CN110279931A - 一种多功能球囊导管及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种整合有穿刺针的多功能球囊导管及系统，该独特设计的球囊导管及系统可针对胆管良恶性狭窄、食管癌、结直肠癌、支气管肺癌、胃窦癌、原发性肝癌门静脉和腔静脉癌栓等不同类型的肿瘤，将偏心性球囊和穿刺针所在的远端部位精确放置入管腔肿瘤所在部位，膨胀的球囊推动穿刺针远端紧贴肿瘤，旋转系统近端操控系统的螺母，推进穿刺针伸出导管，具有形状记忆的穿刺针远端弯曲并穿刺进入肿瘤内部，穿刺针可用于肿瘤治疗药物瘤内注射以治疗肿瘤，或者抽吸组织活检，或者用作射频消融电极行射频消融/加热治疗肿瘤；基于此系统，采用不同设计，也可用于动脉粥样硬化斑块内治疗药物注射及主动脉夹层动脉瘤的治疗。

Description

一种多功能球囊导管及系统

技术领域

本发明属于医疗器械领域，涉及一种多功能球囊导管及系统，能用于管腔病变组织活检、管腔病变内注射治疗药物和射频加热/消融治疗肿瘤。

背景技术

一、不能手术空腔脏器原发性恶性肿瘤或者原发性肝癌门静脉和下腔静脉癌是现今肿瘤治疗研究领域的难点，以全身化学疗法、放射疗法及其他针对并发症的姑息治疗是不能手术切除管腔肿瘤的主要治疗方式，但是治疗效果极其有限。

1.管腔器官恶性病变治疗现状概述

食管癌：食管癌是世界范围内主要癌症致死病因之一和第八大最常见的恶性肿瘤。2008年统计表明每年新增病例数为482,300，有406,800病人死于该病。手术治疗是早期食管癌的首选治疗方法，5年生存率为10％到36％。大多数病人已经是肿瘤晚期，仅15-20％病人能手术切除。吞咽困难是食管癌的主要症状，这些病人仅能接受姑息治疗。外放疗曾是缓解癌性狭窄所致吞咽困难的主要手段，但是从开始治疗到获得缓解需要较长疗程的治疗时间，而且对生存期延长并无显著意义。食管内金属支架的植入能很快有效缓解吞咽困难和改善生活质量，但是肿瘤支架内复发和生长又再次引起食管堵塞和吞咽困难。

恶性梗阻性黄疸：恶性梗阻性黄疸是上腹部原发或转移性肿瘤常见的合并症之一，可见于胆管癌、胰腺癌、十二指肠肿瘤、胃癌、胆囊癌、原发性肝癌、肝门淋巴结转移瘤、肝转移瘤和术后吻合口狭窄等。梗阻性黄疸可造成肝、肾、心、肺、肠道、免疫、凝血等几乎涵盖机体所有重要器官功能的损害，并对病人的术后带来诸多不利影响，不及时治疗将危及病人的生命。大多数患者确诊时已有局部浸润，不能手术，或者已有远处转移,仅有15％-20％的患者可行根治性切除。然而，梗阻性黄疸患者行手术治疗会增加手术风险和术后并发症。金属支架的植入能很快有效开通狭窄的胆管，缓解黄疸，但是由于肿瘤继续生长，常会引起支架堵塞，造成黄疸复发，而在支架置放的同时，积极控制肿瘤的生长，则是提高疗效的关键。

胃癌：全世界中，胃癌是癌症致病原因第五名，并且在癌症致死率排名中为第三名，分別占7％与9％的个案数。在2012年中，有950,000人发病，且723,000人死亡。胃癌最普遍发生于东亚以及东欧地区，并且男性发病的机率是女性的两倍。发生于胃窦幽门部的癌肿可以引起幽门部出口梗阻，严重影响患者的进食和营养摄入。针对不能手术的病人，放疗和化疗疗效有限，支架植入是狭窄再通的首先手段，但是患者只能进食流质饮食，而且支架再狭窄率很高。

结直肠癌：结肠癌是常见的发生于结肠部位的消化道恶性肿瘤，好发于直肠与乙状结肠交界处，以40～50岁年龄组发病率最高，男女之比为2～3:1。在2012年，有140万例新诊断的结肠直肠癌，且造成69.4万人死亡。早期发现可以手术切除，但是很大一部分病人病变晚期或者患者年龄较大、并发其他严重的疾病，不能手术。放化疗等姑息治疗是治疗的主要手段。对于引起肠梗阻的病人，结肠内植入金属支架可以缓解梗阻，但是效果有限。直肠癌是指从齿状线至直肠乙状结肠交界处之间的癌，是消化道最常见的恶性肿瘤之一。直肠癌因其位置深入盆腔，解剖关系复杂，手术不易彻底，术后复发率高。中下段直肠癌与肛管括约肌接近，手术时很难保留肛门及其功能，术前积极治疗缩小肿瘤可以降低肿瘤分期，提高肿瘤切除率和保留肛门的成功率。中下段直肠癌很适合在直肠镜直视下行射频消融治疗，缩小肿瘤。

气管和支气管癌：支气管源性肺癌是一种高度恶性的原发性肺部肿瘤，占肺癌的绝大多数，预后差。支气管源性肺癌占所有肺肿瘤比率的90％以上。原发性肺癌是男性第二常见的癌(13％)，在女性占第三位(13％)。肺癌是男性和女性癌症死亡的最主要原因，在男性为32％，在女性为25％。女性发病率正在迅速上升，本病大多发生于45～70岁之间。非小细胞肺癌Ⅰ期和Ⅱ期的治疗选择手术切除；但Ⅳ期或ⅢB期的病人以及伴有其他严重疾病人不行手术，以全身化疗和放疗治疗为主要手段，对缓解病情效果有限。

