KR20110124352A - 리드 조립체 및 리드 조립체를 구성하는 방법 - Google Patents

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Abstract

MRI 적합성 전극 회로 구조체가 제공된다. 이 구조체는 전극 와이어로부터 구성된 적어도 2개의 필터 부품을 포함한다. 하나의 필터 부품은 와이어 상의 RF 유도 전류가 전극을 통해 와이어를 나오는 것을 효과적으로 차단함으로써 불충분한 감쇠의 문제를 해결하는 전극/와이어 계면에 또는 그 부근의 공진 LC 필터일 수 있다. 제 2 필터 부품은 공진 LC 필터에 도달하기 전에 와이어 상에 유도된 전류를 상당히 감쇠시킴으로써 공진 LC 필터의 과잉의 가열 문제를 해결하는 전극 와이어의 길이를 따라 위치된 하나 이상의 비공진 필터(들)를 포함할 수 있다. 비공진 필터(들)는 또한 공진 LC 필터로부터 반사된 RF 전류를 감쇠시킬 수 있어, 이에 의해 공진 필터로부터의 강한 반사된 파워 및 관련된 유전성 가열의 문제를 해결한다.

Description

리드 조립체 및 리드 조립체를 구성하는 방법{MRI COMPATIBLE ELECTRODE CIRCUIT}
본 발명은 자기 공명 영상(MRI) 환경에서 사용되는 조직 접촉 전극을 갖는 의료 디바이스에 관한 것으로서, 특히 MRI 스캐닝 중에 이러한 디바이스에 인가된 전자기장을 감쇠하기 위한 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
MRI는 진단적 영상 양식으로서, 그리고 증가적으로는 중재적 영상 양식으로서 명성을 성취하고 있다. X-레이와 같은 다른 영상 양식에 비한 MRI의 주요 이득은 우수한 연조직 영상을 포함하고 X-레이에 의해 생성된 이온화 방사선으로의 환자 노출을 회피한다. MRI의 우수한 연조직 영상 능력은 진단 영상에 대해 큰 임상적 이득을 제공하여 왔다. 유사하게, 유도를 위해 X-레이 영상을 전통적으로 사용하고 있는 중재적 절차는 MRI의 연조직 영상 능력으로부터 상당히 이득을 얻는 입장이다. 게다가, 전통적인 X-레이 유도된 중재적 절차와 관련된 이온화 방사선으로의 상당한 환자 노출은 MRI 유도에 의해 배제된다.
MRI는 환자 해부학 구조를 영상화하기 위해 3개의 필드, 즉 대형 정전 자기장, 시간 가변 자기 구배 필드 및 무선 주파수(RF) 전자기장을 사용한다. 정전 자기장 및 시간 가변 자기 구배 필드는 정전 자기장과의 양자 정렬을 설정하기 위해 제휴하여 동작하고 또한 환자 내의 양자 스핀 주파수(공진 주파수)에 공간적으로 의존한다. 공진 주파수에서 인가된 RF 필드는 초기 정렬을 방해하여, 양자가 이들의 초기 정렬로 재차 이완될 때 이완 이벤트로부터 방출된 RF가 이미지를 생성하도록 검출되어 프로세싱될 수 있게 된다.
MRI와 관련된 3개의 필드의 각각은 의료 디바이스가 환자 조직에 외부적으로 또는 내부적으로 접촉하거나 근접할 때 환자에 안전 위험을 제시한다. 일 중요한 안전 위험은 MRI 스캐너의 RF 필드와 의료 디바이스, 특히 페이스메이커 및 삽입형 제세동기(ICD) 리드 내의 전극 와이어, 가이드와이어 및 카테터와 같은 조직 접촉 전극을 갖는 세장형(elongated) 전도성 구조체를 갖는 의료 디바이스 사이의 상호 작용으로부터 발생할 수 있는 가열(RF-유도 가열)이다. 따라서, 더 많은 환자가 삽입형 의료 디바이스가 끼워짐에 따라, 그리고 MRI 진단 영상의 사용이 계속 유행하고 증가함에 따라, MRI 환경에서의 안전 디바이스의 필요성이 증가한다.
다양한 MRI 기술이 중재 절차를 안내하기 위해 X-레이 영상의 대안으로서 개발되고 있다. 예를 들어, 의료 디바이스가 중재 절차 중에 환자의 신체를 통해 전진함에 따라, 그 진행은 디바이스가 타겟 부위로 적절하게 전달될 수 있도록 추적될 수 있다. 일단 타겟 부위에 전달되면, 디바이스 및 환자 조직은 치료 전달을 향상시키기 위해 모니터링될 수 있다. 따라서, 의료 디바이스의 위치를 추적하는 것은 중재 절차에서 유용하다. 예시적인 중재 절차는 부정맥을 진단하기 위한 진단 절차 및 예를 들어 심방 세동 절제, 심실성 빈맥 절제, 심방 조동 절제, 볼프 파킨슨 화이트 증후군(Wolfe Parkinson White Syndrome) 절제, AV 노드 절제, SVT 절제 등과 같은 절제 절차를 포함하는 심장 전기 생리학 절차를 포함한다. MRI를 사용하여 의료 디바이스의 위치를 추적하는 것은 또한 유방, 간 및 전립선 종양 절제와 같은 종양학적 절차와, 자궁 근종 및 비대 전립선 절제와 같은 비뇨기학적 절차에 유용하다.
MRI 환경에서 전극 와이어와 관련된 RF-유도 가열 안전 위험은 RF 필드와 전극 와이어 사이의 결합으로부터 발생한다. 이 경우, 다수의 가열 관련 조건이 존재한다. 일 조건은 전극 와이어가 전극을 통해 조직에 전기적으로 접촉하기 때문에 존재한다. 전극 와이어 내에 유도된 RF 전류는 전극을 통해 조직 내로 전달될 수 있어, 조직 내에 높은 전류 밀도 및 관련 주울 또는 저항 조직 가열을 초래한다. 또한, 전극 와이어 내의 RF 유도 전류는 인접 조직 내의 RF 에너지의 증가된 국부 특정 흡수를 초래할 수 있어, 따라서 조직의 온도를 증가시킨다. 상기 현상은 유전성 가열이라 칭한다. 유전성 가열은 예를 들어 전극이 조직으로부터 절연되거나 어떠한 전극도 존재하지 않는 경우와 같이, 전극 와이어가 조직에 전기적으로 접촉되지 않더라도 발생할 수 있다. 게다가, 전극 와이어 내의 RF 유도 전류는 전극 와이어 자체 내의 저항 가열을 발생시킬 수 있고, 최종적인 열이 환자에 전달될 수 있다. 이러한 경우에, 전극 와이어 내에 존재하는 RF 유도 전류를 감소시키고 주위 조직 내로 전달된 전류를 제한하려고 시도하는 것이 중요하다.
상기 문제점을 해결하려고 시도하기 위한 방법 및 디바이스가 공지되어 있다. 예를 들어, 고임피던스 전극 와이어는 전류의 흐름을 제한하고 RF 유도 전류를 감소시키고, 와이어/전극 계면에 배치된 공진 LC 필터는 전극을 통해 신체 내로 전달되는 전류를 감소시킬 수 있고, 와이어/전극 계면에 배치된 비공진 부품은 또한 신체 내로 전달되는 전류를 감소시킬 수 있고, 공방사성(co-radial) 전극 와이어가 와이어의 길이를 따라 분배된 리액턴스를 제공하여 와이어의 임피던스를 증가시키고 유도 전류의 양을 감소시키는데 사용될 수 있다.
