[发明专利]具有微型珀尔帖冷却部件的导管

说明书

技术领域

本发明涉及电生理(EP)导管，具体涉及用于心脏中标测和/或消融的EP 导管。

背景技术

许多医学规程优选使用微创外科手术技术执行，其中一个或多个细长 器具通过一个或多个小切口插入患者体内。关于消融，外科器具可包括刚 性或柔性结构，其具有位于其远端处或在其远端附近的消融装置，该消融 装置被放置成邻近待消融的组织。消融装置可提供射频能量、微波能量、 激光能量、高温和极端寒冷以破坏组织。

关于心脏规程，可通过心脏组织的选择性消融以消除心律失常的来源 来治疗心律失常。流行的微创规程、射频(RF)导管消融包括常规标测的 初步步骤，随后使用RF能量在心脏组织中产生一个或多个经消融的区域 (消融灶)。经常需要多个消融灶。通常，在获得成功的结果之前，可能 需要五个消融灶，有时可需要多达二十个消融灶。有时这些消融灶中只有 一个是实际有效的。

已经通过低温标测和消融在一定程度上克服了射频消融装置和技术的 缺陷。此类低温标测技术在美国专利NO.5,423,807；NO.5,281,213和NO. 5,281,215中。然而，即使组合的低温标测和消融装置通常比RF装置和技 术允许更大的确定性和更少的组织损伤，但是低温消融装置和RF消融装置 两者通常被配置用于点消融或圆形组织消融。

点组织消融对于某些规程是可接受的。然而，如果多个点消融灶同时 产生，诸如在管状区域和/或其口中的周边图案中，则其它规程在治疗上更 有效。在这方面，具有可充胀组件或球囊的导管是已知的。此类球囊可包 括定位于球囊的外表面上的用于消融组织的电极，并且通常用加压流体源 充胀。通过冷冻消融，组织的可逆冷冻发生在约-10℃(约+14F)的温度 下，并且永久性组织消融发生在约-73℃(约-99.4F)的温度下。然而，当 冷却流体在患者体内通过低温导管时，使用亚冷冻冷却剂可能不理想。

因此，存在对具有可充胀构件或球囊的冷冻消融导管的需要，其具有 显著地改善的冷却效率，同时降低对患者和暴露于或接触亚冷冻冷却剂的 主治医师和助理的健康危害的风险。

发明内容

本发明的特征包括具有冷却远侧节段的导管，其用一个或多个微型反 向热电或珀尔帖(Peltier)元件(本文也称为微型珀尔帖冷却(MPC)单元 或电极)将心脏组织冷冻至零度以下的温度。MPC单元可以设置在导管的 远侧节段构件(诸如可充胀或球囊构件或壳体壁，其可以有利地提供可以 容纳流体的内部腔体，以便用作MPC单元的散热器)的外表面上。每个 MPC单元具有温度由散热器调节的热侧面/接合点和冷侧面/接合点以及施 加至一个或多个MPC单元的电压/电流。通过与一个或多个MPC单元的冷 侧面接触或暴露于一个或多个MPC单元的冷侧面，特别是在MPC单元包 括具有高珀尔帖系数的半导体材料的情况下，可在热侧面和冷侧面/接合点 之间实现约70摄氏度的温差，以用于组织的极端冷却。可以多种图案将 MPC单元布置在接触表面上。导热但电绝缘的材料的外涂层将一个或多个 MPC单元密封，以免暴露于血液和其它导电组织或流体，该暴露可导致通 过MPC单元的非预期电流路径。

本发明的实施方案包括在患者的脉管系统中使用的电生理导管，其包 括细长导管主体和具有微型珀尔帖冷却(MPC)单元的远侧节段。MPC单 元具有热接合点和冷接合点；将冷接合点密封以免暴露于脉管系统中的血 液的在冷接合点上的导热且非导电的层；以及支撑MPC单元的导热且非导 电的基板，其中热接合点更靠近基板并且冷接合点更靠近层。远侧节段还 具有被配置成接收具有预定温度的流体的内部腔体，其中腔体被配置成将 流体定位成用于流体和热接合点之间的跨基板的热传导。导管被配置用于 电流流过MPC单元的冷接合点和热接合点。

在一些详细的实施方案中，电流从第一N型半导体流向最后的P型半 导体。

在一些详细的实施方案中，远侧节段包括具有限定内部腔体的膜的可 充胀球囊构件，其中膜的至少一部分形成基板。

在一些详细的实施方案中，远侧节段包括具有限定内部腔体的壳体壁 的远侧末端壳体，其中壳体壁的至少一部分形成基板。

在一些详细的实施方案中，冷接合点包括串联连接的导电材料、在导 电材料前面的N型半导体材料，以及在导电材料后面的P型半导体材料。

在一些实施方案中，热接合点包括串联连接的导电材料、在导电材料 前面的P型半导体材料，以及在导电材料后面的N型半导体材料。

在一些实施方案中，P型半导体材料包括碲化铋、硅-锗和/或铋-锑。