版權(quán)聲明本專利文檔的公開內(nèi)容的一部分包括受版權(quán)保護的材料。版權(quán)所有者不反對任何人照專利和商標(biāo)辦公室專利文件或記錄原樣復(fù)制本專利文件或?qū)＠_內(nèi)容，但除此之外版權(quán)所有者保留所有相關(guān)的版權(quán)。相關(guān)申請的交叉引用本申請要求美國臨時申請62/305,026的權(quán)益，該臨時申請以引用方式并入本文。
背景技術(shù)：
：1.
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于向或從身體轉(zhuǎn)移非機械形式的能量的裝置和方法。更具體地，本發(fā)明涉及心臟消融治療期間的磁共振測溫法。2.相關(guān)領(lǐng)域描述表1中給出了本文使用的某些首字母縮略詞和縮寫的含義。表1-首字母縮略詞和縮寫gre梯度回波mri磁共振成像prf質(zhì)子共振頻率te回波時間當(dāng)心臟組織區(qū)域異常地向相鄰組織傳導(dǎo)電信號時，便會發(fā)生心率失常諸如心房纖顫，從而擾亂正常的心動周期并導(dǎo)致心律不齊。非所需信號的重要源位于沿左心房的肺靜脈的組織區(qū)域中以及與心臟神經(jīng)叢相關(guān)聯(lián)的心肌組織中。在這種情況下，當(dāng)肺靜脈中產(chǎn)生無用信號后或當(dāng)無用信號從其它源傳導(dǎo)通過肺靜脈后，這些無用信號傳導(dǎo)進入左心房并可在其中引發(fā)或維持心率失常。用于治療心律失常的規(guī)程包括通過消融來破壞造成心律失常的區(qū)域，以及破壞用于這種信號的傳導(dǎo)路徑。使用電能來消融身體組織在本領(lǐng)域中是已知的。通常通過以下步驟進行消融：以足以破壞目標(biāo)組織的功率向一個或多個消融電極施加交流電，例如射頻能量。通常，將電極安裝在插入受檢者體內(nèi)的侵入性探針或?qū)Ч艿倪h側(cè)末端或部分上。可使用本領(lǐng)域已知的多種不同方式來跟蹤遠側(cè)末端，例如通過測量在遠側(cè)末端處由受檢者體外的線圈生成的磁場來跟蹤遠側(cè)末端。使用射頻能量消融心臟組織的已知困難在于控制組織的局部加熱。在期望形成足夠大的消融灶以有效地消融異常組織病灶或阻斷異常傳導(dǎo)模式與過度局部加熱的不期望效應(yīng)之間存在權(quán)衡。如果射頻裝置形成太小的消融灶，則醫(yī)療規(guī)程可能不太有效，或者可能需要太多的時間。另一方面，如果過度加熱組織，則可能存在因過熱而引起的局部炭化效應(yīng)。此類過熱的區(qū)域可形成高阻抗，并且可形成對熱量通道的功能性屏障。使用較慢的加熱提供對消融的更好控制，但是不適當(dāng)?shù)匮娱L規(guī)程。已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)來控制消融位點的局部加熱。例如，以引用方式并入本文的授予govari等人的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利6,997,924描述了通過下述方式來限制消融期間產(chǎn)生的熱的技術(shù)：測定組織的測量溫度和經(jīng)傳輸?shù)哪芰康臏y量功率電平，并且響應(yīng)測量溫度和測量功率電平的函數(shù)來控制功率輸出電平。本專利與其它示例一樣，依賴于消融位點處的溫度的測量。通常，溫度傳感器諸如熱電偶或熱敏電阻器可以安裝在消融電極上或附近。已經(jīng)提出基于質(zhì)子共振頻率(prf)的磁共振測溫法用于體內(nèi)溫度測量。prf中的相移在寬的溫度范圍上是線性的，并且對組織類型相對不敏感?；趐rf的相位成像已經(jīng)成為mri測溫法的優(yōu)選技術(shù)。基于prf的相位成像的原理是熟知的。