用於確定鞘區位的系統和方法

2023-06-08 00:18:21 1

專利名稱：用於確定鞘區位的系統和方法
用於確定鞘區位的系統和方法技術領域
本公開概括地說涉及外科手術導航系統，具體地說涉及用於確定鞘在解剖結構內的位置或區位的系統和方法。
背景技術：
本部分中的陳述僅提供與本公開相關的背景信息，並且可能不構成現有技術。
人體解剖結構包括可自發地或非自發地執行某些功能的許多類型的組織。然而， 在疾病或受傷之後，某些組織可能不再在一般的解剖學規範內起作用。例如，在疾病、受傷、 老化或它們的組合之後，心肌可能開始經歷某些失效或缺陷。這些失效或缺陷中的一些可利用可植入式醫療裝置(IMD)來校正或治療。這些裝置可包括可植入式脈搏發生器(IPG) 裝置、起搏器、可植入式復律器-除顫器(ICD)裝置、心臟重同步治療除顫器裝置或它們的組合。
IMD的主要部分之一可包括直接連接到要被IMD作用的組織的引線。引線可包括直接連接到解剖組織如肌束的尖端部分；以及連接到裝置主體或治療驅動裝置的引線主體。眾所周知，裝置主體或外殼部分可植入於解剖結構的所選部分中，比如胸或腹壁中， 且引線可插入並穿過各種靜脈部分，使得尖端部分可被定位在肌群中或肌群附近的所選位置。
IMD是可能需要使用成像裝置來植入的可植入式裝置。成像裝置可包括將病人和外科醫生暴露於電離輻射的螢光鏡。另外，成像裝置的使用可能需要時間來獲取圖像數據並根據圖像數據理解圖像。發明內容
位置感測單元(PSU)系統可用於映射和圖示被映射和保存的點。該系統可通過在病人中生成電壓並計算電極處的阻抗來確定電極的區位。計算出的阻抗被用來確定電極在病人或其它適當的傳導介質中的位置。
所保存的點可以用來創建利用如下電極確定的映射該電極可用來確定後來定位的電極的區位。定位在解剖結構中的電極可包括導航導管、起搏引線等。利用PSU生成的映射可用來在沒有外部成像裝置的情況下將引線導引或導航到所選區位。通常，導航導管或起搏引線可經由鞘插入到解剖結構中。
提供了一種用於確定器械在解剖結構內的區位的系統。該系統可包括能在解剖結構內被導航的第一器械，第一器械可限定至少一個管腔。第一器械可包括近端和遠端。該系統可進一步包括第二器械，第二器械可穿過該至少一個管腔而被接納，並且能在解剖結構內相對於第一器械而被導航。該系統可包括至少一個電極，該至少一個電極可耦合到第一器械的遠端。該至少一個電極可響應於電活動來生成至少一個信號。該系統可包括感測單元，感測單元可與解剖結構接觸以感測在解剖結構內、所述器械附近的區位處的電活動。感測單元可與該至少一個電極通信以接收該至少一個信號。該系統可進一步包括控制模塊，5控制模塊可基於感測到的電活動和該至少一個信號來確定第一器械的區位。該至少一個電極可被縱切，使得可從第二器械附近移除第一器械。
在一個例子中，可提供一種用於確定器械在解剖結構內的區位的系統。該系統可包括第一電極片，第一電極片與解剖結構接觸。該系統可進一步包括第二電極片，第二電極片與解剖結構接觸並且與第一電極片間隔開。該系統可包括第一器械，第一器械能在解剖結構內相對於第一電極片和第二電極片而被導航。第一器械可限定至少一個管腔，並且可包括遠端。該系統可進一步包括第二器械，第二器械可穿過該至少一個管腔而被接納。第二器械能在解剖結構內相對於第一器械、第一電極片和第二電極片而被導航。該系統可包括至少一個電極，該至少一個電極耦合到第一器械的遠端。該至少一個電極可響應於電活動來生成至少一個信號。該系統可進一步包括感測單元，感測單元可與第一電極片和第二電極片通信以在第一電極片和第二電極片之間生成電壓。感測單元還可與第一器械的該至少一個電極通信以接收該至少一個信號。感測單元可基於該至少一個信號來確定第一器械的該至少一個電極的至少一個阻抗。該系統還可包括控制模塊，控制模塊可基於第一器械的該至少一個電極的該至少一個阻抗來確定第一器械在解剖結構內的區位。
根據各個例子，可提供一種用於確定器械在解剖結構內的區位的方法。該方法可包括提供第一器械，第一器械包括至少一個管腔。該方法可包括向該至少一個管腔中插入第二器械。該方法可進一步包括向解剖結構中插入第二器械和第一器械的至少一部分。 該方法還可包括感測在解剖結構內、第一器械的所述部分附近的電活動。該方法可包括 基於感測到的電活動來確定第一器械的區位。該方法還可包括縱切該至少一個電極以從解剖結構移除第一器械而不移除第二器械。
