微电极的制备的制作方法

本发明大体涉及电极制备，并且具体地涉及极小电极的制备。

背景技术：

用于心脏手术的侵入式医疗探头或导管通常使用电极来获取接受检查或接受手术的心脏区域的电势。电极还可用于将电流注入到心脏中，例如用于消融、起搏或用于确定探头的位置。为使对所涉及的患者的创伤最小化，探头通常具有尽可能小的直径。

探头的小尺寸因而意味着探头的电极具有相应极小尺寸。此外，在某些情况下，理想的是，一个探头应具有彼此空间上独立并电绝缘的多个电极。此类多电极探头可用于从心脏中的空间上独立的位点的同时电势获取和/或对所述空间上独立的位点的同时消融。然而，多个电极必须为极小的尺寸。

使用电极的其它类型的手术(例如脑电图手术)同样受益于使用具有极小电极的小探头，以使对患者的创伤最小化。

授予grunewald等人的美国专利申请2013/0060245描述了一种适于进行直接组织接触的消融导管，所述申请的公开内容以引用方式并入本文。所述导管据称具有微元件，所述微元件提供更精确的组织感测，包括用于温度测量和阻抗测量的热特性和电特性。所述微元件延伸穿过冲洗消融电极的空心室，并且所述微元件的远侧端部可突出到所述电极外部或与所述电极齐平。

授予kyomasuryuichi的日本专利公布jp2000-235995描述了一种用于线结合的球成形方法，所述公布的公开内容以引用方式并入本文。所述公开内容指出在从毛细管底部延伸的线尖端和形成线尖端处的球的放电电极之间施加高电压。

以引用方式并入本专利申请的文献将被视为本专利申请的整体部分，不同的是如果在这些并入的文献中定义的任何术语与在本说明书中明确或隐含地给出的定义在某种程度上相冲突，则应只考虑本说明书中的定义。

技术实现要素：

本发明的实施方案提供了一种方法，所述方法包括：

提供具有线径和端部的金属线；

将导体定位在与所述线的端部相隔一段距离处；

当设定所述距离和所述放电的电势时，在所述导体和所述端部之间产生放电，以在所述端部上产生预定义尺寸的珠；以及

将具有产生的珠的线组装到侵入式探头中，使得所述珠被定位在所述探头的外表面处。

通常，所述金属线具有另一端部，并且所述方法包括将另一金属线附接到所述另一端部，以构成电触点，并且组装所述线包括将所述线与所产生的珠和所附接的另一金属线组装到所述侵入式探头中。所述方法还可包括使收缩套管在所产生的珠、所述金属线、所述电触点和所述另一金属线上滑动然后收缩。

在公开的实施方案中，所述方法包括使电绝缘套管在不包括所述珠的线的一部分上滑动。通常，所述方法包括使所述套管滑动以邻接所述珠。所述方法还可包括将所述线与所产生的珠和所述电绝缘套管组装到所述侵入式探头中。

在另一公开的实施方案中，所述导体包括另一线，并且所述距离包括从所述另一线的端部到所述金属线的端部的所述距离。通常，所述另一线和所述金属线共线对齐。

在另一公开的实施方案中，所述距离为0.1mm或更小。

在另选实施方案中，所述珠具有球形珠表面。所述球形珠表面可与所述探头的外表面齐平。另选地，所述球形珠表面从所述探头的外表面突出所述球形珠表面的半径。所述方法可包括将所述球形珠表面抛光成与所述探头的外表面齐平。进一步另选地，所述球形珠表面凹入所述探头的外表面中达到所述球形珠表面的半径。

在另一个另选实施方案中，所述方法包括在所述放电期间向所述导体和所述端部提供自然气冷。

根据本发明的实施方案，还提供了一种设备，所述设备包括：

金属线，所述金属线具有线径和端部；

导体，所述导体被定位在与所述线的端部相隔一段距离处；

预定义尺寸的珠，所述珠通过当设定所述距离和所述放电的电势时在所述导体和所述端部之间产生放电而在所述端部上产生；和

侵入式探头，所述探头被配置成接收具有产生的珠的线，使得所述珠被定位在所述探头的外表面处。

结合附图，根据下文对本公开的实施方案的详细说明，将更全面地理解本公开，其中：

附图说明

图1为根据本发明的实施方案的导管插入系统的示意图；

图2为以横截面形式示出根据本发明的实施方案的探头的远侧端部的一部分的示意图；

图3a到图3f示出根据本发明的实施方案的微电极组件的形成的阶段；并且

图4为根据本发明的实施方案的组件的形成和组件至探头的远侧端部中的结合的步骤的流程图。

具体实施方式

概述

侵入式探头的远侧端部上的微电极通常具有在某些情况下为约400μm的极小直径。微电极通常为惰性金属(例如铂、金、钯、铱或由这些金属形成的合金)，并且为形成微电极，现有技术系统通过焊接将极小的铂珠附接到已在远侧端部中的导线。所述附接可为冗长的和费时的，并且需要可操纵和焊接极小实体的专业设备。

