一种消融辅助设备及消融系统转让专利
申请号 : CN202311246788.X
文献号 : CN116983074B
文献日 : 2024-01-23
发明人 : 梅莹 , 宫晶晶 , 王彦磊 , 孙钰 , 韩松 , 沈磊 , 梁波
申请人 : 上海微创电生理医疗科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种消融辅助设备,用于与医用导管相配合,所述医用导管包括管身组件和针组件,所述管身组件具有针通道,所述针组件至少部分地设置在所述针通道内并包括金属针,所述针组件能够沿所述针通道的轴向运动,以使所述金属针至少部分地自所述针通道的远端伸出;其特征在于,所述消融辅助设备包括出针长度检测电路,所述出针长度检测电路包括滑动电阻、导电滑动件和检测器;所述导电滑动件用于与所述针组件连接,所述导电滑动件与所述滑动电阻串联,且所述导电滑动件与所述滑动电阻的外表面接触,所述导电滑动件在所述针组件沿所述针通道的轴向运动时在所述滑动电阻的外表面滑动;所述检测器用于获取所述出针长度检测电路中的目标电信号,所述目标电信号用于表征所述金属针的出针长度;
所述消融辅助设备还包括处理器;所述处理器预存消融参数与所述金属针所产生的消融灶的预测尺寸之间的第二定量转换关系;所述处理器还被配置用于根据所述消融参数及所述第二定量转换关系获取所述消融灶的预测尺寸;所述消融灶的预测尺寸包括预测深度、预测长度、预测宽度及预测体积;所述第二定量转换关系包括所述消融参数与所述消融灶的预测深度之间的第一子定量转换关系、所述消融参数与所述消融灶的预测长度之间的第二子定量转换关系、所述消融参数与所述消融灶的预测宽度之间的第三子定量转换关系、以及所述消融参数与所述消融灶的预测体积之间的第四子定量转换关系,所述第四子定量转换关系根据所述第一子定量转换关系、所述第二子定量转换关系及所述第三子定量转换关系得到;所述消融灶的深度是指所述消融灶在所述金属针的延伸方向上的最大尺寸,所述消融灶的长度是指所述消融灶在垂直于所述金属针的延伸方向的平面上的投影的最大外接矩形的长度,所述消融灶的宽度是指所述消融灶在垂直于所述金属针的延伸方向的平面上的投影的最大外接矩形的宽度;所述消融参数包括所述金属针的出针长度、消融功率、消融时长和被消融组织的温度,且被消融组织的温度与所述消融时长相互独立;
当所述消融灶为椭球形时,所述第一子定量转换关系为
,所述第二子定量转换关系为
,所述第三子定量转换关系为 ,所述第四子定量转换关系为
;式中,V表示所述消融灶的预测体积;D为所述消融灶的
’ ’ ’ ’
预测深度,L为所述消融灶的预测长度,W为所述消融灶的预测宽度,k3 、k4 、k5 、k6为比例常数,N为所述金属针的出针长度,P表示消融功率,t表示消融时间,T为被消融组织的温度,γ
2、α5、β5、δ1、α6、β6、δ2、α7、β7、δ3、α8、β8、δ4均表示不是1的常数。
2.根据权利要求1所述的消融辅助设备,其特征在于,所述处理器预存所述目标电信号与所述金属针的出针长度之间的第一定量转换关系;所述处理器与所述检测器通信连接,并被配置用于接收所述目标电信号,且根据所述目标电信号及所述第一定量转换关系获取所述金属针的出针长度。
3.根据权利要求2所述的消融辅助设备,其特征在于,所述金属针具有一零点位置,所述零点位置为所述针通道的远端端部所在的位置;
所述处理器被配置为在所述金属针抵达所述零点位置之后,根据所述目标电信号及所述第一定量转换关系获取所述金属针的出针长度。
4.根据权利要求2所述的消融辅助设备,其特征在于,所述消融辅助设备还包括显示器;
所述显示器与所述检测器及所述处理器通信连接,并被配置用于显示所述金属针的出针长度。
5.根据权利要求4所述的消融辅助设备,其特征在于,所述显示器被配置为以进度条及数字的形式显示所述金属针的出针长度;
所述显示器还被配置为在所述金属针的出针长度增加时,使所述进度条显示为第一颜色,以及在所述金属针的出针长度减小时,使所述进度条显示为第二颜色,所述第二颜色与所述第一颜色不同。
