Система и способ определения места расположения и идентификации функциональных нервов, иннервирующих стенку артерий, и катетеры для них

Система и способ определения места расположения и идентификации функциональных нервов, иннервирующих стенку артерий, и катетеры для них

Иллюстрации

Показать все

Реферат

[0001] Заявка испрашивает преимущество по заявке на патент США 61/609,565, поданной 12 марта 2012 г., и заявке на патент США 61/527,893, поданной 26 августа 2011 г. Содержание предыдущих заявок включены в данное описание во всей своей полноте посредством ссылки. В данной заявке приводятся ссылки на различные публикации. Раскрытие этих публикаций во всей своей полноте включено в данное описание путем ссылки с тем, чтобы более полно описать положение дел в области техники, к которой относится данное изобретение.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Настоящее изобретение относится к системе и способу точного определения места расположения и идентификации областей, иннервированных нервами, относящимися к симпатической и парасимпатической нервным системам, на стенке артерии во время и после обработки с подачей энергии. Это изобретение также относится к катетерным системам, предназначенным специально для использования при картировании почечных нервов и их абляции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Возникновение хронической сердечной недостаточности, гипертензии, диабета и хронической почечной недостаточности имеет много различных причин; однако все они имеют общий механизм развития, приводящий к терминальным стадиям заболеваний. Общим механизмом их развития является гиперактивность почечных симпатических нервов. Почечные симпатические нервы служат проводящими путями для подачи сигналов к высшим симпатическим центрам, расположенным в спинном и головном мозге, вследствие афферентной активности почечных нервов, с увеличением тонуса симпатической системы; при этом, вследствие эфферентной активности, почечные нервы и артерии принимают участие в симпатической гиперактивности в ответ на сигналы от головного мозга, что приводит к еще большему увеличению тонуса симпатической системы (ДиБона и Копп (DiBona and Корр), 1977). Первоначально симпатическая активность может иметь положительный эффект, но со временем она имеет отрицательный эффект. В состоянии симпатической гиперактивности могут возникать различные патологические явления: аномалии гормональной секреции, такие как повышенные уровни катехоламина, ренина и ангиотензина II, повышенное давление крови вследствие сужения периферических сосудов и/или удержания воды и натрия, почечная недостаточность вследствие нарушения клубочковой фильтрации и потери нефронов, сердечная дисфункция и сердечная недостаточность вследствие гипертрофии левого желудочка и потери миоцитов, инсульт и даже диабет. Следовательно, модуляция (сокращение/устранение) этой повышенной симпатической активности может замедлить или предотвратить развитие указанных заболеваний. В последнее время денервация почечных нервов с использованием радиочастот стала признанным способом лечения лекарственно устойчивой гипертензии (Эслер и др. (Esler et al.), 2010 и Крум и др. (Krum et al.), 2009) и аномалии метаболизма глюкозы (Мафо (Mahfoud), 2011). Однако некоторые методики, при которых проводят абляцию почечных нервов или их денервацию, либо являются неразвитыми, либо выполняются таким образом, что врачу-специалисту приходится работать, не зная достаточно точно место расположения почечных нервов, ответственных за развитие и проявление заболевания. Настоящее изобретение направлено на устранение некоторых из этих недостатков.

Гиперактивность почечных симпатических нервов и гипертензия

[0004] Было произведено систематическое исследование участия гиперактивности почечных симпатических нервов в развитии и закреплении гипертензии. Эта связь была выявлена в значительной степени благодаря тому факту, что несмотря на наличие различных фармацевтических препаратов и их сочетаний, а также возможностей для корректировки образа жизни пациентов, скорость лечения гипертензии осталась удивительно невысокой. В частности, примерно 1/3 пациентов, страдающих гипертензией, не поддается в полной мере даже оптимизированному лекарственному лечению, и диапазон измеренного давления крови для этой группы остается ненормальным. Это проявление называется лекарственно устойчивой гипертензией. Примерно у половины пациентов, страдающих гипертензией, давление крови остается выше, чем приемлемые целевые уровни лечения. Для таких пациентов с "эссенциальной" гипертензией (гипертонией) (т.е. устойчивым и патологически высоким давлением крови, для которого не может быть найдено определенной причины) было высказано предположение о существовании лежащих в ее основе патофизиологий, которые не восприимчивы к существующим схемам лечения. Кроме того, для таких пациентов было отмечено, что выход (outflow) эфферентных симпатических почечных нервов стимулирует выделение ренина, повышение канальцевой реабсорбции натрия и замедляет почечный кровоток, а сигналы афферентных нервов от почки изменяют выход центральной симпатической системы и, таким образом, способствуют регулированию натриевого и водного метаболизма, тонуса/сопротивления сосудов и давления крови.

