使用局部阻抗的损伤熟化预测
阅读说明：本技术 使用局部阻抗的损伤熟化预测 (Lesion maturation prediction using local impedance ) 是由 马修·S·苏尔金 雅各布·I·拉夫纳 艾伦·C·舒罗斯 玛丽·M·拜伦 詹森·J·哈曼 于 2018-05-22 设计创作，主要内容包括：一种电生理系统,包括导管,其具有带有远端部分的柔性导管主体；以及电极,其布置在远端部分上。系统包括信号发生器,其被配置为通过在电极的第一集合之间驱动一个或多个电流来生成电信号,其中,电极的第二集合被配置为基于电信号获得阻抗测量结果。标测处理器被配置为：接收来自电极的第二集合的阻抗测量结果；确定至少一个阻抗度量；并且基于所述至少一个阻抗度量来确定至少一个损伤特性。(An electrophysiology system comprising a catheter having a flexible catheter body with a distal portion; and an electrode disposed on the distal portion. The system includes a signal generator configured to generate an electrical signal by driving one or more electrical currents between a first set of electrodes, wherein a second set of electrodes is configured to obtain an impedance measurement based on the electrical signal. The mapping processor is configured to: receiving impedance measurements from a second set of electrodes; determining at least one impedance metric; and determining at least one impairment characteristic based on the at least one impedance metric.)
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年5月23日提交的临时申请No.62/510,258的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及心脏疾病的治疗。更具体地，本公开涉及用于消融心脏组织以治疗心律失常的方法和系统。
背景技术
异常的传导通路扰乱了心脏电脉冲的正常路径。异常的传导通路可能会产生异常、不规则、并且有时危及生命的心律，称为心律失常。消融是治疗心律失常和恢复正常传导的一种方法。可以使用位于所期位置的标测电极来定位或标测异常通路和/或其来源。在标测后，临床医生可以消融异常组织。在射频(RF)消融中，RF能量可以从消融电极通过组织引导到另一电极以消融组织并形成损伤(elsion)。
损伤指标化(lesion indexing)为RF应用期间的估计的损伤大小提供了临床医生反馈，以提高手术的安全性和有效性。常规损伤指标化算法通常利用一个或两个参数来估计损伤大小。这些参数包括，例如，RF发生器阻抗(例如，在RF电极和皮肤上的贴片之间测得的阻抗)，RF剂量(功率和持续时间)，接触力和力对时间积分，导管温度，导管接口温度和导管跳动指数。对于这些常规技术，损伤大小估计趋于相当有限和/或不准确。更稳健的算法包括超声和光散射分析，但是这些算法往往很复杂并且计算繁琐。
发明内容
本发明的实施例促进了实时消融损伤特性分析。电极被用于基于(例如，使用电极生成的)电信号来测量局部阻抗，该电信号可以是例如单极信号和/或双极信号等。在实施例中，“电信号”可以是、指代和/或包括由单个电极检测到的信号(例如，单极信号)、由两个或更多个电极检测到的信号(例如，双极信号)和/或由一个或多个电极检测到的多个信号等。一个或多个局部阻抗度量可以用于确定一个或多个损伤特性。
在示例1中，一种电生理系统，包括导管，其包括：柔性导管主体，其具有远端部分；以及多个电极，其布置在所述远端部分上；信号发生器，其被配置为通过在所述多个电极的第一集合之间驱动一个或多个电流来生成电信号，其中，所述多个电极的第二集合被配置为基于所述电信号获得阻抗测量结果；以及标测处理器，其被配置为：接收来自电极的第二集合的阻抗测量结果；确定至少一个阻抗度量；并且基于所述至少一个阻抗度量来确定至少一个损伤特性。
在示例2中，示例1所述的系统，其中，所述多个电极的第一集合包括不在所述多个电极的第二集合中的至少一个电极。
在示例3中，示例1或2中任一项所述的系统，所述多个电极包括多个环形电极和消融电极。
在示例4中，示例3所述的系统，所述多个电极还包括以下中的至少一个：布置在所述导管的远端部分上的标测电极、嵌入式电极以及印刷电极。