6.根据权利要求4所述的消融辅助设备,其特征在于,所述处理器还被配置用于获取所述管身组件的远端部分的虚拟模型,以及在所述金属针至少部分地自所述针通道的远端伸出时,根据所述金属针的出针长度获取所述金属针位于所述针通道的外部的部分的虚拟模型;所述显示器还被配置用于对所述管身组件的远端部分的虚拟模型和所述金属针位于所述针通道的外部的部分的虚拟模型进行叠加显示。
7.根据权利要求6所述的消融辅助设备,其特征在于,所述金属针用于与能量发生装置连接,并将所述能量发生装置所产生的消融能量传导至心肌;所述显示器被配置为在所述能量发生装置向所述金属针提供所述消融能量时使所述金属针位于所述针通道的外部的部分的虚拟模型显示为第三颜色,以及在所述能量发生装置停止向所述金属针提供所述消融能量时使所述金属针位于所述针通道的外部的部分的虚拟模型显示为第四颜色,所述第四颜色与所述第三颜色不同。
8.根据权利要求4所述的消融辅助设备,其特征在于,所述处理器还被配置用于获取心脏的三维虚拟模型以及所述消融灶的虚拟模型,所述显示器还用于对心脏的三维虚拟模型和所述消融灶的虚拟模型进行叠加显示。
9.根据权利要求8所述的消融辅助设备,其特征在于,所述处理器被配置为基于所述消融灶的预测尺寸获取所述消融灶的虚拟模型。
10.一种消融系统,其特征在于,包括医用导管和如权利要求1‑9中任一项所述的消融辅助设备,所述医用导管包括管身组件和针组件,所述管身组件具有针通道,所述针组件至少部分地设置在所述针通道中并包括金属针,所述针组件能够沿所述针通道的轴向运动,以使所述金属针至少部分地自所述针通道的远端伸出;所述消融辅助设备的所述导电滑动件与所述针组件连接。
说明书 :
一种消融辅助设备及消融系统
技术领域
背景技术
化较密集的区域,甚至会导致传导阻滞。当纤维化组织适当排布时,心电信号通过或围绕这
些心肌疤痕的传导导致折返回路的产生,进而引起心率不齐。在每个折返回路中皆包括一
个峡部,其位于疤痕边界区域密切相关的位置,心电信号在峡部缓慢传播后进入正常心肌。
通过对峡部进行消融可有效改善心率不齐例如终止折返性心动过速。对于浅表性的心率不
齐,可采用标准导管进行消融治疗。对于深部心肌部位产生透壁性病变,可采用带有可伸缩
针电极并进行心肌内生理盐水灌注的导管进行治疗。应用时,使带有可伸缩针电极的导管
通过一定路径介入人体并到达心脏的指定部位,然后通过手柄组件控制出针,同时在针电
极内灌注生理盐水,并使针电极插入组织对应伸出的病变部位进行放电以产生较深的消融
灶。
的患者来说,其室间隔或左心室厚度大于或等于13mm。当前,肥厚型心肌病的治疗方式包括
外科室间隔心肌切除术、酒精消融、经皮室间隔心肌消融术等,其中经皮室间隔心肌消融术
采用带有可伸缩针电极的导管执行。带有可伸缩针电极的导管在达到心脏指定部位后,使
针电极插入肥厚部位并放电产生消融灶,进而使得肥厚部位的心肌梗死,使得室间隔基底
部变薄,以减轻梗阻。
针电极的出针长度的时间较长。
发明内容
疗效果。
在所述针通道内并包括金属针,所述针组件能够沿所述针通道的轴向运动,以使所述金属
针至少部分地自所述针通道的远端伸出;所述消融辅助设备包括出针长度检测电路,所述
出针长度检测电路包括滑动电阻、导电滑动件和检测器;所述导电滑动件用于与所述针组
件连接,所述导电滑动件与所述滑动电阻串联,且所述导电滑动件与所述滑动电阻的外表
面接触,所述导电滑动件在所述针组件沿所述针通道的轴向运动时在所述滑动电阻的外表
面滑动;所述检测器用于获取所述出针长度检测电路中的目标电信号,所述目标电信号用
于表征所述金属针的出针长度。
配置用于接收所述目标电信号,且根据所述目标电信号及所述第一定量转换关系获取所述
金属针的出针长度。
号及所述第一定量转换关系,获取所述金属针的出针长度。
色,以及在所述金属针的出针长度减小时,使所述进度条显示为第二颜色,所述第二颜色与
所述第一颜色不同。
所述金属针位于所述针通道的外部的部分的虚拟模型;所述显示器还被配置用于对所述管
