CN116437852A - 用于在组织穿刺过程期间确定参数的导管、导管***和处理*** - Google Patents

用于在组织穿刺过程期间确定参数的导管、导管***和处理*** Download PDF

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Abstract

一种用于确定感兴趣区域内的解剖结构的组织的一个或多个参数的导管、导管***和包括所述导管或导管***的处理***。所述导管包括至少两个电极。以相互固定的电极距离安装在所述导管上的至少两个电极的电响应被监测并用于导出所述参数。

Description

用于在组织穿刺过程期间确定参数的导管、导管***和处理 ***
技术领域
本发明涉及医学导管及其在组织穿刺流程中的使用的方法的领域，并且具体地涉及心脏组织穿刺流程。
背景技术
在心脏左侧执行的各种心脏治疗流程(例如肺静脉(PV)消融、左心耳闭塞和经皮二尖瓣修复)通常使用经中隔穿刺(TP)流程从右心房(RA)进入心脏的左心房(LA)来执行。
在TP流程中，穿刺***用于在位于右心房和左心房之间的房间隔(IAS)中的卵圆窝(FO)中产生通道或孔。导管和递送***可以通过该通道或孔放置，以安全地穿过IAS并被引入到LA中。在不使用TP流程的情况下进入LA是相当困难或麻烦的过程。还存在其他组织穿刺过程。
因此，期望改善组织穿刺过程的执行，并且特别是改善TP过程的执行。穿刺过程的成功执行直接取决于关于所使用的穿刺***和设备和/或周围组织的信息的准确性、有效性和适当性。
TP流程目前在荧光透视(X射线)和/或超声(在对IAS进行穿孔的情况下，通过经食管或心内超声心动图)引导下执行。在不使用这种基于X射线或US的技术的情况下，改善关于TP过程的信息(例如，关于穿刺设备周围的组织的信息)的确定将是有利的。
发明内容
虽然在本领域中已经在例如中国专利申请CN210158675U和JournalInterventional Cardiac Electrophysiology(2011年)第30卷第37至44页中描述了穿刺设备的部分的电跟踪，但是发明人已经认识到，该流程的一些方面(诸如要穿刺结构的成像或其在穿刺期间的成像)仍然会需要使用X射线和/或US技术或通常不是穿刺设备的部分的其他设备，从而使该流程的执行复杂化。
本公开认识到，在不使用基于X射线或US的成像以及其他成像模态的情况下执行的完整穿刺流程可以通过在这种穿刺流程中使用的专门设计的导管或导管***来实现。
本发明由权利要求限定，并且提供了导管、导管***以及其与被配置为与这样的导管和导管***通信的处理***和医学***一起的使用、以及任选地在计算机程序中体现的用于操作这样的***的方法。
本公开提出了通常在穿刺(有时也称为穿透)过程并且特别是TP过程期间使用基于电介质的感测和/或基于电介质的解剖成像的机构和概念。所提出的方法可以有利地避免在穿刺过程期间执行荧光透视和/或超声成像的需要，从而减少其对患者的不利影响和/或降低流程的成本以及流程的时间。
特别地，本公开提出了将导管或穿刺设备的电极视为用于检测解剖结构内的电场的内部电极。电场是通过例如使用外部身体电极的应用而人工生成的电场(即，不是由研究中的生物实体生成的电场)。电极的(一个或多个)电响应可以用于导出或测量导管或穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数。
根据本公开的第一方面，提供了一种在组织穿刺流程中使用(被配置为在组织穿刺流程中使用)的导管(90)。所述导管具有管状主体，所述管状主体具有轴向长度、远端和从所述远端处的开口沿着所述轴向长度的至少部分延伸的管腔。所述导管可以具有近端，所述近端具有也允许进入所述管腔的另一开口。所述管腔被配置为可滑动地容纳组织穿刺设备，使得所述组织穿刺设备能够由用户通过所述开口延伸到所述导管外部并超过所述导管的所述远端或通过所述开口缩回到所述导管内。组织穿刺设备的典型示例是本领域已知的锐利顶端针或在其顶端处具有电极(单极)以提供电能支持的组织穿刺的针。所述导管包括在所述远端上的第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第二电极以固定电极距离间隔开。例如，两个电极可以相对于彼此固定地安装。它们可以固定地安装在导管远端上。
所述导管可以包括用于将感测到的电信号传输到导管的近端的电信号传输模块，所述传输模块可以在所述近端处连接到用于将电极连接到例如如本文定义的处理***的连接器。
当导管和电极在使用中并且位于电场被施加到的对象的感兴趣区域内时，第一电极和第二电极能够感测由施加的电场引起的电信号。处理***可以使用电极信号来确定设备和/或组织的期望参数。
在穿刺设备的端部处具有带有固定距离的电极提供了以下优点：它可以用于要穿刺的组织结构的解剖成像，例如RA或其部分，诸如IAS或FO。解剖成像需要将由电极感测并表示所施加的电场的电参数转换为位置坐标，如下文进一步解释的。通常，为此目的执行电极的校准。具有非固定相互距离的电极是不太合适的并且难以校准。下文描述了进一步的优点。
在一些示例中，所述管状主体包括在所述远端处的锥形部分，并且所述第一电极和所述第二电极中的至少一项可以定位在所述锥形部分内。在锥形部分的顶端处可以存在一个电极(例如，第一电极)。锥形部分可以用于扩张组织中的穿刺孔。在一些示例中，导管包括或是具有锥形部分的扩张器。在这种锥形部分上具有电极是有利的，因为现在具有锥形部分的导管不仅可以用于解剖成像，而且还可以用作在所施加的场中被跟踪的传感器，以确定其相对于组织的解剖图像的位置和/或取向。
在导管的一些示例中，在远端处可以存在多于两个电极，每个电极与远端处的电极中的至少一个其他电极间隔开。更固定的距离可以提供改善的标测和更准确的位置或取向确定。
电极(诸如至少第一电极和第二电极)可以至少沿着轴向长度方向间隔开。这允许导管的解剖成像以及轴向位置和弯曲(俯仰和偏航)确定。在一些示例中，电极可以额外地或替代地在一个或两个非平行的横向方向上间隔开。还可以存在在轴向方向上间隔开的电极，而其他电极在一个或两个非平行的横向方向上间隔开。横向间隔开的电极允许围绕轴向方向的滚动取向。
在导管的一些示例中，任何或一些电极是圆柱形电极，其中，其圆柱轴线平行于导管的纵向轴线。至少一个电极尺寸(例如宽度或长度)可以例如在0.5和3mm之间。
在一些示例中，导管包括被配置为至少使导管的远端转向的模块。这种模块可以包括本领域已知的拉线和手持线操纵***。转向可以包括顶端在一个或两个方向上的偏转，如本领域中已知的。转向不仅有用于将导管的远端导航到解剖结构附近的特定位置，而且还有用于解剖成像，其可能需要在所探索的解剖腔中的多个位置处探测电场。
本公开还提供了一种导管***，包括如本文定义的导管以及以下各项中的至少一项：导引器导管和组织穿刺设备。所述导引器导管具有管状构件，所述管状构件中具有在其远端处的开口与近端处的开口之间延伸的腔。所述腔被配置为可滑动地容纳如本文定义的导管。所述组织穿刺设备包括可作为第三电极操作的远侧顶端。
该***可以表示组装配置，其中，导管位于导引器导管内和/或组织穿刺设备位于导管内。然而，这种***也可以使其部件作为成套部件中的单独部件或采取另外一种配置。
导引器导管可以包括用于将感测到的电信号传输到导管的近端的电信号传输模块，所述传输模块可以在所述导管的近端处连接到用于将电极连接到例如本文定义的处理***的连接器。
在导引器导管的一些示例中，存在用于至少使导引器导管的远端转向的模块。这种模块可以与上文针对导管描述的相同。
在导管***的一些示例中，导引器导管包括另外的电极，其中，至少两个电极以固定距离间隔开。例如，导引器导管可以包括：在其远端上的第四电极和第五电极，使得第四电极与第五电极以固定电极距离间隔开。如本文之前针对导管上的电极所解释的，导引器导管上的电极可以替代地或另外地在其使用时用于解剖成像和/或位置和取向检测。可以确定诸如扩张器的导管是位于导引器导管内还是从导引器导管延伸。注意，通常导管由能够屏蔽电场的塑料材料制成。
在如上文定义的导管的一些示例中，导管是具有管状构件的导引器导管，所述管状构件中具有在其远端处的开口与其近端处的开口之间延伸的腔，所述腔被配置为可滑动地容纳另一导管，例如扩张器。在这些示例中，导引器导管包括在远端上的第一电极和第二电极。这些示例提供了在不需要使用具有电极的扩张器的情况下进行解剖成像以及位置和取向跟踪的优点。毕竟，当电极非常靠近顶端并且刚好在扩张器外部时，如本文之前定义的电极针可以用于定位扩张器的顶端。
导引器导管可以包括如本文之前针对导管描述的被配置为至少使远端转向的转向模块。转向对于用户对导管的解剖成像和/或导航是有用的。
如本文定义的一些导管***包括具有固定电极间隔的电极的导引器导管、以及以下各项中的至少一项：没有电极的扩张器和组织穿刺设备。所述扩张器包括管状主体，所述管状主体具有轴向长度和远端以及从所述远端处的开口沿着所述轴向长度的至少部分延伸的扩张器管腔。所述扩张器管腔被配置为可滑动地容纳组织穿刺设备(120)，使得所述组织穿刺设备能够由用户通过开口延伸到所述扩张器外部并超过所述远端或缩回到所述扩张器内。所述组织穿刺设备包括可作为第三电极操作的远侧顶端。
在一些示例中，导管或导引器导管包括在所述导管的远端处的锚定结构，该锚定结构可从所述导管或导引器导管可逆地延伸，并且该锚定结构包括至少一个另外的电极。锚定结构可以用于将导管或导引器导管锚定到解剖结构。例如，它可以被锚定到IAS的FO。存在经中隔穿刺导管***，其具有作为用于锚定到FO的锚定结构的环状线。锚定结构在流程期间提供导管或导管***的远端的增加的位置和/或取向稳定性。具有作为位置传感器的电极是有利的。环可以由可电寻址的导电材料(例如金属)制成。
本公开提供了一种处理***，用于使用从如本文定义的导管和/或导引器导管的电极接收或获得的电响应来确定感兴趣区域内的解剖结构的组织的一个或多个参数和任选地所述导管的一个或多个参数。所述处理***包括：接口，其可连接到导管的两个或更多个电极，例如所述导管和/或导引器导管的至少第一和第二、或第三和第四电极。所述接口被配置为从所述电极接收或获得电响应，诸如至少：表示在所述感兴趣区域内感应的电场的第一电响应；以及对所述电场的第二电响应，其中，所述第一电响应和所述第二电响应分别从所述第一电极和所述第二电极接收或获得，或分别从所述第四电极和所述第五电极接收或获得。所述处理***还包括处理器电路，所述处理器电路与所述接口通信，并且被配置为至少基于所述第一电响应和所述第二电响应来确定所述一个或多个参数。所述处理***任选地包括输出端，所述输出端被配置为至少基于所述第一电响应和所述第二电响应来输出表示所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的所述一个或多个参数的数据。所述输出端通信地耦合到所述处理***。
