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脉冲消融系统

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


脉冲消融系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种脉冲消融系统。

背景技术

目前使用不可逆电穿孔的脉冲电场消融技术在房颤治疗中的应用研究是全球性的热点。脉冲电场消融有传统热效应不可比拟的技术优势,其细胞选择性使得在肺静脉隔离消融过程中可以有效避免食道和膈神经损伤。为了能够形成有效的消融深度,必须将导管形成的脉冲电场场强分布区域最大化,并保证消融电极与组织的有效贴靠。

现有技术有通过低压脉冲检测或者通过传感器检测贴靠状况,前者需要发射一定的消融功率,而且不能实现实时检测,后者需要增加传感器元件,需要通过增加的元器件反馈信号。还有利用高频信号检测电路检测贴靠状况,其通过向组织输出微弱高频信号,通过整流滤波检测高频信号幅度,从而检测出阻抗的电路,但是该方法测试精度有限,而且满足不了快速、多路测量的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉冲消融系统,以至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为达到上述目的,第一方面,本发明提供一种脉冲消融系统,包括供能模块、高压脉冲发生模块、阻抗检测模块、脉冲消融导管及控制模块;其中,

所述供能模块,与所述高压脉冲发生模块电连接,被配置为向所述高压脉冲发生模块供能;

所述高压脉冲发生模块,与所述脉冲消融导管及所述阻抗检测模块电连接,被配置为向所述脉冲消融导管发送高压脉冲信号;

所述脉冲消融导管,包括导管轴及设置在所述导管轴的远端处的电极段,所述电极段包括一电极组件,电极组件包括至少一个电极载体和位于所述电极载体上的若干所述消融电极,所述消融电极包括外侧电极和内侧电极,在初始状态下,所述外侧电极的作用面背向所述导管轴,所述内侧电极的作用面朝向所述导管轴,至少部分所述消融电极被配置为接收所述高压脉冲信号并对目标组织进行消融治疗的工作电极;

所述阻抗检测模块,与所述脉冲消融导管及所述控制模块电连接,被配置为在所述控制模块的控制下选择配对的消融电极并检测所述配对的消融电极之间的阻抗值,所述配对的消融电极中的至少一者为所述工作电极;

所述控制模块,被配置为接收所述阻抗检测模块检测的阻抗值并对所述工作电极与所述目标组织的贴靠程度进行评估。

可选的,所述配对的消融电极中的至少一者为所述外侧电极。

可选的,所述外侧电极靠近所述电极载体的远端设置,所述内侧电极靠近所述电极载体的近端设置,所述配对的消融电极是内侧电极和/或外侧电极。

可选的,所述电极段还包括端部电极,所述端部电极设置于所述导管轴的远端,所述配对的消融电极中的一个是所述端部电极,另一个是所述外侧电极。

可选的,将位于同一所述电极载体上的所述外侧电极分为一个外侧电极组,所述端部电极轮流与所述外侧电极组进行配对,以检测所述端部电极与所述外侧电极间的阻抗值。

可选的,所述电极载体的近端和远端分别与所述导管轴连接并能在所述导管轴上相对移动,以使所述电极段在收缩状态和扩张状态之间切换,在所述扩张状态下,以所述导管轴的远端端部为圆心,将位于同一外径范围内的消融电极分为一个电极组,每个所述电极组内的所述配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对。

可选的,所述扩张状态包括网篮状态或花瓣状态,在所述网篮状态下,所述配对的消融电极是外侧电极;在所述花瓣状态下,所述配对的消融电极是靠近所述电极载体的近端设置的内侧电极和靠近所述电极载体的远端设置的所述外侧电极。

可选的,所述电极载体的近端和远端分别与所述导管轴连接并能在所述导管轴上相对移动,以使所述电极段在收缩状态和扩张状态之间切换,所述扩张状态包括花瓣状态;在所述花瓣状态下,以所述导管轴的远端端部为圆心,将位于同一外径范围内的外侧电极分为外侧电极组,将位于同一外径范围内的内侧电极分为内侧电极组,每个所述外侧电极组内的所述配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对,每个所述内侧电极组内的所述配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对;和/或,

在所述花瓣状态下,将位于同一所述电极载体上的所述外侧电极分为一个外侧电极组,将位于同一所述电极载体上的所述内侧电极分为一个内侧电极组,每个该外侧电极组内的所述配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对,每个该内侧电极组组内的所述配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对。

可选的,所述阻抗检测模块检测消融电极接触血液时的初始阻抗值,用于检测所述初始阻抗值的配对消融电极是靠近所述电极载体的近端设置的内侧电极。

可选的,所述初始阻抗值在所述工作电极贴靠所述目标组织前检测。

可选的,所述阻抗检测模块还包括第一多路选择开关,所述第一多路选择开关包括多个与所述消融电极一一对应且电连接的第一选择开关,所述第一选择开关被配置为在所述控制模块的控制下选择性的开启或闭合,以使所述阻抗检测模块与相应的所述配对的消融电极电连通。

