左心耳(LAA)经中隔进入点优化的制作方法

左心耳(laa)经中隔进入点优化
技术领域
1.本发明总体涉及医疗探针的治疗计划，并且具体地涉及使用侵入性医疗装置的经中隔入路来计划左心耳(laa)的封堵。


背景技术：

2.专利文献中提出了使用导管来计划左心耳(laa)治疗的各种方法。例如，美国专利申请公开2019/0090951描述了一种被提供用于laa闭合引导的超声成像器。使用超声成像允许随时间的推移(例如，在整个心搏周期)进行解剖建模。laa随时间推移的解剖模型被用于创建针对患者个性化的生物力学模型。个性化模型以及一个或多个闭合装置的模型被用于为患者选择适合于整个心搏周期的闭合装置，并且用于在植入期间引导所选择的闭合装置的放置。


技术实现要素：

3.下文中描述的本发明的实施方案提供了一种方法，该方法包括使用处理器在患者的心脏的至少一部分的解剖图中识别该心脏的隔膜和左心耳(laa)。在该解剖图上限定进入表面，医疗装置通过该进入表面与laa接合，该医疗装置将经由穿透隔膜的鞘被递送。计算该进入表面的法线。计算多条曲线，每条曲线(i)具有与法线相切的一端，(ii)具有接触隔膜的第二端，并且(iii)符合鞘的特定机械特性。从这些曲线导出隔膜上的多个候选位置，以用于利用鞘进行经中隔穿刺。将该多个候选位置呈现给用户。
4.在一些实施方案中，鞘的特定机械特性包括通过鞘的外部操纵可在心脏内获得的鞘的最小曲率半径。
5.在一些实施方案中，限定进入表面包括：(a)在解剖图上描绘laa的口，以及(b)将平面最佳拟合到所描绘的口。
6.在一个实施方案中，计算曲线取决于鞘进入心脏的右心房(ra)的位置是来自下腔静脉还是来自上腔静脉。
7.在一个实施方案中，医疗装置是laa封堵装置。在另一个实施方案中，医疗装置是球囊导管和篮式导管中的一者。
8.在一些实施方案中，上传该解剖图包括使用侵入性超声探针获得该解剖图。
9.在一些实施方案中，呈现多个候选位置包括使用3d标测系统在隔膜上呈现鞘、进入表面、法线和候选位置。
10.根据本发明的另一个实施方案，还提供了一种包括存储器和处理器的系统。存储器被配置为存储患者的心脏的至少一部分的解剖图。处理器被配置为：(a)在该解剖图中识别心脏的隔膜和左心耳(laa)；(b)在该解剖图上限定进入表面，医疗装置通过该进入表面与laa接合，该医疗装置将经由穿透隔膜的鞘被递送；(c)计算该进入表面的法线；(d)计算多条曲线，每条曲线(i)具有与法线相切的一端，(ii)具有接触隔膜的第二端，并且(iii)符合鞘的特定机械特性；(e)从这些曲线导出隔膜上的多个候选位置，以用于利用鞘进行经中
隔穿刺；以及(f)将该多个候选位置呈现给用户。
11.结合附图，通过以下对本发明的实施方案的详细描述，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
12.图1是根据本发明的一个实施方案的导管插入系统的示意性图解，该导管插入系统包括携带左心耳(laa)封堵装置的导管；
13.图2是根据本发明的一个实施方案的寻找使图1的导管的鞘进行隔膜穿透的一个或多个候选位置的方法的示意性图解；并且
14.图3是示意性地描述根据本发明的一个实施方案的寻找使图1的导管的鞘进行隔膜穿透的一个或多个候选位置的方法的流程图。
具体实施方式
15.概述
16.导管插入术是控制左心房(la)的心房纤维性颤动(af)的既定疗法。为了利用导管进入la(左心房)，医师通常首先经由身体脉管系统将导管引入右心房(ra)，并且利用导管的鞘刺穿分隔左心房和右心房的隔膜。然后，医师将鞘穿过刺穿位置穿入la中，并且经由鞘递送医疗装置(例如，导管)以与la组织接合。
17.经中隔刺穿位置的适当选择是很重要的，因为这在侵入性治疗期间对获得与隔膜壁组织的稳定接触、将鞘推进到特定la目标位置、以及将导管位置维持在目标la位置处有很大影响。
18.更复杂的是，医师必须进一步仔细考虑经中隔刺穿位置，因为其位置可能限制侵入性装置(例如，导管)能够被引入到ra的方式。具体地，导管可经由下腔静脉或上腔静脉被引入到ra中，并且这两个选项的选择可取决于所选择的刺穿位置。此外，随后控制la内的导管的能力取决于选择哪个远端静脉来进入身体，鞘通过该远端静脉被导航到ra的下腔静脉或上腔静脉。因此，上述考虑因素的组合，再加上患者的给定医疗简档，可能会限制医师在la中成功执行插管过程的选择。
