CN109475734B - 腔内神经调制设备及其使用方法 - Google Patents

腔内神经调制设备及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109475734B
CN109475734B CN201780040922.7A CN201780040922A CN109475734B CN 109475734 B CN109475734 B CN 109475734B CN 201780040922 A CN201780040922 A CN 201780040922A CN 109475734 B CN109475734 B CN 109475734B
Authority
CN
China
Prior art keywords
actuator
electrodes
support
distal end
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780040922.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109475734A (zh
Inventor
G·佩蒂皮埃尔
P·雷诺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL
Original Assignee
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL filed Critical Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL
Publication of CN109475734A publication Critical patent/CN109475734A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109475734B publication Critical patent/CN109475734B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14—Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1492—Probes or electrodes therefor having a flexible, catheter-like structure, e.g. for heart ablation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/36017—External stimulators, e.g. with patch electrodes with leads or electrodes penetrating the skin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0551—Spinal or peripheral nerve electrodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3605—Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
    • A61N1/3606—Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system adapted for a particular treatment
    • A61N1/36114—Cardiac control, e.g. by vagal stimulation
    • A61N1/36117—Cardiac control, e.g. by vagal stimulation for treating hypertension
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00053—Mechanical features of the instrument of device
    • A61B2018/00107—Coatings on the energy applicator
    • A61B2018/00136—Coatings on the energy applicator with polymer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00053—Mechanical features of the instrument of device
    • A61B2018/00214—Expandable means emitting energy, e.g. by elements carried thereon
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00345—Vascular system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00345—Vascular system
    • A61B2018/00404—Blood vessels other than those in or around the heart
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00434—Neural system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00505—Urinary tract
    • A61B2018/00511—Kidney
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00642—Sensing and controlling the application of energy with feedback, i.e. closed loop control
    • A61B2018/00654—Sensing and controlling the application of energy with feedback, i.e. closed loop control with individual control of each of a plurality of energy emitting elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • A61B2018/1246—Generators therefor characterised by the output polarity
    • A61B2018/1253—Generators therefor characterised by the output polarity monopolar
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • A61B2018/1246—Generators therefor characterised by the output polarity
    • A61B2018/126—Generators therefor characterised by the output polarity bipolar
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14—Probes or electrodes therefor
    • A61B2018/1405—Electrodes having a specific shape
    • A61B2018/1435—Spiral
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14—Probes or electrodes therefor
    • A61B2018/1495—Electrodes being detachable from a support structure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0551—Spinal or peripheral nerve electrodes
