[发明专利]一种局部脉冲电场消融电极导管

说明书

本发明涉及医用电生理导管技术和心脏电生理消融领域，特别是涉及一种局部脉冲电场消融电极导管，消融头端1、近端管体3和手柄组件9，所述消融头端1与所述手柄组件9通过近端管体3连接，其中所述消融头端1包括头电极11、匹配电极和支撑管体2，头电极11贴附于所述支撑管体2的最远端，匹配电极以预设的间隔距离设置于支撑管体2的轴向上，头电极11与匹配电极配合产生高压脉冲电场。消融头端将高压脉冲能量源施加到目标组织上，实现高效、精准的消融，带有该消融头端的导管能到达各种复杂、微细以及封闭的组织结构及其组织内部。

本申请是申请日为2021年08月20日，申请号为202110963239.9，发明名称为“一种局部脉冲电场消融电极导管”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及医用电生理导管技术和心脏电生理消融领域，特别是涉及一种局部脉冲电场消融电极导管。

背景技术

脉冲电场作为一种高效、安全的消融能量源一直在被国内外学者研究，近年来脉冲电场技术取得了巨大进展，尤其是在肿瘤消融领域，将脉冲电场消融原理应用于心脏消融领域也是目前国内外研究的方向。

脉冲电场技术是将短暂的高电压施加到组织可以产生每厘米数百伏特的局部高电场，局部高电场通过在细胞膜中产生孔隙来破坏细胞膜。在膜处所施加的电场大于细胞阈值使得孔隙不闭合，这种电穿孔是不可逆的，由此允许生物分子材料穿过膜进行交换，从而导致细胞坏死或凋亡。双极性脉冲的使用，前一个为正极性的脉冲串结束后，紧接着再施加一个脉宽相同、场强相等的负极性脉冲串，有可能使得正脉冲诱导的动作电位还来不及充分产生，负脉冲导致动作电位向反方向发展，将极大的降低电场对神经刺激。

由于不同的组织细胞对电压穿透的阈值不一样，采用高压脉冲技术可以选择性的处理心肌细胞（阈值相对较低），而不对其他非靶点细胞组织（如神经、食道、血管、血液细胞）产生影响。

目前，导管的设计存在以下问题：

1、导管难以精确、集中、局部的将高压脉冲能量源施加到目标组织上。

2.脉冲电场作用的有效电极为至少两个极性相反的电极，如何将多个电极设置在局部区域以适应各种复杂、微细的组织结构是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明为了克服上述问题，对导管上电极的布设进行了改进，以适应高压脉冲信号的输出，提出了一种局部脉冲电场消融电极导管。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种局部脉冲电场消融电极导管，包括消融头端1、近端管体3和手柄组件9，消融头端1与手柄组件9通过近端管体3连接，其中消融头端1包括头电极11、匹配电极和支撑管体2，头电极11贴附于支撑管体2的最远端，匹配电极以预设的间隔距离设置于支撑管体2上，头电极11与匹配电极配合产生高压脉冲电场；

并且头电极11的表面积与匹配电极的表面积的面积比K的范围是1≤K≤3。

通过上述设置，当高压脉冲能量在头电极11和匹配电极之间放电，形成高压脉冲电场，所得高压正脉冲或负脉冲可以作用于与消融头端1贴靠的组织，精确、集中、局部的将高压脉冲能量源施加到目标组织上。

消融深度与头电极11的表面积与匹配电极的表面积的面积比K趋近于线性关系，如图3所示，即若想到达更大的消融深度，可增大面积比K，K为匹配电极表面积除以头电极面积（匹配电极可以是一个环电极A12，也可以是两个电极环电极A12和B，也可以是环电极A、B、C三个电极），即相同头电极面积前提下，匹配电极的表面积越大，消融损伤程度越大，消融范围越大，考虑到高压脉冲脉冲串具有500V-5000V的电压，相应的K值范围为1-20之间。作为更优选的方案，面积比K的范围是1≤K≤3。

面积比K值选择在1-3之间，过大的K值差异，会导致能量过分的集中在头电极11，使头电极11上电场强度或电流密度过高而产生电离现象，电离后将产生气泡以及组织灼伤等问题。