CN113015550A - 导管插入器械、导管和方法 - Google Patents

Abstract

一种导管插入器械APP，该导管插入器械APP包括导管CAT，该导管具有操纵机构STMC，该操纵机构通过操作驱动管和芯丝CRW的相对弯曲刚度来使导管的远侧部分偏转。导管CAT从控制站303经由可旋转的致动装置307而被远程控制，该致动装置支撑用于提供平移和旋转运动的致动器313。导管被环绕并在控制导管的远侧长度的通道343中被刚性地引导。

Description

导管插入器械、导管和方法

技术领域

下文描述的实施例涉及导管领域，并且具体地涉及用于导管导航的操纵机构和平移机构。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种导管插入器械APP，其包括用于在体脉管VSL中导航的导管CAT。导管CAT包括弹性芯丝CRW，其向远侧变形成芯丝弯曲部CWBND，以形成终止于远侧芯丝末端CWTP的芯丝鼻部CWNS。导管CAT进一步包括驱动管DT，该驱动管DT具有将芯丝CRW保持在其中的驱动管内腔DTLMN。驱动管DT被配置为在两种配置中的一种配置中操作。一种配置是用于在体脉管VSL中导航的导航配置，其中，芯丝弯曲部CWBND以拉直的布置支撑在驱动管内腔DTLMN中。另一种配置是用于进入分叉脉管VSL1的穿刺配置。因此，芯丝鼻部CWNS被配置为将驱动管DT的远侧部分偏转为驱动管偏转臂DTARM。

本发明的实施例的另一个目的是提供一种用于实现导管插入器械APP的方法，该方法通过提供向远侧变形为芯丝弯曲部CWBND的芯丝CRW，并提供具有将变形后的芯丝CRW保持在其中的驱动管内腔DTLMN的驱动管DT。因此，芯丝CRW和驱动管DT中一个相对于彼此平移将以导航模式或穿刺模式布置操纵机构STMC。

本发明的实施例的又一个目的是提供一种挠性驱动管DT，该挠性驱动管具有外表面DTSRF，该外表面DTSRF支撑螺旋形缠绕的凹进微槽miGRV，该微槽形成适于在其中容纳来自内腔VSLMN的组织TSS的内螺纹。因此，驱动管DT进入在由容纳在凹进微槽miGRV中的组织TSS中形成的突出的外螺纹的旋转驱动该驱动管DT平移。

本发明的实施例的又一个目的是提供一种导管CAT，其中，驱动管DT和芯丝CRW中的至少一者被配置为支撑长度233的具有不同弯曲刚度值BS的多个部分。因此，驱动管DT和芯丝CRW的相对相互平移命令驱动管DT和芯丝CRW中一个的形状可逆地变形。

本发明的实施例的另一个目的是提供一种方法，其中，驱动管DT和芯丝CRW具有长度233的多个部分，该长度的多个部分具有不同值的弯曲刚度BS。长度233中的该多个部分以相对相互平移的方式操作以命令驱动管DT和芯丝CRW中的至少一者的形状的受控可逆变形。

本发明的实施例的又一个目的是提供一种导管305，该导管305包括驱动管DT和致动装置307，该驱动管DT在其中支撑芯丝CRW，该致动装置307具有可旋转盘323，该可旋转盘323被配置为向导管305提供机械支撑和运动。因此，由与致动装置307连通地联接的手持式手动操作控制站303传递的致动指令控制驱动管DT和芯丝CRW的平移和旋转。

本发明的实施例的另一个目的是提供一种方法，该方法提供用于将导管CAT的远侧部分机械地限制和支撑在其中的通道343的远侧部分。此外，向驱动管DT提供旋转以增强其到目标脉管VSL中的远侧平移，并在转盘311将驱动管DT驱动至目标脉管中的同时阻止芯丝CW相对于目标脉管VSL的运动。

技术问题

一个问题是如何在人体或动物体的体脉管的曲折且蜿蜒的锐角分支中导航器械或探针。体脉管可以包括例如血液系统、消化系统、泌尿道、脑脉管系统、呼吸系统和其他系统的那些体脉管。因此，要解决的问题包括提供用于器械的体内平移和操纵的机构。

体脉管可能会以锐角分叉，从而通常使导管难以穿刺并且难以导航导管从中穿过。

为了说明起见，可以考虑一种具有导丝GW的普通导管，该导丝的远端弯曲成弯曲的远侧J形钩J，并从近侧PRX向远侧DST方向推入体脉管或管道VSL。图1示出了导丝GW在脉管VSL的相当线性的部分的内部的布置，该脉管VSL具有以虚线示出的壁WL。在这样的布置中，导丝GW的J形钩J容易向远侧推进。图1还示出了与体脉管或管道VSL形成第二脉管2VSL的锐角α的分叉BFR。当将导丝GW向远侧向上推至分叉BFR直到弯曲的J形钩J邻接形成支撑的分叉BFR的拐角时，导丝GW将容易地接合第二脉管2VSL。

然而，如图2所示，问题在于，如何进行经由分叉2BRF使在脉管3VSL中在远侧方向DST上推动并进入脉管4VSL中的导丝GW导航，其中分叉2BRF相对于脉管4VSL形成钝角β。操纵导丝GW从脉管3VSL进入脉管4VSL对于从业者来说是一个艰巨的问题，并且几乎是不可能实现的。

因此，有利的是提供一种机构，该机构在尝试通过蜿蜒的分叉并穿过曲折的脉管时便于完成该任务并缩短从业者所花费的时间长度。

在某些情况下，当目标血管较深时，从而使远侧远离并且需要穿过多个分叉处时，导航问题会变得更加棘手。在这种情况下，导管的操作变得具有挑战性，并且通过长的导丝GW传递推力的需求增加了导航问题的难度。

背景技术描述了被配置为使用具有预成形的远侧部分的导丝将管导航到内腔内的期望的远侧位置的方法和器械。其他方法包括在导丝和导管向远侧前进时控制其取向，但是缺少有关如何从近端推动和/或旋转远侧驱动工具的细节。由于对于近侧传递的推力和径向旋转的传递变得困难并且难以控制，因此对于长的弯曲脉管是存在问题的。

问题的解决方案

提供了一种用于导航的导管，该导管包括在下文中详细描述的操纵机构，该操纵机构允许控制导航器械的末端朝向和远离体脉管中的目标位置的向远侧延伸和向近侧回缩。该解决方案提供了一种操纵机构STMC，该操纵机构STMC包括能够径向定向并且具有可控长度的偏转末端臂TPRM。

图3示出了末端臂TPRM，该末端臂TPRM可以由位于近侧(从而离体)的用户提供的命令可控地定向、延长和缩短，或者该命令通过嵌入在控制装置中的算法自动生成，该控制装置可选地全部或部分地定位在身体内部，并且可选地全部或部分地位于身体外部。应当理解，导航过程可以通过使用适当的成像设备，并通过可以沿着末端臂TPRM定位的不透射线的标记物而实时地连续地可视化。

图4描绘了如下文所述的用于将末端臂TPRM平移到分叉脉管4VSL中的解决方案。

有利的影响

相对于通常可用的器械，导航导管操作包括可定向和可延长的远端部分的可控操纵机构STMC，该可控操纵机构为使用者提供了导航到体脉管VSL的蜿蜒的分支的优异能力。在下面的描述中，下文描述的实施例的更多优点将变得显而易见。

附图说明

将结合附图参考示例性实施例的以下描述来描述本发明的非限制性实施例。附图大体未按比例显示，并且任何测量仅意在示例性而非限制性的。在这些图中，出现在一个以上图中的相同结构、元件或零件优选在所有出现的图中用相同或相似的数字标记，在图中：

图1至图4示出了问题和解决方案，

图5和图6示意性地示出了导管CAT的远侧部分的示例性实施例，该导管CAT的远侧部分具有包括驱动管DT的操纵机构STMC，

图7和图8描绘了驱动管DT进入偏转臂的竖起过程，

图10示出了处于笔直导航配置的导管，

图11至图13涉及驱动管在脉管中的布置，

图14至图16示出了形成为线圈绞合管的驱动管内腔，

图17至图19详细说明了穿刺在分支脉管中的导管的控制，

图20为器械APP的框图，

图21至图24示出了相对弯曲刚度的原理，

图25至28举例说明了相对弯曲刚度的使用，

图29和30指的是长度的多个弯曲刚度部分，

图31至35举例说明了主动脉III型弓形分叉的穿刺，

图36为示出了致动装置的器械APP的框图，

图37和38示出了致动装置，

图36为控制站的俯视图，

图40描绘了通道横截面的示例，以及

图41示出了可旋转的转盘中的驱动管的回路。

具体实施方式

图5和图6示意性地示出了导管CAT的远侧操纵部分的示例性实施例，该导管CAT的远侧部分具有包括驱动管DT的操纵机构STMC。驱动管DT为具有内腔DTLMN的挠性管，内腔DTLMN在其中支撑芯丝CRW。在一些附图中，驱动管DT以虚线示出，而芯丝CRW示出为单线。