    • A61N1/0558—Anchoring or fixation means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3605—Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
    • A61N1/36128—Control systems
    • A61N1/36146—Control systems specified by the stimulation parameters
    • A61N1/36182—Direction of the electrical field, e.g. with sleeve around stimulating electrode
    • A61N1/36185—Selection of the electrode configuration

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于受试者的电神经调制的设备(100)，其特征在于，它包括旋转和线性致动器(110)；管状元件(101)，其具有远端和连接到致动器(110)的近端；同轴地设置在管状元件(101)内的柔性轴(102)，其包括远端和可操作地连接到致动器(110)的近端，并且适于沿管状元件(101)滑动；适形支撑件(103)，其包括可操作地连接到管状元件(101)的远端的近端和可操作地连接到柔性轴(102)的远端的远端，其长度的一部分围绕柔性轴(102)的远端部分螺旋地缠绕，以限定节距(500)和半径(400)；以及多个电极(104)，其沿着适形支撑件(103)的螺旋构造的部分可操作地设置，并且可电连接到发电机(200)，适于接触受试者的血管的腔内表面并传送电能；其中，适形支撑件(103)的螺旋构造的部分的节距(500)、半径(400)或两者可以通过致动器(110)驱动的柔性轴(102)的伸展、缩回和/或旋转来修改。

Description

腔内神经调制设备及其使用方法
技术领域
本发明涉及神经电调制，并且具体涉及用于治疗这种调制对其有益的病理状况的设备和方法。
背景技术
用于交感神经系统起关键作用的病理状况的治疗的常见的、相对较新的方法是所谓的神经消融或去神经支配。自主神经系统(周围神经系统的一个分支)是影响和控制内脏器官功能的神经网络。例如，它负责调节身体功能，例如控制呼吸、心脏调节、血管舒缩活动和某些反射动作。该系统主要由交感神经和副交感神经两个分支组成。在肾交感神经支配中，传出的交感神经源于脊髓，穿过交感神经链，并到达腹腔神经节。从该神经节开始，节后传出纤维沿肾动脉(在神经末梢区域处)突出以最终支配肾脏。在肾神经内，包括有来自肾脏的节后传出交感神经和传入神经。后者在背根内行进(如果它们是疼痛纤维)并且进入前根(如果它们是感觉纤维)，然后进入脊髓并最终进入大脑的特定区域。传入神经(传送压力感受器和化学感受器的信号)将来自肾脏的信息传送回大脑的交感神经系统中心；它们的消融、部分破裂或抑制至少部分是造成肾神经消融后血压中看到的改善的原因。实验上也已经提出并部分证实了，颈动脉窦水平的压力感受器反应由肾动脉传入神经介导，使得肾动脉传入神经反应的丧失减弱了颈动脉压力感受器对动脉血压变化的反应(DiBona等人，American J.Physiology and Renal Physiology 279：F491-F501，2000年)。
肾去神经支配术是一种基于微创的血管内导管的手术，其采用射频(RF)消融或超声消融治疗难治性高血压(高血压不受药物控制)。通过向肾动脉施加射频电能或超声能量来消融在传入神经壁中的与肾动脉相邻的交感神经系统的神经，从而引起局部组织发热。这是一种相对较新的方法，已发现其在治疗高血压方面具有临床疗效，但也关联有大量疼痛。现有的治疗对于医生来说可能相对难以准确地执行并且非常耗时。
许多医疗器械已经被推向市场，以用于通过肾去神经支配术来治疗难治性高血压。例如，SymplicityTM肾去神经系统由发电机和柔性导管组成。微创手术期间，医生使用横跨多个电极发射RF能量的导管。RF能量通过标准股动脉通路传送到肾动脉。沿着每个肾动脉递送一系列1分钟的消融以破坏神经，其中通常以螺旋模式以远端到近端的方式连续地进行4到6次消融。在能量传送期间，导管的尖端在下方组织中引起70℃至90℃之间的加热。
EnligHTNTM系统是一种基于多电极导管的设备，其传送具有消融模式的射频能量。RF消融发电机同时激活四个均匀间隔的电极，所述电极以单极模式激活，设置在网篮上，所述网篮据称允许一致地放置消融电极组，以便当设备沿着肾动脉移位以用于若干RF脉冲应用时能够实现可重复的结果。
波士顿科学公司的Vessix V2TM肾脏去神经支配系统包括低压(3个大气压)非柔顺性球囊导管，其具有安装在外表面上的热敏电阻和射频金双极电极。
Covidien的OneShotTM系统特征在于基于灌注气球的平台，其表面上带有螺旋电极，以为每个动脉传送单个射频治疗。本领域已知其他系统，例如，Recor的ParadiseTM系统、Terumo的IberisTM系统和Cordis公司的RENLANETM肾去神经支配系统。
用于通过肾去神经支配术治疗高血压的所有上述系统已经特别地考虑待治疗的身体部分的特定病理学和特有的解剖结构而开发。然而，所有这些系统在功效和“普遍性”方面具有若干结构和功能限制。例如，即使理论上可用于双-多极模式，电极也仅以单极模式使用(波士顿科学公司V2TM除外)。这主要与治疗的目的、电极工作的环境及其在设备中/上的布置有关。对于本领域技术人员来说显而易见的是，由于RF能量应朝向血管壁以消融沿其包裹的神经，沿网篮设置的单个电极(细长或螺线管状结构并插入血管外)实践上不能用于双-多极模式，以避免RF能量向血管内腔消散，并可能由于血液本身过热而形成血栓。即使可能消除这个问题，球囊状结构也会阻塞血管的内腔，因而损害血液流动。因此，一旦电极被激活，特定图案化的单个能量点就被朝向内部血管壁传送，由于其沿着血管的不可预测的路径而不能保证神经消融。此外，由于支撑电极的刚性或半刚性支架，所有上述系统缺乏普遍性，刚性或半刚性支架在待治疗的血管区域的尺寸方面施加了限制，因此仅适用于成年患者的肾去神经支配。
在US2015/0126992中描述了一种用于通过将RF能量施加到患者动脉的腔内表面而神经消融的设备，其具有更通用的设计。该文献公开了一种导管设备，其在柔性管的螺旋构造部分上携带RF消融电极，该柔性管可以插入患者的股动脉中，前进到肾动脉中，然后被操纵以适当地定位由螺旋管承载的电极以接触动脉的腔内表面，特别是肾动脉。可以将低水平的RF能量施加到动脉的腔内表面上的选定部位，以消融肾交感神经而不影响腹部、骨盆或下肢神经。所述导管包括：在其长度的螺旋盘绕部分(包括嵌入的预扇形机械线)上/中承载RF消融电极，温度传感器和相关联的连接线的柔性的、软的、多内腔的远端轴管，不太软的、柔性的、单或多内腔近轴管，柔性滑动管或杆(所谓的“滑块”)，以及带有致动机构和电缆组件/连接器的手柄。
在使用中，当导管的远端插入待治疗的动脉内的位置时，操作技术人员或医生将向右移动滑动件以撤回杆，从而将导管的远端朝向手柄拉动，使螺旋收缩，从而减小了节距并增加了螺旋管的半径，因而改变了几个电极的纵向和径向轨迹。该设备在理论上适用于几种不同的动脉口径，因为可能调制其中的有源电元件的展开，这有助于适应各种血管的几何形状。然而，即使在这种情况下，若干结构限制也限制了去神经支配方法中的最佳使用，即，不可能在双-多极模式下实际使用电极并且在医生的判断下修改电极之间的节距。此外，当血管的内部几何形状在其整个长度上不固定时，例如在血管的部分狭窄的情况下，该设备显然是不合适的。
颅内动脉瘤是在充满血液的脑动脉壁上发生气泡状外腔的状态。如果腔尺寸增大，则存在破裂的强烈风险。在破裂的情况下，血液在脑组织中渗漏并具有破坏性后果。这种出血称为蛛网膜下腔出血(SAH)。这是一种严重的病症，其在世界范围内每年影响660000人(de Rooij等人，J Neurol Neurosurg Psychiatry；78:1365-1372，2007年)。
SAH后最危险的并发症是脑血管痉挛(CVS)。在SAH后，它影响64％的患者(血管造影证实)，代表每年420000个病例(Hofmann等人，ISRN Vascular Medicine，第2011卷，文章ID 782568)。CVS的特征在于脑动脉的异常痉挛性收缩(准时或弥散)，其导致缺氧和脑组织的死亡。CVS通常在SAH后5至10天发生，但在21天内风险仍然很高。CVS非常危险，难以检测和治疗。它导致SAH后23％的死亡率或严重发病率(Keyrouz和Diringer，Crit Care，11(4):220，2007年)。目前的疗法是无效的、有风险的并且局限于特定的大脑区域。治疗CVS的更好方法是强烈的、未满足的医疗需求。
