CN101622027A - 导管操纵/插入机构 - Google Patents

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Abstract

一种导管操纵/插入机构(10)，包括可插入到导管鞘的内腔中以帮助赋予导管鞘的远端区域一预定形状(14)的细长元件(12)。控制元件(16)绕细长元件(12)同轴安装。控制元件(16)在第一构型中是弹性弯曲的而在第二构型中是抗弯曲的，使得当控制元件(16)处于其第一构型时，预定形状(14)被赋予细长元件(12)的远端区域并转而赋予导管鞘的远端区域。

Description

导管操纵/插入机构
相关申请的交叉引用
本申请要求于2006年11月28日提交的美国临时专利申请No60/861,773的优先权，该申请的内容在此通过引用的方式并入。
技术领域
本申请总体涉及一种导管，尤其涉及一种导管操纵/插入机构和包括这种导管操纵/插入机构的导管。
背景技术
用于治疗心脏病的导管通常经股静脉插入到患者的脉管系统，导管的远端被操纵通过脉管系统到达所要治疗的心脏位置。为了能够有效操纵，导管具有操纵机构。
根据申请人在2001年10月19日申请的名为“An electrical lead”的专利申请PCT/AU01/01339中所描述的制造技术制造的导管具有如下优点：该导管的电极鞘具有无阻内腔，操纵机构能够插入到该无阻内腔中。
在特定的申请中，使用固定弯曲管心针来代替操纵机构到达患者体内所要治疗的特定位置。困难涉及以下方面，首先，难以将这种管心针插入到电极鞘的内腔中，其次，难以操纵具有由管心针引起的弯曲端部的导管通过患者的脉管系统。
发明内容
根据本发明，提供一种导管操纵/插入机构，其包括：
细长元件，该细长元件可插入到导管鞘的内腔中以在使用中帮助赋予导管鞘的远端区域一预定形状；和
控制元件，该控制元件绕细长元件同轴安装，该控制元件在第一构型中是弹性弯曲的而在第二构型中是抗弯曲的，使得当控制元件处于其第一构型时，预定形状被赋予细长元件的远端区域并转而赋予导管鞘的远端区域。
在使用中与细长元件的远端联接的控制元件的至少一部分可以是螺旋盘绕的，该细长元件的远端部分将被赋予预定形状。当控制元件处于其第一构型时，所述控制元件部分的至少一部分线圈可以彼此隔开，而当控制元件处于其第二构型时，所述线圈可以彼此邻接。
优选地，控制元件是螺旋弹簧结构。如果需要，螺旋弹簧结构可带有控制构件，以用于在其第一构型和其第二构型之间实现对该螺旋弹簧结构的操控。
螺旋弹簧结构可以被保护套所覆盖。该保护套可以是由热收缩材料制成的套管。
螺旋弹簧结构的线圈可具有长方形(包括正方形)横截面以提供提高的稳定性。另外，当控制元件处于其第二构型时，从螺旋弹簧结构的一侧观察，线圈可以具有与邻接线圈的结构相联锁的联锁结构，以提高控制元件的抗扭刚度。所述联锁结构可以是锯齿形状、正弦曲线形状、雉堞状(crenelated formation)等。这也具有附加的优点，即能够缩短控制元件的总体长度，并因此能够缩短控制装置在导管手柄上的位移长度。可以理解，通过缩短控制装置的位移长度，能够缩短手柄本身的长度。
更进一步，形成螺旋弹簧的材料在其长度方向上的横截面可以沿其长度周期性变化。这一布置可以是这样的：当盘绕时，相同横截面积的部分被对齐，使得当控制元件处于其第二构型时，导管鞘被赋予另外的不同形状。
在一实施例中，细长元件可以由超弹合金制成，该细长元件使其远端区域被预成形为预定形状，控制元件至少绕细长元件的远端区域布置。在此实施例中，当控制元件处于其第一构型时，细长元件的远端区域具有预定形状。当控制元件处于其第二构型时，该预定形状被消除。