簡而言之，電子在水性介質(zhì)中的核屏蔽效應(yīng)隨溫度升高，導(dǎo)致局部磁場強度降低，因此降低prf。這能夠通過選擇用于在加熱期間采集多個相位圖像的梯度回波(gre)成像脈沖序列來利用，使得動態(tài)圖像的相位差與回波時間(te)成比例。在這些條件下，可以計算溫度變化δt(t)：其中φ(t)和φ0分別是在時間t和初始時間的圖像相位；γ是氫的旋磁比(42.58mhz/特斯拉)；α是屏蔽效應(yīng)的屏蔽常數(shù)的溫度系數(shù)；并且b0是主磁場強度。然而，對于運動的組織，諸如跳動的心臟，序列中的mri圖像通常不彼此配準(zhǔn)。精確的測溫是不可能的，因為任何觀察到的相變可能至少部分地由于被成像的目標(biāo)的運動。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的公開的實施方案涉及將導(dǎo)管定位在組織消融位點處。該導(dǎo)管在其遠側(cè)末端處具有位置傳感器，并且在遠側(cè)末端上的電極用于消融，消融引起期望被跟蹤的溫度的改變。從傳感器讀數(shù)獲得的位置信息提供了成像系統(tǒng)的視場的相關(guān)部分與先前圖像的視場的相關(guān)部分配準(zhǔn)的指示。該指示觸發(fā)新的圖像的采集。根據(jù)本發(fā)明的實施方案提供了通過將探針插入活體受檢者的心臟中來進行的方法。該探針具有設(shè)置在其遠側(cè)部分上的位置傳感器和消融電極。該方法通過以下步驟來進一步進行：將探針導(dǎo)航成與心臟的目標(biāo)組織成接觸關(guān)系，激活消融電極，獲得位置傳感器的第一讀數(shù)以獲得第一位置，以及采集目標(biāo)組織在第一位置處的第一磁共振測溫圖像。該方法通過以下步驟來進一步反復(fù)地進行：獲取位置傳感器的新的讀數(shù)以獲得第二位置，當(dāng)?shù)谝晃恢门c第二位置中的一個第二位置之間的距離小于預(yù)定距離時采集目標(biāo)組織的新的磁共振測溫圖像，以及分析第一磁共振測溫圖像和新的磁共振測溫圖像以測定目標(biāo)組織的溫度。根據(jù)該方法的一個方面，采集第一磁共振測溫圖像和新的磁共振測溫圖像包括測定其間的質(zhì)子共振頻率的相位變化，以及根據(jù)相位變化計算目標(biāo)組織的溫度。根據(jù)該方法的另一方面，位置傳感器是磁性定位傳感器，并且以10ms的間隔獲取新的讀數(shù)。根據(jù)該方法的另一方面，采集第一磁共振測溫圖像和新的磁共振測溫圖像包括測量質(zhì)子共振頻率相移并將相移與溫度相關(guān)聯(lián)。根據(jù)該方法的另外的方面，第一磁共振測溫圖像和新的磁共振測溫圖像從脈沖序列獲得。根據(jù)該方法的另一方面，脈沖序列是梯度回波脈沖序列。根據(jù)該方法的一個方面，以光譜方式執(zhí)行質(zhì)子共振頻率相移的測量。根據(jù)該方法的另一方面，采集第一磁共振測溫圖像和新的磁共振測溫圖像包括測量質(zhì)子密度自旋晶格弛豫時間。根據(jù)該方法的另外的方面，采集第一磁共振測溫圖像和新的磁共振測溫圖像包括測量自旋-自旋弛豫時間。根據(jù)該方法的另一方面，采集第一磁共振測溫圖像和新的磁共振測溫圖像包括測量擴散系數(shù)。根據(jù)該方法的另一方面，采集第一磁共振測溫圖像和新的磁共振測溫圖像包括測量磁化轉(zhuǎn)移。根據(jù)本發(fā)明的實施方案還提供了一種設(shè)備，其包括適于插入患者的心臟中并且在其遠側(cè)部分中具有位置傳感器的柔性探針。處理器連接至位置傳感器并且被配置成用于向磁共振成像器發(fā)送控制信號。