神经调节导管及相关系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明的技术通常涉及肾神经调节导管及相关系统和方法。具体而言，一些实施方式涉及用于血管内肾神经调节的能量发射导管及相关系统和方法。
[0002]背景
[0003]交感神经系统(SNS)是主要的无意识身体控制系统，其通常与压力反应相关联。SNS神经支配组织的纤维存在于人体的几乎每个器官系统，并且能够影响多种特征，例如瞳孔直径、肠道动力和尿排出。此类调节对保持体内稳定或使身体准备快速响应环境因素而言可具有适应性作用。然而，SNS的慢性激活是常见的不良适应性应答，这可推动许多疾病状态发展。肾SNS的过度激活一般在实验和人体中被鉴定为高血压、容量超负荷病症(例如心力衰竭)和进行性肾病的复杂病理生理学的可能原因。例如，放射性示踪剂稀释已证明原发性高血压患者中的肾去甲肾上腺素("NE")溢出率增加。
[0004]心力衰竭患者中的心-肾交感神经机能亢进可能特别显著。例如，这些患者中常发现自心和肾的血浆NE溢出增多。SNS激活的提高通常以慢性肾病和末期肾病为特征。在患有末期肾病的患者中，已证明高于中值的NE血浆水平能预测心血管疾病和一些致死原因。这对患糖尿病或造影剂肾病的患者也如此。证据表明，起源于患病的肾的感觉传入信号是起始并支持中枢交感神经溢出的主要原因。
[0005]支配肾的交感神经在血管、肾小球旁器和肾小管中终止。肾交感神经的刺激可造成肾素释放增加，钠(Na+)重吸收增加和肾血流降低。这些肾功能的神经调节组分在以交感紧张升高为特征的疾病状态中受到显著刺激并且可能是引起高血压患者血压升高的原因。由肾交感神经传出刺激所致的肾血流和肾小球过滤率的降低可能是心-肾综合征(即，肾功能障碍作为慢性心力衰竭的进行性并发症)中肾功能丧失的基础。阻止肾传出交感刺激的药学方法包括中枢作用的抗交感神经药，β阻滞剂(旨在降低肾素释放)，血管紧张素转换酶抑制剂和受体阻滞剂(旨在阻断肾素释放后的血管紧张素II作用和醛固酮激活)和利尿剂(旨在抵消肾交感介导的钠和水滞留)。然而，这些药学策略具有很大局限性，包括受限的功效、依从性问题、副作用等。近来，通过向肾动脉中目标位点施加能量场(例如通过射频消融)来降低交感神经活性的血管内装置已被证明能够降低治疗耐受性高血压患者的血压。
[0006]附图简要说明
[0007]参照以下附图可以更好地理解本发明的许多方面。附图中的各个组分未必是按比例画的。事实上，重点是清楚地说明本发明的原理。此外，各组分在某些视角中可以透明的形式显示，其仅用于清楚地显示而不旨在表明所示组分必须是透明的。
[0008]图1显示了根据本发明的技术的一个实施方式构造的血管内肾神经调节系统。
[0009]图2显示了根据本发明的技术的一个实施方式使用导管调节肾神经。
[0010]图3Α是根据本发明的技术的一个实施方式的肾神经调节系统远端部分的部分截面图，其中在患者肾动脉内将能量递送装置构造为低剖面(low-profile)状态。
[0011]图3B是根据本发明的技术的一个实施方式的图3A的肾神经调节系统远端部分的部分截面图，显示了伸展状态中的能量递送装置。
[0012]图4A是根据本发明的技术的一个实施方式，在患者的肾动脉内部处于伸展状态的能量递送装置的纵向部分截面图。
[0013]图4B是根据本发明的技术的一个实施方式的图4A的装置中支柱的组织接触部分的放大的纵向截面图。
[0014]图4C是沿图4A的线4C-4C的图4A的能量递送装置的横向截面图。
[0015]图5是根据本发明的技术的一个实施方式，在患者外侧处于伸展状态的能量递送装置的侧视图。
[0016]图6是根据本发明的技术的一个实施方式，在成角度的(angled)血管内处于伸展状态的图5的能量递送装置的示意性侧视图。
[0017]图7是根据本发明的技术的另一个实施方式，第一和第二电极阵列之间螺旋连接部分的侧视图。
[0018]图8是根据本发明的技术的另一个实施方式的电极阵列的侧视图。
[0019]图9是根据本发明的技术的一个实施方式构造的支柱连接点的等轴视图。
[0020]图10是根据本发明的技术的另一个实施方式构造的支柱连接点的实施方式的等轴视图。
[0021]图11是根据本发明的技术的另一个实施方式构造的能量递送装置的侧视图。
[0022]图12是根据本发明的技术的实施方式，图11的能量递送装置的近端能量放射区域的详细视图。
[0023]图13是SNS的概念图且显示了大脑是如何通过SNS与身体交流的。
[0024]图14是神经支配左肾在左肾动脉周围形成肾丛的解剖视图。
[0025]图15B和15B分别提供人体的解剖和概念视图，描述脑和肾脏间的神经传出和传入交流。
[0026]图16A和16B分别显不了人身体的动脉血管系统和静脉系统。
[0027]发明详述