可选的,所述脉冲消融系统还包括标测模块,所述标测模块与所述脉冲消融导管及所述控制模块电连接,所述标测模块被配置为在所述控制模块的控制下选择至少部分所述消融电极作为标测电极以检测所述目标组织的心电信号。

第二方面,本发明还提供了另一种脉冲消融系统,包括供能模块、高压脉冲发生模块、标测模块、脉冲消融导管、控制模块及互锁模块;其中,

所述供能模块,与所述高压脉冲发生模块电连接,被配置为向所述高压脉冲发生模块供能;

所述高压脉冲发生模块,与所述脉冲消融导管及所述标测模块电连接,被配置为向所述脉冲消融导管发送高压脉冲信号;

所述脉冲消融导管,包括若干消融电极,至少部分所述消融电极被配置为接收所述高压脉冲信号并对目标组织进行消融治疗的工作电极;

所述标测模块,与所述脉冲消融导管及所述控制模块电连接,被配置为在所述控制模块的控制下选择至少部分所述消融电极作为标测电极以检测所述目标组织的心电信号;

所述互锁模块,与所述控制模块及所述高压脉冲发生模块电连接,所述标测模块在标测时向所述控制模块发送切断信号,所述控制模块控制所述互锁模块切断所述高压脉冲发生模块的高压脉冲信号输出,以及接收所述标测模块检测到的心电信号并对治疗效果进行评估。

第三方面,本发明还提供了又一种脉冲消融系统,包括供能模块、高压脉冲发生模块、采集模块、诊断模块、脉冲消融导管及控制模块;其中,

所述供能模块与所述高压脉冲发生模块电连接,被配置为向所述高压脉冲发生模块供能;

所述高压脉冲发生模块与所述脉冲消融导管电连接,被配置为向所述脉冲消融导管发送高压脉冲信号;

所述脉冲消融导管包括若干消融电极,至少部分所述消融电极被配置为接收所述高压脉冲信号并对目标组织进行消融治疗的工作电极;

所述控制模块配置为控制所述高压脉冲发生模块按照放电模式进行预放电,预放电时所述供能模块提供的工作电压小于消融治疗时所述供能模块提供的工作电压;

所述采集模块与所述脉冲消融导管电连接,被配置为采集预放电时的工作电极的电流及电压数据;

所述诊断模块与所述采集模块及所述控制模块电连接,被配置为根据采集的电流、电压数据判断所述工作电极放电是否正常,并反馈给所述控制模块。

可选的,所述脉冲消融系统还包括与所述控制模块电连接的人机交互界面,所述控制模块还被配置为根据治疗模式下的电极形态建立基于阻抗值的脉冲消融导管三维模型,并通过所述人机交互界面进行显示。

可选的,所述脉冲消融系统还包括电极切换模块,所述电极切换模块与所述高压脉冲发生模块、所述脉冲消融导管及所述控制模块电连接,所述电极切换模块被配置为在所述控制模块的控制下接收所述高压脉冲发生模块发送的高压脉冲信号,并进行所述工作电极的选择以及正负极切换。

可选的,所述电极切换模块包括第一层组合开关、第二层组合开关及第三层组合开关;其中,

所述第一层组合开关的输入端分别电连接所述高压脉冲信号输出的正负极;

所述第二层组合开关的输入端分别可切换的与所述第一层组合开关的输出端对应连接,所述第二层组合开关被配置为在所述控制模块的控制下进行所述正负极的换向;

所述第三层组合开关,包括多个与所述消融电极一一对应的消融选择开关,所述消融选择开关的输入端与所述第二层组合开关电连接,所述消融选择开关的输出端与对应的所述消融电极电连接,所述第三层组合开关被配置为在所述控制模块的控制下进行工作电极的选择以及各个工作电极的正负。

可选的,所述标测模块还包括第二多路选择开关,所述第二多路选择开关包括多个与所述消融电极一一对应电连接的第二选择开关,所述第二选择开关被配置为在所述控制模块的控制下选择性的开启或闭合,进行标测电极选择并通过所述标测电极检测所述目标组织的心电信号。

可选的,所述脉冲消融系统还包括互锁模块,所述互锁模块与所述控制模块及所述高压脉冲发生模块电连接,所述标测模块在标测和/或所述阻抗检测模块在检测时向所述控制模块发送切断信号,所述控制模块控制所述互锁模块切断所述高压脉冲发生模块的高压脉冲信号输出,所述控制模块还被配置为接收所述标测模块检测到的心电信号并对治疗效果进行评估和/或接收所述阻抗检测模块检测的阻抗值并对所述工作电极与所述目标组织的贴靠程度进行评估。

可选的,所述控制模块还被配置为控制所述高压脉冲发生模块按照放电模式进行预放电,所述脉冲消融系统还包括:

采集模块,与所述脉冲消融导管电连接,被配置为采集预放电时的工作电极的电流及电压数据;