在示例5中，示例3或4中任一项所述的系统，所述多个电极的第一集合包括所述多个环形电极中的至少一个。
在示例6中，示例5所述的系统，其中，所述多个电极的第一集合包括第一环形电极和消融电极。
在示例7中，示例4-6中任一项所述的系统，其中，所述多个电极的第二集合包括至少一个标测电极。
在示例8中，示例1-7中任一项所述的系统，其中，所述至少一个损伤特性包括以下中的至少一个：所述损伤的存在、所述损伤的深度和/或所述损伤的大小。
在示例9中，示例1-8中任一项所述的系统，其中，所述至少一个阻抗度量包括以下中的至少一个：初始阻抗、阻抗降、阻抗信号在一段时间内的导数以及阻抗信号随时间推移的积分。
在示例10中，一种用于使用在其远端上布置有多个电极的导管来确定损伤特性的方法，所述方法包括：使用所述多个电极的第一集合来生成电信号；使用所述多个电极的第二集合基于所述电信号来测量局部阻抗；确定至少一个局部阻抗度量；并且基于至少一个阻抗特性来确定至少一个损伤特性。
在示例11中，示例10所述的方法，还包括提供与所述至少一个损伤特性相关联的指示。
在示例12中，示例10或11中任一项所述的方法，其中，所述至少一个损伤特性包括以下中的至少一个：所述损伤的存在、所述损伤的深度和/或所述损伤的大小。
在示例13中，示例10至12中任一项所述的方法，其中，所述至少一个阻抗度量包括以下中的至少一个：初始阻抗、阻抗降、阻抗信号在一段时间内的导数以及阻抗信号随时间推移的积分。
在示例14中，示例10至13中任一项所述的方法，其中，所述多个电极的第一集合包括不在所述多个电极的第二集合中的至少一个电极。
在示例15中，示例1至14中任一项所述的方法，其中，所述多个电极的第一集合包括至少一个环形电极和消融电极。
在示例16中，一种电生理系统，包括：导管，其包括：柔性导管主体，其具有远端部分；以及多个电极，其布置在所述远端部分上；信号发生器，其被配置为通过在所述多个电极的第一集合之间驱动一个或多个电流来生成电信号，其中，所述多个电极的第二集合被配置为基于所述电信号获得阻抗测量结果；以及标测处理器，其被配置为：接收来自电极的第二集合的阻抗测量结果；确定至少一个阻抗度量；并且基于所述至少一个阻抗度量来确定至少一个损伤特性。
在示例17中，示例16所述的系统，其中所述多个电极的第一集合包括不在所述多个电极的第二集合中的至少一个电极。
在示例18中，示例16所述的系统，所述多个电极包括多个环形电极和消融电极。
在示例19中，示例18所述的系统，所述多个电极还包括以下中的至少一个：布置在所述导管的远端部分上的标测电极、嵌入式电极以及印刷电极。
在示例20中，示例18所述的系统，所述多个电极的第一集合包括至少一个环形电极。
在示例21中，示例20所述的系统，其中，所述多个电极的第一集合包括第一环形电极和消融电极。
在示例22中，示例21所述的系统，其中，所述多个电极的第二集合包括第二环形电极。
在示例23中，示例21所述的系统，其中，所述多个电极的第二集合包括至少一个标测电极。
在示例24中，示例16的所述系统，其中，所述至少一个损伤特性包括以下中的至少一个：所述损伤的存在、所述损伤的深度和/或所述损伤的大小。
在示例25中，示例16所述的系统，其中，所述至少一个阻抗度量包括以下中的至少一个：初始阻抗、阻抗降、阻抗信号在一段时间内的导数以及阻抗信号随时间推移的积分。
在示例26中，示例16所述的系统，其中标测处理器被配置为利用分类器来确定至少一个损伤特性。
在示例27中，示例26所述的系统，所述分类器被配置为基于至少一个阻抗度量和至少一个附加参数来确定所述至少一个损伤特性。
在示例28中，示例27所述的系统，所述至少一个附加参数包括以下各项中的至少一个：导管稳定性的量度，RF发生器阻抗的量度，电描记图特性，RF消融能量功率水平以及RF消融能量递送持续时间。
在示例29中，一种用于使用在其远端上布置有多个电极的导管来确定损伤特性的方法，所述方法包括：使用所述多个电极的第一集合来生成电信号；使用所述多个电极的第二集合基于所述电信号来测量局部阻抗；确定至少一个局部阻抗度量；并且基于至少一个阻抗特性来确定至少一个损伤特性。
在示例30中，示例29所述的方法，进一步包括：提供与所述至少一个损伤特性相关联的指示以及响应于确定出所述至少一个损伤特性而自动中断RF消融能量的递送中的至少一项。
在示例31中，示例29所述的方法，其中，所述至少一个损伤特性包括以下中的至少一个：所述损伤的存在、所述损伤的深度和/或所述损伤的大小。
在示例32中，示例29所述的方法，其中，所述至少一个阻抗度量包括以下中的至少一个：初始阻抗、阻抗降、阻抗信号在一段时间内的导数以及阻抗信号随时间推移的积分。
在示例33中，示例29所述的方法，其中，所述多个电极的第一集合包括不在所述多个电极的第二集合中的至少一个电极。
在示例34中，示例29所述的方法，其中所述多个电极的第一集合包括至少一个环形电极和消融电极。