處理器與磁共振成像器協(xié)作以獲得位置傳感器的第一讀數(shù)，以在遠端部分與心臟的目標(biāo)組織成接觸關(guān)系時建立第一位置，采集心臟在第一位置處的第一磁共振測溫圖像，并且在消融期間，其后反復(fù)地獲取位置傳感器的新的讀數(shù)以獲得第二位置，當(dāng)?shù)谝晃恢门c第二位置中的一個第二位置之間的距離小于預(yù)定距離時，采集目標(biāo)組織的新的磁共振測溫圖像，以及分析第一磁共振測溫圖像和新的磁共振測溫圖像以測定目標(biāo)組織的溫度。附圖說明為了更好地理解本發(fā)明，以舉例的方式引用本發(fā)明的具體實施方式，本發(fā)明的具體實施方式應(yīng)結(jié)合以下附圖來閱讀，附圖中類似的元件被賦予類似的附圖標(biāo)號，并且其中：圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的用于執(zhí)行心臟導(dǎo)管插入術(shù)規(guī)程的系統(tǒng)的立體說明圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案從運動的組織采集mri測溫圖像的一系列圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方案測定消融位點的溫度的方法的流程圖；圖4是包括根據(jù)本發(fā)明的實施方案采集的兩個mri熱成像圖像的復(fù)合圖；并且圖5是適于mri熱成像的兩個mri圖像的集合。具體實施方式在下文的具體實施方式中，示出了許多具體細節(jié)，以便提供對本發(fā)明的各種原理的全面理解。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯而易見的是，并非所有這些細節(jié)都是實施本發(fā)明所必需的。在這種情況下，未詳細示出熟知的電路、控制邏輯、以及用于常規(guī)算法和過程的計算機程序指令的細節(jié)，以免不必要地使一般概念模糊不清。以引用方式并入本文的文獻將被視作本申請的整體部分，不同的是，就任何術(shù)語在這些并入文件中以與本說明書中明確或隱含地作出的定義矛盾的方式定義而言，應(yīng)僅考慮本說明書中的定義。概述現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，首先參見圖1，其為根據(jù)本發(fā)明的公開實施方案構(gòu)建和操作的用于對活體受檢者的心臟12執(zhí)行心導(dǎo)管插入術(shù)規(guī)程的系統(tǒng)10的立體說明圖。系統(tǒng)10通常包括用合適的軟件編程以用于進行下文所述功能的通用或嵌入式計算機處理器。因此，盡管本文中的圖1和其它附圖所示的系統(tǒng)10的部分示出為包括多個單獨的功能塊，但這些塊未必為單獨的物理實體，而是可代表例如處理器可訪問的存儲器中存儲的不同計算任務(wù)或數(shù)據(jù)對象。這些任務(wù)可在運行于單個處理器上或運行于多個處理器上的軟件中進行。另選地或除此之外，系統(tǒng)10可包括數(shù)字信號處理器或硬連線邏輯。該系統(tǒng)包括導(dǎo)管14，由操作者16將該導(dǎo)管經(jīng)由皮膚穿過患者的血管系統(tǒng)插入心臟12的心室或血管結(jié)構(gòu)中。操作者16(通常為醫(yī)師)使導(dǎo)管的遠側(cè)末端18在目標(biāo)消融位點處與心臟壁接觸。然后可根據(jù)美國專利6,226,542和6,301,496以及共同轉(zhuǎn)讓的美國專利6,892,091中公開的方法，使用位于控制臺24中的處理器22制備電激活圖、解剖位置信息(即，導(dǎo)管的遠側(cè)部分的信息)和其它功能圖像，所述專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。實施系統(tǒng)10的元件的一種商業(yè)產(chǎn)品可以商品名3系統(tǒng)購自biosensewebster,inc.