所述输出端可以被配置用于耦合到用户接口，例如显示设备。
在处理***的一些示例中，所述第一电响应包括表示在所述感兴趣区域内感应的电场的第一电响应和第三电响应，并且所述第二电响应包括表示在所述感兴趣区域内感应的电场的第二响应和第四响应，其中，所述第一电响应和所述第二电响应分别从所述第一电极和所述第二电极接收或获得，并且所述第四电响应和第五电响应分别从所述第四电极和所述第五电极接收或获得。所述处理器电路然后被配置为至少基于所述第一电响应、所述第二电响应、所述第四电响应和所述第五电响应来确定所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的所述一个或多个参数。在这种情况下，具有多个固定距离的多个电极的电极响应被处理成参数，并且这可以提供改善的参数质量。
在一些示例中，所述一个或多个参数包括所述解剖结构的解剖表示。所述表示可以是坐标系中的解剖结构的模型。另外，所述参数可以包括导管和任选地穿刺设备的跟踪数据。所述跟踪数据可以是所述导管的电极在其中存在解剖表示的坐标系的图像中的坐标。
所述处理器电路还可以被配置为从查找表接收校准数据，所述校准数据针对每个固定电极距离包括所述固定电极距离与表示在由所述固定电极距离间隔开的所述电极处测量的电场的参数之间的一个或多个相关性。所述处理器电路还可以被配置为使用所述校准数据根据所述第一数据和所述第二数据来确定所述解剖结构的解剖表示。
本公开还提供了一种用于使用从如本文定义的导管或导引器导管的电极接收或获得的电响应来确定感兴趣区域内的解剖结构的组织的一个或多个参数的计算机实施的方法。所述计算机实施的方法包括以下步骤：由处理***接收或获得：表示在所述感兴趣区域内感应的电场的第一电响应；以及对所述电场的第二电响应，其中，所述第一电响应和所述第二电响应分别从所述第一电极和所述第二电极接收或获得，或者分别从所述第四电极和所述第五电极接收或获得。所述方法还包括由所述处理***的处理器电路基于所述第一电响应和所述第二电响应来确定感兴趣区域内的解剖结构的组织的所述一个或多个参数。所述方法还包括至少基于所述第一电响应和所述第二电响应来提供表示所述解剖结构的组织的所述一个或多个参数的数据的任选的步骤。
在计算机实施的方法的一些示例中，所述一个或多个参数包括如本文之前和之后针对描述的所述***描述的特征。
所述计算机实施的方法还可以被定义为使得所述处理器电路还被配置为执行从查找表接收校准数据的步骤，所述校准数据针对每个固定电极距离包括所述固定电极距离与表示在由所述固定电极距离间隔开的所述电极处测量的电场的参数之间的一个或多个相关性。在这种情况下，确定感兴趣区域内的解剖结构的组织的一个或多个参数的步骤还基于所述校准数据。
本公开提供了一种包括指令的计算机程序产品，所述指令当由处理***运行时使所述处理***执行如本文定义的计算机实施的方法。所述计算机程序产品可以存储在存储器设备、非瞬态存储介质或计算机网络或其他模块上。这种介质可以由处理器电路读取。
现在以下示例可以与所描述的其他方面和实施例结合使用，或替代地，它们可以独立于本文之前描述的方面和实施例。因此，本公开还提供了一种用于确定穿刺设备的一个或多个参数和/或所述解剖结构的周围组织的参数的处理***的示例，所述穿刺设备包括容纳针的护套，所述针具有用于穿透解剖结构的组织的远端。
所述处理***包括：输入接口，其被配置为：在第一输入端处并且从所述针的所述远端获得所述针的所述远端对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第一组一个或多个电响应，其中，所述针的所述远端由响应于电场变化的材料形成；在第二输入端处并且从安装在所述护套上的第一电极获得所述第一电极对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第二组一个或多个电响应；并且在第三输入端处并且从安装在护套上的第二电极获得所述第二电极对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第三组一个或多个电响应；以及处理器电路，其被配置为至少使用所述第一组一个或多个电响应、所述第二组一个或多个电响应和所述第三组一个或多个电响应来确定所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数。
本公开已经认识到，穿刺设备的远端可以有利地被视为用于监测在解剖结构中诱导的电场的电极。这有助于使用穿透部的远端以用于确定穿刺设备和/或周围组织的特性。
特别地，应当认识到，针的远端和穿刺设备的护套上的两个电极的电响应的组合可以提供用于帮助执行穿透过程(诸如经中隔流程)的有用信息。使用两个基于护套的电极有利地允许跟踪护套(并且特别地，即使当被护套完全覆盖时容纳在护套中的针面向的方向)，而使用针作为电极允许在针离开护套时跟踪针的位置(其中，位置可使用(一个或多个)护套电极限定)。
例如，可以跟踪(一个或多个)电响应以监测穿透设备的远端和/或护套的位置。这可以帮助确保穿刺设备***纵到适当的位置并且适当的组织被穿刺。
在特别有利的示例中，可以跟踪被安装在护套上的电极的电响应以执行解剖结构的成像过程，从而构建解剖结构的解剖模型。这意味着可以使用相同的设备来执行解剖结构的标测和执行穿刺，从而减少需要***个体中的侵入物体的数量，从而减少暴露于潜在的感染或交叉污染。
作为另一示例，可以跟踪(一个或多个)电响应以导出远端附近的组织的厚度，从而有助于容易地跟踪用于穿透组织的适当位置(例如，用于改善在组织中创建通孔时的容易性)。作为又一示例，可以处理(一个或多个)电响应以识别远端何时与组织接触，从而有助于容易地跟踪穿刺过程。
响应于电场变化的材料的合适示例可以包括医学级金属，诸如钛、(外科)不锈钢或钴铬合金；以及其他合适的材料。(针对针的远端)响应于变化的材料应该足够坚固以能够对组织穿刺。
针的远端被设计用于对组织穿刺，例如由用于对组织穿刺的适当形状和/或锐利结构形成。
针容纳在护套中，例如，针穿过其的大致圆柱形元件。护套可以用于从针的远端保护针周围的组织，直到到达用于用穿刺设备执行穿透过程的期望位置或区。
通过使用安装在护套上的电极监测周围组织和/或护套的一个或多个参数，可以获得在穿刺过程中使用的额外信息，例如，护套在穿刺过程期间的相对位置。这可以有助于识别穿刺设备例如在运送到期望位置期间的位置，和/或用于与针的远端串联地确定周围组织的特性。
因此，本公开有助于用于确定组织和/或穿刺设备的临床有用特性的机构。
所述处理***还可以包括输出接口，所述输出接口被配置为响应于所确定的所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数而向另外的设备提供输出信号。所述另外的设备可以例如包括用户接口、存储器、另外的处理***、警报***或用于接收输出信号的任何其他合适的另外的设备。
所述处理***还可以被配置为在用户接口处显示所确定的所述穿刺设备和/或周围组织的一个或多个参数的视觉表示。显示所确定的参数的视觉表示可以为(例如，控制穿刺设备的穿刺操作的)临床医生提供有用的临床信息以帮助其对穿刺设备的控制，从而实现期望的医学目标，例如，穿刺或组织的穿刺。因此，该信息可以可信地帮助临床医生执行技术任务。
所述穿刺设备和/或周围组织的所述一个或多个参数可以包括所述护套和/或所述针相对于所述解剖结构的相对位置。确定穿刺设备的位置在临床上有用于确保已经识别出组织的校正穿刺位置，并且标记(例如，以用于后续使用)由穿刺设备执行的穿刺的位置。因此，该提出的公开有助于对由穿刺设备执行的穿刺的位置的了解。
在一些优选实施例中，穿刺设备和/或周围组织的一个或多个参数包括护套和/或针的取向/方向。这增加了在经中隔流程期间跟踪针的移动的容易性，例如，以确保针在校正方向上移动以便执行经中隔穿刺。
在一些实施例中，所述输入接口还被配置为在第四输入端处并且从建模***或存储器获得所述解剖结构的解剖模型，并且所述穿刺设备和/或周围组织的所述一个或多个参数包括所述护套和/或针相对于所述解剖结构的解剖模型的相对位置。
本领域技术人员将意识到，确定穿刺设备相对于解剖模型的相对位置有效地等效于确定穿刺设备相对于解剖结构的相对位置，因为解剖模型是以编码形式或计算机语言对解剖结构的描述。
在一些示例中，所述解剖结构的所述解剖模型是通过监测被安装在管腔内设备上的一个或多个电极的位置来生成的。以这种方式，可以在与用于生成解剖结构的解剖模型的虚拟空间相同的虚拟空间中导出针的远端的位置。这增加了确定远端相对于解剖模型的相对位置的容易性。
所述处理***可以被调整，其中，所述第一电极或所述第二电极包括锚定结构，所述锚定结构被配置为在所述穿刺设备的穿透流程期间将所述护套固定或耦合到组织。
用于穿刺设备的一些护套可以包括锚定结构，所述锚定结构在穿刺过程期间将护套连接或锚定到组织(例如，以在穿刺过程期间减少护套和/或穿刺设备的移动)。所述锚定结构还可以用于向组织施加张力，以帮助用穿刺设备对组织穿刺。
本公开认识到，该锚定结构可以进一步改变用途以便用作电极，并且因此可以提供用于确定穿刺设备的一个或多个参数的额外的信息(以电响应的形式)。该额外的信息可以是临床上有用的。这也减少了需要定位在护套上的电极的数量，例如，如果护套仅包括锚定结构和一个其他护套电极。
在一些示例中，所述锚定结构可相对于所述护套的其他部件移动。因此，所述锚定结构可以用于例如将护套抵靠组织支撑或将组织推离护套。所述锚定结构可以包括材料环，例如(医学级)金属环。护套的移动可以遵循预定义的机械性质。
还提出了一种用于穿透对象的组织的医学***，所述医学***包括：穿刺设备，所述穿刺设备包括：针，其具有用于穿透解剖结构的组织的远端，所述针的所述远端是由响应于电场的变化的第一材料形成的；护套，其容纳所述针；电极，其安装在所述护套上；以及本文公开的处理***。
护套和针可以是可分离或不可分离的元件。因此，护套和针可以形成一套部件，该套部件在一起时形成穿刺设备。
在一些示例中，所述针的所述远端被配置为穿刺对象的房间隔。换句话说，所述穿刺设备可以设计用于经中隔流程。
所述医学***可以包括要被定位在所述对象外部的一个或多个外部电极，所述一个或多个外部电极可控制以生成一个或多个电场，其中，所述针的所述远端被配置为响应于由所述一个或多个外部电极生成的所述一个或多个电场的变化。在一些示例中，所述处理***可以控制所述外部电极的操作，例如控制由所述外部电极生成的电场。
