CN112971967A - 供导管使用的柔性电路及相关制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明题为“供导管使用的柔性电路及相关制造方法”。本发明公开了一种柔性电路,所述柔性电路包括:第一区段,所述第一区段包括所述柔性电路的基部部分;第二区段,所述第二区段包括侧壁部分;过渡部分,所述过渡部分处于所述基部部分和所述侧壁部分之间,所述过渡部分至少部分地定位成邻近所述基部部分和所述侧壁部分的共享区域;和一个或多个电极区域,所述一个或多个电极区域包括相应电极,所述一个或多个电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述第二区段中。
Description
技术领域
本公开整体涉及电生理导管,并且更具体地讲,涉及用于心电学消融和标测规程中的分裂末端导管的柔性电路。
背景技术
当心脏组织区域向相邻组织异常地传导电信号时,发生心律失常诸如心房纤颤,从而扰乱正常的心动周期并造成心律不齐。
用于治疗心律失常的规程包括以外科的方式扰乱造成心律失常的信号源,以及扰乱用于此类信号的传导通路。通过经由导管施加能量来选择性地消融心脏组织,有时可能阻止或改变不需要的电信号从心脏的一部分到另一部分的传播。消融方法通过形成非导电消融灶来破坏不需要的电通路。
发明内容
因此,本公开的发明人已经认识到,需要利用将被电镀以形成圆顶的一个或多个可移除插入件或模具来一次制造多个导管末端。可根据尺寸一次加工许多插入件。
在一些示例中,公开了一种供导管末端使用的柔性电路。所述柔性电路可包括:第一区段,所述第一区段包括基部部分;第二区段,所述第二区段包括侧壁部分;过渡部分,所述过渡部分处于所述基部部分和所述侧壁部分之间,所述过渡部分至少部分地定位成邻近所述基部部分和所述侧壁部分的共享区域;和一个或多个电极区域,所述一个或多个电极区域包括相应电极,所述一个或多个电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述第二区段中。
在一些示例中,所述第一区段和/或第二区段在当与所述导管末端一起使用时处于所述非平面配置之前,在以平面配置取向时是大致平面的。
在一些示例中,所述一个或多个电极区域的所述相应电极是消融电极。
在一些示例中,所述一个或多个电极区域的所述相应电极是记录电极。
在一些示例中,所述一个或多个电极区域的所述相应电极是感测电极。
在一些示例中,所述一个或多个电极区域的所述相应电极。
在一些示例中,所述一个或多个电极区域中的每个电极区域包括所述电极。
在一些示例中,所述第一区段在当与所述导管末端一起使用时处于所述非平面配置之前,在以平面配置取向时具有大致圆形形状。
在一些示例中,所述第一区段的直径小于在以非平面配置取向时由所述第二区段形成的所述侧壁部分的直径;以及所述过渡部分具有在所述侧壁部分与所述基部部分之间过渡的圆顶状形状。
在一些示例中,所述第二区段在当与所述导管末端一起使用时处于所述非平面配置之前,在以平面配置取向时是大致矩形的,并且所述第二区段还包括第一区、第二区和第三区,每个区包括具有电极的相应电极区域,所述相应电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述相应区中。
在一些示例中,所述第二区定位在所述第一区和所述第二区之间,并且沿着邻接区域与所述第一区段连续地形成。
在一些示例中,每个区具有修圆或弯曲的上边缘,当所述柔性电路处于非平面配置时,所述上边缘与所述过渡部分形成圆顶状形状。
在一些示例中,所述第一区段具有分别与所述第二区段的所述第一区、所述第二区和所述第三区连续形成的多个三角形区。
在一些示例中,所述第二区段的每个区具有修圆或弯曲的上边缘,所述上边缘从所述第二区段的所述相应区的上边缘朝向所述相应三角形区的顶点成锥形。
在一些示例中,所述基部部分由所述三角形区共同形成。
在一些示例中,所述三角形区中的至少一个三角形区具有:第一层,所述第一层包括基底;和第二层,所述第二层具有第一上瓣和下突片,所述第一上瓣邻近上边缘和所述过渡部分,所述下突片与所述第一上瓣间隔开并且沿着所述相应区的侧边缘基本上向下延伸。
在一些示例中,所述第二区段包括围绕所述第一区段径向分离的多个矩形瓣区,每个区包括具有电极的相应电极区域,所述相应电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述相应区中。
在一些示例中,所述第一区段在当与所述导管末端一起使用时处于所述非平面配置之前,在以平面配置取向时是大致圆形的。
在一些示例中,每个区具有修圆或弯曲的上边缘,当所述柔性电路处于非平面配置时,所述上边缘与所述过渡部分形成圆顶状形状。
在一些示例中,每个区能够在所述相应过渡部分和侧壁部分之间的分界处或周围折叠。
在一些示例中,相应区的每个侧边缘能够沿着相应的相对侧边缘附接到区中的另一者的侧边缘以形成非平面配置中的圆柱形侧壁部分。
在一些示例中,每个区径向等距间隔开。
在一些示例中,所述柔性电路仅由三个区组成。
