BRPI0712590A2 - bainha para guiar materiais em uma cavidade corporal, método para navegação da mesma, e, conjunto de bainha e catéter navegável. - Google Patents

Abstract

BAINHA PARA GUIAR MATERIAIS EM UMA CAVIDADE CORPORAL, MéTODO PARA NAVEGAçãO DA MESMA, E, CONJUNTO DE BAINHA E CATETER NAVEGáVEL. A presente invenção inclui uma bainha (10) para guiar materiais em uma cavidade corporal. A bainha compreende uma estrutura tubular tendo uma superficie exterior (12) de uma parede lateral (13) e um lúmen (14) encerrado por uma superficie interior (16) da parede lateral. A parede lateral tem um duto (18) contendo um fluido magnetoreológico. Também apresentado é um método para navegação de uma bainha (60) compreendendo introduzir a extremidade distal da bainha em uma passagem (62) no corpo do paciente; manipular a rigidez do fluido magnetoreológico por meio de aplicação de um campo magnético; e posicionar a bainha. Um conjunto de bainha e cateter navegável é também apresentado.

Description

"BAINHA PARA GUIAR MATERIAIS EM UMA CAVIDADE CORPORAL, MÉTODO PARA NAVEGAÇÃO DA MESMA, E, CONJUNTO DE BAINHA E CATETER NAVEGÁVEL"

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção refere-se a bainhas para uso com cateteres e outras aplicações. Especificamente, a invenção refere-se a bainhas flexíveis com rigidez variável.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Cateteres são usados extensivamente no campo médico em vários tipos de procedimentos, incluindo procedimentos invasivos. Cirurgia minimamente invasiva envolve operar através de pequenas incisões, através das quais instrumentos são inseridos. Estas incisões são tipicamente 5 mm a 10 mm em comprimento. Cirurgia minimamente invasiva é tipicamente menos traumática que a cirurgia convencional, devido em parte à significante redução em tamanho da incisão. Além disto, hospitalização é reduzida e períodos de recuperação são reduzidos em comparação com as técnicas de cirurgia convencionais. Cateteres podem ser confeccionados em um tamanho ou forma particular, dependendo da incisão e do tamanho da cavidade corporal ou vaso.

O direcionamento de cateteres dentro do corpo é uma tarefa desafiadora e demorada em muitas aplicações, tais como angioplastia e intervenções eletrofisiológicas. Para evitar exposição prolongada do médico à radiação, sistemas de operação de controle remoto estão em desenvolvimento. Uma dificuldade com cateteres controlados remotamente envolve a transmissão de forças da extremidade dorsal do cateter para a ponta. Um cateter que é demasiadamente flexível é incapaz de transferir força, enquanto um cateter que é demasiadamente rígido é incapaz de manobrar através as curvaturas difíceis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção inclui uma bainha (10) para guiar materiais em uma cavidade corporal. A bainha compreende uma estrutura tubular tendo uma superfície exterior (12) de uma parede lateral (13) e um lúmen (14) encerrada por uma superfície interior (16) da parede lateral. A parede lateral tem um duto (18) contendo um fluido magnetoreológico.

Também apresentado é um método para navegação de uma bainha (50) adaptada para guiar materiais no corpo de um paciente, em que a bainha tem uma extremidade distai, uma extremidade proximal, e uma parede lateral tendo um duto (18) contendo um fluido magnetoreológico. O método compreende: introduzir a extremidade distai da bainha em uma passagem (62) no corpo do paciente; manipular a rigidez do fluido magnetoreológico por meio de aplicação de um campo magnético; e posicionar a bainha. Um conjunto de cateter navegável e bainha é também apresentado. O conjunto compreende: uma bainha (60) para posicionar um cateter (64), e a bainha compreende uma estrutura tubular tendo uma parede lateral e um lúmen encerrada por uma superfície interior da parede lateral. A parede lateral tem um duto contendo um fluido magnetoreológico. O conjunto ainda compreende um cateter (64) adaptado para inserção através do lúmen da bainha; um aparelho de geração de campo magnético (66) adaptado para gerar um campo magnético que manipula a rigidez do fluido magnetoreológico. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é um esquema de uma bainha de cateter com um duto em forma de U de fluido magnetoreológico sobre a parede lateral exterior de acordo com uma forma de realização da invenção.

A figura 2 é um esquema de uma bainha de cateter com um duto em forma de W de fluido magnetoreológico sobre a parede lateral exterior de acordo com uma forma de realização da invenção.

