CN102551672A - 具有一体化信号导体的编织物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有一体化信号导体的编织物。本发明提供了一种方法，包括将导线结合到由多根支撑线材组成的管状编织物中，并用鞘覆盖所述管状编织物。所述方法还包括确认所述导线在所述管状编织物中的位置以及将电极透过所述鞘在所述位置附接到所述导线。

Description

具有一体化信号导体的编织物

技术领域

本发明整体涉及管材，具体地讲，涉及通过编织物加固的管材。

背景技术

许多医疗手术都涉及在体内放置诸如传感器、分配装置和植入物的物体。通常在管材的帮助下将这些物体放置在体内，所述管材通常尽可能窄，同时具有足够的刚度以便在体内进行操纵。通常，管材可包括用于提供刚度的编织物。

授予Steen等人的美国专利6,213,995(其公开内容以引用方式并入本文)描述了一种柔性管材，其包括具有多个编织元件的壁，而所述多个编织元件则在管材的壁内形成编织物。据称，所述编织元件包括一个或多个信号传送元件和结构性质不同于信号传送元件的一个或多个金属或非金属结构元件。

授予Johnson等人的美国专利7,229,437(其公开内容以引用方式并入本文)描述了具有导电迹线和外部电触点的导管。该公开声称每条迹线可与一个或多个外部电触点电连接。

以上描述给出了本领域中相关技术的总体概述，不应当被解释为承认了其包含的任何信息构成对抗本专利申请的现有技术。

发明内容

本发明的一个实施例提供一种方法，该方法包括：

将导线结合到具有多根支撑线材的管状编织物中；

用鞘覆盖管状编织物；

确认导线在管状编织物中的位置；以及

将电极穿过鞘在所述位置附接到导线。

通常，管状编织物包封了内部空间，当通过鞘之外的辐射照亮时，鞘对人眼而言是不透明的，因而确认位置的步骤包括：从内部空间照亮管状编织物，以便使得穿过鞘可以看见导线和支撑线材；以及当从内部空间照亮管状编织物时，确认导线在管状编织物中的位置。照亮管状编织物可包括将光纤插入内部空间，然后将光照注入光纤。

在本发明所公开的实施例中，导线由螺距为P的螺旋组成，并且确认导线的位置包括确认导线在管状编织物中的初始位置，以及确定导线与螺距P相应的位置。通常，确认位置包括确定管状编织物与螺距和确认的初始位置相应的旋转角度。

在另一个本发明所公开的实施例中，附接电极包括确认位置后，在该位置处穿过鞘钻出通路。通常，附接电极包括将导电粘合剂插入通路中，然后使电极与导电粘合剂和鞘接触。

在另一个本发明所公开的实施例中，该方法包括将管状编织物、电极和鞘合并为医用导管。

在又一个本发明所公开的实施例中，该方法包括将导线配置为在视觉上与支撑线材不同。

根据本发明的实施例，还提供了一种装置，所述装置包括：

具有多根支撑线材和导线的管状编织物；

覆盖管状编织物的鞘；

确认的导线在管状编织物中的位置；以及

穿过鞘在确认的位置处附接到导线的电极。

通过以下与附图结合在一起的本发明实施例的详细说明，将更全面地理解本发明。

附图说明

图1A和图1B分别为根据本发明实施例的编织探针管材的中央区段的示意性剖视图和侧视图；

图2A和图2B示出了根据本发明实施例的编织管材的区段的示意性剖面侧视图，所述编织管材在导管制作的对齐阶段用于导管；

图3A为示出了通路形成的示意图，而图3B为根据本发明的实施例示出了使用通路将电极与管材的导线连接的示意图；

图4示出了根据本发明的实施例将电极附接到管材的工序流程图；以及

图5示出了根据本发明的可供选择的实施例将电极附接到管材的工序流程图。

具体实施方式

概述

本发明的一个实施例提供了通常用作医用导管的一部分的管状编织物。该编织物包括多根支撑线材以及一根或多根导线，并且该编织物被鞘(通常为生物相容性鞘)覆盖。支撑线材为编织物提供结构刚度，而导线则使得信号可沿着编织物传送。

