CN109157281A - 激光导管 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种激光导管，包括外部管层(1)、内部管层(2)、位于外部管层和内部管层之间且包括多根光导纤维的高能激光传输层(3)。其中在激光导管的远端处、在外部管层的外周表面或内周表面上设置有一个或多个细长的减薄部(6)，所述一个或多个细长的减薄部(6)的延伸方向与激光导管的纵向方向呈角度，由此在保持导管密封和强度的同时改善导管端部的柔性。其中，可以使得激光导管还包括多个气囊，其位于激光导管的远端处，每个气囊可被独立地充气或放气，以至少改变每个气囊附近的光导纤维的指向方向。

Description

激光导管
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种激光导管。
背景技术
激光治疗冠脉内病变最早可以追溯到20世纪80年代，但因早期并发症多，安全性低，早期的激光技术逐渐被淘汰。近些年，新一代ELCA技术问世。ELCA是准分子激光冠脉内斑块消蚀术(Excimer Laser Coronary Atherectomy)的简称。ELCA技术具有更短波长的紫外线光源，更细的导管设计以及脉冲式发射的冷光源，有效性、安全性明显提高，并在欧美国家及日本的临床应用中得到进一步验证。
ELCA技术主要通过光化学效应、光热效应和光机械效应三种原理达到治疗效果，即通过发出高能量脉冲引起细胞的碳键断裂，释放的能量使细胞内水温升高致组织汽化产生压力，通过迅速膨胀和收缩导致组织的崩解，消蚀斑块物质，达到改善冠脉血流的效果。消蚀产生的副产品是水、气体和微小物质(直径小于10μm，相当于两个白细胞)，避免了血管内栓塞，所以 ELCA不易引起无复流及围术期心肌梗死等并发症。ELCA技术通过消蚀病变血管内斑块，适用于复杂性日益增加的冠状动脉介入手术，可以用于处理支架内再狭窄病变，静脉桥血管病变，血栓病变，球囊不能通过或扩张的病变，急性心梗血栓病变和冠状动脉慢性完全闭塞病变(CTO)等。
激光导管是在ELCA技术中将高能量激光束导向病变斑块的工具。然而，现有的应用于ELCA技术的激光导管存在一些缺点，一方面，现有的激光导管头端(或称为远端)不够柔软，对于迂曲病变不易通过，例如，在通过病变的过程中容易导致冠脉穿孔，进而引发心包填塞，血压下降，威胁生命。另一方面，对于偏在血管壁某一侧的病变，现有的激光导管不具有良好的对准性。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种新型的激光导管，其由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
根据本发明的第一方面，提出一种激光导管，包括：外部管层；内部管层；高能激光传输层，位于外部管层和内部管层之间包括多根光导纤维；其中，在激光导管的远端处、在外部管层的外周表面或内周表面上设置有一个或多个细长的减薄部，所述一个或多个细长的减薄部的延伸方向与激光导管的纵向方向呈角度，由此在保持导管密封和强度的同时改善导管端部的柔性。
通过上述技术方案，解决导管头部硬、不易转弯的问题。如上文所述，，现有的激光导管头端不够柔软，对于迂曲病变不易通过，通过的过程中容易导致冠脉穿孔，进而引发心包填塞，血压下降，威胁生命。而通过在激光导管的远端处、在外部管层的外周表面或内周表面上设置若干特定方向的细长的减薄部，能够以简单的方式在保持导管密封和强度的同时降低导管头部软度，增加导管通过病变的灵活性。
根据本发明的第一方面的优选方案，其中所述一个或多个细长的减薄部为位于外部管层的外周表面或内周表面的一个或多个螺旋状凹槽。
通过上述技术方案，激光导管具有优化而合理的结构，且易于加工，节约加工成本。
根据本发明的第一方面的优选方案，其中所述一个或多个细长的减薄部为位于外部管层的外周表面或内周表面的多个环状凹槽。