A figura 3 é um esquema de uma bainha de cateter com um duto de fluido magnetoreológico que circunscreve a parede lateral exterior de acordo com uma forma de realização da invenção.

A figura 4 é um esquema de uma bainha de cateter com múltiplos dutos paralelos de fluido magnetoreológico sobre a parede lateral exterior de acordo com uma forma de realização da invenção.

A figura 5 é um fluxograma que ilustra esquematicamente um método para navegação de uma bainha de cateter de acordo com uma forma de realização da invenção.

A figura 6 é um esquema de um conjunto de bainha de cateter e cateter de acordo com uma forma de realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A invenção descreve uma bainha controlada de forma remota para inserção de cateteres, ou outros materiais. A flexibilidade ou rigidez da bainha pode ser controlada externamente por meio de modulação da intensidade de um campo magnético aplicado. O fácil ajuste da flexibilidade da bainha provê ao operador maior controle e reduz o perigo de causar dano ao tecido do paciente durante a inserção do cateter. A bainha varia em rigidez porque ela contém um fluido magnetoreológico que apresenta transição entre um estado rígido, similar a sólido, e um estado fluido líquido como uma função do campo magnético.

Com referência à figura 1, uma bainha 10 para posicionar um cateter é mostrada como uma estrutura tubular tendo uma superfície exterior 12 de uma parede lateral 13 e um lúmen 14 encerrado por uma superfície interior 16 da parede lateral 13, a parede lateral tendo um duto 18 contendo um fluido magnetoreológico. O lúmen pode ser adaptado para transportar e posicionar um cateter. A bainha é apropriada para transportar e posicionar cateteres para uma variedade de finalidades, incluindo procedimentos de eletrofisiologia, angioplastia, e descolamento. O lúmen pode também ser adaptado para transportar e aplicar bobinas, líquidos, ou outros materiais, quando apropriado.

A bainha 10 pode ser formada de um material de tubo convencional, encurvável, de baixa rigidez, combinado com um fluido magnetoreológico (MRF) contido em um duto 18 sobre a bainha. Quando campos magnéticos são aplicados, o MRF torna-se rígido em regiões expostas a campos magnéticos locais. Quando a intensidade do campo magnético aumenta, a rigidez do fluido aumenta. Para aplicação de tais campos, uma bobina magnética externa pode ser empregada. Alternativamente, o campo magnético pode ser aplicado à extremidade da bainha. Com o campo magnético aplicado em uma extremidade da bainha, o MRF propriamente dito atua como uma linha de alta condutividade magnética e causa com que as partículas na suspensão magnetoreológica coagulem.

Um fluido magnetoreológico é um líquido que se endurece próximo a um campo magnético, e torna-se líquido novamente quando o campo magnético é removido. O termo fluido magnetoreológico (MRF) refere-se a líquidos que se solidificam na presença de um campo magnético. Fluidos magnetoreológicos têm partículas magnéticas na escala de micrômetro, e o efeito magnetoreológico em fluidos desenvolve-se quando o tamanho de partícula é aproximadamente 10 nanômetros ou maior. As partículas podem ser ferro, magnetita, cobalto, ou outros materiais magnéticos, e o líquido circundante pode ser um óleo, água, cera, ou outro solvente. Tensoativos podem ser usados para tornar a suspensão mais estável, por exemplo, aprisionando partículas em micelas para manter separação.

Novamente com referência à figura 1, o duto 18 sobre a bainha 10 pode se estender da extremidade proximal 17 da estrutura tubular para a extremidade distai 19 da estrutura tubular. O duto da bainha pode assumir uma variedade de configurações para otimizar o desempenho para várias operações de inserção de cateter. Por exemplo, o duto pode se estender da extremidade proximal para a extremidade distai da estrutura tubular repetidamente, como mostrado nas figuras 1 e 2.

A figura 2 é um esquema simplificado de uma bainha 20, que é similar à bainha 10 mostrada na figura 1. Na figura 2, o duto 22 repetidamente se estende entre as extremidades distai e proximal da bainha. Em outra forma de realização da invenção, um padrão de serpentina pode continuar em torno de toda a circunferência.

Outro padrão exemplificativo para o duto de MRF é mostrado na figura 3. Aqui, o duto 32 se estende em torno da circunferência da bainha 30. O duto pode ser formado como uma bobina contínua que se enrola em torno da bainha, ou, alternativamente, pode ser formado de anéis paralelos concêntricos em torno da bainha.

