CN103547229A - 用于肾神经调制的低温消融装置、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开用于通过血管内通路低温调制肾丛的神经结构的导管装置、系统和方法。例如本发明的一方面涉及包括具有延伸杆的导管治疗装置的装置、系统和方法。所述延伸杆被调整尺寸并配置用以通过血管内通路将低温-施用器供至肾动脉。低温肾神经调制可通过施用低温来实现调制有助于肾功能的神经纤维或者供养或灌注所述神经纤维的血管结构。

Description

用于肾神经调制的低温消融装置、系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求保护2010年8月5日提交的美国临时申请61/371,110以及2010年10月26日提交的美国临时申请61/406,968的权益。上述申请通过援引全文纳入本文中。
技术领域
本申请公开的技术概括地涉及用于神经调制的装置、系统和方法。更具体地，本文中公开的技术涉及使用低温实现血管内肾神经调制的导管装置、系统和方法。
背景技术
高血压、心力衰竭、慢性肾病、胰岛素抵抗、糖尿病和代谢综合征代表了显著并且增长的全球健康问题，而且在一些程度上可能具有共同的潜在生理学起因。目前对这些多种病症的疗法典型地包括基于非药理学、药理学和装置的方法。尽管有这多种治疗选择，血压的控制率以及防止这些疾病状态及它们的后遗症的进展的治疗尝试仍然不令人满意。虽然此情形的原因是多样的并且包括不顺从处方治疗、就效能和不良事件模式而言有反应异质性等问题，显然需要有其他可选的方案来补充目前针对这些病症的治疗方案
交感肾神经活动的削减(例如通过神经调制包括消融供给至少一个肾脏的交感肾神经的至少一部分)可逆转这些过程。因此，可取的是开发可以以临床上安全且治疗有效的方式实现肾神经调制的技术。
发明内容
提供以下概述仅为了有益于读者，绝非旨在限制本公开。本公开涉及将低温方法用于血管内调制或消融肾神经(即低温调制)的装置、系统和方法。更具体地，本公开描述导管实施方式，其利用各种低温提供元件从患者的肾脉管系统内或附近实现治疗性肾神经调制。例如，低温调制可利用置于肾动脉内的低温消融导管或者通过将低温探针定位在围绕肾动脉的血管外间隙中进行。此外，公开了低温技术的几方面以实现各种诊断目的。在本文中使用时，低温调制一般是指通过对毗邻或接近肾神经的组织并且包括肾神经在内的局部低温来调制(即使呈惰性或不活动或者完全或部分地降低功能)通常存在于肾动脉的外膜层内部和外部的肾神经。
附图简述
图1是交感神经系统(SNS)以及脑如何通过SNS与身体交流的概念图。
图2是神经支配左肾的神经形成围绕左肾动脉的肾丛的放大解剖图。
图3A和3B分别提供人体的解剖图和概念图，分别描绘脑与肾脏之间的神经传出和传入交流。
图4A和4B分别是人的动脉和静脉脉管系统的解剖图。
图5A是部分示意图，其说明根据本公开的一个方面配置的包括低温消融控制台(即低温-控制台)和血管内低温消融导管(即低温-导管)的低温消融系统的一个实例。
图5B说明低温-导管在患者肾动脉的内壁上的安置。
图6是部分示意图，其说明根据本公开的一个方面配置在没有分立和分离的低温-控制台的情况下适合于独立使用的低温-导管的一个实例。
图7A-8C是根据本公开的一个方面配置适合于点消融的低温-导管的实施方式的部分示意图。
图9A是根据本公开的一个方面配置适合于连续消融的低温-施用器区的一个实施方式的部分示意图。
图9B描绘处于使用状态的图9A的低温-施用器区。
图10A是根据本公开的一个方面配置适合于连续消融的低温-施用器区的另一个实施方式的部分示意图。
图10B描绘处于使用状态的图10A的低温-施用器区。
图11A是根据本公开的一个方面配置的环形施用器形式的低温-施用器区的一个实施方式的部分示意图。
图11B描绘用于血管中的图11A的环形施用器的正面图。
图12是根据本公开的一个方面配置的环形施用器形式的低温-施用器区的另一个实施方式的部分示意图。
图13A至13D是根据本公开的一个方面闭合球囊形式的低温-施用器区的实施方式的部分示意图。
图14-18B是根据本公开的方面配置的包括闭合球囊的低温-施用器区的其他实施方式的部分示意图。
图19A是根据本公开的一个方面配置的非闭合球囊形式的低温-施用器区的一个实施方式的部分示意图。
图19B和19C是根据本公开的一个方面包括可控偏移的低温-施用器区的另一个实施方式的部分示意图。
图20-23是根据本公开的方面配置的包括球囊的低温-施用器区的实施方式的部分示意图。
图24-35是说明本技术的其他实施方式的部分示意图，其中低温-施用器区包括可充气的或可扩张的低温球囊组件。
图36-39是根据本公开的方面配置的可扩张的金属末端形式的低温-施用器区的实施方式的部分示意图。
图40是根据本公开的一个方面配置的具有多直径轴的低温-导管的一个实施方式的部分示意图。
图41是根据本公开的一个方面配置的具有在线预冷的低温-导管的一个实施方式的部分示意图。
图42是根据本公开的一个方面配置的具有在线预冷的低温-导管的另一个实施方式的部分示意图。
图43是根据本公开的一个方面在输送套管内冷却的低温-导管的一个实施方式的部分示意图。
图44A-44D是图表说明根据本技术的多个实施例在自血管表面起距离2、3、4和5mm处计算的温度随时间变化图。
图45说明在从沿着血管轴的对称平面观看时此模拟的结构。
图46图表说明在自血管表面起术的多个实施例在自血管表面起距离2、3、4和5mm处沿着两个对称平面温度随着时间的变化图。
图47是根据本公开的一个方面为控制低温调制步骤的一个或多个处理器或者专用电路和嵌入式软件的示意图。
具体实施方式
以下参考图1-47描述该技术的若干实施方式的具体细节。虽然以下就利用低温方法用于肾神经的血管内调制或消融的装置、系统和方法描述多个实施方式，但是除了本文中所述那些之外的其他应用及其他实施方式也在该技术的范围内。此外，该技术的若干其他实施方式可具有与本节中所述那些不同的结构、组件或步骤。因此，本领域技术人员可相应地理解该技术可具有含有其他要素的其他实施方式，或者该技术可具有不含有参考图1-47以下所述和所示的若干特征的其他实施方式。
I.相关的解剖学和生理学
A.交感神经系统
交感神经系统(SNS)与肠神经系统和副交感神经系统一样属于自主神经系统的一个分支。它始终在基础水平活动(称为交感紧张)，并且在应激时变得更活动。如同神经系统其他部分，交感神经系统通过一系列互相连接的神经元操作。交感神经元通常被视为外周神经系统(PNS)的部分，虽然许多位于中枢神经系统(CNS)内。脊髓(是CNS的部分)的交感神经元通过一系列交感神经节与外周交感神经元交流。在神经节内，脊髓交感神经元通过突触连接外周交感神经元。因此，脊髓交感神经元被称为突触前(或神经节前)神经元，而外周交感神经元被称为突触后(或神经节后)神经元。
在交感神经节内的突触处，神经节前交感神经元释放乙酰胆碱，一种结合并激活在神经节后神经元上的烟碱型乙酰胆碱受体的化学信使。对此刺激作出反应，神经节后神经元主要释放去甲肾上腺素(去甲肾上腺素)。延长的激活可引发从肾上腺髓质释放肾上腺素。
一旦释放，去甲肾上腺素和肾上腺素与外周组织上的肾上腺素能受体结合。结合至肾上腺素能受体引起神经元反应和激素反应。生理学表现包括瞳孔扩大、心率增高、偶尔呕吐，以及血压增高。由于结合汗腺的胆碱能受体，还观察到出汗增多。
交感神经系统负责活的生物体中许多体内平衡机制的上调和下调。来自SNS的纤维神经支配几乎每个器官系统中的组织，为广泛的事物(诸如瞳孔直径、肠能动性和尿排出量)提供至少一些调节功能。此反应也称为身体的交感-肾上腺反应，因为末端在肾上腺髓质内的神经节前交感纤维(以及所有其他交感纤维)分泌乙酰胆碱，其激活肾上腺素(肾上腺素)的分泌，而在较低程度上激活去甲肾上腺素(去甲肾上腺素)的分泌。因此，主要作用于心血管系统的此反应直接地通过经交感神经系统传导的冲动进行介导，并且间接地通过肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺进行介导。
科学界通常将SNS视为自主调节系统，即，在无有意识的思维干涉下工作的系统。一些进化理论家认为在早期生物体中交感神经系统工作以维持存活，因为交感神经系统负责使身体准备好动作。此准备的一个实例是在觉醒前的时刻，其中在为动作进行准备时交感传出自发增加。
1.交感链
如图1中所示，SNS提供使脑能够与身体交流的神经网络。交感神经起源于脊柱内部，朝向中间外侧细胞柱(或侧角)内的脊髓中部，起始于脊髓的第一胸段，并且被认为延伸至第二或第三腰段。因为它的细胞起始于脊髓的胸区和腰区内，故认为SNS具有胸腰传出。这些神经的轴突经过前小根/前根离开脊髓。它们经过脊(感觉)神经节附近，从该处它们进入脊神经的前支。然而，不同于体细胞神经支配，它们快速通过白支通支(white ramiconnector)分开，该白支通支连接至沿着脊柱延伸的脊柱旁神经节(位于脊柱附近)或椎前(位于主动脉杈附近)神经节。
为了达到靶器官和靶腺体，轴突必须在体内延伸长距离，并且，为实现此目的，许多轴突通过突触传递将它们的信号传达至第二细胞。轴突的末端穿过间隙、突触连接至第二细胞的树突。第一细胞(突触前细胞)发送神经递质，穿过突触间隙，在其中它激活第二细胞(突触后细胞)。然后信号被传递至最终终点。
在SNS及外周神经系统的其他组元中，这些突触在称为神经节的部位产生。发送其纤维的细胞称为神经节前细胞，而其纤维离开神经节的细胞称为神经节后细胞。如前所述，SNS的神经节前细胞位于脊髓的第一胸段(T1)与第三腰段(L3)之间。神经节后细胞使它们的细胞体在神经节内并且将它们的轴突发送至靶器官或靶腺体。
神经节不仅包括交感干，还包括颈神经节(颈上神经节、颈中神经节和颈下神经节)，其将交感神经纤维送至头和胸器官，以及腹神经节和肠系膜神经节(将交感纤维送至肠)。
2.肾脏的神经支配
如图2所示，肾脏受到与肾动脉紧密相连的肾丛(RP)的神经支配。肾丛是围绕肾动脉的自主神经丛，并且嵌入在肾动脉的外膜内。肾丛沿着肾动脉延伸直至它到达肾实质。促成肾丛的纤维起源于腹腔神经节、肠系膜上神经节、主动脉肾神经节和主动脉丛。肾丛(RP)，也称为肾神经，主要包括交感组元。不存在(或者至少非常少)肾脏的副交感神经支配。
神经节前神经元细胞体位于脊髓的中间外侧细胞柱中。神经节前轴突经过脊柱旁神经节(它们不突触)而成为内脏小神经，内脏最小神经，第一腰内脏神经、第二腰内脏神经，而后到达腹腔神经节、肠系膜上神经节和主动脉肾神经节。神经节后神经元细胞体离开腹腔神经节、肠系膜上神经节和主动脉肾神经节到达肾丛(RP)，并且分布至肾脉管系统。
3.肾交感神经活动
信号以双向流通过SNS传播。传出的信号可引发在身体不同部分中的同时变化。例如，交感神经系统可加速心率；扩大支气管通道；降低大肠的能动性(运动)；收缩血管；增大食道中的蠕动；引起瞳孔扩大、立毛(鸡皮疙瘩)和出汗(发汗)；以及血压升高。传入的信号将来自体内的各种器官和感受器的信号传递至其他器官，特别是脑。
高血压、心力衰竭和慢性肾病是由SNS特别是肾交感神经系统的慢性激活引起的许多疾病状态中的几种。SNS的慢性激活是驱动这些疾病状态的进展的适应不良性反应。肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)的药学管理已是降低SNS的过度活动的长期但有点无效的方法。
如上所述，肾交感神经系统已根据试验和在人类中被确认为高血压、容量超负荷状态(例如心力衰竭)和进行性肾病的复杂病理生理学的主要促成因素。利用放射示踪物稀释法测量去甲肾上腺素从肾脏至血浆的溢流的研究揭示，在原发性高血压患者中，肾去甲肾上腺素(NE)溢出率增大，在年轻高血压对象中，特别如此，与从心脏的NE溢出增大一致，与通常在早期高血压中观察到的血液动力学图一致，并且具有心率、心输出量和肾血管阻力增大的特征。现在已知，原发性高血压经常是神经原性，常伴随明显的交感神经系统过度活动。
心肾交感神经活动的激活在心力衰竭中甚至更明显，正如在此患者组中从心脏和肾脏至血浆的NE溢流过分增大所示。与此看法一致，最近证实，在充血性心力衰竭患者中在全因死亡率和心脏移植上肾交感激活的强阴性预测值，其独立于总交感活性、肾小球滤过率和左心室射血分数。这些结果支持了设计的降低肾交感刺激的治疗方案具有改进心力衰竭患者的存活率的潜力的看法。
慢性和末期肾病均以交感神经活动升高为特征。在末期肾病患者中，血浆去甲肾上腺素水平高于中值已被证实为可预测全因死亡和心血管病所致的死亡。对于患有糖尿病性肾病或造影剂肾病的患者而言也是如此。令人信服的证据表明，起源于患病肾脏的感觉传入信号是此患者组中升高的中枢交感流出的起始和保持的主要促成因素，其促进慢性交感过度活动的公知有害后果例如高血压、左心室肥厚、室性心律失常、心脏性猝死、胰岛素抵抗、糖尿病和代谢综合征的出现。
(i)肾交感传出活动
交感神经至肾脏终止在血管、肾小球旁器和肾小管。刺激肾交感神经导致肾素释放增大、钠(Na+)重吸收增大以及肾血流量减少。肾功能的神经调节的这些组元在以升高的交感紧张为特征的疾病状态中受到相当大的刺激，并且明显地促成高血压患者中的血压升高。因肾交感传出刺激所致的肾血流量和肾小球滤过率的降低可能是心-肾综合征中肾功能丧失的基础，即肾功能不全，作为慢性心力衰竭的进行性并发症，伴有通常随着患者的临床状态和治疗而波动的临床过程。阻挠肾传出交感刺激的后果的药理学策略包括中枢作用的抗交感神经药、β阻滞药(旨在降低肾素释放)、血管紧张素转化酶抑制剂和受体阻滞药(旨在阻滞继肾素释放之后发生的血管紧张素II激活和醛固酮激活)和利尿剂(旨在抵消肾交感介导的钠和水潴留)。然而，目前的药理学策略具有明显的局限，包括有限的效能、顺应性问题、副作用等。
(ii)肾感觉传入神经活动
肾脏通过肾感觉传入神经与中枢神经系统中的整体结构交流。“肾损伤”的几种形式可引发感觉传入信号的激活。例如，肾缺血、心搏量或肾血流量减小，或者丰富的腺苷酶可触发传入神经交流的活动。如图3A和3B中所示，此传入交流可以是从肾脏至脑，或者可以是从一个肾脏至另一个肾脏(通过中枢神经系统)。这些传入信号是中枢整合的，并且可导致增高的交感流出。此交感驱动导向肾脏，由此激活RAAS并引发增高的肾素分泌、钠潴留、容量滞留和血管收缩。中枢交感过度活动还影响受交感神经神经支配的其他器官和身体结构例如心脏和外周脉管系统，造成所述的交感激活的有害影响，其若干方面还促成血压升高。
因此，生理学表明：(i)具有传出交感神经的组织的去神经可减少不适当的肾素释放、盐潴留和肾血流量的减低，以及(ii)具有传入感觉神经的组织的去神经可通过其对后下丘脑及对侧肾脏的直接影响来减少对高血压以及与增高的中枢交感紧张相关的其他疾病状态的系统性贡献。除了传入肾去神经的中枢降压效应之外，可以预期到至各种其他交感神经支配的器官例如心脏和脉管系统的中枢交感流出的可取的减少。
B.肾去神经的其他临床益处
如上所述，肾去神经可能在以增高的总活动特别是肾交感活动为特征的几种临床病症例如高血压、代谢综合征、胰岛素抵抗、糖尿病、左心室肥厚、慢性和末期肾病、心力衰竭中的不合适的流体潴留、心-肾综合征和猝死的治疗中有价值。由于传入神经信号的减少促成交感紧张/驱动的系统性减少，肾去神经还可用于治疗与系统性交感过度活动相关的其他病症。因此，肾去神经还可有益于受交感神经神经支配的其他器官或身体结构，包括图1中所示的那些。例如，中枢交感驱动的减小可减轻折磨患有代谢综合征和II型糖尿病者的胰岛素抵抗。此外，骨质疏松的患者也是交感激活的，并且也可受益于伴随肾去神经的交感驱动的下调。
C.获得到达肾动脉的血管内通路
根据本技术，左肾丛和/或右肾丛(RP)的神经调制，与左肾动脉和/或右肾动脉紧密相关，可通过血管内通路实现。如图4A所示，受心脏收缩驱动的血液通过主动脉从左心室被输送。主动脉下行经过胸和分支进入左肾动脉和右肾动脉。在肾动脉下，主动脉在左和右髂骨动脉分为两支。左和右髂骨动脉下行，分别经过左腿和右腿并且连接左和右股动脉。
如图4B所示，血液聚集在静脉中并且返回至心脏，经过股静脉进入髂骨静脉，进入下腔静脉。下腔静脉分支成左肾静脉和右肾静脉。在肾静脉上，下腔静脉上行而将血液输送入右心房。从右心房，血液被泵送，经过右心室，进入肺，在其中被充氧。从肺，充氧血被输送入左心房。从左心房，充氧血被左心室输送回主动脉。
如下文中更详细的描述，可在股三角的基部，正好在腹股沟韧带的中点下方，接近并将套管插入股动脉。导管可被插入，经过此接近部位，透皮进入股动脉并且进入髂骨动脉和主动脉，进入左肾动脉或右肾动脉。这包括血管内通路，其提供通向各肾动脉和/或其他肾血管的微创通路(minimally invasive access)。
腕、上臂和肩部提供用于将导管插入动脉系统的其他部位。在选定的情况中可利用桡动脉、肱动脉或腋动脉的导管插入术。利用标准的血管造影技术，通过这些插入点插入的导管可穿过在左侧上的锁骨下动脉(或者穿过在右侧上的锁骨下动脉和头臂动脉)，经过主动脉弓，沿着降主动脉下行，进入肾动脉。
为了减少创伤和实用性，应考虑经过血管内通路插入的装置的直径。例如，包括股动脉通路的肾去神经方法可具有临床优点，若其使用尺寸小于或等于6法国兼容插管器(French compatible introducer)的插管器(即具有可接受6French导引导管或治疗导管的内管腔的插管器)。临床优点可包括：减小腹膜后出血的风险；减少诸如缝合、血管密封或血管压迫之类的术后密封动脉的介入的需要；以及减少住院，例如减少恢复室中花费的时间。较大的导管可用于实现通向肾动脉的血管内通路；然而它可能以微创和实用性为代价。
D.肾脉管系统的性质和特征
由于左肾丛和/或右肾丛(RP)的神经调制可根据本技术通过血管内通路实现，肾脉管系统的性质和特征可对用于实现所述肾神经调制的装置、系统和方法的设计加以限制和/或提供信息。这些性质和特征中的一些可随着患者群和/或在特定患者内随着时间，以及响应于疾病状态例如高血压、慢性肾病、血管疾病、末期肾病、胰岛素抵抗、糖尿病、代谢综合征等而改变。这些性质和特征，如下所述，可能与所述方法的临床安全和效能以及所述血管内装置的特定设计有关。相关的性质可包括，例如，材料性质/机械性质、间隙性质、流体动力学性质/血液动力学性质和/或热力学性质。
如前所述，导管可通过微创血管内通路透皮前进进入左肾动脉或右肾动脉。然而，微创肾动脉通路可能是挑战，例如，因为，与利用导管常规进入的一些其他动脉相比，肾动脉通常极其曲折，可能具有相对小的直径和/或可能具有相对短的长度。此外，肾动脉粥样硬化症在许多患者，特别是患有心血管疾病的那些中常见。肾动脉解剖学也可能因不同的患者而显著不同，进一步复杂化微创通路。例如，在相对弯曲度、直径、长度和/或动脉粥样硬化斑块负荷以及在肾动脉从主动脉分支处的出射角(take-offangle)，可观察到患者之间的显著差异。用于通过血管内通路实现肾神经调制的装置、系统和方法在微创进入肾动脉时应该考虑这些以及肾动脉解剖学的其他方面及其在患者群中的差异。
除了复杂化肾动脉通路之外，肾解剖学的特性也使神经调制装置与肾动脉的管腔表面或壁之间稳定接触的确立复杂化。对于可预测性而言，在低温-施用器与管壁之间一致的定位和接触力施加是重要的。然而，肾动脉内的紧密间隙以及动脉的弯曲度妨碍导航。此外，患者运动、呼吸和/或心搏周期可导致肾动脉相对于主动脉的明显运动，并且心搏周期可短暂地使肾动脉扩张(即使动脉壁搏动)，进一步复杂化稳定接触的确立。
即使在进入肾动脉并且促成神经调制装置与动脉的管腔表面之间的稳定接触后，应通过所述神经调制装置安全地调制在动脉的外膜(adventia)内和围绕动脉外膜的神经。从肾动脉内安全地施加热治疗并非小事，考虑到与该治疗相关的潜在的临床并发症。例如，肾动脉的内膜和中间层极易受到热损伤的伤害。如下文中更详细地论述，分隔血管管腔与其外膜的内膜-中间层厚度意味着靶肾神经可以距离动脉的管腔表面许多毫米。足够的治疗应被提供至该靶肾神经以调制该靶肾神经而不过度损伤管壁。因此，在治疗期间，该肾动脉中存在的复杂流体力学和热力学状况，特别是可影响在治疗部位的传热动力学的那些，在从肾动脉内施加基于热的治疗时，是重要的。
还应设置所述神经调制装置，从而可调整在肾动脉内低温-施用器的定位和重新定位，因为治疗的位置也可影响临床安全和效能。例如，考虑到肾神经可环绕肾动脉，可取的是，从肾动脉内施加全周缘治疗。然而，可能由连续周缘治疗造成的全圆形损伤可产生增高的肾动脉狭窄风险，由此使所述肾神经调制失去任何潜在的治疗益处。因此，可取的是，沿着肾动脉的纵向维度形成更复杂的损伤，和/或使所述神经调制装置重新定位至多个治疗位置。然而，应注意，产生环形消融的益处可比意识到的肾动脉狭窄的风险更重要，或者用某些实施方式或在某些患者中可减小这样的风险，并且产生环形消融可以是一个目标。此外，所述神经调制装置的可变的定位和重新定位可能在肾动脉特别弯曲的情形或者存在离开肾动脉主干血管的近分支血管时被证明有用，使得在某些位置的治疗具有挑战性。在肾动脉中的装置的操作还应考虑由该装置强加于该肾动脉的机械损伤。装置在动脉中的运动，例如通过插入、操作、越过弯曲处等，可造成损伤，例如剥离、穿孔、裸露内膜或者破坏内弹性膜。
经过肾动脉的血流可被短暂地阻塞伴有最少或没有并发症。然而，显著长时间的闭塞可造成对肾脏的损伤例如缺血。完全避免闭塞是有益的，或者若闭塞有益于所述实施方式，来将闭塞的持续时间限制至例如小于或等于2分钟。在一些患者中，可耐受小于或等于3分钟的闭塞。
