УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ЭНЕРГИИ
ENERGY SUPPLY APPARATUS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству подачи энергии и компьютерной программе для подачи энергии к объекту. Дополнительно, изобретение относится к устройству обнаружения для обнаружения объекта.
Уровень техники изобретения
Катетерная абляция является минимально инвазивной процедурой, широко используемой для лечения аритмий сердца. Во время процедуры катетерной абляции кардиальная ткань локально подвергается деструкции, чтобы блокировать нежеланные проводящие пути. Локальная деструкция может достигаться использованием гипертермии, например, посредством источника радиочастотной (RF) энергии, лазерного источника или высокоинтенсивного источника сфокусированного ультразвука (HIFU) в качестве источника энергии, или гипотермии в случае криоабляции. Энергия обычно подается через наконечник абляционного катетера. Процедура абляции может контролироваться блоком контроля, содержащим блок дисплея, на котором можно видеть результат контроля.
Чтобы позволить пользователю, такому как врач, знать, когда энергия абляции фактически подается, источник энергии, например, источник радиочастотной энергии, может быть выполнен с возможностью непосредственной связи с блоком контроля, такой чтобы блок контроля мог индицировать на блоке дисплея, подается ли в данный момент энергия абляции или нет.
Трудности возникают из-за того, что интерфейсные протоколы и протоколы связи обычно меняются в зависимости от соответствующего изготовителя, соответствующего устройства и даже в зависимости от соответствующей версии устройства, которая может отображать непосредственную связь между источником энергии для обеспечения энергии абляции и блоком контроля.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения рассматривается как обеспечение устройства подачи энергии и компьютерной программы для подачи энергии к объекту и устройства обнаружения для обнаружения объекта, которое позволяет индицировать, прикладывается ли фактически энергия к объекту без обязательного требования связи с блоком подачи энергии, фактически выполняющим процедуру подачи энергии.
В первом варианте настоящего изобретения представляется устройство подачи энергии для подачи энергии к объекту, в котором устройство подачи энергии содержит:
- блок подачи энергии для подачи энергии к объекту, в котором блок подачи энергии выполнен с возможностью использования электрического тока для подачи энергии с целью абляции объекта,
- блок измерения тока для измерения электрического тока, используемого блоком подачи энергии, и для обеспечения двоичного сигнала, индицирующего, подается ли энергия к объекту, основываясь на измеренном электрическом токе.
Так как блок измерения тока измеряет электрический ток, используемый блоком подачи энергии, и обеспечивает сигнал, индицирующий, приложена ли энергия к объекту, основываясь на измеренном электрическом токе, не требуется прямая связь между блоком подачи энергии и, например, блоком контроля и/или блоком дисплея для использования и/или индикации информации, приложена ли фактически энергия.
Устройство подачи энергии предпочтительно выполнено с возможностью осуществления процедуры кардиальной абляции, причем блок подачи энергии предпочтительно выполнен с возможностью подачи радиочастотной энергии к кардиальной ткани.
Блок измерения тока выполнен с возможностью генерирования в качестве сигнала двоичного сигнала, индицирующего, подана ли энергия или нет, основываясь на измеренном токе.
Блок подачи энергии содержит электрический проводник, через который течет электрический ток, в котором блок измерения тока выполнен с возможностью измерения тока, текущего через электрический проводник, например, при использовании трансформатора тока, антенны и/или датчика магнитного поля, подобного датчику Холла, в частности, полупроводникового датчика Холла. В частности, блок измерения тока может содержать трансформатор тока, интегрированный с электрическим проводником, в котором трансформатор тока содержит первичный элемент, образуемый электрическим проводником, и вторичный элемент, который предпочтительно электрически изолируется от первичного элемента, и в котором блок измерения тока дополнительно содержит измерительный элемент для измерения тока во вторичном элементе и для обеспечения сигнала, основываясь на токе, измеренном во вторичном элементе. Это позволяет надежно определять ток и, таким образом, определять, подана ли энергия или нет.
Вторичный элемент трансформатора тока предпочтительно является катушкой, намотанной вокруг магнитного сердечника трансформатора тока, вмещающего в себя электрический проводник, которая образует первичный элемент трансформатора тока. Предпочтительно, трансформатор тока выполнен таким образом, что ток, протекающий через вторичный элемент, содержит ток, волновая форма которого подобна волновой форме тока, протекающего через первичный элемент, причем ток, протекающий через вторичный элемент, имеет амплитуду, меньшую, чем амплитуда тока, текущего через первичный элемент.
В варианте осуществления вторичный элемент выполнен с возможностью быть прикрепляемым к электрическому проводнику для образования трансформатора тока. Например, вторичный элемент и один или несколько других элементов трансформатора тока, таких как магнитный сердечник, могут быть физически прижаты к электрическому проводнику, который образует первичный элемент трансформатора тока, для образования трансформатора тока. Вторичный элемент и один или несколько других элементов, за исключением электрического проводника, образующего первичный элемент, могут поэтому быть прикрепленными к существующему устройству подачи энергии для измерения тока. Это прикрепление к электрическому проводнику предпочтительно выполняется съемным способом, используя, например, зажимной механизм, позволяющий использовать функциональные возможности измерения тока с различными устройствами подачи энергии.