如图20所示，操纵机构STMC布置在导管CAT的远侧部分处。

远侧的、远侧地和远侧方向及其同义词称为DST。近侧的、近侧地和近侧方向及其同义词称为PRX。

在图5中，挠性且有弹性的芯丝CRW包括芯丝近侧部分CWPX，芯丝主体部分CWBDY和芯丝远侧部分CWDT。芯丝远侧部分CWDT的远侧部分在芯丝弯曲部CWBND处预先变形弯曲以形成芯丝鼻部CWNS。作为芯丝主体部分CWBDY与芯丝鼻部CWNS之间的过渡部分的芯丝弯曲部CWBND可以在芯丝主体部分CWBDY与芯丝鼻部CWNS之间形成期望的角度α。角度α可以为锐角或钝角，并且芯丝弯曲部CWBND可以被修圆。芯丝CRW的远离芯丝弯曲部CWBND向远侧延伸的部分形成芯丝鼻部CWNS，芯丝鼻部CWNS由芯丝末端CWTP向远侧终止。从芯丝弯曲部CWBND延伸到芯丝末端CWTP的芯丝鼻部分CWNS可以为芯丝CWR的笔直部分，该笔直部分可以具有表示为鼻部长度NSLG的固定的选定的预定长度。

在图6中，驱动管DT被示出为具有与芯丝弯曲部CWBND相符的驱动管近侧开口DTPXO，驱动管远侧开口DTDOP和驱动管弯曲部DTBND。驱动管近侧开口DTPXO和驱动管远侧开口DTDOP界定了驱动管内腔DTLMN。

驱动管DT的驱动管内腔DTLMN以平移和旋转的运动自由度将芯丝CRW保持在其中。即使驱动管DT具有驱动管弯曲部并且芯丝CRW具有带芯丝鼻部CWNS的芯丝弯曲部CWBND也是如此，这两者都被限制在驱动管内腔DTLMN的内部。

仍然在图6中，驱动管DT被示出为处于驱动管远侧开口DTDOP相对于芯丝鼻尖NSTP处于齐平布置中的一种布置中。由于芯丝弯曲部CWBND比驱动管DT更刚性，因此驱动管DT与芯丝鼻部CWNS的取向方向一致。因此，驱动管DT弯曲以形成具有所指示为远侧管远侧部分平齐布置臂长度DTLN的平齐布置长度的驱动管偏转臂ARM。

图7描绘了在相对于芯丝CRW平移的第一步骤之后驱动管DT的布置，由此近侧操作已经驱动远侧管远侧开口DTDOP向远侧远离芯丝CRW的鼻尖NSTP。虽然驱动管远侧部分DTDST的刚度小于芯丝CWR的刚度，但是其确实沿着芯丝鼻部CWNS的取向方向延伸并保持该取向方向。驱动管的远侧开口DTDOP远离芯丝鼻尖CWTP，并且延续了芯丝鼻部CWNS的取向。因此，图7的驱动管DT的远侧部分已经生长并形成了更长的驱动管偏转臂DTARM，其具有第一级驱动管长度DTLN1，该第一级驱动管长度DTLN1比图6中所示的平齐布置长度DTLN更长。

在图8中，在驱动管DT相对于芯丝CRW平移的第二步之后，即在芯丝鼻部CWNS上方并且远离鼻尖NSTP平移之后，驱动管偏转臂DTARM的长度DTLN增大，已达到长度DTLN2，该长度比平移第一步的长度DTLN1长。

同样地，如图6所示，驱动管DT的近侧平移可以缩短驱动管偏转臂DTARM的长度DTLN，使得驱动管远侧开口DTDOP可以返回，例如变得与芯丝末端CWTP齐平，而驱动管偏转臂DTARM的长度为DTALN。这意味着驱动管偏转臂DTARM的长度是可控的。换句话说，驱动管DT和芯丝CRW中的任一者相对于彼此的位移控制了驱动管臂长度DTLN的延伸长度。因此，使驱动管DT相对于芯丝CRW移位或使芯丝CRW相对于驱动管DT移位产生相同的结果，并确定驱动管臂长度DTLN的延伸长度。

芯丝CRW是可旋转的，因此，芯丝鼻部CWNS在旋转时将驱动该驱动管偏转臂DTARM随之旋转。这意味着芯丝CRW的旋转允许驱动管偏转臂DTARM的旋转，因此该驱动管偏转臂DTARM在n倍于360°的取向中是可控制地定向的，其中n为正或负实数。这意味着臂DTARM在径向取向上可控制地朝着分叉BFR旋转，以穿刺到分支脉管VSL的开口中。可控的旋转和径向取向的这一特征，与芯丝CRW在驱动管DT内的可控的相对相互布置相结合，可以对驱动管DT的角度以及径向运动进行精确控制。从附图和上面的描述中清楚的是，与许多现有的导丝和微导管系统的作用方式不同，在所提出的实施例中，芯丝CRW不需要延伸超过驱动管的远侧开口。须注意，仅通过预成形的导丝来控制半径和取向就需要预先选择弯曲点，当需要以各种角度进行各种分叉时，很难实现弯曲点的选择，因为导丝的弯曲点不同通常是必需的。

因此，已经描述了用于导管CAT的操纵机构STMC，其允许以预定角度α竖起可控长度DTLN的驱动管偏转臂DTARM。角度α可以为锐角或钝角，此外，驱动管偏转臂DTARM可以被定向为可以覆盖n×360°的径向取向，其中n为整数。

图10示意性地示出了处于笔直导航配置的导管。在这种配置中，CRW不与DT的远侧部分接合，因此允许操作员沿脉管VSL笔直推进导管，并避免进入分叉BFR或改变导管路径。

图11描绘了驱动管偏转臂DTARM，其已经被导航以进入分叉脉管VSL1，其驱动管远端DTDST已经在脉管VSL1的壁WLL1上找到了支撑。驱动管DT为挠性的并且具有低的刚度，即使是很小的力，诸如摩擦力，也可能阻止驱动管远端DTDST进一步进入脉管VSL1。因此，即使有时可以使用向近侧施加的推力将驱动管DT推入脉管VSL1中，成功仍然是不稳定的，并且大多数情况下导航工作会失败。

图12描绘了驱动管DT，其远端DTDST刚进入脉管VSL1的内部。施加在驱动管DT上的向近侧传递的推力无法进一步推动远端DTDST进入分叉脉管VSL1，该远端DTDST已在脉管VSL1的入口处卡在点STKP处的位置中。此外，响应于近侧施加的推力，远侧管的靠近远端DTDST的一部分已经开始弯折到脉管VSL中。

在图13中，响应于附加的在近侧施加的推力，驱动管DT的远侧部分被示为进一步弯折到脉管VSL中，而远端DTDST仍然在脉管VSL1的分叉处被卡在点STKP处。代替进入分叉脉管VSL1中，驱动管DT甚至进一步穿刺到主脉管VSL中。因此，在驱动管DT上传递的近侧施加的推力是无用的。

为了解决由驱动管DT卡住和弯折引起的问题，利用固有的自拉平移特征，该特征是通过驱动管的旋转实现的，如关于图14所描述的。

图14示出了挠性驱动管内腔DTLMN的细节。挠性驱动管DT具有外表面XSRF，该外表面XSRF支撑在其中形成为微槽miGRV的多个凹进的凹槽GRV，当与脉管VSL的内壁WLL接触时，微槽miGRV可在其中容纳壁WLL的组织。凹进的凹槽GRV的功能类似于与容纳在其中的脉管壁组织TSS共同作用的凹进或内螺纹。挠性驱动管DT响应于其旋转的平移不同于在螺母中旋转的螺栓的平移。与螺栓相反，驱动管DT具有凹形的，在此为凹进的凹槽GRV，其中，脉管VSL的内腔的内壁WLL的组织TSS穿刺并形成一种凸形突起。因此，与创伤性地穿刺脉管VSL的内腔LMN的组织TSS中的凸形螺纹相反，相同的组织TSS无创伤地流入驱动管DT的光滑的外部微槽miGRV中。

出于经济上的实际原因，图14所示的驱动管DT可以优选地以定制的绞合(stranded)线圈管的形式获得，例如以商标Helical Hollow Strand或HHS的名称已知。

绞合线圈管HHS为一种挠性管，其由缠绕在一起并形成内部内腔的多条预应力螺旋形绕线形成。绞合管可以由多根紧密缠绕并压紧在一起的丝以无间隙的相互接触的方式缠绕在一个或多个同心的顺时针和/或逆时针层中。绞合管HHS可以由金属(诸如不锈钢或镍钛诺)制成，或由非金属材料(诸如聚合物，复合纤维或其他合适的材料)制成，或以其组合制成，并且可以涂有固体或其他润滑剂的摩擦减少层，诸如例如铁氟龙，以增强平滑的操作。绞合管是可商购的。例如，以商标Helical Hollow Strand或HHS的名义从美国FortWayne Metals购得。有关详细信息，请访问www.fwmetals.com。

此外，即使是挠性的，预应力绞合管HHS也因其出色的角扭矩传递精确度(fidelity，保真度)而闻名。

在本文描述的实施例中，图14和图15所示的线圈绞合管HHS被定制为具有小于1mm的外径DTOD，小于0.6mm的内腔直径DTid，约0.05mm的线圈丝直径wd。线圈绞合管HHS相对于绞合驱动管DT的轴线X可以具有约40°至70°的缠绕角δ。为了角扭矩传递精确度，驱动管DT的远端DTDST可具有多于一层，例如两层线圈，其沿彼此相反的方向(一个顺时针方向和另一个逆时针方向)缠绕。相对于彼此逆时针缠绕的一层以上的线圈也增强了在两个旋转方向上的扭矩传递。

