CN104825225B - 具有横向分支的导管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种设备，所述设备包括柔性插入管，所述柔性插入管具有远侧区段，所述远侧区段被配置成插入到身体器官中。多个弹性分支在不同的相应位置处连接到所述插入管的所述远侧区段，并且在所述相应位置处远离所述插入管横向延伸。存在设置在所述弹性分支中的每一个上的一个或多个相应电极，并且存在横贯所述弹性分支以便将所述电极耦接到所述插入管的导体。

Description

具有横向分支的导管
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2014年2月12日提交的美国临时专利申请61/938,883的权益，所述专利申请以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及一种具有多个电极的导管，且具体地讲涉及这样一种导管的设计和操作。
背景技术
具有电极的导管用于多个医学过程(诸如对心脏的区域进行探索或操作)中。在这些过程中，所述电极可例如用于注入已知电流(通常用于导管跟踪目的)，以测量心脏特定区域的电极电位，和/或消融所述区域。虽然具有少量电极或者甚至具有单个电极的导管可用于这些过程，但某些软件算法可以增加导管上具有大量电极的值。这样一种布置使得使用所述导管的医师能够选择可使用所述电极中的一个或多个电极中的哪一个，且还能够选择是否要同时使用所述电极。
发明内容
本发明的一个实施例提供一种设备，所述设备包括：
柔性插入管，所述柔性插入管具有远侧区段，所述远侧区段被配置成插入到身体器官中；
多个弹性分支，所述弹性分支在不同的相应位置处连接到所述插入管的所述远侧区段，且在所述相应位置处远离所述插入管横向延伸；
一个或多个相应电极，所述相应电极设置在所述弹性分支中的每一个上；和
导体，所述导体横贯所述弹性分支以便将所述电极耦接到所述插入管。
通常，所述弹性分支中的每一个均由弹性区域和非弹性区域组成。所述弹性区域可比所述非弹性区域更靠近所述柔性插入管。在对分支施加弯曲力时，所述非弹性区域通常对齐成平行于所述插入管。在移除所述弯曲力时，所述非弹性区域通常恢复成远离所述插入管横向延伸。
在本发明所公开的一个实施例中，一对所述弹性分支的所述不同相应位置位于所述柔性插入管的横截面圆上。
在本发明所公开的另一个实施例中，对于所述柔性插入管的横截面圆而言，所述弹性分支中的仅一个连接到所述圆。
在本发明所公开的另一个实施例中，所述弹性分支和所述远侧区段位于共同的平坦平面中。另选地，所述弹性分支和所述远侧区段位于多个平面中。
所述弹性分支可正交于所述远侧区段。另选地，所述弹性分支可从所述远侧区段非正交延伸。
在一个另选的实施例中，所述身体器官由心脏组成，并且所述一个或多个相应电极被配置成从所述心脏获取心电图(ECG)信号。另选地或除此之外，所述一个或多个相应电极被配置成消融所述心脏的组织。
处于松驰状态下的所述远侧区段可形成直线或可形成曲线。
根据本发明的一个实施例，还提供一种方法，所述方法包括：
提供柔性插入管，所述柔性插入管具有远侧区段，所述远侧区段被配置成插入到身体器官中；
在不同的相应位置处将多个弹性分支连接到所述插入管的所述远侧区段，使得所述分支在所述相应位置处远离所述插入管横向延伸；
将一个或多个相应电极设置在所述弹性分支中的每一个上；以及
布置导体以横贯所述弹性分支以便将所述电极耦接到所述插入管。
结合附图，通过以下对本公开的实施例的详细说明，将更全面地理解本公开，其中：
附图说明
图1A和图1B示意性地示出了根据本发明的一个实施例处于两种状态下的导管远侧部分；
图2A和图2B示意性地示出了根据本发明的一个另选的实施例的处于两种状态下的导管远侧部分；
图3示意性地示出了根据本发明的一个实施例的柔性插入管的远侧部分；
图4示意性地示出了根据本发明的一个另选的实施例的柔性插入管的远侧部分；和
图5是根据本发明的一个实施例的医学过程系统的示意图。
具体实施方式
综述