從這裡提供的描述中，將容易明白更多的應用領域。應當理解，描述和具體例子意在僅用於說明的目的，而不意在限制本公開的範圍。


這裡描述的附圖僅用於說明的目的，而不意在以任何方式限制本公開的範圍。
圖1是映射或導航系統的環境視圖2是根據各種實施例的位置感測單元的詳細視圖3是顯示由圖1的導航系統生成的示例數據的顯示裝置的示意性環境視圖4是供圖1的導航系統使用的示例導航導管和示例鞘的細節視圖5是供圖4的鞘使用的示例電極的細節側視圖6是供圖4的鞘使用的示例電極的細節側視圖7是沿著圖6中的線7-7所取的、圖6的電極的橫截面示意圖8是圖示了用於鞘檢測的導航系統的簡化框圖9是圖示了由與圖8的導航系統相關聯的控制模塊執行的控制系統的數據流圖；以及
圖10是圖示了由圖9的控制模塊執行的各種控制方法之一的示例流程圖。
具體實施方式
下面的描述在本質上僅是示例性的，而不意在限制本公開、應用或用途。應當理解，在所有附圖中，對應的標號指示相似或對應的部分和特徵。如上所述，本教導涉及提供一種用於確定鞘的區位或位置的系統和方法。然而，應當注意，本教導也可適用於其中期望確定器械在解剖結構內的位置的任何適當的過程。此外，這裡使用的術語「模塊」可指代專用集成電路(ASIC)、電子電路、執行一個或多個軟體或固件程序的處理器(共享、專用或組)和存儲器、組合邏輯電路、和/或提供所述功能的其它合適的硬體或軟體、固件程序或部件。因此，應理解，下面的討論不意在限制所附權利要求的範圍。
如這裡所述，諸如在圖1中所示的導航系統20的導航系統可用來相對於病人沈導航一過程。如這裡詳細所述，可相對於病人沈移動以及相對於病人沈跟蹤各種器械。如這裡所述，雖然圖像導引的系統可包括比如利用成像裝置觀獲取病人26的圖像數據，但是這樣的成像裝置不是必需的。可通過如下方式映射病人的解剖結構的一部分通過確定器械的相對區位來標識病人內的多個點。可單獨地、依次地圖示該多個點，或者可在該多個點上圖示或在沒有該多個點的情況下圖示一表面，以圖示或標識病人26的解剖結構的一部分。一旦在有或沒有相對於各單獨點呈遞的表面的情況下創建了病人或病人的一部分的映射，就可使用該映射或點數據來導引或導航一過程。可以在沒有任何額外的成像信息的情況下生成點或映射數據90，該任何額外的成像信息比如是可利用螢光系統、MRI成像系統、 計算斷層掃描(CT)成像系統或其它成像系統獲取的圖像數據。
參考圖1，圖示了示例映射或導航系統20。導航系統20可由用戶22利用器械M 來操作以映射所選空間，比如病人26的一部分。也可相對於病人沈導航器械M。器械M 可相對於病人26移動，以用於各種過程，包括相對於心臟的引線布置、心臟的映射、病人沈的所選器官的映射、或者相對於病人26的任何適當部分導引或導航器械M。通常，器械M 可包括供解剖使用的任何合適的器械，比如導管、氣囊導管(balloon catheter)、標測導管 (mapping catheter)、籃狀導管(basket catheter)、導弓|線、關節鏡系統(arthroscopic system)、心臟引線(cardiac lead)、整形外科植入物、脊柱植入物、深腦刺激器(DBS)探頭、微電極記錄器探頭、宏電極刺激探頭等。
導航系統20可包括諸如任選的成像裝置觀的各種部件。任選的成像裝置觀可包括螢光鏡，比如被配置為C臂的螢光鏡。C臂螢光鏡可包括成像部分30和X射線發射部分32。成像裝置觀可由控制器34控制。利用成像裝置觀獲取的圖像可顯示在與成像裝置28相關聯的顯示器35上，或者可顯示在顯示器58上。由此，應理解，單獨的顯示器35 不是必需的。另外，如果成像裝置觀是χ射線成像裝置，則包括器械M的任何射線不透明部分當被觀看時將顯現為圖像的一部分。
控制器34可控制成像裝置28，並且可存儲利用成像裝置觀生成的圖像，或者經由數據傳輸或通信線36向或從處理器和/或存儲器(比如可包含在工作站38中的處理器和 /或存儲器)發送數據或接收指令。儘管這裡圖示的任選的成像裝置觀是螢光鏡c臂，但是也可採用其它成像裝置，比如CT、MRI、超聲等。而且，應理解，通信線36可以是任何適當的通信線，比如有線通信線、無線通信系統或任何其它數據傳送機構。