诊断模块,与所述采集模块及所述控制模块电连接,被配置为根据采集的电流电压数据判断所述工作电极放电是否正常,并反馈给所述控制模块。

第四方面,本发明还提供了又一种脉冲消融系统,包括供能模块、高压脉冲发生模块、电极切换模块、脉冲消融导管及控制模块;其中,

所述供能模块,与所述高压脉冲发生模块电连接,被配置为向所述高压脉冲发生模块供能;

所述高压脉冲发生模块,与所述脉冲消融导管电连接,被配置为向所述脉冲消融导管发送高压脉冲信号;

所述脉冲消融导管,包括若干消融电极,至少部分所述消融电极被配置为接收所述高压脉冲信号并对目标组织进行消融治疗的工作电极;

所述电极切换模块与所述高压脉冲发生模块、所述脉冲消融导管及所述控制模块电连接,所述电极切换模块被配置为在所述控制模块的控制下接收所述高压脉冲发生模块发送的高压脉冲信号,并进行所述工作电极的选择以及正负极切换;

所述电极切换模块包括第一层组合开关、第二层组合开关及第三层组合开关;其中,

所述第一层组合开关的输入端分别电连接所述高压脉冲信号输出的正负极;

所述第二层组合开关的输入端分别可切换的与所述第一层组合开关的输出端对应连接,所述第二层组合开关被配置为在所述控制模块的控制下进行所述正负极的换向;

所述第三层组合开关,包括多个与所述消融电极一一对应的消融选择开关,所述消融选择开关的输入端与所述第二层组合开关电连接,所述消融选择开关的输出端与对应的所述消融电极电连接,所述第三层组合开关被配置为在所述控制模块的控制下进行工作电极的选择以及各个工作电极的正负。

在本发明提供的脉冲消融系统中,至少具有以下有益效果之一:

1)不需要额外增加电极以及传感器,在现有脉冲消融系统的硬件基础上增设一阻抗检测模块,通过检测包括工作电极的配对的消融电极之间的阻抗值即可获取工作电极与目标组织的贴靠程度,检测速度快且精度高,具有实时性;

2)还增设有标测模块,通过标测模块能够检测目标组织区域的心电信号,用于评估治疗对象及治疗效果;

3)通过设置互锁模块能够在消融治疗时确保高压脉冲不会输送到标测模块和阻抗检测模块,以及在进行心电信号检测或阻抗检测,保证高压脉冲发生模块不会有高压脉冲信号的输出,实现各功能模块的独立工作;

4)控制模块还被配置为控制高压脉冲发生模块按照放电模式进行预放电,通过较低的电压放电快速评估系统当前的放电情况,检测放电回路的完整性,进而保证消融治疗的放电安全性。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解,提供的附图用于更好地理解本发明,而不对本发明的范围构成任何限定。其中:

图1为本发明一实施例提供的脉冲消融系统的结构框图;

图2为本发明一实施例提供的电极段处于收缩状态下的示意图;

图3为本发明一实施例提供的电极段处于网篮状态下的示意图;

图4为本发明一实施例提供的电极段处于花瓣状态下的示意图;

图5为本发明一实施例提供的外侧电极的分组示意图;

图6为本发明一实施例提供的脉冲消融系统中功能模块的连接示意图。

其中:

1-供能模块;2-高压脉冲发生模块;3-阻抗检测模块;4-脉冲消融导管;5-控制模块;6-人机交互界面;7-电极切换模块;8-标测模块;9-互锁模块;10-采集模块;11-诊断模块;

40-导管轴;41-电极段;31-第一多路选择开关;32-阻抗检测单元;71-第一层组合开关;72-第二层组合开关;73-第三层组合开关;80-第二多路选择开关;

400-内轴;401-外管;410-电极载体;411-外侧电极;412-内侧电极;413-端部电极;

411-1-第一外侧电极;411-2-第二外侧电极;411-3-第三外侧电极;411-4-第四外侧电极;411-5-第五外侧电极;411-6-第六外侧电极;411-7-第七外侧电极;411-8-第八外侧电极;411-9-第九外侧电极;411-10-第十外侧电极;411-11-第十一外侧电极;411-12-第十二外侧电极;411-13-第十三外侧电极;411-14-第十四外侧电极;411-15-第十五外侧电极。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚,以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需要说明的是,附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂,请参阅附图。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明实施的限定条件,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在与本发明所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

如在本发明中所使用的,单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象,除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的,术语“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。如在本发明中所使用的,术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的,除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的,术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的,除非内容另外明确指出外。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为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。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。

在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一方面,请参照图1,本发明实施例提供了一种脉冲消融系统,用于对目标组织进行消融,包括供能模块1、高压脉冲发生模块2、阻抗检测模块3、脉冲消融导管4及控制模块5;其中,

供能模块1,与高压脉冲发生模块2电连接,被配置为向高压脉冲发生模块2供能;

