利用压力元件的多电极对合判断的制作方法
【专利说明】利用压力元件的多电极对合判断 相关申请的交叉引用
[0001] 该申请要求2013年4月25日提交的当前待审的美国专利申请No. 13/870, 172 的权益，该美国专利申请要求2013年3月15日提交的当前待审的美国临时专利申请 No. 61/801，890,这些专利的公开内容通过引用整体结合于此。
技术领域
[0002] 本公开一般涉及神经调制，并且一些实施例涉及用于确定治疗的疗效的测量和度 量。更具体地，一些实施例涉及使用压力传感器来确定神经调制设备的定位并且确定肾神 经调制治疗的效果。 背景
[0003] 交感神经系统（SNS)是通常与应激反应相关的主要非自愿的身体控制系统。SNS 神经组织存在于人体的几乎每个器官系统中并且可影响诸如光瞳直径，肠能动力、和尿量 之类的特性。这种调节可适应性地用于在维持体内平衡或使身体准备对环境因素作出快速 反应。然而，SNS的慢性激活是可推动许多疾病状态的演进的常见的适应不良反应。具体 而言，肾SNS的过度激活已通过实验和在人类中被标识为对高血压的复杂病理生理学、容 量超负荷（诸如，心脏衰竭）的状态、和进行性肾脏疾病的可能的贡献者。例如，放射性示 踪剂稀释已经证实患有原发性高血压的患者的肾去甲肾上腺素（"NE"）溢出率增加。
[0004] 心肾交感神经极度活跃可在患有心脏衰竭的患者中特别明显。例如，经常在这些 患者中发现来自心脏和肾脏的夸张NE溢出。升高的SNS激活通常表征慢性和晚期肾病。在 患有慢性和晚期肾病的患者中，高于中值的NE血浆水平已被证明是心血管疾病的预测和 死亡的若干原因。这对患有糖尿病或对比剂肾病的患者也是正确的。有证据表明，源自患 病的肾脏感觉传入信号是对发起和维持升高的中枢交感神经流出的主要贡献者。
[0005] 神经支配肾脏的交感神经终止于血管、肾小球旁器、和肾小管。对肾脏交感神经的 刺激可导致增加的肾素释放、增加的钠（Na+)重新吸收、和肾血流量的减少。肾功能的这些 神经调节组件在通过提高的交感紧张表征的疾病状态下被大大刺激并且可能促成高血压 患者的升高的血压。例如，作为肾交感神经传出刺激的结果的肾血流量和肾小球滤过率的 减少很可能是心肾综合征中的肾功能丧失（即，由于慢性心脏衰竭的进行性并发症的肾功 能不全）的基础。用于阻碍肾脏传出交感神经刺激的结果的药理学策略包括中枢性交感神 经药物、0阻断剂（旨在减少肾素释放）、血管紧张素转换酶抑制剂和受体阻断剂（旨在阻 止由肾素释放引起的血管紧张素II和醛固酮激活）和利尿剂（旨在对抗肾交感神经介导 的钠和水潴留）。然而，这些药理学的策略有显著限制，包括有限的疗效、依从性问题、副作 用及其他。最近，通过向肾动脉中的目标部位施加能量场（例如，经由射频消融）来减少交 感神经活动的血管内设备已被证明降低患有难治性高血压的患者的血压。 概述
[0006] 本技术一般致力于神经（包括神经支配肾脏的神经）的调制。多种技术可用于部 分地或完全地使神经通路丧失能力，诸如支配肾脏的那些神经通路。能量到组织的施加可 诱发期望的治疗效果。能量可以是，例如，射频能量、机械能、声能、电能、热能等等。能量可 经由一个或多个电极或其他能量递送元件被递送至组织。能量递送元件可被设置在支撑结 构上，并且支撑结构用于定位用于治疗的能量递送元件。
[0007] 在各个实施例中，一个或多个压力传感器被提供并毗邻一个或多个能量递送元件 设置。压力传感器可用于测量诸多属性，诸如血压、血流量和能量递送元件顶着血管壁的的 压力。多区域传感器可用于检测多个方向中的压力。
[0008] 在其他实施例中，用于神经调制治疗的装置可包括治疗组件，被配置成被递送至 血管中的治疗部位；能量递送元件，被设置在治疗组件上并被配置成紧靠血管壁定位以将 神经调制能量递送至治疗部位处；以及压力传感器，峨邻能量递送元件而设置并相对于能 量递送元件固定并且包括多个压力敏感区域。压力测量电路还可被包括并被耦合至压力传 感器并且被配置成确定多个压敏区域中的哪些正经受增加的压力。
[0009] 在一些实施例中，多个压敏区域可被布置成感测相对于能量递送元件的多个径向 方向中的压力。多个压敏区域也可被配置成允许压力传感器对以不同角度施加的压力作出 响应，并且该装置可进一步包括压力测量电路，压力测量电路耦合至压力传感器并被配置 成确定能量递送元件的对合（apposition)的角度。