如圖2中所示，導航系統20可進一步包括位置感測單元(PSU) 40。PSU 40可包括阻抗或電勢(EP)系統。PSU 40可以是LocaLisa 心臟內導航系統，該系統可從美國明尼蘇達州明尼阿波利斯的Medtronic公司買到。PSU 40還可以是通過引用合併於此的授予 Wittkampf的美國專利第5，697，377號或第5，983，126號中公開的那一種。PSU 40可包括控制或驅動單元42，控制或驅動單元42包括一個或多個輸入或輸出連接器44，以與總體上可由標號46、48和50標識的一個或多個電流傳導電極或驅動片互連。電極或驅動片46、 48、50可直接連接到病人沈。例如，LocaLisa 裝置可用來在病人沈中生成電流。在一個例子中，驅動片46、48、50可包括可在病人沈內創建三個基本上正交的電壓或電流軸x、y、 ζ的三個驅動片46、48、50。
就此而言，例如，第一 y軸驅動片46a和第二 y軸驅動片46b可與病人沈互連以形成具有導電路徑的y軸(比如病人的大致上-下軸)，使得傳導的電流基本上沿著該軸並且在驅動片46a和46b之間建立電壓電勢梯度。相關的y軸電流基本上沿著y軸從第一 y 軸驅動片46a流到第二 y軸驅動片46b。同樣，第一 x軸驅動片48a和第二 χ軸驅動片48b 可與病人26連接以創建χ軸(比如病人的大致中-側軸)，χ軸具有基本上沿著χ軸、在驅動片48a和48b之間的電壓梯度以及對應的χ軸電流。最後，第一 ζ軸驅動片50a和第二 ζ軸驅動片50b可與病人沈連接以創建ζ軸(比如病人的大致前-後軸)，ζ軸具有基本上沿著ζ軸、在驅動片50a和50b之間的電壓電勢梯度以及對應的ζ軸電流。
三個軸x、y、z大致形成為具有原點或感興趣區域，即軸x、y、z中的每一個的公共交點或原點。因而，可將驅動片46、48、50定位在病人沈上，以實現軸χ、y、ζ相對於病人 26的所選布置。驅動片46a-50b中的每一個可經由有線連接或其它適當的連接、與PSU輸入/輸出(I/O)盒42互連於連接器44處。
施加於相關的片之間的電流在相應的片對之間、沿著軸、在病人中生成小電流 (約1微安至約100毫安)。該感應電流對於每個相關的片對可具有不同的頻率，以允許區別哪個軸x、y、z正被測量。如這裡進一步詳細所述，在病人26中感應的電流將在諸如心臟 80的不同部分之間生成可利用電極測量的電壓梯度。
感測到的電壓可用來標識沿著軸的位置(由此，每個軸可由正被測量的電流的具體頻率來標識)，以大致確定電極沿著三個軸x、y、z中的每一個的位置。雖然可感測電壓， 但是也可計算或測量阻抗來以類似的方式確定區位。應理解，除非明確指出，感測電壓將不排除用於位置確定的其它可能的測量。如這裡進一步所述，電極相對於三個軸x、y、z中的每一個的位置可被用作映射數據90而圖示在顯示器58上。病人沈內的電極和參考電極片52與PSU I/O盒42互連，使得信號由高阻抗電路處理，以便不使感測到的信號加上負荷並失真。
另外，一個或多個電極或參考片或參考電極片52可與病人沈互連，以用於相對於病人26導引器械M或利用器械M進行映射的參考。參考電極片52可包括第一參考電極片5 和第二參考電極片52b。參考電極片52a、52b的布置可以是病人沈上的任何適當位置。例如，第一參考電極片5 可位於病人沈的皮膚上的劍突的大體上方、直接在病人沈的劍突之外。第二參考電極片52b可位於第一參考電極片52a的大體正對面、病人沈的背部表面上。通過將參考電極片5 定位於該區位，參考電極片5 相對於心臟具有相對小的運動。將參考電極片52a、b布置在這些區位可使得病人沈的呼吸能夠通過如下方式來監視使用PSU 40測量兩個參考電極片5h、52b之間的相對電壓或阻抗差。
除了被定位在病人的劍突上或附近的參考電極片52a、52b以外，還可將另外的各種參考片或參考電極片定位於病人26上的其它區位。
參考圖1，PSU I/O盒42可經由連接或數據傳送系統56與工作站38互連。數據傳送系統56可包括有線傳輸、無線傳輸或任何適當的傳輸。數據傳送系統56可傳輸關於由參考電極片52a、52b感測到的電壓的、可以是模擬或數位訊號的信號92以及關於由器械 M上的電極感測到的電壓的、可以是模擬或數位訊號的信號199，這將在這裡描述。工作站 38可使用信號92、199來確定器械M的相對區位並將所確定的相對區位作為器械位置數據 201顯示在顯示器58上(圖3)。
