CN115103643A - 用于在碎石术装置内导引和集中能量的能量歧管 - Google Patents

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Abstract

一种用于治疗在患者(109)身体(107)内的血管壁(108A)内或与血管壁相邻的血管病灶(106A)的导管系统(100)包括导管流体(132)、生成能量的能量源(124)、能量引导件(122A)和能量歧管(129)。能量引导件(122A)包括选择性地定位在血管病灶(106A)附近的引导件远端(122D)。能量引导件(122A)被配置成接收来自能量源(124)的能量并在导管流体(132)内生成等离子体气泡(134)。能量歧管(129)在引导件远端(122D)附近联接到能量引导件(122A)。能量歧管(129)包括：(i)限定本体腔室(266)的歧管本体(260)，该本体腔室(266)被配置成保持导管流体(132)中的至少一些；以及(ii)歧管孔口(262)，该歧管孔口延伸穿过歧管本体(260)。能量歧管(129)将来自等离子体气泡(134)的能量通过歧管孔口(262)导引出本体腔室(266)并朝向血管病灶(106A)。

Description

用于在碎石术装置内导引和集中能量的能量歧管
相关申请
本申请要求以下各者的优先权：2019年11月22日提交且标题为“ENERGY MANIFOLDFOR LASER-DRIVEN LITHOPLASTY DEVICE[用于激光驱动的碎石术装置的能量歧管]”的美国临时申请序列号62/939,409；以及2020年11月6日提交且标题为“ENERGY MANIFOLD FORDIRECTING AND CONCENTRATING ENERGY WITHIN A LITHOPLASTY DEVICE[用于在碎石术装置内导引和集中能量的能量歧管]”的美国专利申请序列号17/091,050。在准许的范围内，美国临时申请序列号62/939,409和美国专利申请序列号17/091,050的内容通过援引以其整体并入本文。
背景技术
在身体中的血管内的血管病灶可能与主要不良事件的风险增加相关联，主要不良事件诸如为心肌梗塞、栓塞、深静脉血栓形成、中风等。对于临床环境中的医生来说，严重的血管病灶(诸如，严重钙化的血管病灶)可能难以治疗和实现通畅。
可以使用干预措施来治疗血管病灶，举几个例子，干预措施诸如为药物治疗、球囊血管成形术、斑块切除术、支架放置、血管旁路移植。此类干预措施可能并不总是理想的，或者可能需要后续治疗来解决病灶。
碎石术是一种最近使用的方法，该方法已成功地使在身体中的血管内的血管病灶解体。碎石术利用在填充有流体的球囊导管中生成的血管内压力波和气泡动力学的组合。特别地，在碎石术治疗期间，使用高能量源来在填充有流体的球囊内生成等离子体并最终生成压力波以及快速气泡膨胀，以破开脉管系统内的包括一个或多个血管病灶的治疗部位处的钙化。因等离子体引发造成的相关联的快速气泡形成和由此产生的在球囊内的局部流体速度通过不可压缩的流体来转移机械能，以在与球囊壁相对的血管内钙上赋予破裂力。在撞击球囊壁后即出现的流体动量快速变化被称为液压冲击或水锤现象。
期望更准确地和精确地导引和/或集中在填充有流体的球囊内生成的能量，以便在血管壁内或与血管壁相邻的治疗部位处将压力赋予到血管病灶上并在其中诱发破裂。
持续地期望增强血管通畅和优化在碎石术导管系统内的治疗递送参数。
发明内容