在一些示例中,所述第一区段包括:第一层,所述第一层包括基底;和第二层,所述第二层包括邻近或围绕所述第一区段定位的多个瓣,所述多个瓣由一个或多个空间分离。
在一些示例中,所述瓣围绕所述第一区段的周边径向分离。
在一些示例中,绝缘层被定位成具有所述一个或多个空间。
在一些示例中,所述第一区、所述第二区和所述第三区各自具有相应的焊接区域,所述焊接区域包括可操作地耦接到相应电极的一个或多个触点。
在一些示例中,所述第一区段具有第一区段基底和第一区段绝缘体。
在一些示例中,第一区段和第二区段中的一者或两者具有多个选择性定位的冲洗端口。
在一些示例中,包括具有聚酰胺、聚酰亚胺、液晶聚合物或聚氨酯的绝缘体层。
在一些示例中,公开了一种用于细长导管主体的导管,包括至少一个管腔;和柔性电路,所述柔性电路连接到所述细长导管主体的远侧端部,所述柔性电路具有:第一区段,所述第一区段包括所述末端的基部部分;第二区段,所述第二区段包括所述末端的侧壁部分;过渡部分,所述过渡部分处于所述基部部分和所述侧壁部分之间,所述过渡部分至少部分地定位成邻近所述基部部分和所述侧壁部分的共享区域;和一个或多个电极区域,所述一个或多个电极区域包括相应电极,所述一个或多个电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述第二区段中。
在一些示例中,所述第一区段当以平面配置取向时具有大致圆形形状。
在一些示例中,所述第一区段的直径小于在以非平面配置取向时由所述第二区段形成的所述侧壁部分的直径;以及所述过渡部分包括在所述侧壁部分与所述基部部分之间过渡的圆顶状形状。
在一些示例中,所述第二区段在处于所述非平面配置之前在以平面配置取向时是大致矩形的,并且所述第二区段还包括第一区、第二区和第三区,每个区包括被配置用于电极的相应电极区域,所述相应电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述相应区中。
在一些示例中,所述第二区定位在所述第一区和所述第二区之间,并且沿着邻接区域与所述第一区段连续地形成。
在一些示例中,每个区具有修圆或弯曲的上边缘,当所述柔性电路处于非平面配置时,所述上边缘与所述过渡部分形成圆顶状形状。
在一些示例中,所述第一区段具有分别与所述第二区段的所述第一区、所述第二区和所述第三区连续形成的多个三角形区。
在一些示例中,所述第二区段的每个区具有修圆或弯曲的上边缘,所述上边缘从所述第二区段的所述相应区的上边缘朝向所述相应三角形区的顶点成锥形。
在一些示例中,所述末端的所述基部部分由所述三角形区共同形成。
在一些示例中,所述三角形区中的至少一个三角形区包括:第一层,所述第一层包括基底;和第二层,所述第二层包括第一上瓣和下突片,所述第一上瓣邻近上边缘和所述过渡部分,所述下突片与所述第一上瓣间隔开并且沿着所述相应区的侧边缘基本上向下延伸。
在一些示例中,所述第二区段具有围绕所述第一区段径向分离的多个矩形瓣区,每个区具有被配置用于电极的相应电极区域,所述相应电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述相应区中。
在一些示例中,所述第一区段当以平面配置取向时是大致圆形的。
在一些示例中,每个区包括修圆或弯曲的上边缘,当所述柔性电路处于非平面配置时,所述上边缘与所述过渡部分形成圆顶状形状。
在一些示例中,每个区能够在所述相应过渡部分和侧壁部分之间的分界处或周围折叠。
在一些示例中,相应区的每个侧边缘能够沿着相应的相对侧边缘附接到区中的另一者的侧边缘以形成非平面配置中的圆柱形侧壁部分。
在一些示例中,每个区径向等距间隔开。
在一些示例中,所述导管仅由三个区组成。
在一些示例中,所述第一区段包括:第一层,所述第一层包括基底;和第二层,所述第二层包括邻近或围绕所述第一区段定位的多个瓣,所述多个瓣由一个或多个空间分离。
在一些示例中,绝缘层被定位成具有所述一个或多个空间。
在一些示例中,所述瓣围绕所述第一区段的周边径向分离。
在一些示例中,所述第一区、所述第二区和所述第三区各自包括相应的焊接区域,所述焊接区域具有可操作地耦接到相应电极的一个或多个触点。
在一些示例中,所述第一区段具有第一区段基底和第一区段绝缘体。
在一些示例中,第一区段和第二区段中的一者或两者具有多个选择性定位的冲洗端口。
在一些示例中,包括具有聚酰胺、聚酰亚胺、液晶聚合物或聚氨酯的绝缘体层。
在一些示例中,公开了一种组装导管的方法。所述方法包括将用于导管末端的柔性电路的平面配置改为非平面配置,所述柔性电路具有:第一区段,所述第一区段包括基部部分;第二区段,所述第二区段包括侧壁部分;过渡部分,所述过渡部分处于所述基部部分和所述侧壁部分之间,所述过渡部分至少部分地定位成邻近所述基部部分和所述侧壁部分的共享区域;和一个或多个电极区域,所述一个或多个电极区域被配置用于消融组织的相应电极,所述一个或多个电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述第二区段中。所述方法包括将与处于所述非平面配置的所述第二区段的所述基部部分相对的近侧端部连接到细长导管主体的远侧端部。
