用于包围体内的管的电极装置及其方法与流程

1.本技术涉及一种用于包围体内的管的电极装置及其方法。


背景技术：

2.神经阻滞术是指为了控制异常过度活化的自主神经系统而损伤特定神经的施术。例如，肾神经阻滞术可以通过损伤朝向肾脏的肾交感神经来治疗高血压和心脏疾病，并且肺神经阻滞术可以通过损伤朝向肺的副交感神经来治疗肺疾病。
3.通常，神经包围如血管、支气管等的管的外壁，有可能需要通过包围如上所述的管的外壁来测量神经的信号，或者向该神经传递电刺激或多种能量来使神经受损或破坏神经。但是，当电极无法与神经或其周边组织正常接触时，可能会阻碍其效率。因此，神经所包围的管分别具有不同的直径，从而，为了包围管，需要各种大小的电极。例如，当对肾动脉进行施术时，肾动脉主干(main renal artery)的直径为5～7mm，其大小因人而异，其大小根据位置而不同。另外，不同人之间存在管的多种解剖变异，由此可能具有肾动脉分支(branched renal artery)和副肾动脉(accessory renal artery)，其直径也可以是1～2mm。另外，当对肺进行神经阻滞术时，支气管的直径在吸气时最大可以扩张至300～400mm，呼气时最小可以缩小至160～200mm。
4.因此，根据施术部位，需要每次更换为与大小相匹配的电极，从而带来不便之处，即使大小几乎相似，根据接触的完整程度，所期望的治疗效果也会存在显著的差异。