身组件的远端部分的虚拟模型和所述金属针位于所述针通道的外部的部分的虚拟模型进
行叠加显示。
融能量时使所述金属针位于所述针通道的外部的部分的虚拟模型显示为第三颜色,以及在
所述能量发生装置停止向所述金属针提供所述消融能量时使所述金属针位于所述针通道
的外部的部分的虚拟模型显示为第四颜色,所述第四颜色与所述第三颜色不同。
关系获取所述消融灶的预测尺寸,所述显示器还显示所述消融灶的预测尺寸。
换关系、所述消融参数与所述消融灶的预测长度之间的第二子定量转换关系、所述消融参
数与所述消融灶的预测宽度之间的第三子定量转换关系、以及所述消融参数与所述消融灶
的预测体积之间的第四子定量转换关系;所述消融灶的深度是指所述消融灶在所述金属针
的延伸方向上的最大尺寸,所述消融灶的长度是指所述消融灶在垂直于所述金属针的延伸
方向的平面上的投影的最大外接矩形的长度,所述消融灶的宽度是指所述消融灶在垂直于
所述金属针的延伸方向的平面上的投影的最大外接矩形的宽度。
示。
至少部分地设置在所述针通道中并包括金属针,所述针组件能够沿所述针通道的轴向运
动,以使所述金属针至少部分地自所述针通道的远端伸出;所述消融辅助设备的所述导电
滑动件与所述针组件连接。
有针通道,所述针组件至少部分地设置在所述针通道中并包括金属针,所述针组件能够沿
所述针通道的轴向运动,以使所述金属针至少部分地自所述针通道的远端伸出;所述消融
辅助设备包括出针长度检测电路,所述出针长度检测电路包括滑动电阻、导电滑动件和检
测器;所述导电滑动件用于与所述针组件连接,所述导电滑动件与所述滑动电阻串联,且所
述导电滑动件与所述滑动电阻的外表面接触,所述导电滑动件在所述针组件沿所述针通道
的轴向运动时在所述滑动电阻的外表面滑动;所述检测器用于获取目标电信号,所述目标
电信号用于表征所述金属针的出针长度。如此,术者可以快速且准确地确定所述金属针的
出针长度,进而使得针电极能够精准抵达心肌深处的目标位置,提高治疗效果,并减少安全
风险。
附图说明
230‑显示器,300‑能量发生装置。
具体实施方式
施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离
本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意
方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时
的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改
变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
的一部或全部技术特征。换句话说,在实施为可能的前提下,本领域技术人员可依据本发明
的公开内容,并视设计规范或实作需求,选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特
征,或者选择性地实施多个实施例中部分或全部的技术特征的组合,借此增加本发明实施
时的弹性。
“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的,除非内容另外明确指出外,以及术语“安
装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地
连接。可以是机械连接,也可以是电连接。可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,
可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“第一”、“第二”等之类的关
系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗
示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序,也不指示或暗示相对重要性或