导致CVS的病理生理学机制是复杂的。蛛网膜下腔中的血液暴露基于触发痉挛剂释放(例如通过OxyHb载体)的酶激活导致了一系列效应。然而，许多研究也表明交感神经系统在CVS的发展中起主要作用(Goellner和Slavin，Med.Hypotheses，vol 73，no 3，410-413，2009年；等人，Acta Neurochir(Wien)，147:79-84，2005年；Treggiari等人，Stroke，34:961-967，2003年)。从这个角度来看，明显SAH导致交感神经系统失衡和组织炎症，这导致脑血管痉挛的发展。
下丘脑的后灰质是交感神经系统的核心。神经节前神经元从这个核心通过脊髓突出到上颈神经节(SCG)。它是交感神经系统链的主要元素，交感神经系统链进一步将神经节后神经元投射到内颈动脉。它在那里形成神经丛，该神经丛追随内颈动脉并指向不同的部件，例如翼腭神经节、睫状神经节，并最终到达脑动脉，如图7所示。交感神经系统刺激引起大部分血管的血管收缩，包括大脑中的血管收缩。这是由于神经节后交感神经元释放的去甲肾上腺素激活存在于血管的维管壁中的α-1肾上腺素受体而发生。由血管的血管收缩或血管舒张构成的血管舒缩作用主要由在静脉和动脉周围行进的血管周交感神经纤维控制。这些神经作用于来自中膜的平滑肌细胞(血管壁的中间层)，引起壁的收缩或扩张。
在血管痉挛动物模型中证实了交感神经系统的强烈参与(de Souza Faleiros等人，Arq.Neuropsiquiatr，vol.64，no 3A，572-574 2006年；Kezdi P.，Circ.Res.，vol.2，no4，367-371，1954年)。因此，还证明了在传出纤维离开以便随后会聚到SCG中的位置处对脊髓的电刺激在血管痉挛的情况下增加了脑血流量(Goellner和Slavin，Med.Hypotheses，vol.73，no 3，410-413，2009年；Takanashi和Shinonaga，Neurol.Med.Chir.(东京)，vol40，no 7，352-357，2000年)。若干研究还显示脑血管神经支配参与脑血管痉挛的发展(Edvinsson等人，J.Cereb.Blood Flow Metab.，vol.10，no 5，602-607，1990年；Shiokawa和Svendgaard，J.Auton.Nerv.Syst.，vol.49，副刊，167-170，1994年)。在20世纪70年代，有人提出:由颈动脉丛神经消融构成的医疗程序可能有助于停止受SAH影响的患者的CVS进展。
不受该理论束缚，有人认为在诸如SAH的创伤事件之后，交感神经系统被过度激活，导致脑血管痉挛的发展。在CVS发展期间或优选地在CVS发展之前通过电调制或神经消融调制或以其他方式抑制这种异常的交感神经活动可以允许预防其出现。这将导致治疗血管痉挛的新疗法。
发明内容
为了解决和克服现有技术解决方案在神经调制/消融领域中的若干缺点，发明人构思并创造了一种用于血管内环境的新型设备，其具有关注于与血管的内壁直接接触的结构元件的通用设计。由于包括在导管状元件中的柔性轴的旋转和线性致动，适于接触血管的内壁的适形支撑件可以适当地与受试者的身体结构接触，从而特别利用支撑件上图案化的多个电极传送其中的神经调制输入。支撑件具有螺旋构造，其中螺旋结构的节距可以根据迫切的需要重新构造，这归功于由致动器触发的柔性轴的伸展、缩回和/或旋转。特别地，本发明的设备的关键特征在于其可以独立地或同时地(如果需要的话)修改螺旋支撑件的节距和半径，从而特别地定制电极与血管接触的位置和/或分布以及因此的电神经调节，同时使支撑件的设计适应目标血管的任何尺寸或内部几何形状。因此，可以针对任何给定半径调节节距，因而进一步避免施加在血管壁上的任何机械应力。
因此，本发明的目的是提供一种用于受试者的电神经调制的设备，其特征在于，所述设备包括：
a)旋转和线性致动器；
b)管状元件，其具有连接到致动器的近端和远端；
c)同轴地设置在管状元件内的柔性轴，其包括可操作地连接到致动器的近端和远端，并且适于沿管状元件滑动；
d)适形支撑件，其包括可操作地连接到管状元件的远端的近端和可操作地连接到柔性轴的远端的远端，适形支撑件的长度的一部分围绕柔性轴的远端部分螺旋地缠绕，以便限定节距和半径；和
e)多个电极，其沿着适形支撑件的螺旋构造部分可操作地设置，并且可电连接到发电机，适于接触受试者的血管的腔内表面并传送电能
其中，适形支撑件的螺旋构造的部分的节距、半径或两者可以通过致动器驱动的柔性轴的伸展、缩回和/或旋转来修改。
在一个实施例中，该设备的特征在于，适形支撑物基本上由一种或多种软聚合材料制成。
在一个实施例中，该设备的特征在于，电极是柔顺的。
在一个实施例中，该设备的特征在于，多个电极被捆束在电极组中。
在一个实施例中，该设备的特征在于，电极以单极、双极或多极方式激活。
在一个实施例中，该设备的特征在于，致动器通过手动装置、液压装置、气动装置、机电装置、计算机辅助装置或其组合来操作。
在一个实施例中，该设备的特征在于，该设备还包括可操作地连接到多个电极的发电机。
在一个实施例中，该设备的特征在于，发电机是用于传送用于神经消融的射频能量的射频发电机。
在一个实施例中，该设备的特征在于，适形支撑件还包括适于感测受试者的物理参数或生理参数的至少一个传感器。在一个实施例中，至少一个传感器适于披露血管的神经末梢区域中的神经组织的位置，并反馈激活可操作地连接到多个电极的发电机，使得一个或多个电极空间选择性电能传送至神经组织。
在一个实施例中，该设备的特征在于，该设备还包括用于固定移植到血管内壁的装置。
在一个实施例中，该设备的特征在于，该设备的包括适形支撑件的远端部分可从设备的剩余部分拆卸。
在特定实施例中，该设备的特征在于，致动器包括在远端的、可拆卸的部分内。
本发明的另一方面涉及一种治疗或预防受试者的病理状况的方法，电神经调制能够通过使用上述设备而有益于所述病理状态，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)通过使管状元件前进通过接入点而到达受试者的接近神经组织的目标血管；
b)通过致动器的驱动的柔性轴的伸展、缩回和/或旋转来调整适形支撑件的螺旋构造部分的半径和/或节距，使得电极接触目标血管的腔内表面的一部分；
c)激活可操作地连接到多个电极的发电机，使得一个或多个电极将电能传送到目标血管；和
d)对目标血管的腔内表面的其他部分任选地重复步骤b)和c)。
在一个实施例中，神经组织是形成交感神经系统的一部分的神经。
在一个实施例中，神经组织是由以下构成的群组中的至少一种：星状神经节、下颈神经节、中颈神经节、上颈神经节、颈动脉体、海绵状神经丛、睫状神经节和翼腭神经节。
在一个实施例中，目标血管是由以下构成的群组中的内颈动脉的至少一个区段：颈部(C1)、颞骨岩部(C2)、破裂孔部(C3)、海绵状部(C4)、鞍突部(C5)、眼动脉(C6)和通信部(communication section)(C7)。
在一个实施例中，电神经调制是神经消融，并且发电机是射频发电机。
在一个实施例中，病理状况是脑血管痉挛、顽固性治疗的高血压或雷诺氏病。
附图说明
图1A和1B描绘了本发明的设备的一个实施例的侧视图；图1C和1D分别描绘了本发明的设备在血管内的侧视图和正视图；图1E描绘了实现嵌入在手柄内的致动器的设备的一个实施例；
图2A描绘了用电极图案化的螺旋缠绕(左)和未缠绕(右)适形支撑件的顶视图；图2B至2D描绘了在适形支撑件中和适形支撑件上的电极和传感器的布置的若干实施例；
图3A示出了用于神经调制的目标动脉的实例；图3B和3C示出了电极感测(3B)和通过设置在目标动脉中/周围的神经组织的能量传送的调制(3C)；
图4描绘了本发明的设备的线性和旋转致动：图4A示出了在线性致动时设备的软支撑件的闭合(顶部)和扩展/展开(底部)构造，其中所述支持件的螺旋几何形状的半径变化(图4B)；图4C示出了在设备的旋转致动时螺旋支撑件的节距的变化，其中螺旋的半径没有变化；
图5描绘了在极端(5A)或轻微(5B)血管曲线的情况下，或者在由于例如狭窄(5C)导致的血管腔的内部几何形状改变的情况下，在血管内操作的设备的轴和支撑件的柔顺性；
图6A示出了包括本发明的设备的系统，该设备可操作地连接到诸如射频发电机的发电机/调制器；图6B示出了包括适形支撑件和相关联的电极的永久性植入物的一个实施例；图6C示出了在受试人内操作的相同植入物，该植入物无线连接到外部发电机/连接单元并由其供电；
图7描绘了内颈动脉结构及其与交感神经系统的连接，示出了交感神经通路；
图8描绘了在形成交感神经系统的一部分的神经组织的电能传送的情况下适合于能量传送的内颈动脉的一些区段；
图9描绘了用于将设备的远端部分锚固到腔内血管壁的合适的移植装置的一个实施例；