在示例35中，一种消融系统，包括：消融导管，其包括：柔性导管主体，其具有远端部分；以及多个电极，其布置在所述远端部分上，所述多个电极包括射频(RF)消融电极和至少一个环形电极；信号发生器，其被配置为通过在所述多个电极的第一集合之间驱动一个或多个电流来生成电信号，其中，所述多个电极的第二集合被配置为基于所述电信号获得阻抗测量结果；以及标测处理器，其被配置为：接收来自电极的第二集合的阻抗测量结果；确定至少一个阻抗度量；并且基于所述至少一个阻抗度量来确定至少一个损伤特性，其中，所述至少一个损伤特性包括以下中的至少一个：所述损伤的存在、损伤的深度和/或损伤的大小。
虽然公开了多个实施例，但是从以下详细描述，本公开的主题的其他实施例对于本领域技术人员将变得显而易见，该详细描述示出并描述了所公开的主题的说明性实施例。因此，附图和详细描述本质上应被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
图1是根据本文描述的主题的实施例的消融系统的示意图。
图2是描绘了根据本文描述的主题的实施例的说明性标测操作环境的框图。
图3是描绘了根据本文描述的主题的实施例的确定损伤特性的说明性方法的流程图。
图4A-图4C是描绘了根据本文描述的主题的实施例的说明性电极布置的示意图。
尽管所公开的主题可以进行各种修改和替代形式，但是已经在附图中借由示例示出了具体的实施例，并且在下面对其进行了详细描述。然而，目的不是将本文所公开的主题限于所描述的特定实施例。相反，本公开旨在覆盖落入本文公开的主题的范围内并如由所附权利要求书限定的所有修改、等同物和替代。
如本文所使用的，与本文关于有形事物(例如产品、存货等)和/或无形事物(例如，数据、货币的电子表示、帐户、信息、事物的部分(例如，百分比、分数)、计算、数据模型、动态系统模型、算法、参数等)的特性(例如，尺寸、测量结果、属性、组件等)和/或其范围所使用的值(例如，定性和/或定量观测的量级、测量结果和/或其他程度的术语)相关联，“大约”和“大约”可以互换使用，以指代等于所规定的值、配置、取向和/或其他特性(或与之相同)、或等于相当接近所规定的值、配置、取向和/或其他特性但可能相差相当小的数量的值、配置、取向和/或其他特性(或与之相同)的值、配置、取向和/或其他特性，诸如相关领域的普通技术人员将理解并容易确定的可归因于：测量结果误差；测量结果和/或制造设备校准的差异；读取和/或设置测量结果时的人为误差；鉴于其他测量结果(例如与其他事物相关联的测量结果)进行调整以优化性能和/或结构参数；特定的实施方案；由人、计算装置和/或机器对事物、设置和/或测量结果的不精确调整和/或操纵；系统公差；控制回路；机器学习；可预见的变化(例如统计上无关紧要的变化、混乱的变化、系统和/或模型的不稳定性等)；和/或首选项等。
尽管术语“框”在本文中可以用来表示说明性地采用的不同元件，但是该术语不应被解释为暗示对本文所公开的各个框的任何要求或各个框当中或之间的特定顺序。类似地，尽管说明性方法可以由一个或多个附图(例如，流程图、通信流程等)表示，但是附图不应被解释为暗示本文所公开的各个步骤的任何要求或其当中或之间的特定顺序。但是，某些实施例可能需要某些步骤和/或某些步骤之间的某些顺序，如本文中可以明确描述的和/或从步骤本身的性质可以理解的(例如，某些步骤的执行可能取决于前一步骤的结果)。另外，项目(例如输入、算法、数据值等)的“集合”、“子集”或“组”可以包括一个或多个项目，并且类似地，项目的子集或子组可以包括一个或多个项目。“多个”意指超过一个。
如本文中所使用的，术语“基于”并不意味着是限制性的，而是指示通过至少使用“基于”之后的术语作为输入来执行确定、识别、预测和/或计算等。例如，基于特定的一条信息来预测结果可以另外地或可替选地将相同的确定基于另一条信息。
具体实施方式
电生理学家可以利用任何数量的参数来评估人体组织(例如心脏组织)上的损伤的形成和成熟，其可以包括消融损伤的存在(例如，是否已经形成损伤)、损伤大小、损伤深度、蒸汽爆裂声发生的可能性和/或任何数量的其他特性。在实施例中，用于确定损伤特性的参数可包括生理参数(例如，电描记图(EGM)形态、EGM衰减等)、装置参数(例如，导管稳定性、RF发生器阻抗、接触力等)、消融参数(例如，RF剂量(RF功率和应用持续时间)等)。
本公开的实施例可以使用专用导管或已经市售的导管来实施。实施例包括用于在消融程序期间获取电信号、执行清晰度分析并且显示结果的硬件/软件图形用户界面(GUI)。这可以例如利用独立系统来完成，或者可以被并入现有系统中，诸如BardLabSystem Pro或Rhythmia Mapping System，这两种系统均从马萨诸塞州马尔伯勒的波士顿科学公司(Boston Scientific Corporation)可获得。
图1是根据本文公开的主题的实施例的射频(RF)消融系统100的示意图。如图1中示出的，系统100包括消融导管102、RF发生器104、标测处理器106和信号发生器108。消融导管102可操作地耦接至RF发生器104、标测处理器106和信号发生器108。如进一步示出的，消融导管102包括具有致动器112(例如，控制旋钮、杠杆或其他致动器)的近端手柄110、具有包括多个环形电极118A、118B和118C的远端部分116的柔性主体114、组织消融电极120以及布置或以其他方式定位在组织消融电极120内和/或与其电隔离的多个标测电极122A、122B和122C(也被称为“引脚(pin)”电极或微电极)。在各种实施例中，导管系统100可以包括其他类型的电极，诸如例如，印刷电极(未示出)。在各种实施例中，导管系统100还可包括噪声伪影隔离器(未示出)，其中电极122A、122B和122C通过该噪声伪影隔离器与外壁电绝缘。