原发性肝癌下腔静脉和门静脉癌栓：肝细胞癌(以下简称肝癌)在全球恶性肿瘤发病率排第6位，每年新发的肝癌病例和死亡病例有50％以上发生在中国。我国有肿瘤登记地区的最新数据表明：肝癌发病率居恶性肿瘤第4位，病死率居恶性肿瘤第3位。因早期肝癌临床症状并不明显，70％～80％患者就诊时病情已为进展期。目前，肝癌的治疗总体预后仍不理想。由于肝癌的生物学特性和肝脏解剖学特点，肝癌细胞易侵犯肝内的脉管系统尤其是门静脉系统，形成门静脉癌栓(portal vein tumor thrombus，PVTT)，文献报道其发生率为44.2％～62.2％。肝癌患者一旦出现PVTT，病情发展迅速，短时间内即可发生肝内外转移、门静脉高压症、黄疸、腹腔积液，平均中位生存时间仅为2.7个月。PVTT是肝癌预后的主要不良因素之一，在肝癌的临床分期系统中占有重要的影响。PVTT侵犯门静脉范围分为：Ⅰ型，癌栓侵犯肝叶或肝段的门静脉分支；Ⅱ型，癌栓侵犯至门静脉左支或右支；Ⅲ型，癌栓侵犯至门静脉主干；Ⅳ型，癌栓侵犯至肠系膜上静脉；术后病理学诊断微血管癌栓为Ⅰ₀型。Ⅰ型癌栓尚可手术切除。Ⅱ型-Ⅳ以非手术治疗为主，如门静脉放射性粒子支架、三维适形放射治疗、索拉菲尼治疗、射频消融、激光消融和局部无水酒精注射消融治疗等，但是治疗效果并不理想。原发性肝癌也易侵犯下腔静脉形成癌栓，癌栓阻塞下腔静脉，引起梗阻平面以下的器官淤血水肿，栓子脱落形成肺内转移和全身多脏器转移，未手术的患者大多数在1～5个月内死亡。对于不宜手术取栓且有下腔腔静脉梗阻的病人，以置放放射性粒子腔静脉支架再通血管治疗为首选，但是较难完全消除肿瘤栓子。

不能手术管腔内肿瘤的明确诊断依赖组织病理学，但是如何方便快捷获取足够的病变部位组织样本也是个临床难点。以胆管癌为例进行说明。

胆管癌早期明确诊断并进行合适的治疗是改变其预后的重要手段。肿瘤可以肿块型、管壁生长型和腔内生长型生长。多数肝门部及肝外胆管癌表现为胆管狭窄，而传统的影像学诊断如CT和MRI对其良恶性鉴别仍有较多困难。病理诊断是胆管癌诊断的金标准，然而不同于其他的实质性肿瘤，引起胆管狭窄的病变较难获取有效的组织，取得病理学依据明确诊断是目前胆管癌早期诊断的难点。获得胆管肿瘤细胞的方式有多种，然而理想的取样方法应该安全、操作简单、成本低廉、易于推广、具有较高的灵敏度和特异度。常用的胆管病变组织活检方法有：i.X线透视下或胆管镜直视下细胞刷检，细胞刷检目前仍为胆管狭窄取样的一线方法。尽管其诊断特异性高达100％，其敏感性仅有40％左右。这可能和以下原因有关：(1)胆管癌纤维基质成分多，取到有效的肿瘤组织太少；(2)只能获取狭窄处表浅病变，不能深部取样；(3)所取组织太小。ii.内镜超声(EUS)导引下组织活检。对于不确定性胆管狭窄，胰头占位和胆管壁厚度>3mm，诊断恶性的敏感性为79％～88％，特异性为79％～100％。EUS联合细针抽吸穿刺

(FNA))可对胆管癌特别是形成占位的肿瘤取得病理组织。根据报道，EUS-FNA对于胆管癌的诊断敏感性为47％～89％。而EUS-FNA对远端胆管癌具有更高的诊断敏感性(81％vs.59％)，但不能用于较高部位病变组织的活检。

2.管腔器官内恶性病变非手术治疗方式

1)全身系统性化疗和局部放射治疗，患者常常在根治性手术之后进行化疗，这个化疗的目的是为了巩固手术的效果，消灭残余的病灶，从而预防癌肿的复发。常用的化疗药物可全身应用，也可经动脉插管应用。由于对化疗药物不敏感，肿瘤组织内药物浓度低，效果有限，有难以避免的全身化疗副反应。

2)基因治疗是利用分子生物学方法将目的基因导入患者体内，使之表达目的基因产物，从而使疾病得到治疗，为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术。肿瘤基因治疗的目的基因主要包括细胞因子、Major histocompatibility complex(MHC)分子、协同刺激分子、抗癌基因、反义核酸、肿瘤药物相关基因及病毒基因等。不同于实体脏器的肿瘤如肝脑肾肺的肿瘤，空腔脏器肿瘤较难将大剂量治疗性基因物质导入肿瘤的内部。