图10A描绘了在适形支撑件上的分离点的位置的一个实施例；图10B描绘了根据本发明的植入物的一些实施方案，其包括适形支撑物以及该设备的其他结构；图10C以三个步骤示出了可能的释放过程。
具体实施方式
通过参考结合附图给出的以下详细描述，可以更容易地理解本公开，附图形成本公开的一部分。应理解，本公开不限于本文描述和/或示出的具体条件或参数，并且本文使用的术语的目的在于仅借助于举例描述特定实施例，并非旨在限制要求保护的公开内容。
如本文和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另有明确说明。因此，例如，对“电极”的引用包括多个这样的电极，并且对“传感器”的引用包括对一个或多个传感器的引用等等。
此外，除非另有说明，否则“或”的使用意味着“和/或”。类似地，“包括”、“通常包括”、“正包括”、“包含”、“通常包含”和“正包含”是可互换的而不是限制性的。应进一步理解，在各种实施例的描述使用术语“包括”的情况下，本领域技术人员将理解，在一些特定情况下，可以使用“基本上由......组成”或“由......组成”的语言来替代地描述实施例。
参考图1，根据本发明的一个实施例的设备100包括中空管状元件101，其包括近端101a和远端101b。管状元件101基本上是适形的导管状结构，例如本领域已知的那些结构，优选地由聚合的、生物相容性塑料材料制成，例如聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、尼龙、乳胶、聚酰亚胺、硅橡胶等，其适于插入人工制作的进入开口的天然物中，并且滑入需要其的受试者的血管中。如本文所用的术语“受试者”是指哺乳动物。例如，本发明考虑的哺乳动物包括人、灵长类动物、家养动物(例如，牛、绵羊、猪、马、实验室啮齿动物)等。管状元件101通过其近端101a可操作地连接到旋转和线性致动器110(图1E)并从其伸展。如本文所使用的，措辞“可操作地连接”、“可操作地可连接”或甚至“能操作地连接”反映了设备或系统的两个或更多个部件之间的功能关系，即，这样的措辞意味着所要求保护的部件必须被以执行指定功能的方式连接。“指定功能”可以根据连接中涉及的不同部件而改变；例如，可操作地连接到致动器110的管状元件101的指定功能是在两个元件之间产生合适的接触，使得致动器110可以适当地操作柔性轴，如稍后将描述的那样。在本公开的基础上，本领域技术人员将容易理解并清楚本发明的设备或系统的每个和每一个部件的指定功能以及它们的相关性是怎样的。
柔性细长轴102以基本上同轴的方式一直沿管状元件101伸展。柔性轴102包括可操作地连接到致动器110的近端和远端或尖端105，并且适于在致动器110启动时沿着管状元件101滑动。当涉及轴102时，术语“柔性”表示其根据致动器驱动的操作和/或血管的内部几何形状在一个或多个方向上主动或被动弯曲的能力，如图1C中更好地描绘，其中示出了本发明的设备100在弯曲状态108下在血管107的内腔109内操作。根据本发明的一个实施例，轴102可沿其长度的至少一部分中空。该设计在外科手术期间的操作中提供了以下优点：使外科医生通常使用的导丝以同轴方式滑入轴102并将设备引向目标部位。
轴102基本上由具有半刚性的、适形的生物相容材料或任何适当的材料组合构成，例如不锈钢、钛或镍钛合金。对于本领域技术人员显而易见的是，为了在管状元件101内滑动，轴102的口径或横截面(取决于几何形状)比管状元件的口径和横截面小，并且通常可以包括在约10μm和约5mm之间。关于管状元件101，其长度可在约0.1至约5米的范围内，这取决于若干因素，例如受试者的进入点或目标血管。
适形支撑件103在其远端末端103b处固定到轴102的远端105。另一方面，支撑件103的近端连接到管状元件101的远端101b。所述适形支撑件103构造成使其长度的至少远端部分围绕轴102的远端部分以螺旋方式缠绕。如将立即显而易见的，支撑件103的螺旋构造限定了该设备的该元件的横截面半径400和节距500，如图4B和4C所示。“横截面半径”是支撑件103的圆形截面的半径，支撑件103具有在其中心的轴102的主轴106以及作为设备100的直线构造的圆周的支撑件103的最外部部分。以相同的方式，“节距”是一个完整螺旋转弯的宽度，其平行于螺旋的轴线106测量(参见例如图1B)。在本发明的优选实施例中，适形支撑件103至少在其中心部分基本上是圆形螺旋，即它具有恒定的半径，因此具有恒定的弯曲率和扭转。所有适形支撑件103参数(特别是其半径400和其节距500)可以适当地改变并且适于在设备100运行时适配血管轮廓(如稍后将描述的)，这归功于致动器110的激活(参见例如图1D、4A和5)。
适形支撑件103的长度根据轴102的长度确定尺寸，其又取决于若干标准，例如受试者的进入点、目标血管或待提供给受试者的治疗类型。支撑件103的尺寸和形状在其他维度(厚度和宽度)上取决于若干其他因素，例如需要与血管107的内壁良好的符合、由其组成的材料、在其上形成图案的电极104的数量或者位置等等。例如，在优选实施例中，适形支撑件103可以具有线或带状结构，以便更好地容纳设置在其中的一组电极104，这将在后面详述。一般而言，支撑件103可具有几毫米到几米的可变长度以及几纳米到几毫米的厚度/宽度。
关于支撑件103的材料，在优选实施例中，这基本上由软聚合物材料或许多软聚合物材料的组合制成，特别是生物相容性材料和可能的电介质(118)。术语“软”在本文中旨在包括可压缩、可逆压缩、弹性、柔性、可拉伸或其任何组合的任何材料。用于支撑件103的合适材料的实例是例如聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、尼龙、乳胶、聚酰亚胺、硅橡胶等或任何前述物质的组合。
为了帮助将支撑件103稳定在目标位置，在一个实施例中，该设备的特征在于它还包括用于固定地移植到血管内壁的装置。移植装置可以集成在支撑件103的边界处，并且包括像钩子、锚的形状、或任何规则或不规则锯齿形状，组织可以抵靠该移植装置/在该移植装置上生长并抓住该装置。其他移植装置可以采用在支撑件的边界处或在电极位置中间的通孔的形状或任何贯通形状。另一种移植/固定装置可以依赖于点在支撑件103上的生物胶，其可能受到保护，直到外科医生决定展开该机构并随后在血管壁107的接触处固化该胶。在一种情况下，移植装置被实施为附加的微系统134，其优选地定位在设备100的远端部分处，例如在管状元件的远端101b处，在轴102的尖端105处或者甚至两者处。移植装置134可以以很多方式与设备100的元件和血管107相互作用；例如，移植装置134可以作为通过致动器110激活的展开元件嵌入远端101b和/或尖端105内，该展开元件可以通过例如线圈状结构134a抓住并固定到血管107的内壁中/上，线圈状结构134a通过旋转锚固到血管壁(图9)。移植装置134可以证明在本发明的那些实施例中特别有用，其中设备的远端部分(至少包括适形支撑件103和其全部或部分物理相关结构)与其余部分分离，并且在受试者体内以固定的有源电调制植入物的形式持续存在，将在后面详述。实际上，鉴于血管的高度动态环境，其受到许多物理刺激，例如收缩、扩张或简单的脉动血流，对于这种植入物来说，保证其精确和持久的定位在血管的目标区域中至关重要，其中没有空间以供误差或有限的空间以供误差。
沿着适形支撑件103的螺旋构造部分设置有多个电极104，其适于接触受试者的血管107的腔内表面，并且一旦电连接到发电机200就传送电能。图2A描绘了根据本发明的一个实施例的包括一组电极104的非螺旋缠绕的适形支撑件103的顶视图。根据需要，电极104可以以任何合适的构造沿支撑件103的螺旋形盘绕部分设置；例如，单个电极104可以以规则的间隔(例如，每个螺旋转弯一个)或以其他预定的间隔均匀地设置，或者可以存在若干束/若干组电极104，规则地或不规则地设置在支撑件103上。当必须以双极或多极方式激活这些电极时，设想存在若干组电极104的实施例是特别方便的。实际上，如稍后将更详细地解释的，本发明的设备100的关键特征是其以双极或多极模态工作的能力，从而可以提供更精确和有效的电调制到神经组织。例如，参考图2B，电极对113可以适当地设置在支撑件103上，也可以以带状电极114的形式，或者可以在支撑件103上以任何方便的布置或者数量图案化和分组多个电极115。根据应用，电极104可以是适于电刺激的刺激电极111或用于感测神经组织的生理参数(例如电流、神经功能或两者)的记录电极112。
电极104可以具有任何合适的形状，例如圆形、方形、椭圆形或矩形，并且可以由任何合适的导电材料制成，包括但不限于金属(例如Au、Pt、Al、Cu等)及其任何合金、其氧化物及其组合、复合金属-聚合物材料等。在优选的实施方案中，电极由无毒和生物相容材料制成。可以用任何合适的方法将电极104放置在支撑件103上，例如光刻、电子束蒸发、热蒸发、溅射沉积、化学气相沉积(CVD)、电镀、分子束外延(M BE)或任何其他本领域已知的常规手段。此外，如图2C所示，其示出了支撑件103的横向剖视图，其上具有图案化的电极104，电极104可以以降低构造(119)、平坦构造(120)、升高构造(121)和/或混合装配构造(122)布置，其中诸如镍钛诺膜或线的柔性带状元件123可用作支撑件103的附加机械支撑元件。