高压脉冲发生模块2,与脉冲消融导管4及阻抗检测模块3电连接,被配置为向脉冲消融导管4发送高压脉冲信号;

脉冲消融导管4,包括4包括导管轴40及设置在导管轴40的远端处的电极段41,电极段41包括一电极组件,电极组件包括至少一个电极载体和位于电极载体410上的若干消融电极,消融电极包括外侧电极411,在初始状态下,外侧电极411的作用面背向导管轴40,内侧电极412的作用面朝向导管轴40,至少部分消融电极被配置为接收高压脉冲信号并对目标组织进行消融治疗的工作电极;

阻抗检测模块3,与脉冲消融导管4及控制模块5电连接,被配置为在控制模块5的控制下选择配对的消融电极并检测配对的消融电极之间的阻抗值,该配对的消融电极中的至少一者为工作电极;

控制模块5,被配置为接收阻抗检测模块3检测的阻抗值并对工作电极与目标组织的贴靠程度进行评估。

本发明实施例不需要额外增加电极以及传感器,通过检测包括工作电极的配对的消融电极之间的阻抗值即可获取该工作电极与目标组织的贴靠程度,检测速度快且精度高,具有实时性。

需要理解的是,本文中“近端”和“远端”的定义为:“近端”通常指该医疗器械在正常操作过程中靠近操作者的一端,而“远端”通常是指该医疗器械在正常操作过程中首先进入患者体内的一端。

具体的,请参照图2-图4,作为本实施例中一个较佳的示例,脉冲消融导管参与配对的消融电极中的至少一者为外侧电极411。

作为本实施例中另一个较佳的示例,外侧电极411靠近电极载体410的远端设置以及内侧电极412靠近电极载体410的近端设置,参与配对的消融电极是内侧电极412和/或外侧电极411。

进一步的,电极段41还包括端部电极413,端部电极413设置于导管轴40的远端,参与配对的消融电极中的一个是端部电极413,另一个是外侧电极411。

本实施例中,电极载体410的近端和远端分别与导管轴40连接并能在导管轴40上相对移动,以使电极段41在收缩状态和扩张状态之间切换,扩张状态包括网篮状态和花瓣状态,脉冲消融系统具有对应于不同电极段41状态的治疗模式,而根据电极段41的不同形态,脉冲消融系统具有不同的消融治疗模式。

例如,在收缩状态下,电极载体410贴靠在导管轴40的外壁上,外侧电极411的作用面背向导管轴40,内侧电极412的作用面朝向导管轴40,脉冲消融系统具有与收缩状态相对应的头端治疗模式,在收缩状态下,工作电极为端部电极413,端部电极413与内侧电极412进行配对以进行消融治疗,进行阻抗检测时,端部电极413则与外侧电极411进行配对。

优选的,在收缩状态下,将位于同一电极载体410上的外侧电极411分为一个外侧电极组,端部电极413轮流与各外侧电极组进行配对,以检测端部电极413与相应的外侧电极411间的阻抗值。

在网篮状态下,电极载体410处于扩张状态,外侧电极411的作用面至少部分朝向导管轴40的远端,脉冲消融系统具有与网篮状态相对应的网篮治疗模式,在网篮状态下,工作电极为外侧电极411和/或端部电极413,在该状态下,由于端部电极413相对于外侧电极411更加突出,因而检测外侧电极411与目标组织的贴靠程度即可反应端部电极413与目标组织的贴靠程度。

在花瓣状态下,电极载体410处于扩张状态,外侧电极411和内侧电极412的作用面均朝向导管轴40的远端,脉冲消融系统具有与花瓣状态相对应的花瓣治疗模式,工作电极为外侧电极411和/或内侧电极412,进行阻抗检测时,外侧电极411与外侧电极411配对,内侧电极412则与内侧电极412进行配对,也可以是,外侧电极411与内侧电极412进行配对。

进一步的,电极载体410的近端和远端分别与导管轴40连接并能在导管轴40上相对移动,以使电极段41在收缩状态和扩张状态之间切换,在扩张状态下,以导管轴40的远端端部为圆心,将位于同一外径范围内的消融电极分为一个电极组,每个电极组内的配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对。通过电极的轴向分组,可以根据局部阻抗的变化,实时动态掌握电极的贴靠程度。

具体的,扩张状态包括网篮状态或花瓣状态;在网篮状态下,主要以检测外侧电极411与目标组织的贴靠程度为主,故可以以导管轴40的远端端部为圆心,将位于同一外径范围内的外侧电极411分为一个外侧电极组,每个外侧电极组内的配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对。

如图5所示,假设将外侧电极411分为3组,即第一外侧电极组包括第一外侧电极411-1、第二外侧电极411-2、第三外侧电极411-3、第四外侧电极411-4和第五外侧电极411-5;第二外侧电极组包括第六外侧电极411-6、第七外侧电极411-7、第八外侧电极411-8、第九外侧电极411-9和第十外侧电极411-10;第三外侧电极组包括第十一外侧电极411-11、第十二外侧电极411-12、第十三外侧电极411-13、第十四外侧电极411-14和第十五外侧电极411-15。每组外侧电极组单独进行配对并进行阻抗值检测。