所述细长元件可以是操纵组件，所述操纵组件中的至少一个部件由超弹合金制成，该至少一个部件使其远端区域被预成形为预定形状，所述控制元件至少绕所述操纵组件的远端区域布置。该操纵组件可以是在申请人2005年2月18日申请的名为“A steerable catheter”的国际专利申请No.PCT/AU2005/000216中描述的操纵组件。
在另一个实施例中，控制元件的螺旋弹簧结构的线圈可以沿预定的线邻接以具有预定形状。线圈可以在它们邻接的地方彼此连接。所述线可以是直线，即直的线。除此之外，所述线可以绕螺旋弹簧结构盘旋以赋予控制元件预定形状。可以理解，在此实施例中，细长元件可以只起到弹性拉线的作用而不必是超弹合金的。然而，细长元件可以是具有预定形状的超弹合金以促进形状形成。
在又一个实施例中，螺旋弹簧结构可以是预成形为预定形状的超弹合金。而且，在此实施例中，细长元件可以只起到弹性拉线的作用而不必是超弹合金的。然而，细长元件可以是具有预定形状的超弹合金以促进形状形成。
本发明也可以扩展到一种导管，该导管包括：
具有内腔的电极鞘；和
被接纳在该电极鞘的内腔中的上述导管操纵/插入机构。
附图说明
图1示出了根据本发明一个实施例的导管操纵/插入机构的示意性分解视图；
图2示出了该导管操纵/插入机构的示意性侧视图；
图3示出了图2中标记为‘A’的圆形部分的示意性放大侧视图；
图4示出了导管操纵/插入机构的细长元件的示意性三维视图；
图5示出了导管操纵/插入机构的控制元件的一个实施例的示意性侧视图；
图6示出了导管操纵/插入机构的控制元件的另一个实施例的示意性侧视图；和
图7示出了图6部件的标记为‘B’的圆形部分元件的示意性放大侧视图。
具体实施方式
在附图中，通常使用附图标记10表示根据本发明的实施例的导管操纵/插入机构。机构10包括细长元件12，该细长元件12可插入到导管鞘(未示出)的内腔中以在使用中帮助赋予导管鞘的远端部分一预定形状14。
控制元件16绕细长元件12同轴安装。控制元件16是一种弹性结构，并且在第一构型中是弹性弯曲的而在第二构型中是抗弯曲的，使得当控制元件16处于其第一构型时，预定形状14被赋予细长元件12的远端。
在附图的图1所示的实施例中，细长元件12是超弹合金金属丝。金属丝12被热定形以将形状14赋予金属丝12的远端。
锚固结构18布置在金属丝12的远端12.1，在使用中，控制元件16的远端16.1被锚固到该锚固结构18上，如附图的图2所示。
在附图的图1至3所示的实施例中，控制元件是螺旋弹簧结构20套管的形式。螺旋弹簧结构20具有多个隔开的线圈22，当控制元件16处于其第一构型时，至少一部分邻近的线圈22彼此隔开。在附图的图3中，更详细示出了这一点。可以理解，在弹簧跟随金属丝12的预定形状14的地方，线圈22将在形状14的一侧上聚在一起，如附图的图3中的24所示。在相反的一侧，线圈将进一步分开，如在26处所示。
螺旋弹簧结构20由适当的生物相容性钢制成，例如外科级不锈钢。控制元件16可以是有现货供应的结构，本申请的控制元件16无需专门的加工或处理。
可以理解，在其第一构型中，线圈22至少部分地彼此隔开，并且当控制元件16绕金属丝12安装时，形状14是存在的。反之，当控制元件16的螺旋弹簧结构20的线圈22被推挤在一起时，预定形状14被消除并且金属丝12的远端部分变成直线。这样，首先，便于将操纵/插入机构10插入到根据申请人的上述引用的国际申请制造的导管的电极鞘的内腔中。而且，当螺旋弹簧结构20的线圈22邻接时，电极鞘的远端是直的，并且这便于操纵导管通过患者体内的脉管系统。
为了在控制元件16的第一构型和其第二构型之间有效操控控制元件16，需要控制元件16和金属丝12之间的相对运动。这可以使用多种方式实现。例如，控制元件的近端可以带有控制构件，如附图的图1中的虚线30所示。通过在箭头32方向上推动控制构件30，螺旋弹簧结构20的线圈22可以彼此邻接从而使形状14变直。反过来，通过释放控制构件30，预定形状14被赋予金属丝12的远端部分。