在本发明的一些实施例中，电极104是柔顺电极。“柔顺电极”是能够传送电流的任何结构或元件，并且适于根据其粘附的支撑件的形状变化来改变其形状，而基本上不损害机械和/或电气性能。术语“柔顺”旨在包括可压缩、可逆压缩、弹性、柔性、可拉伸或其任何组合的任何适形结构。本领域已知的柔顺电极的实例包括金属薄膜(包括图案化电极、面外扣环电极和波纹薄膜)、金属-聚合物纳米复合材料、碳粉、碳润滑脂、导电橡胶或导电涂料，Rosset和Shea(Applied Physics A，2013年2月，第110卷，第2期，第281-370页)提供了对其的综述，其内容通过援引整体并入本文。在一个实施例中，可以使用如国际专利申请WO2004/095536中描述的可伸缩电极，其通过援引整体并入本文。
电极104和外部发电机200之间的电连接可以以任何合适的方式完成。参考例如图1A和图6，在一个实施例中，一些连接线(未示出)沿着管状元件101结构从发电机200伸展到其远端101b，其中电焊盘将所述线电耦接到图案化在支撑件103上的电路，接着连接到电极104。
本发明的设备100的另一个优点在于可能以单极、双极或多极以及前述的任何合适的组合方式激活电极。单极刺激基本上产生电流，其中能量脉冲以“最小阻力的方式”从负极通过材料扩散。在这种情况下，一个或多个触点被编程为相对于接地的负极。这种刺激提供了大致径向的电流扩散，该电流扩散覆盖电极周围的近似球形空间，该近似球形空间具有在刺激期间涉及的组织的相对大的体积，并且因此这种刺激可能影响较大的目标区域，特别是当电流密度相对高时。双极刺激在电极周围和电极之间产生集中电流，其中电子从负极流向正极，从而产生更窄且更集中的电流场。与双极或多极刺激相比，单极刺激在能量传送方面通常具有较高的功效，但是通常还伴随较高的副作用比率，例如周围身体结构的夸张的损伤。以双极或多极方式激活电极104不但允许传送到神经组织的能量的特定的、甚至动态的定制，同时副作用减少，而且也允许例如可以尤其有益于消融方案的能量的完全环形的能量分布。
在一些实施例中，设备100包括一个或多个合适的传感器，以用于检测和/或存储至少受试者的身体或生理参数。本文使用的“传感器”是检测(并且可能响应)给定系统或通常环境的定量和/或定性特征中的信号、刺激或变化并且可能提供相应的输出的设备。根据本发明，传感器优选地包括用于检测和/或存储用户的生理或物理参数的装置。传感器还可以包括数据存储设备，以保存信息、处理信息或两者。由所述传感器检测并可能收集的信息可以涉及用户的生理或物理参数；例如，压力传感器116或温度传感器117(图2B)例如连接到电线并设置在支撑件103上，优选地靠近电极104或电极组(113-115)或在与电极104或电极组(113-115)相同的位置。如将显而易见的，传感器116-117放置在支撑件103上，以便接触血管107的腔内表面并感测所述血管的物理或生理参数，但是传感器还可以根据需要和生理或物理参数来感知而附加地或替代地面向腔内的腔。
传感器还包括用于将检测到的和/或存储的关于上述参数的数据发送到诸如计算机的外部设备的装置。所述传感器可以以开放或反馈回路方式工作，即，用于简单地收集受试者的生理信息或者用于基于所感测的信息反馈影响电极104的活动，这归功于从例如计算机获得的输入。在一些实施例中，那些传感器可以以无线模式工作。
在一些实施例中，感测电极112用作传感器，并且适于披露血管107的神经末梢区域中的神经组织的位置，并且反馈激活可操作地连接到多个刺激电极111的发电机200，从而其中一个或多个电极将空间选择性电能传送给神经组织。该特定实施例在图3中描绘。根据本发明的该实施例，设备100被插入血管107的内腔109中，血管107在图3A中示例性地描绘为包括神经124、外膜125、内皮126、中膜127、外部弹性组织128和结缔组织的外部界限129的小动脉。一旦操作，感测电极112被适当地激活，以披露包括单个神经(130)或多个神经(131)的区域(图3B)。由于周围神经不断地传输通过Ranvier节点处的连续去极化传播的信号，因此可以通过利用接触腔内壁107的感测电极112来检测靠近Ranvier节点的这些局部去极化。在动脉的神经末梢区域处的所有感测电极中，检测最强信号的电极是较近的电极，最强信号也可能是外部感应的。
基于该感测动作，刺激电极111可以经由外部发电机200反馈激活，以将合适的电神经调制能量(包括用于神经消融的射频能量)传送到单个(132)或多个(133)调制区域。通过感测电极112沿着血管107初步识别神经组织(例如神经)的位置和数量允许优化能量传送以调制所述神经组织，因而定制治疗并尽可能地减少任何由随机能量分布引起的副作用(图3C)。
如上所述，致动器110可操作地连接到柔性轴102，以使其沿着管状元件101滑动。然而，柔性轴102可附加地操作以绕其长轴线106旋转。在这种情况下，当使用时，设备100被插入待治疗的血管107内的位置。在本发明的一个实施例中，如图4A所示，为了便于插入患者的血管107中，设备100以“闭合”构造传送，其中轴102设置在其最大伸展位置，并且支撑件103设置在其最大拉伸位置，并因此相对紧密地围绕轴102缠绕，使螺旋收缩，从而最大限度地减小半径400，同时也减小节距500。一旦将设备100置于血管107内的目标位置，操作者然后就可以操作致动器110以便撤回轴102并将其远端105拉向致动器110，因而使支撑件103的螺旋收缩并增加盘旋的支撑件103的半径400，同时减小其节距500，从而改变几个电极104的纵向和径向位置(图4A和4B)。然而，本发明的设备100的关键特征在于可以在保持恒定并且固定精确半径400的同时改变电极104的位置。这归功于通过致动器110使轴102旋转的可能性来实现：在螺旋形支撑件103的弯曲的意义上的旋转将通过减小节距500来缩紧所述支撑件，同时在与所述螺旋形支撑件103的弯曲相反意义上的旋转将通过增大节距500来展开支撑件(图4C)。
通过轴102的致动器驱动的旋转来微调节距500的可能性在对受益于神经电调制的病理状况的精确和个性化治疗方面打开了几个机会。实际上，与本领域已知的相反，一旦包括多个电极的支撑件被放置或展开以便紧密接近血管的内壁，电极的相对位置保持固定或可以是以有限的自由度改变，所述自由度是包括电极的支撑件的结构几何形状的函数。例如，如US 2015/0126992中描述的设备允许以有限的位置范围放置电极，该有限的位置范围由支撑件的长度、其曲率、轴的长度等决定，从而损害例如所述电极在感兴趣区域中的临时的、甚至动态的定位或者在特定位置具有增加的密度。另一方面，在本发明的设备中为轴102提供额外的自由度(旋转)允许能量传送元件的适当的定制布置，并且因此最终对血管目标区域进行更有效的处理。
致动器110可以以任何合适的方式操作，例如通过手动装置、气动装置、液压装置、机电装置或计算机辅助装置及其合适的组合，就如可操作地连接到致动器或者形成致动器的一部分的机器人系统一样。例如，致动器110可包括用于实现轴102的伸展、缩回和旋转的引导滑动器机构或其他设备，例如，可枢转的杠杆和叉、附接到轴102的近端部分的用户可接合的可枢转的杠杆驱动的齿轮齿条、附接到轴102的拇指旋轮驱动的螺钉、附接到轴102的拇指驱动的可旋转齿轮齿条、任何类型的简单液压或气动致动器、球或导螺杆致动器、或这些中任何一个的低压电动机驱动的版本。为了增强整个设备的操纵性，致动器110可以包括在手柄1000(图1E)中，手柄1000可以由医生或操作者容易地使用；在一种情况下，手柄1000可以包括激活/调节旋钮、按钮、杠杆或其组合，以改善和促进激活体验。设备100的所有电部件(包括致动器110和电极104)可以通过嵌入式(可充电)电池、与一个或多个外部电源的有线连接以及以无线模式通过在设备内任何合适位置中的螺线管天线的简单实现来激活，其中无线模式例如通过(谐振)电感耦合、(谐振)电容耦合、磁力耦合、超声、和/或红外辐射。对于本领域技术人员显而易见的，在一些实施例中，致动器110也可以以任何合适的无线方式操作，并且还可以在虚拟现实环境中操作，并且致动器110也可以被设想成小型化的嵌入式版本。
本发明的附加方面涉及一种用于受试者的电神经调制的永久性植入物，其特征在于，它至少包括适形支撑件103和相关电极104，如图6B中示例性描绘。该特定方面与在某些情况下提供对某些神经结构的长期、动态和/或按需电调制的必要性相关，以用于治疗或预防包括神经性病症的慢性、复发或持久的病理状况，神经性病症例如阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、癫痫、多发性硬化、中风、脑动脉瘤或偏头痛。因此，源自本发明的设备并利用其功能特征的固定植入物是理想的解决方案。