技术实现要素：

5.发明所要解决的问题
6.因此，该技术领域中需要能够通过一个电极有效地包围各种直径的管的方案。
7.用于解决问题的方案
8.作为用于解决上述技术问题的技术手段，根据本发明一实施例的用于包围体内的管的电极装置包括：电极部，其包围管的周围，并阻滞或调节上述管的至少一部分的神经；及引导部，其引导上述电极部的移动，上述电极部可以包括：第一层，其实现弯曲，使得上述电极部缠绕在上述管的周围；第二层，其设置于上述第一层上，并实现弯曲，使得上述电极部以紧贴的方式缠绕在上述管；电极，其设置于上述第二层上，并通过利用来自能量源生成器的能量来阻滞或调节上述管的至少一部分的神经。
9.另外，根据本发明另一实施例的包围管的方法可以包括：使上述第一层弯曲，将上述电极部缠绕在上述管的周围的步骤；使上述第二层弯曲，将上述电极部以紧贴的方式缠绕在上述管的步骤；及上述电极通过利用来自能量源生成器的能量来阻滞或调节上述管的至少一部分的神经的步骤。
10.需要补充的是，上述解决问题的方案中并未列举出本发明的所有特征。通过参考以下具体实施方式，可以更详细地理解本发明的各种特征、其优点及效果。
11.发明效果
12.根据本发明的一实施例，可以在人体内包围分布有神经的各种直径的管，对于各种直径的管，可以仅利用一个电极来灵活适用，而无需每次更换为与大小相匹配的电极，通过实现电极与神经的有效接触，可以有效地达到预期的多种医学目的，例如，测量神经的信号、刺激神经、损伤或破坏神经等。
附图说明
13.图1是根据本发明一实施例的电极装置的示意图。
14.图2是示出利用根据本发明一实施例的电极装置来包围肾动脉的例子的图。
15.图3是示出根据本发明一实施例的电极部的详细结构的图。
16.图4是用于说明根据本发明一实施例的电极部的动作方法的图。
17.图5是示出根据本发明另一实施例的电极部的详细结构的图。
18.图6及图7是用于说明根据本发明另一实施例的电极部的动作方法的图。
19.图8是示出根据本发明另一实施例的包围管的方法的流程图。
具体实施方式
20.以下，为了使本领域技术人员能够容易实施本发明，通过参考附图对优选实施例进行详细说明。但是，在详细说明本发明的优选实施例时，如果认为相关的公知功能或结构的具体说明可能不必要地模糊了本发明的主旨，则将省略对其的详细说明。另外，针对具有类似的功能及作用的部分，在整个附图中使用相同的附图标记。
21.需要补充的是，在整个说明书中，某一部分与另一部分
‘
连接’不仅指
‘
直接连接’的情况，而且指两者之间还具有其他部件而
‘
间接连接’的情况。并且，当
‘
包括’某一结构要素时，除非另有相反的记载，并不排除其他结构要素，而是表示还可包括其他结构要素。
22.本技术是基于本发明人在先申请的美国公开专利us2018/0064485来导出的，在实现后述的本发明的实施例时，可以引用上述在先申请的内容。
23.图1是根据本发明一实施例的电极装置的示意图。
24.参考图1，根据本发明的实施例的电极装置100可以包括电极部110及引导部120。电极装置100用于包围人体内的各种直径的管10。
25.在本技术中，管是指如血管、肝动脉、脾动脉、肺动脉等的多种管及其神经。
26.电极装置100还可以包括如提供电极装置100所包围的对象管的图像的内窥镜的体内拍摄装置。例如，施术者可以通过体内拍摄装置来确认损伤或破坏的区域，可以通过体内拍摄装置来实时监视施术的过程。
27.电极部110用于在人体内包围分布有神经的管的外壁，当从引导部120出来时，可以自行缠绕。
28.电极部110可以包括第一层(layer)、第二层及电极从下部层压的结构。电极部110具有3mm至5mm的宽度，并具有0.1t至0.2t的厚度。
29.其中，第一层可以形成圆形状，使得电极部110位于管的外壁附近时包围管的外壁。但是，这不一定是通过单一的结构物来形成圆形状的层结构，还可以是多个连接结构物等包围管的外壁的任何结构物。
30.第二层将电极的直径调节为与管的直径相同，从而使得电极能够更加紧密地缠绕
在管。参照图3至图7，具体说明通过第一层及第二层来紧贴管的方式。
31.例如，第二层作为不导电的绝缘物质，可以由能够承受规定温度(约40℃)以上温度的具有弹性的材料或不具有弹性的材料来制成。
32.另外，电极用于通过包围管的外壁来阻滞(denervation)或调节(modulation)神经，可以由如不锈钢、金等的对人体无害且易导电的材料来制成。或者，电极还可以测量管的神经的信号。
33.电极可以传递来自未图示的能量源生成器的各种类型的能量。例如，通过电极传递的能量可以包括高频能量(radio-frequency(rf)energy)、电能、激光能量、超声能量(ultrasonic energy)、聚焦超声能量(high-intensity focused ultrasoundenergy)、极低温能量(cryogenic energy)及其他热能。
34.其中，例如，能量具有作为第一层的第二相变温度的50℃至60℃以上的温度。
35.根据一实施例，电极被实现为用于传递高频能量的柔性印刷电路板(flexible pcb，fpcb)、用于传递超声能量的换能器(transducer)、用于传递较高的高电压能量的金属电极，从而可以传递用于损伤神经的能量。
36.另外，电极部110还可以具备控制电极部110的动作时所需的各种传感器。
37.引导部120用于引导上述电极部110的移动。根据一个例子，如图1所示，电极部110的一端插入于引导部120的内部，从而电极部110仅进行前后移动，防止发生左右脱离，即可以引导为仅进行直线移动。
38.图2是示出利用根据本发明一实施例的电极装置来包围肾动脉的例子的图。
39.图2中，绿色部分表示肾脏，红色部分表示人体的动脉，图2示出了利用根据本发明实施例的电极装置来包围从大动脉中延伸的肾动脉的例子。
40.图3是示出根据本发明一实施例的电极部的详细结构的图。
41.如图3的(a)所示，电极部形成为第一层111、第二层112及电极113从下部依次层压的结构，其中，当电极部110包围管时，第一层111位于外廓，而电极113紧贴管的外壁。
42.第一层111的至少一部分可以由单向形状记忆合金、双向形状记忆合金或经弹簧热处理后的弹性体等来形成。例如，第一层111的至少一部分可以由包括镍(ni)、钛(ti)、铬(cr)、铜(cu)、铁(fe)、铌(nb)、碳(c)、钴(co)、氢(h2)及氧(o2)中的至少一个的镍钛合金(nitinol)来形成。
43.形状记忆合金是指具有在将变形的金属加热至特定温度以上时，恢复到变形前的原来的形态的特性的合金。