繼續參考圖1，顯示器58可與工作站38集成或分開。另外，可提供各種互連或合作的處理器和/或存儲器來處理各種信息，每一個可以是工作站38的一部分或與其分開。 在一個例子中，工作站38可包括一個或多個處理器和一個或多個數據存儲裝置。可理解， 處理器可包括能夠實現控制模塊200的一個或多個處理元件。數據存儲裝置中的至少一個可存儲包含在與控制模塊200相關聯的控制系統中的一個或多個指令。在一個例子中，數據存儲裝置可以是隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、高速緩存或堆棧等中的至少一個，它可以暫時地或永久地存儲電子數據。如將所述的，控制模塊200可接收來自參考電極片52的信號92和來自器械M的信號199，以確定器械M的位置，並在顯示器58上顯示所確定的位置或其它數據。
導航系統20可進一步包括用戶輸入或數據輸入裝置，比如鍵盤60、遊戲杆62或腳蹬64。輸入裝置60-64中的每一個可與工作站38或適當的系統互連，以向工作站38中輸入信息或數據。該信息或數據可包括標識如這裡進一步所述的、諸如各種部件或解剖區域的適當信息。
器械M可包括如這裡進一步所述的、能夠對由於位於病人沈上的驅動片46a_50b 而在病人沈內生成的電壓進行感測的電極。該感測到的電壓可用來基於在相應對的驅動片46a-50b之間生成的電壓電勢梯度和對應的電流來計算病人沈中的組織的阻抗。通常， 由於病人26中的電解質，比如病人沈的心臟80和身體內的血液、間質液等，電流得以被承載。計算出的阻抗或感測到的電壓可用來確定器械M的電極相對於所選參考比如參考電極片5 或52b的區位。
參考圖4，根據各個實施例，一個或多個器械M可與PSU 40—起使用，比如可穿過可偏轉鞘102的映射或導航導管100。由於導航導管100可包括本領域中已知的任何合適的導航導管100，比如由Edwards Lifesciences銷售的Swan-Ganz氣囊導管系統，所以這裡不詳細討論導航導管100。然而，簡言之，導航導管100可包括各種部分，比如可擴張部分、 可膨脹部分或氣囊部分106、可限定管腔110的導管108和一個或多個電極112。
氣囊部分106可形成於導管108的遠端114。當導航導管100正移動通過心臟80 或其它解剖部分時，膨脹的氣囊部分106可擔當止動器。可按用戶22的選擇來使氣囊部分 106膨脹或收縮。例如，可以以任何適當的方式(比如引導諸如液體或氣體的流體使之通過管腔110)來執行氣囊部分106的膨脹。
電極112可包括第一或尖端電極11 和第二或環形電極11 。尖端電極11 可耦合到導管108的遠端108a，而環形電極11 可被設置在氣囊部分106的近端106a上。 當導航導管100位於病人沈內並且驅動片46-50處於激活狀態或正被驅動時，電極112可用來感測病人26內的電壓。就此而言，參考圖1，電極112可感測由驅動片46-50在病人沈內產生的電壓，該電壓可作為信號89被發送到PSU 40。可使用各種導體來將感測到的電壓從電極112傳送到PSU I/O盒42。根據感測到的電壓，PSU 40可計算阻抗以確定導航導管100在解剖結構內的位置。參考圖3，導航導管100的位置可在顯示器58上顯示為圖標100i。注意，圖標IOOi可被疊加在如顯示器58上所示的映射數據90上。導航導管100 可以以任何適當的方式(比如與鞘102 —起)相對於病人沈移動。
進一步參考圖4，鞘102可限定通孔或管腔120，通孔或管腔120可接納導航導管 100。鞘102可被用戶22用來在解剖結構內引導或導引導航導管100，並且還可用來在解剖結構內引導或導引供IMD使用的引線。鞘102可由諸如生物相容的聚合物的合適的可偏轉材料構成，並且可包括近端122、轉向機構IM和遠端126。鞘102的近端122通常可延伸到解剖結構之外，並且可被配置成使得用戶22能夠在解剖結構內操縱和引導鞘102。
在一個例子中，轉向機構IM可包括拉線IMa，拉線12 可耦合到遠端126附近的管腔120的內表面120a。在一個例子中，拉線12 可耦合到電極130，並且可擔當用於電極130的導體。眾所周知，拉線12 可由用戶操縱或拉拔以使鞘102的遠端1 彎曲或彎折。這可使得鞘102的遠端1 能夠在解剖結構內導航彎曲部並引導器械從管腔120退出ο
