案，在表面 1525上的损伤1504横截面宽度小于在图67B中在表面1525上的损伤1504的横截面宽度。 图68B的损伤1504的截面宽度随深度增加至最大宽度，并随后下降至最深区域1530。 最大宽度小于损伤1504的深度D。图68B显示表面1525上的损伤1527的宽度不大 于电极宽度的约150%。图69B显示组织表面1525上的损伤1527的最大横截面宽度约等 于电极宽度。
[0265] 图69A和图69B显示当低温冷却剂以高速流经气囊1510或者极低温度的冷却剂 以低速流经气囊1510时的等温线和损伤1527。类似泪滴形的损伤1527从组织表面1525 延伸。损伤1527的浅层或狭窄部分1534的宽度约等于电极1524的横截面宽度We。因此， 表面1525上的损伤1527具有的最大横截面宽度不大于电极-组织界面的约150%。这确 保了破坏最小量的表面组织。从浅层部分1534向外至增大的区域1535,损伤1527逐渐变 小。损伤横截面宽度随深度逐渐增加至最大宽度。最大宽度可以比在表面1525 上的横截面宽度大约1至约3倍。损伤1527的最深区域1530为部分圆形。
[0266] 图70A和70B显示当极低温度的冷却剂以高速流经通过气囊1510时能够形成的 等温线和泪滴形损伤1527。损伤1527从组织表面1525延伸并具有狭窄的浅层区域1534， 该浅层区域1534向外迅速扩展至广深区域1552。浅层部分1534的宽度小于电极1524的 宽度We。横截面宽度随深度迅速增加至最大宽度。因此，损伤1527的大部分体积在组 织深处。因此，面心的深度显著大于表面1525上的损伤1527的宽度。
[0267] 图71A和图71B显示当极低温度的冷却剂以极高的速度流经气囊1510时能够形 成的等温线和相应的圆形损伤1527。损伤1527位于从组织表面1525起的深度D处。损 伤1527的最大横截面宽度在深度。损伤1527与电极-组织界面分离并根 据和冷却剂的流速和温度可以具有不同的形状。不同的冷却能够用于获得其它埋入的损伤 形状，诸如通常为椭圆形、长型等。
[0268] 能够根据靶区域的位置来选择D_4大。为破坏神经组织，大可以为至少约2mm 以确保损伤包括神经组织。深度D可以为至少约2mm以减轻或避免对平滑肌组织造成显著 的损伤。这种实施方案非常适合用于治疗气道壁，因为平滑肌组织的深度通常不低于2mm。 以这种方式，靶区域的横截面宽度能够在比平滑肌组织更深的深度达到最大。在一些实施 方案中，大部分或基本上全部的损伤将在不是平滑肌组织的组织中，通常是处于比平滑肌 组织区域更深的气道中。另外，对在气道壁中的平滑肌细胞的任何破坏可以小于在不破坏 神经组织的情况下基本上改变气道的反应性或收缩性（诸如哮喘、coro或其它肺病）所需 的破坏。
[0269] 通过其中大量的组织未被永久性破坏的保护区域，损伤能够从组织表面分离。图 70B和图71B显示深度为Dp的保护区域1561。有利的是，因为在保护区域1561中的大量 组织未被永久性破坏，其组织功能能够被保留。深度的Dp可以为至少约Imm至约2_以消 融神经组织。
[0270] 应当了解的是，本文使用的术语"损伤"是指被永久破坏的组织，即指细胞死亡的 点。在一些情况下，能量递送将对所谓的"损伤"区域以外的细胞造成暂时的或非致命的破 坏。例如，上皮细胞或平滑肌细胞可以被本文所述的能量递送所暂时破坏或改变。然而， 有利的是，通过使用差别冷却，这些细胞能够重新恢复并保持功能，因此不认为是所形成的 "损伤"的一部分。相比之下，导管207能够对位于气道壁深处或在气道壁以外的神经组织 造成永久性破坏，从而减弱造成某些肺病的神经信号。
[0271] 图8中的导管207能够形成图71B的损伤1527。递送腔324、返回腔326和电极 通道340 (图13)各自的直径可以为约2. 1mm。气囊212可以由低硬度聚氨酯制成，其壁厚 度约0. 019mm至约0. 025mm，且纵向长度为约20mm。气囊212的外径为约16mm，并膨胀至约 IOpsig的压力。冷却剂以约100-120ml/分钟的流速流经电极214并为冷盐水或水（例如， 冷盐水或冷水）。电极214的长度为约8mm并向组织递送约25W的功率，以形成最大深度D 最大为约7mm至约8mm的损伤1527和Dp为约Imm至约2mm的保护区域1561。也就是说，损 伤1527从组织表面间隔的距离为至少Imm至约2mm。
[0272] 图72和图73显示递送装置1600,具有电极1610和形式为气囊1620的可张开元 件。电极1610从缩小的气囊1620向远端延伸，气囊1620紧密环绕长型杆件1640。长型杆 件1640的远端区段1688通过腔室1690轴向延伸，并携带电极1610。当膨胀时，气囊1620 可向远端扩张，从而沿电极1610延伸。
