CN106572876B - 用于治疗心律失常的心脏冷冻溶脂 - Google Patents

Abstract

具体通过非心肌组织的冷冻溶脂和心肌组织的冷冻消融来治疗心律失常的系统、装置和方法。用于治疗心律失常的系统可以包括，第一热能治疗装置，其配置用于在哺乳动物心脏内置于与心肌组织接触；第二热能治疗装置，其配置用于置于与心包组织接触；消融能量源，其与第一热能治疗装置连通；以及冷却能量源，其与第二热能治疗装置连通，冷却能量源使第二热能治疗装置达到当第二热能治疗装置激活时不足以用于心肌消融的温度。治疗心律失常的方法可以包括，将冷却元件引入到心包脂肪组织附近的心包空间内，以及激活冷却元件以将相邻心包脂肪组织的温度降至近似0℃。

Description

用于治疗心律失常的心脏冷冻溶脂

技术领域

本发明涉及用于具体通过非心肌组织的冷冻溶脂和心肌组织的冷冻消融来治疗心律失常的系统、装置和方法。

背景技术

包括心房颤动的心律失常的有效治疗的发展受到极大关注。最近发现心包脂肪组织体积与包括心房颤动的若干心脏疾病独立地相关联。尽管背后的精确机制仍然要进行解释，但是存在指向心包脂肪的有害作用的若干发现。

已经证实，心包空间内的脂肪组织主动释放促炎性细胞因子。心包脂肪与心肌直接接触。因此，它代表促炎性实体，造成与它接触的心肌的慢性炎症。若干原始资料描述了来自外科手术患者的活检样本中的炎症标记物的水平与其心包脂肪沉积物的量值之间的正相关。此外，心包脂肪组织的量可以与心律失常、比如心房颤动的发生有关。造成阵发性心房颤动的大部分起因源于肺静脉或直接包围它们的区域的这一事实和这些区域也与脂肪沉积物相一致的这一事实进一步强调了心包脂肪的存在与心房颤动之间的联系。

最近，提出了适度寒冷温度作为减少皮下脂肪沉积物的手段。例如，已经证实，将略微低于0℃的温度施加于皮肤若干分钟导致在几周内发生的脂肪层的显著减少。使脂肪组织更易受寒冷引起的损伤可能与相比于心肌细胞其它旁系组织中的水的结冰温度更高的脂肪细胞中的胞浆脂质的结晶化温度有关联。脂肪细胞中最初的寒冷引起的损伤可能导致细胞凋亡。该过程通过吞噬作用、比如通过活化巨噬细胞继续去除细胞。

因此，希望提供用于通过单独地或结合心脏内的心肌组织的消融造成心包脂肪组织内的脂解作用来治疗心律失常的系统、装置和方法。

发明内容

本发明有利地提供了具体通过对非心肌组织的冷冻溶脂和心肌组织的冷冻消融来治疗心律失常的系统、装置和方法。一种用于治疗心律失常的系统可以包括，第一热能治疗装置，其配置用于在哺乳动物心脏内置于与心肌组织接触；第二热能治疗装置，其配置用于置于与心包组织接触；消融能量源，其与所述第一热能治疗装置连通；以及冷却能量源，其与所述第二热能治疗装置连通，所述冷却能量源造成所述第二热能治疗装置在所述第二热能治疗装置激活时达到不足以用于心肌消融的温度。所述第一热能治疗装置可以是消融装置，诸如包括细长主体和联接到所述细长主体的远侧部分的冷冻球囊的冷冻消融装置。所述冷冻球囊可以与所述消融能量源、比如容纳冷冻流体的冷却剂源流体连通。当所述冷冻消融装置激活时，冷冻流体可以在所述冷冻球囊内循环，并且所述冷冻消融装置的激活可以降低所述冷冻球囊的所述温度，使得所述冷冻球囊消融相邻的心肌组织。所述第二热能治疗装置可以是冷却装置，所述冷却装置包括细长主体和联接到所述细长主体的远侧部分的球囊。所述冷却能量源可以是冷却剂源，所述冷却剂源容纳冷冻流体和/或非冷冻流体。当所述冷却装置激活时，所述冷冻流体和/或所述非冷冻流体可以在所述冷却装置的所述球囊内循环，所述冷却装置的激活造成所述球囊的所述温度在至少一个时间段内降低到足以造成相邻心包组织、例如心包脂肪组织冷冻溶脂的温度。所述冷却装置的激活可以造成相邻心包组织的温度降低到近似0℃，并且该相邻心包组织的冷却可以在每一个所述至少一个时间段期间维持在近似两分钟与近似五分钟之间。