[0005] Различные данные подтвердили положительное влияние блокирования почечных нервов на уменьшение гипертензии; данные также подтвердили связь между повышенной активностью симпатической нервной системы и гипертензией. В частности, исследования показали, что почечная дисфункция является механизмом повышенной активности симпатической нервной системы, приводящим к гипертензии (Кампезе (Campese), 2002; Ие (Ye), 2002), что блокирование активности почечных нервов приводит к контролированию гипертензии у животных с хронической почечной недостаточностью (Кампезе (Campese), 1995), и что хирургическая почечная денервация, выполняемая для устранения трудноизлечимой боли у пациентов с поликистозом почек также приводит к устранению гипертензии (Валенте (Valente) 2001). Дополнительными исследованиями было установлено, что поступление (spillover) норадреналина в почечную вену является причиной идиопатической гипертензии (Эслер и др. (Esler et al.), 1990), и было показано, что денервация посредством нефрэктомии приводит к устранению гипертензии у пациентов, находящихся на диализе, с резистенцией на лечение гипертензии несколькими лекарственными средствами (Конверсе (Converse) 1992). Почечная денервация также показала замедление или предотвращение развития многих форм гипертензии у экспериментальных животных (например, спонтанной гипертензии крыс (SHR), спонтанной гипертензии крыс, склонных к удару, спонтанной гипертензии новозеландских крыс, пограничной гипертензии крыс (BHR), синдрома Голдблатта 1К, 1С (крыса), синдрома Голдблатта 2К, 2С (крыса), коарктации аорты (собаки), рассечения в области аортального нерва (крыса), гипертензии дезоксикортикостерон-ацетатнатрий хлор (DOCA-NaCL) (крыса, свинья), Ангиотензин II (крыса, кролик), жирное кормление - ожирение (собака), почечное обертывание (renal wrap) (крыса)) (ДиБона и Копп (Dibona and Корр), 1997).

Гиперактивность почечных симпатических нервов, чувствительность к инсулину и метаболизм глюкозы

[0006] Также считается, что гиперактивность почечных нервов влияет на чувствительность к инсулину и метаболизм глюкозы. В частности, увеличение высвобождения норадреналина, сопровождающее гиперактивность почечных нервов, приводит к уменьшению кровотока, что, в свою очередь, связано со снижением потребления глюкозы. Это указывает на нарушение способности клеток перемещать глюкозу через свои мембраны. Гиперактивность почечных нервов связана с обусловленным неврально уменьшением количества открытых капилляров, поэтому инсулин должен пройти большее расстояние, чтобы достичь клеточной мембраны из внутрисосудистого пространства. В инсулинрезистентных состояниях обусловленное инсулином увеличение мышечной перфузии уменьшается примерно на 30%. Соответственно существует прямая связь между активностью симпатических нервов мышц и резистентностью к инсулину и обратная связь между резистентностью к инсулину и количеством открытых капилляров. (Мафо и др. (Mahfoud et al.), 2011). Гиперактивность почечных симпатических нервов таким образом связана с определенными аспектами сахарного диабета и/или метаболическим синдромом; симпатическая гиперактивность вызывает резистентность к инсулину и гиперинсулинемию, которая, в свою очередь, вызывает дополнительную симпатическую активность. Были проведены исследования с целью оценки влияния почечной денервации на диабетические критерии.

