DE60025049T2

DE60025049T2 - Modifizierung von luftwegen durch ausüben von energie

Info

Publication number: DE60025049T2
Application number: DE60025049T
Authority: DE
Inventors: James Christopher DANEK; Michael Biggs; M. Keith BURGER; Bryan Loomas; Thomas Keast; Dave Haugaard
Original assignee: Asthmatx Inc
Current assignee: Asthmatx Inc
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2020-10-18
Also published as: EP1618850A2; CA2426167A1; WO2002032334A1; AU1177902A; DE60116790T2; ES2254506T3; CA2426144A1; WO2002032333A1; EP1326549B1; DE60116790D1; CA2426167C; ATE313299T1; AU2001212109B2; JP2004516867A; ATE315911T1; JP4204313B2; CA2426144C; EP1618850A3; ES2255514T3; EP1326548A1

Description

Die Erfindung betrifft die Behandlung einer mindestens ein Symptom von reversibler obstruktiver Lungenerkrankung aufweisenden Lunge und insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen für das Übertragen von Energie in Luftweggewebe, um die Fähigkeit der Lunge mindestens zu reduzieren, mindestens eines der Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen. Die Erfindung umfasst ferner das Reduzieren der Fähigkeit der Lunge, mindestens eines der Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, und den Widerstand gegenüber dem Strömen von Luft durch eine Lunge zu senken.
Reversible obstruktive Lungenerkrankung umfasst Asthma und reversible Erscheinungen chronischer obstruktiver Lungenerkrankung (COPD). Asthma ist eine Erkrankung, bei der (i) Bronchokonstriktion, (ii) übermäßige Schleimbildung und (iii) Entzündung und Anschwellung der Luftwege eintreten, was eine ausgedehnte, aber variable Luftwegobstruktion verursachen kann, wodurch das Atmen für den Asthmapatienten erschwert wird. Asthma ist eine chronische Erkrankung, die vorrangig durch persistierende Atemwegsinfektion gekennzeichnet ist. Asthma ist weiterhin durch akute Episoden zusätzlicher Luftwegverengung durch Kontraktion eines hyperreaktiven glatten Luftwegsmuskels gekennzeichnet.
Die reversiblen Erscheinungen von COPD beschreiben im Allgemeinen übermäßige Schleimbildung im Bronchialbaum. Für gewöhnlich liegen eine allgemeine mengenmäßige Zunahme (Hypertrophie) der großen Bronchien und chronische entzündliche Veränderungen der kleinen Luftwege vor. Es finden sich übermäßige Mengen an Schleim in den Luftwegen, und halbfeste Schleimpfropfen können einige kleine Bronchien verstopfen. Ferner sind die kleinen Luftwege verengt und zeigen entzündliche Veränderungen. Die reversiblen Erscheinungen von COPD umfassen eine teilweise Luftwegsokklusion durch übermäßige Sekretionen und eine Luftwegsverengung sekundär zu einer Kontraktion glatter Muskeln, Bronchialwandödem und Aufblähen der Luftwege.
Bei Asthma spielen chronische Entzündungsvorgänge in dem Luftweg eine zentrale Rolle bei der Zunahme des Widerstands gegen Luftströmung in der Lunge. Viele Zellen und zelluläre Elemente sind bei dem Entzündungsprozess beteiligt, insbesondere Mastzellen, Eosinophile, T-Lymphozyten, Neutrophile, Epithelzellen und sogar der glatte Muskel der Luftwege selbst. Die Reaktionen dieser Zellen führen zu einem damit einhergehenden Anstieg der bestehenden Sensitivität und Hyperreaktivität der glatten Luftwegmuskelzellen, die die Luftwege umkleiden, auf die bestimmten beteiligten Reize.
Die chronische Natur von Asthma kann auch zu einem Remodeling der Luftwegwand führen (d.h. zu strukturellen Änderungen wie Verdickung oder Ödem), was die Funktion der Luftwegwand weiter beeinträchtigen und die Hyperreaktivität der Luftwege beeinflussen kann. Andere mit Asthma assoziierte physiologische Veränderungen umfassen übermäßige Schleimproduktion und bei schwerem Asthma Schleimhautverstopfung sowie anhaltende Epitheldenudation und -reparatur. Epitheldenudation setzt das darunter liegende Gewebe Substanzen aus, die normalerweise nicht damit in Berührung kommen würden, was den Zyklus der Zellschädigung und Entzündungsreaktion weiter verstärkt.
Bei anfälligen Personen umfassen Asthmasymptome wiederkehrende Episoden von Kurzatmigkeit (Dyspnoe), Stenoseatmung, Brustenge und Husten. Derzeit wird Asthma durch eine Kombination aus Reizvermeidung und Pharmakologie behandelt.
Reizvermeidung wird über systemische Identifizierung und Minimierung von Kontakt mit jeder Art von Reiz verwirklicht. Alle möglichen Reize zu vermeiden kann aber unpraktisch und nicht immer hilfreich sein.
Pharmakologisch wird Asthma behandelt durch: (1) langfristige Asthmakontrolle durch Verwendung von Entzündungshemmern und lang wirkenden Bronchodilatatoren sowie (2) kurzfristige Behandlung von akuten Verschlechterungen durch Verwendung kurz wirkender Bronchodilatatoren. Diese Vorgehensweisen erfordern beide die wiederholte und regelmäßige Verwendung der verordneten Medikamente. Hohe Dosen von entzündungshemmenden Kortikosteroidmedikamenten können schwerwiegende Nebenwirkungen haben, die eine sorgfältige Handhabung erfordern. Ferner sind manche Patienten gegenüber einer Steroidbehandlung resistent. Die mit der Therapietreue von Patienten beim pharmakologischen Management verbundene Schwierigkeit und die Schwierigkeit, einen Asthma auslösenden Reiz zu vermeiden, sind häufige Barrieren für eine erfolgreiche Asthmabehandlung.
Asthma ist eine ernsthafte Erkrankung mit einer wachsenden Anzahl an Betroffenen. Die derzeitigen Behandlungsverfahren sind weder rundherum erfolgreich noch frei von Nebenwirkungen.
Dementsprechend wäre es wünschenswert, eine Asthmabehandlung zu bieten, die die Luftströmung ohne erforderliche Therapietreue des Patienten verbessert.
Zusätzlich zu den Luftwegen der Lunge unterliegen auch andere Leitungswege des Körpers wie Ösophagus, Harnleiter, Harnröhre und Koronar-Arterien periodischen reversiblen Spasmen, die eine Strömungsbehinderung erzeugen können.
WO-A-99/03413 offenbart einen Katheter mit ausdehnbaren Elektroden für das Ausüben von Energie auf eine hohle anatomische Struktur wie eine Vene. Der Katheter umfasst leitende Endringe, an denen die Elektroden für mechanisches Verbinden und elektrisches Koppeln der Elektroden angebracht sind, um eindrähtige elektrische Verbindungspunkte für das Übertragen von Energie, bei gleichzeitig gleichmäßigerer Beabstandung der Elektroden zu schaffen. Ausdehnbare Arme werden aus elektrisch leitendem Material gebildet und werden entlang ihrer Länge mit Ausnahme eines mittleren Abschnitts, der als Elektrode fungiert, isoliert. Der Katheter weist weiterhin Thermoelemente in den Elektroden für das Messen von Temperaturen auf de Außenfläche der Elektrode auf.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung für das Zuführen von Energie zu einer Wand eines Luftwegs in einer menschlichen Lunge an die Hand gegeben, wobei die Vorrichtung umfasst:
einen biegsamen, lang gestreckten Körper mit einem proximalen Teil, einem distalen Teil, einem distalen Ende und mindestens einem sich dazwischen erstreckenden Lumen;
ein Platzierungselement, wobei das Platzierungselement einen sich durch das mindestens eine Lumen erstreckenden und an einer distalen Spitze endenden elektrisch leitenden Draht umfasst, wobei die distale Spitze distal zum distalen Ende des lang gestreckten Körpers ist;
einen ausweitbaren Korb, wobei der ausweitbare Korb mehrere Elektrodenbeine aufweist, jedes der Elektrodenbeine ein mit dem distalen Teil des lang gestreckten Körpers an einer proximalen Verbindung verbundenes erstes Ende und ein mit dem Platzierungselement an einer distalen Verbindung verbundenes zweites Ende aufweist, die distale Verbindung den Draht mit jedem der Elektrodenbeine benachbart zur distalen Spitze elektrisch verbindet, jedes der mehreren Elektrodenbeine mindestens einen energie-isolierten Bereich und einen energieaktiven Bereich aufweist; und
mindestens ein mit dem ausweitbaren Korb verbundenes Temperaturerfassungselement.
Nun folgt eine allgemeine Beschreibung der Anwendbarkeit der nachstehend beschriebenen und veranschaulichten erfindungsgemäßen beanspruchten Vorrichtungen.
Diese Vorrichtungen können zur Behandlung von Luftweggewebe in der Lunge durch Übertragen von Energie in die Wände des Luftwegs zur Reduzierung der Verstopfung des Luftwegs verwendet werden, um ein Verengen des Luftwegs zu verhindern, den Luftweg-Innendurchmesser zu vergrößern oder um den Widerstand gegenüber einem Strömen durch den Luftweg zu senken. Die Erfindung ist insbesondere auf die Behandlung der Luftwege in der Lunge gerichtet, um die Wirkungen von Asthma und einer anderen Lungenerkrankung zu mindern. Eine Abwandlung der Erfindung umfasst die Übertragung von Energie zur Wand des Luftwegs über die Ausübung von Wärme.
Diese Vorrichtungen können verwendet werden, um die Luftwegreaktivität und den Luftwegwiderstand gegenüber Strömen zu mindern, was derzeitige Behandlungsverfahren verbessern oder ersetzen kann. Gemäß einer erfindungsgemäßen Abwandlung umfasst eine Energieübertragungsvorrichtung für das Behandeln von Lungenzuständen durch Senken der Luftwegreaktivität das Übertragen von Energie in eine Wand eines Luftwegs, um die Wand des Luftwegs so zu ändern, dass die Reaktivität des Luftwegs gemindert wird.
Diese Vorrichtungen können eine Energieübertragung bei einer Gewebemasse in den Luftwegen einer Lunge erleichtern. Die Vorrichtungen sind so bemessen, dass sie in die Bronchie oder Bronchiole einer menschlichen Lunge eindringen, um die Energieübertragung mit dem Luftweggewebe darin durchzuführen, und können auch so bemessen sein, dass sie in ein Bronchoskop passen. Das Bronchoskop kann einen Kanal mit einem Durchmesser von vorzugsweise 2 mm oder weniger haben.
Die Vorrichtungen umfassen einen biegsamen, lang gestreckten Körper mit einem proximalen Teil und einem distalen Tei, wobei sich zwischen dem proximalen und dem distalen Teil ein Lumen erstreckt. Der biegsame, lang gestreckte Körper kann von ausreichender Steifigkeit sein, um durch eine Dichtung eines Arbeitskanals eines Bronchoskops zu treten und den Betrieb der Vorrichtung durch die Arbeitskanaldichtung zu erlauben. Die Vorrichtung umfasst einen ausweitbaren Teil, der benachbart zu einem distalen Teil des lang gestreckten Körpers ist. Der ausweitbare Teil hat einen ersten Zustand, z.B. eine Größe, und einen zweiten Zustand, in dem der zweite Zustand gegenüber dem lang gestreckten Körper größenmäßig radial geweitet ist. Die Vorrichtungen weisen ein Temperaturerfassungselement auf, das nahe dem ausweitbaren Teil platziert ist. Die Vorrichtungen umfassen ferner mindestens ein Energieübertragungselement an einer Außenseite des ausweitbaren Teils, wobei die Energieübertragungselemente so ausgelegt sind, dass sie die Wand der Bronchie oder Bronchiole berühren, wenn sich der ausgeweitete Teil in einem ausgeweiteten Zustand befindet. Die Vorrichtungen umfassen ferner ein Platzierungselement, das so ausgelegt ist, dass es den ausweitbaren Teil zwischen dem ersten und dem zweiten radial ausgeweiteten Zustand bewegt. Das Platzierungselement erstreckt sich zwischen dem ausweitbaren Teil und dem proximalen Teil des lang gestreckten Körpers. Die Vorrichtung weist weiterhin eine an einem distalen Ende der Vorrichtung positionierte distale Spitze auf. Eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst einen ausweitbaren Teil, der im zweiten, ausgeweiteten Zustand einen Durchmesser von weniger als 15 mm.
Eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst einen ausweitbaren Teil, der mehrere Beine umfasst, die einen Korb bilden. Die Beine dieser Abwandlung können sich von einer proximalen Verbindungsstelle erstrecken, die sich an einer Schnittstelle eines distalen Teils des lang gestreckten Körpers mit einer distalen Verbindungsstelle, die an eine distale Spitze angrenzt, befindet. Jedes Bein kann einen Mittelbereich haben, der im Wesentlichen parallel zum lang gestreckten Körper ist, so dass es zwischen den Luftwegwänden und dem parallelen Teil des Beins ausreichend Berührung gibt. Der Mittelbereich, der im Wesentlichen parallel ist, wird für gewöhnlich als der Energie zuführende oder aktive Bereich des Beins bezeichnet.
Die Beine dieser Abwandlung können um einen Umfang des lang gestreckten Körpers so beabstandet sein, dass sie einen Korb bilden. Die Beine dieser Abwandlung können einen kreisförmigen Querschnitt oder einen rechteckigen Querschnitt oder einen nicht achsensymrnetrischen Querschnitt aufweisen. Die Querschnitte können so gewählt werden, dass sie einen problemlosen Wechsel aus einem ersten Zustand in einen zweiten ausgeweiteten Zustand zulassen, während sie einem Biegen aus der Ebene heraus widerstehen, welches die Beabstandung der Beine oder den Kontakt der Elektroden mit der Luftwegfläche beeinträchtigen kann. Eine Abwandlung der Erfindung umfasst einen Korb, bei dem der Abstand zwischen der proximalen und distalen Verbindungsstelle unter 35 mm liegt, wenn der Korb nicht ausgeweitet ist. Eine andere Abwandlung dieser Erfindung umfasst einen Korb, der vier oder fünf Beine umfasst. In diesem Fall können die Beine gleichmäßig um einen Umfang des lang gestreckten Körpers platziert werden. In diesem Fall lassen sich die Beine bei Abständen von 90 oder 72 Grad finden. Andere Abwandlungen der Erfindung umfassen Vorrichtungen mit weniger als vier Beinen oder mehr als fünf Beinen. Die Vorrichtungen umfassen ein Temperatur detektierenden Elements an einem oder an mehreren Beinen. Auf diese Weise kann die Temperatur des einen Beins überwacht werden oder die Temperatur der mehreren Beine kann unabhängig überwacht werden, um die Energiezufuhr zu steuern. Bei einer weiteren Abwandlung können mehrere Temperatur erfassende Elemente mit einer unabhängigen Steuerung der Energie zu jedem Bein kombiniert werden. Diese beiden Abwandlungen können auch auf eine Abwandlung der Vorrichtung mit vorgeformten Zinken übertragen werden. Die Beine können an dem lang gestreckten Körper an den proximalen und distalen Enden angelötet werden oder mit Hilfe von Klebstoffen zum Haften gebracht werden. Eine andere Abwandlung der Erfindung umfasst einen mehrlumigen lang gestreckten Körper, in den ein Teil jedes Beins eingeführt wird. Es wird auch erwogen, dass ein lang gestrecktes Element mittels eines verstärkenden Elements verstärkt werden kann. Ein solches verstärkendes Element kann einen Spiral- oder Flechtdraht, einen Polymereinsatz oder ein anderes ähnliches verstärkendes Element umfassen.
Das Energieübertragungselement der Erfindung kann ein Element umfassen, das durch Verabreichen von Strom Gewebe direkt erwärmt, beispielsweise eine Elektrode auf HF-Basis. Die HF-Elektrode kann entweder bipolar oder monopolar oder ein erwärmtes Element sein, das Gewebe leitend erwärmt. Bei Abwandlungen der Erfindung unter Verwendung von HF-Energie kann die Hochfrequenz so gewählt werden, dass sie in dem Bereich 400 kHz oder in einem anderen üblichen medizinischen Bereich liegt, der bei elektrochirurgischen Anwendungen verwendet wird.
Wenn die Elektrode das Gewebe direkt erwärmt, kann das erwärmte Element Wechsel- oder Gleichstrom zur Widerstanderhitzung des Elements verwenden. HF-Energie kann auch für das induktive Erhitzen oder Widerstandserhitzen des Elements verwendet werden. Ein indirektes Verfahren der Erwärmung umfasst ein widerstanderhitztes Element, das Wärme zu dem ausweitbaren Teil oder direkt zu dem Luftweg leitet. Die Erfindung kann auch eine Kombination der oben erwähnten Elektrodenarten umfassen.
Bei der Abwandlung der Erfindung, bei der der ausweitbare Teil einen Korb umfasst, kann jedes der Energieübertragungselemente eine HF-Elektrode sein, die an jedem Bein angebracht ist. Die Elektrode kann durch eine Aufschrumpfbefestigung befestigt werden. In diesem Fall kann ein Temperatur detektierendes Element an dem Bein und unter der Befestigung angebracht werden. Ein Widerstandserhitzungselement kann um einen Teil des Beins spiralförmig gewunden werden. In diesem Fall kann ein Temperatur detektierendes Element unter der Spirale platziert werden. Andere Beispiele des Energieübertragungselements umfassen ein polymeres Heizelement, einen elektrisch leitenden Anstrich oder eine flexible Leiterplatte, die sich an einem Teil des Beins befinden. Eine andere Abwandlung setzt das Korbbein selbst entweder als HF-Elektrode oder als erwärmtes Element ein. In solchen Fällen kann das Temperatur erfassende Element durch Löten, Schweißen, Klebverbindung oder andere Mittel oder ein anderes Element direkt an einem Korbbein angebracht werden.
Eine andere Abwandlung der Erfindung umfasst eine gleitend und außerhalb des ausweitbaren Teils gekoppelte Hülle. Der ausweitbare Teil kann elastisch sein und sich selbsttätig in den zweiten Zustand ausweiten, wenn er nicht länger durch die Hülle eingeengt ist. Die Hülle kann zum Beispiel in eine proximate Richtung zurückgezogen werden oder der ausweitbare Teil kann aus der Hülle heraus vorbewegt werden.
Eine noch andere Abwandlung der Erfindung umfasst ein Platzierungselement, das einen Griff neben einem proximalen Ende des lang gestreckten Körpers umfasst. Der lang gestreckte Körper kann an dem Griff gleitend angebracht sein. Das Platzierungselement kann auch einen Draht umfassen, der sich von dem Griff durch das Lumen des lang gestreckten Körpers erstreckt und an der distalen Spitze fest angebracht ist. Dieser Draht kann auch den Energieübertragungselementen Strom liefern. Der lang gestreckte Körper, der Draht und die distale Spitze können in distaler und proximaler Richtung gleitend bewegbar sein. Diese Abwandlung des Platzierungselements kann auch einen so ausgelegten Anschlag aufweisen, dass eine distale Bewegung des Drahts über einen Platzierungspunkt hinaus verhindert wird. Bei dieser Abwandlung bewirkt jenseits des Platzierungspunkts eine Bewegung des lang gestreckten Körpers gegen die sich nicht bewegende distale Spitze, dass sich das ausweitbare Element von einem ersten Zustand in einen zweiten ausgeweiteten Zustand weitet.
Eine andere Abwandlung der Erfindung umfasst ein Platzierungselement, das eine Hülle, die das lang gestreckte Element und den ausweitbaren Teil bedeckt, sowie einen Griff an einem proximalen Ende der Hülle umfasst. Die Hülle kann gleitend an dem Griff angebracht sein, während das lang gestreckte Element fest an dem Griff angebracht ist. Ein Draht kann sich von dem Griff zu einer distalen Spitze durch ein Lumen des lang gestreckten Elements erstrecken. Die Abwandlung kann ein an der Hülle angebrachtes und an dem Griff gleitend angebrachtes erstes Steuerelement umfassen, wobei eine proximale Bewegung des ersten Steuerelements ein Zurückziehen der Hülle an dem lang gestreckten Element und ein Freilegen des ausweitbaren Teils bewirkt. Diese Abwandlung kann auch ein an dem Draht angebrachtes zweites Steuerelement umfassen, wobei eine proximale Bewegung des zweiten Steuerelements ein Zurückziehen der distalen Spitze und des ausweitbaren Teils gegen das sich nicht bewegende lang gestreckte Element bewirkt und ein Ausweiten des ausweitbaren Teils radial in einen zweiten Zustand bewirkt.
Eine andere Abwandlung der Erfindung umfasst ein Platzierungselement mit Kraftausgleich oder abweichungsbegrenzenden Anschlägen, um eine übermäßige Weitung des ausweitbaren Elements bei Platzierung im Körper zu verhindern.
Eine Abwandlung der Erfindung umfasst das Platzieren einer Hülle außen am lang gestreckten Körper und ausweitbaren Teil, so dass der ausweitbare Teil in einem ersten nicht ausgeweiteten Zustand in der Hülle platziert ist. Wenn der ausweitbare Teil nicht länger durch die Hülle eingeengt wird, weitet sich der ausweitbare Teil zu seinem zweiten Zustand. Die Erfindung kann auch ein Steuerelement umfassen, das beweglich an dem Griff befestigt ist, wobei das Element so ausgelegt ist, dass es den lang gestreckten Körper und den Draht in distaler und proximaler Richtung vorbewegt. Eine andere Abwandlung der Erfindung umfasst ein Sperrmittel für das Halten des lang gestreckten Körpers distal des Platzierungspunkts. Das Steuerelement kann auch so ausgelegt werden, dass es den lang gestreckten Körper distal des Platzierungspunkts durch Reibung hält. In diesen Fällen befindet sich der ausweitbare Teil im zweiten ausgeweiteten Zustand. Andere Anwandlungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Verwendung von Hebel, Regelscheiben oder Schraubmechanismen an Stelle eines Steuerelements umfassen.