一种用于治疗心律失常的系统可以包括：消融装置，其包括细长主体和联接到所述细长主体的消融元件，所述消融装置配置用于在哺乳动物心脏内置于与心肌组织接触；冷却装置，其包括细长主体和联接到所述细长主体的冷却元件，所述冷却装置配置用于在心包空间中置于与所述消融元件附近的心包脂肪组织接触；消融能量源，其与所述消融元件连通，当所述消融元件激活时，所述消融能量源造成所述消融元件达到足以用于心肌消融的温度；以及冷却能量源，其与所述冷却元件连通，当所述冷却元件激活时，所述冷却能量源使得所述冷却元件达到不足以用于心肌消融的温度。所述消融元件和所述冷却元件可以同时激活。所述冷却元件的激活造成相邻心包组织的温度降低到近似0℃，并且这种冷却可以维持至少一个时间段，每个所述至少一个时间段在近似两分钟与近似五分钟之间。所述冷却装置激活达第一时间段可以造成心包脂肪组织在第二时间段内的减少，并且所述第二时间段大于所述第一时间段。

一种治疗心律失常的方法可以包括：将冷却元件引入到患者的身体内的心包空间内，接近心包脂肪组织，以及激活所述冷却元件，以将相邻心包脂肪组织的温度降至近似0℃达一时间段。例如，相邻心包脂肪组织的所述温度可以降至近似0℃达第一时间段，并且所述温度降低造成所述心包脂肪组织在第二时间段内的去除，所述第二时间段大于所述第一时间段。所述方法可以进一步包括，将消融元件引入到患者的心脏内，接近心肌组织，以及激活所述消融元件以消融相邻心肌组织。所述消融元件和所述冷却元件同时激活。所述冷却元件可以与冷却能量源连通，并且所述消融元件与消融能量源连通。所述冷却能量源和所述消融能量源可以相同或不同。例如，所述冷却能量源可以是非冷冻流体，并且所述消融能量源可以是冷冻流体。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本发明的更充分理解及其伴随的优点和特征将会更容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的用于治疗心律失常的示例性系统；

图2示出了根据本发明的用于治疗心律失常的方法中的第一步骤；

图3示出了根据本发明的用于治疗心律失常的方法中的第二步骤；

图4示出了根据本发明的用于治疗心律失常的方法中的第三步骤；

图5示出了根据本发明的用于治疗心律失常的方法中的第四步骤；

图6示出了根据本发明的用于治疗心律失常的方法中的第五步骤；

图7示出了对心包脂肪组织的冷冻溶脂和同时进行的对心肌组织的冷冻消融的特写视图；以及

图8示出了对心包脂肪组织的冷冻溶脂但无同时进行的心肌组织的冷冻消融的特写视图。

具体实施方式

现在参考图1，示出了用于治疗心房颤动的示例性系统。总的来说，系统10可以包括第一热能治疗装置12、第二热能治疗装置14和控制单元16。第一热能治疗装置12可以是配置为治疗包括包围肺静脉的组织的各种心脏表面的消融装置。例如，消融装置可以包括细长主体18，该细长主体18具有近侧部分20、远侧部分22和在其之间的一个或更多个管腔。消融装置可以与消融能量源接触，并且适于与包括冷冻消融、射频消融、超声消融、和/或热球囊消融的各种消融模态中的任一种一起使用。如果消融装置12用来利用冷冻消融来消融组织，装置12可以包括联接到细长主体的远侧部分22的可膨胀元件、诸如球囊24。进一步的，细长主体18可以包括冷却剂递送管道26和冷却剂回收管道32，冷却剂递送管道26用于经由注射元件30将冷却剂从例如容纳冷冻流体的冷却剂源28的消融能量源递送到球囊24的内部，冷却剂回收管道32与真空源34连通，以便将膨胀的冷却剂从要减压的球囊24的内部抽取到大气或存储到冷却剂回收贮存器36中。额外地或替代地，球囊24可以与另一消融能量源、比如射频生成器连通。消融装置12可以进一步包括用于监测球囊24和/或冷却剂递送管道26和/或冷却剂回收管道32的温度和/或压力的一个或更多个传感器37，比如温度传感器。由一个或多个传感器37记录的数据可以传送给控制单元16，以便传送给操作者和/或自动或半自动控制系统，该数据例如是球囊24的温度。