在某些情况下，可以在患者上的消融程序中和/或在其他对象上的消融程序中利用消融系统100。在各种实施例中，消融导管102可被配置为被引入或通过患者的脉管系统和/或被引入或通过任何其他内腔或空腔。在示例中，消融导管102可通过患者的脉管系统***并进入患者心脏的一个或多个腔室(例如，目标区域)中。当在患者的脉管系统或心脏中时，消融导管102可用于使用环形电极118A、118B和118C、电极122A、122B和122C和/或组织消融电极120来标测和/或消融心肌组织。在实施例中，组织消融电极120可被配置为向患者心脏的心肌组织施加消融能量。
导管102可以是可转向(steerable)的，以促进导航患者的脉管系统或导航其他内腔。例如，导管102的远端部分116可以被配置成通过致动器112的操纵而偏转以实现导管102的转向。在一些情况下，导管102的远端部分116可以被偏转以将组织消融电极120和/或电极122A、122B和122C定位成邻近目标组织或者定位导管102的远端部分116以用于任何其他目的。另外地或可替选地，导管102的远端部分116可以具有适于促进将组织消融电极120和/或电极122A、122B和122C定位成邻近目标组织的预成形形状。例如，导管102的远端部分116的预成形形状可以包括径向形状(例如，大体圆形或大体半圆形)和/或可以在横向于导管102的大体纵向方向的平面上定向。
在各种实施例中，电极122A、122B和122C围绕组织消融电极120周向分布并且与其电隔离。电极122A、122B和122C可以被配置为以单极或双极感测模式操作。在一些实施例中，多个电极122A、122B和122C可以限定和/或至少部分地形成一个或多个双极电极配对。对于一个或多个双极电极配对，信号发生器108可以驱动双极电极配对中的一个或多个之间的一个或多个电流，以促进确定局部阻抗。另外地或可替选地，一个或多个双极电极配对可被配置为测量电信号，该电信号对应于靠近该一个或多个双极电极配对的心肌组织的局部阻抗和/或感测到的电活动(例如，电描记图(EGM)读数)。另外地或可替选地，导管系统100可以包括一个或多个传感器(例如，力传感器、温度传感器、光学传感器、超声波传感器和/或其他生理传感器)(未示出)以促进测量和/或处理电信号，该电信号包括例如靠近该一个或多个传感器的心肌组织的局部阻抗和/或感测到的电活动。在实施例中，可以将来自电极122A、122B和122C的测量出的信号提供给标测处理器106以进行如本文描述的处理。在实施例中，来自双极电极配对的EGM读数或信号可以至少部分地形成接触评估、消融区域评估(例如，组织活力评估)和/或消融进展评估(例如，损伤形成/成熟分析)的基础，如下面所讨论的。
代替或除了消融导管102之外，各种实施例可以包括标测导管(未示出)，该标测导管包括标测电极，诸如例如电极122A、122B和122C，但是不一定包括组织消融电极120。在实施例中，例如，在利用单独的消融导管(例如，消融导管102)来执行消融或独立地执行组织消融时，可以利用标测导管进行标测。在其他实施例中，可以使用一个以上的标测导管来增强标测数据。除了周向间隔开的电极122A、122B和122C之外或可替选地，导管102可包括一个或多个前向电极(未示出)。前向电极通常可以被中心地定位于组织消融电极120内和/或导管102的尖端的末端处。
组织消融电极120可以是任何长度，并且可以具有定位在其中并且围绕组织消融电极120周向和/或纵向间隔开的任意数量的电极122A、122B和122C。在一些情况下，组织消融电极120的长度可以在一(1)mm与二十(20)mm之间、三(3)mm与十七(17)mm之间、或者六(6)mm与十四(14)mm之间。在一个说明性示例中，组织消融电极120可具有约八(8)mm的轴向长度。
在一些情况下，多个电极122A、122B和122C可以围绕组织消融电极120的圆周以任何间隔被间隔开。在一个示例中，组织消融电极120可以包括至少三个电极122A、122B和122C，其围绕组织消融电极118的圆周等距或以其他方式被间隔开，并且沿着组织消融电极120的纵向轴线处于相同或不同的纵向位置处。在一些说明性的实例中，组织消融电极120可具有至少部分地限定开放内部区域的外壁(未示出)。该外壁可包括用于容纳一个或多个电极122A、122B和122C的一个或多个开口。另外地或可替选地，组织消融电极120可包括一个或多个冲洗口(未示出)。说明性地，当存在冲洗口时，该冲洗口可以流体连通于外部冲洗流体储存器和泵(未示出)，其可以用于向要被或正在被标测和/或被消融的心肌组织供应流体(例如冲洗流体)。
