用于肾神经调节的微波导管设备、系统和方法

专利名称：用于肾神经调节的微波导管设备、系统和方法
技术领域：
本发明中公开的技术一般涉及用于血管内神经调节的导管设备、系统和方法。更具体而言，本文中公开的技术涉及用于通过介电加热实现血管内肾神经调节的微波导管设备、系统和方法。
背景技术：
交感神经系统(SNS)是主要的非自主身体控制系统，通常与应激反应相关。人体几乎所有器官系统中的组织都受SNS纤维支配，该SNS纤维能够影响以下特征例如瞳孔直径、内脏蠕动和尿液输出。如此调节能在保持体内平衡或使身体快速响应环境因素方面具有适应性的效用。但是，SNS的慢性激活是造成许多疾病状态进展的常见不适应反应。特别地，肾SNS的过度激活已经确定为实验和人体中高血压、容量超负荷状态(例如心力衰竭)和进行性肾病的复杂病理生理的可能作用因子。例如，用放射性示踪剂稀释法已证明原发性高血压患者中肾去甲肾上腺素(NE)溢出速率增加。在心力衰竭的患者中，心肾交感神经活动过强尤其显著。例如，在这些患者中经常发现从心脏和肾脏至血浆的超常NE溢出。升高的SNS活性通常表现为慢性和末期肾病。已经显示，在患有末期肾病的患者中，高于中值的NE血浆水平是心血管疾病和一些死因的预示。这对患糖尿病或造影剂肾病的患者也如此。证据显示，源自患病肾的感觉传入信号是起始和维持升高的中枢交感流出的主要原因。支配肾的交感神经在血管、肾小球旁器和肾小管终止。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减少。这些肾功能的神经调节组分在表征为交感紧张升高的疾病状态中受到显著刺激，并且是高血压患者血压升高的可能因素。作为肾交感传出刺激的结果，肾血流和肾小球滤过率的降低似乎是心肾综合征中肾功能丧失的基础(即，肾功能障碍作为慢性心力衰竭的进行性并发症)。阻止肾传出交感刺激结果的药学方法包括中枢作用的交感神经阻滞药、β阻断剂(旨在降低肾素释放)、血管紧张素转换酶抑制剂和受体阻断剂(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水滞留)。然而，这些药学策略有很大局限性，包括药效有限、依从性问题、副作用及其它。因此，对可选治疗策略有强烈的公众健康需求。附图简要说明

图1是交感神经系统(SNS)和脑如何通过SNS与身体交流的概念图。图2是神经支配左肾在左肾动脉周围形成肾丛的放大的解剖学视图。
图3Α和3Β分别提供描述人体在脑和肾之间的神经传出和传入交流的解剖学视图和概念图。
图4A和4B分别是人动脉和静脉系统的解剖学视图。图5是用于实现血管内肾神经调节的微波系统的透视图，所述微波系统包括处理装置和微波生成器。图6A和6B分别是阐述通过血管内通路在肾动脉内放置图5的处理装置的远端区的图解示意图，以及用于递送微波能量的肾动脉内的所述远端区的一个实施方式的细节示意图。图7是图5的微波处理装置的一个实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置包括同轴电缆馈线和同轴天线微波传送元件。图8A和SB是 图5的微波处理装置的一个实施方式的远端区的侧截面示意图，所述远端区以低分布递送构型(low-profile delivery configuration)和扩张展开构型(expanded deployed configuration)呈现，包括多纤丝定心兀件。图9是图8A和8B的微波处理装置的另一可选实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置包括另一多纤丝定心元件。图10A和10B分别是图8A和8B的微波处理装置的实施方式的远端区的沿图10A的剖面线10B — 10B的侧截面示意图和截面示意图，所述微波处理装置包括可膨胀球囊定心元件。图1lA和IlB是图10A和10B的微波处理装置的另一可选实施方式的远端区的截面示意图，所述微波处理装置包括另一可膨胀球囊定心元件。图12是图10A和10B的微波处理装置的又一可选实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置包括又一可选的可膨胀球囊定心元件，该元件具有近端和远端的球囊。图13是图10A和10B的微波处理装置的又一可选实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置包括又一可选的可膨胀球囊定心元件，该元件具有施加在所述球囊表面的导电性电极迹。图14和15是图10A和10B的微波处理装置的其它可选实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置包括其它可选的可膨胀球囊定心元件，该元件具有施加在所述球囊表面的一个或多个罩。图16是图10A和10B的微波处理装置的另一个可选实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置包括另一个可选的可膨胀球囊，所述球囊使所述微波天线在器皿中偏离中心。图17是图5的微波处理装置的实施方式的远端区的示意图，所述微波处理装置包括引流元件。图18A是图5的微波处理装置的一个实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置设置用于通过导线递送。图18B是图5的微波处理装置的一个实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置设置用于快速交换递送。图19A和19B是图5的微波处理装置的一个实施方式的远端区的侧截面示意图，其显示所述同轴天线的辐射元件的动态变化。图20是图19A和19B的微波处理装置的另一可选实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置设置用于所述同轴天线的辐射元件的动态变化。图21A和21B是图19A和19B的微波处理装置的又一个可选实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置设置用于同轴天线的辐射元件的动态变化，以及通过导线的递送。图22A和22B是图5的微波处理装置的实施方式的远端区的侧截面示意图，所述微波处理装置设置用于主动冷却。图23A是具有遮蔽部件的微波处理装置的实施方式的远端区的侧截面示意图。图23B和23C是图23A的微波处理装置的横截面示意图。图23D和23E是具有遮蔽部件和偏移能力的微波处理装置的实施方式的远端区的侧视示意图。发明详述本发明技术涉及通过经皮、穿腔、血管内途径，用于实现电诱导或热诱导的肾神经调节(即，使支配肾的神经纤维迟钝或失活，或使其功能完全或部分地减少)的设备、系统和方法。特别地，本发明技术的实施方式涉及结合了导管处理设备的微波设备、系统和方法。所述导管处理装置可包括延长的轴尺寸，并设置用于通过血管内通路(例如，股动脉、髂动脉和大动脉，经桡动脉通路或其它合适的血管内通路)在肾动脉中递送至少一个微波传送元件。在一个实施方式中，举例而言，所述微波传送元件包括在肾动脉内辐射微波的天线，用以诱导目标肾神经或覆盖靶肾神经的脉管结构的介电加热。微波由微波生成器产生，沿馈线或传送线传递，然后由所述天线辐射。所述微波生成器可以沿着或靠近患者外部的所述延长轴的近端区放置，而所述馈线沿着延长轴或在延长轴内延伸，所述天线沿着所述轴的远端区放置，所述轴设置用于通过血管内通路放置在肾动脉内。参考图1-23E对本技术的若干实施方式的具体细节描述如下。尽管下文就使用微波装置进行血管内调节肾神经的设备、系统和方法的许多实施方式进行了描述，但除本文描述之外，其它应用和其它实施方式也在本技术的范围内。并且，本技术的若干其它实施方式可具有与本文描述不同的构型、组件或步骤。因此，本领域的普通技术人员能由此理解，本技术可包括具有额外元件的其它实施方式，或者本技术可以包括不具有下文结合图1 23E所示和所描述的特征中的一些特征的其它实施方式。本文中所用术语“远端”和“近端”指的是对于治疗医师或医师控制的装置(例如，手柄总成)而言的位置或方向。“远端”或者“远端的”指的是远离医师或医师控制的装置的位置或远离医师或医师控制的装置的方向。“近端”和“近端的”指的是靠近医师或医师控制的装置的位置或向着医师或医师控制的装置的方向。1.相关解剖和生理学接下来的讨论提供关于相关的患者解剖学和生理学的各种细节。这一部分旨在提供关于所公开的技术及有关肾去神经支配的治疗学优势的额外内容，以及在相关解剖学和生理学方面对本文公开内容的补充和延伸。例如，如下所述，肾脉管系统若干性质会指示我们设计通过血管内途径来实现肾神经调节的处理装置和相关方法，并为该装置强化特定的设计要求。特定的设计要求可包括:进入肾动脉、促进该装置的能量递送元件与肾动脉腔表面或壁之间的稳定接触，和/或使用神经调节装置有效调节肾神经。A.夺感神经系统
