CN112842525B - 一种血管内窥镜激光消融导管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种血管内窥镜激光消融导管，采用了多空心孔径和光纤同心圆阵列排布设计。此导管包括管头端、管壁部、管腔部和管尾端。导管管头端设计了四个直径不同的圆形孔径，其中一个圆形孔径用于引导导丝，其另一个圆形孔径用于放置内窥镜。导管管头中心的剩余的两个圆形孔径分别用于生理盐水的注入孔径和负压抽吸设备孔径，分别放置引导导丝的两侧。引导导丝孔径、生理盐水注入孔径以及负压抽吸设备孔径围绕内窥镜孔径排布。导管管腔部外围由多根激光消融光纤依次同心圆阵列式排布。导管管壁部设有微型弹簧和柔性材料，控制导管成像和治疗的弯曲角度。本导管设计将血管内窥镜和激光消融更好的结合起来，可以减少血管内介入的治疗时间。

Description

一种血管内窥镜激光消融导管

(一)技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种血管内窥镜激光消融导管。

(二)背景技术

目前，血管疾病成为威胁人类生命的首要死因。世界卫生组织数据显示，2016年全球约有1790万人死于心血管疾病，占全球死亡总数的31％。自2017年以来，心血管病死亡是中国城乡居民首位总死亡原因。心血管疾病的发生与血管中血液的运输受阻有很大的关系。血液运输受阻的很大一部分因素是由于动脉粥样硬化斑块形成，斑块破裂，引发血栓进而阻塞了血管。血管疾病引发的动静脉血栓、动脉粥样硬化和静脉曲张进一步造成心血管疾病和外周血管疾病。因此我们需要对血管内的病变情况进一步了解和治疗。

血管微创手术可以大大减少患者的痛苦并缩短手术的操作时间。内窥镜技术作为一种微创方法，已经广泛的用于胃肠道、腹腔、血管、耳鼻、关节等需要诊断的部位。这种微创手术在人体中进行时，切口越小，感染率越低，疼痛越轻，结疤也越小，同时也能更快恢复。内窥镜主要用于管腔壁的观测，以诊断心血管疾病或配合附件、激光，进行血管的消栓、扩张手术。同时，血管内窥镜也可判别药物及手术的疗效。准分子激光用于血管内斑块的修饰，但是作用深度较浅，无法完全清除血管内斑块。因此需要使用多种波长的激光来用于血管疾病的治疗。基于避免激光伤害壁和精确地作用于血管内病变的目的，将血管内窥镜技术和激光消融技术进行结合来精确治疗血管内疾病。目前尚无血管内窥镜和激光消融结合的导管或类似产品。

(三)发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种血管内窥镜激光消融导管。本发明是在血管内将内窥镜技术和激光消融进行一体式组合，对血管内的病变组织进行实时成像和实时消融治疗。

血管内窥镜激光消融导管采用了多空心孔径设计和光纤同心圆阵列式排布。关于导管的具体设计分为了四部分：管头端，管壁部，管腔部和管尾端。导管管头端中心设计了四个直径不同的圆形孔径。其中一个圆形孔径用于引导导丝孔径，允许导管灵活地穿过引导导丝，到达病变的具体位置。其中一个圆形孔径用于放置内窥镜，对血管内进行成像。导管管头中心的剩余的两个圆形孔径用于生理盐水注入孔径和负压抽吸设备孔径，分别放在导丝的两侧。通过生理盐水盐水的注入可以排除血液的干扰和减少血管壁的损伤，更有助于进行成像和治疗。其在另一个孔径中加入负压抽吸设备用于抽吸消融后的血栓碎片，减少血管远端栓塞的风险。导丝孔径、生理盐水注入孔径以及负压抽吸设备孔径围绕内窥镜孔径排布。导管管头端外围由多根激光溶栓所使用的光纤呈同心圆阵列式排布。导管管壁内外设有微型弹簧和柔性材料，用于控制导管成像和治疗的弯曲角度。导管管腔内部留有内窥镜成像孔径、引导导丝孔径、生理盐水注入孔径、负压抽吸设备孔径和多根激光光纤。导管管尾端分别设计了生理盐水的导入口、负压吸收设备的导出口和内窥镜成像系统的连接口。激光消融所使用相同的光纤连接至多波长功率可调的激光器。