消融装置12还可以包括与手柄40中的一个或多个转向机构机械连通的轴38或其它致动元件，所述一个或多个转向机构用于导航该装置以通过患者的血管系统而到达诸如心脏的左心房内的肺静脉口附近之类的目标治疗部位。轴38还可以用来调整球囊24的尺寸和构造。例如，轴38可以在细长主体18内略微可滑动地且可旋转地移动，并且球囊24的远侧颈部42可以联接到轴38的远侧部分。球囊24的近侧颈部44可以联接到细长主体18的远侧部分22。以此方式，轴38的纵向移动可以改变球囊的构造。例如，在细长主体18内朝向远侧部分22推进轴38可以延伸球囊24，造成球囊24转变为具有更小外径的更细长构造。类似地，轴38在细长主体18内的缩回可以造成球囊24转变为具有更大外径的更短构造。

轴38可以包括管腔，导丝或标测导管46可以推进通过该管腔并到达为装置12远侧的位置。在消融程序的非限制性示例中，标测导管46可以从消融装置12向着远侧地推进并进入肺静脉。标测导管46的远侧部分可以从至少大体上线性构造转变为膨胀构造，诸如在图2中示出的环48。

第二热能治疗装置14诸如是冷却装置。冷却装置14也可以包括细长主体50，该细长主体50具有近侧部分52、远侧部分54和在其之间的一个或多个管腔。冷却装置可以与冷却能量源连通，并且适于与包括利用冷冻剂的低温冷却或热电冷却的多种冷却模态中的任一种一起使用。如果冷却装置14用来利用冷冻冷却来冷却组织，装置14可以包括联接到细长主体的远侧部分54的可膨胀元件、诸如球囊56。进一步的，冷却装置14的球囊56可以联接到细长主体50，并且可以像消融装置12的球囊24一样可配置有与冷却装置手柄60连通的轴或致动元件。替代地，冷却装置14可以不包括致动元件或轴，并且球囊56可以在颈部58附近的球囊56处简单地附接到细长主体50的远侧部分54。替代地，球囊56可以以任何其它合适的方式联接到细长主体50。

冷却能量源可以是冷却剂源。在这种情况下，细长主体50可以进一步包括用于从冷却剂源递送冷却剂的冷却剂递送管道62。例如，球囊56可以和与消融装置12相同的冷却剂源28流体连通，或可以使用次级冷却剂源63。替代地，球囊56可以与不是冷冻流体的经冷却的流体源连通。即，经冷却的流体可以不在球囊56内膨胀以通过焦耳-汤姆逊效应来产生温度降低。例如，可以使用已经冷却至适当温度的液体，诸如水、生理盐溶液、醇、或其它合适的传热介质。冷却装置14还可以包括与真空源或其它泵(其可以是与消融装置冷却剂回收贮存器36连通的相同或不同的真空源34)连通的冷却剂回收管道64，以便将膨胀的或变暖的冷却剂从要减压的球囊56的内部抽取到大气，重新冷却并再循环，或存储在冷却剂回收贮存器(其可以是与消融装置12连通的相同或不同的冷却剂回收贮存器36)。

冷却装置14还可以包括像消融装置12的传感器37一样工作的一个或多个传感器66。例如，冷却装置14可以在球囊56内、在球囊56的外表面上、在冷却剂递送管道62内、在冷却剂回收管道64内、和/或在适于记录温度和/或压力数据并将该数据通信给控制单元16的任何其它位置处包括一个或多个温度传感器37。

控制单元16一般可以包括不是消融装置12和冷却装置14的一部分的所有系统元件，不论那些系统元件是否位于控制单元16本身内。例如，控制单元16可以包括冷却剂源28和冷却剂回收贮存器36，即使这些元件可以位于控制单元16外部。控制单元16还可以包括真空源34、与标测导管46的一个或多个电极68连通的第一功率源74。如果消融和/或冷却装置12、14包括热电冷却元件，控制单元16还可以包括与热电冷却元件连通的第二功率源。