还提出了一种用于确定穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数的计算机实施的方法，所述穿刺设备包括容纳针的护套，所述针具有用于穿透解剖结构的组织的远端。
所述计算机实施的方法包括：从所述针的所述远端获得所述针的所述远端对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第一组一个或多个电响应，其中，所述针的所述远端由响应于电场的变化的材料形成；从安装在所述护套上的第一电极获得所述第一电极对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第二组一个或多个电响应；并且至少使用所述第一组一个或多个电响应、所述第二组一个或多个电响应和所述第三组一个或多个电响应来确定所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数。
所述计算机实施的方法还可以包括响应于所确定的所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数而向另外的设备提供输出信号。
所述穿刺设备和/或周围组织的所述一个或多个参数可以包括所述针的所述远端相对于所述解剖结构的相对位置。
还提出了一种包括代码的计算机程序产品，所述代码在由处理器电路运行时使所述处理器电路执行本文描述的任何方法的步骤。还提出了一种包括或携带计算机程序产品的非瞬态计算机可读介质或数据载体。
本公开还提出了一种包括指令的计算机程序(产品)，当所述程序由计算机或处理***运行时，所述指令使所述计算机或处理***执行本文描述的任何方法(的步骤)。所述计算机程序(产品)可以存储在非瞬态计算机可读介质上。
类似地，还提出了一种包括指令的计算机可读(存储)介质，所述指令在由计算机或处理***运行时使所述计算机或处理***执行本文描述的任何方法(的步骤)。还提出了一种其上已经存储有先前描述的计算机程序(产品)的计算机可读数据载体。还提出了一种承载先前描述的计算机程序(产品)的数据载体信号。
本领域技术人员将能够容易地调整本文描述的任何方法以反映本文描述的装置、***和/或处理器的实施例，并且反之亦然。本领域技术人员将关于计算机程序(产品)做出类似的理解。
根据以下详细描述，本公开的额外方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
为了更好地理解本发明并且为了更清楚地示出它可以如何被实施，现在将会仅通过示例的方式参考未按比例的示意性附图，并且其中：
图1A至1C图示了如本文定义的导管和导管***(例如穿刺***)的远端的横截面；
图1D图示了具有环状部分的导管***。
图2图示了具有处理***的医学***；
图3图示了点云到表面重建流程；
图4至6图示了穿刺过程；
图7和8提供了解剖模型的表示；
图9提供了根据实施例的流程图；并且
图10图示了处理器电路。
具体实施方式
将参考附图描述本公开的方面和示例。虽然指示了装置、***和方法的示例性实施例，但是详细描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。根据以下描述、所附权利要求和附图，将更好地理解本公开的装置、***和方法的这些和其他特征、方面和优点。在整个附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。
本公开提供了一种用于确定导管***(与穿刺设备一起使用)和/或周围解剖组织的一个或多个参数(的值)的机构。安装在导管***(例如穿刺***)的导管或护套上的至少两个电极以及任选地导管***穿刺***的针的远端的电响应被监测并用于导出参数。可以使用被配置为接收响应的处理***来监测这样的电极响应。处理***继而可以是诸如介电成像***、电解剖标测***等的医学***的部分。在下文中将以一些细节描述这样的***的操作，但是应注意，这样的***本身例如从US5697377、US5983126、WO2018130974和WO2019034944已知。
因此，本公开的实施例为临床医生提供了有用的信息以执行组织穿透过程，例如经中隔穿刺过程。因此，可以跟踪穿刺设备的重要元件的位置。例如，可以相对于对象的感兴趣区域的组织(诸如对象的解剖结构的管腔的壁)来跟踪位置。可以额外地或替代地提供组织的模型或表示。本公开还认识到，穿刺***或设备的某些元件可以适于用作体内或内部电极，即可以具有双重目的。在这种实例中，还已经认识到，当提供不同的参数时，还需要考虑电极的一些特性。
本文公开的***、设备和方法不限于经中隔穿刺本身。它们可用于旨在处置血液循环***的医学流程。这些将包括但不限于：结构修复，诸如具有结构性心脏病或动脉瘤修复；以及例如心房的心律失常的处置。
在本公开的背景下，术语“内部”是指在对象的身体内，并且术语“外部”通常是指在对象的身体外部。术语“确定参数”意指确定、预测、测量或以其他方式定义特定参数的一个或多个值。
图1A图示了导管***100的第一示例的远端。导管***包括圆柱形护套110，该护套110具有沿着其长度方向(护套的轴向轴线)从护套管腔的顶端117到护套的近端处的开口(未示出)的护套管腔。在这种情况下，护套是导引器导管的部分。该管腔被配置为容纳圆柱形扩张器112，该圆柱形扩张器112具有锥形端114，该锥形端114在其远侧顶端处具有开口116，该开口116允许进入扩张器管腔，该扩张器管腔沿着扩张器的长度方向(沿着圆柱轴线)延伸到扩张器的近端(未示出)。护套管腔被配置为可滑动地容纳扩张器112，使得扩张器可以通过顶端117处的远端开口延伸出护套管腔或缩回到护套管腔内。在一些实施例中，扩张器是固定的并且不可滑动。在这种情况下，扩张器可以是护套的部分或集成在护套内。然而，在当前示出的示例中，它可滑动地包含在护套管腔内。扩张器的滑动可以由用户从导管***的近端控制，为了清楚起见，该导管***的近端未示出并且在本领域中通常是已知的。
在一些实施例中，诸如所示的实施例中，导管***还包括针120，针120可滑动地包含在扩张器管腔内，使得针可以通过扩张器的开口116延伸出扩张器管腔或缩回到扩张器管腔内。针是导管***的部分，其用于通过使用其锐利顶端的力或通过从其顶端或远端125提供电能或激光能来进行组织的首次穿刺。
在一些实施例中，扩张器和针也可在它们分别容纳在其中的管腔内围绕圆柱体轴线旋转。
导管***具有近端，该近端包括护套、扩张器和针的近端。近端包括如本领域已知的用于用户对扩张器和针的可滑动和可旋转(如果适用的话)操纵的模块。例如，可以存在用于这种目的的手持式控件和锁件以及握持部。如果诸如导引器导管的任何导管是可转向的，则可以存在例如本领域中通常的拉线。
在穿刺流程期间，通常以以下方式使用如所描述的设备。包括扩张器和针的护套(其中，针缩回到扩张器中)通过***到感兴趣区域中而在要穿刺的组织附近操纵。如本领域中已知的，护套可以为此目的而是可转向的。例如，护套被***对象的静脉***中以经由腔静脉被引导到右心房。在已经找到期望的穿刺位置之后，针从扩张器延伸以对组织穿刺。例如，来自心脏的RA的IAS中的FO可以被穿刺以进入心脏的LA。随后，扩张器用于扩大(扩张)穿刺孔，使得在扩张之后，护套本身可以被推进通过扩张的穿刺孔。此时，扩张器和针可以缩回到护套中并从导管***的近端完全从护套移除，以留下延伸通过扩张的穿刺孔的护套，所述扩张的穿刺孔要用于将期望的修复工具(其他导管)经由护套管腔***到心脏的LA中。
针可以通过扩张器的近端的开口从导管***完全移除。这在护套不是可转向类型的情况下可以是有利的。在这种情况下，可以使用容纳在扩张器管腔内的可转向导丝来引导护套和扩张器。一旦护套和扩张器就位，就可以用针替换导丝以进行如本文之前描述的穿刺。
尽管在本文描述的示例中被描述为导管***的部分，但是针不需要是导管***的部分来为导管***提供其有益特性中的一个或多个。例如，成像功能不需要针的存在。在这种情况下，导管***确实包括针，这种***可以被称为穿刺***。
由于穿刺流程通常是要执行的精细流程，因此能够使用导管***提供这种穿刺过程的步骤的信息是有益的。为此目的，导管***具有以明确限定的固定间隔设置在其远端上的多个间隔开的电极，在穿刺流程期间可以利用其收集电响应。电极可以固定在导管上的限定位置处。能够如何诱发这样的响应将在下文中进行阐述。例如，在图1A的导管***的护套110上设置有第一电极115和第二电极135。符合圆柱形护套的圆周，并且具有在护套的长度方向上测量的恒定宽度。在这种情况下，其宽度相等。电极在长度方向上以固定距离df122间隔开。该固定距离使得能够使用电极作为利用电极测量的电信号之间的变换器(例如，作为一种标尺)以及测量这样的信号的位置之间的距离。这对于电极附近的组织的解剖成像目的是有益的，其方式将在下文中更详细地描述。注意，在针尖125还将提供用于测量电响应的电极的情况下，它将不与第一电极和第二电极中的任一个一起提供可靠或准确的变换器/标尺。毕竟，它位于针上，使得其与第一电极和第二电极中的任一个的距离(例如距离dv 124)将不是固定的而是可变的，因为针120可相对于护套110可滑动地移动。
图1B示出了导管***100的远端的第二示例。导管***包括与针对图1A描述的类似的部件。然而，在这种情况下，存在安装在扩张器112上的多个电极，而不是如图1A的示例的情况那样安装在护套110上。特别地，扩张器包括具有固定的电极间距离122’和122”的第一电极115’、第二电极135’和第三电极126’。如针对图1A的电极115和135所描述的，这些电极115’、135’和126’由于它们的固定间隔而提供用于成像的优点。注意，对于图1A中的距离124，在图1B的示例中从顶端电极125到其他电极中的任一个测量的电极间距离(例如，距离124’)不提供用于介电成像的最可靠或准确的变换器/标尺。
图1C示出了示例性导管***100的又一远端。它是如图1A中所述的护套和如参考图1B所述的扩张器的组合。护套110容纳具有电极顶端125的针120。扩张器112被配置为可在护套120内可滑动地移动，使得护套可以在扩张器及其电极相对于护套110移动时覆盖和露出扩张器及其电极。在该示例中，存在可以有利地用于介电成像的两组多个电极；即，扩张器上的组和护套上的组，因为每个组具有固定的明确限定的距离以用于该目的。
