本發(fā)明大體涉及電極制備，并且具體地涉及極小電極的制備。

背景技術(shù)：

用于心臟手術(shù)的侵入式醫(yī)療探頭或?qū)Ч芡ǔＪ褂秒姌O來(lái)獲取接受檢查或接受手術(shù)的心臟區(qū)域的電勢(shì)。電極還可用于將電流注入到心臟中，例如用于消融、起搏或用于確定探頭的位置。為使對(duì)所涉及的患者的創(chuàng)傷最小化，探頭通常具有盡可能小的直徑。

探頭的小尺寸因而意味著探頭的電極具有相應(yīng)極小尺寸。此外，在某些情況下，理想的是，一個(gè)探頭應(yīng)具有彼此空間上獨(dú)立并電絕緣的多個(gè)電極。此類多電極探頭可用于從心臟中的空間上獨(dú)立的位點(diǎn)的同時(shí)電勢(shì)獲取和/或?qū)λ隹臻g上獨(dú)立的位點(diǎn)的同時(shí)消融。然而，多個(gè)電極必須為極小的尺寸。

使用電極的其它類型的手術(shù)(例如腦電圖手術(shù))同樣受益于使用具有極小電極的小探頭，以使對(duì)患者的創(chuàng)傷最小化。

授予grunewald等人的美國(guó)專利申請(qǐng)2013/0060245描述了一種適于進(jìn)行直接組織接觸的消融導(dǎo)管，所述申請(qǐng)的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。所述導(dǎo)管據(jù)稱具有微元件，所述微元件提供更精確的組織感測(cè)，包括用于溫度測(cè)量和阻抗測(cè)量的熱特性和電特性。所述微元件延伸穿過沖洗消融電極的空心室，并且所述微元件的遠(yuǎn)側(cè)端部可突出到所述電極外部或與所述電極齊平。

授予kyomasuryuichi的日本專利公布jp2000-235995描述了一種用于線結(jié)合的球成形方法，所述公布的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。所述公開內(nèi)容指出在從毛細(xì)管底部延伸的線尖端和形成線尖端處的球的放電電極之間施加高電壓。

以引用方式并入本專利申請(qǐng)的文獻(xiàn)將被視為本專利申請(qǐng)的整體部分，不同的是如果在這些并入的文獻(xiàn)中定義的任何術(shù)語(yǔ)與在本說(shuō)明書中明確或隱含地給出的定義在某種程度上相沖突，則應(yīng)只考慮本說(shuō)明書中的定義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施方案提供了一種方法，所述方法包括：

提供具有線徑和端部的金屬線；

將導(dǎo)體定位在與所述線的端部相隔一段距離處；

當(dāng)設(shè)定所述距離和所述放電的電勢(shì)時(shí)，在所述導(dǎo)體和所述端部之間產(chǎn)生放電，以在所述端部上產(chǎn)生預(yù)定義尺寸的珠；以及

將具有產(chǎn)生的珠的線組裝到侵入式探頭中，使得所述珠被定位在所述探頭的外表面處。

通常，所述金屬線具有另一端部，并且所述方法包括將另一金屬線附接到所述另一端部，以構(gòu)成電觸點(diǎn)，并且組裝所述線包括將所述線與所產(chǎn)生的珠和所附接的另一金屬線組裝到所述侵入式探頭中。所述方法還可包括使收縮套管在所產(chǎn)生的珠、所述金屬線、所述電觸點(diǎn)和所述另一金屬線上滑動(dòng)然后收縮。

在公開的實(shí)施方案中，所述方法包括使電絕緣套管在不包括所述珠的線的一部分上滑動(dòng)。通常，所述方法包括使所述套管滑動(dòng)以鄰接所述珠。所述方法還可包括將所述線與所產(chǎn)生的珠和所述電絕緣套管組裝到所述侵入式探頭中。

在另一公開的實(shí)施方案中，所述導(dǎo)體包括另一線，并且所述距離包括從所述另一線的端部到所述金屬線的端部的所述距離。通常，所述另一線和所述金屬線共線對(duì)齊。