RF 유도 가열을 감소시키기 위한 상기 시도에도 불구하고, 중요한 문제점이 남아 있다. 예를 들어, 고임피던스 전극 와이어는 전극 와이어의 기능성을 제한하고 효과적인 절제, 조율(pacing) 또는 감지를 허용하지 않는다. 와이어/전극 계면에 배치된 공진 LC 필터는 본질적으로 공진 부품 내에 큰 전류 강도를 초래하여 때때로 200℃를 초과하는 필터 자체의 가열을 초래한다. 추가적으로, 와이어/전극 계면에서의 공진 LC 필터는 전극 와이어 상에 유도된 전류의 강한 반사를 초래할 수 있고, 와이어 자체의 온도 상승을 증가시키는 정상파(standing wave)를 초래할 수 있고, 그리고/또는 이후에 잠재적으로 허용 불가능한 레벨로 주위 조직을 가열하는 전극 와이어 부근의 증가된 유전성 가열을 초래하고, 이것이 수용되는 카테터 또는 리드 본체를 용융시킬 수 있다. 비공진 부품 단독으로는 유도 전류를 안전 레벨로 감소시키기 위해 충분한 감쇠를 제공하지 않는다. 추가적으로, 부품은 전도체 단면적이 너무 작은 경우에 온도 상승을 경험할 수 있다. 분배된 리액턴스를 갖는 전극 와이어(즉, 권취된 와이어)는 와이어 상의 유도 전류의 레벨을 감소시킬 수 있지만, 와이어 상에 유도된 전류가 전극을 통해 와이어로부터 나오는 것을 충분히 차단하지 않는다. 따라서, 권취된 와이어가 특정의 짧은 길이 또는 거리에 대해 작용할 수 있지만, 더 긴 길이 또는 거리를 필요로 하는 상황에서, 권취된 와이어는 자체로 전류를 차단하기 위해 충분한 임피던스를 제공하지 않는다.
의료 디바이스, 특히 전극 와이어와 같은 세장형 전도성 구조체를 갖는 것들 내에 RF 유도 가열을 감소시키기 위한 현재의 기술은 부적절하다. 따라서, 새로운 전극 와이어 구조 및 리드 또는 카테터 조립체가 RF 에너지의 불충분한 감쇠의 문제점을 극복하기 위해 필요하다.
본 발명의 목적은 MRI에 의해 의료 디바이스에 유도된 RF 전류를 감쇠시킴으로써 조직의 RF 유도 가열을 감소하기 위한 개량된 디바이스 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 MRI 적합성이고 RF 에너지의 불충분한 감쇠와 같은 현재 기술의 제한을 해결하는 신규한 회로 구성을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 물리적 가요성, 조작성 및 만곡 능력을 유지하는 신규한 회로 구성을 제공하는 것이다.
일 실시예에서, 본 발명은 삽입형 또는 중재 리드 또는 카테터 조립체와 함께 사용되도록 적용된 회로이다. 각각의 회로는 단일 와이어로부터 구성된 복수의 필터 부품을 포함한다.
일 실시예에서, 필터 부품은 2개의 필터 부품을 포함한다. 일 필터 부품은 와이어 상의 RF 유도 전류가 전극을 통해 와이어를 나오는 것을 효과적으로 차단함으로써 불충분한 감쇠의 과제를 해결하는 전극/와이어 인터페이스에 또는 그 부근의 공진 필터일 수 있다. 제 2 필터 부품은 공진 LC 필터에 도달하기 전에 와이어 상에 유도된 전류를 상당히 감쇠시킴으로써 공진 LC 필터의 과잉의 가열 문제를 해결하는 와이어의 길이를 따라 위치된 하나 이상의 비공진 필터(들) 또는 인덕터를 포함할 수 있다. 비공진 필터(들)는 또한 공진 LC 필터로부터 반사된 RF 전류를 감쇠시킬 수 있어, 이에 의해 공진 필터로부터의 강한 반사된 파워 및 관련된 유전성 가열의 문제를 해결한다.
일 실시예에서, 비공진 필터는 디바이스가 여전히 만곡되도록 허용하면서 단일의 필터보다는 더 많은 감쇠를 제공하기 위해 대략 1 cm 이하 이내와 같이 근접하여 배치된 복수의 다수의 인덕터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 근접하여 배치된 다수의 비공진 필터는 분배된 공진을 생성하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 2개의 공방사상으로 권취된 전극 와이어는 분배된 공진을 생성할 수 있다. 대안 실시예에서, 3개 이상의 공방사상으로 권취된 전극 와이어는 분배된 공진을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 추가의 대안 실시예는 전극을 위한 2개 이상의 공방사상으로 권취된 와이어의 사용을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 신규한 전극 회로 구조체는 단일 와이어를 포함할 수 있어, 이에 의해 와이어의 기계적 파괴의 가능성을 감소시키는 접합점의 필요성을 배제한다.
일 실시예에서, 전극 와이어는 예를 들어 1.5 T MRI에 대해 64 MHz와 같은 MR 작동 주파수에서 와이어의 비저항이 와이어의 가열이 최소가 되는 것을 보장하도록 충분히 낮도록 하는 단면적을 갖는다.
일 실시예에서, 전극 회로 및 일체화 부품은 10 프렌치 이하의 카테터로 합체되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 전극 회로는 ICD, 페이스메이커, 신경 자극기 등과 같은 삽입된 의료 디바이스에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 카테터 또는 리드 조립체는 제 1 및 제 2 단부를 갖는 세장형 본체를 포함한다. 세장형 본체는 제 1 및 제 2 회로를 수용하는 루멘을 그 내에 형성한다. 제 1 및 제 2 회로는 각각 그 길이를 따라 분배된 복수의 필터를 형성하는 전극 와이어를 포함한다. 세장형 본체의 원위 단부에 위치된 팁 전극이 제 2 전극 와이어에 결합된다. 세장형 본체는 또한 제 1 단부에 그리고 팁 전극에 근위측에 링 전극을 포함한다. 링 전극은 제 1 와이어에 전기적으로 결합된다. 세장형 본체의 제 2 단부는 신체의 외부 또는 내부에서 전자 제어부에 동작가능하게 결합된다. 일 실시예에서, 제 2 단부는 심장 활동을 감지하기 위한 증폭기, 뿐만 아니라 심장 조직을 자극하기 위한 조율 회로에 부착된다. 제 2 단부는 또한 예를 들어 심장 조직을 절제하기 위해 RF 절제 발생기에 접속될 수 있다. 각각의 전극 와이어에 의해 형성된 일 필터는 와이어 상의 RF 유도 전류가 전극을 통해 와이어를 나오는 것을 효과적으로 차단함으로써 불충분한 감쇠의 문제를 해결하는 전극/와이어 계면에 또는 그 부근의 공진 LC 필터일 수 있다. 각각의 전극 와이어에 의해 형성된 제 2 필터는 공진 LC 필터에 도달하기 전에 와이어 상에 유도된 전류를 감쇠시킴으로써 공진 LC 필터의 과잉의 가열의 과제를 해결하는 세장형 본체의 길이를 따라 위치된 하나 이상의 비공진 필터(들) 또는 인덕터를 포함할 수 있다. 비공진 필터(들)는 또한 공진 LC 필터로부터 반사된 RF 전류를 감쇠시킬 수 있어, 이에 의해 공진 필터 및 관련 유전성 가열로부터 강한 반사된 파워의 문제를 해결할 수 있다.