在该上下文中，在一个实施例中，本发明的设备100的特征在于其包括适形支撑件103的远端部分可从设备的其余部分拆卸。在这个意义上考虑了许多情况。例如，上述远端部分可包括单个适形支撑件103和电极104。在该构造中，可拆卸区域135位于适形支撑件103的远端部分103和近端部分103b中，如图10A所示。实现例如嵌入式线圈天线和/或螺线管的信令元件136可以包括在支撑件103的远端或优选地近端部分中，以用于通过例如电极104的外部天线137和可能的传感器无线激活/供电，并且还可以包括诸如微处理器和数据存储装置的附加元件，如图6B和6C所示。
在另一种构造中，可拆卸元件包括轴102的远端部分、尖端105和管状元件101b的远端，当然还包括适形支撑件103和相关电极104。分离点可以靠近或以其他方式接近远端101b放置，如图10B所描绘，并且可以被激活以通过致动器110引起设备的活动远端部分的分离。为了产生动态和/或按需电调制，在特定实施例中，设备100的特征在于致动器110包括在其远端的、可拆卸的部分内，因而形成最终植入物的一部分(图10)。包括在致动器110的嵌入式小型化版本的设备中允许在调制支撑件103的节距500和/或半径400方面对所产生的植入物进行有效操作，尤其是在无线模式中。
在一种情况下，适形支撑件103可以与轴102和尖端105分离，一旦适形支撑件103已经正确地定位在目标血管107内，随后就可以用管状元件101将轴102和尖端105拉出，如图10C所示。在另一种布置中，可以执行相同的传送过程，同时保留在血管中的元件还包括尖端105、轴102的远端部分、管状元件101的远端部分以及如先前所述的可能的致动器110。一旦与设备的其余部分分离，诸如电极104和可能的传感器的电部件就可以被无线激活(通过例如嵌入植入物中的线圈天线和/或螺线管)或通过嵌入式电池激活，并且由于可编程或预编程算法实施在嵌入式微芯片或外部计算机设备中，可以提供电刺激的“模式”(参见例如图6C)。在后一种情况下，可以以静态或动态方式极大地促进数据存储、数据分析和/或双向通信。在本发明的植入物的情况下，移植装置134的包含是特别优选的，并且这些可以在管状元件101的远端分离部分处(例如，在管状元件远端101b处)、在尖端105中、在适形支撑件103上或前述的适当组合上实施。
本发明的方面涉及一种用于治疗或预防受试者的病理状况的方法，其中通过使用本发明的设备100可以有益于电神经调制，该方法的特征在于其包括以下步骤：
a)通过使管状元件101前进通过接入点而到达与神经组织124接近的受试者的目标血管107；
b)经由致动器110驱动的柔性轴102的伸展、缩回和/或旋转来调整适形支撑件103的螺旋构造部分的半径400和/或节距500，使得电极104接触目标血管107的腔内表面的一部分；
c)激活可操作地连接到多个电极104的发电机200，使得一个或多个电极104将电能传送到目标血管107；和
d)对目标血管107的腔内表面的其他部分可选地重复步骤b)和c)。
如本文所用，“治疗”、“正治疗”等通常意指获得所需的药理学和/或生理学效果。该效果就预防或部分预防疾病、症状或病症而言可以是预防性的，和/或就部分或完全治愈由疾病引起的疾病、病症、症状或副作用而言可以是治疗性的。本文所用的术语“治疗”或“正治疗”覆盖了哺乳动物、特别是人的疾病的任何治疗，包括：(a)抑制疾病，即，阻止其发展；或(b)缓解疾病，即，引起疾病和/或其症状或病症的消退，例如改善或修复损害。术语“预防”或“正预防”涉及妨碍、阻断或避免疾病在受试者中发生，该受试者可能出于任何原因而易患该疾病但尚未被诊断为患有该疾病，例如基于家族史、健康状况或年龄。
在根据本发明的优选实施例中，神经组织124是形成交感神经系统的一部分的神经。本发明的设备100特别旨在用于和有益于某些状况，其中交感神经过敏作用(交感神经系统的刺激状态，其中交感神经系统的紧张度增加)出现，例如，血管痉挛(例如，脑血管痉挛)；或者特别旨在用于和有益于升高的血压状况，例如，先天性、慢性或特发性高血压。因此，在一个实施方案中，由本发明的设备100电调制的神经组织124是由以下构成的群组中的至少一个：星状神经节、下颈神经节、中颈神经节、上颈神经节、颈动脉体、海绵神经丛、睫状神经节和翼腭神经节。因此，在一些实施例中，目标血管107是内颈动脉的至少一个区段，其包括在由以下构成的群组中：颈部(C1)、颞骨岩部(C2)、破裂孔部(C3)、海绵状部(C4)、鞍突部(C5)、眼动脉(C6)和通信部(C7)。在由设备100治疗的病理状况是脑血管痉挛或甚至其他状况(例如，雷诺氏病或复杂区域疼痛综合征)的情况下，这些实施例是优选的。在这种情况下，基于传送适于抵抗血管收缩的电刺激的刺激电极111的激活或者通过借助射频能量消融与内颈动脉有关联的上述神经结构中的一个或多个，可以治疗或甚至预防脑血管痉挛，如图8中示意性所示。
在替代实施例中，顽固性治疗的高血压(即不受药物控制的高血压)可以由设备100通过执行射频消融诱导的肾去神经支配法来治疗，其中肾动脉壁中的神经通过将射频脉冲施加到肾动脉来消融，导致肾脏的交感神经传入和传出活动减少并且血压降低。临床上，处于闭合状态的管状元件101将插入股动脉并前进到肾动脉107中以进行治疗或消融。然后，射频(RF)发电机200通过例如电缆组件/连接器与设备100可操作地连接。RF消融电极111然后通过致动器110在轴102上的移动来展开，并且根据需要接触动脉107的腔内表面。在可能通过传感器116-117或感测电极112监测接合的腔内表面的各种参数的同时，RF能量将经由电极111施加到动脉107的内动脉表面(在本例中为126)上的选定位置，以便消融包含在其中的肾交感神经(在本例中为124)，而不影响腹部、骨盆或下肢神经。
本发明的设备甚至可以用于治疗包括交感神经干的一部分的异常激活的其他病理状况，通过例如消融在两个交感神经干中的任何一个中的任何位置处的相关神经进行治疗。所述病理状况的实例是雷诺氏病、多汗症、烟雾病、偏头痛、过度活跃的支气管、长QT综合征、社交恐惧症或焦虑症。可以治疗/消融进一步的神经结构(例如，阴部神经、肠系膜神经节、腹腔神经节、尾骨神经节、颈神经节、内脏神经、或舌咽神经)，以用于疼痛(如癌症产生的疼痛或慢性疼痛)管理、早泄治疗和其他症状。在一些备选实施例中，迷走神经刺激(VNS)可用于治疗难治性癫痫或抗治疗抗性抑郁症，而迷走神经阻滞可用于治疗肥胖症。此外，该设备可以与其他设备和系统结合使用，以克服某些侵入性治疗的副作用，例如在冠状动脉导管插入术时导管引起的冠状动脉痉挛的情况下。
本发明设备的这种高度通用性尤其通过其通用设计给出，该通用设计适用于许多(如果不是全部)血管的尺寸和几何形状，甚至可以沿其长度变化。例如，如图5所示，设备100以及特别是轴102和相关联的支撑件103可以方便地适应以下情况：在血管107的极端弯曲(图5A-B)的情况下，例如，在内颈动脉的情况下；或者在内腔109横截面可变(图5C)的情况下，其可以在血管107的痉挛或狭窄的情况下被固定，或者甚至动态地保持其与由于例如脉动血流期间血管壁108的内在运动而导致的永久移动的血管腔的接触。由于是适形的，支撑件103在部署时可以在任何情况下容易且柔顺地粘附到血管107的内壁。优选地设置在设备的远端处的附加的分支系统134更有利于支撑件103在血管107内的精确目标区域上的定位和固定，因此即使在动态的情况下(例如，动脉)也增加了所传送的电调制的可靠性。

Claims (17)

1.一种用于受试者的电神经调制的设备(100)，其特征在于，所述设备包括：
a)旋转和线性致动器(110)；
b)管状元件(101)，所述管状元件具有远端和连接到所述致动器(110)的近端；
c)同轴地设置在所述管状元件(101)内的柔性轴(102)，所述柔性轴包括远端和可操作地连接到所述致动器(110)的近端，并且适于沿所述管状元件(101)滑动；
d)适形支撑件(103)，所述适形支撑件包括可操作地连接到所述管状元件(101)的远端的近端和可操作地连接到所述柔性轴(102)的远端的远端，所述适形支撑件的长度的一部分围绕所述柔性轴的远端部分螺旋地缠绕，以便限定半径(400)和节距(500)；以及
e)多个电极(104)，所述多个电极沿着所述适形支撑件(103)的螺旋构造的部分可操作地设置，并且能电连接到发电机(200)，适于接触受试者的血管的腔内表面并传送电能，其中，所述血管是由以下构成的群组中的内颈动脉的至少一个区段：颈部、颞骨岩部、破裂孔部、海绵状部、鞍突部、眼动脉和通信部，