在另一个实施例中，控制元件16的近端部分16.2可锚固在导管鞘的内腔中。通过在箭头34方向上相对于控制元件16推动金属丝12，螺旋弹簧结构20的线圈22可以彼此邻接从而使形状14变直。反过来，通过释放金属丝12，控制元件16被释放，螺旋弹簧结构20的线圈22分开，并且预定形状14被赋予金属丝12的远端部分。
为了提供提高的稳定性，被卷曲以形成螺旋弹簧结构20的金属丝具有方形(包括长方形)的横截面。这也给机构10提供了提高的稳定性。
将容易理解的是，随着螺旋弹簧结构20被操控，预定形状14将改变。因此，随着螺旋弹簧结构20的线圈22朝着彼此移动，将赋予预定形状14更平缓的弯曲半径。因此，能够通过相对于金属丝12操控控制元件16来控制预定形状14的实际形状。
在又一个的实施例中，控制元件16本身由超弹合金制成。在此实施例中，通过热定形控制元件16来赋予其预定形状。此时，金属丝12仅作为控制元件16的加强件。在此实施例中，以相同方式、通过控制元件16和金属丝12之间发生的相对纵向移位来实现预定形状的消除或应用。
参考附图的图4，示出了插入机构10的细长元件12的另一个变形。
在此实施例中，细长元件12构成机构10的操纵组件40。操纵组件40是在申请人2005年2月18日申请的名为“A steerable catheter”的国际申请No.PCT/AU2005/000216中描述的类型。因此，操纵组件40包括管状构件42，在管状部件42中接纳有致动器44。致动器44的一部分与管状构件42的远端46例如通过卷曲在一起而固定，如附图的图4中的48所示。管状部件42在远端区域处具有剖开部分50，但是邻近卷曲区域48，其形成一个弯曲增强区域52。管状部件42和致动器44相对于彼此的纵向运动导致管状部件42弯曲，并因此使操纵组件40插入到其内的导管的电极鞘弯曲。致动器44具有远端区域54，该远端区域54布置在卷曲区域48的远端，所述卷曲区域54被弯曲成预定形状，例如环形。
在此实施例中，至少致动器44是由热定形超弹合金制成，其具有被成形为预定形状的远端部分54。管状部件42也可以由超弹合金制成。
在此实施例中，控制元件16置于操纵组件40的远端部分上，并且如上文参考附图的图1至3所描述的，通过使螺旋弹簧结构20的线圈22相对于彼此靠拢，致动器44的远端部分54处的形状14在使用中被拉直以用于机构10插入其中的导管的插入或操纵。
此实施例具有附加的优点，即控制元件16在使用中延伸越过管状部件42的剖开部分50。控制元件16因此可作为绕剖开部分50内的致动器44的一部分的笼状架，并用于在绕剖开部分50弯曲的过程中限制管状部件42的剖开部分50内的致动器44。
在附图的图5中，示出了控制元件16的另一个实施例。在此实施例中，线圈22沿线60固定在一起。可以理解，通过将线圈22一侧固定在一起，螺旋弹簧结构20具有赋予它的预定的弯曲形状。一根简单的拉线(未示出)可以安装在线圈22上完全相反的位置上，以将线圈22拉靠在一起从而将预定形状拉直。对于此实施例，细长元件12可以仅作为一个加强件，或替代地，也可以具有赋予它的预定形状14，以在使用中促进导管鞘的远端部分形状的形成。
作为此实施例的变形，线60可以不是如附图的图5所示的直线。替代地，线60可以螺旋地布置在螺旋弹簧结构20的线圈22上。这将赋予控制元件16的远端螺旋状形状，该螺旋状形状转而又在使用中被赋予导管的电极鞘。
附图的图6和7示出了控制元件16的又一个实施例。参考以前的附图，相同的附图标记表示相同的部件，除非另外指明。
在此实施例中，从一端向前看，螺旋弹簧结构20的线圈22具有锯齿形状，如附图的图7中更详细示出的。该齿形状限定了多个插入齿62和谷64。
利用这种布置结构，当螺旋弹簧结构20的线圈22彼此隔开时，控制元件16弹性弯曲且弹性扭转。这允许形状14被赋予细长元件12，如上文所述。然而，当线圈22彼此邻接时，线圈22的齿62和谷64相啮合，从而提供扭转刚度和抗弯曲。这用于拉直预定形状14和向机构10提供抗扭刚度。