者隐含指明所指示的技术特征的数量。需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长
度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关
系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有
特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。对于本领域的普
通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
地辅助说明本发明实施例的目的。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
200。其中,所述医用导管100包括管身组件110和针组件120。所述管身组件110具有针通道
(图中未示出)。所述针组件120至少部分地设置在所述针通道中,并包括金属针121,所述针
组件120能够沿所述针通道运动,以使所述金属针121至少部分地自所述针通道的远端伸
出。所述消融辅助设备200包括出针长度检测电路。所述出针长度检测电路包括相互串联的
滑动电阻211、导电滑动件212和检测器。所述导电滑动件212与所述滑动电阻211的外表面
接触,所述导电滑动件212与所述针组件120连接。如此,当所述针组件120沿所述针通道的
轴向运动时,所述针组件120带动所述导电滑动件212在所述滑动电阻211的外表面上滑动,
并改变所述出针长度检测电路内的电阻。所述检测器用于获取所述出针长度检测电路中的
目标电信号,所述目标电信号用于表征所述金属针121的出针长度。本领域技术人员可以理
解,所述出针长度是指所述金属针121伸出所述针通道的部分的长度,所述出针长度的范围
为0~12mm。
度检测电路内的电阻值。由此,所述出针长度检测电路中的电流、所述出针长度检测电路上
任意两点之间的电压均与所述针组件120沿所述针通道的轴向的运动的距离有关,而所述
针组件120沿所述针通道的轴向运动的距离又决定了所述金属针121的出针长度。故,所述
目标电信号可以是所述出针长度检测电路中的电流、所述出针长度检测电路上任意两点之
间的电压中的任一者,并且所述目标电信号与所述金属针121的出针长度之间具有第一定
量转换关系。应理解,当所述目标电信号为所述出针长度检测电路中的电流值,所述检测器
为电流表,当所述目标电信号为所述出针长度检测电路中的电压值,所述检测器为电压表。
制所述针组件120沿所述针通道移动。并在每次移动之后采用任意合适的方法获取所述金
属针121的出针长度,以及读取所述检测器所检测到的所述目标电信号。最后根据所获取的
数据进行拟合,得到所述第一定量转换关系。在一些情形下,所述第一定量转换关系可以表
示为公式(1): ,式中,y表示所述金属针121的出针长度,k1为比例常数,x表示所述
目标电信号。
端抵达所述针通道的远端端部时,所述金属针121的位置。换而言之,当所述金属针121位于
所述零点位置时,所述金属针121的出针长度为零,且所述金属针121的出针长度是当所述
金属针121至少部分地自所述针通道的远端伸出时,所述金属针121的远端端部与所述零点
位置之间的距离。
标电极之间的阻抗。所述金属针121与所述目标电极之间的阻抗用于判断所述金属针121的
远端是否位于所述零点位置。所述位置检测电路的详细配置可参考现有技术,此处不赘述。
所述目标电极例如是设置在所述管身组件上的头电极或环电极,或摄于患者体表的背极板
电极。此外,所述位置检测装置还包括一信号发生器,所述信号发生器被配置为在所述位置
检测电路检测到所述金属针121抵达所述零点位置时发出一提醒信号,以提示所述金属针
121抵达所述零点位置。
是说,所述目标电信号具有一与所述零点位置相对应的零点信号值。由此,通过重复地控制
所述针组件120沿所述针通道移动,并在每次移动之后采用任意合适的方法获取所述金属