3)肿瘤光动力治疗(PDT，Photodynamic therapy)，是光敏剂与相应波长的光，在生物组织中氧的参与下发生光动力反应，产生单线态氧和(或)自由基，从而杀死肿瘤细胞的治疗方法。其过程是，静脉注射光敏剂，癌组织大量吸收光敏剂，而正常组织甚少吸收；特定波长的光照射使组织摄取的光敏剂受到激发，而激发态的光敏剂又把能量传递给周围的氧，生成活性很强的单线态氧，单线态氧和多种生物大分子发生氧化反应，对细胞膜、线粒体、溶酶体等亚细胞结构造成不可逆的损伤，最终导致癌细胞死亡。同时调动机体的免疫系统，激发激活T细胞，有效凋亡原位扩散的肿瘤，清除肉眼不可见的癌灶。光敏剂经静脉注射，肿瘤选择性的摄取，管腔内肿瘤可以用纤维内窥镜将光源导入器官内，对肿瘤进行照射。缺点是经静脉给予光敏剂后肿瘤内部光敏剂浓度较低和皮肤的光敏反应。

综上1)-3)所述，需要研发制造一种能将大剂量治疗药物注射到管腔肿瘤内的介入治疗器械。目前能实现腔内病变药物注射的器械是美国Mercator(美国，加利福利亚)公司的微针球囊系统(美国专利US 20130204131A1，US007744584B2)，其设计原理是将一个微针固定在球囊上，球囊推动微针穿刺入肿瘤病变内部，实现药物注射，但是微针伸出球囊外的长度是0.9mm，针的直径30G，注射深度有限，较难穿透纤维组织较多质地较硬的肿瘤。

4)射频加热/消融治疗

肿瘤组织一般较正常组织血供更为丰富，其耐热能力比正常组织差，在温度达到39℃～40℃时肿瘤细胞停止分裂，41℃～42℃后可引起肿瘤细胞DNA损伤，45℃～50℃导致肿瘤组织的不可逆损伤，超过60℃即可引起肿瘤组织的凝固性坏死。目前临床上能用于管腔内肿瘤热消融治疗的器械是英国Emcision公司研发的Habib Endo HPB双极射频导管，其主要用于胆管恶性肿瘤的热消融治疗。其长1.8m，直径8Fr(2.6mm)，可经皮经肝途径(percutaneous transhepatic cholangiography，PTC)或经内镜途径(endoscopicretrograde cholangio-pancreatography，ERCP)由10Fr鞘将导管末端两个距离8mm的环状电极定位在肿瘤所在部位，该电极能够产生长度约25±3mm的热损伤区。这种射频消融导管有些不足之处：不能实时监测治疗温度；两个环状电极必须和肿瘤组织接触才能达到热消融的效果，环状电极和正常胆管组织接触可导致胆管组织非靶向热消融损伤。

管腔肿瘤射频热疗和消融治疗主要存在以下几个问题：(1)管腔内肿瘤在管壁内不均匀性生长，有的是偏心性生长，或仅部分管壁受累及，这就需要消融电极尽可能深入肿瘤，同时避免正常组织的损伤；(2)中国学者曾采用Emcision公司的Habib Endo HPB双极射频导管治疗肝癌门静脉血管癌栓，但是由于射频消融电极较难贴紧肿瘤，以及正常门静脉管壁的损伤，治疗效果并不满意，因此需要设计一种独特的射频消融导管系统，能将射频消融针精确地置入肿瘤灶内部，又能保持门静脉或者下腔静脉的通畅，以免对已经受损的肝脏带来二次损伤。二、动脉硬化(arteriosclerosis)是指一组以动脉壁增厚、变硬和弹性减退为特征的动脉硬化性疾病。主要累及大动脉(弹力型—主动脉及其一级分支)、中动脉(弹力肌型—冠状动脉、脑动脉等)，病变特征是血中脂质在动脉内膜沉积、平滑肌细胞(smoothmuscle cell，SMC)和结缔组织增生，引起内膜灶性纤维性增厚及粥样斑块形成，使动脉壁变硬，管腔狭窄。动脉粥样硬化多见于40岁以上的男性和绝经期后的女性。本病常伴有高血压、高胆固醇血症或糖尿病等。脑力劳动者较多见，对人类健康危害甚大，为老年人主要病死原因之一。主动脉粥样硬化常无特异性症状。冠状动脉粥样硬化者，若管径狭窄达75％以上，则可发生心绞痛、心肌梗死、心律失常，甚至猝死；脑动脉粥样硬化可引起脑缺血、脑萎缩，或造成脑血管破裂出血；肾动脉粥样硬化常引起夜尿、顽固性高血压、严重者可有肾功能不全；肠系膜动脉粥样硬化可表现为饱餐后腹痛、消化不良、便秘等，严重时肠壁坏死可引起便血、麻痹性肠梗阻等症状；下肢动脉粥样硬化引起血管腔严重狭窄者可出现间歇性跛行、足背动脉搏动消失，严重者甚至可发生坏疽。目前，其治疗途径主要包括：

降低低密度脂蛋白胆固醇LDL水平、降低血压、减体重、锻炼。糖尿病患者需要严格控制他们的血糖。动脉粥样硬化高危人群也可以从服用相应的药物中获益，这些有益的药物包括：他汀(即使胆固醇水平正常或轻度的升高)、阿司匹林或其他抗血小板的药物。对于动脉粥样硬化引起的动脉血管狭窄，常用血管内成形术和金属支架植入术再通血管；对于主动脉斑块引起的夹层动脉瘤，植入金属内支架封闭内膜破口以隔绝假腔，阻止假腔的进一步扩大。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种整合有穿刺针的多功能球囊导管及系统。该独特设计的球囊导管及系统可针对不同类型的肿瘤进行组织活检，或肿瘤内注射治疗药物，或射频加热/消融治疗；基于此系统，采用不同设计，也可用于动脉粥样硬化斑块内治疗药物注射及主动脉夹层动脉瘤的治疗。

针对本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种多功能球囊导管，包括导管和固设于导管远端的偏心性球囊，所述导管包括：