本发明涉及一种用于放置在具有血管壁的血管内的导管系统。导管系统可以用于治疗在患者身体内的血管壁内或与血管壁相邻的血管病灶。该导管系统包括导管流体和生成能量的能量源。在各种实施例中，导管系统包括能量引导件和能量歧管。能量引导件包括选择性地定位在血管病灶附近的引导件远端。能量引导件被配置成接收来自能量源的能量并在导管流体内生成等离子体气泡。能量歧管在引导件远端附近联接到能量引导件。能量歧管包括：(i)限定本体腔室的歧管本体，该本体腔室被配置成保持导管流体中的至少一些；以及(ii)歧管孔口，该歧管孔口延伸穿过歧管本体。能量歧管将来自等离子体气泡的能量通过歧管孔口导引出本体腔室并朝向血管病灶。
在一些实施例中，能量歧管包括延伸穿过歧管本体的多个歧管孔口。在此类实施例中，能量歧管被配置成将来自等离子体气泡的能量通过该多个歧管孔口中的每一个歧管孔口导引出本体腔室并朝向血管病灶。在一个此类实施例中，该多个歧管孔口以围绕歧管本体的周边的径向图案定位。在另一个此类实施例中，该多个歧管孔口以沿着歧管本体的长度的螺旋图案布置。在再另一个此类实施例中，该多个歧管孔口沿着歧管本体的长度定位。
在某些实施例中，能量引导件在导管流体内生成一个或多个压力波，该一个或多个压力波在血管病灶上赋予力。进一步，能量引导件可以包括光纤。
在一些实施例中，导管系统进一步包括球囊，该球囊包括限定球囊内部的球囊壁。球囊被配置成将导管流体保持在球囊内部内。引导件远端和能量歧管定位在球囊内部内。在某些此类实施例中，球囊可用导管流体选择性地充胀以膨胀到充胀状态。当球囊处于充胀状态时，球囊壁被配置成定位成与血管病灶基本上相邻。此外，在一些此类实施例中，能量歧管被配置成将来自等离子体气泡的能量通过歧管孔口导引出本体腔室并朝向球囊壁。
在某些实施例中，歧管本体包括歧管近端，并且能量引导件的引导件远端固定到歧管本体的歧管近端。
在一个实施例中，歧管本体为基本上圆柱形管状并且限定基本上圆柱形的本体腔室。在另一个实施例中，歧管本体包括歧管近端和相对的歧管远端，并且本体腔室是锥形的，使得本体腔室在歧管近端附近较大且在歧管远端附近较小。
在一些实施例中，导管系统进一步包括联接到引导件远端的引导件端部保护器，该引导件端部保护器被配置成保护引导件远端免受来自在本体腔室中生成的等离子体气泡的能量的影响。
在某些实施例中，能量歧管进一步包括能量转向器，该能量转向器将来自在本体腔室中生成的等离子体气泡的能量朝向歧管孔口转向。在一些此类实施例中，歧管本体包括歧管远端，并且能量转向器定位成与歧管远端相邻。
在一些实施例中，能量歧管进一步包括光学元件，该光学元件被配置成聚焦从能量引导件的引导件远端导引的能量。在一个实施例中，光学元件由蓝宝石形成，不过应了解，光学元件可以由其他合适的材料形成。在替代性实施例中，光学元件可以直接联接到能量引导件的引导件远端，光学元件可以直接形成到能量引导件的引导件远端上，或者光学元件可以定位成与能量引导件的引导件远端间隔开以在引导件远端与光学元件之间限定空气空间。在某些实施例中，空气空间被密封而与本体腔室的其余部分隔绝，使得没有导管流体被保持在空气空间内。
在某些实施例中，导管系统进一步包括引导件端帽，该引导件端帽直接联接到能量引导件的引导件远端。在此类实施例中，光学元件可以直接联接到引导件端帽。进一步，在一些此类实施例中，引导件端帽和光学元件中的至少一者由玻璃形成。更进一步，在某些实施例中，歧管本体包括歧管近端，并且歧管近端固定到光学元件。
在一些实施例中，导管流体包括润湿剂和表面活性剂中的一者。
在某些实施例中，导管系统进一步包括联接到能量引导件的引导件远端并且背离该引导件远端延伸的延伸管，该延伸管被配置成保持导管流体中的至少一些。在此类实施例中，来自能量源的能量在通过能量引导件被引导之后通过延伸管来传输。