绞合管HHS(诸如驱动管DT)的管腔LMN可以通过固体润滑或亲水性润滑进行润滑，并且可以密封以防止传导流体或物质(诸如不透射线的药剂或治疗剂)时发生泄漏。利用本文描述的实施例，可以在有或没有从驱动管近侧开口DTPXO中取出芯丝CRW的情况下，将这样的药剂引入驱动管内腔DTLMN中。这些药剂可以从驱动管开口近侧开口到达驱动管开口远侧开口，并经由驱动管内腔DTLMN从那里流出。

图16描绘了由绞合管HHS制成的驱动管DTDST的远端，该绞合管HHS具有支撑多个凹进的凹槽RCSGR的外表面XSRF，该凹进的凹槽为由预应力线圈CL的空隙提供的微槽mcGRV。

图16示出了驱动管DT的平移机构TRMC如何操作的示例。示出了驱动管偏转臂DTARM的远侧部分的细节，因此示出了驱动管DT的远端DTDST的细节，该远侧部分被接合以进入分叉脉管VSL1中。如上文相对于图12和13所述，驱动管远端DTDST被摩擦力阻止并弯折到主脉管VSL中，这阻止了向近侧传递的推力将驱动管偏转臂DTARM引入到分叉脉管VSL1中。为使驱动管偏转臂DTARM进入分叉脉管VSL1中，驱动管DT旋转。因此，驱动管DT的外表面XSRF上的线圈CL接合分叉脉管VSL1的内腔LMN的组织TSS，并实现平移。相同的平移机构TRMC可以应用于驱动管DT的体内部分的长度。

显然，是线圈CL的绞合方向和驱动管DT的旋转方向(顺时针CW或逆时针CCW)确定了驱动管DT朝远侧DST或朝近侧PRX的平移方向。

驱动管DT的旋转的远端DTDST将产生拉力，以克服阻止远端DTDST的摩擦力，该远端DTDST然后被拉入脉管VSL1的分叉中。

因此，已经描述了支撑在导管器械APP的导管CAT的远侧末端处的机构，该机构操作操纵机构STMC和平移机构TRMC。操纵机构STMC提供可控长度的可偏转驱动管臂DTARM，该可控长度的可偏转驱动管臂DTARM可控制成n×360°的径向取向，其中n为整数。如上所述，用于驱动管DT在脉管VSL的内腔中的无创旋转驱动平移的平移机构TRMC包括驱动管DT和脉管VSL的组织TSS的接合。

在使用操作中，进入分叉脉管，例如从主脉管VSL开始进入分叉脉管VSL1，可以通过三个步骤来实现。

图17涉及第一步骤，其中，驱动管DT已经导航通过多个脉管，并且例如已经到达初始纵向脉管，为了便于描述，该初始纵向脉管被选择作为主脉管VSL。为了导航，驱动管DT以图17所示的相当平坦和笔直的导航配置布置，其中，驱动管远侧开口DTDOP向远侧远离芯丝CRW的鼻尖NSTP延伸例如约3cm。因此，由于驱动管内腔DTLMN的远侧部分没有芯丝CRW并且因此没有被硬化，因此驱动管远端DTDST保持柔软和挠性。也可以将导航配置称为与芯丝末端CWTP与驱动管远侧开口DTDOP分开的一距离的关系。否则，可以说芯丝末端CWTP在驱动管DT中的参考位置LOC0处，操纵机构STMC被布置在导航配置中。换句话说，导航配置与脉管系统的结构或脉管VSL的分叉、大小或分支的角度的属性无关。

须注意，相当笔直的导航配置防止驱动管DT穿刺到不希望的分叉中。此外，由于驱动管内腔DTLMN的远侧部分没有芯丝CRW，因此没有被硬化，因此驱动管远端DTDST保持柔软和挠性，这是防止脉管意外穿孔的安全特征。

在导航配置的第一步骤中，驱动管DT因此可以在准备好在第二步骤中操作之前沿着主脉管VSL被导航到布置在距分叉脉管VSL1预定距离处的参考位置LOC1。图17中所示的参考位置LOC1布置在主脉管VSL上，靠近希望穿刺的分叉脉管VSL1。参照主脉管VS、必须穿刺的分叉脉管VSL1以及操纵机构STMC的解剖学特性来选择参考位置LOC1。换句话说，穿刺配置取决于脉管系统的结构，包括相关脉管VSL的大小和角度。在导航配置中，操作的第一步已完成，并在驱动管远端DTDST到达参考位置LOC1时结束。为了进行第二操作步骤，需要参考位置LOC2。

在第二操作步骤中，芯丝CRW沿着驱动管DT向远侧平移，离开导航配置参考位置LOC0，直到芯丝末端CWTP到达驱动管DT上的参考位置LOC2。参考位置LOC2被布置成比参考位置LOC0更靠近驱动管远侧开口DTDOP。在芯丝末端CWTP位于位置LOC2处的情况下，芯丝CRW旋转，其也使驱动管DT随之旋转。芯丝CRW旋转，直到以适当的角度方向对准分叉脉管VSL1的入口ENTV1为止，由此驱动管可偏转臂DTARM现在能够偏转，如图18所示。

图18示出了在第二步操作结束时，驱动管DT处于穿刺配置的布置：远侧臂长度DTALN足够长以到达分叉脉管VSL1，并且定向良好以便穿入其中。驱动管偏转臂DTARM相对于芯丝主体部分CWBD偏转角度α。换句话说，如图18所示，驱动管偏转臂DTARM被布置成至少在分叉脉管VSL1的入口ENTV1处与分叉脉管VSL1的壁WLL1接触。可以说，驱动管偏转臂DTARM通过在分叉VSL1的入口ENTV1处的壁WLL1上的摩擦力而被阻止，并可能卡在点STK处。在步骤3中，通过包括驱动管远侧部分DTDST的驱动管DT的旋转来提供驱动管DT进入分叉脉管VSL1的内腔LMNV1的前进。

各个参考位置，即LOC0、LOC1和LOC2，可以由从业者选择和/或通过利用计算机程序(诸如利用成像设备的CAD/CAM程序)来导出。图17至图19中所示的参考位置LOC1和LOC2考虑了操纵机构STMC的特性，诸如芯丝弯曲部CWBND和弯曲角度α，以及脉管系统的结构的特性，以及脉管VSL和VSL1的分叉、大小或分支角度。

在步骤3的开始，芯丝CRW相对于脉管VSL保持在静止位置，而驱动管DT通过与脉管VSL1的内腔的组织TSS接合而旋转而进入分叉脉管VSL1中。在芯丝CRW静止的情况下，驱动管DT继续前进，直到驱动管远侧开口DTDOP和芯丝末端CWTP之间分开的距离回到导航配置(即LOC0)为止，如图19所示。之后，芯丝CRW和驱动管DT一起平移，以使导航配置继续。一旦返回到操作的第一步中的导航配置，芯丝CRW和驱动管DT就会保持相互锁定的布置。现在可以顺序地进行操作步骤的其他循环。

因此，已经描述了具有导管部分CAT的导管插入器械APP，导管部分CAT具有操纵机构STMC和平移机构TRMC。导管部分CAT在远侧通过管和导丝联接至管部分TUB，该管和导丝继而联接至一个或多个单元部分UNT，如图20所示。弹性芯丝CRW通过芯丝弯曲部CWBND向远侧变形以形成终止于远侧芯丝末端CWTP的芯丝鼻部CWNS。驱动管DT具有用于将芯丝CRW保持在其中的驱动管内腔DTLMN。驱动管DT被配置为在两种配置中的一种配置中顺序地布置和操作。一种配置是用于在体脉管VSL中导航的导航配置，其中，芯丝弯曲部CWBND以拉直的布置支撑在驱动管内腔DTLMN中。另一种配置是用于进入分叉脉管VSL1的穿刺配置，其中，芯丝鼻部CWNS将驱动管DT的远侧部分偏转到驱动管偏转臂DTARM中。

导管部分CAT的驱动管DT具有驱动管远侧开口DTDOP，并且在导航配置中，驱动管远侧开口DTDOP布置在远离芯丝末端CWTP的远侧。此外，驱动管DT具有驱动管远侧开口DTDOP，在穿刺配置中，驱动管DT被配置为以两步操作。在第一步骤中，将驱动管DT导航到参考位置LOC1，该参考位置邻近选定的分叉脉管VSL1，该分叉脉管具有要接合的分叉脉管开口ENTV1。在第二步骤中，将芯丝末端CWTP布置在远离驱动管远侧开口DTDOP的近侧的参考位置LOC2处。然后，芯丝CRW在径向取向上朝向分叉脉管开口ENTV1转动，由此驱动管DT同样地转动，并且由此使驱动管偏转臂DTARM偏转以平移到分叉脉管VSL1中。偏转的驱动管臂DTARM沿芯丝鼻部CWNS的方向延伸并延续，并远离芯丝末端CWTP向远侧延伸。驱动管DT支撑微槽mvGRV，微槽mvGRV形成平移机构TRMC。

