CN110191674B - 用于专门化，监测，和/或评估治疗性鼻神经调节的装置，系统，和方法 - Google Patents

用于专门化，监测，和/或评估治疗性鼻神经调节的装置，系统，和方法 Download PDF

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Abstract

本文公开了用于专门化，监测，和/或评估治疗性鼻神经调节的装置，系统，和方法。根据本技术的实施例配置的目标神经调节系统可以包括，例如，在轴的远端部分处的评估/调制组件，并且包括多个电极。电极配置成以频率性发射刺激能量，用于识别和定位目标神经结构并检测所得的组织的生物电特性。该系统还可以包括映射目标神经结构位置的控制台。然后，评估/调制组件可以基于目标神经结构的映射位置以高度定制的神经调节模式应用治疗性神经调节能量。因此，该系统为高度特定的目标结构提供治疗性神经调节，同时避开非目标结构以减少侧枝效应。

Description

用于专门化，监测，和/或评估治疗性鼻神经调节的装置，系统，和方法
相关申请交叉引用
本申请要求2016年11月11日提交的美国临时专利申请No.62/421,135的优先权，其通过引用整体并入本文。
技术领域
本技术总体上涉及用于在患者的鼻区中或与患者的鼻区相关联的解剖结构(包括神经结构)的映射，监测，和/或评估的装置，系统，和方法。特别地，本技术的多种实施例涉及用于专门化，监测和/或评估治疗性鼻神经调节的装置，系统和方法。
背景技术
鼻窦炎的特征在于鼻粘膜的炎症，并且是指一组病症，包括过敏性鼻炎，非过敏性鼻炎，慢性鼻炎，慢性鼻窦炎，和医学抗性鼻炎。鼻窦炎的症状包括鼻塞，阻塞，充血，鼻涕(例如鼻漏和/或后鼻滴)，面部疼痛，面部压力，和/或减少或丧失嗅觉。过敏性鼻炎可包括进一步的症状，例如打喷嚏，水样鼻漏，鼻痒，和眼睛发痒或泪眼。严重的鼻炎可导致并存的哮喘，睡眠障碍，和影响日常活动。根据系统的持续时间和类型，鼻窦炎可以归入四种子类型：急性鼻窦炎，复发性鼻窦炎，伴有鼻息肉的慢性鼻窦炎(即鼻腔或鼻窦内膜上的软，非癌性生长)，和没有鼻息肉的慢性鼻窦炎。急性鼻窦炎是指症状的持续少于12周，而慢性鼻窦炎(有和没有鼻息肉)是指症状持续超过12周。复发性鼻窦炎是指在12个月内发生四次或更多次急性鼻窦炎，每次发作之间症状消失。
鼻窦炎存在许多环境和生物学原因。例如，非过敏性鼻窦炎可由环境刺激物(例如，废气，清洁溶液，乳液，香水，灰尘等)，药物(例如NSAID，口服避孕药，血压药物，包括ACE抑制剂，抗抑郁药等等)，食物(例如，酒精饮料，辛辣食物等)，荷尔蒙变化(例如，怀孕和月经)，和/或鼻中隔偏离。过敏性鼻炎的诱因可包括暴露于季节性过敏原(例如，每年在相似时间暴露于环境过敏原)，一年中任何时间发生的多年生过敏原(例如，尘螨，动物皮屑，霉菌等)，和/或职业过敏原(如某些化学品，谷物，乳胶等)。
鼻窦炎的治疗可包括一般性的避开鼻炎触发物，用盐水溶液进行鼻腔冲洗，和/或药物治疗。用于鼻窦炎的药剂包括，例如，口服H1抗组胺药，局部鼻用H1抗组胺药，局部鼻内皮质类固醇，全身性糖皮质激素，可注射皮质类固醇，抗白三烯，鼻或口服减充血剂，局部抗胆碱能药，色甘酸盐，和/或抗免疫球蛋白E疗法。然而，这些药剂具有有限的功效(例如，高于安慰剂的17％或更少)和不良副作用，例如镇静，刺激，味觉损伤，喉咙痛，鼻子干燥，鼻出血(即鼻出血)，和/或头痛。免疫疗法，包括舌下免疫疗法(“SLIT”)，也已经通过重复实施过敏原提取物使患者对特定过敏原脱敏来用于治疗过敏性鼻炎。然而，免疫疗法需要延长给药期(例如，SLIT为3-5年)并且可能导致许多副作用，包括注射部位的疼痛和肿胀，荨麻疹(即荨麻疹)，血管性水肿，哮喘，和过敏反应。
外科手术干预也已用于试图治疗具有药物治疗抗性，严重鼻炎症状的患者。在1960年代至1980年代，实施手术切断翼管中的副交感神经纤维，以减少鼻粘膜中的副交感神经张力。最近对翼管神经切除术的尝试被发现对于鼻漏的治疗有效率为50-88％，其他辅助益处包括改善打喷嚏和鼻塞的症状。这些症状改善也与组织学粘膜的基质水肿减少，嗜酸性粒细胞浸润，肥大细胞水平，和去神经支配粘膜中的组胺浓度的改变相关。然而，尽管翼管神经切除术表现出临床和组织学功效，切除翼管神经仍未能获得广泛接受，主要是由于其缺乏解剖学和自主选择性相关的不健全。例如，神经切除术的部位包括泪腺的节前神经运动纤维，因此神经切除术常常导致反射撕裂的损失，即流泪，在严重的情况下会导致视力丧失。由于这种不可逆的并发症，这种技术并没有得到更广泛的采用。此外，由于节后翼腭纤维贯穿眼眶后丛，翼管神经切除术相对于目标末端器官(即鼻粘膜)的位置可能导致经由自主神经丛和耳神经节突出伴随附属脑膜动脉的再神经支配，从而否定了神经切除术的临床益处。
与翼管神经切除术相关的并发症通常归因于自主的去神经支配的非特定部位。因此，外科医生最近将神经切除术的位置转移到神经节后副交感神经支，其可能具有与翼管神经切除术相同的生理效果，同时避开对泪腺和交感神经纤维的附带损伤。例如，日本的外科医生进行了经鼻下鼻甲黏膜下切除术连同后鼻神经切除术(“PNN”)，这是位于翼管神经下游的节后神经通路。(参见Kobayashi T，Hyodo M，Nakamura K，Komobuchi H，Honda N，在严重过敏性鼻炎中鼻后神经的外周分支切除术与传统的后路神经切除术的比较，AurisNasus Larynx，2012年2月15日，39：593-596)。PNN神经切除术在蝶腭孔进行，其中PNN被认为进入鼻区。这些神经切除术非常复杂和费力，是因为缺乏用于识别所需后鼻神经的良好手术标记，并且即使找到所需的神经，神经切除也非常困难，因为神经必须与周围的脉管系统分开(例如，蝶腭动脉)。
附图说明
参考以下附图可以更好地理解本技术的许多方面。附图中的组件不一定按比例绘制。相反，重点在于清楚地说明本技术的原理。为了便于参考，在整个本公开中，相同的附图标记可用于标识相同或至少大致相似或类似的组件或特征。
图1是示出神经的动作电位的图表。
图2A是说明与多种离子通道开口相关的神经细胞膜电位的图，图2B是说明相对神经细胞膜通透性的图。
图3A是根据本技术的实施例配置的神经调节和映射系统的部分示意图。
图3B是根据本技术的实施例配置的图3A的神经调节和映射系统的神经调节和映射装置的远端部分的放大等距视图。
图4A-4C是根据本技术的实施例配置的神经调节装置的投射电极消融模式的三维视图。
图5是根据本技术的实施例的与感兴趣地带中的解剖结构相关的投射神经调节地带的图示。
图6是根据本技术的实施例配置的神经映射的图示。
图7是示出根据本技术的实施例的解剖映射和治疗性神经调节的方法的框图。
图8A和8B是根据本技术的一些实施例配置的神经调节和映射装置的远端部分的放大等距视图。
图9是根据本技术的一些实施例配置的神经调节和映射装置的远端部分的放大等距视图。
发明内容
本技术的装置，系统，和方法被配置成在治疗性鼻神经调节之前，期间，和/或之后确定一个或多个生理参数，用于(1)识别治疗位置，(2)对特定患者的解剖和/或生理机能定制治疗，(3)实时调整正在进行的治疗，和/或(4)评估治疗功效。本文所述系统和方法提供的靶向神经消融期望能增强神经调节治疗的功效并避免不希望的副作用。在若干实施例中，本文公开的装置，系统，和方法被配置为测量浅异质组织，个体细胞组分，和/或成分在高分辨率空间网格上的特定功能/病理电，和/或介电特性(即，生物电特性或参数)。
这里参考图1-9描述了本技术的若干实施例的具体细节。尽管关于用于映射，评估，和治疗性调节鼻区中的神经结构以治疗鼻炎的装置，系统，和方法描述了许多实施例，但是除了本文描述的那些之外的其他应用和其他实施例属于本技术的范围。例如，本技术的至少一些实施例可用于其他解剖部位的神经映射和评估和/或其他适应症(例如，慢性鼻窦炎和鼻出血)的治疗。应当注意，除了在此公开的那些之外的其他实施例也在本技术的范围内。此外，本技术的实施例可以具有与本文所示或所述的不同的配置，组件，和/或过程。此外，本领域普通技术人员将理解，在不偏离本技术的情况下，除了本文所示或所述的那些之外，本技术的实施例可以具有配置，组件，和/或过程，并且这些和其他实施例可以没有本文所示或所述的多个配置，组件，和/或过程。本文提供的标题仅为了方便，不应被解释为限制所公开的主题。
定义
如本文所用，术语“远端”和“近端”限定了相对于临床医生或临床医生的控制装置(例如，神经调节导管的手柄)的位置或方向。术语“远端”和“远端地”是指沿着装置的长度远离临床医生或临床医生的控制装置或远离临床医生或控制装置的方向的位置。术语“近端”和“近端地”是指沿着装置的长度临近临床医生或临床医生的控制装置或朝向临床医生或临床医生的控制装置的方向的位置。
如本文所用，“生理参数”至少部分地指以下中的一个或多个：细胞组成，组织类型，解剖学景观，生物电特性或参数，电和电介质测量，阻抗，电阻，电压，电流密度，电流频率，膜电位，温度，压力，离子浓度，神经递质浓度，动作电位，肌肉对刺激的反应，以及任何衍生参数(例如，任何前述的变化，任何前述的变化率，等等)和/或前述的组合和/或如本文详述的。生物电特性或参数是指材料(例如，组织)的任何可测量的数量或质量，以描述该材料与电源或磁源之间的相互作用。例如，生物电参数可以包括，在其他参数中，电阻，电抗，复阻抗，电容，电感，介电常数，电导率，电压，电流密度，电流频率，和/或其衍生参数。
如本文所用，“治疗参数”是指以下中的一个或多个：相对于治疗神经的治疗装置和/或电极的x，y和/或z位置；电极相对于彼此的x，y和/或z位置；激活的电极阵列的形状和/或布局(例如，环形，矩形等)；电极本身的形状和/或尺寸；电极数量；治疗次数(在相同程序或不同程序内)；从多个电极输送能量的时机和/或激活顺序；能量递送参数(下面讨论)；电极极性；电极分组；驱动电极的电压源之间的相角。
如本文所用，“能量递送参数”是指施加的治疗能量的幅度，频率，波形，相位角，脉冲重复频率，和脉冲宽度。
如本文所用，“治疗部位”是指在神经结构处或附近的解剖学位置，例如副交感神经纤维，交感神经纤维，感觉纤维，A组神经纤维，B组神经纤维，C组神经纤维，和/或其他神经结构，最终作为神经调节的目标。应当理解，在本技术的某些实施方案中，必须首先通过本技术识别和定位作为神经调节目标的神经结构。因此，“治疗部位”是指包括或邻近治疗的神经结构的解剖位置(例如，在约5mm至约10mm内，在约2mm至约5mm内，在约2mm内，等等)。治疗部位还可以包括其他解剖结构(例如，腺体)和/或避开某些结构(例如，血管)。
如本文所用，术语“神经结构”是指与神经或神经组相关的结构，包括，在其他结构中，神经元束，轴突，树突，细胞体，副交感神经纤维，交感神经纤维，感觉纤维，A组神经纤维，B组神经纤维，和/或C组神经纤维。
相关解剖学和生理学
细胞膜界定神经元的细胞体，树突，和轴突。细胞膜包括用于向外泵送钠离子的多种手段。这允许钾离子在神经元浓缩。由于这些和其他离子的不均匀分布，神经元细胞膜在某些情况下携带通常高达50至70毫伏，或甚至高于70毫伏的电荷，而在细胞膜的内表面上具有负电荷。如果膜通过其离子渗透性的变化而短暂地短路，则钠离子向内冲并且钾离子向外冲出一小段时间。离子的这种快速移动使细胞膜的相邻区域短路，使得循环沿着膜传播。这种自我传播的离子和电学变化被称为动作电位。图1中示出了动作电位的例子，并且在复合动作电位期间多种离子通道和/或转运器打开的效果在图2A中示出。此外，图2B说明了复合动作电位对特定离子通道的渗透性的影响。如下面进一步详细描述的，本文描述的神经调节和映射系统可用于选择性地将某些离子通道作为目标以映射随后的动作电位级联和/或神经调节特定离子通道以停止后续动作电位(例如，通过发送具有与目标相关的阈值频率的刺激或调制信号)。一旦动作电位通过膜区域，就会恢复平衡，以便神经元为下一个动作电位做好准备。在这个短暂的恢复期(称为不应期)，膜对任何进一步的刺激都没有反应。动作电位通常仅在一个方向上进行，该方向远离动作电位的起源。启动后所有动作电位都相同。因此，神经元携带的信息由动作电位的数量和频率模式来编码。
F波是由电刺激施加到神经后观察到的两个电压变化中的第二个所定义的现象，并且可用于测量神经传导速度和/或其他生理参数。例如，可以在神经的远端部分施加电刺激，使得脉冲向远端(顺向，即朝向肌纤维)和近端(逆向，即回到中枢神经系统(CNS)的运动神经元的神经节体)行进。当顺向刺激到达肌肉纤维时，它会引发第一个强烈的反应(肌肉收缩)。当逆向刺激物到达运动神经元细胞体时，一些运动神经元逆火引起逆流顺向波，其沿着神经向远端向肌肉传播。这种刺激唤起了一个小的，第二个复合肌肉动作电位，定义了F波。
上皮形成具有稳定且足够的跨上皮抗性的紧密单层。带电盐(例如钠(Na+)和氯离子(Cl-)离子)的活性分泌或吸收诱导跨上皮表面的电位差，其可以作为电压测量。例如，可以通过在神经调节装置的两个电极(例如下面描述的神经调节装置，或单独的电压监测装置)之间使用高阻抗电压计来测量生物电势。
在一些实施方案中，鼻，鼻旁空间(例如，鼻粘膜，粘膜下组织，骨膜，和骨板)内的软组织和硬组织的入射电磁场(例如，通过电极检测)取决于这些系统的局部几何形状和介电特性。由于软组织和硬组织的结构，软组织和硬组织的相对电导率和相对介电常数都存在很大差异。这样，可以识别阈值水平的频率以区分鼻甲骨上的“较深”粘膜组织与鼻甲骨下的“浅”组织。
用于解剖学定位和治疗性神经调节的系统的选定实施方案