44.对于形状记忆合金而言，在温度较高时，以立方结构的奥氏体(austenite)相的形式存在，但是，当温度下降时，变为四方结构的马氏体(martensite)相，如此，在从高温冷却时从奥氏体变为马氏体的相变称为马氏体相变。
45.对于马氏体相变而言，相变在相变开始温度(ms)时开始，而在相变终了温度(mf)时结束，如果在马氏体状态下受到外力，则形状记忆合金与其他金属不同地以不改变原子之间的相对位置的方式实现变形。
46.相反地，如果在马氏体状态下加热至奥氏体相变开始温度(as)以上，则在奥氏体相变终了温度(af)时恢复原来的形状。
47.另一方面，双向形状记忆合金不仅在加热时恢复到原来的形状，而且在冷却时回
到马氏体相的形状，从而记住高温侧和低温侧的两侧形状。
48.根据本发明的一实施例，作为第一层111的至少一部分的形状记忆合金可以在第一相变温度(奥氏体相变开始温度)以上的条件下弯曲为第一曲率，可以在第二相变温度(奥氏体相变终了温度)以上的条件下弯曲为第二曲率。其中，第一相变温度可以是相当于体温的35℃至40℃，而第二相变温度可以是50℃至60℃。
49.此时，第一曲率大于管的直径，第二曲率可以大致类似于管的直径。即，第一曲率大于第二曲率。
50.另外，作为第一层111的至少一部分的形状记忆合金可以在第三相变温度(马氏体相变开始温度)以下的条件下展开为直线形态。其中，第三相变温度可以是20℃至25℃。即，电极部在引导部的内部保持直线形态。
51.根据这种结构，当电极部110从引导部出来后插入于肾动脉附近时，第一层111通过体温而加热至第一相变温度，从而电极部110通过第一层111而缠绕为第一曲率。此时，电极部110并没有完全包围管。
52.之后，如下所述，当来自电极的能量传递到第一层111时，第一层111被加热至第二相变温度，由此，电极部110通过第一层111而缠绕为第二曲率。即，通过来自电极的能量来达到第一层111的第二相变温度。此时，电极部110可以根据管的直径完全包围管。即，当管的直径较窄时，可以完全包围管，但是当直径较宽时，不能完全包围管。
53.当该管的施术结束时，来自电极的能量不会传递到第一层111，从而第一层111的温度降低至第一相变温度。由此，电极部110通过第一层111从第二曲率变形为第一曲率，施术者可以安全地从该管中去除电极部110。
54.当所有施术结束时，从体内去除电极部110，从而第一层111的温度降低至第三相变温度。由此，电极部110通过第一层111而展开为直线形态。
55.如图3的(a)及(b)所示，第一层111和第二层112仅固定连接一端，相邻面不相互附着，电极113可以附着于第二层112的上部面。
56.根据本发明的一实施例，对于电极部110而言，在通过第一层111包围管的状态下，可以向引导部侧拉动第二层112来匹配电极113和管的直径或调节接触的力。此时，如果向引导部侧拉动第二层112，则第二层112的直径被调节为与管的直径对应。
57.电极113可以附着于第二层112的上部面。电极113可以包括为形成双极(bipolar)结构而以规定间隔隔开并平行布置的两个电极113。每个电极113具有0.5mm至1mm的宽度，具有0.01t至0.1t的厚度。另外，每个电极113的间隔可以是1.5mm至2mm。
58.通过平行布置电极113，可以将电流路径局限于电极113之间，由此，在不损坏与管相邻的器官的同时，能够完全去除管的神经。
59.即，通过将热量局限于电极113之间，可以有效且安全地去除管的神经。
60.另外，虽然图3中未图示，但是可以在第二层112上的电极113之间设置温度传感器。另外，可以在第一层111上的与电极113之间的位置对应的位置设置温度传感器。
61.如上所述，热量分布在电极113之间，温度传感器设置在与电极113之间的位置对应的位置，从而可以准确地测量电极周边的温度。
62.图4是用于说明根据本发明一实施例的电极部的动作方法的图。
63.首先，如图4的(a)所示，当电极部插入于肾动脉附近，且来自电极的能量传递到第
一层时，第一层通过第一相变温度而达到第二相变温度，由此以第二曲率包围管的外壁。
64.之后，如图4的(b)所示，当向后拉动第二层时，第一层不移动并保持圆形状，第一层和第二层的一端被固定连接，因此第二层的直径会减小。由此，使得附着于第二层的上部面的电极能够以与管的直径相匹配的方式紧贴管的外壁。
65.图5是示出根据本发明另一实施例的电极部的详细结构的图。
66.如图5所示，电极部形成为第一层111'、第二层112'及电极113'从下部依次层压的结构，其中，当电极部110包围管时，第一层111'位于外廓，而电极113'紧贴管的外壁。另外，虽然图5中未图示，但是可以在第二层112'的上部或电极113'上的任意位置设置各种传感器。
67.另外，第二层112'在内部形成能够使气体或流体流动的内部空间，第二层112'中的与第一层111'相邻的一面固定附着于第一层111'，与相邻的一面相向的另一面不被固定。另外，电极113'可以附着于第二层112'的另一面。
68.根据图5中图示的本发明的第二实施例的电极部110的动作方式如下：在包围管的状态下，通过利用气体或流体等来改变第二层112'的体积，从而以匹配电极113'和管的直径的方式进行调节。为此，第二层112'可以由更柔软且易拉伸的材料来形成。此时，当改变第二层112'的体积时，第二层112'的直径被调节为与管的直径对应。
69.图6及图7是用于说明根据本发明另一实施例的电极部的动作方法的图，图6是立体图，图7是侧视图。
70.首先，如图6的(a)及图7的(a)所示，将第一层111'做成圆形状，以便包围管的外壁。之后，如图6的(b)及图7的(b)所示，当向第二层112'的内部空间填充气体或流体来增加体积时，第二层112'的另一面的直径会减小。由此，使得附着于第二层112'的另一面的电极113'能够以与管的直径相匹配的方式紧贴管的外壁。
71.图8是示出根据本发明另一实施例的包围管的方法的流程图。
72.参照图8，步骤s810中，使第一层弯曲，从而电极部能够包围管的周围。
73.步骤s820中，使第二层弯曲，从而电极部能够以紧贴的方式包围上述管。
74.步骤s830中，电极可以通过利用来自能量源生成器的能量来阻滞管的至少一部分的神经。
75.根据本发明的上述实施例的电极不仅可以用于神经阻滞术，而且还可以用作为测量神经信号而包围神经的电极。
76.本发明不限于上述实施例及附图。对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明的技术思想的前提下，可以对根据本发明的结构要素进行替换、变形及改变是显而易见的。