神經(jīng)調(diào)節(jié)導管及相關(guān)系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的技術(shù)通常涉及腎神經(jīng)調(diào)節(jié)導管及相關(guān)系統(tǒng)和方法。具體而言，一些實施方式涉及用于血管內(nèi)腎神經(jīng)調(diào)節(jié)的能量發(fā)射導管及相關(guān)系統(tǒng)和方法。
[0002]背景
[0003]交感神經(jīng)系統(tǒng)(SNS)是主要的無意識身體控制系統(tǒng)，其通常與壓力反應相關(guān)聯(lián)。SNS神經(jīng)支配組織的纖維存在于人體的幾乎每個器官系統(tǒng)，并且能夠影響多種特征，例如瞳孔直徑、腸道動力和尿排出。此類調(diào)節(jié)對保持體內(nèi)穩(wěn)定或使身體準備快速響應環(huán)境因素而言可具有適應性作用。然而，SNS的慢性激活是常見的不良適應性應答，這可推動許多疾病狀態(tài)發(fā)展。腎SNS的過度激活一般在實驗和人體中被鑒定為高血壓、容量超負荷病癥(例如心力衰竭)和進行性腎病的復雜病理生理學的可能原因。例如，放射性示蹤劑稀釋已證明原發(fā)性高血壓患者中的腎去甲腎上腺素("NE")溢出率增加。
[0004]心力衰竭患者中的心-腎交感神經(jīng)機能亢進可能特別顯著。例如，這些患者中常發(fā)現(xiàn)自心和腎的血漿NE溢出增多。SNS激活的提高通常以慢性腎病和末期腎病為特征。在患有末期腎病的患者中，已證明高于中值的NE血漿水平能預測心血管疾病和一些致死原因。這對患糖尿病或造影劑腎病的患者也如此。證據(jù)表明，起源于患病的腎的感覺傳入信號是起始并支持中樞交感神經(jīng)溢出的主要原因。
[0005]支配腎的交感神經(jīng)在血管、腎小球旁器和腎小管中終止。腎交感神經(jīng)的刺激可造成腎素釋放增加，鈉(Na+)重吸收增加和腎血流降低。這些腎功能的神經(jīng)調(diào)節(jié)組分在以交感緊張升高為特征的疾病狀態(tài)中受到顯著刺激并且可能是引起高血壓患者血壓升高的原因。由腎交感神經(jīng)傳出刺激所致的腎血流和腎小球過濾率的降低可能是心-腎綜合征(即，腎功能障礙作為慢性心力衰竭的進行性并發(fā)癥)中腎功能喪失的基礎。阻止腎傳出交感刺激的藥學方法包括中樞作用的抗交感神經(jīng)藥，β阻滯劑(旨在降低腎素釋放)，血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑和受體阻滯劑(旨在阻斷腎素釋放后的血管緊張素II作用和醛固酮激活)和利尿劑(旨在抵消腎交感介導的鈉和水滯留)。然而，這些藥學策略具有很大局限性，包括受限的功效、依從性問題、副作用等。近來，通過向腎動脈中目標位點施加能量場(例如通過射頻消融)來降低交感神經(jīng)活性的血管內(nèi)裝置已被證明能夠降低治療耐受性高血壓患者的血壓。
[0006]附圖簡要說明
[0007]參照以下附圖可以更好地理解本發(fā)明的許多方面。附圖中的各個組分未必是按比例畫的。事實上，重點是清楚地說明本發(fā)明的原理。此外，各組分在某些視角中可以透明的形式顯示，其僅用于清楚地顯示而不旨在表明所示組分必須是透明的。
[0008]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式構(gòu)造的血管內(nèi)腎神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0009]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式使用導管調(diào)節(jié)腎神經(jīng)。
[0010]圖3Α是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式的腎神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)遠端部分的部分截面圖，其中在患者腎動脈內(nèi)將能量遞送裝置構(gòu)造為低剖面(low-profile)狀態(tài)。
[0011]圖3B是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式的圖3A的腎神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)遠端部分的部分截面圖，顯示了伸展狀態(tài)中的能量遞送裝置。
[0012]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式，在患者的腎動脈內(nèi)部處于伸展狀態(tài)的能量遞送裝置的縱向部分截面圖。