在另一公開的實(shí)施方案中，所述距離為0.1mm或更小。

在另選實(shí)施方案中，所述珠具有球形珠表面。所述球形珠表面可與所述探頭的外表面齊平。另選地，所述球形珠表面從所述探頭的外表面突出所述球形珠表面的半徑。所述方法可包括將所述球形珠表面拋光成與所述探頭的外表面齊平。進(jìn)一步另選地，所述球形珠表面凹入所述探頭的外表面中達(dá)到所述球形珠表面的半徑。

在另一個(gè)另選實(shí)施方案中，所述方法包括在所述放電期間向所述導(dǎo)體和所述端部提供自然氣冷。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，還提供了一種設(shè)備，所述設(shè)備包括：

金屬線，所述金屬線具有線徑和端部；

導(dǎo)體，所述導(dǎo)體被定位在與所述線的端部相隔一段距離處；

預(yù)定義尺寸的珠，所述珠通過當(dāng)設(shè)定所述距離和所述放電的電勢(shì)時(shí)在所述導(dǎo)體和所述端部之間產(chǎn)生放電而在所述端部上產(chǎn)生；和

侵入式探頭，所述探頭被配置成接收具有產(chǎn)生的珠的線，使得所述珠被定位在所述探頭的外表面處。

結(jié)合附圖，根據(jù)下文對(duì)本公開的實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明，將更全面地理解本公開，其中：

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的導(dǎo)管插入系統(tǒng)的示意圖；

圖2為以橫截面形式示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部的一部分的示意圖；

圖3a到圖3f示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的微電極組件的形成的階段；并且

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的組件的形成和組件至探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部中的結(jié)合的步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

概述

侵入式探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部上的微電極通常具有在某些情況下為約400μm的極小直徑。微電極通常為惰性金屬(例如鉑、金、鈀、銥或由這些金屬形成的合金)，并且為形成微電極，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)通過焊接將極小的鉑珠附接到已在遠(yuǎn)側(cè)端部中的導(dǎo)線。所述附接可為冗長(zhǎng)的和費(fèi)時(shí)的，并且需要可操縱和焊接極小實(shí)體的專業(yè)設(shè)備。

本發(fā)明的實(shí)施方案克服了這些問題。通常由惰性金屬(例如鉑)制成的短金屬線的第一端部被定位在與導(dǎo)體相隔一段距離處。所述導(dǎo)體通常也呈線的形式，并且在本文中也被稱為“火花”線。當(dāng)設(shè)定火花線和惰性金屬線的第一端部之間的距離和放電的電勢(shì)時(shí)，在火花線和第一端部之間產(chǎn)生放電或火花，以在惰性金屬線的第一端部上產(chǎn)生預(yù)定義尺寸的珠。

一旦已產(chǎn)生珠，則惰性線與其珠被組裝到侵入式探頭中，使得珠被定位在探頭的外表面處。

通常，在產(chǎn)生珠之前，將短金屬線的第二端部附接到通常為銅的導(dǎo)線。可使電絕緣塑料套管(例如聚酰亞胺套管)在所述組合上滑動(dòng)，此后可如上所述在短金屬線的第一端部上形成珠。然后可將套管組合與其產(chǎn)生的珠插入探頭的開孔中，開孔的直徑被設(shè)定成與套管的外徑對(duì)應(yīng)。插入通常致使套管鄰接珠，使得在插入之后，用作微電極的珠與探頭絕緣，并且使得套管組合用來(lái)密封開孔。

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，給定尺寸的珠可容易通過設(shè)定上文所提及的距離和電勢(shì)的特定值來(lái)制備。此外，珠的制備方法消除了如在微電極組件的現(xiàn)有技術(shù)方法中所需的焊接珠的必要性。