Предпочтительно блок измерения тока выполнен с возможностью измерения тока, имеющего заранее заданные параметры, и обеспечения сигнала, основываясь на том, был ли измерен ток, имеющий заранее заданные параметры. Например, блок измерения тока может быть выполнен с возможностью обнаружения, присутствует ли ток, имеющий параметры в пределах заранее заданных диапазонов параметров, и обеспечения двоичного сигнала, индицирующего, был ли обнаружен этот ток. В варианте осуществления заранее заданные диапазоны параметров определяют амплитуды тока и частоты тока. В частности, блок измерения тока может быть выполнен с возможностью обнаружения, присутствует ли ток, имеющий амплитуду между 0,1 А и 2,0 A, дополнительно предпочтительно, между 0,13 А и 1,8 A, и частоту между 400 кГц и 500 кГц, и обеспечения соответствующего двоичного сигнала. Это снижает вероятность, что подача энергии индицируется неправильно из-за того, что был измерен ток, не являющийся током, используемым блоком подачи энергии для подачи энергии к объекту, то есть, снижается вероятность, что внешний сигнал помехи по ошибке обнаруживается как ток, поданный блоком подачи энергии.
Устройство подачи энергии предпочтительно является устройством абляции для абляции ткани внутри живого организма, выполненным с возможностью формирования во время операции контура абляции, содержащего a) источник мощности для обеспечения радиочастотной мощности, b) абляционный катетер, содержащий абляционный электрод для подачи энергии к ткани, c) первое электрическое соединение, электрически соединяющее источник мощности с абляционным катетером и являющееся, например, проводом или кабелем, d) нейтральный электрод для его размещения снаружи живого организма, и e) второе электрическое соединение, электрически соединяющее нейтральный электрод с источником мощности и являющееся, например, проводом или кабелем, причем блок измерения тока помещается в контур абляции, чтобы измерять электрический ток. В частности, блок измерения тока может быть интегрирован в контур абляции таким образом, что он образует физическую часть контура абляции.
Блок измерения тока может быть размещен, например, для измерения тока, в первом электрическом соединении, во втором электрическом соединении или в абляционном катетере, в частности, в ручке катетера. Соответственно, блок измерения тока может быть размещен в первом электрическом соединении или во втором электрическом соединении или блок измерения тока может быть размещен внутри или вокруг ручки катетера. В частности, блок измерения тока может быть физической частью, например, первого электрического соединения, второго электрического соединения или абляционного катетера.
Электрический ток, используемый блоком подачи энергии, генерирует электромагнитное излучение, причем блок измерения тока может содержать приемный элемент для приема электромагнитного излучения, причем блок измерения тока может быть выполнен с возможностью измерения тока, основываясь на принятом электромагнитном излучении. Это позволяет измерять ток на относительно большом расстоянии, причем нет необходимости в физическом контакте измерительного блока, например, с проводом или кабелем, по которому течет ток.
Приемный элемент предпочтительно является антенной, в частности, простой рамочной антенной. Антенна может не иметь высокой избирательности, то есть, например, она может быть выполнена с возможностью приема электромагнитного излучения в пределах частотного диапазона 400-5000 кГц.
В другом варианте осуществления блок измерения тока содержит датчик магнитного поля для измерения магнитного поля, генерируемого электрическим током, используемым блоком подачи энергии, причем блок измерения тока выполнен с возможностью измерения тока, основываясь на измеренном магнитном поле. Датчик магнитного поля предпочтительно является датчиком Холла.
Устройство подачи энергии может дополнительно содержать блок вывода для индикации пользователю, подается ли энергия, основываясь на сигнале, предоставляемом блоком измерения тока. Блок вывода предпочтительно является блоком дисплея для отображения соответствующей индикации. В частности, блок дисплея может быть выполнен с возможностью отображения начала и конца подачи энергии.
Устройство подачи энергии предпочтительно дополнительно содержит блок обнаружения для обнаружения объекта, генерируя, таким образом, результат обнаружения, причем блок дисплея может быть также выполнен с возможностью индикации результата обнаружения. В предпочтительном варианте осуществления блок обнаружения выполнен с возможностью ультразвукового обнаружения объекта таким образом, что генерируется изображение в М-режиме, причем блок дисплея может быть выполнен с возможностью отображения изображения, сгенерированного в М-режиме, вместе с индикацией подачи энергии, индицирующей по меньшей мере начало или конец подачи энергии, основываясь на поданном сигнале. Это позволяет такому пользователю, как врач, легко видеть на блоке дисплея, какая часть изображения в М-режиме соответствует периоду подачи энергии, во время которого энергия подается к объекту, и какая часть изображения в М-режиме не соответствует периоду подачи энергии.
Блок обнаружения может также быть выполнен с возможностью осуществления обнаружения объекта в зависимости от предоставленного сигнала, являющегося индикацией того, подана ли энергия. Предпочтительно, блок обнаружения выполнен с возможностью обнаружения объекта, если сигнал индицирует, что энергия не подается к объекту. В частности, сигнал может индицировать периоды подачи энергии, в которых энергия подается, и, таким образом, ток измеряется, и периоды отсутствия подачи энергии, в которые энергия не подается, и, таким образом, ток не измеряется, причем блок обнаружения может быть выполнен с возможностью обнаружения объекта только в периоды отсутствия подачи энергии. Это, в целом, снижает возможные нарушения обнаружения объекта при подаче энергии, в частности, в целом, соответствующая возможная помеха может быть предотвращена.
В дополнительном варианте настоящего изобретения представляется устройство обнаружения для обнаружения объекта, в котором устройство обнаружения содержит:
- блок обнаружения для обнаружения объекта, генерируя, таким образом, результат обнаружения,
- блок измерения тока для измерения электрического тока, используемого блоком подачи энергии для подачи энергии к объекту с целью абляции объекта и для генерирования двоичного сигнала, индицирующего, подается ли энергия к объекту или нет, основываясь на измеренном электрическом токе, и
- блок вывода для вывода результата обнаружения и для индикации, подается ли энергия к объекту, основываясь на сигнале, предоставляемом блоком измерения тока.