本发明的此实施例的优点在于可以使用其长度比其他情形下短的控制元件16。这允许使用明显较短的导管手柄，因为用于在控制元件16的第一构型和其第二构型之间有效操控该控制元件16的移位机构(未示出)只需要更短的行进距离。
可以理解，在此实施例中，再一次，线圈22的横截面是方形或长方形的。而且，替代线圈22的锯齿形状，线圈22可以具有其他的联锁形状，例如，雉堞、方形或正弦曲线等。
因此，本发明的优点在于提供了一种导管操纵/插入机构，其造价低廉，因为不需要专门制管或加工。当控制元件16处于其第一构型时，操纵机构是弹性的，因为机构10的非变直刚度主要由金属丝12的非变直刚度决定。
通过使用机构10的控制元件16，提供了一种示例性的简单而有效的拉直机构。
而且，在附图的图4所示的实施例中，控制元件16的附加目的是作为笼状架，它用来将操纵组件40的管状部件42内的致动器44限制在管状部件42的剖开部分50内。
再进一步，还提供了一种至少在其第二构型中提供抗扭刚度的控制元件16，这便于操纵机构10并因此便于导管通过患者体内的脉管系统，其中操纵机构10插入在该导管中。
本领域技术人员将认识到，在不偏离如宽泛描述的本发明的范围的情况下，可以对本发明进行多种如具体实施例所示的变形和/或修改。因此，本实施例在所有方面都应认为是说明性而非限制性的。

Claims (12)

1.一种导管操纵/插入机构，包括：
细长元件，该细长元件可插入到导管鞘的内腔中以在使用中帮助赋予所述导管鞘的远端区域一预定形状；和
控制元件，该控制元件绕所述细长元件同轴安装，所述控制元件在第一构型中是弹性弯曲的而在第二构型中是抗弯曲的，使得当所述控制元件处于其第一构型时，所述预定形状被赋予所述细长元件的远端区域并转而赋予所述导管鞘的远端区域。
2.根据权利要求1所述的机构，其中，在使用中与细长元件的远端区域联接的所述控制元件的至少一部分是螺旋盘绕的，所述细长元件的远端部分被赋予所述预定形状。
3.根据权利要求2所述的机构，其中当所述控制元件处于其第一构型时，所述控制元件的所述至少一部分中的至少部分线圈彼此隔开，当所述控制元件处于其第二构型时，所述线圈彼此邻接。
4.根据权利要求3所述的机构，其中所述控制元件是螺旋弹簧结构。
5.根据权利要求4所述的机构，其中所述螺旋弹簧结构带有控制构件，以用于在其第一构型和其第二构型之间实现对所述螺旋弹簧结构的操控。
6.根据权利要求4或5所述的机构，其中所述螺旋弹簧结构的线圈具有长方形的横截面以提供提高的稳定性。
7.根据权利要求4到6中的任一项所述的机构，其中当所述控制元件处于其第二构型时，从所述螺旋弹簧结构的一侧观察，所述线圈具有与邻接线圈的结构相联锁的联锁结构，以提高所述控制元件的抗扭刚度。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的机构，其中所述细长元件由超弹合金制成，该细长元件使其远端区域被预成形为预定形状，所述控制元件至少绕所述细长元件的远端区域布置。
9.根据权利要求8所述的机构，其中所述细长元件是操纵组件，所述操纵组件中的至少一个部件由超弹合金制成，该至少一个部件使其远端区域被预成形为预定形状，所述控制元件至少绕所述操纵组件的远端区域布置。
10.根据权利要求3所述的机构，其中所述控制元件的螺旋弹簧结构的线圈沿预定的线邻接以具有预定形状。
11.根据权利要求10所述的机构，其中所述线绕所述螺旋弹簧结构盘旋，以赋予所述控制元件预定形状。
12.根据权利要求3所述的机构，其中所述螺旋弹簧结构是预成形为预定形状的超弹合金。
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