交感神经系统(SNS)是与肠神经系统和副交感神经系统一样，都是自律神经系统的分支。SNS在基线水平(称为交感紧张)总有活性，并且在压力期间变得更有活性。如同神经系统的其他部分，交感神经系统系统通过一系列互相连接的神经元运转。交感神经元通常被认为是外周神经系统(PNS)的部分，尽管很多位于中枢神经系统(CNS)内。脊髓(CNS的一部分)的交感神经元与外周交感神经元通过一系列交感神经节联系。在神经节内，脊髓交感神经元通过突触连接外周交感神经元。脊髓交感神经元因此称为突触前(或神经节前)神经元，而外周交感神经元称为突触后(或神经节后)神经元。在交感神经节内的突触中，神经节前交感神经元释放乙酰胆碱，这是一种结合并激活神经节后神经元的烟碱乙酰胆碱受体的化学信使。响应此刺激，神经节后神经元主要释放去甲肾上腺素(降肾上腺素)。延长激活能引起肾上腺髓质释放肾上腺素。一旦释放，去甲肾上腺素和肾上腺素结合周围组织的肾上腺素能受体。肾上腺素能受体的结合造成神经元和激素反应。生理表现包括瞳孔扩张，心律增加，偶然呕吐和血压增加。也可见由于汗腺的胆碱能受体结合引起的出汗增加。交感神经系统负责在活生物中上调和下调很多内稳态机制。SNS纤维在几乎每个器官系统中支配组织，提供至少对一些不同事件的调节功能，例如瞳孔直径，脏器蠕动和排尿。所述反应也称为身体的交感-肾上腺反应，因为在肾上腺髓质终结的神经节前交感神经纤维(以及其他所有交感神经纤维)分泌乙酰胆碱，该乙酰胆碱激活肾上腺素(肾上腺激素)和更少程度的去甲肾上腺素(降肾上腺素)。因此，主要作用在心血管系统的该反应通过从交感神经系统传递的脉冲直接调节且通过肾上腺髓质释放的儿茶酚胺间接调节。科学通常把SNS看作自动调节系统，即无意识思维干预的操作。一些进化理论家提出交感神经系统在早期生物体中作用以维持存活，因为交感神经系统负责引发身体运动。所述引发的一个示例是在醒前的时间，其中交感神经传出自发地增加以为行动准备。1.夺感神经链如图1所示，SNS 提供使脑与身体交流的神经网络。交感神经在脊柱内起源，向中侧细胞柱(或侧角)内的脊髓中部延伸，开始于脊髓的第一胸节并被认为延伸到第二或第三腰节。因为其细胞在脊髓的胸和腰区开始，SNS被认为具有胸腰部流出物。这些神经的轴突使脊髓通过前根。其通过脊(感觉)神经节附近，在此进入脊神经的前支。然而，不像体神经支配，它们通过白支接头快速分散开，连接到脊椎旁(在脊柱附近)或脊椎前(在主动脉分叉附近)神经节，沿着脊柱延伸。为了到达靶器官和腺体，轴突必须在体内长距离延伸，并且，为此，很多轴突通过突触传递将其信号传送到第二细胞。轴突的末端将突触跨空间连接到第二细胞的树突。第一细胞(突触前细胞)跨突触裂口发送神经递质，激活第二细胞(突触后细胞)。然后信号运到最终目的地。在SNS和外周神经系统的其他成分中，这些突触在称为神经节的位点生成。发送纤维的细胞称为神经节前细胞，而其纤维离开神经节的细胞称为神经节后细胞。如前所述，SNS的神经节前细胞在脊髓的第一胸节(Tl)和第三腰节(L3)之间定位。神经节后细胞的细胞体在神经节内，并发送其轴突到靶标器官或腺体。神经节不仅包括交感干，还包括颈神经节(上，中和下)，其发送交感神经纤维到头和胸腔器官，以及腹腔和肠系膜神经节(发送交感纤维到肠道)。
2.肾的神经支配如图2所示，肾通过肾丛RP发生神经支配，最终与肾动脉相连。肾丛RP是围绕肾动脉的自主神经丛，并且埋入肾动脉的外膜内。肾丛RP沿着肾动脉延伸直至其到达肾髓质。作用于肾丛RP的纤维产生于腹腔神经节，肠系膜上神经节，主动脉肾神经节和主动脉丛。肾丛RP，也称为肾神经，主要由交感成分组成。没有(或至少很少)肾的副交感神经支配。神经节前神经细胞体定位在脊髓的中侧细胞柱中。神经节前轴突通过椎旁神经节(它们不形成突触)成为较小内脏神经、最小内脏神经、第一腰内脏神经、第二腰内脏神经，并且延伸到腹腔神经节、肠系膜上神经节和主动脉肾神经节。神经节后神经细胞体离开腹腔神经节、肠系膜上神经节和主动脉肾神经节，到达肾丛RP并分布于肾脉管中。3.肾夺感神经活件信号以双向流动的方式通过SNS。传出信息能同时触发身体不同部分的改变。例如，交感神经系统可使心律加速、使支气管通道变宽、降低大肠的活动(运动)、压缩血管、增加食道内蠕动、引起瞳孔扩张、竖毛(鸡皮疙瘩)和排汗(发汗)以及使血压升高。传入信息携带来自体内不同器官和感觉受体的信号至其它器官(尤其是脑)。高血压、心力衰竭和慢性肾病是许多疾病状态中少数由SNS，特别是肾交感神经系统的慢性激活造成的疾病。SNS的慢性激活是造成所述疾病状态进展的不适应反应。肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)的药学管理是降低SNS过量活性的长期但是某种程度无效的方法。

如上所述，肾交感神经系统已经确定为实验和人体中高血压，容量超负荷状态(例如心力衰竭)和进行性肾病的复杂病理生理的主要作用因子。使用放射性示踪剂稀释法来测量去甲肾上腺素从肾溢入血浆的研究显示，与心脏中NE溢出增加一致，原发性高血压患者，特别是年轻高血压对象中肾去甲肾上腺素(NE)溢出速率增加，，这与早期高血压通常见到的血液动力学特征一致，并且表征为增加的心律、心输出量和肾血管抗性。现在已知原发性高血压通常为神经源性，经常伴有显著的交感神经系统过度活性。心肾交感神经活性的激活甚至在心力衰竭中更加显著，如患者组中从心和肾到血浆的超常NE溢出增加所显示。与所述意见相符的是，近期显示充血性心力衰竭患者中肾交感神经激活对全因死亡和心脏移植的强烈阴性预测值，该值独立于整体交感活性、肾小球滤过率和左心室射血分数。所述发现支持设计成降低肾交感刺激的治疗方案有提高心力衰竭患者中存活率的潜能。慢性和末期肾病的特征是升高的交感神经活性。末期肾病患者中，高于中值的去甲肾上腺素血浆水平已经显示能预测全因死亡和心血管疾病死亡。这对糖尿病或造影剂肾病患者也如此。有强有力的证据显示，源自患病肾的感觉传入信号是起始和维持该患者组内提高的中枢交感流出的主要原因；这促进了慢性交感过度活性的熟知的不良后果的发生，例如高血压，左心室肥大，室性心律失常、心脏性猝死、胰岛素抵抗、糖尿病和代谢综合症。(i)肾交感神经传出活性到肾的交感神经在血管，肾小球旁器和肾小管终止。肾交感神经的刺激造成肾素释放增加，钠(Na+)重吸收增加和肾血流减少。肾功能的神经调节组分在表征为交感紧张升高的疾病状态中受到显著刺激，并且明显引起高血压患者的血压升高。肾交感传出刺激引起的肾血流和肾小球滤过率降低可能是心肾综合征中肾功能丧失的基础，其肾功能障碍作为慢性心力衰竭的进行性并发症，有通常随着患者临床状态和治疗而波动的临床过程。阻止肾传出交感刺激结果的药学策略包括中枢作用的交感神经阻滞药，β阻断剂(旨在降低肾素释放)，血管紧张素转换酶抑制剂和受体阻断剂(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水滞留)。