控制单元16还可以包括一个或多个计算机78，该一个或多个计算机78包括一个或多个处理器80，该一个或多个处理器80可以从一个或多个传感器37、66和标测导管46的电极68接收信号。一个或多个处理器80可以使得一个或多个计算机78在一个或多个显示器82上向操作者显示数据。作为非限制性示例，一个或多个显示器82可以向操作者传递球囊24、56的温度和/或压力和/或来自标测导管46的标测数据。操作者然后可以利用一个或多个用户输入装置84手动地调整系统10参数，或系统10可以自动地或半自动地调整系统10参数，比如冷却剂到消融装置球囊24内的流量或冷却剂或冷却流体到冷却装置球囊56内的流量。

现在参考图2-4，示出了用于治疗心房颤动的方法。如在上面讨论的，消融装置12可以被导航而通过患者的血管系统到达目标治疗部位、比如肺静脉口附近的组织，以用于消融程序、比如肺静脉隔离。作为非限制性示例，消融装置12可以利用股动脉、臂动脉、或桡动脉入口插入到患者的血管系统内。在图2中示出的示例中，消融装置12可以插入通过患者的股静脉、通过下腔静脉、并且然后进入右心房。消融装置12可以从右心房推进穿过隔膜并进入左心房(如在图2中示出的)。作为非限制性示例，用于进入左心房房间隔穿刺或开口可以通过单独的装置在消融装置12的推进之前产生。例如，经隔膜装置(未示出)可以推入到右心房内，并用来在隔膜内产生开口以便进入左心房。鞘管或引导装置86可以在装置导丝上面推进并通过隔膜开口到达左心房内的位置。消融装置12然后可以推进通过鞘管或引导装置86并进入左心房。替代地，消融装置12可以包括用于产生隔膜开口的一个或更多个经隔膜元件(诸如，例如针或其它刺穿元件)。

一旦消融装置12位于左心房内，可以通过在球囊24内循环从来自冷却剂源28的冷却剂而扩张球囊24。进一步的，标测导管46可以推进通过消融装置12而到达消融装置12远侧的位置。在图3中示出的实例中，标测导管46的远侧部分可以从至少大体上线性构造转变为环构造，并且环48可以推进到肺静脉内的位置，使得环48的至少一部分与肺静脉的内表面接触。消融装置12的球囊24可以扩张，并在标测导管46上面推进，直至球囊24的至少一部分与肺静脉口附近的组织壁接触(如在图4中示出的)。来自肺静脉内的标测信号可以由标测导管46上的一个或多个电极66记录，并被传递给控制单元16，如在上面讨论的。

在消融装置12的放置之前、之后、同时、或独立于消融装置12的放置，冷却装置14可以定位在心包空间内。例如，冷却装置14可以经由剑突下的通路插入到心包空间内(在图5中示出的通路)，在心室下穿过，并定位在左心房的后壁附近(在图6中示出的定位)。一旦冷却装置14在目标治疗位置处，球囊56就可以诸如通过在球囊56内循环来自冷却剂源28或次级冷却剂源63的冷却剂、或来自次级冷却剂源63的冷却流体而扩张。额外地或替代地，诸如拉丝、支柱、预成型弹性元件、形状记忆或超弹性NiTi成型元件等的机械手段可以用来膨胀球囊56。目标位置可以在具有通过消融装置12进行治疗的致心律失常性源的肺静脉附近。例如，球囊56可以定位在左心房的后壁与食道之间(如在图6中示出的)。冷却装置14和消融装置12可以同时激活至少一个时间段，即使一个装置的激活在另一个装置的激活之前。替代地，冷却装置14和消融装置12可以顺次地激活，或两个装置12、14的激活可以同时开始。冷却装置14可以激活(即，冷冻或非冷冻流体可以在球囊56内循环)，以造成目标位置处的组织温度的降低。例如，球囊56的激活可以造成相邻心包组织、如心包脂肪组织的温度降低到近似0℃的温度。该组织温度可以维持第一时间段，以造成脂肪组织在第二时间段内的减少。例如，冷却相邻脂肪组织达例如在近似两分钟与近似十分钟之间的几分钟的一个或多个时段，可以用来造成脂肪组织在若干周的时段内的减少。如在上面讨论的，脂肪组织由寒冷引起的损伤可以导致细胞凋亡，并且然后导致吞噬作用。