19.需要特别仔细考虑经中隔刺穿位置的侵入性手术是左心耳(laa)的封堵。此类手术用于降低在心耳中形成血凝块的可能性，这种情况可能发生在某些af患者身上。laa由部署laa封堵装置的导管来封堵。封堵手术需要仔细使导管相对于laa的口角对准，以便获得成功的结果。然而，由于鞘和导管的灵活性和可操作性的限制，将导管从次优隔膜刺穿位置成功地导航到laa并不简单。
20.下文中描述的本发明的实施方案提供了一种技术，该技术为侵入性装置(诸如携带laa封堵装置的导管)寻找进行隔膜穿透的多个候选隔膜位置和方向，以准确地接合给定la目标(诸如laa)。使用所公开的技术使得医师能够考虑进行隔膜穿透的多个潜在位置，从而使得增加了对于医师可用的临床有效ra进入途径和合适的侵入性医疗装置(例如，laa装置)两者的选择。考虑到例如给定患者的最初就可限制医师的导管插入选择的医疗状况(例如，ra扩大)，此类更大的选择是很重要的。
21.在一些实施方案中，处理器通过执行以下步骤来执行用于寻找一个或多个候选隔
膜刺穿位置以进入laa的所公开的技术：
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生成相关区域(例如，包围隔膜和laa的区域)的3d解剖模型(例如，解剖图)。
23.■
在考虑到封堵装置的类型和laa形状的情况下，限定laa装置的着陆点，即，laa的孔，导管通过该孔插入到laa中。此类着陆点是例如通过在3d解剖模型上以闭合曲线的形式描绘laa的口来限定。
24.■
在着陆点处拟合基本上平行于所描绘的laa口的进入表面(例如，平面)，并且计算该平面的法线。
25.■
使用用于递送装置的鞘的预定义机械特性，计算多条曲线，每条曲线(i)具有与法线相切的一端，(ii)具有接触隔膜的第二端，并且(iii)符合鞘的特定机械特性。
26.■
从这些曲线导出隔膜上的多个候选位置，以用于利用鞘进行经中隔穿刺，从而在曲线与隔膜的一个或多个相应交点处产生用于经中隔穿刺的一个或多个相应潜在进入点。
27.■
将该多个候选位置呈现给用户。
28.机械特性的示例包括鞘可实现的最小曲率半径和最大偏转角，以及鞘上使鞘的远侧端部可弯曲(以进入laa)的位置。
29.在一个实施方案中，处理器将所识别的隔膜位置覆盖在解剖图上，使得执行lla封堵手术的医师能够选择例如利用给定laa封堵装置到达laa的最合适的ra途径(例如，下或上)。鞘、着陆点(例如，进入表面)、法线和经中隔穿刺(也称为“进入”)点全都在3d标测系统(例如，)中可视化。
30.通常，处理器被编程在包含特定算法的软件中，该特定算法使得处理器能够执行上述处理器相关步骤和功能中的每一者。
31.通过识别可最佳地刺穿以到达laa的一个或多个候选隔膜位置，所公开的技术可增加对于各种心脏病患者成功完成laa的侵入性手术的机会。
32.系统描述
33.图1是根据本发明的一个实施方案的导管插入系统20的示意性图解，该导管插入系统包括携带左心耳(laa)封堵装置40的导管21。医师30通过鞘23将导管的轴22的远侧端部插入到躺在手术台29上的患者28的心脏26的左心房45中，在插图25中可见。在插入轴22期间，laa封堵装置40通过鞘23被维持在塌缩构型中。通过将laa封堵装置40包含在塌缩构型中，鞘23还用于使目标位置沿途的血管创伤最小化。
34.为了到达左心房(la)45内的左心耳(laa)55，在插图65中可见，医师30首先将鞘23导航到右心房47的下腔静脉进入途径。然后，医师利用鞘23通过操纵例如靠近导管的近侧端部的操纵器32和/或从鞘23偏转来在分隔心房的隔膜50中刺穿孔52。当在laa 55内时，医师经由鞘23推进轴22的远侧端部，并且在laa 55内部署联接到轴的远侧边缘的laa封堵装置40。
35.然后，医师30使用导管柄部31在la 45内部操纵导管21的鞘23，以便进入并接触laa 55。如在插图65中进一步可见，为了成功地进入laa 55，医师将鞘23对准在指向laa 55的口57的特定方向66。
36.导管21的近侧端部连接到控制台24。在本文所述的实施方案中，导管21可用于任何合适的治疗和/或诊断目的，诸如心脏26中的电感测、或前述laa封堵，以及此类导管的其
他可能医疗用途。
37.控制台24包括处理器41，该处理器通常为通用计算机，具有合适的前端和接口电路38，用于接收来自导管21的信号，以及用于经由导管21对心脏26进行治疗，并且用于控制系统20的其他部件。处理器41通常包括通用计算机，该通用计算机以软件进行编程以执行本文描述的功能。该软件可通过网络以电子形式被下载到计算机的存储器35，例如或者其可另选地或另外地设置和/或存储在非暂时性有形介质(诸如磁存储器、光存储器或电子存储器)上。具体地，处理器41运行如本文所公开的包括在图3中的专用算法，该专用算法使得处理器41能够执行所公开的步骤，如下文进一步所述。
