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CN115177359A - 一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法和装置 - Google Patents

一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法和装置 Download PDF

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CN115177359A CN202210905701.4A CN202210905701A CN115177359A CN 115177359 A CN115177359 A CN 115177359A CN 202210905701 A CN202210905701 A CN 202210905701A CN 115177359 A CN115177359 A CN 115177359A
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赵永明
宋晓阳
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Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，本发明提供一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法，包括：获取导管中各电极的距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息和权重信息；基于所述距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息和权重信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离；当相邻的电极低于可接受距离时，进行警告提示；当相邻的电极超过可接受距离时，进行消融提示。本发明可以在两个或多个电极彼此靠近的情况下通知用户的应用，解决了电压电弧可能发生的问题。

Description

一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法和装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤指一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法和装置。
背景技术
在现代医学的临床应用中，对于细胞不受控增生，或是心脏内的异位起搏点所导致的肿瘤和心律失常等疾病，可采用脉冲电场消融(PFA，Pulsed Field Ablation)的方式予以进行治疗。
在脉冲场消融期间，当导管位于心腔内时，会在两个或多个电极之间产生很大的电压电位，如图2所示。大的电压电位会导致产生强电场。此外，另一个导管可能靠近具有高电压电位的电极并用作消融能量的通路，如图3所示。
由于消融电极的结构，电场密度会变得不均匀，并且在不同位置上的密度应高于其他位置。如图4所示，Bardy等人(Circular Research，第63卷，1988年8月)显示了尖端电极上的场强与专门设计的电极的对比。可以看出，在金属与导管轴的界面上的场要密集得多。这种高密度场会引起电弧或火花。JACKMAN等人(CIRCEP.114.002255.pdf)已经描述了心脏内部火花的缺点，因此应该避免。
然而，现有技术暂时还无法对脉冲放电中产生的电弧进行检测。
发明内容
本发明提供一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法和装置，克服上述问题。
本发明提供的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法，包括：
获取导管中各电极的距离信息、电流信息、用户设定信息和权重信息；
基于所述距离信息、电流信息、用户设定信息和权重信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离超过可接受距离；
当相邻的电极低于可接受距离时，进行警告提示；
当相邻的电极未超过可接受距离时，进行消融提示。
在一些实施例中，所述获取导管中各电极的距离信息，包括：
通过标测系统定位各个电极之间的物理距离，具体包括定位模式：电定位模式和\或磁定位模式，或两种组合的定位模式。
在一些实施例中，所述电定位模式包括：根据所述导管接收体外建立的电场和\或磁场环境测量的电流信息或电压信息或磁场信息，将所述电流信息或电压信息或磁场信息映射成三维坐标信息，以计算出各个电极的位置信息。
在一些实施例中，所述获取导管中各电极的电流信息包括：
根据预定义的电流激活顺序，确定每个电极接收到的电流信息。
在一些实施例中，所述基于所述电流信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离，包括：
判断相邻的电极之间的电流差I1-2是否超过预设可接受距离的电流阈值Imax。
一种在脉冲消融时的防止出现电弧的装置，包括：
获取模块，用于获取导管中各电极的距离信息、电流信息、用户设定信息和权重信息；
判断模块，用于基于所述距离信息、电流信息、用户设定信息和权重信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离；
警告模块，用于当相邻的电极低于可接受距离时，进行警告提示；
消融模块，用于当相邻的电极未超过可接受距离时，进行消融提示。
在一些实施例中，所述获取模块，用于：