因此，已经认识到，导管***应该具有这种固定距离电极组中的至少一个。虽然已经参考用于介电成像的这种电极的使用描述了这样的优点，但是这样的电极对于其他应用也能够是重要的。例如，介电感测或阻抗感测以确定组织参数(例如厚度、构成、状态(消融或未消融)等)也受益于具有固定电极间距离的电极配置。应注意，出于这些目的中的任一个，在各种情况下，具有非固定电极间距离的额外的电极可以与固定电极组合使用。例如，电极可以用于在坐标系中定位电极。这本身不需要固定距离，但是固定距离可以用于检查测量位置其是否远离固定距离等。
导管***可以包括经中隔穿刺导管***或由经中隔穿刺导管***组成，并且针120可以例如是用于穿刺房间隔(IAS)的经中隔针。具有锐利顶端、电极顶端或其他消融顶端的适当的经中隔针本身是已知的，并且在本文中将不再进一步描述，因为它们在本领域中通常是已知的。
在电极针中，针120的远端125被配置为由响应于电场(例如，其中放置针)的变化的材料制成。换句话说，针120的远端125的电响应(例如，电信号)可以响应于针所位于的电场的参数(幅度、频率等)的变化而变化。合适的材料对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且可以包括例如金属(例如钛、(外科手术)不锈钢、钴铬合金等)。以这种方式，针120的远端125可以被视为电极，例如单极电极。
包括如本文描述的电极的护套、扩张器或针包括电信号导体和电信号输出端，电信号导体和电信号输出端互连，使得响应于由任何电极拾取的电场的变化的电信号可以经由信号导体传输到输出端。例如，护套、扩张器或针可以具有电连接到电极和针的近端处的信号输出(即，采取适当的连接器的形式)的布线。针可以至少部分地或完全地由导电材料制成，其中，导电材料可以用作导电模块。替代地或另外地，可以存在从电极到输出的信号的无线通信。
本文公开的任何护套可以由生物相容性材料(诸如本领域已知的塑料材料)形成。如本领域中也已知的，可以存在用于增强的编织物。
护套和/或扩张器可以有效地用作导管以穿过一个或多个身体管腔和/或腔(例如，到达右心房以便执行经中隔穿刺)。这样的设备可以具有如本文描述的一个管腔，但是每个设备也可以有多于一个的管腔。护套和/或扩张器中的管腔中的每个可以被配置为容纳不同的其他导管或导丝。在任何情况下，护套可以将扩张器和/或针运输通过对象的一个或多个管腔和/或腔。
图1D示出了示例导管***(穿刺***)100的另一远端。如针对其他示例所描述的，存在具有由护套110可滑动地保持的顶端125的针120。护套在其远端处具有开口111，针可以通过该开口111延伸或缩回。
穿刺***还包括安装在护套110上的第一电极115。第一电极115被配置为响应于第一电极被放置到其中的一个或多个电场。第一电极115可以是相对于护套不可移动的电极，即其在护套上的相对位置可以是固定的。
在一个示例中，***100还包括第二电极135，该第二电极135可以如前文所述的那样与第一电极组合使用。
在一些实施例或示例中，***可以具有锚定结构130。锚定结构130被配置为在使用针120执行的穿透流程期间将护套锚定、固定或耦合到(患者的)组织。因此，锚定结构130可以有效地将护套锚定到组织，例如，以在穿透流程期间减少或防止护套的移动或帮助护套的偏转/弯曲(以将针引导到适当的位置)。锚定结构可以被配置为锚定在卵圆窝内。
在一些实施例或示例中，锚定结构130被配置为包括电响应于锚定结构被放置到其中的电场的材料。因此，锚定结构可以被视为电极，例如单极电极。并且如前所述，锚定结构130可以用作安装在护套上的第二电极135，或还可以用作护套上的另外的电极。
锚定结构130可以例如包括电响应材料环，诸如TSP CrosserTM经中隔进入***(经中隔解决方案)的锚定镍钛诺环。
优选地，锚定结构130可以被配置为可相对于护套可控地移动，例如，延伸出护套和/或缩回到护套。这意味着当护套/针接近要穿刺/穿刺的组织或处于要穿刺/穿刺的组织的一部分处时，锚定结构可以被部署(例如，向外延伸)。图示的锚定结构130被描绘为处于延伸位置。为此目的，护套可以包括可操作地连接到锚定结构的机械装置和在护套的近端处并且可操作地连接到机械装置的控制旋钮，使得可以通过用户(对象或另一机器)经由操纵所述控制旋钮来控制所述锚定结构的延伸或缩回。
在一些其他实施例中，第二电极可以包括相对于护套不可移动的电极135，类似于第一电极115。如果存在的话，则该第二电极135还被配置为响应于第二电极被放置到其中的一个或多个电场。当然，在这样的示例中，锚定结构可以仍然存在，但是不需要是电响应的。
如果锚定结构130是电响应的，则可以省略电极135。
在一些实施例中，穿刺设备包括两个护套电极(即电极115和电极135)、和包括电极(即安装在护套上的三个电极)的锚定结构、以及针。这有助于进一步改善穿刺设备的部件的跟踪。
电极可以由金属制成。它们可以具有在0.2至5mm之间的在轴向方向上测量的宽度。其相互距离可以在0.5至10mm之间。远端可以具有在轴向方向上从其顶端测量的小于15cm或小于10cm并且优选地小于7cm的长度。导管的直径可以如本领域中通常那样选择，但是它们应当被选择成允许它们被其他导管容纳或在需要时容纳其他导管。
根据前述内容，显而易见的是，在一些示例中，存在穿刺设备的响应于它们被放置到其中的电场的至少三个可能的元件(“电极”)：针的远端；护套上的第一电极和护套上的第二电极，其可以被实现为用于将护套抵靠患者的组织固定的锚定结构。
本公开认识到，电极对解剖腔中感应的电场的(一个或多个)电响应可以提供有用的信息。特别地，处理***或包括这种处理***的医学***(例如，介电成像或标测***)可以利用这些响应来生成关于穿刺设备和/或对象的解剖结构的额外的或更准确的信息，以改善临床医生的理解。虽然固定距离电极可以提供用于解剖结构或其部分的成像的准确变换元件(标尺)或用于其他目的的准确介电感测，但是无论是否具有固定的电极间距离，电极中的任何都可以用于确定穿刺***的部分相对于解剖结构或其部分的位置和/或取向。特别地，本发明认识到这些元件对于与用于经中隔流程的穿刺设备一起使用是特别有利的。特别地，该提出的方法允许同一设备用于解剖结构的电标测(例如使用护套上的电极)并且用于跟踪针的位置和方向(例如使用针的电响应和护套电极的响应中的一个或多个)。
为了使用由如本文描述的导管***的电极提供的电信号，处理***被配置为接收它们以及导管***或周围组织的参数。图2图示了用于穿透对象的组织(例如IAS)的示例医学***200。医学***可以包括介电成像***或电解剖标测***，例如CartoTM、KodexTM、EnSiteTM、RythmiaTM或能够在对象的区域中产生电场的其他类似***，当***感兴趣区域时，该电场可以在本文公开的导管***的电极中引起电响应。例如，感兴趣区域可以包括导管***在其中的心脏的腔室。
医学***200可以包括如本文公开的医学导管***(例如，以穿刺***或设备100的形式)，诸如参考图1A至D描述的任一个。在操作状态下，导管***电连接到这种导管***。为此目的，医学***包括处理***250。
处理***250被配置为经由导管***的电输出模块连接到电极，并且接收和处理医学导管***100的电极的(一个或多个)响应，以至少使用第一组一个或多个电响应和第二组一个或多个电响应来确定医学导管***和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数。处理***250和包括这种处理***的任何医学***本身是本公开的实施例。
医学***200还可以包括要被定位在对象外部并且可控制以在对象的感兴趣区域内生成一个或多个电场的一个或多个外部电极270，例如采取身体贴片电极的形式。因此，电极被配置为在位于感兴趣区域内的对象的解剖结构内生成一个或多个电场。穿刺设备的电极响应于这些电场，例如，它们可以根据在电极位置处生成的电场来采用电压。外部电极可以由处理***控制，该处理***可以具有用于将电极的任何通信导线连接到电极并且用于寻址电极并向电极提供必要电信号的合适的接口。替代地，可以使用单独的外部电极控制***。
处理***250还包括输入接口251。输入接口包括用于连接到本文定义的医学导管***的电极的输入端。处理***可以通过该接口从医学导管***的电极接收或获得电极响应。因此，作为示例，图2的接口被示出为包括第一输入端251A、第二输入端251B和第三输入端251C。
因此，处理***的输入接口251可以通信地耦合到医学导管***(例如穿刺设备)的电极。因此，处理***250被配置为与医学导管***上的两个或更多个电极电通信。以这种方式，处理***可以有效地将导管***的电极视为体内电极或内部身体电极。
在图2中，第一输入端251A连接到医学导管***100的第一电极115，并且第二输入端251B连接到医学导管***100的第二电极。还示出了连接到位于医学导管***的针上的第三电极125的任选的第三输入端251C。
所示的医学导管***具有安装在护套上的其两个电极，所述两个电极被连接为使得处理***可以接收或获得对在解剖结构中感应的一个或多个电场的第一组一个或多个电响应，并且处理***可以接收或获得对在解剖结构中感应的一个或多个电场的第二组一个或多个电响应。第三输入端可以用于接收或获得由针电极测量并响应于一个或多个电场的第三组电响应。
各组响应可以以不同的方式使用，这取决于要根据它们确定的参数。
处理***250包括处理器电路252，该处理器电路252被配置为处理表示或包括电响应组的任何信号或数据。基于这些组电响应来确定医学导管***(例如穿刺设备)和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数。因此，图2的处理器电路252被配置为处理第一组响应、第二组响应以及任选地第三组响应。可以使用第一组响应、第二组响应以及任选地第三组响应的不同组合来确定不同的参数。示例参数包括医学导管***(例如穿刺设备)的位置、取向和/或形状、针的远端的位置、突出针延伸出穿刺设备的距离、针的方向和/或取向；解剖结构的图或模型、解剖结构的形状、解剖结构的组织的厚度等。这样的位置和取向参数可以关于医学导管所在或靠近的解剖结构的模型来确定，并且这可能需要如本领域中通常的那样在公共坐标系内表示模型和医学导管***的至少部分(例如，承载电极的部分)。
处理***250还可以包括输出接口253，该输出接口253被配置为向另外的设备提供响应于或包括所确定的一个或多个参数的输出信号。在一些示例中，另外的设备是用户接口290。处理***还可以被配置为在用户接口处显示所确定的一个或多个参数的视觉表示。因此，由输出接口提供的输出信号可以控制或定义由用户接口提供的显示。
