脉冲施加到电极以形成使钙化斑块破裂的多个离散冲击波。通过流体、通过气囊、通过血液和血管壁将这样的冲击波传导到钙化损伤，在那里能量将在没有由气囊对动脉壁的过多压力的施加的情况下破坏硬化的斑块。
[0031]图3是图示如果采用传统现有技术来在诸如电极26和28的一对电极之间形成电液冲击波的电压和电流的典型电压(实线)和电流(虚线)波形的图。这里可以通过参考字符40看到，在电极之间施加3000伏特的电压。低水平电流42流动通过水，在电极上创建气泡。在例如一微秒的延迟D之后，在44处，弧在气泡两端跳跃。在该范例中，弧是200安培并且在电极之间跳跃。当弧开始时，电压快速降低并且当电压脉冲在46处结束时，其降低至零。在该现有技术方法中，延迟D变化很大并且已经被测得为短至90纳秒到长至1000纳秒。脉冲间的延迟D也是不可预测的。当弧电流在44处出现时生成冲击波。因为延迟D不可预测，所以电压脉冲必须具有足够长的持续时间以确保弧将形成。在示例中，该持续时间大约为1.8微秒。固定长的电压的最终结果是向每个脉冲施加比确保弧的出现所需的更多的能量。过剩的能量不必要地加热气囊中的流体。
[0032]图4和5图示可变延迟D的原因。有时，如图4中所示出的，在弧60出现之前形成大气泡50。然而，在其他时候，在弧60出现之前形成小气泡52以使弧出现得更快。由流体的电解形成气泡并且大气泡比小气泡需要更久来形成。当在气泡两端的电压足以在间隙形成弧并且变化很大时弧出现。
[0033]图6是根据本发明的实施例的用于在血管成形电弧冲击波血管成形导管系统中使用的电源30的示意图。如将看到的，电源在电极两端输送第一低电压以在电极中的一个处预先生成气泡并且在此之后在电极两端输送第二较高电压以快速扩张预先生成的气泡来以时间受控的方式产生弧和冲击波。
[0034]源30包括控制逻辑70、第一晶体管72、第二晶体管74以及输出端子76和78。将输出端子76布置为通过连接器38 (图1)耦接到冲击波发生器24的中心电极26 (图2)并且将输出78布置为通过连接器38耦接到冲击波发生器的外电极28。输出端子连接到3000伏特的源。
[0035]首先，控制逻辑70向晶体管72的栅极输送两毫秒(2ms)控制脉冲80。这产生通过电极和电阻器73的低(例如，25ma)电流。施加2ms的低电流在电极中的一个上形成可预测大小的气泡。在2ms之后，控制逻辑70使晶体管74硬导通500纳秒(500ns)。这向电极施加完全的3000伏特。控制逻辑70可以在2ms期间之后立即或在此之后的短时间，例如，在2ms期间之后的10毫秒使晶体管74硬导通。弧和冲击波基本上将立即出现。因为仅施加高压短的时间，此处为500ns，所以向在气囊内的流体输送减少量的能量以用于生成每个冲击波。结果，在气囊内的流体中生成少得多的热。
[0036]图7是图示如根据图6的实施例所实施的可以从图6的电源30导出以在电极对26和28之间形成电液冲击波的电压(实线)和电流(虚线)的电压和电流波形的图。首先，当晶体管72导通2ms时在电极两端施加低电压90。低电压确保弧将不会出现在电极两端。然而，低电压的确产生流过电极的低电流92(25ma)。在该2ms期间，在电极中的一个上生成可预测大小的气泡。气泡大小可以由电流的量和施加低电流的时间长度来控制。在2ms期间后，晶体管74硬导通以在电极两端施加完全的3000伏特高压的窄脉冲(500ns)。在该短时间期间，250安培的电流可以在电极之间流动。高电压和电流快速扩张预先生成的气泡并且在短延迟时间DT内导致在96处产生弧和冲击波。弧和冲击波快速被产生，因为气泡已经由低电压90预先生成。电压和电流在98处快速下降至零。
[0037]如可以从前述所看到的，施加高压脉冲更短的时间段来产生弧和冲击波，因为气泡已经由前面的低电压和电流预先生成。总体弧能量更低并且蒸汽气泡将更小。这导致对于每个生成的冲击波向在气囊内的流体施加更少的能量。因此对流体加热更少并且在气囊壁上的更少应力。
[0038]尽管已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是可以进行修改。因此旨在在所附权利要求书中覆盖所有这样的变化和修改，只要所述变化和修改落入如那些权利要求所限定的本发明的真实精神和范围内。