其中，所述适形支撑件(103)的螺旋构造的部分的节距(500)和半径(400)能够通过致动器驱动的柔性轴(102)的伸展、缩回和/或旋转彼此独立地或共同地被修改，其中，所述节距能被致动器的旋转修改，
其中，所述电极是柔顺的，
并且，所述电极仅设置在所述适形支撑件的螺旋构造的部分的具有带状结构的径向向外侧中或所述径向向外侧上。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述适形支撑件(103)基本上由一种或多种软聚合材料制成。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个电极(104)被捆束在电极组中。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电极(104)以单极、双极或多极方式激活。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述致动器(110)通过手动装置、液压装置、气动装置、机电装置、计算机辅助装置或其组合来操作。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括可操作地连接到所述多个电极(104)的发电机(200)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述发电机(200)是用于传送用于神经消融的射频能量的射频发电机。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述适形支撑件(103)还包括适于感测所述受试者的物理参数或生理参数的至少一个传感器(116-117)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述至少一个传感器(116-117)适于披露血管的神经末梢区域中的神经组织的位置，并反馈激活可操作地连接到所述多个电极(104)的发电机(200)，使得一个或多个电极将空间选择性电能传送至所述神经组织。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于固定地移植到血管的内壁的装置(134)。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备的包括所述适形支撑件(103)的远端部分能从所述设备(100)的剩余部分拆卸。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述致动器(110)包括在远端的、可拆卸的部分内。
13.一种使用权利要求1所述的设备治疗或预防受试者的病理状态的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)通过使所述管状元件(101)前进通过接入点而到达受试者的接近神经组织的目标血管；
b)通过致动器(110)驱动的柔性轴(102)的伸展、缩回和/或旋转来调整所述适形支撑件(103)的螺旋构造的部分的半径(400)和/或节距(500)，使得所述电极(104)接触所述目标血管的腔内表面的一部分；
c)激活可操作地连接到多个电极(104)的发电机(200)，使得一个或多个电极将电能传送到所述目标血管；以及
d)对所述目标血管的腔内表面的其他部分可选地重复步骤b)和c)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述神经组织是形成交感神经系统的一部分的神经。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述神经组织是由以下构成的群组中的至少一种：星状神经节、下颈神经节、中颈神经节、上颈神经节、颈动脉体、海绵状神经丛、睫状神经节和翼腭神经节。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述目标血管是由以下构成的群组中的内颈动脉的至少一个区段：颈部(C1)、颞骨岩部(C2)、破裂孔部(C3)、海绵状部(C4)、鞍突部(C5)、眼动脉(C6)和通信部(C7)。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述电神经调制是神经消融，并且所述发电机(200)是射频发电机。
CN201780040922.7A 2016-05-24 2017-05-10 腔内神经调制设备及其使用方法 Active CN109475734B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IBPCT/IB2016/053030 2016-05-24
IB2016053030 2016-05-24
PCT/IB2017/052731 WO2017203380A1 (en) 2016-05-24 2017-05-10 Endoluminal nerve modulation device and methods for using thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109475734A CN109475734A (zh) 2019-03-15
CN109475734B true CN109475734B (zh) 2024-02-13

Family

ID=59071022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780040922.7A Active CN109475734B (zh) 2016-05-24 2017-05-10 腔内神经调制设备及其使用方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20200315700A1 (zh)
EP (1) EP3463554B1 (zh)
JP (1) JP6979410B2 (zh)
CN (1) CN109475734B (zh)
AU (1) AU2017271145A1 (zh)
CA (1) CA3025238A1 (zh)
ES (1) ES2867076T3 (zh)
IL (1) IL263185B (zh)
WO (1) WO2017203380A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7495778B2 (ja) 2015-10-07 2024-06-05 メイヨ・ファウンデーション・フォー・メディカル・エデュケーション・アンド・リサーチ 肥満又は糖尿病治療のためのエレクトロポレーション
US10524859B2 (en) 2016-06-07 2020-01-07 Metavention, Inc. Therapeutic tissue modulation devices and methods
US11284934B2 (en) * 2017-07-05 2022-03-29 Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. Methods for treating sleep disorders in patients via renal neuromodulation
JP2022553886A (ja) * 2019-10-21 2022-12-26 エンドジェネクス， インコーポレイテッド 十二指腸のパルス化電場治療のための装置、システム、および方法
JP2022121975A (ja) * 2021-02-09 2022-08-22 国立大学法人 筑波大学 神経組織の活動の検知又は刺激に用いられる装置
EP4205801A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-05 CVRx, Inc. Devices and methods for baroreflex activation
KR102643842B1 (ko) * 2022-01-17 2024-03-06 경상국립대학교산학협력단 비출혈 감소형 비인두 삽입기
CN115349946B (zh) * 2022-10-19 2022-12-23 成都美创医疗科技股份有限公司 用于治疗颅底肿瘤的电极组件、手术内切刀以及手术系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103118619A (zh) * 2010-07-30 2013-05-22 波士顿科学西美德公司 用于肾神经消融的多个柔性线丝上的rf电极

