CN105578981B - 具有增强诊断能力的消融导管设计以及方法 - Google Patents
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Abstract
电极组件包括在导管上布置的分段电极。分段电极可在导管尖端处或更近侧处构造。尖端电极可由覆盖有导电材料的电绝缘基板构造。导电材料可沉积在电绝缘基板上以形成单个尖端电极或多个分段电极。在一些实施例中，尖端电极可包括用于冲洗的冲洗流孔。公开了制造尖端电极的方法，所述尖端电极包括沉积在电绝缘基板上的导电材料的薄层。分段环电极可由分段环电极构造，所述分段环电极可绕着导管的圆周均等间隔开。分段环电极可形成分段电极子组件，分段电极子组件然后可结合到导管轴。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月28日提交的美国临时申请号61/896,304的权益，其通过引用整体并入在此，如同在本文完全阐述。
技术领域
本公开一般涉及消融导管电极组件。具体地，本公开涉及包括分段电极的消融导管电极组件。本公开进一步涉及制造包括分段电极的消融导管电极组件的方法。
背景技术
电生理学导管在多种诊断和/或治疗的医疗程序中用于诊断和/或校正状况，诸如房性心律失常，包括例如异位房性心动过速、心房纤维性颤动以及心房扑动。心律失常可以产生多种状况，包括不规则的心率、同步房室收缩丧失以及在心脏腔室中的血流淤滞，其可导致多种症状和无症状的疾病以及甚至死亡。
一种其中使用电生理学导管的医疗程序包括通过患者的脉管部署到患者的心脏或腔室或其静脉的第一诊断导管。承载一个或多个电极的电生理学导管可用于心脏标测或诊断、消融和/或其它治疗递送模式，或两者。一旦处于期望的位置，治疗可以包括例如射频(RF)消融、冷冻消融、激光消融、化学消融、基于高强度聚焦超声消融，或微波消融。电生理学导管将消融能量传递到心脏组织，以在心脏组织中产生一个或多个损伤，并且常常是连续和透壁的损伤。这种损伤破坏了不良心脏活化途径，并且从而限制、围堵或防止可以形成或维持心律失常的错误传导信号。
监测和/或控制消融电极组件的温度可以是可取的。在RF消融期间使用消融电极组件提供冲洗流体也是期望的。射频消融导管可以配置成在RF消融期间经由诸如热电偶或热敏电阻的热传感器提供温度反馈。通常，由单个热传感器提供的温度读数不能准确地表示电极/组织界面的温度。一个原因是因为与目标组织直接接触的电极的一部分可具有比正在由血流冷却的电极的其余部分更高的温度。RF消融导管的取向可以影响热传感器的位置，并且因此可影响由热传感器提供的温度读数。如果热传感器与目标组织接触，则热传感器可提供与目标组织温度大体对应的一定温度读数。如果由于血流的冷却效果，热传感器不与目标组织接触，则热传感器可能从不接近目标组织的实际温度。在努力克服导管的取向可对温度感测的效果中，可使用位于电极上不同位置处的多个热传感器。例如但不限于，最高的测量温度可用于表示电极/组织界面温度。
在消融期间评估损伤形成的能力是希望的功能。这在今天的实践中通过在RF消融之前、期间和以后监测来自电极的电图(EGM)来实现。在消融尖端处或附近的紧密间隔开的电极可以潜在地提供可用于评估消融治疗有效性的高度局部的信息。附加感测电极也可以用于表征局部基板的电生理学。这可以帮助诊断心律失常并确定消融的部位。
发明内容
在至少一个实施例中，本公开涉及导管的尖端电极，其包括：电绝缘基板，该电绝缘基板包括接纳腔、多个冲洗流孔、尖端部分，以及近端部分。导电材料的薄层可沉积在尖端部分的外表面上。电绝缘基板的内表面可限定接纳腔，并且冲洗流孔可穿过电绝缘基板径向延伸，并且邻近于电绝缘基板的外表面终止。接纳腔可流体耦合到多个冲洗流孔，并且接纳腔配置成流体耦合到导管主体。冲洗流孔到接纳腔与接纳腔到导管主体的流体耦合可允许冲洗剂从导管的邻近端供应，并且环绕尖端电极的外表面分布。在一个实施例中，热传感器通道可位于热绝缘基板的外表面上。在其它实施例中，贯通通道可从电绝缘基板的内表面延伸到外表面。热传感器可设定在贯通通道内并且热耦合到导电材料的薄层。尖端电极可进一步包括流体腔对准部件，该流体腔对准部件耦合到电绝缘基板的内表面并且配置用于与冲洗套管耦合，以及还包括导电体终端凹槽，其位于尖端电极的远端处并且配置用于耦合到导线。在一个实施例中，尖端电极可进一步包括绝缘套管，该绝缘套管配置成沿周向环绕且电绝缘尖端电极的近端部分。在其它实施例中，尖端电极可进一步包括偏转拉环，该偏转拉环包括配置成与绝缘套管的浮凸开口配合的至少一个夹锁。
在本公开的实施例中，分段尖端电极可包括：电绝缘基板，其包括接纳腔、多个冲洗流孔、尖端部分，以及近端部分。包括导电材料薄层的多个均等间隔开的纵向延伸的分段电极可沉积在尖端部分的外表面上。电绝缘基板的内表面可限定接纳腔，并且冲洗流孔可穿过电绝缘基板径向延伸并且邻近于电绝缘基板的外表面终止。接纳腔可流体耦合到多个冲洗流孔，并且接纳腔配置成流体耦合到导管主体。冲洗流孔到接纳腔与接纳腔到导管主体的流体耦合可允许冲洗剂从导管的邻近端供应，并且环绕尖端电极的外表面分布。在一个实施例中，热传感器通道可位于电绝缘基板的外表面上。在其它实施例中，贯通通道可从电绝缘基板的内表面延伸到外表面。热传感器可设定在贯通通道内并且热耦合到导电材料的薄层。尖端电极可进一步包括流体腔对准部件，该流体腔对准部件耦合到电绝缘基板的内表面并且配置用于与冲洗套管耦合，以及还包括导电体终端凹槽，其位于尖端电极的远端处并且配置用于耦合到导线。在一个实施例中，尖端电极可进一步包括绝缘套管，该绝缘套管配置成沿周向环绕且电绝缘尖端电极的近端部分。在其它实施例中，尖端电极可进一步包括偏转拉环，该偏转拉环包括配置成与绝缘套管的浮凸开口配合的至少一个夹锁。多个均等间隔开的纵向延伸的分段电极可包括四个均等间隔开的纵向延伸的分段电极。在一个实施例中，多个冲洗流孔在多个均等间隔开的纵向延伸的分段电极之间形成。