根据上述挑战：(1)肾动脉介入，(2)紧靠管壁一致且稳定地安置所述低温-施用器，(3)穿过管壁安全施用热治疗，(4)将治疗装置定位并且可能重新定位至多个治疗位置，以及(5)避免或限制闭塞，可关注的肾脉管系统的各种非独立的和独立的性质包括，例如，血管的直径、长度、内膜-中间层厚度、磨擦系数和弯曲度；管壁的扩张性、硬度和弹性模量；峰值收缩和舒张末期血液流速，以及平均收缩-舒张峰值血液流速、平均/最大体积血液流速；血液和/或管壁的比热容、血液和/或管壁的导热性、经过管壁治疗部位的血流的热对流性和/或辐射传热；以及由呼吸、患者运动和/或血流搏动引起的肾动脉相对于主动脉的运动，以及肾动脉相对于主动脉的出射角。针对肾动脉，在下文中更详细地讨论这些性质。然而，取决于用来实现肾神经调制的装置、系统和方法，肾动脉的这样的性质还可指导和/或限制设计特征。
置于肾动脉内的装置应符合该动脉的几何形状。肾动脉血管直径DRA通常在约2-10mm的范围内，平均约6mm。肾动脉血管长度LRA，在主动脉/肾动脉交接处它的开口与其远侧分支之间，一般在约5-70mm的范围内，更一般地在约20-50mm的范围内。由于靶肾丛嵌入在肾动脉的外膜内，复合内膜-中间层厚度IMT(即从动脉的管腔表面至包含靶神经结构的外膜的径向向外距离)也是显著的，并且一般在约0.5-2.5mm的范围内，平均约1.5mm。虽然为了到达靶神经纤维特定的治疗深度是重要的，但是该治疗不应太深(例如自肾动脉的内壁起＞5mm)以避免非靶的组织和解剖结构例如肾静脉。
在肾动脉内被导航的装置还必须克服磨擦和弯曲度。在肾动脉的壁处磨擦系数μ(例如静摩擦和动摩擦)一般相当低，例如，一般小于约0.05，或者小于约0.03。弯曲度T，弯曲段的相对扭曲度的量度，已经以各种方法进行定量。弧弦比将弯曲度定义为曲线的长度Lcurve除以连接曲线末端的弦Ccurve(即分隔该曲线末端的直线距离)：
T＝Lcurve/Ccurve (1)
肾动脉弯曲度，由弧弦比定义，一般在约1-2的范围内。
心舒期与心缩期之间的压力变化改变肾动脉的管腔直径，提供关于血管的主要材料(bulk material)性质的信息。扩张系数DC，取决于实际血压的性质，表征脉压与直径变化之间的关系：
DC＝2*((Dsys-Ddia)/Ddia)/ΔP＝2*(ΔD/Ddia)/ΔP (2)
其中Dsys是肾动脉的收缩期直径，Ddia是肾动脉的舒张期直径，ΔD(一般小于约1mm，例如在约0.1mm至1mm的范围内)是此二直径之差：
ΔD＝Dsys-Ddia (3)
肾动脉扩张系数一般在约20-50kPa-1＊10-3的范围内。
在心搏周期期间，管腔直径变化也可用来确定肾动脉硬度β。不同于扩张系数，硬度是无量纲性质并且与血液正常的患者中的实际血压无关：
β＝(In[BPsys/BPdia])/(ΔD/Ddia) (4)
肾动脉硬度一般在约3.5-4.5的范围内。
与肾动脉的其他几何性质组合，扩张系数可用来确定肾动脉的弹性模量增量Einc:
Einc＝3(1+(LCSA/IMCSA))/DC (5)
其中LCSA是管腔横截面积，IMCSA是内膜-中间层横截面积：
LCSA＝π(Ddia/2)2 (6)
IMCSA＝π(Ddia/2+IMT)2-LCSA (7)
对于肾动脉，LCSA在约7-50mm2的范围内，IMCSA在约5-80mm2的范围内，Einc在约0.1-0.4kPa＊103的范围内。
对于无明显肾动脉狭窄(RAS)的患者，峰值肾动脉收缩期血液流速υmax-sys一般小于约200cm/s；而峰值肾动脉舒张末期血液流速υmax-dia一般小于约150cm/s，例如约120cm/s。
除了肾动脉的血液流速图之外，体积流量也是重要的。假定泊肃叶流动，经过一个管的体积流量φ(通常在该管的出口处测量)定义为经过该管的流体流的平均速度υavg乘以该管的横截面积：
φ＝υavg*πR2 (8)
通过在从0至R的全部r对速度模式(由以上Eq.10中定义)积分，可显示：
φ＝υavg*πR2＝(πR4*ΔPr)/8ηΔx (9)
如前所述，对于肾动脉，η可定义为ηblood，Δx可定义为LRA，R可定义为DRA/2。跨过肾动脉的压力变化ΔPr可在心搏周期中的常见点测定(例如通过压力传感导丝)，从而确定在心搏周期中的选定常见点(例如在心缩期期间和/或在心舒末期期间)经过肾动脉的体积流量。体积流量，另外地或者可替代地可直接进行测量，或者可从血液流速测量值确定。经过肾动脉的体积血液流速一般在约500-1000mL/min的范围内。
肾动脉的热力学性质也是重要的。这样的性质包括，例如，血液和/或管壁的比热容、血液和/或管壁的导热性、血液流经管壁治疗部位的对流传热性。热辐射也可能是重要的，但是预期传导性和/或对流性热传递的数值显著高于辐射性热传递的数值。
传热系数可按照经验测定，或者可作为导热性、血管直径和努塞尔特数(Nusselt Number)的函数进行计算。努塞尔特数是雷诺数和普朗特数的函数。雷诺数的计算考虑流速和流量，以及流体粘度和密度，而普朗特数的计算考虑比热，以及流体粘度和导热性。流经肾动脉的血液的传热系数一般在约500-6000W/m2K范围内。
可关注的肾动脉另一性质是由呼吸和/或血流搏动引起的相对于主动脉的肾运动程度。患者的肾脏，位于肾动脉的远端，可随着呼吸幅度相对于颅骨移动达4″。这可赋予连接主动脉和肾脏的肾动脉明显的运动，由此对神经调制装置要求硬度与柔性的独特平衡从而在呼吸周期期间在热治疗元件与管壁之间保持接触。此外，肾动脉与主动脉之间的出射角可在患者之间显著变化，并且由于例如肾脏运动也可在患者内动态地变化。所述出射角一般可在约30°-135°的范围内。
肾脉管系统的这些及其他性质可对用于通过血管内通路实现肾神经调制的装置、系统和方法的设计加以限制和/或提供信息。特定的设计要求可包括进入肾动脉，促成神经调制装置与肾动脉的管腔表面或壁之间的稳定接触，和/或用所述神经调制装置安全调制肾神经。
II.低温消融
多种技术可用来使神经细胞(例如神经支配肾脏的那些神经)部分地或完全地丧失能力。本文中所述的一种方法，低温消融，利用低温来使与肾脏相关的神经组织完全或部分地丧失能力。所述失能可以是长期的(例如永久的或者持续数月、数年或数十年的时间)或是暂时的(例如持续数分钟、数小时、数天或数周的时间)。
将低温用以实施组织消融的用途受控于热传递的规则。热通过传导进行传递，因此傅里叶热传导定律可适用于其各种形式。低温组织消融取决于诸如不同的组织热容和热传导性、相变(被消融组织的融合热)、血流量及其相关的热负荷、用来制造低温-施用器的材料的导热性、该低温-施用器与该组织之间的接触表面积，以及制冷功率之类的因素。制冷功率以瓦量度，并且对给定的应用温度最大化制冷功率可产生最有效的消融潜力。
一般而言，制冷系统利用制冷流体(即冷冻剂)的一些形式来产生制冷能量和传递热。产生/施加制冷的方法包括：压缩气体(例如N2O或CO2)的膨胀，由此通过焦耳-汤姆逊(J-T)效应冷却；压缩液体(例如液态N2或液态N2O)的蒸发；以及与高热容的冷流体热交换。用作冷冻剂的其他材料包括氩、二氧化碳、氯二氟甲烷、二氯二氟甲烷和二氯四氟乙烷(dichlorotetrafluoromethane)。
压缩液体的蒸发是一种产生用于组织消融应用的低温的有用方法。蒸发发生在特定的温度下，即在给定压力下流体的沸点。蒸发液体的方法提供与相同化合物的气体的J-T膨胀相比远远更大的制冷率。此改进的制冷是因为作为液化过程的部分该液体已“转移”其能量。液态N2O是常用的。当被控制在约750psi至760psi(约51至52Atm)的合理的低压下时，它可在室温下完全保持在液态。当压力降至约大气压(约1Atm或14.696psi)时，它能够从液体至气体改变状态，并且在该过程中，冷却至约-88℃。它具有高制冷率/单位质量，相对普遍和廉价，并且是非毒性的，不可燃的，非腐蚀性的。由于N2O可在室温下保持在液态，它非常适合用于导管中。
低温-施用器可被视为对组织施加低温的装置或导管的一部分(即其以热的形式从组织传递能量)。低温-施用器可包括与组织接触的冷表面以及界定所述冷表面的一种或多种材料和/或通过其从组织向低温源传热的材料(例如蒸发N2O)。低温-施用器还可包括一种装置，该装置产生与组织接触的冷表面内的吸热状态，或者与所述冷表面热交流。例如，产生吸热状态的装置可包括节流孔板和膨胀室。低温-施用器区可被认为包括一个或多个低温-施用器、一个或多个产生吸热状态的装置，并且还可包括在一个或多个所述低温-施用器的区中的组件。
在低温手术期间组织损伤的机制包括直接细胞损伤(例如坏死)、血管损伤(例如通过破坏供给血管使细胞缺乏营养)和亚致死体温过低伴有后续凋亡。暴露于低温疗法可能导致急性细胞死亡(紧随暴露于该低温之后)和延迟性细胞死亡(在组织解冻及后续过度灌注过程中)。本方法的一个目的是将在低温下的结构施用于肾动脉的内表面从而被接触的组织被有效地冷冻至交感肾神经所在的深度。虽然交感肾神经的冷冻部分可缓慢且潜在地阻断神经传导，但是损伤交感肾神经的至少一部分预期导致肾交感活动延长或永久地减低。
低温消融在为了肾神经调制用来在肾动脉中使组织消融时具有特定可能的有益特征。例如，快速冷却组织通常对患者而言与将组织加热至消融温度相比疼痛较小。与高温方法相比，在采用低温消融的方法期间中，使患者保持舒适所需的镇痛药物可能较少。此外，减轻的疼痛有助于阻止患者运动，由此使手术者成功率增高并且减少手术并发症。此外，在加热手术过程中血管狭窄的可能原因是当胶原纤维变性时使组织绷紧并且减小动脉的直径。冷却不造成明显的胶原绷紧。
此外，低温的施用器(即所述低温-施用器)粘附于湿润组织，由此确保在治疗期间稳定、一致和持续的接触。可理解，消融装置与组织之间的稳定接触有助于确保可靠的损伤形成。例如，在患者呼吸时，肾脏上升和下降，致使肾动脉运动。此外，血流是搏动的，致使动脉直径搏动。此外，患者可运动，或者导管本身可移动。当在非常短的肾动脉中消融时，低温-粘附也是一个优点，因为这可促进稳定的接触。当施用于肾动脉的非常接近于开口处的部分时，不粘附于组织的能量输送装置可容易地从所在位置移出或进入主动脉。低温-施用器的低温-粘附可确保稳定的接触不被削弱并且可靠地产生消融。
A.低温-系统组件
根据上文所述，谈及图5，血管内低温-系统10的一个实施方式的基本元件可包括低温-控制台100和低温-导管102。
1.低温-控制台
当存在时，低温-控制台100包括冷冻剂106的供给器104和控制冷冻剂106向低温-导管102的输送的装置，例如所示的供给管或管腔108和控制阀110。冷冻剂供给器104可以是使冷冻剂106保持在期望的压力下的单次用套筒或可再填充的圆柱形容器。例如，在一个实施方式中，在750psi或更大的压力下供给液态N2O，所以它在室温下保持液态。
任选地，低温-控制台100可包括以下中的一种或多种：用户界面、监测传感器电路112、若存在于低温-导管102中，一个或多个处理器114或执行计算机化的控制算法的专用电路，以及用于控制冷冻剂106向低温-导管102的流量和/或从低温-导管102经过溢流管或管腔120的蒸发的冷冻剂118的流量的控制阀110、116。在某些实施方式中，低温-施用器闭塞肾血管同时冷冻剂流经低温-导管。肾血管的过长时间闭塞可造成肾脏缺血。低温-控制台可通过控制冷冻剂流的持续时间减小缺血的风险。例如，低温-控制台可利用电子定时器或机械定时器来控制阀在流动开始后的预定时间(例如小于或等于2分钟)自动地重新导向或终止冷冻剂流。或者，可将定时器纳入导管中例如柄中。若存在，来自低温-导管102上的传感器112的测量值可被输入到在低温-控制台100上的执行算法的控制台，于是可根据此传感器的反馈控制或调整低温-控制台100的操作。在一些实施方式中，可取的是控制算法完全自动化，但在其他实施方式中提供的治疗可利用用户输入。
在某些实施方式中，低温-控制台100也可预冷却冷冻剂106，从而在它到达低温-导管102上的低温-施用器区122在此描绘成可扩张的球囊124时在冷冻剂106中提供更大的制冷功率。低温-控制台100可任选地具有真空泵126以降低蒸发的冷冻剂118的反压并增大冷冻剂流量，由此提高制冷功率。任选地，控制阀116可用来控制施加于蒸发的冷冻剂118的真空量，由此控制蒸发的冷冻剂118的反压减量。在另一个实施方式中，控制阀110和/或116可用来增大蒸发的冷冻剂118的反压。蒸发的冷冻剂的反压增大可提高沸点。然而，若反压仅稍微增高，冷冻剂的沸点可仍然在适合于产生低温损伤的范围内。例如，若N2O用作冷冻剂，反压从1atm至约2atm的微小增量可使其沸点从约-88℃升高至约-75℃；反压增至3atm可使其沸点升高至约-65℃。在一些实施方式中反压的小增量可用来施用或扩张低温-施用器。
制冷系统的设计的一个考虑因素是热传递与冷冻剂和被冷却物体之间的温差(ΔT)成正比。重要的是，热传递也与被冷却物体和冷冻剂接触的表面积量(A)成正比。除了以上考虑因素(即ΔT和A)之外，当冷冻剂是流体时，冷冻剂流体的制冷潜能还是其质量流量的函数。具体地，热交换流体冷冻剂可被替换得越快(即质量流量越高)，系统的制冷潜能越高。
经过管的流体的质量流量由该流体上的压差产生。系统中的冷冻剂流体的压差(ΔP)越高，所得的流体质量流量的增长越高，相应地，该系统的制冷潜能越高。然而，此增高的流量产生额外的可使冷冻剂的沸点温度增高增长的返回压力(即反压)，其可能削弱该系统的制冷潜能。因此，对于相对低的质量流量，冷冻剂的质量流量的增长可产生较低的温度。
在此范围内的冷冻剂流被称为“限制于制冷”。另一方面，对于相对高的质量流量，质量流量的增长实际上可使冷冻剂的温度升高。由于质量流量的增长不再可以改进制冷，此范围内的流量被称为“限制于表面积”。在“限制于制冷”条件下操作并不普遍，因为在这样的条件下提高制冷功率所需要的是增大质量流量。因此，一般更常见“限制于表面积”的系统。
由以上论述可知，根据本技术设置的低温导管制冷系统的数种实施方式可解决以下功能目的：
1.所述系统可被设置用以将所述冷冻剂以液态输送至所述低温导管的远侧段，从而该液体可在末端沸腾/蒸发并且吸收潜热。
2.所述系统可被设置用以抽空膨胀的冷冻剂并且保持在所述冷冻剂低压沸腾的压力从而使该冷冻剂能够在低温下沸腾。
3.所述系统可被设置用以在足以产生有效地低温消融组织所需的制冷潜能的冷冻剂质量流量下执行所述前两项功能。使消融和复温循环在数分钟内完成也是可取的。
4.所述导管可被设置用以适应肾动脉的空间限制和拓扑而基本上不拉伸该动脉壁仍然一致地实现所述低温施用器与肾动脉壁之间的接触。此目的还可包括能将所述低温导管无创送入肾动脉中。
鉴于上述，可取的是具有一种低温导管结构，其优化所述导管的外直径和所述导管内部冷冻剂流通路的尺寸并且确保所述低温导管不在限制于冷冻剂的条件下工作，在冷冻剂通过供给管输送时使冷冻剂保持液态并且同时使冷冻剂回流管中的压力保持在约1-2atm。
在一些实施例中，具有小于或等于1atm的表压也是可取的。技术因素允许压力在数个大气压的范围内波动。只要保持球囊的期望的几何形状并且过度的真空不使球囊塌陷，较低的压力是可接受的。例如，2atm的压力可使低温施用器的温度增高3-5℃，是可容许的，因为神经在负温度的相对宽范围内被破坏。
2低温-导管
低温-导管102可包括延伸体(例如柄和杆130)，其有助于将低温-施用器区122定位于靶部位和/或将冷冻剂106从来源例如从低温-控制台100或从低温-导管102柄中的套筒供至低温-施用器区122。在某些实施方式中，低温-导管102可包括导丝管腔，其使导丝能够用于推进和定位低温-导管102。然而，其他实施方式可以不使用导丝或导丝管。此外，低温-导管102通常包括结构(例如溢流管或管腔120)，该结构促进膨胀的冷冻剂(例如蒸发的冷冻剂118)从低温-施用器区122移至患者体外之处。
例如，当冷冻剂106作为液体N2O被供给时，它在750psi的压力下被供给以确保它在室温下保持在液态。液体N2O经过供给管腔108被供至低温-施用器区122，在其中冷冻剂106进行膨胀。例如，供给管腔108可具有小于或等于0.010英寸(即约0.025cm)的内直径，可提供液体N2O的足够流量。在低温-施用器区122中或附近，冷冻剂106从供给管腔108经过节流孔板132(例如毛细管、多孔塞、限流器、喷嘴)流入某种膨胀室134，在此描绘成低温球囊124的内部，在其中冷冻剂106在减压下膨胀并且从液体相变成气体。节流孔板132提供流动阻力，由此在供给管腔与膨胀室134之间保持高压差。冷冻剂的流量可受到由节流孔板132提供的流动阻力影响。在某些实施方式中，节流孔板132可以是内直径小于供给管腔108的毛细管。例如，用作节流孔板132的毛细管的内直径可以是约0.002″(即0.05mm)至约0.005″(即0.13mm)并且具有约1.5″(即38mm)至30″(762°mm)的长度。这样的节流孔板132可促使从加压供给管108至膨胀室134N2O流量在3至5标准升/分钟的范围内(3-5标准升/分钟的气体相当于约5.9至9.8克/分钟的N2O)。可理解，节流孔板不必具有含圆形横截面的孔，但是可由适合尺寸的槽或狭缝组成。
冷冻剂106的相变是从其周围吸收热能的吸热反应。在一个本发明的实施方式中，低温-施用器区122在足够低的温度下接触肾动脉中的靶组织以使去神经达到该被接触组织内的期望深度。本文中描述设计用于交感肾神经神经调制肾动脉的低温-施用器区122的多种实施方式。蒸发的冷冻剂118从低温-施用器区122经过低温-导管102的延伸体(例如导管杆130)中的溢流管腔120被排放。溢流管腔120理想地接近或围绕供给管腔108并且具有较大的内体积和/或横截面积(在存在多个溢流管腔的情况中)以使沿着溢流管腔120的长度压降最低，即保持低温-施用器区122中的低压。小的压力变化可对冷冻剂106例如N2O的沸腾温度变化具有大影响。膨胀室122中的压力越低，沸腾温度越低，故此低温-施用器的温度和穿透深度越大。在膨胀室中可存在最大压力，适合于达到足以低温消融肾神经的低温，例如最大压力可以小于或等于约绝对4atm。例如，膨胀室134中的压力可保持在1.4至2atm绝对的范围内。膨胀室134中的压力可部分取决于膨胀室与通向大气的排放管腔的排出口之间的压差。例如，经过排放管腔的0.4至1atm的压差可保持膨胀室中1.4至2atm的压力。用约5标准升/分钟的流量和长度为约70cm和内直径约0.05″的排放管腔可提供这样的压差。
在一个实施方式中，低温-导管102的部分可以是可控地可弯曲的。在一个这样的实施方式中，低温-导管102可包括柄、控制线、柔软偏置元件(例如激光切割管)，以及用于控制偏转的驱动器。具体地，导管杆130和/或施用器区122的弯曲可按照Wu等人的题为″Apparatus，Systems，andMethods for Achieving Intravascular，Thermally-Induced RenalNeuromodulation″的美国专利申请12/545,648中所述实施，通过援引将其整个纳入本文中。在其他实施方式中，还可使用用于施加偏置并控制或引起弯曲的其他装置。
在其他实施方式中，低温-导管102可包括控制器或计算机系统，其具有程序化的指令用以控制冷冻剂106的供给、蒸发的冷冻剂118的排除和/或治疗的其他方面。例如，所述控制器可以是机械阀或电子控制器，其与低温-控制台100或与储存在低温-导管102本身内例如低温-导管102的柄内的冷冻剂106来源104连接，如以下更详细的论述。
此外，在某些实施方式中，低温-导管102可包括传感器112以测量或监测变量例如压力、温度、组织阻抗、流量、输注液或冷冻剂温度、血液流速、血液温度、组织温度、组织电学和热学特征和/或体温。通过低温-导管102的传感器112获得的所述变量的测量值可以作为输入提供给控制算法，例如，可在处理器114或与低温-控制台100相连或与低温-系统10的另一组件例如低温-导管102相连的其他适合的计算机系统上执行。所述控制算法可包括用于自动化所述低温调制方法的全部或一部分的程序化指令等。所述控制算法、控制器及相连的组件可包括Demarais等人的题为″Methods and Systems for Thermally-Induced Renal Modulation″的美国专利申请12/147,154中提供的一种或多种特征，通过援引整个纳入本文中。
用于控制冷冻剂的供给、蒸发的冷冻剂的排除和/或所述治疗的其他方面的算法、程序化指令可作为常规的计算机程序通过可操作地偶联至低温-系统10的处理器执行。例如，系统10可包括一个或多个计算系统硬件和/或软件模块。在其他实施方式中，计算机硬件和软件可用来促进任何低温调制方法或系统。用于控制冷冻剂的供给和/或该治疗的其他方面的算法、指令还可由实施治疗的手术者或医师手动控制。
可理解，在各种实施方式中，低温-导管102被设计用以促进肾动脉介入的各种方面。例如，图5B显示低温-导管102在患者的肾动脉RA的内壁上的位置。低温治疗施用器(例如球囊)108被定位来实施神经调制(例如环形消融或分段消融肾动脉附近的肾神经)。低温-导管102的部分，例如杆130和/或施用器区122，可被改变尺寸或构建以具有足够的柔性能够无创地导航至肾动脉RA内的期望位置。例如，在一个实施方式中，低温-导管102能够将一个弯曲从主动脉定位至肾动脉，其具有小至15mm的曲率半径。此外，经过肾动脉RA前进可能需要经过非常弯曲的血管。因此，如上所述，一些实施方式包括低温-施用器区122和/或杆130的受控弯曲从而在沿着肾动脉壁的期望位置产生低温消融。这样的可控挠度，与低温-施用器区122的尺寸和形状结合，可用于将低温-施用器区122定位在肾动脉中的适当位置，由此在期望之处进行消融。例如，不可取的是在较小的分支血管附近消融。
相似地，低温-导管102可被改变尺寸和/或构建，从而在低温-施用区122达到足够的制冷功率。例如，临床前试验已表明，利用低温-导管102可实现在肾动脉环境中约3mm深度的消融。因此，在血管直径改变和本文所述的某些实施方式包括不同尺寸的低温-施用器区122(例如球囊124)的程度，可取的是能够选择或控制该施用器的尺寸从而与管壁的各种直径接触而无创地扩张该壁。相似地，可取的是对低温-施用器区122定尺寸和/或定型从而产生单独地或相对于其他消融具有期望的尺寸、形状、位置和/或结构的消融。