图3A是根据本技术的实施例配置的用于检测解剖结构和治疗性鼻神经调节的系统300的局部示意图，图3B是根据本技术的实施例配置的系统300的远端部分的放大等距视图。如图3A所示，系统300包括检测和调制导管或装置302(“装置302”)，控制台304和在它们之间延伸的缆线306。装置302包括轴308，轴308具有近端部分308a，远端部分308b，位于轴308的近端部分308a处的手柄310，以及位于轴308的远端部分308b处的评估/调制组件或元件312。轴308构造成将远端部分308b在腔内定位在治疗或目标部位，例如在靠近支配鼻粘膜的节后副交感神经的鼻区内。目标部位可以是目标神经所在的区域，体积，或面积，并且可以根据患者的解剖结构在大小和形状上不同。例如，目标部位可以是低于蝶腭孔(“SPF”)的3-5cm2面积。在其他实施方案中，目标部位可以更大，更小，和/或位于鼻腔中的其他位置以把期望的神经纤维作为目标。评估/调制组件312可包括至少一个电极344，其配置成通过电磁能(例如，RF能量)治疗性地调节节后副交感神经。在某些实施方案中，例如，评估/调制组件312可以治疗性地调节从翼腭神经节分支和支配鼻区和鼻粘膜的节后副交感神经，例如穿过SPF，辅助孔，和腭骨的微孔的副交感神经(例如，鼻后神经)。评估/调制组件312的电极344和/或其他感测元件可进一步配置成在治疗性神经调节之前，期间，和/或之后检测感兴趣地带中的一个或多个生理参数以识别目标部位，以标靶患者的解剖结构的治疗，和/或评估治疗的功效。
在多种实施例中，评估/调制组件312可包括一个或多个传感元件314，例如以下传感器中的一个或多个：压力传感器，温度传感器(例如，热电偶，热敏电阻等)，流量传感器(例如，多普勒速度传感器，超声波流量计等)，流速传感器，复阻抗传感器，介电传感器，化学传感器，生物传感元件，电压表，电化学传感器，血液动力学传感器，光学传感器，和/或其他合适的传感装置。传感器和/或电极344可以连接到延伸穿过轴308的一根或多根导线(未示出；例如，铜导线)，以传输信号到和自电极344和/或传感器。在一些实施例中，电极344和/或传感器可以与系统300的多种组件无线通信。
在一些实施例中，评估/调制组件312可包括能量递送元件，其被配置为使用除RF能量之外的模态提供治疗性神经调节，例如冷冻治疗冷却，超声能量(例如，高强度聚焦超声(“HIFU”)能量)，微波能量(例如，通过微波天线)，直接加热，高和/或低功率激光能量，机械振动，和/或光学功率。在进一步的实施例中，评估/调制组件312可以配置成将化学物质或药物递送到目标部位以化学消融或栓塞目标神经。例如，评估/调制组件312可包括延伸穿过轴308的进入部分和/或单独的导引器的针头施加器，并且针头施加器可被配置成将化学物质注射到目标部位中以治疗性地调节目标神经，例如肉毒杆菌毒素，酒精，胍乙啶，乙醇，苯酚，神经毒素，或其他选择用于改变，损伤，或破坏神经的合适药剂。
装置302可以经由有线连接(例如，经由缆线306)和/或无线连接可操作地耦合到控制台304。控制台304可以被配置为控制，监视，供应，和/或以其他方式支持装置302的操作。控制台304可进一步配置成产生选定形式和/或大小的能量，用于经由评估/调制组件312递送到目标部位处的组织或神经，因此控制台304可具有依据装置302的治疗形式的不同配置。例如，当装置302被配置用于基于电极，基于热元件，和/或基于换能器的治疗时，控制台304包括能量发生器316，其被配置为产生RF能量(例如，单极，双极，或多极RF能量)，脉冲电能，微波能量，光能，超声能量(例如，腔内输送的超声和/或HIFU)，直接热能，辐射(例如，红外，可见，和/或γ辐射)，和/或其他合适类型的能量。当装置302被配置用于冷冻治疗时，控制台304可包括制冷剂储存器(未示出)，并且可配置成向装置302供应制冷剂。类似地，当装置302被配置用于基于化学的治疗(例如，药物输注)时，控制台304可以包括化学品储存器(未示出)并且可以被配置为向装置302供应一种或多种化学品。
在一些实施例中，装置302还可包括沿轴308的至少一部分延伸的通道324和在轴的远端部分308b处与端口326连通的端口326。在某些实施例中，通道324是通过端口326将流体递送到轴308的远端部分308b的流体通路。例如，通道324可以在评估/调制组件312递送期间输送盐水溶液或其他流体以冲洗腔内鼻腔通路，在将治疗性神经调节施加到目标部位之前冲洗目标部位，和/或在能量递送期间将流体输送到目标部位以减少与电极344相邻的组织的加热或冷却。在其他实施例中，通道324允许药物递送到治疗部位。例如，针(未示出)可突出穿过端口326注射或以其他方式递送神经阻滞，局部麻醉剂，和/或其他药理学试剂到目标部位处的组织。在一些实施例中，通道324允许从治疗部位移除或排出蒸气和/或烟雾。
如图3A中进一步所示，系统300可以包括通信地耦合到装置302的控制器318。在所示实施例中，控制器318容纳在控制台304中。在其他实施例中，控制器318可以通过装置302的手柄310，缆线306，独立组件，和/或系统300的另一部分被携带。控制器318可以被配置为直接和/或经由控制台304发起，终止，和/或调整装置302的一个或多个组件(例如，电极344)的操作。控制器318可以被配置为执行自动控制算法和/或从操作员(例如，临床医生)接收控制指令。例如，控制器318和/或控制台304的其他组件(例如，存储器)可以包括承载指令的计算机可读介质，当由控制器318执行时，使得评估/调制组件312执行某些功能(例如，以特定方式施加能量，检测阻抗，检测温度，检测神经位置，或解剖结构等)。存储器包括用于易失性和非易失性存储的多种硬件设备中的一个或多个，并且可以包括只读和可写存储器。例如，存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，CPU寄存器，只读存储器(ROM)，和可写非易失性存储器，例如闪存，硬盘驱动器，软盘，CD，DVD，磁存储设备，磁带驱动器，设备缓冲区等。存储器不是与底层硬件分离的传播信号；因此，记忆是非暂时性的。
控制台304还可以被配置为经由映射/评估/反馈算法320的治疗过程之前，期间，和/或之后向操作者提供反馈。例如，映射/评估/反馈算法320可以被配置为提供在监测和调节期间与治疗部位处的神经位置，治疗部位处的其他解剖结构(例如，血管)的位置，治疗部位处的温度相关联的信息，和/或治疗性神经调节对治疗部位的影响。在某些实施例中，映射/评估/反馈算法320可以包括确认治疗功效和/或增强系统300的期望性能的特征。例如，映射/评估/反馈算法320结合控制器318和评估/调制组件312，可以配置成在治疗期间监测治疗部位的神经活动和/或温度并当神经活动和/或温度达到预定阈值时(例如，神经活动的阈值降低，施加RF能量时的阈值最大温度，或应用冷冻疗法时的阈值最低温度)自动切断能量输送。在其他实施例中，映射/评估/反馈算法320，结合控制器318，可以被配置为在预定的最大时间，预定的最大阻抗或目标组织的电阻上升(即，与基线阻抗度量比较)，目标组织的预定最大阻抗)，和/或与自主功能相关的生物标记的其他阈值之后自动终止治疗。可以经由控制台304上的显示器322(例如，监视器，触摸屏，用户界面等)和/或通信地耦接到控制台304的单独的显示器(未示出)将与系统300的操作相关联的该信息和其他信息传达给操作员。
在多种实施例中，评估/调制组件312和/或系统300的其他部分可以被配置为检测目标部位处的组织的多种生物电参数，并且该信息可以由映射/评估使用/反馈算法320以确定目标部位处的解剖结构(例如，组织类型，组织位置，脉管系统，骨结构，孔，鼻窦等)，定位神经结构，区分不同类型的神经结构，在目标部位处映射解剖和/或神经结构，和/或识别评估/调制组件312相对于患者解剖结构的神经调节模式。例如，评估/调制组件312可用于检测电阻，复电阻抗，介电特性，温度，和/或指示目标区域中神经纤维和/或其他解剖结构的存在的其他特性。在某些实施例中，评估/调制组件312与映射/评估/反馈算法320可一起用于确定组织(即负载)的电阻(而不是阻抗)，以更准确地识别组织的特性。映射/评估/反馈算法320可以通过检测负载的实际功率和电流(例如，经由电极344)来确定组织的电阻。在一些实施例中，系统300以高精度和非常高的精度提供电阻测量，例如在1-50Ω的范围内精确测量到百分之一欧姆(例如，0.01Ω)。由系统300提供的高电阻检测精度允许检测亚微尺度结构，包括神经结构的点火，神经结构和其他解剖结构(例如，血管)之间的差异，以及神经结构的事件不同类型。该信息可以由映射/评估/反馈算法和/或控制器318分析，并且经由高分辨率空间网格(例如，在显示器322上)和/或其他类型的显示器传送给操作员以识别神经结构和治疗部位处的其他解剖结构和/或基于关于所映射的解剖结构的消融模式指示预测的神经调节区域。
装置302提供进入鼻区深处的目标部位的通路，例如在副交感神经纤维进入鼻腔的直接入口处，以治疗性地调节鼻腔内的自主活动。在某些实施例中，例如，如在2016年5月10日提交的美国专利申请No.15/153,217中所描述的，装置302可以将评估/调制组件312定位在进入孔和/或微孔的位置处的SPF下方，该文献以引用的方式整体并入本文。通过从鼻子入口外部操纵轴308的近端部分308a，临床医生可使轴308向前穿过鼻腔的曲折腔内路径并通过手柄310远程操纵轴308的远端部分308b，将评估/调制组件312定位在目标部位。在某些实施例中，轴308可以是具有小弯曲半径(例如，5mm弯曲半径，4mm弯曲半径，3mm弯曲半径或更小)的可操纵装置(例如，可操纵导管)，其允许临床医生导航通过曲折的鼻腔解剖。可转向轴可进一步配置成在至少两个不同方向上进行关节运动。例如，可转向轴308可包括双拉线环，其允许临床医生将轴308的远端部分308b形成为“S”形，以对应于鼻区的解剖结构。在其他实施例中，铰接轴308可由基本上刚性的材料(例如，金属材料)制成，并且包括在轴308的远端部分308b处的刚性连杆，其抵抗挠曲，但允许小的弯曲半径(例如，5毫米弯曲半径，4毫米弯曲半径，3毫米弯曲半径或更小)。在进一步的实施例中，可转向轴308可以是由金属和/或其他合适材料制成的激光切割管。激光切割管可包括由临床医生操作的一根或多根拉线，以允许临床医生偏转轴308的远端部分308b以导航曲折的鼻部解剖结构到目标部位。
在多种实施例中，使用线上(OTW)或快速交换(RX)技术经由导丝(未示出)将轴308的远端部分308b引导到目标部位的位置。例如，评估/调制组件312的远端端部可包括用于接合导丝的通道。评估/调制组件312的腔内递送可包括将导丝插入与鼻腔(例如，鼻腔通道或嘴)连通的孔口中，并沿导丝移动轴308和/或评估/调制组件312，直到评估/调制组件312到达目标部位(例如，低于SPF)。在进一步的实施例中，装置302可以被配置为使用或不使用导丝经由引导导管或引导器护套(未示出)递送。图像引导(例如，通过内窥镜，计算机断层扫描(CT)，荧光透视，超声，光学相干断层扫描(OCT)，和/或其组合)可用于帮助临床医生定位和操纵轴308的远端部分308b和评估/调制组件312。
在递送到目标部位期间，评估/调制组件312可以布置在低轮廓递送状态中，并且一旦在目标部位处，评估/调制组件312可以转换为扩张状态(在图3A和3B)通过操纵手柄310使得评估/调制组件312接触目标部位处的组织以进行生理参数检测和/或神经调节。如图3B中的评估/调制组件312的放大视图所示，评估/调制组件312可包括多个支柱340，当评估/调制组件312处于扩张状态时，支柱340彼此间隔开以形成框架或篮筐342。支柱340可以承载电极344和/或其他能量输送元件中的一个或多个。在扩张状态下，支柱340可以将至少两个电极344定位在鼻区域内的目标部位或感兴趣地带的组织上(例如，靠近SPF下方的腭骨)。电极344可以将双极或多极射频(RF)能量施加到目标部位以检测治疗部位的生物电特性和/或治疗性地调节靠近目标部位的支配鼻粘膜的节后副交感神经。在多种实施例中，电极344可以被配置为施加具有期望占空比(例如，1.00秒开启/0.50秒关闭)的脉冲RF能量，改变功率水平，和/或改变脉冲持续时间和频率以调节目标组织处温度的增加。如图3B所示，篮筐的远端端部部分包括双弯曲，以增强或最大化支柱340与相邻组织(例如，粘膜壁)的接触表面面积。
在图3B所示的实施例中，篮筐342包括彼此径向间隔开的八个分支346，以形成至少大致球形的结构，并且每个分支346包括彼此相邻定位的两个支柱340。然而，在其他实施例中，篮筐342可包括少于八个分支346(例如，两个，三个，四个，五个，六个，或七个分支)或多于八个分支346。在进一步的实施例中，篮筐342的每个分支346可包括单个支柱340，多于两个支柱340，和/或每个分支346的支柱340的数量可以变化。在更进一步的实施例中，分支346和支柱340可以形成具有其他合适形状的篮筐或框架，用于将电极344放置成与目标部位处的组织接触。例如，当处于扩张状态时，支柱340可以形成卵形，半球形，圆柱形结构，金字塔结构，和/或其他合适的形状。篮筐342的结构形状也可以是一种或多种合适形状的分段，复制和/或小型化复制品。
如图3B所示，评估/调制组件312还可包括内部或内里支撑构件348，其从轴308的远端部分308b向远端延伸。支撑构件348的远端端部部分350可支撑支柱340的远端端部部分形成所需的篮筐形状。例如，如图3所示，支柱340可以从轴308的远端部分308b向远端地延伸，并且支柱340的远端端部部分可以连接到支撑构件348的远端端部部分350。在某些实施例中，支撑构件348可包括内部通道(未示出)，耦合到电极344的柔性电连接器(例如，导线)和/或评估/调制组件312的其他电特征可以穿过该内部通道。在多种实施例中，内部支撑构件348还可以在远端端部部分350处和/或沿着支撑构件348的长度承载电极(未示出)。
各个支柱340可以由弹性材料制成，例如形状记忆材料(例如，镍钛诺)，其允许支柱340在处于扩张状态时自扩张成篮筐342的期望形状。支柱340还可以由用于电导率和电阻率性能的具有增强的芯材料的复合线结构制成，以增强由电极344检测的信号。在其他实施例中，支柱340可以由其他合适的材料制成和/或评估/调制组件312可以通过气囊或通过支撑构件348的近端移动而机械地扩张。篮筐342和相关的支柱340可具有足够的刚度以支撑电极344并将电极344定位或压靠在目标部位处的组织上。另外，扩张的篮筐342可以压靠在目标部位附近的周围的解剖结构(例如，鼻甲骨，腭骨等)，并且各个支柱340可以至少部分地符合相邻解剖结构的形状，以在能量输送期间将治疗元件312锚固在治疗部位。支柱340的这种扩张性和适应性可以有助于将电极344放置成与目标部位处的周围组织接触。