38.图1所示的示例性构型是完全为了使概念清楚而选择的。可使用其他系统部件和设置类似地应用本发明所公开的技术。例如，可使用其他装置，诸如球囊导管或篮式导管。解剖图可由采用侵入性超声(us)探针的系统20生成，诸如由具有导管的模块生成。作为另一个示例，系统20可包括其他部件，诸如用于心脏组织温度感测的其他部件。
39.左心耳(laa)经中隔进入点优化
40.图2是根据本发明的一个实施方案的寻找使图1的导管21的鞘23进行隔膜50穿透的一个或多个候选位置的方法的示意性图解。该图的右手侧是心脏的侧截面，并且左手侧是隔膜的前视图。该技术的目的是实现利用携带laa封堵装置40的导管21最佳地进入laa 55(在解剖图80中示出)。实现该目的的合适方式是在口的限定表面处，在大致垂直于口57的方向66(如图1所示)上推进导管21的轴22的远侧端部。
41.为此，处理器41上传图80，并且将laa封堵装置的着陆点限定为平面70，处理器将该平面拟合到laa的口57。如图所示，平面70在着陆点处基本上平行于laa口。然后，处理器41计算平面70的法线72。
42.使用用于递送laa封堵装置40的鞘23的预定义机械特性，诸如以上举例说明的特性，处理器41计算法线72与平面70和隔膜50之间的多条曲线74。如上所述，每条曲线74(i)具有与法线相切的一端，(ii)具有接触隔膜的第二端，并且(iii)符合鞘的特定机械特性。以这种方式，处理器在曲线74与例如处理器拟合到隔膜50的平面76的一个或多个相应交点处创建用于经中隔穿刺的一个或多个相应潜在进入点。该多个潜在进入点在隔膜50上的位置被表示为半圆形曲线56，其中特定选择是图1的在半圆形56上的位置52。
43.如图所示，处理器41将潜在进入点覆盖在呈现给执行laa封堵手术的医师的解剖图80上，以例如帮助选择利用导管到达laa的最合适的途径。在这种意义上，如果没有发现足够好的隔膜位置，则医师可尝试为另一鞘建模，或者为上腔静脉途径建模。
44.图2所示的示例性技术完全是为了概念清晰而选择的。特别地，为了清楚地呈现，已经简化了曲线56。此外，ra 47的不同进入途径会生成完全不同的多个潜在进入点(例如，不同于曲线56)。
45.图3是示意性地描述了根据本发明的一个实施方案的寻找使导管的鞘进行隔膜穿透的一个或多个候选位置52的方法的流程图。根据所呈现的实施方案的算法执行以下过程，该过程开始于，处理器41在解剖图生成步骤90生成(例如，从存储器35上传)包括隔膜50和laa 55的解剖图80。
46.接下来，处理器41在着陆点限定步骤92通过识别laa 55的口57来限定laa封堵装
置40的着陆点。
47.接下来，处理器在几何构造步骤94将平面70拟合到口57并且随后计算平面70的法线72。
48.使用用于递送laa封堵装置40的鞘23的预定义机械特性，处理器41在候选曲线导出步骤96计算平面70的法线72与隔膜50之间的一条或多条候选曲线74。
49.使用曲线74，处理器在经中隔穿刺位置计算步骤98计算如上所述的隔膜50上的多个潜在进入点56。
50.图3中示出的示例性流程图完全是为了概念清晰而选择的。例如，从有意高度简化的流程图中省略了附加步骤，诸如考虑ra 47的另一入路以及随后重复步骤94-98。
51.尽管本文所述的实施方案主要针对左心耳，但是本文所述的技术也可用于la的其他心脏导管应用中，诸如用于la的电生理标测和肺静脉隔离中。特别地，所公开的技术可应用于为用于电生理感测和/或用于消融的导管(诸如球囊导管、篮式导管、拉索导管、多臂导管或尖端导管)计划在肺静脉(pv)口处的着陆点。
52.此外，所公开的技术可应用于其他la治疗部位(例如，二尖瓣)和其他携带导管的装置(例如，人工瓣膜)。
53.因此应当理解，上面描述的实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文特定示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述描述时将会想到该变型和修改，并且该变型和修改并未在现有技术中公开。以引用方式并入本专利申请的文献被视为本技术的不可分割的一部分，除非这些并入的文献中定义的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应仅考虑本说明书中的定义。