确认通常位于编织物远端附近的导线位置，并将电极穿过鞘在确认的位置处附接到导线。可使用导线在电极和编织物近端之间传送信号。

鞘通常为不透明的，从而当从鞘之外照明时，导线(以及支撑线材)对人眼不可见。为了确定导线的位置，可将导线配置为能够在视觉上与支撑线材区分开，例如通过使之具有不同的直径。可从编织物的内部空间对管状编织物进行照明，从而使得从鞘外面观察时导线和支撑线材透过鞘对人眼可见。导线和支撑线材之间的视觉差别使得能沿着编织物的长度确定导线的位置。

编织物的所有线材(导线和支撑线材)具有基本上相同的螺距，而螺距则通常在编织物形成时确定。一旦找到导线的位置(通常在编织物的近端附近)后，螺距的值即可用来计算要附接电极的导线位置，而无需在视觉上追踪线材直到远端位置。

要将电极在确认的位置处附接到导线，可将激光器用于在此位置的鞘中钻出通路，并使用插入通路中的导电粘合剂将电极附接到导线。

系统说明

现在参照图1A和图1B，它们分别为根据本发明实施例的编织探针管材20的中央区段21的示意性剖视图和侧视图。该区段的侧视图示出了管材20部分切除的视图。通过在内部管腔24上形成管状编织物22而形成管材20。内腔24包封了通常为圆柱形的内部空间25。使用诸如本领域已知的编织机在内腔24上形成编织物22。

编织物22用于加强管材20，使得管材相对不可挠曲并具有抗扭刚度。编织物部分地由多根强支撑线材26形成，本文中假定包括不锈钢线材。然而，线材26可以为物理特性类似于不锈钢线材的任何其他材料，如碳纤维或碳纤维复合材料。支撑线材26在本文中也称为管材支撑线材。

除了管材支撑线材26外，管状编织物22还包括一根或多根导线，当在编织机上形成编织物时其作为编织物的一部分合并到其中。以举例的方式，在以下说明中假定有三种基本上类似的导线28A、28B和28C，在本文中也统称为导线28。导线28包括导体29，其周围被绝缘体30所覆盖。在一些实施例中，导体29在尺寸和组成上基本上类似于管材支撑线材26，不同的仅是由绝缘体30覆盖。因此，如果管材支撑线材26为不锈钢，则导体29为相同直径的不锈钢。

作为另外一种选择，导体29可以在尺寸和/或组成上不同于管材支撑线材26。例如，在一个实施例中，导体29由铜形成。

无论线材28的尺寸或组成如何，导线均被构造为使得它们能够在视觉上区别于管材支撑线材26。在其中导体29为铜的上述实施例中，绝缘的铜线被构造为外径不同于管材支撑线材26。然而，可以使用两种类型线材间的任何其他视觉差别，例如绝缘体的颜色。

管材20可用作医用导管的管材，并且假定其具有附接到管材远端32的一个或多个电极。在本专利申请中，以举例的方式，假定在本文中还统称为电极34的三个基本上类似的电极34A、34B、34C(电极数与导线28的数量相对应)被附接到管材上。(电极34A在示出远端32的图3B中示出。)本领域的普通技术人员将能够使本文的描述适合于具有其他附接电极数目的管材以及不与线材28数目相同的电极数目。例如，如果要将线材28之一连接到管材20远端中的设备(例如线圈或半导体装置)，则可能发生后一种情况。假定将电极34A、34B、34C通过各自的导线28A、28B、28C连接到设备，例如消融发生器。

编织物22的每种线材(线材26和28)都呈螺旋状，螺旋线因在相同的内腔24上形成而在几何上相同。螺旋线因平行于管材20的轴线36的平移不同而有所不同，但却具有相同的空间周期，即螺距P。每种螺旋的螺距在通过编织机制造编织物时而确定，并且可被设置在一定的限度内，以使得形成的编织物为具有相对大螺距的“松散”形态或具有相对小螺距的“绷紧”形态。典型的螺距可在1.5-8mm的大致范围内。