每个支柱340可包括一个或多个电极344(例如，两个电极344，三个电极344，四个电极344，五个电极344，多于五个电极344)，和/或不同的电极344的数量支柱340可以变化。在一些实施例中，例如，每个支柱340可以包括五个电极344，使得每个分支346包括可以限定五个相邻电极对的十个电极344，尽管电极344可以独立地激活以及与分支346和/或其他分支346的不同电极344配对。例如，电极344可以具有0.25-2.25mm(例如，0.75mm)的长度，沿着每个支柱340的间距为约0.5-3.5mm(例如，1.5mm)，并且配对间距为约1.5-4.0毫米(例如，2毫米)。在其他实施例中，电极尺寸和间隔可以不同。在一些实施例中，使电极沿支柱340不同地定位或间隔相比于图3B中所示和/或在支柱340中的一个或多个上不对称定位的电极可能是有益的。例如，支柱340的中间部分可以包括比支柱340的近端或远端部分更高密度的电极344。电极344的这种不对称分布对于映射功能可能是特别有利的。这可以通过将电极阵列放置在已知的空间配置中，并在多个平面和/或多个或变化的深度中的多个(高密度)激活序列映射的组合中映射电解剖特征来实现，其结合了不同组织类型的阻抗，包括不同的细胞或功能构造，以及不同的波形频率(如下面更详细描述的)的变化。
在某些实施例中，每个电极344可以独立于其他电极344操作。例如，每个电极可以单独激活，并且每个电极的极性和幅度可以由操作者或由控制器318(图3A)执行的控制算法来选择。电极344的选择性的独立控制允许评估/调制组件312检测信息并将RF能量传递到高度定制的区域。例如，可以激活电极344的选定部分以瞄准特定区域中的特定神经纤维，而其他电极344保持不激活。在某些实施例中，例如，电极344可以在篮筐342的与目标部位处的组织相邻的部分上被激活，并且不接近目标组织的电极344可以保持不激活以避开向非目标组织施加能量。另外，电极344可以被单独激活以在不同时间(例如，通过多路复用)刺激或治疗性地调节特定模式中的某些区域，这有助于检测跨越感兴趣地带的解剖学参数和/或进行治疗性神经调节。
电极344可以经由导线(未示出)电连接到能量发生器316(图3B)，导线从电极344延伸穿过轴308，并且到达能量发生器316。当每个电极344独立地被控制时，每个电极344连接到延伸穿过轴308的相应导线。这允许每个电极344被独立地激活用于刺激或神经调节，以提供精确的消融模式和/或通过控制台304(图3A)单独检测，以提供特定于每个电极344的信息，用于神经或解剖学检测和映射。在其他实施例中，可以一起控制多个电极344，因此，多个电极344可以电耦合到延伸穿过轴308的相同导线。能量发生器316(图3A)和/或组件(例如，控制模块)可操作地耦合到其上从而可包括定制算法以控制电极344的激活。例如，RF发生器可以将约200-300W的RF功率输送到电极344，并且在以基于评估/调制组件312相对于治疗部位的位置和/或目标神经的识别位置选择预定模式激活电极344的同时这样做。在其他实施例中，能量发生器316以较低水平(例如，小于1W，1-5W，5-15W，15-50W，50-150W等)和/或较高功率水平输送功率用于刺激。例如，能量发生器316可以配置成经由电极344输送1-3W的刺激能量脉冲，以刺激组织中的特定目标。
如图3B所示，评估/调制组件312还可包括一个或多个温度传感器352，其设置在支柱340和/或评估/调制组件312的其他部分上并通过延伸穿过轴308的导线(未示出)电耦合到控制台304(图3A)。在多种实施例中，温度传感器352可以定位在电极344附近，以检测目标部位处的组织与电极344之间的界面处的温度。在其他实施例中，温度传感器352可以穿透目标部位处的组织(例如，穿透热电偶)以检测组织内深度处的温度。温度测量可以向操作者或系统提供关于治疗性神经调节对组织的影响的反馈。例如，在某些实施例中，操作者可能希望防止或减少对治疗部位(例如，鼻粘膜)处的组织的损伤，因此温度传感器352可用于确定组织温度是否达到不可逆的组织损伤的预定阈值。一旦达到阈值，可终止治疗性神经调节能量的施加以允许组织保持完整并避开伤口愈合期间显着的组织脱落。在某些实施例中，能量递送可以基于存储在可操作地耦合到温度传感器352的控制台304(图3A)上的映射/评估/反馈算法320(图3A)自动终止。
在其他实施例中，评估/调制组件312可以具有与图3B中所示不同的配置。例如，评估/调制组件312可以包括与2016年5月10日提交的美国专利申请No.15/153,217中描述的结构和组件类似的结构和组件，并且其全部内容结合于此。在多种实施例中，例如，评估/调制组件312可包括可扩张球囊，其具有设置在其上的多个电极，其具有被选择的间隔以增强感测分辨率。球囊可以定位在篮筐342内和/或是独立结构。球囊还可以被配置成通过被配置为接收冷却剂或介质，以在防止表面电极对消融造成的热损伤的过程中减少对与电极344相邻的组织的加热，而起到散热器的作用。
一起参考图3A和3B，当评估/调制组件312定位在目标部位时，可以经由电极344和/或评估/调制组件312的其他特征应用治疗性调节，以精确的，局部的组织区域诱导一种或多种所需的治疗性神经调节作用以破坏副交感神经运动感觉功能。评估/调制组件312可以选择性地以节后副交感神经纤维为目标，该节后副交感神经纤维在靠近或进入鼻区的入口处的目标处或治疗部位处支配鼻粘膜。例如，评估/调制组件312可定位成至少在SPF附近应用治疗性神经调节，以治疗性调节经由SPF，辅助孔，和/或微孔(例如，在腭骨中)进入鼻区的神经。在目标部位有目的地施加能量可以沿着进入鼻部区域的所有或至少一部分后鼻神经纤维实现治疗性神经调节。治疗性神经调节效果通常至少部分地是能量递送元件和相邻组织之间的功率，时间和接触的函数。例如，在某些实施方案中，通过在约2-20W(例如，5W，7W，10W等)的功率下以脉冲或恒定波形施加RF能量约1-20秒的时间段(例如，5-10秒，8-10秒，10-12秒等的一段时间来产生自主神经纤维的治疗性神经调节。
治疗性神经调节作用可包括通过热消融和/或非消融热改变或损伤(例如，通过持续加热和/或电阻加热)来部分或完全去神经支配。期望的热加热效应可以包括将目标神经纤维的温度升高到期望的阈值以上以实现非消融性热改变，或者高于更高的温度以实现消融性热改变。例如，目标温度可以高于45℃等温线，其中申请人已经确定副交感神经的调节开始发生。预期治疗性神经调节可以在45℃等温线，55℃等温线，60℃，45℃和60℃之间的等温线，和/或更高的等温线下实现。因此，系统300可以被配置为应用治疗性神经调节，直到目标部位的温度达到45℃，55℃，60℃的阈值，45℃和60℃之间的值，或者高于60℃的阈值。在多种实施例中，递送神经调节能量产生电场深度，其引起离子搅动以破坏神经活动和/或组织温度，导致损伤尺寸，用于改变感兴趣区域内的组织类型的导电性/阻抗/电特性。
低温效果也可以提供神经调节。例如，冷冻治疗施加器可用于冷却目标部位处的组织以提供治疗有效的直接细胞损伤(例如，坏死)，血管损伤(例如，通过破坏供应血管使细胞营养饿死)，和亚致死性低温随后的细胞凋亡。暴露于冷冻治疗冷却可引起急性细胞死亡(例如，暴露后立即)和/或延迟细胞死亡(例如，在组织解冻和随后的过度灌注期间)。本技术的实施例可以包括冷却位于组织处或组织附近的结构，使得组织被有效地冷却到目标节后副交感神经所在的深度。例如，冷却结构被冷却到引起治疗有效的，低温后鼻神经调节的程度。
在某些实施例中，系统300可以在治疗之前确定神经结构和/或其他解剖结构的位置和/或形态，使得治疗性神经调节可以应用于包括目标神经结构的精确区域，同时避开对非目标结构，如血管的负面影响。如下面进一步详细描述的，系统300可以检测感兴趣地带(例如，在鼻腔内)中的多种生物电参数以确定多种神经结构(例如，不同类型的神经结构，神经元方向性，等)和/或其他组织(例如，腺体结构，血管，骨骼区域等)的位置和形态。在一些实施方案中，系统300配置为测量生物电势。为此，将一个或多个电极344放置成与感兴趣区域(例如，治疗部位)的上皮表面接触。通过治疗部位处或附近的一个或多个电极344将电刺激(例如，一个或多个频率处的恒定或脉冲电流)施加到组织，并且在评估/调制组件312的各对电极344之间的多种不同频率处的电压和/或电流差异可以被测量以产生检测到的生物电势的光谱分布图或图谱，其可以用于识别在感兴趣的区域的不同类型的组织(例如，血管，神经结构，和/或其他类型的组织)。例如，可以将电流(即，直流或交流电)施加到彼此相邻的一对电极344，并测量其他对相邻电极344之间的合成电压和/或电流。应当理解，电流注入电极344和测量电极344不需要相邻，并且修改两个电流注入电极344之间的间隔可以影响记录信号的深度。例如，紧密间隔的电流注入电极344提供与组织表面更深的组织相关联的记录信号，而较远间隔开的电流注入电极344提供与较浅深度处的组织相关联的记录信号。可以合并来自具有不同间距的电极对的记录，以提供关于解剖结构的深度和定位的附加信息。
此外，可以直接从由生物电势测量提供的电流-电压数据检测感兴趣区域处的组织的复阻抗和/或电阻度量，同时将不同水平的频率电流施加到组织(例如，通过评估/调制组件312)，该信息可用于通过使用频率微分重建来映射神经和解剖结构。应用不同频率的刺激将针对不同的分层或细胞体或簇。例如，在高信号频率(例如，电注射或刺激)下，神经结构的细胞膜不阻碍电流流动，并且电流直接通过细胞膜。在这种情况下，所得的测量值(例如，阻抗，电阻，电容，和/或感应)是细胞内和细胞外组织和液体的函数。在低信号频率下，细胞膜阻碍电流流动以提供组织的不同限定特征，例如细胞的形状或细胞间隔。刺激频率可以在兆赫范围内，在千赫兹范围内(例如，400-500kHz，450-480kHz等)，和/或与被刺激的组织以及所使用的装置的特性相适应的其他频率。可以向用户显示检测到的来自感兴趣地带的复阻抗或电阻水平(例如，通过显示器322)，以基于刺激频率可视化某些结构。例如，图6是在三个不同组织区域和五个不同深度处的神经阻抗映射的图示，其中神经结构609由不同颜色或阴影识别，使得临床医生可以定位合适的神经目标。可以为不同的结构(例如，血管)提供类似的复阻抗映射。
此外，鼻区域中的解剖结构的固有形态和组成对不同频率的反应不同，因此，可以选择特定频率以识别非常特定的结构。例如，用于解剖学映射的目标结构的形态或组成可取决于组织细胞或其他结构是膜质的，分层的，和/或环状的。在多种实施例中，所施加的刺激信号可具有适应特定神经结构的预定频率，例如髓鞘形成的水平和/或髓鞘形成的形态。例如，第二轴突副交感神经结构比交感神经或其他结构的髓鞘形成差，因此相对于交感神经的选定频率将具有可区分的响应(例如，复阻抗，电阻等)。因此，将具有不同频率的信号应用于目标部位可以将目标副交感神经与非目标感觉神经区分开，并因此在治疗之前或之后和/或治疗后的神经评估之后提供用于神经映射的高度特定目标部位。在一些实施例中，神经和/或解剖映射包括利用至少两个不同频率测量感兴趣区域处的数据以识别某些解剖结构，使得首先基于对具有第一频率的注入信号的响应来进行测量，然后再次基于具有与第一频率不同的第二频率的注入信号进行测量。例如，存在两个频率，其中肥大(即疾病状态特征)亚粘膜目标与“正常”(即健康)组织相比具有不同的电导率或介电常数。可以基于一个或多个测量的生理参数(例如，复阻抗，电阻，介电测量，偶极测量等)和/或遵守一个或多个确信已知的属性或签名来确定复合电导率。此外，系统300还可以在一个或多个预定频率下通过电极344施加神经调节能量，该预定频率与目标神经结构相协调，以提供与频率相关的所选神经结构的高度靶向消融。这种高度靶向的神经调节还降低了神经调节治疗对非目标部位/结构(例如血管)的附带效应，因为目标信号(具有调节到目标神经结构的频率)将不会对非目标结构具有相同的调节效果。
因此，在神经调节治疗之前，期间，和/或之后，系统300可以使用生物电特性，例如复阻抗和电阻，以指引一个或多个治疗参数。例如，在治疗之前，期间，和/或之后，可以使用阻抗或电阻测量来确认和/或检测一个或多个电极344与相邻组织之间的接触。阻抗或电阻测量还可以用于通过确定记录的光谱是否具有与预期的组织类型一致的形状和/或串行收集的光谱是否可再现来检测电极344是否相对于目标组织类型适当地放置。在一些实施例中，阻抗或电阻测量可用于识别治疗地带的边界(例如，待破坏的特定神经结构)，解剖学标志，要避开的解剖结构(例如，血管结构或不应该被破坏的神经结构)，以及向组织输送能量的其他方面。
生物电信息可用于产生目标部位处的不同解剖特征组织的光谱轮廓或映射，并且可通过显示器322和/或其他用户界面在3D或2D图像中可视化解剖映射，以指导合适的治疗部位的选择。该神经和解剖映射允许系统300准确地检测和治疗性调节神经节后副交感神经纤维，所述神经节后副交感神经纤维在进入鼻腔的众多神经入口点支配粘膜。此外，因为没有任何清楚的解剖学标记表示SPF，辅助孔，和微孔的位置，所以神经映射允许操作者识别和治疗性地调节神经，否则在没有复杂的粘膜解剖的情况下这些神经是不可识别的。另外，解剖映射还允许临床医生识别临床医生在治疗性神经调节期间可能希望避开的某些结构(例如，某些动脉)。系统300检测到的神经和解剖生物电特性也可以在治疗期间和治疗后使用，以确定治疗神经调节对治疗部位的实时影响。例如，映射/评估/反馈算法320还可以比较治疗性神经调节之前和之后检测到的神经位置和/或活动，并将神经活动的变化与预定阈值进行比较，以评估治疗性神经调节的应用是否对治疗部位有效。
在多种实施例中，系统300还可以被配置为映射在特定温度下电极344的预期治疗调节模式，并且在某些实施例中，基于目标部位的解剖映射而考虑组织特性。例如，系统300可以被配置为在45℃等温线，55℃等温线，65℃等温线，和/或其他温度/范围(例如，温度在45℃至70℃或更高的温度范围内)下依据目标位置和/或结构映射特定电极消融模式的消融模式。