然而，当前药学策略有很大局限性，包括疗效有限、依从性问题、副作用等。(ii)肾感觉传入神经活性肾通过肾感觉传入神经与中枢神经系统的整体结构联系。“肾损伤”的几种形式能够诱导感觉传入信号的激活。例如，肾缺血，搏出量或肾血流下降，或丰富的腺苷酶可以引起传入神经通信的激活。如图3A和3B所示，该传入通讯可以从肾到脑或可以从一个肾到另一个肾(通过中枢神经系统)。这些传入信号是中枢整合的，并且导致交感溢出增加。所述交感神经激动针对肾，因此激活RAAS和诱导增加的肾素分泌，钠滞留，容积保持和血管收缩。中枢交感过量活性也能影响由交感神经支配的其他器官和身体结构，例如心和外周血管，造成所述交感激活的不良作用，其在一些方面也引起血压升高。因此，生理学显示(i)传出交感神经对组织的调节能减少不合适的肾素释放、盐滞留和肾血流减少，以及(ii)传入交感神经对组织的调节能通过其对下丘脑后部和对侧肾的直接影响来减少对高血压和与增加的中枢交感紧张相关的其它疾病状态的全身作用。除了传入肾去神经支配的中枢低血压效果外，预期多个其他交感神经支配的器官例如心和血管中的中枢交感流入也有所希望的减少。B.肾去神经支配的其它临床益处如前述，肾去神经支配似乎在治疗以增加的整体和部分肾交感活性为特征的若干临床病症中有价值，例如高血压、代谢综合症、胰岛素抵抗、糖尿病、左心室肥大、慢性肾病和末期肾病、心力衰竭中 的不宜液体潴留、心-肾综合症和猝死。由于传入肾信号的减少造成交感紧张/交感神经传动的全身降低，肾去神经支配也可以用于治疗与全身交感神经高度活性相关的其它病症。因此，肾去神经支配也对受交感神经支配的其它器官和身体结构有利，所述器官和身体结构包括图1确定的那些。例如，如前述，中枢交感神经传动降低可以减少通过代谢综合症和II型糖尿病折磨人的胰岛素抵抗。此外，也可激活骨质疏松症患者的交感神经，该患者也能从伴随肾去神经支配的交感神经传动的下调中获益。C.实现通向肾动脉的血管内接入依照本技术，紧密联系左和/或右肾动脉的左和/或右肾丛RP的神经调节可通过血管内接入而实现。如图4A所示，由心脏收缩所致的血液流动通过主动脉从心脏左心室输出。所述主动脉穿过胸下行，并分枝进入所述左肾动脉和右肾动脉。在肾动脉下方，所述主动脉在左髂动脉和右髂动脉分枝。左髂动脉和右髂动脉分别下行，穿过左腿和右腿，加入左股动脉和右股动脉。如图4B所示，所述血液在静脉聚集，通过股静脉进入髂静脉，再进入下腔静脉，回到心脏。下腔静脉分枝进入左肾静脉和右肾静脉。在肾静脉上方，下腔静脉上行以将血液送入心脏的右心房。来自右心房的血液经右心室泵入肺，并在那里充氧。携带氧的血液从肺送入左心房。来自左心房的携带氧的血液由左心室送回至主动脉。
可在腹股沟韧带中点正下方的股三角底部对股动脉接口并插管，这在下文将做更细致的描述。可通过该接口位点，经皮向股动脉内插入导管，穿过骼动脉和主动脉，并置入左肾动脉或右肾动脉。这包含血管内通路，所述通路对各肾动脉和/或其它肾血管提供侵害性最低的入口。腕部、上臂和肩部提供了将导管引入动脉系统的其它位置。例如，可在选择情况下，可使用桡动脉、肱动脉或腋动脉的插管术。可采用标准血管造影技术，使通过这些接口点通入的导管通过左侧的锁骨下动脉(或通过右侧的锁骨下动脉和头臂动脉)，通过主动脉弓，下到下行主动脉并进入肾动脉。P.肾脉管系统 的性质和特点由于根据本技术可通过血管内接入实现左和/或右肾丛RP的神经调节，肾脉管系统的性质和特点可强加约束和/或提示用于实现这种肾神经调节的设备、系统和方法的设计。不同患者群和/或特定患者的不同时间，这些性质和特点中的一些可能不同，对疾病状态做出的反应也可能不同，所述疾病状态有诸如高血压、慢性肾病、血管病、末期肾病、胰岛素抵抗、糖尿病、代谢综合症等。本文中所解释的这些性质和特点可能与方法的功效和所述血管内装置的特定设计有关。感兴趣的性质可包括，例如，材料/机械、空间、流体动力学/血液动力学，以及/或者热力学等性质。如上文所述，可通过最低限度血管内侵害接入改进经皮进入左或右肾动脉的导管。但是，最低限度侵害的肾动脉接口可能会具有挑战性，这是因为，例如，与常规使用导管进入的其它一些动脉相比，肾动脉通常是极其弯曲，其直径也许相对较小，并且/或者其长度也许相对较短。此外，肾动脉粥样硬化常见于多数患者，尤其是那些有心血管疾病的患者。患者与患者间的肾动脉解剖结构也可能有显著差异，其使得最低限度侵害接入进一步复杂化。在例如相对弯曲、直径、长度和/或动脉粥样硬化斑块，以及肾动脉从主动脉分枝的离源角中都可看到显著的患者差异。用于通过血管内接入来实现肾神经调节的设备、系统和方法在最低限度侵害地接入肾动脉时，应考虑这些方面和肾动脉解剖结构的其它方面及其在患者群之间的差异。除复杂的肾动脉接入之外，肾解剖结构的特点也使神经调节装置与肾动脉的腔表面或壁的稳定接触的建立复杂化。当所述神经调节设备包括能量传递元件(例如电极)时，一致定位以及由所述能量传递元件向血管壁施加的合适的接触压力对可预测性而言是重要的。然而，肾动脉内的紧密空间和所述动脉的弯折阻碍了导向。此外，患者的移动、呼吸和/或心动周期使建立连续接触复杂化，因为这些因素可能引起肾动脉相对主动脉显著移动，并且心动周期会使肾动脉短暂膨胀(即，引起所述动脉壁搏动)。即便在接入肾动脉并促使神经调节装置与所述动脉腔表面之间稳定接触后，也应通过所述神经调节装置安全地调节所述动脉外膜内部或周边的神经。考虑到这些处理相关的潜在临床并发症，从肾动脉内部实施有效的热处理并非微不足道。。例如，肾动脉的内膜和中膜对热伤害是高度脆弱的。如下文更加细致的讨论，从动脉外膜分离血管腔的内膜-中膜的厚度意味着靶肾神经可距离所述动脉的腔表面数毫米。应向靶肾神经递送充足能量或从靶肾神经移走热量来调节所述靶肾神经，使血管壁不过度冷却或过度受热以致冻结、脱水或受潜在的影响以致不希望的程度。与过度受热相关的潜在的临床并发症是由流经该动脉的凝固血液形成的血栓。考虑到该血栓可能造成肾梗死，由此对肾引起不可逆损伤，应谨慎实施肾动脉内部的热处理。因此，在处理过程中存在于肾动脉中的，尤其是在处理位点可能影响传热动力学的那些复杂流体力学和热力学条件，对于肾动脉内施加能量(例如，加热的热能量)和/或从组织移走热(例如，冷却热状态)而言是重要的。由于处理的位置也会影响临床功效，应设定该神经调节设备在肾动脉内允许有可调节的定位和重新定位的能量传递元件。例如，考虑到肾神经可能环绕肾动脉圆周分布，在肾动脉内应用全周处理或许具有吸引力。在一些情况下，可能由持续的全周处理所致的全周损伤可能潜在地与肾动脉狭窄有关。因此，通过本文所述的网状结构和/或将所述神经调节设备重新定位在多个处理位置来形成沿肾动脉纵向上的更多复杂损伤可能是有利的。但是，应注意，建立圆周消融的好处胜过肾动脉狭窄的可能性，或者说在某些实施方式或在某些患者体内可以降低该风险，从而可将建立圆周消融作为目标。此外，所述神经调节设备的可变定位和重新定位在肾动脉特别弯曲或在肾动脉主血管分出近枝血管的情况中可证明是有用的，所述情况使在某些位置的处理具有挑战性。在肾动脉内的操作装置还应考虑由所述装置对肾动脉 产生的机械损伤。装置在动脉内的动作，例如通过插入、操作、通过弯曲等等，可造成剖割、穿孔、内膜剥露或内弹性膜破坏。通过肾动脉的血流可能暂时性地短时堵塞，带来极少并发症或无并发症。然而，为了防止对肾脏的损伤(例如缺血)，应避免长时间的堵塞。能完全避免堵塞是有利的，或者，如果堵塞有利于某实施方式，堵塞的持续时间应限制在，例如2 5分钟。基于上文描述的以下挑战:(I)肾动脉介入术，(2)处理元件针对血管壁的一致且稳定的放置，(3)贯穿血管壁的处理的有效应用，(4)所述处理设备的定位和潜在重新定位以允许有多个处理位置，以及(5)避免或限制血流堵塞的持续时间，可能感兴趣的肾脉管系统的各种非依赖和依赖性质包括，例如，(a)血管直径、血管长度、内膜-中膜厚度、摩擦系数和弯曲度；(b)血管壁的膨胀性、刚性和模量；(C)收缩期峰值、舒张末期血流流速，以及收缩舒张峰值血流流速均值和测量容积血流速的平均/最大值；(d)血液和/或血管壁的特定热容量、血液和/或血管壁的导热性，以及/或者经过血管壁处理位点和/或辐射传热器的血流的热对流系数；(e)由呼吸、患者移动和/或血流脉动(pulsatility)引起的相对于主动脉的肾动脉移动；以及(f)肾动脉相对于主动脉的离源角。