用于执行医学过程的导管通常具有尽可能小的直径以便减少对经历手术的患者造成的创伤。然而，导管的小直径限制可附接到导管的轴的结构数量。此外，导管可使用细长的护套推进穿过患者的身体，且护套可限制可缩回到护套中的结构。因此，在使用大量电极的导管(诸如用于获取大量同步心电图(ECG)信号的导管)的情况下，现有技术导管可能相对较大以便容置所述大量电极。
本发明各实施例通过对导管提供相对较小直径的柔性插入管来解决这些问题，所述插入管可被认为充当导管的脊。连接到所述管的远侧区段的是多个弹性分支，所述弹性分支远离所述管横向延伸。一个或多个电极设置在所述分支上，且导体横贯所述分支和所述插入管，以便将所述电极耦接到所述管的近侧端部。
通过将导管分支配置成弹性的，所述导管分支能够朝导管脊向内弯曲。因此，在操作中，导管可通过相对较小直径的护套插入到诸如心脏的器官中并从所述器官移除，所述护套预先定位于所述器官中。当在所述护套中时，所述分支朝所述脊向内弯曲。一旦在所述器官内部，则所述分支可伸直且所述分支的电极可用于向/从所述器官传送电信号。
具体实施方式
图1A和图1B示意性地示出了根据本发明的一个实施例处于两种状态下的柔性插入管11的远侧部分10。图1A示出了远侧部分处于展开、松驰或伸直状态下；图1B示出了远侧部分处于折叠或弯曲状态下。管11可被用作导管，且在本文中也被称作导管11。远侧部分10包括远侧区段12，所述区段通常为大体圆柱形的并充当柔性插入管的主脊，使得其在本文中也被称作主脊12。在管11的松驰状态下，所述脊形成直线。多个大体类似的弹性分支元件14(也通常为大体圆柱形的且在本文中也被称作弹性分支14)连接到远侧区段。分支元件与主脊的连接被配置成使得在任何指定接合点处这两个实体(元件和脊)均横向于彼此，使得分支元件从远侧区段突出。
如图所示，在远侧部分10中，元件14配对在一起，使得任何指定的对元件14与脊12之间的接合点的位置均位于所述脊的横截面圆23上。(为清楚和简明起见，图中只示出了一个这样的横截面圆。)在一些实施例中，分支元件正交于脊12，使得，例如，如果接合点在横截面圆的直径上，则元件14彼此对向180°的角度。另选地，正交分支元件的接合点可位于横截面圆上，但所述元件可彼此对向除180°以外的角度，例如，在45°至179°的范围内的角度。在其它实施例中，所述分支元件中的至少一些不正交于所述脊，而是与所述脊对向大于或小于90°的角度。
每个分支元件14均包括一个或多个(通常为许多个)电极16，所述电极可在所述元件周围形成为环。另选地或除此之外，电极16中的至少一些可在所述分支元件上形成为平坦的结构。脊12、元件14和电极16的材料被选择为生物相容性的。所述电极在导管11的近侧端部处通过所述元件中和所述脊中的相应导体13连接到操作控制台，所述操作控制台能够从所述电极接收电信号，和/或向所述电极传输电信号。为简明起见，图1A和图1B只示出了两个导体13。一种合适的操作控制台提供在由Diamond Bar，CA.的Biosense Webster公司生产的系统中。所述控制台通常被配置成针对远侧部分提供其它功能，诸如跟踪远侧部分。所述控制台未示出在图1A和图1B中，但示出在图3中，并且下面参考图3来描述控制台功能。
脊12的典型尺寸约为1m的长度和1.5mm到2mm的直径(图中只示出了所述脊的远侧部分)，并且在一些实施例中，还在脊12周围形成环形电极22。环形电极22通过相应导体17(图中只示出其中的一个)连接到所述操作控制台。元件14的典型尺寸约为1.5cm到2cm的长度和1mm的直径。然而，脊12和元件14的长度和直径可大于或小于这些值。
远侧部分10被配置成插入到患者的器官(诸如心脏)中，使得远侧部分的所有部分均由生物相容性材料形成。为了在插入期间跟踪远侧部分的位置和取向，远侧部分通常包括一个或多个位置传感器18。在一些实施例中，传感器18可通过响应于与所述传感器相互作用的外部磁场而生成信号来操作。此类传感器提供在上文所提及的系统中。
如上所述，在元件14与脊12之间的接合点处，所述元件和所述脊横向于彼此。此外，靠近所述接合点，每个元件14均包括区域20，所述区域使得所述元件能够从其圆柱形状态弹性弯曲。区域20被配置成比元件14的其余部分更具柔性和弹性，所述其余部分为相对非弹性的且包括非弹性区域21。因此，在诸如下文相对于图1B的说明所例示的力的力下，元件14在区域20处弹性弯曲而不是在所述元件的另一个区段处弹性弯曲。在释放所述弯曲力时，区域20的弹性性能使所述元件恢复到其圆柱形形状。