系統(tǒng)說(shuō)明

現(xiàn)在參考圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的導(dǎo)管插入系統(tǒng)20的示意圖。系統(tǒng)20通常在對(duì)身體器官的醫(yī)療手術(shù)期間使用，所述手術(shù)尤其假設(shè)從器官獲取電信號(hào)，和/或?qū)㈦娦盘?hào)注入到器官。在本文描述中，身體器官以舉例的方式假設(shè)包括心臟，其中所述系統(tǒng)用于從心臟獲取心內(nèi)心電圖(ecg)信號(hào)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)20可用來(lái)從/向任何身體器官獲取和/或注入基本上任何電信號(hào)，例如從大腦獲取腦電圖(eeg)信號(hào)。

下文說(shuō)明假定系統(tǒng)20使用探頭24來(lái)感測(cè)來(lái)自心臟22的心內(nèi)ecg信號(hào)。探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部26假設(shè)具有用于感測(cè)信號(hào)的至少一個(gè)微電極組件28。組件28的結(jié)構(gòu)和形成在下文中更詳細(xì)描述，如將所述組件結(jié)合到遠(yuǎn)側(cè)端部26中。通常，探頭24包括導(dǎo)管，所述導(dǎo)管在由系統(tǒng)20的使用者32進(jìn)行的心臟手術(shù)期間插入受檢者30的身體中。在本文描述中，使用者32被假設(shè)為醫(yī)療專業(yè)人員。

系統(tǒng)20可由系統(tǒng)處理器40控制，所述系統(tǒng)處理器包括與ecg模塊44通信的處理單元42。處理器40可安裝于控制臺(tái)50中，該控制臺(tái)包括操作控制件52，該操作控制件通常包括指向裝置，例如鼠標(biāo)或軌跡球。專業(yè)人員32使用所述操作控制件來(lái)與處理器進(jìn)行交互，所述處理器如在下文中描述可用于在屏幕54上向?qū)I(yè)人員呈現(xiàn)由系統(tǒng)20產(chǎn)生的結(jié)果。

屏幕顯示對(duì)ecg信號(hào)的分析和處理結(jié)果，所述ecg信號(hào)是在所述信號(hào)已傳送至ecg模塊44之后由組件28內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電極獲取。通常，所得ecg信號(hào)以電勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系曲線圖的形式呈現(xiàn)于屏幕54上，并且這種曲線圖的示意性示例60示出于圖1中。然而，從ecg模塊獲得的所得ecg信號(hào)也可由處理器40用來(lái)導(dǎo)出與所述ecg信號(hào)相關(guān)聯(lián)的其它結(jié)果，例如局部啟動(dòng)時(shí)間(lat)。這些結(jié)果通常以心臟22的內(nèi)表面的三維(3d)標(biāo)測(cè)圖64的形式呈現(xiàn)于屏幕54上。

處理器40使用存儲(chǔ)在所述處理器的存儲(chǔ)器中的軟件來(lái)操作系統(tǒng)20。所述軟件可以電子形式通過網(wǎng)絡(luò)下載到處理器40，或者例如，另選地或除此之外，所述軟件可被提供和/或存儲(chǔ)在非臨時(shí)性有形介質(zhì)(例如磁存儲(chǔ)器、光學(xué)存儲(chǔ)器、或電子存儲(chǔ)器)上。

處理器40通常包括除ecg模塊44以外的其它模塊，例如探頭跟蹤模塊、測(cè)量遠(yuǎn)側(cè)端部26上的力的力模塊、控制用于遠(yuǎn)側(cè)端部的沖洗流體的沖洗模塊、以及向遠(yuǎn)側(cè)端部提供穩(wěn)壓電力的消融模塊。為簡(jiǎn)明起見，圖1未示出此類模塊。biosensewebster,diamondbar,ca所生產(chǎn)的系統(tǒng)使用ecg模塊(例如ecg模塊44)以及本文中所提及的其它模塊。