B.输送套管
输送套管常用来获得通向肾动脉的血管内通路并且可提供通路，通过其可将低温-导管102供至肾动脉。输送套管还可用来容纳低温-施用器和/或导管的远端，其在该输送套管被撤回时使用。撤回的量可决定暴露的低温-施用器的利用度或长度。在本文中使用时，输送套管可包括简单的导引导管及其他输送套管结构。取决于实施方式，这样的输送套管可以是成品(off-the-shelf)或订制的。输送套管可包括功能特征例如导引和弯曲能力以便于低温-导管在肾动脉中的输送和定位。输送套管可作为装置的部件被整合，分开地供应，或者作为成套用品的部分供应。
在一个实施方案中，可在股三角的基部，正好在腹股沟韧带的中点下方，将套管插入股动脉。低温-导管102可通过此插入部位的进入，例如通过透皮插管器进入股动脉，进入髂骨动脉和主动脉，进入左肾动脉或右肾动脉。这包括血管内通路，其提供通向各个肾动脉和/或其他肾血管的微创通路。
腕、上臂和肩部提供用于将导管插入动脉系统的其他部位。在选定的情况中可利用桡动脉、肱动脉或腋动脉的导管插入术。利用标准的血管造影技术，通过这些插入点插入的导管可穿过在左侧上的锁骨下动脉(或者通过在右侧上的锁骨下动脉和头臂动脉)，经过主动脉弓，沿着降主动脉下行，进入肾动脉。
出于实用目的，包括低温-施用器区122在内的缩小的输送结构(可用的)中的低温-导管102的任何部分的最大外尺寸(例如直径)由输送套管的内直径决定，该导管穿过该输送套管。假定，例如，就临床的角度而言，8French输送套管(具有约0.091英寸(即2.3mm)的内直径可能是用来进入肾动脉的最大导引导管，并且容许低温-导管102与输送套管之间合理的间隙公差，最大外尺寸现实地可被表述为小于或等于约0.085英寸(即约2.2mm)。然而，较小的5French输送套管的使用可能需要使用沿着低温-导管102更小的外直径，例如，不大于0.053英寸(即约1.35mm)。在另一个实施例中，要在6French输送套管内输送的低温-导管102可具有不大于约0.07英寸(即约1.78mm)的外尺寸。可将润滑涂层添加到施用器和/或延伸杆以便于穿过导引导管/输送套管。
C.可选的低温-系统结构
虽然在前的描述概述了可存在于低温-系统10中的各种组件，但应理解，不必所有被公开的组件存在于每个实施方式中，以及不同组件的功能的确可被组合或整合入其他实施方式中的单个结构中。例如，上述低温-控制台100功能可作为从低温-导管102分离和分开的组件提供，使单个低温-控制台100能够与不同的低温-导管102一起使用和/或使用户能够设置和监测低温-控制台100和相连的低温导管102的运转。然而，在其他实施方式中，低温-控制台100的功能方面可被整合入低温-导管102自身中，由此消除分离的低温-控制台组件的需要。在一个这样的实施方式中，低温-导管102可在单次使用后或者在有限使用次数(例如2次、3次、4次或5次使用)后或者在治疗一位患者后被丢弃。可理解，在单次使用实施方案中，可避免与再使用之前装置的清洁和灭菌相关的问题。
例如，现参考图6，在一个实施方式中，低温-导管102可包括冷冻剂106的供给器104，例如低温-导管102的柄128。因此，在一个这样的实施方式中，低温-导管102不必被连接到分离的低温-控制台组件，反而可以是能够独立运转的分离和独立(即独立整装的)装置。的确，在一个这样的实施方式中，低温-导管102可不具有用于连接到分离的低温-控制台的连接器或电缆。在一个这样的实施方案中，冷冻剂供给器104可以是例如N2O的可替换的套筒或圆筒。在其他实施方案中，冷冻剂供给器104可以不是可再填充的，并且低温-导管102可以在冷冻剂106耗尽时被丢弃。例如，容纳小于约20g的液体N2O的加压容器例如套筒或圆筒可具有适当的尺寸和重量以插入导管柄中并且容纳适量的液体冷冻剂以充分地低温消融肾神经。
由于与肾脉管系统和周围肾交感神经以及自管壁表面起神经的深度相关的热传递性质，可能可以用相对少量的液体冷冻剂在与低温-导管102相连的低温-施用器中产生足以使靶神经失能的制冷功率。例如，14.7g的液体N2O可足以产生约5L/min的气体流量90秒；19.6g的液体N2O可足以产生约5L/min的气体流量120秒；5.9g液体N2O可足以产生约3L/min的气体流量60秒。
在一个这样的实施方案中，其中冷冻剂供给器104配备作为柄128内的套筒，可启动穿刺针使套筒上的密封破裂。分隔阀例如控制阀110可例如通过操纵在柄128上的外控制器140(例如按钮、旋钮或杆)来控制冷冻剂106到低温-施用器区122的流量。通过外控制器140控制流量可简单地使冷冻剂106流能够开始和终止，或者可使冷冻剂106的流量能够被调整。或者，在其他实施方案中，冷冻剂106的流量不可被用户调整。
在描绘的实施方式中，蒸发的冷冻剂118被绘制成通过溢流管腔120返回至柄128，在其中它被排出柄128。在其他实施方式中，蒸发的冷冻剂128可在到达柄128但在患者体外例如接近柄128之前被排出导管杆130。因此，在整个本公开中使用时，应理解，低温-系统10和/或低温-导管102可具有多种不同的结构和/或特征，包括独立或整装的，手持式低温-导管102，或者与独立或分离的低温-控制台100相连的低温-导管102。
III.用于肾动脉介入的低温-导管结构
基于低温-系统10结构的以上描述，参照图7A-43以下描述低温-导管的各种不同的结构，特别是低温-施用器区。可理解，以下装置和/或下述装置的具体特征可以与低温-系统10(图5A和6)一起使用，用作独立或整装的手持式装置，或者与其他适合的系统一起使用。此外，参照图5A和6及以上描述的低温-系统10的许多特征在下文中描述和引用而不在这些特征可能被提及的每种情况中具体地重提图5A和6。
为了便于引用，在整个本公开中，相同的编号用来指明不同的部件。虽然所述部件在结构和/或功能上可能相似，相同编号的使用并不意味着所述部件应理解为相同。的确，在本文所述的许多实施例中，编号相同的部件在结构和/或功能上不同。
A.点消融低温-施用器
图7A-8C是根据本技术的实施方式的低温-导管结构的部分示意图。首先，参照图7A和7B，例如，适用于在肾动脉内形成点消融的低温-施用器区122可被提供为界定或容纳膨胀室134的金属(例如不锈钢、铂、银)末端160，在该膨胀室134中液体冷冻剂106膨胀成气体。可理解，金属末端160并不响应于与冷冻剂106的蒸发相关的内压而膨胀，而是仅仅变得更冷。在一个这样的实施方式中，其中N2O用作冷冻剂106，金属末端160是导热性高，并且其表面温度接近于冷冻剂106的温度，即约-8℃至-90℃。金属末端160的表面积是其直径和长度的函数。例如，在一个实施方案中，末端160的直径小于或等于0.091英寸(即约2.3114mm)以适应于穿过8French输送套管，或者小于或等于0.070英寸(即约1.778mm)以适应于穿过6French输送套管。
如以上对图5所述以及图7A和7B中所示，低温-导管102包括杆130(可具有均一的或不同的直径)，其中冷冻剂106经过供给管腔108，并且其中蒸发的冷冻剂118经过溢流管腔120，其可围绕或包围供给管腔108，正如所示。在某些实施方式中，还可包括导丝管腔。同样，传感器(例如用于测量温度和压力的传感器)可存在于低温-导管102中，并且可与一种或多种适用于监测和/或控制低温-施用器区122的冷却和/或升温的可执行控制算法交流。相似地，可存在不透射线的标记或其他不透射线的结构，从而在手术之中或之前利用无创性显影技术能够显现低温-导管的部分。
冷冻剂106可经过一个或多个节流孔132或管口离开供给管腔，其可将冷冻剂导引入膨胀室134中。在某些实施方案中，冷冻剂106一般可被导引入膨胀室134中，于是金属末端160被普遍地和非特定的冷却(即在末端160的表面上普遍均一地冷却)。或者，在其他实施方案中，冷冻剂106可以在一个或多个特定的方向被导引入膨胀室134中，例如朝向金属末端160的特定内壁，从而金属末端160的特定部分(例如末端160的终端或末端160的特定壁)被优选地冷却。在一个这样的实施方案中，金属末端160优选被冷却的部分可以是接触肾动脉壁的那些(例如如本文中所述通过适合的偏转装置)以产生损伤形成。
在末端160由金属制成并且是坚硬的实施方式中，末端160的长度可影响其通过在急转弯的导丝上的弯曲处(例如通过从主动脉至肾动脉的输送套管)或通过曲折的肾动脉的能力。例如，可通过6French输送套管并且曲率半径为15mm的金属末端160形式的低温-施用器区122的适合的长度和直径可以是小于或等于约3mm的长度和约0.060英寸(即约1.524mm)的直径。然而，在其他实施方式中，包括金属末端160的低温-施用器区122可具有其他排列或尺寸。
可理解，由于金属优越的导热性，在金属末端160实施方式中，跨越薄金属壁的温度梯度相对低。利用金属末端160形成的消融可能相对小但仍然足以减低肾交感活动。在较小的血管(例如约4mm内直径)中，由直径0.060英寸(即约1.524mm)，长3mm的施用器形成的单一消融可覆盖该血管周长的约25％至40％，可确立靶向神经供给的足够部分的显著概率。然而，若进行多点消融，此概率可以增高，特别是在较大的血管中。多点消融的优点在于，它们可被未受影响的组织间隔和分隔，与在连续结构中靶向大量组织相比，可以更安全。此外，医师可控制消融被定位之处并且可避免小支血管所在之处或优选避免的其他位置。
在一个实施方式中，导管的杆130的远端162(例如约30mm或更低)可以可控地偏转向一个或多个方向。例如，可控的偏转可以利用与柄128中的驱动器和柔性偏置元件相连的牵引线实现。或者，在其他实施方式中，远端162可具有预定型的形状例如弯曲的形状，用在输送套管被撤回时，或者可使用具有可控的偏转的其他装置。柄128中的驱动器的全驱动可使金属末端160偏转至最大偏转状态，其中金属末端被移动自延伸杆的纵轴起最大的距离。这样的最大偏转状态可能适合于安置金属末端接触肾动脉壁而不使金属末端移动超出最大距离以降低对动脉壁施加创伤性力的风险。例如，最大偏转状态可包括自延伸杆的纵轴起不小于约5mm并且不大于约15mm的最大距离。
在图8A-8C中所示的又一个实施方式中，施用器区122配置有点消融低温-施用器，包括一个可充气的球囊801，其配置用以阻塞血管170(图8B和8C)和推进低温-施用器接触管壁。可用非冷却的流体或气体(例如盐水、造影剂、CO2等)使球囊801膨胀从而低温消融仅发生在血管的部分周缘。球囊801可以是顺应球囊，故此它符合一系列血管直径。在其他实施方式中，然而，球囊801和/或施用器区122可具有另一种排列和/或包括不同的特征。
B.线形或连续的消融施用器
在另一个实施方式中，可以配置施用器区122，从而不消融组织的点区或斑区，而消融组织的带形区或相邻区。在这样的实施方式中，例如，施用器区122可被配置成柔韧的细长的元件，其可通过弯曲处被供入肾动脉中。施用器的长度可产生沿着内壁的一部分的细长消融区(例如约1cm)或者沿着肾动脉壁的类似曲线或螺旋形状的消融区(例如长约1.5cm至约3cm)。在某些实施方式中，可以配置施用器区122从而在使用时不阻塞，故此血液可继续流过血管到达肾脏。
在这样的实施方案中，施用器区122可以最初以第一结构例如直的或略弯曲的结构被用在靶位点。然而，在靶位点时，施用器区122可被转变成适合于在期望的结构中消融在靶位点的组织(即动脉壁170)的第二形状或结构(例如曲线或螺旋形)。例如，这样的结构变化可通过使用控制线将此施用区牵引或偏转至可操作的结构，通过移除置于杆130内的导丝管腔166中的约束导丝164，通过移除输送套管168，或者通过施加内压(例如由于冷冻剂106的蒸发而产生在施用器区122内壁上的压力)来完成。在一个这样的实施方式中，气体膨胀可使施用器区122呈现螺旋形结构，其向外膨胀与管壁170接触而形成损伤172。
图9A-10B是根据本技术的其他实施方式的低温-导管结构的部分示意图。例如，图9A和9B描绘一个实施方案，其中施用器区122最初被用在基本上笔直的结构中(如图9A中所示)。当在或接近靶位点时，约束丝164可通过管腔166被部分移除(参见图9B)，于是不再抵抗施用器区122中的自然偏置或张力。在没有约束丝164所提供的阻力的情况下，施用器区122可呈现第二结构，例如所描绘的曲线或弯曲的结构，适合于消融血管(例如肾动脉)170中的连续带(例如细长的区、弯曲区或螺旋区)而形成损伤172。通过控制约束丝164被移除的量或程度，用户可确定施用器区122的形状或施用器区122形状改变的程度，或者被配置用作肾动脉170中的消融表面。在该描绘的实施方式中，供给管腔108被绘制成总体上符合在使用时施用器区122的形状，即供给管腔108与施用器区122一起弯曲以符合所用的结构。
相似地，图10A和10B描绘另一个实施方案的横截面视图，其中施用器区122最初用在笔直的结构中(参见图10A)。然而，在此实施方案中，施用器区122被输送套管168或其他外罩的存在约束在笔直或略弯曲的结构中。当在或接近靶位点时，输送套管168可被部分地移除(参见图10B)，从而不再抵抗施用器区122中的自然偏置或张力。在由输送套管168提供的阻力不存在的情况下，施用器区122可呈现第二结构，例如螺旋形、环形或弯曲的结构，适合于消融肾动脉170中的组织的连续带，如上所述。在该绘制的实施方式中，供给管腔108被描绘成在施用器区122的结构被改变时总体上保持它的形状和结构。
通过控制输送套管168被移除的量和程度，用户可确定施用器区122的形状或施用器区122形状变化的长度，或者被配置用作消融表面。此外，在那些实施方式中，其中存在输送套管168，可安置输送套管168以掩蔽施用器区122的某些区域，否则可能将低温施加于患者的组织。即，输送套管168可用来通过覆盖施用器区122上的低温点或区域由此限制组织被暴露于哪些低温点从而设定或限制施用器区122的低温作用表面的范围。
在所示的实施方式中，多个节流孔132使液体冷冻剂106能够在沿着施用器区122纵向的多处离开供给管腔108从而沿着区102的纵向提供冷却。可存在适合数量的孔132从而沿着施用器区132的表面实现期望的冷却模式和温度均一性。在某些实施方式中，供给管腔108中的孔132可被(例如以约5mm)间隔开。可理解，孔132的间距也可决定沿着施用器区122冷却的均一性和/或可界定沿着施用器区122的分散低温点，在其所在处实际发生消融。例如，若使施用器区122的形状符合管壁(例如螺旋形或曲线形)，可安置孔132以使冷冻剂106的喷射导向施用器区122的用作接触表面的那些部分。
某些实施方式(参见图9A和9B)可将冷冻剂106在一个方向导向施用器区122的内壁从而产生总体上连续的冷表面，而在其他实施方式中，冷冻剂106可被供给管腔108中的不同孔132导向不同的方向。以此方式可在施用器区122的表面上实现期望的冷却模式。例如，取决于在靶位点施用器区122呈现的形状，通常孔132可将冷冻剂导向施用器区122的预期接触在靶位点的组织的那些部分。可理解，虽然已论述冷冻剂喷射的方向和位置作为实现期望的温度模式的机制，在其他实施方式中，可选择施用器区122的组成或结构以实现期望的温度模式和/或界定分散的低温点。例如，可改变施用器区122的壁厚度，于是较厚的区域导热性较低。
在使用线形施用器区的某些实施方案中，施用器区122可被制成具有适合的聚合物组合物(例如低硬度的Pebax组合物(例如40-72D))的聚合物管。可理解，聚合物施用器通常具有低于金属的导热性，因此，与对于金属施用器观察到的温度梯度相比，跨越它的厚度的温度梯度更大。例如，当N2O用作冷冻剂106时，聚合物施用器可产生从膨胀室134至施用器的外表面的热梯度与金属施用器相比高了大约25℃，从而产生约-60℃至约-65℃的表面接触温度。虽然这不如金属施用器温度低，它仍然足以将管壁170在3mm或更深的深度冷却至-20℃或更低的温度。在其他实施方式中，可使用薄的柔软金属或导热性更好的聚合物来形成线形施用器区以改进导热性和/或降低接触温度。
如这些实施例中所述，如本文中所述，以线形消融施用器区的方式实现的消融可以是线形、曲线形或螺旋形。如上所述，其消融覆盖范围可大于采用点消融施用器的覆盖范围，与可能利用多次消融来达到相同的覆盖范围和效果的点消融施用器相比，可仅施用一次来完成肾去神经治疗，由此缩短操作时间并且提供更一致的消融结构，其对操作者的相关性更低。
C.管形环施用器区
图11A-12是根据本技术的其他实施方式的低温-导管结构的部分示意图。在这些实施方式中，施用器区122可被配置成成型的管形环180，例如平面环结构。然而，在其他实施方式中，还可采用其他结构(例如完整或部分的螺旋(参见图12)、弧段及其他非平面的环)。在一个实施方式中，成环的施用器180，在使用时，可形成小直径环(例如直径约4mm至约10mm)。在一个这样的实施例中，形成管形环的材料的长度可以是10mm至35mm。在某些实施方式中，环形施用器180的平面通常垂直于低温-导管108的杆130。然而，在其他实施方式中，环形施用器180可以处在相对于低温-导管180的轴其他适合的角度。
在某些实施方式中，材料的管形环180可以利用柔性材料形成从而材料的环可在输送套管168内得以保留直至被定位在靶位点。然而，当在靶位点时，输送套管168可被移出或撤回，于是材料的环自由地呈现它的不受限制的结构(例如环形)，该结构接触血管(例如肾动脉)壁170引起在至少一点或者沿着壁170的弯曲范围形成损伤172。例如，在一个实施方式中，成环的施用器180区可被制成柔性管，其可在输送套管168内保持或限制于较窄的非环形结构，但是，一旦摆脱输送套管168，该管可向外膨胀为成环的结构。或者，可响应于控制线的启动或控制产生成环的结构。在一个实施方式中，例如，成环的施用器区180可由金属管(例如使用具有形状记忆的金属，例如镍钛合金管)制成或者使用外直径约0.67mm至约1.0mm的薄聚合物管(例如聚酰亚胺或PEEK管)制成或者使用金属和聚合物的组合例如覆盖在聚合物中的金属线圈或激光切割管制成。
包括金属管的实施方式的一个特征在于，这样的一种安排预期将金属材料(即优越的导热性)与能够顺应肾动脉170内壁的至少一部分的柔性施用器区122的益处相结合。例如，小直径金属管施用器(或者在其他实施方式中可能是聚合物管)可具有不受限制的形状，其使所用的环形施用器180比点消融导管能够接触动脉壁170的更大部分。
正如本技术的上述实施方式，通过供给管腔108供给液体冷冻剂106，流过低温-导管102的长度。在某些实施方式中，供给管腔可具有约0.254mm的内直径和约0.381mm的外直径。在一个实施方式中，冷冻剂106离开孔132并在环形施用器180近端的膨胀室134内膨胀成气体。在另一个实施方式中，环形施用器180相当于膨胀室，即冷冻剂106离开孔132并在环形施用器内膨胀成气体。蒸发的冷冻剂118流经环形施用器180(可具有约0.381mm或更大，例如约0.508mm至约0.5588mm的内直径)，沿着施用器的长度吸收热，然后流入溢流管腔120中，在其中它被排出低温-导管102。在一个实施方式中，可向溢流管腔120施加真空(例如通过低温-控制台100使用真空泵126)以降低环形施用器180中的压力从而气体流量不受限制并且降低冷冻剂的沸腾温度。
在一个实施方式中，环形施用器180的整个长度可被冷却至低温，于是组织消融发生在围绕血管170的周缘的有限部分的连续带中或者至少沿着管壁的成环施用器区接触的那些部分的连续带中。然而，在其他实施方式中，可配置环形施用器180不形成连续损伤172而形成一系列点损伤或斑损伤。例如，可使环形施用器180成型从而沿着环形施用器180的全长度不连续地接触动脉壁170。在一个这样的实施方式中，损伤172仅形成在环形施用器180与动脉壁170接触的那些点。此外，在其他实施方式中，一次可使用多于1个环形施用器180。例如，多达3或4个如本文所述的环形施用器180，其相对于彼此具有不同的形状结构、线形布局和/或辐射状布局，可从输送套管168施用来进行低温肾去神经治疗。在其他实施方式中，可使用不同数量的环形施用器180。可通过具有隔热部分或节流孔的施用器产生离散的，非连续的损伤，所述隔热部分或节流孔被分隔开从而使低温下的施用器上能够有分离区。
D.球囊施用器
图13A-39图示根据本技术的其他实施方式的多种其他低温-导管结构。在这些实施方式中，施用器区122可配置成可充气的或可扩张的低温球囊124。例如，这样的低温球囊124可以是单壁或多壁的，可由选自一系列具有各种弹性和/或扩张性特征的材料(例如聚氨酯、尼龙弹性体、其他热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二醇酯、其他热塑性聚合物)的材料，在某些实施方式中，可使用具有约4mm至约10mm的直径和不大于约15mm(例如约6mm)的长度。在这样的实施方式中，冷冻剂106可被直接供至低温球囊的内部，其用作膨胀室134，在其中冷冻剂106蒸发，由此使低温球囊124膨胀到足以接触动脉壁170的至少部分的程度。然后蒸发的冷冻剂118可通过一个或多个溢流管腔120沿着低温-导管102的杆130向下溢流。关于用导引丝或输送套管安置以低温球囊124用作施用器122的低温-导管102，可选择导引装置从而不包含金属编织物或其他金属丝组分以降低金属丝损及低温球囊124的风险。