參考圖4，鞘102的遠端1 可包括一個或多個電極130。在一個例子中，鞘102可包括兩個電極130，而在一個例子中，鞘102可包括四個電極130。至少兩個電極130的使用可使得PSU 40能夠基於由電極130感測到的電壓來確定鞘102的遠端126的位置。就此而言，當鞘102位於病人沈內並且驅動片46-50處於激活狀態或正被驅動時，電極130 可用來感測病人沈內的電壓。電極130可感測由驅動片46-50在病人沈內產生的電壓， 並且，根據感測到的電壓，PSU 40可計算阻抗以確定鞘102的位置。可使用各種導體來將感測到的電壓從電極130傳送到PSU I/O盒42。參考圖3，鞘102的遠端126的位置可在顯示器58上顯示為圖標102i。注意，圖標102i可被疊加在如顯示器58上所示的映射數據 90上。
鞘102可用來向解剖結構中插入各種器械，在一個例子中，可用來向解剖結構中導引引線。由於引線的近端上的連接器的尺寸，可能期望在引線已被正確地定位在解剖結構中之後切割或縱切鞘102。為了縱切鞘102，電極130可以是可縱切的。
在一個例子中，參考圖5，電極130中的至少一個可包括電極130a，電極130a可包括金屬部分，比如金屬電極132，其可耦合到導電聚合物帶134。金屬電極132可具有任何期望的形狀，但是通常可被設定形狀和大小成使得金屬電極132不完全圍繞或環繞鞘102 的圓周而延伸。例如，金屬電極132可包括三角形形狀，其可被定位成將切割工具導引到金屬電極132的側面，但是金屬電極132也可包括任何合適的形狀，比如梯形、矩形、正方形、 卵形、菱形等。金屬電極132可經由合適的連接器13 耦合到PSU 40。應當注意，如果需要，連接器13 也可包括拉線12如。金屬帶136可耦合到導電聚合物帶134並且與導電聚合物帶1；34通信。
導電聚合物帶134可耦合到金屬電極132，使得電極130可包圍鞘102。由此，金屬電極132的尺寸可影響聚合物帶134的尺寸。在一個例子中，金屬電極132可被嵌入聚合物帶134中，然而，應當理解，金屬電極132可相鄰於聚合物帶134而耦合而不被嵌入聚合物帶134內。聚合物帶134可由任何合適的導電聚合物材料比如矽基導電聚合物材料構成，並且可與金屬電極132合作來均勻地圍繞鞘102的圓周感測病人沈內的電壓。
在各種例子之一中，參考圖6和7，鞘102上的電極130中的至少一個可包括電極10130b，電極130b可包括金屬部分，比如金屬帶136和導電聚合物帶138。應當注意，鞘102 上的電極130可包括電極130a和130b的任何期望的組合。金屬帶136在一個例子中可包括金(Au)金屬帶，然而，金屬帶136也可包括可容易地用切割裝置縱切的任何導電金屬或金屬合金。在一個例子中，金屬帶136可被定位在鞘102內，使得金屬帶136與鞘102的內表面139相鄰。金屬帶136可經由合適的連接器136a耦合到PSU 40。應當注意，如果需要，連接器136a也可包括拉線12如。金屬帶136也可經由被限定為穿過鞘102的孔140而耦合到導電聚合物帶138並且與導電聚合物帶138通信。就此而言，參考圖7，導電聚合物帶138可圍繞鞘102的圓周而形成，並且通常可在與金屬帶136幾乎相同的區位、圍繞鞘102的外表面142而形成，使得金屬帶136和導電聚合物帶138是圍繞鞘102同心的。導電聚合物帶138可在孔140上方形成，使得在導電聚合物帶138的形成期間，導電聚合物的至少一部分138a可流過孔140以接觸金屬帶136。孔 140內的導電聚合物的該部分138a可實現金屬帶136和導電聚合物帶138之間的電通信。 導電聚合物帶138可包括任何合適的導電聚合物材料，比如矽基導電聚合物材料，然而，也可採用任何合適的導電聚合物材料。參考圖4，電極130可感測由驅動片46-50在病人沈內產生的電壓，其可作為信號 199被輸出，並且，根據感測到的電壓，PSU 40可計算阻抗以確定鞘102的位置。參考圖8， 簡化框圖示意性地圖示了用於實現控制模塊200的示例導航系統20。導航系統20可包括器械對，器械M在一個例子中可包括具有電極112的導航導管100和具有電極130的鞘 102。導航系統20還可包括驅動片46、48、50、參考電極52、PSU 40 (其可包括PSU I/O盒 42)、顯示器58和工作站38 (其可實現控制模塊200)。在一個例子中，PSU 40經由PSU I/O盒42可向驅動片46發送電壓98，驅動片46 可在病人沈中產生電壓。鞘102的電極130可向PSU I/O盒42發送信號199，信號199可包括由電極130感測到的電壓。基於由電極130感測到的電壓，控制模塊200可確定鞘102 在解剖結構內的位置。導航導管100的電極112可感測病人沈內的電壓，並可將該數據作為信號89發送到PSU I/O盒42。