还已经描述了具有导管CAT的导管插入器械APP，导管CAT用于在体脉管VSL的内腔VSLMN中导航。导管CAT包括挠性驱动管DT，该挠性驱动管具有外表面DTSRF，该外表面DTSRF支撑螺旋形缠绕的凹进微槽miGRV，该微槽形成适于在其中容纳来自内腔VSLMN的壁的组织TSS的内螺纹。因此，驱动管DT进入在由容纳在凹进微槽miGRV中的组织TSS中形成的突出的外螺纹的旋转驱动该驱动管DT平移。芯丝CRW被支撑在驱动管DT的内腔DTLM中，并且具有远侧部分，该远侧部分预先变形为弯曲部以形成笔直的远侧芯丝鼻部CWNS。驱动管DT被配置为在沿着芯丝鼻部CWNS向远侧平移之后偏转为直臂DTARM。驱动管DT的平移控制了偏转臂DTARM的长度DTALN。驱动管DT的远侧平移在远离芯丝鼻部CWNS的直线方向上继续。芯丝CRW被配置用于可控制的径向取向，由此芯丝鼻部CWNS将直驱动管臂DTARM定向成相同的径向取向。

进一步描述了一种用于实现用于导管插入器械的导管的操纵机构的方法。该方法包括：提供通过弯曲部而向远侧变形的芯丝；以及提供驱动管，该驱动管具有将变形的芯丝保持在其中的驱动管内腔，因此，芯丝和驱动管中的一者相对于彼此的平移允许将操纵机构布置在导航配置和穿刺配置中的一种配置中。

该方法还包括平移机构，当驱动管旋转时，该平移机构操作被布置在驱动管的外表面上的微槽以接合内腔组织。驱动管的旋转使驱动管的远端旋转，以提供牵引力从而平移到分叉脉管中。驱动管具有驱动管内腔，不透射线的药剂和治疗剂可经由该管腔从驱动管近侧开口传送至驱动管远侧开口并从那里流出。

对于本领域技术人员将清楚的是，驱动管和芯丝的控制既可以由用户手动操作，也可以通过电动和计算机化的控制单元来操作。这样的控制单元可以由用户控制并且允许更精确地控制位移和旋转运动。另外，在一些优选的实施例中，一种算法将接收驱动管需要前进的路径的图像以及沿着该路径的分叉点的位置作为输入，该算法将能够预先计算出用于接近每个分叉的组合最佳参数。在其他实施例中，可以在图像上标记目标点，并且算法将检测每个分叉并计算最佳路径以及每个分叉的所需参数。在另一个实施例中，可以在控制单元中组合上述算法中的一种，以便全部或部分地自动化过程的计划和执行，同时可选地为用户提供仿真设备。

相对弯曲刚度

可以与上文的描述不同地实现驱动管远端DTDST 203的挠曲，但是仍可操作以控制该挠曲的是芯丝CW和驱动管DT的相对布置。

图21描绘了在其中支撑芯丝CW的驱动管DT。芯丝CW可具有沿其长度单调地或突然地或根据值的预定分布而变化的弯曲刚度BS。在图21中，驱动管DT具有变形的远端DTDST，称为远侧初始弯曲部201或初始弯曲部201。这样的远侧初始弯曲部201可以包括例如被选作发夹曲线、半圆形曲线、J形曲线、U形曲线或椭圆形曲线的弯曲。

在图21中，芯丝CWR被示为细长锥，以示出其弯曲刚度BS在纵向上不是恒定的，而是从芯丝末端CWTP或205处的零开始增加，并且沿着近侧方向PRX增大到更大的弯曲刚度值。因此，这种芯丝CWR是可变刚度的芯丝207。实际上，弯曲刚度BS的分布可以通过用医学规定兼容的塑料材料涂覆细长的圆锥形芯丝CWR使得获得具有纵向恒定直径的芯丝CWR来实现。与此相反，驱动管DT可具有恒定值的弯曲刚度BS2。该恒定值的弯曲刚度BS2可以高于可变刚度芯丝207的远侧DST部分的弯曲刚度BS1。此外，该恒定值的弯曲刚度BS2可以低于可变刚度芯丝207的近侧部分PRX的弯曲刚度BS3。

图22描绘了驱动管DT，其中，可变刚度芯丝203的远侧部分已经平移为接合在远侧初始弯曲部201中。只要驱动管DT的恒定弯曲刚度BS2高于可变刚度芯丝207的远侧部分的较小弯曲刚度BS1，则初始弯曲部201的曲率形状显然就不会改变。

图23示出了驱动管DT，其中，可变刚度芯丝207的具有比驱动管DT的恒定弯曲刚度BS2高的弯曲刚度BS3的一部分已经平移为与初始弯曲部201接合。这次，芯丝CWR的较高的弯曲刚度BS3已经矫正并且未弯曲初始弯曲部201。现在，驱动管DT在导航模式211中被纵向拉直以在脉管系统中平移，并且可变刚度芯丝207相对于驱动管DT的向近侧缩回将矫正驱动管远端203的初始弯曲部201的曲率。须注意，仍然是由于可变刚度芯丝207和驱动管DT之间的相对平移而导致的，在导航模式下初始弯曲部201和纵向拉直之间的过渡是可控的。

图24示出了当布置在主脉管VSL中时具有初始弯曲部201的驱动管DT，向近侧定向的分叉脉管VSL1从其中延伸。为了清楚起见，支撑在驱动管DT的内腔LMN中的可变刚度芯丝207由轴线XL表示。远侧弯曲部201的曲率在矫直导航模式211中的可控顺时针展开，将初始弯曲部209的开口定向为远离面向近侧方向PRX偏转以面向远侧方向DST，如分别标记为γ0和γ4的偏转角所示。角度γ为在脉管VSL的轴线X(未示出)与轴线XL之间测量的。因此，γ0＝0°°，γ4＝180°。因此，初始弯曲部209的开口指向与X轴成角度γ的取向方向。例如，标记为γ1、γ2和γ3的展开曲率分别形成约45、90和135度的角度。因此，角度γ实际上可以覆盖从锐角γ到钝角γ的从零至180度的范围。在与图25至28所示的不同角度β相同的方向上测得的角度γ，该角度β指示分叉或分支脉管VSL1的取向角。

因此，驱动管DT和可变刚度芯丝207的相对弯曲刚度BS部分或片段允许控制初始弯曲部209的开口的取向方向或内腔的轴线XL。

图25至图28示出了用于描述远侧管DT如何被接合以引入到分叉脉管VSL1中的示意性简化横截面图示，该分叉脉管在近侧方向PRX上倾斜并且与向远侧延伸的主脉管VSL成锐角β。

在图25中，驱动管DT已经相对于主脉管VSL分叉脉管VSL1中的外侧的分支开口215在脉管VSL的内腔LMN中从近侧方向向远侧方向平移。在到达相对于分支开口315的预先计划的布置之后，操作导管以恢复初始弯曲部201的形状。初始弯曲部201在平面投影布置中成像，以清楚地识别出角度γ的真实量度和初始弯曲部209的驱动管开口的真实取向方向。实际上，在操作过程中，很容易在图像上区分出初始弯曲部209的真实量度：适当地旋转驱动管DT对于获得所需的初始弯曲部209的真实量度就足够了。然而，布置在驱动管DT上的不透射线的标记(图中未示出)可用于促进从业者P的任务，并且可有益于区分出沿导管CAT的长度，并区分出驱动管DT的部分甚至角旋转量度。

图25还示出了分叉脉管VSL1相对于主脉管VSL的角度β以及边缘拐角A和B，边缘拐角A和B在二维投影中被视为分支开口215与投影平面的交点。驱动管远端203的曲率仍具有远侧初始弯曲部201的形状。

在图26中，示出了远侧初始弯曲部201已经逆时针部分地展开。可变刚度芯丝207的一部分从驱动管开口端203突出。示出了驱动管DT被适当地布置成在旨在与分叉脉管VSL1的组织接触的短的平移步骤之后接合分支开口315。一旦驱动管DT的微槽219接合在分叉脉管VSL1的组织TSS中，就足以旋转驱动管DT以使这最后一圈以螺旋状穿入分支脉管VSL1的内腔LMN中。

与图26相似，图27示出了远侧初始弯曲部201的展开，这次已经向远侧远离分支开口215展开了。近侧平移可能会导致驱动管DT弹回并返回到图26中所示的布置。在失败的情况下，可以将驱动管DT驱动到导航模式211，并且可以尝试另一次穿刺努力。

与图26相似，图28示出了远侧初始弯曲部201的展开，这次已经从近侧远离分支开口215展开了。远侧平移可能会导致驱动管DT弹回并返回到图26中所示的布置。在失败的情况下，可以将驱动管DT驱动到导航模式211，并且可以尝试另一次穿刺努力。

类似于可变刚度芯丝207，驱动管DT也可以被配置为可变刚度驱动管221。因此，驱动管DT的较高的弯曲刚度将高于可变硬度芯丝207的相对较低的弯曲刚度。这意味着可以使用可变刚度驱动管221来使可变刚度芯丝207变形，与例如以上关于图3所描述的相反。