[0273] 图74显示膨胀的基本上为钟形的气囊1620,其界定远端面向的接触表面1630。接 触表面1630环绕电极1610并具有基本上为环形的形状。气囊1620能够防止外部流体沿 电极1610流动。
[0274] 图75显示沿着递送管1700流动的冷却剂。冷却剂从出口 1710流出并沿电极1610 的内表面1720流动。当冷却剂吸收热量时，其被加热。冷却剂通过端口 1720a、1720b从 电极1610流出，并在气囊室1690中循环。冷却剂吸收热量以冷却组织。冷却剂通过端口 1730a、1730b从室1690流出并流动通过回管1740。
[0275] 如果外部液体（例如，血液、尿液、粘液等）沿装置1600周围流动，气囊1620能够 阻断液体沿组织1650流动。电极1610能够递送能量至组织，而无大量的热量被外部液体 流吸收。例如，如果组织1650是心脏组织，气囊1620能够防止大量的血液在气囊1620和 组织1650之间流动，从而防止电极1610附近的组织由于血流被冷却。此外，如果需要或希 望的话，气囊1620能够冷却组织1650对损伤定形。
[0276] 图77-81显示递送装置1800,其具有电极1810和与同轴的杆件1801连接的钟形 可张开元件1814。电极1810连接至可张开元件1814的远端面。杆件1803中的内腔1820 将冷却的膨胀流体递送至可张开元件1814内用于使其张开。膨胀流体从可张开元件流入 杆件1852的外腔1850。冷却剂能够流出端口 1818流向近端电极表面1830并且能够通过 腔室1840循环。电极1810可连接至电源线（未显示），该电源线可通过流体递送腔和气囊 延伸，以将能量递送至电极。另外，低温流体可以通过气囊循环以将电极冷却至低温来进行 低温消融。
[0277] 图82-86显示了递送装置1900。用于膨胀可张开元件1910的流体沿着递送腔 1920流入腔室1930。流体从返回腔1934流出。冷却电极1940的冷却剂沿递送腔1950流 动并流经电极室1954。冷却剂通过返回腔1960从腔室1954流出。电极冷却剂和气囊冷却 剂可处于不同的温度用于差别冷却。有利的是，能够独立地控制电极和气囊冷却剂的流速 和温度。
[0278] 图72-86的远端消融递送装置特别适合向心脏组织递送能量。气囊可以用诸如二 氧化碳、氦气或空气的气体或其它热容相对较低的液体填充以形成心内膜表面损伤，甚至 会形成相对较大的心内膜表面损伤。液体所处的温度基本等于或高于组织的正常温度以防 止不必要的冷却。低温冷却剂能够通过气囊以保护和冷却气囊-组织界面附近的组织，从 而限制或消除内膜损伤的大小，并能够用于产生相对大的外膜损伤。
[0279] 图87A-89B显示了等温线和相应的区域。图87A显示向组织2010递送能量的电 极1610。电极1610可以使用冷却剂进行冷却。如果组织2010是心脏组织，血液能够流经 组织表面2034并能够通过对流从组织2010吸收热量。因此，身体自然机能可有助于冷却 组织2010以形成损伤2030,该损伤的形状类似于图68B中损伤1527的形状。图87A的最 大深度可以小于厚度t以避免破坏心外膜2032,但靠近电极1610的心内膜2034区段 被破坏。
[0280] 气囊1620可以用气体（例如，周围的空气）或其它不吸收大量热能的液体膨胀。 气囊1620阻断血流并允许消融邻近气囊组织界面2042的组织。如图88B所示，损伤2030 具有较宽的基部。因此，图88B的损伤2030的最大宽度位于表面2044。
[0281] 冷的冷却剂能够通过电极1610和气囊1620以形成与递送装置组织界面间隔的损 伤。图89和图89B显示等温线和相应的损伤2030。冷却剂能够冷却电极1610。冷却剂能 够通过气囊1620以保持气囊1620附近的组织处于或低于诱导细胞损伤或死亡的温度。心 内膜2034能够被保护并且可以破坏大量的心外膜2032。保护区域2035位于损伤2030和 电极1610之间。
[0282] 其它类型的结构能够阻断液体流或血液流。例如，屏蔽物、遮罩、伞状结构等能够 被放置在组织上以防止自然体液沿组织流动，因此促进浅层损伤的形成。
[0283] 图90和图91显示了具有电极2110的非膨胀递送装置2100，，电极2110具有排出 口 2112。有利的是，在不张开递送装置2100的情况下就能够形成损伤。端口 2112在圆周 方向上彼此间隔，并被设置成向组织2116喷射冷却剂。用箭头表示的冷却剂从端口 2112 流出并沿组织2116流动。在纵轴2117和喷射之间喷射角α可以小于约90度。在某些实 施方案中，喷射角α小于约70度以确保冷却剂能够通过对流吸收大量的热量。