基於感測到的電壓，PSU 40可確定導航導管100在解剖結構內的位置或區位。參考電極52可感測由驅動片46、48、50生成的電壓，並可將這些感測到的電壓作為信號101發送到PSU I/O盒42。被PSU I/O盒42接收到的信號89、199、101可作為信號 56被發送到工作站38，信號56可作為輸入被控制模塊200接收。基於信號56中的數據， 控制模塊200可確定鞘102相對於導航導管100的位置，並可將該數據作為用於顯示器58 的器械位置數據201而輸出。器械位置數據201可包括圖標100i、102i，圖標100i、102i可指示導航導管100和鞘102在解剖結構內的位置。控制模塊200還可向顯示器58輸出映射數據90。如果需要，器械位置數據201可被疊加在映射數據90上。就此而言，參考圖9，數據流示了可被嵌入控制模塊200內的控制系統。根據本公開的控制系統的各個實施例可包括被嵌入控制模塊200內的任何數目的子模塊。所示出的子模塊可以被組合和/或被進一步劃分以類似地確定導航導管100和鞘102的位置。 在各個實施例中，控制模塊200可包括PSU控制模塊202和導航控制模塊204。PSU控制模塊202可接收鞘數據206、導航導管數據208和參考數據210作為輸入。鞘數據206可包括由鞘102的電極130感測到的電壓或由信號199提供的數據。導航導管數據208可包括由導航導管100的電極112感測到的電壓，該電壓可包括來自信號89 的數據。參考數據210可包括由參考電極片5h、52b感測到的電壓，該電壓可包括來自信號101的數據。PSU控制模塊202還可接收啟動數據212作為輸入。啟動數據212可包括用於激活PSU 40的信號。基於啟動數據212，PSU 40可輸出驅動數據214。驅動數據214可包括可驅動驅動片46、48、50的信號。基於鞘數據206、導航導管數據208和參考數據210，PSU控制模塊 202可設定用於導航控制模塊204的位置數據216。位置數據216可包括指示鞘102在解剖結構內的位置以及導航導管100相對於參考電極52的位置的數據。鞘102的位置可基於鞘102的電極130的阻抗來確定，該阻抗可根據由鞘102的電極130感測到的電壓來確定。導航控制模塊204可接收位置數據216作為輸入。基於位置數據216，導航控制模塊204可輸出映射數據90和器械位置數據201。器械位置數據201可包括圖標IOOi，其可圖形地表示導航導管100的位置；和/或圖標102i，其可圖形地表示鞘102的位置。導航控制模塊204也可基於對諸如來自用戶輸入裝置60-64之一的用戶輸入的輸入的接收來設定用於PSU控制模塊202的啟動數據212。參考圖10，流程示了由控制模塊200執行的示例方法。在塊300，該方法可確定是否已接收到啟動數據212。如果已接收到啟動數據212，則該方法可轉到塊302。否則， 該方法可循環。在塊302，該方法可輸出驅動數據214以驅動驅動片46、48、50。在塊304，該方法可基於參考數據210來確定參考電極52的阻抗。在塊306，該方法可基於鞘數據206來確定鞘102的電極130的阻抗。在塊308，該方法可基於導航導管數據208來確定導航導管 100的電極112的阻抗。在塊310，在給出導航導管100的電極112的阻抗和參考電極52 的阻抗的情況下，該方法可確定導航導管100的位置。在塊312，在給出鞘102的電極130的阻抗和參考電極52的阻抗的情況下，該方法可確定鞘102的位置。在塊314，該方法可向顯示器58輸出映射數據90和器械位置數據201。在塊318，該方法可確定是否接收到關機請求。如果未接收到關機請求，則該方法可轉到塊302。由此，導航系統20可提供用於確定鞘102在解剖結構內的區位或位置的無源手段。就此而言，通過感測鞘102的電極130的阻抗，導航系統20可確定鞘102在解剖結構內的位置。這可使得用戶22能夠知道鞘102相對於解剖結構中的其它器械(比如導航導管100)在何處。這可向用戶22提供對鞘102相對於導航導管100的位置的更好的情況了解，這可使得用戶22能夠經由鞘102更有效地操縱導航導管100。另外，知道鞘102在解剖結構內的位置可以使得用戶22能夠更快地執行映射過程。儘管已在說明書中描述並在附圖中圖示了具體例子，但是本領域的普通技術人員應理解，在不偏離本公開的範圍的情況下，可以作出各種改變，並且可以用等同物替換其元素。