在一些示例中,所述非平面配置具有圆柱形配置。
在一些示例中,所述方法包括通过所述一个或多个电极区域中的每个电极区域定位电极。所述电极可以是消融电极、感测电极、记录电极等。
在一些示例中,所述方法包括形成当以所述平面配置取向时具有大致圆形形状的所述第一区段。
在一些示例中,所述方法包括形成所述第一区段,所述第一区段的直径小于处于所述非平面配置的所述第二区段的所述侧壁部分的直径;以及形成所述过渡部分,所述过渡部分具有在所述侧壁部分与所述基部部分之间过渡的圆顶状形状。
在一些示例中,所述方法包括形成所述第二区段,所述第二区段在处于所述平面配置时是以大致矩形形状,并且包括第一区、第二区和第三区,每个区包括被配置用于消融组织的电极的相应电极区域,所述相应电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述相应区中。
在一些示例中,所述方法包括将引线连接到所述第一区、所述第二区和所述第三区中的每一者的消融电极。
在一些示例中,所述方法包括将所述第二区定位在所述第一区和所述第二区之间并且使其沿着邻接区域与所述第一区段连续。
在一些示例中,所述方法包括形成所述第一区段,所述第一区段具有分别与所述第二区段的所述第一区、所述第二区和所述第三区连续的多个三角形区。
在一些示例中,所述第二区段的每个区具有修圆或弯曲的上边缘,所述上边缘从所述第二区段的所述相应区的上边缘朝向所述相应三角形区的顶点成锥形。
在一些示例中,所述方法包括通过所述三角形区中的每个三角形区形成所述末端的所述基部部分。
在一些示例中,所述三角形区中的至少一个三角形区包括:第一层,所述第一层包括基底;和第二层,所述第二层包括第一上瓣和下突片,所述第一上瓣邻近上边缘和所述过渡部分,所述下突片与所述第一上瓣间隔开并且沿着所述相应区的侧边缘基本上向下延伸。
在一些示例中,所述方法包括形成所述第二区段,所述第二区段具有围绕所述第一区段径向分离的多个矩形瓣区,每个区包括被配置用于消融组织的电极的相应电极区域,所述相应电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述相应区中。
在一些示例中,所述方法包括形成当以所述平面配置取向时以大致圆形形状的所述第一区段。
在一些示例中,所述包括修圆或弯曲所述第二区段的上边缘,当所述柔性电路处于所述非平面配置时,所述上边缘与所述过渡部分形成圆顶状形状。
在一些示例中,所述方法包括折叠位于所述相应过渡部分和侧壁部分之间的分界处或周围的每个区,以将所述第二区段移动到所述非平面配置。
在一些示例中,所述方法包括将相应区的每个侧边缘沿着相应的相对侧边缘附接到区中的另一者的侧边缘以形成所述非平面配置中的圆柱形侧壁部分。
在一些示例中,所述方法包括使每个区围绕所述第一区段等距地径向间隔开。
在一些示例中,每个区具有修圆或弯曲的上边缘,当所述柔性电路处于非平面配置时,所述上边缘与所述过渡部分形成圆顶状形状。
在一些示例中,包括第一层,所述第一层具有基底;和第二层,所述第二层包括邻近或围绕所述第一区段定位的多个瓣,所述多个瓣由一个或多个空间分离。
在一些示例中,绝缘层被定位成具有所述一个或多个空间。
在一些示例中,所述第一区、所述第二区和所述第三区各自具有相应的焊接区域,所述焊接区域包括可操作地耦接到相应电极的一个或多个触点。
在一些示例中,所述第一区段具有第一区段基底和第一区段绝缘体。
在一些示例中,所述方法包括通过所述第一区段和/或第二区段选择性地定位多个冲洗端口。
在一些示例中,公开了一种消融组织的方法。所述方法包括将根据前述示例的任何导管插入受检者中;使所述导管的所述柔性电路与心脏组织接触;以及通过所述柔性电路消融组织。
通过以下结合附图的本公开的实施方案的详细描述,将更全面地理解本发明。
附图说明
虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本文所述主题的权利要求书,但是据信通过下面描述并结合附图可以更好地理解本主题,其中类似的标号在各自附图中指示类似的结构元件和特征。附图未必按比例绘制,而是将重点放在示出本公开的原理。附图仅以举例方式而非限制方式描绘了本发明装置的一种或多种具体实施。
图1描绘了用于评估活体受检者的心脏中的电活动并且使用导管向其提供治疗的系统。
图2描绘了用于形成本公开的末端的平面基底。
图3描绘了图2的部分A-A的近距离视图,其示出了第一区段的某些特征。
图4描绘了图2的部分B-B的近距离视图,其示出了第二区段的某些特征。
图5描绘了本公开的末端的近距离视图。
图6描绘了形成到柔性电路末端中并且连接到导管的远侧端部的图2至图4的柔性电路。
图7描绘了用于形成本公开的另一个末端的平面基底。
图8描绘了用于形成本公开的另一个末端的平面基底。
图9是示出消融组织的示例性方法的流程图。
图10是示出消融组织的示例性方法的流程图。
具体实施方式
如本文所用,术语“绝缘体”、“绝缘材料”、“绝缘性材料”等各自意指包含至少一种材料的材料和结构,该至少一种材料具有本领域的技术人员通常接受的抵抗热传递和电信号传送的特性。此类材料包括但不限于聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯、聚碳酸酯、陶瓷、液晶聚合物和高温环氧树脂。