在这种情况下，输出信号可以例如表示包括医学导管***的至少部分的解剖模型，以使其在显示器上示出。另外的设备的其他合适的示例包括数据存储***(例如，存储器)、另外的处理***、警报***等。
图2中所示的***是示例。由于如本文公开的导管***中的任一个可以用于这种***中，因此根据导管***上需要或期望连接到处理***的电极的数量，可以存在任何数量的输入端。
现在将解释图2的***的更详细操作。
外部电极270电极可以包括相对于彼此成角度(例如，彼此正交地定位)的多个电极，使得由电极生成的任何电场相对于彼此成角度。优选地，存在三对电极，每对电极在被研究的对象的相对侧上具有电极，诸如前侧和后侧、颈部和下腹部以及左侧和右侧，其中，感兴趣区域在所有电极对之间。外部电极还可以包括例如位于对象的一条腿上的参考电极(未示出)。
可以通过将电流注入对象来控制外部电极以生成不同频率(并且在不同方向上)的电场。外部电极的控制可由处理***250执行。在感兴趣区域中引起的电场可以由位于感兴趣区域内的导管上的电极感测，并且导致内部电极(即“电极”)基于其在对象内的相对位置而对外部施加的电场具有不同的响应。该信息可以用于重建利用导管探索的解剖结构的模型和/或跟踪内部电极在对象内的相对位置和/或导出电极和/或周围组织的其他特性。
例如，如果存在三个外部电极271、272、273或被定位成发射相对于彼此成角度(例如，近正交)的不同频率(E1、E2、E3)的电场的外部电极对，则(例如，导管的)内部(体内)电极的电压响应(V1、V2、V3)(例如，识别电极与参考电极之间或电极与生成电场的电极之间的电压)将根据解剖腔内的位置而不同。其他形式的响应(诸如阻抗响应或电容响应(例如，指示内部电极和每个外部电极之间的阻抗/电容的变化))对于本领域技术人员将是显而易见的。这些响应取决于周围组织的介电性质和/或电极相对于电场的位置。
因此，对电场的响应可以包括电压响应、阻抗响应、电容器响应等。优选地，响应是电压响应。
本公开认识到，可以处理医学导管***(例如穿刺设备)的电极(多个电极)对这样的外部提供的电场的响应，以提供用于帮助执行组织穿刺流程的有用信息。
先前已经描述了医学导管***的电响应可以如何由处理***的处理器电路处理，以确定医学导管***和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数。在一些示例中，这些参数包括解剖结构的解剖模型。
因此，医学导管***的电极的响应可以用于执行解剖结构的成像过程，从而生成解剖模型。因此，这种被成像解剖结构和模型可以包括要被穿刺的组织。由于这种穿刺过程常常是需要关于穿刺的位置和方向的高精度的精细过程，例如是从RA进入心脏的LA的经中隔穿刺流程的情况，因此具有对包括可能具有位于其中的卵圆窝(FO)的房间隔(IAS)的RA进行成像的能力并且不必使用任何基于X射线或US的技术是有益的。
本文公开的医学导管***及其与如本文描述的介电成像***的组合使用允许使用如所公开的导管***的结构的解剖模型的这种有利生成。此外，它允许跟踪医学导管***或其部分在如此确定的解剖模型内的位置以引导穿刺过程。特别地，在导管***的单个部分上具有相互固定位置的电极之间的精确限定的电极距离(或如果存在多于两个电极，则多个距离)可以提供感测到的多组电极响应到坐标系中的电极的位置的正确变换，继而可以从其构建包括IAS的解剖模型，并且可以生成电极的位置以及医学导管***的至少部分相对于解剖模型和IAS的位置和/或取向。因此，解剖模型重建需要使用电极之间的明确定义的恒定距离，并且因此，发明人已经认识到，要用于穿刺动作的导管***应该具有至少一个单个部分，该至少一个单个部分包括具有相互固定的位置的至少两个电极。优选地，存在更多个，但需要至少两个。由于用于对组织穿刺的医学导管***通常包括若干部件，例如护套和针或护套、扩张器和针，因此在这些部件中的至少一个上的两个电极将足以提供优点。
因此，如本文公开的导管***使得单个穿刺***能够执行解剖结构的解剖成像并且执行实际穿刺过程(例如，通过随后跟踪导管***的部分(例如针)的方向/位置)。
使用安装在护套和/或扩张器(如果存在于导管***中)上的电极执行成像过程是特别有利的，因为它允许针在成像过程期间缩回到护套内部以改善患者安全性。其将消除必须引入本领域已知的电生理导管或成像导管以通过护套或扩张器(如果存在的话)的管腔***以执行成像的需要。尽管可能，但这将增加手术复杂性，因为这种导管在成像之后将必须用针替换。
下文描述了示例成像过程，但是不排除与本文描述的医学导管***(例如穿刺设备)的电极一起使用。更确切地说，当执行一般成像过程时，可以使用任何合适的内部电极，诸如安装在导管上的电极。
为了执行成像过程，可以迭代地记录内部电极的响应(例如，对外部施加的电场的响应)。处理***的处理器电路可以应用传递函数(“V2R函数”)，该传递函数将每个记录的响应变换为欧几里德坐标(R空间)，同时确保维持已知的性质(例如，电极间距和电重量长度)以及一组其他约束。
以这种方式，当内部电极在解剖腔内移动时，可以建立和更新点的R空间云(已知的欧几里德坐标)。使用经更新的R空间点云，重建算法生成解剖腔的解剖模型。解剖模型可以例如是描绘或建模解剖腔(的边界)的3D表面。
仅通过示例的方式，在WO2019/034944中公开了这种成像方法及其所有方面，通过引用将其并入本文。对于这种变换，具有明确限定的距离的固定电极提供了第一优点。
解剖模型可以被输出到显示器或用户接口290。显示器或用户接口可以被配置为提供解剖模型的视觉表示。
在图3中概念性地图示了根据点云重建解剖模型的过程，图3说明了其中R空间点云310(“点云”)被变换成解剖模型320的过程350。在所图示的示例中，这通过根据点云数据创建(3D)表面来执行，其方法对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
例如，可以使用表面重建方法将点云转换成多边形网格或三角形网格模型(或其他表面模型)。在Berger,Matthew等人的“A survey of surface reconstruction frompoint clouds”(Computer Graphics Forum.，第36卷，第1期，2017年)中讨论了各种合适的方法。
可以通过监测穿刺设备的电极(此处：被视为内部电极)对局部场测量(例如，由其他内部电极生成的场)的响应或通过对全局场测量结果的额外处理来执行解剖模型的边界和特征的更精确识别。
例如，可以识别在电场中具有固有标记的陡峭梯度的区域。应认识到，这样的区域指示解剖腔的边界和/或其他信息，例如血管流入或流出心脏腔室以及心脏腔室的瓣膜。这些特征由***唯一地拾取，并且即使在没有用导管物理地访问它们的情况下也被成像。
作为另一示例，(两个内部电极之间的)局部电场的变化可以指示两个内部电极之间组织的存在或不存在。因此，内部电极对局部电场的响应可以用于识别组织的存在或不存在。处理***本身可以被配置为控制局部电场，或这可以由与穿刺设备的电极通信的另一设备控制。例如在WO WO2019/034944中已经描述了局部场测量的这种使用。
组合的全局和局部场测量实现不一致性和异常值、电极屏蔽/覆盖水平(例如，通过测量位置互相关)、起搏(饱和)以及生理漂移的复杂检测和有效处理。漂移可以例如使用随时间推移的移动窗口来检测并且被连续地校正，由此导管位置在整个流程中保持准确，使得***对漂移有弹性。
用于使用外部电极(例如贴片电极)和内部电极(例如导管电极)来标测身体体积并可视化导管在图内的位置的其他方法可以在例如2015年5月12日提交的标题为“Systemsand Methods for Tracking an Intrabody Catheter”的美国专利US 10,278,616和1997年8月1日提交的标题为“Catheter Location System and Method”的美国专利US 5,983,126中找到，通过引用将其全部内容并入本文。
在一些示例中，可以处理内部电极(或解剖模型)的响应以识别目标解剖特征，以用于识别执行穿透过程的位置。例如，如果穿透过程是经中隔流程，则目标解剖特征可以是卵圆窝(FO)或示出存在卵圆孔未闭的组织。取决于穿透过程，其他合适的目标解剖特征将是显而易见的。
在一些示例中，可以处理内部电极(或解剖模型)的响应以识别和定位目标解剖特征附近的区域，例如，以识别穿透过程的潜在危险区域。作为一个示例，对于经中隔过程，可以处理响应(或解剖模型)以识别和定位IAS后面的主动脉。临床医生可以使用该信息来避免在推进针穿过IAS时对主动脉的无意穿刺。
根据前述内容，将显而易见的是，穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的参数的一个示例是解剖结构的解剖模型(即，周围组织的形状/结构)。另一示例参数是目标解剖特征的位置。
处理***可以被配置为在用户接口处(绘制和)显示解剖模型的视觉表示。解剖模型的视觉表示可以例如包括解剖结构的3D或平坦(全景)视图。
穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的参数的另一示例是穿刺设备或穿刺设备的特定电极的(相对)位置。
特别地，可以确定穿刺设备相对于解剖模型(例如，使用先前描述的成像过程生成的解剖模型)的相对位置。一旦已经通过监测解剖结构周围的电极对电场的(一个或多个)响应生成了解剖结构的解剖模型/图，就可以通过将电极的响应与特定位置相关来容易地确定电极相对于解剖模型/图的相对位置。
因此，本公开的实施例提出了进一步使用处理***来跟踪(另一导管的)一个或多个电极相对于解剖模型的位置，即，充当电极跟踪***。
将显而易见的是，一旦已经使用解剖腔内的内部电极的响应构建了解剖腔的解剖模型，就能够容易地定义内部电极相对于解剖模型的位置。例如，用于生成解剖图的传递函数(例如将响应变换为欧几里德坐标的“V2R函数”)可以用于使用内部电极的响应来计算/预测穿刺设备的电极的相对位置。电极的位置结合导管***的形状和设计允许重建导管的至少远端的形状、位置和取向，因为该端包含电极。