而且，這裡明確考慮到各個例子之間的特徵、元素和/或功能的混合和匹配，使得本領域的普通技術人員從本公開中將認識到除非上面另外說明，在需要時可以將一個例子的特徵、元素和/或功能合併到另一個例子中。而且，在不偏離本公開的實質範圍的情況下， 可以作出許多修改以使特定的情況或材料適應於本公開的教導。因此，意在使本公開不限於由附示並在說明書中描述為本公開的當前被認為是最佳的實施方式的特定例子，而是具有包括落入上面的說明內的任何實施例的範圍。 例如，儘管已將鞘102的位置描述為基於感測到的電極130的電壓來確定，但是也可以頗為不同地構造鞘102。就此而言，諸如電磁線圈的至少一個跟蹤裝置可耦合在鞘102 的遠端1 處或附近。然後，可使用合適的導航系統來確定鞘102的位置，比如可從美國明尼蘇達州明尼阿波利斯的Medtronic公司買到的MealthStation AXIEM 電磁跟蹤系統、 或者在通過引用合併於此的、2008年5月6日提交的共同受讓的美國第12/115，907號專利申請中所述的導航系統。
權利要求
1.一種用於確定器械在解剖結構內的區位的系統，包括第一器械，所述第一器械能在所述解剖結構內被導航，所述第一器械限定至少一個管腔，所述第一器械包括近端和遠端；第二器械，所述第二器械穿過所述至少一個管腔而被接納，所述第二器械能在所述解剖結構內相對於所述第一器械而被導航；至少一個電極，所述至少一個電極耦合到所述第一器械的所述遠端，所述至少一個電極響應於電活動來生成至少一個信號；感測單元，所述感測單元與所述解剖結構接觸以感測在所述解剖結構內、所述器械附近的區位處的電活動，所述感測單元與所述至少一個電極通信以接收所述至少一個信號；控制模塊，所述控制模塊基於感測到的所述電活動和所述至少一個信號來確定所述第一器械的所述區位；並且其中，所述至少一個電極能被縱切，使得能從所述第二器械附近移除所述第一器械。
2.根據權利要求1所述的系統，進一步包括第一驅動片，所述第一驅動片與所述解剖結構接觸；以及第二驅動片，所述第二驅動片與所述解剖結構接觸並且與所述第一驅動片間隔開，所述第一驅動片和所述第二驅動片被定位在所述區位處或所述區位附近。
3.根據權利要求2所述的系統，進一步包括第一參考片，所述第一參考片與所述解剖結構接觸並且與所述第一驅動片和所述第二驅動片間隔開；以及第二參考片，所述第二參考片與所述解剖結構接觸並且與所述第一驅動片、所述第二驅動片和所述第一參考片間隔開，所述第一參考片和所述第二參考片被定位在所述區位處或所述區位附近。
4.根據權利要求3所述的系統，其中，所述感測單元在所述第一驅動片和所述第二驅動片之間生成電壓，並且感測到的所述電活動包括在所述第一參考片和所述第二參考片之間感測到的電壓。
5.根據權利要求4所述的系統，其中，所述第一器械的所述至少一個電極響應於所述第一驅動片和所述第二驅動片之間的所述電壓，並且來自所述至少一個電極的所述至少一個信號包括由所述至少一個電極感測到的至少一個電壓。
6.根據權利要求5所述的系統，其中，基於所述第一驅動片和所述第二驅動片之間的感測到的所述電活動以及來自所述至少一個電極的所述至少一個信號，所述控制模塊確定所述第一器械的所述至少一個電極的至少一個阻抗。
7.根據權利要求6所述的系統，所述控制模塊基於所述第一器械的所述至少一個電極的所述至少一個阻抗來確定所述第二器械相對於所述解剖結構的位置。
8.根據權利要求4所述的系統，其中，所述第二器械進一步包括在遠端的至少一個第二器械電極，所述至少一個第二器械電極響應於所述電壓來生成至少一個第二器械信號，所述至少一個第二器械信號指示由所述至少一個第二器械電極感測到的至少一個電壓；以及其中，所述感測單元與所述至少一個第二器械電極通信以接收所述至少一個第二器械電極信號、並且基於感測到的所述電活動和所述至少一個第二器械信號，所述控制模塊確定所述第二器械的所述至少一個第二器械電極的至少一個阻抗。
9.根據權利要求8所述的系統，其中，所述控制模塊基於所述第二器械的所述至少一個第二器械電極的所述至少一個阻抗來確定所述第一器械相對於所述解剖結構的位置。
10.根據權利要求9所述的系統，其中，所述控制模塊確定所述第一器械相對於所述第二器械的位置。
11.根據權利要求10所述的系統，進一步包括顯示所述第一器械相對於所述第二器械的所述位置的顯示器。
12.根據權利要求1所述的系統，其中，所述第一器械進一步包括至少一個拉線，所述至少一個拉線耦合到所述第一器械的所述遠端附近並且延伸到所述器械的所述近端，以通過在所述近端操縱所述至少一個拉線來實現所述第一器械的所述遠端的偏轉。
