CN111374755A - 具有减小的搅动的医疗装置轴 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“具有减小的搅动的医疗装置轴”。本发明提供一种医疗探针，该医疗探针包括柔性插入管，该柔性插入管具有近侧段和可偏转远侧段，并且容纳纵向延伸穿过插入管的第一管腔和第二管腔，其中第一管腔和第二管腔在近侧段中彼此缠绕，并且在可偏转远侧段中彼此平行地延伸。该医疗探针还包括第一线和第二线，该第一线和第二线分别延伸穿过第一管腔和第二管腔，并且具有相应的第一远侧端部和第二远侧端部，该第一远侧端部和第二远侧端部锚固在插入管的可偏转远侧段内。

Description

具有减小的搅动的医疗装置轴
技术领域
本发明整体涉及侵入式探针，并且具体地涉及具有可偏转远侧段的医疗探针。
背景技术
一些医疗手术诸如标测身体器官(例如心脏)的腔体通过将医疗探针插入腔体中来执行。在一些构型中，医疗探针包括可沿平面偏转的远侧段。偏转(即，连同医疗探针的延伸、回缩和旋转)使得可偏转远侧段的远侧末端能够接合体腔中不同位置处的组织。
在附加的构型中，医疗探针可递送射频(RF)电流以消融与探针的远侧端部接触的组织，以便提供治疗结果。在另选的构型中，医疗探针可递送不同的能量源，诸如激光、超声或低温冷却，以便提供治疗结果。
授予Webler的美国专利申请2010/0057050描述了被构造用于增量旋转的导管。该导管包括轴，该轴具有远侧节段，该远侧节段包括增量旋转诱导特征部，该增量旋转诱导特征部在轴旋转时最小化轴的搅动。增量旋转诱导特征部的示例包括围绕轴环向间隔开的具有较低弯曲模量的两个或更多个纵向轴部分。
授予Chow等人的美国专利申请2005/0070844描述了可偏转导管。该导管包括轴，该轴具有近侧节段和比近侧节段更柔性的远侧节段。导管还包括针组件和设置在管腔中的腱，该管腔在近侧节段处大致居中地位于轴内，并且在远侧节段处位于轴的偏心处。在一些实施方案中，腱和针组件彼此缠绕。
授予Hayzelden等人的美国专利申请2002/0165461描述了一种具有用于抵抗轴向压缩负载的轴支撑系统的可操纵导管。该导管具有相对柔性的远侧端部区域，并且包括扭矩传递系统以增强从柄部到远侧末端的扭矩传递。扭矩传递系统包括在相对柔性的远侧端部区域内的扁平带，以增强穿过导管的远侧端部区域的扭矩传递。
授予Webster的美国专利6,183,463描述了一种具有双向控制柄的双向可操纵导管。该导管包括由线对形成的热电偶。线对的线彼此电隔离(其远侧端部除外)，缠绕在一起，并且覆盖有短件的塑料管且覆盖有环氧树脂。
授予McDaniel等人的美国专利申请2006/0184106描述了一种具有平面中偏转的可操纵导管。该导管在导管主体的远侧端部处具有末端节段，该末端节段包括具有一对沿直径相对的管腔的柔性塑料管。导管还包括两根牵拉线，线中的每根线延伸穿过末端节段中的一对管腔中的一个管腔并延伸穿过导管主体，在其近侧端部处锚固到控制柄，并且在其远侧端部处锚固到末端节段。
以引用方式并入本专利申请的文献被视为本申请的整体部分，不同的是如果这些并入的文献中限定的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应仅考虑本说明书中的定义。
以上描述给出了本领域中相关技术的总体概述，并且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
根据本发明的实施方案，提供了一种医疗探针，所述医疗探针包括：柔性插入管，所述柔性插入管具有近侧段和可偏转远侧段，并且容纳纵向延伸穿过所述插入管的第一管腔和第二管腔，其中所述第一管腔和所述第二管腔在所述近侧段中彼此缠绕，并且在所述可偏转远侧段中彼此平行地延伸；以及第一线和第二线，所述第一线和所述第二线分别延伸穿过所述第一管腔和所述第二管腔，并且具有相应的第一远侧端部和第二远侧端部，所述第一远侧端部和所述第二远侧端部锚固在所述插入管的所述可偏转远侧段内。
在一个实施方案中，所述医疗探针还包括第一压缩线圈和第二压缩线圈，所述第一压缩线圈和所述第二压缩线圈分别容纳所述第一线和所述第二线，并且分别包括所述第一管腔和所述第二管腔。在附加的实施方案中，所述医疗探针还包括分别容纳所述第一压缩线圈和所述第二压缩线圈的第一管状结构和第二管状结构。