[0007] В исследовании Мафо и др. (Mahfoud et al.) (2011) рассмотрено влияние почечной денервации на пациентов со вторым типом сахарного диабета, а также имеющих верхние давление крови не менее 160 мм рт.ст. (или не менее 150 мм рт.ст. для пациентов со вторым типом сахарного диабета) несмотря на их лечение по меньшей мере тремя антигипертензическими препаратами (в том числе одним диуретиком). На исходном уровне и при последующих визитах, имевших место через один (1) и три (3) месяца после проведенной операции, был измерен химический состав крови и проведены анализы уровня глюкозы в крови натощак, инсулина, С-пептида и HbAlc, а теста на переносимость глюкозы (oral glucose tolerance test, OGTT) был проведен на исходном уровне и после трех месяцев. Через три месяца после денервации диабетические показатели существенно улучшились. После почечной денервации значительно увеличилась чувствительность к инсулину. После операции семь из двадцати пяти пациентов показали улучшения при тесте на переносимость глюкозы (OGTT). В исследовании Мафо и др. (Mahfoud et al.), таким образом, было доказательно продемонстрировано, что симпатическая нервная система почек является важным регулятором инсулинорезистентности и абляция почечных нервов по существу улучшает чувствительность к инсулину и метаболизм глюкозы. До появления противогипертензической терапии в 1950-х годах для лечения тяжелой гипертензии у людей применялась хирургическая симпатэктомия (Смитвик и Томпсон (Smithwick and Thompson), 1953). Однако такая хирургическая почечная денервация характеризовалась крайней инвазивностью и требовала проведения большой хирургической операции, поэтому в клинической практике она использовалась с большими ограничениями (DiBona, 2003).

[0008] В последнее время для создания селективной денервации в человеческой почке предпочтительно применяются эндоваскулярные катетерные технологии. Почечные нервы находятся прежде всего снаружи среды оболочки сосудов, внутри адвентициального пространства почечной артерии. Следовательно, радиочастотная энергия, лазерная энергия, сфокусированный ультразвук высокой интенсивности и алкоголь могут быть поданы к стенкам почечной артерии, а также для абляции симпатических почечных нервов через полости почечной артерии может быть проведена криоабляция на стенках почечной артерии. Первое исследование абляции почечных нервов у людей посредством катетерных методик было проведено на подвергаемых испытанию гипертониках в 2009 году. Под наблюдением находились пациенты, у которых давление крови в положении стоя (SBP) составляло более 160 мм рт.ст. или было равно 160 мм рт.ст. несмотря на лечение этих пациентов более чем тремя антигипертензическими препаратами (в том числе диуретиками), или которые имели подтвержденную непереносимость антигипертензических препаратов (Крум и др. (Krum et al.), 2009). В этом исследовании сорока пяти (45) пациентов их общий исходный уровень давления крови составил в целом 177/101±20/15 мм рт.ст.

[0009] Для оценивания эффективности проведенной почечной денервации, после абляции почечных нервов было проведено измерение поступления норадреналина в почечную систему для определения успешности симпатической денервации. Давление крови было измерено на исходном уровне и через 1 месяц, 3 месяца, 6 месяцев, 9 месяцев и 12 месяцев после проведенной операции. В каждый момент времени регистрировалось понижение как систолического, так и диастолического давления с понижением, продолжавшимся с течением времени. После операций общее уменьшение поступления норадреналина во всем теле на 28% (р=0,043) было зарегистрировано у 45 испытуемых, для которых примерно одна треть результатов была отнесена к симпатической почечной денервации.

Текущие протоколы при почечной денервации

[0010] Согласно работе Крума и др. (Krum et al.) были созданы определенные общепринятые методики для выполнения абляции почечных нервов с помощью катетерных средств, хотя эти методики имеют некоторые разновидности. Обычно абляция почечных нервов включает использование способов на основе катетеров, при которых пациента в течение четырех (4), шести (6) минут через почечную артерию подвергают воздействию радиочастотного излучения (RF), генерируемого радиочастотным (RF) генератором, который автоматизирован, имеет низкое энергопотребление и встроенные алгоритмы обеспечения безопасности. Радиочастотные сигналы, как правило 5-8 Вт, подают катетером в почечную артерию посредством дистального перемещения катетера к аорте и проксимально к аорте с подачей радиочастотных сигналов с пространственным приращением 5 мм или более.