本发明的实施方案克服了这些问题。通常由惰性金属(例如铂)制成的短金属线的第一端部被定位在与导体相隔一段距离处。所述导体通常也呈线的形式，并且在本文中也被称为“火花”线。当设定火花线和惰性金属线的第一端部之间的距离和放电的电势时，在火花线和第一端部之间产生放电或火花，以在惰性金属线的第一端部上产生预定义尺寸的珠。

一旦已产生珠，则惰性线与其珠被组装到侵入式探头中，使得珠被定位在探头的外表面处。

通常，在产生珠之前，将短金属线的第二端部附接到通常为铜的导线。可使电绝缘塑料套管(例如聚酰亚胺套管)在所述组合上滑动，此后可如上所述在短金属线的第一端部上形成珠。然后可将套管组合与其产生的珠插入探头的开孔中，开孔的直径被设定成与套管的外径对应。插入通常致使套管邻接珠，使得在插入之后，用作微电极的珠与探头绝缘，并且使得套管组合用来密封开孔。

在本发明的实施方案中，给定尺寸的珠可容易通过设定上文所提及的距离和电势的特定值来制备。此外，珠的制备方法消除了如在微电极组件的现有技术方法中所需的焊接珠的必要性。

系统说明

现在参考图1，图1为根据本发明的实施方案的导管插入系统20的示意图。系统20通常在对身体器官的医疗手术期间使用，所述手术尤其假设从器官获取电信号，和/或将电信号注入到器官。在本文描述中，身体器官以举例的方式假设包括心脏，其中所述系统用于从心脏获取心内心电图(ecg)信号。然而，应当理解，系统20可用来从/向任何身体器官获取和/或注入基本上任何电信号，例如从大脑获取脑电图(eeg)信号。

下文说明假定系统20使用探头24来感测来自心脏22的心内ecg信号。探头的远侧端部26假设具有用于感测信号的至少一个微电极组件28。组件28的结构和形成在下文中更详细描述，如将所述组件结合到远侧端部26中。通常，探头24包括导管，所述导管在由系统20的使用者32进行的心脏手术期间插入受检者30的身体中。在本文描述中，使用者32被假设为医疗专业人员。

系统20可由系统处理器40控制，所述系统处理器包括与ecg模块44通信的处理单元42。处理器40可安装于控制台50中，该控制台包括操作控制件52，该操作控制件通常包括指向装置，例如鼠标或轨迹球。专业人员32使用所述操作控制件来与处理器进行交互，所述处理器如在下文中描述可用于在屏幕54上向专业人员呈现由系统20产生的结果。

屏幕显示对ecg信号的分析和处理结果，所述ecg信号是在所述信号已传送至ecg模块44之后由组件28内的一个或多个电极获取。通常，所得ecg信号以电势与时间的关系曲线图的形式呈现于屏幕54上，并且这种曲线图的示意性示例60示出于图1中。然而，从ecg模块获得的所得ecg信号也可由处理器40用来导出与所述ecg信号相关联的其它结果，例如局部启动时间(lat)。这些结果通常以心脏22的内表面的三维(3d)标测图64的形式呈现于屏幕54上。

处理器40使用存储在所述处理器的存储器中的软件来操作系统20。所述软件可以电子形式通过网络下载到处理器40，或者例如，另选地或除此之外，所述软件可被提供和/或存储在非临时性有形介质(例如磁存储器、光学存储器、或电子存储器)上。

处理器40通常包括除ecg模块44以外的其它模块，例如探头跟踪模块、测量远侧端部26上的力的力模块、控制用于远侧端部的冲洗流体的冲洗模块、以及向远侧端部提供稳压电力的消融模块。为简明起见，图1未示出此类模块。biosensewebster,diamondbar,ca所生产的系统使用ecg模块(例如ecg模块44)以及本文中所提及的其它模块。

图2为以横截面形式示出根据本发明的实施方案的远侧端部26的一部分的示意图。远侧端部26以举例的方式假设由导电穹顶70形成，冲洗开孔72和组件开孔74形成至所述导电穹顶中。以举例的方式，三个冲洗开孔72示出于图2中，但通常存在远多于三个这样的开孔，并且冲洗开孔可形成于穹顶70的基本上任何部分中。还以举例的方式，三个组件开孔74示出于图2中，但可存在形成于穹顶中的少至一个、或两个或更多个这样的开孔，并且组件开孔可形成于穹顶的基本上任何部分(包括，如图所示，穹顶的平面端部78、平面端部的边缘80和穹顶的壁81)中。穹顶70可在结构上大体类似于上文所提及的美国专利申请2013/0060245中所描述的穹顶。

穹顶70具有外表面88和内表面90，后者形成由穹顶包封的腔体82的外表面。腔体82可被配置成接收通过开孔72排出的冲洗流体。如在下文中说明，组件28插入相应组件开孔74中，使得组件的相应近侧部分84进入并横贯腔体82，而组件的相应远侧部分86在穹顶70的外表面88处。