[0013]圖4B是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式的圖4A的裝置中支柱的組織接觸部分的放大的縱向截面圖。
[0014]圖4C是沿圖4A的線4C-4C的圖4A的能量遞送裝置的橫向截面圖。
[0015]圖5是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式，在患者外側(cè)處于伸展狀態(tài)的能量遞送裝置的側(cè)視圖。
[0016]圖6是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式，在成角度的(angled)血管內(nèi)處于伸展狀態(tài)的圖5的能量遞送裝置的示意性側(cè)視圖。
[0017]圖7是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的另一個實施方式，第一和第二電極陣列之間螺旋連接部分的側(cè)視圖。
[0018]圖8是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的另一個實施方式的電極陣列的側(cè)視圖。
[0019]圖9是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式構(gòu)造的支柱連接點的等軸視圖。
[0020]圖10是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的另一個實施方式構(gòu)造的支柱連接點的實施方式的等軸視圖。
[0021]圖11是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的另一個實施方式構(gòu)造的能量遞送裝置的側(cè)視圖。
[0022]圖12是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的實施方式，圖11的能量遞送裝置的近端能量放射區(qū)域的詳細視圖。
[0023]圖13是SNS的概念圖且顯示了大腦是如何通過SNS與身體交流的。
[0024]圖14是神經(jīng)支配左腎在左腎動脈周圍形成腎叢的解剖視圖。
[0025]圖15B和15B分別提供人體的解剖和概念視圖，描述腦和腎臟間的神經(jīng)傳出和傳入交流。
[0026]圖16A和16B分別顯不了人身體的動脈血管系統(tǒng)和靜脈系統(tǒng)。
[0027]發(fā)明詳述
[0028]本發(fā)明的技術(shù)涉及通過經(jīng)皮腔血管內(nèi)通路實現(xiàn)電和/或熱誘導的腎神經(jīng)調(diào)節(jié)(即使神經(jīng)纖維遲鈍或失活或使功能完全或部分減弱)的導管、系統(tǒng)和方法。具體而言，本發(fā)明的技術(shù)的至少一些實施方式涉及整合了具有至少一個能量遞送裝置的導管治療裝置的導管、系統(tǒng)和方法，該能量遞送裝置可在遞送狀態(tài)和伸展狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。該能量遞送裝置可構(gòu)造為在經(jīng)由沿經(jīng)皮腔通路(例如股動脈穿刺、髂動脈和主動脈、橈動脈，或另一合適的血管內(nèi)通路)的導管插入后，將能量(例如電能量、射頻(RF)能量、熱能量或其組合)遞送至目標組織。對該能量遞送裝置的尺寸和形狀進行設計，使得當能量遞送裝置在腎動脈內(nèi)處于伸展狀態(tài)(例如展開)時，電極區(qū)域接觸腎動脈的內(nèi)壁。血液可以流過展開的能量遞送裝置，這是因為能量遞送期間不會故意出現(xiàn)腎動脈阻塞。此外，血液可以在能量遞送裝置周圍流動以冷卻相關(guān)電極區(qū)域和/或周邊組織。在一些實施方式中，冷卻電極區(qū)域和/或組織使得可以在比不需要冷卻即可達到的溫度低的溫度下遞送較高的功率水平以輔助在治療期間產(chǎn)生更深和/或更大的損傷、降低內(nèi)膜表面溫度和/或給予較長的激活時間，同時減少治療期間過度加熱組織的風險。
[0029]本發(fā)明的技術(shù)的多個實施方式的特定細節(jié)在下文中參考圖1-16B進行描述。雖然下文描述的許多實施方式是針對用于血管內(nèi)腎神經(jīng)調(diào)節(jié)的導管、系統(tǒng)和方法，除本文所述那些以外的其它應用和其他實施方式也在本發(fā)明的技術(shù)的范圍內(nèi)。此外，本發(fā)明的技術(shù)的一些其它實施方式可具有與本文描述那些不同的構(gòu)造、組成或過程。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應理解，本發(fā)明的技術(shù)可具有其它實施方式，采用其它元件，或者可具有不含所示和下文參考圖1-16B描述的一些特征的其它實施方式。
