CN108523989A - 交错的消融电极 - Google Patents
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Abstract
一种医疗器械包括可膨胀球囊以及第一电极和第二电极。所述可膨胀球囊联接到导管的远侧端部。所述第一电极和第二电极具有与彼此交错的相应的第一形状和第二形状。
Description
技术领域
本发明整体涉及医疗消融技术，并且具体地讲，涉及消融电极的设计和使用。
背景技术
各种类型的电极可用于医学规程中，诸如心脏标测和/或治疗应用。
例如，公开内容以引用方式并入本文的美国专利6,164,283描述了一种治疗被诊断患有房性心律失常的患者的方法，所述方法包括在处于肺静脉从心房延伸的位置处的组织区域中形成周向传导阻断。所述方法还包括围绕肺静脉口中的一者形成一个此类周向传导阻断、围绕肺静脉口中的每一者形成多个此类周向传导阻断、或者它们的子集组合。
公开内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布2013/0274562描述了一种用于医学诊断和/或治疗的设备。所述设备包括柔性基底、设置在柔性基底上的中间总线、和设置在柔性基底上并且联接到中间总线的多个感测元件。所述多个感测元件和中间总线设置在柔性基底上，使得感测元件设置在柔性基底的最小应变区域处。
公开内容以引用方式并入本文的美国专利8,805,466描述了一种组织电极组件，所述组织电极组件包括隔膜，所述隔膜被配置成形成能够部署在患者体内的可扩张、可变形的主体。所述组件还包括柔性电路，所述柔性电路被定位在隔膜的表面上并且包括至少一个基底层、至少一个绝缘层和至少一个平面传导层。导电电极覆盖柔性电路的至少一部分和未被柔性电路覆盖的隔膜表面的一部分。
发明内容
本文所述的本发明的实施方案提供了一种医疗器械，所述医疗器械包括可膨胀球囊以及第一电极和第二电极。可膨胀球囊联接到导管的远侧端部。第一电极和第二电极具有与彼此交错的相应的第一形状和第二形状。
在一些实施方案中，第一电极和第二电极彼此电绝缘。在其他实施方案中，第一电极和第二电极设置在可膨胀球囊的外表面上。在其他实施方案中，第一电极具有至少一个凹形区域，并且第二电极具有至少一个凸形区域，所述至少一个凸形区域突出到第一电极的凹形区域中。
在一个实施方案中，第一电极具有至少一个二维(2D)凹入部，并且第二电极具有至少一个2D突起部，所述至少一个2D突起部突出到第一电极的2D凹入部中。在另一个实施方案中，第一电极为凹形的并被凸形形状内切，并且第二电极具有至少一个区域，所述至少一个区域延伸到内切第一电极的凸形形状中。在又一个实施方案中，第一电极和第二电极电连接到远侧端部并且被配置成经由导管接收信号。
在一些实施方案中，第一电极和第二电极被配置成对组织进行消融以便沿着所述组织形成相连的灶。
根据本发明的一个实施方案，另外提供了一种用于制造医疗器械的方法。所述方法包括将可膨胀球囊联接到导管的远侧端部。将第一电极和第二电极设置在球囊上，所述第一电极和第二电极具有与彼此交错的相应的第一形状和第二形状。
根据本发明的一个实施方案，另外提供了一种用于在患者的组织中的目标位置处进行消融的方法。所述方法包括将联接到导管的远侧端部的可膨胀球囊插入到患者体内。可膨胀球囊具有设置在其上的第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极具有与彼此交错的相应的第一形状和第二形状。将导管的远侧端部导航到目标位置，并且使球囊膨胀以在第一电极和第二电极与组织之间进行物理接触。将电消融信号施加到第一电极和第二电极。
以下结合附图根据本发明的实施方案的详细说明将更全面地理解本发明，在附图中：
附图说明
图1为根据本发明的实施方案的基于导管的跟踪和消融系统的示意性图解；并且
图2-图3为根据本发明的实施方案的其上设置有电极的导管的球囊组件的示意性侧视图。
具体实施方式
概述