Eine andere Abwandlung der Erfindung umfasst eine atraumatische distale Spitze, die so ausgelegt sein kann, dass sie ein Durchstechen des Luftweggewebes verhindert. Die distale Spitze kann eine redundante Verbindungsstelle aufweisen, um ein Ablösen der Spitze von der Vorrichtung zu verhindern. Die distale Spitze kann auch so bemessen sein, dass sie in oder durch ein Bronchoskop passt.
Die Vorrichtungen umfassen einen mittleren Draht, der sich von der distalen Spitze zu dem proximalen Teil der Vorrichtung erstreckt. Der Draht ist elektrisch leitend und kann so ausgelegt sein, dass er den Energieübertragungselementen Strom liefert. An dem Draht kann auch ein Temperatur detektierendes Element angebracht werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch strahlenundurchlässig sein oder kann strahlenundurchlässige Elemente aufweisen.
Eine andere Abwandlung der Erfindung umfasst das Vorsehen eines Lenkelements in der Vorrichtung, um die distale Spitze der Einrichtung in eine gewünschte Richtung zu leiten.
Eine andere Abwandlung der Erfindung umfasst das Platzieren eines Visionssystems an der Einrichtung. Das Visionssystem kann ein Glasfaserkabel oder einen CCD-Chip (CCD = Charge coupled device, ladungsträgergekoppelte Schaltung) umfassen.
Eine andere Abwandlung der Erfindung umfasst das Vorsehen einer Stromversorgung, die zur Zufuhr von Energie durch die Energieübertragungselemente zu den Luftwegwänden ausgelegt ist. Die Stromversorgung kann so ausgelegt sein, dass sie eine Hochtemperatur-Abschaltvorrichtung oder eine Vorrichtung umfasst, die abschaltet, wenn eine Mindesttemperatur nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit detektiert wird oder wenn eine Mindesttemperaturänderung nicht während einer vorbestimmten Zeit detektiert wird.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Set, das eine Energieübertragungsvorrichtung für das Erleichtern der Energieübertragung in ein Luftweggewebe und einen für das Versorgen der Energieübertragungsvorrichtung mit Energie ausgelegten Generator umfasst. Das Set kann wie jede andere der erfindungsgemäßen Abwandlungen weiterhin ein Bronchoskop umfassen.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Energieübertragungsvorrichtung für das Erleichtern der Energieübertragung in ein Luftweggewebe in einer Lunge, wobei die Energieübertragungsvorrichtung für die Zwecke der Verhinderung einer Lungeninfektion steril gemacht wurde.
Die nachstehend beschriebenen und veranschaulichten Ausführungen der Vorrichtung können durch Ausübung von Energie zur Behandlung von Asthma oder einer anderen Verengung oder eines anderen Spasmus eines Körperleitungswegs verwendet werden. Die Behandlung reduziert die Fähigkeit oder Neigung des Luftwegs zu Kontraktion, reduziert das Verstopfen des Luftwegs, vergrößert den Luftweg-Innendurchmesser und/oder senkt den Widerstand gegenüber Strömen durch den Luftweg.
Die Vorrichtung kann auch zum Behandeln von Körperleitungswegen durch Übertragung von Energie auf oder von den Leitungswänden verwendet werden, um ein Zusammenziehen des Leitungswegs zu verhindern, den Leitungsweg zu vergrößern oder den Widerstand gegen ein Strömen durch den Leitungsweg zu mindern. Die Erfindung ist besonders gut für die Behandlung von Luftwegen in der Lunge zur Minderung der Wirkungen von Asthma und anderen Lungenerkrankungen geeignet.
Die Vorrichtung kann verwendet werden, um die Luftwegreaktivität und den Luftwegwiderstand gegenüber Strömen zu senken, was bisherige Behandlungsverfahren verbessern oder ersetzen kann.
Die Vorrichtung kann weiterhin zur Behandlung von Lungensymptomen durch Senken der Luftwegreaktivität verwendet werden, was die Verwendung von Energie umfasst, wobei Energie zu oder von einer Luftwegwand übertragen wird, um die Luftwegwand so zu ändern, dass die Reaktivität des Luftwegs gemindert wird.
Die zu oder von der Luftwegwand übertragene Energie kann die Struktur der Luftwegwand ändern.
Die zu oder von der Luftwegwand übertragene Energie kann die Funktion der Luftwegwand ändern.
Die Vorrichtung kann durch Senken des Luftwegwiderstands gegenüber Luftströmen zum Behandlungen von Symptomen der Lunge verwendet werden, was das Übertragen von Energie zu oder von einer Luftwegwand in solcher Weise umfasst, dass ein Widerstand gegenüber Strömen von Luft des Luftwegs gesenkt wird.
Die Vorrichtung kann durch Ausüben von Energie zur Behandlung von Asthma oder einer anderen Verengung oder eines anderen Spasmus eines Körperleitungswegs verwendet werden. Die Behandlung mindert die Fähigkeit des Luftwegs, sich zusammenzuziehen, verringert das Verstopfen des Luftwegs und/oder vergrößert den Innendurchmesser des Luftwegs.
Die Vorrichtung kann zur Behandlung einer Lunge verwendet werden, welche vorzugsweise mindestens ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung aufweist, wobei es die Schritte des Vorbewegens einer Behandlungsvorrichtung in die Lunge und des Behandelns der Lunge mit der Vorrichtung umfasst, um mindestens die Fähigkeit der Lunge zur Erzeugung mindestens eines Symptoms reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu mindern und den Widerstand gegenüber dem Strömen von Luft durch die Lunge zu senken.
Das oben beschriebene Verfahren kann weiterhin den Schritt des Lokalisierens eines oder mehrere Behandlungsorte in einem Luftweg, das Wählen mindestens eines der Behandlungsorte und das Behandeln mindestens eines der im Auswählschritt gewählten Behandlungsorte umfassen. Das Verfahren kann weiterhin das Ausführen der Schritte umfassen, während die Lunge mindestens ein Symptom entweder einer natürlichen oder künstlich induzierten reversiblen obstruktiven Lungenerkrankung durchmacht.
Das oben beschriebene Verfahren kann weiterhin die Schritte des Testens der Lunge bezüglich mindestens eines Vorbehandlungs-Lungenfunktionswerts vor dem Behandlungsschritt und das erneute Testen der Lunge bezüglich mindestens eines Nachbehandlungs-Lungenfunktionswerts im Anschluss an den Behandlungsschritt umfassen.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, wobei es weiterhin das Ermitteln von Behandlungsorten in dem Luftweg umfasst, die sehr anfällig gegenüber Luftwegentzündung, Luftwegverengung, übermäßige Schleimbildung oder ein anderes Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung sind.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren und den weiteren Schritt des Stimulierens der Lunge, um mindestens ein künstlich induziertes Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen. Die Erfindung kann weiterhin den Schritt des Beurteilens der Ergebnisse des Stimulierungsschritts umfassen.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, bei dem das Behandeln mindestens eines Luftweggewebes in der Lunge weiterhin den Schritt des Ermittelns der Wirkung der Behandlung durch visuelles Beobachten des Luftwegs auf Bleichwerden des Luftweggewebes umfasst.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, bei dem das Behandeln mindestens eines Luftweggewebes an einer Behandlungsstelle in der Lunge weiterhin den Schritt des Überwachens der elektrischen Impedanz des Gewebes an einem oder an mehreren Punkten umfasst.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, bei dem das Behandeln der Lunge die submuköse Behandlung mindestens eines Luftweggewebes in der Lunge umfasst.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, bei dem der Behandlungsschritt das Behandeln der Lunge durch Ablagern einer radioaktiven Substanz in mindestens einem Behandlungsort in der Lunge umfasst.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, wobei es weiterhin vor dem Behandlungsschritt den Schritt des Abkratzens von Gewebe von einer Wand eines Luftwegs in der Lunge umfasst. Die Erfindung kann weiterhin das Ablagern einer Substanz auf der abgekratzten Wand des Luftwegs umfassen.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, wobei es weiterhin vor dem Behandlungsschritt das Vorbehandeln der Lunge, um mindestens die Fähigkeit der Lunge zur Erzeugung mindestens eines Symptoms reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu reduzieren, umfasst, wobei mindestens ein Parameter des Vorbehandlungsschritts kleiner als mindestens ein Parameter des Behandlungsschritts ist.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, wobei der Behandlungsschritt das Trennen des Behandlungsschritts in Stufen umfasst, um die Heillast an der Lunge zu senken. Der Trennschritt kann das Behandeln verschiedener Regionen der Lunge zu verschiedenen Zeiten oder das Einteilen der Anzahl an Behandlungsorten in mehrere Gruppen von Behandlungsorten und das Behandeln jeder Gruppe zu einer anderen Zeit umfassen.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, wobei es weiterhin das Erfassen von Bewegung der Lunge und das Neupositionieren der Behandlungsvorrichtung als Reaktion auf den Erfassungsschritt umfasst.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, wobei es weiterhin das Senken der Temperatur des Lungengewebes neben einem Behandlungsort umfasst.
Eine weitere Abwandlung umfasst das oben beschriebene Verfahren, wobei es weiterhin den Schritt des Vorsehens einer medikamentösen Therapie, einer Bewegungstherapie, einer Atemtherapie und/oder einer Schulung zu Krankheitsbewältigungsverfahren zur weiteren Minderung der Wirkungen reversibler obstruktiver Lungenerkrankung umfasst.
Nachstehend werden Ausführungen der Vorrichtung beschrieben, einige davon erfindungsgemäß und andere nicht. Die in 5A, 6E, 10–14, 17, 18 und 21–23 gezeigten Ausführungen der Vorrichtung sind nicht gemäß der beanspruchten Erfindung.
Nun folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.
1 ist eine Querschnittansicht einer Bronchie mittlerer Größe eines gesunden Patienten.
2 ist eine Querschnittansicht einer Bronchiole eines gesunden Patienten.
3 ist eine Querschnittansicht der Bronchie von 1, wobei das Eintreten von Remodeling und Verengung bei einem Asthmapatienten gezeigt wird.
4 ist eine Darstellung der Lunge, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt wird.
5A ist eine Teilseitenansicht einer Vorrichtung, welche mehrere drahtförmige Elektroden aufweist.
5B ist eine Querschnittseitenansicht einer anderen Abwandlung einer Vorrichtung, die mehrere drahtförmige Elektroden aufweist, wobei ein Platzierungsdraht an einer distalen Spitze der Vorrichtung angebracht ist.
5C zeigt eine Teilansicht einer Abwandlung eines lang gestreckten Elements der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit mehreren Lumen für das Unterbringen der Beine des Korbs.
5D–5I zeigen eine Abwandlung der Erfindung und ein Platzierungselement für das Platzieren der Vorrichtung.
5J–5L zeigen Beispiele von Energieübertragungselementen der Vorrichtung.
5M–5Q zeigen eine Teilansicht eines an einem Korbbein angebrachten Thermoelements.
6A–6D zeigen distale Verbindungsstellen der Erfindung, wobei 6E eine nicht erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt.
6E bis 6O zeigen eine proximate Verbindung der Erfindung.
7A–7D zeigen eine Reihen- und Parallelschaltung der Beine des Korbs.
8A–8C zeigen Beispiele variabler Dicken der Beine des Korbs.
9A–9F zeigen Beispiele eines aus einer einzigen Platte oder einem einzigen Stück eines Materials gebildeten Korbs.
10 ist eine seitliche Querschnittansicht einer Vorrichtung mit einem Ballon mit außen auf dem Ballon angeordneten Elektroden.
11 ist eine teilweise Seitenansicht der Vorrichtung mit einem Ballon mit in dem Ballon angeordneten Wärme erzeugenden Elementen für das indirekte Erwärmen des Gewebes.
12 ist eine Querschnittansicht einer Vorrichtung mit Elektroden und vorgeformten Zinken als ausweitbares Element.
13 ist eine Querschnittansicht einer Vorrichtung mit an ausdehnbaren Ballonen angeordneten Energieübertragungselementen.
14 ist eine Darstellung einer Vorrichtung mit in Nuten angeordneten Elektroden.
15 ist eine Darstellung einer Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Elektroden und einem Vorspannelement.
16 ist eine Darstellung einer weiteren Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Elektroden und einem Vorspannelement.
17 ist eine seitliche Teilansicht einer Vorrichtung mit Elektroden, durch freigeschnittene Abschnitte eines lang gestreckten Elements freiliegen.
18 ist eine seitliche Teilansicht einer Vorrichtung mit auf einem schlingenförmigen Element angeordneten Elektroden.
19 ist eine Querschnittansicht einer Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer schlingenförmigen Elektrode in einer nicht geweiteten Stellung.
20 ist eine Querschnittansicht der Abwandlung von 19 mit der schlingenförmigen Elektrode in einer geweiteten Stellung.
21 ist eine seitliche Querschnittansicht einer Vorrichtung zur Behandlung mit erwärmtem Fluid.
22 ist eine seitliche Querschnittansicht einer Vorrichtung zur Behandlung mit Bestrahlung.
23 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Behandlung mit einer Kryosonde.
Die Erfindung betrifft das Verbessern der Luftströmung durch die Luftwege einer Lunge mit reversibler obstruktiver Lungenerkrankung. Die Erfindung soll auf jede Erscheinungsform einer reversiblen obstruktiven Lungenerkrankung anwendbar sein, einschließlich aber nicht ausschließlich Asthma. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Luftströmung ist das Senken des Widerstands gegenüber Luftströmung in der Lunge. Es gibt mehrere Strategien zur Senkung dieses Widerstands, einschließlich aber nicht ausschließlich das Reduzieren der Fähigkeit des Luftwegs, sich zusammenzuziehen, das Vergrößern des Luftwegdurchmessers, das Mindern der Entzündung von Luftweggeweben und/oder das Reduzieren der den Luftweg verstopfenden Schleimmenge. Eine Vorrichtung kann in die Lunge vorbewegt werden, um die Lunge unter Einsatz von Energie zu behandeln, um die Fähigkeit der Lunge mindestens zu reduzieren, mindestens ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen. Das Folgende ist eine kurze Erläuterung einiger Ursachen für vermehrten Widerstand gegenüber Luftströmung in der Lunge sowie einer Behandlungen, die mit der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung verwirklichbar ist. Daher soll die folgende Erläuterung nicht die Ausgestaltungen oder das Ziel der Erfindung einschränken, da die beschriebenen Verfahren physiologische Änderungen verursachen können, die nicht nachstehend beschrieben sind, aber diese Änderungen dennoch zur Milderung oder Eliminierung mindestens eines der Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung beitragen.
Reduzieren der Fähigkeit des Luftwegs, sich zusammenzuziehen
Die erfindungsgemäße Energiebehandlung reduziert die Fähigkeit der Luftwege, sich aufgrund der Kontraktion des glatten Luftwegmuskels zu verengen oder an Durchmesser zu verlieren. Diese Behandlung reduziert die Fähigkeit des glatten Muskels, sich zusammenzuziehen, wodurch die Schwere eines Asthmaanfalls gemildert wird. Die Abnahme der Fähigkeit des glatten Muskels, sich zusammenzuziehen, kann durch Behandeln des glatten Muskels selbst oder durch Behandeln anderer Gewebe, welche wiederum die Kontraktion des glatten Muskels oder die Reaktion des Luftwegs auf die Kontraktion des glatten Muskels beeinflussen, verwirklicht werden. Die Behandlung kann auch die Luftwegreaktivität oder die Neigung des Luftwegs zu Verengung oder Einengung als Reaktion auf einen Reiz senken.
Die Menge glatter Muskulatur, die den Luftweg umgibt, kann vermindert werden, indem der glatte Muskel Energie ausgesetzt wird, die entweder die Muskelzellen abtötet oder ein Replizieren dieser Zellen verhindert. Die Abnahme glatter Muskulatur mindert die Fähigkeit des glatten Muskels, sich während eines Spasmus zusammenzuziehen und zu verengen. Die Abnahme glatter Muskulatur und des umgebenden Gewebes hat den zusätzlichen möglichen Vorteil, dass die Weite bzw. der Durchmesser der Luftwege vergrößert wird, dieser Vorteil senkt den Widerstand gegenüber Luftströmung durch die Luftwege. Neben der Verwendung der Reduktion von glattem Muskelgewebe zur Öffnung der Luftwege kann die in der vorliegenden Erfindung verwendete Vorrichtung durch Schädigen oder Zerstören des Muskels auch den glatten Muskel insgesamt beseitigen. Die Beseitigung des glatten Muskels verhindert die Kontraktion bzw. Spasmen der hyperreaktiven Luftwege eines Patienten mit reversibler obstruktiver Lungenerkrankung. Dadurch kann die Beseitigung des glatten Muskels einige Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung mildern.
Die Kontraktionsfähigkeit des Luftwegs kann auch durch Behandlung des glatten Muskels in bestimmten Mustern geändert werden. Der glatte Muskel ist um die Luftwege in einem im Allgemeinen spiralförmigen Muster angeordnet, wobei Steigungswinkel von etwa –38 bis zu etwa +38 Grad reichen. Die Behandlung des glatten Muskels in geeigneten Mustern unterbricht bzw. schneidet dadurch durch das spiralförmige Muster des glatten Muskels bei einer geeigneten Steigung und verhindert ein Verengen des Luftwegs. Dieses Vorgehen einer gemusterten Behandlungsausübung verhindert die Kontraktion der Luftwege, ohne den glatten Muskel und anderes Luftweggewebe vollständig auszumerzen. Ein Behandlungsmuster kann aus einer Vielzahl von Mustern gewählt werden, darunter Längs- oder Axialstreifen, umlaufende Bänder, spiralförmige Streifen und dergleichen sowie Fleckenmuster mit rechteckigen, elliptischen, kreisförmigen oder anderen Formen. Die Größe, Anzahl und Beabstandung der Behandlungsbänder, -streifen oder -flecken werden so gewählt, dass sie eine erwünschte klinische Wirkung verringerter Luftwegreaktivität bieten, während sie die Verletzung des Luftwegs auf ein klinisch akzeptables Maß beschränken.
Die gemusterte Behandlung der die Luftwege umgebenden Gewebe mit Energie bietet verschiedene Vorteile. Die sorgfältige Auswahl des zu behandelnden Teils des Luftwegs lässt das Erreichen erwünschter Ergebnisse zu, während die gesamte Heillast reduziert wird. Die gemusterte Behandlung kann auch erwünschte Ergebnisse bei verringerter Morbidität, Erhalt des Epithets und Erhalt einer durchgehenden oder nahezu durchgehenden Flimmerinnenfläche des Luftwegs für mukoziliären Abtransport verwirklichen. Das Behandlungsmuster kann auch so gewählt werden, dass erwünschte Ergebnisse erreicht werden, während die gesamte Behandlungsfläche und/oder die Anzahl behandelter Luftwege eingeschränkt werden, wodurch die Geschwindigkeit und Mühelosigkeit der Behandlung verbessert werden.
Die Ausübung von Energie auf das die Luftwege umgebende Gewebe kann auch ein Vernetzen der DNA der Zellen verursachen. Die behandelten Zellen mit vernetzter DNA können sich nicht replizieren. Dementsprechend nimmt im Laufe der Zeit, wenn die Zellen der glatten Muskeln sterben, die Gesamtdicke des glatten Muskels aufgrund der Unfähigkeit der Zellen, sich zu replizieren, ab. Der programmierte Zelltod, der eine Verminderung des Gewebevolumens bewirkt, wird als Apoptose bezeichnet. Diese Behandlung verursacht keine sofortige Wirkung, sondern verursacht ein Schrumpfen des glatten Muskels und ein Öffnen des Luftwegs im Laufe der Zeit und verhindert im Wesentlichen ein Neuwachstum. Die Ausübung von Energie auf die Wände des Luftwegs kann auch dazu dienen, eine Vernetzung der DNA der Schleimdrüsenzellen zu verursachen, wodurch diese am Replizieren gehindert und übermäßige Schleimpfropfen oder Schleimbildung im Laufe der Zeit reduziert werden.
Die Kontraktionsfähigkeit der Luftwege kann auch durch Ändern der mechanischen Eigenschaften der Luftwegwand reduziert werden, beispielsweise durch Erhöhen der Steifigkeit der Wand oder durch Verstärken der parenchymalen Anbindung der Luftwegwand. Diese beiden Verfahren erhöhen die Festigkeit der Luftwegwand und wirken einer Kontraktion und Verengung des Luftwegs weiter entgegen.
Es gibt verschiedenen Möglichkeiten, die Steifigkeit der Luftwegwand zu erhöhen. Eine Möglichkeit zur Erhöhung der Steifigkeit ist die Induzierung von Fibrose oder einer Wundheilungsreaktion durch Verursachen eines Traumas der Luftwegwand durch Zufuhr therapeutischer Energie zum Gewebe in der Luftwegwand. Die Energie wird vorzugsweise so zugeführt, dass sie die eventuell eintretende intraluminale Verdickung minimiert oder beschränkt.