图4A-4C示出了根据本技术的实施例配置的评估/调制组件312(图3A)的电极344的这种投射的消融图案的三维视图。消融模式映射定义了每个电极344在周围组织上具有的影响区域405(以虚线示出)。影响区域405可以对应于将基于限定的电极激活模式暴露于治疗性调节能量的组织区域。在所示实施例中，消融模式映射对应于在每个支柱340上包括五个激活电极344的装置(图3B)，但是消融模式映射可用于示出任何数量的电极344的消融模式，任何几何形状电极布局，和/或任何消融激活规程(例如，脉冲激活，多极/顺序激活等)。
参考图4A，在一些实施例中，可以配置消融模式，使得每个电极344具有仅围绕单独电极344(即，“点”图案)的影响区域405。在其他实施例中，消融图案可以使得两个或更多个电极344可以连接在一起以形成子组的影响区域405(图4B)，其在两个或更多个电极344之间限定花生状或线性形状。在进一步的实施例中，消融模式可以导致更扩张或连续的模式，其中影响区域405沿着多个电极344(例如，沿着每个支柱340(图3B))延伸。在更进一步的实施例中，取决于电极激活模式，相角，目标温度，脉冲持续时间，装置结构，和/或其他治疗参数，消融模式可以导致不同的影响区域。消融模式的三维视图(例如，如图4A-4C所示)可以输出到显示器322(图3A)和/或其他用户界面，以允许临床医生基于不同的能量施加持续时间，不同的电极激活序列(例如，多路复用)，不同的脉冲序列，不同的温度等温线，和/或其他治疗参数可视化影响区域405的变化。该信息可用于确定患者特定解剖结构的合适的消融算法(如通过图3A的系统300确定的)。在其他实施例中，影响区域405的三维可视化可用于示出当测量用于解剖映射的生物电特性时来自电极344检测数据的区域。在该实施例中，三维可视化可用于确定应使用哪个电极激活模式来确定期望面积中的期望特性(例如，阻抗，电阻等)。在某些实施例中，使用点评估(例如，图4A)可能更好，而在其他实施例中，从线性或更大的连续区域(例如，图4B和4C)检测信息可能更合适。
在一些实施例中，映射的消融模式被叠加在解剖映射上以识别哪些结构(例如，神经结构，血管等)将被治疗性调节或以其他方式受到治疗的影响。例如，图5是根据本技术的实施例的与感兴趣地带中的先前识别的解剖结构相关的预测或计划的神经调节地带507(以虚线示出)的图示。例如，该图示出了许多神经结构509a-b，并且基于预测的神经调节地带507，识别预期哪些神经结构将被治疗性调节。如图5所示，预期的治疗调节的神经结构509a被加阴影以将它们与未受影响的神经结构509b区分开。在其他实施例中，可以使用不同的颜色和/或其他指示符将预期的治疗调节的神经结构509a与未受影响的神经结构509b区分开。在进一步的实施例中，预测的神经调节地带507和周围的解剖结构(基于解剖映射)可以在三维视图中示出(例如，类似于图4A-4C)和/或包括不同的可视化特征(例如，颜色编码到识别某些解剖结构，目标组织的生物电特性等)。联合的预测消融模式和解剖映射(例如，如图5中所示)可以输出到显示器322(图3A)和/或其他用户界面，以允许临床医生为患者的特定解剖结构选择适当的消融算法。
由系统300提供并且在图4A-6中示出的成像允许临床医生在治疗之前可视化消融模式并调整消融模式以瞄准特定解剖结构，同时避开其他解剖结构以防止附带效应。例如，临床医生可以选择治疗模式以避开血管，从而减少血管暴露于治疗性神经调节能量。这降低了损伤或破裂血管的风险，因此防止了直接或潜在的出血。此外，由神经映射提供的选择性的能量施加减少了治疗性神经调节的附带效应，例如在伤口愈合期间(例如，消融后1-3周)组织脱落，从而降低了与神经调节过程相关的抽吸风险。
系统300还可以进一步配置为在与目标神经结构相适应的特定频率处施加神经调节能量(经由电极344)，并且因此特定地在非目标结构上瞄准期望的神经结构。例如，特定神经调节频率可以对应于在神经映射期间被识别为对应于目标结构的频率。如上所述，解剖结构的固有形态和组成对不同频率的反应不同。因此，针对目标结构定制的频率调谐的神经调节能量对非目标结构不具有相同的调节作用。更具体地，以目标特定的频率应用神经调节能量引起目标神经结构中的离子搅动，导致目标神经结构的渗透势差异和神经元膜电位的动态变化(由细胞内和细胞外液压差异引起)。这引起变性，可能导致空泡变性，并最终导致目标神经结构坏死，但预计不会功能性地影响至少一些非目标结构(例如，血管)。因此，系统300可以使用神经结构特定频率来(1)识别目标神经结构的位置以规划电极消融配置(例如，电极几何形状和/或激活模式)，其特别地将神经调节集中在目标神经结构；以及(2)在特征神经频率上应用神经调节能量，以选择性地消融响应于特征神经频率的神经结构。例如，系统300的评估/调制组件312可以选择性地刺激和/或调节副交感神经纤维，交感神经纤维，感觉纤维，α/β/δ纤维，C-纤维，前述一种或多种的缺氧末端，在非绝缘纤维(具有纤维的区域)上绝缘，和/或其他神经结构。在一些实施方案中，系统300还可以在解剖学定位和/或治疗性调节期间选择性地瞄准特定细胞或细胞区域，例如平滑肌细胞，亚粘膜腺体，杯状细胞，鼻粘膜内的分层细胞区域。因此，系统300提供对目标神经结构特定的高度选择性地神经调节治疗，并减少神经调节治疗对非目标结构(例如血管)的附带效应。
图7是示出根据本技术的实施例的解剖映射和治疗性神经调节的方法700的框图。以下参照图3A-3B描述了关于上述系统300的方法700，但是可以使用用于解剖评估和神经调节治疗的其他合适系统来实施方法700。如图7所示，方法700包括在感兴趣的地带(“感兴趣地带”)，例如在鼻腔(框705)的一部分，扩张评估和调制装置。例如，评估/调制组件312可以扩张，使得至少一些电极344与感兴趣地带处的粘膜组织接触。然后，扩张的装置可以通过电极344和/或其他传感器进行生物电测量，以确保所需的电极与感兴趣地带的组织恰当接触(方框710)。在一些实施例中，例如，系统300检测跨电极对344的阻抗和/或电阻，以确认所需电极与组织具有适当的表面接触，并且所有电极344均正常工作。
方法700通过可选地向组织施加电刺激(框715)并检测组织的生物电特性以建立组织的基线标准(框720)。例如，方法700可以包括测量电阻，复阻抗，电流，电压，神经点火速率，神经磁场，肌肉激活，和/或指示神经结构和/或其他解剖结构(例如，腺体结构，血管等)的位置和/或功能的其他参数。在一些实施例中，电极344将一个或多个刺激信号(例如，脉冲信号或恒定信号)发送到感兴趣地带以刺激神经活动并启动动作电位(框715)。刺激信号可以具有与特定目标结构(例如，特定神经结构，腺体结构，血管)相适应的频率，其允许识别特定目标结构的位置。刺激信号的特定频率是主体渗透性的函数，因此，应用特有的频率来改变组织衰减以及RF能量穿透入组织的深度。例如，较低频率通常比较高频率更深地穿透组织。
然后，评估/调制组件312的成对的非刺激电极344可以检测响应于刺激而发生的组织的一种或多种生物电特性，例如阻抗或电阻。例如，电极阵列(例如，电极344)可以选择性地配对在一起具有期望的模式(例如，多路复用电极344)，以检测期望深度处和/或期望区域处的生物电特性以提供感兴趣地带的高水平空间意识。在某些实施例中，电极344可以根据算法(例如，由映射/评估/反馈算法320提供)以时间顺序的方式配对在一起。在多种实施例中，可以以两个或更多个不同频率将刺激注入组织中，并且可以通过各对电极344检测响应于每个注入频率的所得生物电响应(例如，动作电位)。例如，解剖或神经映射算法可以使评估/调制组件312在不同对电极344之间的特定频率处传递脉冲RF能量，并且可以以时间顺序循环而记录所得到的生物电响应，直到期望的感兴趣地带被充分映射(即“多路复用”)。例如，评估/调制组件312可以经由相邻的电极对344以第一频率递送刺激能量达到预定时间段(例如，1-50毫秒)，并且由此导致的生物电活动(例如，电阻)可以是通过一个或多个其他电极对344(例如，彼此间隔开以达到组织内不同的深度)被检测。然后，评估/调制组件312可以以不同于第一频率的第二频率施加刺激能量，并且可以通过其他电极检测由此导致的生物电活动。当感兴趣地带已经以期望的频率充分被映射时可以继续。如下面进一步详细描述的，在一些实施方案中，使用静态检测方法(没有注射刺激信号)检测基线组织生物电特性(例如，神经激发速率)。
在检测到基线生物电特性之后，该信息可用于在感兴趣地带处映射解剖结构和/或功能(框725)。例如，基于映射/评估/反馈算法320通过电极344检测到的生物电特性可以是显著的，并且可以经由显示器322将解剖映射输出给用户。在一些实施例中，复阻抗，电介质，或电阻测量可被用于映射副交感神经，并且可选地，识别处于超活动的患病状态的神经结构。生物电特性还可用于映射其他非目标结构和一般解剖结构，例如血管，骨骼和/或腺体结构。可以将解剖位置作为二维图(例如，图6中所示的相对强度，示出了如图5中所示的潜在目标结构的特定位置)和/或作为三维图像提供给用户(例如，在显示器322上)。该信息可用于区分亚微米，细胞水平上的结构并识别非常特殊的目标结构(例如，超活跃的副交感神经)。方法700还可以基于不同的电极神经调节规程(例如，如图4A-4C中所示)预测评估/调制组件312的消融模式，并且可选地，将预测的神经调节模式叠加到映射的解剖结构上以指示用户哪些解剖结构将受特定神经调节规程(例如，如图5所示)的影响。例如，当相对于映射的解剖结构显示预测的神经调节模式时，临床医生可以确定是否将适当地消融目标结构以及是否非目标结构(例如，血管)将不期望地暴露于治疗性神经调节能量。因此，方法700可用于规划神经调节治疗以定位非常特定的目标结构，避开非目标结构，以及选择电极神经调节规程。
一旦定位了目标结构并且已经选择了期望的电极神经调节规程，方法700通过将治疗性神经调节应用于目标结构而继续(方框740)。神经调节能量可以以高度瞄准的方式施加到组织，其形成微损伤以选择性地调节目标结构，同时避开非目标血管并允许周围组织结构保持健康以有效地伤口愈合。在一些实施例中，神经调节能量可以以脉冲方式施加，允许组织在调制脉冲之间冷却以确保适当的调制而不会不想要地影响非目标组织。在一些实施例中，神经调节算法可以时间顺序循环地在不同对电极344之间递送脉冲RF能量，直到预测神经调节完成(即，“多路复用”)。例如，评估/调制组件312可以通过相邻的电极对344递送神经调节能量(例如，具有5-10W(例如，7W，8W，9W)的功率和大约50-100mA的电流)，直到满足以下条件中的至少一个：(a)负载电阻达到预定义的最大电阻(例如350Ω)；(b)与电极对相关的热电偶温度达到预定的最高温度(例如，80℃)；或者(c)经过了预定的时间段(例如，10秒)。在满足预定条件之后，评估/调制组件312可以移动到序列中的下一对电极，并且当各个电极对的所有负载电阻等于或高于预定阈值(例如，300Ω)时，神经调节算法可以终止。在多种实施例中，RF能量可以以预定频率(例如，450-500kHz)施加，并且预期启动特定目标结构的离子搅动，同时避开非目标结构的功能破坏。
在神经调节治疗期间和/或之后，该方法通过检测和，可选地，映射目标部位的治疗后生物电特性来继续(方框740)。这可以以与上面关于方框715-725描述的类似方式执行。治疗后评估可以指示目标结构(例如，超活跃的副交感神经)是否被充分调节或消融(方框745)。如果目标结构未被充分调节(即，如果仍然在目标结构中检测到神经活动和/或神经活动没有减少)，则方法700可以通过再次将治疗性神经调节应用于目标来继续(方框735)。如果目标结构被充分消融，则可以完成神经调节过程(方框750)。
解剖结构和功能的检测的选定实施例
本技术的多种实施例可包括测量目标部位处的组织的生物电，介电，和/或其他特性以确定神经结构和其他解剖结构的存在，位置，和/或活动的特征，以及可选地，映射检测到的神经结构和/或其他解剖结构的位置。例如，本技术可用于检测腺体结构，并且可选地，检测其粘膜功能和/或其他功能。本技术还可以配置成检测血管结构(例如，动脉)，并且可选地，检测它们的动脉功能，体积压力，和/或其他功能。下面讨论的映射特征可以合并到任何系统300(图3A和3B)和/或本文公开的任何其他装置中，以提供对目标部位的神经的准确描述。
神经和/或解剖检测可以在(a)施加治疗性神经调节能量之前发生，以确定目标部位处的神经结构和其他解剖结构(例如，血管，腺体等)的存在或位置和/或记录神经活动的基线水平；(b)在治疗性神经调节期间，确定对治疗部位神经纤维施加能量的实时影响；和/或(c)在治疗性神经调节之后，确认对目标结构(例如，神经腺等)的治疗功效。这允许识别非常特定的解剖结构(甚至微观或细胞水平)，因此提供高度靶向的神经调节。这增强了神经调节治疗的功效和效率。此外，解剖映射降低了神经调节治疗对非目标部位的附带效应。因此，靶向神经调节抑制血管的损伤或破裂(即，抑制不希望的出血)和对伤口愈合期间可能关注的组织的附带损害(例如，当损伤组织从鼻壁上脱落时)。
在某些实施方案中，本文公开的系统可以使用生物电测量，例如阻抗，电阻，电压，电流密度，和/或其他参数(例如，温度)来确定解剖结构，特别是在目标部位的神经，腺体，和血管解剖。可以在传输刺激(例如，电刺激，例如经由图3A-3B的电极344传递的RF能量；即，“动态”检测)和/或不传输刺激之后检测生物电特性(即“静态”检测)。
动态测量包括激发和/或检测神经激活和/或传播的主要或次要影响的多种实施例。这种动态实施例涉及神经激活和传播的升高状态，并将该动态测量用于相对于相邻组织类型的神经定位和功能识别。例如，动态检测的方法可以包括：(1)经由治疗装置(例如，评估/调制组件312)将刺激能量传递到治疗部位，以在治疗部位激发副交感神经；(2)通过治疗装置的测量/传感阵列(例如电极344)测量治疗部位的一个或多个生理参数(例如，电阻，阻抗等)；(4)根据测量结果，确定治疗部位副交感神经的相对存在和位置；(5)将消融能量递送给所识别的副交感神经以阻断检测到的副交感神经。