如本文所用,针对任何数值或范围的术语“约”或“大约”指示允许部件或元件的集合实现如本文所述的其预期要达到的目的的合适的尺寸公差。更具体地,“约”或“大约”可指列举值的值±20%的范围,例如“约90%”可指71%至99%的值范围。
如本文所用,“受检者”或“患者”可以指任何适用的人类患者以及任何哺乳动物、兽医动物、家畜动物或宠物类动物等。例如,动物可以是专门选择具有与人类相似的某些特征的实验动物(例如,大鼠、狗、猪、兔、猴等)。
如本文所用,“操作者”可包括医生、外科医生或与同本公开的装置一起使用的医疗规程相关联的任何其他个体或器械。
消融(尤其是心脏组织的消融)取决于消融能量的准确递送,同时避免因向血液提供消融能量而引起的负面副作用诸如血栓形成。本发明公开了一种导管,该导管具有针对这些目的的被分成三个区段的末端。
图1描绘了用于评估活体受检者的心脏12上的电活动并在其上执行消融规程的系统10。系统包括诊断/治疗导管,该诊断/治疗导管具有导管主体14,该导管主体具有远侧端部15和末端(例如,设置在其上的末端18),该末端可由操作者16经由皮肤通过患者的血管系统插入心脏12的腔室或血管结构中。通常为医师的操作者16使导管的末端18例如在消融目标位点处与心脏壁接触。可根据公开于美国专利6,226,542和6,301,496中和公开于共同转让的美国专利6,892,091中的方法来制备电活动标测图,这些专利的公开内容全文以引用方式并入本文。一种体现系统10的元件的商品可以3系统购自BiosenseWebster,Inc.,33Technology Drive,Irvine,CA,92618。
可通过施加热能对例如通过电活动标测图的评估而确定为异常的区域进行消融,例如,通过将射频电流通过导管中的导线传导到末端18处的一个或多个电极,这些电极将射频能量施加到靶组织。能量在组织中被吸收,从而将组织加热到该组织永久性地失去其电兴奋性的点(通常高于50℃)。此规程会在心脏组织中形成非传导性的消融灶,这些消融灶可中断导致心律失常的异常电通路。此类原理可应用于不同的心脏腔室,以诊断并治疗多种不同的心律失常。
导管通常包括柄部20,在柄部上具有合适的控制器,以使操作者16能够按消融手术所需对导管的远侧端部15进行操纵、定位和取向。可使消融能量和电信号经由缆线38穿过位于远侧末端18处或附近或者包括末端18的一个或多个电极32,在心脏12和控制台24之间来回传送。可通过缆线38和电极32将起搏信号和其他控制信号从控制台24传送到心脏12。导线连接件35将控制台24与体表电极30和用于测量导管的位置和取向坐标的定位子系统的其他部件联接在一起。处理器22或另一个处理器可以是定位子系统的元件。电极32和体表电极30可用于如全文以引用方式并入本文的授予Govari等人的美国专利7,536,218中所提出的在消融位点处测量组织阻抗。通常为热电偶或热敏电阻器的至少一个温度传感器可包括在电极32中的每个电极上或附近,如以下将详细说明的。
控制台24通常包含一个或多个消融功率发生器25。导管可适于利用任何已知的消融技术将消融能量例如射频能量、超声能量、低温能量和激光产生的光能传导至心脏。共同转让的美国专利6,814,733、6,997,924和7,156,816中公开了此类方法,这些专利全文以引用方式并入本文。
定位子系统还可包括磁定位跟踪布置,该磁定位跟踪布置通过在预定义的工作空间中产生磁场并且使用设置在导管内(通常靠近末端)的线圈或迹线感测导管处的这些场来确定导管的位置和取向。定位子系统在全文以引用方式并入本文的美国专利7,756,576以及上述美国专利7,536,218中有所描述。操作者16可经由控制台24观察并调节导管的功能。控制台24包括处理器,优选为具有适当信号处理电路的计算机。该处理器被耦接以驱动监视器29。信号处理电路通常接收、放大、过滤并数字化来自导管的信号,包括由传感器(例如,电极32)诸如电传感器和温度传感器以及位于导管远侧的多个位置感测线圈或迹线生成的信号。控制台24和定位系统接收并使用数字化信号以计算导管的位置和取向并分析从导管接收的电信号。
本文所公开的主题涉及对本领域已知的导管末端的制造和功能的改进,诸如授予Webster的美国专利号6,171,275中所公开的那种,该专利全文以引用方式并入本文。改善的导管末端可经由光刻过程制造为图2至图4中反映的平面柔性电路100。如其描述所提出的,柔性电路100为柔性的,这意味着其可弯曲成各种非平面配置。例如,配置可从平面改变为圆柱形,使得柔性电路100可改变为圆柱形柔性电路200,如图5中反映的。因此,除了柔性电路100的平面配置和柔性电路200的非平面配置之外,应当理解,本文相对于柔性电路100所述的特征也存在于柔性电路200中,并且类似地,本文相对于柔性电路200所述的特征也存在于柔性电路100中,即使没有关于这些配置中的一者进行明确的公开。另外,在图2至图4中可见的柔性电路100的表面变为图5的柔性电路200。