RF发生器104可以被配置为以受控的方式将消融能量递送至消融导管102，以便消融由标测处理器106识别出的目标组织部位。心脏内的组织消融在本领域中是众所周知的，并且因此出于简洁起见，将不会进一步详细描述RF发生器104。关于RF发生器的进一步细节在美国专利5,383,874中提供，出于所有目的，其全部内容通过引用明确地并入本文。尽管标测处理器106和RF发生器104被示为离散的组件，但是它们可以可替选地被并入单个集成装置中。
如所描述的RF消融导管102可以用于执行各种诊断功能，以协助医师进行消融治疗。例如，在一些实施例中，导管102可以用于消融心脏心律失常，并且同时提供对在RF消融期间形成的损伤的实时评估。损伤的实时评估可能涉及以下中的任何一项：监视损伤处或其周围的表面和/或组织温度、心电图信号的减少、阻抗的下降、损伤部位的直接和/或表面可视化、以及组织部位的成像(例如，通过使用计算机断层扫描、磁共振成像、超声波等)。另外，RF尖端电极内的电极的存在可以操作以协助医师将尖端电极定位和放置在所期治疗部位处，并确定尖端电极相对于要被消融的组织的位置和取向。如本文描述的，例如，实施例包括基于对多个参数(例如，生理参数、装置参数和/或消融参数等)的分析来确定局部阻抗。
在操作中并且当导管102在患者体内和/或邻近目标区域时，导管102可以感测来自患者或目标区域的电信号(例如，EGM信号)，并将那些电信号转告给临床医生(例如，通过RF消融系统100的显示器)。电生理学家和/或其他人可以利用EGM幅度和/或EGM形态来验证消融导管在患者解剖结构中的位置、验证邻近消融导管的组织的活力、验证邻近消融导管的组织中的损伤形成、和/或验证或识别与导管102和/或邻近目标组织或区域有关的其他特性。
至少部分地基于其感测能力，导管102可被用来执行各种诊断功能，以协助医师进行消融和/或标测程序，如上面所提及并且在下文中进一步讨论的。在一个示例中，导管102可用于消融心律失常，并且同时提供实时定位信息、实时组织活力信息以及对消融期间(例如，在RF消融期间)形成的损伤的实时评估。损伤的实时评估可以涉及确定与消融部位相关联的一个或多个局部阻抗度量，诸如例如初始局部阻抗、局部阻抗的变化(例如，增加或减少)、阻抗信号随时间推移的积分和/或阻抗信号随时间推移的导数等。
如本文中所使用且在本领域中理解的“实时”意指在动作或处理期间。例如，在于目标区域处在消融期间某人正在实时监视局部阻抗度量的情况下、该局部阻抗度量在目标区域处在消融处理期间(例如，在施加消融能量期间或之间)正在被监视。另外地或可替选地，在组织消融电极120处或其周围和/或在导管102的尖端内(例如，在远侧尖端处)的电极120A、120B和120C的存在可以促进允许临床医生将组织消融电极120定位和/或放置在所期治疗部位处，以确定组织消融电极相对于要被消融的组织或相对于任何其他特征的位置和/或取向。
图2描绘了根据本发明实施例的说明性标测操作环境200。在各种实施例中，标测处理器202(其可以是或类似于图1中描绘的标测处理器106)可以被配置为经由诸如图1中描绘的消融导管102和/或标测导管等来检测、处理和记录与心肌组织相关联的电信号。在实施例中，基于这些电信号，临床医生可以识别心脏内的特定目标组织部位，并确保引起基质的心律失常已通过消融治疗被电隔离。标测处理器202被配置为处理来自电极204(其可以包括例如图1中描绘的电极122A、122B和122C和/或环形电极118A、118B和118C)的信号，并生成到显示装置206的输出。信号发生器208可以被配置为将一个或多个电流驱动到电极204中的一个或多个，以促进确定局部阻抗。
显示装置206可以被配置为呈现组织状况的指示和/或消融程序的有效性等(例如，供医师使用)。在一些实施例中，显示装置206可以包括心电图(ECG)信息，其可以被用户分析以确定心脏内心律失常基质的存在和/或位置和/或确定消融导管在心脏内的位置。在各种实施例中，来自标测处理器202的输出可以用于经由显示装置206向临床医生提供关于消融导管和/或被标测的心肌组织的特性的指示。
在向显示装置206生成输出的情况下和/或其他情况下，标测处理器202可以可操作地耦接到显示装置206或以其他方式与其通信。在实施例中，显示装置206可以包括与使用RF消融系统(例如，图1中描绘的RF消融系统100)有关的各种静态和/或动态信息。例如，显示装置206可以呈现目标区域的图像、导管的图像和/或与EGM有关的信息，其可以由用户和/或由RF消融系统的处理器进行分析以确定心脏内心律失常基质的存在和/或位置、确定导管在心脏内的位置、和/或进行与导管和/或其他导管的使用有关的其他确定。
在实施例中，显示装置206可以是指示器。该指示器可以能够提供与从电极204中的一个或多个接收到的输出信号的特征有关的指示。例如，可以在显示装置206上向临床医生提供关于导管和/或相互作用的和/或被标测的心肌组织的特性的指示。在一些情况下，指示器可以提供视觉和/或可听指示，以提供关于导管和/或相互作用和/或被标测的心肌组织的特性的信息。在实施例中，视觉指示可以采取一种或多种形式。在一些情况下，如果存在成像导管，则显示器206上的视觉颜色或光指示可以与显示器206上的成像导管分离或被包括在其上。这样的颜色或光指示符可以包括可以与同损伤大小和/或另一损伤特性成比例的特性的各种水平相关联的光或颜色的进展。可替选地或另外地，可以根据需要以任何其他方式在显示器上和/或以任何可听或其他感官指示来提供指示特性的特征的指示符。在实施例中，例如，可以诸如例如通过使导管的手柄或其他装置振动来提供触觉指示。