В дополнительном варианте представляется способ подачи энергии для подачи энергии к объекту, в котором способ подачи энергии содержит этапы, на которых:
- подается энергия к объекту посредством блока подачи энергии, причем блок подачи энергии использует для подачи энергии электрический ток с целью абляции объекта,
- измеряется электрический ток, используемый блоком подачи энергии, и генерируется сигнал, индицирующий, подается ли энергия к объекту, основываясь на электрическом токе, измеренном блоком измерения тока.
В дополнительном варианте настоящего изобретения представляется компьютерная программа для подачи энергии к объекту, причем компьютерная программа содержит средство управляющей программы, заставляющее устройство подачи энергии, как оно определено в п.1 формулы изобретения, выполнять следующие этапы, когда компьютерная программа работает на компьютере, управляющем устройством подачи энергии:
- подачи энергии к объекту блоком подачи энергии, причем блок подачи энергии использует электрический ток для подачи энергии с целью абляции объекта,
- измерения электрического тока, используемого блоком подачи энергии, и предоставления двоичного сигнал, индицирующего, подается ли энергия к объекту, основываясь на электрическом токе, измеренном блоком измерения тока.
Следует понимать, что устройство подачи энергии по п. 1 формулы изобретения, устройство обнаружения по п. 13 формулы изобретения, способ подачи энергии и компьютерная программа по п. 14 формулы изобретения имеют схожие и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, в частности, определенные в зависимых пунктах формулы изобретения.
Следует понимать, что предпочтительный вариант осуществления изобретения может также быть любой комбинацией зависимых пунктов формулы изобретения с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения.
Эти и другие варианты изобретения станут очевидны и будут объяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные здесь далее.
Краткое описание чертежей
На последующих чертежах:
Фиг. 1 - схематичный примерный вариант осуществления устройства подачи энергии для подачи энергии к объекту,
Фиг. 2 - схематичный примерный вариант осуществления наконечника катетера устройства подачи энергии,
Фиг. 3 - схематичный примерный вариант осуществления контура абляции с блоком измерения тока устройства подачи энергии,
Фиг. 4 - изображение в М-режиме в различных точках во времени, показывающее кардиальную ткань, на котором индицированы начало и конец подачи энергии к кардиальной ткани,
Фиг. 5 - дополнительный вариант осуществления контура абляции и отдельного блока измерения тока, и
Фиг. 6 - блок-схема последовательности выполнения способа подачи энергии для подачи энергии к объекту.
Подробное описание вариантов осуществления
На фиг. 1 схематично и в качестве примера показан вариант осуществления устройства 1 подачи энергии для подачи энергии к объекту. В этом варианте осуществления устройство 1 подачи энергии является устройством кардиальной абляции для выполнения процедуры кардиальной абляции, содержащим абляционный катетер 14 с ручкой 16 катетера. Наконечник 21 абляционного катетера 14 вводится в сердце 2 пациента 3, лежащего на столе 4. Наконечник 21 катетера показан в качестве примера и более подробно представлен на фиг. 2.
Наконечник 21 катетера содержит абляционный электрод 19, выполненный в виде колпачкового электрода с ирригационными отверстиями 24 и отверстием 26 обнаружения. Ирригационные отверстия 24 скомпонованы по окружности колпачкового электрода 19 и отверстие обнаружения скомпоновано в центре фронтальной поверхности колпачкового электрода 19. Ультразвуковой преобразователь 25 располагается внутри колпачкового электрода 19 в отверстии 26 таким образом, что кардиальная ткань может обнаруживаться ультразвуковым способом через отверстие 26 обнаружения ультразвуковым преобразователем 25.
Наконечник 21 катетера дополнительно содержит электроды 23 обнаружения, имеющие форму кольцевых электродов. Электроды 23 обнаружения используются для измерения электрических кардиальных сигналов.
Катетер 14 соединяется с радиочастотным источником 8 мощности, блоком 10 управления ультразвуковым обнаружением и блоком 11 измерения электрического обнаружения через кабель 12. Кабель 12 и катетер 14 содержат несколько изолированных проводов для электрического соединения электродов 23 обнаружения с блоком 11 измерения электрического обнаружения, абляционного электрода 19 с источником 8 радиочастотной мощности и ультразвукового датчика 25 с блоком 10 управления ультразвуковым обнаружением. В этом варианте осуществления блок 10 управления ультразвуковым обнаружением вместе с ультразвуковым преобразователем 25 выполнен с возможностью генерирования изображений в М-режиме кардиальной ткани, к которой подается энергия, то есть, которая подвергается абляции. Электроды 23 обнаружения и блок 11 измерения электрического обнаружения выполнены с возможностью измерения электрических кардиальных сигналов, в частности, измерения электрокардиографических сигналов, и источник 8 радиочастотной мощности и абляционный электрод 19 выполнены с возможностью абляции кардиальной ткани.
Абляционный электрод 19 и источник 8 радиочастотной мощности образуют блок подачи энергии для подачи энергии к объекту, которым в настоящем варианте осуществления является кардиальная ткань, причем блок 8 подачи энергии и абляционный электрод 19 выполнены с возможностью использования электрического тока для подачи энергии. Ультразвуковой преобразователь 25 и блок 10 управления ультразвуковым обнаружением образуют блок обнаружения для обнаружения кардиальной ткани.