13.根據權利要求1所述的系統，其中，所述第二器械包括導管、氣囊導管、標測導管、 籃狀導管、導引線、關節鏡系統、心臟引線、植入物或它們的組
14.一種用於確定器械在解剖結構內的區位的系統，包括 第一電極片，所述第一電極片與所述解剖結構接觸；第二電極片，所述第二電極片與所述解剖結構接觸並且與所述第一電極片間隔開； 第一器械，所述第一器械能在所述解剖結構內相對於所述第一電極片和所述第二電極片而被導航，所述第一器械限定至少一個管腔，所述第一器械包括遠端； 第二器械，所述第二器械穿過所述至少一個管腔而被接納，所述第二器械能在所述解剖結構內相對於所述第一器械、所述第一電極片和所述第二電極片而被導航；至少一個電極，所述至少一個電極耦合到所述第一器械的所述遠端，所述至少一個電極響應於電活動來生成至少一個信號；感測單元，所述感測單元與所述第一電極片和所述第二電極片通信以在所述第一電極片和所述第二電極片之間生成電壓，所述感測單元與所述第一器械的所述至少一個電極通信以接收所述至少一個信號、並且基於所述至少一個信號來確定所述第一器械的所述至少一個電極的至少一個阻抗；以及控制模塊，所述控制模塊基於所述第一器械的所述至少一個電極的所述至少一個阻抗來確定所述第一器械在所述解剖結構內的區位。
15.根據權利要求14所述的系統，其中，所述至少一個電極進一步包括 金屬部分，所述金屬部分與所述感測單元通信；以及導電聚合物帶，所述導電聚合物帶耦合到所述金屬部分，所述導電聚合物帶圍繞所述第一器械的圓周而耦合。
16.根據權利要求15所述的系統，其中，所述金屬部分包括不包圍所述第一器械的所述圓周的金屬電極。
17.根據權利要求15所述的系統，其中，所述金屬部分包括包圍所述第一器械的所述圓周的帶，所述帶能夠用切割部件來縱切。
18.根據權利要求14所述的系統，其中，所述至少一個電極能夠被縱切，使得能移除所述第一器械而不移除所述第二器械。
19.根據權利要求16所述的系統，其中，所述金屬電極具有適於引導切割器械的形狀， 所述形狀選自於包括三角形、菱形、梯形、卵形、圓形、矩形和多邊形的組。
20.根據權利要求17所述的系統，其中，所述金屬帶被定位在所述第一器械內，所述導電聚合物帶圍繞所述第一器械的外部而形成，並且所述第一器械限定孔，所述孔接納所述導電聚合物帶的一部分以實現所述金屬帶和所述導電聚合物帶之間的電通信。
21.根據權利要求20所述的系統，其中，所述金屬帶和導電聚合物帶是圍繞所述第一器械同心的。
22.一種用於確定器械在解剖結構內的區位的方法，包括 提供第一器械，所述第一器械包括至少一個管腔；向所述至少一個管腔中插入第二器械；向所述解剖結構中插入所述第二器械和所述第一器械的至少一部分； 感測在所述解剖結構內、所述第一器械的所述部分附近的電活動； 基於感測到的所述電活動來確定所述第一器械的所述區位；以及縱切所述至少一個電極以從所述解剖結構移除所述第一器械而不移除所述第二器械。
23.根據權利要求22所述的方法，進一步包括 將第一驅動片耦合到所述解剖結構；在與所述第一驅動片間隔開的區位處將第二驅動片耦合到所述解剖結構；以及在所述第一驅動片和所述第二驅動片中生成電壓。
24.根據權利要求23所述的方法，其中，所述第一器械包括至少一個電極，並且感測所述電活動進一步包括利用所述至少一個電極感測至少一個電壓；以及基於感測到的所述至少一個電壓來確定所述第一器械的所述至少一個電極的阻抗。
全文摘要
提供了一種用於確定器械在解剖結構內的區位的系統。該系統可包括第一器械，第一器械可限定至少一個管腔。該系統可進一步包括第二器械，第二器械可穿過該至少一個管腔而被接納。該系統可包括至少一個電極，該電極可耦合到第一器械的遠端。該電極可響應於電活動來生成至少一個信號。該系統可包括感測單元，感測單元可與解剖結構接觸以感測在解剖結構內、該器械附近的區位處的電活動。感測單元可與該電極通信以接收該信號。該系統可進一步包括控制模塊，控制模塊可基於感測到的電活動和該信號來確定第一器械的區位。
文檔編號A61B19/00GK102548605SQ201080020394
公開日2012年7月4日 申請日期2010年4月9日 優先權日2009年4月9日
發明者H·託比·馬科維茨, 史蒂文·L·瓦爾德豪澤, 傑夫·揚尼克, 查德·吉斯 申請人:美敦力公司