尽管图5和6示出了到心包空间的剑突下的通路，但是也可以使用其它微创通路技术。进一步的，尽管冷却装置14可以用来冷却心包脂肪组织，室温流体可以替代地循环通过球囊56。该流体将不会造成冷冻溶脂，但是可以保护旁系结构免受消融程序的意外损坏。例如，如在图6中示出的那样定位冷却装置14可以保护食道免受由左心房内的肺静脉隔离程序造成的热损伤的损害。

现在参考图7，示出了对心包脂肪组织的冷冻溶脂和同时进行的对心肌组织的冷冻消融的特写视图。消融装置12可以定位在左心房内并与肺静脉口附近的组织接触，如在图2-4中示出并描述的。当消融装置12激活时(即，当冷却剂在球囊24内循环时)，相邻心肌组织可以进行消融。示例性消融创伤利用x形斜纹进行描绘。冷却装置14可以定位在左心房的后壁附近，邻近由消融装置12进行治疗的肺静脉。当冷却装置14激活时(即，当冷却剂或冷却流体在球囊56内循环时)，相邻组织可以变得被冷却。例如，相邻心包脂肪组织可以被冷却到造成脂肪细胞凋亡的温度。冷冻溶脂的区域利用倾斜的斜纹标记进行描绘。替代地，冷冻溶脂可以利用冷却装置14来执行，如在图7中示出并描述的，而没有同时进行的对心肌组织的冷冻消融(如在图8中示出的)。执行冷冻溶脂可以提供减少炎性细胞因子、诸如心肌组织附近的心包脂肪组织释放的那些炎性细胞因子并且因此减少心肌的慢性炎症的方法。进一步的，因为慢性炎症可以增加发展或增加心房颤动的严重性的可能性，执行冷冻溶脂可以提供治疗心房颤动的方法。

本领域技术人员应认识到，本发明不限于已经在上文中具体示出并描述的内容。此外，除非在上面提到相反的情况，应当注意，所有附图都未按照比例。鉴于以上教导，各种更改和变化是可能的，而不脱离仅由以下权利要求限制的本发明的范围和精神。

Claims (15)

1.一种用于治疗心律失常的系统，所述系统包括：

第一热能治疗装置，所述第一热能治疗装置配置为在哺乳动物心脏内与心肌组织相接触地放置；

第二热能治疗装置，所述第二热能治疗装置配置为与心包组织相接触地放置；

消融能量源，所述消融能量源与所述第一热能治疗装置连通，当所述第一热能治疗装置激活时，所述消融能量源造成所述第一热能治疗装置达到足以用于心肌消融的第一温度；

冷却能量源，所述冷却能量源与所述第二热能治疗装置连通，所述冷却能量源使得所述第二热能治疗装置在所述第二热能治疗装置被激活时达到足以使脂肪组织冷冻溶脂但不足以用于心肌消融的温度；以及

所述第一热能治疗装置和所述第二热能治疗装置两者共用的控制单元，所述第一热能治疗装置和所述第二热能治疗装置能够同时激活至少一个时间段。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一热能治疗装置是消融装置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一热能治疗装置是冷冻消融装置，所述冷冻消融装置包括细长主体和联接到所述细长主体的远侧部分的冷冻球囊。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述冷冻球囊与所述消融能量源流体连通。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述消融能量源是容纳有冷冻流体的冷却剂源。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述冷却剂源配置为，当所述冷冻消融装置激活时，使冷冻流体在所述冷冻球囊内循环，以及，所述冷冻球囊配置为，当所述冷冻流体在其内循环时，消融相邻的心肌组织。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二热能治疗装置是冷却装置，所述冷却装置包括细长主体和联接到所述细长主体的远侧部分的球囊。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述冷却能量源是冷却剂源，所述冷却剂源容纳有冷冻流体和非冷冻流体中的至少一者。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，当所述冷却装置激活时，所述冷冻流体和所述非冷冻流体中的至少一种在所述球囊内循环，所述球囊配置为，造成相邻的心包组织的冷冻溶脂达至少一个时间段。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述相邻的心包组织是心包脂肪组织。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述冷却装置的激活使得相邻的心包组织的温度降低到近似0℃。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述冷却装置配置为，将所述相邻的心包组织的所述温度降低至近似0℃达所述至少一个时间段中的每一个，所述至少一个时间段中的每一个在近似两分钟与近似五分钟之间。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述冷却装置达第一时间段的激活使得心包脂肪组织在第二时间段内减少。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第二时间段大于所述第一时间段。

15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一热能治疗装置和所述第二热能治疗装置能够同时操作。