在一些情况下，视觉指示可以是显示装置206(例如，计算机监视器和/或触摸屏装置等)上以一个或多个灯或其他视觉指示符的指示。在指示符的一个示例中，在显示器206的屏幕上成像的导管的电极的至少一部分的颜色可以从当导管和组织之间存在接触不良时的第一颜色(例如，红色或任何其他颜色)改变为当导管和组织之间存在良好的接触时和/或当可以在建立良好的接触之后发起消融时的第二颜色(例如，绿色或不同于第一颜色的任何其他颜色)。另外地或可替选地，在指示符的实施例中，当局部阻抗度量达到或超过阈值时，在成像导管上的电极的所描绘的颜色可以改变颜色以指示损伤成熟的水平。以类似的方式，可以利用指示符来指示要被消融的组织的活力。在上面的示例中，改变的颜色/光或改变的其他指示符(例如，数字、图像、设计等)可以根据需要位于显示器上除了成像导管之外的位置处。根据实施例，指示符可以向用户提供任何类型的信息。例如，本文所讨论的指示符可以是示出何时存在或不存在条件的通过或失败类型的指示符、和/或可以是示出从特性的第一级到下一级的进展的渐进式指示符。
根据实施例，可以在一个或多个计算装置上实施图2中示出的操作环境200的各种组件(例如，标测处理器202和/或信号发生器208)。计算装置可以包括适合于实施本公开的实施例的任何类型的计算装置。尽管在图2中结合标测处理器202示出了计算装置的组件，但是应当理解，本文关于计算装置及其组件的讨论通常适用于本文描述的系统的实施例的任何数量的不同方面，这些方面可以使用一个或多个计算装置来实施。计算装置的示例包括专用计算装置或通用计算装置，诸如“工作站”、“服务器”、“手提电脑”、“台式电脑”、“平板电脑”和“手持装置”等，所有这些都在图2的范围内参考操作环境200的各个组件进行设想。
在实施例中，计算装置包括直接和/或间接耦接以下装置的总线：处理单元(例如，图2中描绘的处理单元210)、存储器(例如，图2中描绘的存储器212)、输入/输出(I/O)端口、I/O组件(例如，图2中描绘的输出组件214)和电源。计算装置中还可以包括任何数量的附加组件、不同组件和/或组件的组合。总线表示可能是一个或多个总线(诸如例如，地址总线、数据总线或其组合)。类似地，在实施例中，计算装置可以包括多个处理单元(其可以包括例如硬件、固件和/或软件计算机处理器)、多个存储器组件、多个I/O端口、多个I/O组件和/或多个电源。另外，可以跨多个计算装置分布和/或复制任何数量的这些组件或其组合。
在实施例中，存储器210包括以易失性和/或非易失性存储器形式的计算机可读介质，并且可以是可移动的、不可移动的、或其组合。介质示例包括随机存取存储器(RAM)；只读存储器(ROM)；电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)；闪速存储器；光学或全息介质；盒式磁带、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置；数据传输；或可用于存储信息并可由计算装置访问的任何其他介质诸如例如量子状态存储器等。
在实施例中，存储器210存储计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于致使处理单元208实施系统组件的实施例的各方面和/或执行本文讨论的方法和程序的实施例的各方面。计算机可执行指令可以包括例如计算机代码和机器可用指令等，诸如例如能够由与计算装置相关联的一个或多个处理器执行的程序组件。这样的程序组件的示例包括阻抗分析器216和分类器218。可以使用任何数量的不同编程环境(包括各种语言、开发套件和/或框架等)来对程序组件进行编程。本文设想的功能中的一些或全部也可以在硬件和/或固件中实施。
根据实施例，阻抗分析器216和分类器218可以用于确定损伤特性。例如，阻抗分析器216和/或分类器218可以被配置为基于从一个或多个电极204接收到的电信号来确定局部阻抗特性。在实施例中，信号发生器208可以被配置为通过电极204的第一集合驱动一个或多个电流，并且标测处理器202可以被配置为接收由电极204的第二集合测量出的电信号、分析接收到的电信号以确定一个或多个局部阻抗度量、并基于一个或多个局部阻抗度量确定一个或多个损伤特性。在实施例中，电极的第二集合可以包括与电极的第一集合不同的至少一个电极。
在实施例中，局部阻抗是指邻近目标位置布置的两个或更多个电极之间测量出的阻抗。例如，在实施例中，可以基于使用被布置在导管上的两个或更多个其他电极而生成的信号，来测量被布置在消融导管的远端上的两个电极之间的局部阻抗。在实施例中，可以使用电极的多种组合来进行对局部阻抗的多次测量。例如，在实施例中，可以使用电极的第一配对(例如，其中电极的第一集合包括两个电极)来生成第一信号，并且可以使用电极的第二配对来测量该第一配对的两个电极之间的阻抗。在实施例中，可以使用电极的第三配对来生成第二信号，并且通过使用电极的第四集合来测量阻抗，等等。当收集到多个阻抗测量结果时，实施例包括选择多个测量结果中的一个或多个进行分析以确定一个或多个损伤特性。如果选择一个阻抗测量结果用于分析，则实施例包括使用一个或多个附加的局部阻抗测量结果作为针对第一测量结果的检查和/或作为训练数据以训练分类器218等。