(3333diamondcanyonroad,diamondbar,ca91765)，該產(chǎn)品能夠根據(jù)消融需要產(chǎn)生心臟的電解剖標(biāo)示圖。此系統(tǒng)可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員進行修改以實施本文所述的本發(fā)明的原理。可以通過施加熱能對例如通過電激活圖評估測定為異常的區(qū)域進行消融，例如，通過將射頻電流通過導(dǎo)管中的線傳導(dǎo)至遠側(cè)末端18處的一個或多個電極，這些電極將射頻能量施加到心肌。能量被吸收在組織中，將組織加熱(或冷卻)到一定溫度(通常為約50℃)，在該溫度下組織永久性失去其電興奮性。在成功后，此規(guī)程在心臟組織中形成非傳導(dǎo)性消融灶，該非傳導(dǎo)性消融灶中斷導(dǎo)致心律失常的異常電通路。本發(fā)明的原理可應(yīng)用于不同的心臟腔室以治療多種不同的心律失常。導(dǎo)管14通常包括柄部20，在該柄部上具有合適的控件，以使操作者16能夠按消融所需來對導(dǎo)管的遠側(cè)端部進行操控、定位和取向。為了輔助操作者16，導(dǎo)管14的遠側(cè)部分包括位置傳感器(未示出)，該位置傳感器向位于控制臺24中的定位處理器22提供信號。可使消融能量和電信號經(jīng)由纜線34穿過導(dǎo)管末端和/或位于遠側(cè)末端18處或附近的一個或多個消融電極32在心臟12和控制臺24之間來回傳送?？梢酝ㄟ^纜線34和電極32將起搏信號和其它控制信號從控制臺24傳送至心臟12。還連接到控制臺24的感測電極33設(shè)置在消融電極32之間，并且具有至纜線34的連接部。線連接部35將控制臺24與體表電極30和定位子系統(tǒng)的其它部件連接。電極32和體表電極30可用于按照以引用方式并入本文的授予govari等人的美國專利7,536,218中所教導(dǎo)的在消融位點處測量組織阻抗?？刂婆_24通常包括一個或多個消融功率連接部。導(dǎo)管14可適于利用任何已知的消融技術(shù)將消融能量例如射頻能量、超聲能量、冷凍技術(shù)和激光產(chǎn)生的光能傳導(dǎo)至心臟。共同轉(zhuǎn)讓的美國專利6,814,733、6,997,924和7,156,816中公開了此類方法，所述專利以引用方式并入本文。定位處理器22為系統(tǒng)10中的定位子系統(tǒng)的元件，該元件測量導(dǎo)管14的位置和取向坐標(biāo)。在一個實施方案中，定位子系統(tǒng)包括磁定位跟蹤構(gòu)造，該磁定位跟蹤構(gòu)造利用磁場生成線圈28，通過以預(yù)定的工作容積生成磁場并感測導(dǎo)管處的這些磁場來測定導(dǎo)管14的位置和取向。定位子系統(tǒng)可按照以引用方式并入本文的美國專利7,756,576以及上述美國專利7,536,218中所教導(dǎo)的采用阻抗測量。mri成像裝置37連接到可位于控制臺24中的控制處理器47。操作者可選擇或覆蓋自動操作以控制mri成像裝置37的操作，例如通過修改成像參數(shù)來控制。控制處理器47可以經(jīng)由纜線51與mri成像裝置37通信，以啟用和禁用mri成像裝置37來采集圖像數(shù)據(jù)。連接到控制處理器47的任選的顯示監(jiān)視器49允許操作者查看通過mri成像裝置37產(chǎn)生的圖像。當(dāng)不包括顯示監(jiān)視器49時，仍然可以經(jīng)由分區(qū)屏幕或與其它圖像交替而在監(jiān)視器29上查看圖像。如上所述，導(dǎo)管14聯(lián)接到控制臺24，這使得操作者16能夠觀察并調(diào)控導(dǎo)管14的功能。處理器22通常為具有合適的信號處理電路的計算機。聯(lián)接處理器22以驅(qū)動監(jiān)視器29。