图29示出了具有挠性可矫正的驱动管弯曲部225的可变刚度驱动管221，该挠性可矫正的驱动管弯曲部225以角度δ弹性弯曲，类似于图3中的芯丝CWR的弯曲。可变刚度驱动管221的远侧部分可以具有值BS2的弯曲刚度，并且其近侧部分可以具有值BS4的弯曲刚度，其比值BS2更刚性。为了强调BS4>BS2，可变刚度驱动管221的具有值为BS4的弯曲刚度的部分相对于标记为BS2的远侧部分以放大的尺寸示出。如果需要，可变刚度驱动管221可以进一步具有其一部分，该部分邻近标记为BS4的部分，并且具有标记为BS6的弯曲刚度，该弯曲刚度高于值为BS4的弯曲刚度。实际上，对于图14和图15所示的线圈绞合管HHS，弯曲刚度是可控的，例如通过用不止一层的线圈缠绕管来控制。为了控制弯曲刚度BS，可以添加第二层线圈，其由与第一层线圈相同的材料或不同的材料制成，或者第二层可以简单地具有间隔开的线圈。

图30为用于示出与可变刚度芯丝207相关联地操作的可变刚度驱动管221的变形能力的示意图。示出了可变刚度驱动管221的具有不同弯曲刚度值BS的分布的远侧部分，例如，其指示了弯曲刚度值为BS2的驱动管初始弯曲部201，该驱动管初始弯曲部向近侧延伸直至其弯曲刚度为BS4的一部分，该部分被指示为以具有向近侧延伸的值BS4的台阶223“虚拟地”开始。示出了具有不同弯曲刚度值BS的分布的可变刚度芯丝207从值为BS1的芯丝末端205开始，并且向近侧PRX延伸通过BS3和BS5的弯曲刚度值。在图30中，弯曲刚度值在算术上从最小值BS1增加到最大值BS5。具有相同弯曲刚度BS的长度或区域的一部分在图30中用227表示。

如上所述，由于BS3＞BS2，因此具有BS3的弯曲刚度值的可变刚度芯丝207的远侧平移将使远侧初始弯曲部201偏转。对于如图29所示具有可变刚度长度的挠性驱动管弯曲部225的可变刚度驱动管221，在图30中示出为使BS2和BS4的值通过由可变刚度芯丝207的具有较大弯曲刚度值BS5的一部分支撑而保持对准。

然而，当可变刚度芯丝207向近侧PRX缩回以使其标记为BS5的部分变得接近可变刚度驱动管221的驱动管弯曲部225(如图29所示)时，驱动管弯曲部225将变为自由竖起伸展。图31至图35涉及主动脉III型弓形分叉的导管插入术。

在图31和图32中，示出了支撑芯丝CRW(未示出)的驱动管DT，其中，在驱动管DT已导航到相对于分叉VSL1的布置中并且已经接触其入口ENTV1之后，芯丝CRW在其中具有芯丝弯曲部CWBNB(如图6所示)。对于此过程，驱动管DT已导航到如图17所示的第一参考位置LOC1，其中驱动管远侧开口DTDOP远离芯丝CRW的鼻尖NSTP向远侧延伸，如图17所示。然后，仍在图17中，鼻尖NSTP被平移到如图17所示的第二参考位置LOC2，在此处，芯丝CRW在适当的位置平移，以竖起驱动管臂DTARM以使其偏离。

随后，驱动管DT在芯丝CRW上平移并远离芯丝CRW，以首先增长驱动管臂DTARM的如图8所示的短长度DTLN。接下来，驱动管DT和芯丝CRW都被旋转并定向在指向分叉VSL1的入口ENTV1的适当角度方向上。继而，驱动管DT沿着芯丝CRW平移以增长期望的长度DTLN，以使其与分叉VSL1的入口ENTV1接合。

最后，在驱动管DT与分叉VSL1的入口ENTV1接触的情况下，仍然需要将芯丝CWR移出驱动管DT并进入分叉VSL1中，此后，驱动管DT在芯丝CWR上平移，以便在分叉VSL1中进一步导航。

在图33和图34中，驱动管DT在其中支撑第一芯丝CRW(未示出)，该芯丝CRW具有如图6所示的芯丝弯曲部CWBNB和远侧初始弯曲部201。

示出了在相对于分叉VSL1的布置中导航并且已经与其入口ENTV1接触之后的驱动管DT。对于此过程，驱动管DT已导航到如图17所示的第一参考位置LOC1，其中驱动管远侧开口DTDOP远离芯丝CRW的鼻尖NSTP向远侧延伸，如图17所示，其中将芯丝CRW平移到用于竖起驱动管臂DTARM以使其偏离的位置。此后，驱动管DT在芯丝CRW上平移并远离芯丝CRW，以增长驱动管臂DTARM的短长度DTLN，接下来，驱动管DT和芯丝CRW一起旋转直到驱动管臂DTARM被定向在指向分叉VSL1的入口ENTV1的适当角度方向上。接下来，驱动管DT沿着芯丝CRW平移以增长期望的长度DTLN，以使其接合在分叉VSL1的入口ENTV1中并与其接触。

一旦将驱动管DT布置成与分叉脉管VSL1接合和由其支撑，第一芯丝CWR就从驱动管DT中向近侧收回，并由支撑长度233的具有不同的弯曲刚度值BS的多个部分的第二芯丝207代替，其中，至少一个弯曲刚度值BS具有高于初始弯曲部201的弯曲刚度值BS的值，

对于长度233的多个部分中的弯曲刚度值BS高于初始弯曲部201的弯曲刚度值BS的一个部分，第二芯丝207被驱动平移到驱动管DT中并且穿过远侧初始弯曲部201，以如图35所示，使初始弯曲部201变形为拉直布置。这意味着远侧初始弯曲部201具有等于零的角度γ，如图24所示。

在这个阶段，通过使用在延伸的芯丝CWR上的平移和驱动管DT的旋转中的一者或多者，驱动管可以进入分叉脉管VLS1中。

致动装置

导管插入术所遇到的离体问题包括笨拙地处理长而细的弹性微导管的管路和导丝，以及对精确控制这些管路和导丝的平移和旋转的所需运动的迫切需求。为了减轻繁琐的处理，似乎有序地缠绕微导管的管路以简化操作是最好的。

关于未在图中示出的对精度的关键需求，提供了如图36所示的命令站301，其很好地配备了用于计划和执行导管插入的三维成像设备和三维计算程序设备。从业者响应于从体内接收到的图像和反馈数据，从命令站301操作控制站303，以传递将由微导管305执行的期望运动的精确命令。这种期望的运动包括计算机程序提供作为亚毫米长度和亚度旋转值的驱动管DT的平移和旋转以及芯丝CW的平移和旋转。这些精确的命令被传送到远程控制致动装置307。微导管309从致动装置307被致动，以使驱动管DT和芯丝CW平移和旋转。致动装置307包括如图37和38所示的可旋转的转盘311，其支撑至少多个致动器313。遥控发射器或收发器317、用于致动装置307的操作的微电子器件、布线和电源可以布置在桌面盘323或者基盘325中的每一者上，或者分布在两个同心盘321之间。

图36为用于在导管插入周围环境中易于定向的示意图。从业者从远处DST将引导导管GC插入患者P体内，并且为了计划干预，在设备齐全的命令站301中提供了可用的3D成像和3D计算机程序。命令站301为单元UNT的一部分，也在图20中示出，具有导管插入干预支持，并且包括示出为布置在PRX近侧的设备、人力、硬件和计算机程序。单元UNT是本领域技术人员众所周知的。接下来，提供了致动装置307，其已经装载有微导管305，具有或不具有象征性地示出的Y形连接器联接器，致动器313，遥控发射器或收发器317以及诸如可再充电电池的电源。Y连接器Y在图36中仅象征性地示出。然后，微导管305的远侧部分与Y连接器联接器Y接合，该Y连接器联接器Y联接到已经插入患者P中的引导导管GC。

致动装置307为类似于转盘319的结构，其包括两个同心盘321，该两个同心盘321例如借助于机械轴承315相互联接以绕轴线X旋转。两个盘321包括桌面盘323，该桌面盘323布置在基盘325的顶部并且相对于基盘325同心旋转。盘321中的每一个盘具有盘顶表面327、盘底表面329和盘厚度331。

桌面盘323支撑多个致动器313，该多个致动器313被配置为对驱动管DT和芯丝CW中的每一者施加旋转和平移。

图38描绘了桌面盘323的俯视图。致动器313布置在桌面盘323的盘顶表面327上。在一个实施例中，致动器313可包括芯丝旋转致动器333，芯丝平移致动器335，驱动管旋转致动器337和基盘致动器339。该最后的基盘致动器339经由基盘电动驱动器355，诸如例如旋转辊，使转盘311的顶盘323旋转。此外，致动装置307还包括遥控发射器或收发器317以及电源。

图39以俯视图示出了用于远程控制致动器313的手持式手动控制站303的示例性实施例。控制站303可以支撑三个操纵杆341，即第一操纵杆3411、第二操纵杆3412和第三操纵杆3413。致动器313可以由操纵杆341以可控制地选择的速度和预定的预设速度在ON和OFF布置进行操作。通过基部旋转致动器319使转盘319旋转来执行驱动管DT的平移。驱动管DT被夹紧到顶盘323上，顶盘323旋转，从而将驱动管DT的一部分从通道343中排出并向远侧排出。