Eine andere Möglichkeit zur Verstärkung der wirksamen Steifigkeit der Luftwegwand ist die Änderung der submukösen Faltung des Luftwegs bei Verengung. Die muköse Schicht umfasst das Epithel, dessen Basalmembran und die lamina propria, eine subepitheliale Collagenschicht. Die submuköse Schicht kann auch eine Rolle bei der Luftwegfaltung spielen. Wenn sich ein Luftweg verengt, bleibt sein Umfang relativ konstant, wobei sich die muköse Schicht auf sich selbst faltet. Wenn sich der Luftweg weiter verengt, beeinträchtigen sich die mukösen Falten gegenseitig mechanisch, wodurch effektiv der Luftweg versteift wird. Bei Asthmapatienten ist die Anzahl an Falten kleiner und die Größe der Falten ist größer, und dadurch kann sich der Luftweg ungehindert bei weniger mechanischer Beeinträchtigung durch die mukösen Falten verengen als bei einem gesunden Patienten. Dadurch haben Asthmapatienten eine Abnahme der Luftwegsteifigkeit, und die Luftwege zeigen weniger Widerstand gegenüber einer Verengung.
Die muköse Faltung bei Asthmapatienten kann durch Behandlung des Luftwegs in einer Weise, die Falten fördert, verbessert werden. Vorzugsweise erhöht eine Behandlung die Anzahl an Falten und/oder senkt die Größe der Falten in der mukösen Schicht. Die Behandlung der Luftwegwand in einem Muster wie Längsstreifen kann zum Beispiel eine größere Anzahl kleinerer muköser Falten fördern und die Luftwegsteifigkeit verbessern.
Die muköse Faltung kann auch durch Fördern einer größeren Anzahl an kleineren Falten durch Senken der Dicke der Mukosa und/oder der submukösen Schicht verstärkt werden. Die geringere Dicke der Mukosa oder Submukosa kann durch Ausüben von Energie verwirklicht werden, die entweder die Anzahl an Zellen in der Mukosa oder der submukösen Schicht senkt oder die ein Replizieren der Zellen in der Mukosa oder der submukösen Schicht verhindert. Eine dünnere Mukosa oder submuköse Schicht hat eine größere Neigung zu Faltung und eine durch die Falten verursachte größere mechanische Versteifung.
Eine andere Möglichkeit zur Senkung der Kontraktionsfähigkeit der Luftwege ist die Verbesserung der parenchymalen Anbindung. Das Parenchym umgibt die Luftwege und umfasst den Alveolus und das mit dem äußeren Teil der Luftwegwand verbundene und diesen umgebende Gewebe. Das Parenchym umfasst den Alveolus und das mit dem Knorpel, der die größeren Luftwege stützt, verbundene und diesen umgebende Gewebe. Bei einem gesunden Patienten bietet das Parenchym ein Gewebenetz, das mit dem Luftweg verbunden ist und dazu beiträgt, ihn zu stützen. Man glaubt, dass Ödeme oder Fluidansammlung in Lungengewebe bei Patienten mit Asthma oder COPD den Luftweg von dem Parenchym abkoppeln, wodurch die Haltekraft des Parenchyms verringert wird, die einer Luftwegverengung entgegenwirkt. Für die Behandlung des Parenchyms zur Reduzierung von Ödemen und/oder Verbesserung der Parenchymanbindung kann Energie verwendet werden.
Ferner kann die ausgeübte Energie dazu verwendet werden, die Verbindung zwischen dem glatten Muskel des Luftwegs und der submukösen Schicht mit dem umgebenden Knorpel zu verbessern und Wundheilung, Collagenablagerung und/oder Fibrose in dem den Luftweg umgebenden Gewebe zu fördern, um zur Stützung des Luftwegs und zur Verhinderung einer Luftwegkontraktion beizutragen.
Vergrößern des Luftwegdurchmessers
Eine Hypertrophie des glatten Muskels, eine chronische Entzündung der Luftweggewebe und eine allgemeine Verdickung aller Teile der Luftwegwand können den Luftwegdurchmesser bei Patienten mit reversibler obstruktiver Lungenerkrankung verringern. Das Vergrößern des Gesamtdurchmessers des Luftwegs mit Hilfe einer Vielzahl von Verfahren kann das Passieren von Luft durch die Luftwege verbessern. Die Ausübung von Energie auf den glatten Muskel des Luftwegs eines Asthmapatienten kann das Volumen des glatten Muskels verringern oder reduzieren. Dieses reduzierte Volumen des glatten Muskels vergrößert den Luftwegdurchmesser für verbesserten Luftaustausch.
Das Verringern von Entzündung und Ödemen des den Luftweg umgebenden Gewebes kann auch den Durchmesser eines Luftwegs vergrößern. Entzündung und Ödem (Fluidansammlung) des Luftwegs sind chronische Merkmale von Asthma. Die Entzündung und das Ödem können durch Ausübung von Wärme zur Stimulierung von Wundheilung und Regenerierung normalen Gewebes reduziert werden. Die Heilung des Epithels oder von Teilen des Epithels, die eine ständige Denudation und Erneuerung erfahren, lässt die Regeneration eines gesunden Epithels mit geringerer damit verbundener Luftwegentzündung zu. Der schwächer entzündete Luftweg hat sowohl im Ruhezustand als auch bei Verengung einen vergrößerten Luftwegdurchmesser. Die Wundheilung kann auch Collagen ablagern, was die Parenchymanbindung verbessert.
Vom Gewebe in der Luftwegwand freigesetzte Entzündungsmediatoren können als Reiz für die Kontraktion des glatten Muskels des Luftwegs dienen. Eine Therapie, die die Produktion und Freisetzung eines Entzündungsmediators senkt, kann die Kontraktion des glatten Muskels, die Entzündung der Luftwege und Ödem reduzieren. Beispiele für Entzündungsmediatoren sind Cytokine, Chemokine und Histamin. Die Gewebe, die Entzündungsmediatoren erzeugen und freisetzen, umfassen glatte Muskulatur der Luftwege, Epithel und Mastzellen. Die Behandlung dieser Strukturen mit Energie kann die Fähigkeit der Luftwegstrukturen verringern, Entzündungsmediatoren herzustellen und freizusetzen. Die Abnahme freigesetzter Entzündungsmediatoren verringert chronische Entzündung, wodurch der Innendurchmesser des Luftwegs vergrößert wird, und kann auch die Hyperreaktivität der glatten Muskulatur von Luftwegen verringern.
Ein weiterer Prozess für das Vergrößern des Luftwegdurchmessers ist die Denervierung. Ein Ruhetonus des glatten Muskels wird durch Freisetzung von Catecholaminen nervlich reguliert. Durch Schädigen oder Beseitigen von Nervengewebe in den Luftwegen wird dadurch der Ruhetonus des glatten Muskels reduziert und der Luftwegdurchmesser vergrößert. Der Rohetonus kann auch durch direktes Beeinträchtigen der Kontraktionsfähigkeit des Gewebes des glatten Muskels verringert werden.
Verringern der Luftwegverstopfung
Eine übermäßige Schleimproduktion und Schleimverstopfung sind häufige Probleme bei der Behandlung sowohl von akuter Asthmaverschlechterung als auch von chronischem Asthma. Übermäßiger Schleim in den Luftwegen erhöht durch physikalisches Blockieren des gesamten oder eines Teils des Luftwegs den Widerstand gegenüber Luftströmung durch die Luftwege. Übermäßiger Schleim kann auch durch Zurückhalten von Leukozyten dazu führen, dass sich erhöhte Leukozytenzahlen in den Luftwegen von Asthmapatienten finden. Dadurch kann übermäßiger Schleim eine chronische Entzündung der Luftwege verstärken.
Eine Art von Asthmatherapie umfasst die Behandlung der Luftwege mit Energie, um die Menge Schleim produzierender Zellen und Drüsen ins Visier zu nehmen und zu reduzieren und die Wirksamkeit der verbleibenden Schleim produzierenden Zellen und Drüsen zu reduzieren. Die Behandlung kann alle oder einen Teil der Schleim produzierenden Zellen und Drüsen beseitigen, kann ein Replizieren der Zellen verhindern oder kann deren Schleimsekretionsfähigkeit hemmen. Diese Behandlung hat chronische Vorteile bei der Verstärkung der Luftströmung durch die Luftwege und vermindert gleichzeitig die Schwere einer akuten Verschlechterung der Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung.
Anwendung der Behandloung
Die folgenden Darstellungen sind Beispiele der hierin beschriebenen Erfindung. Es wird erwogen, dass Kombinationen von Ausgestaltungen bestimmter Ausführungen oder Kombinationen der bestimmten Ausführungen selbst in den Schutzumfang dieser Offenbarung fallen. Analog sollen die hierin beschriebenen Vorrichtungen zur Umsetzung der ebenfalls hierin beschriebenen verschiedenen Verfahren verwendet werden können.
1 und 2 zeigen Querschnitte von zwei verschiedenen Luftwegen eines gesunden Patienten. Der Luftweg von 1 ist eine Bronchie mittlerer Größe mit einem Luftwegdurchmesser D1 von etwa 3 mm. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Bronchiole mit einem Luftwegdurchmesser D2 von etwa 1,5 mm. Jeder Luftweg umfasst eine gefaltete Innenfläche bzw. Epithel 10, das von Stroma 12 und glattem Muskelgewebe 14 umgeben ist. Die größeren Luftwege, einschließlich der in 1 gezeigten Bronchie, weisen auch Schleimdrüsen 16 und Knorpel 18 auf, die das glatte Muskelgewebe 14 umgeben. Nervenfasern 20 und Blutgefäße 24 umgeben ebenfalls den Luftweg.
3 zeigt die Bronchie von 1, bei der der glatte Muskel 14 hypertrophiert ist und an Dicke zugenommen hat, was eine Verringerung des Luftwegdurchmessers von dem Durchmesser D1 zu einem Durchmesser D3 verursacht.
4 ist eine schematische Seitenansicht der mit einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 38 behandelten Lunge. Die Behandlungsvorrichtung 38 kann ein lang gestrecktes Element für das Behandeln von Gewebe an einer Behandlungsstelle 34 in einer Lunge sein. Wenngleich die Erfindung die Behandlung von Gewebe an der Oberfläche erörtert, soll die Erfindung auch die Behandlung unter einer Epithelschicht des Lungengewebes umfassen.
Beispiele für das Verringern des Widerstands gegenüber Luftströmung
Eine Vorrichtung 30 der vorliegenden Erfindung muss von einer Größe sein, um die Bronchie oder die Bronchiolen der menschlichen Lunge zu erreichen. Die Vorrichtung kann so bemessen sein, dass sie in Bronchoskope passt, wobei die Bronchoskope vorzugsweise einen Arbeitskanal von 2 mm oder weniger aufweisen. Ferner sollte die Vorrichtung von ausreichender Steifigkeit sein, um durch die Dichtungsabdeckung des Arbeitskanals eines Bronchoskops zu passen und durch diese hindurch zu arbeiten.
Die Energie kann durch die Behandlungsvorrichtung 30 in einer Vielzahl von Behandlungsmustern zur Verwirklichung einer gewünschten Reaktion zugeführt werden. Beispiele für Muster werden nachstehend eingehender erörtert. Die Vorrichtung kann aber auch, muss aber nicht unbedingt so ausgelegt sein, dass Energie in nicht kreuzenden Streifenmustern, die parallel zu einer Mittelachse eines Luftwegs sind, zugeführt wird. Es können zum Beispiel andere Abwandlungen der Vorrichtung so ausgelegt werden, dass Energie in einem Torsionsmuster oder in einem umlaufenden Muster um eine Wand des Luftwegs zugeführt wird. Solche Auslegungen, die zur Zufuhr von Energie zu dem Luftweggewebe bestimmt werden können und die die Fähigkeit des Luftwegs optimieren, Luftströmung zuzulassen, gelten als in den Schutzumfang dieser Erfindung fallend.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfassen Gewebe kontaktierende Elektroden, die zur Platzierung in dem Luftweg ausgelegt sind. Diese Vorrichtungen können für das Zuführen von Hochfrequenz in entweder monopolarer oder bipolarer Weise oder für das Zuführen anderer Energie zum Gewebe, beispielsweise von widerstandserhitzten Elementen geleitete Wärmeenergie, verwendet werden. Wie in 4 gezeigt wird, sind für die monopolare Energiezufuhr eine oder mehrere Elektroden der Behandlungsvorrichtung mit einem einzigen Pol der Energiequelle 32 verbunden, und eine optionale Außenelektrode 44 ist mit einem entgegengesetzten Pol der Energiequelle verbunden. Für die bipolare Energiezufuhr sind mehrere Elektroden mit entgegengesetzten Polen der Energiequelle 32 verbunden und auf die Außenelektrode 44 wird verzichtet. Natürlich ist in dem Fall bipolarer Energiezufuhr die in 4 gezeigte Außenelektrode 44 nicht erforderlich. Die Anzahl und Anordnung der Elektroden kann abhängig vom erwünschten Energiezufuhrmuster variieren. Die Behandlungsvorrichtungen der 5A–10 und 12–20 werden zur Zufuhr von Strahlungs- oder Wärmeenergie zum Luftweg verwendet. Die Behandlungsvorrichtung von 11 kann auch zur Zufuhr indirekter Hochfrequenz-, Mikrowellenenergie oder leitender Wärmeenergie zum Gewebe verwendet werden. Bei durch Widerstandserhitzung erzeugter Wärmeenergie kann der Strom Wechsel- oder Gleichstrom sein bzw. im Fall von Wechselstrom kann der Strom im HF-Bereich zugeführt werden. Die Verwendung von HF bietet ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal für die Minimierung der Möglichkeit einer durch austretenden Strom verursachten Schädigung des Patienten. Die Vorrichtung kann auch eine Kombination einer der hierin beschriebenen Energieübertragungselement-Konfigurationen verwenden.
Die folgenden Darstellungen sind Beispiele der hierin beschriebenen Erfindung. Es wird erwogen, dass Kombinationen von Ausgestaltungen bestimmter Ausführungen oder Kombinationen der bestimmten Ausführungen selbst in den Schutzumfang der Offenbarung fallen.
Die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung 302 von 5A weist ein lang gestrecktes Element 102 für das Transportieren eines ausweitbaren Elements 104 zu einer Behandlungsstelle auf. Das ausweitbare Element 104 kann mehrere (nicht dargestellte) Energieübertragungselemente aufweisen, die an mehreren Korbbeinen 106 angebracht sind, um Energie an der Behandlungsstelle zu übertragen. Bei dieser Abwandlung umfasst das ausweitbare Element einen Korb 104, der durch eine Anzahl von Korbbeinen 106 gebildet ist. Die Korbbeine 106 sind aus mehreren Elementen gebildet, die an zwei Verbindungsbereichen, einer proximalen Verbindungsstelle 108 und einer distalen Verbindungsstelle 110, zusammengelötet oder anderweitig verbunden sind.
Eine wünschenswerte Länge des Korbs 104 oder des ausweitbaren Teils einer Abwandlung der Erfindung hängt von zahlreichen Faktoren ab. Eine Abwägung bei der Ermittlung einer erwünschten Länge des ausweitbaren Elements, z.B. der Strecke zwischen den Verbindungsstellen des Korbs, der erfindungsgemäßen Vorrichtung steht mit der Größe der Zielfläche oder des Behandlungsbereichs in Verbindung. Einige andere Faktoren umfassen zum Beispiel Abwägungen der Minimierung des Anteils des sich distal des Behandlungsbereichs befindenden ausweitbaren Teils für optimierte Zugänglichkeit, Minimieren des sich proximal des Behandlungsbereichs befindenden ausweitbaren Teils aus Visualisierungs- und Zugänglichkeitsgründen und Festlegen einer wünschenswerten Länge des ausweitbaren Teils, der während jeder Anwendung der Vorrichtung einen ausreichenden Teil des Behandlungsbereichs berührt. Ein Kompromiss dieser Faktoren zusammen mit anderen Abwägungen liefert eine wünschenswerte Länge für den ausweitbaren Teil der Vorrichtung. Vorzugsweise liegt der Abstand zwischen der distalen und proximalen Verbindungsstelle des Korbs bei unter 35 mm, wenn sich der Korb in einem ersten, nicht geweiteten Zustand befindet.
Die Beine 106 können aus einem Material gewählt werden, das dem Korb ein Ausweiten ohne plastische Verformung ermöglicht. Die Beine können zum Beispiel einen Edelstahl oder eine Formgedächtnis-/superelastische Legierung wie ein Nitinolmaterial umfassen. Die Korbbeine 106 können in den Abwandlungen, bei denen die Beine 106 aus Bändern geformt sind, einen rechteckigen Querschnitt aufweisen oder die Beine 106 können bei den Abwandlungen, bei denen die Beine aus Drähten gebildet sind, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Wie nachstehend erläutert, können die Beine 106 auch einen gewünschten anderen Querschnitt haben. Es wird auch erwogen, dass die Beine 106 nicht alle ähnliche Querschnitte haben müssen. Zum Beispiel kann der Querschnitt jedes der Beine 106 in einem Korb 104 einzeln gewählt werden, um solche Faktoren wie Elastizität des Korbs 104 zu optimieren oder um die Energieübertragungseigenschaften zu optimieren. Die Beine können auch entlang der Länge des Korbs einen veränderlichen Querschnitt haben.
Dargestellt sind Abwandlungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 302 mit einem Korb 104, der aus vier Beinen 106 besteht. Es wird bevorzugt, dass die Beine 106 bei gleichen Abständen um das ausweitbare Element bzw. den Korb 104 beabstandet sind. Bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit vier Beinen 106 sind zum Beispiel die Beine 106 vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise bei Abständen von etwa 90° um den Korb 104 herum beabstandet. Bei Abwandlungen mit fünf Beinen 106 können die Beine 106 bei Abständen von in etwa 72° beabstandet sein. Andere Abwandlungen der Erfindung umfassen Vorrichtungen mit weniger als vier Beinen oder mehr als fünf Beinen. Es wird angenommen, dass die effektivste Beinanzahl ein Kompromiss beruhend auf der Größe des Zielluftwegs, der Berührungsfläche zwischen dem Bein 106 und der Luftwegwand und dem maximalen Außendurchmesser des lang gestreckten Elements 102 ist.
Die proximale 108 und/oder distale 110 Verbindungsstelle können auch Klebstoff zum Befestigen der Beine 106 enthalten. Die Korbbeine 106 zwischen der proximalen 108 und distalen 110 Verbindungsstelle sind zu der Korbform 104 ausgebildet, so dass bogenförmige Teile der Korbbeine 106 die Wände eines Luftwegs zur Erleichterung der Energieübertragung berühren. Wenngleich die Figuren die Korbbeine 106 mit einer Halbkreis- oder Bogenform zeigen, ist die Vorrichtung nicht auf diese Formen beschränkt. Die Beine 106 können zum Beispiel eine länglichere Form oder schärfere Biegungen aufweisen, um eine parallelere Beinfläche zu ermöglichen, die das Zielgewebe berührt. Jedes Bein 106 kann einen Mittelbereich haben, der im Wesentlichen parallel zu dem lang gestreckten Körper ist, so dass es zwischen den Luftwegwänden und dem parallelen Teil des Beins 106 ausreichend Berührung gibt. Der Mittelbereich, der im Wesentlichen parallel ist, wird meist als der Energiezufuhrbereich bzw. aktive Bereich des Beins 106 bezeichnet.
Die Länge des Korbs 104 zwischen der proximalen 108 und distalen 110 Verbindungsstelle kann kürzer als 35 mm sein, wenn sich der Korb 104 in einem ersten nicht geweiteten Zustand befindet. Die Beine 106 können mit Ausnahme der Gewebeberührungspunkte mit einem (nicht gezeigten) Isoliermaterial beschichtet sein. Alternativ können die Beine 106 des Korbs 104 freiliegen, während die proximale 108 und distale 110 Verbindungsstelle isoliert sind. Bei dieser Abwandlung ist der Korb 104 aus einem elastischen Material gebildet, das das Einengen des distalen Endes der erfindungsgemäßen Vorrichtung 302 durch eine (nicht dargestellte) Hülle zur Zufuhr der Vorrichtung 302 zum Behandlungsort ermöglicht und das Zurückkehren des Korbs 104 bei Platzieren in seine ursprüngliche Korbform ermöglicht. Eine Abwandlung der Erfindung besteht mit anderen Worten darin, dass der Korb sich bei Entfernen eines einengenden oder beschränkenden Elements, wie einer (nicht dargestellten) Hülle, von einem ersten Zustand zu einem zweiten, geweiteten Zustand selbst weitet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 302 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass die Korbbeine 106 ausreichend Elastizität aufweisen, um mit den Luftwegwänden für die Behandlung in Berührung zu kommen.
5A zeigt weiterhin eine Abwandlung der Vorrichtung 302, bei der ein distales Ende der Vorrichtung 302 mit einer distalen Spitze 112 versehen ist, die einen Radius zur Erleichterung des Einführens der Vorrichtung 302 in die Lunge und auch zur Minimierung der Möglichkeit der Verursachung eines Traums des umgebenden Gewebes haben kann. Die Spitze 112 ist vorzugsweise so bemessen, dass sie das Durchstechen des Luftwegs durch die Hülle verhindert. Als Ausführung der distalen Spitze wird atraumatisch gewählt. Die Größe der Spitze kann so gewählt werden, dass sie groß genug ist, um ein Durchstechen von Luftwegen durch die Hülle zu verhindern, aber klein genug ist, um in ein Bronchoskop hinein und aus diesem heraus zu treten.