将更详细地讨论关于肾动脉的这些性质。但是，取决于用来实现肾神经调节的设备、系统和方法，肾动脉的这些性质也可指导和/或限制设计特性。如上所述，定位在肾动脉内的设备应符合所述动脉的几何形状。肾动脉血管直径(Dea)通常在约2 IOmm范围内，大多数患者群的Dea在约4mm 8mm,平均值约6mm。肾动脉血管长度(Lka)，在其主动脉/肾动脉接合点的孔口和其末梢分枝处之间，通常在约5 70mm范围内，患者群中的很大一部分的Lka在约20 50mm范围内。由于靶肾丛包埋在肾动脉的动脉外膜内，复合的内膜-中膜厚度(MT)(即，从动脉腔表面向外到包含靶神经结构的动脉外膜的径向距离)也是值得注意的，其一般在约0.5 2.5mm范围内，均值为约1.5mm。尽管一定的处理深度对到达靶神经纤维是重要的，但是处理不应过深(例如，距离肾动脉内壁>5_)，以避开非靶组织和解剖结构(例如肾静脉)。感兴趣的肾动脉的另一个性质是由呼吸和/或血流脉动引起的相对于主动脉的肾运动程度。位于肾动脉远端的患者的肾脏可随着呼吸移动而向身体上端(cranially)移动多达4英寸。这可造成连接主动脉和肾脏的肾动脉的显著运动，从而需要从神经调节设备获得刚性和韧性的独有平衡，以在循环呼吸过程中保持热处理元件和血管壁的接触。此夕卜，不同患者之间的肾动脉和主动脉之间的离源角可能显著不同，在同一患者体内也可能有(例如由肾脏运动引起的)动力学差异。所述离源角一般可在约30° 135°的范围内。
E.通过血管内递送的微波场实现肾除神经支配可使用微波能量来通过肾的至少部分去神经支配来实现肾神经调节。为达本公开目的，“微波能量”和“微波场”可以是相同，并可替换使用。在被称作介电加热的方法中组织吸收微波能量。组织内的分子，例如水分子，是在一端具有正电荷并在另一端具有负电荷的电偶极子。微波能量引起的交变电场导致偶极子旋转，因为偶极子试图使其自身与所述电场匹配(align)。分子相互撞击并引起额外运动，于是该分子旋转产生热。该加热针对具有较高偶极矩的液态水分子尤其有效。具有较低水含量的组织类型，例如脂肪，其吸收微波能量不如其它类型的组织有效。在被称为介电加热的过程中，通过偶极子旋转产生的摩擦和热来增加组织温度，最终导致由凝固所致的细胞死亡(即，坏死)。因此，微波引起的介电加热的一个特征是，这样一种安排预期能在靶组织内提供治疗所需的高温、大而一致的消融体积和/或较快的消融时间。肾动脉壁由内膜、中膜和外膜组成。靶肾神经位于动脉外膜内并邻近所述外膜，所述外膜和神经有结缔组织围绕。结缔组织大部分由脂肪组成，脂肪由于其低含水量而对微波能量吸收不佳，因此在肾神经的微波照射过程中减少了对脂肪结缔组织的附加损害。通过血管内接入定位在肾动脉内的微波传送元件可递送微波场通过血管壁和组织，例如，在相对垂直于血管纵轴的平面上全方向递送。可调节微波场(例如，使其坏死)所述靶肾神经。微波场穿透血管壁和组织的深度是频率依赖的。较高的微波频率会提供较低的组织穿透力，而较低的微波频率将提供较高的组织穿透力。在血管内递送时，优选加热外膜，同时避免内膜/中膜受到明显的热辐射，这可能是具有挑战性的。但是 ，肾动脉血流可提供内膜/中膜的保护性冷却。或者，可以使用开路或闭路冷却来从肾动脉的内壁移走余热。已对用于有效的开路和闭路冷却的多种方法、系统和设备有所描述，例如，在2011年10月21日提交的美国专利申请13/279，205，和在2011年4月21日提交的国际专利申请PCT/US2011/033491，两者全文以引用的方式纳入本文。I1.用于肾神经调节的微波导管设备、系统和方法A.概述如刚刚所述的，左肾丛和/或右肾丛围绕相应的左肾动脉和/或右肾动脉。肾丛与相应的肾动脉紧密联合，并延伸至肾髓质内部。图5显示用于通过介电加热诱导神经调节的微波系统10，其通过血管内接入至相应的左或右肾动脉而对左和/或右肾丛介电加热。该微波系统10包括血管内处理装置12，例如有具有近端区18和远端区20的细长轴16的导管。细长轴16的近端区18与手柄总成200连接。细长轴16的远端区20携带至少一个微波传输元件24，例如微波天线100 (见图7)。控制细长轴16的尺寸，并设置细长轴16，以通过血管内接入在肾动脉内放置其远端区20。也特别控制微波传输元件24的尺寸并设置微波传输元件24，用于在肾动脉内操作和使用。微波系统10还包括微波源或微波发生器26，例如谐振腔式磁控管、速调管、行波管等。在护理员或自动化控制程序222的控制下，微波发生器26产生一选定形式和量级的微波能量。所述发生器优选产生具有医学上可接受的频率的微波，例如915MHz、2.45GHz和/或5.1GHz0如上所述，较高的微波频率会提供较低的组织穿透力，而较低的微波频率会提供较高的组织穿透力。
馈线或传输线28 (例如同轴电缆或并行线)从微波生成器26电动传输微波至微波传输兀件24 (例如，沿着细长轴16或在细长轴16内从生成器26延伸至传输兀件24)。可以连接(例如气动或电动)控制机构(例如脚蹬110)和生成器26来允许操作员起始、终止，及任选地调整微波生成器26的各种操作特性，其包括但不限于微波能量递送。可选地，可以将一个或多个传感器，例如一个或多个温度传感器(例如，热电偶、电热调节器等)、阻抗传感器、压力传感器、光学传感器、流动传感器、化学传感器或其它传感器定位在接近微波传输元件处或微波传输元件内部，来监控微波场的递送和/或监控在微波传输元件附近的介电加热(见图22B)。如图6A所示，处理装置12通过通向相应肾动脉的血管内通路14来提供通向肾丛的接口。控制手柄总成200的大小，并配置以使其能被血管内通路14外部的护理员牢固地或符合人体工学地抓握和操作。通过从血管内通路14外部操作手柄总成200，护理员能使细长轴16通过不时弯曲的血管内通路14，并在必要时远程操作或开动远端区20。可使用图像指导(例如，CT、放射照相、IVUS, OCT或其它合适的指导方式，或以上方式的组合)来协助护理员操作。并且，在一些实施方式中，可将图像指导组成(例如，IVUS、0CT)并入处理装置12本身。如图6B所示，细长轴16的远端区20能实质弯曲，以通过操作细长轴16来进入相应的左/右肾动脉内。可选地，细长轴16的远端区20可随着指引导管、准绳或护套(未显示)所限定的路线进入肾动脉。在这种情况中，可通过其中通过细长轴16的指引导管的内径来控制细长轴16的任何部分(包括其携带的微波传输元件24)的最大外尺寸(例如，直径)。假设，例如，从临床角度而言，8F指引导管(8French guide catheter)(其内径约为