在某些治疗环境中，特别是操作压可能高的那些，可取的是，使低温-施用器配有多壁(例如双壁)球囊。在这样的结构中，在第一球囊壁故障的情形中，第二壁提供重复组件(redundancy)。虽然这样的结构可有助于降低装置故障的风险，但它们导致在设计和生产方面复杂性增高以及成本增高。
可监测、控制或限制压力以降低球囊破裂的风险。例如，可将压力传感器112置于低温球囊124中以测量球囊压力或者置于控制台中以测量供给和/或溢流压力。监测的压力可用于反馈控制系统中以调整冷冻剂106的流动或流量，或者任选地溢流管腔120上的真空压，或者任选地以调整蒸发的冷冻剂118的流量。或者，可包括一个或多个机械排泄阀以使供给中的压力保持低于期望的量。或者，可配置低温球囊124用于低压用途，即低温球囊124未被充胀至满载或绷紧而是仅被部分充胀和未被完全扩展。或者，可配置低温球囊124从而在内压增高时伸展以接触血管的完整内圆周或者完全阻塞血管。
包括单壁低温球囊的低温-导管实施方式可独特地适合于从肾动脉内消融肾交感神经。根据在冷却肾动脉壁和周围肾神经中相关的冷冻剂质量流量和较低的操作压，单壁球囊能够有效地消除热而不损及安全性。的确，如以下更详细地描述，在一些实施例中，单壁球囊可比多壁球囊更具顺应性，由此适应不同的血管直径并且使这样的血管过度膨胀的风险最低。
除了与单壁球囊实施方式相关的临床效能和安全益处之外，在一些情况中，单壁球囊可提供相对于双壁球囊的某些实用优点。在一些实施方式中，例如：
1.球囊连接到导管杆，通常在两端，并且连接点应形成可靠的密封。使用两个球囊使用来将该球囊固定到导管杆的密封数加倍并且使设计和产品生产的复杂性增高，而单壁球囊可较简单地生产和组装并且可具有较少的密封，故而密封故障的风险较小。
2.可扩张的球囊可以以塌陷的结构被供至治疗位点，一旦处在适当的位置被充气/膨胀。双壁球囊可能由于此二球囊壁之间的静摩擦而更难以膨胀。当为了撤回球囊需要塌陷时可能产生甚至更大的困难。单壁球囊可较容易地膨胀和塌陷。
3.对于双壁球囊此二球囊之间的间隙需要被抽空否则该间隙可形成天然的隔热屏障。提供抽空该间隙的方法大大复杂化导管设计，常以产品可靠性为代价。
4.双壁球囊比其单壁对应物可产生远远更高的热阻抗由此降低该装置的效能。单壁球囊能够达到较低的球囊温度并且保持更均一的壁温度。由于不存在内球囊壁与外球囊壁之间接触的间隙问题，更均一的壁温度是可能的。这样的间隙可产生热阻抗显著更高的区域。
可理解，以上列出的特征仅是示例，并且根据本技术的各种实施方式配置的单壁球囊或双壁球囊可不包括上述特征中的一种或多种特征。此外，这样的单壁球囊或双壁球囊可具有一种或多种以上未列举的其他特征。
在某些实施方式中，例如图13A-16A中所示的那些，低温-导管102的远端以球囊124为末端。这样一种设计可用在肾动脉170的非常短的一部分。例如，膨胀的低温球囊124可具有6mm的长度，可用在分支前短达约6mm的肾动脉中。这样的实施方式可具有的其他优点在于，仅具有一个开口的低温球囊124只需要与杆130在一个位置相连，而且与可充气管与杆130在两端相连的设计相比泄露的风险较小。例如，可使用长连接表面进行连接以确保低温球囊124不会与杆130分离或泄露。
包括仅具有一个开口的球囊的实施方式可任选地包括折叠丝(collapsing wire)136(如图13B中所示)，其可用来促使膨胀的球囊在治疗后塌陷由此它可被撤回入导引导管。折叠丝136可以是，例如，具有直径约0.014″的不透射线的圆形末端的丝和/或线圈。可将折叠丝经过排放管腔插入球囊的内体积并且温和地挤压该球囊的远端部分的内表面以使该球囊变长并且减小它的直径。
包括具有两个开口的球囊(例如管状球囊)的实施方式可在近端被密封到导管杆130并在远端被密封到折叠丝136。折叠丝136可以是独立的丝，或者它可包括供给管180或毛细管(如图中所示13C)。折叠丝136可被连接到柄128中的驱动器，其使折叠丝136前移和/或扭曲它以使该球囊变长和/或扭曲并且减小它的直径。
包括仅具有一个开口的球囊的实施方式还可任选地包括排放延伸管137(如图13D中所示)，其使排放管腔部分地延伸入球囊中。排放延伸管137可降低未蒸发的液体冷冻剂流入排放管腔的风险。若液体冷冻剂进入排放管腔120，它可增加气体流经排放管腔的阻力，增大排空室中的压力，可使冷冻剂的沸腾温度增高。排放延伸管137可为未蒸发的液体冷冻剂聚集提供区域138，在其中在通过排放延伸管137进入排放管腔120之前它可随后蒸发。排放管腔延伸管137可由与导管杆130相同的材料制成，或者可以是另一种材料例如聚合物管。
在以下参照图13A-18B所述的实施方式中，配置所用的低温球囊124以阻塞肾动脉。例如，在实施方式中，其中改变低温球囊124的尺寸以接触血管的全直径，可产生全周缘消融。虽然描绘单个喷嘴132，可理解，在某些实施方案中，额外的喷嘴132可存在或者用来实现全周缘消融。此外，用于喷射向内球囊表面的喷嘴可被塑形/排列以产生期望的图案。例如，多个针孔喷嘴可形成与对喷墨打印机观察到的图案相似的图案。或者，替代或与一个或多个喷嘴组合，狭缝可用来使喷射成形以促成线形消融图案。此外，内部折流挡板可用来进一步促成消融图案的成形。这样的折流挡板可由例如球囊材料的薄板制成并且被插入球囊内部以在球囊的工作部分内部导引冷冻剂的流动。
还应理解，小于全周缘的消融可利用完全阻塞的低温球囊124来实现。例如，如图14中所示，低温球囊124的喷嘴132被导向低温球囊124的仅一侧。在跨越低温球囊124的整个表面或周缘没有形成低温消融温度的情况下，可在冷冻剂106被导向之处产生不同且离散的冷斑。在这样的实施方式中，低温球囊124可提供与阻断血流相关的益处，如下所述，虽然仅提供分段的或部分周缘的消融，在某些临床情况中可能是期望的。此外，接着参照图15，在一些实施方式中，可配置额外的孔132以将冷冻剂106导向线形和/或辐射状间隔开的位置，从而产生分段的，非周缘的消融，即损伤172，而不是全周缘消融。
在上述低温球囊实施方式中，血液的阻塞可有助于最大化制冷功率同时产生多个不同的消融。血液的阻塞还可有利地消除血流量的可变性并且消融深度可更具可预测性。虽然血管阻塞可有助于冷却组织，它也可产生关于针对各个肾动脉适当改变低温球囊124尺寸方面的挑战。因此，可提供各种尺寸的低温球囊124，由此可针对特定的患者选择适当的尺寸。在一些实施方式中，例如，球囊可由可在适当低压下拉伸的聚合物制成。例如，球囊可从标明直径(例如小于或等于约6mm)和约1atm的内压膨胀至膨胀的直径(例如大于该标明直径而小于或等于约9mm)和约2或3atm的内表压。因此，可使用单壁球囊伴有内压的小增长以拉伸和阻塞一系列血管直径，例如约6mm至9mm。
图16A和16B是根据本技术的另一个实施方式配置的低温-导管的部分示意图，其阻塞血流同时产生小于全周缘消融。在此实施方式中，低温-导管102包括低温球囊124，其接触血管170的部分周缘，以及隔热球囊1602，其接触血管170的剩余周缘。球囊124和1602的组合阻塞血管170。
隔热球囊1602可用通过分离的隔热球囊供给管腔1604供给的非致冷流体(例如造影剂、盐水或CO2)充胀。然而，在其他实施方式中，可以使用不同方式和/或不同材料充胀隔热球囊1602。在一个实施方式中，低温球囊124可以由可固有地具有较强爆破压力的非顺应性材料制成，而隔热球囊1602可以由可拉伸至血管170的尺寸的顺应性材料或半顺应性材料制成。预期此组合减轻与顺应性球囊相关的一些缺点，同时仍然可适应于可变的血管尺寸。在其他实施方式中，此二球囊124和1602可由不同的材料形成和/或具有相对于彼此不同的安排。
图17A和17B涉及低温-导管的另一实施方式，其配置用以阻塞血流同时产生小于全周缘的消融。与参照图16A和16B的上述实施方式相似，图17A和17B的低温-导管还包括低温球囊124和隔热球囊1702。然而，在此实施方式中，隔热球囊1702充有在低温球囊124中膨胀的气体低温球囊。在一个实施方式中，例如，液体冷冻剂通过填充管腔132进入低温球囊124。当液体冷冻剂在低温球囊中吸热时发生相变(即蒸发)。气体通过球囊124的单室颈1704离开低温球囊124(如气体路线1708所示)。一些气体也可进入隔热球囊1702，尽管它可能比体温更冷，它可比低温球囊124吸收远远更少的热量，因为它不经历相变。
图18A和18B图示说明低温球囊和隔热球囊组合的又一实施方式。在此实施方式中，隔热球囊1802被包含在低温球囊124内。隔热球囊1802可充有非冷冻流体(例如CO2)达到在低温球囊124内的期望体积以防止周缘低温消融。如图18B中最好地显示，例如，消融区没有辐射状延伸至血管170的对准隔热球囊1802的部分。
在本文所述的任一实施方式中，不透射线的标记可被置于低温球囊124之上、附近或之中以确定该低温球囊的位置。这样的不透射线的标记可包括利用不透射线的油墨制成的标记物，或者连接到低温球囊124的表面或杆上的不透射线的结构。为了确定闭合球囊是否完全阻塞血管并接触管壁，造影剂可从输送套管168被注射至低温球囊124附近。若该血管未被阻塞造影剂可在低温球囊124和管壁170之间流动。若该血管被完全阻塞，造影剂不可经过动脉流过低温球囊124。可利用荧光镜检测术或其他适合的放射照相技术使不透射线的标记和/或造影剂显像。或者，可使具有低温球囊的低温-导管与磁共振成像(MRI)技术相容，故此可利用MRI对低温-导管的位置以及组织变化和冰形成显像。
图19A是根据本技术的另一实施方式配置的低温-导管的部分示意图，其中低温球囊124在充胀时小于血管直径(由此非阻塞性)。低温球囊124被配置对准或偏转向肾动脉的壁170(例如凭借可控的偏转)。在一个实施方式中，导管杆130(约30mm或更小)的远端可以可控地偏转向一个或多个方向。低温球囊124与管壁170之间接触的有限范围产生部分周缘的消融，即在接触点形成损伤172，其小于血管的内周缘。在形成部分周缘的消融后，可线形和/或辐射状地移动低温球囊124的位置以接触动脉壁170的不同部分，并且若期望，形成另一消融。
可通过启动控制线以使导管杆130的远端区偏转来实现可控的偏转。控制线的远端可被连接到位于该远端区中的远侧柔性偏置元件(例如激光切割刺或柔性偏置刺)，并且控制线的近端可被连接到置于柄128中的偏转驱动器141，其中当偏转驱动器启动时张力被施加于控制线压缩柔性偏置元件，使它偏转向预定的偏置方向。偏转有助于定位低温-施用器124(例如低温球囊、金属末端、聚合物低温-施用器)而与管壁接触(如图19B中所示)。当低温-导管102的远端区130被供入肾动脉中时，这特别有用，如图19B中所示。由于肾导引导管的曲线和安置以及低温-导管102的定位，低温-导管102的远端区130在首先被供入肾动脉中时向上朝向管壁的上位区。如图19B中所示，操作者可通过驱动器141使远端区130偏转以使低温-施用器124与管壁170在更下方之处接触。远端区130的此偏转实现壁接触并且提供低温-施用器124与管壁170之间的稳定力。然后操作者可以在此一般较下方(底部)之处开始治疗，或者旋转该治疗装置以改变治疗部位。
不仅通过操纵驱动器141，而且通过远端区130的弯曲区131与肾动脉的上位区之间的接触，促成远端区130的有效偏转。如图19B中所示，此接触区一般发生在远端区130的弯曲131的顶点。此接触区与在远端区130的偏转后低温-施用器124和管壁之间的接触在径向上相对。由远端区130提供给低温-施用器124的稳定力也由在弯曲处131与管壁的上表面之间的接触区的相反力促成。即使当操作者旋转低温-导管102以周缘地重新定位低温-施用器124，但是，此相反接触仍可保持在不同的周缘位置。然而，应注意，虽然具有这样的相反接触促进壁接触和稳定力，但这对于实现低温-施用器124与管壁之间的接触一般不是必需的。
在某些实施方式中(如图19C中所示)，在弯曲处131或附近为低温-导管102配置第二低温-施用器124也可以是有益的。将第二低温-施用器124置于弯曲处131上或附近可使消融172能够产生在或围绕管壁的与处于弯曲处131的第二低温-施用器124接触的部分)。低温-施用器124的启动可使操作者能够在一次安置期间产生在周缘面和纵向上补偿的两个治疗区。
如上所述，远端区130的尺寸和结构可在治疗用装置的定位和促成低温-施用器124与管壁之间的接触方面起到有价值的作用。在此方面，特别是就肾解剖学施加的限制而言，远端区130的尺寸测量也起到有价值的作用。例如，远端区130的可被有效偏转的部分可以是小于或等于约30mm长，并且当驱动器141完全启动时远端可偏转自延伸杆的纵轴起不大于约15mm的最大距离。
图20-24是根据本技术的其他实施方式配置的低温-导管的部分示意图。在这些实施方式中，低温球囊124可被置于低温-导管102的杆130侧上和/或可被配置用以一次产生多个损伤172。例如，首先参照图20和21，侧向放置的低温球囊124被多个喷嘴132填充和冷却，该喷嘴可将冷冻剂导向不同的表面或者导向低温球囊124内的不同方向。如所示，在低温球囊124上冷却的不同轴位置可在低温球囊124上产生离散的冷冻区，可用来形成线形放置的和径向补偿的部分环形的消融。接着参照图22，可为用来将冷冻剂106供至低温球囊124的喷嘴132中的一个或多个配置分离的输送管腔120。故此，由于这样独立工作的喷嘴132之间应存在小的或没压差，更远端的喷嘴132可更容易地保持压力和低温。这转而可改进损伤形成过程的效能和均一性。
在图23中所示的实施方式中，在低温-导管102上配置分离和离散的低温球囊124结构，其中每个分离的低温球囊通过分离的喷嘴132接受冷冻剂106。此外，通过冷冻剂106的分离的输送管腔108供给每个低温球囊124和各个喷嘴132。这样一种方法可对每个低温球囊124进行分离和独立的控制，包括是否充胀和/或使用特定的低温球囊。然而，可理解，在其他实施方式中，可使用共同或共享的输送管腔108供给各个分离的低温球囊。此外，虽然在所示的实施方式中，每个低温球囊124仅被描绘为形成各自的部分周缘的消融(即损伤172)，可理解，在其他实施方式中，所述各自分离的低温球囊124中的一些或全部实际上可产生全周缘消融。
E.其他球囊施用器实施方式
图24-35是图示说明本技术的其他实施方式的部分示意图，其中低温-施用器区包括可充气的或可扩张的低温球囊组件。
1.非顺应性“尺寸固定的”闭合球囊
图24，例如，图示说明低温-导管的一个实施方式，其使用基本上非可拉伸的(non-distrainable)和非顺应性球囊2408作为低温治疗施用器。在此实施方式中，通过供给管腔2403供给冷冻剂，蒸气的排空通过排空管腔2404进行。低温流体通过喷嘴2401被注入球囊中。如下所述，低温流体蒸发并膨胀填充球囊2408，由此该球囊膨胀至由材料性质限制的充胀的尺寸。所得的几何学预先取决于球囊2408的非-可伸展的材料。由于球囊表面被低温流体的喷出流冷却，球囊材料在接触区通过冷冻剂的蒸发被冷却，可取的是，具有若干个围绕球囊的周缘分布的注射喷嘴。或者，狭缝和多个针孔可用来实现期望的喷射几何学。这些喷嘴、狭缝和/或针孔可形成角度以直接偏置喷射并实现低温治疗施用器的均一冷却。
在一个实施方式中，使用流体冷冻剂，在它膨胀进入球囊也即低温元件室中时从液态转变成气态，并冷却球囊2408壁，转而接触肾动脉RA壁。球囊壁足够薄从而产生热传递的最小阻抗。
图24中所示的同轴球囊设计的一个特征是能够将导管置于导丝上。这样一种方法一般要求较少的专业技术知识，并且便于较安全地最佳地将导管定位在血管内。在此实施方式中，导丝管腔2402是导管的中心管腔，但是也可从中心偏离以容纳其他管腔和管道。在所示的实施方式中，导管杆的中心管腔2402用于导丝并且可用于造影剂注射。例如，在一些实施方式中，可使用与血管成形术球囊导管相似的快速交换系统。这样的系统能够更容易地操作，并在较短的导丝上导管快速交换。
此排列的某些实施方式的另一特征是当球囊在肾动脉内被蒸发的冷冻剂充胀时，它短暂中断血液流入肾脏，由此使来自血流的对流热和传导热减缓低温消融的程度最低。较短的操作时间有益于患者健康和增高的手术完成量。
非顺应性闭合球囊可由生物相容性材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙等形成。或者，所述球囊也可由金属化的材料例如表面上沉积金属薄层的Mylar型聚合物膜。球囊直径可以在3至8mm的范围内以提供一类产品。球囊的长度可被固定在所有的尺寸，或者针对热传递差异调整每个尺寸。例如，适合于容纳在肾动脉中并且足以施加期望的冷却的球囊的长度可以小于或等于约2cm。在一些实施方式中，球囊长度可以是小于或等于约1cm。
导管杆可以由足够强以支撑机械应力和内压而不扭折的聚乙烯(PE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET或PETE)材料挤塑。冷冻剂注射管腔可以被由例如聚酰亚胺制成的薄壁弹力弹性管加强。例如，Raumedic在Leesburg，Va生产能够1200-psi压力的微管。
若干种材料的编织或卷绕和/或共挤压也可用来加强导管杆。可制作所述杆的多个硬度部分以便较软的创伤较轻的可操纵的或被约束的末端可被移入肾动脉内的位置而较硬的导管杆剩余部分保留在主动脉中。
此非顺应性球囊实施方式能够精确控制球囊的尺寸和形状而不依赖于冷冻剂的受控蒸发以使球囊膨胀至期望的形状和尺寸。球囊的尺寸定为在充胀时它基本上不使动脉壁扩张。
图24的低温球囊导管作为闭环流体循环系统工作。冷却剂在高压下被供至导管，在低温流体被喷入在导管末端的球囊的内部时压降致使冷却剂蒸发，从而造成低温冷却。
导管设计中可包括多于一个注射喷嘴从而将冷冻剂再分配入导管中。为了加强该设计的注射组件，在冷冻剂被释放入膨胀室中之处，可将金属或玻璃毛细管插入导管壁。
2.具有低温元件的球囊
图25图示根据本技术的一个实施方式配置的低温-导管的另一个实施方式。此实施方式利用传导球囊2502，其可以是顺应性或非顺应性球囊，设计用以将寒冷传导至肾动脉RA壁。此传导球囊2501是低温治疗施用器，但是不为冷冻剂提供蒸发室。在此实施方式中，在低温元件2501(例如中空室)内部流体冷冻剂从液态转变成气态，并使由导热性好的材料例如金属制成的低温元件壁冷却。球囊2502转而接触肾动脉RA壁。球囊壁足够薄以产生最低的热传递阻力。球囊可用流体充胀，其从动脉壁向低温元件传热，相应地冷冻围绕动脉壁的组织。可取的是，在传导球囊2502与低温元件2501之间的流体具有低凝固点从而在肾动脉壁与传导球囊2502之间的界面实现低温。
在图25中所示的实施方式中，导管杆具有3个内部通道：冷冻剂注射通道管2505、蒸气排空通道2504和球囊膨胀通道2503。在此实施例中，流体冷冻剂经过节流管(例如喷嘴)2505，然后膨胀进入室2501以使低温元件壁冷却。在一个实施方式中，使用流体冷冻剂，在它膨胀进入低温元件室中时从液态转变成气态。球囊介于低温元件和靶组织之间，低温传导的流体(例如乙醇)可控地被泵入球囊中，使球囊膨胀至要求的确切形状。流体还可包含造影剂。该流体一般在消融时间中暂留在球囊中。
如上所述，用来填充球囊2502的流体应具有低凝固点，因为不期望冰球来传导热量。虽然大多数液体传热良好，冰不是良好的热导体。具有低冻结温度的流体的一个实例是乙醇。乙醇的凝固点是-117.3℃。在此实施方式中填充球囊所需的乙醇量可以小于1毫升。此乙醇量，若在球囊故障的情况中被释放入肾动脉中，基本上是无害的。因此，在球囊故障的情况中，乙醇表现为有用的选项。低温元件的冷却继而将球囊中的液体冷却至-60至-90℃的温度。所得的低温液体在球囊内从周围组织吸取热量，导致组织的期望部分低温消融。
非顺应性球囊的一个特征是，这样的球囊在充胀时具有已知的尺寸，并且若因失误或故障而过度充胀不超过期望的最大尺寸。然而，在其他实施例中，由于多种原因，顺应性球囊也可以是有利的。例如，非顺应性球囊内部的高压可对血管造成损伤(例如过度拉伸或扩张肾动脉)，特别是，若医师选择错误的球囊尺寸。在另一个实施例中，非顺应性球囊的尺寸过小可导致在球囊和管壁之间形成冰，可降低冷却的有效性。因此，有益的是，提供多种尺寸的PET-类球囊以便适当地调整尺寸。然而，若使用顺应性球囊，用少达1或2种尺寸可实现充分的尺寸调整。顺应性球囊可由具有弹性体性质的顺应性可充气的膜构成。可充气的球囊可由聚氨酯聚合物或热塑性橡胶弹性体形成，例如可从CardioTech International，Inc商购获得的ChronopreneTM。
当充胀时，低温球囊接触肾动脉内壁的相当大的一部分。充胀的低温球囊的直径显著大于导管杆的直径，并且约等于，略低于(尺寸过小)或略高于(尺寸过大)肾低温调制靶向的肾动脉部分的内直径。尺寸过小的球囊可受益于对管壁的偏置从而实现低温消融的期望效果。
3.推向动脉壁的非阻塞性球囊
如上所述，通过低温消融进行肾去神经的一种提议方法包括在任一个横截面产生一个或多个小于小于360°的损伤。可基于非阻塞性或阻塞性的非顺应性低温球囊元件设计适用于产生若干非圆周段损伤的装置。图26，例如，图示说明根据本技术的一个实施方式配置的低温-导管的一个实施方式，其中非阻塞性(即不完全阻塞动脉的管腔)球囊被向肾动脉壁挤压，从而产生邻近肾动脉的肾神经的小于圆周段消融。
在一个实施方式中，调整低温球囊2601直径，其显著小于肾动脉横截面(3-8mm)但大于导管的杆2611(2mm)。在此实施方式中，可使用偏转装置例如从操作者控制的导管柄(未示出)传递扭矩的牵引线2606装置使导管远侧段(约1-3cm长度)偏转611。远侧段的偏转迫使低温球囊2601紧靠动脉壁以便产生损伤。同时，肾动脉中的血流在手术期间可不被完全中断。
为了优化低温治疗的效率，可取的是低温球囊与动脉壁之间的直接接触。若在低温施用器的表面(例如球囊)与靶组织之间形成冰层，该组织可能未被成功地破坏，因为冰不是良好的热导体。