内置穿刺针的穿刺针通道，所述穿刺针的近端被推动时，远端突出于导管外进行穿刺；

通过一开口与偏心性球囊相通的球囊液体(如X线造影剂盐水)注入通道，所述偏心性球囊注入液体后膨胀并推挤穿刺针远端紧贴病变。

进一步地，所述偏心性球囊通过热焊接或激光焊接固设于导管远端。根据治疗病变的不同，球囊有不同设计，单腔或者环状、半环状双腔设计，后者用于需要保持血流通畅血管病变和保持气流通畅气道病变的治疗。

进一步地，所述穿刺针可以由不锈钢材料或形状记忆合金材料制成。不锈钢材料穿刺针远端具有较好的弹性和合适的硬度，塑形后具有形状记忆，膨胀偏心性球囊，穿刺针首先被推挤紧贴病变组织，当穿刺针由近端操控被推出于导管外至合适的长度，可穿刺入病变的内部。形状记忆合金材料穿刺针被推出于导管外，在体温下，远端恢复成预塑形状呈弯曲状态缓慢穿刺入病变组织的内部，治疗完成后，由穿刺针通道注入冰盐水，穿刺针逐渐变直，旋转螺母，穿刺针即可退回到导管内。

进一步地，所述球囊液体注入通道可通过外置的液体注入接口注入液体。

进一步地，所述导管还包括内置导丝的导丝通道，该通道独立于穿刺针通道和球囊液体注入通道，内可置导丝，便于在血管内导引该多功能球囊导管或下述系统到达病变所在部位。

本发明还提供了一种包含多功能球囊导管的系统。

进一步地，上述系统还包括操控系统和多功能转接头，其中：

所述操控系统包括活塞缸体及活塞，所述导管的近端嵌于所述活塞缸体尾端，所述活塞的近段部分位于近段中空的活塞缸体内，部分伸出于活塞缸体，所述活塞的远段深入活塞缸体内和活塞缸体的内壁紧密接触并密封活塞缸体，所述穿刺针的近端依次穿过所述活塞的远段和近段后与所述多功能转接头相连。

优选地，所述活塞的近段为螺栓，所述穿刺针的近端通过设于螺栓上的螺母被推动。

进一步地，所述多功能转接头可以是药物注射转接头、组织抽吸转接头或射频消融转接头。

进一步地，所述导管的近端通过热焊接或激光焊接嵌于所述活塞缸体尾端。

进一步地，所述螺母上设有螺母旋转柄，旋转螺母，可以推动螺栓前进或者后退，螺母的螺旋运动可以转化成直线运动，以推动穿刺针向前进动，穿刺病变组织，或者后退，使得穿刺针退回到导管内。

进一步地，所述活塞缸体的侧壁设有带刻度的标尺，可以准确测量活塞在缸体内前进和后退的距离，精确控制穿刺针在病变内的穿刺深度。

本发明可根据治疗肿瘤所在器官的不同采用不同的导管及系统，其有益效果在于：

(一)对于管腔器官的肿瘤，如胆管、食管、结肠和胃窦部的肿瘤，原发性肝癌门静脉和下腔静脉侵犯，血管壁内形成癌栓，段以上支气管肺癌，将内置金属穿刺针的球囊导管及系统植入管腔肿瘤所在部位后，向偏心性球囊内推注入X线造影剂盐水，膨胀的偏心性球囊推挤穿刺针远端紧贴肿瘤，旋转位于系统近端的螺母，推动穿刺针突出于导管外，远端弯曲的穿刺针穿刺入肿瘤内部，可以向肿瘤内注入治疗药物，如化疗药物，治疗基因，光敏物质等。

本系统可用于治疗的疾病包括，但不仅仅局限于不能手术的食管癌、胃窦幽门癌、恶性梗阻性黄疸、结直肠癌，也可用于治疗巴瑞特食管、结肠息肉等良性病变。对于管腔内的癌性病变可以用内窥镜、计算机辅助断层成像、磁共振成像及增强X线造影等诊断学技术确定病变的范围、厚度、管腔的狭窄程度。胆管疾病经计算机辅助断层成像(CT)、磁共振成像(MRI)、磁共振胰胆管造影

(MRCP)、内窥镜逆行胰胆管造影(ERCP)、经皮穿肝胆道造影(PTC)技术确定病变的范围、胆管狭窄部位、病变的大小。本系统可以经过内窥镜及X线透视下放置于管腔病变所在部位，将球囊置于肿瘤所在部位，注射药物，治疗肿瘤。本系统也可以用于管腔肿瘤金属内支架内生长引起的支架狭窄的治疗。

如果CT和MRI及其他影像学技术不能明确病变的厚度，管腔内超声可以用于确定病变的厚度。

(二)对于不明原因的管腔器官的狭窄，主要是难以获取病理组织的胆管病变和血管内病变，如下腔静脉和门静脉内良恶性栓子的鉴别，本穿刺针/球囊导管系统可以用来组织取材活检。将内置金属穿刺针的球囊导管及系统植入管腔病变所在部位后，向偏心性球囊内推注入X线造影剂盐水，膨胀的偏心性球囊推挤穿刺针远端紧贴肿瘤，旋转位于系统近端的螺母，推动穿刺针突出于导管外，远端弯曲的穿刺针穿刺入肿瘤内部，负压抽吸，病变组织进入穿刺针，减压回缩球囊，旋转位于近端操控系统的螺母，退回穿刺针至导管内，将整个系统撤出于导管鞘，回收病变组织。重新经导管鞘将系统植入病变部位，调整位置，多点活检。