0.091英寸(2.31_))可能是用于接入肾动脉的最大的指引导管，其允许在细长轴16(SP，微波传输元件24、定心元件30等)和所述指引导管之间具有合理配合间隙，则最大外尺寸可实际表示为小于或等于约0.085英寸(2.16mm)。但是，使用较小的5F指引导管(5Frenchguide catheter)则可能需要沿细长轴16使用较小的外径。例如,在5F指引导管内行进的细长轴16的外尺寸不可以大于0.053英寸(1.35mm)。在另一个实施例中，在6F(6Frenchguide catheter)指引导管内行进的细长轴16的外尺寸不大于0.070英寸(1.78mm)。在另外其它的实施例中，可以使用其它合适的指引导管，而处理装置12的外尺寸和/或布置可相应地不同。一旦推进肾动脉，可选地使微波传输元件24贴合沿相应肾动脉内壁的组织。可选地，也可以通过如可膨胀定心元件30使微波传输元件24定位在肾动脉内当中，所述定心元件有诸如可渗透定心元件、可膨胀织物或网材、支架、篮状结构、囊、稳定化部件、叉形物等，所述元件可通过手柄总成200来远程膨胀和陷缩。定心元件30具有低分布递送构型和扩张展开构型(如图6B所示)，所述低分布递送构型用于在肾动脉内进行血管内递送和收回(例如，通过指引导管)，而所述扩张展开构型中的其中定心元件30接触肾动脉的内腔表面，并使微波传输元件24在所述动脉内居中。一旦微波传输元件24按照所需定位在肾动脉内，则通过微波传输元件24辐射而有目的地将微波生成器26产生的微波能量应用于组织，可在肾动脉的局部区域和肾丛的临近区域引起一种或多种所需的神经调节效果，其中，所述区域紧紧位于肾动脉外膜之内或附近。有目的地应用神经调节效果能实现沿整个或部分肾丛的神经调节。神经调节效果可包括热消融、非烧蚀类热变、凝结或损毁(例如，通过持续加热和/或介电加热)，以及电磁神经调节。所需的介电加热效果可包括升高靶神经纤维的温度超过某一阈值以实现非烧蚀类热变，或高于更高的温度以实现烧蚀类热变。例如，目标温度可以高于体温(例如，约37° C)但低于约45° C，以实现非烧蚀类热变，或者，目标温度可以是约45° C或更高，以实现烧蚀类热变。所需的非热能的神经调节效果可包括改变神经内传输的电信号。现将进一步细致描述微波系统10以及相关方法和设备的具体实施方式
。这些实施方式仅是示例性的，并且决不应被理解为限制。B.
具体实施例方式1.同轴电缆馈线和同轴天线微波传输元件如上所述,微波通过馈线28从微波生成器26向微波传输兀件24传输。例如，如图7所示，馈线28可包括同轴电缆50，而微波传输元件24可包括，例如，同轴天线100。同轴电缆和天线在例如授与Bailey的美国专利2，184，729中有相关说明，其全文以引用的方式纳入本文。用于心脏消融步骤并包扩同轴电缆和天线的微波导管在例如授与Walinsky等的美国专利4，641,649中有说明，其全文以引用的方式纳入本文。天线转换电流为电磁辐射(反之亦然)。同轴天线100是一类偶极天线。同轴电缆50将微波生成器26连接至同轴天线100。同轴电缆50包括内导体52、临近所述内导体同轴排列的绝缘体54，以及临近所述绝缘体54的同轴排列的外导体56，所述外导体56包括管状金属织物或管状金属罩。外导体56可由外输送护套或绝缘体58覆盖。微波能量沿同轴电缆50的长度向下传播，在天线100终止，所述天线100能够发射能量进入周围组织。微波能量在内导体52和外导体56之间的空间内传送。使用该空间作为通道，而外导体56阻止能量逃逸。微波能量在外导体56中遇到裂口时施加至周围组织。可理解该裂口是以可控方式帮助引导微波能量到达目标的孔洞。在内导体52和外导体56之间的绝缘体54隔电，并使内导体52和外导体56的距离保持不变。绝缘体54可包括绝缘材料,例如固体或泡沫聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE)。内导体52和外导体56之间的空间可具有与组织阻抗近似相符的阻抗。天线100和周围组织之间的阻抗失配可导致馈线28的内导体52和外导体56上的电流失衡。在该情况下，剩余电流会沿着馈线28的外导体56的外部流出。电连接至内导体52的接触元件不受外导体56遮蔽，以构成同轴天线100。例如，所述接触元件可以是内导体52的延伸，或者是与内导体52电连接的导电元件。所述接触元件的长度可以是微波辐射波长的分数(即，分数长度)，例如约波长的1/2。同轴电缆50的外导体56的远端区102可选在分数长度(例如，波长的约1/2)上暴露(即，外绝缘体或护套58是可选的)。远端区102和104形成同轴天线100的辐射单元106。当由生成器26产生的微波信号驱动并通过同 轴电缆50传输时，同轴天线100的辐射单元106以圆环(torus)或螺旋(toroidal)模式向外辐射微波。微波辐射E在偶极子垂直面上(即，垂直于辐射单元106)是最大且全方向的，并且在偶极子方向上大幅减少。
2.可膨胀的多纤丝定心元件在微波照射过程中，需要加热外膜内的肾神经，同时避免内膜/中膜的大量介电加热。肾动脉血流量可为内膜/中膜提供被动保护性冷却。因此，定心元件30可以是可透过性的(例如图6B中所示的可膨胀的网材/织物)并且/或者不堵塞整个血管腔，以在微波引起的靶肾神经介电加热的过程中确保持续血流来冷却肾动脉内膜/中膜。定心元件30，和/或其它元件，也可增加处于或接近血管壁的血流的速率，以增强或加快由血管壁至血液的热传输。在图8A和8B中，可膨胀定心元件830包括诸多弹性纤丝32 (例如，指状物或叉形物)，其在连接器34连接至内导体52的远端区104。连接器34可具有或不具有传导性，使得定心元件830可相应地包括或不包括天线800的辐射单元的部分。按照需要，头锥36从连接器34延伸，并且头锥36的全部或部分也可以具有或不具有传导性(即，可以包括或不包括辐射单元的部分)。在可膨胀定心元件830不是辐射单元的部分的实施方式中，其可由介电材料(例如多聚物或陶瓷)制成。如图8A所示，在低分布递送构型中，外护套58作为输送护套延伸并随伸远而变尖，到达有防损伤头锥36的附着物，由此限制纤丝32。如图SB所示，在输送护套的近端回缩(例如通过手柄总成200的驱动)之后，纤丝32自展开并接触血管壁，由此使同轴天线800居中并与血管纵向轴并排。然后，来自微波生成器26的微波辐射可沿同轴电缆50传输至天线800，并全方向辐射进入血管壁，到达靶肾神经。如上所述，所述微波介电加热靶肾神经，其引起神经调节(例如，去神经支配)。定心元件830的纤丝32不明显堵塞血流，从而促进非目标内膜和中膜的被动血流冷却。在肾神经调节结束时，可停止微波照射，并陷缩定心元件830以将其收回到护套58和/或指引导管内。现在，结合图9， 显示了定心元件930的另一实施方式，其中，纤丝32远侧结合至头锥36，构成可膨胀篮状体38。篮状体38可以自膨胀并接触血管壁并且/或者可以主动膨胀。图9示意性显示展开结构的篮状体38。包括用于定心元件930的可展开纤丝或篮状体的实施方式可具有多根纤丝32 (例如，二、三、四、五根等)，其可具有几何学变化(例如直线、弧、螺旋、卷等)。3.可膨胀球囊定心元件如图1OA和IOB所示，可展开定心元件1030可任选包括可膨胀球囊1040。所述球囊1040可以是低分布构型，在施加微波场之前或过程中在肾动脉内膨胀，然后塌缩以便回收。如图1OA的侧截面示意图所示，球囊1040膨胀并接触血管壁可使天线1000在血管内居中并使其与血管的纵轴并排，以促使全方向微波辐射进入血管壁。可通过注射腔体(参见，例如，图16中的注射腔体69)注入流体/气体(例如，氮气、二氧化碳、盐溶液或其它合适的液体或气体)而使球囊1040膨胀。所述注射的流体或气体可通过同一注射腔体或通过分开的腔体(未显示)抽回，来使所述球囊塌缩。可使用冷冻液(例如冷冻盐溶液)来充胀球囊1040，并且可以通过注射腔体注射所述液体和分开的抽取腔体抽回所述液体来循环所述冷冻液，以允许连续或半连续的流动。冷冻液的循环对冷却动脉表层会有附加的好处，同时也允许外膜深部和肾神经受热并经神经调节(例如，消融)。如图1OA所示，球囊可以膨胀至约与动脉腔直径相当的大小，并因此堵塞动脉(如图1OB所示)。或者(如图1lA和1lB中所示的剖视图)，球囊1040可以不完全堵塞肾动脉腔，从而允许血流在微波照射靶肾神经的过程中冷却并保护非目标内膜和中膜。通过减少所述动脉腔的无堵塞横截面积，球囊1040可以增加通过无堵塞区域的血流速率，这可以增加沿所述血管腔的无堵塞部分的血管壁处的传热速度。在图1lA中，定心元件1130a包括具有两个相对的瓣42的球囊1140a，所述瓣42接触肾动脉内壁。图1lB显示包括具有三个瓣42的球囊1140b的定心元件1130b的另一实施方式，所述瓣42靠近血管圆周等距设置。显而易见，按照需求，球囊1140a、1140b可以包括任何数量的瓣。