다른 실시예에서, 리드 조립체는 제 1 및 제 2 단부를 갖는 세장형 본체를 포함한다. 복수의 전극이 세장형 본체의 원위 단부에 위치된다. 복수의 전극은 팁 전극 및 임의의 수의 링 전극을 포함할 수 있고, 또는 복수의 링 전극을 포함할 수 있다. 세장형 본체는 복수의 회로를 수용하는 루멘을 그 내에 더 형성한다. 복수의 회로를 포함하는 각각의 개별 전극 와이어는 복수의 비공진 필터, 또는 그 길이를 따라 분배된 인덕터를 형성한다. 세장형 본체의 제 2 단부는 신체의 외부 또는 내부에서 전자 제어부, 심장 활동을 감지하기 위한 증폭기, RF 절제 발생기 등에 동작가능하게 결합될 수 있다. 복수의 전극 와이어를 포함하는 각각의 개별 회로는 또한 전극/와이어 계면에 또는 그 부근에서 그 원위 단부에서 세장형 본체의 루멘 내에 위치된 공진 LC 필터를 형성한다.
다른 실시예에서, 리드 조립체는 근위 단부 및 원위 단부를 갖는 세장형 본체를 포함하고, 세장형 본체는 그 내에 루멘을 형성한다. 원위 단부는 조직에 접촉하도록 배열되고 구성되고, 근위 단부는 전자 제어부에 동작가능하게 결합된다. 적어도 하나의 전극이 세장형 본체 상에 위치되고, 적어도 하나의 전기 회로가 적어도 하나의 전극과 통신한다. 회로는 세장형 본체 내에 수용되고, 적어도 하나의 비공진 필터 및 적어도 하나의 공진 LC 필터를 형성하는 하나 이상의 전극 와이어를 포함한다. 공진 LC 필터는 전극/와이어 계면에 근접하여 세장형 본체의 원위 단부에 위치된다. 회로는 가요성 또는 강성일 수 있다.
다수의 실시예, 목적, 특징 및 장점이 개시되어 있지만, 본 발명의 또 다른 실시예는 첨부 도면과 함께 취한 이하의 상세한 설명으로부터 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백해질 것이고, 상기 내용은 예시적인 것이고 한정적인 것은 아니다.
본 발명에 의하면, RF 에너지의 불충분한 감쇠의 문제점을 극복할 수 있다.
도 1은 카테터 또는 리드 조립체 내에 수용된 본 발명의 기본 부품을 도시하는 블록 다이어그램.
도 2는 비공진 필터가 전극에 근접한 공진 LC 필터와 이격된 관계로 와이어를 따라 분배되어 있는 본 발명의 실시예를 도시하는 다이어그램.
도 3a는 와이어를 따라 분배된 비공진 필터를 형성하는 MR 적합성 전도성 전극을 포함하고, 각각의 와이어는 전극에 근접한 공진 LC 필터를 형성하는 예시적인 의료 디바이스의 단면도.
도 3b는 도 3a의 공진 LC 필터 및 비공진 필터의 상세도.
도 4a는 리드 조립체의 루멘 내에 위치된 MR 적합성 전극 와이어를 갖는 도 3의 예시적인 의료 디바이스의 개략도.
도 4b는 리드 조립체를 둘러싸는 자켓 내에 매립된 MR 적합성 전극 와이어를 갖는 예시적인 의료 디바이스의 개략도.
도 5는 단일 와이어로부터 형성된 다수의 비공진 인덕터가 함께 그룹화되고 와이어를 따라 분배되고 전극에 근접한 공진 LC 필터를 더 형성하는 본 발명의 실시예를 도시하는 도면.
도 6a는 공방사상으로 권취된 전극 와이어를 도시하는 사시도.
도 6b는 전극에 근접한 공진 LC 필터를 갖는 예시적인 의료 디바이스 내부에 위치된 도 6a의 공방사상으로 권취된 와이어의 개략도.
도 6c는 전극에 근접한 공진 LC 필터를 갖는 예시적인 의료 디바이스의 자켓 내에 매립된 도 6a의 공방사상으로 권취된 와이어의 개략도.
본 발명을 설명하는데 있어서, 카테터를 포함하는 예시적인 리드 조립체를 참조한다. 그러나, 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 본 발명은 임의의 삽입형 의료 디바이스와 함께 사용될 수 있다. 삽입형이라는 것은 심장 페이스메이커, 제세동기 및 신경 자극기와 같이 영구적으로, 또는 중재 절차에서와 같이 예로서 심장 절제 디바이스 등을 포함하는 일시적으로 삽입형인 것을 의미한다. 또한, 예시적인 리드 조립체는 신체의 외부에서 사용될 수 있지만 여전히 피부와 같은 신체 조직과 접촉할 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용될 때, 전극 와이어는 전극과 전기 접촉하는 임의의 전도성 구조체이다. 통상적으로, 전극 와이어는 실제 와이어이지만, 전극 와이어는 또한 회로 기판 트레이스, 전도성 루멘 또는 전기를 전도하는 임의의 재료일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 그 가장 간단한 형태의 리드 조립체(100)를 도시하는 블록 다이어그램이다. 리드 조립체(100)는 대체로 제 1 단부(112) 및 제 2 단부(114)를 갖고 그 내에 루멘(116)을 형성하는 세장형 본체(110)를 포함한다. 전극(118)이 세장형 본체(110)의 제 1 단부(112)에 위치되고, 회로(120)와 전기적으로 통신한다. 루멘(116)은 회로(120)를 수용한다. 회로(120)는 복수의 이격된 필터 부품(124)을 형성하는 적어도 하나의 전극 와이어(122)를 포함한다. 각각의 회로(120)는 단일의 연속적인 길이의 와이어로부터 구성될 수 있다. 대안적으로, 회로(120)는 개별 필터 부품 및 단일 전극 와이어 또는 개별 필터 부품을 연결하는 다중 길이의 비연속 전극 와이어로 구성될 수 있다. 대안적으로, 회로(120)는 필터 부품(124)을 형성하는 하나의 전극 와이어 및 필터 부품(126)을 형성하는 개별 전극 와이어로 구성될 수 있다. 구리, 티타늄, 티타늄 합금, 텅스텐, 금 및 이들의 조합을 포함하는 임의의 비자기 와이어가 본 발명에 따라 회로를 구성하는데 사용될 수 있다. 선택적으로, 전극 와이어(120)는 하나의 와이어로 제조 중에 필터의 형성을 허용하기 위해 열, 화학적 또는 접착제 접합 가능한 것과 같은 접합 가능한 와이어이다. 다중 길이의 와이어가 연결 세그먼트로서 사용되는 경우에, 와이어는 와이어가 이동되지 않는 것을 보장하기 위해 특정 지점에서 길이를 따라 실리콘 내에서 주조되고 그리고/또는 열처리될 수 있다. 대안적으로, 만곡될 때 그 형상을 유지하도록 충분히 강성인 임의의 와이어가 사용될 수 있다. 전극 와이어(120)는 RF 유도 전류가 전극(118)을 통해 리드 조립체를 나오는 것을 효과적으로 차단하기 위해 와이어/전극 계면(128)에 인접하여 위치된 필터 부품(126)을 또한 형성할 수 있다. 와이어의 길이를 따라 분배된 추가의 필터링 부품(124)은 전류가 필터 부품(126)에 도달하기 전에 와이어 자체 상의 유도 전류를 감쇠하여 이에 의해 필터 부품(126)의 과잉 가열을 회피한다. 과잉 가열은 필터의 온도가 디바이스가 접촉하는 조직의 정상 온도보다 대략 2 내지 4도 상승할 때 발생할 수 있다.