在插入之后，远侧部分86中的微电极92可从外表面88略微突出，如在图2中针对边缘80的组件开孔74中的组件28所示。另选地，在插入之后，远侧部分86中的微电极92可相对于外表面88略微凹进，如在图中针对端部78的组件开孔74中的组件28所示。进一步另选地，在插入之后，远侧部分86中的微电极可与外表面88大致齐平，如在图中针对壁81的组件开孔74中的组件28所示。在一些实施方案中，可进行辅助抛光步骤以形成珠的轮廓，使得其与外表面几何形状完全匹配。

不管微电极92是从表面88突出，与表面88齐平还是凹入表面88中，在给定组件28插入其相应开孔中之后，微电极均能够在穹顶70接触组织时从组织接收并发射电信号。

微电极92的形成在下文中描述。

图3a到图3f示出根据本发明的实施方案的组件28的形成的阶段，并且图4为根据本发明的实施方案的组件的形成和组件至远侧端部26中的结合的步骤的流程图。在初始步骤100中，在本文中假设包括铂的金属生物相容性惰性传线150通常通过焊接、电阻焊接或激光焊接附接到呈通常为铜的线的形式的另一导体152。惰性金属线150具有远侧端部154和近侧端部156。导体152具有远侧端部158和近侧端部160。附接过程通过接头162将惰性线的近侧端部156连接到导体的远侧端部158，使得这两个导体固定地保持在一起。步骤100示意性地示出于图3a中，并且在本发明的实施方案中，惰性线150具有3mm的近似长度和175μm的近似直径。通常，尽管未必，导体152具有小于惰性导电线150的直径。

在第一制备步骤104中，将形成于步骤102中的组合安装在固定位置中，通常通过将其夹持在老虎钳中。

在第二制备步骤106中，将通常为导电线的导体176的尖端174定位在与惰性线远侧端部154相隔测定距离“a”处。在一些实施方案中，距离“a”为大约0.1mm或更小。通常，这两根线应为共线的，但可呈任何常规取向，例如水平或垂直。导体176在本文中也被称作火花线176。电发生器180连接在火花线176和导体152之间。在一些实施方案中，发生器180包括提供高直流电流的电阻焊机，例如由amadamiyachi,monrovia,ca生产的miyachiunitek型号ub29电阻焊机。

在电极形成步骤108中，调节发生器180的电压电平，使得当启动时，发生器在尖端174和惰性线远侧端部154之间形成在本文中也被称作火花的空中放电。发生器通常以大约1v的电压启动并达到大约5ms的持续时间，在此持续时间期间大约200a的直流电流流动，以造成放电。放电使远侧端部154变形成呈珠的形式的微电极92，所述微电极在形状上通常呈部分球形并保持附接到惰性线150。在一个实施方案中，火花由被设定成在1ms和10ms之间提供至少100安培的发生器产生。

火花极快地形成，并且本发明人已发现与其使用强制气冷，自然气冷足以形成微电极。微电极92在本文中也被称作珠92。珠92的形成结束在组件28插入探头24的远侧端部26中之前形成所述组件的过程。

图3b示意性地示出步骤102至108直至形成珠92，并且图3c示意性地示出在形成珠92之后的完整的微电极组件28。珠92具有大于惰性线150的直径的直径d。在一些实施方案中，直径d为大约400μm。

在套管施加步骤109中，使通常为塑料(例如聚酰亚胺)的绝缘套管170在形成于步骤100中的惰性线导体组合上滑动。呈未展开形式的套管170的初始内径被配置成略微小于惰性线150的直径。滑动操作被实施成使得套管170伸展并夹持惰性线150，即使得在惰性线150的区域处的呈其展开形式的套管的内径等于惰性线的直径。

滑动操作还被实施成使得套管170覆盖接头162，但使得微电极92不被套管覆盖。

另选地，薄壁收缩套管可用于所述组合上。通过对套管应用收缩过程，套管适应于珠、惰性线和导电线，从而用来使组合电隔离。

在最后制作步骤110中，使在步骤109中制备的完整的微电极组件28滑动至穹顶70中的选定组件开孔74中。开孔被配置成具有直径，该直径容置绝缘套管的直径而不是珠的直径。在使微组件就位于选定组件开孔中之后，然后使用粘合剂来固定微组件。

任何给定组件28至相应组件开孔74中的结合以珠92从外表面88略微突出、与表面大致齐平或略微凹入表面中结束。

图3d、图3e和图3f示意性地示出在组件28已插入开孔74中，使得珠92分别从外表面88突出、与表面大致齐平并略微凹入表面中之后的步骤110。典型的突出距离为珠的半径，使得400μm的珠可从表面突出200μm。典型的凹进距离与典型的突出距离大致相同。

如果需要，可在组件已由粘合剂固定之后通过抛光穹顶70的表面，例如通过磨光来消除微电极的任何突出。

应当理解，上述实施方案以举例的方式引述，并且本发明并不限于上文具体示出并描述的内容。相反，本发明的范围包括上述各种特征结构的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述说明时将会想到所述变型和修改，并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。