A figura 4 ilustra ainda outra forma de realização da invenção na qual o duto 42 é formado de vários segmentos paralelos correndo ao longo da bainha 40 orientada substancialmente paralela a um eixo geométrico longitudinal da bainha. Em qualquer das configurações apresentadas, o duto pode ser localizado sobre a superfície exterior da parede lateral da bainha, sobre a superfície interior, ou embutido na parede lateral da bainha.

A invenção também inclui um método para navegação de uma bainha adaptada para guiar materiais, tal como um cateter no corpo de um paciente. Neste método, a bainha, que tem um duto contendo um fluido magnetoreológico, é introduzida em uma passagem no corpo do paciente. Uma passagem inclui uma cavidade corporal ou vaso sangüíneo.

Na navegação da bainha e cateter na passagem, a rigidez do fluido magnetoreológico pode ser manipulada para facilitar o avanço da bainha por meio da aplicação de um campo magnético. A manipulação da rigidez do MRF facilita inserção e colocação da bainha. No posicionamento da bainha, se a passagem inclui um raio de curvatura muito estreito, a rigidez do MRF pode ser ajustada para permitir mais flexibilidade e manobrabilidade. Onde a passagem apresenta uma área que é difícil de atravessar, a rigidez do MRF pode ser aumentada através da aplicação de um campo magnético para permitir transferência de força na manobra da bainha. Por conseguinte, a navegação e posicionamento da bainha podem incluir aplicar um campo magnético na bainha e variar o campo magnético aplicado. O campo magnético pode ser aplicado como um campo magnético externo. Alternativamente, o campo magnético pode ser aplicado em uma extremidade da bainha e as partículas magnéticas no MRF podem ser usadas para criar um campo magnético interno. Também, campos magnéticos de deferente intensidade podem ser aplicados à extremidade distai da bainha a partir da extremidade proximal da bainha.

O campo magnético pode ser ajustado para manipular a rigidez do MRF para criar deferentes regiões de rigidez na bainha. Por exemplo, regiões na distai extremidade da bainha poderiam ser em um estado flexível, enquanto regiões na extremidade proximal da bainha permanecem rígidas.

Na navegação da bainha através da passagem, o MRF pode ser controlado iterativamente para se correlacionar com condições na passagem quando a bainha avança por ajustar o campo magnético aplicado. Aspectos deste processo são ilustrados em um fluxograma na figura 5. A bainha é introduzida em uma passagem de corpo 50, e a rigidez do MRF é manipulada através de um campo magnético aplicado 52. Se a rigidez do MRF for apropriada para posicionar a bainha 54, então a bainha é posicionada na passagem 56, quando desejado. Referência ao posicionamento da bainha na passagem inclui o avanço da bainha, remoção da bainha, e fixação da posição da bainha ou cateter. Se a rigidez do MRF não for apropriada para posicionar a bainha 58, então a rigidez do MRF é manipulada por meio de ajuste do campo magnético 52. Este processo pode ser repetido iterativamente até que o procedimento seja completado.

Outra forma de realização da invenção é um conjunto de bainha e cateter navegável. Com referência à figura 6, a bainha 60 do conjunto é inserida em uma cavidade corporal ou passagem 62. O conjunto inclui um cateter 64 e um aparelho de geração de campo magnético 66 que é adaptado para gerar um campo magnético. O campo magnético serve para manipular a rigidez do fluido magnetoreológico.

O conjunto pode também incluir uma unidade de controle 68 na extremidade proximal da bainha. A unidade de controle permite o controle da bainha remotamente. A unidade de controle pode ser usada para controlar a bainha, o cateter, ou ambos.

A invenção pode ser aplicada no uso de uma multiplicidade de cateteres e bainhas para manipulações dentro do paciente, com aplicações particularmente úteis no posicionamento de cateteres de eletrofisiologia (EP). Cateteres típicos podem variar em comprimentos de desde aproximadamente 35 cm até aproximadamente 175 cm e mais tipicamente desde aproximadamente 50 cm até aproximadamente 160 cm. A bainha terá aproximadamente o mesmo comprimento.