바람직하게는, 전극/와이어 계면(128)에서의 필터 부품(126)은 와이어(122) 상의 RF 유도 전류를 효과적으로 차단함으로써 불충분한 감쇠의 문제점을 해결하는 공진 LC 필터이다. 필터 부품(124)은 바람직하게는 전류가 공진 LC 필터에 도달하기 전에 와이어 상에 유도된 전류를 상당히 감쇠함으로써 공진 LC 필터의 과잉의 가열을 처리하는 복수의 비공진 필터 또는 인덕터를 포함한다. 비공진 필터 부품(124)은 또한 공진 LC 필터 부품(126)으로부터 반사된 RF 전류를 감쇠시켜, 이에 의해 공진 LC 필터(126)로부터 강한 반사된 파워를 감쇠시키고 관련 유전성 가열을 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예를 도시하는 개략 다이어그램이다. 리드 조립체(200)는 대체로 제 1 단부(212) 및 제 2 단부(214)를 갖고 그 내에 루멘(216)을 포함하는 세장형 본체(210)를 포함한다. 리드 또는 카테터 조립체(200)는 리드 조립체(200)의 제 1 단부(212)에 위치된 제 1 전극(218)을 포함한다. 제 1 전극(218)은 팁 전극일 수 있다. 대안적으로, 제 1 전극은 링 전극 또는 당 기술 분야의 숙련자들에 공지된 다른 전극일 수 있다. 루멘(216)은 회로(220)를 수용한다. 회로(220)는 복수의 이격된 필터 부품(224)을 형성하는 적어도 하나의 전도성 전극 와이어(222)를 포함한다. 각각의 회로는 구리, 티타늄, 티타늄 합금, 텅스텐, 금 및 이들의 조합과 같은 단일의 연속적인 길이의 비자기 와이어로부터 구성될 수 있다. 대안적으로, 각각의 회로는 다중 길이의 와이어를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예와 같이, 전극 와이어(222)는 하나의 와이어로 제조 중에 필터의 형성을 허용하기 위해 열, 화학 또는 접착제 접합 가능한 것과 같은 접합 가능한 와이어이다. 이는 각각의 필터(224)의 각각의 단부에서 접속점의 필요성을 제거하고, 이에 의해 회로(220)의 기계적 내구성을 향상시키고 그 제조 비용을 저감시킨다. 도시된 실시예에서, 리드 조립체(200)는 와이어/전극 계면(228)에 인접하여 근위측에 위치된 공진 LC 필터(226)를 포함한다. 공진 LC 필터 조립체(226)는 RF 유도 전류가 전극(218)을 통해 리드 조립체(200)를 나오는 것을 효과적으로 차단하도록 적용된다. 공진 LC 필터(226)는 예를 들어 1.5 테슬라 MRI에 대해 대략 64 MHz 또는 3.0 테슬라 MRI에 대해 대략 128 MHz의 관심 MRI RF 주파수에서 높은 임피던스를 생성하기 위해 필터의 유도 및 용량성 특징이 함께 공진하도록 구성됨으로써 RF 유도 전류를 효과적으로 차단한다. 와이어의 길이를 따라 분배된 필터링 부품(224)은 전류가 공진 LC 필터(226)에 도달하기 전에 와이어 자체 상의 유도 전류를 감쇠시키고, 이에 의해 공진 LC 필터(226)의 과잉의 가열을 회피한다. 필터링 부품(224)은 대략 1 미터의 리드 길이에 대해 전체 회로(220)를 따라 적어도 1,000 이상의 오옴의 임피던스를 함께 우선적으로 생성한다. 당 기술 분야의 숙련자들은 리드 길이가 변함에 따라 총 임피던스의 양이 필수적으로 변경된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 각각의 필터링 부품(224)은 대략 45개의 턴을 갖는 전극 와이어(222)에 의해 형성된 인덕터를 포함할 수 있어, 0.045 인치인 인덕터의 내경을 가정하여 8 프렌치 카테터 내에 끼워지도록 치수 설정될 때 대략 150 오옴을 생성한다. 더 적은 턴이 더 큰 직경의 인덕터에 대해 동일한 임피던스를 생성하기 위해 필요하다. 필터링 부품(224)은 불균일하게 이격될 수 있어, 이들 사이의 와이어의 세그먼트가 상이한 공진 주파수를 각각 갖거나 실질적으로 균일하게 된다.
이제, 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 상세한 단면도가 도시되어 있다. 리드 조립체(300)는 자켓(311)에 의해 둘러싸인 세장형 본체(310)를 포함한다. 세장형 본체(310)는 제 1 단부(312) 및 제 2 단부(314)를 포함하고, 그 내에 루멘(316)을 포함한다. 제 2 단부(314)는 환자 신체의 내부 또는 외부에서 전자 제어부에 접속되도록 적용되고, 커넥터(미도시)를 포함할 수 있다. 루멘(316)은 회로(320, 321)를 수용한다. 회로(320, 321)는 리드 조립체(300)의 루멘(316) 내에 위치된 하나의 전도성 전극 와이어(322, 323) 각각을 각각 포함한다. 대안적인 실시예에서, 전도성 전극 와이어(322, 323)는 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이 자켓(311) 내에 매립될 수 있어, 이에 의해 리드 조립체(300)의 전체 직경을 감소시킨다. 각각의 전도성 전극 와이어(322, 323)는 단일 길이의 전도성 와이어를 포함하고, 그 각각은 복수의 이격된 필터 부품(324, 325) 각각을 형성한다. 필터 부품(324, 325)은 전도성 전극 와이어(322, 323)의 길이를 따라 이격된 비공진 필터 또는 인덕터를 포함한다. 전극(319, 318)은 세장형 본체(310)의 제 1 단부(312) 상에 위치되고, 제 1 및 제 2 전도성 와이어(322, 323) 각각에 전기적으로 결합된다. 도시된 실시예에서, 제 1 전극(319)은 링 전극이고, 제 2 전극(318)은 팁 전극이다. 그러나, 전극(318, 319)은 리드 조립체의 분야의 숙련자들에게 공지된 임의의 유형의 전극일 수 있다. 예를 들어, 전극은 단일 팁 전극일 수 있다. 대안적으로, 전극은 하나 또는 일련의 링 전극일 수 있다. 또 대안적으로, 전극은 하우징의 일 측면 상에 배치된 전극일 수 있다. 따라서, 도시된 실시예는 팁 및 링 전극을 포함하는 것으로서 도시되어 있지만, 임의의 상기 전극은 본 발명의 범주 내에 있다.