如本文公开的导管***也可以用于其中它们不用于建模而是仅用于跟踪导管的远端的位置和取向的配置中。在这种情况下，处理***250的输入接口251还可以被配置为在第四输入端(未示出)处获得解剖结构的解剖模型，以从建模***或成像***或存储器接收或获得解剖结构的解剖模型。然而，为了流程的简化和准确性，优选地通过监测被安装在管腔内设备(例如，穿刺设备或另一管腔内设备，诸如可以在它与针交换之前由扩张器管腔或护套管腔临时容纳的电生理导管)上的一个或多个电极的位置来生成解剖模型。
处理***250的处理器电路252可以被配置为确定穿刺设备的一个或多个电极相对于解剖模型的相对位置。一个或多个电极的相对位置可以根据第一、第二和第三组响应的各种组合导出。解剖模型本身可以通过例如使用先前描述的方法监测内部电极对电场的响应来生成。
特别地，第一组一个或多个响应可以用于跟踪针的远端的位置，并且第二组一个或多个响应可以用于跟踪护套或整个穿刺设备的位置。本公开认识到，关于这两个特征两者的信息可有助于改善穿透过程的监测。
该过程有助于穿刺设备的电极相对于解剖结构的可视化。
因此，处理***还可以被配置为在用户接口处显示穿刺设备(的电极)的相对位置的视觉表示。这可以关于例如在用户接口处获得的解剖模型的视觉表示来显示。
尽管是优选的，但是当跟踪/监测穿刺设备的电极相对于解剖模型的位置时，使用穿刺设备生成该解剖模型不是必需的，而是可以使用不同的一组内部电极(例如，安装在导管上)。当然，可以使用两种方法的组合，即穿刺设备可以有助于解剖结构的标测。
跟踪穿刺设备的电极的位置有利地允许临床医生仅在介电感测和成像下(即，在没有荧光透视或超声引导的情况下)可视化并执行整个穿透流程(例如，经中隔过程)。
特别地，可以通过跟踪护套(其可以覆盖针以屏蔽其他组织免受针的影响)的位置来执行将穿刺设备操纵到期望位置，并且可以通过跟踪针的远端(例如，以跟踪针穿透组织的过程)来跟踪穿透过程本身。
一旦已经识别出用于执行穿透过程的合适位置，就可以标记该位置(例如，相对于解剖模型)。这可以帮助将来调查该区域，例如，以用于在后续流程中重复使用穿刺，或在穿刺要由另一设备执行的情况下。
穿刺设备和/或周围组织的参数的另一示例是针延伸出护套的距离。因此，处理器电路可以被配置为处理第一组响应、第二组响应和第三组响应的组合以确定针延伸出护套的距离。
例如，如果护套上的(一个或多个)电极的相对位置和针的远端的相对位置是已知的，则可以计算(一个或多个)电极与针的远端之间的距离。该信息可以用于导出/测量针延伸出护套的距离，例如，如果(一个或多个)电极与护套的端部之间的关系是已知的。
作为另一示例，安装在护套上的(一个或多个)电极和针的远端的电响应的差异可以与(一个或多个)电极和针的远端之间的距离和/或针延伸出护套的距离直接相关。
该信息可以用于例如在针朝向用于穿透组织的部位运输期间检查针是否被护套安全地覆盖。
穿刺设备和/或周围组织的参数的另一示例是穿刺设备的取向。特别地，如果穿刺设备的两个部分相对于解剖模型的(3D)位置是已知的，并且这两个部分之间的关系是预定的(即，由于穿刺设备的已知结构)，则还可以导出穿刺设备相对于解剖模型的相对取向。
该信息可以用于通过用户接口例如关于所显示的解剖模型来改善穿刺设备的显示。关于穿刺设备的取向的信息帮助用户理解可以如何执行穿刺设备的操纵，以在运输到穿刺位置期间或在穿刺位置本身期间使穿刺设备正确地取向。
在一些示例中，取向信息和位置信息用于提供穿刺设备相对于所显示的解剖模型(例如，其被正确地取向并位于3D空间内)的视觉表示。
作为又一示例，穿刺设备和/或周围组织的一个参数可以是针的取向/方向。特别地，处理***可以跟踪第一电极在护套和针上的位置(使用先前描述的方法)。由于这些元件之间的位置关系是预定的，因此可以导出针的方向(例如，针的方向可以被定义为跨越在第一电极的位置和针的位置之间)。
该信息可以用于通过用户接口改善针的显示，特别是通过例如与所显示的解剖模型一起提供针的方向的指示，以有助于经中隔流程的改善的执行。这是由于所确定的方向帮助临床医生更准确地执行经中隔流程而通过提供针的方向取向的指示(以确保它正在穿透解剖结构的正确区域)来实现的。
先前已经描述了安装在护套上的第二电极如何可以是/包括安装在护套110上的锚定结构130。处理***250的处理器电路可以使用锚定结构对解剖结构中感应的电场的第三组一个或多个电响应来导出穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数。
作为示例，仅处理***的处理器电路可以使用第三组一个或多个电响应来跟踪安装在护套上的锚定结构的位置。当然，可以经由用户接口显示所跟踪的位置。
跟踪该锚定结构的位置还有助于执行穿透过程，因为它为临床医生提供了有用的信息。特别地，它可以帮助临床医生理解锚定结构的实时位置，从而通过将锚定结构操纵到用于支撑组织的特定位置来适当地控制提供给护套的支架或支撑件，以改善执行穿透过程的准确性。
由于锚定结构的几何形状可以是已知的，因此也可能相对于锚定结构的所确定的位置显示几何形状的视觉表示。例如，锚定结构可以被成形为环(用于将护套抵靠组织支撑)，其可以相对于解剖模型显示。显示锚定结构的几何形状有助于提高临床医生对穿刺设备和穿刺过程的特性的理解。
锚定结构可以相对于护套移动。特别地，锚定结构可以能够相对于护套延伸和缩回。锚定结构移动的方式可以例如由于穿刺设备的已知力学而是已知的。通过(使用第三组响应)相对于护套上的第一电极的位置跟踪锚定结构的位置，可以确定锚定结构从护套延伸的程度(即，突出距离)，也可以确定锚定结构在其延伸时的形状(由于预定的、估计的或已知的设备特性)。该信息可以被视觉地表示。
作为示例，锚定结构可以包括可以延伸出护套的环。环将随着预先配置的或已知的环的运动而相应地移动。由于延伸环的机械行为是已知的，并且环的位置正在被跟踪，因此环本身也可以实时显示。
穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数的先前示例通常依赖于穿刺设备的电极对外部提供的电场的响应。然而，穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的一些参数可以根据穿刺设备的电极对内部产生的电场(例如，由电极生成的电场)的电响应导出。
在一些示例中，处理器电路可以被配置为进一步控制由穿刺设备的一个或多个电极生成的一个或多个电场。这可以通过控制例如在用于测量电响应的相同电路径或专用通道上供应给(一个或多个)电极的电流来执行。第一、第二和第三组响应可以包括对该内部生成的电场的电响应。
穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的参数的又一示例是穿刺设备与解剖结构的周围组织之间的接触或接触力的量度。这可以例如使用公开号为EP3294174Al的欧洲专利申请中描述的方法来执行，其中，穿刺设备的电极被视为电极。
穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的参数的另外的示例是穿刺设备的电极附近的组织的厚度。已认识到，组织的厚度影响组织的介电特性。这继而影响组织附近的电极的电响应。因此，可能将关于电响应组织的电响应的信息与穿刺设备附近的组织的厚度相关。作为一个示例，电响应的变化率可能受到附近组织的厚度的影响，这意味着可以通过监测电响应的变化率来导出附近组织的厚度。作为另一示例，电响应可以与组织厚度直接相关(例如，基于预定校准数据)。
本领域技术人员将容易地能够使用穿刺设备的电极的电响应识别和确定穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的参数的其他合适示例。
下文将描述使用针的远端和护套上的两个电极(其中一个任选地是安装在护套上的锚定结构)的(一个或多个)电响应来获得穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数的有用性的理解。特别地，跟踪穿刺设备的这些电极(相对于解剖模型)的位置提供了用于执行穿透过程的有用信息。
图4、5和6图示了在穿透过程的各个阶段中的穿刺设备100，其用于图示在整个穿透过程中跟踪穿刺设备的某些电极的位置/定位的有用性。特别地，通过跟踪穿刺设备的三个识别电极的位置，可以容易地监测整个穿透过程。
最初，穿刺设备可以如图4所图示的那样进行配置，其中，针(不可见)被护套120覆盖。
点A表示锚定结构130(此处：金属环)的电重心的空间位置，并且将根据穿刺设备的预定机械性质移动。点B表示第一电极115在护套上的位置。
当穿刺设备在解剖结构中移动(例如，以到达目标位置)时，可以监测护套上的第一电极115和安装在护套上的(未延伸的)锚定结构130的(一个或多个)电响应，例如，以跟踪穿刺设备100的位置/取向和/或执行成像过程。
因此，穿刺设备的电极的电响应可以用于导出穿刺设备和/或解剖结构的一个或多个参数，例如以生成解剖结构的解剖模型。
可以(例如，根据所生成的解剖模型)识别用于执行穿透过程的期望解剖特征或部位的位置。例如，对于经中隔流程，卵圆窝的位置可以从解剖模型(自动地或手动地)识别。
在识别要执行穿透过程的位置之后，锚定结构130可以延伸出护套110以将护套抵靠组织(在锚定结构附近)支撑或锚定。由于锚定结构的机械行为是已知的，因此还可以通过监测锚定结构130的位置来实时显示锚定结构的形状的视觉表示。
这导致穿刺设备如图5所图示的那样进行配置。
此后，护套110可以朝向期望的解剖部位旋转和偏转(通过使用锚定结构130作为支架抵靠组织)。可以通过跟踪护套上的第一电极115相对于锚定结构130的(现在固定的)位置的位置来监测护套的移动。护套的移动可以导致护套的远端使解剖结构的组织位移或变形(称为“***”)。这种位移可以被视觉地表示。
具体地，由于解剖结构的边界是已知的(例如，根据解剖模型)并且第一电极115与护套的远端之间的关系是已知的，因此可能通过监测第一电极115相对于解剖模型的位置来预测护套的远端何时使解剖结构的组织变形(例如，与解剖结构的边界接触)。
针120然后可以被推进通过护套110(即，从护套110的远端向外延伸)以穿刺与护套的远端进行接触的组织，如图6所图示的。针在穿透过程期间的进展可以通过监测针的远端125的位置来跟踪，如通过图6的点C所指示的。
针的远端125的跟踪位置可以与第一电极115的跟踪位置一起用于跟踪针的取向和/或方向。这为临床医生提供了有用的临床信息，以用于确保针在期望的穿刺方向上被正确地定位。
当然，针的电响应也可以在穿透过程的该最后阶段之前使用。特别地，如果针接近护套的远端(例如，接近护套但不从护套突出)，则它仍然将响应于电场。该信息可以用于在到用于执行穿刺(例如，以导出穿刺设备的取向或形状)、执行成像过程(例如，充当用于成像过程的另一内部电极)的区域的运输期间改善穿刺设备的跟踪，或确定穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的任何其他合适的参数。