球囊可以是不对称的球囊，从而进一步优化内部低温流体的体积并且减小横截面直径/侧面。或者，非阻塞性球囊可以是居中在导管的杆上的球形球囊，但当完全充胀时显著小于肾动脉的横截面。
为了进一步促进球囊表面的挤压在动脉壁上的区域的有效冷却，可将低温流体2610的喷射导向球囊2601的紧靠动脉壁的内壁。所示的导管杆2611配有至少一个用于注射冷冻剂2604的管和一个用于排空蒸气2603的管和导丝管腔2602。
可通过从身体外部旋转杆操控此倾斜的“泡状”球囊从而重新定位并且产生按次的损伤，可以是例如沿着动脉干间隔3至5mm的90°至180°段损伤。例如，若动脉的直径为5至6mm，宽2mm的360°损伤可具有31.4至37.7mm2的表面积。
可执行其他机械装置(即偏置元件)以迫使球囊紧靠壁(例如可扩张的元件例如与球囊相对的金属丝篮或可折叠的编织结构)。例如，低温球囊还可被安置于相同导管杆上的第二常规非低温可充气的球囊移动。在另一个实施例中，活动驱动的或自膨胀(例如使用如镍钛合金的形状记忆合金)的偏置元件的多种配置可在其他实施方式中实施。这些设计的共同之处在于，低温施用器是安置于导管的远侧段上的可扩张的元件。所述低温施用器球囊在膨胀时并不完全阻塞肾动脉。该导管配有用以将低温施用器导向和驱向动脉内壁的装置。
图27图示说明球囊2701的另一个实例，其直径小于肾动脉RA。在低温消融期间，可扩张的元件2702可迫使球囊2701紧靠肾动脉RA壁。与导管杆2711重叠的滑动套管2703向前运动使可扩张的元件膨胀。
在此实施例中，球囊2701可以是顺应性(complaint)或非顺应性球囊。所示的球囊2701既是低温治疗施用器也是冷冻剂的蒸发室。冷冻剂被喷出喷嘴2706并被导向球囊与动脉壁接触的部分，在其中它产生围绕动脉的内周缘的小于360°的分段损伤2707。在损伤形成后，为了重新定位低温球囊和产生第二分段的损伤，可将导管撤回或推进(例如约2-5mm)，和/或旋转(例如45-180°)。可在肾动脉内不同的位置处产生多个分段损伤，从而沿着动脉的纵向消融内周缘的相当大的部分而不产生连续的环形消融。隔热层2705可被施用于低温球囊2701的暴露于血液的表面以减少制冷功率损失和冰形成。
正如参照图25上文所述的装置，球囊2701可以是热传导球囊，用作低温治疗施用器而不用作冷冻剂的蒸发室。在这样的实施方式中，流体冷冻剂在低温元件室内部从液态转变成气态并且冷却由导热性材料(例如金属)制成的低温元件壁。在此情况中球囊2701可被填充导热性介质(例如乙醇)。
4.具有周缘形叶的分段损伤球囊
图28图示说明根据本技术的一个实施方式设计利用非顺应性成型的球囊2801产生非连续的分段损伤的低温-导管。为了能够形成多个非连续的周缘形损伤，球囊可被模塑成分段的形状。分段产生与管壁的部分接触而避免肾动脉RA的一些内表面。在此实施方式中，基本上不可拉伸的和非顺应性的球囊可用作低温治疗施用器。冷冻剂通过管腔2403被供至球囊2801，蒸气通过管腔2404进行排空。可设想多个冷冻剂注射喷嘴和蒸气排空口以便组织冷却以及球囊的折叠和展开。
在此实施方式中，低温流体通过喷嘴2805被注入球囊中并且填充球囊2801而使该球囊膨胀至膨胀的尺寸和形状。所得的几何形状由该球囊的不可伸展的材料预先决定。由于球囊表面被低温流体的出射流冷却，球囊材料通过在接触区冷冻剂的蒸发被冷却，可取的是，具有围绕该球囊的周缘分布的几个注射喷嘴。来自喷嘴2805的流体喷雾被导向球囊叶的接触动脉壁的表面。蒸气通过开口2803被排空。当球囊发生折叠时分段可具有另一个优点。
在一个实施方式中，使用流体冷冻剂，在它膨胀进入球囊也即低温元件室时从液态转变成气态，并且冷却球囊108壁，其继而接触肾动脉RA壁。球囊壁足够薄以产生最低的热传递阻力。在此实施方式中，成型的球囊的4个独立纵向叶2804产生4个旨在穿透肾动脉外膜的损伤2802。分段的球囊产生分段的损伤2802，每个损伤小于360°，但是形成间断的圆周形图案。例如，该分段可以与导管杆共轴或者如螺旋桨叶片成角度从而能够更好地覆盖血管周缘。在其他实施方式中，所述分段可具有其他排列。在产生损伤后，导管可被推进或拉出(例如3-10mm)，旋转(例如35-55°)，并可产生其他分段的损伤，由此符合重叠的图案。隔热层可被施用于低温球囊的暴露于血液的表面以减少制冷功率损失。
分段的球囊可通过吹塑法形成，该方法利用被加热的模具和压缩空气来使球囊模塑和成型为其正确的形状。可用于分段的模塑球囊的材料的实例是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或尼龙。
当球囊在肾动脉内被冷冻剂气体充胀时，它短暂地减小但不完全中断血液流入肾脏中，由此使血流减缓低温消融的程度最小但可保持肾脏的一些灌注。此外，可修改如图28中所示的分段的球囊从而能够更好地覆盖动脉的内表面同时降低管壁的结构损伤和“环”型狭窄的可能性。
5.具有纵向叶的分段损伤球囊
图29图示说明成型的球囊，其根据本技术的另一个实施方式可用来产生偏离的或堆叠的非连续性分段的周缘形损伤。球囊2901可被模塑成具有几个偏离段的形状并被安置于导管杆2903上。损伤2802产生在球囊叶接近管壁RA的血管区域。此球囊在三维空间与曲轴相似。可设想其他球囊形状例如阿基米德螺旋或涡轮形状达到与曲轴形球囊相同的目的。
在若干实施方式中，上述导管组件包括至少一个用于注射冷冻剂的管和一个与导管杆(未示出)整合的用于排空蒸气的管。注射管可具有数个喷嘴(未示出)用于将液体冷冻剂注入球囊中。这些喷嘴被设计用以将冷冻剂的喷射导向球囊的内表面，其中预期该球囊在例如显示损伤802的区域中接触血管壁。
6.螺旋形球囊
图30a图示说明根据本技术的另一个实施方式安置于导管的远侧段上的成型球囊3010的可选的几何形状。此实施方式包括至少一个用于注射冷冻剂2403的柔性薄壁管和一个与导管杆整合的用于排空蒸气2404的管。在该导管的中心，所示的导丝3012延伸入血管中。在此实施方式中，球囊3010被定形为螺旋形。预期此排列使血液能够流过血管RA。沿着球囊3010的长度安置多个喷嘴，并被设置用以将冷冻剂的喷雾3013分配至靶组织。例如，当球囊的表面3011接触管壁RA时，预期形成螺旋形损伤。
在一些实施方式中，螺旋形低温球囊可被配置具有螺旋形圈之间的间隔。例如，图30B是根据本技术的另一个实施方式包括安置于导管远侧段上的两个成型的球囊3020和3022的低温-施用器区的部分示意图。第一球囊3020可以是一般与参照图30a上述成型的球囊3010相似的螺旋形低温球囊。第二球囊3022包括隔热螺旋形球囊，其与所述第一球囊3020对齐，于是该第二球囊3022填充所述第一球囊3020的螺圈之间的间隙，故此流经安置有该装置的血管的血液被阻塞。在图30B所示的实施方式中，沿着导管的远侧段的至少一部分在所述第一和第二球囊3020和3022之间存在间隙3024。然而，在其他实施方式中，所述第一和第二球囊可具有相对于彼此不同的排列。
7.低温粘附和被约束的低温球囊
在一些实例中，低温粘附可以是血管低温治疗的有吸引力的一方面，因为它在由于患者的运动和正常呼吸造成组织移动的环境中促进低温施用器与组织之间的一致接触。反之，若导管移动并牵引粘附的组织，低温粘附可造成剥露或严重破坏动脉的风险。此风险代表一种设计考虑因素，为维持血管完整性和安全性，通过最小化导管杆上的扭矩或牵引来避免与球囊暂时相连的动脉壁的剖开或破裂。
导管可配有束缚特征部件以防止运动从杆转移到球囊。例如，导管杆可被插入肾动脉中同时被通管丝或弹性丝绷紧，所述通管丝或弹性丝以后在定位球囊后被撤回。导管可配有螺旋形杆或有意扭结的杆，其可吸收运动而不使它转移到球囊。避免与组织相连的球囊运动的其他方式包括球囊与导管杆之间的柔性连接以及使动脉的受治疗部分相对于球囊或导管杆保持静止的结构。
例如，图31图示说明一种装置的一个实施方式，其包括被束缚的消融球囊3122，该消融球囊被通管丝3125推移或通过导引丝3127前进，或者只是从主动脉A向下漂移入肾动脉RA直至它楔入其中。束缚件3123连接到更坚硬的导管3124的远侧段。或者，可使用硬度可变的导管杆，其向着它的远端变软。因为肾动脉往往向着肾脏逐渐变细，可使用通管丝3125或细推管3126，将具有固定尺寸(例如5mm直径)的非顺应性球囊3122楔入动脉中。
球囊可短暂地被非-低温气体充胀以便于楔入和调整尺寸。小股的低温剂可被注入球囊中以测试直径。这些股不会冻结球囊但可使它充胀。不透射线的材料可被加入球囊从而能够显像。将造影剂注射在球囊的远端和近端可有助于确定该球囊是否楔入和阻塞动脉。
在到达期望的位置后，可撤回通管丝3125。或者，可撤去其他硬化和导引装置(例如推管3126)。一旦撤去这样的硬化或导引装置，球囊3122可被柔性地束缚至导管的末端。束缚件3123包括与更僵硬的实施方式相似的用于冷冻剂和气体排空的管。被加压的液体一氧化二氮可从低温控制台通过为增加安全性而纳入所述束缚件中的超细坚固的注射管供至导管的末端。
在确认球囊3122的位置后，温热的膨胀气体被寒冷的低温流体蒸气置换，并使球囊3122能够冻结至壁。因此，即使患者突然移动，束缚件3123被预期可以防止球囊3122脱离。
8.渐细的低温球囊
图32A和32B示意性地图示说明根据本技术的另一个实施方式配置的渐细的低温消融球囊的一个实施方式。更具体地，图32A显示部分地位于肾动脉RA和主动脉A中的渐细的球囊低温施用器3240(例如长约2-3cm)。球囊低温施用器3240的位于主动脉A中的部分3222可以是隔热的以降低起因于主动脉中的高血流量的冷冻效率损失。渐细的球囊低温施用器3240可被安置于相对坚硬的导管杆3221上，其可被支撑在主动脉A的相对壁上以便“堵塞”肾动脉RA口。当冷冻剂被注入球囊3240中时，预期恰在肾动脉RA口的远端形成同心损伤3224。图32B显示渐细的球囊3226，其包括配置用于定位的常规可充气的球囊，还显示位于肾动脉中的分隔的低温施用器球囊925的固定。
9.成型的热元件
本技术的另一方面涉及纳入导热性的部分或特征部件，其与由材料例如PET、尼龙等制成的未经改性的球囊相比更好地传热。例如，可通过包含导热性材料例如金属来提高球囊壁的导热性，其中所述金属可作为复合弹性体材料的组分引入，或者作为有图案的金属层。球囊表面的导热性治疗区可增强在选定图案中冻结。可通过用金、铜、银或其他高导热性材料电沉积、印刷、平版印刷或其他方法形成图案。
金属的条纹和图案可被沉积在球囊的表面上以实现消融的期望形状。双轴取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯(BOPET)是由拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的聚酯膜，并且因其高抗张强度而使用。最有名的BOPET商品名为MylarTM。这样的球囊易于针对各种应用以期望的图案金属化。
例如，图33A示意性地图示说明由导管杆3340支撑的球囊3341(例如非顺应性球囊)。球囊3341包括一个或多个导热性特征部件，例如导热性的带3341或补片3343。例如，在一个实施方式中，所述导热性特征部件包括在球囊表面上的金属条纹或补片。然而，在其他实施方式中，所述导热性特征部件可包含不同的材料和/或具有不同的排列。例如，参照图33B，所述导热性特征部件可包括由球囊3341支撑的传导性(例如金属)网状物或编织物3350。该传导性网状物3350可在球囊3341的外表面或内表面上形成。在其他实施方式中，所述传导性网状物3350可以是在球囊3341壁内整体成形的部件。网状物或编织物图案可至少部分地基于期望的治疗区具有各种不同的结构。
将导热性特征部件3341/3343/3350定位以在肾动脉壁中产生离散的损伤。例如，若期望产生4mm宽的圆周形损伤，球囊可被设有4mm宽的导热性带从而将冷表面精确地施用于管壁的那部分。或者，可产生4个或更多个间隔90°的例如4mm宽的损伤，同时避免组织的其余部分接触球囊表面。可理解，各种其他不同的结构和/或排列是可能的。
在其他实施方式中，反射热或将组织与冷冻隔离的元件可被包括在球囊的设计中。例如，一种有效的隔热器是充有气体(例如CO2)的球囊腔，或者由充有气体或因导热性差而获选的聚合物材料的若干个相邻或嵌套的球囊产生的空间。作为示例，喷射的泡沫聚合物可用来形成补片或较厚的聚合物材料。
例如，图34A图示说明实现定形地和导向地施用冷冻的一种可选方法。球囊3341可选择性地涂有隔热性材料3445的条纹和图案，留下无涂层窗3444，期望在那里施加冷冻。隔热性材料3445可被施用于球囊的外表面或内表面。适合的图案包括网格、条纹、重叠的矩形、螺旋形、点、分离段的阵列，或者曲折的曲线。在其他实施方式中，还可使用其他图案或排列。例如，参照图34B，球囊3341可包括隔热性网状物或编织物3450。该隔热性网状物或编织物3450可由聚合物材料或另一种适合的隔热材料组成。该隔热性网状物或编织物3450可在球囊3341的外表面、球囊3341的内表面上形成，或者整体形成在球囊3341壁内。虽然图34B中显示主要螺旋形或螺旋形排列，但是可理解，隔热性网状物或编织物3450可具有各种不同的结构或排列。
在其他实施方式中，作为将隔热性涂层添加到低温球囊的另一种替代的方法，可围绕低温球囊安置诸如可扩张的网状物、编织物或篮状物的结构。隔热性结构在内部低温球囊充胀时可径向膨胀，或者它可以以其他方式径向膨胀。例如，控制线可连接到隔热结构的末端和柄中的驱动器，于是纵向牵引控制线，压缩该隔热结构，并使它径向膨胀。或者，可以使隔热结构预成型从而弹性地符合输送套管的内半径并在撤回输送套管时径向膨胀。该隔热结构可由低导热性材料例如聚合物制成。编织图案可以是可变的，从而能够低温消融透过具有少量或无隔热性材料的段。
涂层和材料图案可用来选择性地独立地施用冷冻，或者与其他能量导向方法组合。选择性施加冷冻的其他方法包括(如前所述)将冷冻剂的喷射导向在球囊内表面的选定部分的各种方法。导向在球囊内表面的喷射流在接触表面蒸发并在球囊内表面上产生“冷冻点”，期望在那里更深地冻结组织。球囊的逐步更远离喷射点的表面可用来降低热损失或不伤及组织。
在实施方式中，其中不同的介质用于冷却和球囊膨胀，冷却室可具有大直径和短长度，球囊可形成薄壳或薄套。在这样的情况中，球囊可被快速冷却同时免于被血液加热。
10.低温球囊加稳定/隔热球囊
图35A和35B是低温治疗球囊导管的部分示意图，包括两个或更多个球囊的组件。例如，在图35A中所示的实施方式中，低温施用器球囊3550可被充有气体的膨胀球囊3551包围。球囊3550中的冷却室3555相对小，并可通过相变冷冻剂高效地冷却，同时球囊3551包围该室并且被用作隔热物的气体(例如CO2)充胀。低温球囊的暴露并接触管壁(未示出)的区域可形成圆周形的或分段的形状和损伤，同时隔离球囊可有助于保存冷冻剂并且加速手术。
在图35B所示的另一个实施方式中，两个充气的球囊3552和3553可在低温施用器球囊3554的两侧或内部充胀以隔离两球囊之间的狭窄区。预期此排列减小靶向消融的面积并可缩短形成有效损伤所耗的时间。此特征还可促进在期望位置低温球囊3554的定位和固定。此外，此排列还可有助于通过使低温球囊3554保持在适合的位置从而降低起因于低温粘附的创伤的风险。
F.可扩张的金属末端施用器
图36-39是根据本技术的其他实施方式的低温-导管结构的部分示意图。更具体地，在这组实施方式中，可扩张的金属末端190被设置在低温-导管102的远端上，作为低温-施用器区122。可利用高导热性材料(例如不锈钢、铂、镍钛合金、银、金)形成金属末端190，从而使金属能够接触组织而提高组织界面低温，由此能够在使用小French导管时尽可能深地消融。此外，金属末端190可包括特征部件，其在被输送套管168包围时超出“标准”末端直径扩张，并可能具有更大的直径从而与超出输送套管的靶组织接触。
在这些实施方式的某些中，金属末端190在不受输送套管168约束时能够向外膨胀例如约1mm至约3mm。例如，如图36和37中所示，金属末端190当在输送套管168内时可以是第一较小的直径，但是，一旦延伸超出输送套管168，金属末端190向外膨胀至第二较大的直径足以沿着管壁的全周缘或仅该周缘的一部分接触肾动脉壁170。
此外，参照图38和39，在其他实施方式中，可在低温-导管102上配置一个或多个金属突出物192，于是，当施用器区122被容纳在输送套管168内时，金属突出物192被束缚或支撑在导管末端上。然而，当施用器区122延伸超过输送套管168时，金属突出物192向外偏置而接触肾动脉壁170从而能够形成损伤172。金属突出物(例如翼或小叶)可从导管末端上的多个位置延伸。在某些实施方式中，金属突出物192可以是在不受输送套管168限制时呈预成型的形状的预成型件的部分。
G.直径可变的导管
低温消融有时可出现其他消融技术中不常见的挑战。例如，低温消融所引入的挑战涉及保持被供至靶位点的冷冻剂106和回流的蒸发的冷冻剂118的期望的温度和压力。一般而言，导管French尺寸越大，越易于实现高制冷和低反压，但是该导管也可能变得更硬，因此影响通过从主动脉到肾动脉的弯曲处所需的柔性和施用器的定位。相似地，小French导管可更容易地定位，但是可能不能够提供足够的制冷。真空泵可有助于保持固定的反压，由此改进制冷功率。然而，这会以具有增添的真空泵126、压力监测器和调节器的低温-系统10的复杂性增高为代价，并且溢流管腔120的外壁必须足够坚硬以耐受真空而不塌陷，从而增加低温-导管102的硬度。
图40是根据本技术的另一个实施方式配置的低温-导管的部分示意图。在此实施方式中，该装置包括低温-导管体，其具有直径不同的至少两个部分。这不同的两部分的直径差反映在由低温-导管102壁界定的溢流管腔120的体积。在一个实施方式中，例如，低温-导管102由供给部分200(在一个实施方案中可以是导管杆130长度的90％或更多)和可偏转部分202(在一个实施方案中可以是导管杆130长度的10％或更小)组成。在一个实施方案中，该供给部分200(和其中界定的溢流管腔120)的直径(例如6至8French)大于可偏转部分202，并且其长度足以从体外通过沿着接近肾动脉口的主动脉或恰在肾导引导管中的弯曲处之前的股骨通路延伸。在所示的实施方案中，该可偏转部分202(和其中界定的溢流管腔120)的直径(例如3至5French)小于供给部分200，因此，比该供给部分200更具柔性，并可更容易地通过从主动脉至肾动脉的弯曲处。
在其他益处中，与整个长度具有固定的较小直径的导管相比，对于冷冻剂106的特定流量，相对于可偏转部分202，供给部分200的较大直径降低低温-导管102的溢流管腔120内的反压。对于特定的冷冻剂流量，降低的反压可降低冷冻剂的沸腾温度，由此增大低温损伤的透过深度。此外，冷冻剂可以以较大的流量流动而对反压影响较小，由此可增大在施用器区122的制冷功率。具体地，经过管的流动阻力是直径的四次方的函数。对于低温-导管102长度的至少一部分，供给部分的直径增大可由此降低蒸发的冷冻剂188流从施用器区122返回的阻力。
此外，在低温-导管102的远端可偏转部分202的返回蒸发冷冻剂118与在供给部分200的近端(即在或接近柄128)离开低温-导管102的气体相比，温度更低，因为在它沿着低温-导管102的长度经过溢流管腔120时，对于围绕低温-导管102的体内血液乃至供给管腔108中约室温的液体冷冻剂106，存在一些热传递。较冷的气体的密度大于较热的气体。因此，在等直径的溢流管腔中，随着气体升温，密度减小，因此溢流管腔120中的压力增高，包括低温-施用器区122中的压力，可使冷冻剂106的沸腾温度增高。因此，预期低温-施用器区122不可达到与低温可降低的一般低的温度和穿透深度。如本文中公开的，供给部分(和所包含的溢流管腔120)的增大的直径降低由气体升温造成的反压。通过增大供给部分200中的排放管腔120的直径，升温气体经过其膨胀的体积增大，对低温-施用器122中的压力的影响减小。此外，由供给部分200的直径增大而实现的制冷功率改进可具有优点，例如消除抽真空或预冷却冷冻剂106的需要，或者它使具有其他制冷功率损失的各种设计能够可行。
为了简洁性，已描绘和描述仅具有两部分(即供给部分200和可偏转部分202)的低温-导管102。然而，可理解，可使用多于两个不同尺寸的部分(例如3个、4个、5个等)，其中所述部分在更接近低温-导管102的柄128时具有增大更多的直径。此外，在某些实施方案中，所述部分中的一部分或更多部分(或低温-导管102的整个长度)可以是连续渐细的，于是随着一部分接近低温-导管102的末端，直径连续地减小。
此外，应理解，除了可偏转部分202之外的其他部分(例如供给部分200)可保留一些程度的柔性并且可偏转。例如低温-导管102的全部或部分可响应于用户控制而偏转。例如，用控制电缆和柔性偏置元件可实现可偏转部分202或其他部分的可控的偏转。偏转还可通过在延伸杆的远端区配置预成型的弯曲处来实现。
H.在线预冷的导管
图41是根据本技术的另一个实施方式配置的低温-导管的部分示意图。在此实施方式中，提供预冷却低温-导管102(而非低温-控制台100或其他外部通电装置)中的冷冻剂106的方法。可理解，增大制冷功率的一种技术是在操作中在使用冷冻剂106前预冷却冷冻剂106，即就在冷冻剂到达膨胀室前。这样的预冷却可使使用直径较小的低温-导管102成为可能，而允许使用更具柔性的较细导管，还可具有其他临床优点。然而，预冷却的常规方法，例如，在控制台中使用热交换器，可增加低温-系统的复杂性和成本。预冷却可减轻由诸如导管尺寸或螺线管阀的使用之类可使冷冻剂变暖的其他设计结构造成的冷冻剂能力下降。预冷却还可减轻由患者体温使冷冻剂变暖造成的冷冻剂能力下降。