信號處理電路通常接收、放大、過濾并數(shù)字化來自導(dǎo)管14和mri成像裝置37的信號，這些信號包括由上述傳感器和位于導(dǎo)管14遠側(cè)的多個位置感測電極(未示出)生成的信號?？刂婆_24和定位系統(tǒng)接收并使用數(shù)字化信號，以計算導(dǎo)管14的位置和取向，分析來自電極的電信號以及生成期望的電解剖標(biāo)示圖。當(dāng)在系統(tǒng)部件例如，組合的carto-mri系統(tǒng)之間共享坐標(biāo)系時，上述構(gòu)造工作良好。這在消融心房時特別有用，因為其壁很薄，并且有必要限定其邊界。盡管在圖像處理中有進步，但是心內(nèi)膜壁的邊緣檢測仍然是挑戰(zhàn)性的，并且常規(guī)上需要順序切片圖像的手動分析。然而，使用接觸心內(nèi)膜壁并測量接觸力的可跟蹤的mri相容的留置導(dǎo)管，可以避免手動分析。通常，系統(tǒng)10包括其它元件，但為了簡潔起見未在圖中示出這些元件。例如，系統(tǒng)10可包括心電圖(ecg)監(jiān)視器，該心電圖(ecg)監(jiān)視器被聯(lián)接以接收來自一個或多個體表電極的信號，以向控制臺24提供ecg同步信號。如上所述，系統(tǒng)10通常還包括基準(zhǔn)位置傳感器，其位于附接到受檢者身體外部的外部施加的基準(zhǔn)補片上，或者位于插入心臟12中并相對于心臟12保持在固定位置的內(nèi)置導(dǎo)管上。提供了用于使液體循環(huán)穿過導(dǎo)管14以冷卻消融位點的常規(guī)泵和管路。圖像采集現(xiàn)在參見圖2，其是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案從運動的組織采集mri測溫圖像的一系列圖53、55、57、59。由mri成像裝置37(圖1)成像的區(qū)域由圓圈61指示。在圖表53中，在此示為心臟的消融位點63的感興趣點在圓圈61的中心處用“x”標(biāo)記。探針65的遠側(cè)端部具有與消融位點63接觸的消融電極67。圓圈61的位置是恒定的。根據(jù)讀數(shù)，可以從位置傳感器71的讀數(shù)測定消融位點63相對于參照系69的位置，該位置傳感器通常是磁性定位傳感器。消融位點63在時間t0處與圓圈61的“x”對準(zhǔn)，并且具有坐標(biāo)(x0,y0,z0)。在時間t0處采集mri測溫圖像(image0)。然而，在時間t1、t2處，心肺運動已經(jīng)相對于圓圈61移動消融位點63和探針65的位置，如圖表55、59所示。在時間t1、t2處，消融位點63分別具有坐標(biāo)(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)，其不同于坐標(biāo)(x0,y0,z0)。在時間tn處，消融位點63具有坐標(biāo)(xn,yn,zn)，其被系統(tǒng)識別為基本上與坐標(biāo)(x0,y0,z0)相同，即，兩組坐標(biāo)之間的距離測量值小于預(yù)定義極限δ。例如，歐幾里得距離其中(xr,yr,zr)是與參照圖像上的消融位點相對應(yīng)的參照點的坐標(biāo)。識別觸發(fā)第二mri測溫圖像(image1)的采集。當(dāng)前可用的傳感器能夠每10ms報告位置。mri圖像的合適參數(shù)是te40ms、切片厚度3mm和回轉(zhuǎn)角60度?？梢栽诿總€心跳觸發(fā)mri測溫圖像以在時間間隔t0<t<tn期間采集新的切片。現(xiàn)在參見圖3，其是根據(jù)本發(fā)明的實施方案測定消融位點的溫度的方法的流程圖。該規(guī)程相對于示例性系統(tǒng)10(圖1)進行描述，但是可以利用其它系統(tǒng)配置來執(zhí)行。為了顯示的清晰性，在圖3中以具體的線性順序示出了處理步驟。然而，將顯而易見的是，這些步驟中的多個可并行地、異步地或以不同的順序執(zhí)行。