5B zeigt eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 304, die mit einem distalen Ende 114 des lang gestreckten Elements 102 verbundene und einen Korb 104 bildende Korbbeine 106 aufweist. Bei dieser Abwandlung findet sich eine proximale Verbindungsstelle an dem distalen Ende 114 des lang gestreckten Elements 102. Der Korb 104 ist während Gebrauch radial zu seinem zweiten Zustand geweitet, um eine Berührung zwischen den (nicht dargestellten) Energieübertragungselementen und den (nicht dargestellten) Luftwegwänden durch zum Beispiel Ziehen an einem mittleren Zugdraht 116, der mit einer distalen Spitze 118 des ausweitbaren Teils 104 verbunden ist, sicherzustellen. Der mittlere Zugdraht 116 kann sich durch ein Lumen des lang gestreckten Elements 102 hin zu einem (nicht dargestellten) proximalen Teil des lang gestreckten Elements 102 erstrecken. Der mittlere Zugdraht 116 ist so ausgelegt, dass der den an dem ausweitbaren Element 104 befindlichen Energieübertragungselementen Strom zuführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 302 kann durch eine Zufuhrhülle 120 zu einer Behandlungsstelle befördert werden und kann entlang des Luftwegs gezogen oder axial bewegt werden, um den Luftweg in einem Muster aus Längs- oder Spiralstreifen zu behandeln.
Wie vorstehend erwähnt, kann der Korb 104 elastisch oder selbst weitend sein (siehe z.B. 5A), um sich zu einem zweiten Zustand zu weiten, oder der Korb 104 kann eine Ausweitkraft erfordern (siehe z.B. 5B). Ein Beispiel dieser Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 304 wird in 5B gezeigt. Bei dieser Abwandlung kann der Korb 104 elastisch sein und die Hülle 120 kann das Platzierungselement umfassen. Wenn bei dieser Abwandlung der lang gestreckte Körper 102 und der Korb 104 in die Hülle 120 zurückgezogen werden, zieht sich der Korb 104 in der Hülle 120 zusammen und nimmt einen ersten Zustand ein. Nachstehend werden lang gestrecktes Element, lang gestreckter Körper austauschbar verwendet. In einer Abwandlung der Erfindung kann bei Vorbewegen des Korbs 104 und des lang gestreckten Körpers 102 aus der Hülle 120 heraus der Korb 104 elastisch einen zweiten, geweiteten Zustand einnehmen. In einer anderen Abwandlung der Erfindung kann der Korb 104 mit Hilfe eines Drahts 116 einen zweiten, geweiteten Zustand einnehmen. Dieser Draht ist dafür ausgelegt, den Energietauschelementen 106 Energie zuführt.
5C zeigt eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein lang gestrecktes Element 102 so ausgelegt ist, dass es mehrere Lumen 140 aufweist, so dass jedes der Korbbeine 106 in den Lumen 140 des lang gestreckten Elements 102 isoliert ist, bis die Beine 106 aus dem lang gestreckten Element 102 austreten und an einer proximalen Verbindungsstelle 108 ankoppeln. Die Erfindung kann Korbbeine 106 aufweisen, die mit ausreichender Länge gewählt sind, so dass sich die Enden jedes der Beine 106 im Wesentlichen in die Lumen 140 erstrecken. Als Ergebnis des tiefen Einführens in das Lumen würden sich die Enden der Beine 106 eine erhebliche Strecke bewegen müssen, bevor sie aus dem Lumen 140 austräten. Vorzugsweise ist das Korbbein mindestens doppelt so lang wie der Korb. Dieses Merkmal bietet zusätzliche Sicherheit, da es das Risiko eines Lösens der Korbbeine 106 von dem lang gestreckten Element 102 minimiert, selbst wenn einer der Korbbeine an Gewebe in dem Lumen festklebt.
Während des Verlängern der Beine 106 um eine wesentliche Strecke in die Lumen 140 das Risiko minimiert, dass die Beine sich ablösen, verstärkt das Verlängernder Beine in die Lumen die Lumen auch strukturell, wodurch die Biegsamkeit des distalen Teils des lang gestreckten Elements gemindert wird. Daher kann es wünschenswert sein, die Strecke zu verändern, um die jedes Bein 106 in die Lumen 140 eingeführt wird, und zwar durch Verändern der Länge jedes Beins. Wenn zum Beispiel maximale Biegsamkeit erwünscht ist, sollte die Strecke, um die jedes Bein in die Lumen 140 eingeführt wird, so kurz wie möglich sein, so dass dem lang gestreckten Element wenig oder gar keine Verstärkung verliehen wird. Wenn eine vermehrte Steifigkeit erwünscht ist, erstrecken sich vorzugsweise alle Beine 106 eine wesentliche Strecke tief in die Lumen 140. Wenn mittlere Biegsamkeit erwünscht ist oder wenn zwischen zwei Bereich mit unterschiedlicher Biegsamkeit ein gleichmäßiger Übergang erwünscht ist, kann eine Kombination aus langen und kurzen Beinen eingesetzt werden. Ein gleichmäßiger Übergang verhindert bei Biegen ein Knicken des Schafts. Ferner können die Enden eines oder mehrerer der Beine eingekerbt, geschlitzt oder klappbar sein oder andere Muster aufweisen, die die Biegsamkeit der Beine beeinflussen können, wodurch die Biegsamkeit des lang gestreckten Elements 102 beeinflusst wird.
In einer anderen Abwandlung der Erfindung kann das lang gestreckte Element 102 (nicht dargestellte) konzentrische Rohre an Stelle von mehrlumigen Rohren umfassen, wobei die Korbbeine in den Ringraum zwischen den Rohren eingesetzt sind. Es wird auch erwogen, dass ein lang gestrecktes Element durch die Verwendung eines Verstärkungselements verstärkt werden kann. Ein solches Verstärkungselement kann einen Spiraldraht oder einen Polymereinsatz umfassen.
5D–5I zeigen Abwandlungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine Ausweitkraft zur Weitung des Korbs verwenden. 5D zeigt ein Platzierungselement der Vorrichtung. 5E zeigt die Vorrichtung von 5D, wenn das lang gestreckte Element in eine distale Richtung zu einem Platzierungspunkt bewegt wird. 5F–5G zeigen das lang gestreckte Element 102, die Hülle 120, das ausweitbare Element 104, die distale Spitze 118 und den sich durch die Vorrichtung erstreckenden Draht 122. 5F zeigt den Korb 104 in einem ersten, ungeweiteten Zustand, wenn das lang gestreckte Element 102 und der Draht 122 proximal des Platzierungspunkts 130 sind. 5G zeigt die Weitung des Korbs 104 zu einem zweiten, ausgeweiteten Zustand, wenn sich das lang gestreckte Element 102 distal bewegt und der Draht 122 an dem Platzierungspunkt 130 zurückgehalten wird.
Unter Hinwendung nun zu 5D kann das Platzierungselement einen Griff 124 umfassen, der sich neben einem proximalen Teil eines lang gestreckten Elements 102 befindet. Der Griff kann so ausgelegt sein, dass er mit einer Hand, entweder der rechten oder der linken, betätigt wird. Der Griff kann auch einen Steuerschalter für den Betrieb der Vorrichtung aufweisen. Ein solcher Schalter könnte auch die an der Vorrichtung angebrachte Stromversorgung steuern. Ferner kann der Griff so ausgelegt sein, dass er die Position der Vorrichtung in einem menschlichen Körper bestimmt, wenn die Vorrichtung zu einem Zielort vorbewegt wird. Markierungen oder Zeichen auf dem Griff oder sogar eine Anzeige könnten zum Beispiel dem Anwender Angaben zum relativen Platzierungszustand des ausweitbaren Elements geben. Ferner kann ein Sensor an dem Griff 124 angebracht werden, dieser Sensor kann zur Ermittlung der Position des ausweitbaren Elements verwendet werden. Ein solcher Sensor könnte auch zum Messen der Größe des Luftwegs verwendet werden, eine solche Messung könnte als Steuervariable zur Ermittlung der Energiemenge, die die Stromversorgung der Vorrichtung liefern muss, verwendet werden. Der Griff 124 kann das ausweitbare Element mit Hilfe von Kraftausgleich (z.B. eine Feder etc.) oder auslenkungsbeschränkender Anschläge zur Steuerung der Weitung des ausweitbaren Elements steuern. Dieser Kraftausgleich bzw. diese Auslenkungsanschläge sehen eine Grenze für das Ausweitungselement vor, um eine übermäßige Weitung eines bestimmten Luftwegs zu vermeiden.
Unter Hinwendung nun zum Griff 124 von 5D kann ein lang gestrecktes Element 102 an dem Griff gleitend angebracht sein. Die in diesen Figuren dargestellte Abwandlung der Erfindung kann auch, muss aber nicht, eine Hülle 120 außen am lang gestreckten Körper 102 aufweisen. Ein Draht 122 erstreckt sich von dem Griff durch das lang gestreckte Element 102 und kann an einer distalen Spitze 118 der Vorrichtung angebracht sein. Der Draht 122, das lang gestreckte Element 102 und die (nicht dargestellte) distale Spitze sind sowohl in distaler als auch proximaler Richtung gleitend beweglich. Der Griff kann auch einen Anschlag 126 umfassen, der verhindert, dass sich der Draht 122 distal über einen Platzierungspunkt 130 hinaus bewegt.
Der Draht 122 kann auch eine Stoppvorrichtung 123 aufweisen. Die Stoppvorrichtung 123 verhindert, dass sich der Draht 123 durch den Anschlag 126 bewegt, wodurch die Bewegung des distalen Endes des Korbs beschränkt wird, wenn das lang gestreckte Element vorwärts geschoben wird, wodurch der Korb geweitet wird. Während die Stoppvorrichtung in 5D mit einer Kugelform gezeigt wird, beispielsweise einem geschweißten Metallball, kann die Stoppvorrichtung verschiedene Materialien und Formen aufweisen, beispielsweise eine Metall- oder Kunststoffhülse, die an den Draht 122 angepresst wird. Die Anpressung kann zum Beispiel durch Eindrücken der Hülse um ihren Umfang in Sägezahn- oder Schlangenform ausgebildet werden. Alternativ kann die Hülse achsensymmetrisch angepresst werden. Achsensymmetrische Formen umfassen zum Beispiel zylindrische, sechs- oder achteckige Formen. Der Draht 122 kann auch um die Stoppvorrichtung 123 geschlungen werden, um die Stoppvorrichtung weiterhin daran zu hindern, sich von dem Draht zu lösen. Die Stoppvorrichtung 123 kann auch einstückig mit dem Zugdraht 122 ausgebildet werden. Zum Beispiel kann der Zugdraht zu einer Sägezahnkonfiguration gepresst werden, um eine Stoppvorrichtung zu bilden. Wenngleich ein Sägezahnmuster beschrieben wird, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Ein beliebiges Muster einer Reihe von Mustern kann eine geeignete Stoppvorrichtung 123 mit dem Anschlag 126 bilden. Beispiele umfassen Schleifen, Knoten, Haken, Quadrate usw. Beispiele für geeignete Verfahren zum Formen des Drahts umfassen Pressen oder Anpressen des Drahts zu einer dauerhaften Stoppvorrichtungskonfiguration.
Der Anschlag 126 kann mit einer (nicht dargestellten) Feder verbunden sein, um die Weitung des ausweitbaren Elements bei Erreichen einer vorbestimmten Kraft zu beschränken. Der Griff kann auch eine Versteifung 133 zum Lagern des lang gestreckten Elements 102 in dem Griff aufweisen. Die Versteifung 133 verhindert zum Beispiel, dass das lang gestreckte Element in dem Griff 124 ausbeult. Beispiele für geeignete Versteifungen umfassen Metall- und Kunststofffedern und steife Rohre aus Metall oder Kunststoff.
Der Griff 124 kann auch ein Steuerelement 128 umfassen, das an dem Griff 124 für das Bewegen des lang gestreckten Elements 102 in eine distale/proximale Richtung beweglich angebracht ist. Zusätzlich kann der Griff einen Steuerschalter für das Aktivieren der Elektroden bei Bewegen des Steuerelements über einen Auslösepunkt hinaus umfassen. Dadurch würde Energie zugeführt, sobald der Korb eine bestimmte Größe erreicht.
Wenngleich der Griff 124 in den Figuren mit einem gezeigten Steuerelement 128 dargestellt wird, wird erwogen, dass auch andere Abwandlungen von Steuerelementen in den Schutzumfang dieser Erfindung fallen. Wenngleich dies nicht gezeigt ist, kann ein Griff 124 zum Beispiel andere Konfigurationen aufweisen, beispielsweise Hebel, Rändelrad, Schraubmechanismus, Ratschenmechanismus, etc., die an dem Griff 124 angebracht sind, um eine Steuerbetätigung für das ausweitbare Element zu bieten.
5E zeigt eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wenn das lang gestreckte Element 102 und der Draht 122 in eine distale Richtung bewegt werden. In dieser Darstellung verhindert ein Anschlag 126, dass sich der Draht 122 distal einer Platzierungsposition 130 bewegt. Diese Darstellung zeigt weiterhin eine Abwandlung der Erfindung, wobei der Anschlag 126 an Federn 127 angebracht ist, die für das ausweitbare Element an der Vorrichtung einen Kraftausgleich liefern. Wenngleich dies nicht gezeigt wird, kann ein Steuerelement 128 einen Anschlag haben, der dessen Bewegung entlang eines Griffs 124 beschränkt. Ein solcher Anschlag ist ein Beispiel eines auslenkungsbeschränkenden Mechanismus, der die Bewegung des Steuerelements 128 steuert, wodurch das Ausmaß der Weitung des ausweitbaren Elements gesteuert wird. Die Versteifung 133 kann ebenfalls einen Kraftausgleich zum Beschränken der Weitung des Korbs über eine vorbestimmte Größe hinaus vorsehen.
5F zeigt die Erfindung, wenn das ausweitbare Element bzw. der Korb 104 sich in einem ersten ungeweiteten Zustand befindet. Wie vorstehend erwähnt, ist der Draht 122 an einer distalen Spitze 118 der Vorrichtung angebracht, und beide sind an einer distalen Bewegung gehindert, wenn sich der Draht 122 in der Platzierungsstellung 130 befindet. Wie in 5G dargestellt, bewirkt daher eine Bewegung des lang gestreckten Elements 102 in eine distale Richtung gegen eine distale Spitze 118, d.h. durch einen Draht 122 zurückgehalten, dass sich ein Korb 104 zwischen dem sich vorbewegenden lang gestreckten Element 102 und dem stationären distalen Ende 118 zusammendrückt. Dadurch wird der Korb 104 nach außen gedrückt und weitet sich radial in einen zweiten, geweiteten Zustand. Wie vorstehend erwähnt, kann der Draht 122 auch verwendet werden, um Energie zu oder von den auf dem Korb 104 befindlichen Energieübertragungselementen zu übertragen. Ferner wird auch erwogen, dass der Draht 122 ein Draht, ein Band, ein Rohr oder jede andere gleichwertige Struktur sein kann. Ebenfalls erwogen, aber nicht gezeigt, wird ein Sperrmittel für das Halten des lang gestreckten Elements in einer distalen Position, um den Korb 104 gegen die distale Spitze 118 zu weiten, ohne dass eine ständig ausgeübte Kraft durch einen Bediener der Vorrichtung erforderlich ist. Ferner wird ein Ratschenmechanismus oder ein Reibungselement erwogen, um den Korb 104 in dem geweiteten Zustand zu halten.
5H zeigt eine andere Abwandlung eines Platzierungselements. Bei dieser Abwandlung kann eine Hülle 120 gleitend an einem Griff 124 angebracht sein. Bei dieser Abwandlung ist das lang gestreckte Element 102 fest an dem Griff 124 angebracht. Die Hülle 120 kann an einem ersten Steuerelement 129 angebracht werden. Ein Draht 122 erstreckt sich durch das lang gestreckte Element 102 und ist an der distalen Spitze der Vorrichtung (nicht dargestellt) angebracht. Der Draht 122 kann an einem zweiten Steuerelement 131 angebracht werden. Wie in 5I gezeigt, bewirkt eine proximate Bewegung des ersten Steuerelements 129, dass sich die Hülle 120 über das lang gestreckte Element 102 proximal zurückzieht und den ausweitbaren Teil (nicht dargestellt) freilegt. Die proximale Bewegung des zweiten Steuerelements 131 bewirkt, dass sich der Draht 122, die distale Verbindungsstelle und das ausweitbare Element gegen das sich nicht bewegende, lang gestreckte Element 102 bewegen, was das ausweitbare Element veranlasst, sich zu einem zweiten Zustand zu weiten.
Unter Hinwendung nun zu den auf dem ausweitbaren Teil angeordneten Energieübertragungselementen zeigen 5J–5L Beispiele von Energieübertragungselementen. Diese Elemente befinden sich an dem ausweitbaren Teil der Vorrichtung. Die Korbbeine 106 fungieren Wärmetauschelemente. Die Vorrichtung ist mit anderen Worten so ausgelegt, dass das Bein eine Elektrode oder das leitende Heizelement ist und teilweise von einer Isolierung bedeckt ist, die nur einen aktiven Bereich für die Zufuhr von Energie zu den Luftwegen freilässt. Beispiele für eine solche Isolierung umfassen einen Aufschrumpfschlauch, eine dielektrische Polymerbeschichtung oder ein anderes Material, das als Isolator fungieren kann.
5J zeigt ein Beispiel eines Korbbeins 106, wobei ein Energieübertragungselement 132 um das Bein 106 gewunden ist. In diesem Beispiel verwendet das Energieübertragungselement eine leitende Erwärmung und umfasst ein um das Bein 106 gewundenes Widerstandserhitzungselement 132. 5K zeigt eine Abwandlung der Erfindung mit einer HF-Elektrode 136, die an dem Korbbein 106 angebracht ist. Die HF-Elektrode 136 kann mittels der Verwendung einer Befestigung 134 an dem Korbbein 106 angebracht sein. Die Elektrode kann zum Beispiel mittels der Verwendung einer Aufschrumpfbefestigung 134 (z.B. Polymermaterial wie PET oder Polyethylenschlauch) angebracht werden.
5L zeigt eine andere Abwandlung der Erfindung, wobei das Energieübertragungselement eine gedruckte Schaltung 138 ist, die um das Bein 106 angeordnet und an dem Bein befestigt ist. Ferner wird erwogen, aber nicht gezeigt, ein Polymererhitzungsmaterial, einen elektrisch leitenden Anstrich, ein auf das Bein in einem Muster aufgesputtertes oder durch Fotodruckverfahren auf einem Substrat ausgebildetes Widerstandselement als Energieübertragungselemente zu verwenden. Ferner kann das Korbbein selbst von geeigneter Größe und spezifischem Widerstand gewählt werden, um eine duale Verwendung als Korb und Energieübertragungselement zu gestatten. Viele Nickelchromlegierungen haben sowohl einen hohen spezifischen Widerstand als auch signifikante federartige Eigenschaften. In einer Abwandlung der Erfindung kann auch der Einsatz von Klebstoffen oder anderen Beschichtungen verwendet werden, um das Energieübertragungselement an dem Korbbein 106 zu befestigen. Ferner sind die Energieübertragungselemente nicht auf die Darstellungen in den Zeichnungen beschränkt. Es wird auch erwogen, dass andere Arten von Energieübertragungsvorrichtungen verwendet werden können, beispielsweise Strahlungs-, Laser-, Mikrowellen- und Wärmeenergie.
6A zeigt eine Abwandlung einer distalen Spitze 208 mit einer redundanten Verbindungsstelle. Die distale Spitze 208 hat eine Polymerkappe 210, die die distalen Enden der Korbbeine 106 und des Drahts 212 bedeckt. Die Beine 106 sind an dem distalen Ende des Drahts 212 angelötet 214. Zum Aufrechterhalten der Verbindungsstelle wird auch ein Klebstoff 216 verwendet, der im Wesentlichen die Polymerkappe 210 füllt. Ein mehrlumiges Stück 218 trennt die Beine 106 und den Draht 212. Eine Seitenansicht des mehrlumigen Stücks 218 wird in 6B gezeigt. Ein mehrlumiger Schlauch kann an Stelle des mehrlumigen Stücks 218 verwendet werden. Die Enden 220 der Polymerkappe 210 können wärmegeformt oder anderweitig um die Beine 106 herum nach unten verjüngt werden. Dies wird zwar nicht gezeigt, doch kann die proximale Verbindungsstelle auch redundant sein.
6C zeigt eine andere Abwandlung einer distalen Spitze 222 mit einer redundanten Verbindungsstelle. Die distale Spitze 222 weist eine Polymerkappe 210 auf, die die distalen Enden der Korbbeine 106 und Draht 212 bedeckt. Die Beine 106 sind an dem distalen Ende des Drahts 212 angelötet 214. Zum Aufrechterhalten der Verbindungsstelle wird auch ein Klebstoff 216 verwendet, der im Wesentlichen die Polymerkappe 210 füllt. Ein Hypotube 224 bedeckt die Beine 106 und den Draht 212. Eine Seitenansicht des Hypotube 224 wird in 6D gezeigt. Das distale Ende des Hypotube 224 kann geweitet sein, um eine an einem distalen Ende des Drahts 212 angeordnete Kugel und die Beine 106 aufzunehmen. Die Kugel 217 kann einstückig zum Draht sein oder so an dem Draht 212 angeschweißt sein, dass bei Spannen des Drahts 212 die Kugel 217 gegen die Beine 106 drückt, wodurch sich der Korb öffnet. Ein Öffnen des Korbs verstärkt daher die Verbindungsstelle an der distalen Spitze 222. Beispiele für geeignete Materialien für den Draht 212 und die Kugel 217 schließen Edelstahl und Legierungen ein. Wenngleich die Kugel für die Zwecke der Darstellung kugelförmig dargestellt wird, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die Kugel 217 kann andere Formen einnehmen, beispielsweise die eines Zylinders, eines Schachtel, Lippe, usw.