为了将远侧部分10插入到上文所提及的患者的器官中，通常首先将护套24(图1B)插入到所述器官中。护套24通常根据脊12和元件14的尺寸具有最大至约4mm的内径，使得所述护套的直径可小于4mm。然后，将远侧部分10插入到所述护套中，并且所述护套的直径通过对元件14施加力来限制所述元件弯曲。区域20的柔性和弹性特征限制所述元件在所述区域处弯曲，使得当元件14处于其弯曲状态下时，远侧部分10可横贯护套24。如果护套24已插入到患者中使得护套远侧端部26终止于患者的器官处，则远侧部分10横贯所述护套直到其退出所述护套，且进入所述器官为止。在退出所述护套时，元件14通过在弹性区域20处伸直来恢复其圆柱形式。
图1B示出了导管远侧部分10从患者的器官沿箭头28的方向撤回的情况。在这种情况下，导管远侧部分10已通过护套远侧端部26撤回到护套24中。撤回对元件14施加力，从而使所述元件在区域20处弹性弯曲。与其中导管远侧部分插入到患者的器官中的情况相比，图1B示出了其中导管远侧部分从所述器官撤回，使得弯曲元件14通常“面向”护套远侧端部26的情况。如图所示，在所述护套内，非弹性区域21平行于脊12。在导管远侧部分10进入到患者的器官中的情况下，元件14通常“背向”护套远侧端部26。
图2A和图2B示意性地示出了根据本发明的一个另选的实施例的处于两种状态下的柔性插入管31的远侧部分30。图2A示出了远侧部分30处于伸直状态下；图2B示出了所述远侧部分处于弯曲状态下。管31可被用作导管，且在本文中也被称作导管31。除了以下所述的差别外，远侧部分30的操作大体类似于远侧部分10(图1A和图1B)的操作，且在远侧部分10和30两者中由相同参考标号表示的元件在构造和操作方面大体类似。与其中元件14被成对布置(每对元件均在脊12的共同直径处接合所述脊)的远侧部分10相比，远侧部分30中的元件14沿着脊12被布置成交错构型。换句话讲，每个元件14均在脊12的独特直径处接合所述脊。与远侧部分10的局部接合点相比，远侧部分30中的元件14的交错布置可降低在接合点处形成血凝块的可能性。
在一些实施例中，元件14具有大致相同尺寸和数量的电极，并且在远侧部分10和30的伸直状态下，所述元件处于在脊12为直线时由所述脊限定的共同的平坦平面中。然而，本发明的其它实施例可具有在尺寸上彼此不同的元件14，和/或可在每个元件14中具有不同数量的电极16，和/或可位于由脊12限定的多于一个平面中。
图3示意性地示出了根据本发明的一个实施例的当其已退出护套远侧端部26时的柔性插入管41的远侧部分40。为简明起见，图3未示出护套26。管41可被用作导管，且在本文中也被称作导管41。除了以下所述的差别外，远侧部分40的操作大体类似于远侧部分10(图1A和图1B)的操作，且在远侧部分10和40两者中由相同参考标号表示的元件在构造和操作方面大体类似。
与远侧部分10相比，远侧部分40的脊12在其松驰状态下(即，当其在护套26外部时)呈圆形区段或其它平面弯曲结构的形式，使得导管41可呈可用于上文所提及的系统中的套索导管的形式。以举例的方式，脊12和分支14假定位于共同的平面(纸张的平面)中。
图4示意性地示出了根据本发明的一个另选的实施例的当其已退出护套远侧端部26时的柔性插入管51的远侧部分50。为简明起见，图4未示出护套26。管51可被用作导管，且在本文中也被称作导管51。除了以下所述的差别外，远侧部分50的操作大体类似于远侧部分40(图3)的操作，并且在远侧部分40和50两者中由相同参考标号表示的元件在构造和操作方面大体类似。
至于远侧部分40，远侧部分50的脊12在其松驰状态下形成平面弯曲图。然而，与远侧部分40相比，远侧部分50的分支14和脊12不位于共同平面中，而是位于不同的平面中。在一个实施例中，分支14中的至少一些正交于处于其松驰状态下的脊12的平面。
存在脊12的多个可能的结构。例如，脊12(且通常为远侧部分10或30)的形状可被配置成可通过将一个或多个线材并入到所述脊中而改变，所述线材终止于导管的近侧端部处的形状控制件中。这样一种可变形的导管可用于上文所提及的系统中。脊12的其它可能的结构对于所属领域的普通技术人员而言将是显而易见的，且所有此类结构均假定被包括在本发明的范围内。