Устройство 1 подачи энергии дополнительно содержит нейтральный электрод 5 расположенной позади пациента 3, который соединяется с источником 8 радиочастотной мощности через дополнительный кабель 17. Источник 8 радиочастотной мощности, абляционный катетер 14, кабель 12, который может рассматриваться как первое электрическое соединение, электрически соединяющее источник 8 радиочастотной мощности с абляционным катетером 14, пациентом 3, нейтральным электродом 5, и дополнительный кабель 17, который может рассматриваться как второе электрическое соединение, электрически соединяющее нейтральный электрод 5 с источником 8 радиочастотной мощности, образуют контур абляции, в котором расположен блок 15 измерения тока, в частности, интегрируются. Блок 15 измерения тока выполнен с возможностью измерения электрического тока, используемого абляционным катетером 14 для абляции кардиальной ткани и обеспечения сигнала, индицирующего, подается ли фактически энергия к кардиальной ткани, основываясь на измеренном электрическом токе. В этом варианте осуществления блок измерения тока выполнен с возможностью измерения радиочастотного тока, если он присутствует, и обеспечения двоичного сигнала, индицирующего, подвергается ли абляции фактически кардиальная ткань или нет, основываясь на том, измеряется ли радиочастотный ток.
Блок 15 измерения тока выполнен с возможностью измерения радиочастотного тока, текущего через электрический проводник внутри контура абляция, являющегося в этом варианте осуществления кабелем 12, соединяющим абляционный катетер 14 с источником 8 радиочастотной мощности. Блок 15 измерения тока в этом варианте осуществления содержит трансформатор тока, интегрированный с кабелем 12, причем трансформатор тока содержит первичный элемент, образованный кабелем 12, и вторичный элемент 20, схематично и в качестве примера показанный на фиг. 3. На фиг. 3 показан только блок 10 управления ультразвуковым обнаружением и контур 30 абляции, который образуется источником 8 радиочастотной мощности, абляционным катетером 14, кабелем 12, соединяющим источник 8 радиочастотной мощности и абляционный катетер 14, и интегрируется с блоком 15 измерения тока, пациентом 3, нейтральным электродом 5 и кабелем 17, соединяющим нейтральный электрод 5 и источник 8 радиочастотной мощности.
Блок 15 измерения тока дополнительно содержит измерительный элемент 22 для измерения тока во вторичном элементе 20 и для обеспечения сигнала, основываясь на токе, измеренном на вторичном элементе 20.
Вторичный элемент 20 является катушкой, намотанной вокруг магнитного сердечника трансформатора тока, вмещающего в себя кабель 12, образующий первичный элемент трансформатора тока. Трансформатор тока выполнен таким образом, что ток, текущий через вторичный элемент, имеет волновую форму тока, схожую с волновой формой тока для тока, текущего через первичный элемент, причем ток, текущий через вторичный элемент, имеет амплитуду, меньшую, чем амплитуда тока, текущего через первичный элемент. Первичный элемент 12 и вторичный элемент 20 электрически изолированы друг от друга.
Измерительный элемент 22 может содержать амперметр для измерения тока во вторичном элементе 20 и электрическую схему, выполненную с возможностью генерировать двоичный сигнал, индицирующий, был ли измерен радиочастотный ток, то есть, была ли фактически выполнена кардиальная абляция. В других вариантах осуществления функциональные возможности измерения тока и/или функциональные возможности генерирования сигнала могут обеспечиваться другим элементом, который может быть частью, например, блока 10 управления ультразвуковым обнаружением.
Например, электрическая схема блока 10 ультразвукового обнаружения может быть выполнена с возможностью генерирования двоичного сигнала в зависимости от тока, измеряемого на вторичном элементе трансформатора тока. В этом случае трансформатор тока вместе с этой электрической схемой блока управления ультразвуковым обнаружением образует блок измерения тока для измерения электрического тока, используемого блоком подачи энергии, и для обеспечения сигнала, индицирующего, подается ли энергия электрического тока к объекту, основываясь на измеренном электрическoм токе.
Вторичный элемент 20 вместе с магнитным сердечником и измерительным элементом 22 может быть выполнен с возможностью быть прикрепляемым к кабелю 12 для образования трансформатора тока. Например, вторичный элемент 20, магнитный сердечник и измерительный элемент 22 трансформатора тока могут быть физически прижаты к кабелю 12, который образует первичный элемент трансформатора тока для формирования трансформатора тока. Вторичный элемент вместе с другими элементами трансформатора тока, исключая кабель 12, образующий первичный элемент, может поэтому быть прикрепляемым к устройству кардиальной абляции для измерения радиочастотного тока. Кроме того, вторичный элемент вместе с другими элементами трансформатора тока, исключая кабель 12, образующий первичный элемент, может, следовательно, быть прикрепляемым к существующему устройству кардиальной абляции для измерения радиочастотного тока. Кроме того, вторичный элемент вместе с другими элементами трансформатора тока, исключая первичный элемент, образованный кабелем 12, может также легко быть отсоединяемым от кабеля 12, чтобы позволить функциональным возможностям измерения радиочастотного тока, использоваться с другими устройствами подачи энергии. Блок 15 измерения тока может также быть выполнен с возможностью прикрепления к другой части контура 30 абляции. Дополнительно, блок 15 измерения тока может также физически интегрироваться с контуром 30 абляции, так чтобы он формировал физическую часть контура абляции.
Блок 15 измерения тока может, в частности, быть выполнен с возможностью прикрепления и снятия или физически выполняться интегрально с кабелем 12, соединяющим абляционный катетер 14 с источником 8 радиочастотной мощности, как схематично в качестве примера показано на фиг. 1 и 3, а кабель 17 соединяет нейтральный электрод 5 с источником 8 радиочастотной мощности или абляционным катетером 14, в частности, внутри или вокруг ручки 16 катетера.