Ein proximales Ende des Hypotube 224 kann ebenfalls geweitet sein, um eine größere Verzahnung mit den Enden 226 der Polymerkappe 210 zu bieten. Wie in 6C gezeigt wird, laufen die Enden der Beine von dem Hypotube 224 nach außen konisch zu und bilden eine Fläche mit einem Durchmesser, der größer als das Ende der Kappe 226 ist, die um die Beine 106 und den Draht 212 herum nach unten konisch zulaufen kann. Die Enden 220 der Polymerkappe 210 können wärmegeformt oder anderweitig nach unten konisch zulaufend sein.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch das Aufbringen von Beschichtungen auf die Korbbeine und den Zugdraht. Die Beschichtungen verwirklichen eine Reihe von Zwecken, einschließlich elektrische Isolierung, Schmierung und Energiekonzentrierung. Zum Beispiel wird ein Teil jedes Beins mit einem isolierenden Material beschichtet, was einen unbedeckten aktiven εreich ausbildet. Gut ausgebildete aktive Bereiche bündeln die Energie zu den zu behandelnden Luftwegwänden. Geeignete Beschichten umfassen, sind aber nicht hierauf beschränkt: aufschrumpfbare Polymermaterialien wie Polyester sowie andere nicht aufschrumpfbare Polymermaterialien. Vorzugswiese beträgt die Dicke der Wand oder Beschichtung bei Messen in einem geweiteten, nicht geschrumpften Zustand etwa 0,005 bis 0,026 mm. Die Beschichtung kann aber eine andere Dicke haben.
Der Zugdraht kann auch mit einer isolierenden Beschichtung beschichtet werden. Vorzugsweise weist die Zugdrahtbeschichtung auch schmierende Eigenschaften auf. Ein Beispiel einer geeigneten Beschichtung für den Zugdraht ist Polytetrafluorethylen (TFE). Die Dicke der Zugdrahtbeschichtung reicht vorzugsweise von etwa 0,005 bis 0,05 mm. Eine geeignete Dicke der Zugdrahtbeschichtung liegt bei etwa 0,013 mm.
Der Zugdraht stellt an der distalen Verbindungsstelle einen elektrischen Kontakt zu den Beinen 106 her. Vorzugsweise wird der elektrische Kontakt zwischen dem Zugdraht 212, den Korbbeinen 106 und einem vergrößerten Element 217, wie einer Kugel, hergestellt. An der distalen Verbindungsstelle kann auch Lot aufgebracht werden, um einen elektrischen Kontakt zwischen dem Zugdraht 212, den Korbbeinen 106 und einer Kugel 217 herzustellen. Das vergrößerte Element 217 wird zwar als kugelförmige Kugel gezeigt, doch muss das vergrößerte Element nicht kugelförmig sein. Es kann zum Beispiel zylindrisch, quadratisch, oval oder anders ausgelegt sein.
6E zeigt eine weitere Abwandlung mit einem Reifen oder Ring 228 an einer proximalen Verbindungsstelle der Vorrichtung. Der Reifen 228 kann an den Beinen 106 angelötet oder angeschweißt sein und hält die Beine 106 fest, selbst wenn eine Verbindungsstelle zwischen den Beinen und dem lang gestreckten Element 102 ausfällt. Ferner kann der Reifen 228 die Beine elektrisch verbinden, wodurch eine Ablösung eines einzelnen Beins 106 mit einem daran befestigten Temperatur erfassenden Element verhindert wird.
6F zeigt eine weitere Abwandlung der Erfindung mit einer Scheibe 230. Die Scheibe 230 weist Öffnungen 231 für das Aufnehmen jedes der Korbbeine 106 auf. Die Korbbeine werden durch Öffnungen 231 und in das lang gestreckte Element 102 geführt. Wie in 6G gezeigt können die Korbbeine 106 Biegungen 232 aufweisen, um die Scheibe und die Beine mechanisch zu verriegeln. Es können auch Klebstoffe verwendet werden, um die Verriegelung zwischen der Scheibe 230 und den Beinen 106 zu ergänzen.
6H zeigt eine weitere Abwandlung der Erfindung mit einer helikopterförmigen Halterung 235. Jeder Arm der Halterung 235 kann mit einem Endteil eines Beins 106 verbunden oder daran angeschweißt werden und das Ganze kann in das Ende des lang gestreckten Elements 102 eingeführt werden. Ähnlich zu dem Ring 228 und der Scheibe 230, die oben beschrieben wurden, erhöht die Halterung 235 die Kraft, die zum Ablösen eines Korbbeins 106 von dem lang gestreckten Element erforderlich ist.
Die Festigkeit der proximalen Verbindung kann durch Hinzufügen einer Kerbe 236 an jedem der Beine 106, wie in 6J gezeigt wird, weiter verbessert werden. Die Kerbe 236 befindet sich am proximalen Ende des Beins 106 und greift mit dem Lumen des lang gestreckten Elements bei Einsetzen in dieses. Das die Kerbe umgebende Material wird klebend verbunden, verschmolzen, warmgeformt, ultraschallverschweißt, geschmolzen, angepresst oder anderweitig modifiziert, um die Beine mit dem lang gestreckten Körper oder Element 102 greifen zu lassen. Vorzugsweise wird durch Hinzufügen von Klebstoff, beispielsweise einem UV-härtbaren Klebstoff, an der Verbindungsstelle vor der Wärmebehandlung eine redundante proximale Verbindung ausgebildet. Natürlich muss die Kerbe nicht identisch zu der in 6J gezeigt sein, sondern kann eine einer Reihe von Formen aufweisen, wie sie zum Beispiel in 6K und 6L gezeigt werden. Zusätzlich kann in das Ende des der Beine 106 eine (nicht dargestellte) Nase geschnitten oder gestanzt werden. Wie die Kerbe 236 greift die Nase mit dem Lumen des lang gestreckten Elements. Die Nase sieht zusätzliche Flächen vor, auf denen ein Greifen stattfinden kann. Die Nase kann auch gebogen sein, um eine Reihe von Verriegelungskonfigurationen aufzunehmen.
Beim Pressen des Lumens auf die Korbbeine sollte unbedingt sichergestellt werden, dass das mittlere „Zugdraht-„Lumen nicht zerdrückt oder wesentlich abgeändert wird. Bei einer (nicht dargestellten) Abwandlung umgibt eine zweite Schutzschicht aus Material oder Beschichtung umlaufend das mittlere Lumen. Vorzugsweise ist die zweite Beschichtung ein Material, das eine Steifigkeit aufweist, die den zum Anpressen des äußeren Lumens um die Korbbeine herum aufgewandten Anpresskräften standhalten kann. Geeignete Materialien für die zweite Beschichtung bzw. die Schutzschicht umfassen zum Beispiel Polymere und Metalle, die eine höhere Steifigkeit haben als das zum Bilden des äußeren Lumens verwendete Material. Die Schutzschicht muss sich nicht die gesamte Länge des Katheters entlang erstrecken.
Eine weitere Abwandlung der vorliegenden Erfindung wird in 6M dargestellt. In 6M weisen die Korbbeine 106 Haken 237A, 237B auf, die mit dem lang gestreckten Element 102 mechanisch greifen. Der L-förmige Haken 237B funktioniert identisch zu dem J-förmigen Haken 237A, er erstreckt sich lediglich nicht über die äußere Fläche des lang gestreckten Elements hinaus. Dadurch weist der L-förmige Hakten 237B während der Manipulation des lang gestreckten Elements in einer Hülle oder in einem Körperlumen weniger Reibung auf.
6N zeigt eine noch weitere Abwandlung der vorliegenden Erfindung mit einer Sicherung 238. Die Sicherung bzw. Halterung 238 verhindert ein Ablösen der Korbbeine von dem lang gestreckten Element, ohne es zu versteifen. Die Sicherung ist vorzugsweise ein dünner biegsamer Draht, dessen eines Ende an dem proximalen Ende der Korbbeine 106 angebracht ist und dessen anderer Endteil an dem lang gestreckten Element 102 angebracht ist. Die Enden können zum Beispiel durch Winden, Schweißen oder Klebstoffe angebracht werden. Die Sicherung 238 bietet zusätzliche Fläche für das Bilden von Klebeverbindungen mit dem lang gestreckten Element, wodurch der Halt der Beine verbessert wird. Aufgrund der Dicke und Biegsamkeit der Sicherung wird die Steifigkeit des lang gestreckten Elements nicht wesentlich erhöht. Unabhängig von der eingesetzten Abwandlung wird es bevorzugt, mehr als einen der oben beschriebenen Mechanismen zum Befestigen der Korbbeine an dem lang gestreckten Element zu verwenden.
6O zeigt eine andere Abwandlung der vorliegenden Erfindung. Die in 6O gezeigte Vorrichtung weist ein die Beine 106 mit dem lang gestreckten Element 102 verbindendes Drehgelenk 270 auf. Das Drehgelenk 270 dreht mit den Beinen 106, wodurch mechanische Spannungen gemindert werden, die zum Beispiel eines der Beine 106 veranlassen, sich in einer unerwünschten Stellung umzudrehen oder zu arretieren. Ein Einknicken der Beine nach innen bzw. ein Nachinnendrehen der Beine ist unerwünscht, da der energieaktiven Bereich des Korbbeins den Kontakt zum Zielgewebe verlieren kann.
Das Drehgelenk 270 kann mit dem lang gestreckten Element in Form eines dünnen oder verjüngten Bereichs einstückig ausgeführt sein. Alternativ kann das Drehgelenk ein separates Gelenk umfassen. Beispiele für geeignete Drehgelenke umfassen Kardanringe oder Teilringe, die eine Drehung zwischen den Verbindungsbeinen 106 und dem lang gestreckten Element 102 zulassen. Wie in 6O gezeigt wird, verbindet eine Endkappe 274 das Gelenk 272 mit dem lang gestreckten Element. Das Drehgelenk 270 kann auch einen Einsatz 276 für das Verriegeln der Beine 106 mit dem Gelenk aufweisen und eine Bahn oder Nut vorsehen, durch die der Zugdraht 112 und das Thermoelement 137 gleiten können. Geeignete Materialien für das Drehgelenk umfassen, sind aber nicht hierauf beschränkt: spritzgegossene Polymere, Metalle und Legierungen.
Ein Knicken der Beine nach innen bzw. ein Nachinnendrehen der Beine kann auch durch Anordnen von (nicht dargestellten) Korbstützen in dem aufweitbaren Korb verhindert werden. Korbstützen können eine Reihe von Formen einnehmen, einschließlich aber nicht ausschließlich Federn, Kegel, Ballone und Körbe. Beispiele für Feder-Korbstützen umfassen einfache Plattenfedern, Verbundblattfedern mit oder ohne Laminierung und Spiralfedern. Ein Ende der Feder ist zum Beispiel entweder mit der proximalen oder mit der distalen Verbindungsstelle gekoppelt und das andere Ende der Feder ist mit einem Korbbein gekoppelt. Beispiele für Kegel-Korbstützen umfassen elastische Kegel, die in dem Korb an einem oder an beiden Enden des Korbs angeordnet sind. Es können auch ausdehnbare Schaumstoffe verwendet werden. Die ausdehnbaren Schaumstoffe können kegelförmig oder von anderer Form sein. Es können auch Ballons in dem Korb platziert und entfaltet werden, um ein Biegen der Korbbeine nach innen zu verhindern. Die Korbstützen können auch die Form eines Korbs haben. Innenkörbe können aus Metallen oder Legierungen derselben hergestellt werden. Zum Beispiel kann ein hochbiegsamer Innenkorb aus Nitinol hergestellt werden.
Die Erfindung umfasst ferner ein (nicht dargestelltes) Temperatur detektierendes Element. Beispiele für Temperatur detektierende Elemente umfassen Thermoelemente, Infrarotsensoren, Thermistoren, Widerstandtemperaturdetektoren (RTD) oder eine andere Einrichtung, die Temperaturen oder Temperaturänderungen detektieren kann. Das Temperatur detektierende Element wird in der Nähe des ausweitbaren Elements platziert. In der in 5B gezeigten Abwandlung kann ein Temperaturmessfühler entlang des Zugdrahts 116 angebracht werden. Bei den in 5J–5L dargestellten Abwandlungen kenn ein Temperaturmessfühler zwischen den Energieübertragungselementen 132, 136, 138 und dem Bein 106 angebracht werden. In einer Abwandlung der Erfindung wird ein Temperaturmessfühler an einem einzigen Korbbein 106 positioniert, um ein Signal zur Steuerung der Energieübertragung zu liefern. Es wird auch erwogen, dass ein Temperaturmessfühler an mehr als einem Korbbein 106 und/oder an einem mittleren Draht 116 positioniert wird, um eine Steuerung für mehrere Bereiche der Energieübertragung vorzusehen. Der Temperaturmessfühler kann an der Innenseite des Korbbeins 106 positioniert werden, um den Temperaturmessfühler zu schützen, während immer noch eine für das Ermitteln der Vorrichtungstemperatur an dem Energieübertragungselement vorteilhafte Position geboten wird.
5M zeigt eine Abwandlung der Erfindung mit Thermoelementzuleitungen 139, die an einem Bein 106 der Vorrichtung angebracht sind. Die Zuleitungen können an dem Bein 106 angelötet, angeschweißt oder anderweitig befestigt werden. Diese Abwandlung der Erfindung zeigt beide Zuleitungen 139 des Thermoelements 137 in elektrischer Verbindung an einem Bein 106 an separaten Verbindungsstellen 141 angebracht. In diesem Fall ist der Temperaturmessfühler an der Oberfläche des Beins. Diese Abwandlung sieht im Fall des Abtrennens einer Verbindungsstelle vor, dass der Schaltkreis offen ist und das Thermoelement 137 das Ablesen der Temperatur einstellt. Die Vorrichtung kann auch beide Thermoelementzuleitungen mit gleicher Verbindungsstelle aufweisen.
5N ist eine Teilansicht einer Abwandlung der Erfindung, wobei das Thermoelement 137 in etwa mittig entlang des Korbbeins 106 positioniert ist. 5O ist eine vergrößerte Teilansicht des Thermoelements 137 von 5N, die die Zuleitungen 139 separat an einer nach innen weisenden Fläche des Beins 106 gekuppelt zeigt. Folglich wird das Korbbein selbst als Teil der Thermoelementverbindung verwendet, auf der die Temperaturmessung basiert. Die Thermoelementverbindung ist mit anderen Worten Teil des Korbbeins. Diese Auslegung wird bevorzugt, da sie eine präzise Temperaturmessung des Gewebes liefert, das das Bein 106 in der Nähe der Thermoelementzuleitungen berührt. Typische Thermoelementkonfigurationen bestehen dagegen aus einem einer Thermoelementverbindung, die gegenüber dem Korbbein versetzt ist oder nicht Teil davon ist. Wir sind der Meinung, dass Thermoelementverbindungen mit einem Versatz zum Korbbein bzw. fern des Korbbeins die Temperatur in bestimmten Anwendungen nicht so präzis messen wie Thermoelementverbindungen, die Teil des Korbbeins sind.
Die Zuleitungen 139 können an anderen Stellen entlang des Beins 106 positioniert werden, einschließlich einer Kante 405. Das Verbinden der Zuleitungen 139 mit der Kante 405 ist aber aufgrund ihrer relativ kleinen Verbindungsfläche unerwünscht.
5O zeigt auch das Korbbein 106 mit einem äußeren isolierenden Material bzw. einer äußeren isolierenden Beschichtung 410. Die Grenzen 415 des isolierenden Materials 410 bilden einen nicht isolierten aktiven Abschnitt 420 des Elektrodenbeins 106, der den Gewebewänden Energie zuführt. Es folgt, dass durch Steuern des Bereichs des aktiven Abschnitts die Energiezufuhr gesteuert werden kann. Vorzugsweise ist die isolierende Beschichtung 410 ein Aufschrumpfschlauch oder eine Polymerbeschichtung. Es können aber auch andere isolierende Materialien verwendet werden.
5P–5Q zeigen eine andere Abwandlung der vorliegenden Erfindung, welche aus dünner Folie bestehende oder laminierte Thermoelementzuleitungen 139 aufweist. Die Thermoelementzuleitungen 139 sind als Folien oder Schichten ausgelegt, die zum Beispiel vorgefertigte Folien oder aufgestäubte Schichten sein können. Geeignete Materialien für die Thermoelementzuleitungen (in Paaren aufgeführt) umfassen, sind aber nicht hierauf beschränkt: Konstantan und Kupfer; Konstantan und Nickelchrom; Konstantan und Eisen; und Nickelaluminium und Nickelchrom. Bevorzugt ist das Thermoelementpaar CHROMEL und ALUMEL (beides sind eingetragene Marken von Hoskins Manufacturing). CHROMEL und ALUMEL ist ein Standardthermoelementpaar und hat sich in unseren Anwendungen als biokompatibel und korrosionsbeständig gezeigt. Die Thermoelementzuleitungen 139 können so platziert werden, dass sich jede Zuleitung von einem gegenüberliegenden Ende des Korbbeins der Mitte des Korbbeins nähert. Die Zuleitungen 139 enden dann in Verbindungsstellen 450 und 460. Alternativ können beide Thermoelementzuleitungen 139, wie in der Konfiguration von 5Q gezeigt, vom gleichen Ende des Korbbeins 106 verlaufen.
Vorzugsweise sind isolierende Schichten 430 und 440 zwischen den Dünnschichtzuleitungen 139 und dem Korbbein 106 angeordnet. Die isolierenden Schichten 430 und 440 trennen die Zuleitungen 139 elektrisch und trennen ferner die Zuleitungen von dem Bein 106 elektrisch. Die isolierenden Schichten 430 und 440 beschränken die Thermoelementverbindung mit den Verbindungsstellen 450 und 460, die optimalerweise an dem aktiven Bereich 420 des Korbbeins 106 positioniert sind.
7A–7D zeigen Abwandlungen der Vorrichtung, bei denen die Impedanz durch in Reihe schalten oder parallel schalten der Korbbeine 106 verändert werden kann. 7A zeigt ein Reihenschaltbild, bei dem ein Stromweg 142 von einem ersten Bein zu einem zweiten Bein 106, einem dritten Bein 106 und einem vierten Bein 106 der Reihe nach verläuft. 7B zeigt das Reihenschaltbild und zeigt einen einzigen Draht 143, der die Beine 106 in Reihe schaltet. Der Draht 143 sich kann zum Beispiel zu einem distalen Ende des Beins erstrecken und sich über sich selbst zu dem proximalen Ende des Beins 106 wickeln. Eine (nicht dargestellte) Abdeckung kann über das mit Draht 143 umwickelte Bein 106 am proximalen Ende der Vorrichtung gegeben werden. 7C zeigt eine andere Abwandlung eines Reihenschaltbilds. In diesem Beispiel erstreckt sich ein Draht 143 von dem proximalen Ende eines Beins 106 zu dessen distalem Ende und erstreckt sich dann zu dem distalen Ende eines benachbarten Beins 106 und erstreckt sich zurück zum proximalen Ende des benachbarten Beins 106.
7D zeigt ein Parallelschaltbild, bei dem ein Stromweg 142 zu jedem Bein 106 fließt. Die Reihenschaltung hat den zusätzlichen Vorteil, dass der gesamte Strom durch jedes Energieübertragungselement läuft. Aufgrund der Auslegung gleicht diese Konfiguration die an jedem Bein dissipierte Wärme durch die Konstruktion der Beine mit gleichem Widerstand aus. Ferner wird bei Ausfall einer elektrischen Verbindung keine Energie zugeführt. Dies sieht ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal gegenüber der Parallelschaltung vor. Wie an anderer Stelle erwähnt, kann der elektrische Strom Wechselstrom oder Gleichstrom sein. In dem HF-Bereich kann Wechselstrom als Sicherheitsmerkmal zusätzlich zur elektrischen Isolierung zugeführt werden. Gleichstrom kann verwendet werden, um eine Versorgung einer tragbaren Vorrichtung mit einem Akku zu ermöglichen oder eine Energiequelle innerhalb der Vorrichtung selbst zu bieten.
8A–8C zeigen Abwandlungen der Beine 106 des Korbs 104. Wie vorstehend erläutert können die Beine zum Beispiel Edelstahl oder eine Formgedächtnis-/superelastische Legierung wie ein Nitinolmaterial umfassen. Die Korbbeine 106 können in den Abwandlungen, bei denen die Beine 106 aus Bändern geformt sind, einen rechteckigen Querschnitt aufweisen oder die Beine 106 können bei den Abwandlungen, bei denen die Beine 106 aus Drähten gebildet sind, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Ein Bein 106 kann auch so ausgelegt werden, dass es einen nicht achsensymmetrischen Querschnitt hat. Ferner kann das Bein auch einen ovalen oder flachen Querschnitt haben. Die Beine 106 eines Korbs 104 müssen nicht alle ähnliche Querschnitte haben. Zum Beispiel kann der Querschnitt jedes der Beine 106 in einem Korb 104 einzeln gewählt werden, um solche Faktoren wie Elastizität des Korbs 104 zu optimieren oder um die Energieübertragungseigenschaften zu optimieren. Ein Beispiel eines Querschnitts eines Korbbeins 106 ist in 8A ersichtlich, welche eine Draufsicht auf ein Korbbein 106 zeigt, das eine Umrissform 144 hat. In dieser Darstellung ist das Energietauschelement der Klarheit halber nicht in der Figur dargestellt. Einer der Zwecke einer solchen Umrissform 144 wird in 8B gezeigt. Wenn der (nicht dargestellte) Korb sich zu seinem zweiten Zustand weitet, ist das Bein 106 so ausgelegt, dass es sich an oder im Wesentlichen nahe der Punkte 146 biegt. Ein Vorteil einer solchen Konfiguration besteht darin, dass sie eine im Wesentlichen parallele aktive Fläche, die durch die Umrissform 144 gebildet wird, zulässt. 8C zeigt eine andere Abwandlung eines Beins 106. Bei dieser Abwandlung weist das Bein 106 im Fall eines runden Drahts einen Bereich größeren Durchmessers 148 auf oder im Fall eines rechteckigen oder anderen nicht achsensymmetrischen Drahts eine größere Breite oder Dicke. Ein solcher Bereich 106 könnte auch ein Flachdraht mit Ausbeulungen oder Vorsprüngen sein, was Flächen größerer Breite des Flachdrahts erzeugt. Dieser Bereich 148 kann zum Beispiel einen Anschlag vorsehen, der bei der Positionierung von Isolierung, Wärmeschrumpfung oder einer anderen Außenabdeckung um das Bein 106 mitwirkt. Ferner wird ein Bein 106 erwogen, das aus einer kombinierten Konstruktion besteht. In dieser Abwandlung kann das Bein 106 verschiedene Materialien in vorbestimmten Bereichen umfassen, um das Biegen des Beins 106 bei Weiten des Korbs 104 zu steuern, oder das Bein kann aus verschiedenen Materialien konstruiert sein, um Bereiche der Zufuhr von Energie zum Bein gezielt zu steuern.