在一些情况下，可以通过确定与导管相关联的局部阻抗并基于该局部阻抗确定损伤成熟的特性来以有意义的方式实时地(例如，在典型的电生理程序期间)进一步分析损伤特性。在一些实施例中，可以使用一个或多个传感器(例如，力传感器、温度传感器、超声波传感器和/或其他生理传感器)来促进确定与导管相关联的局部阻抗和/或损伤成熟的特性。在实施例中，确定局部阻抗可以包括利用标测处理器202和/或其他处理器执行机器学习算法和/或其他建模算法。根据实施例，可以使用多路复用技术、相位微分技术和/或频率滤波技术等来促进实时监视。在实施例中，信号发生器可以被配置为生成与正被递送用于消融的RF能量不同的电信号(并且例如，其不干扰RF能量，和/或反之亦然)，诸如例如通过生成具有与RF能量信号不同频率的电信号。
输出组件214可以被配置为向显示装置206提供输出，其中该输出包括确定出的特征(例如，损伤特性的指示)。例如，显示装置206可以被配置为指示一段时间期间局部阻抗的相对变化、所估计的损伤大小和/或深度和/或蒸汽爆裂声发生的可能性等。
图2中示出的说明性操作环境200并非旨在暗示对本公开的实施例的使用范围或功能进行任何限制。也不应将其解释为具有与其中示出的任何单个组件或组件的组合有关的任何依赖性或要求。另外，在实施例中，图2中所描绘的组件中的任何一个或多个可以与其中所描绘的其他组件中的各种组件(和/或未示出的组件)集成，所有这些都被认为在本公开的范围内。例如，阻抗分析器216可以与分类器218集成和/或分类器218可以被包括在阻抗分析器216中等。在实施例中，如本文中所描述的，诸如图2中描绘的那些的任何数量的组件可以被用于估计损伤成熟。
如上面描述的，在实施例中，标测处理器(例如，图1中描绘的标测处理器106和/或图2中描绘的标测处理器202)可以利用局部阻抗测量结果，并且在实施例中，可以利用任意数量的其他参数，以分析损伤成熟。图3描绘了根据本文描述的主题的实施例的分析消融损伤的损伤成熟的说明性方法300。在说明性方法300中，导管的远端部分(例如，图1中描绘的导管102和/或标测导管等)可被定位于靠近目标区域或目标组织的位置处(框302)。信号发生器(例如，图1中描绘的信号发生器108和/或图2中描绘的信号发生器208)可以被配置为通过电极的第一集合驱动一个或多个电流(框304)。标测处理器(例如，图1中描绘的标测处理器106和/或图2中描绘的标测处理器202)可以接收来自邻近目标区域或组织的电极的第二集合的电信号测量结果(框306)。说明性地，由导管的电极测量出的信号可以用于确定局部阻抗度量(框308)。
电极的集合可以包括一个或多个电极。在实施例中，电极(例如，环形电极、引脚电极、消融电极等)的任何数量的不同组合可以用于生成信号和/或基于所生成的信号来测量阻抗。在实施例中，电极的第一集合可以与电极的第二集合相同，或者第一集合和第二集合可以相差至少一个电极。根据实施例，电极的配对的所有不同组合可以用于分别生成信号并基于那些信号获得阻抗测量结果。根据实施例，可以使用多个阻抗测量结果来与其他阻抗测量结果进行比较。在实施例中，可以聚合多个阻抗测量结果(例如，使用统计或其他数学方法)来确定阻抗度量(例如，平均阻抗等)。例如，可以为来自各种电极集合的阻抗测量结果分配对应的权重(例如，基于电极位置、信号质量等)，并且加权平均值或加权阻抗测量结果的其他线性或非线性组合可以被确定并用于确定损伤特性。可以多路复用多个阻抗测量结果和/或生成的信号(例如，基于时间、基于代码、基于频率等)，以促进在相对较小的窗口内的多个阻抗测量结果(也就是说，例如，可以在大约同一时间点获得多个阻抗测量结果)。
图4A-图4C是描绘根据本文公开的主题的实施例的用于确定局部阻抗的说明性电极布置的示意图。如图4A和图4B中示出的，说明性消融导管400包括三个环形电极402A、402B和402C、RF消融电极404和三个标测电极406A、406B和406C。如图4A中示出的，第一电极布置包括：在其间驱动电流408的电极402A和404的第一集合、以及用于获得由电极的第一集合生成的电信号的测量结果410的电极402C和406A的第二集合。在图4B中，描绘了第二电极布置，其中在环形电极402C和消融电极404之间驱动电流408，同时使用环形电极402B和引脚电极406A获得测量结果410。在图4B中还示出了可替选的布置，其中在环形电极402B和引脚电极406C之间驱动电流408，并且其中使用引脚电极406A和引脚电极406B获得了对应的阻抗测量结果410。
