具有可冷却的能量发射组件的递送装置的制造方法_4

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线所表示的),传感器247与控制器244通讯 连接。控制器244能够基于来自传感器247(例如,压力传感器、温度传感器、热电偶、压力 传感器、接触传感器等)的信号来控制导管207。传感器还可以放置在能量发射器组件220 上,沿着长型杆件230放置或放置在任何其它位置上。控制器244可以是闭环系统或开环 系统。例如,在闭环系统中,基于来自一个或多个传感器的反馈信号将电能递送到电极214, 所述传感器被设置成传输(或发送)指示一种或多种组织特征、能量分布、组织温度或任何 其它可测量的目的参数的信号。基于这些读数,控制器244调节电极214的操作。另外,在 开环系统中,通过用户输入来设置电极214的操作。例如,用户可以观察组织温度或阻抗读 数并手动调节递送至电极214的功率水平。另外,电源可以被设置成固定的功率模式。在 其它实施方案中,用户能够在闭环系统和开环系统之间反复切换。
[0191] 为了有效地冷却电极214,连接至电极214的管道234与杆件230内的冷却剂递送 腔流体连通,以便从中接收冷却剂。另外,气囊212中的引流器能够将气囊212中的部分或 全部的冷却剂引导至电极214或气囊壁,并可为电极214提供单独的冷却通道。在一些实 施方案中,一个或多个冷却通道通过电极214延伸(例如,电极214可为管状以便使冷却剂 能够从其中流过)。在其它实施方案中,冷却剂围绕或邻近电极214流动。例如,以如图8 中管道234为例的外部元件能够环绕电极214,使得流体能够在电极214和管道234之间流 动。另外或可选地,可以使用一个或多个热装置(例如,珀尔帖装置)、冷却/加热通道等, 主动冷却或加热消融组件208。
[0192] 参照图8和9,长型杆件230从控制模块210延伸至消融组件208,并包括电源线 腔320、递送腔324和返回腔326。电源线280通过电源线腔320延伸并将控制器244与电 极214连接起来。递送腔324为流体源260和能量发射器组件220与212气囊之间提供流 体连通。返回腔326为气囊212和/或电极214与流体容器262之间提供流体连通。长型 杆件230整体或部分可以由一种或多种以下物质制成:金属、合金(例如,钢合金,诸如不 锈钢)、塑料、聚合物及以上的组合组合以及其它生物相容性材料,并且可以是柔韧的,以便 方便地通过高度分支的气道。将传感器嵌入在长型杆件230中以检测流经其中的流体的温 度。
[0193] 参照图10-12,其中消融组件208处于张开配置,管道234环绕并保护电极214和 电源线280免受外部环境和可能导致连接失败的外力。电连接也没有暴露于体液。如果需 要或想要的话,电源线380可以沿着其它流体路径排布。另外,为了通过电极214递送冷却 剂,电极214可以是两端与管道234连接的金属管状构件。在这情况下,电极214的外表面 暴露,这用于在能量递送期间与气道壁接触。
[0194] 管道234包括近端区段286、远端区段288和非线性区段300。近端区段286用作 入口并从长型杆件230向远端延伸。非线性区段300在气囊212周围延伸且弧长在约180 度至450度的范围内。如图11所示,在消融组件208的张开配置中,非线性区段300的至少 一部分可以沿着虚拟平面301放置,虚拟平面301与膨胀的气囊212 (和导管杆件230)的 纵轴310基本垂直。远端区段288与近端区段286对齐且用作出口,并向防损末端240远 端延伸。
[0195] 当缩小时(即,当未用冷却剂加压时),管道234可以是高度柔韧的以符合长型杆 件230,并且管道234整体或部分可由当加压或触发时呈现预设形状的材料制成。这种材料 包括但不限于,热塑性聚合物(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯或聚氨酯)、形状记忆 材料或以上的组合。当管道234膨胀时,其呈现预设的形状,该形状被设置成以相对于纵轴 310期望的横向方向放置电极214。
[0196] 气囊212整体或部分可由聚合物、塑料、硅、橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯,化学惰性材 料、非毒性材料、电绝缘材料或以上的组合等材料制成。为增强热传递,气囊侧壁可以包含 一种或多种具有高热导率的导热材料。例如,导热条(例如,金属条)可以沿着气囊212延 伸以帮助将热能从热点(如果有的话)传导出来。气囊212能够符合气道表面(例如,软 骨环,侧枝等)上的不规则形状,并整体或部分由以下材料制成:可膨胀的材料,诸如聚氨 酯(例如,低硬度聚氨酯)或其它类型的高度适形材料,这些材料可以是透明的、半透明的 或不透明的。气囊212能够具有不同的膨胀形状,包括热狗形、卵圆形、圆柱形等。