如本文中公开的，一种目前考虑的方法是在低温-导管本身中使用在线预冷。例如，在一个实施方案中，在低温-导管102在存在于施用器区122中的孔132的附近配置至少一个预冷却孔210。在一个这样的实施方案中，预冷却孔210的开口(例如约0.254mm至约0.0508mm)小于与施用器区122中的孔132相关的开口。预冷却孔210使少量的冷冻剂106能够离开供给管108，由此冷却在接近预冷却孔的供给管108中流动的冷冻剂106，从而剩余的冷冻剂106在它到达施用器区122时具有更大的制冷功率。
低温-导管102的接近预冷却孔210的部分可被经预冷却孔210离开供给管108的冷冻剂106大幅冷却。因此，在一个实施方案中，预冷却孔210位于低温-导管102的保留在患者体外的部分中，例如位于柄128中或者导管杆130的接近柄128的部分中或者在柄128与患者身体之间的其他部分中。以此方式，与预冷却孔210相关的冷却不伤害非靶组织并且患者的血流不降低预冷却能量。此外，在某些实施方式中，可将隔离层212添加到低温-导管102的一部分以减轻由预冷却孔210造成的低温-导管102的冷却。该隔离层212的添加还可导致低温-导管102的该部分的直径增大同时仍然保持较小直径的股骨部分。
作为示例，使用预冷却孔210预冷却可产生围绕供给管腔108的约-80℃的一个区域，由此提供约3W的制冷功率并使供给管腔108中的冷冻剂106的温度从约23℃(即室温)降至约5℃。在液体冷冻剂106到达低温-施用器区122时，冷冻剂106的温度可比它不被预冷却时的温度更低，因此，它可具有更高的热容和更大的制冷功率。
图42是根据本技术的另一个实施方式配置的在线预冷的低温-导管102的部分示意图。在低温-导管102的近端，有预冷却部分4202。供给管4205连接到冷冻剂的供给，经过预冷却部分4202，然后经过导管杆到达低温-施用器。独立的预冷却供给管4204也连接到冷冻剂的供给并将冷冻剂释放入预冷却部分4202的近端中。预冷却供给管4204还包括在其远端的节流孔或毛细管以保持压差和控制流动。当经节流孔离开预冷却供给管4204时，冷冻剂在较低压力(例如约1Atm)下膨胀，吸收大量的热。气体流经预冷却部分4202的长度并在预冷却部分4202的远端被释放到大气或收集室。通过用阻塞元件或阻挡物4208(例如UV胶)阻塞预冷却部分的近端和远端将气流保留在预冷却部分4202。通过传导从流经贯穿预冷却部分的供给管4204的液体冷冻剂转移热量。预冷却部分4202可以是小于约12″长度(例如约8″)。任选地，预冷却部分4202可被包含在柄中，圈绕和/或隔离。任选地，可通过在流入或流出处的阀控制经过被预冷却的部分的流动。在其他实施方式中，图42的在线预冷的低温-导管102可具有其他特征和/或不同的排列。
I.具有冷却输送套管/导引导管的导管
可理解，在冷冻剂106向下经过供给管腔108时，当使用低温-导管102时，由于来自患者身体的温暖，冷冻剂106温度可增高。例如，可在约室温(约23℃)下供给冷冻剂106，当它经过约37℃的身体时，在它接近低温-施用器122时它的温度可能增高。供给冷冻剂106的温度增高使它的制冷功率降低。此外，取决于压力，蒸发的冷冻剂118在低温-施用器122可相对低温，例如在-80℃和-90℃之间。然而，当蒸发的冷冻剂118经过溢流管腔120时，蒸发的冷冻剂118随着从身体传热而变暖。变暖的气体118可使反压增高，也可使沸点增高，由此使在低温-施用器122达到的温度增高。
图43是根据本技术的另一个实施方式配置的低温-导管的部分示意图。可用来防止冷冻剂106和低温-导管102中的蒸发的冷冻剂118变暖的一种技术是在用于患者体内时提供低温-导管102本身的冷却。例如，一个实施方案通过使冷却剂222循环在或注入由低温-导管102的外表面和输送套管168或导引导管的内表面界定的管腔220中来冷却低温-导管102的杆130。冷却剂222减小血液对低温-导管102的变暖效应。
在一个实施方式中，致冷流体222(例如盐水)被注入输送套管和低温-导管102之间的间隙中，从而致冷流体222经过低温-导管102。例如从与被界定在低温-导管102和输送套管168之间的管腔流体连接的致冷流体供给218。致冷流体222可以是约室温(即约23℃)或被冷却低于室温。在一个实施方式中，可使用生物学无害的致冷流体222，并可在输送套管或导引导管的远端被释放入患者的脉管系统中。
在另一个实施方式中，输送套管168或导引导管可具有处在远端的限流器或密封装置224，其限制致冷流体222流出输送套管168。此外，在输送套管168的壁中可配置第二管腔226以使被冷却的流体222能够从低温-导管102的近端循环至远端并再返回。或者，限流器224，若存在，可以是调压阀，其围绕低温-导管102密封以防止血液因血压而回流入输送套管168中。在这样一个实施方式中，随着致冷流体122的输注，限流器224可在高于特定的压力下允许向外流动，于是致冷流体222可从输送套管168流入患者。
此外，可在低温-导管102上，例如在杆130和/或输送套管杆上配置一个或多个传感器112(例如热电偶)以监测输送套管168内部和/或低温-导管102表面上的温度。测量的温度信号可用作软件控制算法中的反馈来控制例如来自致冷流体供给218的输注的致冷流体122的流量，从而保持输送套管内的目标温度。在一个实施方式中，该算法还可用来在开始将冷冻剂106供至施用器区之前打开流动和达到目标温度，在冷冻剂供给结束后(即在手术结束时)关闭流动，或者向医师提供反馈来手动改变流量以保持在期望的温度参数内。
IV示例治疗参数的数学模型
A.引言
一般而言，可取的是，尽可能快地冻结组织并在导管球囊/组织界面保持期望的温度。在实践中，对临床医师和患者而言，可行的和可接受的是，手术应需要几分钟或更短。下述热模型实例提供用于低温调制肾神经的系统的期望的冷却特征的其他见解。
进行数值研究以确定毗邻6mm直径血管部分的短暂的组织温度分布，例如肾动脉，从37℃被骤然冷却至-80℃。进行3个独立的模拟-在第一模拟中血管的被冷却部分是半无限长；在第二模拟中血管的被冷却的长度是2cm长；在第三模拟中，血管的被冷却的长度是5mm长，并且沿着被冷却部分的仅1/4的周缘施用冷却。对于所有的分析，初始组织温度是37℃，所有的模拟在120秒治疗持续时间中进行。可理解，以下讨论涉及与此研究相关的具体实施例，其他实施例或研究可具有不同的结果。
B.分析方法
针对许多生物系统中的能量转移的控制微分方程可以表示为以下修正的Penne生物热方程：
ρc p ∂ T ∂ t ▿ [ k ▿ T ] + Q m - ρ b c pb αω ( T - T amb ) - - - ( 10 )
其中ρ是密度(kg/m3)，cp是热容(J/kg-K)，T是局部温度(℃)，k是导热性(W/K-m)，Qm是代谢热源项(W/m3)且因下述原因，对于本研究被假定为不重要，ρb是血液密度(kg/m3)，cpb是血液的热容(J/kg-K)，α是取决于组织损伤的水平介于0和1之间的组织状态系数，ω是血液灌注系数(1/sec)，Tamb是由血液流经身体所携带的周围身体温度(℃)。表达式ρbcpbαω(T-Tamb)称为血液灌注项。
已观察到，对于高冷却率和接近低温源的组织区，血液灌注和代谢热项对针对所关注的区域和时间计算的温度不具有显著的影响。这是因为在短时间和接近低温源，通过传导的热传递压倒计算的通过血液灌注或代谢热的热传递。利用COMSOL(可从Comsol，Inc.，Burlington，MA商购获得)进行有限元素分析。
C.计算的温度分布
对于所有的模拟，冷表面的温度在1秒持续时间中从37℃平滑地渐变至-80℃。
模拟1：半无限长低温源
图44A显示在自血管表面起距离2、3、4和5mm处计算的温度对比时间的曲线图。由于血管的被冷却部分是半无限长，计算的温度仅是半径和时间的函数。
模拟2：2cm长低温源
图44B显示模拟2的结构。2cm长的冷冻部分，由于对称，可以用1cm长的冷冻部分进行数值模拟。未被冷却的血管延伸的表面假定为被隔离的。对于此结构，计算的温度是自血管中心线起的半径和沿着血管中心线的位置以及温度的函数。
图44C显示在自血管表面起距离2、3、4和5mm处沿着对称面计算的温度对比时间的曲线图。图44C的曲线几乎与图44A的曲线相同，对于这两种情况，数值数据表明计算的温度相差小于1℃。不拘于理论，相信这表明，2cm长的冷冻部分的“末端效应”不影响中点组织温度。这由检察图44D中所示在120秒的等温线进一步证实。
模拟3：5mm长的低温源，其中沿着被冷冻部分的1/4周缘施加冷却。
在此情况中有两个对称面。一个是沿着血管的轴，另一个，正如之前的模拟，垂直于血管轴，沿着被冷冻部分的长度的中点。例如，图45显示了透过沿着血管轴的对称面观察此模拟的结构。此图还显示图46的温度显示所沿着的线。此线是这两个对称面的交切。
图46显示在自血管表面起距离2、3、4和5mm处沿着这两个对称面温度对比时间的曲线图。正如预期，与其他情况相比，冷表面的较小面积减小被冷冻组织的体积。
V.治疗参数的实例
图47提供又一个处理器114或专用电路(参见图5A)和控制低温调制操作的嵌入式软件的概念图。上述操作目标使自动控制循环或若干反馈循环作为低温控制台中的嵌入式逻辑的一部分为可取的。这些控制循环可包括已知的反馈控制算法(例如PID控制器)。它们可嵌套在若干水平上或者组合若干输入来控制一个输出。在一些实施例中，控制的目的是保持组织冷却的期望的目标轨线(模块115)。
在许多实例中，大多数靶神经可在肾动脉内表面的3mm内。在这些情形下，可取的是，将组织在3mm深度冷却至低于-20℃以损伤大多数靶神经。例如，根据模拟2的2cm长的低温源的组织冷却轨线(参见图44C)，至3mm深度的组织可在小于60秒(例如约56秒)中被冷却至低于-20℃。因此，具有2cm长施用器的装置可施加约60秒-80℃的接触温度，可以预期会将至3mm深度的组织冷却至低于-20℃。可取的还有，使达到3mm深度的组织保持在低于-20℃至少20秒，从而对大多数靶组织产生较大损伤。具有2cm长施用器的装置可施加约80秒-80℃的接触温度，可以预期至3mm深度的组织将保持低于-20℃至少20秒。
在施用器达到约-60℃的接触温度的情形中，与在-80℃的施用器相比，在约3mm深度的靶组织中达到-20℃的温度一般需要更长的时间。因此，用-60℃施用器可能需要小于或等于120秒以在靶组织中达到-20℃。若期望具有在3mm深度至少20秒的-20℃冷冻，则在肾动脉壁的冷冻保持约140秒至约150秒可能是有用的。
在其他实施例中，消融较少的多数靶神经可能足以实现期望的治疗益处。在这样的情况中，较少的多数靶神经在肾动脉内表面的2mm内。因此，可取的是，将至2mm深度的组织冷冻至低于-20℃以损伤较少的多数靶神经。例如，根据模拟2的2cm长低温源的组织冷冻的轨线(参见图44C)，至2mm深度的组织可在25秒以下(例如约22秒)被冷冻至低于-20℃。因此，具有2cm长施用器的装置可施加约25秒-80℃的接触温度，可以预期会将至2mm深度的组织冷冻至低于-20℃。可取的还有，使深达2mm深度的组织在低于-20℃下保持预定的持续时间(例如至少20秒)，从而对靶神经产生更大的损伤。具有2cm长施用器的装置可施加约25秒加预定的持续时间(例如45秒总时间)-80℃的接触温度，可以预期至2mm深度的组织将在至少预定的持续时间中保持低于-20℃。
相似地，根据模拟3的5mm长低温源的组织冷冻的轨线(参见图46)，至2mm深度的组织可在小于约30秒(例如约29秒)内被冷冻至低于-20℃。因此，此装置可施加约30秒-80℃的接触温度，可以预期会将至2mm深度的组织冷冻至低于-20℃。
在一个具体的实施例中，治疗持续30、60和90秒的时间。利用单循环治疗方案和双循环治疗方案进行所有的治疗(即意指治疗，而后用血流解冻约30-60秒，然后在动脉中完全相同的位置上的第二治疗)。在这些特定的实施例中，已发现，单循环和双循环30秒治疗产生适合的损伤以及去甲肾上腺素的正面减少。然而，在一些实施例中，这样的30秒治疗可能不能可靠地产生有效的损伤。谈及60秒治疗，已发现，单循环60秒治疗提供与双循环30秒治疗相似的结果。此外，双循环60秒治疗提供一致有效的损伤和去甲肾上腺素的显著减少。最后，单循环90秒治疗提供与双循环60秒治疗相当的结果，而双循环90秒治疗产生有效的相对大的损伤，还导致去甲肾上腺素显著减少。在这些特定的实施例中，内部球囊温度在约-70℃和-80℃之间。认为外部球囊温度(即管壁温度)比内部球囊温度高约15-20℃。可理解，以上讨论是基于来自特定示例治疗组的数据，并非意在限制。此外，在其他实施例中，以上治疗参数、方案、结果等中的任一项可以是不同的。
诸如球囊压力P和任选的温度T的实时测定的使用之类的控制考虑因素可用于开发和设计针对低温系统的嵌入式逻辑算法。可利用已知的球囊中的压力和冷冻剂的质量流量将球囊中的温度表达为模型。这些测量值通过嵌入式逻辑进行采集，被数字化，并与目标值比较。然后，利用控制驱动器例如螺线管阀110和116控制冷冻剂的流动和蒸气的流出来实现温度、温度下降和增高速度和球囊压力的期望目标。
不同类型的传感器被设计用于系统内以监测温度T、压力P以及多少冷却剂流入低温施用器中。可使用流量传感器，其测量流体或气体在某位置的流量或流速。流量传感器可以是质量流量传感器、热线风速仪、磁场传感器或超声波流量传感器。可替代地或此外，一个或多个传感器可以是压力传感器。压力传感器可以是绝对压力传感器、表压传感器或压差传感器，其可通过测量经过已知的流阻器(resistor)的压降确定球囊中的压力的量、真空的量或质量流量。为防止失误或故障一定程度的冗余是可取的。例如，若冷冻剂的质量流量不等于蒸气的质量流量，冷冻剂泄漏可能存在并被检测到。供给线中的过量压力或真空线中的压力骤降可指示流体通路中的阻塞或泄漏。
可在低温导管中执行温度传感器，例如热电偶或热敏电阻，从而为低温系统提供有价值的数据和反馈。例如，温度传感器可被安装在低温施用器之中、之上或附近以测量低温施用器与组织之间的界面/接触温度。此外或可替代地，温度传感器可被置于低温施用器的膨胀室内以适当地监测低温流体的沸腾温度，来控制和调节系统压力。
低温控制台中的实时闭合循环反馈系统可被设计为使球囊内部的压力保持在大约动脉血压水平或略高。这可通过操纵在流体通路的抽真空段中的流量调节器实现。所得的球囊可宽松地附着至动脉壁但不使它们膨胀。
A.促进变暖
可通过施用热气体使球囊再变暖。热气体可以是室温的或有更高温度，可使用相同的流体通路用转换法系统从球囊置换冷冻剂。对束缚件的温和牵拉应使操作者能够将球囊拉出肾动脉并恢复血液流动。
所述系统还可包括子系统，其用于将能量导入球囊中以使冻结的流体快速解冻并恢复流经肾动脉的血液。例如可将微波或射频(RF)加热装置安装在低温导管上以解冻冰，便于从患者移出球囊。或者，变暖可通过使产生放热焦尔-汤普森效应的气体例如氦气、氢气或氖气通过相同的流体回路来实现。
在消融阶段结束时，控制系统可通过一种方法以确保安全地解除充胀，从而防止在球囊解除充胀期间损伤血管组织。温度传感器可用来防止过早解除球囊充胀，直至系统足够变暖(球囊中的温度高于预定的温度)。当温度增高至大于该预定温度时，螺线管阀可打开真空的通路来使球囊塌陷。
B.低温诊断-可逆地冷冻神经
除了引起永久性消融之外，低温治疗能够使神经暂时电失活，由此使医师能够通过可逆方法测试消融的可能性结果。这样一种方法也称为低温诊断，一般包括将组织冷却至接近冻结(例如至0℃)但远高于组织可被消融的温度(例如-20℃)。
对本公开中所述的系统和导管做最小改动即可用于低温诊断方法。为了实施低温诊断方法，医师将低温施用器置于肾动脉中，正如为消融所做的，在足以使神经暂时失去能力的时间内施加低温范围中的冷却。
然后，医师可监测已知反映交感肾神经活动的生理学参数例如肾素和/或肾上腺素的水平。此外，可监测心率、氧饱和度、肌肉交感神经活动(MSNA)和/或血压。医师可进行已知促进由肾神经介导的生理学反应的激惹试验，例如，肾神经的电刺激，或者化学试剂输注入肾动脉中。对比在低温诊断之前和期间患者对激惹试验的反应，可使医师能够预测该患者对肾神经消融的反应。若该反应是正面的，可使用相同或不同的低温施用器进行低温消融。
结论
除非上下文明确另外要求，在整个说明书和实施例中，词语“包括”、“包含”等应以不排他的含义理解，而非排他或穷举的含义；即，“包括但不限于”的含义。使用单数或复数形式的词语也分别包括其复数或单数形式。此外，除非词语“或(者)”被明确限于是指仅单个项，排除所指的两项或更多项的列举中的其他项，则在这样的列举中“或(者)”的使用应解释为包括：(a)该列举中的任一单项，(b)该列举中的所有项，或者(c)该列举中的项的任意组合。此外，词语“本文中”、“以上”、“以下”及相似表达的词语，在用于本申请中时，应是指本申请作为整体而非本申请的任何特定的部分。
本公开的实施方式的描述不旨在穷举或者将本公开限于公开的确切形式。虽然出于解释说明的目的，本文中描述本公开的具体的实施方式和实施例，相关领域的技术人员可认识到，在本公开的范围内，各种等效的修改是可行的。例如，虽然以特定的顺序表述方法步骤或功能，但可替代的实施方式可以以不同的顺序执行功能，或者可以基本上同时地执行功能。本文提供的公开内容的教导可适用于其他系统，不仅是本文中所述的系统。此外，可将本文中所述的各种实施方式组合以提供其他实施方式。
通过援引并入本文中引用的所有文献。若需要，可修改本公开的方面，以利用以上文献和申请(以及下文所引的文献)的系统、功能和概念提供本公开的其他实施方式。例如，本文中所述的装置、方法和系统可用于治疗性肾神经调制来削减中枢交感驱动和交感神经活动，由此治疗以下疾病中的至少一种：高血压、充血性心力衰竭、慢性肾病、肾衰竭、胰岛素抵抗、糖尿病、代谢病症、肥胖症和睡眠呼吸暂停。在2011年2月24日提交的美国专利申请13/034,595、13/034,602和13/034,610中更详细地描述用于执行这样治疗性肾神经调制的方法、装置和系统的各种实施方式。所有这些申请通过援引整个纳入本文中。
上述实施方式的任意其一的特定元素可被组合或者替换其他实施方式中的元素。此外，虽然在这些实施方式的上下文中已描述与本公开的某些实施方式相关的优点，其他实施方式也可表现出这样的优点，且并非所有的实施方式必定需要表现出这样的优点方可在本公开的范围内。因此，本公开及相关的技术可涵盖本文中未明确表明或表述的其他实施方式。
本公开可以由以下条款中的一项或多项定义：
1.用于低温消融肾动脉的组织的整装的低温-导管系统，所述低温-导管系统包括：
具有近端和远端的延伸杆，所述近端配置用以连接到冷冻剂源；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括膨胀室；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，配置用以从所述冷冻剂源接收冷冻剂，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述冷冻剂源与所述膨胀室之间的流体连接；
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔用来将蒸发的冷冻剂从所述膨胀室移至所述近端；和
配置用以控制所述冷冻剂的流动的驱动器。
2.权利要求1的低温-导管系统，其还包括配置用以将冷冻剂流限于不大于2分钟/次的定时器。
3.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-施用器连接到所述延伸杆的远端。
4.权利要求1的低温-导管系统，其还包括冷冻剂源，其中所述冷冻剂源是具有小于约20克N2O的加压容器。
5.权利要求1的低温-导管系统，其中所述冷冻剂是一氧化二氮、氩、二氧化碳、氯二氟甲烷、二氯二氟甲烷或二氯四氟乙烷。
6.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-导管不从低温-控制台接收冷冻剂。
7.权利要求1的低温-导管系统，其中所述冷冻剂源是具有N2O的套筒或圆筒。
8.权利要求1的低温-导管系统，其中所述柄配置用以接收所述冷冻剂源。
9.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-导管并非配置用以连接到分离的低温-控制台。
10.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-导管在单次使用后被丢弃。
11.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-施用器是金属末端、球囊、点消融末端、可扩张的环或可扩张的金属结构中的至少一种。
12.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-施用器是可充气的球囊，其中所述可充气的球囊在其充胀结构时具有不大于约15mm的长度和不大于约10mm的直径。
13.权利要求11的低温-导管系统，其中所述可充气的球囊在其充胀结构时具有不大于约8mm的长度。
14.权利要求1的低温-导管系统，其还包括配置用以为所述低温-施用器提供通向肾动脉的血管内通路的输送套管。
15.权利要求14的低温-导管系统，其中所述输送套管包括外直径不大于约0.08″并且内直径不大于约0.07″的中空管。
16.权利要求14的低温-导管系统，其中所述输送套管包括外直径不大于约0.105″并且内直径不大于约0.091″的中空管。
17.用于低温消融肾动脉的组织的低温-导管装置，其包括：