[0030]本文中所述的術(shù)語“遠端”和“近端”定義相對于治療的臨床醫(yī)師或臨床醫(yī)師的控制裝置(例如，手柄組件)而言的位置或方向。“遠端”或“遠端地”指遠離或離開該臨床醫(yī)師或臨床醫(yī)師的控制裝置的位置或方向。“近端”和“近端地”指靠近或朝向所述臨床醫(yī)師或臨床醫(yī)師的控制裝置的位置或方向。
[0031]1.腎神經(jīng)調(diào)節(jié)
[0032]腎神經(jīng)調(diào)節(jié)是對支配腎的神經(jīng)的部分或完全失能或者其他有效干擾。具體地，腎神經(jīng)調(diào)節(jié)包括抑制、減弱和/或阻斷沿支配腎的神經(jīng)纖維(即，傳入和/或傳出神經(jīng)纖維)的神經(jīng)通信。此類失能可以是長期的(例如，永久性或數(shù)月、數(shù)年或數(shù)十年的失能)或短期的(例如，數(shù)分鐘、數(shù)小時、數(shù)天或數(shù)周的失能)。預計腎神經(jīng)調(diào)節(jié)能有效地治療以整體交感活性增強為特征的若干臨床病癥，并且，具體而言，能有效治療與中樞交感過度刺激相關(guān)聯(lián)的病癥，例如高血壓、心力衰竭、急性心肌梗塞、代謝綜合征、胰島素抵抗、糖尿病、左心室肥大、慢性和末期腎病、心力衰竭中的不當液體潴留、心-腎綜合征和猝死等。傳出神經(jīng)信號的減弱導致交感神經(jīng)緊張/激動的全身性減弱，并預計腎神經(jīng)調(diào)節(jié)可用于治療與全身性交感活性過度和高活性相關(guān)聯(lián)的若干病癥。腎神經(jīng)調(diào)節(jié)可潛在地有益于受交感神經(jīng)支配的多種器官和身體結(jié)構(gòu)。例如，中樞交感神經(jīng)激動降低可以降低折磨代謝綜合征和II型糖尿病患者的胰島素抗性。此外，也可對骨質(zhì)疏松進行交感神經(jīng)激活，使之從伴隨腎神經(jīng)調(diào)節(jié)的交感神經(jīng)激動下調(diào)中獲益。
[0033]可采用多種技術(shù)來使神經(jīng)通路(例如支配腎的那些)部分或完全失能。通過能量遞送元件對組織有目的地施加能量(例如，電能、RF能、脈沖電能、熱能或其組合)可誘發(fā)一種或多種對腎動脈的局部區(qū)域和腎叢的相鄰區(qū)域所需的熱量加熱作用，這些區(qū)域緊密位于腎動脈的血管外膜內(nèi)或其周邊。有目的地施加熱量加熱作用能夠沿著腎叢的全部或部分實現(xiàn)神經(jīng)調(diào)節(jié)。
[0034]熱量加熱作用可包括熱融除和非融除性熱變化或損傷(例如，通過持續(xù)的加熱和/或電阻加熱)。所需的熱量加熱作用可包括使目標神經(jīng)纖維的溫度升高至高于實現(xiàn)非融除性熱變化的閾值，或高于更高的溫度以實現(xiàn)融除性熱變化。例如，就非融除性熱變化而言，目標溫度可高于體溫(例如，約37°C )但低于約45°C，或就融除性熱變化而言，目標溫度可以是約45°C或更高。
[0035]更具體地，接觸超過約37°C的體溫但低于約45°C溫度的熱能(熱量)，可通過對目標神經(jīng)纖維或灌注目標神經(jīng)纖維的血管結(jié)構(gòu)的中度加熱來誘導熱變化。血管結(jié)構(gòu)受到影響時，目標神經(jīng)纖維不再灌注導致神經(jīng)組織壞死。例如，這可誘導該纖維或結(jié)構(gòu)中的非融除性熱變化。暴露至高于約45°C或高于約60°C溫度的熱度可通過對該神經(jīng)或結(jié)構(gòu)的充分加熱來誘導熱變化。例如，此類更高溫度可熱融除目標神經(jīng)纖維或血管結(jié)構(gòu)。就一些患者而言，可能希望達到熱融除目標神經(jīng)纖維或血管結(jié)構(gòu)的溫度，但該溫度低于約90°C，或低于約85°C，或低于約80°C，和/或低于約75°C。不論應用何種類型熱接觸來誘導熱神經(jīng)調(diào)節(jié)，均預期降低腎交感神經(jīng)活性(“RSNA”)。
[0036]I1.經(jīng)選擇的導管的實施方式
[0037]圖1顯示了按照本發(fā)明的技術(shù)的一個實施方式構(gòu)造的腎神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括血管內(nèi)導管12，其可操作地偶聯(lián)至能量源或能量發(fā)生器26。在圖1所示的實施方式中，導管12包括長