针121的出针长度、读取所述检测器所检测到的所述目标电信号,以及预先获取零点信号值
进行拟合,得到所述第一定量转换关系,所述第一定量转换关系表示为公式(2):
,式中,y表示所述金属针121的出针长度,k2为比例常数, k2与k1不同,x表示所述目标电信
号,b表示常数。
并被配置为根据所述检测器所检测到的所述目标电信号和所述第一定量转换关系获取所
述金属针121的出针长度。由此,术者可以直接得到所述金属针121的出针长度。
长度。当所述第一定量转换关系为所述公式(2)时,所述处理器220被配置为在确定所述金
属针121抵达所述零点位置之后,再根据所述目标电信号与所述公式(2)计算所述金属针
121的出针长度。应理解,所述处理器220可以与所述信号发生器通信连接,以接收所述提醒
信号,进而可以开始计算所述金属针121的出针长度。
度。
金属针121的出针长度达到最大值,所述进度条读完,当所述金属针121未出针时,所述进度
条的进度为零。所述数字为根据所述目标电信号及所述公式(1)或所述公式(2)所计算得到
的所述金属针121的出针长度,其显示于所述进度条附近。不仅于此,当所述金属针121的出
针长度的变化趋势改变时,所述进度条的颜色也发生变化,例如当所述金属针121的出针长
度增大时,所述进度条显示为第一颜色,所述第一颜色例如是红色,当所述金属针121的出
针长度减小时,所述进度条显示为与所述第一颜色不同的第二颜色,所述第二颜色例如是
绿色。通过明显的颜色变化,可以使术者直观地看到所述针组件120当前的运动方向,避免
误操作。
所述金属针121位于所述针通道的外部的部分的虚拟模型。为便于描述,后文中所述管身组
件110的远端部分的虚拟模型称为管身模型110’,以及将所述金属针121位于所述针通道的
外部的部分的虚拟模型称之为针模型121’。所述显示器230对所述管身模型110’和所述针
模型121’进行叠加显示(如图3所示),以直观地展现出所述管身组件110在心脏内的形态、
以及所述管身组件110与所述金属针121之间的位置关系。
就可以确定所述管身组件110在体内的位姿信息,所述位姿信息包括所述管身组件110在体
内的位置信息和姿态信息。所述处理器220被配置为根据所述管身组件110在体内的位姿信
息构建所述管身模型110’。可以理解,所述管身组件110的远端部分可弯曲,一般地,所述管
身组件110远端部分在心脏内处于弯曲状态。此外,所述处理器220被配置为根据所述金属
针121的出针长度来构建所述针模型121’。
能够将所述消融能量传导至心肌,以在心肌上产生消融灶。可选地,当所述能量发生装置
300向所述金属针121提供所述消融能量以执行消融操作时,所述金属针121位于所述针通
道的外部的虚拟模型显示为第三颜色,所述第三颜色例如是红色。当所述能量发生装置300
停止向所述金属针121提供所述消融能量以使得消融操作停止时,所述金属针121位于所述
针通道的外部的虚拟模型显示为与所述第三颜色不同的第四颜色,所述第四颜色例如是绿
色或黄色。如此,术者可以直观地了解所述消融系统当前的工作状态。
灶的预测尺寸之间的第二定量转换关系,在消融期间,所述处理器220根据所述消融参数及
所述第二定量转换关系计算所述消融灶的预测尺寸。相应地,所述显示器230实时地显示消
融灶的当前预测尺寸。由此,术者可以根据消融灶的当前预测尺寸和术前确定的目标尺寸
进行比较,以判断是否到达消融终点,进而判断是否需要停止消融。或者,所述处理器220自
动地对消融灶的当前预测尺寸和目标尺寸进行比较,并自动地判断是否达到消融终点。
度之间的第一子定量转换关系、所述消融参数与所述消融灶的预测长度之间的第二子定量
转换关系、所述消融参数与所述消融灶的预测宽度之间的第三子定量转换关系、以及所述
消融参数与所述消融灶的预测体积之间的第四子定量转换关系。所述消融灶的深度是指所
述消融灶在所述金属针121的延伸方向上的最大尺寸,所述消融灶的长度是指所述消融灶
在垂直于所述金属针121的延伸方向的平面上的投影的最大外接矩形的长度,所述消融灶
