本发明专利技术题为“具有带有多孔基板和高密度表面微电极的灌注尖端电极的导管”。本发明专利技术公开了一种导管，该导管具有带有多孔基板和多个表面微电极的多功能“虚拟”尖端电极。所述表面微电极彼此靠近并且呈各种构造，以便感测组织用于高度局部化心脏内信号检测以及高密度局部电描记图和标测。所述多孔基板允许用于消融组织的导电流体的流动。所述表面微电极可以经由允许任何形状或尺寸和靠近的金属化工艺形成，并且从多孔基板“滴下”的流体以盐水的薄层的形式提供更均匀的灌注。RF功率至导管尖端的传送基于“虚拟电极”的原理，其中流经多孔尖端的导电性盐水充当在尖端电极和心脏表面之间的电连接。所述基板和表面电极由MRI相容材料构成，使得医师可以在消融手术期间实时进行消融灶估计。所述表面电极包括贵金属，其包括例如铂、金以及它们的组合。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】具有带有多孔基板和高密度表面微电极的灌注尖端电极的导管
本专利技术涉及导管和电生理导管，具体地，涉及用于心脏组织消融和诊断的导管。
技术介绍
当心脏组织区域异常地向相邻组织传导电信号时，便会发生诸如心房纤颤的心率失常，从而扰乱正常的心动周期并造成心律不齐。不期望的信号的重要来源位于心脏中或附近的各种组织区域，例如心室、心房和/或相邻的结构，诸如肺部静脉的区域。无论来源为何，不需要的信号异常地传导通过心脏组织，在心脏组织中这些信号可引发和/或保持心律失常O用于治疗心律失常的手术包括以外科的方式扰乱造成心律失常的信号源，以及扰乱用于此类信号的传导通道。最近，已发现通过结合心脏解刨结构标测心肌的电学性质，并通过施加能量选择性地消融心脏组织，能够终止或改变不需要的电信号从心脏的一个部分到另一部分的传播。该消融方法通过形成非传导性消融灶来破坏不需要的电通路。在该两步手术中，两步手术为标测之后进行消融，通常通过将容纳一个或多个电传感器的导管推进到心脏中并获取多个点处的数据来感测并测量心脏中各个点的电活动。然后利用这些数据来选择将要进行消融的目标区域。典型的消融手术涉及将在其远侧端部具有尖端电极的导管插入到心室中。提供了一种参考电极，其通常用胶带粘贴在患者的皮肤上。射频(RF)电流被施加至尖端电极，并通过周围介质(即，血液和组织)流向参考电极。电流的分布取决于与血液相比电极表面与组织接触的量，血液具有比组织高的导电率。由于组织的电阻率而出现组织的变热。如果组织被充分加热，那么跟着产生细胞和其它蛋白质变性;这继而在心肌内形成非导电的消融灶。在这个过程中，由于从被加热组织至电极本身的传导，还发生对电极的加热。如果电极温度变得足够高，可能超过50摄氏度，则在电极表面上可以形成血块。如果温度继续上升，那么形成更多的血块同时跟着发生脱水。尖端温度升高，并且相关联的凝块形成具有两种后果:增大的电阻抗和增大的中风概率。前者涉及凝块脱水。因为脱水生物材料与心脏组织相比具有更高的电阻，所以流入组织中的电能量流的阻抗也增大。增大的阻抗导致到组织的亚最佳的能量传送，这引起不适当的消融灶形成、降低的消融效率，并且最后导致亚最佳临床结果。后者，安全危险是由于形成的凝块可能的移出和在脑脉管系统中的重定位。因此，从安全角度以及消融效率考虑，最小化尖端温度升高和凝块形成是有益的。这应该在不损害形成适当尺寸的消融灶的情况下实现。在通常将RF电流施加到心内膜时，循环的血液对消融电极提供一些冷却。然而，在电极和组织之间通常存在滞流区，其易于形成脱水蛋白和凝结物。随着功率和/或消融时间增加，阻抗上升的可能性也增加。作为该过程的结果，可递送到心脏组织的能量的量存在天然的上限，并因此RF消融灶的尺寸存在天然的上限。在临床实践中，期望减少或消除阻抗上升，且对于某些心律失常而言，期望生成更大的消融灶。实现这的一种方法是监控消融电极的温度，并且基于此温度控制递送到消融电极的RF电流。如果温度上升超过预先选定的值，则将减小电流，直到温度降低到该值以下。该方法在心脏消融期间已经减少阻抗数量的上升，但是不显著增加消融灶的维度。结果不明显不同，因为该方法继续依靠血液的冷却效应，该冷却效应取决于在心脏内的位置和到心内膜表面的导管的取向。另一方法是在室温下例如用生理盐水灌注消融电极以主动地冷却消融电极，而不是依靠血液提供的较为被动的生理冷却。另外，由于尖端周围血液的灌注介导的稀释液，还降低了凝块形成的概率。因此，灌注尖端冷却和血液稀释允许施加的RF功率的更安全的增加。这引起趋于更大的消融灶，其通常测量深度为约1mm至12_。