Блок 15 измерения тока выполнен с возможностью измерения тока, имеющего заранее заданные параметры, и обеспечения сигнала, основанного на том, был ли измерен ток, имеющий заранее заданные параметры. В частности, блок 15 измерения тока выполнен с возможностью обнаружения, присутствует ли радиочастотный ток, имеющий параметры в пределах заранее заданных диапазонов параметров, и обеспечения двоичного сигнала, индицирующего, был ли обнаружен этот радиочастотный ток. В этом варианте осуществления блок 15 измерения тока выполнен с возможностью обнаружения присутствия или отсутствия тока, имеющего амплитуду между 0,1 А и 2,0 A, дополнительно предпочтительно, между 0,13 А и 1,8 A, и имеющего частоту между 400 кГц и 500 кГц, причем сгенерированный двоичный сигнал индицирует, что кардиальная абляция фактически выполняется, если измеряется такой радиочастотный ток.
Устройство 1 подачи энергии дополнительно содержит блок 18 вывода, являющийся в этом варианте осуществления блоком дисплея для отображения изображения в М-режиме, сгенерированного ультразвуковым преобразователем 25 и блоком 10 управления ультразвуковым обнаружением, и для индикации пользователю, такому как врач, подается ли энергия, основываясь на сигнале, предоставленном блоком 15 измерения тока.
На фиг. 4 схематично и в качестве примера показано изображение 40 в М-режиме для различных точек во времени t0...t8. Ультразвуковой преобразователь 25 вместе с блоком 10 управления ультразвуковым обнаружением непрерывно получает А-строки, добавляющиеся к ранее полученным А-строкам, для генерирования изображения 40 в М-режиме, в котором количество А-строк увеличивается с увеличением времени. Если блок 15 измерения тока обнаруживает радиочастотный ток в кабеле 12 и генерирует сигнал, индицирующий, что энергия RF подается к кардиальной ткани, блок 18 дисплея индицирует первую индикацию 41 о подаче энергии, которой в этом варианте осуществления является цветная вертикальная линия, индицирующая начало подачи радиочастотной энергии к кардиальной ткани. Во время подачи энергии к кардиальной ткани полоска 42 растет в соответствии с нарастающим изображением в М-режиме, причем, если сигнал, обеспечиваемый блоком 15 измерения тока, индицирует, что подача энергии к кардиальной ткани остановлена, вторая индикация 43 подачи энергии индицирует, что процедура абляции остановлена. В этом варианте осуществления вторая индикация 43 подачи энергии также индицируется вертикальной линией внутри изображения в М-режиме.
На фиг. 4 первая индикация 41 подачи энергии, индицирующая начало подачи энергии, сначала показывается в изображении в М-режима в точке времени t2 и вторая индикация 43 подачи энергии сначала показывается в изображении в М-режиме в точке времени t6. На фиг. 4 по вертикальной оси изображения в М-режиме в некоторой точке во времени индицируется глубина внутрь кардиальной ткани, причем убывающее направление индицирует направление увеличения глубины внутри кардиальной ткани для соответствующей точки во времени.
Поскольку индикации 41, 43 подачи энергии показываются в соответствующих временных положениях внутри изображения в М-режиме на блоке 18 дисплея, пользователь, такой как врач, может легко видеть на блоке 18 дисплея, какая часть изображения в М-режиме соответствует периоду подачи энергии, в течение которого энергия подается к кардиальной ткани, и какая часть изображения в М-режиме не соответствует периоду подачи энергии.
В варианте осуществления блок 10 управления ультразвуковым обнаружением может быть выполнен с возможностью управления ультразвуковым обнаружением, так что оно не выполняется, если сигнал, обеспечиваемый блоком 15 измерения тока, индицирует, что энергия не подается к кардиальной ткани. В частности, сигнал индицирует периоды подачи энергии, в которые подается энергия, и, таким образом, измеряется радиочастотный ток, и периоды отсутствия подачи энергии, в которые не подается энергия и, таким образом, ток не измеряется, причем блок 10 управления ультразвуковым обнаружением может быть выполнен с возможностью управления ультразвуковым обнаружением таким образом, что оно выполняется только в периоды отсутствия подачи энергии. Это может, в целом, уменьшить возможные помехи, создаваемые ультразвуковым обнаружением кардиальной ткани при подаче энергии.
Устройство 1 подачи энергии дополнительно содержит блок 9 управления ирригацией, такой как ирригационный насос, который соединяется с катетером 14 трубкой 7 для накачивания ирригационной текучей среды в катетер, так чтобы она могла выходить из наконечника 21 катетера через ирригационные отверстия 24. Кроме того, устройство 1 подачи энергии содержит блок 13 локализации для определения местоположения наконечника 21 абляционного катетера 14 внутри сердца 2 пациента 3. Блок 13 локализации может быть любым известным блоком локализации, таким как блок рентгеновской флюороскопии, блок электромагнитной локализации и т.д. Кроме того, определенное положение наконечника 21 катетера внутри сердца 2 пациента 3 может отображаться на блоке 18 дисплея, чтобы позволить пользователю проверять местоположение абляции, в котором энергия подается в кардиальной ткани.
Хотя в вариантах осуществления, описанных выше со ссылкой на фиг. 1 и 3, блок 15 измерения тока прикрепляется, в частности, прижимается к контуру 30 абляции или физически интегрируется с контуром 30 абляции таким образом, что он образует физическую часть контура 30 абляции, в других вариантах осуществления блок измерения тока может также быть отдельным от контура 30 абляции, как схематично и для примера показано на фиг. 5.