具有近端和远端的延伸杆；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室，其中所述低温-施用器为一金属末端；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述膨胀室与所述近端之间的流体连接；
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述膨胀室除去；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述膨胀室；和
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
18.权利要求17的低温-导管，其中所述金属末端包含不锈钢、铂、铂铱或银中的一种或多种。
19.权利要求17的低温-导管，其中所述延伸杆的远端是可控地可偏转的。
20.权利要求19的低温-导管，其中所述低温-导管还包括：
位于所述延伸杆的远端中的柔性偏置刺状物；
置于所述柄中的偏转驱动器；和
具有远端和近端的控制线，其中所述远端连接到所述柔性偏置刺状物的远端，所述近端连接到所述偏转驱动器，
其中所述柔性偏置刺状物配置用以在启动所述偏转驱动器时偏转。
21.权利要求19的低温-导管，其中所述延伸杆的远端在其完全偏转状态时具有不大于约10mm的曲率半径。
22.权利要求17的低温-导管，其中所述金属末端是小于或等于约3mm长并且直径小于或等于约0.06″。
23.权利要求19的低温-导管，其中所述延伸杆的远端具有最大偏转状态，其中所述金属末端自所述延伸杆的纵轴起偏转不小于5mm但不大于15mm。
24.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
具有近端和远端的延伸杆；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室，其中所述低温-施用器配置用以低温消融肾动脉内的一细长区；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
25.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-导管包括约束丝管腔，所述约束丝管腔在约束丝被插入所述约束丝管腔时使所述低温-施用器保持基本上线形的结构。
26.权利要求25的低温-导管，其中所述低温-施用器在所述约束丝被至少部分移去时呈现非线形结构。
27.权利要求26的低温-导管，其中所述非线形结构包括螺旋形的曲线形状中的至少一种。
28.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-施用器在被容纳在输送套管内时保持基本上线形的结构。
29.权利要求28的低温-导管，其中所述低温-施用器在延伸超过所述输送套管时呈现非线形结构。
30.权利要求29的低温-导管，其中所述非线形结构包括螺旋形的曲线形状中的至少一种。
31.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-导管包括控制线和柔性偏置刺状物。
32.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-施用器包括靶向不同方向的两个或更多个节流孔，从而在冷冻剂经过所述节流孔时在所述低温-施用器上产生不同和离散的低温区域。
33.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-施用器包含聚合物组合物。
34.权利要求24的低温-导管，其中所述细长区长度不大于约30mm。
35.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
具有近端和远端的延伸杆；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和管状材料的成环结构，所述成环结构至少部分地界定膨胀室，其中所述成环结构起始于所述节流孔并终止于所述排放管腔；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；和
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
36.权利要求35的低温-导管，其中所述成环结构在保留于输送套管内时具有第一结构，在延伸超过所述输送套管时具有第二不同的结构。
37.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构被定型为基本上平面的环或螺旋形结构。
38.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构形成直径约4mm至约10mm的环。
39.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构在使用时基本上垂直于所述延伸杆。
40.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构包含金属组合物或聚合物组合物。
41.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构具有约0.381mm或更大的内直径。
42.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构配置用以连续地接触肾动脉壁。
43.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构配置用以间断地接触肾动脉壁。
44.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
具有近端和远端的延伸杆；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和球囊，所述球囊沿着单个开口连接到所述延伸杆的远端；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述球囊内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
45.权利要求44的低温-导管，其中所述球囊在使用时未完全充胀。
46.权利要求44的低温-导管，其中所述球囊在使用时是阻塞性的。
47.权利要求44的低温-导管，其中所述低温-施用器包括用于测量所述球囊内的压力的压力传感器。
48.权利要求44的低温-导管，其中当冷冻剂流经所述一个或多个节流孔时所述球囊变冷足以沿着它的整个周缘低温消融组织。
49.权利要求44的低温-导管，其中当冷冻剂流经所述一个或多个节流孔时所述球囊变冷足以仅在离散的点低温消融组织。
50.权利要求49的低温-导管，其中所述离散的点彼此呈线形和/或辐射状间隔。
51.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
具有近端和远端的延伸杆；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和球囊，所述球囊在使用时并不阻塞肾动脉；
偏转装置，所述偏转装置配置用以使所述球囊偏转在管壁上从而在所述球囊接触所述管壁之处实现低温消融；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂在所述球囊内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
52.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
具有近端和远端的延伸杆；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括两个或更多个节流孔和一个或更多个球囊，所述球囊连接到所述延伸杆的远端并配置用以从一个或多个所述节流孔接收冷冻剂；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
一个或更多个供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂在所述一个或更多个球囊内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
53.权利要求52的低温-导管，其还包括两个或更多个供给管腔从而不同的供给管腔将冷冻剂供至不同的节流孔。
54.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
具有近端和远端的延伸杆；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，其中
所述低温-施用器包括至少一个节流孔和金属末端，所述金属末端在不受限制时偏置而向外膨胀；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
一个或更多个供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂在所述金属末端内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
55.权利要求54的低温-导管，其中所述金属末端包括在受输送套管限制时具有第一直径和在不受输送套管限制时具有第二较大直径的金属末端。
56.权利要求54的低温-导管，其中所述金属末端包括一个或更多个金属突出物，所述金属突出物在被输送套管包围时紧靠所述金属末端的剩余部分。
57.权利要求55的低温-导管，其中所述一个或更多个金属突出物配置用以在不被所述输送套管包围时向外延伸而接触管壁。
58.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
具有近端和远端的延伸杆，其中所述延伸杆包括具有不同直径的至少两部分；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去，其中所述排放管腔的接近所述柄的第一部分比所述排放管腔的接近所述低温-施用器的第二部分具有更大的横截面积；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
59.权利要求58的低温-导管，其中所述延伸杆包括接近所述柄的供给部分和接近所述低温-施用器的可偏转部分，其中所述供给部分的直径大于所述可偏转部分。
60.权利要求59的低温-导管，其中所述供给部分包括所述延伸杆长度的90％或更多。
61.权利要求59的低温-导管，其中所述可偏转部分包括2cm至10cm的长度。
62.权利要求61的低温-导管，其中所述可偏转部分配置用于可控地偏转。
63.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
具有近端和远端的延伸杆；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述膨胀室与所述近端之间的流体连接；
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用于从所述膨胀室除去蒸发的冷冻剂；和
形成在所述供给管腔内的至少一个预冷却孔，其中所述预冷却孔邻近所述膨胀室；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过所述供给管腔供至所述膨胀室和所述预冷却孔。
64.权利要求63的低温-导管，其中所述至少一个预冷却孔形成在所述柄中或者在所述延伸杆的邻近所述柄的部分中。
65.权利要求63的低温-导管，其中所述至少一个预冷却孔形成在所述延伸杆的不被插入患者中的部分中。
66.权利要求63的低温-导管，其中所述至少一个预冷却孔包括比所述节流孔更小的开口。
67.权利要求63的低温-导管，其还包括邻近冷却口的隔离层。
68.用于热消融组织的低温消融系统，所述低温消融系统包括：
低温-导管，其包括-
具有近端和远端的延伸杆；
位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却；
输送套管，所述输送套管配置用以包围所述低温-导管，从而所述输送套管的内表面与所述低温-导管的外表面之间存在间隙；和
致冷流体供给，所述致冷流体供给配置用以将致冷流体供入所述低温-导管与所述输送套管之间的间隙。
69.权利要求68的低温消融系统，其中所述致冷流体是盐水。
70.权利要求68的低温消融系统，其中所述输送套管包括限流器或密封器以防止或减少致冷流体流入患者中。
71.权利要求68的低温消融系统，其还包括温度传感器，所述温度传感器配置用以向配置用以控制所述致冷流体流的控制器提供所述间隙的温度测量值。
72.权利要求68的低温消融系统，其中所述致冷流体在约室温下。
73.权利要求68的低温消融系统，其中所述致冷流体低于室温。
74.权利要求68的低温-导管，其还包括可操纵的导引导管。
75.用于通过低温消融邻近患者肾动脉的肾神经来肾神经调制的系统，所述系统包括：
低温导管，其包括—
沿着轴延伸的延伸杆，所述延伸杆具有近端和远端；
位于所述延伸杆的远端远侧并配置血管内供入患者的肾动脉中的低温施用器，所述低温施用器包括节流孔和膨胀室；
位于所述延伸杆的近端附近的柄；
供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆的轴延伸，所述供给管腔配置用以使所述低温-施用器与所述柄流体连接；和
基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆的轴延伸的排放管腔，所述排放管腔配置用以使所述柄与所述低温-施用器流体连接，
其中所述低温导管配置用以从低温源接收冷冻剂流体并在低压下将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温施用器，
其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使接近所述低温-施用器的肾动脉壁冷却；和
包括低温源和控制器的低温控制台，所述控制器配置用以运行指令来命令所述低温控制台将所述冷冻剂流体供至所述低温导管。
76.权利要求75的系统，其中所述冷冻剂源包括含有致冷流体的筒。
77.权利要求75的系统，其中所述低温控制台包括配置用以与所述低温导管的柄相连的手持式结构。
78.权利要求77的系统，其中所述手持式结构是全部可丢弃的。
79.权利要求77的系统，其中所述手持式结构是部分可丢弃的。
80.权利要求77的系统，其中所述手持式结构包括含有低温流体的套筒。
81.权利要求80的系统，其中所述套筒是可丢弃的。
82.权利要求80的系统，其中所述套筒是可重复使用的。
83.权利要求75的系统，其中所述冷冻剂源包含液体一氧化二氮。
84.权利要求75的系统，其中所述控制器配置用以根据来自所述低温导管的反馈调节低温流体的供给。
85.权利要求75的系统，其中所述低温控制台还包括真空装置，所述真空装置配置用以在反压下从所述低温导管的低温施用器移除蒸发的低温流体以在低温流体沸腾温度保持-60℃或更低时优化经过所述低温施用器的低温流体的质量流量。
86.权利要求75的系统，其中所述控制器还配置用以供给液体低温流体并从所述低温导管的低温施用器抽出蒸发的低温流体，其中所述供给和抽出是在所述低温施用器在预定的接触时间中接触肾动脉管壁时足以保持所述低温施用器的阈值温度的供给压力、质量流量和反压下实施。
87.权利要求86的系统，其中所述低温施用器的阈值温度是-80℃或更低，所述预定的接触时间不大于120秒。
88.权利要求86的系统，其中所述低温施用器的温度是-80℃或更低，所述预定的接触时间不大于90秒。
89.权利要求86的系统，其中所述低温施用器的温度是-80℃或更低，所述预定的接触时间不大于60秒。
90.权利要求86的系统，其中所述低温施用器的温度是-60℃或更低但不小于-80℃，所述预定的接触时间不大于150秒。
91.一种通过低温调制所述患者的肾动脉附近的肾神经来治疗患者的方法，所述患者经诊断患有高血压、心力衰竭、慢性肾衰竭、晚期肾病、急性心肌梗塞、造影剂肾病、中枢交感活动过度、胰岛素抵抗、糖尿病、代谢综合征中的至少一种，低温调制所述方法包括：
将实施例1的低温导管血管内定位于所述患者的肾动脉内；
促进所述低温导管的低温施用器与所述患者的肾动脉内壁之间的接触；
将低温流体供至所述低温施用器由此使所述低温流体在所述低温施用器内吸热蒸发；
从所述低温施用器放出蒸发的低温流体；
使所述低温施用器与所述管壁之间的接触保持第一预定的时间，所述第一预定的时间对应于低温流体主动供至所述低温施用器时；
使所述低温施用器与所述管壁之间的接触保持第二预定的时间量，所述第二预定的时间段对应于低温流体不再主动供至所述低温施用器时；和
在所述第二预定的时间段届满时从所述管壁移出所述低温施用器。
92.权利要求91的方法，其中所述从所述管壁移出所述低温施用器包括为了另一治疗将所述低温施用器重新定位至所述管壁的另一部分。
93.权利要求91的方法，其中所述从所述管壁移出所述低温施用器包括从所述患者移出所述低温导管。
94.一种预测低温消融治疗结果的方法，所述方法包括：
将血管内低温施用器置于邻近肾神经的肾动脉中；
监测指示交感肾神经活动的生理学参数；
获得被监测的生理学参数的第一测量；
将一肾神经冷却至足以使所述肾神经暂时丧失能力的温度；
获得被监测的生理学参数的第二测量，其中所述第一测量在冷却之前获得，所述第二测量在冷却之后获得；和
比较所述第一测量与所述第二测量以确定交感肾神经活动的变化。
95.权利要求94的方法，其还包括在将所述肾神经冷却至足以使所述肾神经暂时丧失能力的温度之前和之后实施已知促进由肾神经介导的生理学反应的激惹试验。
96.权利要求94的方法，其中所述激惹试验包括以下至少其一：
所述肾神经的电刺激；和
将化学试剂输注入肾动脉中。
97.权利要求94的方法，其中所述将肾神经冷却至足以使所述肾神经暂时丧失能力的温度包括将所述肾神经冷却至约-20℃和0℃之间。
98.权利要求94的方法，其中所述监测指示交感肾神经活动的生理学参数包括监测以下至少其一：
肾素水平；和
肾上腺素水平。

Claims (98)

  1. 我/我们要求以下的权利要求：
    1.用于低温消融肾动脉的组织的整装的低温-导管系统，所述低温-导管系统包括：
    具有近端和远端的延伸杆，所述近端配置用以连接到冷冻剂源；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括膨胀室；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，配置用以从所述冷冻剂源接收冷冻剂，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述冷冻剂源与所述膨胀室之间的流体连接；
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔用来将蒸发的冷冻剂从所述膨胀室移至所述近端；和
    配置用以控制所述冷冻剂的流动的驱动器。
  2. 2.权利要求1的低温-导管系统，其还包括配置用以将冷冻剂流限于不大于2分钟/次的定时器。
  3. 3.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-施用器连接到所述延伸杆的远端。
  4. 4.权利要求1的低温-导管系统，其还包括冷冻剂源，其中所述冷冻剂源是具有小于约20克N2O的加压容器。
  5. 5.权利要求1的低温-导管系统，其中所述冷冻剂是一氧化二氮、氩、二氧化碳、氯二氟甲烷、二氯二氟甲烷或二氯四氟乙烷。
  6. 6.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-导管不从低温-控制台接收冷冻剂。
  7. 7.权利要求1的低温-导管系统，其中所述冷冻剂源是具有N2O的套筒或圆筒。
  8. 8.权利要求1的低温-导管系统，其中所述柄配置用以接收所述冷冻剂源。
  9. 9.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-导管并非配置用以连接到分离的低温-控制台。
  10. 10.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-导管在单次使用后被丢弃。
  11. 11.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-施用器是金属末端、球囊、点消融末端、可扩张的环或可扩张的金属结构中的至少一种。
  12. 12.权利要求1的低温-导管系统，其中所述低温-施用器是可充气的球囊，其中所述可充气的球囊在其充胀结构时具有不大于约15mm的长度和不大于约10mm的直径。
  13. 13.权利要求11的低温-导管系统，其中所述可充气的球囊在其充胀结构时具有不大于约8mm的长度。
  14. 14.权利要求1的低温-导管系统，其还包括配置用以为所述低温-施用器提供通向肾动脉的血管内通路的输送套管。
  15. 15.权利要求14的低温-导管系统，其中所述输送套管包括外直径不大于约0.08″并且内直径不大于约0.07″的中空管。
  16. 16.权利要求14的低温-导管系统，其中所述输送套管包括外直径不大于约0.105″并且内直径不大于约0.091″的中空管。