在本公开的一个实施例中，提供了分段环电极。该分段环电极包括：内电极支撑件、沉积导电材料层、外支撑分段、聚合物面层、多个电极分段，以及多个导线。外支撑分段可包括多个凹口。导电材料可沉积在内电极支撑件的外表面上以形成多个接纳器。该多个电极分段可每一个电耦合到单独的接纳器，并且外支撑分段可配置成沿周向环绕内电极支撑件。外支撑分段的多个凹口可配置成覆盖多个电极分段的每一个电极分段上的电极脊部。多个导线每一个可配置成电耦合到单独的接纳器。
附图说明
图1是分段电极导管的远端部分的一个实施例的局部示意图。
图2是具有导电材料的薄外层的尖端电极的实施例的等距视图。
图3描绘了未覆盖尖端电极的实施例的等距视图。
图4是包括热传感器的未覆盖尖端电极的实施例的等距视图。
图5是具有多个热传感器的未覆盖尖端电极的另一个实施例的等距视图。
图6是示出在电绝缘基板上贯通通道的未覆盖尖端电极的实施例的横截面视图。
图7描绘了包括在外表面上热传感器通道内设定的多个热传感器的电极的实施例的横截面视图。
图8描绘了示出热传感器的尖端的尖端电极的一部分的特写横截面视图。
图9描绘了示出根据本公开的实施例的热传感器的尖端的尖端电极的一部分的另一个特写横截面视图。
图10是分段尖端和分段环电极导管的一个实施例的远端部分的示意图。
图11是分段尖端电极导管的实施例的等距局部横截面视图。
图12描绘了根据本公开实施例的分段尖端消融电极组件的示意图。
图13描绘了分段尖端消融电极组件的横截面视图。
图14描绘了消融电极的实施例的横截面视图。
图15是根据本公开的实施例的分段电极的示意图。
图16是图15的分段电极的局部等距视图。
图17描绘了根据本公开的实施例的分段尖端组件的一部分的局部等距视图。
图18是根据本公开的实施例的尖端电极的近端部分的横截面视图。
图19描绘了尖端电极的近端部分的横截面视图。
图20描绘了根据本公开的实施例的导管主体的等距部分透明视图。
图21-23描绘了在尖端电极的制造过程中的几个阶段。
图24是分段电极子组件的等距视图。
图25描绘了分段电极子组件的一部分的局部横截面视图。
图26描绘了分段电极子组件的实施例的多种部件的等距视图。
图27描绘了分段电极子组件的部件的等距视图。
图28描绘了制造根据本公开的实施例的分段电极子组件的一种方法的等距视图。
图29A至图29D描绘了分段电极子组件的部件的等距视图。
图30描绘了分段电极的实施例的等距横截面视图。
图31描绘了图30的分段电极的等距视图。
图32描绘了柔性导管支撑件的实施例的等距视图。
图33描绘了导管面层的实施例的等距视图。
图34描绘了尖端电极的实施例的等距视图。
图35描绘了圆形导管的等距视图。
具体实施方式
对于多种设备、系统和/或方法，本文描述了多种实施例。许多具体细节被阐述以提供如在说明书中描述并在附图中所示实施例的整体结构、功能、制造和使用的透彻理解。然而本领域的技术人员将理解的是，实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它实例中，众所周知的操作、部件和元件未进行详细描述以免混淆在说明书中描述的实施例。本领域的普通技术人员将理解，本文中所描述和所示实施例是非限制性示例，并且因此可以理解的是，本文公开的具体结构和功能细节可以是代表性的，而不一定限制实施例的范围，本发明的范围仅由所附权利要求限定。
在整个说明书中对“多种实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”或“实施例”等的提及，是指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在整个说明书中某些地方的短语“在多种实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”、“在实施例中”等的出现不一定全部指的是同一实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。因此，结合一个实施例所示出或描述的特定特征、结构或特性可以全部或部分地与一个或多个其它实施例的特征结构或特性组合而没有限制，只要这种组合不是不合逻辑的或者不起作用。
将理解的是，参照操纵用于治疗患者的器械一端的临床医生，术语“近端”和“远端”可以在整个说明书中使用。术语“近端”指的是最靠近临床医生的器械部分，而术语“远端”指的是位于最远离临床医生的部分。将进一步理解的是，为了简洁和清楚起见，空间术语诸如“竖直”、“水平”、“向上”和“向下”可相对于图示的实施例在本文中使用。然而，外科器械可以在许多取向和位置中使用，并且这些术语不旨在是限制性和绝对的。
在图1中大致示出导管组件1的实施例。导管组件1可包括环电极4、多个分段环电极5、6，以及尖端电极3。导管组件1可包括用于内部身体组织(例如目标组织区域)的检查、诊断和/或治疗的冲洗或非冲洗导管系统的一部分。在示例性实施例中，导管组件1可包括消融导管(例如射频(RF)、冷冻治疗、超声等)。本公开涉及RF消融电极和电极组件，但可以预期的是，本公开同样可应用于任何数量的其它消融电极和电极组件。