在图4C中，消融导管412包括多个环形电极414A、414B和414C、以及消融(例如，RF)电极416，但是尖端上没有布置引脚电极。在实施例中，如示出的，电极布置可包括用于生成信号418的电极414A和416的第一集合、以及用于基于该信号418获得局部阻抗测量结果420的电极414C和416的第二集合。如同在图4A和图4B中描绘的实施例的方面一样，电极414A、414B、414C和416的任何数量的不同组合可以用于分别生成信号并基于那些信号获得局部阻抗测量结果。
图4A-图4C中示出的说明性导管400和412以及电极布置并非旨在暗示对本公开的实施例的使用范围或功能进行任何限制。也不应将其解释为对其中示出的任何单个组件或组件的组合具有任何依赖性或要求。另外，在实施例中，图4A-图4C中描绘的组件和/或布置中的任何一个或多个可以与其中描绘的其他组件和/或布置中的各种组件和/或布置(和/或未示出的组件)集成，所有这些都被认为在本公开的范围内。
如图3中进一步示出的，说明性方法300的实施例还包括确定损伤特性(框310)并提供损伤特性的指示(框312)。根据实施例，标测处理器基于局部阻抗度量(例如，初始局部阻抗、局部阻抗的变化(例如，增加或减少)、阻抗信号随时间推移的积分、阻抗信号随时间推移的导数等)来确定损伤特性。在实施例中，标测处理器还可以利用任何数量的其他参数来确定损伤特性。例如，在实施例中，标测处理器可以使用导管稳定性的测量、RF发生器阻抗的测量、EGM衰减的测量、RF剂量的测量(例如，功率和持续时间)、接触力的测量、温度的测量、光学性能的测量和/或超声波测量等。如本文所指示出的，损伤特性可以包括例如损伤的存在、损伤的大小(例如，损伤所占据的组织表面积的量)、损伤的深度和/或蒸汽爆裂声发生的可能性(例如，在给定的情况的特定集合下，蒸汽爆裂声将在指定的时间窗口内发生的计算出的概率)等。
为了确定损伤特性，标测处理器可以被配置为利用分类器和/或其他机器学习算法。在实施例中，可以并行、串联和/或以任何数量的其他集成方式来使用多个分类器。根据实施例，分类器可以包括决策树算法、支持向量机(SVM)，并且在实施例中，可以包括任何数量的其他机器学习技术。根据实施例，可以采用监督和/或无监督学习来增加用于确定随时间推移的损伤特性的算法的准确性和效率。可以利用神经网络、深度学习和/或其他多元分类技术。在实施例中，例如，使用决策树可以促进更有效的计算，这是因为可以将决策树构造为对相关度量和参数进行分组，同时排除其他度量和参数。在一些实施例中，本文描述的系统和/或方法可以被配置为确定蒸汽爆裂声发生的可能性(例如，代替其他损伤特性或除了其之外)。在这种情况的实施例中，可以通过使用二进制分类器(例如，被配置为促进二进制分类的决策树等)来减少常规系统中的计算负担。
根据实施例，可以经由确定出的局部阻抗来表示和/或监视一个或多个损伤特性的水平。一个或多个损伤特性可以包括，例如，导管与目标区域(例如，目标组织或其他目标区域)之间的接触力、目标区域的活力、消融进展(例如，损伤成熟或消融进展的其他度量)、目标区域的传导特性和/或蒸汽爆裂声发生的可能性(例如，鉴于可能表示如在测量时确定出的消融程序的特定状态的情况的特定集合)等。在实施例中，如本文描述的，可以实时地表示和/或监视这些或其他特性中的一个或多个，例如，在定位导管的远端部分靠近目标区域时、在标测目标区域或其他对象时、在将消融能量施加到目标区域时、和/或在对导管执行任何其他动作时。特性中的一个或多个的水平可以视觉地显示在显示器上、可以由可听指示符指示出、或者可以以任何其他方式指示出。在实施例中，指示可以包括标测(例如，电压标测、频谱标测等)、光指示符和/或波形等。
本文描述的系统和方法的实施例包括闭环系统，其中确定出的损伤特性可以触发由系统采取的动作。例如，在实施例中，标测处理器和/或RF发生器可以被配置为响应于确定出损伤尺寸、深度或其他特性已经达到或超过指定阈值而中断RF消融程序(例如，通过中断经由消融电极的RF能量的递送)。另外地或可替选地，标测处理器和/或RF发生器可以被配置为响应于确定出蒸汽爆裂声发生的可能性达到或超过指定阈值而中断RF消融程序。在实施例中，标测处理器和/或RF发生器可以被配置为响应于对损伤特性(例如，指示出目标组织已患病的损伤特性)的确定来调整消融参数(例如，频率、幅度等)。在实施例中，例如，响应于确定出蒸汽爆裂声发生的可能性达到或超过阈值，标测处理器和/或RF发生器可以被配置为减小所递送的RF功率，并且在实施例中，可以伴随这种减少而向临床医生发出可能会发生蒸汽爆裂声并且例如临床医生应中断(至少暂时或在特定位置的)消融程序的通知。
在不脱离本公开的范围的情况下，可以对所讨论的示例性实施例进行各种修改和增加。例如，尽管上面描述的实施例涉及特定特征，但是本公开的范围还包括具有特征的不同组合的实施例和不包括所有描述的特征的实施例。例如，实施例可以包括将局部阻抗的评估与其他技术(例如，接触力技术等)、温度测量、和/或超声技术等相结合，以增强对损伤特性的确定。附加地或可替代地，实施例可以包括注入电流并创建从消融导管电极到单独的心内导管诸如位于冠状窦、肺静脉或心脏中其他区域的导管的场。实施例可以包括在消融导管上的电极之间注入电流，并感测从消融导管上的电极到单独的心内导管上的电极的相应电压。因此，本公开的范围旨在涵盖落入权利要求的范围内的所有这样的替代、修改和变化及其所有等同物。