静态测量包括与治疗部位处或附近的分层的或细胞的组合的特定天然特性相关的多种实施方案。静态实施方案被导向到治疗部位处或附近的组织类型的内在的生物和电性质，治疗部位处或附近的分层的或细胞的组合，以及治疗部位附近的组织类型与前述测量的对比(并且不是靶向于神经调节)。该信息可用于定位特定目标(例如，副交感神经纤维)和非目标(例如，血管，感觉神经等)。例如，静态检测的方法可以包括：(1)在消融之前，利用治疗装置的测量/感测阵列(例如，电极344)来确定一个或多个基线生理参数；(2)基于测量的生理参数(例如，电阻，阻抗等)几何地识别感兴趣区域内的内在组织特性；(3)将消融能量传递给治疗装置感兴趣区域内的一个或多个神经；(4)在消融能量递送期间，通过测量/感测阵列确定一个或多个中间过程生理参数；以及(5)在递送消融能量之后，通过测量/感测阵列确定一个或多个术后生理参数，以确定消融能量的递送对接收消融能量来阻塞神经的有效性。
在生物电特性的初始静态和/或动态检测之后，解剖特征的位置可用于确定治疗部位相对于多个解剖结构应该在何处从而进行靶向副交感鼻神经的治疗有效的神经调节。可以经由电极(例如，图3A和3B的评估/调制组件312的电极344)检测本文讨论的生物电和其他生理特性，并且装置(例如，评估/调制组件312)上的电极对可以被选择以获得特定区域或地带和目标区域的特定深度处的生物电数据。在目标神经调节部位处或周围处检测到的特定特性和获得这些特性的相关方法描述如下。下面讨论的这些特定检测和映射方法参考图3A和3B的系统300进行描述，尽管这些方法可以在提供解剖识别，解剖映射，和/或神经调节治疗的其他合适的系统和装置上实施。
神经识别与映射
在许多神经调节过程中，识别落入由神经调节装置302(图3A)递送的能量的影响地带和/或区域(称为“感兴趣地带”)的神经部分，以及神经结构相对于神经调节装置302的相对三维位置是有益的。表征感兴趣地带内的神经结构的部分和/或确定感兴趣地带内的神经结构的相对位置使得临床医生能够(1)选择性地激活非目标结构(例如，血管)上的目标神经结构，(2)在非目标神经结构(例如，感觉神经，神经结构的子组，具有某些组成或形态的神经结构)上进一步选择目标神经结构(例如，副交感神经)。可以基于特定结构的内在特征来识别目标结构(例如，副交感神经)和非目标结构(例如，血管，感觉神经等)，所述特定结构由结构的特有形态组成和与这些形态组成相关的生物电特性来限定。例如，特有的，离散的频率可以与形态组成相关联，因此可以用于识别某些结构。还可以基于进一步选择神经结构的相关的生物电激活来识别目标和非目标结构。此外，可以通过结构对定制的注射刺激的不同检测响应来识别目标和非目标结构。例如，本文描述的系统可以检测结构的响应的大小以及解剖结构相对于不同刺激(例如，以不同频率注射的刺激)的响应的差异。
至少出于本公开的目的，神经可包括以下部分，其基于它们相对于感兴趣地带的相应方向来定义：终止神经结构(例如，终止轴突结构)，分支神经结构(例如，分支)轴突结构)，和行进神经结构(例如，行进轴突结构)。例如，终止神经结构进入该地带但不退出。因此，终止神经结构是神经信号传导和激活的终点。分支神经结构是进入感兴趣地带并离开感兴趣地带的神经数量增多的神经。分支神经结构通常与神经束的相对几何形状的减少相关联。行进神经结构是进入感兴趣地带并离开该地带的神经，其几何形状或数值基本上没有变化。
系统300可用于检测与神经的复合动作电位相关的电压，电流，复阻抗，电阻，介电常数，和/或电导率，以确定和/或映射感兴趣地带中神经的相对位置和比例。神经元横截面积(“CSA”)被预计是由于轴突结构的增加。每个轴突都是标准尺寸。较大的神经(横截面尺寸)具有比具有较小横截面尺寸的神经更多的轴突。在静态和动态评估中，来自较大神经的复合作用响应大于较小的神经。这至少部分是因为复合动作电位是来自每个轴突的累积作用响应。例如，当使用静态分析时，系统300可以直接测量和映射神经的阻抗或电阻，并且基于所确定的阻抗或电阻，确定神经的位置和/或神经的相对大小。在动态分析中，系统300可用于将刺激应用于感兴趣地带并检测神经结构对刺激的动态响应。使用该信息，系统300可以确定和/或映射感兴趣地带中的阻抗或电阻，以提供与神经位置或相对神经尺寸相关的信息。可以通过在不同横截面深度处的特定位置处显示变化的复阻抗水平来说明神经阻抗映射(例如，如图6中所示)。在其他实施例中，可以在三维显示中映射神经阻抗或电阻。
识别感兴趣地带内的神经的部分和/或相对位置可以通知和/或指导系统300的一个或多个治疗参数(例如，电极消融模式，电极激活计划等)的选择，以用于提高治疗效率和疗效。例如，在神经监测和映射期间，系统300可以至少部分地基于沿着感兴趣地带延伸的神经结构的长度，神经结构的相对尺寸，和/或动作电位的方向来识别神经的方向。然后，系统300或临床医生可以使用该信息来自动或手动调整治疗参数(例如，选择性的电极激活，双极和/或多极激活，和/或电极定位)以瞄准特定神经或神经区域。例如，系统300可以选择性地激活特定电极344，电极组合(例如，不对称或对称)，和/或调整双极或多极电极配置。在一些实施例中，系统300可以基于神经部分/位置映射和/或神经比例映射来调整或选择波形，相位角，和/或其他能量递送参数。在一些实施例中，可基于神经部分和均衡映射来选择电极344本身的结构和/或特性(例如，材料，表面粗糙度，涂层，横截面积，周长，穿透，穿透深度，表面安装等)。
在多种实施例中，可以调整治疗参数和/或能量递送参数以瞄准轴上或近轴的行进神经结构和/或避开激活至少大致垂直于评估/调制组件312的行进神经结构。轴上或近轴的行进神经结构的较大部分被暴露并且易受由评估/调制组件312提供的神经调节能量的影响，而不是垂直的行进神经结构，其可能仅在离散的横截面处暴露于治疗能量。因此，评估/调制组件312更可能对轴上或近轴的行进神经结构具有更大的影响。神经结构位置的识别(例如，通过复阻抗或电阻映射)还可以允许将目标能量递送到行进神经结构而不是分支神经结构(通常在行进神经结构的下游)，因为行进神经结构更接近于神经源，并且因此，更多的神经受到治疗性神经调节的影响，而导致更有效的治疗和/或更高的治疗效果。类似地，神经结构位置的识别可用于瞄准越过终止神经结构的行进和分支神经结构。在一些实施方案中，可以基于检测到的神经位置调整治疗参数以提供选择性的区域效应。例如，如果临床医生仅想要对非常特定的解剖结构或位置获得部分影响效果，可以瞄准神经结构的下游部分。
在多种实施例中，神经位置和/或神经的相对位置可以通过随时间检测神经点火电压和/或电流来确定。电极344的阵列可以定位成与感兴趣地带处的组织接触，并且电极344可以测量与神经点火相关联的电压和/或电流。可以可选地映射该信息(例如，在显示器322上)以识别处于超状态(即，过度的副交感神经张力)的神经的位置。鼻炎至少部分是过度点火神经的结果，因为这种超状态驱动了超粘膜的产生和超粘膜分泌。因此，通过电压和电流测量神经点火率的检测可用于定位包括超副交感神经功能(即，神经处于患病状态)的感兴趣区域的部分。这允许临床医生在神经调节治疗之前定位特定神经(即，具有过度副交感神经张力的神经)，而不是简单地针对所有副交感神经(包括非患病状态副交感神经)以确保在神经调节治疗期间治疗正确的组织。此外，可以在神经调节治疗期间或之后检测神经点火率，以便临床医生可以监测神经点火率的变化以验证治疗功效。例如，在神经调节治疗后记录神经点火率的降低或消除可以表明该疗法在治疗上治疗超/患病神经方面是有效的。
在多种实施例中，系统300可以通过经由一个或多个电极344注入刺激信号(即，暂时激活神经的信号)以使用动态激活来检测神经活动以诱导动作电位，并且其他电极对344可以检测神经反应的生物电特性。使用动态激活来检测神经结构涉及通过测量神经中的放电速率和相关过程来检测感兴趣地带内的动作电位的位置。数字上测量，分布，映射，和/或成像快速神经去极化以产生准确的活动指数的能力是测量神经及其过程中的放电速率的因素。动作电位导致神经纤维上的电压快速增加，然后电脉冲沿着纤维传播。当发生动作电位时，神经细胞膜的电导变化，变得比细胞静止时大40倍。在动作电位或神经去极化期间，膜电阻减少约80倍，从而允许施加的电流也进入细胞内空间。在一群神经上，这导致在连贯神经活动期间的电阻净减少，例如慢性副交感神经反应，因为细胞内空间将提供额外的导电离子。已经估计这种快速变化的幅度具有对于外周神经束(例如，包括鼻腔中的神经)在DC附近的记录为2.8-3.7％的局部电阻率变化。
使用动态激活来检测神经结构包括通过测量神经元中的放电速率和相关过程来检测感兴趣地带内的动作电位的位置。每次放电的基础是动作电位，在此期间，神经膜的去极化高达110mV或更高，持续约2毫秒，并且归因于离子(例如钠和钾)的微摩尔量的的转移穿过细胞膜。由神经膜引起的复阻抗或电阻变化从1000下降到25Ωcm。引入刺激和随后的神经反应测量可以衰减噪声并改善信噪比以精确地聚焦在响应区域上以改善神经检测，测量，和映射。
在一些实施例中，生理参数(例如，复阻抗，电阻，电压)随时间的测量值的差异可以减少错误，可以被用来创建神经轮廓，光谱，或映射。例如，系统300的灵敏度可以被提高，因为这个过程提供了对刺激的重复平均。结果，映射函数输出可以是在单个频率和/或多个频率和/或多个幅度下的参考和测试校对数据之间的无单位比率。其他考虑因素可包括多种频率评估方法，其因此扩展参数评估，例如电阻率，导纳率，中心频率，或细胞外-内电阻率的比率。
在一些实施方案中，系统300还可以配置成间接测量神经结构的电活动，以量化伴随动作电位活动的代谢恢复过程，并用于将离子梯度恢复到正常。这些与细胞外空间中的离子累积有关。电活动的间接测量可以大约一千倍(以毫摩尔的数量级)，因此更容易测量并且可以增强用于生成神经映射的测量的电特性的准确性。
系统300可以通过响应于神经的外部刺激检测神经点火电压和/或电流以及可选地随时间的神经点火率来执行动态神经检测。例如，电极344的阵列可以定位成与感兴趣地带处的组织接触，电极344中的一个或多个可以被激活以将信号注入刺激神经的组织，以及电极阵列的其他电极344可以测量响应于刺激的神经点火引起的神经电压和/或电流。该信息可以可选地被映射(例如，在显示器322上)以识别神经的位置，并且在某些实施例中，识别处于超状态(例如，指示鼻炎或其他患病状态)的副交感神经。可以在神经调节治疗之前执行神经活动(电压，电流，点火速率等)的动态检测，以检测目标神经位置以选择目标部位和治疗参数，以确保在神经调节治疗期间治疗正确的组织。此外，可以在神经调节治疗期间或之后进行神经活动的动态检测，以允许临床医生监测神经活动的变化以验证治疗功效。例如，在神经调节治疗后记录神经活动的减少或消除可以表明该治疗在治疗性处理超/患病神经方面是有效的。
如下文关于图9进一步详细描述的，在一些实施例中，刺激信号可经由与评估调制组件312和/或单独的设备相关联的一个或多个穿透电极(例如，穿透组织的微针)递送到目标神经的附近。刺激信号产生动作电位，导致平滑肌细胞或其他细胞收缩。可以通过穿透电极检测该收缩的位置和强度，从而向临床医生指示与神经的距离和/或神经相对于刺激针电极的位置。在一些实施例中，刺激电信号可具有通常1-2mA或更大的电压和通常100-200微秒或更大的脉冲宽度。较短的刺激脉冲导致更好地区分检测到的收缩，但可能需要更多电流。电极和目标神经之间的距离越大，刺激所需的能量就越多。收缩强度和/或位置的刺激和检测使得能够识别电极离神经有多近或多远，因此可用于在空间上定位神经。在一些实施例中，可以使用变化的脉冲宽度来测量到神经的距离。随着针变得更接近神经，引起响应所需的脉冲持续时间变得越来越少。
为了通过肌肉收缩检测来定位神经，系统300可以改变脉冲宽度或幅度以改变经由穿透电极递送到组织的刺激的能量(能量＝脉冲宽度*幅度)。通过改变刺激能量并通过穿透电极和/或其他类型的传感器监测肌肉收缩，系统300可以估计到神经的距离。如果需要大量的能量来刺激神经/收缩肌肉，则刺激/穿透电极远离神经。作为刺激/穿透电极，移动靠近神经，诱导肌肉收缩所需的能量将下降。例如，穿透电极阵列可以定位在感兴趣地带的组织中，并且可以激活一个或多个电极以施加不同能量水平的刺激，直到它们引起肌肉收缩。使用迭代过程，定位神经(例如，通过映射/评估/反馈算法320)。
在一些实施例中，系统300可以测量来自神经刺激的肌肉激活(例如，通过电极344)以确定用于神经映射的神经定位，而无需使用穿透电极。在该实施方案中，治疗装置瞄准平滑肌细胞的围绕粘膜下腺和血管供应的静脉曲张，然后是复合肌肉动作电位。这可以用于对来自个体肌纤维动作电位的电压响应求和。最短的潜伏期是从刺激伪像到响应开始的时间。从基线到负峰值测量相应的振幅，并以毫伏(mV)为单位测量。成人的神经潜伏期(平均值±SD)通常为约2-6毫秒，更通常为约3.4±0.8至约4.0±0.5毫秒。然后可以进行比较评估，其比较每个时间间隔(特别是能量递送前和递送后)的输出以及使用替代鼻腔的一组评估。这被期望来提供对神经功能表现的绝对值的准确评估，因为肌肉动作/激活可用于推断神经动作/激活，并且肌肉动作/激活是副效应或副产物，同时神经功能是绝对的表现度量。
在一些实施例中，系统300可以记录神经外部的神经磁场以确定神经的内部电流而不会破坏神经膜。不受理论束缚，膜内电流对磁场的贡献比外部电流大两个数量级，并且膜中电流的贡献基本上可以忽略不计。与磁复合作用场(“CAF”)的测量结合的神经电刺激可以产生电流偶极子的顺序位置，使得可以估计传导变化的位置(例如，通过最小二乘法)。使用磁性轮廓映射的视觉表示(例如，通过显示器322)可以显示正常或非正常的神经特征(例如，正常可以等同于沿着神经传播的特征的四极模式)，因此指示哪些神经处于疾病中，超活动状态和适合神经调节的目标。
在磁场检测期间，电极344的阵列可以定位成与感兴趣地带处的组织接触，并且可选地，可以激活电极344中的一个或多个以将电刺激注入到组织中。当感兴趣地带中的神经点火(响应于刺激或没有刺激)时，神经产生磁场(例如，类似于载流导线)，因此改变的磁场是神经点火率的指示。由神经点火引起的变化的磁场可以感应由附近的传感器线(例如，传感器314)和/或与附近的电极344相关联的导线检测到的电流。通过测量该电流，可以确定磁场强度。可选地映射磁场(例如，在显示器322上)以识别神经的位置并在神经调节治疗之前选择目标神经(具有过度副交感神经张力的神经)以确保在神经调节治疗期间治疗所需神经。此外，可以在神经调节治疗期间或之后使用磁场信息，使得临床医生可以监测神经点火率的变化以验证治疗功效。