제 1 및 제 2 전도성 와이어(322, 323)는 서로로부터 전기적으로 절연된다. 제 1 및 제 2 전도성 와이어(322, 323)의 모두는 절연성 또는 비전도성 코팅을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 절연성 코팅은 폴리우레탄, 나일론, 폴리에스테르, 폴리에스테르-아미드, 폴리에스테르-이미드, 폴리에스테르-아미드-이미드 및 이들의 조합과 같은 열 접합 가능 재료이다. 대안적으로, 단지 하나의 와이어만이 절연될 수 있다. 와이어 절연은 전술된 접합 가능한 재료를 포함한다. 게다가, 회로(320, 321)는 도 3b에 가장 양호하게 도시된 바와 같이, 양 전극 와이어(322, 323)가 그 내에 루멘을 형성하는 비전도성 튜브(330) 주위에 권취됨에 따라 더 전기적으로 절연된다. 튜브(330)는 이하에 설명되는 바와 같이, 실리콘 재료, 테플론, 팽창형 테트라플루오로에틸렌(eTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(pTFE) 등으로 형성될 수 있다. 비공진 필터(324, 325) 또는 인덕터를 비전도성 튜브(330) 주위에 권취하는 것은 인덕터 및 공진 LC 회로의 구성을 용이하게 한다. 더욱이, 비전도성 튜브(330)는 유리하게는 세장형 본체 내부에 배치될 때 회로가 가요성 및 조작성을 유지할 수 있게 한다. 유리하게는, 광 파이버 케이블, 관주 루멘, 동축 케이블과 같은 수술 또는 중재 절차에 필요하고 또는 바람직하게 사용되는 다른 품목이 또한 튜브(330)를 통해 통과될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 링 전극(319)은 팁 전극(318)이 링 전극(319)에 원위측에 위치된 상태로 제 1 전도성 와이어(322)에 결합되고, 리드 조립체(300)의 제 1 단부(312)에서 제 2 전도성 와이어(323)에 결합된다. 루멘(316)은 전극 와이어(322, 323) 각각을 포함하는 회로(320, 321)를 수용한다. 대안적으로, 도 4b에 가장 양호하게 도시된 바와 같이, 전극 와이어(322, 323)는 자켓(311) 내에 전체적으로 또는 부분적으로 매립될 수 있다. 전술된 바와 같이, 각각의 전극 와이어(322, 323)는 비공진 필터를 포함하는 복수의 이격된 필터 부품(324, 325)을 형성한다. 이전의 실시예에서와 같이, 각각의 회로는 구리, 티타늄, 티타늄 합금, 텅스텐, 금 및 이들의 조합과 같은 단일의 연속적인 길이의 비자기 와이어로부터 선택적으로 구성되지만, 각각의 회로는 대안적으로 다중 길이의 전극으로부터 구성되거나 또는 개별 길이의 전극 와이어에 의해 접속된 개별 필터 부품을 포함할 수 있다. 모든 필터가 하나의 길이의 와이어로부터 형성되면, 와이어는 이하에 설명되는 바와 같이 하나의 와이어로 제조 중에 필터의 형성을 허용하기 위해 열, 화학 또는 접착제 접합 가능한 것과 같은 접합 가능한 와이어인 것이 중요하다.
이제 도 3b를 참조하면, 각각의 회로(320, 31)는 실질적으로 유사하게 구성된다. 전극 와이어(322, 323)는 폴리이미드, 폴리올레핀, pTFE, eTFE, 폴리에테르케톤(PEEK) 및 다른 유사한 가요성 재료로부터 바람직하게 제조되는 가요성 튜브(330) 위에 권취된다. 제조 중에, 강성 로드(미도시)가 가요성 튜브(330)의 내부에 배치되어 조립 프로세스를 위한 추가된 지지를 제공한다. 제조 후에, 로드는 제거되고, 회로 구조를 갖는 가요성 튜빙(330)이 세장형 본체(310) 내에 배치된다.
각각의 회로(320, 321)는 가장 근위측 공진 LC 필터(326)에서 시작하여 원위 단부로부터 근위 단부까지 구성되는 제 1 회로(320)를 갖고 개별적으로 구성된다. 따라서, 복수의 회로를 가정하면, 다음의 가장 원위측 공진 LC 필터(327)와 관련된 전극 와이어는 가장 근위측인 공진 LC 필터 위에 통과한다. 공진 LC 필터 아래에서 전극 와이어를 통과하는 것은 그 공진에 악영향을 미칠 수 있다. 다른 한편으로는, 비공진 인덕터 아래에서 와이어를 통과하는 것은 그 성능에 악영향을 미치지 않을 것이다. 따라서, 예시적인 공진 LC 필터(326)는 3개의 층(335, 336, 337)을 형성하기 위해 전극 와이어(322)의 적층에 의해 구성된다. 내부층으로부터 외부층까지의 턴의 비는 대략 3:2:1일 수 있어 공진 LC 필터의 일정한 물리적 기하학적 형상을 초래한다. 공진 LC 필터를 생성하는 것은 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백하고, 다수의 실시예가 본 발명의 요건을 만족시킬 수 있다. 예를 들어, 커패시터는 인덕터와 병렬로 배치될 수 있다. 다른 유형의 공진 LC 필터가 또한 본 발명의 범주 내에 있을 수 있다.
예시적인 실시예에서, 다수의 층의 권취된 와이어가 층과 개별 턴 사이의 커패시턴스가 공진 조건을 만족시키기 위해 요구된 커패시턴스 대 인덕턴스의 비를 제공하고 공진 주파수에서 최대 임피던스를 제공하도록 구성된다. 전술된 바와 같이, 3개의 층이 사용될 수 있고, 내부층으로부터 외부층으로의 턴의 비는 대략 3:2:1이다. 이 비는 높은 구조적 완전성, 제조성 및 반복성을 생성한다. 공진 LC 필터의 공진 주파수가 1.5 테슬라 MRI로부터 RF를 차단하기 위해 대략 64 MHz인 예시적인 실시예에서, 내부층은 30개의 턴을 포함할 수 있고, 중간층은 20개의 턴을 포함할 수 있고, 외부층은 10개의 턴을 포함할 수 있다. 일반적으로, 정확한 수의 턴이 이용 가능한 공간 및 원하는 공진 주파수에 의해 결정된다. 공진 LC 필터의 임피던스, 대역폭 및 품질 팩터는 필터의 인덕턴스에 대한 커패시턴스의 비를 수정함으로써 조정될 수 있다. 이는 턴의 수, 층의 수, 층들 사이의 턴의 비 또는 이들 모두를 변경함으로써 성취될 수 있다. 예를 들어, 비는 필터의 원하는 특징을 얻기 위해 1, 2 또는 3개의 턴에 의해 각각의 경우에 변경될 수 있다.
가장 근위측 공진 LC 필터(326)를 형성한 후에, 제 1 전극 와이어(322)는 튜브(330) 주위에 나선형으로 권취된다. 당 기술 분야의 숙련자들은 접속 세그먼트(332)가 튜브(330) 주위에 특정 수의 턴을 반드시 포함할 필요는 없다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 오히려, 소정의 처짐(slack) 또는 "유극(play)"을 포함하는 것과 같은 이러한 방식으로 전극 와이어를 권취하여, 이에 의해 리드 조립체가 사용 중에 그 가요성을 유지할 수 있게 하는 것이 중요하다. 인덕터(324)는 가요성 튜브(330) 위에 전극 와이어(322)를 권취함으로써 다음에 형성된다. 각각의 인덕터(324)는 대략 45개의 턴으로 전극 와이어(322)를 나선형으로 권취하거나 감김으로써 형성될 수 있어, 0.045 인치로 인덕터의 내경을 가정하여 8 프렌치 카테터 내에 끼워지도록 치수 설정될 때 대략 150 오옴을 생성한다. 그러나, 당 기술 분야의 숙련자들은 더 적은 턴이 더 큰 직경의 인덕터에 대해 동일한 임피던스를 생성하는데 필요할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 인덕터(324)는 불균일하게 이격될 수 있어, 이들 사이의 와이어의 세그먼트가 각각 상이한 공진 주파수를 갖게 되고 또는 실질적으로 균일하게 배치될 수 있게 된다.