[0284] 冷却剂可以是冷盐水或冷水，它们与体液（例如，血液）混合。如果递送装置2100 用于含有空气或其它气体的器官中，冷却剂可以是气体。
[0285] 图92显示了改进的递送装置2020,其具有第一组在圆周方向上间隔开的排出口 2021和第二组组在圆周方向上间隔开的排出口 2022。端口 2021组、2022组沿着递送装置 2020的纵轴2028轴向彼此间隔开来。
[0286] 图93和图94显示了递送装置2031，其包括用于产生低温流体的减压元件2032。 流体能够向下流至长型体2039的递送腔2037。流体经过减压元件2032,在电极室2039中 形成低温液流。如本文所使用的，"减压元件"是指但不限于，被设置以降低工作流体压力 的装置。在一些实施方案中，减压元件能够将工作流体的压力降低到等于或小于工作流体 的蒸发压力。工作流体可以包含制冷剂（例如，低温制冷剂或非低温制冷剂）。在一些实施 方案中，减压元件的形式为减压阀或膨胀阀，它们能够使从中流过的工作流体的至少一部 分蒸发。减压元件蒸发有效量的工作流体（例如，低温流体）以降低工作流体的温度。在 一些模式中，利用重量通过阀门元件2032的几乎全部或大部分工作流体被转换为低温低 压气体。低温气体流经膨胀室2039并从排出口 2033流出。在一些实施方案中，减压元件 2032可以是喷嘴阀、针型阀、焦耳-汤姆逊阀、节流阀元件或任何其它合适的能够提供所需 的压力下降的阀。例如，焦耳-汤姆逊阀能够从液体的膨胀回收工作能量，导致较低的下游 温度。在一些实施方案中，减压元件能够用流量调节元件（例如，阀系统）替代，尤其是在 工作流体为非制冷剂，诸如水的情况下。
[0287] 图94的高压气体P1通过递送腔2037。高压气体P 1通过元件2032进入膨胀室 2039,在膨胀室2039中压力下降至P2。压力从P1下降至P 2导致气体温度从T i下降至T 2。 温度变化的幅度由下式计算：
[0288] T1-T2= μ (P rP2)
[0289] 其中
[0290] T为气体的温度；
[0291] P为气体的压力；
[0292] μ为气体的焦耳-汤姆逊系数；
[0293] 下标1表示高压条件；
[0294] 下标2表示低压条件。
[0295] 当膨胀室2039中的气体从端口 2033排出时，出现第二压力下降并下降至环境压 力。如果递送装置2031用于肺，环境压力为大气压。该温度下降为：
[0296] T2-T3= μ (P2-Patm)
[0297] 因此，通过阀门元件2032流入膨胀室2039的冷气体将冷却电极2035,并且通过端 口 2033从膨胀室2039流出的冷气体可被定向至周围的气道并将冷却周围的组织。
[0298] 焦耳-汤姆逊系数（μ)对于各种气体或气体的组合是特异的。μ的标准温度值 为：
[0299] 二氣化碳
[0300]
【主权项】
1. 递送装置，包括： 具有冷却剂递送腔的长型体；和 可置于支气管树的气道中的消融组件，所述消融组件包括： 能量发射器组件，其被配置为能输出能量来消融支气管树的靶组织； 和 可展开元件，其能够从收缩状态移动至张开状态，所述可展开元件被配置为能容纳冷 却剂并使通过冷却剂递送腔递送的冷却剂流通，并且能够移动与气道壁接触， 其中所述可展开元件具有表面，所述表面被配置用于与光学元件进行光连接，所述光 学元件被配置为能被置于气道中、所述可展开元件的外部，所述光学元件朝向所述可展开 元件的所述表面，使得当所述可展开元件处于张开状态或部分张开状态时，能利用所述光 学元件通过所述可展开元件的所述表面观察到所述能量发射器组件。
2. 如权利要求1所述的递送装置，其中所述可展开元件包括可膨胀构件。
3.如权利要求1或2所述的递送装置，其中所述消融组件能通过气管镜的工作通道进 行定位，所述光学元件设置于所述气管镜的远端，所述可展开元件的所述表面被配置为当 所述消融组件被置于所述工作通道的远侧、所述长型体延伸通过所述工作通道时，能提供 与所述光学元件的光连接。
4.如权利要求3所述的递送装置，其中所述表面包括与所述光学元件的远端的平面基 本平行的区段，使得当所述可展开元件处于张开状态或部分张开状态时，所述光学元件能 与所述区段进行光连接。
5.如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述可展开元件是透明气囊。
6. 如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述可展开元件是半透明气囊。