[0197] 图13显示放置在管道234的通道330中的电极214,电极214包括冷却剂通道 340。电极主体350可以是整体或部分由金属(例如钛304、不锈钢等)或其它适合的金 属制成的刚性管。在一些实施方案中,管道234没有在整个电极214上延伸,使得管状电 极的中央部分暴露,用于与气道壁直接接触。在其它实施方案中,电极主体350整体或部 分由形状记忆材料制成。形状记忆材料包括,例如,形状记忆金属或合金(例如,镍钛合金 (Nitinol))、形状记忆聚合物、铁磁材料及以上的组合等。这些材料当从受限的状态释放时 能够呈现预设的形状或者当用热触发时能够呈现不同的配置。在一些实施方案中,当触发 (例如,热触发)时,形状记忆材料能够从第一预设配置转变为第二预设配置。
[0198] 如在图14和图15中所示,传感器360A、360B (统称为"360")连接于电极主体350。 一对线370A、370B (统称为"370")通过通道340并分别连接于传感器360A、360B。在一些 实施方案中,传感器360a为接触传感器,而传感器360b是温度传感器和/或压力传感器。 可以基于待进行的治疗来选择传感器的数量、位置和类型。
[0199] 在多层的实施方案中,电极主体350可以包括至少一个具有一层或多层薄膜或涂 层的管(例如,非金属管、塑料管等)。薄膜或涂层可以由以下材料制成:金属、导电聚合物 或其它适合材料,这些材料由沉积方法(例如,金属沉积方法)、涂布工艺等形成,并且整体 或部分包含银墨、银环氧树脂及以上的组合等。
[0200] 射线不透性标记或其它类型的可视化特征可用于放置主体350。为了提高电极 214本身的可视性,电极214整体或部分可以由射线不透性材料制成。
[0201] 图16-18显示使用治疗系统200的一个示例性方法。在进行治疗之前、期间和/ 或之后,医生可以使用递送设备206来直观地检查气道100以定位和评估治疗位点和非靶 向组织。递送设备206可以是引导管、递送鞘、气管镜或内窥镜,并可以包括一个或多个可 视装置,诸如光学观查装置(例如,照相机)、光学系统(例如,一套镜头)等。例如,递送设 备206可以是气管镜,该气管镜具有一个或多个用于照明的灯和用于传输图像的光纤。可 调节导管207以沿导线(未显示)进行递送,该导线在气囊212和能量发射器组件220之 间经过。这提供了快速交换能力。
[0202] 当图16的递送设备206沿着体腔101 (例如,气道)移动时,塌陷的消融组件208 被维持在递送设备206的工作通道386中。当导管207处于基本直的配置时,管道234能 够形成环221,使得电极214几乎与长轴373平行。如在图16所表示的实施方案中,角β 由导管207的长轴373方向和电极214的长轴374之间界定。角β的范围为约0度至约 30度。在一些实施方案中,角β的范围为约0度至约20度。弯曲的电极214也能够套住 并部分环绕长型杆件230。在某些实施方案中,长型杆件的至少一部分放置在电极214的弧 形内用于进一步减小外形。因此,杆件230能够放置在电极214的两端之间。在每个电极 位置中根据待产生损伤的期望的长度,电极214可以具有不同的长度。在优选的实施方案 中,电极214的长度为至少约2mm至长达约3mm。电极的宽度(如果为圆柱则是直径)不超 过软骨环间的空间宽度,在一些实施方案中优选0.1 mm至约3_。
[0203] 继续参考图16,工作通道386的直径可以小于约8mm。收缩的气囊212的直径 Db可以相对较小。例如,气囊212完全塌陷时,最小直径Db4/>可以为约2mm至约3mm,且最 大直径Db4大为约5mm至约6mm当。如果电极214可伸缩,消融组件208的直径Dft大可以小 于约3mm。在超低外形(low-profile)配置中,最大直径D最大可以小于约2.8mm。
[0204] 气囊212可膨胀以将能量发射器组件220移近(例如,邻近或接触)气道100。当 气囊212完全膨胀时,角β能够增加到70度至约110度。图17显示了展开的消融组件 208,其中电极214能够大约垂直于长轴373。在能量发射器组件220和气囊212之间能够 活动,使得角β处于约60度至的约120度范围内以便适应解剖学结构、非匹配结构(例如, 导管杆件230的非匹配)等的变化。在一些实施方案中,当从递送方向向展开方向移动时, 电极214向周围延伸方向移动。处于展开方向的电极214沿着的气道100的壁基本向周围 延伸。在某些实施方案中,当消融组件208处于完全展开的配置时,设置电极214使之完全 放置在沿着气道的软骨环376之间的空间374内。