На фиг. 5 блок 115 измерения тока содержит приемный элемент 120 для приема электромагнитного излучения, генерируемого электрическим радиочастотным током, текущим через контур 30 абляции, причем блок 115 измерения тока выполнен с возможностью измерения тока, основываясь на принятом электромагнитном излучении. Это позволяет измерять радиочастотный ток на относительно большом расстоянии, причем измерительный блок 115 не нуждается в физическом контакте, например, с проводом или кабелем, через который течет радиочастотный ток.
Приемный элемент 120 является антенной, в частности, простой рамочной антенной. Антенна 120 не обладает высокой избирательностью и приспособлена для приема электромагнитного излучения в пределах частотного диапазона 400-5000 кГц. Подобно измерительному элементу 22, описанному выше со ссылкой на фиг. 3, блок 115 измерения тока также содержит измерительный элемент 122 для измерения тока, наведенного в антенне 120, и для обеспечения двоичного сигнала, индицирующего, обнаружил ли блок 115 измерения тока протекание радиочастотного тока через контур 30 абляции.
Часть ультразвукового обнаружения устройства подачи энергии, блок измерения тока и блок дисплея могут рассматриваться как образующие устройство обнаружения для обнаружения объекта, причем благодаря блоку измерения тока, информация о том, подается ли энергия или нет, может отображаться на блоке дисплея. Устройство обнаружения может быть интегрированным устройством, то есть, быть интегрированным с устройством подачи энергии, или может быть отдельным устройством. В других вариантах осуществления устройство обнаружения может также быть выполнено с возможностью осуществления другого вида обнаружения, например, электрического обнаружения, оптического обнаружения и так далее.
В следующем варианте осуществления описан способ подачи энергии к объекту, который для примера будет представлен со ссылкой на блок-схему последовательности выполнения, показанную на фиг. 6.
На этапе 101 энергия подается к кардиальной ткани источником 8 радиочастотной мощности через абляционный катетер 14, причем радиочастотный ток используется для подачи энергии. На этапе 102 электрический ток измеряется блоком 15, 115 измерения тока и генерируется сигнал, индицирующий, подана ли энергия к кардиальной ткани, основываясь на измеренном радиочастотном токе. Таким образом, на этапе 102 предпочтительно генерируется и предоставляется двоичный сигнал, индицирующий, подвергается ли фактически абляции кардиальная ткань, в зависимости от того, обнаруживается ли радиочастотный ток или нет. На этапе 103, который может выполняться перед, во время и/или после того, как энергия подана к объекту, ультразвуковой преобразователь 25 вместе с блоком 10 управления ультразвуковым обнаружением генерирует изображения 103 в М-режиме. На этапе 104 сгенерированные изображения в М-режиме и индикация подачи энергии, индицирующая, подана ли фактически энергия к объекту или нет, показываются на блоке 18 дисплея. Необязательно, сигнал, сгенерированный и обеспечиваемый на этапе 102, может использоваться на этапе 103 блоком 10 управления ультразвуковым обнаружением для управления ультразвуковым обнаружением, так чтобы ультразвуковое детектирование выполнялось только в периоды отсутствия подачи энергии, в которые энергия не подается к объекту.
Следует заметить, это этапы 101-104 могут выполняться, по существу, одновременно, причем при использовании радиочастотного тока для подачи энергии, этот радиочастотный ток измеряется, соответствующий сигнал, индицирующий, подается ли энергия к кардиальной ткани, генерируется на основе измеренного радиочастотного тока, и соответствующая индикация подачи энергии, индицирующая, подана ли фактически энергия, отображаются на блоке дисплея вместе с одновременно генерируемыми изображениями в М-режиме.
Радиочастотный абляционный катетер с интегрированным ультразвуковым контролем патологического изменения и ирригацией текучей средой позволяет визуализацию прогрессирования границы патологического изменения, предпочтительно в реальном времени. В частности, абляционный катетер содержит один или более ультразвуковых преобразователей, скомпонованных внутри наконечника катетера и связанных с внешним пультом, то есть, с блоком управления ультразвуковым обнаружением, причем блок управления ультразвуковым обнаружением вместе с блоком дисплея могут рассматриваться как блок контроля кардиальной абляции (САМ).
Устройство подачи энергии предпочтительно выполнено с возможностью индикации хирургу на ультразвуковом изображении, отображаемом в реальном времени, когда имеет место абляция. Хирург может управлять подачей энергии абляции, например, посредством ножной педали, связанной с источником 8 радиочастотной мощности, причем индикация, то есть, показ подачи энергии, отображаемая на дисплее, предпочтительно является непосредственной обратной связью того, когда это фактически происходит.
Хотя в описанных выше вариантах осуществления сигнал, индицирующий, подается ли фактически энергия к объекту, используется для индикации на блоке дисплея, когда энергия фактически подается, и/или для управления процедурой ультразвукового обнаружения в зависимости от того, подается ли энергия фактически к объекту, в других вариантах осуществления сигнал может также использоваться для других целей. Например, в других вариантах осуществления устройство подачи энергии может быть дополнительно выполнено с возможностью определения параметров, таких как глубина абляции, которая является глубиной прогрессирования патологического изменения в ткани, основываясь на ультразвуковых изображениях и знании того, подается ли фактически энергия к ткани.
В целом, информация о мощности абляции может быть получена из генерирования радиочастотной энергии, то есть, от источника радиочастотной мощности, посредством прямой связи между блоком подачи энергии и блоком управления ультразвуковым обнаружением, в частности, от пульта САМ, содержащего блок управления ультразвуковым обнаружением и блок дисплея. Однако, протоколы связи интерфейса могут меняться в зависимости от изготовителя, устройства и даже версии устройства. Связь, например, между источником радиочастотной мощности и пультом САМ поэтому нежелательна. Может также быть возможным извлекать информацию о том, присутствует ли мощность абляции, из признаков, введенных в ультразвуковой сигнал при доставке радиочастотной энергии, то есть, это может делаться для избежания воздействия нежелательной радиочастотной помехи на ультразвуковой сигнал. Но этот необязательный вариант еще не дает достоверных результатов, потому что уровни помех неизвестны и потому что, в целом, при проектировании предпринимаются меры, чтобы сделать систему контроля абляции максимально нечувствительной к внешним возмущениям, таким как радиочастотная помеха.