球囊导管用于各种介入心脏规程中，诸如通过形成阻断沿着患者心脏中的组织的路径的电传导的灶来治疗心律失常。阻断非期望的心内电信号的灶可利用各种技术来形成，诸如通过在选定位置处对组织施用射频(RF)消融。
一种可能的消融解决方案是将电极阵列设置在插入到期望消融部位的可膨胀球囊的外表面上。然而，如果此类电极由线性形状的电绝缘区域间隔开，则可能在由电极产生的灶之间保留不连续性，由此允许心内电信号的非期望传导。原则上，可使用昂贵的制造技术来缩小电极之间的电绝缘区域的宽度。然而，此类技术可不能完全阻断心内电信号在灶之间的非期望传导。
下文所述的本发明的实施方案提供了用于形成阻断心内电信号的非期望传导的相连的灶的改进的消融电极配置和相关方法。
在一些实施方案中，球囊导管包括联接到导管的远侧端部的可膨胀球囊。两个或更多个电极设置在球囊的外表面上。电极被成形和定位在球囊上以便成为彼此交错的。交错构型有助于避免由相应电极产生的单独的灶之间的间隙，从而导致可靠的连续消融。交错电极构型的若干示例在本文有所描述。电极彼此通常由具有非线性边界的电绝缘区域间隔开。
本发明所公开的技术可结合电极在球囊上的各种制造技术来使用，诸如将电极粘结到囊上。电极的交错结构允许形成相连的灶而不需要缩小电极之间的电绝缘区域的宽度。因此，本发明所公开的技术允许以具有可接受成本而不损害性能并且改善心律失常治疗的质量的方式来制造此类球囊导管。
系统说明
图1为根据本发明的实施方案的基于导管的跟踪和消融系统20的示意性图解。系统20包括导管22(在本示例中为心脏导管)和控制台24。在本文所述的实施方案中，导管22可用于任何合适的治疗目的和/或诊断目的，诸如心脏26中的组织的消融。
控制台24包括处理器41(通常为通用计算机)，所述处理器41具有合适的前端和接口电路38，以用于经由导管22接收信号并且用于控制本文所述的系统20的其他部件。
医师30将导管22穿过躺在手术台29上的患者28的血管系统插入。导管22包括装配在其远侧端部处的球囊组件40。球囊组件40被配置成对心脏26的目标位置处的组织进行消融。消融球囊组件的若干配置详细地示于下文的图2和图3中。医师30通过利用靠近导管的近侧端部的操纵器32操纵导管22而在心脏26中的目标位置附近对球囊组件40进行导航，如插图23所示。导管22的近侧端部连接到处理器41中的接口电路。
在一些实施方案中，通过磁位置跟踪系统的位置传感器(未示出)测量球囊组件40在心脏腔室中的位置。在这种情况下，控制台24包括驱动电路34，该驱动电路驱动被放置在躺在手术台29上的患者28体外的已知位置处(例如，患者的躯干下方)的磁场发生器36。位置传感器被配置成响应于来自场发生器36的所感测的外部磁场来生成位置信号。位置信号指示球囊组件40在位置跟踪系统的坐标系中的位置。
该位置感测方法在各种医疗应用中实现，例如在由Biosense Webster Inc.(Diamond Bar,Calif.)生产的CARTOTM系统中实现，并且详细地描述于美国专利5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和6,332,089、PCT专利公布WO 96/05768，以及美国专利申请公布2002/0065455 A1、2003/0120150 A1和2004/0068178 A1中，这些专利的公开内容全部以引用方式并入本文。
处理器41通常包括通用计算机，所述通用计算机以软件编程以执行本文描述的功能。该软件可以电子形式经网络而被下载到计算机，例如作为另外一种选择或除此之外，该软件可被提供和/或存储在非临时性有形介质诸如磁性存储器、光学存储器、或电子存储器上。
利用交错电极的连续消融
图2为根据本发明的实施方案的球囊组件40的示意性侧视图。在一些实施方案中，组件40包括由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或任何其他合适材料制成的可膨胀球囊48。
在导管22的插入期间，球囊48以塌缩位置容纳在护套(未示出)中。在被导航到目标位置(例如，肺静脉口)之后，通过利用由系统20经由导管22提供的生物相容性盐水液体来使球囊48膨胀到扩张位置。