导管组件1可包括耦合到导管轴2的环电极4、耦合到导管轴2的至少一个分段环电极，以及耦合到导管轴2的远端的尖端电极3。在当前实施例中，环电极4被设置成邻近于存在于该轴上的其它电极。然而，在其它实施例中，环电极4可以设置在该轴上的更远端，或者可以是存在于导管轴2上的几个环电极中的第一环电极4。至少一个分段环电极可包括耦合到导管轴2的单个分段电极5。在示例性实施例中，第一分段环电极5、第二分段环电极6以及第三分段环电极(未示出)等距离布置在环绕导管轴2的纵向轴线A的圆周上。在其它实施例中，至少一个分段电极可耦合到在多种构造中的导管轴2，以适应由导管组件1的用户所希望的具体用途。尖端电极3可以包括多个冲洗流孔7。
尖端电极3可包括覆盖或沉积到电绝缘基板上的导电材料的薄层。电绝缘基板可以由多种硬度的陶瓷材料或聚合物制成。电绝缘基板可以是注射成型部件。根据导管的所需使用，可以在多种配置中形成电绝缘基板。这些配置可包括冲洗腔、冲洗流孔、传感器通道，和/或导电通道，以及用于机械附接、对准或稳定化的结构。导电材料可以通过多种技术选择性地结合、沉积或涂覆到电绝缘基板上，包括低温打印制造(具有或不具有烧结)、电镀、化学镀、溅射沉积、加热、机械变形、阴极电弧沉积、蒸发沉积和脉冲激光沉积或它们的组合。
沉积到电绝缘基板上的导电材料薄层可提高在电极与组织界面之间的温度相关性，因为它配置为代替固体物质的热和导电材料的薄层。该薄层还可以减轻横跨尖端电极3的温度梯度。导电材料的薄层可电连接到消融系统以允许消融能量等的递送。导电材料的薄层可以以本领域中任何方式电连接到消融系统。例如，可以提供电源线。电源线可贯穿导管轴2内的腔。
环电极4和至少一个分段环电极5、6可以例如与可视化、导航和标测系统一起使用。环电极4和分段环电极中的至少一个分段环电极可以配置成提供指示导管轴2的至少一部分的位置和取向的信号。环电极4和至少一个分段环电极所可以使用的可视化、导航和/或标测系统可包括基于电场的系统，诸如例如具有型号名称ENSITE NAVX(又名EnSiteClass以及EnSite系统的较新版本，表示为ENSITE VELOCITY)并且可从圣犹达医疗公司(St.Jude Medical,Inc.)商购，并且如参考题为“用于在心脏中导管导航和定位以及标测的方法和设备”的美国专利号7,263,397大致示出，其全部公开通过引用并入本文。根据基于电场的系统，电极可配置成响应于在患者身体内发射的电场。电极可用于感测在特定位置处的阻抗，并发送代表信号到外部计算机或处理器。
然而在其它示例性实施例中，可视化、导航和/或标测系统可以包括其它类型的系统，诸如例如但不限于：基于磁场的系统，诸如可从Biosense Webster得到的CARTO系统(现在以具有阻抗和磁力驱动电极的混合形式)，并参考题为“胞内测量”的美国专利号6,498,944、题为“医疗诊断、治疗和成像系统”的美国专利号6,788,967，以及题为“用于确定侵入式医疗器械的定位和取向的系统和方法”的美国专利号6,690,963中的一个或多个而大致示出，其全部公开通过引用并入本文；或gMPS系统，其来自以色列海法的MediGuide有限公司(现在由圣犹达医疗公司拥有)，并如参考题为“医疗定位系统”的美国专利号6,233,476、题为“用于确定导管的位置和取向的系统”的美国专利号7,197,354，以及题为“医学成像和导航系统”的美国专利号7,386,339中的一个或多个而大致示出，其全部公开通过引用并入本文。根据基于磁场的系统，导管轴可包括可配置成响应于通过患者身体发送的磁场的金属线圈。磁性线圈可用于感测在特定位置处的场强，并且发送代表信号到外部计算机或处理器。如上所述，可以使用组合的基于电场和基于磁场的系统，诸如CARTO 3系统也可从Biosense Webster得到，并如参考题为“混合的基于磁性和基于阻抗的位置感测”的美国专利号7,536,218而大致示出，其全部公开通过引用并入本文。根据组合的基于电场和基于磁场的系统，导管轴可以包括一个或多个基于阻抗的电极和一个或多个磁性线圈。通常可用的荧光、计算机断层扫描(CT)以及基于磁共振成像(MRI)的系统也可使用。
导管组件1可以进一步包括用于接纳其它部件的附加腔室。导管组件1还可以进一步包括电缆连接器或接口(未示出)以及手柄(未示出)。电缆连接器或接口可以提供用于从手柄延伸的电缆的机械、流体和电气连接。电缆连接器或接口在本领域中可以是常规的，并且可以布置在手柄的近端处。手柄可以为临床医生握住导管组件1提供位置，并且可进一步提供用于转向或引导在体内的导管轴2的装置，如本领域中已知的。导管手柄在本领域中是一般常规的，并且将理解的是，手柄的构造可以变化。在实施例中，为了将体内导管轴2转向的目的，手柄可以由可控机器人致动器取代。
图2示出尖端电极203的实施例，该尖端电极203包括多个冲洗流孔207、接纳腔208、第一热电偶222、第二热电偶223、第三热电偶224以及第四热电偶225。在本实施例中，热电偶布置在尖端电极203的外表面下方并环绕其外表面的圆周等距间隔开。接纳腔208可以配置成接纳冲洗腔(未示出)或以其它方式耦合到流体递送装置，该流体递送装置可以通过冲洗流孔207供应冲洗。冲洗腔可连接到流体源，该流体源通过泵提供诸如盐水或药物的生物兼容流体，该泵可以包括例如固定速率的滚子泵或具有从用于冲洗的流体源供应的重力供料的可变容积的注射器泵。流体源和/或泵在本领域中是常规的。流体源和/或泵可包括在实施例中以名称Cool PointTM从圣犹达医疗公司得到的商购单元。
尖端电极203可以包括电绝缘基板(如在图3中所示)，该电绝缘基板具有沉积在电绝缘基板上方的导电材料216的薄层。导电材料216可以以多种方式结合到或沉积在尖端电极203的电绝缘基板上。导电材料可以通过多种技术选择性地结合到、沉积或涂覆到电绝缘基板上，包括低温打印制造(具有或不具有烧结)、电镀、化学镀、溅射沉积、加热、机械变形、阴极电弧沉积、蒸发沉积以及脉冲激光沉积。还可以设想的是，在电绝缘基板上沉积导电材料216可使用上述方法的组合。