在图2中可见的柔性电路100的表面变为柔性电路200的内表面。柔性电路100可包括各种区段,这取决于柔性电路200的期望结构。如图2中所见,柔性电路100具有第一区段102和第二区段104。当处于平面配置时,第一区段102可具有圆形形状,并且第二区段104可具有沿其邻接区段102的上边缘带有一个或多个空间的大致矩形形状。柔性电路100可形成为在图5至图6中反映的柔性电路200中,其中第一区段102变为柔性电路200的最远侧部分(圆柱体的基部)202,并且其中区段104变为柔性电路200的侧表面(圆柱体的壁)204。区段102可被设置为具有修圆图案(例如,圆形、椭圆形或以其他方式弯曲)。
区段104可包括多个部分或区,诸如第一区110、第二区112和第三区114。虚线113设置在第二区段104上,从而界定这些区之间的边界。每个区110、112、114可包括多个选择性定位的冲洗端口134以从柔性电路200向外提供冲洗。端口134可能以制造技术的任何方式(例如,经由激光钻孔)来形成。焊接区域136、138和140也可设置在第二区段104上,其中区域136设置在第一区110上、区域138设置在第二区112上并且区域140设置在第三区114上,这些区域各自具有与设置在对应区上的电子部件导电连通(可操作地耦接)的各种触点。在所描绘的一些示例中,区域136可具有六(6)个触点,区域138可具有五(5)个触点,而区域140可具有四(4)个触点。然而,每个区域可根据需要或要求具有更多或更少的触点。
在一些示例中,区域136、138、140的触点可以可操作地耦接到热电偶和系统的导体元件。以此方式,第二区段104的三个区110、112、114中的一个区上的电子部件可被控制(例如,用于提供消融或检测来自组织的电信号)并且与系统的电子部件分开地进行监测(例如,检测设置在区段104的每个部分上的单独温度传感器的单独温度)。另外,可关于柔性电路200准确地监测温度,因为区110、112、114中的每个区包括两个不同的温度传感器,柔性电路200上总共有六个温度传感器。
在一些示例中,可在区110、112、114之间设置间距。该间距可通过每个层设置,即通过柔性电路100的整个厚度设置。然而,该间距可仅通过包括导电材料的层设置,并且不需要设置在基底和包含非导电材料的绝缘层中。该间距可例如沿着由线113识别的轮廓设置并且可将各个区110、112和114彼此隔离,例如,有助于防止热量从一个区分配到另一个区。此外,区110、112、114可包括部分109(参见图4),该部分在柔性电路200中定位在与基部202相邻的区域203中。在一些示例中,绝缘材料可设置在间距内。
转到图3,区段102包括围绕区段102径向定位的瓣106之间的空间108,该空间可容纳基部202和壁204之间的过渡区域203。端口134还可通过第一区段102设置。
转到图4,部分B-B的特写示出了具有瓣106与相应区110和114的下突片111之间的空间108的区段104。应当注意,区112不具有下突片111,因为它在其两个横向侧边缘上包括区110、114。相反,区112具有与将变为过渡区域203的部分相邻的两个上瓣106。孔208可设置在区110、112、114中,其居中定位在相应区中以及定位成使得每个相应区110、112和114的电极32可布置在过渡区域203和壁204两者中。换句话说,区110、112、114共同被构造为容纳基部202和壁204之间的过渡区域203,该过渡区包括电极32的上部32A,而下部32B定位在壁204中。在一些示例中,孔208可至少部分地定位在壁204和过渡区域203两者内。孔208可容纳导管的各种电子部件,例如电极32。
前述柔性电路100可形成为图5所示的柔性电路200,并且连接到导管主体14的远侧端部15,如图6所示。导管主体14可穿过其纵向设置,具有至少两个管腔。例如,两个管腔中的一者可用于引导冲洗流体通过导管主体14并进入柔性电路200中。另一管腔可包含用于向和从柔性电路200的电子部件传送信号(例如,电信号)的引线。可设置附加管腔以例如实现转向功能,诸如通过包括牵拉线或用于引导线,如本领域中已知的。可以看到柔性电路200包括区210、212和214,其各自分别对应于三个区110、112和114。
转到图6,在将柔性电路100形成为柔性电路柔性电路200时,可在第一区210和第三区214之间形成空间。该空间可填充有用于第一区110和第二区112之间以及第二区112和第三部分114之间的空间的绝缘材料。因此,配备有柔性电路200的导管主体14在导管末端设计方面提供各种改善。值得注意的是,不是将微电极定位在柔性电路200的侧壁上,而是将电极32(包括上部32a和下部32b)定位在远侧半径上,至少部分地定位在柔性电路200的圆顶和后面的壁上,以优化信号收集。在现有方法中,发现仅定位在侧壁204上的电极32由于电极位置而不太可能以与组织垂直或对角接触的方式直接接触组织。本文所公开的解决方案通过保持导电性同时还优化电极32的位置来解决这一问题。