9A–9F zeigen weitere Abwandlungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei denen das ausweitbare Element einen Korb bestehend aus einem einzigen Stück oder einer einzigen Platte eines Materials umfasst. Eine solche Konfiguration könnte ein geätztes, bearbeitetes, lasergeschnittenes oder anderweitig hergestelltes Stück Metall umfassen. 9A zeigt eine Teilansicht eines Korbs 104, der aus einem einzigen Stück Material gebildet ist. Die Dicke des Materials liegt zum Beispiel bei 0,127 mm (0,005 Zoll), kann aber nach Bedarf variieren. Die Darstellung von 9A zeigt den Korb 104 vor dem Wickeln um die gezeigte Z-Richtung. Wie dargestellt können die Beine 106 von unterschiedlicher Länge sein oder von gleicher Länge oder einer Kombination davon sein. Der Korb 104 kann einen distalen Teil 164 oder Korbkopf 164 haben, der zur Erleichterung der Konstruktion der Vorrichtung ausgelegt werden kann. Der Korbkopf 164 kann zum Beispiel gekerbt 166 sein, um eine erwünschte Form zu erhalten, wenn der Korb um die Z-Richtung gewickelt wird. 9B zeigt eine Abwandlung des Korbkopfs 165, der so gekerbt ist, dass Abschnitte 165 des Materials aus der Materialebene herausgebogen werden können, um Laschen 165 zu bilden. Die Laschen 165 können zur Bildung mechanischer Verbindungsstellen mit einem anderen Teil, beispielsweise einer distalen Spitzenkappe, verwendet werden. 9C zeigt eine andere Abwandlung des aus einem einzigen Stück Material hergestellten Korbs 104. In diesem Beispiel sind die Beine 106 des Korbs 104 in eine Richtung senkrecht zur Ebene des Korbkopfs 164 gebogen. In diesem Beispiel kann der Abstand zwischen den Enden der Beine 106 zum Beispiel etwa 6,99 cm (2,75 Zoll) betragen. 9D veranschaulicht eine Abwandlung der proximalen Enden der Beine 106 des Korbs 104. In diesem Beispiel können die proximalen Enden der Beine 106 Merkmale 168 haben, die die strukturelle Unversehrtheit der (nicht dargestellten) proximalen Verbindungsstelle der Vorrichtung fördern. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann die proximale Verbindungsstelle redundant sein. In dieser Abwandlung haben die Enden der Beine 106 eine Sägezahngestaltung, die die Unversehrtheit der die Beine 106 an dem lang gestreckten Element verbindenden proximalen Verbindungsstelle verbessert. Die Abwandlung von 9D veranschaulicht auch ein proximales Ende des einen Radius aufweisenden Beins 106, doch kann das Ende des Beins 106 nach Bedarf andere Konfigurationen haben. Ferner können die Beine 106 eine Breite von zum Beispiel 0,305 mm (0,012 Zoll) und eine Teilung von zum Beispiel 0,406 mm (0,016 Zoll) haben. Diese Maße können aber nach Bedarf unterschiedlich sein.
9E zeigt eine Schnittansicht einer Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das ausweitbare Element ein Rohr 230 mit Schlitzen oder Schnitten 232 umfasst, wobei die Fläche zwischen den Schlitzen oder Schnitten 232 Beine 240 des Korbs umfasst. 9F zeigt eine Weitung des Korbs von 9E.
Die Beine 240 können durch Ziehen eines an einer Spitze 234 der Vorrichtung angebrachten Drahts 236 in proximaler Richtung geweitet werden, während das Rohr 230 feststehend bleibt. Wie vorstehend erwähnt, wird der Draht 236 zum Leiten von Energie zum Korb verwendet. Alternativ kann der Draht 236 feststehend bleiben, während das Rohr 230 in einer distalen Richtung vorbewegt wird, was ein Biegen der Beine 240 nach außen bewirkt. Das Rohr 230 kann nach Bedarf geschnitten oder geschlitzt sein, um eine erwünschte Anzahl an Beinen oder Beine mit einer erwünschten Breite zu erhalten. Die Spitze 234 der Vorrichtung kann so gewählt werden, dass sie abgerundet oder atraumatisch ist. Die Spitze 234 kann nach Bedarf aufgeschmolzen, zusammengeschlossen, angelötet, angeschweißt oder anderweitig ausgearbeitet werden, so dass sie geschlossen oder gerundet ist. Das Rohr 230 kann leitend gewählt werden. In einem solchen Fall kann das Rohr 230 mit einem (nicht dargestellten) Isolatormaterial beschichtet oder bedeckt werden, während ein Teil der Beine 240 freiliegend oder unbedeckt bleibt. Dieser unbedeckte Teil umfasst eine aktive Oberfläche des Korbs, die die Energieübertragung erleichtert. Alternativ können Elektroden 238 an den Beinen 240 angebracht werden, um einen aktiven Bereich vorzusehen, der die Energieübertragung erleichtert. Die Elektrode 238 kann gecrimpt, gefaltet, angeschweißt, aufgestrichen, abgeschieden oder anderweitig an dem Bein 240 angeordnet werden. Das Rohr 230 kann so gewählt werden, dass es eine (nicht dargestellte) sich verändernde Dicke hat, um die Weitung des Korbs, einen Innendurchgang, die Festigkeit des Rohrs und die Mühelosigkeit der Weitung des Korbs zu erleichtern. Diese Abwandlung bietet Vorteile, da die Anzahl der die Vorrichtung bildenden Bauteile minimiert werden kann und die Konstruktion des Korbs einfach ist.
10 zeigt eine Vorrichtung 306, bei der das ausweitbare Element ein Ballonelement 150 umfasst. Diese Abwandlung der Vorrichtung 306 weist Elektroden 154 auf, die an einer Außenfläche des Ballonelements 150 angeordnet sind. Die Elektroden 154 können durch Zuleitungen 156, die sich durch den Ballon und durch das Lumen eines lang gestreckten Elements 102 erstrecken, mit einer (nicht dargestellten) Energiequelle verbunden werden. Das Ballonelement 150 kann mit einem Fluid 152, beispielsweise Salzlösung oder Luft, gefüllt sein, um die Elektroden 154 in Berührung mit der Luftwegwand 10 zu bringen. Wie vorstehend erwähnt können die Elektroden auch Widerstandsheizelemente, HF-Elektroden oder ein anderes geeignetes Element für das Leiten Energieübertragung zum Luftweg sein. Ferner kann eine einzelne Elektrode kontinuierlich einen Umfang eines Ballons 150 umgeben, oder mehrere Elektroden können bei bestimmten Abständen beabstandet so sein, dass sie den Umfang eines Ballons 150 im Wesentlichen umgeben.
11 zeigt eine Vorrichtung 308, bei der das ausweitbare Element ein Ballonelement 150 umfasst, in dem ei Fluid 152 in dem Ballonelement 150 durch ein Wärme erzeugendes Element 158 erwärmt wird. Die Wärme erzeugenden Elemente 158 werden in Form von Spulen dargestellt, die den Schaft des lang gestreckten Elements 102 umgeben, es können aber auch andere Arten von (nicht dargestellten) Formen von Wärme erzeugenden Elementen eingesetzt werden. Die Wärme erzeugenden Elemente 154 können durch Anlegen elektrischen Stroms an den Wärme erzeugenden Elementen als Widerstandsheizelemente verwendet werden. Alternativ können Hochfrequenz- oder Mikrowellenenergie an den Wärme erzeugenden Elementen 158 angelegt werden, um das Fluid 152 in dem Ballonelement 150 zu erwärmen. Das Fluid kann so konfiguriert werden, dass es die leitende Wärmeübertragung von den Elektroden 158 zu dem Äußeren des Ballonelements 150 optimiert. Die Wärme geht dann von einer Außenfläche des Ballons 150 auf die Luftwegwand 10 über. Hochfrequenz- oder Mikrowellenenergie kann durch das Fluid und den Ballon auch indirekt an der Luftwegwand angelegt werden. Zusätzlich kann zum leitenden Erhitzen des Luftweggewebes heißes Fluid von einer externen Heizvorrichtung auf das Ballonelement 150 übertragen werden.
12 zeigt eine Vorrichtung 310 mit mehreren Energieübertragungselementen 162, die an vorgeformten Zinken 160 positioniert sind. Die vorgeformten Zinken 160 können so nach außen vorgespannt sein, dass sie sich von einer ersten Form in der Hülle 120 zu einer zweiten geweiteten Form weiten, sobald sie aus der Hülle 120 herausbewegt werden. Die Zinken 160 können auch so ausgelegt sein, dass sie sich zu einem ersten Zustand zurückziehen, sobald sie in eine Hülle 120 zurückgezogen werden. Die vorgeformten Zinken 160 können mit einem lang gestreckten Element 102 verbunden sein, das in einer Hülle 120 angeordnet ist. Die vorgeformten Zinken 160 und die Energieübertragungselemente 162 können durch eine Zufuhrhülle 120 an einen Behandlungsort in den Luftwegen transportiert werden. Wenn die vorgeformten Zinken 160 an einem distalen Ende der Hülle 120 austreten, können sich die vorgeformten Zinken 160 nach außen biegen, bis die Energieübertragungselemente 162 zur Übertragung von Energie auf die Luftwegwände in Berührung mit den Luftwegwänden kommen.
13 zeigt eine Vorrichtung 314, bei der ein lang gestrecktes Element 102 mit mehreren Energieübertragungselementen 170 versehen ist, die an mindestens einem entfaltbaren Ballon 172 angeordnet sind. Die Energieübertragungselemente 170 können HF-Elektroden oder Widerstandsheizelemente sein. Die Ballone 172 werden durch das lang gestreckte Element 102 entfaltet, um die Energieübertragungselemente 170 zu veranlassen, in Berührung mit den Luftwegwänden zu kommen. Die Energieübertragungselemente 170 sind vorzugsweise durch (nicht dargestellte) leitende Drähte, die sich von den Energieübertragungselementen 170 durch die oder entlang der Ballone 172 und durch das lang gestreckte Element 102 zu der Energiequelle erstrecken, mit der (nicht dargestellten) Energiequelle verbunden. Wenn die Energieübertragungselemente 170 HF-Elektroden sind, können die Elektroden 170 in einem bipolaren Modus ohne Außenelektrode verwendet werden. Alternativ kann die Vorrichtung 314 in einem monopolaren Modus mit einer Außenelektrode (nicht dargestellt, siehe 4) betrieben werden. Eine andere Abwandlung umfasst das Verwenden von Widerstandsheizelementen als Energieübertragungselemente 170. Die Energieübertragungselemente 170 können ein einzelnes durchgehendes kreisförmiges Element sein oder es können mehrere Elemente 170 um die Ballone 172 beabstandet sein.
14 zeigt eine Vorrichtung 316 mit einem lang gestreckten Element 102 mit einer oder mit mehreren Nuten 174 in einer Außenfläche. In den Nuten 174 sind Elektroden 176 für die Zufuhr von Energie zu den Luftwegwänden positioniert. Die Nute 174 werden zwar in einem Längsmuster dargestellt, doch können die Nute problemlos in einem beliebigen gewünschten Muster konfiguriert werden. Vorzugsweise weist die Vorrichtung 316 von 14 ein (nicht dargestelltes) Vorspannelement für das Vorspannen des lang gestreckten Elements 102 gegen eine Luftwegwand auf, so dass die Elektroden 176 Luftweggewebe berühren. Das (nicht dargestellte) Vorspannelement kann ein Federelement, ein entfaltbares Ballonelement oder ein anderes Vorspannelement sein. Alternativ kann die Vorspannfunktion durch Vorsehen einer vorgeformten Biegung in dem lang gestreckten Element 102 übernommen werden, was die Vorrichtung veranlasst, sich in Berührung mit der Luftwegwand zu biegen, wenn es aus einer (nicht dargestellten) Zufuhrhülle ausgefahren wird.
15 zeigt eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 318 mit einer oder mehreren Elektroden 178, die an einem distalen Ende eines lang gestreckten Rohrs 102 angeschlossen sind. Die Elektroden 178 sind zwischen dem distalen Ende des lang gestreckten Rohrs 102 und einer distalen Spitze 180 gelagert. Ein Verbindungsschaft 182 lagert die Spitze 180. Ferner ist zwischen dem distalen Ende des lang gestreckten Elements 102 und der distalen Spitze 180 ein Federelement 184 für das Vorspannen der Elektroden 178 gegen eine Wand des Luftwegs angebracht. Das Federelement 184 kann ein Ende aufweisen, das in einer Bahn oder Nut in dem lang gestreckten Element 102 gleitet, so dass sich die Feder 184 abhängig von einem Innendurchmesser des zu behandelnden Luftwegs zu einer Vielzahl verschiedener Stellungen biegen kann.
16 zeigt eine Alternative der erfindungsgemäßen Vorrichtung 320, bei der eine oder mehrere Elektroden 186 an einem Körper 188 angeordnet sind, der an einem Ende eines lang gestreckten Elements 102 befestigt ist. In der Abwandlung von 16 wird der Körper 188 als eiförmig dargestellt, doch können auch andere Körperformen zum Einsatz kommen. Die Elektroden 186 erstrecken sich durch Löcher 190 in dem Körper 188 und entlang der Körperoberfläche. Ein Vorspannelement, beispielsweise ein Federelement 184, ist zum Vorspannen des Körpers mit den Elektroden 186 gegen die Luftwegwände vorzugsweise an dem Körper 188 vorgesehen. An den Elektroden 186 sind Zuleitungen 192 angeschlossen und erstrecken sich durch das lang gestreckte Element 102 zu der nicht dargestellten Energiequelle.
17 und 18 zeigen die Vorrichtungen 322, 324, in denen Elektroden 194 in Form von Drähten in einem oder in mehreren Lumen 196 eines lang gestreckten Elements 102 angeordnet sind. Öffnungen 198 sind in Seitenwänden des lang gestreckten Elements 102 angeordnet, um die Elektroden 194 gegenüber dem umgebenden Gewebe freizulegen. Wie in 17 gezeigt wird, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 322 mehrere Lumen 196 mit in jedem der Lumen 196 vorgesehenen Elektroden 194 aufweisen. Die Seitenwand der erfindungsgemäßen Vorrichtung 322 ist frei geschnitten, um eine oder mehrere der Elektroden 194 durch eine Seitenwandöffnung 198 freizulegen. In 17 legt die Öffnung 198 zwei in benachbarten Lumen angeordnete Elektroden 194 frei. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 322 kann wie vorstehend beschrieben mit einem Vorspannelement versehen sein, um die Elektroden 194 der Vorrichtung in Kontakt mit der Luftwegwand zu bringen.
Eine in 18 gezeigte andere Vorrichtung 324 umfasst ein lang gestrecktes Element 102, das ein aufweitbares schlaufenförmiges Element 202 aufweist, damit die Elektroden 194 an gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung 324, die gegenüberliegende Seiten des Luftwegs berührt, frei liegen können. Die Elastizität des schlaufenförmigen Elements 202 lässt die Elektroden 194 in Berührung mit den Luftwegwänden treten.
19 und 20 zeigen eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 326 mit einem aufweitbaren Element 204 in einem ersten nicht geweiteten Zustand und in einem zweiten geweiteten Zustand. 19 zeigt die Vorrichtung mit einer oder mit mehreren schlaufenförmigen Elektroden 204, die mit einem lang gestreckten Element 102 verbunden sind. In der in 19 gezeigten nicht geweiteten Stellung liegt die Schlaufe der Elektrode 204 entlang der Seiten eines mittleren Kerns 206. Eine distale Spitze der Schlaufenelektrode 204 ist an dem Kern 206 und an einer distalen Spitze 208 befestigt. Der Kern 206 kann in einem Lumen des lang gestreckten Elements 102 gleitfähig sein. Sobald die erfindungsgemäße Vorrichtung 326 mit dem distalen Ende in dem zu behandelnden Luftweg positioniert ist, wird die Elektrode 204 durch Ziehen des Kerns 206 proximal zu dem lang gestreckten Element 102 geweitet, wie in 20 dargestellt wird. Alternativ können die Elektrode 204 bzw. der Kern 206 federvorgespannt sein, um zu einer Konfiguration von 20 zurückzukehren, wenn eine hemmende Kraft entfernt wird. Diese Hemmkraft kann durch eine Zufuhrhülle oder ein Bronchoskop ausgeübt werden, durch welches die erfindungsgemäße Vorrichtung 326 eingeführt wird, oder durch eine lösbare Sperre.
21 zeigt eine Behandlungsvorrichtung 328 für das Zuführen erhitzten Fluids zu den Luftwegwänden zum Erhitzen des Luftweggewebes. Die Vorrichtung 328 weist ein in einem Fluidzufuhrkatheter 244 vorgesehenes Heizelement 242 auf. Das Fluid strömt über das Heizelement 242 und aus den Öffnungen 246 in den Enden des Katheters 44 heraus. Die Öffnungen 246 sind so angeordnet, dass sie das Fluid an den Luftwegwänden 100 leiten. Das Heizelement 242 kann ein gewundenes Widerstandsheizelement oder ein beliebiges anderes Heizelement sein. Das Heizelement 242 kann an beliebiger Stelle entlang des Körpers des Katheters 244 positioniert werden oder kann eine externe Heizvorrichtung separat vom Katheter sein.
Das Heizelement 242 kann auch durch ein Reibung erzeugendes Heizelement ersetzt werden, das durch den Fluidzufuhrkatheter 244 strömendes Fluid erhitzt. Nach einer Ausführung eines Reibung erzeugenden Heizelements dreht ein Reibungselement und berührt ein feststehendes Element zum Zweck des Erhitzens des Fluids.
22 zeigt eine Behandlungsvorrichtung 330 für die Abgabe von Licht oder einer anderen Strahlungsenergie auf die Wände des Luftwegs. Die Lichtabgabevorrichtung 330 weist einen Außenkatheter bzw. eine Hülle 250 auf, die eine Licht übertragende Faser 252 umgibt. Ein Licht richtendes Element 254 ist an einem distalen Ende der Lichtabgabevorrichtung für das Richten des Lichts auf die Luftwegwände angeordnet. Die Hülle 250 weist mehrere Fenster 256 auf, die das Licht, das durch das Licht richtende Element 254 umgelenkt wurde, im Wesentlichen radial aus der Hülle austreten lassen. Die Lichtabgabevorrichtung 330 ist durch eine herkömmliche optische Verbindung mit einer Lichtquelle 251 verbunden.
Das verwendete Licht kann kohärentes Licht oder inkohärentes Licht in dem Bereich Infrarot, sichtbares Licht oder Ultraviolett sein. Die Lichtquelle 251 kann eine beliebige bekannte Quelle sein, beispielsweise eine UV-Laserquelle. Die Lichtquelle 251 kann eine Ultraviolettlichtquelle mit einer Wellenlänge von etwa 180–308 nm, eine Quelle sichtbaren Lichts oder eine Infrarotlichtquelle vorzugsweise im Bereich von 800–2.200 nm sein. Die Lichtstärke kann anwendungsabhängig variieren. Die Lichtstärke sollte hell genug sein, um im Luftweg vorhandenen Schleim zu durchdringen und die Luftwegwände bis auf eine zur Behandlung des gewählten Gewebes erforderliche Tiefe einzudringen. Die Lichtstärke kann abhängig von der verwendeten Wellenlänge, der Anwendung, der Dicke des glatten Muskels und anderen Faktoren variieren. Das Licht bzw. eine andere Strahlungsenergie kann auch zum Erhitzen eines absorbierenden Materials am Katheter oder an der Hülle verwendet werden, das wiederum die Luftwegwand leitend erhitzt.
23 zeigt eine Behandlungsvorrichtung 332 mit einer Kryosondenspitze 260 für das Übertragen oder Entfernen von Energie in Form von Wärme von einer Luftwegwand 100. Die Kryosondenspitze 260 wird durch einen Krzosondenschaft 262 zu dem Behandlungsort befördert. Die Übertragung von Energie von dem Gewebestrukturen der Luftwegwand kann in gleicher Weise wie die Zufuhr von Energie mit einer der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen verwendet werden. Die spezifische Konfiguration der Kryosonden-Behandlungsvorrichtung 332 kann wie auf dem Gebiet bekannt variieren.