【主权项】
1.一种冲击波导管系统，包括: 导管，其具有细长载体、在所述载体周围与其密封关联的气囊以及弧发生器，其中将所述气囊布置为在其中接收使所述气囊膨胀的流体，所述弧发生器包括在所述气囊内的至少两个电极；以及 电源，其输送在所述至少两个电极中的一个处生成气泡的在所述至少两个电极两端的第一电压，并且接着在此之后在所述至少两个电极两端输送第二电压以在所述至少两个电极两端生成弧并且快速扩张所述气泡以在所述气囊内形成冲击波。
2.如权利要求1所述的冲击波导管系统，其中所述第二电压显著大于所述第一电压。
3.如权利要求2所述的冲击波导管系统，其中所述第一电压大约为50伏特并且所述第二电压在300伏特到10000伏特之间。
4.如权利要求1所述的冲击波导管系统，其中所述电源被配置为将所述第一电压保持第一时间段并且将所述第二电压保持第二时间段，所述第一时间段在长度上显著长于所述第二时间段。
5.如权利要求4所述的冲击波导管系统，其中所述第一时间段大约为两毫秒并且所述第二时间段大约为半微秒。
6.如权利要求1所述的冲击波导管系统，其中所述气囊是血管成形气囊。
7.一种冲击波导管系统，包括: 导管，其具有细长载体、在所述载体周围与其密封关联的气囊以及弧发生器，其中将所述气囊布置为在其中接收使所述气囊膨胀的流体，所述弧发生器包括在所述气囊内的至少两个电极；以及 电源，其被耦接到所述至少两个电极并且被配置为在所述至少两个电极中的一个处生成气泡，并且接着在此之后快速扩张所述气泡以在所述气囊内形成冲击波。
8.如权利要求7所述的冲击波导管系统，其中将所述电源配置为在第一时间段期间生成所述气泡并且在第二时间段期间扩张所述气泡，所述第一时间段长于所述第二时间段。
9.如权利要求8所述的冲击波导管系统，其中将所述电源配置为在所述第一时间段期间向所述弧发生器输送第一电压以生成所述气泡并且在所述第二时间段期间向所述弧发生器输送第二电压以快速扩张所述气泡。
10.如权利要求9所述的冲击波导管系统，其中所述第二电压在大小上大于所述第一电压。
11.一种产生电液冲击波的方法，包括: 在第一时间段期间在流体内生成气泡；并且在此之后，以及 在第二时间段期间快速扩张所述气泡。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述生成步骤包括在所述流体内提供至少两个电极并且在第一时间段期间向所述至少两个电极输送第一电压。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述扩张步骤包括在第二时间段期间向所述至少两个电极输送第二电压。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述第二电压大于所述第一电压，并且其中所述第一时间段长于所述第二时间段。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述第二电压在300伏特到10000伏特之间。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述第一时间段大约为两毫秒并且所述第二时间段大约为半微秒。
【专利摘要】一种冲击波导管系统和方法以减少的能量产生冲击波。所述系统包括导管和电源。导管具有细长载体和在载体周围与其密封关联的气囊。将气囊布置为在其中接收使气囊膨胀的流体。导管还包括弧发生器，该弧发生器包括在气囊内的至少两个电极。电源被耦接到至少两个电极并且被配置为在至少两个电极中的一个处生成气泡，并且接着在此之后快速扩张气泡以在气囊内形成冲击波。
【IPC分类】G10K15-06, A61B17-22
【公开号】CN104540459
【申请号】CN201380042887
【发明人】J·亚当斯, R·霍姆伯格
【申请人】冲击波医疗公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2013年8月16日
【公告号】CA2881191A1, EP2884911A1, US9138249, US20140052145, WO2014028885A1