(三)本系统还能用作管腔肿瘤射频消融治疗，通过事先置入管腔的导管鞘(6-10Fr.),将内置金属穿刺针的球囊导管及系统植入管腔病变所在部位后，向偏心性球囊内推注入X线造影剂盐水，膨胀的偏心性球囊推挤穿刺针远端紧贴肿瘤，旋转位于系统近端的螺母，推动穿刺针突出于导管外，远端弯曲的穿刺针穿刺入肿瘤内部，近端通过电缆联接射频消融治疗仪，对肿瘤进行射频加热/消融治疗。治疗温度50-70℃，时间10-15分钟。对于累及管壁范围较广的病变，可以在影像技术的引导下采取多点治疗的策略。

(四)本系统还能用作动脉粥样硬化、血管内血栓形成等原因引起的血管管腔狭窄的治疗。采用环状双腔球囊，该独特设计的球囊将最大限度的减少对动脉血流的影响。导管内有三通道，分别为用于向球囊内注射盐水的球囊通道、穿刺针通道以及金属导丝通道。在X线透视下，通过导管和导丝交换技术，将治疗系统输送到粥样硬化斑块所在的血管内。膨胀球囊，在CT、MRI、X线及血管内超声成像导引下，穿刺针远端穿刺入粥样硬化斑块内部，向斑块内注射治疗药物，如抗炎药物，生物药物(如：斑块治疗基因、抗体、生物靶向药物)等等。针对主动脉夹层动脉瘤伴内膜瓣破口，设计一个半环双腔球囊，膨胀球囊后仍能保持主动脉血流通畅，球囊可以压迫内膜破口，闭塞破口，可用于夹层动脉瘤破裂急救；或者环状双腔球囊结合穿刺针，穿刺针可以穿刺入斑块内，向夹层动脉瘤内注射药物，如凝血酶等等。

附图说明

图1显示本发明导管远端固设有偏心性球囊和内置金属穿刺针的球囊导管系统，其中：11—多功能转接头，12—螺母，13—活塞近段，14—活塞远段，15—活塞缸体，16—球囊通道盐水接头，17—导管，18—穿刺针，19—偏心性球囊，20—管腔壁，21—肿瘤。

图2显示本发明中的球囊膨胀时穿刺针在管腔中的相对位置。11—多功能转接头，12—螺母，13—活塞近段，14—活塞远段，15—活塞缸体，16—球囊通道盐水接头，17—导管，18—穿刺针，19—偏心性球囊，20—管腔壁，21—肿瘤。

图3a.显示活塞缸体腔内冰盐水注射通道，22—冰盐水注射接头；图3b.显示导管活塞的截面图，14—活塞远段，15—活塞缸体，18—穿刺针。

图4a.显示活塞缸体中空段侧壁上刻度标尺局部放大图，23—标尺；图4b.显示穿刺针操控系统正面视图，12—螺母，24—旋转手柄，13—活塞近段，18—穿刺针；图4c.显示系统的远端：19—偏心性球囊，26—开口，25—穿刺针通道。

图5显示置入癌栓门静脉内的球囊导管系统，19—偏心性球囊，25—穿刺针通道，27—A腔，28—B腔，29—球囊液体注入通道，30—薄膜。

图6显示置入硬化斑块动脉内的球囊导管系统，19—偏心性球囊，31—动脉管壁，32—导丝通道开口，33—粥样硬化斑块，35—导丝出口。

图7显示用于封闭主动脉夹层动脉瘤内膜破口的双腔球囊，19—偏心性球囊，31—动脉管壁，32—导丝通道开口，33—主动脉夹层动脉瘤，34—假腔，36—内膜破口，37—球囊液体注入通道，39—球囊注射接口。

图8显示用于主动脉夹层内药物注射球囊导管系统，18—穿刺针，19—偏心性球囊，31—动脉管壁，32—导丝通道开口，33—主动脉夹层动脉瘤，34—假腔，36—内膜破口。

具体实施方式

根据肿瘤所在部位及种类的不同，本发明实时监测温度的内冷却微波导管及系统可以采用不同的结构形式，以下结合图例对本发明的技术实现进行描述。

(1)对胆管、食管、结直肠和胃窦等空腔脏器的肿瘤的治疗

本发明提供一种在导管远端固设有偏心性球囊的射频消融/药物注射导管(为与下述另一种导管区分，以下将该导管称为球囊导管)及系统，其通过内窥镜或/和通过X线影像设备的引导将其植入人体管腔器官。导管的直径最小可到1.85-2.0mm，可以通过事先置放在管腔内的6-10Fr的导管鞘将球囊导管系统定位在将要治疗的肿瘤部位。如图1和2所示，将系统置入人体管腔器官，管腔壁20上有向管腔内突出生长的肿瘤21，导管17的远端段固设有偏心性球囊19，偏心性球囊根据管腔内肿瘤的形态，管腔的狭窄程度及肿瘤质地可以采用不同的材料，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚烯烃共聚物(POC)，尼龙(nylon)等材料做成的球囊通过球囊通道盐水接头16注入含X线对比增强剂的生理盐水溶液后膨胀到固定的直径，形状呈半梭状，内压2-8atm，适用于质地较硬的肿瘤，狭窄段内径较小，膨胀球囊可以扩张狭窄段。对于狭窄段内径较宽的肿瘤所在的管腔段，可以选用硅橡胶或者乳胶材料制作的球囊，该种球囊可以膨胀到较大的尺寸，与上述材料制作的球囊比较，这种材料的球囊伸缩性好，收缩的球囊横截面较小，避免大直径球囊需要内径较大的输送导鞘的问题。本图例显示的球囊为半椭圆形，实际应用不仅仅限于该外形，根据病变的特点如狭窄段内径、肿瘤质地，选用不同的球囊，球囊外形也可不同。图中所示膨胀的球囊推挤穿刺针18的远端紧贴肿瘤。