尖端电极203可以连接到导管轴和/或与导管轴耦合。尖端电极203的长度和/或直径可以取决于导管的设计而变化。在一个实施例中，尖端电极203的长度可以是大约4毫米。
在一些实施例中，电绝缘基板可包括绝热材料。在这种实施例中，电绝缘基板可为冲洗流体提供绝缘内部流动路径。电绝缘基板可以热隔离位于尖端电极203内的多个温度传感器。通过热隔离温度传感器，尖端电极203可以具有在损伤形成期间测量尖端组织界面处温度的改进的能力。
图3示出尖端电极303的部分组装的、未覆盖实施例。尖端电极303的未覆盖实施例包括已经通过前述方法之一所形成的电绝缘基板309。所示实施例可包括至少一个热传感器通道310、多个冲洗流孔207，以及接纳腔308。在优选实施例中，未覆盖尖端电极303包括环绕尖端电极303的外圆周均等分布的四个独立的热传感器通道。热电偶可以位于热传感器通道内。单独的热传感器通道可以进一步位于使得它们被布置在冲洗流孔207之间。
在本公开的一个实施例中，电绝缘基板309可以包括具有减小热导率的绝热体。在本实施例中，电绝缘基板309具有较低的热导率，并且优选比可施加到基板的导电包层基本上更低。根据本公开的实施例，电绝缘基板309可以包括具有低热导率的聚合物。具有低热导率的聚合物可以显著减少从尖端到包括尖端的其它结构部件的热传导。具有可与本公开结合使用的低热导率的聚合物的一个示例是聚醚醚酮(PEEK)。具有与本公开结合使用的低热导率的非导热的附加示例或材料包括但不限于高密度聚乙烯(HDPE)、聚酰亚胺热塑性树脂，诸如由General Electric塑料公司(现称为SABIC创新塑料公司)提供的聚芳醚酮、聚氨基甲酸酯、聚丙烯、定向聚丙烯、聚乙烯、结晶聚对苯二甲酸乙酯、聚对苯二甲酸乙酯、聚酯、聚醚酰亚胺、乙酰基、陶瓷，和/或它们的多种组合。电绝缘基板309也可包括其它塑料材料，诸如聚硅氧烷或聚醚嵌段酰胺，诸如以商标出售并且在本公开的其它实施例中通常可以从法国阿科玛(Arkema France)得到的那些。
尖端电极303具有远端314和近端313。在本公开的一个实施例中，尖端电极303通常可以是圆柱形，而尖端电极303的远端314可以是部分球形或大致半球状。尖端电极303的近端313可以配置用于尖端电极303耦合和/或连接至导管轴。尖端电极303的近端313也可以配置成通过接纳腔308接纳冲洗管。尖端电极303的电绝缘基板309可以包括用于接纳任意数量部件(例如导线等)的多个腔，这可通过电绝缘基板309来引导。
图4示出尖端电极403的未覆盖实施例，其中热电偶422已放置在热传感器通道410内。未覆盖尖端电极403还包括多个冲洗流孔407和接纳腔408。尖端电极403的外表面412包括热传感器通道410。在一个实施例中，尖端电极403的外表面412可包括多个热传感器通道410，其中热传感器通道410中的每一个配置成接纳热电偶或其它温度传感器。所示实施例示出了在热传感器通道410中的热电偶422。根据本公开的一个实施例，尖端电极403可以包括四个热传感器通道，并且还可以包括四个热传感器。热传感器可以环绕电绝缘基板409的周缘或圆周均等间隔开。虽然详细提及均等间隔开的四个热传感器，但在其它实施例中电绝缘基板409可以包括更多或更少的热传感器，并且在其它实施例中热传感器的位置可以变化。热传感器可以配置用于温度测量和提供给尖端电极403的RF能量的控制和/或调节。在一些实施例中，热传感器包括热电偶和/或热敏电阻。热传感器还可以包括其它装置，诸如例如但不限于用于确定流动流体的压力、温度和流动相关参数的装置。
图5示出尖端电极503的未覆盖实施例，其中第一热电偶522已放置在第一热传感器通道510中，并且第二热电偶523已放置在第二热传感器通道517中。第三热电偶524和第四热电偶525也示出，并且环绕接纳腔508的圆周间隔开大致90度来布置。
图6示出尖端电极603的未覆盖实施例的横截面视图。尖端电极603可以由电绝缘基板609形成，该电绝缘基板609包括接纳腔608、多个冲洗流孔607，以及第一热电偶622。多个冲洗流孔607耦合到作为流动路径一部分的接纳腔608。尖端电极603包括内表面611和外表面612。尖端电极603的内表面611限定了接纳腔608。接纳腔608包括从尖端电极603的内表面611延伸到外表面612的冲洗流孔607。在一个实施例中，尖端电极603可以包括多个冲洗流孔607。在一个实施例中，冲洗流孔607可以相对于尖端电极603的纵向轴线以约90度取向。根据其它实施例，冲洗流孔607一般可以相对于尖端电极603的纵向轴线以锐角(例如在约20度至约70度之间，并且对于一些实施例，在约30度至约65度之间)大致朝向尖端电极603的远端614来成角度。冲洗流孔607的取向可取决于尖端电极603的设计而变化。