具体的,针对每一个外侧电极组,每两个外侧电极411以固定间隔轮流进行配对,配对数与电极数相同(即5个外侧电极对应五个配对数),并检测配对电极间的阻抗值,以第一外侧电极组为例,如果配对间隔为0,则配对电极分别为第一外侧电极411-1和第二外侧电极411-2、第二外侧电极411-2和第三外侧电极411-3,第三外侧电极411-3和第四外侧电极411-4,第四外侧电极411-4和第五外侧电极411-5,第五外侧电极411-5和第一外侧电极411-1;如果配对间隔为1,则配对电极分别为第一外侧电极411-1和第三外侧电极411-3、第二外侧电极411-2和第四外侧电极411-4,第三外侧电极411-3和第五外侧电极411-5,第四外侧电极411-4和第一外侧电极411-1,第五外侧电极411-5和第二外侧电极411-2。阻抗检测模块3分别检测每对配对电极的阻抗值,以确定第一外侧电极411-1组所在的横向区域的贴靠程度。需要理解的是,配对间隔可根据电极的数量进行设置,本申请对此不作限制。从理论上来说,配对间隔越小,阻抗值的测量精度越高,越便于判断该外侧电极与目标组织的贴靠程度。

或者,在网篮状态下,将位于同一电极载体410上的外侧电极411分为一个外侧电极组并分别与端部电极413进行配对,以便更准确的判断与端部电极413配对的哪侧电极载体410上的外侧电极412与组织接触,哪侧电极载体410上的外侧电极412位于血液中,从而提高贴靠程度检测的可靠性。也可将位于同一电极载体410上的外侧电极411进行轮流配对,以提高贴靠程度检测的可靠性。

在花瓣状态下,工作电极为外侧电极411和内侧电极412,电极载体410具有最大的扩张外径。相对上述网篮状态,花瓣状态下的贴靠程度检测增加了对内侧电极412的配对阻抗检测。同时,花瓣状态下的电极分组可以按照网篮状态下的分组方式进行,各个分组内的外侧电极411相互配对,以及各个分组内的内侧电极412相互配对。

优选的,在花瓣状态下,以导管轴40的远端端部为圆心,将位于同一外径范围内的外侧电极411分为外侧电极组,将位于同一外径范围内的内侧电极412分为内侧电极组,每个外侧电极组内的配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对,每个内侧电极组内的配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对;和/或,

在花瓣状态下,将位于同一电极载体410上的外侧电极411分为一个外侧电极组,将位于同一电极载体410上的内侧电极412分为一个内侧电极组,每个该外侧电极组内的配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对,每个该内侧电极组内的配对的消融电极以固定间隔轮流进行配对;和/或,

在花瓣状态下,将位于同一外径范围内的电极分为一组,即同一外径范围内的内侧电极和外侧电极分为一组,以进一步地了解同一外径范围内的工作电极所在区域的贴靠状况。

优选的,导管轴40例如包括内轴400和外管401,载体近端设置在外管401上,载体远端设置在内轴400上,通过驱使内轴400和外管401相对运动,以使电极载体410在收缩状态和扩张状态间切换。

优选地,外管401套设在内轴400上。优选地,内轴400和外轴可由聚氨酯、Pebax(聚醚嵌段聚酰胺)、聚酰亚胺等材料编织制成。

优选的,阻抗检测模块3还被配置为在工作电极贴靠目标组织前和贴靠目标组织后分别检测配对电极间的阻抗值,以克服患者带来的个体差异。在工作电极贴靠组织前检测配对电极的阻抗值,获得配对电极接触血液时的初始阻抗值,从而获得患者的初始贴靠数据。由于工作电极与目标组织贴靠地越紧密,阻抗值的增大幅越大,因而可以在工作电极贴靠组织后检测配对电极的阻抗值,以通过阻抗值的贴靠前后的变化判断各电极的贴靠程度。

在实际应用中,在测量各配对电极的贴靠阻抗值之前,需要获取该配对电极在血液中的初始阻抗值,但这个初始阻抗值对于不同的患者在不同组织附近是不同的,而且在测量的过程中,由于外侧电极411有可能碰到其它组织,导致初始阻抗值测量不准,针对这个初始阻抗值的获取,本申请基于内侧电极412不容易碰到组织的特性,提供了一种通过测量配对的内侧电极412之间的阻抗值获取初始阻抗值的方法。首先,要获得各配对电极阻抗值与内侧电极412阻抗值之间的映射关系,在脉冲消融导管4生产的时候,测量并记录内侧电极412之间的初始阻抗值,这个可以是所有相邻内侧电极412在稳定的电解质溶液中的平均值,然后测量各配对电极在稳定的电解质溶液中的初始阻抗值,根据其它配对电极的初始阻抗值与配对的内侧电极412的初始阻抗值之间的比值,确定相互之间的映射比例关系。接下来,在脉冲消融导管4进入患者体内时,获取当前患者例如在收缩状态(或者扩张状态)下的配对的内侧电极412之间的阻抗值,然后根据相应的映射关系确定其它配对电极在血液的阻抗值以及用于贴靠判断的阈值。