此外,区210、212、214中的一个区中的柔性电路200的电极可独立于其他区中的每个区上的电极被激活或去激活,并且它们可被激活以提供不同的功能,例如消融或ECG感测。另外,提供给三个区中的每个区的电信号(通常在发生器的RF范围内)可与提供给其他区中的一者或两者的电信号相同或不同。也就是说,递送到每个末端区的功率(例如,以瓦特为单位表示的功率量)对于每个区可以相同或不同。例如,递送到第一末端区的功率量(以瓦特为单位的“第一功率量”)可被控制为与递送到第二末端区的功率量(“第二功率量”)不同(即,更高或更低)。同样,可以关闭第三末端区,或者可以向第三末端区提供与第一功率量或第二功率量不同的第三功率量(“第三功率量”)。另选地,递送(以焦耳为单位)到每个区的能量对于每个区可以是相同的或不同的。在又一个示例中,提供给一个区的RF信号的频率可相对于提供给一个区或两个其他区的信号的频率而变化。RF信号可例如基于合适的反馈控制而改变为10kHZ至1MHz的RF频带内的任何频率。用于控制末端区的能量或功率的此类技术有助于控制正柔性电路200或被消融的组织的温度,并且还可有助于提高消融的精度。
图7反映了另选柔性电路300,该柔性电路可用于导管诸如导管14内以向控制台24中的处理器提供有关位置和力的信号。柔性电路300包括具有第一区段302和第二区段304的基本上平面的基底。第一区段302可被定位在柔性电路300的过渡区域和基部部分处或附近,并且可被形成为具有一个或多个成角度的边缘,该一个或多个成角度的边缘在顶点处交汇以形成柔性电路300的三角形远侧端部,类似于先前描述的区段102的功能。不是具有柔性电路100的区段102的中心盖区域,而是柔性电路300具有形成具有重叠突片的饼的部分的三(3)个区310、312、314。
具体地讲,类似于先前区段104,区段304可形成为与柔性电路300相关联的非平面末端的侧壁。区段304可包括多个部分或区,诸如第一区310、第二区312和第三区314。虚线313设置在第二区段304上,从而界定这些区之间的边界。类似于柔性电路100,焊接区域336、338和340也可设置有第二区段304。
同样类似于区段104,区段304包括定位在过渡区域中以及邻近柔性电极300处的最上部突片307端部(即,三角形点的顶部)和相应区310和312的下部突片311的瓣306、307之间的空间308。应当注意,区312和314不具有下突片311。相反,区312具有与将变为过渡区域303的部分相邻的两个上瓣306,以及围绕区312的最上顶点缠绕并且沿从所述顶点延伸的每个邻接边缘部分地向下延伸的单个瓣。可看到在区312的突片306、309之间设置了空间308。
区310、312、314(类似于柔性电路100的那些)可具有与每个电极相关联的孔,这些孔居中地定位在相应区中并且被定位成使得一旦处于非平面配置,每个相应区310、312、314的电极32就可被布置在过渡区域303和壁两者中。换句话说,区310、312、314共同被构造成容纳柔性电路的基部和横向侧壁之间的过渡区域303。在一些示例中,与电极32相关联的孔可至少部分地定位在横向侧壁和过渡区域内。
图8反映了另选柔性电路400,该柔性电路可用于导管诸如导管14内以向控制台24中的处理器提供有关位置和力的信号。柔性电路400包括具有第一区段402和第二区段404的另一个基本上平面的基底,该第二区段包括多个瓣区410、412、414。类似于区段102,第一区段402可具有圆形形状,同时定位在柔性电路400的过渡区域和基部部分处或附近。区段402可被设置为具有修圆图案(例如,圆形、椭圆形或以其他方式弯曲)。
以其弯曲形状居中定位的区段402充当中央冲头,其中区段404具有在处于非平面配置时朝近侧折叠以形成柔性电路400的远侧半径和圆柱形壁的其瓣区410、412、414。区段404形成与柔性电路400相关联的非平面柔性电路的侧壁,并且从区段402向外延伸。可看到瓣区410、412、414围绕区段402径向地分离。在一些示例中,如图所示,区410、412、414以空间408等距间隔开。空间408可定位成邻近过渡区域403以及邻近区段402。
图8中提供了虚线边界线413以严格地描绘区段402和区410、412、414之间的分界,每个区410、412、414可围绕这些分界折叠,并且然后附接在一起以形成与柔性电路400相关联的非平面柔性电路的壁和基部。类似于柔性电路100、300,焊接区域436、438和440也可分别设置在区410、412、414的底部边缘处。区410、412、414(类似于柔性电路100、300的那些)可具有与每个电极相关联的孔,这些孔居中地定位在相应区中并且被定位成使得一旦处于非平面配置,每个相应区410、412、414的电极32就可被布置在过渡区域403和壁两者中。
用于形成本公开所述的柔性电路的基底可为单层。另选地,其可包括介于两个和十个之间的层,例如四个层。每层与其他层相同,包括上述各种部分和区段的形状。然而,层的增厚导致信号产生的非线性度增加。较薄基底(例如,四层)优于较厚基底(例如,八层)的优点是其更容易变形或弯曲,这有助于将柔性电路组装到其他导管部件并最终将其装配在导管的内径包封内,如以下将详细说明的。