在一些实施方案中，组件40包括分别设置在球囊48的远侧半球和近侧半球的外表面上的消融电极42和43。在一个实施方案中，在将组件40导航到心脏26处的目标位置之后，医师30可使球囊48膨胀以便在电极42和43与目标位置处的组织之间进行物理接触。电极42和43被配置成经由延伸穿过导管22的合适线接收电消融信号诸如射频(RF)信号并且对心脏26中的目标位置处的组织进行消融。
该图示出了处于其扩张位置的球囊48，所述球囊48准备经由导管22接收消融信号以利用电极42和43对目标位置处的组织进行消融。在对组织进行消融之后，球囊48被收缩并且重新插入到护套，使得医师30可从患者28体内安全地回缩组件40。
如该附图中可以看出的那样，电极42和43的形状为非线性的。每个电极具有折返形状，所述折返形状包括凹形形状和凸形形状的重复结构。通过将一个电极的凸形区域布置到另一个电极的凹形区域内(反之亦然)来使电极彼此交错在一起。例如，电极42的凸形区域44面对电极43的凹形区域45，使得凸形区域44突出到凹形区域45中。
换句话讲，电极42可具有至少一个二维凹入部，并且电极43可具有突出到电极42的凹入部中的至少一个二维突起部。
在一些实施方案中，电极42和43彼此由电绝缘区域46间隔开，所述电绝缘区域46具有由电极42和43的折返形状形成的非线性边界。在此实施方案中，区域46为连续的并且围绕球囊48的整个周边物理地间隔开电极42和43，使得电极42和43彼此电绝缘。在此实施方案中，电极42和43经由导管22并联地接收消融电信号。
电极42和43的折返形状和交错布置允许形成相连的灶图案，所述相连的灶图案阻断非期望电脉冲在心脏26的整个目标区域中的传播。换句话讲，边界区域46的非线性形状降低了在由电极42和43形成的灶之间保留不连续性的可能性。换句话讲，第一电极(例如，电极42)为凹形的并且被凸形形状内切，而第二电极(例如，电极43)具有至少一个区域，所述至少一个区域延伸到内切第一电极的凸形形状中。
在另选的实施方案中，电极42和43在导管的远侧端部处或附近电互连。在此实施方案中，可利用单个消融信号驱动两个电极。在一个实施方案中，电极42经由电极43接收来自导管22的电信号。
在图2的示例中，区域44和45的形状为圆形的。在另选的实施方案中，区域44和45可具有任何其他合适的形状，诸如V形或双V形。
制造具有交错电极的可膨胀球囊导管
如上所述，在一些实施方案中，可通过下述方式制造球囊组件40：将电极42和43设置在球囊48上使得其相应形状彼此交错，并且随后将组件40联接到导管22的远侧端部使得组件40将具有上述功能(例如，膨胀/收缩和消融)。在其他实施方案中，将电极42和43设置在球囊48上可在球囊48联接到导管22的远侧端部之后来执行。
图3为根据本发明的另选实施方案的球囊组件50的示意性侧视图。组件50可替换例如上文的图2的组件40。在一些实施方案中，组件50包括可膨胀球囊58，所述可膨胀球囊58可基本上类似于上文的图2所示的球囊48。
在一些实施方案中，消融电极52A、52B、52C和52D彼此紧邻地设置在球囊58的外表面上。电极52A-52D中的每一个具有折返形状，所述折返形状包括凸形区域54和凹形区域55，所述凸形区域54和凹形区域55与相邻电极的对应区域交错在一起。例如，在一个实施方案中，电极52B的凸形区域54延伸到电极52A的凹形区域55中。
在一些实施方案中，电极52A-52D中的相邻电极(例如，电极52C和52D)由相应的电绝缘区域56间隔开，所述电绝缘区域56具有由电极的折返形状形成的非线性边界。
在一个实施方案中，电极52A-52D经由导管22和电导体60接收消融电信号。电极52A-52D可串联地或另选并联地电连接到导管22。
图2和图3所示的示例配置是完全为了概念清楚而选择的。在另选的实施方案中，本发明所公开的技术可使用电极的其他合适形状，所述其他合适形状彼此交错并且从而允许在目标区域中形成相连的灶。此外，本发明所公开的技术并不限于球囊组件，并且可与包括消融电极的其他合适的远侧端部组件一起使用。