Кроме того, обычно помеха должна поддерживаться как можно меньшей. Устройство подачи энергии, описанное выше со ссылкой на фиг. 1-6, обеспечивает поэтому решение для обнаружения, подается ли мощность абляции, не нуждаясь в непосредственной связи между источником радиочастотной энергии и, например, блоком 10 управления ультразвуковым обнаружением, в частности, пультом САМ, и не нуждаясь в извлечении радиочастотной помехи из ультразвуковых сигналов. Фактически, предпочтительно, устройство подачи энергии позволяет достоверно обнаруживать, подается ли мощность абляции, не требуя какой-либо связи в контуре абляции, и обнаружение, подается ли мощность абляции или нет, не зависит от соответствующего изготовителя, устройства и версии устройства.
Устройство подачи энергии предпочтительно выполнено с возможностью обнаружения на соответствующем кабеле, который несет радиочастотный ток, происходит ли радиочастотная абляция. Эта двоичная информация может использоваться для индикации подачи радиочастотной энергии на блоке дисплея, в частности, пульте САМ, без какой-либо непосредственной связи с контуром абляции. Обнаружение предпочтительно основано на электромагнитном поле, генерируемом проводом, по которому проходят токи абляции. Это предпочтительно использует тот факт, что соответствующий провод, на котором измеряется радиочастотный ток, является частью большого контура, содержащего генератор абляции, то есть, источник радиочастотной мощности, кабель от генератора абляция до катетера абляции, катетер абляции, пациента, нейтральный электрод позади пациента и, наконец, кабель или провод от нейтрального электрода к генератору абляции. Благодаря этому контуру абляции, ток абляции через соответствующий провод генерирует относительно мощное электромагнитное поле, которое относительно легко обнаруживается. Для этого обнаружения может использоваться трансформатор тока, располагающийся где-нибудь в контуре тока абляции. Например, трансформатор тока может быть расположен в кабеле от источника радиочастотной мощности до катетера абляции, в кабеле от источника радиочастотной мощности к нейтральному электроду или трансформатор тока может быть размещен внутри или вокруг ручки катетера. Первичная сторона трансформатора тока предпочтительно образуется соответствующим проводом, несущим ток абляции. Предпочтительно, провод абляция не должен модифицироваться, обрезаться или переключаться, чтобы делать его частью трансформатора тока, поскольку вокруг соответствующего провода, несущего ток абляции, могут быть собраны другие части трансформатора тока. Ток абляции вводит небольшой сигнал на вторичной стороне трансформатора тока, являющийся относительной копией волновой формы тока абляции, но с другой амплитудой. Первичная и вторичная стороны трансформатора тока электрически изолируются. Вторичная сторона трансформатора тока предпочтительно образуется катушкой, намотанной вокруг магнитного сердечника. Схема обнаружения, то есть, измерительный элемент, на вторичной стороне обнаруживает, присутствует ли ток абляции. Радиочастотная мощность предпочтительно поддерживается стабильной независимо от нагрузки. Радиочастотная мощность находится предпочтительно в диапазоне 5-100 Вт и нагрузка находится предпочтительно в диапазоне 30-300 Ом. Поскольку I=√P/R, где I - ток абляции, P - мощность, обеспечиваемая источником радиочастотной мощности, и R - нагрузка, токи абляция находятся предпочтительно в диапазоне 0,13-1,8 A. Дополнительно, частоты абляции, то есть, частоты тока абляции, предпочтительно находятся в пределах диапазона 400-500 кГц. Поэтому схема обнаружения предпочтительно разрабатывается такой, чтобы обнаруживать токи в этих указанных диапазонах, обеспечивая, таким образом, достоверную индикацию состояния, индицирующую, имеет ли место абляция.
Так как электромагнитное излучение, излучаемое соответствующим проводом, несущим ток абляции, довольно значительно, обнаружение может делаться на относительно большом расстоянии.
Поэтому, датчик, то есть, блок измерения тока, не требует контакта с соответствующим проводом или даже прохождения вблизи него. Для больших расстояний основной проблемой могут быть ложные обнаружения, например, другими системами абляции, работающими в смежных операционных. Благодаря характеристикам соответствующего устройства подачи энергии, которые определяются, например, частотой и контуром абляции, магнитное излучение является преобладающим и для обнаружения тока абляции может использоваться обычная рамочная антенна. Из-за изменений частоты абляции антенна не должна обладать высокой избирательностью. Например, антенна может быть выполнена с возможностью приема сигнала в пределах частотного диапазона 400-5000 кГц. Однако, антенна предпочтительно настраивается на частоту абляции.
Вместо или в дополнение к антенне блок измерения тока может также содержать датчик магнитного поля для обнаружения магнитного поля, генерируемого электрическим током, используемым блоком подачи энергии, причем блок измерения тока может быть выполнен с возможностью измерения тока, основываясь на измеренном магнитном поле. Датчик магнитного поля предпочтительно является датчиком Холла.
Блок подачи энергии может быть выполнен с возможностью подачи энергии к объекту непрерывно или импульсным способом. В последнем случае абляционная деятельность может регулярно прерываться, чтобы позволить контролировать оборудование, то есть, блок управления ультразвуковым обнаружением и ультразвуковой преобразователь, чтобы проводить измерения без радиочастотной помехи. Таким образом, абляция и ультразвуковое обнаружение могут координироваться таким образом, что объект обнаруживается ультразвуковым способом, когда источник радиочастотной мощности не подает импульс абляции.