제 2 회로(321)는 회로(320)의 옆에 그와 실질적으로 유사하게 구성된다. 당 기술 분야의 숙련자들은 도 3a 및 도 3b에 도시된 예시적인 리드 조립체가 2개의 회로(320, 321) 및 2개의 전극(319, 318)을 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 임의의 수의 회로 및 대응 전극이 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 예시적인 구성에서, 복수의 비공진 필터 및 공진 LC 필터를 각각 포함하는 4개의 회로가 4개의 전극(3개의 링 전극 및 하나의 팁 전극 또는 대안적으로 4개의 링 전극)에 전기적으로 결합된다. 다른 예시적인 구성에서, 복수의 비공진 필터 및 공진 LC 필터를 각각 포함하는 10개의 회로가 10개의 전극에 전기적으로 결합된다. 임의의 수의 회로가 구성될 수 있다. 그러나, 각각의 경우에, 가장 근위측 공진 LC 필터를 포함하는 회로가 먼저 구성되고, 가장 원위측 공진 LC 필터를 포함하는 회로가 마지막으로 구성되어, 카테터 내에 수용된 복수의 최종 전극 와이어가 모든 근위측 공진 LC 필터 위에 통과하는 접속 전극 와이어 세그먼트를 갖게 된다. 예를 들어, 회로(320, 321)의 구성은 가장 근위측 공진 LC 필터를 포함하는 회로가 먼저 구성되는 한 근위 단부에서(원위 단부보다는) 먼저 시작함으로써 수행될 수 있다. 이 방식으로, 이후에 구성되는 회로의 접속 전극 와이어 세그먼트는 항상 모든 인접한 근위측 공진 LC 필터 위를 통과할 수 있어 공진이 방해되지 않게 된다. 다른 조립 기술이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 회로는 공진 및/또는 비공진 필터가 카테터 자켓 내에 부분적으로 또는 완전히 매립될 수 있도록 구성될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예가 도시된다. 이 예시적인 회로(520)에서, 다수의 소형 비공진 필터(524)가 함께 그룹화되어 전도성 전극 와이어(522)의 길이를 따라 이격되어 위치된 복수의 인덕터(540)를 형성한다. 필터의 이 그룹화는 각각의 비공진 필터의 임피던스를 집합적으로 증가시키고 전도성 전극 와이어(522)를 따른 전류를 감소시킨다. 다른 실시예에서와 같이, 전극/와이어 계면(528)에서의 필터 부품은 RF 유도 전류가 전극(518)을 통해 리드 조립체(500)를 나오는 것을 효과적으로 차단하도록 적용된 공진 LC 필터(526)를 포함한다. 전극 와이어(522)의 길이를 따라 분배된 비공진 필터(524)의 그룹(540)은 전류가 공진 LC 필터(526)에 도달하기 전에 와이어 자체 상의 유도된 전류를 감쇠시켜, 이에 의해 공진 LC 필터(526)의 과잉의 가열을 회피한다. 비공진 필터(524)의 그룹(540)은 또한 공진 LC 필터(526)로부터 반사된 RF 전류를 감쇠시켜, 이에 의해 공진 LC 필터(526)로부터 강한 반사된 파워를 감쇠시킬 수 있다. 도 5에 도시된 실시예는 도 3b에 대해 전술된 바와 훨씬 동일한 방식으로 구성된다.
이제, 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명의 대안 실시예(600)가 도시된다. 도 6a에서 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 전극 와이어(640, 650)가 제공되고 공방사상 방식으로 권취된다. 공방사상으로 권취된 전극 와이어(640, 650)는 권선의 중심에서 공통 자기 플럭스 채널을 공유하여, 양 와이어 상에 존재하는 공통 모드 RF가 상쇄되어 따라서 감소되는 경향이 있을 수 있다. 이 공방사상 접근법은 2개 초과의 전극 와이어로 확장될 수 있고, 임의의 수의 공방사상으로 권취된 와이어를 포함할 수 있다. 당 기술 분야의 숙련자들은 공방사상으로 권취된 전극 와이어가 비공진 필터로서 거동하는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 6b를 참조하면, 리드 조립체(600)는 자켓(611)에 의해 둘러싸인 세장형 본체(610)를 포함한다. 세장형 본체(610)는 제 1 단부(612) 및 제 2 단부(614)를 포함하고, 그 내에 루멘(616)을 포함한다. 제 2 단부(614)는 환자 신체의 내부 또는 외부에서 전자 기기에 접속되도록 적용되고, 커넥터(미도시)를 포함할 수 있다. 루멘(616)은 공방사상 권취 전도성 전극 와이어(640, 650)를 수용한다. 도 6c에 가장 양호하게 도시된 대안 실시예에서, 공방사상 권취 와이어(640, 650)는 자켓(611) 내에 매립될 수 있다. 각각의 공방사상 권취 전극 와이어(640, 650)는 단일 길이의 전도성 와이어를 포함하여, 이에 의해 접합점에 대한 요구가 제거되고 와이어의 기계적 파괴의 가능성이 감소된다. 전도성 전극 와이어(640, 650)는 동일한 방향으로 권취되고, 코일은 동일한 직경을 갖는다. 리드 조립체가 RF 필드에 노출될 때, MRI 스캔 중에서와 같이, 공방사상 권취 전극 와이어(640, 650)는 더 높은 주파수 공통 모드 RF 전류가 개별 전도성 와이어의 길이를 따라 전달되는 것을 차단하는 경향이 있다. 각각의 공방사성 권취 전도성 전극 와이어(640, 650)는 동일한 또는 동일하지 않은 수의 턴을 가질 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 전도성 전극 와이어(640, 650)는 덜 효율적인 RF 전류 차단을 초래하는 누설과 같은 코일로부터의 RF 누설의 양을 최소화하기 위해 동일한 수의 턴을 포함한다. 도 6b 및 도 6c에 도시된 실시예에서, 공방사상 권취 와이어(640, 650)는 공진 LC 필터 조립체에 근위측의 리드 조립체의 전체 길이를 따라 실질적으로 연장한다. 다른 실시예에서(미도시), 공방사상 전도성 전극 와이어는 리드 본체의 부분을 따라서만 연장될 수 있다.
예시적인 권취 구성에서, 제 1 및 제 2 전도성 와이어는 서로로부터 전기적으로 절연된다. 제 1 및 제 2 전도성 와이어(640, 650)의 모두는 절연성 또는 비전도성 코팅을 포함할 수 있다. 절연성 코팅은 폴리우레탄 재료, 나일론, 폴리에스테르, 폴리에스테르-아미드, 폴리에스테르-이미드, 폴리에스테르-아미드-이미드, 실리콘 재료, 테플론, 팽창형 테트라플루오로에틸렌(eTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(pTFE) 등으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 단지 하나의 와이어만이 절연될 수 있다. 임의의 경우에, 전극 와이어는 서로로부터 전기적으로 격리되어야 한다.