Die Behandlung des Gewebes in den Luftwegwänden durch Übertragung von Energie mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bietet manchen Asthmapatienten eine verbesserte langfristige Erleichterung bei Asthmasymptomen. Im Laufe der Zeit kann sich aber eventuell ein gewisser Anteil der glatten Muskulatur oder der Schleimdrüsenzellen, die nicht durch eine erste Behandlung betroffen wurden, regenerieren, und eine Behandlung muss eventuell nach einer gewissen Zeitdauer wie ein oder mehrere Monate oder Jahre wiederholt werden.
Die Luftwege, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt werden, haben vorzugsweise einen Durchmesser von 1 mm oder mehr, bevorzugter von 3 mm Durchmesser. Die Vorrichtungen werden vorzugsweise zur Behandlung von Luftwegen der zweiten bis achten Generation verwendet, bevorzugter von Luftwegen der zweiten bis sechsten Generation.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung eingehend unter Bezug auf Vorrichtungen für die Behandlung von Luftwegen in der Lunge beschrieben, es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch für die Behandlung anderer Körperleitungswege verwendet werden kann. Zum Beispiel kann das Behandlungssystem für das Reduzieren von glatter Muskulatur und von Spasmen des Ösophagus bei Patienten mit Achalasie oder Ösophagospasmus, in den Koronararterien von Patienten mit einer Printzmetal-Anginavariante, bei Ureterspasmus, Urethralspasmus und Reizkolonerkrankungen eingesetzt werden.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und das hierin beschriebene Verfahren bieten eine effektivere und/oder dauerhaftere Behandlung von Asthma als die derzeit verwendeten Bronchien erweiternden Medikamente, die Medikamente zur Verringerung der Schleimsekretion und die Medikamente zur Minderung von Entzündung.
Zudem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch ein Lenkelement umfassen, das zum Leiten der Vorrichtung hin zu einer gewünschten Zielstelle ausgelegt ist. Dieses Lenkelement kann zum Beispiel eine distale Spitze der Vorrichtung in eine gewünschte Richtung hin leiten, um eine erwünschte Bronchie oder Bronchiole anzusteuern. Ferner wird die Verwendung der Vorrichtung mit einem Visionssystem erwogen. Ein solches Visionssystem kann ein Faseroptikkabel umfassen, welches einem Bediener der Vorrichtung erlaubt, eine distale Spitze der Vorrichtung zu ihrem erwünschten Ort zu leiten. Das Visionssystem kann einen CCD-Chip enthalten.
Als erfindungsgemäße Vorrichtung wird auch wie oben beschrieben die Verwendung einer Stromversorgung für das Bereitstellen von Energie erwogen. Die Stromversorgung liefert die Energie, die über die Energieübertragungsvorrichtung zu dem Luftweggewebe geliefert werden soll. Während das Hauptziel der Stromversorgung die Zufuhr ausreichender Energie für die Erzeugung der erwünschten Wirkung ist, muss die Stromversorgung auch die Energie über eine ausreichende Zeitspanne zuführen, damit die Wirkung fortbesteht. Dies wird durch eine Zeiteinstellung verwirklicht, die durch einen Bediener in den Stromversorgungsspeicher eingegeben werden kann.
Die Stromversorgung bzw. der Generator kann eine Reihe von Algorithmen zum Einstellen der Energiezufuhr, zum Ausgleich von Vorrichtungsstörungen (zum Beispiel Ablösen des Thermoelements), zum Ausgleich unsachgemäßer Anwendung (beispielsweise schlechter Kontakt der Elektroden) und zum Ausgleich von Gewebe-Inhomogenitäten, die die Energiezuführung beeinflussen können, wie zum Beispiel Gefäße unter der Oberfläche, angrenzende Luftwege oder Bindegewebsveränderungen, einsetzen.
Eine Stromversorgung kann auch eine Schaltung für das Überwachen von Parametern der Energieübertragung umfassen: (zum Beispiel Spannung, Strom, Energie, Impedanz sowie die Temperatur von dem Temperatur erfassenden Element) und kann diese Informationen zum Steuern des zu liefernden Energiebetrags verwenden. Bei der Zufuhr von HF-Energie liegen typische Frequenzen der HF-Energie bzw. der HF-Strom-Wellenform bei 300 bis 1.750 kHz, wobei 300 bis 500 kHz bevorzugt werden. Der HF-Energiepegel reicht im Allgemeinen von etwa 0–30 W, hängt aber von einer Reihe von Faktoren wie Größe der Elektroden ab.
Eine Stromversorgung kann auch Steuermodi für das sichere und wirksame Zuführen von Energie umfassen. Energie kann über eine bestimmte Zeitdauer in einem rückführungslosen Energiesteuermodus zugeführt werden. Energie kann auch in einem Temperatursteuermodus zugeführt werden, wobei die Ausgangsleistung verändert wird, um eine bestimmte Temperatur über eine bestimmte Zeitdauer zu halten. Im Fall einer HF-Energiezufuhr über HF-Elektroden kann die Stromversorgung im Impedanzsteuermodus arbeiten.
Im Temperatursteuermodus mit den hier beschriebenen HF-Elektroden arbeitet die Stromversorgung bei einer Einstellung von bis zu 75°. Die Dauer muss lang genug sein, um die erwünschte Wirkung zu erzeugen, aber so kurz wie möglich, um die Behandlung aller erwünschten Zielluftwege in einer Lunge zu ermöglichen. Zum Beispiel sind 5 bis 10 Sekunden pro Aktivierung (während das Gerät ortsfest ist) bevorzugt. Eine kürzere Dauer mit höherer Temperatur erzeugt auch eine akzeptable akute Wirkung.
Bei Verwendung der oben beschriebenen HF-Elektroden im Stromsteuermodus sind Strombereiche von 10–15 W mit einer Dauer von 3–5 Sekunden bevorzugt, können aber verändert werden. Zu beachten ist, dass verschiedene Vorrichtungskonstruktionen verschiedene Parametereinstellungen nutzen, um die erwünschte Wirkung zu erzielen. Während zum Beispiel direkte HF-Elektroden im Temperatursteuermodus gewöhnlich Temperaturen von bis zu 75°C nutzen, können widerstanderhitzte Elektroden Temperaturen bis zu 90°C verwenden.
Dem Zielgewebe können kurze Stöße oder Impulse von HF-Energie zugeführt werden. Kurze HF-Energiestöße erhitzen das proximale Gewebe, während tieferes Gewebe, das vorrangig durch Leitung durch das proximale Gewebe erhitzt wird, zwischen den Energiestößen abkühlt. Kurze Energiestöße pflegen daher die Behandlung auf das proximale Gewebe zu beschränken.
Die Verwendung kurzer Stöße von HF-Energie kann durch Modulieren der HF-Energiewellenform mit einer Modulationswellenform verwirklicht werden. Das Modulieren der HF-Energiewellenform kann ausgeführt werden, während ein beliebiger der anderen hier beschriebenen Steueralgorithmen eingesetzt wird. Die HF-Energie kann zum Beispiel während eines Temperatursteuermodus moduliert werden.
Beispiele für Modulationswellenformen umfassen, sind aber nicht hierauf beschränkt: ein Puls von Rechteckwellen, sinusförmigen Wellenformen oder anderen Wellenformenarten. Im Fall der Rechteckwellenmodulation kann die modulierte HF-Energie in Bezug auf Pulsbreite (die Zeit eines individuellen Pulses von HF-Energie) und relative Einschaltdauer (die Zeit in Prozent, da die HF-Ausgabe angelegt ist). Eine geeignete relative Einschaltdauer kann bis zu 100% betragen, was im Wesentlichen das Anlegen von HF-Energie ohne Modulation ist.
Zusätzlich zu den oben erläuterten Steuermodi kann die Stromversorgung auch Steueralgorithmen enthalten, um eine übermäßige thermische Beschädigung des Luftweggewebes zu beschränken. Die Algorithmen können auf der Erwartung beruhen, dass die erfasste Temperatur des Gewebes bei Ausüben von Energie reagiert. Die Temperaturreaktion kann zum Beispiel als Temperaturänderung in einer festgelegten Zeit oder als Temperaturänderungsgeschwindigkeit festgelegt werden. Die erwartete Temperaturreaktion kann als Funktion der zunächst erfassten Temperatur, als Temperaturdaten für einen festgelegten Energiepegel als Funktion der Zeit oder andere Variable, die nachweislich Gewebeeigenschaften beeinflussen, vorhergesagt werden. Die erwartete Temperaturreaktion kann somit als Parameter in einem Stromversorgungssicherheitsalgorithmus verwendet werden. Wenn zum Beispiel die gemessene Temperaturreaktion nicht in einem vorab festgelegten Bereich der erwarteten Temperaturreaktion liegt, schaltet die Stromversorgung automatisch ab.
Es können auch andere Algorithmen verwendet werden. Um zum Beispiel die Zufuhr von Energie im Fall eines Kontakts zwischen Luftweggewebe und Vorrichtungsbeinen mit Temperatur erfassenden Fähigkeiten zu unterbrechen, kann ein Algorithmus eingesetzt werden, um die Energiezufuhr abzuschalten, wenn die erfasste Temperatur nicht um eine bestimmte Gradzahl in einer vorbestimmten Zeitlänge nach Beginn der Energiezufuhr steigt. Wenn vorzugsweise die erfasste Temperatur nicht um mehr als etwa 10 Grad Celsius in etwa 3 Sekunden ansteigt, wird die Stromversorgung abgeschaltet. Wenn noch bevorzugter die erfasste Temperatur nicht um mehr als etwa 10 Grad Celsius in etwa 1 Sekunde ansteigt, wird die Stromversorgung abgeschaltet.
Eine andere Möglichkeit zum Unterbrechen der Energiezufuhr umfasst das Abschalten einer Stromversorgung, wenn die Temperaturrampe zu einem Zeitpunkt während der Energiezufuhr nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Wenn zum Beispiel die gemessene Geschwindigkeit der Temperaturänderung keinen vorab festgelegten Wert erreicht, unterbricht die Stromversorgung die Zufuhr von HF-Energie. Die vorab festgelegten Werte werden vorab bestimmt und basieren auf empirischen Daten. Im Allgemeinen beruhen die vorab festgelegten Werte auf der Dauer der Zufuhr von HF-Energie und dem angelegten Strompegel.
Andere Algorithmen umfassen das Abschalten einer Stromversorgung, wenn eine maximale Temperatureinstellung überschritten wird, oder das Abschalten einer Stromversorgung, wenn sich die erfasste Temperatur plötzlich ändert; eine solche Änderung umfasst entweder einen Abfall oder einen Anstieg, diese Änderung kann den Ausfall des Temperatur erfassenden Elements anzeigen.
Der Generator bzw. die Stromversorgung können zum Beispiel programmiert sein abzuschalten, wenn die erfasste Temperatur um mehr als etwa 10 Grad Celsius in etwa 0,2 Sekunden fällt. Zwar weist die Stromversorgung bzw. der Generator einen Mikroprozessor auf bzw. nutzt einen solchen, doch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es können andere auf dem Gebiet bekannte Mittel eingesetzt werden. Der Generator kann zum Beispiel verbindungsprogrammiert sein, um die oben erwähnten Algorithmen laufen zu lassen.
Weiterhin umfasst eine Abwandlung der Erfindung das unabhängige Auslegen jedes Energietauschelements, um eine gezielte Energieübertragung radial über die Vorrichtung vorzusehen. Wie vorstehend erörtert, umfasst eine andere Abwandlung der Erfindung das Vorsehen einer Regelung, um die Impedanz des Luftwegs zu ermitteln, um die von einer Stromversorgung erforderliche Energie zu ermitteln. Die Regelung könnte wiederum wie vorstehend erläutert auch verwendet werden, um die Größe des Luftwegs zu ermitteln, in dem die Vorrichtung positioniert ist.
Die Behandlung eines Luftwegs mit der Behandlungsvorrichtung kann das Platzieren eines Visualisierungssystems, beispielsweise eines Endoskops oder Bronchoskops, in den Luftwegen umfassen. Die Behandlungsvorrichtung wird dann durch oder neben dem Bronchoskop oder Endoskop eingeführt, während die Luftwege visuell dargestellt werden. Alternativ kann das Visualisierungssystem unter Verwendung von Faseroptikbildgebung und Objektiven oder einer CCD und einem Objektiv, die am distalen Teil der Behandlungsvorrichtung angeordnet sind, direkt in die Behandlungsvorrichtung eingebaut werden. Die Behandlungsvorrichtung kann auch mit Hilfe radiographischer Visualisierung wie Fluoroskopie oder anderer externer Visualisierungsmittel positioniert werden. Die Behandlungsvorrichtung, die mit einem distalen Ende in einem zu behandelnden Luftweg positioniert wurde, wird eingeschaltet, so dass Energie in einem erwünschten Muster und einer erwünschten Intensität auf das Gewebe der Luftwegwände ausgeübt wird. Das distale Ende der Behandlungsvorrichtung kann in einer gleichmäßigen, anstrichartigen Bewegung durch den Luftweg bewegt werden, um die gesamte Länge eines zu behandelnden Luftwegs der Energie auszusetzen. Die Behandlungsvorrichtung kann ein oder mehrere Male axial entlang des Luftwegs geführt werden, um eine angemessene Behandlung zu verwirklichen. Die verwendete „anstrichartige" Bewegung, um die gesamte Länge eines Luftwegs der Energie auszusetzen, kann durch Bewegen der gesamten Behandlungsvorrichtung von dem proximalen Ende entweder manuell oder durch einen Motor ausgeführt werden. Alternativ können Segmente, Streifen, Ringe oder andere Behandlungsmuster verwendet werden.
Nach einer Abwandlung der Erfindung wird die Energie zu oder von einer Luftwegwand in dem Öffnungsbereich des Luftwegs übertragen, vorzugsweise innerhalb einer Länge von in etwa dem zweifachen des Luftwegdurchmessers oder weniger, und auf Wandbereiche der Luftwege distal von Gabelungen und Seitenzweigen, vorzugsweise innerhalb eines Abstands von in etwa dem Zweifachen des Luftwegdurchmessers oder weniger. Die Erfindung kann auch zur Behandlung langer Segmente eines nicht gegabelten Luftwegs verwendet werden.
Die Vorrichtung kann in eine. Lunge vorbewegt werden, um die Lunge zu behandeln, um zumindest die Fähigkeit der Lunge zu mindern, mindestens ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen. Es wird erwogen, dass die Behandlung alle Symptome reversibler obstruktiver Erkrankung mindern kann. Alternativ kann die Behandlung gewählt werden, um bestimmte Symptome der Erkrankung anzugehen. Es ist auch beabsichtigt, dass die Behandlung der Lunge die Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung ausreichend mindern kann, so dass der Patienten genauso wie Nichtkranke leben kann. Alternativ kann die Behandlung solcher Art sein, dass die Symptome gemindert werden, um dem Patienten ein einfacheres Zurechtkommen mit der Erkrankung zu ermöglichen. Es ist auch beabsichtigt, dass die Wirkungen der Behandlung entweder langfristig oder kurzfristig sind, wobei zur Unterbindung der Symptome die Behandlung wiederholt werden muss.
Die hierin beschriebenen Verfahren können ausgeführt werden, während die Lunge natürliche Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung durchmacht. Ein solches Beispiel ist der Fall einer einen Asthmaanfall oder eine akute Verschlechterung von Asthma oder COPD durchmachenden Person, die sich der Behandlung unterzieht, um die Atemfähigkeit der Person zu verbessern. In einem solchen Fall versucht die als „Rettung" bezeichnete Behandlung, dem Patienten unmittelbare Linderung zu bieten.
Das Verfahren kann auch die Schritte des Auffindens eines oder mehrerer Behandlungsorte in einem Luftweg der Lunge, das Wählen eines der Behandlungsorte aus dem Auffindungsschritt und das Behandeln mindestens eines der gewählten Behandlungsorte umfassen. Wie vorstehend erwähnt können diese Schritte, müssen aber nicht unbedingt ausgeführt werden, während die Lunge Symptome einer reversiblen obstruktiven Lungenerkrankung durchmacht.
Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des Stimulierens der Lunge, um mindestens ein künstlich induziertes Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, umfassen. Die Stimulierung der Lunge würde zum Beispiel vorzugsweise den Widerstand gegenüber Luftströmung in der Lunge erhöhen, die Luftwege in der Lunge einengen, Luftweggewebe entzünden/reizen, Ödeme verstärken und/oder die den Luftweg verstopfende Schleimmenge vergrößern. Die Stimulierung der Lunge kann an einem beliebigen Punkt während des Ablaufs oder vor dem Ablauf erfolgen. Die Lunge kann zum Beispiel vor oder nach dem Schritt des Auffindens eines Behandlungsorts stimuliert werden. Wenn die Lunge vor dem Schritt des Auffindens eines Behandlungsorts stimuliert wird, kann die Reaktion des stimulierten Gewebes in der Lunge bei der Ermittlung nützlich sein, welche Stellen als Behandlungsorte zu wählen sind. Das Lungengewebe bzw. das Luftweggewebe können durch eine Vielzahl von Verfahren stimuliert werden, einschließlich aber nicht ausschließlich durch pharmakologische Stimulierung (z.B. Histamin, Methacholin oder andere Bronchien verengenden Substanzen, etc,), elektrische Stimulierung, mechanische Stimulierung oder andere Reize, die obstruktive Lungensymptome hervorrufen können. Die elektrische Stimulierung kann zum Beispiel umfassen, dass das Luftweggewebe einer elektrischen Feldstimulierung ausgesetzt wird. Ein Beispiel solcher Parameter umfasst 15 VDC, 0,5 ms Impulse, 0,5–16 Hz und 70 VDC, 2–3 ms Impulse, 20 HZ.
Der oben beschriebene Schritt des Auffindens kann mit Hilfe eines nicht invasiven Bildgebungsverfahrens ausgeführt werden, einschließlich aber nicht ausschließlich Bronchogramm, Magnetresonanzbildgebung, Computertomographie, Radiographie (z.B. Röntgen) und Ventilation-Perfusion-Scans.
Das Verfahren umfasst weiterhin die Schritte des Testens der Lunge auf mindestens einen Vorbehandlungs-Lungenfunktionswert vor der Behandlung der Lunge mit der Vorrichtung. Nach Behandlung der Lunge wir die Lunge auf mindestens einen Nachbehandlungs-Lungenfunktionswert erneut getestet. Natürlich können die beiden Lungenfunktionswerte verglichen werden, um die Wirkung der Behandlung abzuschätzen. Das Verfahren kann auch das Behandeln weiterer Orte in der Lunge nach dem erneuten Testschritt umfassen, um mindestens die Wirkung des mindestens einen Symptoms reversibler obstrsiktiver Lungenerkrankung zu verringern. Das Verfahren kann auch das Stimulieren der Lunge umfassen, um mindestens ein künstlich induziertes Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen. Wie vorstehend erwähnt kann die Stimulierung der Lunge an jedem Punkt während oder vor dem Ablauf erfolgen. Zum Beispiel kann die Stimulierung der Lunge vor dem Schritt des Testens der Lunge auf Vorbehandlungs-Lungenwerte erfolgen. In diesem Fall wären die Werte für die Lungenfunktionswerte einer Lunge bestimmend, die Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung durchmacht. Dementsprechend besteht die Aufgabe darin, die Lunge zu behandeln, bis akzeptable Lungenfunktionswerte erreicht sind. Ein Vorteil einer solchen Vorgehensweise ist, dass sich die Wirkung der Behandlung beim Patienten besser beobachten lässt als in der Situation, da ein zuvor behandelter Patient auf einen Anfall reversibler obstruktiver Lungenerkrankung warten muss, um die Wirksamkeit der Behandlung zu ermitteln.
Die Lungenfunktionswerte sind auf dem Gebiet bekannt. Das Folgende ist ein Beispiel für Lungenfunktionswerte, die verwendet werden können. Andere Lungenfunktionswerte oder Kombinationen derselben sollen in den Schutzumfang dieser Erfindung fallen. Die Werte umfassen FEV (forciertes expiratorisches Volumen), FVC (forcierte Vitalkapazität), FEF (forcierter expiratorischer Fluss), Vmax (maximaler Fluss), PEFR (Spitzenfluss), FRC (funktionelle Residualkapazität), RV (Residualvolumen), TLC (Totalkapazität), sind aber nicht hierauf beschränkt.
FEV misst das Volumen der über einen vorbestimmten Zeitraum durch forciertes Ausatmen unmittelbar nach vollständigem Einatmen ausgeatmeten Luft. FVC misst das Gesamtvolumen unmittelbar nach vollständiger Einatmung ausgeatmeter Luft. Der forcierte expiratorische Fluss misst das Volumen der während einer FVC ausgeatmeten Luft dividiert durch die Zeit in Sekunden. Vmax ist der maximale Fluss gemessen während FVC. PEFR misst die maximale Flussrate während einer forcierten Ausatmung beginnend ab voller Einatmung. RV ist das in der Lunge nach vollständiger Ausatmung verbleibende Luftvolumen.
Der oben beschriebene Auffindungsschritt kann auch das Identifizieren von Behandlungsorten in dem Luftweg umfassen, die für ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung anfällig sind. Die Symptome können zum Beispiel Luftwegentzündung, Luftwegverengung, übermäßige Schleimsekretion oder ein anderes asthmatisches Symptom umfassen, sind aber nicht hierauf beschränkt. Das Stimulieren der Lunge, um Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, kann beim Identifizieren idealer Behandlungsorte helfen.