图7示出尖端电极703的另一个部分组装的、未覆盖实施例的横截面。尖端电极703可包括电绝缘基板709、接纳腔708，以及包层716。电绝缘基板709可以形成为包括内表面711、外表面712，以及至少一个冲洗流孔707。电绝缘基板709的内表面711限定了接纳腔708。接纳腔708可以流体地连接到至少一个冲洗流孔707，并且配置成流体地连接到冲洗腔。该至少一个冲洗流孔707从接纳腔708延伸穿过电绝缘基板709和包层716。然后，它邻近于外表面712终止。至少一个冲洗流孔707允许冲洗穿过在导管轴中的冲洗腔，进入尖端电极703内的接纳腔708中，并通过冲洗流孔707流出到与尖端电极703邻近的目标组织或消融部位。在一个实施例中，电绝缘基板709可包括至少一个热传感器通道。图7的所示实施例示出了第一热传感器通道710和第二热传感器通道717。热传感器可以可操作地耦合到每一个热传感器通道。在所显示的实施例中，第一热电偶722布置在第一热传感器通道710内，并且第二热电偶723布置在第二热传感器通道717内。第三热电偶724的轮廓被示出，并且可以放置在单独的热传感器通道内(未示出)。通过将热传感器放置在热传感器通道内，热传感器可以设定在电绝缘基板709的外表面712下方。填料材料然后可以用于将热传感器紧固在热传感器通道内适当的位置。填料材料可包括导热环氧树脂或其它材料。在一个实施例中，填料材料可以是导热的。增加的热导率可允许热传递到填充材料的增加速率，以及通过热传感器对环绕热传感器的区域中尖端电极703的温度中任何变化更快的响应时间。在一个实施例中，电绝缘基板709的绝热性能阻碍如下的影响，即流过接纳腔708和冲洗流孔707的任何冲洗流体可具有由在尖端电极703中包括的热传感器所记录的温度读数。
图8示出图7的实施例的调出区段。电绝缘基板809包括内表面811、外表面812、接纳腔808、多个冲洗流孔807，以及热传感器通道810。电绝缘基板809用导电材料816的薄层包覆。热电偶822被示出沿着电绝缘基板809布置，并且设定在热传感器通道810内。热电偶822可胶合在热传感器通道810内，并且被放置成通过填料材料818与导电材料816热接触。
图9示出根据本公开的尖端电极的另一个实施例。电绝缘基板909可以包括内表面911、外表面912、接纳腔908以及热传感器通道910。热传感器通道910可以允许热电偶922可操作地耦合到其中。热电偶922布置在电绝缘基板909内，并且用填料材料918保持在适当位置，以使得它与流过接纳腔908的冲洗剂热绝缘。热电偶922也可以热耦合到导电材料916，该导电材料916可包覆在电绝缘基板909的外表面912上。
图10示出导管组件1001的实施例，该导管组件1001包括导管轴1002、环电极1004、第一分段环电极1005、第二分段环电极1006，以及尖端电极1003。在所显示的实施例中，尖端电极1003可以进一步包括多个分段尖端电极和多个冲洗流孔1007。在图10中可以看到第一分段尖端电极1019和第二分段尖端电极1020。尖端电极1003可以进一步包括第三和第四分段尖端电极(未示出)。多个分段尖端电极沿平行于导管长度的尖端电极1003纵向延伸。多个分段尖端电极通过电绝缘基板1009彼此电绝缘。电绝缘基板1009还可以包括穿过其中的多个冲洗流孔。多个冲洗流孔1007可以配置成递送冲洗流体到导管组件1001的外部。虽然所示实施例显示了位于邻近于第一和第二分段环电极1005、1006的环电极1004，但是在其它实施例中，环电极1004可以放置远离分段环电极，或也可以由几个分段电极组成。
图11示出本公开实施例的横截面视图。尖端电极1103耦合到导管轴1102的远端。导管轴1102可包括第一分段环电极1105、第二分段环电极1106，以及第三分段环电极(未示出)，它们可操作地耦合到尖端电极1103的近端的导管轴1102。导管轴1102可进一步包括偏转拉环1153、冲洗套管1141、至少一个热传感器1122，以及至少一个消融电极导线1134。第一、第二和第三分段环电极1105、1106(未示出)每一个可以电耦合到单独的电极导线1130。尖端电极1103可以电耦合到至少一个消融电极导线1134。偏转拉环1153可以可操作地耦合到第一拉线1150和第二拉线1151，它们可以操作以偏转导管轴1102。
图12示出包括多个分段电极的尖端电极1203的另一个实施例。尖端电极1203包括多个分段尖端电极。当前实施例可包括第一分段尖端电极1219、第二分段尖端电极1220、第三分段尖端电极1221以及第四分段尖端电极(未示出)。多个分段尖端电极中的每一个可以通过下面的电绝缘基板1209的条带而彼此电分离和热分离。分段尖端电极可包括沉积在基板上的导电材料的薄层。在一些实施例中，基板可以是电绝缘基板。导电材料的薄层可以通过多种制造方法沉积到基板上。这些可以包括低温打印制造、电镀、溅射沉积、机械组装和变形和/或加热，以及脉冲激光沉积或这些方法的组合。在所示实施例中，尖端电极1203包括沿着尖端电极1203的纵向轴线延伸的四个相等尺寸和均等间隔开的分段尖端电极。包括分段尖端电极中的每一个的薄导电材料包括位于尖端电极1203的近端1213处的导电体终端凹槽1229。薄导电材料可以放置在尖端电极1203上，以使得它在肩部1227的近端圆周向移位到尖端电极1203上(如在图12中可见)，并邻近于尖端电极1203的远端1214终止。在所显示的实施例中提供圆周向移位1228，以使得电耦合到每一个分段尖端电极的电极导线与热电偶偏移，该热电偶也可存在于每一个分段尖端电极之下。在本实施例中，第二分段尖端电极1220示出具有沿着第二分段尖端电极1220的长度并且在第二分段尖端电极1220的每一侧上纵向延伸基板的邻接条带。基板的每一个条带示出包括沿着尖端电极1203的工作区段1226大致均匀间隔开的三个冲洗流孔1207。第二分段尖端电极1220在尖端电极1203的肩部1227上方近侧延续，然后环绕尖端电极1203圆周向偏离，并且在近侧延续直到在导电体终端凹槽1229处终止。电极导线1230电耦合到导电体终端凹槽1229，并且用于第二分段尖端电极1220的热传感器1222被示出从尖端电极1203向近侧延伸。
分段尖端电极中的每一个分段尖端电极由可以是非导热和非导电的基板邻接。分段尖端电极的尺寸和在分段尖端电极之间的基板尺寸可以取决于所需效果和尖端电极1203的应用来变化。在所示实施例中，在分段尖端电极之间基板的每一个条带包括已沿着尖端电极1203的纵向轴线间隔开的三个冲洗流孔1207。当前实施例显示冲洗流孔1207为均等间隔开，然而其它的数量和冲洗流孔1207的间隔也是预期的。冲洗流孔1207可流体耦合到冲洗源，并且操作以将冲洗流体分布到尖端电极1203的外部。