本实施例中,请参照图6,阻抗检测模块3还包括第一多路选择开关31,第一多路选择开关31包括多个与消融电极一一对应且电连接的第一选择开关,第一选择开关被配置为在控制模块5的控制下选择性的开启或闭合,以使阻抗检测模块3与配对的消融电极电连通。本实施例中,阻抗检测模块3包括若干阻抗检测单元32,各个检测单元分别用于检测各配对的消融电极之间的阻抗值。

例如,在收缩状态下,端部电极413为工作电极,可通过控制模块5控制开启对应端部电极413的第一选择开关,同时,控制模块5还分别控制对应各个与端部电极413配对的外侧电极411的第一选择开关,实现端部电极413与各个外侧电极411的配对,以轮询检测端部电极413与外侧电极411的阻抗值,进而更加方便的判断端部电极413及外侧电极411与目标组织的贴靠程度。需要理解的是,由于在收缩状态下只有端部电极413为工作电极,故只要轮询得到一个表示端部电极413与目标组织完全贴靠的阻抗值,则可判断端部电极413与目标组织完全贴靠,而不同外侧电极411与端部电极413得到的不同的阻抗值则可用于反应外侧电极411的贴靠情况。

例如,假设端部电极413在血液中的阻抗值是500欧姆,如果检测到的端部电极413和至少一个外侧电极411间的阻抗值是600欧姆,则判断端部电极413与外侧电极411均已完全贴靠到组织;如果检测到的端部电极413与外侧电极411间的阻抗值是550,则判断工作电极部分贴靠到目标组织,即贴靠越好,阻值会越大。如果检测到的端部电极413和至少一个外侧电极411间的阻抗值为600欧姆,且同时检测到端部电极413与部分外侧电极411间的阻抗值小于600欧姆,则表明外侧电极411部分贴靠到目标组织。

此外,控制模块5还可以控制第一多路选择开关31分批检测端部电极413与外侧电极411的阻抗值,如将外侧电极411分成多个外侧电极组,端部电极413首先与第一外侧电极组进行配对,并将检测到的该组阻抗值输送到控制模块5,然后与第二外侧电极组进行配对,并将检测到的该组阻抗值输送到控制模块5,直到与所有的外侧电极组配对检测完成为止。通过这种方式检测,可立体地判断端部电极413以及各外侧电极411与目标组织贴靠的程度。

优选的,脉冲消融系统还包括与控制模块5电连接的人机交互界面6,当阻抗检测模块3检测到配对电极的阻抗值并传输给控制模块5后,控制模块5可根据治疗模式下的电极形态建立基于阻抗值的脉冲消融导管三维模型,该三维模型能够基于阻抗值显示各个电极与组织间的贴靠程度,并可通过控制模块5的输送显示在人机交互界面6上。

进一步的,控制模块5能够结合组织的实时影像数据,在人机交互界面6上实时显示电极与组织间的贴靠程度,并指导用户如何调整电极段41改善贴靠效果。

本实施例中,控制模块5对治疗模式的识别可通过读取脉冲消融导管4的操作手柄上的推拉件的位置进行识别,也可通过人机交互界面6的输入进行识别,抑或两者结合,本申请对此不作限制。

请继续参照图1,脉冲消融系统还包括电极切换模块7,电极切换模块7与高压脉冲发生模块2、脉冲消融导管4及控制模块5电连接,电极切换模块7被配置为在控制模块5的控制下接收高压脉冲发生模块2发送的高压脉冲信号,并进行工作电极的选择以及正负极切换。

优选的,结合图6,电极切换模块7包括第一层组合开关71、第二层组合开关72及第三层组合开关73;其中,

第一层组合开关71的输入端分别电连接高压脉冲信号输出的正负极;

第二层组合开关72的输入端分别可切换的与第一层组合开关71的输出端对应连接,第二层组合开关72被配置为在控制模块5的控制下进行正负极的换向;

第三层组合开关73,包括多个与消融电极一一对应的消融选择开关,消融选择开关的输入端与第二层组合开关电连接,消融选择开关的输出端与对应的消融电极电连接,第三层组合开关73被配置为在控制模块的控制下进行工作电极的选择以及各个工作电极的正负。

本实施例中,第一层组合开关71包括两个控制开关,两个控制开关的输入端分别电连接高压脉冲信号输出的正负极,第一层组合开关71既可以根据放电需要选通正负极,保证放电的稳定性,同时也能够在异常情况下及时切断高压脉冲信号的输出。例如,第二层组合开关72和/或第三层组合开关73需要断开脉冲输出时,但由于黏连、损坏等问题无法及时断开,或者系统发生故障时,可通过控制第一层组合开关71的断开以切断高压脉冲信号的输出,进而保证治疗的安全性;第二层组合开关72包括两个换向开关,两个换向开关的输入端分别可切换的与两个控制开关的输出端对应连接,第二层组合开关72被配置为在控制模块5的控制下进行正负极的换向。