通过上述技术方案，激光导管具有优化而合理的结构，且易于加工，节约加工成本。
根据本发明的第一方面的优选方案，其中所述多个环状凹槽横向于激光导管的纵向方向。
通过上述技术方案，激光导管具有优化而合理的结构，且易于加工，节约加工成本。
根据本发明的第一方面的优选方案，其中激光导管还包括多个气囊，位于激光导管的远端处，每个气囊可被独立地充气或放气，以至少改变每个气囊附近的光导纤维的指向方向。
通过上述技术方案，在激光导管的远端处设置了气囊多个。每个气囊可被独立地充气或放气。这允许人为地独立控制多个气囊的充气和放气。气囊被充气和放气时将发生体积的改变，而气囊体积的改变则能够挤压附近的光导纤维，从而改变光导纤维的末端部的指向方向。这样，即可对偏在血管壁某一侧的病变斑块进行消蚀进行更加对准的消蚀。举例而言，在需要对于偏在血管壁左侧的病变斑块进行消蚀的情况下，只需对右侧的一个或多个气囊进行充气或对左侧的一个或多个气囊进行放气，使得至少部分光导纤维的末端部被压向左侧，从而这些光导纤维将不再指向正前方，而是指向血管壁左侧的病变斑块，以允许左侧斑块的更有针对性的消蚀。
根据本发明的第一方面的优选方案，其中，所述气囊分层设置，且形成以下至少之一：
第一气囊层，位于高能激光传输层与外部管层之间；
第二气囊层，位于高能激光传输层与内部管层之间。
通过上述技术方案，气囊层邻接高能激光传输层，能够有效地改变高能激光传输层中的光导纤维的方向。
根据本发明的第一方面的优选方案，其中所述第一气囊层具有沿周向排布的八个气囊。
根据本发明的第一方面的优选方案，其中所述第二气囊层具有沿周向排布的四个气囊。
通过上述两项技术方案中的任一项，激光导管的气囊具有合理的结构布置
根据本发明的第一方面的优选方案，其中所述多根光导纤维分成多个光导纤维组，每个光导纤维组独立地连接到激光发生装置。
通过上述技术方案，将高能激光传输层的多根光导纤维分成了多个光导纤维组，从而允许每个光导纤维组独立地连接到激光发生装置，也就是说允许每个光导纤维组各自独立地发出高能量脉冲。这样，即可针对血管中的病变斑块的具体位置选择发出能量脉冲的光导纤维组，以实现对病变斑块的更具针对性的消蚀。举例而言，在病变斑块仅存在于血管壁左侧的情况下，只需激励靠近左侧的一个或多个光导纤维组以允许左侧斑块的更有针对性的消蚀。当然，若病变斑块较为均匀地分布沿血管壁整周分布，则激励全部的光导纤维组发射能量脉冲即可。
根据本发明的第一方面的优选方案，其中所述高能激光传输层(3)具有沿周向分布的四个光导纤维组。
通过上述技术方案，激光导管具有优化而合理的结构。
根据本发明的第一方面的优选方案，各个光导纤维组用分隔壁分隔开，且设置有各自相应的至少一个气囊。
通过上述技术方案，各个光导纤维组不仅独立地连接到激光发生装置，还设置有各自相应的至少一个气囊，从而每个能够更加有针对性地朝向偏在病变血管某一侧的病变发射能量。
根据本发明的第二方面，提出一种激光导管，包括：外部管层；内部管层；高能激光传输层，位于外部管层和内部管层之间，包括多根光导纤维；以及气囊，位于激光导管的远端处，每个气囊可被独立地充气或放气，以至少改变每个气囊附近的光导纤维的指向方向。
通过上述技术方案，在激光导管的远端处设置了多个气囊。每个气囊可被独立地充气或放气。这允许人为地独立控制多个气囊的充气和放气。气囊被充气和放气时将发生体积的改变，而气囊体积的改变则能够挤压附近的光导纤维，从而改变光导纤维的末端部的指向方向。这样，即可对偏在血管壁某一侧的病变斑块进行消蚀进行更加对准的消蚀。举例而言，在需要对于偏在血管壁左侧的病变斑块进行消蚀的情况下，只需对右侧的一个或多个气囊进行充气或对左侧的一个或多个气囊进行放气，使得至少部分光导纤维的末端部被压向左侧，从而这些光导纤维将不再指向正前方，而是指向血管壁左侧的病变斑块，以允许左侧斑块的更有针对性的消蚀。
根据本发明的第二方面的优选方案，多个气囊分层设置，且形成以下至少之一：第一气囊层，位于高能激光传输层与外部管层之间；第二气囊层，位于高能激光传输层与内部管层之间。