[0011] В указанной выше работе Мафо и др. (Mahfoud et al.) по исследованию диабета был применен следующий конкретный протокол абляции: лечебный катетер был введен в каждую почечную артерию с применением почечного катетера с двумя искривлениями или левой внутренней грудной артерии для направляющего катетера для левой внутренней грудной артерии; были выполнены радиочастотные абляции длительностью до 2 минут каждая при низкой мощности 8 Вт для выполнения до 6 абляций с разделением в продольном направлении и в направлении вращения в каждой почечной артерии. Лечебное воздействие было осуществлено от первого дистального разветвления главной почечной артерии до входного отверстия в канал. Постоянно отслеживались полное сопротивление кончика катетера и температура, и регулировалась подача радиочастотной энергии согласно определенному алгоритму.

[0012] С функциональной точки зрения задача абляции почечных артерий состоит в выборочной блокировке симпатических (афферентных и эфферентных) почечных нервов без ухудшения прохождения симпатических сигналов к другим органам, и точной подаче энергии к тем местам, в которых распределены почечные симпатические нервы, в целях их денервации. В настоящее время абляцию почечных нервов выполняют "слепым" образом, т.е. перед радиочастотной абляцией врач, выполняющий операцию, не знает место распределения почечных симпатических нервов, поэтому почечная артерия подвергается абляции по всей своей длине; кроме этого, факт того, были почечные нервы действительно подвергнуты абляции или нет, может быть подтвержден только посредством измерения побочного эффекта - то есть выделения или поступления норадреналина (norepinephrine spillover) после завершения операции. В настоящее время, примерно 89% пациентов показывают реагирование на лечение почечной денервацией в небольшой и тщательно выбранной группе пациентов (Крум и др. (Krum et al.), 2009 и Эслер и др. (Esler et al.) 2010). Однако последние данные показали, что уровень реагирования на лечение также может быть менее 50% среди пациентов, подвергнутых этому лечению (Medical devices, стр. 1-2, 22 февраля 2012 года). В некоторых случаях неудачное лечение может быть следствием регенерации почечных нервов (Эслер и др. (Esler et al.), Lancet 2010, с. 1908), в других случаях неудачное лечение может быть следствием неправильного выбора цели и достаточно полной абляции почечных нервов. В связи с этим существует настоятельная необходимость в способах точного определения места распределения почечных нервов вдоль почечных артерий с тем, чтобы предоставить специалисту возможность получения информации о целевых участках, для отслеживания клинически значимых показателей (таких как давление крови, частота сердечных сокращений и активность симпатических нервов мышц), чтобы оценивать эффективность применения абляции. Как рассмотрено выше, система афферентных и эфферентных почечных нервов служит в качестве общего механизма развития симпатической гиперактивности, поэтому стимуляция почечных нервов может вызывать повышение давления крови и изменение частоты сердечных сокращений. Изменения частоты сердечных сокращений могут представлять собой либо повышение вследствие прямой стимуляции симпатических нервов или понижение давления крови вследствие косвенного регулирования рефлекса посредством барорефлекса.

[0013] Усовершенствованная методика могла бы включать в себя картирование почечных нервов, которое достигается посредством стимуляции отдельных сегментов почечной артерии электрическим током низкой мощности, с одновременным измерением давления крови, частоты сердечных сокращений и активности симпатических нервов мышц. При обнаружении измеряемых изменений давления крови, частоты сердечных сокращений и активности симпатических нервов мышц, таких как повышение давления крови или изменения частоты сердечных сокращений или понижение активности симпатических нервов мышц, можно обоснованно предположить необходимость проведения абляции на этом участке, с тем чтобы разрушить нервные волокна более точным способом и, соответственно, улучшить необходимые клинические показатели. Эти усовершенствованные методики картирования и катетеризации почечных нервов нацелены на минимизирование ненужной абляции при описанном типе операций денервации, задание направления для специалистов, выполняющих почечную абляцию, и улучшение клинических показателей абляции почечных нервов при лечении гипертензии, сердечной недостаточности, почечной недостаточности и диабета.