应当注意,与柔性电路区接触的生物组织的组成(例如,水含量、厚度或其他组织特性)可影响电阻率,并且因此影响由该柔性电路区递送到组织的RF功率。因此,该柔性电路区中由于递送到此类组织的能量或功率而引起的温度上升的量可不同于与具有对应不同组织特性的不同位置处的相同组织(或甚至不同组织)接触的其他柔性电路区。因此,本文的实施方案的一个优点是系统向不同柔性电路区递送不同功率电平以确保针对一个柔性电路区测量的温度对于所有柔性电路区大体相同的能力。
柔性电路200(或300或400)可与组织接触,使得组织接触第一区的至少一部分、或第一区的至少一部分和第二区的至少一部分、或三个区中的每一者的至少一部分。ECG信号可由三个区的各种电极单独地评估,使得用户或系统可确定哪些区接触组织以便确定要激活哪些电极以进行消融。另外,ECG的区特异性信号可用于定制治疗。例如,当作为电极(诸如消融电极、传感器电极和/或记录电极)操作的区210向区210(或其至少一部分)接触的组织提供能量时,区210上的温度传感器可测量并将温度数据提供给处理器22。
同时,柔性电路200上的一些或所有温度传感器可向处理器22提供温度数据,而作为电磁传感器操作并且不与组织接触、与组织部分接触或与组织完全接触的区212和214可向处理器22提供ECG数据或可被去激活。另选地,区212或214中的一者可被去激活,而另一者提供ECG数据。也就是说,虽然一个或两个区的电极用作消融电极,但其他电极可提供输入以确定是否应消融附近区域,并且如果是,则应如何提供或定制治疗(例如,经由功率修改、激活持续时间、连续或脉冲激活等)。此外,通过仅向与组织接触的那些区提供消融能量,可将消融能量精确地直接提供给组织,使得施加到血液的能量可被最小化,这使血栓形成的可能性最小化。此外,在解剖结构的较小区域(例如,心外膜或肾)直接接收能量时,将存在错误组织将被更快且更准确地消融的较高概率。另外,来自非组织接触区的ECG数据可用于检查阻塞(例如,血栓)的早期迹象,同时与组织接触的组织接触区正被消融,使得可迅速采取补救步骤。
另外,在某些情况下,例如,当确定柔性电路的区(例如,210、212、214)的至少一部分与组织接触时,处理器22可自动地或基于用户输入来控制消融能量的施加,使得消融能量可经由所有三个区同时地或连续地提供给组织。当连续地将消融能量施加到不止一个电极时,可一次激活一个或一次激活两个消融电极。两个示例性连续激活包括:1)区210可被激活然后去激活,然后区212可被激活然后去激活,并且区214可被激活然后去激活;以及2)区210和212可被激活,然后区210可被去激活并且区214被激活,然后区212可被去激活并且区210被激活。可执行并且还重复以不同组合的附加连续激活,直到实现期望的消融,如ECG信号或由电极提供的其他信号所指示的。连续激活的一个优点是其允许在不移动导管的情况下消融和监测组织的不同部分。另外,连续激活可与所有区的同时激活相结合。此外,无论顺序还是同时,激活都可重复执行。
图9是示出用于组装导管的示例性方法900的流程图。方法900可包括步骤910,该步骤将本公开的任何柔性电路的平面配置改为非平面配置。步骤920可包括将与处于非平面配置的柔性电路的第二区段的基部部分相对的近侧端部连接到细长导管主体的远侧端部。
图10是示出消融组织的示例性方法1000的流程图。方法1000可包括步骤1010,该步骤将根据本公开的任何导管插入受检者中。步骤1020可包括使导管的柔性电路与心脏组织接触。步骤1030可包括通过柔性电路消融组织。
在一些心外膜应用中,某些设计考虑因素可建议进一步最小化由一个区生成的被另一个区的热电偶检测到的热量,并且进一步最小化由一个区上的电极检测到的ECG信号也被另一个区的传感器检测到的可能性。因此,三个区中的一者或两者可被制造成具有更大的绝缘性能,但没有其他功能,诸如温度测量、消融和感测,以及相关联的部件,诸如热电偶和电极。因此,区中的一者或两者(例如,区212、区214或两者)与其中这些区包括例如消融的功能的那些实施方案相比,可在其中合并更大量的绝缘材料。因此,例如,陶瓷材料可在区112和114上方沉积到柔性电路100上,这有助于防止来自消融组织的热量经由这些区影响导管末端。
如上所述,ECG信号可由设置在柔性电路上的电极单独评估,使得用户或系统可确定柔性电路接触组织,并且在不同柔性电路区上具有电极的那些实施方案中,确定要激活哪些电极以用于提供消融治疗。还可使用力接触传感器来确定与组织的接触,例如,如2017年3月8日提交的美国专利申请号15/452,843中所述,该专利申请全文以引用方式并入本文。现在描述了特别适用于具有分裂末端的导管的接触力传感器,并且该接触力传感器也在2018年7月16日提交的美国专利申请号16/036710中进行描述,该专利申请全文以引用方式并入本文。
在上述实施方案的任一者中,柔性电路可包括在导管的远侧端部上。导管还可包括细长主体,该细长主体具有穿过其纵向设置的至少两个管腔。芯可附接到导管的远侧端部,其至少一部分可设置在柔性电路的第二区段内。芯可包括绝缘材料,诸如聚氨酯。另外,芯可包括横向于芯的纵向轴线取向的管腔。第二绝缘材料可以设置在第二区段与芯之间。芯可与导管主体的至少两个管腔中的第一管腔连通,使得流体可流过管腔中的一者并流过芯。多个线可设置在至少两个管腔中的至少第二管腔内,并且该多个线可电连接到柔性电路。