Хотя в описанных выше вариантах осуществления сигнал, индицирующий, подается ли энергия, используется для индикации этой информации пользователю на блоке дисплея и управления процедурой ультразвукового обнаружения, основываясь на том, подана ли энергия или нет, в других вариантах осуществления обнаружение, включена или выключена радиочастотная абляция, может также использоваться для других целей. Например, анализ ультразвуковых данных может зависеть от того, подается ли фактически энергия, то есть, параметры соответствующих алгоритмов анализа могут быть конкретными в соответствии с ситуацией. Например, соответствующий алгоритм анализа может быть выполнен с возможностью фильтрации ультразвуковых артефактов, возникающих в первые несколько секунд после того, как указано, что подача энергии началась.
Хотя в описанных выше вариантах осуществления индикация, когда энергия фактически подается или не подается, обеспечивается на блоке дисплея, показывающем ультразвуковое изображение, в другом варианте осуществления, такая индикация может также показываться вместе с другой информацией. Например, соответствующая индикация может показываться вместе с регистрационными записями электрограммы, которые могут обеспечиваться системой электрофизиологической регистрации (EP). Записи электрограммы могут быть записями внутрисердечной деятельности, измеренной посредством абляционного и диагностического катетеров, а также электрограммами поверхности тела. Индикация подачи энергии может также показываться вместе с электроанатомической картой, предоставляемой системой электроанатомического картографирования, например, такой как NavX от компании St. Jude Medical, основанной на импедансе, или системой на электромагнитной основе, такой как Carto от компании Biosense Webster. Индикация подачи энергии может также показываться вместе с одним или несколькими изображениями, такими как живое рентгеновское изображение или живое двумерное или трехмерное ультразвуковое изображение. Индикация подачи энергии может показываться как текст "RF on" (радиочастотная энергия включена) и "RF off" (радиочастотная энергия выключена) или, например, абляционный наконечник может показываться на соответствующем изображении в цвете, например, в красном цвете, индицирующем, что энергия подана. Подача энергии может также показываться на изображениях другого вида, таких как магниторезонансные изображения. Также на блоке дисплея систем обнаружения силы контакта, таких как системы на основе волоконной оптики от компании Endosense, таких как системы на электромагнитной основе типа SmartTouch от компании Biosence Webster или таких как системы на основе индекса электрической связи или на основе импеданса от компании St. Jude Medical, может показываться индикация, подается ли фактически энергия. Кроме того, индикация может показываться на блоке эндоскопических систем абляции, таких баллон IRIS от компании Voyage Medical, или на блоке дисплея навигатора EP от компании Philips, в частности, на блоке дисплея, показывающем трехмерное изображение, предварительно полученное посредством живого рентгеновского изображения.
Хотя в описанном выше варианте осуществления абляционный катетер содержит только один ультразвуковой преобразователь, в других вариантах осуществления абляционный катетер может также содержать несколько ультразвуковых преобразователей для обнаружения объекта посредством соответствующих отверстий обнаружения в наконечнике абляционного катетера. Один или несколько ультразвуковых преобразователей могут быть ультразвуковыми преобразователями одномерной или двумерной фазированной решетки.
Хотя в описанных выше вариантах осуществления устройство подачи энергии выполнено с возможностью абляции кардиальной ткани, в других вариантах осуществления устройство подачи энергии может также быть выполнено с возможностью абляции других видов ткани, например, ткани других органов. Кроме того, устройство подачи энергии может также быть выполнено с возможностью подачи энергии к другому объекту, не являющемуся тканью органа. Например, устройство подачи энергии может быть выполнено с возможностью подачи энергии к техническому объекту.
Хотя в описанных выше вариантах осуществления энергия подается к объекту через наконечник катетера, в других вариантах осуществления энергия может также подаваться через другой элемент типа наконечника операционной иглы или через электрод, расположенный в другом элементе.
Хотя в описанных выше вариантах осуществления наконечник катетера содержит ирригационные отверстия, в других вариантах осуществления наконечник катетера может не содержать ирригационных отверстий.
Другие вариации раскрытых вариантов осуществления могут стать понятны и осуществляться специалистами в данной области техники при практической реализации настоящего изобретения, исходя из изучения чертежей, раскрытия и приложенной формулы изобретения.
В формуле изобретения слово "содержащий" не исключает другие элементы или этапы и единственное число не исключает множественное число.
Одиночный блок или устройство может выполнять функции нескольких пунктов, приведенных в формуле изобретения. Простой факт, что определенные критерии приводятся во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что объединение этих критериев не может использоваться для достижения преимущества.
Такие этапы, как измерение тока, генерирование сигнала, индицирующего, подается ли энергия или нет, управление процедурой ультразвукового обнаружения в зависимости от сигнала и так далее, выполняемые одним или несколькими блоками или устройствами, могут выполняться любым другим количеством блоков или устройств. Один или несколько из этих этапов и/или управление устройством подачи энергии в соответствии со способом подачи энергии может быть реализовано как средство управляющей программы компьютерной программы и/или специализированного аппаратурного обеспечения.
Компьютерная программа может храниться/распространяться на соответствующем носителе, таком как оптический носитель данных или твердотельный носитель, предоставляемом вместе или как часть другого аппаратурного обеспечения, но может также распространяться в других формах, таких как через Интернет или другие проводные или беспроводные системы связи.
Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны истолковываться как ограничивающие объем формулы изобретения.