Анатомическое картирование и определение целевых участков при абляции почечных нервов

[0014] С анатомической точки зрения нервы, имеющие волокна, проходящие к почке или от нее, начинаются от чревного сплетения (также называемого солнечным сплетением) и его узлов, поясничных спланхнических нервов и брыжеечного сплетения (ДиБона и Копп (DiBona and Корр), 1997, с. 79). Чревное сплетение состоит из надпочечного ганглия (т.е. почечно-аортального ганглия), чревного ганглия и крупных спланхнических нервов. Чревный ганглий получает свои составляющие от грудного отдела симпатического ствола (грудных висцеральных нервов) и блуждающих нервов (ДиБона и Копп (Dibona and Корр), 1997, с. 79).

[0015] От надпочечного ганглия отходит множество ответвлений в направлении надпочечника, некоторые из которых проходят вдоль надпочечниковой артерии к периваскулярным нервным пучкам вокруг почечной артерии, входящей в почечные ворота; другие ответвления входят в почку за пределами области почечных ворот. Крупные спланхнические нервы на пути к чревной ганглии имеют ответвления в почку в точке над надпочечной ганглией. Чревный ганглий имеет ответвления в почку, которые проходят в периваскулярные нервные пучки вокруг почечной артерии, входящей в почечные ворота (ДиБона и Копп (Dibona and Корр), 1997, с. 79).

[0016] Поясничные и грудные спланхнические нервы берут свое начало из грудного и поясничного отделов паравертебрального симпатического ствола соответственно. Они обеспечивают почечную иннервацию через ответвления, которые проходят к чревной ганглии, а также через ответвления, которые проходят к периваскулярным нервным пучкам вокруг почечной артерии, входящей в почечные ворота. (ДиБона и Копп (Dibona and Корр), 1997, с. 79).

[0017] Брыжеечное сплетение, содержащее верхний брыжеечный ганглий, получает свои составляющие от поясничных висцеральных нервов и имеет ответвления, которые часто сопровождают артерии яичников или яичек до достижения почки (ДиБона и Копп (Dibona and Корр), 1997, с. 79). Почечные нервы входят в воротную область почки вместе с почечной артерией и веной (ДиБона и Копп (Dibona and Корр), 1997, с. 81). Затем они распределяются вдоль сосудистых сегментов почечных артерий в почечной коре и внешнем мозговом веществе, включая интерлобарные, дуговые и междольковые артерии и афферентные и эфферентные клубочковые артерии (ДиБона и Копп (Dibona and Корр), 1997, с. 81).

[0018] Несмотря на то, что перед возможным проведением абляции очень важно учитывать архитектуру почечных нервов, индивидуальные особенности почечной архитектуры должны тщательно учитываться перед принятием решения по катетеризации для денервации. Как отмечено в отношении работ Крума и др. (Krum et al.) и Эслера и др. (Esler et al.), возможность катетеризации определялась отчасти оценкой анатомии почечной артерии, стеноза почечной артерии, предыдущих почечных стентирования или ангиопластики и сдвоенных почечных артерий. Не только аномальная или необычная почечная архитектура усложняет проведение катетеризации, но и нормальные изменения почечной архитектуры могут оказаться проблематичными особенно в случае применения нештатной катетерной системы (т.е. катетера, не предназначенного по своей конструкции для абляции почечной артерии). Катетеризация почки катетерными системами, не приспособленными специально для этого, может привести к разрыву почечных артерий вследствие грубого или неровного воздействия кончиков такого катетера через нежные ткани, разрыву и/или повреждению стенки артерии или эндотелия почечной артерии вследствие подачи слишком большой энергии абляции и рассечения этой артерии. Поэтому существует потребность в катетерных системах, разработанных специально для почечной архитектуры и типичных отклонений ее архитектуры, чтобы обеспечивать возможность лечения широкого спектра резистентных пациентов.

Катетерные системы

[0019] Некоторые катетерные системы, разработанные для коронарных артериальных систем, сходны с катетерными системами, которые могут применяться для абляции почечных нервов; в частности, абляционные катетерные системы, разработанные для использования в коронарной артерии, специально предназначенные для лечения тахикардии, могут применяться для операций по абляции почечных нервов. Как таковые, эти системы обычно содержат электроды, которые разработаны для оценивания электричества уже существующего в сердечных тканях, через которые проходят катетерные электроды. В отличие от этого, идеальные катетерные системы для почечной денервации следует выполнить с возможностью реализации двух функций: картирования распределения почечных нервов и стимуляции активности почечных нервов посредством обеспечения электрической стимуляции, так чтобы врач, проводящий процедуру, мог иметь доступ в режиме реального времени к информации о физиологических изменениях, происходящих у пациента в результате указанной электрической стимуляции и почечной денервации. Однако ранее такие катетеры не были разработаны.