在内腔24上形成编织物22后，将编织物由鞘38覆盖，而鞘38通常由生物相容性材料例如交联聚合物形成。当在鞘之外照明下查看时，鞘38为不透明的，从而使得在外部照明下线材26和28对观察鞘的人眼不可见。

如上所述形成管材20后，即具有内腔24、编织物22和鞘38后，通常将管材切割成长度适于形成导管的区段。典型的区段长度为约1m。

图2A和图2B示出了根据本发明实施例的编织管材20的区段50的示意性剖面侧视图，所述编织管材在导管制作的对齐阶段用于导管。除了下述差别之外，由相同的附图标号表示的区段50和管材20的元件(图1A、1B)通常在构造和操作方面相似。区段50具有远端32和近端52。以举例的方式，假定将区段50安装在对齐设备54中，该设备包括第一可旋转卡盘56和第二可旋转卡盘58，两卡盘具有共同的旋转轴，并且间隔大约区段50的长度。假定区段50由两个卡盘固定，以使得其基本上为直的。安装后，管材20的轴36与卡盘的共轴一致。(可将卡盘56和58便利地安装在车床床身上，然而可使用具有共轴并且间隔大约区段50的长度的两卡盘的任何其他布置方式。)

对齐设备54还包括移测显微镜60，它能够在平行于轴36的方向上移动测定量的距离。为了简单起见，显微镜60的安装布置方式在图2A和2B中未示出。

在上面提到的对齐阶段中，线材26和28在近端52彼此分离，从而使设备54的操作员能够获取所有的管材支撑线材26和所有的导线28。为了清楚起见，图中仅示出一些分离的线材。

图2A示出了在对齐阶段开始时移测显微镜的位置，而图2B则示出了在对齐阶段结束时移测显微镜的位置。在对齐阶段，将光纤62插入空间25中，其通常基本上沿着区段50的整个区段长度。光纤62用于照明管材20的内部。为达到此目的，光纤62被构造成使得在光纤近端注入的光照通过光纤的壁离开光纤。这样的构造可通过如下布置实现：光纤62包括单条光纤，并且在纤维的壁上发生的内部反射为部分反射，而不是光纤通常发生的全内反射。作为另外一种选择或除此之外，光纤62包括一束不同长度的单独光纤，这些不同的长度被选择为使得可通过单独光纤的末端至少部分地为管材的内部20提供照明。单独的光纤可被构造为使得在其壁上发生部分或全内反射。

来自光纤的内部照明使得编织物22的线材透过鞘38对人眼可见，通常在使用显微镜60下。图2A示出了在管材20的近端查看导线28A的显微镜60，而图2B则示出了在管材的远端查看导线28A的显微镜。

由图2A和图2B示出的对齐阶段以及使用显微镜60对导线28A的确认在图4的流程图中有更详细的描述。

图3A为示出了通路形成的示意图，而图3B为根据本发明的实施例示出了使用通路将电极与管材20的导线连接的示意图。这些附图示出了在上面提到的导管制作中的电极附接阶段。在电极附接阶段开始时(图3A)，使用钻出通路的激光器66在鞘38中形成通路64。假定该通路穿过鞘38直到暴露出导线28A，即，使得围绕线材的绝缘体30被移除。

一旦形成通路64后，在附接阶段结束时(图3B)，将导电粘合剂68插入通路中，以便也覆盖鞘38的外壁70。将电极34A置于导电粘合剂68上，使得当导电粘合剂凝固时，电极与鞘接触。电极34A通常为内径基本上等于鞘外径的平环或圆柱体的形式。在一些实施例中，电极34A可以为被设计成可夹住的开口平环(或圆柱体)的形式，从而使得环在夹住时闭合，因此，环将夹到鞘38上。