Wie vorstehend erwähnt können die Verfahren der Verwendung der Vorrichtungen das Stimulieren der Lunge umfassen, um zumindest ein künstlich induziertes Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, und können weiterhin den Schritt des Auswertens des Ergebnisses der Stimulierung der Lunge umfassen. Der Auswertungsschritt kann zum Beispiel das visuelle Auswerten der Wirkung des Stimulierungsschritts auf den Luftweg mit Hilfe eines Bronchoskops mit einem Visualisierungssystem oder durch nicht invasive Bildgebungsverfahren, wie sie hierin beschrieben werden, umfassen. Der Auswertungsschritt kann das Messen von Druckänderungen im Luftweg vor und nach dem Stimulierungsschritt umfassen. Der Druck kann global gemessen werden (z.B. in der gesamten Lunge) oder lokal (z.B. in einem bestimmten Abschnitt der Lunge, beispielsweise in einem Luftweg oder Sacculus alveolaris). Ferner kann der Auswertungsschritt das Messen der elektrischen Eigenschaften des Gewebes vor und nach dem Stimulierungsschritt umfassen. Das Verfahren kann auch das Auswerten der Ergebnisse des Stimulierungsschritts durch Kombinieren eines der zuvor erwähnten Verfahren umfassen. Ferner kann das Verfahren weiterhin den Schritt des Auswählens mindestens eines Behandlungsparameters anhand der Ergebnisse des Auswertungsschritts umfassen. Solche Behandlungsparameter können die Dauer der Behandlung, die Intensität der Behandlung, die Temperatur, die Menge behandelten Gewebes, die Behandlungstiefe, etc. umfassen, sind aber nicht hierauf beschränkt.
Das Verfahren kann auch den Schritt des Ermittelns der Wirkung der Behandlung durch visuelles Beobachten von Lunge, Luftweg oder anderem solchen Gewebe auf ein Ausbleichen des Gewebes hin enthalten. Der Begriff „Ausbleichen" soll jede physikalische Änderung des Gewebes beinhalten, die für gewöhnlich, aber nicht unbedingt mit einer Änderung der Farbe des Gewebes einhergeht. Ein Beispiel eines solchen Ausbleichens ist, wenn das Gewebe nach der Energieausübungsbehandlung eine weißliche Farbe annimmt.
Das Verfahren kann auch den Schritt des Überwachens der Impedanz über einem behandelten Gewebebereich in der Lunge umfassen. Das Messen der Impedanz kann bei monopolaren oder bipolaren Energiezufuhrvorrichtungen ausgeführt werden. Zusätzlich kann die Impedanz an mehr als einer Stelle in den Lungen überwacht werden. Das Messen der Impedanz kann, muss aber nicht unbedingt durch die gleichen Elektroden ausgeführt werden, die zur Verabreichung der Energiebehandlung des Gewebes verwendet werden. Weiterhin umfasst das Verfahren das Anpassen der Behandlungsparameter beruhend auf der Überwachung der Impedanzänderung nach dem Behandlungsschritt. Wenn zum Beispiel die Energiebehandlung die Eigenschaften des behandelten Gewebes beeinflusst, kann das Messen von Impedanzänderungen Informationen liefern, die beim Anpassen von Behandlungsparametern zum Erhalt eines erwünschten Ergebnisses nützlich sind.
Das Verfahren umfasst das Vorbewegen der Behandlungsvorrichtung in die Lunge und das Behandeln des Lungengewebes, um zumindest die Fähigkeit der Lunge zu reduzieren, mindestens ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, wobei es weiterhin den Schritt des submukösen Erfassens der Behandlung des Lungengewebes umfasst. Das submuköse Erfassen kann invasiv sein, zum Beispiel bei Verwenden einer zur Überwachung von Temperatur, Impedanz und/oder Blutfluss ausgestatteten Sonde. Oder das submuköse Erfassen kann nicht invasiv sein, zum Beispiel bei Infrarot-Erfassung.
Das Verfahren kann auch das Verwenden der Behandlungsvorrichtung zur Abscheidung radioaktiver Substanzen an ausgewählten Behandlungsorten in der Lunge umfassen. Die radioaktiven Substanzen, einschließlich aber nicht ausschließlich Iridium (z.B. ¹⁹²Ir.) behandeln das Lungengewebe im Laufe der Zeit oder sehen Behandlung bei Abscheidung vor.
Das Verfahren umfasst auch das Abkratzen von Epithelgewebe von der Wand eines Luftwegs in der Lunge vor dem Vorbewegen einer Behandlungsvorrichtung in die Lunge zur Behandlung des Lungengewebes. Die Entfernung des Epithelgewebes ermöglicht es der Vorrichtung, die Wände eines Luftwegs wirksamer zu behandeln. Das Verfahren umfasst weiterhin nach der Behandlung der Luftwegwand durch die Vorrichtung den Schritt des Abscheidens einer Substanz auf der abgekratzten Wand des Luftwegs. Die Substanz kann Epithelgewebe, Collagen, Wachstumsfaktoren oder ein anderes biokompatibles Gewebe bzw. Substanz umfassen, die Heilung fördert, Infektion verhindert und/oder zur Beseitigung von Schleim beiträgt. Alternativ kann das Verfahren den Vorgang des Abkratzens von Epithelgewebe zur Induzierung der erwünschten Reaktion umfassen.
Das Verfahren umfasst das Verwenden der Vorrichtung zur Vorbehandlung der Lunge, um vor dem Behandlungsschritt mindestens die Fähigkeit der Lunge zu reduzieren, mindestens ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen. Mindestens einer der Parameter des Vorbehandlungsschritts kann sich von einem der Parameter des Behandlungsschritts unterscheiden. Diese Parameter können Zeit, Temperatur, Gewebemenge, über der eine Behandlung ausgeübt wird, ausgeübte Energiemenge, Behandlungstiefe, etc. umfassen.
Das Verfahren kann auch das Vorbewegen der Behandlungsvorrichtung in die Lunge und das Behandeln des Lungengewebes in separaten Stufen umfassen. Einer der Vorteile des Teilens des Behandlungsschritts in separate Stufen ist, dass die Heillast des Patienten gemindert wird. Das Unterteilen des Behandlungsschritts kann durch Behandeln verschiedener Bereiche der Lunge zu verschiedenen Zeiten verwirklicht werden. Oder die Gesamtzahl an Behandlungsorten kann in mehrere Gruppen von Behandlungsorten unterteilt werden, wobei jede Gruppe von Behandlungsorten zu einem anderen Zeitpunkt behandelt wird. Die Zeitdauer zwischen den Behandlungen kann so gewählt werden, dass die den Lungen auferlegte Heillast minimiert wird.
Das Verfahren kann auch das Vorbewegen der Vorrichtung in die Lunge, das Behandeln der Lunge mit der Vorrichtung und das Erfassen der Bewegung der Lunge zur Neupositionierung der Behandlungsvorrichtung als Reaktion auf die Bewegung umfassen. Dieser Erfassungsschritt berücksichtigt die Hubbewegung der Lunge während Atmungszyklen oder andere Bewegung. Eine Berücksichtigung der Hubbewegung ermöglicht eine verbesserte Genauigkeit beim Neupositionieren der Vorrichtung an einem erwünschten Ziel.
Das Verfahren kann auch den weiteren Schritt des Senkens oder Stabilisierens der Temperatur des Lungengewebes nahe einem Behandlungsort umfassen. Dies wird zum Beispiel durch Injektion eines kalten Fluids in das Lungenparenchym oder in den zu behandelnden Luftweg verwirklicht, wobei der Luftweg proximal oder distal des Behandlungsorts ist oder an diesem außen anliegt. Das Fluid kann sterile normale Kochsalzlösung oder ein anderes biokompatibles Fluid sein. Das Fluid kann in Behandlungsbereiche in der Lunge injiziert werden, während andere Bereiche der Lunge normal mit Gas ventiliert werden. Oder das Fluid kann sauerstoffbeladen werden, um die Notwendigkeit einer abwechselnden Ventilation der Lunge zu vermeiden. Bei Erreichen der erwünschten Reduzierung oder Stabilisierung der Temperatur wird das Fluid aus der Lunge entfernt. Wenn ein Gas verwendet wird, um die Temperatur zu senken, kann das Gas aus der Lunge entfernt werden oder es kann auf natürliche Weise ausgeatmet werden. Ein Vorteil bei der Senkung oder Stabilisierung der Temperatur der Lunge kann die Verhinderung übermäßiger Gewebezerstörung oder die Verhinderung der Zerstörung bestimmter Gewebearten, beispielsweise des Epithels, oder die Minderung der systemischen Heillast der Patientenlunge sein.
Ferner wird der zusätzliche Schritt des Vorsehens einer Therapie erwogen, um die Wirkungen reversibler obstruktiver Lungenerkrankung weiter zu mindern, oder welche den Heilungsprozess nach dieser Behandlung unterstützt. Einige Therapiebeispiele umfassen medikamentöse Therapie, Bewegungstherapie und Atemtherapie. Die Verwendung der Vorrichtung kann mit dem Anbieten von Schulung zu Bewältigungsstrategien für reversible obstruktive Lungenerkrankung, um die Wirkungen der Erkrankung weiter zu mindern, kombiniert werden. Diese Strategien können zum Beispiel Anleitungen zu Änderungen der Lebensweise, Selbstüberwachungsverfahren zur Beurteilung des Krankheitszustands und/oder Schulung zur Befolgung der medikamentösen Behandlung sein.
Es kann Ereignisse geben, bei denen es nötig ist, die Wirkungen der hierin beschriebenen Behandlung rückgängig zu machen. Demgemäß umfassen die oben beschriebenen Verfahren weiterhin ein Verfahren für das Rückgängigmachen einer Behandlung zur Reduzierung der Fähigkeit der Lunge, mindestens ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, wobei es den Schritt des Stimulierens von Neuwachstum des glatten Muskelgewebes umfasst. Die erneute Stimulierung des Muskels kann durch die Verwendung von Elektrostimulierung, Trainieren des Muskels und/oder medikamentöse Therapie verwirklicht werden.
Das Verfahren kann weiterhin das Beurteilen von Personen mit reversibler obstruktiver Lungenerkrankung oder einem Symptom davon als Kandidat für einen Eingriff zur Reduzierung der Fähigkeit der Lunge der Person, mindestens ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, umfassen. Das Verfahren kann die Schritte der Beurteilung des Lungenzustands der Person, das Vergleichen des Lungenzustands mit einem entsprechenden vorab bestimmten Zustand und das Bewerten der Person als Kandidat beruhend auf dem Vergleich umfassen.
Bei der Bewertung des Lungenzustands kann das Verfahren die Schritte des Ausführens von Lungenfunktionstests an der Person umfassen, um einen Lungenfunktionswert zu erhalten, der mit einem vorab bestimmten Wert verglichen wird. Beispiele vorbestimmter Werte finden sich oben.
Das Verfahren der Beurteilung kann weiterhin den Schritt des Ermittelns umfassen, wie das Gewebe der Person auf eine Behandlung reagieren wird, was das Anpassen der Behandlung an die erwartete Gewebereaktion ermöglicht.
Das Verfahren der Beurteilung kann weiterhin den Schritt des Lungenfunktionstestens mit Hilfe eines Gases, eines Gasgemisches oder einer Zusammensetzung aus mehreren Gasgemischen zur Ventilation der Lunge umfassen. Der Unterschied der Eigenschaften der Gase kann beim Lungenfunktionstest hilfreich sein. Ein Vergleich eines oder mehrerer Lungenfunktionstestwerte, die erhalten werden, wenn der Patient Gasgemische verschiedener Dichten atmet, kann zum Beispiel die Diagnose der Lungenfunktion unterstützen. Beispiele für solche Gemische sind Luft, bei Standatmosphärenbedingungen, und ein Gemisch aus Helium und Sauerstoff. Zusätzliche Beispiele von Lungentests umfassen Tests, die die Fähigkeit und Gleichmäßigkeit der Ventilation bei Diffusion von speziellen Gasgemischen messen. Andere Beispiele von Gasen, die in den beschriebenen Tests verwendet werden, umfassen Stickstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und eine Reihe von Edelgasen.
Das Verfahren kann auch den Schritt des Stimulierens der Lunge umfassen, um mindestens ein künstlich induziertes Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen. Das Stimulieren der Symptome der Erkrankung bei einer Person ermöglicht das Beurteilen der Person, da die Person dadurch die Symptome erlebt, was eine entsprechende Anpassung der Behandlung ermöglicht.
Das Verfahren der Beurteilung kann auch den Schritt des Erhaltens klinischer Informationen von der Person und das Berücksichtigen der klinischen Informationen bei der Behandlung umfassen.
Das Verfahren kann weiterhin die Auswahl eines Patienten für die Behandlung anhand einer Klassifizierung des Untertyps der Erkrankung des Patienten umfassen. Bei Asthma gibt es zum Beispiel eine Reihe von Möglichkeiten, den Erkrankungszustand zu klassifizieren. Ein solches Verfahren ist die Beurteilung der Schwere der Erkrankung. Ein Beispiel eines Klassifizierungsschemas nach Schwere findet sich in den NHLBI Expert Panel 2 Guidelines for the Diagnosis and Treatment of Asthma. Ein anderes Auswahlverfahren kann das Wählen eines Patienten nach Art des Auslösers, der die Verschlechterung induziert, beinhalten. Solche Auslöser können durch Vergleichen von allergischen gegenüber nicht allergischen Auslösern weiter klassifiziert werden. Ein belastungsinduzierter Bronchospasmus ist beispielsweise ein Beispiel für einen nicht allergischen Auslöser. Der allergische Untertyp kann nach spezifischen Auslösern (z.B. Milben, Tierschuppen, etc.) weiter klassifiziert werden. Eine andere Klassifizierung des allergischen Untertyps kann nach charakteristischen Merkmalen der Immunsystemreaktion erfolgen, beispielsweise den IgE-Werten (eine Klasse von Antikörpern, die bei allergischen Reaktionen mitwirken, auch als Immunglobulin bezeichnet). Eine noch weitere Klassifizierung von allergischen Untertypen kann nach Expression von Genen erfolgen, die bestimmte Interleukine steuern (z.B. IL-4, IL-5, etc.), die nachweislich eine wichtige Rolle bei bestimmten Arten von Asthma spielen.
Das Verfahren kann weiterhin das Ermitteln der Beendigung des Vorgangs und der Wirksamkeit der Reduzierung der Fähigkeit der Lunge, mindestens ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, umfassen. Dies könnte das Beurteilen des Lungenzustands der Person, das Vergleichen des Lungenzustands mit einem entsprechenden vorbestimmten Zustand und das Bewerten der Wirksamkeit des Vorgehens anhand des Vergleichs umfassen. Das Verfahren kann auch die Schritte der Ausführung von Lungenfunktionstests an Personen, um mindestens Lungenfunktionswert zu erhalten, das Behandeln der Lunge, um mindestens die Fähigkeit der Lunge zu reduzieren, mindestens ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, das Vornehmen von Lungenfunktionstests an der Person nach der Behandlung, um mindestens einen Nachbehandlungs-Lungenfunktionswert zu erhalten, und das Vergleichen der beiden Werte umfassen.
Diese Abwandlung des Verfahrens umfasst das Erhalten klinischer Informationen, das Beurteilen der klinischen Informationen mit den Testergebnissen, um die Wirksamkeit des Vorgehens zu ermitteln. Die Abwandlung kann auch das Stimulieren der Lunge, um ein Symptom reversibler obstruktiver Lungenerkrankung zu erzeugen, das Beurteilen des Lungenzustands des Patienten, dann das Wiederholen der Stimulierung vor der Lungentherapie nach dem Vorgehen umfassen. Diese Schritte ermöglichen den Vergleich der Funktion der Lunge, wenn diese Symptome reversibler obstruktiver Lungenerkrankung durchmacht, vor und nach der Behandlung, wodurch eine Beurteilung der verbesserten Leistungsfähigkeit während eines Anfalls der Erkrankung möglich wird.
Weitere Einzelheiten bezüglich der Verwendung oder anderer Abwandlungen der hierin beschriebenen Einrichtung können dem technischen Hintergrund entnommen werden, der Teil der vorliegenden Erfindung bilden soll. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Erfindung beschrieben und spezifische Beispiele der Erfindung dargestellt wurden, um ein korrektes Verständnis der Erfindung zu vermitteln. Die Verwendung dieser Beispiele soll die Erfindung in keiner Weise einschränken. Sofern es Abwandlungen der Erfindung gibt, die in den Schutzumfang der Offenbarung fallen und gleichwertig zu den in den Ansprüchen gefundenen Merkmalen sind, ist es ferner beabsichtigt, dass die Ansprüche auch diese Abwandlungen einschließen. Alle Entsprechungen gelten als in den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung liegend, selbst solche, die hier eventuell allein der Kürze halber nicht dargelegt wurden. Ferner können die hierin beschriebenen verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung abgewandelt und/oder in Kombination mit diesen anderen Ausgestaltungen, die ebenfalls entweder ausdrücklich oder inhärent als Teil der Erfindung beschrieben wurden, verwendet werden, um andere vorteilhafte Abwandlungen zu bilden, die als Teil der Erfindung gelten, die durch die nachfolgenden Ansprüche abgedeckt wird.
Die hierin beschriebene Erfindung schließt ausdrücklich die folgenden gleichzeitig angemeldeten Anmeldungen durch deren Erwähnung in ihrer Gesamtheit ein: U.S. Anmeldung 09/095,323; U.S. Patentanmeldungen: 09/095,323 – Methods and Apparatus for Treating Smooth Muscles in the Walls of Body Conduits; 09/349,715 – Method of Increasing Gas Exchange of a Lung; und 09/296,040 – Devices for Modification of Airways by Transfer of Energy; 09/436,455 Devices for Modification of Airways by Transfer of Energy.

Claims

Vorrichtung (304) für das Zuführen von Energie zu einer Wand eines Luftwegs in einer menschlichen Lunge, wobei die Vorrichtung umfasst: einen biegsamen, lang gestreckten Körper (102) mit einem proximalen Teil, einem distalen Teil, einem distalen Ende (114) und mindestens einem sich dazwischen erstreckenden Lumen; ein Platzierungselement (116, 122, 212, 236), wobei das Platzierungselement einen sich von dem proximalen Teil des lang gestreckten Körpers und durch das mindestens eine Lumen erstreckenden und an einer distalen Spitze (118, 208, 222, 234) endenden elektrisch leitenden Draht umfasst, wobei die distale Spitze distal zum distalen Ende des lang gestreckten Körpers ist; einen ausweitbaren Korb (104), wobei der ausweitbare Korb mehrere Elektrodenbeine (106, 240) aufweist, jedes der Elektrodenbeine ein mit dem distalen Teil des lang gestreckten Körpers an einer proximalen Verbindung verbundenes erstes Ende und ein mit dem Platzierungselement an einer distalen Verbindung verbundenes zweites Ende aufweist, die distale Verbindung den Draht (116) mit jedem der Elektrodenbeine benachbart zur distalen Spitze elektrisch verbindet, jedes der mehreren Elektrodenbeine mindestens einen energie-isolierten Bereich (134, 410) und einen energieaktiven Bereich (132, 136, 138, 238, 420) aufweist; und mindestens ein mit dem ausweitbaren Korb verbundenes Temperaturerfassungselement (137).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperaturerfassungselement ein Thermoelement (137) mit einer ersten Zuleitung (139) und einer zweiten Zuleitung (139) ist, welche separat mit dem aktiven Bereich (420) gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Bereich (420) mitten zwischen dem ersten und dem zweiten Ende jedes der Elektrodenbeine liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zuleitung und die zweite Zuleitung (139) separat mit einer nach innen weisenden Fläche des aktiven Bereichs (420) gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine von erster Zuleitung (139) und zweiter Zuleitung (139) folienförmig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine von erster Zuleitung und zweiter Zuleitung (139) eine Dünnschicht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zuleitung und die zweite Zuleitung Drähte sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zuleitung (139) und die zweite Zuleitung (139) mitten zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende jedes der Elektrodenbeine verbundene Drähte sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht eine äußere Isolierschicht umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Stromversorgung (32) umfasst, die zur Zufuhr von HF-Energie zu jedem der Elektrodenbeine (106, 240) ausgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (32) so ausgelegt ist, dass sie die zugeführte Energiemenge so anpasst, dass eine festgelegte Temperatur gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (32) so ausgelegt ist, dass sie die Zufuhr von Energie beendet, wenn eine vorbestimmte Temperaturänderung nicht binnen einer vorbestimmten Zeit ab Beginn der Energiezufuhr erfasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Temperaturänderung mindestens etwa 10 Grad Celsius beträgt und die vorbestimmte Zeit etwa 1 Sekunde beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Temperaturänderung positiv ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Temperaturänderung negativ ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (32) so ausgelegt ist, dass sie die Zufuhr von Energie beendet, wenn mindestens ein Temperaturerfassungselement eine vorbestimmte Höchsttemperatur detektiert.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (32) so ausgelegt ist, dass sie Energie bei der festgelegten Temperatur bis zu einer vorbestimmten maximalen Zeitdauer pro Stelle zuführt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (32) so ausgelegt ist, dass sie modulierte HF-Energie zuführt, wobei die modulierte HF-Energie durch eine HF-Leistungswellenform und eine Modulationswellenform gekennzeichnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationswellenform eine sich wiederholende Folge von Pulsen bestehend aus Quadratpulsen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationswellenform sinusförmig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Leistungswellenform konstante Leistung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Höchsttemperatur 75°C ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Leistungswellenform so angepasst wird, dass eine festgelegte Temperatur gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (32) so ausgelegt ist, dass sie die Geschwindigkeit der Temperaturänderung misst, wobei sie eine gemessene Geschwindigkeit bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (32) die Zufuhr von HF-Energie beendet, wenn die gemessene Geschwindigkeit nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (32) einen Mikroprozessor umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturerfassungselement eine inhärente Verbindung mit dem aktiven Bereich bildet. 0