图13示出根据本公开实施例的尖端电极1303的横截面视图。尖端电极1303的横截面示出了电绝缘基板1309，该电绝缘基板1309包括外表面1312、内表面1311、第一贯通通道1338、第二贯通通道1331、第三贯通通道1332，以及多个冲洗流孔1307。内表面1311限定了接纳腔1308，并且包括流体腔对准部件1339。电绝缘基板1309设定尺寸以使得第一热传感器1322、第二热传感器1323以及第三热传感器1324可以放置在接纳腔1308内，并通过所提供的贯通通道来延伸。每一个热传感器的远端可以邻近于电绝缘基板1309的外表面1312来终止。可以使用材料将每一个热传感器的远端粘合或胶合在其相应的贯通通道内的适当的位置。在一些实施例中，该材料可以是导热的，以提高热传感器感测邻近于在电绝缘基板1309的外表面1312处的热传感器发生的任何温度变化的速度。在其它实施例中，电绝缘基板1309的内表面1311包括流体腔对准部件1339。流体腔对准部件1339可以是突出部、凹痕、凹口等，并且可以协助适当定位接纳腔1308内的冲洗腔。
图14示出具有位于接纳腔1408内的冲洗套管1441的图13的尖端电极1403的特写。冲洗套管1441包括配置成与电绝缘基板1409内的冲洗流孔1407对准的多个出口1443。通过使用在绝缘套管1441上的对准浮凸1440与在电绝缘基板1409的内表面1411上的流体腔对准部件1439，冲洗套管1441与电绝缘基板1409对准。在实施例中，冲洗套管1441可以胶合到电绝缘基板1409的接纳腔1408。热传感器1422设置有通过冲洗套管1441与流过尖端电极1403的冲洗流体的一些热绝缘。热分离可允许在贯通通道1438内的热传感器1422感测在电绝缘基板1409的外表面1412处存在的温度更精确的读数。
图15和图16示出具有所加绝缘套管1536的图12的尖端电极1503。绝缘套管1536放置在尖端电极1503的近端1513上方并且耦合到其中。绝缘套管1536将分段尖端电极的近端1513与尖端电极1503的其它部件绝缘，并且与耦合到的尖端电极1503的导管轴绝缘。绝缘套管1536包括浮凸窗口1537和至少一个凹部间隙1533。浮凸窗口1537配置用于与导管主体的其它部件接合，并且至少一个凹部间隙1533可允许电极导线1530和导电体终端凹槽1529更容易地彼此耦合。
图17显示图15和图16的尖端电极，其现在形成具有偏转拉环1753和添加到其中的导体梳理部件1752的尖端组件1745。偏转拉环1753配置成锁定到绝缘套管1736上。偏转拉环1753可包括至少一个夹锁1746、至少一个拉线凹槽1749，以及任选的锚定孔1747。至少一个夹锁1746可配置成与在绝缘套管1736中的相应浮凸开口耦合。夹锁1746可配置成使得绝缘套管1736上方的偏转拉环1753的运动可引起夹锁1746稳定在浮凸开口内，并且将偏转拉环1753锁定到尖端电极1703的近端。至少一个拉线凹槽1749配置成接纳拉线1751的远端。在所示实施例中，第一拉线凹槽(未示出)耦合到第一拉线1750。第二拉线1751还耦合到第二凹口1749。在当前实施例中，第一和第二拉线凹槽彼此横跨导管设定。在其它实施例中，偏转拉环1753可以包括配置成耦合到导管主体内拉线的一个或多个拉线凹槽。可选锚孔1747是可用于促进在偏转拉环1753和可耦合到其中的导管主体之间粘合的几个表面变型可能性中的一个。偏转拉环1753也可以配置使得在近端上的偏转间隙可以与绝缘套管1736的凹部间隙1744匹配。这些偏转间隙允许电极导线1730耦合到尖端电极1703。导体梳理部件1752可用于定位多种腔和导线，以使得在整个的导管长度中保持适当的间隔。在另一个实施例中，绝缘套管1736可以包括正部件，其可以夹或锁到偏转拉环1753的负部件。更详细的讨论示出在图20中提供。
图18示出尖端组件1845的横截面视图。尖端组件1845包括形成用于接纳冲洗套管1841的接纳腔的电绝缘基板1809。冲洗套管1841形成冲洗腔1842。电极导线1830耦合到已沉积在电绝缘基板1809上的导电材料的薄层。绝缘套管1836放置在电绝缘基板1809的近端部分1854上方。偏转拉环1853然后放置在绝缘套管1836上方，并且通过至少一个夹锁1846耦合到其中。如位于尖端组件1845的近侧，电极导线1830穿过导体梳理部件1852。
图19示出尖端组件1945的另一个实施例的横截面视图。尖端组件包括形成配置成接纳冲洗套管1941的空隙的电绝缘基板1909，以及多个冲洗流孔1907。冲洗腔包括冲洗腔1942和多个出口1943，它们配置成与在电绝缘基板1909中存在的冲洗流孔1907流体耦合。第一电极导线1930和第二电极导线1955耦合到已沉积在电绝缘基板1909上的导电材料的单独薄层。绝缘套管1936配置成环绕电绝缘基板1909的近端部分1954而放置。偏转拉环1953然后可定位于环绕绝缘套管1936并且耦合到其中。偏转拉环1953可进一步包括至少一个锚定孔1947，其可帮助促进在偏转拉环1953和导管主体或其它部件之间的粘合。导体梳理部件1952可位于尖端组件1945的近端，从而为冲洗套管、第一和第二电极导线1930、1955以及穿过其中的任何其它组件提供适当的对准。