[0205] 图17和18显示了与长型杆件230和气囊212流体连接的能量发射器组件220。 一般来说,冷却剂使能量发射器组件220的组织接触部分215冷却。消融组件208的冷却 区段209接触气道壁100以便冷却组织接触部分215邻近的组织,同时通过电极214输出 能量。冷却区段209可以由与气道壁100接触的能量发射组件220和气囊212的一部分形 成。
[0206] 当气囊212膨胀时,电极214从图16的第一方向和图17的第二方向间移动(例 如,旋转、转动、转移等),在第一方向中电极214沿气道100轴向延伸,在第二方向中整个电 极214置于邻近的软骨环376a,376b之间的空间374中。气囊212能够冷却气道100并能 使电极114固定在空间374中。
[0207] 图17显示放置的能量发射器组件220,从而使电极214固定于空间374中。在某 些实施方案中,第一方向上电极214相对于纵轴373延伸的距离(参见图16)大于第二方 向上电极214相对于纵轴373延伸的距离。为展开能量发射组件208,冷却剂从长型杆件 230流经能量发射器组件220并流入气囊212。电极214能够输出足以消融靶区域的能量。 冷却剂从电极214和气道壁100吸收热能。
[0208] 当用冷却剂加压时,电极214和管道234的直径De为约I. 5mm至约2. 5mm。这种实 施方案非常适合于治疗沿主支气管的肺以外的组织。在某些实施方案中,直径De为约2_。 在其它实施方案中,直径De为约0· Imm至约3mm。膨胀的管道234和电极214的直径D £可 以为约〇· Imm至约Imm0
[0209] 为治疗人的支气管树,膨胀气囊212的直径可以为约12_至约18_。为了增强治 疗灵活性,膨胀的气囊的直径可以为约7mm至约25mm。当然,气囊212可以为能够治疗其它 动物的其它器官或组织的其它尺寸。
[0210] 消融组件208提供差别冷却,这是因为能量发射器组件220中的冷却剂与气囊212 中的冷却剂相比温度较低并且流速较快。由箭头表示的冷却剂,从长型杆件230流出来并 流入能量发射器组件220。冷却剂继续通过能量发射器组件220和电极214的冷却剂通道 340 (图15)。冷却剂从电极214吸收热能。被加热的冷却剂流入末端240并继续向近端流 经腔400,如图18所示。冷却剂流经阀420 (例如,节流阀)并通过端口 424。阀420沿着 流体路径设置,该路径将能量发射组件220和界定冷却区段209的气囊212的一部分连接 起来。冷却剂在腔室426中循环并从组织吸收热量。这将有助于保持浅层组织处于导致细 胞死亡或组织损伤的温度以下。
[0211] 冷却剂流经端口 430、腔432和节流阀434。节流阀420、434能够配合以维持所需 的压力。节流阀420被设置成维持冷却剂以第一流速通过能量发射组件220以及维持冷却 剂以第二流速通过冷却区段209。第一流速可以与第二流速显著不同。
[0212] 当加压时,管道234能够呈现预设形状。阀420、434能够配合以维持气囊212处于 约5psig至约15psig的所需压力下。这种压力非常有助于将电极214推到软骨环间。基 于所进行的治疗可以选择其它压力。阀420、434可以是节流阀、蝶阀、止回阀,鸭嘴阀、单向 阀或其它适合的阀门。
[0213] 当RF能量传输至电极214时,电极214输出的RF能量通过组织。RF能量能够对 气道壁的组织(例如,浅表组织和深层组织)进行加热,同时冷却剂对组织(例如,浅表组 织)进行冷却。这种通过RF能量进行浅表和深层加热以及通过循环冷却剂对浅表进行冷 却的净效果与气道壁100外层的热量有关,如参照图6和7所讨论的。结缔组织的温度可 以高于上皮、基质和/或平滑肌的温度。例如,结缔组织的温度可以高到足以对神经干组织 或其它深层组织造成损伤,同时气道的其它非靶向组织保持在较低的温度以防止或限制对 非靶向组织的损伤。
[0214] 热量能够被集中在气道壁的一个或多个内层(例如,基质)或气道壁的内膜(例 如,上皮)。而且,支气管动脉分支的一个或多个管道可以处于损伤状态。能够控制使用电 极214所产生的热量,使得当破坏神经干组织时,流经支气管动脉分支的血液能够保护这 些支气管免受热损伤,即使神经组织位于动脉分支旁边。导管207可能产生相对较小区域 的细胞死亡。例如,气道壁100中间的组织的或沿气道壁100的外表面的2_至3_的区 段可被破坏。通过应用适当的功率和适当的冷却,能够在任何所需深度产生损伤。