通过上述技术方案，气囊层邻接高能激光传输层，能够有效地改变高能激光传输层中的光导纤维的方向。
根据本发明的第二方面的优选方案，其中，所述第一气囊层具有沿周向排布的八个气囊。
根据本发明的第二方面的优选方案，其中，所述第二气囊层具有沿周向排布的四个气囊。
通过上述两项技术方案中的任一项，激光导管的气囊具有合理的结构布置
根据本发明的第二方面的优选方案，其中所述多根光导纤维分成多个光导纤维组，每个光导纤维组独立地连接到激光发生装置。
通过上述技术方案，将高能激光传输层的多根光导纤维分成了多个光导纤维组，从而允许每个光导纤维组独立地连接到激光发生装置，也就是说允许每个光导纤维组各自独立地发出高能量脉冲。这样，即可针对血管中的病变斑块的具体位置选择发出能量脉冲的光导纤维组，以实现对病变斑块的更具针对性的消蚀。举例而言，在病变斑块仅存在于血管壁左侧的情况下，只需激励靠近左侧的一个或多个光导纤维组以允许左侧斑块的更有针对性的消蚀。当然，若病变斑块较为均匀地分布沿血管壁整周分布，则激励全部的光导纤维组发射能量脉冲即可。
根据本发明的第二方面的优选方案，其中，所述高能激光传输层具有沿周向分布的四个光导纤维组。
通过上述技术方案，激光导管具有优化而合理的结构。
根据本发明的第二方面的优选方案，各个光导纤维组用分隔壁分隔开，且设置有各自相应的至少一个气囊。
通过上述技术方案，各个光导纤维组不仅独立地连接到激光发生装置，还设置有各自相应的至少一个气囊，从而每个能够更加有针对性地朝向偏在病变血管某一侧的病变发射能量。
下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1是根据本发明第一示例性实施例的激光导管的远端的截面示图；
图2是根据本发明第二示例性实施例的激光导管的远端的截面示图；
图3是根据本发明第三示例性实施例的激光导管的远端的外部示图；
图4是根据本发明第四示例性实施例的激光导管的远端的外部示图。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本发明所提出的激光导管主要可应用于准分子激光冠脉内斑块消蚀术 (ELCA)。
本发明的激光导管可为0.9mm、1.4mm、1.7mm、2.0mm等规格，但不限于此。通常，主要使用0.9mm的导管并偶尔使用1.4mm导管即可满足绝大多数情况。理想条件下，通过激光导管大约可获得比导管大60％的管径增加(如：0.9mm的导管可以创造大约1.5mm的管腔)。ELCA在操作时应选择直径小于血管直径的2/3的导管。
图1和图2分别展示了本专利的激光导管的远端头部的示例性实施例。图3和4分别展示了本专利的激光导管的横截面的示例性实施例。需要说明的是，图1-4仅展示了本专利的示例性实施例，但本专利所包含的实施例并不限于附图所示的这些。且图1-4所示实施例中的技术特征可彼此组合而形成本发明未展示的实施例。
本发明所提出的激光导管包括外部管层1、内部管层2以及高能激光传输层3，这在图3和图4的截面图中示出。外部管层1也即激光导管的外部壳体，其在图1和图2的视图中也示出。内部管层2限定出激光导管的中空内部。高能激光传输层3位于外部管层和内部管层之间，包括多根光导纤维。激光导管通过所述光导纤维将激光束导向病变部位。优选地，光导纤维可传导波长为308nm的激光。作为一种冷激光，308nm激光在人体血液的吸收非常少，而在组织中吸收强，从而对病变斑块进行消蚀。另外，可根据病变斑块性质，选择合适的能量密度及频率(Hz)，并由低强度能量逐渐向高强度能量转变并缓慢前进(0.5～1mm/s)导管，以有助于降低冠脉慢血流的发生。
在图1或2所示的实施例中，在激光导管的远端处、在外部管层的外周表面上设置有一个或多个细长的减薄部6，减薄部6的延伸方向与激光导管的纵向方向呈角度，即，减薄部6的延伸方向与激光导管的纵向方向不平行，由此在保持导管密封和强度的同时改善导管端部的柔性。需要说明的是，一个或多个细长的减薄部6也可设置在外部管层的内周表面上，或在外周表面和内周表面二者上。