图20显示导管主体2059的一部分。导管主体包括第一环电极2004、第二环电极2058，以及导体梳理部件2052。第一环电极2004耦合到第一环电极导线2056，并且第二环电极2058连接到第二电极导线2057。导体梳理部件2052配置成使得它包括贯穿其中的至少一个腔体。该腔体设计成促进穿过导管主体2059的元件的适当放置和压紧。在所示实施例中，腔体包括允许冲洗套管2041穿过的大型中央部分。导体梳理部件2052进一步包括连接到主腔体的若干较小的腔，所述若干较小的腔配置成容纳和/或引导穿过电极导线2030、热传感器2022以及其它导管部件的放置。在一些实施例中，多个导体梳理部件2052包括在整个导管主体2059中以控制多种导管部件的运动。当在程序期间使用导管，通过患者的解剖结构扭曲并且由医生或其他用户偏转时，这可能是特别重要的。
图21-23示出制造包括根据本公开的实施例的分段尖端电极的尖端电极的方法。图21示出已经形成至所需尖端电极形状的电绝缘基板2109。其它配置和形状在本公开内可以预期，所示实施例仅仅是可能形状中的一个。如在图22中可见，电绝缘基板2209然后可以被加工以使得所需特征可以添加到尖端电极。在所示实施例中，至少一个导体凹槽229、至少一个热传感器通道2210、接纳腔2208，以及多个冲洗流孔1907已被添加到电绝缘基板2209。图23示出包括至少一个分段尖端电极2319的尖端电极2303。至少一个分段尖端电极2319可以通过在电绝缘基板上沉积导电材料的薄层而形成。薄层可以通过多种方式沉积，包括：低温打印制造(具有或不具有烧结)、电镀、溅射沉积和脉冲激光沉积，或上述的组合。
图24示出分段电极子组件2460。该实施例包括第一电极分段2461、第二电极分段2462以及第三电极分段(未示出)。它进一步包括聚合物面层2463和耦合到电极分段中的每一个的单独的导线2464。完全组装的分段电极子组件2460可耦合到导管主体并且用作分段电极。单个分段电极子组件2460可以在导管内使用，或在其它实施例中，多个分段电极子组件2460可在不同所需位置处添加到导管。通过使用如本文所描述的分段电极子组件2460，电极的位置和公差可以横跨使用特定的分段电极组件2460的所有的导管而更好地控制，并且这可以考虑用于电生理学标测或位置感测。在一个实施例中，分段电极组件2640，以及本文公开的分段尖端电极可以选择性地通电，以使得特定分段电极可递送RF能量到目标组织。在另外的实施例中，RF功率可以从与组织接触的分段电极选择性地递送。在另一个实施例中，分段电极可以得到取向无关、双极性信号、激活方向，和/或传导速度。这在共同未决的美国临时申请号61/855,058中描述，其通过引用并入在此，如同在本文完全阐述。
图25显示分段电极子组件2560的一个实施例的横截面视图。分段电极子组件包括内电极支撑基板2565、导电材料层2516、外支撑分段2569、电极分段2561，以及聚合物面层2563。分段电极子组件2560的最内层可以是内电极支撑基板2565。该层的内表面2566限定了子组件腔2571。导电材料2516的薄层然后沉积在内部支撑外表面2567上。电极分段2561电耦合到导电材料层2516，并且外支撑分段2569放置在电极分段2561的顶上，以将部件紧固到分段电极子组件2560。聚合物面层2563是分段电极子组件的最终外层，并且与外支撑外表面2570邻近。聚合物面层2563可以包括与导管主体相同的材料，分段电极子组件2560将被添加至导管主体。分段电极导线2564可电耦合到导电材料2516，并且可用于发送由电极分段2561接收的电信号。
图26分别示出分段电极子组件的实施例的几个部件。内电极支撑基板2665示出在任何其它材料已经添加在其上之前和导电材料2668已经布置在其上之后。外支撑分段2669也在它被放置在导电层2668上方并被用于将电极分段紧固到子组件之前以等距图示出。示出的多个凹口2672将帮助电极分段紧固到分段电极子组件。
图27分别示出独立地并且在制造的多个阶段中的分段电极子组件的实施例的几个部件。外部支持分段2769和聚合物面层2763示出结合在一起，并且匹配凹口2772在两者中切割。这些凹口2772被间隔开并设定尺寸以将电极分段部件2773、2774、2775紧固到分段电极子组件。这些电极分段部件2773、2774、2775可以包括电极面2776、电极脊部2777，以及电极背部2778。电极面2776可用于感测对分段电极子组件外部的电活动，或者可用于采用电解剖标测系统来定位信息。电极背部2778可电耦合到能发送由电极分段组件2773、2774、2775接纳的电信号的导电材料层2616或其它材料。外支撑分段2769和聚合物面层2763可被定位，以使得每一个的一部分接触电极脊部2777，并且可用于帮助电极分段部件紧固到分段电极子组件。该实施例还示出了放置在外部支撑分段2769和聚合物面层2763内设置的凹口2772内的三个电极分段部件。
图28示出分段电极子组件可通过其发生大量生产的示例性过程。通过在内支撑分段2879的长度上以预定的图案沉积导电材料2880生产多个内子组件2881。内子组件2881然后可被切割成所需长度，并且电极分段部件可以耦合到其中。同样地，通过匹配外支撑构件2882的长度和聚合物面层2863的长度的凹口2872生产多个外子组件2883。外子组件2883然后可切割成所需的长度，并与切割内子组件2881结合。可替代地，在按一定长度切割内子组件2881之前，内子组件2881可以具有耦合到其中的电极分段部件，外子组件2883可以与内子组件2881结合，并且可以从其中切割或产生分段电极组件的多种长度。