优选的,请继续参照图1,脉冲消融系统还包括标测模块8,标测模块8与脉冲消融导管4及控制模块5电连接,标测模块8被配置为在控制模块5的控制下选择至少部分消融电极作为标测电极以检测目标组织的心电信号。标测模块8能够检测目标组织区域的心电信号,并将该心电信号输送到多道仪,以评估治疗对象及治疗效果。

进一步的,标测模块8还包括第二多路选择开关80,第二多路选择开关80包括多个与消融电极一一对应电连接的第二选择开关,第二选择开关被配置为在控制模块5的控制下选择性的开启或闭合,进行标测电极选择并通过标测电极检测目标组织的心电信号。

请参照图6,脉冲消融系统还包括互锁模块9,互锁模块9与阻抗检测模块3、标测模块8及控制模块5电连接,标测模块8在标测和/或阻抗检测模块3在检测时向控制模块5发送切断信号,控制模块5控制互锁模块9切断高压脉冲发生模块2的高压脉冲信号输出,控制模块5还被配置为接收标测模块检测到的心电信号并对治疗效果进行评估和/或接收阻抗检测模块检测的阻抗值并对工作电极与目标组织的贴靠程度进行评估。互锁模块9用于在消融治疗时确保高压脉冲不会输送到标测模块8和阻抗检测模块3,以及在进行心电信号检测或阻抗检测,保证高压脉冲发生模块2不会有高压脉冲信号的输出。

本实施例中,脉冲消融系统工作时,电极段41置于目标组织区域,选择治疗模式并确定对应的电极段41的工作状态(收缩状态、网篮状态和花瓣状态),控制模块5根据治疗模式控制第二多路选择开关80将标测模块8与选定的工作电极电连接,此时标测模块8向互锁模块9发送一个标测互锁信号,互锁模块9接收到标测互锁信号后切断高压脉冲发生模块2的高压脉冲信号输出,标测模块8检测目标组织区域的心电信号,并传输给控制模块5,确认治疗区域。其中,控制模块5对治疗模式的识别可通过读取脉冲消融导管4的操作手柄上的推拉件的位置进行识别,也可通过人机交互界面的输入进行识别,抑或两者结合等。确认治疗区域后,控制模块5根据治疗模式控制第一多路选择开关31将阻抗检测模块3与选定的工作电极电连接,此时阻抗检测模块3向互锁模块9发送一个阻抗检测互锁信号,互锁模块9接收到阻抗检测互锁信号后向控制模块5发送信号,控制模块5控制第二多路选择开关80断开标测模块8与工作电极之间的电连接,阻抗检测模块3检测配对电极的阻抗值,并传输给控制模块5,确认工作电极与目标组织的贴靠程度,并根据检测结果,调整工作电极与目标组织的贴靠。当工作电极与目标组织达到预期的贴靠程度后,控制模块5控制第一多路选择开关31以及第二多路选择开关80断开标测模块8和阻抗检测模块3与工作电极的电连接,然后控制高压脉冲发生模块2输出高压脉冲信号先后经过第一层组合开关71、第二层组合开关72和第三层组合开关73到达工作电极,以对目标组织进行消融治疗。消融治疗后,控制模块5控制第二多路选择开关80将标测模块8与选定的工作电极电连接,此时标测模块8向互锁模块9发送一个标测互锁信号,互锁模块9接收到标测信号后切断高压脉冲发生模块2的高压脉冲信号输出,由标测模块8检测心电信号,并确认治疗效果。

进一步的,控制模块5还被配置为控制高压脉冲发生模块2按照放电模式进行预放电,通过较低的电压放电快速评估系统当前的放电情况,检测放电回路的完整性,进而保证后续消融治疗的放电安全性。脉冲消融系统还包括:

采集模块10,与脉冲消融导管4电连接,被配置为采集预放电时的工作电极的电流及电压数据;

诊断模块11,与采集模块10及控制模块5电连接,被配置为根据采集的电流电压数据判断工作电极放电是否正常,并反馈给控制模块5。

与正式放电区别是,预放电采用的电压和能量输出脉冲个数是不一样的,通过采集预放电时系统的电流、电压等反馈信息评估放电的情况,譬如放电短路、开路、脉冲数错误等,能够有效提前规避脉冲消融导管4某些电极短路等问题造成的手术中断,提高了手术消融效率、减少了手术时间。

预放电的流程大致如下:

S1、预放电开始后,先控制供能模块1的电压至一个极低的电压(一般不高于500V);