[0010] 在一些应用中，压力传感器可包括第一导电圆环；第二导电圆环，与第一导电圆环 同轴地设置；在第二导电圆环形环上的多个非导电区域，非导电区域绕着第二导电圆环限 定多个导电区域。非导电区域可包括设置在第二导电圆环中的槽，以及导电区域可绕着第 二导电圆环均匀地间隔开。
[0011] 压力传感器可包括：第一中空导电构件；第二中空导电构件，同轴地设置在第一 导电构件内；在第一导电构件上的多个非导电区域，非导电区域限定围绕第一导电构件的 多个导电区域，其中非导电区域包括设置第一导电构件的槽。第一和第二中空导电构件在 形状上可以是环形的。
[0012] 在各个实施例中，能量递送元件可以是RF电极、热元件、冷冻消融元件、微波能量 递送元件、光能递送元件、或超声换能器。治疗组件可包括细长支撑结构，配置成在血管中 展开时呈现预定的形状，其中能量递送元件可以预定的取向设置在细长支撑结构上，并且 其中压力传感器可布置成使得多个压敏区域可被配置成感测围绕能量递送元件的多个方 向中的压力。例如，细长支撑结构可以是以螺旋几何形状设置的或设置在导管尖端中的定 形（shapeset)线。
[0013] 在进一步的实施例中，一种用于确定用于神经调制的能量递送元件的定位的方法 可包括：在邻近血管壁的治疗部位处展开能量递送元件；利用多区域压力感测装置来感测 在围绕能量递送元件的多个方向中施加的压力；以及基于在围绕能量递送元件的多个方向 中测得的压力确定能量递送元件的取向。确定取向可包括：测量在多区域压力感测装置中 顶着多个压力传感器所施加的压力，每个传感器设置成测量以不同角度撞击在感测装置上 的压力；基于测得的压力确定压力感测装置的多个区域中的哪些区域可与血管壁接触；以 及基于压力感测装置的哪些区域可接触血管壁的确定来确定能量递送元件的取向。
[0014] 该方法可包括向操作者提供反馈以基于所感测的压力通知操作者何时形成与血 管壁的接触并且通知操作者能量递送元件的取向。
[0015] 在一些实施例中，多区域压力感测装置可包括：第一中空导电构件；第二中空导 电构件，同轴地设置在第一导电构件中；在第一导电构件上的多个非导电区域，非导电区域 限定围绕第一导电构件的导电区域。在其他实施例中，多区域压力感测装置包括：第一导电 圆环；第二导电圆环，与第一导电圆环同轴地设置；在第二导电圆环上的多个非导电区域， 非导电区域限定围绕第二导电圆环的导电区域。
[0016] 在又进一步的实施例中，一种用于神经调制治疗的装置可包括：支撑结构，被配置 成被递送至血管内的治疗部位；多个能量递送元件，设置在支撑结构上并被配置成紧靠血 管壁定位以将神经调制能量递送到治疗部位处；以及多个压力传感器元件，峨邻能量递送 元件设置并相对于能量递送元件固定，每个压力传感器元件可包括多个压敏区域。
[0017] 通过结合作为示例示出根据所公开的技术的实施例的特征的附图，所公开的技术 的其他特征和方面在以下详细描述中将变得明显。该概述不旨在限制本文所描述的任何发 明的范围，任何发明的范围仅由所附权利要求限定。
【附图说明】
[0018] 根据一个或多个各种实施例，本发明是参考附图来详细描述的。附图仅被提供用 于说明的目的并且仅描绘本发明的典型或示例实施例。提供这些附图以帮助读者对本文所 描述的系统和方法的理解，并且不应当被认为对所要求保护的发明的广度，范围，或适用性 的限制。
[0019] 图1示出了根据本文所公开的技术的一个实施例的系统。
[0020] 图2示出了用参考图1描述的系统的实施例调制肾神经的一个示例。
[0021] 图3示出了定义了肾动脉内处于递送状态下的螺旋形支撑结构的治疗组件的一 个实施例的截面图。
[0022] 图4示出了在肾动脉内处于扩张状态下的图3的示例治疗组件21。
[0023] 图5是示出了根据本文所公开的技术的一个实施例的示例压力测量设备的图示。
[0024] 图6A示出了根据本文所公开的技术的一个实施例的电连接至测量电路的压力测 量设备的示例。
[0025] 图6B是示出了根据本文所公开的技术的一个实施例的可用于测量电容的变化的 电路的示例的图示。
[0026] 图6C示出了根据本文所公开的技术的一个实施例的可用于测量电容的变化的另 一示例性电路的图示。
[0027] 图7A-7D提供了根据本文所公开的技术的实施例的邻近治疗组件而应用一个或 多个压力测量设备以提供压力测量的示例。