图4示出了根据本发明的实施例将电极附接到管材20上的工序流程图80。对流程图步骤的说明涉及图1A-3B中示出的管材元件。

在管材形成步骤82中，形成编织物22以使得该编织物包括导线28和管材支撑线材26。在内腔24上织造编织物，然后施加不透明的鞘38以覆盖编织物并形成管材20。然后切割管材以产生区段50，即适于制作导管的管材区段。

在对齐步骤84中，将区段50通过夹入卡盘56和58而安装到对齐设备54中。通常，布置区段50以使得在近端52每根导线28和每根管材支撑线材26通常通过分散而彼此分离。此外，可移除导线28的绝缘体30，以使得导体29可用于电连接。

将区段50安装在设备54中后，将光纤62插入空间25中直到远端32，然后通常使用高强度光源诸如卤素灯将光照注入光纤的近端。如上所述，光照从光纤离开，从而使得线材26和28对显微镜60可见。

以下说明假定要将导线28A在远端32中的预选位置处连接到电极34A。

在导线定位步骤86中，在近端52处移动显微镜60，直到控制显微镜的操作员找到导线28A。因为导线28被构造为视觉上与管材支撑线材不同，所以操作员能够轻松地辨别编织物22中哪些是导线。由于线材在近端处分离，并且由于在近端处操作显微镜，因此操作员能够在视觉上辨别导线28A、28B和28C，并因此确保由显微镜成像的为导线28A。导线28A所在的近端附近的位置在本文中称为初始位置。

在计算步骤88中，计算要钻出通路64的理论位置。计算假定从初始位置到理论钻孔位置的距离X已知，因为后一位置对应于所需的电极位置。计算还假定编织物22的螺距P已知。在这种情况下，到理论位置的完整螺距数N由公式(1)给出：

理论位置通常不是整数个螺距，在此情况下，在最后一个整数螺距位置与理论位置之间存在螺距的分数F，其中0＜F＜1。公式(2)给出了F：

为了找到要进行钻孔的正确的理论位置，通过以下公式给出了区段50需要旋转的角度A：

A＝360·F(3)

在设置步骤90中，在维持管材20的内部照明下，将移测显微镜移动距离X，并让卡盘56和58旋转角度A。虽然显微镜运动和卡盘旋转在理论上是将导线28A与显微镜对齐的正确值，但在实际中，需要对旋转进行检查，因为管材20可能发生某些可能较小的扭转、拉伸和/或下沉(相对于水平线)。因而可将显微镜运动距离X以及卡盘旋转A看作粗对齐。

在完成粗对齐后，设备操作员可通过显微镜60观察以确保导线28A与显微镜对齐，从而执行精密对齐。精密对齐通常包括将夹头从理论旋转角度A开始旋转，直到实现对齐。精密对齐还可以包括显微镜的轻微移动。精密对齐将确保显微镜与要钻出通路64的鞘38中的位置对齐。

在钻孔步骤92中，首先将激光器66对齐以在通路位置钻孔，然后启动激光器以钻出通路64。

在电极组装步骤94中，一旦形成通路64后，即用通常为生物相容的导电粘合剂68进行填充。然后将电极34A设置在与导电粘合剂相接触的鞘38上，并让导电粘合剂凝固。凝固的导电粘合剂在电极和线材28A之间提供电流接触，同时维持电极与鞘的良好机械接触。

可对要附接到导管管材的区段50上的每个不同的电极(如电极34B、34C)重复上述工序。

流程图80所述的工序假定将特定的导线连接到特定的电极。下文将结合图5描述将电极连接到任何导线的可供选择的工序。

图5示出了根据本发明的可供选择的实施例将电极附接到管材20的工序流程图100。由流程图100所述的工序假定电极在区段50远端处的位置已知，并且每个电极可连接到任何导线28。

步骤102和104基本上与上述步骤82和84分别相同。

在设置步骤106中，将显微镜60移动到已知的远端位置之一，即，要附接电极的位置。在此位置，使用卡盘56和58旋转区段50，直到导线28之一由显微镜成像并与显微镜对齐。