其中，如图1所示，在激光导管的远端处、在外部管层的外周表面上设置有多个环状凹槽。优选地，所述多个环状凹槽横向于激光导管的纵向方向。
其中，如图2所示，在激光导管的远端处、在外部管层的外周表面上设置有多个螺旋状凹槽。这些螺旋状凹槽可与激光导管的纵向方向呈0度至90 度之间的角度，例如但不限于10度，20度，30度，40度等。
此外，尽管未示出，多个环状凹槽或多个螺旋状凹槽也可在外部管层的内周表面上，或在外周表面和内周表面二者上。
通过上述技术方案，能够解决导管头部硬、不易转弯的问题。如上文所述，现有的激光导管头端不够柔软，对于迂曲病变不易通过，通过的过程中容易导致冠脉穿孔，进而引发心包填塞，血压下降，威胁生命。而通过在激光导管的远端处、在外部管层的外周表面或内周表面上设置若干特定方向的减薄部，能够以简单的方式降低导管头部软度，增加导管通过病变的灵活性。此外，这样的激光导管具有优化而合理的结构，且易于加工，节约加工成本。
根据本发明，激光导管还可包括多个气囊，位于激光导管的远端处，每个气囊可被独立地充气或放气，以至少改变每个气囊附近的光导纤维的指向方向，例如如图3所示。所述激光导管的远端为激光导管的靠近病变部位的端部。其中，每个气囊可被独立地充气或放气，也就是说，任一气囊被充气 /放气将不影响任何其他气囊是否被充气/放气。从而，可以独立地改变每个气囊附近的光导纤维的指向方向。
其中，激光导管的多个气囊可分层设置，每个气囊层可包括多个气囊。在图3展示的第一实施例中，激光导管包括两个气囊层：第一气囊层4和第二气囊层5。第一气囊层4位于高能激光传输层3与外部管层1之间，第二气囊层5位于高能激光传输层3与内部管层2之间。但是，本专利所提出的激光导管并不必须包括两个气囊层，而是可以仅包括第一气囊层4或仅包括第二气囊层5。
每个气囊层可具有沿周向排布的若干个气囊。如图1所示，所述第一气囊层4具有沿周向排布的八个气囊，所述第二气囊层5具有沿周向排布的四个气囊。但是，每个气囊层的气囊数量不限于此。
即，本专利在激光导管的远端处设置气囊，气囊靠近高能激光传输层，以能改变高能激光传输层中光导纤维的末端部的指向方向。具体地，本专利使得每个气囊可被独立地充气或放气，以允许人为地独立控制多个气囊的体积。而气囊体积的改变则能够挤压附近的光导纤维，从而改变光导纤维的末端部的指向方向。这样，即可对偏在血管壁某一侧的病变斑块进行消蚀进行更加对准的消蚀。举例而言，在需要对于偏在血管壁左侧的病变斑块进行消蚀的情况下，只需对右侧的一个或多个气囊进行充气或对左侧的一个或多个气囊进行放气，使得至少部分光导纤维的末端部被压向左侧，从而这些光导纤维将不再指向不具有斑块的前方，而是指向血管壁左侧的病变斑块，以允许左侧斑块的更有针对性的消蚀。此外，激光导管的气囊具有合理的结构布置
图4展示了本专利所提出的激光导管的又一实施例。如图4所示，激光导管的高能激光传输层3包括多根光导纤维。其中，所述多根光导纤维被分成多个光导纤维组，每个光导纤维组独立地连接到激光发生装置。也就是说，任一光导纤维组发射能量与否将不影响其他光导纤维组是否发射能量。或者说，可以使得任意一个或任意几个光导纤维组发射能量，而其他的光导纤维组不发射能量。
其中，在图4所示的示例性实施例中，所述高能激光传输层3具有沿周向分布的四个光导纤维组。但本专利的光导纤维组的数量和分布方式不限于此，例如可设置两个、三个、五个或更多光导纤维组，且光导纤维组可不必须沿周向布置。各个光导纤维组可用分隔壁分隔开。
这样，本专利将高能激光传输层的多根光导纤维分成了多个光导纤维组，从而允许每个光导纤维组独立地连接到激光发生装置，即允许每个光导纤维组各自独立地发出高能量脉冲。这样，即可针对血管中的病变斑块的具体位置选择发出能量脉冲的光导纤维组，以实现对病变斑块的更具针对性的消蚀。举例而言，在病变斑块仅存在于血管壁左侧的情况下，只需激励靠近左侧的一个或多个光导纤维组以允许左侧斑块的更有针对性的消蚀。而若病变斑块较为均匀地分布沿血管壁整周分布，则可以激励全部的光导纤维组。这样的布置还允许激光导管具有优化而合理的结构。