灌注消融电极的临床效果取决于在尖端电极结构的表面内或周围的流的分布以及通过尖端的灌注流的流量。通过降低总体电极温度和消除可引发凝结物形成的消融电极中的热点来实现效果。在降低总体温度和温度变化(即热点)方面，更多的通道和更高的流量是更有效的。在导管驻留于患者体内的整个时间期间利用灌注。在消融期间使用较高的流量，同时需要较低的维持流量，以便阻止在非消融时间期间血液回流进入冷却剂通道中。冷却剂流量必须与可安全地注射到患者中的流体的量保持平衡。因此，通过尽可能高效率地利用冷却剂流来减少冷却剂流是期望的设计目标。用于设计有效地利用冷却剂流的消融电极的一种方法是使用多孔材料结构。此类设计具有在整个电极结构上均匀分配冷却剂的优点。这种平衡的冷却引起a)根除可能的表面或内部热点，以及b)在电极附近血液的均匀稀释，因此还最小化凝块形成的可能性。此类设计描述于授予Moaddeb等人的美国专利6,405,078和6,466,818中，所述专利的全部公开内容以引用的方式并入本文。Moaddeb描述了使用烧结的金属颗粒以产生多孔尖端电极。此外，Moaddeb使用非导电插入物，其植入到多孔尖端电极中，用于在多孔尖端电极内安装热电偶、引线和/或灌注管。然而，在灌注期间，烧结金属颗粒可以破裂并脱离电极结构。这种不期望的颗粒移出在消融期间可被进一步促进。另外，(并且在我们的MRI相容性要求的上下文中，见下文)，被提议用于此类多孔尖端的金属材料对于MRI成像不是最佳的。此外，提议的尖端不允许高密度标测一一高度期望的用于准确心律失常诊断的特征。因此，产生对具有提尚的结构完整性、与MRI环境相容，并且允许尚标测密度的多孔电极的期望。多孔尖端电极导管还描述于授予Plaza的美国专利8,262,653中。多孔尖端电极包括流体可通过的多孔材料。多孔尖端电极覆盖有具有流体可通过的开口(孔)的导电金属的薄涂层。然而，此类薄导电涂层的孔隙率不容易控制，从而导致不一致的孔大小和分布。因此，在尖端电极周围灌注流体的分布不可能相等或均匀。此外，在该设计中，RF电力传送经由至尖端的外部导电涂层的RF电力线的直接连接(例如，通过焊接或其它类似的技术)实现。因此，一般非均匀多孔涂层的存在是必要的，以便建立尖端到心脏组织的电接触。安全并有效的消融不仅取决于用于尖端的最佳灌注布置，而且取决于心脏的电生理行为的准确标测，这允许准确诊断和适当的组织靶向。标测的准确度越高，诊断越准确，并且因此治疗的效果越好。改善的(高分辨率)心脏标测需要使用靠近的多个电极以在小面积例如I平方厘米或更小之内感测电活性。陶瓷金属化是已确立的技术，并且广泛用于多种电子器件和工程规范中，其包括RF电子电路的制造。金属化涉及在陶瓷基板上的金属的应用，其包括在陶瓷基板的表面上形成导电区域，诸如金属化导体图案或均匀金属层。常见的陶瓷基板包括氧化铝、氧化铍、铁氧体、钛酸钡以及石英或硼硅酸盐。一般来讲，陶瓷金属化工艺分成三组类别:薄膜、厚膜和共焙烧技术。在薄膜方法中，金属的薄层通过真空处理，诸如溅射、蒸发、化学气相沉积和激光烧蚀来沉积。无电镀和电解电镀还常常被分在薄膜类别中。为了增强粘附性，通常沉积初步的粘合增进层，诸如铬或钛。厚膜方法涉及将金属糊剂印刷到陶瓷基板上，所述金属糊剂通常为混合有玻璃料和有机粘结剂的金属粉末。焙烧印刷的基板以在陶瓷上形成导电路径。在共焙烧方法中，未焙烧的“未加工的”陶瓷表面涂覆有图案化的金属糊剂线。焙烧印刷的未加工的陶瓷以烧结材料并形成导电金属图案。金属化工艺描述于例如授予DeLuca等人的美国专利4,5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种导管，所述导管包括：细长导管主体；远侧电极构件，所述远侧电极构件具有多孔基板和在所述多孔基板的外表面的部分上的多个表面电极，所述多孔基板具有适于接收导电流体的内腔；多根引线，每根引线连接至相应的表面电极；以及具有延伸到所述内腔中的远侧部分的引线，所述引线适于使所述腔中的所述导电流体带电，其中所述多孔基板适于将所述导电流体从所述腔传递到所述多孔基板的所述外表面。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：A帕派奥安瑙，CT贝克勒，A戈瓦里，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
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