在另一个实施方案中，所述医疗探针还包括纵向延伸穿过所述插入管的第三管腔，其中所述第一管腔、所述第二管腔和所述第三管腔在所述近侧段中彼此缠绕。在补充实施方案中，所述医疗探针还包括延伸穿过所述第三管腔的一个或多个功能元件，其中给定的功能元件选自由附加线、缆线和冲洗管线组成的列表。
在一些实施方案中，在所述线中的每根线上的牵拉以不同的相应方向偏转所述可偏转远侧段。在一个实施方案中，在所述近侧段中彼此缠绕的所述第一管腔和所述第二管腔限制所述探针在其旋转时的搅动。在另一个实施方案中，所述第一线和所述第二线包括相应的第一近侧端部和第二近侧端部，并且所述医疗探针还包括柄部，所述柄部联接到所述第一近侧端部和所述第二近侧端部以便控制在所述线上的所述牵拉。在附加的实施方案中，所述偏转处于二维平面中。
在另外的实施方案中，所述线的所述第一端部和所述第二端部分别锚固在所述插入管的所述可偏转远侧段内的不同的相应点处。
根据本发明的实施方案，还提供了一种用于制造医疗探针的方法，所述方法包括：提供柔性插入管，所述柔性插入管具有近侧段和可偏转远侧段，并且容纳纵向延伸穿过所述插入管的第一管腔和第二管腔，其中所述第一管腔和所述第二管腔在所述近侧段中彼此缠绕，并且在所述可偏转远侧段中彼此平行地延伸；以及使第一线和第二线分别延伸穿过所述第一管腔和所述第二管腔，所述第一线和所述第二线具有相应的第一远侧端部和第二远侧端部，所述第一远侧端部和所述第二远侧端部锚固在所述插入管的所述可偏转远侧段内。
附图说明
本文参照附图，仅以举例的方式描述本公开，其中：
图1为根据本发明的实施方案的医疗系统的示意图，该医疗系统包括具有可偏转远侧节段的医疗探针；
图2为根据本发明的实施方案的医疗探针的示意性纵向剖面图；
图3为根据本发明的实施方案的在心腔内部的可偏转节段的示意图。
具体实施方式
本发明的实施方案描述了具有柔性插入管的医疗探针，该柔性插入管包括近侧段和可偏转远侧段。医疗探针包括纵向延伸穿过插入管的第一管腔和第二管腔，其中第一管腔和第二管腔在近侧段中彼此缠绕，并且在可偏转远侧段中彼此平行地延伸。在近侧，管腔由被聚合物管围绕的中空线圈形成。这些被称为“压缩线圈”的线圈以压缩的方式固定，使得线圈被向下压紧，从而允许压缩线圈具有高的轴向强度，但具有远大于金属管的柔韧性。医疗探针还包括分别延伸穿过第一管腔和第二管腔的第一线和第二线，该线具有相应的第一远侧端部和第二远侧端部，该第一远侧端部和第二远侧端部可以锚固在插入管的可偏转远侧段内的不同相应点处。
在医疗手术期间，近侧段可被护套或解剖结构压弯。如果压缩线圈平行地沿近侧段的长度延伸，则近侧段可具有与旋转有关的刚度。由于这种刚度，当探针的近侧段被医疗专业人员扭转(即，旋转)时，可发生搅动(即，远侧节段的非期望的旋转运动)。这可导致探针难以到达解剖结构的某些位置并且难以在解剖结构的某些位置保持稳定，并且由于非预期的导管运动，尤其是在治疗的递送期间，可存在潜在的安全问题。在实施本发明的实施方案的医疗探针中，压缩线圈在近侧段中彼此缠绕。因此，探针的近侧段是旋转对称的，并且不具有优先弯曲方向。因此，实施本发明的实施方案的医疗探针的远侧段在被医疗专业人员扭转时通常具有最小的搅动。
系统描述
图1为根据本发明的实施方案的包括医疗探针22和控制台24的医疗系统20的示意性图解。医疗系统20可以基于例如由Biosense Webster Inc.(33Technology Drive,Irvine,CA 92618USA)生产的
Figure BDA0002341461300000041
系统。在下文所述的实施方案中，医疗探针22可用于诊断或治疗处理，诸如用于在患者28的心脏26中标测电势。另选地，医疗探针22可以必要的变更用于心脏或其它身体器官中的其它治疗和/或诊断目的。
探针22包括插入管30和联接到插入管的近侧端部的柄部32。通过操纵柄部32，医疗专业人员34可以将探针22插入患者28的体腔中。例如，医疗专业人员34可以通过患者28的血管系统插入探针22，使得探针22的远侧端部36进入心脏26的腔室并且在期望的一个或多个位置处接合心内膜组织。