S2、按照正常治疗放电的模式进行预放电。预放电使用的模式与正式放电一样,但是脉冲数可以调整为10个,或者更少,放电间隔(每一组脉冲群之间的间隔)设定为50ms—200ms等比较低的间隔,这样可以完成快速放电检查;

S3、采集工作电极的电压电流等数据;

S4、根据采集的电压电流数据判断系统放电是否正常,比如,实际释放电压是否是预定电压;电流不会过大也不会过小(电流过大说明电极短路或者其它原因,电流过小说明当前检测的电极组合开路);放电脉冲数是否异常。

另外,系统可以根据反馈的电极组合情况,如果只有一组或者两组异常,则通过控制模块5会关掉这两组放电,其它组正常放电,如果系统检测到三组或者三组以上放电异常,则不允许系统继续放电,提示系统更换脉冲消融导管4或者调整脉冲消融导管4的状态。

第二方面,本发明实施例提供了一种脉冲消融系统,用于对目标组织进行消融,包括供能模块1、高压脉冲发生模块2、标测模块8、脉冲消融导管4、控制模块5及互锁模块9;其中,

供能模块1,与高压脉冲发生模块2电连接,被配置为向高压脉冲发生模块2供能;

高压脉冲发生模块2,与脉冲消融导管4及标测模块8电连接,被配置为向脉冲消融导管4发送高压脉冲信号;

脉冲消融导管4,包括若干消融电极,至少部分消融电极被配置为接收高压脉冲信号并对目标组织进行消融治疗的工作电极;

标测模块8,与脉冲消融导管4及控制模块5电连接,被配置为在控制模块5的控制下选择至少部分消融电极作为标测电极以检测目标组织的心电信号;

互锁模块9,与控制模块5及高压脉冲发生模块2电连接,标测模块8在标测时向控制模块5发送切断信号,控制模块5控制互锁模块9切断高压脉冲发生模块2的高压脉冲信号输出,以及接收标测模块8检测到的心电信号并对治疗效果进行评估。

第三方面,本发明提供了又一种脉冲消融系统,包括供能模块1、高压脉冲发生模块2、采集模块10、诊断模块11、脉冲消融导管4及控制模块5;其中,

供能模块1与高压脉冲发生模块2电连接,被配置为向高压脉冲发生模块2供能;

高压脉冲发生模块2与脉冲消融导管4电连接,被配置为向脉冲消融导管4发送高压脉冲信号;

脉冲消融导管4包括若干消融电极,至少部分消融电极被配置为接收高压脉冲信号并对目标组织进行消融治疗的工作电极;

控制模块5配置为控制高压脉冲发生模块2按照放电模式进行预放电,预放电时供能模块1提供的工作电压小于消融治疗时供能模块1提供的工作电压;

采集模块10与脉冲消融导管4电连接,被配置为采集预放电时的工作电极的电流及电压数据;

诊断模块11与采集模块10及控制模块5电连接,被配置为根据采集的电流、电压数据判断工作电极放电是否正常,并反馈给控制模块5。

第四方面,本发明提供了又一种脉冲消融系统,包括供能模块1、高压脉冲发生模块2、电极切换模块7、脉冲消融导管4及控制模块5;其中,

供能模块1,与高压脉冲发生模块2电连接,被配置为向高压脉冲发生模块2供能;

高压脉冲发生模块2,与脉冲消融导管4电连接,被配置为向脉冲消融导管4发送高压脉冲信号;

脉冲消融导管4,包括若干消融电极,至少部分消融电极被配置为接收高压脉冲信号并对目标组织进行消融治疗的工作电极;

电极切换模块7与高压脉冲发生模块2、脉冲消融导管4及控制模块5电连接,电极切换模块7被配置为在控制模块5的控制下接收高压脉冲发生模块2发送的高压脉冲信号,并进行工作电极的选择以及正负极切换;

电极切换模块7包括第一层组合开关71、第二层组合开关72及第三层组合开关73;其中,

第一层组合开关71的输入端分别电连接高压脉冲信号输出的正负极;

第二层组合开关72的输入端分别可切换的与第一层组合开关71的输出端对应连接,第二层组合开关72被配置为在控制模块5的控制下进行正负极的换向;

第三层组合开关73,包括多个与消融电极一一对应的消融选择开关,消融选择开关的输入端与第二层组合开关72电连接,消融选择开关的输出端与对应的消融电极电连接,第三层组合开关73被配置为在控制模块5的控制下进行工作电极的选择以及各个工作电极的正负。

综上,本发明提供了一种脉冲消融系统,不需要额外增加电极以及传感器,在现有脉冲消融系统的硬件基础上增设一阻抗检测模块,通过检测包括工作电极的配对电极之间的阻抗值即可获取工作电极与目标组织的贴靠程度,检测速度快且精度高,具有实时性。

上述描述仅是对本发明较佳实施方式的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于本发明的保护范围。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

相关技术
  • 电场脉冲消融装置、电场脉冲消融系统及电场脉冲消融针
  • 脉冲消融控制装置及脉冲消融系统
技术分类

06120116483243