[发明专利]具有带有多孔基板和高密度表面微电极的灌注尖端电极的导管

说明书

本发明题为“具有带有多孔基板和高密度表面微电极的灌注尖端电极的导管”。本发明公开了一种导管，该导管具有带有多孔基板和多个表面微电极的多功能“虚拟”尖端电极。所述表面微电极彼此靠近并且呈各种构造，以便感测组织用于高度局部化心脏内信号检测以及高密度局部电描记图和标测。所述多孔基板允许用于消融组织的导电流体的流动。所述表面微电极可以经由允许任何形状或尺寸和靠近的金属化工艺形成，并且从多孔基板“滴下”的流体以盐水的薄层的形式提供更均匀的灌注。RF功率至导管尖端的传送基于“虚拟电极”的原理，其中流经多孔尖端的导电性盐水充当在尖端电极和心脏表面之间的电连接。所述基板和表面电极由MRI相容材料构成，使得医师可以在消融手术期间实时进行消融灶估计。所述表面电极包括贵金属，其包括例如铂、金以及它们的组合。

技术领域

本发明涉及导管和电生理导管，具体地，涉及用于心脏组织消融和诊断的导管。

背景技术

当心脏组织区域异常地向相邻组织传导电信号时，便会发生诸如心房纤颤的心率失常，从而扰乱正常的心动周期并造成心律不齐。不期望的信号的重要来源位于心脏中或附近的各种组织区域，例如心室、心房和/或相邻的结构，诸如肺部静脉的区域。无论来源为何，不需要的信号异常地传导通过心脏组织，在心脏组织中这些信号可引发和/或保持心律失常。

用于治疗心律失常的手术包括以外科的方式扰乱造成心律失常的信号源，以及扰乱用于此类信号的传导通道。最近，已发现通过结合心脏解刨结构标测心肌的电学性质，并通过施加能量选择性地消融心脏组织，能够终止或改变不需要的电信号从心脏的一个部分到另一部分的传播。该消融方法通过形成非传导性消融灶来破坏不需要的电通路。

在该两步手术中，两步手术为标测之后进行消融，通常通过将容纳一个或多个电传感器的导管推进到心脏中并获取多个点处的数据来感测并测量心脏中各个点的电活动。然后利用这些数据来选择将要进行消融的目标区域。

典型的消融手术涉及将在其远侧端部具有尖端电极的导管插入到心室中。提供了一种参考电极，其通常用胶带粘贴在患者的皮肤上。射频(RF)电流被施加至尖端电极，并通过周围介质(即，血液和组织)流向参考电极。电流的分布取决于与血液相比电极表面与组织接触的量，血液具有比组织高的导电率。由于组织的电阻率而出现组织的变热。如果组织被充分加热，那么跟着产生细胞和其它蛋白质变性；这继而在心肌内形成非导电的消融灶。在这个过程中，由于从被加热组织至电极本身的传导，还发生对电极的加热。如果电极温度变得足够高，可能超过50摄氏度，则在电极表面上可以形成血块。如果温度继续上升，那么形成更多的血块同时跟着发生脱水。

尖端温度升高，并且相关联的凝块形成具有两种后果：增大的电阻抗和增大的中风概率。前者涉及凝块脱水。因为脱水生物材料与心脏组织相比具有更高的电阻，所以流入组织中的电能量流的阻抗也增大。增大的阻抗导致到组织的亚最佳的能量传送，这引起不适当的消融灶形成、降低的消融效率，并且最后导致亚最佳临床结果。后者，安全危险是由于形成的凝块可能的移出和在脑脉管系统中的重定位。因此，从安全角度以及消融效率考虑，最小化尖端温度升高和凝块形成是有益的。这应该在不损害形成适当尺寸的消融灶的情况下实现。

在通常将RF电流施加到心内膜时，循环的血液对消融电极提供一些冷却。然而，在电极和组织之间通常存在滞流区，其易于形成脱水蛋白和凝结物。随着功率和/或消融时间增加，阻抗上升的可能性也增加。作为该过程的结果，可递送到心脏组织的能量的量存在天然的上限，并因此RF消融灶的尺寸存在天然的上限。在临床实践中，期望减少或消除阻抗上升，且对于某些心律失常而言，期望生成更大的消融灶。实现这的一种方法是监控消融电极的温度，并且基于此温度控制递送到消融电极的RF电流。如果温度上升超过预先选定的值，则将减小电流，直到温度降低到该值以下。该方法在心脏消融期间已经减少阻抗数量的上升，但是不显著增加消融灶的维度。结果不明显不同，因为该方法继续依靠血液的冷却效应，该冷却效应取决于在心脏内的位置和到心内膜表面的导管的取向。