图12显示具有多个球囊(以1240a和1240b分开示意)的天线1200的另一个实施方式，所述球囊位于天线1200的辐射部分106的近端和远端。可选地，球囊1240a和1240b包括多个瓣，并且不完全堵塞肾动脉腔。提供远端和近端球囊能使天线1200在肾动脉内更好地居中。如图13所示的另一个实施方式中，可膨胀球囊定心元件1340可以结合内导体52的远端区104，使该远端区104包括一个或多个施加在球囊1340的表面上以提高微波能量递送的导电电极迹55。在该实施例中，发射天线是施加在或者放置在球囊1340内表面或外表面上的金属螺旋图案55。已制造出包括电极的球囊，例如，由纽约哈尼奥伊福尔斯的微型笔技术公司(MicroPen Technologies)制造。金属螺旋图案55通过接头57电连接至内导体52，所述接头57可以是焊接接头或钎焊接头。因此，所述天线通过金属化途径压印、熔敷或施加在球囊1340的壁上，并可通过内导体52的延伸或通过分开的互连线(未显示)连接至同轴电缆的内导体52。按照同上述实施例的方式来形成天线，同轴电缆50的内导体52的远端区104在等于所述微波辐射波长的部分的长度上裸露。希望裸露的导体长于球囊1340的长度，以实现裸露的内导体52的最佳长度并且同时实现肾动脉导管的远端区104的所需尺寸。在球囊膨胀和天线展开时所实现的所推荐的螺旋图案是在适用于肾动脉部署的精简装置中能够用于实现所需的天线长度的众多金属表面图案之一。例如，还可以使用曲折图样替代螺旋。这些实施方式共有的是，熔敷金属形式的天线电连接至馈线中的导体，并长于所述球囊的长度。这些实施方式中所希望的场的形状是螺旋管形的，并且基本上与由线性偶极天线产生的微波场相似。图14和15分别显示天线1400和1500的实施方式，其中相应的可膨胀球囊定心元件1440和1540包括施加在所述球囊表面上用于提高微波能量递送的一个或多个导电区，所述导电区不是电极，而是罩。内导体52与天线1400、1500的裸露部分电连接，所述天线的裸露部分是所述微波场和能量的发射器。施加的金属图案1462、1463和1564不用于发射能量,而是重塑所述微波场，并且使天线更好地匹配网络，从而最终改变动脉周围损伤的几何学。当不需要螺旋管形微波场以优先处理肾动脉的一块区域并且避开其它区域以减少狭窄的风险或为了其它医学原因时这些设计是有用的。换言之，所述球囊外层在选定区域具有金属涂层，以防止微波直接穿透进入球囊导管周围的组织。金属图案1462、1463和1564以及其它可能的图案(例如螺线状防护图案或者平行于血管轴的防护线)使微波场变形，并以可预见的方式遮蔽肾动脉的某些区域。未保护的区域则接收相对高密度的微波能量。
图15还显示导电元件101合并进入无损伤头部1536。这样的元件可以在天线调整中起到帮助。在用于提高阻抗匹配的帽和扼流圈天线的设计中，头锥1536可以与所用帽合并。所述扼流圈是置于同轴馈电组件上方的导电护套，所述同轴馈电组件在发射天线从同轴防护物露出的区域的正前方。图16显示天线1600的实施方式，其中，球囊1640相对于导管的轴和天线1600不对称。该球囊1640的目的是增加递送到达肾动脉内腔一侧的微波能量，减少递送到达相反一侧的能量。4.导流元件图17显示微波系统1710的实施方式，所述微波系统1710包括与导流提速元件1745结合的可膨胀定心元件1730。在图17中，定心元件1730示意性地包括多条弹性纤丝
32,如上所述。导流元件1745示意性地包括一个可膨胀的球囊,所述球囊的直径小于实施处理的肾动脉腔的直径。微波传输元件24/天线1700可置于导流元件1745内部。在图17的扩张展开构型中，定心元件1730校准天线1700并使其在肾动脉内居中，而导流元件1745则堵塞在所述动脉的中央。该中央堵塞引导导流元件1745周围的血流流向肾动脉的腔壁，在靶肾神经的微波照射和介电加热过程中在该处提供所需的保护性冷却。所述中央堵塞还增加流速，这样在该微波照射过程中相应地增加从血管壁至血液的保护性传热速度。5.有线和微波快速交换导管希望微波系统10包括设置用于导线传送的血管内处理装置12。在任何上述实施方式中，可以调整同轴电缆50和同轴天线100，以使内导体52包括具有导线腔的管状内导体(例如，盘管、金属丝编织管或涂覆导电材料(例如银)的韧性多聚物管)。例如，图18A显示图7的微波系统的另一实施方式，所述微波系统具有天线1800，其中，内导体52包括具有导线腔53的管状内导体。在图18A所示的实施方式中，导线腔53以有线(over-the-wire, OTff)构型的方式从位于适配器处(例如,在图5中所示的手柄200处)的轴16的近端开口完全延伸通过轴16，到达轴16的远端开口，然在图18B所示的实施方式中，导线183和导线腔53以快速交换(rapid exchange, RX)构型仅延伸通过轴16的一部分。尽管图18B中所示的导线腔53的近端延伸通过位于远端区20的轴16的侧壁，在其它实施方式中，导线腔53的近端可以到达在轴16的近端和远端之间的任何位置。图18A和18B中所示的导线腔53，或其变化体，可以包括在本文所述的各种实施方式中，以促进贯穿脉管系统的导航。以下文件公开了合适的OTW和RX导线构型:1994年10月27日提交的美国专利5，545，134、1995年5月23日提交的美国专利5，782，760、2001年8月23日提交的美国专利申请公开US2003/0040769和2006年10月17日提交的美国专利申请公开US2008/0171979，所述各文件全文以引用的方式纳入本文。6.具有动态可变裸露长度的内导体使用同轴天线时，希望提供具有动态可变裸露长度的内导体52，以使天线与周围介质(即，血液和组织)更好地相配。介质相配取决于多个因素，其包括所述介质的电特性(例如介电性能)、微波信号的频率、微波信号的功率，以及所述天线的辐射单元106的几何参数。内导体52的裸露长度的动态变化使辐射单元106的几何参数动态变化，这可以用于促进更好的介质相配。
现在结合图19A和19B，在一个实施方式中，同轴天线1900可以包括用于内导体52暴露长度的动态变化的可调间隙。如图19A所不,外导体56的远端区可包括第一外导体56a和与第一外导体56a纵向间隔的第二外导体56b。同样地，(介电)绝缘体54包括第一绝缘体54a和与第一绝缘体54a纵向间隔的第二绝缘体54b。外护套58结合于第二外导体56b,但可以相对第一外导体56a自由滑动。在图19A中，天线1900的辐射单元106包括内导体52的裸露部分，所述内导体52位于第一外导体和第二外导体之间。如图19B所示，外护套58的近端回缩最近地缩回第二外导体56b和第二绝缘体54b (相对于内导体52)，从而使天线1900的辐射单元106动态变化。显而易见地，在其它实施方式中，可修改图19A和19B的微波系统，以使内导体52包括具有导线腔的管状内导体，以促进处理装置12的有线递送。可以可选地修改所述微波系统用于处理装置12的RX递送。图20显示天线2000的另一个实施方式，所述天线2000具有内导体52，所述内导体52具有裸露长度动态可变的远端区104。在图20中，沿内导体52的远端区104的裸露长度包括导线圈60，其在腔61内绕回并延伸通过血管内处理装置12的细长轴16。如图20中的虚线所示，医务从业者可以动态延伸并缩回线圈60以使内导体52的裸露长度动态变化。 图21A和21B显示具有内导体52的微波系统的有线实施方式，所述内导体52的裸露长度动态可变。如图21A所示，可以使具有同轴天线2100的细长轴16的远端区20前进超过导线108进入肾动脉，其中，所述同轴天线具有管状内导体52，所述管状内导体52具有导线腔53。如图21B所示，随后可移去并用辐射器70替代导线108，所述辐射器70电连接至管状内导体52。辐射器70可以，例如，包括接触内导体52的内壁的突出，以电连接管状内导体52。