圖2為以橫截面形式示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的遠(yuǎn)側(cè)端部26的一部分的示意圖。遠(yuǎn)側(cè)端部26以舉例的方式假設(shè)由導(dǎo)電穹頂70形成，沖洗開孔72和組件開孔74形成至所述導(dǎo)電穹頂中。以舉例的方式，三個(gè)沖洗開孔72示出于圖2中，但通常存在遠(yuǎn)多于三個(gè)這樣的開孔，并且沖洗開孔可形成于穹頂70的基本上任何部分中。還以舉例的方式，三個(gè)組件開孔74示出于圖2中，但可存在形成于穹頂中的少至一個(gè)、或兩個(gè)或更多個(gè)這樣的開孔，并且組件開孔可形成于穹頂?shù)幕旧先魏尾糠?包括，如圖所示，穹頂?shù)钠矫娑瞬?8、平面端部的邊緣80和穹頂?shù)谋?1)中。穹頂70可在結(jié)構(gòu)上大體類似于上文所提及的美國(guó)專利申請(qǐng)2013/0060245中所描述的穹頂。

穹頂70具有外表面88和內(nèi)表面90，后者形成由穹頂包封的腔體82的外表面。腔體82可被配置成接收通過開孔72排出的沖洗流體。如在下文中說(shuō)明，組件28插入相應(yīng)組件開孔74中，使得組件的相應(yīng)近側(cè)部分84進(jìn)入并橫貫腔體82，而組件的相應(yīng)遠(yuǎn)側(cè)部分86在穹頂70的外表面88處。

在插入之后，遠(yuǎn)側(cè)部分86中的微電極92可從外表面88略微突出，如在圖2中針對(duì)邊緣80的組件開孔74中的組件28所示。另選地，在插入之后，遠(yuǎn)側(cè)部分86中的微電極92可相對(duì)于外表面88略微凹進(jìn)，如在圖中針對(duì)端部78的組件開孔74中的組件28所示。進(jìn)一步另選地，在插入之后，遠(yuǎn)側(cè)部分86中的微電極可與外表面88大致齊平，如在圖中針對(duì)壁81的組件開孔74中的組件28所示。在一些實(shí)施方案中，可進(jìn)行輔助拋光步驟以形成珠的輪廓，使得其與外表面幾何形狀完全匹配。

不管微電極92是從表面88突出，與表面88齊平還是凹入表面88中，在給定組件28插入其相應(yīng)開孔中之后，微電極均能夠在穹頂70接觸組織時(shí)從組織接收并發(fā)射電信號(hào)。

微電極92的形成在下文中描述。

圖3a到圖3f示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的組件28的形成的階段，并且圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的組件的形成和組件至遠(yuǎn)側(cè)端部26中的結(jié)合的步驟的流程圖。在初始步驟100中，在本文中假設(shè)包括鉑的金屬生物相容性惰性傳線150通常通過焊接、電阻焊接或激光焊接附接到呈通常為銅的線的形式的另一導(dǎo)體152。惰性金屬線150具有遠(yuǎn)側(cè)端部154和近側(cè)端部156。導(dǎo)體152具有遠(yuǎn)側(cè)端部158和近側(cè)端部160。附接過程通過接頭162將惰性線的近側(cè)端部156連接到導(dǎo)體的遠(yuǎn)側(cè)端部158，使得這兩個(gè)導(dǎo)體固定地保持在一起。步驟100示意性地示出于圖3a中，并且在本發(fā)明的實(shí)施方案中，惰性線150具有3mm的近似長(zhǎng)度和175μm的近似直徑。通常，盡管未必，導(dǎo)體152具有小于惰性導(dǎo)電線150的直徑。

在第一制備步驟104中，將形成于步驟102中的組合安裝在固定位置中，通常通過將其夾持在老虎鉗中。

在第二制備步驟106中，將通常為導(dǎo)電線的導(dǎo)體176的尖端174定位在與惰性線遠(yuǎn)側(cè)端部154相隔測(cè)定距離“a”處。在一些實(shí)施方案中，距離“a”為大約0.1mm或更小。通常，這兩根線應(yīng)為共線的，但可呈任何常規(guī)取向，例如水平或垂直。導(dǎo)體176在本文中也被稱作火花線176。電發(fā)生器180連接在火花線176和導(dǎo)體152之間。在一些實(shí)施方案中，發(fā)生器180包括提供高直流電流的電阻焊機(jī)，例如由amadamiyachi,monrovia,ca生產(chǎn)的miyachiunitek型號(hào)ub29電阻焊機(jī)。