[0028]本发明的技术涉及通过经皮腔血管内通路实现电和/或热诱导的肾神经调节(即使神经纤维迟钝或失活或使功能完全或部分减弱)的导管、系统和方法。具体而言，本发明的技术的至少一些实施方式涉及整合了具有至少一个能量递送装置的导管治疗装置的导管、系统和方法，该能量递送装置可在递送状态和伸展状态之间转换。该能量递送装置可构造为在经由沿经皮腔通路(例如股动脉穿刺、髂动脉和主动脉、桡动脉，或另一合适的血管内通路)的导管插入后，将能量(例如电能量、射频(RF)能量、热能量或其组合)递送至目标组织。对该能量递送装置的尺寸和形状进行设计，使得当能量递送装置在肾动脉内处于伸展状态(例如展开)时，电极区域接触肾动脉的内壁。血液可以流过展开的能量递送装置，这是因为能量递送期间不会故意出现肾动脉阻塞。此外，血液可以在能量递送装置周围流动以冷却相关电极区域和/或周边组织。在一些实施方式中，冷却电极区域和/或组织使得可以在比不需要冷却即可达到的温度低的温度下递送较高的功率水平以辅助在治疗期间产生更深和/或更大的损伤、降低内膜表面温度和/或给予较长的激活时间，同时减少治疗期间过度加热组织的风险。
[0029]本发明的技术的多个实施方式的特定细节在下文中参考图1-16B进行描述。虽然下文描述的许多实施方式是针对用于血管内肾神经调节的导管、系统和方法，除本文所述那些以外的其它应用和其他实施方式也在本发明的技术的范围内。此外，本发明的技术的一些其它实施方式可具有与本文描述那些不同的构造、组成或过程。因此，本领域普通技术人员应理解，本发明的技术可具有其它实施方式，采用其它元件，或者可具有不含所示和下文参考图1-16B描述的一些特征的其它实施方式。
[0030]本文中所述的术语“远端”和“近端”定义相对于治疗的临床医师或临床医师的控制装置(例如，手柄组件)而言的位置或方向。“远端”或“远端地”指远离或离开该临床医师或临床医师的控制装置的位置或方向。“近端”和“近端地”指靠近或朝向所述临床医师或临床医师的控制装置的位置或方向。
[0031]1.肾神经调节
[0032]肾神经调节是对支配肾的神经的部分或完全失能或者其他有效干扰。具体地，肾神经调节包括抑制、减弱和/或阻断沿支配肾的神经纤维(即，传入和/或传出神经纤维)的神经通信。此类失能可以是长期的(例如，永久性或数月、数年或数十年的失能)或短期的(例如，数分钟、数小时、数天或数周的失能)。预计肾神经调节能有效地治疗以整体交感活性增强为特征的若干临床病症，并且，具体而言，能有效治疗与中枢交感过度刺激相关联的病症，例如高血压、心力衰竭、急性心肌梗塞、代谢综合征、胰岛素抵抗、糖尿病、左心室肥大、慢性和末期肾病、心力衰竭中的不当液体潴留、心-肾综合征和猝死等。传出神经信号的减弱导致交感神经紧张/激动的全身性减弱，并预计肾神经调节可用于治疗与全身性交感活性过度和高活性相关联的若干病症。肾神经调节可潜在地有益于受交感神经支配的多种器官和身体结构。例如，中枢交感神经激动降低可以降低折磨代谢综合征和II型糖尿病患者的胰岛素抗性。此外，也可对骨质疏松进行交感神经激活，使之从伴随肾神经调节的交感神经激动下调中获益。
[0033]可采用多种技术来使神经通路(例如支配肾的那些)部分或完全失能。通过能量递送元件对组织有目的地施加能量(例如，电能、RF能、脉冲电能、热能或其组合)可诱发一种或多种对肾动脉的局部区域和肾丛的相邻区域所需的热量加热作用，这些区域紧密位于肾动脉的血管外膜内或其周边。有目的地施加热量加热作用能够沿着肾丛的全部或部分实现神经调节。
[0034]热量加热作用可包括热融除和非融除性热变化或损伤(例如，通过持续的加热和/或电阻加热)。所需的热量加热作用可包括使目标神经纤维的温度升高至高于实现非融除性热变化的阈值，或高于更高的温度以实现融除性热变化。例如，就非融除性热变化而言，目标温度可高于体温(例如，约37°C )但低于约45°C，或就融除性热变化而言，目标温度可以是约45°C或更高。
[0035]更具体地，接触超过约37°C的体温但低于约45°C温度的热能(热量)，可通过对目标神经纤维或灌注目标神经纤维的血管结构的中度加热来诱导热变化。血管结构受到影响时，目标神经纤维不再灌注导致神经组织坏死。例如，这可诱导该纤维或结构中的非融除性热变化。暴露至高于约45°C或高于约60°C温度的热度可通过对该神经或结构的充分加热来诱导热变化。例如，此类更高温度可热融除目标神经纤维或血管结构。就一些患者而言，可能希望达到热融除目标神经纤维或血管结构的温度，但该温度低于约90°C，或低于约85°C，或低于约80°C，和/或低于约75°C。不论应用何种类型热接触来诱导热神经调节，均预期降低肾交感神经活性(“RSNA”)。
[0036]I1.经选择的导管的实施方式
[0037]图1显示了按照本发明的技术的一个实施方式构造的肾神经调节系统10。系统10包括血管内导管12，其可操作地偶联至能量源或能量发生器26。在图1所示的实施方式中，导管12包括长