[0020] Известные катетерные системы часто выполнены с возможностью реализации многофункциональности при кардиологическом применении. Некоторые известные на рынке катетерные системы включают следующие:

Катетерная система Ardian Symplicity®

[0021] В настоящее время известна катетерная система Symplicity®, специально разработанная компанией Ardian (Mountain View, СА, США), которая применяется для почечной абляции и содержит абляционный катетер и радиочастотный генератор. Однако катетер Symplicity® не обладает функциями картирования, и абляция является его единственной функцией; и во-вторых, такие катетерные системы (так же как устройства для ангиопластики и защитные устройства для дистальной ангиопластики) были разработаны для коронарных и сонных артериальных систем - и поэтому, применение этих систем для абляции почечных нервов и их денервации для лечения гипертензии, сердечной недостаточности, почечной недостаточности и диабета будет являться "нештатным".

[0022] Тот факт, что в некоторых случаях гипертензия не поддается лечению только фармакологическими средствами, вновь привлек интерес к инвазивным методам лечения таких случаев. В течение долгого времени в прошлом хирургическая почечная денервация была очень популярна для лечения тяжелой гипертензии до перорального приема антигипертензических препаратов (Смитвик и Томпсон (Smithwick and Thompson), 1953). Такая общепринятая операция была, однако, исключительно инвазивной и подразумевала обширное хирургическое вмешательство, что значительно ограничивало ее применение на практике (ДиБона (DiBona, 2003). По меньшей мере два клинических исследования в некоторой степени обосновывают применение малоинвазивной радиочастотной (RF) абляции почечных нервов с помощью катетера при лечении устойчивой гипертензии (Крум и др. (Krum et al.), 2009; Эслер и др. (Esler et al.), 2009). Для этих исследований были отобраны пациенты с гипертензией, устойчивой к известным антигипертензическим препаратам, и эта хирургическая операция продемонстрировала свою успешность по снижению давления крови в 89% случаев в небольшой и тщательно выбранной группе пациентов.

[0023] Хотя интерес к применению таких малоинвазивных методов вмешательства для лечения гипертензии растет, все имеющиеся на рынке системы, включая катетерную систему Ardian Symplicity®, не обладают оптимальной конструкцией для решения указанной задачи. Даже в катетерной системе Ardian Symplicity® имеются очевидные недостатки, которые ограничивают уверенность в успешном результате такого вмешательства.

[0024] Существенным аспектом, который не учитывается в существующих интервенционных системах, является точность определения мест расположения и подачи эффективной дозы энергии к подходящей зоне абляции в стенке артерии. Существующие общепринятые процедуры выполнения абляции почечных нервов через катетеры обычно включают в себя этапы проведения в стенке артерии от 4 до 6 абляций, каждая из которых выполняется подачей радиочастотной энергии по 2 минуты, при этом катетеры размещают на расстоянии друг от друга в продольном направлении и в направлении вращения вдоль внутренней стенки каждой почечной артерии. Абляции по этой спиральной схеме должны быть проведены "вслепую", так как точное место расположения нервов, иннервирующих почечную артерию, относительно абляционного катетера остается неизвестным перед подачей энергии абляции и во время нее. Неточно направленная доза энергии не только вызывает ненужные повреждения здоровых тканей и несимпатических нервов, но, что более важно, не может обеспечить необходимое решение проблемы гипертензии, для которой предназначена указанная интервенционная операция. На самом деле, в определенных клинических условиях, отличающихся от условий, приведенных в двух указанных опубликованных работах, уровень успешности существующего "слепого" типа интервенционного вмешательства может снизиться до 50% (Medical devices, стр. 1-2, 22 февраля 2012 года).

[0025] Теоретически точная абляция нервов в стенке артерии может быть достигнута посредством картирования места расположения нервов, иннервирующих стенку артерии перед подачей дозы энергии. Путем отслеживания физиологических параметров, связанных с автономными нервными системами, таких как давление крови, частота сердечных сокращений и мышечная активность, при подаче стимулирующего раздражителя в выбранное место на стенке артерии, наличие автономных нервов в непосредственной близости от этого места отразится на изменении отслеживаемых физиологических параметров (Вонг (Wang), US 2011/0306851 A1).