此外，尽管未示出，但各个光导纤维组可设置有各自相应的至少一个气囊。这样，各个光导纤维组不仅独立地连接到激光发生装置，还设置有各自相应的至少一个气囊，从而每个能够更加有针对性地朝向偏在病变血管某一侧的病变发射能量。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
上文中参照优选的实施例详细描述了本发明所提出的激光导管的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
附图标记列表
1 外部管层
2 内部管层
3 高能激光传输层
4 气囊层
5 气囊层
6 减薄部。

Claims (18)

1.一种激光导管，包括：
外部管层(1)；
内部管层(2)；
高能激光传输层(3)，位于外部管层和内部管层之间，包括多根光导纤维；
其中，在激光导管的远端处、在外部管层的外周表面或内周表面上设置有一个或多个细长的减薄部(6)，所述一个或多个细长的减薄部(6)的延伸方向与激光导管的纵向方向呈角度，由此在保持导管密封和强度的同时改善导管端部的柔性。
2.如权利要求1所述的激光导管，其中所述一个或多个细长的减薄部(6)为位于外部管层的外周表面或内周表面的一个或多个螺旋状凹槽。
3.如权利要求1所述的激光导管，其中所述一个或多个细长的减薄部(6)为位于外部管层的外周表面或内周表面的多个环状凹槽。
4.如权利要求3所述的激光导管，其中所述多个环状凹槽横向于激光导管的纵向方向。
5.如权利要求1所述的激光导管，还包括多个气囊，位于激光导管的远端处，每个气囊可被独立地充气或放气，以至少改变每个气囊附近的光导纤维的指向方向。
6.如权利要求5所述的激光导管，其中，所述气囊分层设置，且形成以下至少之一：
第一气囊层(4)，位于高能激光传输层(3)与外部管层(1)之间；
第二气囊层(5)，位于高能激光传输层(3)与内部管层(2)之间。
7.如权利要求6所述的激光导管，其中，所述第一气囊层(4)具有沿周向排布的八个气囊。
8.如权利要求6所述的激光导管，其中，所述第二气囊层(5)具有沿周向排布的四个气囊。
9.如权利要求1所述的激光导管，其中所述多根光导纤维分成多个光导纤维组，每个光导纤维组独立地连接到激光发生装置。
10.如权利要求9所述的激光导管，其中，所述高能激光传输层(3)具有沿周向分布的四个光导纤维组。
11.如权利要求9所述的激光导管，其中，各个光导纤维组用分隔壁分隔开，且设置有各自相应的至少一个气囊。
12.一种激光导管，包括：
外部管层(1)；
内部管层(2)；
高能激光传输层(3)，位于外部管层和内部管层之间，包括多根光导纤维；
多个气囊，位于激光导管的远端处，每个气囊可被独立地充气或放气，以至少改变每个气囊附近的光导纤维的指向方向。
13.如权利要求12所述的激光导管，其中，所述气囊分层设置，且形成以下至少之一：
第一气囊层(4)，位于高能激光传输层(3)与外部管层(1)之间；
第二气囊层(5)，位于高能激光传输层(3)与内部管层(2)之间。
14.如权利要求13所述的激光导管，其中，所述第一气囊层(4)具有沿周向排布的八个气囊。
15.如权利要求13所述的激光导管，其中，所述第二气囊层(5)具有沿周向排布的四个气囊。
16.如权利要求12所述的激光导管，其中所述多根光导纤维分成多个光导纤维组，每个光导纤维组独立地连接到激光发生装置。
17.如权利要求12所述的激光导管，其中，所述高能激光传输层(3)具有沿周向分布的四个光导纤维组。
18.如权利要求12所述的激光导管，其中，各个光导纤维组用分隔壁分隔开，且设置有各自相应的至少一个气囊。
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