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，另選地，過程可被表示為多個相互聯(lián)系的狀態(tài)或事件，例如，在狀態(tài)圖表中。此外，可能不需要所有示出的過程步驟來實施所述方法。在初始步驟73，心臟常規(guī)地用在其遠側(cè)部分具有位置傳感器和消融電極的探針進行導(dǎo)管插入。使用已知的方法使消融電極與目標(biāo)位置接觸。接下來，在步驟75，在mri成像裝置37上采集包括目標(biāo)區(qū)域的參照圖像。出于將參照圖像中的prf相位與溫度相關(guān)聯(lián)的目的，假設(shè)環(huán)境體溫。接下來，在步驟77，讀取位置傳感器71，并且在參照圖像上測定傳感器和目標(biāo)位置的參照坐標(biāo)(xr,yr,zr)。接下來，在步驟79，激活消融電極以開始目標(biāo)組織的消融。在該規(guī)程期間不時地采集mri測溫圖像，諸如基于prf的相位圖像。適合用于圖像的一個脈沖序列是具有上述mri參數(shù)的梯度回波脈沖序列。在延遲步驟81發(fā)生暫停，在該步驟中確定預(yù)定延遲間隔是否已期滿。如果待連續(xù)采集mri測溫圖像，則延遲間隔設(shè)置為零。接下來，在步驟83，從位置傳感器71獲得讀數(shù)，并且確定其坐標(biāo)(xn,yn,zn)。接下來，在決定步驟85，確定在步驟77和步驟83獲得的坐標(biāo)之間的距離是否小于預(yù)定值δ，即，滿足以上所示的不等式(2)。如果在決定步驟85的決定是否定的，則控制返回到步驟83，并且從位置傳感器71獲得另一個讀數(shù)。如果在決定步驟85的決定是肯定的，則控制前進至步驟87。采集新的mri測溫圖像。然后，在步驟89，通常通過基于prf的相位溫度映射在新的圖像上測定消融位點處的溫度，并且使用以上給出的等式(1)的原理從頻率相移得到消融位點的溫度。控制然后返回到延遲步驟81以開始新的等待周期。另選實施方案可以使用與溫度無關(guān)的參照物質(zhì)諸如脂質(zhì)以光譜方式測量prf隨溫度的偏移。或者，在磁共振成像中存在許多依賴于溫度的特征，例如，質(zhì)子密度自旋晶格弛豫時間、自旋-自旋弛豫時間、擴散系數(shù)和磁化轉(zhuǎn)移。可以在步驟89(圖3)中的mri圖像的分析中測定這些特征的測量中的偏移。實施例現(xiàn)在參見圖4，其為包括兩個mri熱成像圖像91、93的復(fù)合圖表，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的預(yù)期心臟消融規(guī)程中的典型結(jié)果。與較早圖像91中的溫度99相比，在較后的圖像93中注意到消融位點97處的溫度95的升高。如本領(lǐng)域已知，操作者可以通過調(diào)節(jié)消融規(guī)程的功率和/或持續(xù)時間對測量的溫度95、99做出反應(yīng)。現(xiàn)在參見圖5，其為根據(jù)本發(fā)明的實施方案的適于mri熱成像的兩個mri圖像101、103的集合。圖像101、103獲自根據(jù)本發(fā)明的實施方案的一個切片中采集的數(shù)據(jù)。圖像101、103分別是振幅和相位圖像。在兩個圖像上指示消融位點105。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于上文中具體示出和描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包括上文所述各種特征的組合與子組合兩者，以及本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀上述說明時可能想到的未在現(xiàn)有技術(shù)范圍內(nèi)的變型和修改。當(dāng)前第1頁12