[0026] Кроме того, симпатические и парасимпатические нервы автономной нервной системы часто вызывают в человеческом теле противоположные эффекты, включая их управление давлением крови и частотой сердечных сокращений. Хотя абляции симпатических нервов, иннервирующих стенки артерии, облегчат гипертензию, существует равная вероятность того, что другие ткани, такие как парасимпатические нервы, подвергаются абляции при интервенционном вмешательстве "слепого" типа. В результате уменьшения или устранения активности нервов вслепую гипертензия может ухудшиться, что можно заключить на основании нескольких исследований, проведенных на животных (Уеда и др. (Ueda et al.), 1967; Бичам и Кунце (Beacham and Kunze), 1969; Аарс и Акре (Aars and Акте), 1970; Ma и Хо (Ma and Но), 1990; Лю и др. (Lu et al.), 1995).

[0027] Причина неудачи текущего метода лечения была вызвана регенерацией нервов после абляции (Эслер и др. (Esler et al.), 2010), а также могла относиться к неспособности подать дозу энергии к целевому нерву и к дозе поданной энергии, недостаточной для эффективной абляции. В настоящее время успешность почечной денервации оценивается только измерением побочного эффекта, известного как поступление норадреналина (norepinephrine spillover), по меньшей мере через несколько дней после проведенного интервенционного вмешательства (Крум и др. (Krum et al.), 2009) при отсутствии способа немедленной послеоперационной оценки. Для увеличения количества успешных интервенционных операций важно не только определить место расположения подходящей зоны абляции на стенке артерии, но и обеспечить точность подачи энергии к целевому нерву во время процесса абляции и подтвердить непосредственно после абляции, что количество поданной энергии привело к эффективной абляции целевого нерва.

[0028] Учитывая недостатки существующих системы и способов абляции нервов, в настоящем изобретении представлены усовершенствованные системы и способы точного определения места подходящих зон абляции на стенке почечной артерии с обеспечением точного направления энергии абляции в достаточном количестве в целевой нерв и проведением немедленной послеоперационной оценки абляции нервов. Данное изобретение раскрывает также катетерную систему, оптимально приспособленную для картирования почечных нервов.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0029] Настоящее изобретение было разработано с учетом устранения указанных выше проблем. Варианты реализации изобретения относятся к системе и способу точного определения места областей, иннервированных нервами на стенке артерии с обеспечением точного направления энергии в достаточном количестве в целевой нерв для получения необходимой реакции, такой как стимуляция и абляция, и проведением немедленной послеоперационной оценки достаточности абляции нервов. Кроме того, варианты реализации изобретения также относятся к обеспечению создания интерфейса для четкого представления места расположения и типа нервов, которые иннервируют зондируемое место на стенке артерии.

[0030] Настоящее изобретение обеспечивает создание способа идентификации наличия функциональных симпатических и парасимпатических нервов, иннервирующих стенки артерии в человеческом теле с учетом места приложения дозы энергии. Способ включает один или большее количество этапов, на которых подготавливают исходный уровень одного или большего количества физиологических параметров перед подачей дозы энергии к стенке артерии; подают дозу энергии к стенке артерии; обнаруживают физиологические изменения, произошедшие в результате подачи энергии; оценивают указанное изменение на основе набора значений, предварительно определенных эмпирическим путем; и определяют, находится ли область, в которую была подана энергия, в непосредственной близости от функциональных симпатических или парасимпатических нервов на основе полученных оценок.

[0031] В одном варианте реализации изобретения указанный способ применяют для определения мест расположения участков, подходящих для абляции нервов, в отношении барорефлекса, включая симпатическую и парасимпатическую системы в стенках артерии перед операцией абляции нервов. В некоторых вариантах реализации изобретения операция абляции нервов проводится для денервации почечной артерии. Еще в одном варианте реализации изобретения способ применяют для обеспечения точности подачи энергии абляции к целевому нерву в стенке артерии во время процесса абляции нервов. В дополнительном варианте реализации изобретения способ применяют для немедленной послеоперационной оценки абляции нервов, чтобы убедиться в том, что целевой нерв был подвергнут абляции энергией, поданной при абляции нервов.