所述辐射器70延伸越过细长轴16的远端区20，以形成内导体52的裸露的远端区104，从而在微波照射肾神经的过程中形成天线2100的辐射单元106的部分。内导体52的远端区104的裸露长度可随辐射器70延伸越过细长轴16的远端区20的距离大小而动态变化。7.主动冷却除了由血流提供的被动冷却之外，可以通过冷却剂(例如，循环冷却剂)在微波传输元件附近提供主动冷却。例如，如图22A所示，可将冷却剂112引入同轴电缆50和电介质或绝缘体2258之间的环形空隙。如图22B所示，所述环形间隙可延伸越过同轴天线2200。可选地，可以循环所述冷却剂来增强传热。可选地，可将温度传感器，例如电热调节器或热电偶59置于天线2200的辐射单元附近的冷却剂中，以监控温度。可以在反馈回路中使用通过温度传感器收集的温度数据来响应所测量的温度而控制或改变微波场和/或冷却剂的递送(例如，在所需范围内维持温度)。除此以外或作为可选地，若微波能量以脉冲传播，则可以使动脉内层不受加热。在能量递送停顿时，血液会从能量施加区域流开，并由低温血液替代。同时，动脉内腔周围的组织会继续累积热量，导致希望的靶组织损毁。微波能量的脉冲递送可以通过设置微波能量生成器的占空比来实现。靶组织的热惰性能确保热量尽如人意地积聚，而不伤到血管内壁。
8.微波场的定向施加上述具体实施方式
提供来自微波传输元件24 (即，来自同轴天线100的辐射单元106)的螺旋形的、全方向的微波发射。血管内递送的这样一种全方向微波能量沉积虽然可有利地在肾动脉附近提供圆周处理，但是，在某些环境下，靶向特定非圆周区域(例如，更狭窄地定向施加微波能量沉积至特定靶肾神经)也是合乎需要的。因此，微波传输元件24可以包括用于定向施加微波能量的罩或其它工具。例如，图23A显示大部分围绕同轴天线100的辐射单元106的罩65。图23B和23C是分别沿线B-B和C-C的天线100的截面示意图。根据图23A-23C，罩65包括窗口 21，微波发射E可通过该窗口而被定向。窗口 21可占罩65圆周的各个比例。例如,在一个实施方式中，窗口 21占罩65的圆周的大约30%，超过天线100的发射部分的长度。在其它实施方式中，窗口 21可占罩65的圆周的更多或更少，并可以仅延伸天线100的发射部分长度的部分。在一些实施方式中，希望罩65可以具有反射性质,这样使得遇到罩65的全方向场的大部分重反射通过窗 口 21。在其它实施方式中，罩65可包括多于一个窗口(例如,面对相反方向的多纵向偏移窗口，或者螺旋窗等)。由此，所述损伤几何形态能与所述窗口几何形态相配。在一些实施方式中，还希望细长轴16(图5)在其最接近天线100的远端区20处或附近可以具有偏转能力，以促进罩窗口 21在肾动脉内的定位。例如，如图23D和23E所示，可以由贯穿导管的操纵线23提供偏转能力，所述操纵线23从手柄到达最接近天线100的远端区20处或附近，所述导管包括灵活的偏置结构，例如，激光切割管25。当操纵线23由手柄内的促动器(未显示)拉出或推进时，所述灵活偏置结构偏离灵活偏置方向。在一个实施方式中，拉出或推进操纵线23会导致远端区20偏离窗口 21的方向，以促进定位窗口 21的大部分接触血管壁(如图23E所示)。在另一个实施方式中，拉出或推进操纵线23能使所述导管偏离与窗口 21的方向相反的方向，以确保在窗口 21和血管的目标区域之间有充足空间允许血流冷却非目标内膜/中膜组织。本文公开的其它实施方式(例如，球囊定心实施方式)可类似地使用具有偏转能力的细长轴16，以控制天线100在肾动脉内的定位。II1.结论尽管在微波系统的特定实施方式中，描述所述微波系统具有馈线，所述馈线包括同轴电缆和微波传输元件，所述微波传输元件包括同轴天线，应理解可以使用任何可选馈线和微波传输元件。例如，馈线可包括平行线。同样地，微波传输元件可以，例如，包括波导或其它类型的天线，例如平板天线、缝隙天线、偶极天线的其它形式、八木宇田天线(Yag1-Uda antenna)、抛物面天线等。上面详细描述的技术的实施方式不意在穷尽或限定所述技术到上述精确形式。尽管上文说明了所述技术的特定实施方式或实施例用于说明目的，但可在发明范围内有多个等同修改，如相关领域的那些技术人员所知。例如，虽然步骤以给定顺序提供，但另外的实施方式可以不同顺序完成。也可以组合本文所述的各种实施方式来提供进一步的实施方式。另外，除非单词“或者”明确限于指仅一个物品，排除涉及两个或多个物品列表的其他物品，则所述列表中使用“或者”解释为包含(a)列表中的任何单个物品，(b)列表中的所有物品或(C)列表中物品的任何组合。上下文允许时,单数或复数也可分别包含复数或单数。另外，术语“包含”通篇用于指包含至少所述特征，从而不排除更大数量的任何相同特征和/或额外类型的其他特征。也应理解本文描述特定实施方式用于说明目的，但是可以进行各种修改而不偏离本技术。并且，虽然本技术的某些实施方式的相关优点在那些实施方式内容中有所描述，但是其它实施方式也可以显示如此优点，而且，不需要所有实施方式都具有所述优势以落在本技术的范围内。因此，本公开以及相关技术包括在本文中没有明显披露或描述的其它实施方式。本公开可以由以下一条或多条款项明确:1.一种导管设备，包括:细长轴，所述细长轴具有远端部分、近端部分和中央腔；位于所述细长轴的远端部分的治疗组合装置，其特征在于，所述治疗组合装置设置用于向人患者的肾动脉血管内递送；以及由所述治疗组合装置所带的微波传输元件，其特征在于，所述微波传输元件设定来辐射微波穿过肾动脉血管壁，以在肾动脉内的处理位点调节肾神经。2.如上述第I点所述的导管设备，其特征在于，所述治疗组合装置包括管状内导体、外导体和绝缘体，所述绝缘体分隔所述内导体和外导体的至少一部分。3.如上述第I点所述的导管设备，其进一步包括辐射单元和罩，所述罩至少部分围绕所述辐射单元，其中所述罩设置来优先定向辐射的微波。4.如上述第I点所述的导管设备，其进一步包括位于所述中央腔的辐射器。5.如上述第4点 所述的导管设备，其特征在于:所述治疗组合装置包括管状内导体、外导体和绝缘体，所述绝缘体分隔所述内导体和外导体的至少一部分；并且所述辐射器包括突出，所述突出设置来接触所述内导体的内壁，以使所述辐射器与所述内导体电连接。6.如上述第4点所述的导管设备，其特征在于，所述辐射器向远侧延伸超过所述细长轴的远端。7.如上述第I点所述的导管设备，其特征在于，所述中央腔包括冷却剂供应渠，所述冷却剂供应渠设置来在微波传输元件附近递送冷却剂。8.如上述第7点所述的导管设备，其进一步包括温度传感器，所述温度传感器连接至所述细长轴，并设置来感知所述微波传输元件周围的温度。9.如上述第I点所述的导管设备，其进一步包括位于所述中央腔内的导线，其中所述治疗组合装置被设置为有导线地递送，以放置在所述肾动脉内。10.一种通过肾去神经支配来治疗人患者的方法，所述方法包括:在血管内定位导管，所述导管在患者的肾动脉内具有微波传输元件；用微波生成器产生微波，所述微波生成器位于患者体外并传输微波通过所述导管到达所述微波传输元件；以及从所述微波传输元件辐射微波透过所述肾动脉血管壁，以调节患者肾神经的神经功能。11.如上述第10点所述的方法，其特征在于，所述调节肾神经的神经功能的方法包括介电加热所述肾神经。12.如上述第11点所述的方法，其特征在于，所述介电加热所述肾神经包括在肾神经中引起坏死。13.如上述第10点所述的方法，其特征在于，所述在患者肾动脉内血管内定位具有微波传输元件的导管包括使所述微波传输元件在所述肾动脉内居中。14.如上述第13点所述的方法，其特征在于，所述使所述微波传输元件在所述肾动脉内居中包括使所述微波传输元件在所述动脉内居中，而不完全阻断通过所述肾动脉的血流。15.如上述第10点所述的方法，其特征在于，所述用微波生成器产生微波包括用谐振腔式磁控管产生微波。16.如上述第10点所述的方法，其特征在于，所述在血管内定位具有微波传输元件的导管包括定位具有微波天线的导管。17.