在其他实施例中，利用霍尔探针或其他合适的装置测量神经磁场，其可以集成到评估/调制组件312中和/或递送到感兴趣地带的单独装置的一部分。或者，不是测量第二线中的电压，而是可以使用霍尔探针在原始线(即神经)中测量变化的磁场。通过霍尔探头的电流将在半导体中偏转。这将导致顶部和底部之间的电压差，这可以被测量。在该实施例的一些方面，使用三个正交平面。
在一些实施例中，系统300可用于在线路(即，频率选择电路，如可调/LC电路)中感应电动势(“EMF”)，该线路可调谐到神经的谐振频率。在该实施例中，神经可以被认为是载流导线，并且点火动作电位是变化的电压。这导致变化的电流，进而引起磁通量的变化(即垂直于电线的磁场)。在法拉第感应定律/法拉第原理下，变化的磁通量感应附近传感器线(例如，集成到评估/调制组件312，传感器314和/或其他结构中)中的EMF(包括变化的电压)，以及可以通过系统300测量变化的电压。
在进一步的实施例中，传感器线(例如，传感器314)是电感器，并且因此提供神经(即，第一线)和传感器线(即，第二线)之间的磁链的增加，具有更多的转弯以增加效果。(例如，V2，rms＝V1，rms(N2/N1))。由于磁场的变化，在传感器线中感应出电压，并且可以测量该电压并用于估计神经中的电流变化。可以选择某些材料以提高EMF检测的效率。例如，传感器线可以包括用于电感器的软铁芯或其他高磁导率材料。
在感应EMF检测期间，评估/调制组件312和/或包括传感器线的其他装置定位成与感兴趣地带处的组织接触，并且可选地，可激活一个或多个电极344以注入电刺激进入组织。当感兴趣地带中的神经点火时(响应于刺激或在没有刺激的情况下)，神经产生磁场(例如，类似于载流导线)，其在传感器线(例如，传感器314)中感应出电流。该信息可用于确定神经位置和/或映射神经(例如，在显示器322上)以识别神经的位置并在神经调节治疗之前选择目标神经(具有过度副交感神经张力的神经)以确保所需的神经是在神经调节治疗期间进行治疗。EMF信息也可以在神经调节治疗期间或之后使用，以便临床医生可以监测神经点火率的变化以验证治疗功效。
在一些实施例中，系统300可以检测在对应于特定类型神经的选定频率下产生的磁场和/或EMF。可以基于外部谐振电路来选择检测信号的频率和扩展的相关神经类型。当外部电路与特定神经类型的磁场频率匹配并且神经正在点火时，谐振发生在外部电路上。以这种方式，系统300可用于定位神经的特定子组/类型。
在一些实施例中，系统300可包括可变电容器频率选择电路以识别位置和/或映射特定神经(例如，副交感神经，感觉神经，神经纤维类型，神经子组等)。可变电容器频率选择电路可以由传感器314和/或评估/调制组件312的其他特征限定。神经根据其功能和结构具有不同的谐振频率。因此，系统300可以包括具有可变电容器(C)和/或可变电感器(L)的可调谐LC电路，其可以选择性地调谐到期望神经类型的谐振频率。这允许检测仅与所选神经类型及其相关共振频率相关的神经活动。通过将磁芯移入和移出电感器可以实现调谐。例如，可调谐LC电路可以通过以下方式调整电感器：(i)改变磁芯周围的线圈数量；(ii)改变磁芯周围线圈的横截面积；(iii)改变线圈的长度；和/或(iv)改变芯材料的渗透性(例如，从空气变为芯材料)。包括这种可调谐LC电路的系统提供高度的传播和区分不仅涉及神经信号的激活，而且涉及激活的神经类型和在点火的神经的频率。
解剖映射
在多种实施例中，系统300进一步经配置以提供微创解剖映射，其使用来自空间定位源(例如，电极344)的聚焦能量电流/电压刺激以引起感兴趣地带处的组织的电导率的变化，以及检测所得的生物电势和/或生物电测量(例如，通过电极344)。组织中的电流密度响应于由电极344施加的电压的变化而改变，这产生了可以用评估/调制组件312和/或系统300的其他部分测量的电流的变化。生物电和/或生物电势测量的结果可用于预测或估计相对吸收轮廓测定以预测或估计感兴趣地带中的组织结构。更具体地，每种细胞构建体具有特有的电导率和吸收特征，其可以指示一种类型的组织或结构，例如骨，软组织，血管，神经，神经类型，和/或某些神经结构。例如，不同频率通过不同类型的组织不同地衰减。因此，通过检测区域中的吸收电流，系统300可以确定基础结构，并且在一些情况下，可以确定亚微观的，细胞的水平，其允许高度专业化的目标定位和映射。这种高度特定的目标识别和映射增强了神经调节治疗的功效和效率，同时还增强了系统300的安全性，以减少对非目标结构的附带效应。
为了检测电和介电组织特性(例如，作为频率的函数的电阻，复阻抗，电导率和/或介电常数)，将电极344和/或另一电极阵列放置在感兴趣区域的组织上，并且内部或外部源(例如，发生器316)将刺激(电流/电压)施加到组织。测量源和接收电极344之间的组织的电特性，以及各个接收电极344处的电流和/或电压。然后可以将这些单独的测量结果转换成组织的电子映射/图像/轮廓并在显示器322上为用户可视化以识别感兴趣的解剖特征，并且在某些实施例中，识别点火神经的位置。例如，解剖映射可以作为颜色编码或灰度三维或二维映射提供，其显示某些生物电特性的不同强度(例如，电阻，阻抗等)，或者可以被处理来为临床医生映射实际解剖结构的信息。该信息还可以在神经调节治疗期间用于监测关于解剖结构的治疗进展，并且在神经调节治疗之后用于验证成功治疗。另外，由生物电和/或生物电位测量提供的解剖映射可用于跟踪由于神经调节治疗引起的非目标组织(例如血管)的变化，以避开负面侧枝效应。例如，临床医生可以识别治疗何时开始结扎血管和/或损伤组织，并且修改治疗以避开出血，有害组织消融和/或其他负面附带效应。
此外，当应用治疗性神经调节能量时，随后可以使用用于识别特定目标的电流的阈值频率。例如，神经调节能量可以在目标神经特定的电流的特定阈值频率处施加，并且与其他非目标(例如，血管，非目标神经等)区分开。在目标特定频率下施加消融能量导致在目标神经结构中产生离子搅动的电场，这导致目标神经结构的渗透势的差异。这些渗透势差异引起神经膜电位的动态变化(由细胞内和细胞外流体压力的差异引起)导致目标神经结构的空泡变性，并最终导致坏死。使用高度靶向的阈值神经调节能量来启动退化允许系统300将治疗性神经调节递送至特定目标，同时功能性地维持周围血管和其他非目标结构。
在一些实施例中，系统300可以进一步被配置为通过在神经去极化期间非侵入地记录电阻变化来检测组织的生物电特性，以用电阻抗，电阻，生物阻抗，电导率，介电常数，和/或其他生物电测量来映射神经活动。不受理论束缚，当神经去极化时，细胞膜电阻降低(例如，大约80x)，使得电流将通过开放的离子通道进入细胞内空间。否则电流保留在细胞外空间。对于非侵入性电阻测量，可以通过施加小于100Hz的电流来刺激组织，例如施加1Hz的恒定电流方波，其幅度小于用于刺激神经活动的阈值的25％(例如，10％)，从而防止或降低电流不会进入细胞内空间或以2Hz刺激的可能性。在任何一种情况下，通过记录电压变化来记录电阻和/或复阻抗。然后可以生成该面积的复阻抗或电阻映射或轮廓(例如，如图6所示)。
对于阻抗/电导率/介电常数检测，电极344和/或另一电极阵列放置在感兴趣区域的组织上，并且内部或外部源(例如，发生器316)将刺激施加到组织，并且测量各个接收电极344处的电流和/或电压。刺激可以以不同的频率施加以隔离不同类型的神经。然后可以将这些单独的测量值转换成组织的电映射/图像/轮廓，并在显示器322上为用户显示，以识别感兴趣的解剖特征。神经映射也可以在神经调节治疗期间用于选择特定神经用于治疗，监测关于神经和其他解剖结构的治疗进展，并验证成功治疗。
在上述神经和/或解剖学检测方法的一些实施例中，该过程可以包括将中间过程生理参数与基线生理参数和/或其他先前获得的中间过程生理参数进行比较(在相同的能量递送阶段内)。这种比较可用于分析处理组织中的状态变化。还可以将中间过程生理参数与一个或多个预定阈值进行比较，例如，以指示何时停止递送治疗能量。在本技术的一些实施例中，测量的基线，中间，和过程后参数包括复阻抗。在本技术的一些实施方案中，在预定时间段之后测量术后生理参数以允许电场效应的消散(离子搅动和/或热阈值)，从而有助于准确评估治疗。
在一些实施方案中，上述解剖映射方法可用于区分鼻粘膜内软组织的深度。鼻甲上的粘膜深度很大，而鼻甲的深度很浅，因此，识别本技术中的组织深度还可以识别鼻粘膜内的位置以及精确定位。此外，通过提供如上所述的上皮组织的微尺度空间的阻抗映射，可以使用分层或细胞体的内在特有特征来识别感兴趣区域。例如，不同区域具有更大或更小的特定结构群体，例如粘膜下腺，因此可以通过识别这些结构来识别目标区域。
在一些实施例中，系统300包括可用于检测解剖结构和映射解剖特征的附加特征。例如，系统300可以包括用于识别神经结构和/或其他解剖结构的超声探头。更高频率的超声提供更高的分辨率，但穿透深度更小。因此，可以改变频率以获得神经/解剖定位的适当深度和分辨率。功能识别可以依赖于空间脉冲长度(“SPL”)(波长乘以脉冲中的循环数)。还可以确定轴向分辨率(SPL/2)以定位神经。
在一些实施方案中，系统300可进一步配置成发射具有选择性的参数的刺激，所述选择的参数抑制而不是完全刺激神经活动。例如，在选择和控制细胞外神经刺激的强度-持续时间关系的实施方案中，存在细胞外电流可使细胞超极化的状态，导致抑制而非刺激尖峰行为(即，未实现完整动作电位)。两种离子通道模型，即HH和RGC，都表明可以通过适当设计的突发细胞外刺激使细胞超极化，而不是延长刺激。在本文所述的神经检测和/或调节的任何实施方案中，该现象可用于抑制而不是刺激神经活动。
评估和神经调节装置的选定实施例
图8A和8B是根据本技术实施例配置的神经调节和映射装置802(“装置802”)的远端部分的等距视图。参考图3A和图3B，装置802可以包含与上面描述的装置302的特性大致相似的多种特性。例如，该装置802包括位于轴308的远端部分308b的评估/调制组件812。所述评估/调制812包括多个支柱340，所述支柱340形成分支346并定义可扩张的框架或篮筐342，并可选包括设置在所述支柱340的一个或多个上的一个或多个电极344。如图8A和8B所示，该装置802还可以包括由支撑构件348携带并在篮筐342内可扩张的可扩张构件856(如气球)。所述可扩张构件856可包括一个或多个电极858，该电极以圆周状延伸穿过所述可扩张构件856的外表面。例如，一个或多个电极858可以定义设置在可扩张构件856上的线圈形状。该电极858可用于检测生物电特性(如复阻抗、电阻等)，以便通过其他电极344在治疗性神经调节之前、期间，和/或之后映射感兴趣地带的解剖结构。在其他实施例中，电极858可配置为将能量用于治疗性神经调节。
如图8b,电极(858)可以定位在可扩张构件856的实体部分，证明了可扩张面积的阻抗和/或其他属性可以穿越组织被检测到，因此，可以提供治疗部位组织和神经的更详细的映射。可扩张构件856还可以与感兴趣地带的相邻组织紧密结合，从而促进电极858与该组织之间的接触。在其他实施例中，所述电极858可在可扩张构件856的外表面具有不同的配置。当有多个电极358时，单个电极858可以在特定极性上选择性地激活，因此电极阵列可以配置为多种静态配置和动态变化序列(例如电流的倍半极应用)，这可能有利于映射功能。
在操作中，可扩张构件856可以扩张或以其他方式扩张(图8B)，以使至少一部分电极858与目标部位的组织接触。电极858可以测量组织的多种生物电特性(如阻抗、动作电位等)，以探测，定位，和/或映射感兴趣地带的神经结构和/或其他解剖结构。在某些实施例中，支柱340上的344电极和/或可扩张构件856上的电极858的一部分可以施加射频能量刺激脉冲，而电极858可以检测由此产生的神经响应。映射后，可扩张构件856可收缩或塌陷(图8A)，支柱340上的电极344可将治疗有效的神经调节能量施加于目标部位。例如，电极344的消融模式可以基于传感电极858在可扩张构件856上检测到的信息所识别的神经位置。在其他实施例中，可扩张构件856可在神经调节期间保持扩张，且电极858可检测神经调节过程中神经活动，或电极858本身可配置为将神经调节能量施加于治疗部位。施加神经调节能量后，可扩张构件856上的电极858可再次置于目标位置与组织接触，用于记录生物电学性质(如阻抗、电阻、电压等)。在神经调节之前，期间，和/或之后所检测到的特性可以相互比较，以确定神经调节是否具有治疗效果。如果不是，电极344可以再次应用治疗性神经调节能量到相同治疗部位，或活动电极344的配置可以被改变以应用治疗神经调节能量在一个不同的模式或序列，和/或评估/调制组件812可以移动到不同的治疗部位。
图9是根据本技术的一些实施例配置的神经调节和映射装置902(“装置902”)的远端部分的放大等距视图。装置902可以包括通常类似于上面参考图8A和8B描述的装置802的特征的多种特征。例如，装置902包括评估/调制组件912，其包括多个支柱340(可选地包括设置在其上的电极344)形成可扩张框架或篮筐342和可扩张构件856(例如，气囊)，其可通过扩张介质(例如，流体，冷却剂等)在篮筐342内扩张。如图9所示，可扩张构件856包括一个或多个突出或穿透电极960，该电极960以圆周图形的形式横跨可扩张构件856的外表面，以定义三维微针阵列。穿透电极960可以是非常小的针和/或具有尖端的其他结构，当可扩张构件856扩张时，能够穿透一个小的深度到相邻组织。例如，电极针960可能有齿顶圆直径在微米级别(例如，1微米直径，2微米直径，3微米直径，1-20微米直径，等等)，长度为50-350微米(如150微米，210微米，250微米，等等)，和/或涂有铂黑和/或其他合适的材料的尖端。在其他实施例中，凸出的针电极960具有不同的尺寸，不同的材料组成，和/或在可扩张构件856上以不同的图案排列(例如，在不对称的图案中)，便于穿透邻近组织和/或检测所需的组织参数。例如，在某些实施例中，可以通过硅线的选择性的气液固生长来制备穿透电极960。在进一步实施例中，穿透电极960可以在装置902的不同部分(例如沿着支柱340)和/或与评估/调制组件912分离的衬底上定义微针阵列。例如，穿透电极960可定位于可被压入与组织接触的衬底(如桨)上，从而将电极960驱动到组织的小的深度。穿透电极960也可以展开和/或伸缩。在某些实施例中，穿透电极960可与金属氧化物半导体工艺集成，以实现高性能的片上电子配置。在一些实施例中，支柱340上的电极344和/或评估/调制组件912上的其他电极可以用可展开和/或突出/可伸缩的穿透电极替换。