现在参见图5，图5是根据本发明的一个实施例使用导管11或导管31的医学过程系统60的示意图。为清楚起见，图3已被绘制为假定导管11用于对患者66的心脏64的诊断医学过程中。所属领域的普通技术人员将能够针对导管31用于诊断以外的医学过程中的情况以必要的变更调整下述说明。
下述说明假定导管11的电极16和/或电极22感测来自心脏64的心内ECG(心电图)信号。另选地或除此之外，所述电极中的至少一些可被配置成消融心脏的组织。信号感测和/或消融在远侧部分10由医疗专业人员70插入到心脏中之后执行。
系统60可由系统处理器74控制，所述系统处理器包括处理单元76，所述处理单元与ECG模块78和消融模块80通信。所述模块使得所述处理单元能够提供上文所述的ECG功能性和消融功能性以及其它功能性，诸如结果分析和整理。处理器74可安装在控制台84中，所述控制台包括操作控制件，所述控制件通常包括定点装置，诸如鼠标或轨迹球。专业人员74使用所述定点装置来与所述处理器互动，此互动特别是可用于在屏幕86上向所述专业人员呈现由系统60所产生的结果。
处理器74使用存储在所述处理器的存储器中的软件来操作系统60。例如，所述软件可通过网络以电子形式下载到处理器74，或者另选地或除此之外，所述软件可被提供和/或存储在非临时性有形介质(诸如磁存储器、光学存储器、或电子存储器)上。
处理器74通常包括其它模块，诸如可耦接到位置传感器18的探头跟踪模块和测量远侧部分10上的力的力模块。为简明起见，图1未示出此类模块。上文所提及的系统使用此类模块。
应当理解，上述实施例仅以举例的方式进行引用，并且本发明并不限于上面具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述各种特征的组合和子组合以及其变型和修改，本领域技术人员在阅读上述说明时将会想到所述变型和修改，并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。

Claims (14)

1.一种医疗设备，包括：
柔性插入管，所述柔性插入管具有远侧区段，所述远侧区段被配置成插入到身体器官中；
多个弹性分支，所述多个弹性分支在不同的相应位置处连接到所述插入管的所述远侧区段，并且在所述相应位置处远离所述插入管横向延伸；
一个或多个相应电极，所述一个或多个相应电极设置在所述弹性分支中的每一个上；和
导体，所述导体横贯所述弹性分支以便将所述电极耦接到所述插入管，
其中所述弹性分支中的每一个包括弹性区域和非弹性区域。
2.根据权利要求1所述的医疗设备，其中所述弹性区域比所述非弹性区域更靠近所述柔性插入管。
3.根据权利要求1所述的医疗设备，其中在对所述每个分支施加弯曲力时，所述非弹性区域对齐成平行于所述插入管。
4.根据权利要求3所述的医疗设备，其中在移除所述弯曲力时，所述非弹性区域恢复成远离所述插入管横向延伸。
5.根据权利要求1所述的医疗设备，其中一对所述弹性分支的所述不同相应位置位于所述柔性插入管的横截面圆上。
6.根据权利要求1所述的医疗设备，其中对于所述柔性插入管的横截面圆而言，所述弹性分支中的仅一个连接到所述圆。
7.根据权利要求1所述的医疗设备，其中所述弹性分支和所述远侧区段位于共同平坦平面中。
8.根据权利要求1所述的医疗设备，其中所述弹性分支和所述远侧区段位于多个平面中。
9.根据权利要求1所述的医疗设备，其中所述弹性分支正交于所述远侧区段。
10.根据权利要求1所述的医疗设备，其中所述弹性分支从所述远侧区段非正交延伸。
11.根据权利要求1所述的医疗设备，其中所述身体器官包括心脏，并且其中所述一个或多个相应电极被配置成从所述心脏获取心电图（ECG）信号。
12.根据权利要求1所述的医疗设备，其中所述身体器官包括心脏，并且其中所述一个或多个相应电极被配置成消融所述心脏的组织。
13.根据权利要求1所述的医疗设备，其中处于松驰状态下的所述远侧区段形成直线。
14.根据权利要求1所述的医疗设备，其中处于松驰状态下的所述远侧区段形成曲线。
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