  17. 17.用于低温消融肾动脉的组织的低温-导管装置，其包括：
    具有近端和远端的延伸杆；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室，其中所述低温-施用器为一金属末端；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述膨胀室与所述近端之间的流体连接；
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述膨胀室除去；
    其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述膨胀室；和
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
  18. 18.权利要求17的低温-导管，其中所述金属末端包含不锈钢、铂、铂铱或银中的一种或多种。
  19. 19.权利要求17的低温-导管，其中所述延伸杆的远端是可控地可偏转的。
  20. 20.权利要求19的低温-导管，其中所述低温-导管还包括：
    位于所述延伸杆的远端中的柔性偏置刺状物；
    置于所述柄中的偏转驱动器；和
    具有远端和近端的控制线，其中所述远端连接到所述柔性偏置刺状物的远端，所述近端连接到所述偏转驱动器，
    其中所述柔性偏置刺状物配置用以在启动所述偏转驱动器时偏转。
  21. 21.权利要求19的低温-导管，其中所述延伸杆的远端在其完全偏转状态时具有不大于约10mm的曲率半径。
  22. 22.权利要求17的低温-导管，其中所述金属末端是小于或等于约3mm长并且直径小于或等于约0.06″。
  23. 23.权利要求19的低温-导管，其中所述延伸杆的远端具有最大偏转状态，其中所述金属末端自所述延伸杆的纵轴起偏转不小于5mm但不大于15mm。
  24. 24.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
    具有近端和远端的延伸杆；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室，其中所述低温-施用器配置用以低温消融肾动脉内的一细长区；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
    其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
  25. 25.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-导管包括约束丝管腔，所述约束丝管腔在约束丝被插入所述约束丝管腔时使所述低温-施用器保持基本上线形的结构。
  26. 26.权利要求25的低温-导管，其中所述低温-施用器在所述约束丝被至少部分移去时呈现非线形结构。
  27. 27.权利要求26的低温-导管，其中所述非线形结构包括螺旋形的曲线形状中的至少一种。
  28. 28.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-施用器在被容纳在输送套管内时保持基本上线形的结构。
  29. 29.权利要求28的低温-导管，其中所述低温-施用器在延伸超过所述输送套管时呈现非线形结构。
  30. 30.权利要求29的低温-导管，其中所述非线形结构包括螺旋形的曲线形状中的至少一种。
  31. 31.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-导管包括控制线和柔性偏置刺状物。
  32. 32.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-施用器包括靶向不同方向的两个或更多个节流孔，从而在冷冻剂经过所述节流孔时在所述低温-施用器上产生不同和离散的低温区域。
  33. 33.权利要求24的低温-导管，其中所述低温-施用器包含聚合物组合物。
  34. 34.权利要求24的低温-导管，其中所述细长区长度不大于约30mm。
  35. 35.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
    具有近端和远端的延伸杆；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和管状材料的成环结构，所述成环结构至少部分地界定膨胀室，其中所述成环结构起始于所述节流孔并终止于所述排放管腔；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
    其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；和
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
  36. 36.权利要求35的低温-导管，其中所述成环结构在保留于输送套管内时具有第一结构，在延伸超过所述输送套管时具有第二不同的结构。
  37. 37.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构被定型为基本上平面的环或螺旋形结构。
  38. 38.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构形成直径约4mm至约10mm的环。
  39. 39.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构在使用时基本上垂直于所述延伸杆。
  40. 40.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构包含金属组合物或聚合物组合物。
  41. 41.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构具有约0.381mm或更大的内直径。
  42. 42.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构配置用以连续地接触肾动脉壁。
  43. 43.权利要求35的低温-导管，其中所述闭环结构配置用以间断地接触肾动脉壁。
  44. 44.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
    具有近端和远端的延伸杆；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和球囊，所述球囊沿着单个开口连接到所述延伸杆的远端；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
    其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述球囊内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
  45. 45.权利要求44的低温-导管，其中所述球囊在使用时未完全充胀。
  46. 46.权利要求44的低温-导管，其中所述球囊在使用时是阻塞性的。
  47. 47.权利要求44的低温-导管，其中所述低温-施用器包括用于测量所述球囊内的压力的压力传感器。
  48. 48.权利要求44的低温-导管，其中当冷冻剂流经所述一个或多个节流孔时所述球囊变冷足以沿着它的整个周缘低温消融组织。
  49. 49.权利要求44的低温-导管，其中当冷冻剂流经所述一个或多个节流孔时所述球囊变冷足以仅在离散的点低温消融组织。
  50. 50.权利要求49的低温-导管，其中所述离散的点彼此呈线形和/或辐射状间隔。
  51. 51.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
    具有近端和远端的延伸杆；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和球囊，所述球囊在使用时并不阻塞肾动脉；
    偏转装置，所述偏转装置配置用以使所述球囊偏转在管壁上从而在所述球囊接触所述管壁之处实现低温消融；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
    其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂在所述球囊内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
  52. 52.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
    具有近端和远端的延伸杆；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括两个或更多个节流孔和一个或更多个球囊，所述球囊连接到所述延伸杆的远端并配置用以从一个或多个所述节流孔接收冷冻剂；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    一个或更多个供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂在所述一个或更多个球囊内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
  53. 53.权利要求52的低温-导管，其还包括两个或更多个供给管腔从而不同的供给管腔将冷冻剂供至不同的节流孔。
  54. 54.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
    具有近端和远端的延伸杆；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，其中所述低温-施用器包括至少一个节流孔和金属末端，所述金属末端在不受限制时偏置而向外膨胀；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    一个或更多个供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
    其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂在所述金属末端内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
  55. 55.权利要求54的低温-导管，其中所述金属末端包括在受输送套管限制时具有第一直径和在不受输送套管限制时具有第二较大直径的金属末端。
  56. 56.权利要求54的低温-导管，其中所述金属末端包括一个或更多个金属突出物，所述金属突出物在被输送套管包围时紧靠所述金属末端的剩余部分。
  57. 57.权利要求55的低温-导管，其中所述一个或更多个金属突出物配置用以在不被所述输送套管包围时向外延伸而接触管壁。
  58. 58.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
    具有近端和远端的延伸杆，其中所述延伸杆包括具有不同直径的至少两部分；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；和
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所
    述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去，其中所述排放管腔的接近所述柄的第一部分比所述排放管腔的接近所述低温-施用器的第二部分具有更大的横截面积；
    其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却。
  59. 59.权利要求58的低温-导管，其中所述延伸杆包括接近所述柄的供给部分和接近所述低温-施用器的可偏转部分，其中所述供给部分的直径大于所述可偏转部分。
  60. 60.权利要求59的低温-导管，其中所述供给部分包括所述延伸杆长度的90％或更多。
  61. 61.权利要求59的低温-导管，其中所述可偏转部分包括2cm至10cm的长度。
  62. 62.权利要求61的低温-导管，其中所述可偏转部分配置用于可控地偏转。
  63. 63.用于热消融组织的低温-导管装置，所述低温-导管包括：
    具有近端和远端的延伸杆；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述膨胀室与所述近端之间的流体连接；
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用于从所述膨胀室除去蒸发的冷冻剂；和
    形成在所述供给管腔内的至少一个预冷却孔，其中所述预冷却孔邻近所述膨胀室；
    其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂并将所述冷冻剂通过
    所述供给管腔供至所述膨胀室和所述预冷却孔。
  64. 64.权利要求63的低温-导管，其中所述至少一个预冷却孔形成在所述柄中或者在所述延伸杆的邻近所述柄的部分中。
  65. 65.权利要求63的低温-导管，其中所述至少一个预冷却孔形成在所述延伸杆的不被插入患者中的部分中。
  66. 66.权利要求63的低温-导管，其中所述至少一个预冷却孔包括比所述节流孔更小的开口。
  67. 67.权利要求63的低温-导管，其还包括邻近冷却口的隔离层。
  68. 68.用于热消融组织的低温消融系统，所述低温消融系统包括：
    低温-导管，其包括-
    具有近端和远端的延伸杆；
    位于所述延伸杆的远端附近并配置用于施加低温的低温-施用器，所述低温-施用器包括至少一个节流孔和膨胀室；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆延伸，其中所述供给管腔提供所述低温-施用器与所述柄之间的流体连接；
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆延伸的排放管腔，其中所述排放管腔配置用以将蒸发的冷冻剂从所述低温-施用器除去；
    其中所述低温-导管配置用以从来源接收冷冻剂流体并将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温-施用器；
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使所述低温-施用器冷却；
    输送套管，所述输送套管配置用以包围所述低温-导管，从而所述输送套管的内表面与所述低温-导管的外表面之间存在间隙；和
    致冷流体供给，所述致冷流体供给配置用以将致冷流体供入所述低温-导管与所述输送套管之间的间隙。
  69. 69.权利要求68的低温消融系统，其中所述致冷流体是盐水。
  70. 70.权利要求68的低温消融系统，其中所述输送套管包括限流器或密封器以防止或减少致冷流体流入患者中。
  71. 71.权利要求68的低温消融系统，其还包括温度传感器，所述温度传感器配置用以向配置用以控制所述致冷流体流的控制器提供所述间隙的温度测量值。
  72. 72.权利要求68的低温消融系统，其中所述致冷流体在约室温下。
  73. 73.权利要求68的低温消融系统，其中所述致冷流体低于室温。
  74. 74.权利要求68的低温-导管，其还包括可操纵的导引导管。
  75. 75.用于通过低温消融邻近患者肾动脉的肾神经来肾神经调制的系统，所述系统包括：
    低温导管，其包括-
    沿着轴延伸的延伸杆，所述延伸杆具有近端和远端；
    位于所述延伸杆的远端远侧并配置血管内供入患者的肾动脉中的低温施用器，所述低温施用器包括节流孔和膨胀室；
    位于所述延伸杆的近端附近的柄；
    供给管腔，所述供给管腔基本上位于所述延伸杆内，并沿着所述延伸杆的轴延伸，所述供给管腔配置用以使所述低温-施用器与所述柄流体连接；和
    基本上位于所述延伸杆内并沿着所述延伸杆的轴延伸的排放管腔，所述排放管腔配置用以使所述柄与所述低温-施用器流体连接，
    其中所述低温导管配置用以从低温源接收冷冻剂流体并在低压下将所述冷冻剂流体通过所述供给管腔供至所述低温施用器，
    其中所述节流孔配置用以促进所述冷冻剂流体在所述膨胀室内吸热膨胀以使接近所述低温-施用器的肾动脉壁冷却；和
    包括低温源和控制器的低温控制台，所述控制器配置用以运行指令来
    命令所述低温控制台将所述冷冻剂流体供至所述低温导管。
  76. 76.权利要求75的系统，其中所述冷冻剂源包括含有致冷流体的筒。
  77. 77.权利要求75的系统，其中所述低温控制台包括配置用以与所述低温导管的柄相连的手持式结构。
  78. 78.权利要求77的系统，其中所述手持式结构是全部可丢弃的。
  79. 79.权利要求77的系统，其中所述手持式结构是部分可丢弃的。
  80. 80.权利要求77的系统，其中所述手持式结构包括含有低温流体的套筒。
  81. 81.权利要求80的系统，其中所述套筒是可丢弃的。
  82. 82.权利要求80的系统，其中所述套筒是可重复使用的。
  83. 83.权利要求75的系统，其中所述冷冻剂源包含液体一氧化二氮。
  84. 84.权利要求75的系统，其中所述控制器配置用以根据来自所述低温导管的反馈调节低温流体的供给。
  85. 85.权利要求75的系统，其中所述低温控制台还包括真空装置，所述真空装置配置用以在反压下从所述低温导管的低温施用器移除蒸发的低温流体以在低温流体沸腾温度保持-60℃或更低时优化经过所述低温施用器的低温流体的质量流量。
  86. 86.权利要求75的系统，其中所述控制器还配置用以供给液体低温流体并从所述低温导管的低温施用器抽出蒸发的低温流体，其中所述供给和抽出是在所述低温施用器在预定的接触时间中接触肾动脉管壁时足以保持所述低温施用器的阈值温度的供给压力、质量流量和反压下实施。
  87. 87.权利要求86的系统，其中所述低温施用器的阈值温度是-80℃或更低，所述预定的接触时间不大于120秒。
  88. 88.权利要求86的系统，其中所述低温施用器的温度是-80℃或更低，所述预定的接触时间不大于90秒。
  89. 89.权利要求86的系统，其中所述低温施用器的温度是-80℃或更低，所述预定的接触时间不大于60秒。
  90. 90.权利要求86的系统，其中所述低温施用器的温度是-60℃或更低但不小于-80℃，所述预定的接触时间不大于150秒。
  91. 91.一种通过低温调制所述患者的肾动脉附近的肾神经来治疗患者的方法，所述患者经诊断患有高血压、心力衰竭、慢性肾衰竭、晚期肾病、急性心肌梗塞、造影剂肾病、中枢交感活动过度、胰岛素抵抗、糖尿病、代谢综合征中的至少一种，低温调制所述方法包括：
    将实施例1的低温导管血管内定位于所述患者的肾动脉内；
    促进所述低温导管的低温施用器与所述患者的肾动脉内壁之间的接触；
    将低温流体供至所述低温施用器由此使所述低温流体在所述低温施用器内吸热蒸发；
    从所述低温施用器放出蒸发的低温流体；
    使所述低温施用器与所述管壁之间的接触保持第一预定的时间，所述第一预定的时间对应于低温流体主动供至所述低温施用器时；
    使所述低温施用器与所述管壁之间的接触保持第二预定的时间量，所述第二预定的时间段对应于低温流体不再主动供至所述低温施用器时；和
    在所述第二预定的时间段届满时从所述管壁移出所述低温施用器。
  92. 92.权利要求91的方法，其中所述从所述管壁移出所述低温施用器包括为了另一治疗将所述低温施用器重新定位至所述管壁的另一部分。
  93. 93.权利要求91的方法，其中所述从所述管壁移出所述低温施用器包括从所述患者移出所述低温导管。
  94. 94.一种预测低温消融治疗结果的方法，所述方法包括：
    将血管内低温施用器置于邻近肾神经的肾动脉中；
    监测指示交感肾神经活动的生理学参数；
    获得被监测的生理学参数的第一测量；
    将一肾神经冷却至足以使所述肾神经暂时丧失能力的温度；
    获得被监测的生理学参数的第二测量，其中所述第一测量在冷却之前获得，所述第二测量在冷却之后获得；和
    比较所述第一测量与所述第二测量以确定交感肾神经活动的变化。
  95. 95.权利要求94的方法，其还包括在将所述肾神经冷却至足以使所述肾神经暂时丧失能力的温度之前和之后实施已知促进由肾神经介导的生理学反应的激惹试验。
  96. 96.权利要求94的方法，其中所述激惹试验包括以下至少其一：
    所述肾神经的电刺激；和
    将化学试剂输注入肾动脉中。
  97. 97.权利要求94的方法，其中所述将肾神经冷却至足以使所述肾神经暂时丧失能力的温度包括将所述肾神经冷却至约-20℃和0℃之间。
  98. 98.权利要求94的方法，其中所述监测指示交感肾神经活动的生理学参数包括监测以下至少其一：
    肾素水平；和
    肾上腺素水平。
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