[0032] В некоторых вариантах реализации изобретения энергию подают к стенке артерии в дозированном количестве, подходящем для стимуляции нервов. Еще в одних вариантах реализации изобретения энергию подают к стенке артерии в дозированном количестве, подходящем для абляции нервов.

[0033] В одном варианте реализации изобретения физиологические параметры содержат давление крови, частоту сердечных сокращений, биохимические уровни, электрическую активность сердца, мышечную активность, активность нервов, относящихся к скелету, биоэлектрический потенциал клеток или другие измеряемые реакции в качестве результата этих физиологических изменений, например реакция зрачков, электромиограмма и сужение сосудов.

[0034] В некоторых вариантах реализации изобретения область на стенке артерии, которая при стимуляции вызывает повышение давления крови и увеличение частоты сердечных сокращений, считается иннервированной симпатическими нервами, и наоборот, область на стенке артерии, которая при стимуляции вызывает понижение давления крови и уменьшение частоты сердечных сокращений, считается иннервированной парасимпатическими нервами.

[0035] В одном варианте реализации изобретения энергия для абляции считается точно поданной к целевому нерву, иннервирующему стенку артерии, когда физиологические параметры значительно отклоняются от исходного уровня во время процесса абляции.

[0036] В одном варианте реализации изобретения абляция нервов считается успешной, когда подтверждено, что область, иннервированная нервами, при указанном способе перед подачей энергии абляции, больше не имеет изменений физиологических параметров, таких как давление крови и частота сердечных сокращений, при подаче энергии стимуляции к этой зоне.

[0037] Настоящее изобретение также обеспечивает создание системы определения места расположения и идентификации нервов, иннервирующих стенку артерии. Система содержит одно или большее количество устройств, выполненных с возможностью подачи дозы энергии к стенке артерии; один или большее количество датчиков для приема сигналов физиологических параметров; одно или большее количество устройств для анализа сигналов от датчиков и один или большее количество индикаторов или приборных панелей, выполненных с возможностью отображения результатов анализа

[0038] В одном варианте реализации изобретения дозой энергии, поданной устройством для подачи энергии, можно управлять, чтобы выполнять либо стимуляцию нервов, либо их абляцию. Еще в одном варианте реализации изобретения используются два отдельных устройства для независимого выполнения стимуляции нервов и абляции нервов.

[0039] Еще в одном варианте реализации изобретения поданная энергия представляет собой одну или большее количество из следующих энергий: электрическая, механическая, ультразвуковая, лучистая энергия, энергия оптического излучения и тепловая энергия.

[0040] В некоторых вариантах реализации изобретения указанными датчиками обнаруживают физиологические параметры, которые включают в себя давление крови, частоту сердечных сокращений, биохимические уровни, электрическую активность сердца, мышечную активность, активность нервов, относящихся к скелету, биоэлектрический потенциал клеток и другие измеряемые реакции в качестве результата вышеуказанного, например, реакцию зрачков, электромиограмму и сужение сосудов. В некоторых вариантах реализации изобретения сигналы, соответствующие физиологическим параметрам обнаруживают с помощью коммерчески доступных методик, известных в данной области техники.

[0041] Еще в одном варианте реализации изобретения устройство для цифрового анализа физиологических сигналов представляет собой микроконтроллер или компьютер.

[0042] В одном варианте реализации изобретения результаты анализа отображают с использованием указателей различных цветов. Область, иннервированная симпатическими нервами, показана зеленым указателем, а область, иннервированная парасимпатическими нервами показана красным указателем. Еще в одном варианте реализации изобретения данные анализа отображают на цифровой приборной панели.

[0043] В одном варианте реализации изобретения совокупность указателей или приборных панелей может быть встроена в устройство системы, такое как устройство для подачи энергии. В некоторых вариантах реализации изобретения совокупность указателей или приборных панелей может быть выполнена в виде отдельного модуля системы.

[0044] Настоящее изобретение также обеспечивает создание имеющих специальную конструкцию катетеров с дистальным концом (т.е. кончиком катетера) с формами,