7.如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述可展开元件是由高度适形材料 制成或至少部分由高度适形材料制成的适形气囊。
8. 如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述表面被设置为相对于长型体的 纵轴成选定的角度，使得所述光学元件能够被置于与所述表面接触，使得当所述可展开元 件处于张开状态或部分张开状态时，能够利用光学元件通过所述表面和冷却剂观察到所述 消融组件。
9.如权利要求8所述的递送装置，其中所述表面被设置为相对于长型体的纵轴成约75 度至约105度。
10. 如权利要求9所述的递送装置，其中所述表面与长型体的纵轴近似垂直。
11. 如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述可展开元件的所述表面的材 料具有与可展开元件中的气体和冷却剂相匹配的折射率，使得能够利用光学元件通过所述 表面和冷却剂观察到所述消融组件。
12. 如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述可展开元件的所述表面的材 料具有优化相对于光学元件的可视度和透明度的折射率。
13.如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述能量发射器组件的区段延伸 围绕所述可展开元件。
14.如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述能量发射器组件被配置为能 递送微波能量至气道壁。
15. 如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述能量发射器组件被配置为能 递送超声能量至气道壁。
16. 如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述能量发射器包括RF电极。
17. 如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述能量发射器被设置为沿着处 于张开状态的可展开元件的外表面。
18. 如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中当所述可展开元件处于张开状态 时，所述能量发射器与纵轴径向隔开第一距离，所述表面被配置为能在与纵轴径向隔开第 二距离的位置处与所述光学元件进行光连接，所述第二距离大大小于所述第一距离。
19. 如前述权利要求中任一项所述的递送装置，其中所述能量发射器组件包括组织接 触部分，其中所述能量发射器组件包括冷却剂引导元件，所述冷却剂引导元件被设计为能 主动地引导来自冷却剂递送腔的冷却剂朝向所述能量发射器组件，从而冷却所述能量发射 器组件的组织接触部分和与所述能量发射器组件的组织接触部分接触的第一表面组织，从 而在所述能量发射器组件递送能量消融靶组织的同时防止对第一表面组织造成永久性损 伤，其中所述可展开元件被配置为能接收来自冷却剂递送腔的冷却剂从而冷却与所述能量 发射器组件邻近的气道第二表面组织，从而在所述能量发射器组件递送能量消融靶组织的 同时防止对第二表面组织造成永久性损伤。
【专利摘要】用于消融、破坏或以其它方式影响组织的系统、递送装置和治疗方法。该治疗系统能够递送可冷却的消融组件，该消融组件能够消融靶组织而不破坏非靶组织。该可冷却的消融组件能够破坏神经组织，从而暂时或永久地减少神经系统输入。
【IPC分类】A61B18-00, A61B18-14, A61B18-02, A61B18-18
【公开号】CN104856757
【申请号】CN201510166836
【发明人】马丁·L·梅瑟, 史蒂文·C·迪米尔
【申请人】赫莱拉公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2010年10月27日
【公告号】CA2779135A1, CN102639077A, CN102639077B, CN104042322A, EP2493408A2, EP2493408B1, EP2926757A2, US8740895, US8777943, US8932289, US9005195, US9017324, US20110152855, US20120016363, US20120016364, US20130289555, US20130289556, US20130296647, US20150051597, US20150141985, WO2011056684A2, WO2011056684A3