本发明设计的导管近端为金属穿刺针的操控系统，其由医用塑料制作的活塞缸体15及活塞组成，活塞优选是一个一体化元件，活塞近段13为长螺栓，部分位于近段中空的活塞缸体15内，部分伸出于缸体15外，活塞远段14的横断截面为圆角正方形(图3b)，可深入缸体内，并和缸体紧密接触并密封缸体。穿刺针18穿过活塞与注射转接头或者射频消融转接头相连。根据肿瘤不同的治疗方式，穿刺针既可以中空，在CT、MRI、X线及超声成像或者纤维内镜的导引下，旋动螺母12，推进穿刺针18向前进动，穿刺针远端穿刺入肿瘤21内部(图2)，向瘤体内注射治疗药物，药物包括化疗药物，纳米/微球携带的化疗药物，生物药物(如：肿瘤治疗基因、抗体、生物靶向药物)，光敏药物等等；穿刺针也可以用作射频消融电极，近端多功能转接头11可以和电缆连接，电缆接入射频发生器，对肿瘤进行射频消融治疗；中空的穿刺针内部可以整合热偶温度测量电极，电极的直径最小可以到0.1mm，实现对射频治疗温度的监测。穿刺针18可以由具有合适弹性和硬度的不锈钢制成，推出导管后，远端呈近垂直状态进入肿瘤内部，一个消融点治疗结束，反方向旋动螺母12，可以将穿刺针远端退回到导管内。

所述的穿刺针18可选用记忆合金材料，缓慢地将穿刺针推出导管外的远端，在体温下穿刺针恢复记忆形变，成角30°-90°，同时膨胀球囊，成角的针尖顺势刺入病变组织，实现病变内注入药物或者进行射频消融治疗；活塞远段14与活塞缸体15紧密接触，封闭缸体(图2和图3a)，在缸体内有出口与冰盐水注射接头22相连接，单点治疗结束，向穿刺针通道注射冰盐水，针远端的成角状态消失，成直线状态，同时缓慢排空球囊，旋动操控系统的螺母12以后撤穿刺针，穿刺针退回至导管17内。在X线、CT、MRI、纤维内窥镜、管腔内超声的导引下，移动治疗系统，实现对病变另一点的治疗。

导管17管壁的材料可以用PET、PTFE、nylon、Polypropylene、PVC等高分子材料。导管结构组成设计包括圆顿光滑的远端，内有两个通道，一个是穿刺针通道25，内置穿刺针18，该通道的远端有开口，内壁有金属内衬以保护导管，以免穿刺针在导管内移动，刺破导管(图4c)。另一通道为向球囊内注射X线对比增强剂盐水通道，通道远端在球囊内开口(即开口26)，近端封闭，并有注射接头(即球囊通道盐水接头16)与之相通，造影剂盐水可以膨胀球囊，以推挤穿刺针紧贴待治疗的肿瘤组织(图2)。导管的近段嵌入近端操控系统活塞缸体15内，穿刺针的近段依次穿过圆角方形的活塞远段14，活塞近段13后与多功能转接头11相连(图2和图4b)。活塞缸体近段中空，内有标尺23，可以准确测量进针和退针的长度(图4a)。

(2)对门静脉和下腔静脉癌栓、咽喉和气管癌，和中央型肺癌的治疗

针对门静脉(直径10-15mm)或者下腔静脉的癌栓、咽喉和气管癌、和中央型肺癌瘤内注射药物或者射频/加热治疗，膨胀的球囊不能堵塞血管内血流和气道气流。以门静脉癌栓为例，正常肝脏耐受缺血的时间小于半小时，肝癌一般都有肝炎肝硬化的背景，肝功能储备降低，耐受缺血的时间更短，单部位一次射频消融治疗一般需要10分钟以上，门静脉血流的完全阻断将损害肝脏。门静脉血栓形成也是个棘手的疾病，不同于过往直接在门静脉内注射溶栓药，虽然可以用上述系统向血栓内缓慢注射溶栓药物，但需要球囊膨胀很长时间。鉴于此，发明人对以上描述的治疗系统中包含的球囊部分进行特殊的设计。如图5所示，偏心性球囊19设计成半环状，纵轴切面是半环状，横断截面呈哑铃状，截面上下显示为A腔27和B腔28，中间由薄膜30连接，A腔和B腔周边相互连通，该设计的优点在于保持最大膨胀直径的条件下，明显降低横断面积，具体数值比较见表1，这样在取得最好治疗效果的同时最大程度地保持血流或者气流的通畅。

表1单腔球囊和双腔半环状球囊横截面面积比较

具体应用方法：

经皮经肝穿刺门静脉途径(Percutaneous Transhepatic Portal Access)，在门静脉内植入8-10Fr.导管鞘，置入猪尾血管造影导管，肠系膜上静脉/门静脉内注射X线造影剂实施直接门静脉造影，以显示癌栓的部位，狭窄的长度及程度，累及门静脉的范围。而后经导管鞘送入治疗系统，将穿刺针远端定位在肿瘤所在部位。对肝癌下腔静脉癌栓，在腹股沟处穿刺经股静脉，置入8-10Fr.导管鞘，置入猪尾血管造影导管，注射造影剂行下腔静脉造影，以显示癌栓的部位，狭窄的长度及程度，累及下腔静脉的范围，同样地将治疗系统输送到癌栓所在的部位。对喉气管支气管癌，可用气管和支气管内窥镜联合X线透视，置入8-10Fr.导管鞘，后将治疗系统输送到癌栓所在的部位。