在電極形成步驟108中，調(diào)節(jié)發(fā)生器180的電壓電平，使得當(dāng)啟動(dòng)時(shí)，發(fā)生器在尖端174和惰性線遠(yuǎn)側(cè)端部154之間形成在本文中也被稱作火花的空中放電。發(fā)生器通常以大約1v的電壓?jiǎn)?dòng)并達(dá)到大約5ms的持續(xù)時(shí)間，在此持續(xù)時(shí)間期間大約200a的直流電流流動(dòng)，以造成放電。放電使遠(yuǎn)側(cè)端部154變形成呈珠的形式的微電極92，所述微電極在形狀上通常呈部分球形并保持附接到惰性線150。在一個(gè)實(shí)施方案中，火花由被設(shè)定成在1ms和10ms之間提供至少100安培的發(fā)生器產(chǎn)生。

火花極快地形成，并且本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)與其使用強(qiáng)制氣冷，自然氣冷足以形成微電極。微電極92在本文中也被稱作珠92。珠92的形成結(jié)束在組件28插入探頭24的遠(yuǎn)側(cè)端部26中之前形成所述組件的過程。

圖3b示意性地示出步驟102至108直至形成珠92，并且圖3c示意性地示出在形成珠92之后的完整的微電極組件28。珠92具有大于惰性線150的直徑的直徑d。在一些實(shí)施方案中，直徑d為大約400μm。

在套管施加步驟109中，使通常為塑料(例如聚酰亞胺)的絕緣套管170在形成于步驟100中的惰性線導(dǎo)體組合上滑動(dòng)。呈未展開形式的套管170的初始內(nèi)徑被配置成略微小于惰性線150的直徑?；瑒?dòng)操作被實(shí)施成使得套管170伸展并夾持惰性線150，即使得在惰性線150的區(qū)域處的呈其展開形式的套管的內(nèi)徑等于惰性線的直徑。

滑動(dòng)操作還被實(shí)施成使得套管170覆蓋接頭162，但使得微電極92不被套管覆蓋。

另選地，薄壁收縮套管可用于所述組合上。通過對(duì)套管應(yīng)用收縮過程，套管適應(yīng)于珠、惰性線和導(dǎo)電線，從而用來(lái)使組合電隔離。

在最后制作步驟110中，使在步驟109中制備的完整的微電極組件28滑動(dòng)至穹頂70中的選定組件開孔74中。開孔被配置成具有直徑，該直徑容置絕緣套管的直徑而不是珠的直徑。在使微組件就位于選定組件開孔中之后，然后使用粘合劑來(lái)固定微組件。

任何給定組件28至相應(yīng)組件開孔74中的結(jié)合以珠92從外表面88略微突出、與表面大致齊平或略微凹入表面中結(jié)束。

圖3d、圖3e和圖3f示意性地示出在組件28已插入開孔74中，使得珠92分別從外表面88突出、與表面大致齊平并略微凹入表面中之后的步驟110。典型的突出距離為珠的半徑，使得400μm的珠可從表面突出200μm。典型的凹進(jìn)距離與典型的突出距離大致相同。

如果需要，可在組件已由粘合劑固定之后通過拋光穹頂70的表面，例如通過磨光來(lái)消除微電極的任何突出。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施方案以舉例的方式引述，并且本發(fā)明并不限于上文具體示出并描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包括上述各種特征結(jié)構(gòu)的組合和子組合以及它們的變型和修改，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀上述說(shuō)明時(shí)將會(huì)想到所述變型和修改，并且所述變型和修改并未在現(xiàn)有技術(shù)中公開。