[0028] 图8A-8C提供了根据本文所公开的技术的一个实施例的压力测量设备的示例应 用。
[0029] 图9示出了根据本文所描述的技术的一个实施例的集成在电极中的压力传感器 的示例的图示。
[0030] 图10A是示出了具有多个能量递送元件的支撑结构的示例的图示。
[0031] 图10B是示出了根据本文所公开的技术的一个实施例的示例的图示，在该示例中 多个压力测量设备设置在支撑结构上并且邻近多个电极。
[0032] 图11提供了根据本文所公开的技术的一个实施例的围绕支撑结构周向地安装的 压力测量设备的截面图。
[0033] 图12是示出了根据本文所公开的技术的一个实施例的用于使用压力传感器来确 定放置的示例过程的操作流程图。
[0034] 图13是示出了根据本文所描述的系统和方法的一个实施例的用于使用反馈来确 定治疗的效果的示例过程的图示。
[0035] 图14示出了可用于实现本文所公开的系统和方法的实施例的各个特征的计算模 块的示例。
[0036] 图15示出了组成交感神经系统从而允许脑部与身体通信的神经的网络。
[0037] 图16示出了肾脏，肾脏由与肾动脉密切相关的肾丛（RP)神经支配。
[0038] 图17A和17B示出了（经由中枢神经系统）从肾脏到脑部和从肾脏到另一肾脏的 传入通信。
[0039] 图18A示出了人类动脉血管。
[0040] 图18B显示了人类静脉血管。
[0041] 这些图不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。应当理解，可实践本发 明并进行修改和更改，并且本发明仅通过权利要求及其等价方案来限制。 详细描述
[0042] 本技术一般致力于神经（包括神经支配肾脏的神经）的调制。多种技术可用于部 分地或完全地使神经通路丧失能力，诸如支配肾脏的那些神经通路。将能量（例如，射频 能量、机械能、声能、电能、热能等）有目的地施加至组织可诱发肾动脉的局部区域和肾丛 (RP)的相邻区域上的一个或多个期望的热加热效应，肾丛（RP)紧密地位于肾动脉的动脉 外膜内或接近肾动脉的动脉外膜。例如，能量的有目的的施加可实现沿着肾丛（RP)的所有 或一部分的神经调制。
[0043] 本文中参考附图描述了本技术的若干实施例的具体细节。虽然本文中关于冷冻治 疗、基于电极、基于换能器、和基于化学制品的方法描述了许多实施例，但除本文所描述的 那些之外的其他治疗形态也在本技术的范围内。此外，本技术的其他实施例可具有与本文 所描述的那些不同的配置、部件、或过程。例如，其他实施例可包括本文中所描述的那些以 外的附加的元件和特征或没有本文中所示和所描述的若干元件和特征。一般而言，除非上 下文另有说明，本公开内的术语"远端"和"近端"涉及相对于操作者或操作者的控制设备 的位置。例如，"近端"可指的是更靠近操作者或操作者的控制设备的位置，以及"远端"可 指的是离操作者或操作者的控制设备更远的位置。本文所提供的标题仅是为了方便起见。 I.肾神经调制
[0044] 肾神经调制是神经支配肾脏的神经的局部或完全失能或其他有效破坏。具体而 言，肾神经调制包括抑制、减少、和/或阻断沿着支配肾脏的神经纤维（即，传出/或传入神 经纤维）的神经通信。这种丧失能力可以是长期的（例如，永久的或为期几个月、几年、或 几十年）或短期的（例如，为期几分钟、几小时、几天、或几星期）。肾神经调制预期有效地 治疗通过增加的整体交感神经活动表征的若干临床病症，并且具体地与中枢交感神经过度 刺激相关联的病症，诸如，高血压、心脏衰竭、急性心肌梗塞、代谢综合征、胰岛素抗性、糖尿 病、左心室肥大、慢性和终末期肾脏疾病、在心脏衰竭中的不适当的液体潴留、心肾综合征 和猝死。传入神经信号的减少有助于交感神经紧张/冲动的全身性减少，以及肾神经调制 预期有用于治疗与全身交感神经过度活跃或极度活跃相关联的若干情况。肾神经调制可潜 在地有益于由交感神经进行神经支配的各种器官和身体结构。例如，中枢交感神经冲动的 减少可减少折磨患有代谢综合征和II型糖尿病的患者的胰岛素抗性。
[0045] 多种技术可用于部分地或完全地使神经通路丧失能力，诸如支配肾脏的那些神经 通路。通过能量递送元件将能量（例如，电能、热能）有目的地施加至组织可诱发肾动脉的 局部区域和肾丛（RP)的相邻区域上的一个或多个期望的热加热效应，肾丛（RP)紧密地位 于肾动脉的动脉外膜内或接近肾动脉的动脉外膜。例如，能量的有目的的施加可实现沿着 肾丛（RP)的所有或一部分的神经调制。