如图5所示，管腔壁20上有向管腔内突出生长的肿瘤21，球囊导管远端段固设有半环状的偏心性球囊19，偏心性球囊根据管腔内肿瘤的形态，管腔的狭窄程度及肿瘤质地可以采用不同的材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚烯烃共聚物(POC)，尼龙(nylon)等。偏心性球囊19内注入含X线对比增强剂的生理盐水溶液后膨胀到固定的直径，形状呈半环状，内压2-8atm，对质地较硬的肿瘤，狭窄段内径较小，膨胀球囊可以扩张狭窄段。图5所示膨胀的偏心性球囊19推挤穿刺针18的远端紧贴肿瘤21，伸出导管的穿刺针18穿刺入肿瘤内部，实现肿瘤内给药或者射频消融。

穿刺针的操控如上所述，根据肿瘤的不同治疗方式，穿刺针既可以中空，在CT、MRI、X线及超声成像或者纤维内镜的导引下，旋动螺母12，推进穿刺针18向前进动，穿刺针远端穿刺入肿瘤21内部(图5)，向瘤体内注射治疗药物，药物包括化疗药物，纳米/微球携带的化疗药物，生物药物(如：肿瘤治疗基因、抗体、生物靶向药物)，光敏药物等等；穿刺针也可以用作射频消融电极，近端多功能接头11可以和电缆连接，电缆接入射频发生器，对肿瘤进行射频消融治疗；中空的穿刺针内部可以整合热偶温度测量电极，电极的直径最小可以到0.1mm，实现对射频治疗温度的监测。穿刺针18可以由具有合适弹性和硬度的不锈钢制成，推出导管后，远端呈近垂直状态进入肿瘤内部，一个消融点治疗结束，反方向旋动螺母12，可以将穿刺针远端退回到导管内。

同上所述，穿刺针18也可选用记忆合金材料，缓慢地将穿刺针推出导管外的远端，在体温下穿刺针恢复记忆形变，成角30°-90°，同时膨胀球囊，成角的针尖顺势刺入病变组织，实现病变内药物注射或者进行射频消融治疗；活塞远段14与活塞缸体15紧密接触，封闭活塞缸体15，在活塞缸体15内有出口与冰盐水注射接头(该图未示出，原理及结构同图3a)相连接，单点治疗结束，向穿刺针通道25注射冰盐水，针远端的成角状态消失，成直线状态，同时缓慢排空球囊，旋动操控系统的螺母12以后撤穿刺针，穿刺针退回至导管内。在X线、CT、MRI、纤维内窥镜、管腔内超声的导引下，移动治疗系统，实现对病变另一点的治疗。

导管管壁的材料可以用PET、PTFE、nylon、Polypropylene、PVC等高分子材料。导管结构组成设计包括圆顿光滑的远端，内有两个通道，一个是穿刺针通道25，内置穿刺针18，该通道的远端有开口，内壁有金属内衬以保护导管，以免穿刺针在导管内移动，刺破导管。另一通道为球囊液体注入通道29，用于向球囊内注射X线对比增强剂生理盐水，通道远端在球囊内开口，近端封闭，并有注射接头与之相通相连，造影剂盐水可以膨胀球囊，以推挤穿刺针紧贴待治疗的肿瘤组织。导管的近段嵌入近端操控系统活塞缸体15内，穿刺针18的近段依次穿过圆角方形活塞远段14，活塞近段13后与多功能转接头11相连。活塞缸体近段中空，内有标尺，可以准确测量进针和退针的长度。

(3)对无破裂动脉粥样硬化斑块的治疗

如图6所示，在以上所描述的球囊导管整合穿刺针治疗系统的基础上，同样采用环状双腔球囊，该独特设计的球囊将最大限度的减少对动脉血流的影响。所不同的是，导管内有三通道，分别为用于向球囊内注射盐水的球囊通道、穿刺针通道以及金属导丝通道。现以颈动脉动脉粥样硬化斑块的治疗进行说明具体实施方法：在腹股沟处穿刺股动脉，置入5-10Fr.导管鞘，在X线透视下，通过导管和导丝交换技术，将导丝置入颈动脉内，沿导丝送入猪尾造影导管，行颈动脉造影，明确斑块的位置、长度、引起动脉狭窄的程度，然后退出造影导管。固定导丝于血管内，导丝近端由导管远端的导丝通道开口32送入导丝通道，并由导丝出口35出导管，固定导丝，将治疗系统沿着导丝经导管鞘输送到粥样硬化斑块33所在的血管31内。类似与门静脉癌栓的治疗，穿刺针的操控如上所述，在CT、MRI、X线及血管内超声成像导引下，结合MRI斑块成像，将导管的穿刺针侧对准斑块，旋动螺母12，透过刻度标尺，缓慢推进穿刺针18向前进动，并实时监测进针的深度，穿刺针远端穿刺入粥样硬化斑块33内部，向瘤体内注射治疗药物，药物包括粥样斑块抗炎药物，生物药物(如：斑块治疗基因、抗体、生物靶向药物)等等。用于药物注射的穿刺针18可以由具有合适弹性和硬度的不锈钢制成，推出导管后，远端呈近垂直状态进入斑块内部，实现斑块内给药。