可根据以下方法和变型来使用导管。首先,可邻近受检者的心脏将导管插入受检者(例如,人类受检者)中。可将柔性电路操纵成与组织接触。导管可以是消融系统的一个方面,该消融系统还包括与柔性电路通信的处理器。第一区可监测ECG信号并将信号提供给处理器。第二区可监测ECG信号并将信号提供给处理器。第三区可监测ECG信号并将信号提供给处理器。三个区中的每个区还可测量温度并将温度数据提供给处理器。消融能量可被提供给柔性电路,例如由处理器控制。
电极可以包括在具有至少一个柔性印刷电路板(PCB)的柔性电路中,该柔性印刷电路板通过粘合剂结合到支撑金属板上。柔性PCB包括柔性绝热基底,该柔性绝热基底包括外表面和内表面,外表面由导电(且生物相容)的金属(诸如,金、钯或铂)的外层涂覆,内表面由相同(和/或另一)导热的金属的内层涂覆。内表面可以进一步支撑与内导热层电隔离的一个或多个电子部件,诸如传感器(例如,热电偶)和迹线。在沉积电子部件、涂覆基底并且将PCB粘结到支撑板上之后,柔性PCB(与支撑板一起)可以变形为任何合适的形状。
Claims (20)
1.一种供导管末端使用的柔性电路,包括:
第一区段,所述第一区段包括基部部分;
第二区段,所述第二区段包括侧壁部分;
过渡部分,所述过渡部分处于所述基部部分和所述侧壁部分之间,所述过渡部分至少部分地定位成邻近所述基部部分和所述侧壁部分的共享区域;和
一个或多个电极区域,所述一个或多个电极区域包括相应电极,所述一个或多个电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述第二区段中。
2.根据权利要求1所述的柔性电路,所述一个或多个电极区域的所述相应电极是消融电极。
3.根据权利要求1所述的柔性电路,所述一个或多个电极区域的所述相应电极是记录电极。
4.根据权利要求1所述的柔性电路,所述一个或多个电极区域的所述相应电极是感测电极。
5.根据权利要求1所述的柔性电路,所述一个或多个电极区域中的每个电极区域包括所述电极。
6.根据权利要求1所述的柔性电路,所述第一区段在当与所述导管末端一起使用时处于非平面配置之前,在以平面配置取向时包括大致圆形形状。
7.根据权利要求6所述的柔性电路,所述第一区段的直径小于在以非平面配置取向时由所述第二区段形成的所述侧壁部分的直径;以及
所述过渡部分包括在所述侧壁部分与所述基部部分之间过渡的圆顶状形状。
8.根据权利要求1所述的柔性电路,所述第一区段在当与所述导管末端一起使用时处于所述非平面配置之前,在以平面配置取向时是大致平面的。
9.根据权利要求1所述的柔性电路,所述第二区段在当与所述导管末端一起使用时处于非平面配置之前是大致平面的。
10.根据权利要求1所述的柔性电路,所述第二区段在当与所述导管末端一起使用时处于所述非平面配置之前,在以平面配置取向时是大致矩形的,并且所述第二区段还包括:
第一区、第二区和第三区,每个区包括具有电极的相应电极区域,所述相应电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述相应区中。
11.根据权利要求10所述的柔性电路,所述第二区定位在所述第一区和所述第二区之间,并且沿着邻接区域与所述第一区段连续地形成。
12.根据权利要求10所述的柔性电路,每个区包括修圆或弯曲的上边缘,当所述柔性电路处于非平面配置时,所述上边缘与所述过渡部分形成圆顶状形状。
13.根据权利要求10所述的柔性电路,所述第一区段包括分别与所述第二区段的所述第一区、所述第二区和所述第三区连续形成的多个三角形区。
14.根据权利要求13所述的柔性电路,所述第二区段的每个区包括修圆或弯曲的上边缘,所述上边缘从所述第二区段的所述相应区的上边缘朝向所述相应三角形区的顶点成锥形。
15.根据权利要求13所述的柔性电路,所述基部部分由所述三角形区共同形成。
16.根据权利要求13所述的柔性电路,所述三角形区中的至少一个三角形区包括:
第一层,所述第一层包括基底;和
第二层,所述第二层包括:
第一上瓣,所述第一上瓣邻近上边缘和所述过渡部分;和
下突片,所述下突片与所述第一上瓣间隔开并且沿着所述相应区的侧边缘基本上向下延伸。
17.根据权利要求1所述的柔性电路,所述第二区段包括围绕所述第一区段径向分离的多个矩形瓣区,每个区包括具有电极的相应电极区域,所述相应电极区域至少部分地定位在所述过渡部分和所述相应区中。
18.根据权利要求17所述的柔性电路,所述第一区段在当与所述导管末端一起使用时处于非平面配置之前,在平面配置中是大致圆形的。
19.根据权利要求17所述的柔性电路,每个区包括修圆或弯曲的上边缘,当所述柔性电路处于非平面配置时,所述上边缘与所述过渡部分形成圆顶状形状。
20.根据权利要求17所述的柔性电路,每个区能够在所述相应过渡部分和侧壁部分之间的分界处或周围折叠。
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