的宽度是指所述消融灶在垂直于所述金属针121的延伸方向的平面上的投影的最大外接矩
形的宽度。
示所述消融灶的预测体积;D为所述消融灶的预测深度,L为所述消融灶的预测长度,W为所
述消融灶的预测宽度。
(4),公式(4)为: ,式中,k3为比例常数,N为所述金属针121的出针
长度,P表示消融功率,t表示消融时间,γ1、α1、β1均表示不是1的常数。所述第二子定量转
换关系被表示为公式(5),公式(5)为: ,式中,k4为比例常数,α2、β2均表
示不是1的常数。所述第三子定量转换关系被表示为公式(6),公式(6)为:
,式中,k5为比例常数,α3、β3均表示不是1的常数。通过将公式(4)、公
式(5)及公式(6)代入公式(3),就可以得到所述第四子定量转换关系,所述第四子定量转换
关系表示为公式(7),公式(7)为: ,k6为比例常数,α4及β4均为
不等于1的常数。实践中,k6、γ1、α4、β4的具体数值通过体外试验数据拟合得到。
’
关系为公式(4’): ,式中的k3 为比例常数,T表示为被消融
组织的温度,γ2、α5、β5、δ1表示不是1的常数。所述第二子定量转换关系为公式(5’):
’
,式中,k4 为比例常数,α6、β6、δ2表示不是1的指数。所述第三
’
子定量转换关系为公式(6’): ,式中,k5 为比例常数,α7、β7、δ3
表示不是1的指数。将公式(4’)、公式(5’)及公式(6’)代入公式(3),得到所述第四子定量关
’
系为公式(7’): ,式中。k6为比例常数,γ2、α8、β8、δ4均
’
表示不是1的指数。k6、γ2、α8、β8、δ4的具体数值通过体外试验数据拟合得到。
融点的数量,以及计算每个消融点处需要形成的所述消融灶的目标尺寸。该获取方式为现
有技术,因此本文不对其更详细的获取步骤进行描述。
导管100所获取的部分消融参数,例如所述医用导管100的所述管身组件110上安装有温度
监测模块,所述温度监测模块可监测被消融的组织的温度。
虚拟模型的对应位置处,以直观展现消融效果。本发明实施例中,所述处理器220基于所述
消融灶的预测尺寸即所述消融灶的预测深度、预测长度、预测宽度及预测体积获取所述消
融灶的虚拟模型。
行叠加显示。
并产生消融灶。
而,如图5所示,所述步骤S40实际为:操纵所述手柄130使得所述针组件120沿所述针通道的
轴向运动。与此同时,所述针组件带动所述导电滑动件212在所述滑动电阻211的外表面移
动。
检测电路检测所述金属针121抵达所述零位位置,所述信号发生器向所述处理器220发送提
醒信号。所述步骤S52包括使所述处理器220接收所述检测器所检测到的目标电信号。所述
步骤S53包括所述处理器220基于所述目标电信号及所述公式(2)获取所述金属针121的出
针长度。所述步骤S54包括所述处理器220基于所述金属针121的出针长度生成所述针模型
121’。所述步骤S55包括所述显示器230显示金属针的出针长度,并使所述针模型121’与所
述管身模型110’叠加显示。
出针长度称之为理论出针长度,将通过射线法所获取的所述金属针121的出针长度称之为
实际出针长度,比较所述金属针121的理论出针长度和实际出针长度,就可以验证本发明实
施例所提供的消融系统的所述消融辅助设备200所获取的所述金属针121的出针长度的准
确性。
例所提供的消融辅助设备所获取的所述金属针121的出针长度的准确性较高。
融参数及所述第二定量转换关系获取所述消融灶的预测尺寸。所述步骤S83包括所述处理
器220基于所述消融灶的预测尺寸生成所述消融灶的虚拟模型。所述步骤S84包括使所述显
示器230显示所述预测尺寸、所述消融灶的预测尺寸,并将所述消融灶的虚拟模型叠加显示
在心脏的虚拟模型上。
的所述消融辅助设备200所获取的消融灶的预测尺寸的准确性。
所提供的消融辅助设备所获取的所述消融灶的预测体积的准确性较高。
发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。