이전의 실시예에서와 같이, 각각의 공방사상 권취 전극 와이어(640, 650)는 구리, 티타늄, 티타늄 합금, 텅스텐, 금 및 이들의 조합과 같은 단일의 연속적인 길이의 비자기 와이어로부터 구성된다. 각각의 와이어 전극이 하나의 길이의 와이어로부터 구성되면, 이는 하나의 와이어로 제조 중에 필터의 형성을 허용하도록 열, 화학 또는 접착제 접합 가능한 것과 같은 접합 가능한 와이어일 수 있다. 대안적으로, 다중 길이의 비연속적인 와이어가 사용될 수 있고 본 발명의 의도된 범주 내에 여전히 있다. 이러한 경우에, 와이어는 와이어가 이동되지 않는 것을 보장하기 위해 특정 위치에서 실리콘 주조되거나 열처리될 수 있다. 대안적으로, 만곡될 때 그 형상을 유지하도록 충분한 강성을 갖는 접착제 또는 와이어가 회로를 포함하는 와이어가 이동하는 것을 방지하는데 사용될 수 있다.
도 6b에 가장 양호하게 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 공진 LC 필터 조립체(626, 627)는 전술된 바와 같이 구성된다. 공진 LC 필터(626, 627)는 Rf 유도 전류가 전극을 통해 리드 조립체를 나오는 것을 효과적으로 차단하기 위해 와이어/전극 계면에 인접하여 근위측에 배치될 수 있다. 공방사상 권취 와이어(640, 650)는 비공진 필터와 같이 작용하여, 전류가 공진 LC 필터에 도달하기 전에 와이어 자체 상의 유도 전류를 감쇠하여 이에 의해 과잉의 가열을 회피한다.
다른 실시예와 같이, 전극 와이어(640, 650)는 폴리이미드, 폴리올레핀, pTFE, eTFE, 폴리에테르케톤(PEK) 및 다른 유사한 가요성 재료로 제조된 가요성 튜빙(340)의 길이에 걸쳐 공방사상으로 권취된다. 공방사상 권취 전극 와이어와 각각의 전극 상의 개별 인덕터 사이의 선택은 다수의 팩터에 의존한다. 공방사상 권취 와이어는 더 작은 직경 도선에 구현될 수 있는데, 이는 하나의 전극 와이어가 공진 LC 필터를 제외하고는 다른 것 위에 또는 아래에 통과할 필요가 전혀 없기 때문이다. 그러나, 개별 인덕터 접근법의 임피던스는 더 예측 가능할 수 있고, 디바이스의 길이 또는 만곡에 의존하지 않는다.
본 발명에 제시된 다양한 실시예에서, 전도체는 1.5 테슬라 MRI에 대한 64 MHz의 MR 작동 주파수에서 전도체의 비저항이 와이어의 주울 가열이 최소인 것을 보장하도록 충분히 낮도록 충분한 단면적을 포함한다. 일 실시예에서, 와이어는 대략 1 미터의 길이인 회로용 36 AWG 구리 자석 와이어일 수 있다. 예를 들어 시간 도메인 유한 차분법(FDTD) 또는 모멘트법과 같은 수치 모델링이 특정 디바이스에 대한 예측 전류를 근사하는데 사용될 수 있다. 사용되고 있는 와이어의 길이 및 환자 내의 예측된 궤적은 회로를 가로지르는 원하는 총 임피던스를 결정한다. 따라서, 임의의 특정 길이의 와이어에 대해, 이어서 적절한 게이지가 선택될 수 있다.
100 mA DC의 전류가 권취된 40AWG 와이어의 짧은 섹션에서 대략 10°온도 상승을 초래할 수 있다. 36 AWG 와이어에 대해, 온도 상승은 2°온도 상승으로 감소된다. AC에 대해, 전도체 저항은 주파수에 따라 증가한다. 60 MHz의 저항에 DC 저항을 비교할 때 5배 이상의 증가가 가능하고, 이는 동일한 파워 입력을 위한 전도체의 더 큰 온도 상승으로 변환된다. 본 발명에 따른 신규한 전극 와이어 구조가 10 프렌치 또는 그 이하의 리드 조립체 또는 카테터에 합체되도록 구성된다.
다양한 수정 및 추가가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 설명된 예시적인 실시예에 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전술된 실시예는 특정 특징을 언급하고 있지만, 본 발명의 범주는 또한 모든 설명된 특징을 포함하지 않는 특징 및 실시예의 상이한 조합을 갖는 실시예를 포함한다. 따라서, 본 발명의 범주는 이들의 모든 등가물과 함께 청구범위의 범주 내에 있는 모든 이러한 대안, 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
100: 리드 조립체 112: 제 1 단부
114: 제 2 단부 116: 루멘
120: 회로 122: 전극 와이어
124: 필터 부품 126: 공진 LC 필터
200: 리드 조립체 210: 세장형 본체

Claims (47)

  1. 리드 조립체(lead assembly)에 있어서,
    근위 단부(proximal end) 및 원위 단부(distal end)를 갖는 세장형 본체(elongate body) - 상기 세장형 본체는 그 내에 루멘을 형성하고, 상기 원위 단부는 조직(tissue)에 접촉하도록 배열되고 구성되고, 상기 근위 단부는 전자 제어부에 동작가능하게 결합됨 - 와,
    상기 세장형 본체 상에 위치된 적어도 하나의 전극과,
    상기 적어도 하나의 전극과 통신하는 적어도 하나의 전기 회로 - 상기 회로는 상기 세장형 본체 내에 수용되고 하나 이상의 전극 와이어를 포함하고, 상기 하나 이상의 전극 와이어는 적어도 하나의 비공진 필터 및 적어도 하나의 공진 LC 필터를 형성하고, 상기 공진 LC 필터는 전극/와이어 계면에 근접하여 상기 세장형 본체의 상기 원위 단부에 위치됨 - 를 포함하는
    리드 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전극은 복수의 전극을 포함하는
    리드 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전극 와이어는 하나 이상의 단일의 연속적인 길이의 전극 와이어를 포함하는
    리드 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비공진 필터는 상기 공진 LC 필터를 구성하는데 사용되는 전극 와이어의 길이와 연속적이지 않은 전극 와이어의 길이로부터 구성되는
    리드 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전극 와이어는 다중 길이의 비연속적인 와이어를 포함하는
    리드 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비공진 필터는 상기 전기 회로의 길이를 따라 이격된 관계로 위치된 복수의 비공진 필터를 포함하는
    리드 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전기 회로는 복수의 회로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 전극은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 회로의 각각의 하나는 개별 전극에 전기적으로 결합되는
    리드 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 세장형 본체는 카테터를 포함하는
    리드 조립체.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 카테터는 10 프렌치 이하인
    리드 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 조립체는 삽입형 의료 디바이스에 사용되는
    리드 조립체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 조립체는 비삽입형 의료 디바이스에 사용되는
    리드 조립체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 와이어는 회로 기판 트레이스를 포함하는
    리드 조립체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 와이어는 전도성 루멘을 포함하는
    리드 조립체.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 와이어는 구리, 티타늄, 티타늄 합금, 텅스텐, 금 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는
    리드 조립체.
  15. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 전극 와이어는 열, 화학 또는 접착제 수단에 의해 접합 가능한 절연성 코팅을 포함하는
    리드 조립체.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 LC 필터는 RF 유도 전류가 상기 리드 조립체를 나오는 것을 효과적으로 차단하는
    리드 조립체.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 비공진 필터는 상기 전류가 상기 공진 LC 필터에 도달하기 전에 상기 전극 와이어 상의 유도 전류를 감쇠하여, 이에 의해 상기 공진 LC 필터의 과잉의 가열을 회피하는
    리드 조립체.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 LC 필터는 유도 및 용량성 특징이 1.5 테슬라 MRI에 대해 대략 64 MHz에서 최대 임피던스를 생성하기 위해 공진하도록 구성되는
    리드 조립체.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 LC 필터는 유도 및 용량성 특징이 3.0 테슬라 MRI에 대해 대략 128 MHz에서 최대 임피던스를 생성하기 위해 공진하도록 구성되는
    리드 조립체.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비공진 필터는 상기 전극 와이어의 대략 45개의 턴으로 형성되는
    리드 조립체.