电极960可用于检测生物电特性(如阻抗、电阻等)和/或其他可检测参数，以便通过344电极在治疗神经调节之前，期间，和/或之后映射感兴趣地带的神经和/或其他解剖。在其他实施例中，所述穿透电极960可配置为将能量用于治疗性神经调节。装置902只需要一个最低级别的侵入力，但预计将提供高空间分辨率和高水平的准确性，归因于穿透电极的宽覆盖面积，电极960跨越面积的的高密度，以及兴趣组织的穿透。例如，在某些实施例中，在约40Hz到约10kHz时，输出/输入信号幅值比可为>90％。该装置可用于慢性和急性病例。
在多种实施例种，上述关于图8A-9描述的装置802和902的可扩张构件856可以用作药物递送机制提供一个局部麻醉前或后程序，一种神经毒素(例如，刺激或调节神经目标部位)，和/或其他药物或化学物质。可扩张构件856可由多孔材料制成，多孔材料具有多个用于药物排出的开口或空隙(例如，设置在可扩张构件856内的渗出药物)。所述可扩张构件856还可包括所述可扩张构件856的壁内装载或嵌入的药物，以使所述组织对所述载药壁的压力导致药物渗出。利用上述神经解剖映射系统和方法，可以保证药物递送的精确性和准确性。
本发明公开的任何治疗或检测组件和装置均可半永久植入，而无需连接导管轴(用于临时递送至治疗部位)。对于植入的实施例，本文公开的任何装置和方法可用于获得反馈以定位适当的植入部位，定位装置以进行长期植入，现场和实时确认装置功能(例如，用于神经阻塞)，和/或在装置，疾病和/或患者的生命周期确认可植入装置的功能。
在一些实施例中，例如，评估/调制组件312(图3A)是与导管轴308分开的可植入设备的一部分，以允许在延长的时间段(即，不仅在过程中)内继续使用评估/调制组件312。例如，可植入装置可包括微刺激器/调制器(例如，具有电极344的评估/调制312)，其永久地或半永久地植入到治疗部位，并且密封或机械密封的控制器耦合到可植入装置。在多种实施例中，可植入装置可包括可变电阻元件，可变电容元件，一个或多个电极，和/或固定或锚定元件，其将电极定位在目标部位内的组织上(例如，在鼻腔内)。
在多种实施例中，可植入装置由与监测和治疗组件以及治疗部位间隔开的外部单元无线供电。例如，外部动力单元可由患者佩戴，植入患者体内(例如，皮下，腔内等)，远离监测和治疗组件，和/或以其他方式与治疗部位间隔开。该装置可具有不依赖于电池的电源以避开额外的临床干预。例如，该设备可以使用电容耦合来充电/接收瞬态电荷和/或产生磁场以耦合到电源单元。在一些实施例中，磁共振耦合可以是关于无线/电池连接和耦合的连接机制。
植入式装置治疗情况，如鼻炎，以与上述参考图3A-3B的系统300类似的方式电调节副交感神经通路到鼻腔，但可以在一段延长的时间(例如，过程外)提供神经调节和/或解剖映射并且可能在预定义的感觉触发器(例如，粘膜兴奋或副交感神经的活跃度)启动处被激活。例如，在某些实施例中，调制可以在响应自主活动阈值水平时被突发递送。在某些实施例中，可由患者对疾病状态相关的症状条件(例如，患者感知到的过敏症状，如引发花粉热，打喷嚏，过多鼻漏，充血等)的反应递送调节。由可植入装置提供的调节选择性地刺激或调节副交感神经纤维，交感神经纤维，感觉纤维，α/β/δ纤维，C-纤维，前述一种或多种的缺氧末端，在非绝缘纤维上绝缘(具有纤维的区域)和/或其他神经结构。在一些实施方案中，可植入装置选择性地瞄准特定细胞或细胞区域，例如平滑肌细胞，亚粘膜腺体，杯状细胞，鼻粘膜内的分层细胞区域。可以在植入装置之前，植入期间，和/或植入装置期间在神经结构和/或其他组织的解剖映射期间识别这些目标部位。
如上所述，可以为了标志和位置精确度而使用解剖映射(包括神经映射)通过递送系统(例如，导管)在目标部位处部署可植入装置。例如，递送系统可以将可植入装置定位和弹出，部分地在鼻粘膜内或完全进入鼻粘膜。递送系统可由弹簧加载，活塞激活，液压激活，和/或其他方式激活，以从递送系统的远端端部部署可植入装置。当可植入装置被配置成至少部分地定位或以其他方式锚定在鼻壁的表面下方时，递送系统可包括抽吸尖端，针尖，解剖尖端，具有旋转构件/动作的可伸缩刀片，和/或可以形成开口和进入软组织的插入路径的其他尖锐结构。
植入物递送系统还可包括连杆或联接器，其将递送系统的远端端部部分(包括展开和进入部件)连接到递送系统的近端手柄。从递送系统部署可植入装置可以由滑块，活塞，下拉按钮，旋转元件，和/或近端手柄上的其他执行器驱动，这些执行器可以推进或启动递送系统的注入机构。在某些实施例中，递送系统可能具有范围/行程限制机制和/或其他限制特性，以限制插入深度。在某些实施例中，递送系统可能具有控制组织/装置界面和植入物进入角度的抽吸功能。在一些实施例中，所述递送系统具有角度/圆周方向控制，以选择性地定位植入物的入口点。该递送系统还可能具有基于神经位置来微调位置精度的微定位能力。在一些实施例中，当可植入装置处于递送状态时(在部署之前)，可植入装置的远端与递送系统电连接，并且独立地或与递送系统的其它特征联合作用，以提供神经映射和测量特征并改进位置精度。在多种实施例中，评估/调制组件312(图3A)和装置302(图3A)可以包括与上述可植入装置和递送系统类似的特征。
本文公开的神经和解剖学映射系统，装置，和方法还可以用于鼻腔外的解剖结构和/或其他疾病状态，包括任何外周神经系统急性或慢性疾病状态。本技术可用于评估和/或监测(短期和/或长期)神经/神经肌肉退行性疾病状态，术中神经瘤-连续性，以及神经再生和退行性神经肌肉疾病。可用本技术治疗的其他疾病状态包括：急性炎症性脱髓鞘性多发性神经病(“AIDP”)，多发性硬化症(“MS”)，急性运动轴索性神经病(“MAN”)，Lambert-Eaton肌无力综合征(“LEMS”)，重症肌无力(“MG”)，神经肌肉传导障碍(“NMTD”)，外周神经生理学检查(“PNE”)，任何神经末梢功能的神经肌肉传递障碍，发射器的产生，储存，和/或释放，前/后突触膜结构和功能，受体动力学，终板电位，传播的肌肉动作电位等。
其它示例
在以下另外的实施例中阐述了本技术的若干方面。
1.一种用于检测人类患者鼻区中的解剖结构和治疗性神经调节的系统，该系统包括：
具有近端部分和远端部分的轴，其中所述轴构造成将所述远端部分腔内定位在人类患者的蝶腭孔下方的鼻腔内的目标部位；
在所述轴的远端部分处的评估/调制组件，其中所述评估/调制组件包括多个电极，所述多个电极被配置成频率性向所述目标部位处的组织发射刺激能量，用于定位目标神经结构并检测响应于该刺激能量的生物电特性；和
包括控制器的控制台，所述控制器具有携带指令的计算机可读介质，所述指令由控制器执行时，使得控制台映射目标神经结构的位置并使得评估/调制组件基于目标神经结构的位置以预定的神经调节模式应用治疗性神经调节能量。
2.如示例1所述的系统，其中所述多个电极中的至少一部分被配置为以预定频率施加RF能量以启动所述目标神经结构的离子搅动，以治疗性地调节节后副交感神经。
3.如示例1或2所述的系统，其中所述多个电极中的至少一部分被配置为以预定频率施加RF能量以启动粘膜下结构的离子搅动以治疗性地调节节后副交感神经张力。
4.如示例1-3所述的系统，其中所述多个电极中的至少一部分被配置为以预定频率施加RF能量以引发所述目标神经结构的空泡变性，从而治疗性地调节节后副交感神经。
5.如示例1-4所述的系统，其中：
多个电极被配置为检测目标部位处的非目标解剖结构的生物电特性；
携带指令的计算机可读介质，当由控制器执行时，使控制台映射非目标解剖结构的位置，并使评估/调制组件以预定模式应用神经调节能量以避开非目标解剖结构的位置。
6.如示例1-5所述的系统，还包括显示器，所述显示器被配置为相对于由所述预定神经调节模式定义的预测神经调节地带可视化所述目标神经结构的位置。
7.如示例1-6所述的系统，其中所述多个电极被配置成在治疗性神经调节之前，治疗性神经调节期间和/或治疗性神经调节之后检测所述治疗部位处的组织的生物电特性。
8.如示例7所述的系统，其中所述生物电特性包括复阻抗，电阻，电抗，电容，电感，介电常数，电导率，神经点火电压，神经点火电流，磁场，和感应电动势中的至少一个。
9.如示例1-8所述的系统，其中所述评估/调制组件包括：
在低轮廓递送状态和扩张状态之间可变形的篮筐，其中篮筐包括当篮筐处于扩张状态时彼此径向间隔开的多个支柱，其中-
多个电极设置在支柱上，
多个支柱构造成当篮筐处于扩张状态时将至少两个电极定位在目标部位处，并且
电极被配置为将射频(RF)能量施加到目标部位以治疗性地调节靠近目标部位的副交感神经。
10.如示例9所述的系统，其中所述评估/调制组件还包括：
篮筐内的可扩张构件，可在低轮廓递送状态到扩张状态之间变形，其中多个电极的至少一部分设置在可扩张表面的外表面上。
11.如示例10所述的系统，其中所述球囊包括多个孔，所述多个孔构造成当所述球囊处于所述扩张状态时允许通过所述球囊灌注药物。
12.如示例9所述的系统，其中所述评估/调制组件还包括：
篮筐内的可扩张构件，可在低轮廓递送状态到扩张状态之间变形；和
至少一个感测电极设置在可扩张构件上，其中感测电极限定围绕可扩张构件的圆周部分延伸的盘绕形状。
13.如示例9所述的系统，其中所述评估/调制组件还包括：
篮筐内的可扩张构件，可在低轮廓递送状态到扩张状态之间变形；和
多个穿透电极设置在可扩张构件的外表面上，其中可扩张构件构造成当可扩张构件处于扩张状态时将至少一部分穿透电极定位到深入目标部位处的组织中。
14.如示例1-13所述的系统，其中所述多个电极包括穿透电极阵列，所述穿透电极阵列被配置为当所述可扩张构件处于所述扩张状态时深入穿透到所述目标部位处的组织中。
15.如示例14所述的系统，其中所述穿透电极配置成响应于所述刺激能量检测肌肉收缩。
16.如示例1-15所述的系统，其中所述评估/调制组件包括可在低轮廓递送状态到扩张状态之间变形的球囊，其中所述多个电极中的至少一部分设置在所述球囊上。
17.如示例1-16所述的系统，其中所述多个电极被配置为独立地激活并且独立地分配选择性的极性以跨所述评估/调制组件的所选区域应用治疗性神经调节。
18.一种用于检测人类患者鼻区中的解剖结构和治疗性神经调节的系统，该系统包括：
轴，具有近端部分和远端部分，其中所述轴被配置成将所述远端部分腔内定位到目标部位，其中所述目标部位是接近人类患者的蝶腭孔或者低于蝶腭孔的至少一个；和
在轴的远端部分处并且可在低轮廓递送状态和扩张状态之间变形的评估/调制组件，其中评估/调制组件包括多个电极，所述多个电极被配置成当评估/调制组件处于扩张状态时在目标部位处与组织接触，并测量目标部位处组织的生物电特性，以识别和定位目标解剖结构和非目标结构；和
包括控制器的控制台，所述控制器具有携带指令的计算机可读介质，所述指令在由控制器执行时，使得控制台映射目标解剖结构和非目标解剖结构的位置并使得评估/调制组件基于目标和非目标解剖结构的位置在预定神经调节模式中应用治疗性神经调节能量。
19.如示例18所述的系统，其特征在于，所述指令在由所述控制器执行时，使所述评估/调制组件在至少接近所述目标位置处确定电阻。
20.如示例18或19所述的系统，其中在治疗性神经调节之前，治疗性神经调节期间，和/或治疗性神经调节之后检测生物电特性，并且其中生物电特性包括复阻抗，电阻，电抗，电容，电感，介电常数，电导率，神经点火电压，神经点火电流，磁场，和感应电动势中的至少一个。
21.如示例18-20所述的系统，其中，所述多个电极中的至少一部分被配置为以预定频率施加RF能量以激活目标解剖结构，用于解剖映射和/或治疗性神经调节。
22.如示例18-21所述的系统，其中所述评估/调制组件包括：
在低轮廓递送状态和扩张状态之间可变形的框架，其中框架包括当框架处于扩张状态时彼此径向间隔开的多个支柱，并且其中-
多个电极设置在支柱上，并且
多个支柱被配置成当框架处于扩张状态时将至少两个电极定位在目标部位处。
23.如示例18-22所述的系统，其中，所述评估/调制组件包括可在所述低轮廓递送状态到所述扩张状态之间变形的可扩张构件，其中所述多个电极中的至少一部分设置在所述可扩张构件上。
24.一种治疗性调节人类患者鼻区神经的方法，该方法包括：
腔内推进治疗装置的轴的远端部分处的评估/调制组件到鼻区内的目标部位，其中目标部位靠近副交感神经，并且其中评估/调制组件包括多个电极；
将刺激能量递送到目标部位以激发目标部位处的神经结构，其中刺激能量以一个或多个频率发射以定位特定目标神经结构；
通过评估/调制组件的多个电极的至少一部分检测目标位置处的一个或多个生物电参数；
基于检测到的生物电参数，识别目标部位处的目标神经结构的相对存在和位置；和
基于目标神经结构的位置确定神经调节模式以阻挡检测到的目标神经结构。
25.如示例24所述的方法，还包括基于预定的神经调节模式递送治疗性神经调节能量。
26.如示例25所述的方法，其中递送治疗性神经调节能量还包括以预定频率递送RF能量以启动所述目标神经结构的离子搅动以治疗性调节节后副交感神经。
27.如示例25的方法，其中递送治疗性神经调节能量进一步包括以预定频率递送RF能量以启动粘膜下结构的离子搅动以治疗性调节节后副交感神经。
28.如权利要求25所述的方法，其中递送治疗性神经调节能量还包括以预定频率递送RF能量以启动所述目标神经结构的空泡变性，以治疗性地调节节后副交感神经。
29.如示例24-28所述的方法，其中检测一个或多个生物电参数包括检测所述组织的电阻。
30.如示例24-29所述的方法，其中检测一个或多个生物电参数包括检测神经点火电压和神经点火电流中的至少一个。
31.如示例24-30所述的方法，其中检测一个或多个生物电参数包括检测所述目标部位处的神经磁场。
32.如示例24-31所述的方法，其中检测一个或多个生物电参数包括检测所述目标部位处的感应电动势。
33.如示例24-32所述的方法，其中：