如上述第16点所述的方法，其特征在于，所述在血管内定位具有微波天线的导管包括定位具有同轴天线的导管。18.如上述第17点所述的方法，其特征在于，所述传输微波通过所述导管至微波传输元件包括传输微波通过同轴电缆至所述同轴天线。19.如上述第17点所述的方法，其特征在于，所述同轴天线包括辐射元件，所述从所述微波传输元件辐射微波包括使所述辐射元件的长度动态变化。20.如上述第17点所述的方法，其特征在于，所述同轴天线包括辐射元件，所述从所述微波传输元件辐射微波还 包括遮蔽所述同轴天线的辐射元件的一部分，以优先定向所述辐射的微波。21.如上述第10点所述的方法，其特征在于，所述从所述微波传输元件辐射微波包括优先定向所述辐射的微波。22.如上述第10点所述的方法，其特征在于，所述在肾动脉内血管内定位具有微波传输元件的导管包括通过血管内途径将所述导管越过导线推入所述肾动脉。23.如上述第10点所述的方法，其进一步包括在辐射微波的同时在患者肾动脉内部重定向动脉血流。24.如上述第23点所述的方法，其特征在于，所述重定向动脉血流包括增加近肾动脉壁的血流的速率以提高所述血管壁和所述血流间的传热速度。25.如上述第10点所述的方法，其进一步包括在辐射微波的同时主动冷却所述微波传输兀件。26.如上述第25点所述的方法，其特征在于，所述主动冷却所述微波传输元件包括在所述微波传输元件附近循环冷却剂。27.如上述第25点所述的方法，其进一步包括在辐射微波的同时监测所述微波传输兀件的温度。28.如上述第27点所述的方法，其进一步包括响应所监测的微波传输元件的温度而改变主动冷却或微波辐射。29.如上述第10点所述的方法，其进一步包括监测所述微波传输元件的温度。
权利要求
1.一种导管设备，包括: 细长轴，所述细长轴具有远端部分、近端部分和中央腔； 位于所述细长轴的远端部分的治疗组合装置，其特征在于，所述治疗组合装置设置用于向人患者的肾动脉血管内递送；以及 由所述治疗组合装置所带的微波传输元件，其特征在于，所述微波传输元件设定来辐射微波穿过肾动脉血管壁，以在肾动脉内的处理位点调节肾神经。
2.如权利要求1所述的导管设备，其特征在于，所述治疗组合装置包括管状内导体、夕卜导体和绝缘体，所述绝缘体分隔所述内导体和外导体的至少一部分。
3.如权利要求1所述的导管设备，其进一步包括辐射单元和罩，所述罩至少部分围绕所述辐射单元，其中所述罩设置来优先定向辐射的微波。
4.如权利要求1所述的导管设备，其进一步包括位于所述中央腔的辐射器。
5.如权利要求4所述的导管设备，其特征在于: 所述治疗组合装置包括管状内导体、外导体和绝缘体，所述绝缘体分隔所述内导体和外导体的至少一部分；并且 所述辐射器包括突出，所述突出设置来接触所述内导体的内壁，以使所述辐射器与所述内导体电连接。
6.如权利要求4所述的导管设备，其特征在于，所述辐射器向远侧延伸超过所述细长轴的远端。
7.如权利要求1所述的导管设备，其特征在于，所述中央腔包括冷却剂供应渠，所述冷却剂供应渠设置来在微波传输元件附近递送冷却剂。
8.如权利要求7所述的导管设备，其进一步包括温度传感器，所述温度传感器连接至所述细长轴，并设置来感知所述微波传输元件周围的温度。
9.如权利要求1所述的导管设备，其进一步包括位于所述中央腔内的导线，其中所述治疗组合装置被设置为有导线地递送，以放置在所述肾动脉内。
10.一种通过肾去神经支配来治疗人患者的方法，所述方法包括: 在血管内定位导管，所述导管在患者的肾动脉内具有微波传输元件； 用微波生成器产生微波，所述微波生成器位于患者体外并传输微波通过所述导管到达所述微波传输元件；以及 从所述微波传输元件辐射微波透过所述肾动脉血管壁，以调节患者肾神经的神经功倉泛。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述调节肾神经的神经功能的方法包括介电加热所述肾神经。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述介电加热所述肾神经包括在肾神经中引起坏死。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述在患者肾动脉内血管内定位具有微波传输元件的导管包括使所述微波传输元件在所述肾动脉内居中。
14.如权利要求13点所述的方法，其特征在于，所述使所述微波传输元件在所述肾动脉内居中包括使所述微波传输元件在所述动脉内居中，而不完全阻断通过所述肾动脉的血流。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述用微波生成器产生微波包括用谐振腔式磁控管产生微波。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述在血管内定位具有微波传输元件的导管包括定位具有微波天线的导管。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述在血管内定位具有微波天线的导管包括定位具有同轴天线的导管。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述传输微波通过所述导管至微波传输元件包括传输微波通过同轴电缆至所述同轴天线。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述同轴天线包括辐射元件，所述从所述微波传输元件辐射微波包括使所述辐射元件的长度动态变化。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述同轴天线包括辐射元件，所述从所述微波传输元件辐射微波还包括遮蔽所述同轴天线的辐射元件的一部分，以优先定向所述辐射的微波。
21.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述从所述微波传输元件辐射微波包括优先定向所述辐射的微波。
22.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述在肾动脉内血管内定位具有微波传输元件的导管包括通过血管内途径将所述导管越过导线推入所述肾动脉。
23.如权利要求10所述的方法，其进一步包括在辐射微波的同时在患者肾动脉内部重定向动脉血流。
24.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述重定向动脉血流包括增加近肾动脉壁的血流的速率以提高所述血管壁和所述血流间的传热速度。
25.如权利要求10所述的方法，其进一步包括在辐射微波的同时主动冷却所述微波传输兀件。
26.如权利要求25所述的方法,其特征在于，所述主动冷却所述微波传输兀件包括在所述微波传输元件附近循环冷却剂。
27.如权利要求25所述的方法，其进一步包括在辐射微波的同时监测所述微波传输元件的温度。
28.如权利要求27所述的方法，其进一步包括响应所监测的微波传输元件的温度而改变主动冷却或微波辐射。
29.如权利要求10所述的方法，其进一步包括监测所述微波传输元件的温度。
全文摘要
公开了用于通过血管内通路实现肾神经调节的微波导管设备、系统和方法。本申请的一个方面在于，例如，包括有含细长轴的导管处理装置的设备、系统和方法。控制所述细长轴的尺寸，并将其配置以通过血管内途径递送微波传输元件到达肾动脉。可以通过在微波照射下介电加热实现肾神经调节，所述微波照射调节引起肾功能的神经纤维或者改变供给或灌注所述神经纤维的血管构造。
文档编号A61B18/18GK103179914SQ201180051156
公开日2013年6月26日 申请日期2011年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者K·D·纳加, R·托洛夫斯基, D·扎林司, M·吉尔范德, A·罗森 申请人:美敦力阿迪安卢森堡有限公司