控制台24通过缆线38连接到体表电极，该体表电极通常包括附连到患者28的粘合剂皮肤贴片40。控制台24包括处理器42，该处理器与电流跟踪模块44结合，基于在粘合剂皮肤贴片40与附连到远侧端部36的电极46之间测量的阻抗和/或电流来确定心脏26内部的远侧端部36的位置坐标。除了在医疗手术期间用作位置传感器之外，电极46还可执行其它任务，诸如测量心脏26的电活动。
如上所述，结合电流跟踪模块44，处理器42可基于在粘合剂皮肤贴片40与电极46之间测量的阻抗和/或电流来确定心脏26内部的远侧端部36的位置坐标。这种确定通常在已经执行了将阻抗或电流与远侧端部的已知位置相关的校准过程之后。在一些实施方案中，电极46可被配置成将信号施加到心脏26中的组织，并且/或者测量在心脏中某一位置处的某种生理特性(例如，局部表面电势)。
处理器42可包括通常被配置为现场可编程门阵列(FPGA)的实时降噪电路48，之后是模数(A/D)信号转换集成电路50。处理器可以将信号从A/D电路50传递到另一个处理器，并且/或者可以被编程以确定上面提到的位置坐标。
尽管图1所示的医疗系统使用基于阻抗或电流的感测来测量远侧端部36的位置，但可使用其它位置跟踪技术(例如，使用基于磁的传感器的技术)。基于阻抗和电流的位置跟踪技术在例如美国专利5,983,126，6,456,864和5,944,022中有所描述。上文所述的位置感测的方法在上述
Figure BDA0002341461300000051
系统中实现，并且在上文引用的专利中详细描述。
控制台24还包括输入/输出(I/O)通信接口51，该输入/输出(I/O)通信接口使得控制台能够传递来自电极46和粘合剂皮肤贴片40的信号，并且/或者将信号传递到该电极和粘合剂皮肤贴片。基于从电极46和粘合剂皮肤贴片40接收的信号，处理器42可生成示出患者身体中远侧端部36的位置的标测图52。在手术期间，处理器42可在显示器54上将标测图52呈现给医疗专业人员34，并且将表示标测图的数据存储在存储器56中。存储器56可包括任何合适的易失性存储器和/或非易失性存储器，诸如随机存取存储器或硬盘驱动器。在一些实施方案中，医疗专业人员34可使用一个或多个输入装置58操纵标测图52。在另选的实施方案中，显示器54可包括触摸屏，该触摸屏可被配置为除了呈现标测图52之外，还接受来自医疗专业人员34的输入。
图2为根据本发明的实施方案的探针22的示意性纵向剖面图。插入管30包括近侧段60和可偏转远侧段62，它们均被生物相容性柔性材料64覆盖。远侧段62包括近侧端部104。
插入管30包括在插入管30内纵向延伸并包括相应管腔70和72的一对管状结构(本文中也简称为管)66和68。管腔70和72(即管66和68)在近侧段60内彼此缠绕，并在可偏转远侧段62内彼此平行地延伸。在一些实施方案中，远侧段62可通过挤出工艺形成，并且管腔可在挤出中形成为比近侧管大的单独管。在组装期间，较小直径的近侧管可粘结在较大直径的远侧管内，从而产生不连续的管腔。在本发明的实施方案中，术语彼此平行表示管腔在预定公差内平行，该预定公差为例如10度、5度或2度。
探针22还包括一对压缩线圈74和76，该压缩线圈具有相应的远侧端部106和108，并且分别容纳在管66和68内。在一个实施方案中，压缩线圈74和76分别用粘结材料诸如聚氨酯粘合剂或环氧树脂(未示出)固定到段62中的管腔的近侧端部110和112。在这些固定位置与远侧端部106和108之间，压缩线圈中的每个压缩线圈可被成形为不被向下压紧。这允许远侧段62中的压缩线圈的任何未固定段在偏转期间压缩并且不防止运动。另选地，压缩线圈74和76可以在近侧固定位置(例如，位置110和/或位置112)终止，并且低摩擦柔性管(未示出)可以放置在牵拉线之上。在该实施方案中，柔性管的长度可以被选择为比固定位置110和112与远侧位置106和108之间的距离短1mm-5mm，从而确保柔性管不会防止期望的偏转。探针22还包括一对牵拉线78和80，它们分别容纳在线圈74和76内，并具有相应的近侧端部82和84以及相应的远侧端部86和88。
在一个实施方案中，远侧端部86和88分别锚固到探针22的远侧段62中的点90和92。在另一个实施方案中，远侧端部86和88可分别锚固到探针22的远侧段62中的单个点(例如，点90或92)。
在另选的实施方案中，插入管30可被构造成在不具有管66和68的情况下实现本发明的实施方案。在该另选的实施方案中，压缩线圈在近侧段60中彼此缠绕，并进入远侧段62的近侧端部104。
在图2所示的构型中，近侧端部82和84分别联接到柄部32中的偏转旋钮94。如下文所述，医疗专业人员34可操纵旋钮94以便控制远侧段62在对应于纸张平面的二维平面96中的偏转。
在图2所示的构型中，柄部32包括外壳114，该外壳容纳两个齿条齿轮通道116。优选地，齿条齿轮通道116位于外壳114内的相对象限中。齿条齿轮118可滑动地安装在每个齿条齿轮通道116内。每个齿条齿轮118为大致矩形并且具有沿其内部边缘的长度的齿120。齿条齿轮118之间是也具有齿124的正齿轮122。正齿轮122的齿124接收齿条齿轮118的齿120，使得齿条齿轮中的一个齿条齿轮的近侧运动导致另一个齿条齿轮的远侧运动。
牵拉线78和80的近侧端部82和84通过牵拉线联接件126分别附接到齿条齿轮118的远侧端部。联接件126可与齿条齿轮118成为整体或固定地附接到齿条齿轮。每个齿条齿轮118可以例如用聚氨酯或环氧树脂焊接或胶合到联接件126。另选地，每个牵拉线联接件126的近侧端部可包括螺纹孔以在对应齿条齿轮118的远侧端部处接收螺纹柱。联接件126可由任何合适的材料制成，诸如铝、黄铜或不锈钢。
偏转旋钮94围绕柄部外壳114的圆周延伸，从而无论柄部32如何旋转，都允许医疗专业人员34操纵旋钮。如果偏转旋钮94朝近侧移动，则对应的齿条齿轮118在近侧方向上移动，这导致附接的牵拉线被朝近侧牵拉。这导致远侧段62在该牵拉线延伸穿过的远侧段中的管腔的象限的方向上偏转。
相反，如果偏转旋钮94朝远侧推动，则对应的齿条齿轮118朝远侧移动。因此，相对的齿条齿轮118朝近侧移动，牵拉对应的牵拉线并且在相反的方向上使远侧段62偏转。
在图2所示的构型中，电极46附连到远侧段62的远侧末端98。电极46通过线(未示出)连接到控制台24，该线延伸穿过插入管30中的附加管腔(未示出)。如上所述，系统20可使用电极46来执行任务，诸如确定远侧端部36的位置和测量心脏26的电活动。在一些实施方案中，管66、68和其相应管腔可容纳一个或多个功能元件(例如，附加线、缆线和冲洗管线)的附加管状结构可在近侧段60内彼此缠绕。
图3为根据本发明的实施方案的在心脏26的腔室130中的远侧段62的示意性细部图。当定位远侧末端以接合腔室130中的任何心内组织132时，医疗专业人员34可旋转柄部32以旋转插入管30，并且可操纵旋钮94以使远侧段62偏转(即弯曲)。如上所述，近侧段60是旋转对称的，因为近侧段包括围绕线80和压缩线圈76缠绕的线78和压缩线圈74。因此，即使在弯曲时，当操作者旋转柄部32时，远侧段通常具有最小的搅动。
在一些构型中，线圈74和76的每英寸捻度(TPI)可在每英寸0.5捻度-2.0捻度的范围内。在医疗手术期间，与可偏转段60中的弯曲相比，近侧段62需要横穿的弯曲通常相对平缓。例如，在一些医疗手术中，探针22横穿下腔静脉。为获得对左心房的经中隔进入，探针需要转弯90度。如果医疗专业人员然后希望探针22进入左心室，则这可需要附加的90度转弯。
近侧段60段的“紧密”弯曲半径可为大约一英寸。在这种情况下，90度转弯(即，四分之一圆)需要大约1.6英寸的路径长度。在牵拉线和压缩线圈的最低扭转(即0.5TPI)下，在90度转弯中仍会有超过一半的扭转周期。因此，在转弯的一部分上，牵拉线将被偏置以优先在该方向上弯曲，并且在转弯的另一部分上，牵拉线将被偏置以优先在相反的方向上弯曲。
应当理解，上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上述各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述说明时应当想到所述变型和修改，并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。

Claims (20)

1.一种医疗探针，包括：
柔性插入管，所述柔性插入管包括近侧段和可偏转远侧段，并且容纳纵向延伸穿过所述插入管的第一管腔和第二管腔，其中所述第一管腔和所述第二管腔在所述近侧段中彼此缠绕，并且在所述可偏转远侧段中彼此平行地延伸；和
第一线和第二线，所述第一线和所述第二线分别延伸穿过所述第一管腔和所述第二管腔，并且包括相应的第一远侧端部和第二远侧端部，所述第一远侧端部和所述第二远侧端部锚固在所述插入管的所述可偏转远侧段内。
2.根据权利要求1所述的医疗探针，并且包括第一压缩线圈和第二压缩线圈，所述第一压缩线圈和所述第二压缩线圈分别容纳所述第一线和所述第二线，并且分别包括所述第一管腔和所述第二管腔。
3.根据权利要求2所述的医疗探针，并且包括分别容纳所述第一压缩线圈和所述第二压缩线圈的第一管状结构和第二管状结构。
4.根据权利要求1所述的医疗探针，并且包括纵向延伸穿过所述插入管的第三管腔，其中所述第一管腔、所述第二管腔和所述第三管腔在所述近侧段中彼此缠绕。
5.根据权利要求4所述的医疗探针，并且包括延伸穿过所述第三管腔的一个或多个功能元件，其中给定的功能元件选自由附加线、缆线和冲洗管线组成的列表。
6.根据权利要求1所述的医疗探针，其中在所述线中的每根线上的牵拉以不同的相应方向偏转所述可偏转远侧段。
7.根据权利要求6所述的医疗探针，其中在所述近侧段中彼此缠绕的所述第一管腔和所述第二管腔限制所述探针在其旋转时的搅动。
8.根据权利要求6所述的医疗探针，其中所述第一线和所述第二线包括相应的第一近侧端部和第二近侧端部，并且包括柄部，所述柄部联接到所述第一近侧端部和所述第二近侧端部以便控制在所述线上的所述牵拉。
9.根据权利要求6所述的医疗探针，其中所述偏转处于二维平面中。
10.根据权利要求1所述的医疗探针，其中所述线的所述第一端部和所述第二端部分别锚固在所述插入管的所述可偏转远侧段内的不同的相应点处。
11.一种用于制造医疗探针的方法，包括：
提供柔性插入管，所述柔性插入管包括近侧段和可偏转远侧段，并且容纳纵向延伸穿过所述插入管的第一管腔和第二管腔，其中所述第一管腔和所述第二管腔在所述近侧段中彼此缠绕，并且在所述可偏转远侧段中彼此平行地延伸；以及
使第一线和第二线分别延伸穿过所述第一管腔和所述第二管腔，所述第一线和所述第二线具有相应的第一远侧端部和第二远侧端部，所述第一远侧端部和所述第二远侧端部锚固在所述插入管的所述可偏转远侧段内。
12.根据权利要求11所述的方法，并且包括提供第一压缩线圈和第二压缩线圈，所述第一压缩线圈和所述第二压缩线圈分别容纳所述第一线和所述第二线，并且分别包括所述第一管腔和所述第二管腔。
13.根据权利要求12所述的方法，并且包括提供分别容纳所述第一压缩线圈和所述第二压缩线圈的第一管状结构和第二管状结构。
14.根据权利要求11所述的方法，并且包括使第三管腔纵向延伸穿过所述插入管，其中所述第一管腔、所述第二管腔和所述第三管腔在所述近侧段中彼此缠绕。
15.根据权利要求14所述的方法，并且包括使一个或多个功能元件延伸穿过所述第三管腔，其中给定的功能元件选自由附加线、缆线和冲洗管线组成的列表。
16.根据权利要求11所述的方法，其中在所述线中的每根线上的牵拉以不同的相应方向偏转所述可偏转远侧段。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述近侧段中彼此缠绕的所述第一管腔和所述第二管腔限制所述探针在其旋转时的搅动。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一线和所述第二线包括相应的第一近侧端部和第二近侧端部，并且包括柄部，所述柄部联接到所述第一近侧端部和所述第二近侧端部以便控制在所述线上的所述牵拉。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述偏转处于二维平面中。
20.根据权利要求11所述的方法，并且包括分别将所述线的所述第一端部和所述第二端部锚固在所述插入管的所述可偏转远侧段内的不同的相应点处。
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