通过标测系统定位各个电极之间的物理距离，具体包括定位模式：电定位模式和\或磁定位模式，或两种组合的定位模式。
在一些实施例中，所述获取模块，用于：根据所述导管接收体外建立的电场和\或磁场环境测量的电流信息或电压信息或磁场信息，将所述电流信息或电压信息或磁场信息映射成三维坐标信息，以计算出各个电极的位置信息。
在一些实施例中，所述获取模块，用于：
根据预定义的电流激活顺序，确定每个电极接收到的电流信息。
在一些实施例中，所述判断模块，用于：
判断相邻的电极之间的电流差I1-2是否超过预设可接受距离的电流阈值Imax。
本发明提供的一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法和装置至少具有以下一种有益效果：本发明可以在两个或多个电极彼此靠近的情况下通知用户的应用，解决了电压电弧可能发生的问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法的一个实施例的示意图；
图2是接近的导管电极的示意图；
图3是圆形和焦点导管接近度的示意图；
图4是Bardy et al 1988提供的导管电极上的电场强度的示意图；
图5是本发明的一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法的一个实施例的示意图；
图6是本发明的导管电极的计算示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
在一个实施例中，如图1所示，一方面，本发明提供一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法，包括：
S101获取导管中各电极的距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息和权重信息。
在本实施例中，公开描述了在两个或多个电极彼此靠近的情况下通知用户的应用，这可以解决电压电弧可能发生的问题。
具体的，根据导管中各电极的距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息和权重信息，能够在判断电极的距离是否过近时更加准确和完善。
S102基于所述距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息和权重信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离。
在本实施例中，可接受距离为临床上医生依据心腔尺寸来判断，一般心腔最长距离为60mm。所以定义＜60mm即可。
示例性，在本实施例中，通过距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息对电极之间的距离进行并列判断，并给予加权值即权重信息，该方法使用多种信息源的组合来评估电弧的可能性。
S103当相邻的电极低于可接受距离时，进行警告提示；
S104当相邻的电极未超过可接受距离时，进行消融提示。
本发明描述了在两个或多个电极彼此靠近的情况下通知用户的应用，这可以解决电压电弧可能发生的问题。在接触或者消融的情况，都给予不同的处理方式。
在一个实施例中，所述获取导管中各电极的距离信息，包括：
通过标测系统定位各个电极之间的物理距离，具体包括定位模式：电定位模式和\或磁定位模式，或者两者组合模式。
在一个实施例中，所述电定位模式包括：根据所述导管接收体外建立的电场和\或磁场环境测量的电流信息或电压信息或磁场信息，将所述电流信息或电压信息或磁场信息映射成三维坐标信息，以计算出各个电极的位置信息。
在本实施例中，位置信息作为计算电极的距离的一个来源，来源1：标测系统测量的电极之间的物理距离，心脏电生理手术通过标测系统对心脏进行三维成像。
其中，标测系统存在几种定位模式：电定位和\或磁定位。
电定位可以根据导管接受体外建立的电场环境测量电流信息或电压信息，映射成三维坐标信息。那么反推回来，当知道电极实际间距后，两个电极在具有电场环境的心脏中电压\电流梯度就可以被校准。那么，电极的物理距离在体外就可以被测量。
设定R为：电极之间的距离。
设定Z为：电极之间的阻抗。
通过在体外校准计算，计算公式为：Z＝A*R+B。
由图6可知，只有一个Z和R的对应得不到A和B的值，此时选择增加不同频段下的Z，对应R，得到A和B；也可以选择多对电极对的R，得到不同的Z，从而得到A和B。公式如下：
ΔV12＝V1-V2；ΔV13＝V1-V3；
Figure BDA0003772322920000061
Figure BDA0003772322920000062
Figure BDA0003772322920000063
Figure BDA0003772322920000064
Figure BDA0003772322920000071
综上所示的校准的公式，其中电流是恒定的，所以只要测定电压差，配合电极之间的间距，就可以算出A和B。那么在血液里面，先计算出电压差，就能计算出间距。
在一个实施例中，所述获取导管中各电极的电流信息包括：
根据预定义的电流激活顺序，确定每个电极接收到的电流信息。
在一个实施例中，来源2：由一个电极驱动的电流，它是相邻电极上接收到的电压，使用预定义的电流激活顺序来确定每个电极中接收到的电流。
其中，预定义的电流符合1k～400KHz的要求，激活顺序为1～400KHz内选择一个或者多个频段同时激发，它们会在同一波形上进行叠加。因为形成的电场通常是XYZ三个方向，那么导管探测的电流信息\电压信息可以形成一一对应，或者通过多种频段进行加权。
在本实施例中，预定义的序列发生在两个域或更多域，例如空间域、TDM和FDM的复合域中，其中包括：
1.时域(TDM)，其中每个电极在特定时隙中以单一频率传输。特定时隙取决于采样频率，一般要求是0.1Hz以上。