[0046] 热学加热效应可包括热消融和非消融热蚀变（thermalalternation)或损伤（例 如，经由持续加热和/或电阻加热）。期望的加热效果可包括将靶标神经纤维的温度升高至 期望阈值以上以实现非消融的热蚀变或更高的温度以上以实现消融热蚀变。例如，目标温 度可高于身体温度（例如，大约37°C)但小于大约45°C以用于非消融热蚀变，或目标温度 可约45°C或45°C以上以用于消融热蚀变。
[0047] 更具体地，暴露至超过约37°C的体温但低于约45°C的温度的热能（热量）可经由 对目标神经纤维或灌注目标纤维的血管结构的适度加热诱发热蚀变。在其中影响血管结 构的情况下，拒绝对目标神经纤维的灌注，该灌注会导致神经组织坏死。例如，这可诱发纤 维或结构中的非消融热变化。暴露至高于约45°C或高于约60°C的温度的热量可经由对纤 维或结构的大量加热诱发热蚀变。例如，这种更高的温度可热消融目标神经纤维或血管结 构。在一些患者中，可期望实现热消融目标神经纤维或血管结构但小于约90°C、或小于约 85°C、或小于约80°C、和/或小于约75°C的温度。不论用于诱发热神经调制的热暴露的类 型，都预期肾交感神经活动（"RSNA"）的减少。 II.治疗系统的所诜实施例
[0048] 图1示出了根据本技术的实施例的系统1。系统1包括肾神经调制系统10("系统 10"）。系统10包括可操作地耦合至能量源或控制台26的血管内或腔内治疗设备12。能 量源或控制台26可包括，例如，RF能量发生器、冷冻治疗控制台、超声信号发生器或其它能 量源。能量源或控制台26还可包括用于化学制品的神经调制的药物或其他物质的源。在 图1所示的实施例中，治疗设备12 (例如，导管）包括具有近端部分18的细长轴16、在近端 部分18的近端区域中的手柄34、和相对于近端部分18远端地延伸的远端部分20。治疗设 备12进一步包括包括在轴16的远端部分20处的治疗组件或治疗段21。治疗组件21可包 括神经调制组件（例如，致动器（诸如，一个或多个电极或能量递送元件）、冷冻治疗冷却组 件等）。治疗组件21可实际上包括配置成产生治疗有效的神经调制的任何合适的能量递送 设备，诸如冷冻治疗导管、单或多电极神经调制设备、或超声换能器。
[0049] 如以下进一步详细解释的，并且如图1的插图所示的，在一些实施例中的治疗组 件21可包括两个或多个电极或能量递送元件24的阵列，两个或多个电极或能量递送元件 24的阵列配置成以低剖面配置被递送至肾血管（例如，肾动脉）。在递送至肾血管内的目 标治疗部位时，治疗组件21被进一步配置成被展开到扩张状态（例如，如插图中所示的通 常螺旋形或螺旋配置）以用于将能量递送至治疗部位并提供治疗有效的电和/或热诱发的 肾神经调制。替代地，展开状态可以是非螺旋形的，只要展开状态将能量递送至治疗部位。
[0050] 在一些实施例中，治疗组件21可经由远程致动（例如，经由致动器36，诸如，旋钮、 按钮、销、或由手柄34携载的杆）被置于或转换成展开状态或布置。然而，在其他实施例中， 治疗组件21可利用其他合适的机制或技术在递送和展开状态之间转换。
[0051] 治疗组件21的近端通过细长轴16的远端部分20携载或被固定至细长轴16的远 端部分20。治疗组件21的远端可用例如无创伤圆形尖端或盖来终止。替代地，治疗组件 21的远端可被配置成接合系统10或治疗设备12的另一元件。例如，治疗组件21的远端可 定义用于接合引导线（未示出）以用于利用导丝推送（"〇TW"，over-the-wire)或快速交 换（"RX"）技术递送治疗设备的通道。
[0052] 能量源或控制台26被配置成生成用于经由治疗组件21递送至目标治疗部位的所 选形式或幅度的能量。特别地，在一些实施例中，RF能量发生器可被配置成生成用于经由 能量递送元件24递送至目标治疗部位的所选形式和幅度的能量。能量发生器26可经由电 缆28电耦合至治疗设备12。至少一个供电线（未示出）沿着细长轴16或穿过细长轴16 中的内腔传送至能量递送元件24并将治疗能量传输至能量递送元件24。在一些实施例中， 每个能量递送元件24包括其自身的供电线。然而，在其他实施例中，两个或两个以上能量 递