先前已经解释了可以如何使用内部电极对电场的响应来构建解剖模型。该解剖模型能够例如在用户接口处被绘制和显示。
如参考图4、5和6描述的穿刺过程的所有特定特性(例如“***”)也可以通过使用不具有锚定结构的导管***来提供。
图7和8分别描绘了绘制的解剖模型的第一表示700和第二表示800。卵圆窝的位置750是从解剖模型可识别的。这些附图还图示了双经中隔道的位置850。
附图还图示了穿透设备的位置，其通过使用先前描述的方法跟踪穿透设备的位置和取向并且提供穿刺设备相对于解剖模型的视觉表示来获得。
从由图7和8提供的代表性图像中，本发明的优点(用于改善执行经中隔程序的容易性)是显而易见的。特别地，通过提供解剖结构和穿刺设备的视觉表示，通过其对穿刺设备的相对位置的跟踪和监测来帮助临床医生执行外科手术流程。
图9是图示如本文公开的用于确定穿刺设备的一个或多个参数的计算机实施的方法900的流程图。
步骤910表示从安装在护套上的第二电极接收或获得第一电极对在解剖结构中感应的一个或多个电场的第一组一个或多个电响应。
步骤920表示从安装在护套上的第二电极接收或获得安装在护套上的电极对在解剖结构中感应的一个或多个电场的第二组一个或多个电响应。
任选的步骤930表示从针的远端接收或获得针的远端对解剖结构中感应的一个或多个电场的第三组一个或多个电响应，其中，针的远端由响应于电场的变化的材料形成。
计算机实施的方法900包括至少使用第一组一个或多个电响应、第二组一个或多个电响应和第三组一个或多个电响应来确定穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数的步骤940。
方法900还可以包括响应于所确定的所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数而向另外的设备提供输出信号的步骤950。
穿刺设备和/或周围组织的一个或多个参数可以是针的远端的相对位置和/或针相对于解剖结构的取向。
图10是根据本公开的实施例的处理器电路252的示意图。如图所示，处理器电路250可以包括(数据)处理器1060、存储器1064和通信模块1068。这些元件可以例如经由一个或多个总线彼此直接或间接通信。数据处理器可以是模拟或数字处理器，并且优选地是数字处理器。
处理器1060可以包括被配置为执行本文描述的操作的中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、ASIC、控制器、FPGA、另一硬件设备、固件设备或其任何组合。处理器1060也可以被实施为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器内核结合DSP、或任何其他这样的配置。在一些实施例中，处理器是例如由一组分布式处理器形成的分布式处理***。
存储器1064可以包括高速缓冲存储器(例如，处理器1060的高速缓存储器)、随机存取存储器(RAM)、磁阻式RAM(MRAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器、固态存储器设备、硬盘驱动器、其他形式的易失性和非易失性存储器、或不同类型的存储器的组合。在实施例中，存储器1064包括非瞬态计算机可读介质。非瞬态计算机可读介质可以存储指令。例如，存储器1064或非瞬态计算机可读介质可以具有记录在其上的程序代码，该程序代码包括用于使处理器电路252或处理器电路252的一个或多个部件(特别是处理器1060)执行本文描述的操作的指令。例如，处理器电路252可以执行方法700的操作。指令1066也可以被称为代码或程序代码。术语“指令”和“代码”应当被宽泛地解读为包括任何类型的(一个或多个)计算机可读语句。例如，术语“指令”和“代码”可以指的是一个或多个程序、例程、子例程、功能、流程等。“指令”和“代码”可以包括单个计算机可读语句或许多计算机可读语句。其上记录有代码的存储器1064可以被称为计算机程序产品。
通信模块1068可以包括任何电子电路和/或逻辑电路，以促进处理器电路252、穿刺设备和/或用户接口(或其他另外的设备)之间的直接或间接数据通信。在这方面，通信模块1068可以是输入/输出(I/O)设备。在一些实例中，通信模块1068促进处理电路252和/或***(图2)的各种元件之间的直接或间接通信。
特别地，通信模块1068可以包括用于分别获得第一输入和第二输入的第一输入端和第二输入端。通信模块1068还可以包括用于响应于所确定的穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数而提供输出信号的输出端。
将理解，所公开的处理电极的多组响应的方法包括或优选地是计算机实施的方法。这样一来，还提出了计算机程序的概念，该计算机程序包括用于当所述程序在处理***(诸如计算机或一组分布式处理器)上运行时实施任何所描述的方法的计算机程序代码。
根据实施例的计算机程序的代码的不同部分、行或块可以由处理***或计算机运行以执行本文中描述的任何方法。在一些替代实施方式中，(一个或多个)框图或(一个或多个)流程图中注释的功能可以不按图中注释的顺序发生。例如，连续示出的两个方框实际上可以基本上同时执行，或方框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。
本公开提出了一种包括指令的计算机程序(产品)，当所述程序由计算机或处理***运行时，所述指令使所述计算机或处理***执行本文描述的任何方法(的步骤)。所述计算机程序(产品)可以存储在非瞬态计算机可读介质上。
类似地，还提出了一种包括指令的计算机可读(存储)介质，所述指令在由计算机或处理***运行时使所述计算机或处理***执行本文描述的任何方法(的步骤)。还提出了一种其上已经存储有先前描述的计算机程序(产品)的计算机可读数据载体。还提出了一种承载先前描述的计算机程序(产品)的数据载体信号。
计算机可读程序可以作为独立软件包全部地在单个计算机/处理器上、部分地在计算机/处理器上、部分地在计算机/处理器上并且部分地在远程计算机上、或全部地在远程计算机或服务器上运行(例如，使用分布式处理器处理***)。在后者情形下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到计算机/处理器，或可以对外部计算机做出连接(例如，使用因特网服务提供商通过因特网)。
本文还提出了提供一种用于确定穿刺设备的一个或多个参数和/或所述解剖结构的周围组织的参数的处理***，所述穿刺设备包括容纳针的护套，所述针具有用于穿透解剖结构的组织的远端，其中，所述处理***包括：输入接口，所述输入接口被配置为：在第一输入端处并且从安装在所述护套上的锚定结构获得安装在所述护套上的所述锚定结构对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第一组一个或多个电响应，其中，所述锚定结构被配置为在所述穿刺设备的穿透流程期间将所述护套固定或耦合到组织；以及处理器电路，所述处理器电路被配置为至少使用所述第一组一个或多个电响应来确定所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数。
因此，还提出不需要针的远端来充当电极。更确切地说，可以通过将用于将护套抵靠组织支撑的锚定结构当作电极来获得信息。因此，本发明的实施例认识到在将用于将护套抵靠组织支撑的锚定结构当作电极时的优点，诸如减少对替代电极的需要和改善对穿透过程的监测。
该处理***可以被调整，其中，输入接口被配置为在第二输入端处并且从安装在护套上的电极获得安装在护套上的电极对在解剖结构中感应的一个或多个电场的第二组一个或多个电响应，并且处理器电路被配置为还使用至少第二组一个或多个电响应来确定穿刺设备和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质上，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的电信***分布。如果术语“适合于”用于权利要求书或说明书中，应注意术语“适合于”旨在相当于术语“被配置为”。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
以下示例涉及本公开的另外的方面，但也可以独立于本文定义的其他特征使用。
示例1、一种处理***(250)，用于确定穿刺设备(100)的一个或多个参数和/或所述解剖结构的周围组织的参数，所述穿刺设备包括容纳针(120)的护套(110)，所述针具有用于穿透解剖结构的组织的远端(125)，所述处理***包括：
输入接口(251)，其被配置为：
在第一输入端(251A)处并且从所述针的所述远端获得(910)所述针的所述远端对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第一组一个或多个电响应，其中，所述针的所述远端由响应于电场变化的材料形成；
在第二输入端(251B)处并且从安装在所述护套上的第一电极(115)获得(920)所述第一电极对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第二组一个或多个电响应；并且
在第三输入端(251C)处并且从安装在护套上的第二电极(130、135)获得(930)所述第二电极对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第三组一个或多个电响应；以及
处理器电路(252)，其被配置为至少使用所述第一组一个或多个电响应、所述第二组一个或多个电响应和所述第三组一个或多个电响应来确定(940)所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数。
示例2、根据示例1所述的处理***，还包括输出接口，所述输出接口被配置为响应于所确定的所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数而向另外的设备提供输出信号。
示例3、根据示例1或2所述的处理***，其中，所述处理***还被配置为在用户接口处显示所确定的所述穿刺设备和/或周围组织的一个或多个参数的视觉表示。