同上所述，穿刺针18也可选用记忆合金材料，缓慢地将穿刺针推出导管外的远端，在体温下穿刺针恢复记忆形变，成角30°-90°，同时膨胀球囊，成角的针尖顺势刺入病变组织，实现粥样硬化斑块内的药物注射以治疗斑块，药物的注射应该在X线、CT、MRI、管腔内超声成像的监视下进行，以实时评估药物在斑块内的分布。活塞远段14与活塞缸体15紧密接触，封闭缸体，在缸体内有出口与冰盐水注射接头(该图中未示出)相连接，斑块内药物注射结束，向穿刺针通道注射冰盐水，针远端的成角状态消失，成直线状态，同时缓慢排空球囊，旋动操控系统的螺母12以后撤穿刺针，穿刺针退回至导管17内。旋即经股动脉导管鞘退出治疗系统。颈动脉粥样硬化斑块的治疗技术和方法也可以用于其他动脉粥样硬化斑块的治疗，如主动脉粥样硬化斑块、肾动脉斑块、下肢动脉斑块等。

(4)对主动脉夹层动脉瘤的治疗

主动脉夹层是指主动脉腔内的血液，从主动脉内膜撕裂口进入主动脉中膜，使中膜分离，并沿主动脉长轴方向扩展，从而造成主动脉真假两腔分离的一种病理改变。主动脉夹层是最常见与最危险的主动脉急性疾病，该病发病突然且病情发展迅速、病死率高，夹层一旦破裂，预后很差，病死率较高，可导致猝死等严重后果。针对有内膜破口的夹层动脉瘤，我们设计双腔环状球囊(图7)，导管内有两个通道，分别为球囊液体注射通道，金属导丝通道。具体实施方法：在腹股沟处穿刺股动脉，置入5-10Fr.导管鞘，在X线透视下，通过导管和导丝交换技术，将导丝置入主动脉夹层动脉瘤33的内膜破口部位，沿导丝送入猪尾造影导管，行主动脉造影，并结合MRI和CT主动脉成像，将球囊导管系统输送到内膜破口36所在的动脉管壁31内，X线透视成像导监测，经球囊注射接口39向偏心性球囊19内注入造影剂生理盐水，膨胀的双腔环状的偏心性球囊19挤压并封闭内膜破口36，阻断假腔34内的血流。根据破口的大小和长度，可以选用10-50mm长度的球囊。双腔环状球囊设计的优点在于：1)膨胀的球囊不会阻塞动脉内血流；2)可用于夹层动脉瘤破裂的急救，球囊膨胀可以堵塞内膜破口，阻断经破口的血流，为采取进一步的治疗措施赢得时间；3)堵塞内膜破口，夹层内静止的血流凝结，可以从一定程度上从夹层内封闭破口和阻断血流。

该球囊也可以结合以上所述之设计，整合穿刺针，向夹层动脉瘤内注射治疗药物，如凝血酶，封闭内膜破口的同时，加速夹层内血液的凝结。所不同的是穿刺针的出口位于离球囊近侧5mm-10mm的位置。具体实施方法：如图8所示，在以上所描述的球囊导管整合穿刺针治疗系统的基础上，同样采用双腔环状球囊，导管内有三通道，分别为球囊液体注射通道、穿刺针通道以及金属导丝通道。在腹股沟处穿刺股动脉，置入5-10Fr.导管鞘，在X线透视下，通过导管和导丝交换技术，将导丝置入主动脉内，沿导丝送入猪尾造影导管，行主动脉造影，并结合MRI和CT夹层动脉瘤成像，将治疗系统输送到假腔34的内膜破口36所在的动脉管壁31内。类似于门静脉癌栓的治疗，穿刺针的操控如上所述，在CT、MRI、X线及血管内超声成像导引下，旋动螺母12，透过刻度标尺，缓慢推进穿刺针18向前进动，并实时监测进针的深度，穿刺针18远端穿刺入主动脉夹层动脉瘤33内部，向瘤体内注射治疗药物，药物包括生物相容硬化剂，凝血酶等，以促进假腔内血液的快速凝结等。同样，用于药物注射的穿刺针18可以由具有合适弹性和硬度的不锈钢制成，推出导管17后，远端呈近垂直状态进入斑块内部，实现斑块内给药。

Claims (10)

1.一种多功能球囊导管，包括导管和固设于导管远端的偏心性球囊，所述导管包括：

内置穿刺针的穿刺针通道，所述穿刺针的近端被推动时，远端突出于导管外进行穿刺；

通过一开口与偏心性球囊相通的球囊液体注入通道，所述偏心性球囊注入液体后膨胀并推挤穿刺针远端紧贴病变。

2.如权利要求1所述的一种多功能球囊导管，其特征在于，所述偏心性球囊通过热焊接或激光焊接固设于导管远端。

3.如权利要求1所述的一种多功能球囊导管，其特征在于，所述穿刺针由不锈钢材料或形状记忆合金材料制成。

4.如权利要求1所述的一种多功能球囊导管，其特征在于，所述导管还包括内置导丝的导丝通道，该通道独立于穿刺针通道和球囊液体注入通道，内置导丝。

5.包含权利要求1-4任一项所述的一种多功能球囊导管的系统。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括操控系统和多功能转接头，其中：

所述操控系统包括活塞缸体及活塞，所述导管的近端嵌于所述活塞缸体尾端，所述活塞的近段部分位于近段中空的活塞缸体内，部分伸出于活塞缸体，所述活塞的远段深入活塞缸体内和活塞缸体的内壁紧密接触并密封活塞缸体，所述穿刺针的近端依次穿过所述活塞的远段和近段后与所述多功能转接头相连。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述活塞的近段为螺栓，所述穿刺针的近端通过设于螺栓上的螺母被推动。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多功能转接头包括药物注射转接头、组织抽吸转接头或射频消融转接头。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述导管的近端通过热焊接或激光焊接嵌于所述活塞缸体尾端。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述活塞缸体的侧壁设有带刻度的标尺。