由控制站303传输到致动器313的以下命令是第一操纵杆3411在以下方向上位移的结果：

向前：芯丝CW以受控速度前进。

向后：芯丝CW以受控速度缩回。

向右：芯丝CW以恒定的慢速旋转。

向左：芯丝CW以恒定的慢速旋转。

由控制站303传输到致动器313的以下命令是第二操纵杆3412在以下方向上位移的结果：

向后：远侧管DT以恒定的慢速缩回。

向右：远侧管DT以恒定的慢速旋转。

向左：远侧管DT以恒定的慢速旋转。

由控制站303传输到致动器313的以下命令是第三操纵杆3413在以下方向上位移的结果：

向前：微导管305以受控的速度前进。

向后：微导管305以受控的速度缩回。

图37示意性地示出了致动装置307和转盘311的示例性实施例的附加特征。转盘311包括两个同心盘321，两个同心盘321彼此联接以绕轴线X旋转。两个盘321包括桌面盘323，该桌面盘323布置在基盘325的顶部并且相对于基盘325同心旋转。为了在其中存储微导管305的一部分长度，在同心盘321之间形成通道343。

通道343可形成在圆形凸起345之间，该圆形凸起345延伸出基盘325的顶表面327，该圆形凸起345与进入顶盘323的底表面329的圆形凹口347同心并穿入该圆形凹口347。横向地，通道343由突起345的较小的外径与凹口347的较大的内径之间的差形成。在高度上，通道343由凹口347的底部与突起345的顶部之间的间隔距离形成。在图37所示的示例中，通道343的横截面是正方形或矩形，其两边属于桌面盘327，而另两边为基盘327的一部分。通道343的横截面的边可以不是直的，并且其至少一边属于桌面盘323，并且至少其另一边属于基盘325。优选的横截面具有梯形形状349，并且其两个平行边中的较短者由基盘325提供。

图40示出了通道343的横截面的一些示例性实施例。在图4la中，桌面盘和基盘325的横截面的两边接触。图41b示出了优选实施例，并且图41c至图4le示出了具有倒圆的通道侧的通道343的横截面。

图41示出了微导管305进出转盘311的环形路径。通道343被配置为即使当沿远侧方向DST从转盘推出时，或者当通过沿近侧方向PRX被拉回而缩回其中时，刚性且有序地支撑、引导和定向挠性微导管305以使其在体内不受阻碍地通过。在其中支撑芯丝CW的驱动管DT经由在桌面盘323的盘顶表面327中开口的顶槽351穿过并经由通道358进入通道358中。顶槽351切开在通道343的顶部上并与通道343相一致，并以平缓单调的斜率将微导管305引导到通道343中。驱动管DT从顶槽351并经由通道358穿入由两个盘321形成并在两个盘321之间的圆形通道343。类似地，驱动管DT通过通道358和在基盘325的盘底表面329上开口的基槽353从通道343中排出。

通道343与桌面盘323同心地布置并且靠近桌面盘323的外围，以达到实际上尽可能长的长度，从而能够在其中容纳驱动管DT的相对长的部分。例如，对于直径为19cm的通道343，存储在通道343中的微导管305的长度约为60cm，从而转盘311的直径可以约为20cm。因此，微导管305可以在覆盖引导通道343中的至多、几乎完整的圆形环之后退出转盘311。因此，致动装置307被配置为沿着受控的驱动管长度支撑和引导微导管305，该驱动管长度可以短但是跨度可以达到最大约60cm。该可控的驱动管DT的长度在顶盘323的通道358的出口与基盘的通道358之间延伸。驱动管DT的由通道343支撑的部分的长度是可控的。

通道343提供刚性的机械背衬支持，以在体内推动微导管305。驱动管DT在刚性支撑中被限制在通道343中，以防止其弯折和/或变形。

因此，已经描述了导管CAT，其中，驱动管DT和芯丝CRW中的每一者支撑长度233的具有不同值的弯曲刚度BS的部分的分布，由于长度233的具有属于驱动管DT和属于芯丝CRW的具有不同值的弯曲刚度BS的部分的相对相互布置产生驱动管DT和芯丝CRW中的至少一者的可逆受控变形。驱动管DT和芯丝CRW的相对平移命令形状的变形的可控扩展。驱动管DT具有远侧的初始弯曲部201，并且驱动管DT与芯丝CRW之间的相对相互平移命令控制初始弯曲部201的可逆展开。此外，驱动管DT具有终止于驱动管远端229的远侧初始弯曲部201，并且驱动管DT与芯丝CRW之间的相对相互平移命令驱动管远端229的可逆的取向方向。

驱动管DT支撑至少一个挠性可矫正的弯曲部225，并且驱动管DT与芯丝CRW之间的相对相互平移命令弯曲部225的受控布置处于拉直布置和偏转布置中的一种布置中。通过驱动管DT和芯丝CRW的相对相互平移的受控布置命令驱动管DT和芯丝CRW的形状可逆地变形。可以将不透射线的标记物231施加在驱动管DT和芯丝CRW中的至少一者的长度233的至少一部分上，以指示弯曲刚度BS的值以及径向取向和长度的度量。不透射线的标记物231可以施加到驱动管DT和芯丝。具有长度233的具有不同值的弯曲刚度BS的多个部分的芯丝CRW被配置为可逆地展开远侧初始弯曲部201，该远侧初始弯曲部201的弯曲刚度BS的值比长度233的多个部分中的一个部分的弯曲刚度BS的值低。

一种用于实现导管CAT的方法，该导管CAT用于提供驱动管DT和芯丝CRW中的每一者，芯丝CRW具有长度233的具有不同值的弯曲刚度BS的多个部分，并且使长度233的多个部分以相对相互平移进行操作，以命令驱动管DT和芯丝CRW中的至少一者的形状的受控可逆变形。该方法中，其中，长度233的一部分为长度233的具有确定的弯曲刚度BS的片段或一部分中的一者，以及特定长度233的片段具有峰值弯曲刚度BS的单调变化的弯曲刚度BS。该方法中，其中，芯丝CRW具有长度233的具有不同值的弯曲刚度BS的多个部分，并且驱动管DT具有远侧初始弯曲部201，该远侧初始弯曲部201可通过驱动管DT和芯丝CRW的相对相互平移而以受控的角度布置反向地展开。该方法中，其中，驱动管DT从拉直的布置可逆地和可控地矫正为选定的角度布置。

一种用于刺入主动脉III型弓形分叉VSL1的方法，其中，在其中支撑具有芯丝弯曲部CWBNB的芯丝CWR的驱动管DT被导航到第一参考位置LOC1，并且驱动管远侧开口DTDOP向远侧延伸远离芯丝CRW的鼻尖NSTP，并且其中，鼻尖NSTP平移至第二参考位置LOC2，芯丝CRW从该第二平移位置LOC2平移以竖起驱动管臂DTARM，该竖起是偏离的结果，并且随后，驱动管DT在芯丝CRW上平移并远离芯丝CRW，以使驱动管臂DTARM增长期望的长度DTLN，然后，驱动管DT和芯丝CRW一起旋转直到驱动管臂DTARM以指向分叉VSL1的入口ENTV1的适当的角度方向定向。

一种用于刺入主动脉III型弓形分叉的方法，其中，驱动管DT支撑远侧初始弯曲部201和长度233的具有不同的弯曲刚度值BS的多个部分，其中，至少一部分233的弯曲刚度BS具有比初始弯曲部201的弯曲刚度值BS更高的值。该方法包括第一芯丝CWR，第一芯丝CWR具有芯丝弯曲部CWBNB，芯丝弯曲部CWBNB被支撑在驱动管DT中并且被导航到第一参考位置LOC1，其中驱动管远侧开口DTDOP向远侧延伸远离芯丝CRW的鼻尖NSTP，其中，鼻尖NSTP平移至第二参考位置LOC2，并且其中，芯丝CRW平移到以使驱动管臂DTARM竖起以偏离的位置，随后驱动管DT在芯丝CRW上平移并且远离芯丝CRW，以使驱动管臂DTARM增长期望的长度DTLN，接下来，驱动管DT和芯丝CRW一起旋转，直到驱动管臂DTARM以指向分叉VSL1的入口ENTV1的适当角度方向定向。该方法进一步包括驱动管DT沿着芯丝CRW平移以增长期望的长度DTLN，并且被布置成在分叉VSL1的入口ENTV1处接合并支撑或接合并支撑到该入口中，其中，从驱动管DT取回第一芯丝CWR，并由第二芯丝207代替，该第二芯丝207支撑长度233的具有不同的弯曲刚度值BS的多个部分，其中，至少一个部分具有高于初始弯曲部201的弯曲刚度值BS的值。接下来，对于长度233的多个部分中的弯曲刚度值BS高于初始弯曲部201的弯曲刚度值BS的一个部分，第二芯丝207被驱动平移到驱动管DT中并且穿过远侧初始弯曲部201，以使初始弯曲部201变形为拉直布置。

一种器械APP，包括微导管305，该微导管305包括在其中支撑芯丝CRW的驱动管DT，以及致动装置307，该致动装置307具有可旋转盘323，该可旋转盘323被配置为向微导管305提供机械支撑和运动，由此由与致动装置307相连的控制站303输送的致动命令控制驱动管DT和芯丝CRW的平移和旋转。器械APP，其中，致动装置307响应于从命令站301接收到的致动命令，有序地分配、缩回和引导微导管305的至多至少60cm的预定且受控的长度。在该器械APP其中，命令站301通过遥控来操作致动装置307。