检测目标部位处的一个或多个生物电参数包括检测目标部位处的非目标解剖结构的生物电参数；和
该方法还包括基于检测到的生物电参数识别目标部位处的非目标结构的位置。
34.如示例24-33所述的方法，还包括相对于由所述预定神经调节模式定义的预测神经调节地带可视地映射所述目标神经结构的位置。
35.如示例24-34所述的方法，还包括：在递送刺激能量之前，展开穿透电极阵列，使得所述穿透电极的至少一部分穿透一个深度到所述目标组织，所述穿透电极是所述多个电极的至少一部分，并设置在评估/调制组件上。
36.如示例35所述的方法，其中：
通过评估/调制组件的多个电极的至少一部分检测目标部位处的一个或多个生物电参数包括响应于通过穿透电极的刺激能量检测肌肉收缩数据；和
识别目标部位处的目标神经结构的相对存在和位置包括基于检测到的肌肉收缩数据来映射目标神经结构的位置。
37.一种治疗性调节人类患者鼻区神经的方法，该方法包括：
腔内推进治疗装置的轴的远端部分处的评估/调制组件到鼻区内的目标部位，其中目标部位靠近副交感神经，并且其中评估/调制组件包括多个电极；
在治疗性神经调节之前，通过多个电极的至少一部分检测目标部位处的一个或多个基线生物电参数；
基于检测到的生物电参数几何地识别目标部位内的固有组织特性，以识别目标结构和非目标结构的位置；
基于目标结构和非目标结构的位置确定神经调节模式；和
根据神经调节模式向目标结构递送治疗性神经调节能量。
38.如示例37所述的方法，还包括：
在递送治疗性神经调节能量期间，通过评估/调制组件确定一个或多个中间过程生物电参数；和
在递送治疗性神经调节能量之后，通过评估/调制组件确定一个或多个术后生物电参数，以确定治疗性神经调节能量的递送在阻断接受治疗性神经调节能量的神经中的有效性。
39.如示例37或38所述的方法，其中，基于检测到的生物电参数在几何地识别目标部位内的固有组织特性包括检测目标部位处的神经点火率。
40.如示例37-39的方法，其中根据神经调节模式将治疗性神经调节能量递送至目标结构包括以预定频率递送RF能量以启动目标结构的离子搅动以治疗性调节节后副交感神经。
41.如示例37-40的方法，其中根据神经调节模式将治疗性神经调节能量递送至目标结构包括以预定频率递送RF能量以启动粘膜下结构的离子搅动以治疗性调节节后副交感神经。
42.如示例37-41所述的方法，其中根据所述神经调节模式将治疗性神经调节能量递送到所述目标结构包括以预定频率递送RF能量以启动所述目标结构的空泡变性以治疗性地调节节后副交感神经。
43.一种用于检测人类患者鼻区中的解剖结构和治疗性神经调节的装置，该系统包括：
具有近端部分和远端部分的轴，其中所述轴构造成将所述远端部分腔内定位在人类患者的蝶腭孔下方的鼻腔内的目标部位；
轴的远端部分的评估/调制组件，其中-
所述评估/调制组件包括多个电极，所述多个电极被配置成频率性向所述目标部位处的组织发射刺激能量，用于定位目标结构和非目标结构，并响应于所述刺激能量检测生物电特性；
生物电特性用于映射目标结构和非目标结构的位置；和
所述多个电极中的至少一部分被配置为基于所述目标结构和所述非目标结构的位置以预定的神经调节模式施加治疗性神经调节能量。
44.如示例43所述的装置，其中所述多个电极中的至少一部分被配置为以预定频率施加RF能量以启动所述目标结构的离子搅动和/或空泡变性，以治疗性地调节节后副交感神经。
结语
本公开内容并非旨在穷举或将本技术限制于本文公开的细节。尽管出于说明性目的在本文中公开了特定实施例，但是如相关领域的普通技术人员将认识到的，在不背离本技术的情况下可以进行多种等同修改。在一些情况下，未详细示出和/或描述公知的结构和功能，以避免不必要地模糊本技术的实施例的描述。尽管这里可以以特定顺序呈现方法的步骤，但是在替代实施例中，这些步骤可以具有另一个合适的顺序。类似地，在特定实施例的上下文中公开的本技术的某些方面可以在其他实施例中组合或消除。此外，虽然可以在那些实施例的上下文中公开与某些实施例相关联的优点，但是其他实施例也可以表现出这样的优点，并且并非所有实施例都必须表现出这里公开的这些优点或其他优点以落入本技术的范围内。因此，本公开和相关技术可以包含未在此明确示出和/或描述的其他实施例。
在整个本公开中，除非上下文另有明确说明，否则单数术语“一”，“一个”和“该”包括复数指示物。类似地，除非“或”一词明确地仅限于仅涉及其他项目中涉及两个或更多个项目的列表的单个项目，否则在该列表中使用“或”将被解释为包括(a)清单中的任何单项，(b)清单中的所有项目，或(c)清单中任何项目的组合。另外，贯穿本公开使用术语“包括”等意味着至少包括所述特征，使得任何更多数量的相同特征和/或一个或多个其他类型的特征不是排除。这里可以使用诸如“上”，“下”，“前”，“后”，“垂直”和“水平”的方向术语来表达和阐明多种元件之间的关系。应该理解，这些术语不表示绝对取向。这里对“一个实施例”，“实施例”或类似配方的引用意味着结合该实施例描述的特定特征，结构，操作或特性可以包括在本技术的至少一个实施例中。因此，本文中这些短语或制剂的出现不一定都指同一实施方案。此外，多种特定特征，结构，操作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。

Claims (22)

1.一种用于检测人类患者鼻区中的解剖结构和治疗性神经调节的系统，该系统包括：
具有近端部分和远端部分的轴，其中所述轴构造成将所述远端部分腔内定位在人类患者的蝶腭孔下方的鼻腔内的目标部位；
在所述轴的远端部分处的评估/调制组件，其中所述评估/调制组件包括多个电极，其中所述多个电极中的至少一部分被配置成频率性向所述目标部位处的组织发射刺激能量，用于定位目标神经结构并检测响应于该刺激能量的生物电特性，并且所述多个电极中的至少一部分被配置成向目标神经结构发射治疗性神经调节能量；和
包括控制器的控制台，所述控制器具有携带指令的计算机可读介质，所述指令由控制器执行时，使得控制台：
(1)经由所述评估/调制组件的所述多个电极中的至少一部分向所述目标部位处的组织应用多个刺激信号，其中所述刺激信号中的至少一部分具有不同的频率，该不同频率被配置成区分所述目标部位处的目标神经结构与非目标解剖结构；
(2)经由所述评估/调制组件的所述多个电极中的至少一部分测量对具有所述不同频率的所述信号的响应；
(3)基于所测量的响应，确定在所述目标部位处的所述目标神经结构的位置、深度和形态和非目标解剖结构的位置、深度和形态；和
(4)生成针对所述目标部位处的消融模式，所述消融模式以所确定的所述目标神经结构的位置和深度为目标以及在所确定的所述非目标解剖结构的深度上避开所确定的所述非目标解剖结构的位置，其中所述消融模式包括所述多个电极中的每一个的影响区域，并使得所述评估/调制组件根据所生成的消融模式来经由所述多个电极中的至少一部分，应用治疗性神经调节能量。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个电极中的至少一部分被配置为以预定频率施加RF能量以启动所述目标神经结构的离子搅动，以治疗性地调节节后副交感神经。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个电极中的至少一部分被配置为以预定频率施加RF能量以启动粘膜下结构的离子搅动以治疗性地调节节后副交感神经张力。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个电极中的至少一部分被配置为以预定频率施加RF能量以引发所述目标神经结构的空泡变性，从而治疗性地调节节后副交感神经。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括显示器，所述显示器被配置为显示呈现给用户的解剖光谱轮廓或映射，所述解剖光谱或映射相对于由所生成的消融模式定义的预测神经调节地带提供了所述目标神经结构的所述位置、深度和形态的视觉指示。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个电极中的至少一部分被配置成在治疗性神经调节之前，治疗性神经调节期间和/或治疗性神经调节之后检测所述目标部位处的组织的生物电特性。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述生物电特性包括复阻抗，电阻，电抗，电容，电感，介电常数，电导率，神经点火电压，神经点火电流，磁场，和感应电动势中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述评估/调制组件包括：
在低轮廓递送状态和扩张状态之间可变形的篮筐，其中篮筐包括当篮筐处于扩张状态时彼此径向间隔开的多个支柱，其中-
多个电极设置在支柱上，
多个支柱构造成当篮筐处于扩张状态时将至少两个电极定位在目标部位处，并且
电极被配置为将射频(RF)能量施加到目标部位以治疗性地调节靠近目标部位的副交感神经。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述评估/调制组件还包括：
篮筐内的可扩张构件，可在低轮廓递送状态到扩张状态之间变形，其中多个电极的至少一部分设置在可扩张构件的外表面上。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述评估/调制组件包括在低轮廓递送状态至扩张状态之间可变形的球囊，其中所述球囊包括多个孔，所述多个孔构造成当所述球囊处于所述扩张状态时允许通过所述球囊灌注药物。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述评估/调制组件还包括：
篮筐内的可扩张构件，可在低轮廓递送状态到扩张状态之间变形；和
至少一个感测电极设置在可扩张构件上，其中感测电极限定围绕可扩张构件的圆周部分延伸的盘绕形状。
12.根据权利要求8所述的系统，其中所述评估/调制组件还包括：
篮筐内的可扩张构件，可在低轮廓递送状态到扩张状态之间变形；和
设置在可扩张构件的外表面上的多个穿透电极，其中可扩张构件构造成当可扩张构件处于扩张状态时将至少一部分穿透电极定位到深入目标部位处的组织中。
13.根据权利要求1所述的系统，还包括在低轮廓递送状态至扩张状态之间可变形的可扩张构件，其中所述多个电极包括穿透电极阵列，所述穿透电极阵列被配置为当所述可扩张构件处于所述扩张状态时深入穿透到所述目标部位处的组织中。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述穿透电极配置成响应于所述刺激能量检测肌肉收缩。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述评估/调制组件包括可在低轮廓递送状态到扩张状态之间变形的球囊，其中所述多个电极中的至少一部分设置在所述球囊上。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个电极被配置为独立地激活并且独立地分配选择性的极性以跨所述评估/调制组件的所选区域应用治疗性神经调节。
17.一种用于检测人类患者鼻区中的解剖结构和治疗性神经调节的系统，该系统包括：
轴，具有近端部分和远端部分，其中所述轴被配置成将所述远端部分腔内定位到目标部位，其中所述目标部位是接近所述人类患者的蝶腭孔或者低于蝶腭孔的至少一个；和
在轴的远端部分处并且可在低轮廓递送状态和扩张状态之间变形的评估/调制组件，其中评估/调制组件包括多个电极，所述多个电极被配置成当评估/调制组件处于扩张状态时在目标部位处与组织接触，其中所述多个电极中的至少一部分被配置成测量目标部位处组织的生物电特性，以识别和定位目标解剖结构和非目标结构；和
包括控制器的控制台，所述控制器具有携带指令的计算机可读介质，所述指令在由控制器执行时，使得控制台：
(1)经由所述评估/调制组件的所述多个电极中的至少一部分向所述目标部位处的组织应用多个刺激信号，其中所述刺激信号中的至少一部分具有不同的频率，该不同频率被配置成区分所述目标部位处的目标神经结构与非目标解剖结构；
(2)经由所述评估/调制组件的所述多个电极中的至少一部分测量对具有所述不同频率的所述信号的响应；
(3)基于所测量的响应确定在所述目标部位处的所述目标解剖结构和非目标解剖结构的位置、深度和形态；和
(4)生成针对所述目标部位处的消融模式，所述消融模式以所确定的所述目标神经结构的位置和深度为目标以及在所确定的所述非目标解剖结构的深度上避开所确定的所述非目标解剖结构的位置，其中所述消融模式包括所述多个电极中的每一个的影响区域，并使得所述 评估/调制组件根据所生成的消融模式来经由所述多个电极中的至少一部分，应用治疗性神经调节能量。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述指令在由所述控制器执行时，使所述评估/调制组件在至少接近所述目标位置处确定电阻。
19.根据权利要求17所述的系统，其中在治疗性神经调节之前，治疗性神经调节期间，和/或治疗性神经调节之后检测生物电特性，并且其中生物电特性包括复阻抗，电阻，电抗，电容，电感，介电常数，电导率，神经点火电压，神经点火电流，磁场，和感应电动势中的至少一个。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述多个电极中的至少一部分被配置为以预定频率施加RF能量以激活目标解剖结构，用于确定位置和/或治疗性神经调节。
21.根据权利要求17所述的系统，其中所述评估/调制组件包括：
在低轮廓递送状态和扩张状态之间可变形的框架，其中框架包括当框架处于扩张状态时彼此径向间隔开的多个支柱，并且其中-
多个电极设置在支柱上，并且
多个支柱被配置成当框架处于扩张状态时将至少两个电极定位在目标部位处。
22.根据权利要求17所述的系统，其中，所述评估/调制组件包括可在所述低轮廓递送状态到所述扩张状态之间变形的可扩张构件，其中所述多个电极中的至少一部分设置在所述可扩张构件上。
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