技术特征：
1.一种方法，包括：使用处理器在患者的心脏的至少一部分的解剖图中识别所述心脏的隔膜和左心耳(laa)；在所述解剖图上限定进入表面，医疗装置通过所述进入表面与所述laa接合，所述医疗装置将经由穿透所述隔膜的鞘被递送；计算所述进入表面的法线；计算多条曲线，每条曲线(i)具有与所述法线相切的一端，(ii)具有接触所述隔膜的第二端，以及(iii)符合所述鞘的特定机械特性；从所述曲线导出所述隔膜上的多个候选位置，以用于利用所述鞘进行经中隔穿刺；以及将所述多个候选位置呈现给用户。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述鞘的所述特定机械特性包括通过所述鞘的外部操纵能够在所述心脏内获得的所述鞘的最小曲率半径。3.根据权利要求1所述的方法，其中，限定所述进入表面包括：在所述解剖图上描绘所述laa的口；以及将平面最佳拟合到所描绘的口。4.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述曲线取决于所述鞘进入所述心脏的右心房(ra)的位置是来自下腔静脉还是来自上腔静脉。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述医疗装置是laa封堵装置。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述医疗装置是球囊导管和篮式导管中的一者。7.根据权利要求1所述的方法，其中，上传所述解剖图包括使用侵入性超声探针获得所述解剖图。8.根据权利要求1所述的方法，其中，呈现所述多个候选位置包括使用3d标测系统在所述隔膜上呈现所述鞘、所述进入表面、所述法线和所述候选位置。9.一种系统，包括：存储器，所述存储器被配置为存储患者的心脏的至少一部分的解剖图；和处理器，所述处理器被配置为：在所述解剖图中识别所述心脏的隔膜和左心耳(laa)；在所述解剖图上限定进入表面，医疗装置通过所述进入表面与所述laa接合，所述医疗装置将经由穿透所述隔膜的鞘被递送；计算所述进入表面的法线；计算多条曲线，每条曲线(i)具有与所述法线相切的一端，(ii)具有接触所述隔膜的第二端，以及(iii)符合所述鞘的特定机械特性；从所述曲线导出所述隔膜上的多个候选位置，以用于利用所述鞘进行经中隔穿刺；以及将所述多个候选位置呈现给用户。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述鞘的所述特定机械特性包括通过所述鞘的外部操纵能够在所述心脏内获得的所述鞘的最小曲率半径。11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过以下方式限定所述进
入表面：在所述解剖图上描绘所述laa的口；以及将平面最佳拟合到所描绘的口。12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器被配置为取决于所述鞘进入所述心脏的右心房(ra)的位置是来自下腔静脉还是来自上腔静脉来计算所述曲线。13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述医疗装置是laa封堵装置。14.根据权利要求9所述的系统，其中，所述医疗装置是球囊导管和篮式导管中的一者。15.根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器被配置为使用侵入性超声探针获得所述解剖图。16.根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过使用3d标测系统在所述隔膜上呈现所述鞘、所述进入表面、所述法线和所述候选位置来呈现所述多个候选位置。

技术总结
一种方法包括使用处理器在患者的心脏的至少一部分的解剖图中识别该心脏的隔膜和左心耳(LAA)。在该解剖图上限定进入表面，医疗装置通过该进入表面与LAA接合，该医疗装置将经由穿透隔膜的鞘被递送。计算该进入表面的法线。计算多条曲线，每条曲线(i)具有与法线相切的一端，(ii)具有接触隔膜的第二端，以及(iii)符合鞘的特定机械特性。从这些曲线导出隔膜上的多个候选位置，以用于利用鞘进行经中隔穿刺。将该多个候选位置呈现给用户。刺。将该多个候选位置呈现给用户。刺。将该多个候选位置呈现给用户。


技术研发人员：R
受保护的技术使用者：伯恩森斯韦伯斯特（以色列）有限责任公司
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2023/9/16