在该器械APP其中，致动装置307支撑多个致动器313，所述致动器313被配置为分别以亚毫米平移和亚度旋转的精度对驱动管DT和芯丝CRW中的每者进行双向平移和双向旋转。在该器械APP其中，致动装置307提供刚性引导通道，以无弯折和无缠结的有序布置机械地支撑微导管。在该器械APP其中，致动装置307进一步被配置为具有约15cm至25cm，优选地约15cm至22cm，并且更优选地约16至19cm的直径的可旋转的转盘311。器械APP，其中，引导通道343与可旋转的转盘311是同心的并且靠近可旋转的转盘311的外围。器械APP，其中，驱动管DT被封闭并且被刚性且刚性地机械地支撑在引导通道343中，并且驱动管DT和芯丝CRW中的每一者可在引导通道343中平移和旋转。

在该器械APP其中，微导管305通过转盘311的旋转而被驱动平移。根据权利要求37所述的器械APP，其中，通过转盘311的旋转，将微导管305的驱动管DT驱动成平移。

在该器械APP其中，转盘311的旋转通过施加到远侧穿入目标脉管VSL的力沿远侧方向DST驱动驱动管DT的受控长度，并且引导通道343被配置为在其中在机械上支撑并引导在无弯折和无缠结的引导通道顺应性布置中的受控长度。器械APP，其中，致动装置307被包装为一次性可抛弃组件。

提供了一种用于实现导管插入器械APP的方法，该导管插入器械APP包括导管CAT，该导管CAT包括驱动管DT和用于通过蜿蜒的体脉管VSL导航的芯丝CWR，该器械APP包括三维成像设备和包括微导管CAT的计算机化命令和控制的三维支撑设备。该器械APP提供转盘311，该转盘311支撑用于在其中机械地限制并支撑导管CAT的远侧部分的通道343，其中向驱动管DT提供旋转运动以增强其向目标脉管VSL的向远侧平移，并提供当转盘311将驱动管DT驱动到目标脉管VSL(诸如分叉脉管VSL)中时，芯丝CWR相对于目标脉管VSL的阻止运动。

一种方法PP，包括用于在蜿蜒的体脉管VSL中导航的导管CAT，其中，导管包括驱动管DT，该驱动管DT具有在其中支撑芯丝CWR的内腔LMN；所述导管可操作以穿刺到与主脉管VSL成一定角度的分叉目标脉管VSL1中。该方法包括将来自单元部分UNT的计算机数据提供给控制站303，以传输到致动装置307。该方法进一步包括为致动装置307提供致动器313和通道343，以沿着通道343的受控部分的长度支撑导管，并根据来自单元部分UNT的数据来操作致动器313。另外，该方法还包括操作致动装置307，以将导管CAT驱动到目标脉管VSL中，并根据从单元部分UNT接收到的数据进行操作。

一种用于实现带有驱动管DT和芯丝CWR的导管CAT的方法，该导管CAT具有支持三维成像设备和三维计算机程序的设备，其中，导管CAT通过数字计算机化命令和控制来操作。

行业适用性

上文描述的实施例可适用于医疗装置生产行业。

附图标记列表

Claims (44)

1.一种导管插入器械APP，包括用于导航穿过体脉管VSL的导管CAT，

其特征在于，所述导管CAT包括：

弹性芯丝CRW，向远侧变形为芯丝弯曲部CWBND以形成终止于远侧芯丝末端CWTP的芯丝鼻部CWNS，以及

驱动管DT，具有将所述芯丝CRW保持在其中的驱动管内腔DTLMN，其中，所述驱动管DT被配置为以下述配置中的一种配置操作：

导航配置，用于在体脉管VSL中导航，其中，所述芯丝弯曲部CWBND以拉直的布置支撑在所述驱动管内腔DTLMN中；以及穿刺布置，用于进入分叉的脉管VSL1中，

其中，所述芯丝鼻部CWNS被配置为将所述驱动管DT的远侧部分偏转为驱动管偏转臂DTARM。

2.根据权利要求1所述的器械APP，其中：

所述驱动管DT具有驱动管远侧开口DTDOP，以及

在导航模式下，所述驱动管远侧开口DTDOP被布置在远离所述芯丝末端CWTP的远侧。

3.根据权利要求1所述的器械APP，其中：

所述驱动管DT具有驱动管远侧开口DTDOP，并且

通过以下方式接合分叉脉管开口ENTV1：

首先，将所述驱动管远侧开口DTDOP导航至相对于要穿刺的所述分叉脉管开口ENTV1的参考位置LOC1，

其次，将所述芯丝末端CWTP驱动到参考位置LOC2，该参考位置LOC2远离远侧开口DTDOP向近侧布置，以及

第三，所述芯丝CRW在径向取向上朝向所述分叉脉管开口ENTV1旋转，这也使所述驱动管DT旋转，所述驱动管DT在所述芯丝CWR上平移以形成竖起的驱动管臂DTARM。

4.根据权利要求1所述的器械APP，其中，偏转的驱动管臂DTARM沿所述芯丝鼻部CWNS的方向延伸并延续，并远离所述芯丝末端CWTP向远侧延伸。

5.根据权利要求1所述的器械APP，其中，所述驱动管DT支撑被配置为形成平移机构TRMC的微槽mvGRV。

6.一种用于实施包括具有操纵机构STMC的导管CAT的导管插入器械APP的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供向远侧变形为芯丝弯曲部CWBND的芯丝CRW，

提供具有将变形的芯丝CRW保持在其中的驱动管内腔DTLMN的驱动管DT，

使所述芯丝CRW和所述驱动管DT中的一者相对彼此平移，从而以导航模式和穿刺模式中的一者中布置操纵机构STMC。

7.根据权利要求6所述的方法，平移机构被配置为，当所述驱动管旋转时，操作布置在所述驱动管DT的外表面上的微槽mvGRV以接合内腔组织。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述驱动管的旋转还使所述驱动管的远端旋转，以提供平移到分叉脉管中的牵引力。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述驱动管DT具有驱动管内腔DTLMN，不透射线的药剂和治疗剂经由所述驱动管内腔DTLMN从驱动管近侧开口传送至驱动管远侧开口并从该驱动管远侧开口流出。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述导管插入器械包括导管部分、管路部分、以及一个或多个单元部分。

11.一种导管插入器械APP，具有导管CAT，所述导管CAT用于在体脉管VSL的管腔VSLMN中导航，其特征在于，所述导管CAT包括：

挠性驱动管DT，具有外表面DTSRF，所述外表面DTSRF支撑螺旋形缠绕的凹进微槽miGRV，所述凹进微槽形成适于在其中容纳来自内腔VSLMN的组织TSS的内螺纹，

因此，所述驱动管DT进入在由容纳在所述凹进微槽miGRV中的所述组织TSS中形成的突出的外螺纹的旋转驱动所述驱动管DT平移。

12.根据权利要求11所述的器械APP，进一步包括：

芯丝CRW，支撑在所述驱动管DT的内腔DTLM中，并且具有远侧部分，该远侧部分预先地变形为弯曲部以形成笔直的远侧芯丝鼻部CWNS，并且

所述驱动管DT配置为在沿着所述芯丝鼻部CWNS向远侧平移之后偏转为直臂DTARM，并且

所述驱动管DT沿所述芯丝鼻部CWNS的平移使所述驱动管DT偏转为所述直臂DTARM。

13.根据权利要求12所述的器械APP，其中，所述驱动管DT的平移控制偏转的臂DTARM的长度DTALN。

14.根据权利要求12所述的器械APP，其中，所述驱动管DT的远侧平移在远离所述芯丝鼻部CWNS的直线方向上继续。

15.根据权利要求12所述的器械APP，其中，所述芯丝CRW进一步被配置为在可旋转的径向方向上定向以达到受控的径向取向，由此所述芯丝鼻部CWNS使直驱动管臂DTARM定向在相同的径向方向上。

16.一种导管插入器械APP，所述导管插入器械APP包括导管CAT，所述导管CAT用于在蜿蜒的体脉管VSL中导航，所述导管CAT包括驱动管DT，所述驱动管DT在其中支撑芯丝CRW，

其特征在于，所述导管CAT包括：

所述驱动管DT和所述芯丝CRW中的至少一者被配置为支撑长度233的具有不同弯曲刚度值BS的多个部分，

因此，所述驱动管DT和所述芯丝CRW的相对相互平移命令所述驱动管DT和所述芯丝CRW中一个的形状可逆地变形。

17.根据权利要求16所述的导管CAT，其中：

所述驱动管DT和所述芯丝CRW中的每一者支撑长度233的具有不同值的弯曲刚度BS的部分的分布，

因此，长度233的具有与所述驱动管DT和所述芯丝CRW有关的不同值的弯曲刚度BS的部分的相对相互布置产生所述驱动管DT和所述芯丝CRW中的至少一者的可逆受控变形。