2.频域(FDM)，其中在单个时隙上，传输信号处于不同(例如：正交的)频率。
具体的，软件用户指南将允许用户(医生)在放置导管之后和应用消融之前激活该功能。
在一个实施例中，所述基于所述电流信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离，包括：
判断相邻的电极之间的电流差I1-2是否超过预设可接受距离的电流阈值Imax。
在判断电极距离是否过近时，假设考虑的是测试电极1和测试电极2之间的距离是否过近，那么只要判断I1-2是否超过了设定的可接受距离的电流阈值Imax的参数。如果超过了电流阈值，则认为相邻的电极距离过近。
在一个实施例中，本发明提供一种在在脉冲消融时的防止出现电弧的装置，包括：
获取模块，用于获取导管中各电极的距离信息、电流信息、用户设定信息和权重信息；
判断模块，用于基于所述距离信息、电流信息、用户设定信息和权重信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离；
警告模块，用于当相邻的电极低于可接受距离时，进行警告提示；
消融模块，用于当相邻的电极未超过可接受距离时，进行消融提示。
本发明描述了在两个或多个电极彼此靠近的情况下通知用户的应用，这可以解决电压电弧可能发生的问题。在接触或者消融的情况，都给予不同的处理方式。
在一个实施例中，所述获取模块，用于：
通过标测系统定位各个电极之间的物理距离，具体包括定位模式：电定位模式和磁定位模式，或两种组合的定位模式。
在一个实施例中，所述获取模块，用于：根据所述导管接收体外建立的电场和\或磁场环境测量的电流信息或电压信息或磁场信息，将所述电流信息或电压信息或磁场信息映射成三维坐标信息，以计算出各个电极的位置信息。
在一个实施例中，所述获取模块，用于：
根据预定义的电流激活顺序，确定每个电极接收到的电流信息。
在一个实施例中，所述判断模块，用于：
判断相邻的电极之间的电流差I1-2是否超过预设可接受距离的电流阈值Imax。
在本实施例中，与上述方法实施例相同的部分就不一一赘述了。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其他的方式实现。示例性的，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，示例性的，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，示例性的，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种在脉冲消融时的防止出现电弧的方法，其特征在于，包括：
获取导管中各电极的距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息和权重信息；
基于所述距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息和权重信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离；
当相邻的电极低于可接受距离时，进行警告提示；
当相邻的电极超过可接受距离时，进行消融提示。
2.根据权利要求1所述在脉冲消融时的防止出现电弧的方法，其特征在于，所述获取导管中各电极的距离信息，包括：
通过标测系统定位各个电极之间的物理距离，具体包括定位模式：电定位模式和/或磁定位模式。
3.根据权利要求2所述在脉冲消融时的防止出现电弧的方法，其特征在于，所述电定位模式包括：根据所述导管接收体外建立的电场环境测量的电流信息或电压信息，将所述电流信息或电压信息映射成三维坐标信息，以计算出各个电极的位置信息。
4.根据权利要求1所述在脉冲消融时的防止出现电弧的方法，其特征在于，所述获取导管中各电极的电流信息或电压信息包括：
根据预定义的电流/电压激活顺序，确定每个电极接收到的电流信息或电压信息。
5.根据权利要求1～4中任一项所述在脉冲消融时的防止出现电弧的方法，其特征在于，所述基于所述电流信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离，包括：
判断相邻的电极之间的电流差I1-2是否超过预设可接受距离的电流阈值I max。
6.一种在在脉冲消融时的防止出现电弧的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取导管中各电极的距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息和权重信息；
判断模块，用于基于所述距离信息、电流信息、电压信息、用户设定信息和权重信息，判断相邻的电极是否超过可接受距离；
警告模块，用于当相邻的电极低于可接受距离时，进行警告提示；
消融模块，用于当相邻的电极超过可接受距离时，进行消融提示。
7.根据权利要求6所述在在脉冲消融时的防止出现电弧的装置，其特征在于，所述获取模块，用于：
通过标测系统定位各个电极之间的物理距离，具体包括定位模式：电定位模式和/或磁定位模式。
8.根据权利要求7所述在在脉冲消融时的防止出现电弧的装置，其特征在于，所述获取模块，用于：根据所述导管接收体外建立的电场环境测量的电流信息或电压信息，将所述电流信息或电压信息映射成三维坐标信息，以计算出各个电极的位置信息。
9.根据权利要求6所述在在脉冲消融时的防止出现电弧的装置，其特征在于，所述获取模块，用于：
根据预定义的电流激活顺序，确定每个电极接收到的电流信息。
10.根据权利要求6～9中任一项所述在在脉冲消融时的防止出现电弧的装置，其特征在于，所述判断模块，用于：
判断相邻的电极之间的电流差I1-2是否超过预设可接受距离的电流阈值I max。
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