Os diâmetros do cateter e bainha podem variar entre as extremidades distai e proximal. Preferivelmente, o diâmetro deve ser tão pequeno quanto possível dentro dos limites práticos de fabricação de modo a apresentar o mínimo trauma e a máxima conformabilidade com a bainha. Tipicamente, a porção distai da bainha pode variar com um diâmetro externo de aproximadamente 0,6 mm (2 French) até aproximadamente 6 mm (18 French) e mais preferivelmente, de aproximadamente 0,6 mm (2 French) até aproximadamente 2,3 mm (7 French). O diâmetro externo da porção proximal pode variar de aproximadamente 1 mm (3 French) até aproximadamente 6,3 mm (19 French) e, mais preferivelmente, de aproximadamente 1 mm (3 French) até aproximadamente 2,7 mm (8 French). Por exemplo, o diâmetro da porção distai pode ser 1,55 mm (4,5 French) e o diâmetro da porção proximal pode ser 1,7 mm (5 French).

Embora a invenção seja ilustrada e descrita aqui com referência a formas de realização específicas, a invenção não deve ser limitada aos detalhes mostrados. Em contraste, várias modificações podem ser feitas nos detalhes dentro do escopo e amplitude de equivalentes das reivindicações e sem fugir da invenção.

Claims (20)

1. Bainha (10) para guiar materiais em uma cavidade corporal, caracterizada pelo fato de que compreende uma estrutura tubular tendo uma superfície exterior (12) de uma parede lateral (13) e um lúmen (14) encerrado por uma superfície interior (16) da parede lateral, a parede lateral tendo um duto (18) contendo um fluido magnetoreológico.

2. Bainha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o duto (18) se estende de uma extremidade proximal (17) da estrutura tubular para uma extremidade distai (19) da estrutura tubular.

3. Bainha de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o duto (18) se estende de uma extremidade proximal da estrutura tubular para uma extremidade distai da estrutura tubular repetidamente.

4. Bainha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o duto (18) está situado sobre a superfície exterior (12) da parede lateral (13).

5. Bainha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o duto (18) está situado sobre a superfície interior (16) da parede lateral (13).

6. Bainha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o duto (18) circunscreve a estrutura tubular.

7. Bainha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o duto (18) circunda a estrutura tubular em uma bobina (32).

8. Bainha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o lúmen (14) é adaptado para transportar e posicionar um cateter.

9. Bainha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o fluido magnetoreológico compreende partículas magnéticas tendo um tamanho de partícula de 10 nanômetros ou maior.

10. Bainha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende uma unidade de controle (58) na extremidade proximal da bainha.

11. Método para navegação de uma bainha (60) adaptada para guiar materiais no corpo de um paciente, em que a bainha tem uma extremidade distai, uma extremidade proximal, e uma parede lateral tendo um duto (18) contendo um fluido magnetoreológico, caracterizado pelo fato de que compreende: introduzir a extremidade distai da bainha em uma passagem (62) no corpo do paciente; manipular a rigidez do fluido magnetoreológico por meio de aplicação de um campo magnético; e posicionar a bainha.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que aplicação do campo magnético compreende variar um campo magnético aplicado.

13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que aplicação do campo magnético compreende aplicação de um campo magnético na extremidade distai ou na extremidade proximal da bainha (60).

14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que aplicação do campo magnético compreende aplicação de diferentes campos magnéticos na extremidade distai e na extremidade proximal da bainha (60).

15. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que aplicação do campo magnético compreende ajustar um campo magnético externo.

16. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que manipular a rigidez do fluido magnetoreológico cria diferentes regiões de rigidez entre a extremidade distai e a extremidade proximal da bainha (60).

17. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que navegação da bainha ainda compreende avançar iterativamente a bainha através da passagem e ajustar o campo magnético aplicado.

18. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ainda compreende inserir um cateter transportado em um lúmen da bainha.

19. Conjunto de bainha e cateter navegável, caracterizado pelo fato de que compreende: uma bainha (60) para posicionar um cateter (64), a bainha compreendendo uma estrutura tubular tendo uma parede lateral e um lúmen encerrado por uma superfície interior da parede lateral, a parede lateral tendo um duto contendo um fluido magnetoreológico; um cateter (64) adaptado para inserção através do lúmen da bainha; e um aparelho de geração de campo magnético (66) adaptado para gerar um campo magnético que manipula a rigidez do fluido magnetoreológico.

20. Conjunto de cateter navegável de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: uma unidade de controle (68) em uma extremidade proximal da bainha, em que a bainha é remotamente controlada pela unidade de controle.