18.根据权利要求16所述的导管CAT，其中：

所述驱动管DT和所述芯丝CRW的相对平移命令形状变形的可控扩展。

19.根据权利要求16所述的导管CAT，其中：

所述驱动管DT具有远侧初始弯曲部201，以及

所述驱动管DT和所述芯丝CRW之间的相对相互平移命令所述初始弯曲部201的受控可逆展开。

20.根据权利要求16所述的导管CAT，其中：所述驱动管DT具有终止于驱动管远端229的远侧初始弯曲部201，以及

所述驱动管DT和所述芯丝CRW之间的相对相互平移命令所述驱动管远端229的取向的受控可逆方向。

21.根据权利要求16所述的导管CAT，其中：

所述驱动管DT支撑至少一个挠性可矫正的弯曲部225，以及

所述驱动管DT与所述芯丝CRW之间的相对相互平移命令所述弯曲部225的受控布置为拉直布置和偏转布置中的一种。

22.根据权利要求16所述的导管CAT，其中，通过所述驱动管DT和所述芯丝CRW的相对相互平移的受控布置命令所述驱动管DT和所述芯丝CRW的形状可逆地变形。

23.根据权利要求16所述的导管CAT，其中，将不透射线的标记物231施加在所述驱动管DT和所述芯丝CRW中的至少一者的长度233的至少一部分上，以指示弯曲刚度BS的值。

24.根据权利要求16所述的导管CAT，其中，具有长度233的具有不同值的弯曲刚度BS的多个部分的芯丝CRW被配置为可逆地展开远侧初始弯曲部201，所述远侧初始弯曲部201的弯曲刚度BS的值低于长度233的所述多个部分中的一个部分的弯曲刚度BS的值。

25.一种用于实施导管插入器械APP的方法，所述导管插入器械APP包括导管CAT，所述导管CAT用于在蜿蜒的体脉管VSL中导航，所述导管CAT包括驱动管DT，所述驱动管DT在其中支撑芯丝CRW，

其特征在于，所述方法包括：

在所述驱动管DT和所述芯丝CRW中的每一者上设置长度233的多个部分，这些部分具有的弯曲刚度BS的值不同，以及

以相对相互平移的方式操作长度233的所述多个部分，以命令所述驱动管DT和所述芯丝CRW中的至少一者的形状的受控可逆变形。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，长度233的一部分为具有确定的弯曲刚度BS的特定长度233的一个片段，并且特定长度233的片段具有带有峰值弯曲刚度BS的单调变化的弯曲刚度BS。

27.根据权利要求25所述的方法，其中：

所述芯丝CRW具有长度233的多个部分，该多个部分所具有的弯曲刚度BS为不同值，以及

所述驱动管DT具有远侧初始弯曲部201，所述远侧初始弯曲部能通过所述驱动管DT和所述芯丝CRW的相对相互平移而以受控的角度布置反向地展开。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述驱动管DT的所述远侧初始弯曲部201能从所述初始弯曲部反向展开为拉直的布置。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述驱动管DT从所述拉直的布置可逆地和可控地矫正为选定的角度布置。

30.根据权利要求25所述的方法，其中：

为了刺入主动脉III型弓形分叉VSL1中，在其中支撑具有芯丝弯曲部CWBNB的芯丝CWR的所述驱动管DT被导航到第一参考位置LOC1，并且驱动管远侧开口DTDOP向远侧延伸远离所述芯丝CRW的鼻尖NSTP，并且其中，所述鼻尖NSTP平移至第二参考位置LOC2，所述芯丝CRW从所述第二参考位置LOC2平移以竖起驱动管臂DTARM，该竖起是偏离的结果，并且随后，所述驱动管DT在所述芯丝CRW上平移并远离所述芯丝CRW，以使所述驱动管臂DTARM增长期望的长度DTLN，然后，所述驱动管DT和所述芯丝CRW一起旋转直到所述驱动管臂DTARM以指向所述分叉VSL1的入口ENTV1的适当的角度方向定向，并且

所述驱动管DT沿着所述芯丝CRW平移以增长期望的长度DTLN，以使所述驱动管接合和支撑在所述分叉VSL1的入口ENTV1中，并且依次地，所述芯丝CWR从所述驱动管DT中移出并进入所述分叉VSL1中，之后，所述驱动管DT在所述芯丝CWR上平移，以在所述分叉VSL1中进一步导航。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，为了穿刺到主动脉III型弓分叉中：

所述驱动管DT支撑远侧初始弯曲部201和长度233的具有不同的弯曲刚度值BS的多个部分，其中，该长度233的至少一部分的弯曲刚度BS具有比所述初始弯曲部201的弯曲刚度值BS更高的值，

第一芯丝CWR具有芯丝弯曲部CWBNB，所述第一芯丝被支撑在所述驱动管DT中并且被导航到第一参考位置LOC1，其中驱动管远侧开口DTDOP向远侧延伸远离所述芯丝CRW的鼻尖NSTP，其中，所述鼻尖NSTP平移至第二参考位置LOC2，并且其中，所述芯丝CRW平移到以使所述驱动管臂DTARM竖起以偏离的位置，随后所述驱动管DT在所述芯丝CRW上平移并且远离所述芯丝CRW，以使所述驱动管臂DTARM增长期望的长度DTLN，接下来，所述驱动管DT和所述芯丝CRW一起旋转，直到所述驱动管臂DTARM以指向所述分叉VSL1的入口ENTV1的适当角度方向定向，

所述驱动管DT沿着所述芯丝CRW平移，以增长期望的长度DTLN，并且被布置成在所述分叉VSL1的入口ENTV1处接合并支撑或接合并支撑到该入口中，其中，从所述驱动管DT取回所述第一芯丝CWR，并由第二芯丝207代替，所述第二芯丝207支撑长度233的具有不同的弯曲刚度值BS的多个部分，其中，至少一个所述部分具有高于所述初始弯曲部201的弯曲刚度值BS的值，以及

对于长度233的所述多个部分中的弯曲刚度值BS高于所述初始弯曲部201的弯曲刚度值BS的一个部分，所述第二芯丝207被驱动平移到所述驱动管DT中并且穿过所述远侧初始弯曲部201，以使所述初始弯曲部201变形为拉直布置。

32.一种导管插入器械APP，所述导管插入器械APP包括微导管CAT，所述微导管CAT用于在蜿蜒的体脉管VSL中导航，

其特征在于，所述器械APP包括：

微导管305，包括在其中支撑芯丝CRW的驱动管DT，以及致动装置307，所述致动装置具有可旋转的转盘319，所述转盘被配置为提供机械支撑并操作所述微导管305的运动，

因此，由与所述致动装置307连通地联接的控制站303传递的致动指令控制所述驱动管DT和所述芯丝CRW的平移和旋转。

33.根据权利要求32所述的器械APP，其中，所述致动装置307被配置为响应于从命令站301接收到的致动命令，有序地分配、缩回、引导、和支撑所述微导管305的受控长度。

34.根据权利要求32所述的器械APP，其中，命令站301通过遥控来操作所述致动装置307。

35.根据权利要求32所述的器械APP，其中，所述致动装置307支撑多个致动器313，并且被配置为分别以亚毫米平移和亚度旋转的精度对所述驱动管DT和所述芯丝CRW中的每者进行双向平移和旋转。

36.根据权利要求32所述的器械APP，其中，所述致动装置307进一步被配置为提供刚性引导通道，以无弯折和无缠结的有序布置来机械地支撑所述微导管。

37.根据权利要求36所述的器械APP，其中，所述致动装置307进一步被配置为直径约为15cm至25cm的可旋转的转盘311。

38.根据权利要求36所述的器械APP，其中，所述引导通道343与可旋转的所述转盘311是同心的并且靠近所述转盘的外围。

39.根据权利要求36所述的器械APP，其中：

所述驱动管DT被封闭并且被刚性地机械支撑在所述引导通道343中，并且

所述驱动管DT和所述芯丝CRW中的每者能在所述引导通道343中平移和旋转。

40.根据权利要求37所述的器械APP，其中，通过所述转盘311的旋转，将所述微导管305的所述驱动管DT驱动成平移。

41.根据权利要求40所述的器械APP，其中：

所述转盘311的旋转通过施加的力驱动在远侧方向DST上的所述驱动管DT的受控长度，从而向远侧穿刺到目标脉管VSL中，以及

所述引导通道343被配置为以无弯折和无缠结的引导通道顺应性布置而在其中机械地支撑和引导所述受控长度。

42.根据权利要求40所述的器械APP，其中，所述致动装置307被包装为一次性可抛弃组件。

43.一种用于实施导管插入器械APP的方法，所述导管插入器械APP包括导管CAT，所述导管CAT在蜿蜒的体脉管VSL中导航；所述导管包括驱动管DT，所述驱动管DT具有在其中支撑芯丝CWR的内腔LMN，并且能操作为穿刺到与主脉管VSL成一角度的分叉目标脉管VSL1中，

其特征在于，所述方法包括：

将来自单元部分UNT的计算机数据提供给控制站303，以传输到致动装置307，

为所述致动装置307提供致动器313和通道343，以沿着所述通道343的长度的受控部分支撑所述导管，并根据来自所述单元部分UNT的数据来操作所述致动器313，

操作所述致动装置307，以将所述导管CAT驱动到目标脉管VSL中，并根据从所述单元部分UNT接收到的数据进行操作。

44.根据权利要求41所述的用于实施导管插入器械APP的方法，所述器械APP包括导管CAT，所述导管CAT包括驱动管DT和用于在蜿蜒的体脉管VSL中导航的芯丝CWR，所述器械APP包括支持三维成像设备和三维计算机程序的设备，其中，所述导管CAT通过数字计算机化命令和控制进行操作。

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