应当理解，上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述的各种特征的组合和子组合，以及本领域技术人员在阅读上述说明时会想到且未在现有技术中公开的其变型和修改。以引用方式并入本专利申请的文献被视为本专利申请的整体部分，但是如果这些并入的文献中限定的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应只考虑本说明书中的定义。
Claims (16)
1.一种医疗器械，包括：
可膨胀球囊，所述可膨胀球囊联接到导管的远侧端部；以及
第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极具有与彼此交错的相应的第一形状和第二形状。
2.根据权利要求1所述的医疗器械，其中所述第一电极和所述第二电极彼此电绝缘。
3.根据权利要求1所述的医疗器械，其中所述第一电极和所述第二电极设置在所述可膨胀球囊的外表面上。
4.根据权利要求1所述的医疗器械，其中所述第一电极具有至少一个凹形区域，并且其中所述第二电极具有至少一个凸形区域，所述至少一个凸形区域突出到所述第一电极的所述凹形区域中。
5.根据权利要求1所述的医疗器械，其中所述第一电极具有至少一个二维(2D)凹入部，并且其中所述第二电极具有至少一个二维突起部，所述至少一个二维突起部突出到所述第一电极的所述2D凹入部中。
6.根据权利要求1所述的医疗器械，其中所述第一电极为凹形的并被凸形形状内切，并且其中所述第二电极具有至少一个区域，所述至少一个区域延伸到内切所述第一电极的所述凸形形状中。
7.根据权利要求1所述的医疗器械，其中所述第一电极和所述第二电极电连接到所述远侧端部并且被配置成经由所述导管接收信号。
8.根据权利要求1所述的球囊组件，其中所述第一电极和所述第二电极被配置成对组织进行消融以便沿着所述组织形成相连的灶。
9.一种用于制造医疗器械的方法，所述方法包括：
将可膨胀球囊联接到导管的远侧端部；以及
将第一电极和第二电极设置在所述球囊上，所述第一电极和所述第二电极具有与彼此交错的相应的第一形状和第二形状。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一电极和所述第二电极彼此电绝缘。
11.根据权利要求9所述的方法，其中设置所述第一电极和所述第二电极包括使所述第一电极和所述第二电极彼此由具有非线性边界的电绝缘区域间隔开。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一电极具有至少一个凹形区域，并且其中所述第二电极具有至少一个凸形区域，所述至少一个凸形区域突出到所述第一电极的所述凹形区域中。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一电极具有至少一个二维凹入部，并且其中所述第二电极具有至少一个二维突起部，所述至少一个二维突起部突出到所述第一电极的所述凹入部中。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一电极为凹形的并被凸形形状内切，并且其中所述第二电极具有至少一个区域，所述至少一个区域延伸到内切所述第一电极的所述凸形形状中。
15.根据权利要求9所述的方法，其中设置所述第一电极和所述第二电极包括将所述第一电极和所述第二电极电连接到所述远侧端部。
16.一种用于在患者的组织中的目标位置处进行消融的方法，所述方法包括：
将联接到导管的远侧端部的可膨胀球囊插入到所述患者体内，其中所述可膨胀球囊具有设置在其上的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极具有与彼此交错的相应的第一形状和第二形状；
将所述导管的所述远侧端部导航到所述目标位置，并且使所述球囊膨胀以在所述第一电极和所述第二电极与所述组织之间进行物理接触；以及
将电消融信号施加到所述第一电极和所述第二电极。
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