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5228442A (en) * 1991-02-15 1993-07-20 Cardiac Pathways Corporation Method for mapping, ablation, and stimulation using an endocardial catheter
US6322559B1 (en) * 1998-07-06 2001-11-27 Vnus Medical Technologies, Inc. Electrode catheter having coil structure
US7491892B2 (en) 2003-03-28 2009-02-17 Princeton University Stretchable and elastic interconnects
US9108025B2 (en) * 2008-10-09 2015-08-18 Gardia Medical Ltd. Apparatus and method for anchoring an elongated object in body lumens
EP2568905A4 (en) * 2010-05-12 2017-07-26 Shifamed Holdings, LLC Low profile electrode assembly
WO2012134911A1 (en) * 2011-03-25 2012-10-04 Medtronic Ablation Frontiers Llc Cooling systems for electrode arrays
CA2831116C (en) * 2011-04-22 2015-04-14 Topera, Inc. Basket style cardiac mapping catheter having spline bends for detection of cardiac rhythm disorders
CA2843557A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Samson Neurosciences Ltd Electrostimulation in treating cerebrovascular conditions
KR101862903B1 (ko) * 2011-08-26 2018-05-30 사이맵 홀딩 리미티드 동맥벽 기능성 신경의 위치 확정과 식별에 사용하는 카테터 및 그 사용 방법
AU2013230958B2 (en) * 2012-03-08 2015-12-10 Medtronic Af Luxembourg S.A.R.L. Spinal neuromodulation and associated systems and methods
WO2014005155A1 (en) * 2012-06-30 2014-01-03 Cibiem, Inc. Carotid body ablation via directed energy
US9848882B2 (en) * 2013-03-08 2017-12-26 Scientia Vascular, Llc Micro-fabricated embolic devices
US9333113B2 (en) * 2013-03-15 2016-05-10 Abbott Cardiovascular Systems Inc. System and method for denervation
US20140277310A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Medtronic Ardian Luxembourg S.a.r.I. Catheters Having Tethered Neuromodulation Units and Associated Devices, Systems, and Methods
US20150126992A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-07 Mogul Enterprises, Inc Helical DeNervation Ablation Catheter Apparatus
US20150230859A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-20 Kevin Mauch Bi-directional deployment of neuromodulation devices and associated systems and methods
US11027104B2 (en) * 2014-09-04 2021-06-08 Silk Road Medical, Inc. Methods and devices for transcarotid access

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103118619A (zh) * 2010-07-30 2013-05-22 波士顿科学西美德公司 用于肾神经消融的多个柔性线丝上的rf电极

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019516512A (ja) 2019-06-20
WO2017203380A1 (en) 2017-11-30
ES2867076T3 (es) 2021-10-20
AU2017271145A1 (en) 2018-12-13
JP6979410B2 (ja) 2021-12-15
CN109475734A (zh) 2019-03-15
CA3025238A1 (en) 2017-11-30
EP3463554A1 (en) 2019-04-10
EP3463554B1 (en) 2021-02-17
IL263185B (en) 2022-06-01
IL263185A (en) 2019-01-31
US20200315700A1 (en) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109475734B (zh) 腔内神经调制设备及其使用方法
US20190224484A1 (en) Devices and methods for treating cardiovascular and metabolic disease
US9526572B2 (en) Method and device for treatment of hypertension and other maladies
JP6035285B2 (ja) 神経刺激の方法及びシステム
KR101912960B1 (ko) 다중전극 어레이를 구비한 신장 신경조절용 카테터 장치 및 관련된 시스템 및 방법
TW201221165A (en) Catheter apparatuses having expandable mesh structures for renal neuromodulation and associated systems and methods
US8560076B2 (en) Devices and methods for electrode implantation
EP2890321B1 (en) Renal rf ablation system with a movable virtual electrode
US20100305664A1 (en) Methods and Devices for Adrenal Stimulation
JP2016531612A (ja) らせん状トラックを有する血管内神経調節デバイス及び関連方法
WO2015103539A1 (en) Methods, devices and systems for carotid body ablation via a transradial or transbrachial approach
US9138578B2 (en) Endovascular catheters with tuned control members and associated systems and methods
CA3236716A1 (en) Apparatus and method for positioning, implanting and using a stimulation lead

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant