CN112245771A - 在脑内腔中移动导丝 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“在脑内腔中移动导丝”。本发明公开了一种医疗探针，该医疗探针包括导丝、导丝推进机构(GAM)和中间可充胀球囊。导丝被构造用于插入到患者的器官内腔中。GAM设置在导丝的远侧端部处，其中GAM包括：(i)近侧可充胀球囊，(ii)远侧可充胀球囊，以及(iii)联接在近侧球囊和远侧球囊之间的中间可充胀球囊。近侧球囊、远侧球囊和中间球囊被构造成通过以预定顺序充胀和泄放来在内腔中移动导丝。

Description

在脑内腔中移动导丝
技术领域
本发明整体涉及侵入式医疗探针，并且具体地涉及用于脑血管应用的探针。
背景技术
在专利文献中提出了在探针的远侧端部处包括机械元件的各种类型的医疗探针。例如，美国专利8,821,476描述了使用血管内方法将干细胞植入胰腺中的装置和方法。在一个实施方案中，导管装置包括可充胀球囊形式的能够膨胀的闭合元件，该闭合元件可用于隔离脾动脉的胰腺部分的近侧端部和远侧端部。在另一个实施方案中，闭合元件包括过滤元件而不是球囊。在一些实施方案中，脾动脉的动脉段可被隔离以选择性地将治疗细胞/药物灌注到胰腺的尾部。
又如，美国专利5,836,967描述了一种用于治疗携带体液的血管的导管组件，该导管包括内导管，该内导管设置有用于接收导丝的导丝内腔和用于设置在其远侧端部处的球囊的充胀内腔。该导管组件还包括外导管，该外导管设置有用于设置在其远侧端部处的球囊的充胀内腔和其中施加内导管的内腔，内导管被构造成移位以改变两个球囊的间距。此外，外导管的特征在于具有比内导管的横截面更大的横截面，使得在内导管的外壁和外导管的内壁之间存在可用作充胀内腔的横截面，并且该可用作充胀内腔的横截面进入位于两个球囊之间的部分。
美国专利5,632,760描述了一种导管，其包括具有近侧端部、远侧端部部分和远侧端部的管状基体。至少一个球囊被安装在靠近远侧端部的远侧端部部分上。球囊经由基体中的内腔连接到位于管状基体的近侧端部处的连接构件。两个凸起被布置到基体。每个凸起位于球囊的一端附近。压缩支架布置在球囊周围，并且布置在凸起之间。
发明内容
本发明的实施方案提供了一种医疗探针，该医疗探针包括导丝、导丝推进机构(GAM)和中间可充胀球囊。导丝被构造用于插入到患者的器官内腔中。GAM设置在导丝的远侧端部处，其中GAM包括：(i)近侧可充胀球囊，(ii)远侧可充胀球囊，以及(iii)联接在近侧球囊和远侧球囊之间的中间可充胀球囊。近侧球囊、远侧球囊和中间球囊被构造成通过以预定顺序充胀和泄放来在内腔中移动导丝。
在一些实施方案中，医疗探针还包括可变长度元件，该可变长度元件装配在中间球囊内部并且连接远侧球囊和近侧球囊。在一个实施方案中，可变长度元件包括弹簧。
根据本发明的一个实施方案，还提供一种系统，该系统包括医疗探针以及充胀/泄放(I/D)单元。医疗探针包括导丝、导丝推进机构(GAM)和中间可充胀球囊。导丝被构造用于插入到患者的器官内腔中。GAM设置在导丝的远侧端部处，其中GAM包括：(i)近侧可充胀球囊，(ii)远侧可充胀球囊，以及(iii)联接在近侧球囊和远侧球囊之间的中间可充胀球囊。近侧球囊、远侧球囊和中间球囊被构造成通过以预定顺序充胀和泄放来在内腔中移动导丝。充胀/泄放(I/D)单元包括控制器和一个或多个泵，该一个或多个泵被构造成通过使近侧球囊、远侧球囊和中间球囊以预定顺序充胀和泄放来在内腔中使GAM和导丝移动。
在一些实施方案中，I/D单元被构造成通过应用以下预定顺序在内腔中推进GAM和导丝：(a)使近侧球囊充胀，(b)使中间球囊充胀，(c)使远侧球囊充胀，以及(d)使近侧球囊和中间球囊泄放。
在一些实施方案中，I/D单元被构造成通过应用以下预定顺序在内腔中回缩GAM和导丝：(a)使近侧球囊充胀，(b)使中间球囊充胀，(c)使远侧球囊充胀，以及(d)使近侧球囊和中间球囊泄放。
根据本发明的实施方案，还提供了一种方法，该方法包括将导丝插入患者的器官内腔中，该导丝的远侧端部连接到导丝推进机构(GAM)，该GAM包括：(i)近侧可充胀球囊，(ii)远侧可充胀球囊，以及(iii)联接在近侧球囊和远侧球囊之间的中间可充胀球囊。通过以预定顺序使GAM的近侧球囊、远侧球囊和中间球囊充胀和泄放来在内腔中使GAM和导丝移动。
结合附图，通过以下对本发明的实施方案的详细描述，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
图1A和图1B是根据本发明的实施方案的基于导管的脑血管位置跟踪系统的示意性图解；
图2是根据本发明的实施方案的脑血管的曲折部分和导丝推进机构(GAM)的示意性剖视图，该导丝推进机构被构造成传送该曲折部分；并且
图3是示意性地示出根据本发明的实施方案的使用图2的GAM经由脑血管的曲折部分来推进导丝的方法的流程图。
具体实施方式
概述
一些医学病症(诸如身体内腔的阻塞)可能需要导管插入术。在一些情况下，紧急导管插入术是治疗紧急医学病症诸如中风或动脉瘤所必需的。此外，慢性病例也可能需要使用侵入式探针进行治疗，诸如胆管阻塞的病例和重复阻塞咽鼓管的病例。
在脑血管病症诸如凝块诱导的缺血性中风或动脉瘤的情况下，可通过计算机断层扫描(CT)或荧光镜成像来检测大脑中凝块或动脉瘤的位置。然而，由于例如通向受影响位置的脑血管存在狭窄和/或曲折部分，受影响位置可能不容易被治疗探针诸如导管接近。此类狭窄和/或曲折部分可例如导致探针的导丝在医师试图推进导丝时不可控制地弯曲，并且因此完全停止导丝的远侧推进。
下文所述的本发明的实施方案提供了系统、包括导丝的探针以及使导丝能够穿过内腔(诸如但不限于脑血管)的狭窄和/或曲折部分的方法。导丝的穿过是通过导丝的远侧端部的逐步推进来执行的，如下所述。
在一些实施方案中，导丝推进机构(GAM)设置在探针的(例如，导管的)导丝的远侧端部处。该GAM包括近侧可充胀球囊、远侧可充胀球囊以及联接在近侧球囊和远侧球囊之间的中间可充胀球囊，其中近侧球囊、远侧球囊和中间球囊被构造成通过以预定顺序充胀和泄放来在内腔中移动导丝。通常，用盐水溶液使不同的球囊充胀和泄放。
在一些实施方案中，GAM被构造成通过GAM执行逐步移动而使导丝在内腔中朝远侧推进或回缩。为了使导丝在任一方向上移动，近侧球囊、远侧球囊和中间球囊以不同的预定顺序充胀和泄放。为了促进逐步运动，中间球囊能够在充胀和泄放时分别交替地延伸和回缩，如下所述。
在本公开的上下文中，使中间球囊泄放包括使中间可充胀球囊排空以在其中建立负压的选项。
在一些实施方案中，探针包括可变长度元件，该可变长度元件装配在中间球囊内部并且连接远侧球囊和近侧球囊。可变长度元件的不同具体实施是可能的，并且可包括弹性的机械元件(例如，弹簧)或可压缩的机械元件(诸如填充有可压缩介质(诸如气体)的伸缩杆)。在另选的实施方案中，可变长度元件由形状记忆合金(诸如镍钛诺)制成。可通过使用例如经由镍钛诺制成元件传递的电流改变镍钛诺材料的温度来改变镍钛诺制成的可变长度元件的长度。
在一些实施方案中，在导丝可能无法通过的内腔中的任何给定点处，医师操作GAM以执行逐步“爬行”推进导丝的远侧端部。为此，医师使用三球囊充胀/泄放(I/D)单元，该单元被构造成能够按顺序地执行这些步骤：
1.用盐水溶液使GAM的近侧球囊充胀，以抵靠内腔锚定球囊。
2.用盐水溶液使中间球囊充胀，以通过在该过程中朝远侧延伸的弹性/可压缩机械元件来帮助GAM推进。
3.用盐水溶液使GAM的远侧球囊充胀，以抵靠内腔锚定GAM。
4.使近侧球囊泄放以变得脱离内腔，并且使中间排空以在球囊内部产生负压，以帮助弹性/可压缩元件收缩，从而朝远侧牵拉近侧球囊。
通常，I/D单元包括泵入或泵出盐水溶液以执行球囊的充胀和泄放的一个或多个泵。
使用上述导丝推进或导丝回缩方法，导丝有效地“爬行”通过内腔中的任何曲折和/或狭窄的通道。操作探针的医师根据需要重复上述过程，直到导丝已推进到通常可通过从导管的柄部推动而进一步推进的点。
除了中间球囊被构造成沿导丝的纵向轴线交替地延伸和回缩之外，中间可充胀球囊元件还可提供径向方向上的刚度，以进一步帮助GAM推进以抵抗内腔内的机械阻力。
在一些实施方案中，三个球囊(以及具体地中间球囊)的直径特别小(例如，当充胀时至多几毫升)，以便进一步使得能够经由相对窄的血管推进GMA。
本发明所公开的装配GMA的导丝导向的探针能够进入需要治疗的器官(例如，脑)中的位置，探针原本无法进入这些位置。通过实现此类进入，本发明所公开的系统、探针和方法可改善医疗导管插入手术的临床结果。
系统描述
图1A和图1B是根据本发明的实施方案的基于导管的脑血管位置跟踪系统20a和20b的示意性图解。
在一些实施方案中，在执行导管插入手术之前，采集患者22的CT图像。CT图像被存储在存储器42中，以供处理器40后续检索。处理器使用图像以在显示器56上呈现(例如)显示凝块的脑部分图像59。在本发明所公开的导管插入手术期间，系统20a和20b将导管28的远侧端部的位置配准在患者的脑内，其中患者32的脑图像的参照系(本文以举例的方式假定)包括实时荧光镜图像。使用磁跟踪子系统23跟踪导管远侧端部的位置，该磁跟踪子系统跟踪装配在远侧端部处的磁传感器的空间坐标。
图1A中所示的系统20a的磁跟踪子系统23包括位置垫24a，该位置垫被实现为围绕患者32的颈部的衬圈。通过将位置垫24a放置在颈部周围，位置垫24a被构造成自动补偿患者头部移动。位置垫24a包括磁场辐射体26a，该磁场辐射体相对于患者32的头部固定在适当位置并将正弦交变磁场传输到患者32的头部所位于的区域30中。控制台50经由缆线25电驱动辐射体26a。在一个实施方案中，通过将参考传感器21附接到患者的前额来提供头部运动的进一步补偿。控制台50被构造成经由缆线27从参考传感器21接收信号。包括颈部衬圈位置垫的位置跟踪系统描述于2019年1月24日提交的名称为“Position Sensor on Brain-Clot Sheath and Location Pad Collar”的美国专利申请16/248,393中，该专利申请被转让给本专利申请的受让人并且其公开内容以引用方式并入本文。
医师54、操作系统20a保持导管控制器柄部29，该导管控制器柄部连接到导管28的近侧端部。控制器29允许医师例如通过患者32的大腿动脉处的进入点22来推进并导航脑中的导管28。使用磁位置跟踪子系统23，医师54通过血管(通常为动脉)将导管28的远侧端部推进到凝块，以便能够诊断凝块的类型，并且任选地执行对应的侵入式治疗手术以移除凝块。控制台50经由缆线19接收来自装配在导管28的远侧端部处的磁位置传感器的位置信号，该缆线经由柄部29连接到导管28。
包括辐射体26a的系统20a的元件由系统处理器40控制，该系统处理器包括与一个或多个存储器通信的处理单元。处理器40可安装在控制台50中，该控制台包括操作控件58，该操作控件通常包括小键盘和/或指向装置，诸如鼠标或轨迹球。医师54在执行系统20a的配准时使用柄部29上的操作控件与处理器交互。在配准过程期间，在显示器56上呈现脑部分的图像59。上文描述了在配准过程之后，医师54使用操作控件将导管28的远侧端部推进到在显示器56上看到的脑位置60，在那里血管大幅弯曲。处理器在显示器56上呈现导管跟踪手术的结果。
处理器40使用存储在存储器42中的软件来操作系统20a。该软件可例如以电子形式通过网络下载到处理器40，或者另选地或另外地，该软件可被提供和/或存储在非临时性有形介质诸如磁存储器、光学存储器或电子存储器上。具体地，处理器40运行使得处理器40能够执行本发明所公开的步骤的专用算法，如下所述。
如在显示器56上可见，导管28的远侧端部包括附接到导丝33的导丝推进机构(GAM)55。插图45示出了由血管壁34围绕的导丝33，其中GAM 55连接在远侧端部处，其中GAM55包括近侧球囊35、远侧球囊37和将每一个球囊彼此联接的中间可充胀球囊39。GAM 55在图2中更详细地描述。
在一些实施方案中，三球囊充胀/泄放(I/D)单元70包括在控制台50中。通常，(I/D)单元70包括一个或多个泵(未示出)，该泵将盐水溶液泵入和泵出球囊以分别使球囊充胀和泄放。单元70还包括控制器，该控制器被构造成控制一个或多个泵以按顺序使GAM 55的三个球囊充胀和泄放，包括排空中间球囊39的盐水溶液，从而以逐步方式推进导丝33通过弯曲内腔，如下所述。在“爬行”导丝推进模式期间，I/D单元70按顺序地经由管71使近侧球囊35充胀和泄放，经由管72使远侧球囊37充胀和泄放，并且经由管73使中间球囊39充胀和泄放。
图1B中所示的系统20b具有不同的磁位置垫设计，即位置垫24b。如图所示，位置垫24b固定到床上，并且辐照器26b水平地围绕患者头枕。在该示例中，系统20b缺乏参考传感器21，因此必须给患者的头部束以带具以保持其不运动。系统20b的其它部件通常与系统20a的那些相同。使用与位置垫24b类似的位置垫和设置在中空导丝的远侧端部上的磁位置传感器的位置跟踪系统在2018年12月28日提交的名称为“Ear-Nose-Throat(ENT)HollowGuidewire with Balloon”的美国专利申请16/234,601中有所描述，该专利申请被转让给本专利申请的受让人并且其公开内容以引用方式并入本文。
图1A和图1B中所示的系统20a和20b完全是为了概念清晰而选择的。可包括其它系统元件，例如用于控制被设计用于确定凝块类型的诊断工具的柄部29上的附加控件。使用与由系统20a和20b施加的技术类似的技术跟踪身体的器官中的磁位置传感器的位置和取向的
Figure BDA0002566642300000071
磁跟踪系统由Biosense-Webster生产。
在脑内腔中推进导丝
图2是根据本发明的实施方案的脑血管34的曲折部分和被构造成传送曲折部分的导丝推进机构(GAM)55的示意性剖视图。在脑血管34中朝远侧推进导管28的导丝33的医师54遇到推进导丝33的困难，并且施加GAM 55以进一步朝远侧推进导丝33。
如图所示，直径为至多几毫米以及长度为几毫米的典型尺寸的GAM55联接到导丝33的远侧端部，其中GAM 55包括近侧球囊35、远侧球囊37和联接在近侧球囊和远侧球囊之间的中间可充胀球囊39。在本示例中，导丝33的端部固定到远侧球囊37。中间可充胀球囊39包括可变长度元件，例如，可压缩/可延伸元件，诸如弹簧或伸缩杆，其中图2以举例的方式示出了弹簧38。可变长度元件可由塑料或金属制成，具体取决于操作模式。例如，伸缩杆可由塑料制成，而弹簧通常由金属制成。
为了实现GAM 55的球囊的按顺序充胀和泄放，近侧球囊35经由管71连接到球囊充胀/泄放(I/D)单元70，远侧球囊37经由管72连接到单元70，并且中间球囊39经由管73连接到单元70。中间球囊39可经由管73排空以处于负压状态。
在一些实施方案中，导管28的导丝33包括磁位置传感器36，该磁位置传感器用于跟踪导丝33在脑中的位置，以帮助医师54在脑中导航导丝33，如图1A和图1B所示。
为了概念清楚起见，图2中仅以举例的方式以及以简化方式示出了GMA 55。例如，在另一个实施方案中，弹簧38可用可类似地延伸和收缩的另一弹性元件和/或可压缩元件代替，诸如上文所述。
图3是示意性地示出根据本发明的实施方案的使用图2的GAM 55经由脑血管的曲折部分来推进导丝的方法的流程图。该过程从医师54遇到将导丝33推进超过血管34中的某个位置的困难开始，并且开始GMA55朝远侧的“爬行”以推进导丝，这是在近侧球囊充胀步骤80处，医师54使近侧球囊35充胀以抵靠内腔锚定球囊35(即，夹持血管34)时完成的。接着，在导丝推进步骤82处，医师54使中间球囊39充胀以朝远侧推进泄放的远侧球囊37，其中球囊39由弹簧38的膨胀力辅助。
接着，在远侧球囊充胀步骤84处，医师54使远侧球囊37充胀，以在球囊37的远侧推进位置处抵靠内腔锚定球囊37。接着，在近侧球囊推进步骤86处，医生54使近侧球囊35泄放，并且使中间球囊39排空，以使弹簧38收缩并朝远侧牵拉近侧球囊35。此时，在球囊泄放步骤88中，医生54使远侧球囊37泄放，并且在导丝推进尝试步骤90处尝试自由推进导丝33。如果导丝33仍然不能通过正常操作(例如，推动导丝33)朝远侧进一步推进，则医师54通过返回到步骤80继续GMA55的“爬行”。如果导丝33容易推进，则在导丝推进步骤92处，医师54继续正常推进导丝33。
图3中所示的示例性流程图完全是为了概念清晰而选择的。在另选的实施方案中，医生54可使用本发明所公开的方法通过I/D单元70使球囊以另一预定顺序充胀和泄放来回缩导丝：(a)使远侧球囊充胀，(b)使中间球囊充胀，(c)使近侧球囊充胀；以及(d)使远侧球囊和中间球囊泄放。此外，本发明所公开的技术可包括附加步骤，诸如使导丝33围绕其纵向轴线旋转。
虽然本文描述的实施方案主要涉及心血管应用，但本文描述的方法和系统也可以用于其它器官，诸如胆管、泌尿和ENT应用等。
因此，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文描述的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描述时将会想到该变型和修改，并且该变型和修改并未在现有技术中公开。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。

Claims (9)

1.一种医疗探针，包括：
导丝，所述导丝用于插入到患者的器官内腔中；和
导丝推进机构(GAM)，所述导丝推进机构设置在所述导丝的远侧端部处，所述GAM包括：
近侧可充胀球囊；
远侧可充胀球囊；和
中间可充胀球囊，所述中间可充胀球囊联接在所述近侧球囊和所述远侧球囊之间，其中，所述近侧球囊、所述远侧球囊和所述中间球囊被构造成通过以预定顺序充胀和泄放来在所述内腔中移动所述导丝。
2.根据权利要求1所述的医疗探针，并且包括可变长度元件，所述可变长度元件装配在所述中间球囊内部并且连接所述远侧球囊和所述近侧球囊。
3.根据权利要求2所述的医疗探针，其中，所述可变长度元件包括弹簧。
4.一种系统，包括：
医疗探头，包括：
导丝，所述导丝用于插入到患者的器官内腔中；
导丝推进机构(GAM)，所述导丝推进机构设置在所述导丝的远侧端部处，所述GAM包括：
近侧可充胀球囊；
远侧可充胀球囊；和
中间可充胀球囊，所述中间可充胀球囊联接在所述近侧球囊和所述远侧球囊之间，其中，所述近侧球囊、所述远侧球囊和所述中间球囊被构造成通过以预定顺序充胀和泄放来在所述内腔中移动所述导丝；和
充胀/泄放(I/D)单元，所述充胀/泄放单元包括控制器和一个或多个泵，所述一个或多个泵被构造成通过使所述近侧球囊、所述远侧球囊和所述中间球囊以预定顺序充胀和泄放来在所述内腔中使所述GAM和所述导丝移动。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述I/D单元被构造成通过应用以下预定顺序在所述内腔中推进所述GAM和所述导丝：
使所述近侧球囊充胀；
使所述中间球囊充胀；
使所述远侧球囊充胀；以及
使所述近侧球囊和所述中间球囊泄放。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述I/D单元被构造成通过应用以下预定顺序来在所述内腔中回缩所述GAM和所述导丝：
使所述远侧球囊充胀；
使所述中间球囊充胀；
使所述近侧球囊充胀；以及
使所述远侧球囊和所述中间球囊泄放。
7.一种方法，包括：
将导丝插入患者的器官内腔中，所述导丝的远侧端部连接到导丝推进机构(GAM)，所述GAM包括：
近侧可充胀球囊；
远侧可充胀球囊；和
中间可充胀球囊，所述中间可充胀球囊联接在所述近侧球囊和所述远侧球囊之间；以及
通过以预定顺序使所述GAM的所述近侧球囊、所述远侧球囊和所述中间球囊充胀和泄放来在所述内腔中移动所述GAM和所述导丝。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，移动所述GAM和所述导丝包括通过按顺序执行以下步骤在所述内腔中推进所述GAM和所述导丝：
使所述近侧球囊充胀；
使所述中间球囊充胀；
使所述远侧球囊充胀；以及
使所述近侧球囊和所述中间球囊泄放。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，移动所述GAM和所述导丝包括通过按顺序执行以下步骤在所述内腔中回缩所述GAM和所述导丝：
使所述远侧球囊充胀；
使所述中间球囊充胀；
使所述近侧球囊充胀；以及
使所述远侧球囊和所述中间球囊泄放。
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