[0215] 通过消融组织同时缓慢旋转消融组件208或者通过将消融组件208放置在一系列 旋转位置(在每个位置中,递送能量持续所需的时间)中,能够沿在气道壁100圆周的全部 或大部分形成圆周损伤。一些过程形成邻近的损伤,这些损伤沿气道壁100连接在一起并 形成环状带。在一些实施方案中,整个环221 (图17)可以是电极。环221可以涂有导电材 料并能够支撑电极。单一程序能够产生圆周损伤。在形成损伤后,可以停止冷却剂流入气 囊212。气囊212缩小,致使能量发射器组件220从气道壁100弹回。可以重新放置导管 207以治疗其它位点或将导管207从个体中整个去除。
[0216] 如果使用者希望气囊212中的冷却剂的温度低于能量发射器组件220中冷却剂的 温度,可将冷冻的冷却剂递送入气囊212然后进入能量发射器组件220。图19和图20显示 这样的冷却剂流。低温冷却剂流经长型体230经过阀434和端口 430。冷却剂在腔室426 中循环并吸收热量。被加热的冷却剂流经阀420并继续经过能量发射器组件220以冷却电 极 214。
[0217] 气道软骨环或软骨层的电阻通常比气道软组织(例如,平滑肌或结缔组织)的电 阻大。气道软骨阻碍能量流(例如,电射频电流),并且当电极接近软骨时,使得由射频电能 形成的治疗损伤影响气道神经干具有挑战性。
[0218] 定位器(positioner)能够有助于电极的定位。这样的定位器包括但不限于凸起, 膨胀,突起,肋样部件(rid)或有助于优先将电极214置于所需位置,进而很容易进行治疗 或确认正确定位的其它部件。图21和图22显示能够作为软骨间定位器的能量发射器组件。 当气囊212按压气道100时,环221沿着气囊212移动,从而优先将电极214定位于软骨环 452a,452b之间。环221从气囊212向外突出这样的距离,该距离足以确保消融组件208向 气道壁施加足,以导致自就位的压力。导管能够来回移动以帮助将电极214定位在空间453 的软适应性组织453附近。能量发射器组件220可以被设置成移动距离D。(例如,沿着长 轴310测量),该距离是软骨环452a、452b之间的距离D的至少一半。通常,这将确保电极 214能够被放置在软骨环452a、452b中间。
[0219] 与具有单电极的导管相比,多个电极214能够减少治疗时间和程序复杂性。这是 因为与单电极导管相比,多电极导管可能必须更少次地放置在支气管树(或其它中空器 官)内以产生所需尺寸的多处损伤。因此,多电极导管能够精准地治疗用户的呼吸系统。
[0220] 图23显示能量发射器组件500,其包括沿气囊520圆周彼此间隔开的两个电极 510A、510B(统称为"510")。相对于消融组件501的长轴511,电极510A、510B彼此可以成 约45度至210度。其它电极位置是可能的。图24显示了能量发射器组件530,其具有彼 此成约60度放置的三个电极540A、540b和540C(统称为"540")。在这些实施方案中,各 个电极可连接至各自的电源线以允许各自的独立控制,或所有的电极连接至同一电源线以 便一起操作。另外,一对电极可以以两极的方式进行操作,其中一个电极是正极另一个是负 极,RF功率通过组织从一个电极传导到另一个。
[0221] 参照图25和图26,能量发射器组件552的远端560连接至末端562。能量发射器 组件552的近端570连接至长型体574。如弯区区段576所示的中间区段没有与气囊554 直接连接。这使得电极583可运动显著的量并方便与在软骨或其它特征之间的间隙对准。
[0222] 当气囊554部分膨胀(图25所示)时,中间区段576的弧形区段580能够基本上 垂直于气囊554的纵轴582。当气囊554完全张开(图26所示)时,存在足以使电极583 运动而气囊554无明显变形的间隙。例如,电极583可移动范围为约-30度至约30度的角 α。其它角度也是可能的。
[0223] 图27和28显示了整体或部分由高度适应性材料制成的相适应的气囊594。高度 适应性材料包括但不限于硅、橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯或能够经受大变形的其它材料。图29 显示了气囊594的侧壁595,侧壁595接触气道壁597并提供相对大的表面接触。这为气道 壁表面上或邻近的组织提供了快速且有效的冷却,同时破坏了更深的靶区域601 (表示为 神经组织的区段)。
[0224] 图30-32显示消融组件600,其包括具有内部电极620a、620b的集成能量发射器组 件610。侧壁630的通常向外突出的U形部分650能够有
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