示例4、根据示例1至3中的任一项所述的处理***，其中，所述穿刺设备和/或周围组织的所述一个或多个参数是所述护套和/或所述针相对于所述解剖结构的相对位置。
示例5、根据示例1至4中的任一项所述的处理***，其中：
所述输入接口还被配置为在第四输入端处并且从建模***或存储器获得所述解剖结构的解剖模型，并且
其中，所述穿刺设备和/或周围组织的所述一个或多个参数包括所述护套和/或针相对于所述解剖结构的解剖模型的相对位置。
示例6、根据示例5所述的处理***，其中，所述解剖结构的所述解剖模型是通过监测被安装在管腔内设备上的一个或多个电极的位置来生成的。
示例7、根据示例1至6中的任一项所述的处理***，其中：
所述第一电极或所述第二电极包括锚定结构，所述锚定结构被配置为在所述穿刺设备的穿透流程期间将所述护套固定或耦合到组织。
示例8、根据示例7所述的处理***，其中，所述锚定结构可相对于所述护套的其他部件移动。
示例9、一种用于穿透对象的组织的医学***，所述医学***包括：
穿刺设备，其包括：
针，其具有用于穿透解剖结构的组织的远端，所述针的所述远端是由响应于电场的变化的第一材料形成的；
护套，其容纳所述针；
电极，其安装在所述护套上；以及
根据示例1至8中的任一项所述的处理***。
示例10、根据示例9所述的医学***，其中，所述针的所述远端被配置为对对象的房间隔穿刺。
示例11、根据示例8至10中的任一项所述的医学***，包括被定位在所述对象外部的一个或多个外部电极，所述一个或多个外部电极可控制以生成一个或多个电场，其中，所述针的所述远端被配置为响应于由所述一个或多个外部电极生成的所述一个或多个电场的变化。
示例12、一种用于确定穿刺设备(100)和/或解剖结构的周围组织的一个或多个参数的计算机实施的方法(900)，所述穿刺设备包括容纳针(120)的护套(110)，所述针具有用于穿透解剖结构的组织的远端(125)，所述计算机实施的方法包括：
从所述针的所述远端获得(910)所述针的所述远端对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第一组一个或多个电响应，其中，所述针的所述远端由响应于电场变化的材料形成；
从安装在所述护套上的第一电极(115)获得(920)所述第一电极对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第二组一个或多个电响应；
从安装在所述护套上的第二电极(130、135)获得(930)所述第二电极对在所述解剖结构中感应的一个或多个电场的第三组一个或多个电响应；并且
至少使用所述第一组一个或多个电响应和所述第二组一个或多个电响应来确定(940)所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数。
示例13、根据示例12所述的计算机实施的方法，还包括响应于所确定的所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的一个或多个参数而向另外的设备提供(950)输出信号。
示例14、根据示例13所述的计算机实施的方法，其中，所述穿刺设备和/或周围组织的所述一个或多个参数是所述针的所述远端相对于所述解剖结构的相对位置。
示例15、一种包括指令的计算机程序产品，所述指令在由合适的计算机或处理***运行时使所述计算机执行根据示例12至14中的任一项所述的方法。

Claims (20)

1.一种在组织穿刺流程中使用的导管(90)，所述导管具有管状主体(110)，所述管状主体具有轴向长度、远端和从所述远端(125)处的开口沿着所述轴向长度的至少部分延伸的管腔，所述管腔被配置为能滑动地容纳组织穿刺设备(120)，使得所述组织穿刺设备能够由用户通过所述开口延伸到所述导管外部并超过所述导管的所述远端或通过所述开口缩回到所述导管内，
其中，所述导管包括：
-在所述远端上的第一电极(115)；
-在所述远端上的第二电极(130、135)；并且
所述第一电极与所述第二电极以固定电极距离间隔开，其中，当所述电极在使用中并且位于对象的感兴趣区域内时，所述第一电极和所述第二电极能够感测由被施加到所述感兴趣区域的电场引起的电信号。
2.根据权利要求1所述的导管，其中，所述管状主体包括在所述远端处的锥形部分以及以下各项中的至少一项：在所述锥形部分内的所述第一电极和所述第二电极。
3.根据权利要求1或2所述的导管，其中，至少所述第一电极和所述第二电极沿着至少所述轴向长度方向间隔开。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的导管，其中，所述导管是扩张器。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的导管，其中，所述导管包括被配置为至少使所述导管的所述远端转向的模块。
6.一种导管***，包括：
-根据前述权利要求中的任一项所述的导管；以及
以下各项中的至少一项：
-导引器导管，其具有管状构件，在所述管状构件中具有在所述管状构件的远端处的开口与所述管状构件的近端处的开口之间延伸的腔，所述腔被配置为能滑动地容纳所述导管；以及
-所述组织穿刺设备，其中，所述组织穿刺设备包括能够作为第三电极操作的远侧顶端。
7.根据权利要求6所述的导管***，其中，所述导引器导管包括用于至少使所述导引器导管的所述远端转向的模块。
8.根据权利要求6或7所述的导管***，其中，所述导引器导管包括：
-在所述远端上的第四电极(115)；
-在所述远端上的第五电极(130、135)；并且
所述第四电极以固定电极距离与所述第五电极间隔开，其中，当所述导管***在使用中并且所述第四电极和所述第五电极位于对象的感兴趣区域内时，所述第四电极和所述第五电极能够感测由被施加到所述感兴趣区域的电场引起的电信号。
9.根据权利要求1所述的导管，其中，所述导管是具有管状构件的导引器导管，所述管状构件中具有在所述管状构件的远端处的开口与所述管状构件的近端处的开口之间延伸的腔，所述腔被配置为能滑动地容纳另外的导管，例如扩张器，所述导引器导管包括在所述导引器导管的所述远端上的所述第一电极和所述第二电极。
10.根据权利要求9所述的导管，其中，所述导引器导管包括被配置为至少使所述远端转向的转向模块。
11.一种导管***，包括：
-根据权利要求9或10所述的导管；并且
还包括以下各项中的至少一项：
-扩张器，其包括管状主体(110)，所述管状主体具有轴向长度和远端以及从所述远端处的开口沿着所述轴向长度的至少部分延伸的扩张器管腔，所述扩张器管腔被配置为能滑动地容纳组织穿刺设备(120)，使得所述组织穿刺设备能够由用户延伸到所述扩张器外部并超过所述远端或缩回到所述扩张器内；以及
-所述组织穿刺设备，其中，所述组织穿刺设备包括能够作为第三电极操作的远侧顶端。
12.一种包括导引器导管的导管或导管***，其中，所述导引器导管包括所述导引器导管的远端处的锚定结构，所述锚定结构能够从所述导引器导管能够逆转地延伸，并且所述锚定结构包括至少一个另外的电极。
13.一种处理***(250)，用于使用从根据前述权利要求中的任一项所述的导管和/或导引器导管的电极接收或获得的电响应来确定感兴趣区域内的解剖结构的组织的一个或多个参数，所述处理***包括：
-输入接口(251)，其能够连接到所述导管和/或所述导引器导管的至少第一电极和第二电极或第三电极和第四电极，所述输入接口被配置为至少接收或获得(910、920、930)：
-表示在所述感兴趣区域内感应的电场的第一电响应；以及
-对所述电场的第二电响应，其中，所述第一电响应和所述第二电响应分别从所述第一电极和所述第二电极接收或获得，或者分别从所述第四电极和所述第五电极接收或获得；
-处理器电路(252)，其被配置为至少基于所述第一电响应和所述第二电响应来确定(940)所述一个或多个参数；以及
-任选地，输出端，其被配置为至少基于所述第一电响应和所述第二电响应来输出表示所述穿刺设备和/或所述解剖结构的周围组织的所述一个或多个参数的数据。
14.根据权利要求13所述的处理***，其中，所述第一电响应包括表示在所述感兴趣区域内感应的电场的第一电响应和第三电响应，并且所述第二电响应包括表示在所述感兴趣区域内感应的电场的第二响应和第四响应，其中，所述第一电响应和所述第二电响应分别从所述第一电极和所述第二电极接收或获得，并且所述第四电响应和第五电响应分别从所述第四电极和所述第五电极接收或获得；以及
-处理器电路(252)，其被配置为至少基于所述第一电响应、所述第二电响应、所述第四电响应和所述第五电响应来确定(940)所述一个或多个参数。
15.根据权利要求1所述的处理***，其中，所述一个或多个参数包括所述解剖结构的解剖表示。
16.根据权利要求1或2所述的处理***，其中，所述处理器电路还被配置为：
-从查找表接收校准数据，所述校准数据针对每个固定电极距离包括所述固定电极距离与表示在由所述固定电极距离间隔开的所述电极处测量的电场的参数之间的一个或多个相关性；并且
-使用所述校准数据根据所述第一数据和所述第二数据来确定所述解剖结构的解剖表示。
17.一种用于使用从根据前述权利要求中的任一项所述的导管或导引器导管的电极接收或获得的电响应来确定感兴趣区域内的解剖结构的组织的一个或多个参数的计算机实施的方法(900)，所述计算机实施的方法包括：
-由处理***接收或获得：
-表示在所述感兴趣区域内感应的电场的第一电响应；以及
-对所述电场的第二电响应，其中，所述第一电响应和所述第二电响应分别从所述第一电极和所述第二电极接收或获得，或者分别从所述第四电极和所述第五电极接收或获得；
-由所述处理***的处理器电路基于所述第一电响应和所述第二电响应来确定所述一个或多个参数；并且
-任选地，至少基于所述第一电响应和所述第二电响应来提供表示所述解剖结构的组织的所述一个或多个参数的数据。
18.根据权利要求17所述的计算机实施的方法，其中，所述一个或多个参数包括所述解剖结构的解剖表示。
19.根据权利要求17或18所述的计算机实施的方法，其中，所述处理器电路还被配置为：
-从查找表接收校准数据，所述校准数据针对每个固定电极距离包括所述固定电极距离与表示在由所述固定电极距离间隔开的所述电极处测量的电场的参数之间的一个或多个相关性；并且
-对感兴趣区域内的解剖结构的组织的所述一个或多个参数的确定还基于所述校准数据。
20.一种包括指令的计算机程序产品，所述指令当由处理***运行时使所述处理***执行根据权利要求17至19中的任一项所述的计算机实施的方法。
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