步骤108和110基本上与上述步骤92和94分别相同。

在测量步骤112中，设备54的操作员通过测量定位的电极与近端处暴露的导体29之间的电阻，确定将哪根导线连接到电极。

可对所有要设置在远端的后续电极重复上述工序，不同的是：

在步骤106中，在对齐后续导体时，显微镜的操作员应确保已连到电极的导体不是与显微镜对齐的导体。通常，操作员可通过对导线的目视检查来确保这一点。目视检查将保证导体只要连到一个电极后就不会再连到第二个电极。

应当理解上述实施例仅是举例方式的援引，本发明并不限于上文具体示出和描述的内容。更确切地说，本发明的范围包括上述各种特征的组合和子组合、以及本领域技术人员在阅读上述说明书时可能想到的并且现有技术中未公开的变型形式和修改形式。

Claims (18)

1.一种方法，包括：

将导线结合到包括多根支撑线材的管状编织物中；

用鞘覆盖所述管状编织物；

确认所述导线在所述管状编织物中的位置；以及

将电极穿过所述鞘在所述位置附接到所述导线。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述管状编织物包封内部空间，并且其中当由所述鞘之外的辐射照亮时，所述鞘对人眼不透明，并且其中确认所述位置包括：

从所述内部空间照亮所述管状编织物，以便使得所述导线和所述支撑线材透过所述鞘可见；以及

当从所述内部空间照亮所述管状编织物时，确认所述导线在所述管状编织物中的位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其中照亮所述管状编织物包括将光纤插入所述内部空间，并将光照注入所述光纤中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述导线包括螺距为P的螺旋，并且其中确认所述导线的位置包括确认所述导线在所述管状编织物中的初始位置，以及确定所述导线与所述螺距P相应的位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其中确认所述位置包括确定所述管状编织物与所述螺距和所述确认的初始位置相应的旋转角度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中附接所述电极包括确认所述位置后，在所述位置处穿过所述鞘钻出通路。

7.根据权利要求6所述的方法，其中附接所述电极包括将导电粘合剂插入所述通路，并将所述电极设置为与所述导电粘合剂和所述鞘接触。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述管状编织物、所述电极和所述鞘合并为医用导管。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述导线构造为在视觉上与所述支撑线材区分开。

10.一种设备，包括：

包括多根支撑线材和导线的管状编织物；

覆盖所述管状编织物的鞘；

确认的所述导线在所述管状编织物中的位置；以及

穿过所述鞘在所述确认的位置处附接到所述导线的电极。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述管状编织物包封内部空间，并且其中当由所述鞘之外的辐射照亮时，所述鞘对人眼不透明，并且其中确认所述位置包括：

从所述内部空间照亮所述管状编织物，以便使得所述导线和所述支撑线材透过所述鞘可见；以及

当从所述内部空间照亮所述管状编织物时，确认所述导线在所述管状编织物中的位置。

12.根据权利要求11所述的设备，还包括被构造为插入所述内部空间的光纤，并且其中照亮所述管状编织物包括将光照注入所述光纤。

13.根据权利要求10所述的设备，其中所述导线包括螺距为P的螺旋，并且其中确认所述导线的位置包括确认所述导线在所述管状编织物中的初始位置，以及确定所述导线与所述螺距P相应的位置。

14.根据权利要求13所述的设备，其中确认所述位置包括确定所述管状编织物与所述螺距和所述确认的初始位置相应的旋转角度。

15.根据权利要求10所述的设备，其中附接所述电极包括确认所述位置后，在所述位置处穿过所述鞘钻出通路。

16.根据权利要求15所述的设备，其中附接所述电极包括将导电粘合剂插入所述通路，并将所述电极设置为与所述导电粘合剂和所述鞘接触。

17.根据权利要求10所述的设备，还包括将所述管状编织物、所述电极和所述鞘合并为医用导管。

18.根据权利要求10所述的设备，其中所述导线能够在视觉上与所述支撑线材区分开。

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