內置引導器件(圖1中未示出),其能夠由導航單元53控制。例如,能夠通過使用操縱絲對引入元件10進行操縱和導航,以便將引入元件10引導至人7體內的期望位置。消融裝置1還包括用于提供冷卻組織和待消融的結構的冷卻流體的冷卻流體源57。能夠將冷卻流體源57連同引入元件內的冷卻流體導管一起看作是用于冷卻組織和待消融的結構的冷卻單元。

所述消融單元和所述冷卻單元能夠適于使得消融能量的提供和冷卻的提供的組合導致壁內損傷。因此,通過冷卻流體的循環,能夠形成不傷害血管壁的前面部分,尤其是血管壁的前表面的壁內損傷,如圖10示意性并且示范性圖示的。

在圖10中,線21指示血管壁的消融區域和血管壁的其余未消融部分之間的邊界,即,其定義了消融組織和未消融組織之間的邊界,并能夠被看作是損傷定界線。此外,與圖2類似,附圖標記22指示了血管壁的后表面的位置,并且附圖標記20指示了血管壁的前表面的位置。水平虛線23指示了神經的位置。在這一例子中,消融流程在t1開始,并且所述消融流程在t2停止,使得建立了由實線24指示的壁內損傷。

如上文所述,具體而言參考圖2,不同的線20...24能夠由消融深度確定單元51、結構位置確定單元52和壁表面確定單元56確定。在這一實施例中,消融深度確定單元51針對t1與t2之間的每一時間點確定兩個消融深度,即,未消融/消融組織和消融/未消融組織的相應邊界。

在下文中,將參考圖10所示的流程圖示范性地描述一種用于消融生物組織內的結構的方法,在這一實施例中,所述方法是用于消融腎動脈的神經的消融方法。

在步驟701中,通過使用引入元件將超聲可視化單元和消融單元引入到腎動脈中。在步驟702中,控制超聲可視化單元,以執行B模式成像,以在腎動脈的血管壁中找到待消融的神經。具體而言,能夠在腎動脈內移動所述超聲可視化單元,直到待消融的神經在B模式圖像中可見為止。之后,在步驟703中,能夠通過生成M模式圖像將腎動脈的神經超聲可視化。因此,能夠將超聲可視化單元切換至M模式成像模式,以監測消融流程。在連續生成M模式圖像的同時,在步驟704中通過使用消融單元開始并執行對腎動脈的神經的消融。在消融期間,消融深度能夠被確定,并且連同M模式圖像一起被顯示在顯示器上。此外,神經在血管壁內的位置能夠被確定,并被顯示在顯示器上。在顯示器上顯示的進展的消融深度與待消融的神經完全相交之后,能夠在步驟705中人工或者自動停止所述消融方法。

在通過局部消融實施的腎去神經支配流程期間,設備被放置到股動脈中,并通過腎動脈獲得對神經的接近。神經被嵌入到腎動脈周圍的鞘或層中,并使用射頻能量輸送被消融。所述能量穿過血管壁被傳輸,以對腎神經造成破壞。在該流程中,單個神經并非在其整個長度上都消融掉,而是在一個點上被消融。操作者沿腎動脈,從遠端到近端,在任何位置上提供四到五次處置。通過在圍繞腎動脈的圓周上的12點鐘、3點鐘、6點鐘和9點鐘位置上放置這些處置,以使大量的傳入和傳出腎交感神經失活。

在已知的腎去神經支配流程期間,醫師沒有關于神經在血管壁周圍的確切位置的信息。因此,當根據順時針方案消融時可能無法瞄準神經中的一些。而且腎去神經支配對體循環血壓的作用也不是即刻生效的(而是需要數分鐘到數天),因此如果能夠在射頻能量的輸送期間或者在輸送之后立即對神經功能和/或完整性的變化進行評估,則將是非常有幫助的。因此上文描述的消融裝置和消融方法提供了一種超聲成像技術,其允許非常準確地監測神經的消融,由此改善腎去神經支配流程的質量。

盡管在圖3到圖9中已經示出了不同元件的特定布置,但是超聲可視化單元、消融單元和引入單元的其他布置也是可能的。而且布線也能夠是不同的。例如,消融單元的布線可以不位于引入元件壁中,而是,例如,處于引入元件內的空間當中。此外,布線也可以是至少部分超聲透明的,尤其是在圖6和圖8所示的實施例中。

通過研究附圖、說明書和權利要求書,本領域的技術人員在實施請求保護的本發明時能夠理解和實現所公開實施例的其他變型。

在權利要求中,“包括”一詞不排除其他元件或步驟,量詞“一”或“一個”不排除多個。

單個單元或設備可以完成權利要求中記載的若干項目的功能。在互不相同的從屬權利要求中記載特定措施并不指示不能有利地使用這些措施的組合。

通過一個或幾個單元或設備執行的確定,例如,消融深度的確定、結構位置的確定、壁的前表面和后表面中至少之一的位置的確定等也能夠通過任何其他數量的單元或設備執行。能夠將根據所述消融方法的確定和/或對所述消融裝置的控制實施為計算機程序的程序代碼模塊和/或實施為專用硬件。

計算機程序可以存儲和/或分布在適當的介質上,所述介質例如是與其他硬件一起供應或作為其他硬件一部分供應的光存儲介質或固態介質,但計算機程序也可以以其他形式分布,例如經由因特網或其他有線或無線的遠程通信系統。

權利要求中的任何附圖標記不得被解釋為對范圍的限制。

本發明涉及一種用于消融生物組織內的結構的消融裝置。超聲可視化單元生成二維或三維超聲圖像,以找到所述組織內的待消融的所述結構。之后能夠將消融單元提供的消融能量準確地引導至所找到的結構。此外,所述超聲可視化單元適于在所述消融能量的提供期間,通過沿使用所述二維或三維超聲圖像找到的結構所處的方向發送并接收超聲波,來生成M模式超聲圖像,由此監測消融流程。這允許改善對消融流程的控制,并因此改善這一流程的質量。

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