  21. 제 6 항에 있어서,
    상기 이격된 관계는 균일한 또는 불균일한 간격을 포함하는
    리드 조립체.
  22. 제 8 항에 있어서,
    상기 카테터는 카테터 자켓을 포함하는
    리드 조립체.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 회로는 상기 카테터 자켓 내에 부분적으로 또는 전체적으로 매립되는
    리드 조립체.
  24. 제 2 항에 있어서,
    상기 전극은 링 전극을 포함하는
    리드 조립체.
  25. 제 2 항에 있어서,
    상기 전극은 적어도 하나의 팁 전극을 포함하는
    리드 조립체.
  26. 제 2 항에 있어서,
    상기 전극은 상기 세장형 본체의 일 측면에서 병렬 관계로 위치되는
    리드 조립체.
  27. 제 15 항에 있어서,
    상기 절연성 코팅은 폴리우레탄, 나일론, 폴리에스테르, 폴리에스테르-아미드, 폴리에스테르-이미드, 폴리에스테르-아미드-이미드 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는
    리드 조립체.
  28. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 회로는 상기 세장형 본체의 루멘 내에 완전히 수용되는
    리드 조립체.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 비공진 및 공진 LC 필터가 그 주위에 나선형으로 권취되는 가요성 튜브를 추가로 포함하는
    리드 조립체.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공진 LC 필터는 대략 3:2:1의 턴의 비로 상기 전극 와이어로부터 형성된 내부층, 중간층 및 외부층을 포함하는
    리드 조립체.
  31. 제 16 항에 있어서,
    상기 공진 LC 필터는 상기 전극 와이어의 대략 30개의 턴의 내부층, 대략 20개의 턴의 중간층 및 대략 10개의 턴의 외부층을 포함하는
    리드 조립체.
  32. 리드 조립체에 있어서,
    근위 단부 및 원위 단부를 갖는 세장형 본체 - 상기 세장형 본체는 그 내에 루멘을 형성하고, 상기 원위 단부는 조직에 접촉하도록 배열되고 구성되고, 상기 근위 단부는 전자 제어부에 동작가능하게 결합됨 - 와,
    상기 세장형 본체 상에 위치된 적어도 제 1 및 제 2 전극과,
    공방사상으로 권취된(co-radially wound) 적어도 제 1 및 제 2 전극 와이어와,
    상기 적어도 제 1 및 제 2 전극 와이어로부터 형성되고 상기 제 1 및 제 2 전극과 전기적으로 통신하는 적어도 제 1 및 제 2 공진 LC 필터 - 상기 공진 LC 필터들은 전극/와이어 계면에 근접하여 상기 세장형 본체의 상기 원위 단부에 위치됨 - 를 포함하는
    리드 조립체.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 적어도 제 1 및 제 2 전극은 복수의 전극을 포함하는
    리드 조립체.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 적어도 제 1 및 제 2 전극 와이어는 복수의 공방사상으로 권취된 전극 와이어를 포함하는
    리드 조립체.
  35. 삽입형(implantable) 및 비삽입형(non-implantable) 의료 디바이스에 사용하기 위한 2개 이상의 전기 회로를 포함하는 리드 조립체를 구성하는 방법에 있어서,
    제 1 길이의 전극 와이어를 제공하여 제 1 전기 회로를 형성하는 단계와,
    상기 회로의 제 1 단부로부터 상기 회로의 제 2 단부로 가요성 튜빙의 길이에 걸쳐 상기 전극 와이어를 나선형으로 권취하는 단계와,
    상기 가요성 튜빙을 따라 이격된 관계로 상기 전극 와이어로부터 복수의 비공진 필터를 형성하는 단계와,
    가장 근위측 제 1 공진 LC 필터를 형성하는 단계와,
    제 2 길이의 전극 와이어를 제공하여 제 2 전기 회로를 형성하는 단계와,
    상기 회로의 제 1 단부로부터 상기 회로의 제 2 단부로 상기 가요성 튜빙의 길이에 걸쳐 상기 제 2 길이의 전극 와이어를 나선형으로 권취하는 단계와,
    상기 가요성 튜빙을 따라 이격된 관계로 상기 제 2 길이의 전극 와이어로부터 복수의 비공진 필터를 형성하는 단계와,
    상기 와이어가 상기 가장 근위측 공진 LC 필터 위에 통과하도록 상기 제 2 전극 와이어를 더 나선형으로 권취하는 단계와,
    상기 가장 근위측 제 1 공진 LC 필터의 원위측에 제 2 근위측 공진 LC 필터를 형성하는 단계를 포함하는
    리드 조립체를 구성하는 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    제 3 길이의 전극 와이어를 제공하여 제 3 전기 회로를 형성하는 단계와,
    상기 회로의 제 1 단부로부터 상기 회로의 제 2 단부로 상기 가요성 튜빙의 길이에 걸쳐 상기 제 3 길이의 전극 와이어를 나선형으로 권취하는 단계와,
    상기 가요성 튜빙을 따라 이격된 관계로 상기 제 3 길이의 전극 와이어로부터 복수의 비공진 필터를 형성하는 단계와,
    상기 와이어가 상기 제 1 및 제 2 공진 LC 필터 위에 통과하도록 상기 제 3 전극 와이어를 더 나선형으로 권취하는 단계와,
    상기 제 2 공진 LC 필터의 원위측에 제 3 근위측 공진 LC 필터를 형성하는 단계를 추가로 포함하는
    리드 조립체를 구성하는 방법.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1 단부는 근위 단부이고 상기 제 2 단부는 원위 단부인
    리드 조립체를 구성하는 방법.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1 단부는 원위 단부이고 상기 제 2 단부는 근위 단부인
    리드 조립체를 구성하는 방법.
  39. 제 35 항에 있어서,
    상기 가장 근위측 공진 LC 필터를 형성하는 단계는 상기 가요성 튜빙을 따라 이격된 관계로 상기 전극 와이어로부터 복수의 비공진 필터를 형성하는 단계 전에 발생하는
    리드 조립체를 구성하는 방법.
  40. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 비공진 필터는 이격된 관계로 함께 그룹화된 다수의 비공진 필터를 포함하는
    리드 조립체.
  41. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 비공진 필터는 1 미터의 리드 조립체 길이가 주어지면 상기 전기 회로를 따라 적어도 1,000 오옴 이상의 임피던스를 생성하는
    리드 조립체.
  42. 제 32 항에 있어서,
    상기 회로는 가요성인
    리드 조립체.
  43. 제 32 항에 있어서,
    상기 회로는 강성인
    리드 조립체.
  44. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는 가요성인
    리드 조립체.
  45. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는 강성인
    리드 조립체.
  46. 제 1 항, 제 32 항 또는 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리드 조립체는 MRI 적합성인
    리드 조립체.
  47. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비공진 필터 및 상기 적어도 하나의 공진 LC 필터는 전극 와이어의 다수의 접속 세그먼트에 의해 결합된 개별 필터를 포함하는
    리드 조립체.
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