本发明的血管内窥镜激光消融是在导丝的引导下，通过生理盐水的注入将成像区域的血液推开，减少对光线的干扰。通过内窥镜成像系统对血管内进行成像，之后通过影像处理系统进行图像处理，在显示系统中观察管腔内的结构。根据血管内的图像对导管进行调整角度和选择不同的波长对血管内的病变进行治疗。将负压吸收孔径连接负压吸收装置，将血管内的血栓碎片进行抽吸，减小血管内远端栓塞的风险。最终实现血管内窥镜成像和激光消融实施同步进行，缩短血管内介入治疗的时间。

本发明的优点在于：

第一方面：血管内窥镜激光消融导管采用光纤排布，缩小导管的尺寸使得血管内窥镜成像和激光消融治疗同步进行，缩短血管内介入治疗的时间；

第二方面：导管内设置生理盐水注入孔径，生理盐水的随时注入有助于成像的快速采集，同时在激光消融时也有助于保护血管壁；

第三方面：导管内设置了负压吸收设备孔径，可以将血管内血栓的碎片进行抽吸出血管，以防止血管的远端栓塞；

第四方面：本导管中激光消融的光纤所连接的多波长频率可调的激光器，可根据斑块的位置和组织性质来选择不同的激光能量进行激光消融；

第五方面：导管管壁内外设有微型弹簧和柔性材料，用于控制导管成像和治疗的弯曲角度，更灵活的作用于病变组织。

(四)附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为血管内窥镜激光消融导管管头端的示意图；

图2为血管内窥镜激光消融导管管腔部的内部图；

图3为血管内窥镜激光消融导管工作结构的示意图。

图标：

100：血管内窥镜激光消融导管，110：导管管头端，111：光纤，112：内窥镜设备孔径，113：引导导丝孔径，114：生理盐水注入孔径，115：负压抽吸设备孔径，120：导管管腔部，130：导管管壁部，131：柔性材料，132：微型弹簧，140：导管尾端，200：成像设备，300：盐水注入系统，400：激光器，500：负压抽吸设备

(五)具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

具体实施方式一：

血管内窥镜激光导管管头端(110)具有多个空心的孔径，中心的孔径用于内窥镜装置(112)，其孔径大小为0.5-1mm。在其旁边有一孔径用于引导导丝(113)，其孔径大小为0.3mm。此外在导丝孔径下侧有一个环形孔径用于生理盐水的注入孔径(114)，其孔径大小可为0.1-0.2mm。在导丝孔径上侧有一个环形孔径用于负压抽吸设备的孔径(115)，其孔径大小可为0.15-0.25mm。导管头端引导导丝孔径(113)、生理盐水注入圆形孔径(114)以及负压抽吸设备的孔径(115)围绕内窥镜(112)排布。导管管头外围由多根激光溶栓所使用的光纤(111)依次相邻同心圆阵列式排布。最后整个导管的直径大小的范围可控制在1.5-2.0mm，能顺利通过人体中的血管来进行内窥镜成像和激光治疗。

具体实施方式二：

导管中所使用的激光治疗的光纤(111)可为多波长光纤或单模光纤。通过使用多根小光纤能够保持在血管内进行成像和治疗的灵活性。光纤必须在纤芯和包层中进行全反射，考虑到光纤的芯包比在1:1.05或1:1.10，因此小根光纤的纤芯直径可控制在40-50微米之间。为了确保导管的柔软性和灵活性，整个导管中的光纤排布的总数量不得超150根，根据导管的尺寸光纤数量可控制在50-150根。通过具体的临床情况调整光纤的数量，定制成紧密堆积型导管、最佳间距型导管和高密度型导管。紧密堆积型导管会持续产生更大的消融面积，高密度型导管具有能量密度高和最小的光学死角，最佳间距型导管的优势则介于紧密堆积型导管和高密度型导管之间。

具体实施方式三：

内窥镜设备成像(200)需要照明方式、图像采集以及图像后处理的流程。考虑到内窥镜的尺寸，照明方式采用了照明发光二极管来用于血管内的照明。在图像采集上需要考虑成像镜头，成像镜头采用了非球面镜头。非球面镜头可以有大小视角、小畸变、高相对孔径和景深，此外非球面镜头可以消除球差，缩小镜头体积。在其图像采集的设备中，图像传感器采用互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,COMS)。COMS具有体积小、耗电量低成本低、系统整合度高的优点。通过内窥镜的图像采集和处理在影像处理设备和图像显示设备上进行亮度调整和具体的血管内的图像。