图29A至29D示出了分段电极子组件的几个部件的另一个实施例。内电极支撑基板2965示出在任何其它材料已经被添加在其上之前和导电材料2968已经布置在其上之后。图29C示出耦合到导电材料2968的初始层的导电材料2984的第二层。分段电极2905然后可以电耦合到导电基板2968、2984的第一层和第二层。分段电极2905可以包括冷焊接的部件，或镀到导电基板2968、2984的层上的材料。在另外的实施例中，可以使用MICA自由形态过程制造分段电极2905。
图30和图31分别描绘了分段电极3005的实施例的横截面和等距视图。分段电极3005包括电极面3076、电极脊部3077，以及电极背部3078。在一些实施例中，电极背部3078配置成直接电耦合到布置在导管轴上的导电基板。在其它实施例中，分段电极3005配置成使得电极导线(未示出)可耦合到分段电极3005。在当前实施例中，电极导线可耦合到布置在分段电极3005的背部上的凹槽3085。
图32示出可与本公开的实施例一起使用的聚酰亚胺管的实施例。聚酰亚胺管3286可以用激光加工，以使得它包括电极凹痕3287、凹槽凹口3288，以及多个线性间隙3289。电极凹痕3287可以设定尺寸并且配置成使得分段电极可设定在凹痕内。在当前实施例中，凹槽凹口3288可以设定尺寸并且配置成使得像在图30和图31中可见的分段电极的背部可以通过凹槽凹口3288进行放置。这可以允许电极导线连接到分段电极的背部，并且也处于聚酰亚胺管3286的腔内。聚酰亚胺管可进一步包括多个线性间隙3289，多个线性间隙3289可配置成增加聚酰亚胺管3286的柔性或改善平面度、曲面类型，或聚酰亚胺管3286和任何导管(聚酰亚胺管3286被放置于其中)的其它特性。
图33示出可放置在聚酰亚胺管上方的聚合物面层3363。在所示实施例中，聚合物面层3363包括多个凹口3372，其可以设定尺寸并且配置成放置在多个分段电极上方。分段电极可耦合到诸如在图32中示出的聚酰亚胺管。
图34示出了可以在导管内使用的尖端电极3490。尖端电极3490包括可以配置成放置在导管主体内的近端电极部分3491。
图35示出圆形导管3592。该圆形导管可包括多个分段电极3505、尖端电极3590，以及聚合物面层3563。在一个实施例中，圆形导管3592可包括在图30至图34中示出的多种部件。多个分段电极3505可以设置成使得电极对可以在环绕聚合物面层3563的圆周180°偏移。
分段电极对可以以不同的距离彼此间隔开。在一些实施例中，分段电极对可以均匀地间隔开。在其它实施例中，根据导管的使用，分段电极对可以沿着导管长度以不同的距离间隔开。在其它实施例中，电极的放置也可以变化。这些实施例可包括环绕导管的圆周间隔开的一个、两个、三个或四个分段电极。
Claims (14)
1.一种尖端电极，包括：
电绝缘基板，其包括接纳腔、多个冲洗流孔、尖端部分，以及近端部分；
导电材料层，其沉积在所述尖端部分的外表面上；
绝缘套管，其配置成沿周向环绕且电绝缘所述尖端电极的所述近端部分；以及
偏转拉环，其包括配置成与所述绝缘套管的浮凸开口配合的至少一个夹锁；
其中所述电绝缘基板的内表面的一部分限定所述接纳腔，并且所述冲洗流孔穿过所述电绝缘基板径向延伸，并且邻近于所述电绝缘基板的外表面终止，以及
其中所述接纳腔流体耦合到所述多个冲洗流孔，并且所述接纳腔配置成流体耦合到导管主体。
2.根据权利要求1所述的尖端电极，进一步包括位于所述电绝缘基板的所述外表面上的至少一个热传感器通道。
3.根据权利要求1所述的尖端电极，进一步包括流体腔对准部件，所述流体腔对准部件耦合到所述电绝缘基板的所述内表面并且配置用于与冲洗套管耦合。
4.根据权利要求1所述的尖端电极，进一步包括配置用于耦合到导线的导电体终端凹槽。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的尖端电极，进一步包括从所述电绝缘基板的所述内表面延伸到外表面的贯通通道。
6.根据权利要求5所述的尖端电极，进一步包括热传感器，所述热传感器布置在所述贯通通道内并且热耦合到薄的导电材料层。
7.一种尖端电极，包括：
电绝缘基板，其包括接纳腔，多个冲洗流孔，以及尖端部分
多个均等间隔开的纵向延伸的分段电极，其包括沉积在所述尖端部分的外表面上的导电材料层；
绝缘套管，其配置成沿周向环绕且电绝缘所述尖端电极的近端部分；以及
偏转拉环，其包括配置成与所述绝缘套管的浮凸开口配合的至少一个夹锁；
其中所述电绝缘基板的内表面限定所述接纳腔，以及其中所述冲洗流孔穿过所述电绝缘基板径向延伸并且邻近于所述电绝缘基板的外表面终止，以及
其中所述接纳腔流体耦合到所述多个冲洗流孔，并且所述接纳腔配置成流体耦合到导管主体。
8.根据权利要求7所述的尖端电极，进一步包括位于所述电绝缘基板的所述外表面上的至少一个热传感器通道。
9.根据权利要求7所述的尖端电极，进一步包括流体腔对准部件，所述流体腔对准部件耦合到所述电绝缘基板的所述内表面并且配置用于与冲洗套管耦合。
10.根据权利要求7所述的尖端电极，进一步包括配置用于耦合到导线的导电体终端凹槽。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的尖端电极，进一步包括从所述电绝缘基板的所述内表面延伸到外表面的贯通通道。
12.根据权利要求11所述的尖端电极，进一步包括热传感器，所述热传感器设定在所述贯通通道内并且热耦合到薄的导电材料层。
13.根据权利要求7-10中任一项所述的尖端电极，其中所述多个均等间隔开的纵向延伸的分段电极包括四个均等间隔开的纵向延伸的分段电极。
14.根据权利要求7-10中任一项所述的尖端电极，其中所述多个冲洗流孔在所述多个均等间隔开的纵向延伸的分段电极之间形成。
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