具体实施方式四：

在引导导丝孔径下侧设计了一个环形孔径用于生理盐水的注入孔径(114)。通过生理盐水注入系统(300)中的注入生理盐水可以在内窥镜成像的过程中减少血液的干扰，有助于快速的血管内成像。控制生理盐水的注入时间和注入速度，可以有效减少激光产生的热弛豫中对管腔壁损坏的可能性。

具体实施方式五：

基于具体实施方式四，通过负压吸收孔径(115)进行注射式负压抽吸装置(500)伸入血管将血栓的碎片进行抽吸到体外。根据血管的血液流速抽吸的速度控制在10cm/s，高于血管内血流的流速。为了防止血液被抽吸，在抽吸的过程中，也要使用生理盐水来冲洗血管。

具体实施方式六：

导管中的光纤(111)围绕管腔偏心式阵列排列，使用环氧树脂中作为填充材料，以提供高效和可靠的能量传输。导管内用于传输激光的光纤尖端以一定角度抛光，光纤的外缘确保是圆形的，以便无损伤地放入导管。传输激光的光纤顶端的抛光角度不能超过24°，否则会因内反射而失效。

具体实施方式七：

由导管远端的管壁(130)外部包裹1-3cm长的柔性材料(131)和管壁内部微型弹簧(132)来增加导管远端的柔软性。在通过弯曲的管腔，可以弯曲不同的角度进行管腔内成像和治疗。其中柔性材料可为硅胶，塑料和碳纳米管的碳材料。导管外部可用聚酯薄膜材料包裹整个导管。

具体实施方式八：

在导管的尾端(140)，将所有的激光消融的光纤(111)插入激光系器(400)。在插头中将光纤布置成束状插入激光器中，激光能量可以更好的传输到光纤中。整个导管的设计长度可在100-150厘米，用于冠状动脉和四肢血管的血管介入治疗。

Claims (6)

1.一种血管内窥镜激光消融导管，其主要特征在于导管包括四部分为管头端，管壁部，管腔部和管尾端；所述导管管头端最中心部分设计四个直径不同的圆形孔径，其中一个圆形孔径用于引导导丝，用于引导导丝到达病变部位；其另一个孔径设计用于放置内窥镜的孔径，对血管内的管壁进行成像；导管管头端中心的剩余的两个圆形孔径用于生理盐水的注入孔径和负压抽吸孔径，分别放置引导导丝的两侧，导丝孔径、生理盐水注入孔径以及负压抽吸设备孔径围绕内窥镜孔径排布；所述导管管头端外围由多根激光消融所使用的光纤呈同心圆阵列式排布；所述导管管壁部内外设有微型弹簧和柔性材料，用于控制导管成像和治疗的弯曲角度；所述导管管腔部内部留有导丝孔径、内窥镜成像孔径、生理盐水注入孔径和负压抽吸孔径；血管内窥镜成像设备连接至图像处理设备和图像显示设备；激光消融光纤连接至多波长功率可调的激光器。

2.根据权利要求1所述的一种血管内窥镜激光消融导管，所述导管管头端光纤同心圆阵列排布设计，外围由多根激光消融光纤呈同心圆阵列式排布，可以缩小导管的尺寸，缩短了血管内介入治疗的时间。

3.根据权利要求1所述的一种血管内窥镜激光消融导管，导管管壁部内外侧设有微型弹簧和柔性材料，其柔性材料和微型弹簧长度为1-3厘米，柔性材料为硅胶、塑料或碳纳米管的碳材料，用于控制导管成像和治疗的弯曲角度。

4.根据权利要求1所述的一种血管内窥镜激光消融导管，生理盐水的随时注入有助于成像排除血液的干扰，同时在激光消融时也有助于保护血管壁。

5.根据权利要求1所述的一种血管内窥镜激光消融导管，负压抽吸孔径的设计可以通过负压设备来抽吸激光消融后的血栓碎片，减少了血管内远端栓塞的风险。

6.根据权利要求1所述的一种血管内窥镜激光消融导管，所述导管内激光消融的光纤为多模光纤和多波长光纤；所述光纤纤芯的直径在40-50微米之间，光纤数量在50-100根，根据具体的临床情况调整光纤的数量，定制成紧密堆积型导管、最佳间距型导管或高密度型导管。

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