本发明进一步涉及一种用于治疗在患者身体内的血管壁内或与血管壁相邻的血管病灶的方法，该方法包括以下步骤：(A)用能量源生成能量；(B)将能量引导件的引导件远端定位在血管病灶附近；(C)在引导件远端附近将能量歧管联接到能量引导件，该能量歧管包括：(i)限定本体腔室的歧管本体，该本体腔室被配置成保持导管流体中的至少一些；以及(ii)歧管孔口，该歧管孔口延伸穿过歧管本体；(D)用能量引导件接收来自能量源的能量；(E)用来自能量引导件的能量在导管流体内生成等离子体气泡；以及(F)用能量歧管将来自等离子体气泡的能量通过歧管孔口导引出本体腔室并朝向血管病灶。
本发明内容是对本申请的一些教导的概述，并且不旨在成为对本主题的排他性或详尽的处理。进一步的细节在详细描述和所附权利要求中找到。在阅读和理解以下详细描述并查看构成其一部分的附图(它们中的每一个都不是以限制性意义看待的)后，其他方面对于本领域技术人员来说将是显而易见的。本文的范围由所附权利要求及其法律等同物来限定。
附图说明
本发明的新颖特征以及本发明本身，就其结构和其操作两者而言，将根据附图、结合所附描述得到最好的理解，其中类似的附图标记指代类似的部分，并且其中：
图1是根据各种实施例的导管系统的实施例的示意性截面图，该导管系统包括能量引导件和能量歧管；
图2是包括能量歧管的实施例的导管系统的实施例的一部分的示意性横截面图；
图3是能量引导件的一部分和能量歧管的另一个实施例的示意性截面图；
图4是能量引导件的一部分和能量歧管的再另一个实施例的示意性截面图；
图5是能量引导件的一部分和能量歧管的又一实施例的示意性截面图；
图6是能量引导件的一部分和能量歧管的再另一个实施例的示意性截面图；
图7是能量引导件的一部分和能量歧管的又一实施例的示意性截面图；
图8是能量引导件的一部分和能量歧管的再又一实施例的示意性截面图；
图9A是可在导管系统内使用的能量引导组件的替代性实施例的示意性截面图；以及
图9B是能量引导组件的另一个替代性实施例的示意性截面图。
尽管本发明的实施例易于进行各种修改和替代形式，但是其细节已通过示例和附图示出并且在本文进行详细描述。然而，应理解，本文的范围不限于所描述的特定实施例。相反，意图覆盖落入本文的精神和范围内的修改、等同物和替代方案。
具体实施方式
对血管病灶的治疗可以在受影响的受试者中减少主要不良事件或死亡。如本文所提及的，主要不良事件是由于血管病灶的存在所致而可能发生在身体内任何地方的不良事件。主要不良事件可以包括但不限于主要不良心脏事件、外周或中央脉管系统中的主要不良事件、大脑中的主要不良事件、肌肉组织中的主要不良事件或任何内部器官中的主要不良事件。
在各种实施例中，本文披露的导管系统和相关方法可以包括导管，该导管被配置成前进到在治疗部位处的血管病灶(诸如，钙化的血管病灶或纤维性血管病灶)，该治疗部位定位在患者身体内的血管内或与血管相邻。导管包括导管轴、以及联接和/或固定到导管轴的可充胀球囊。球囊可以包括限定球囊内部的球囊壁。球囊可以被配置成将导管流体接收在球囊内部内，以从适合于使导管前进通过患者的脉管系统的瘪缩状态膨胀到适合于将导管相对于治疗部位锚固在适当位置的充胀状态。
在某些实施例中，导管系统和相关方法利用能量源(例如，诸如激光源之类的光源或另一种合适的能量源)，该能量源提供由一个或多个能量引导件(例如，诸如光纤之类的光导)引导的能量，该一个或多个能量引导件沿着导管轴设置在球囊的球囊内部内，以在被保持于球囊的球囊内部内的导管流体中产生局部等离子体。因而，能量引导件有时可以被称为或可以说在能量引导件的引导件远端处或附近结合“等离子体发生器”，该能量引导件定位在位于治疗部位处的球囊的球囊内部内。局部等离子体的产生可以引发压力波并且可以引发一个或多个气泡的快速形成，气泡可以快速膨胀到最大尺寸且然后通过空化事件消散，气泡可以在破裂后即发射压力波。等离子体诱发的气泡的快速膨胀(有时也简称为“等离子体气泡”)可以在被保持于球囊的球囊内部内的导管流体内生成一个或多个压力波并由此在患者身体内的血管壁内或与血管壁相邻的治疗部位处将压力波赋予到血管病灶上并在其中诱发破裂。在一些实施例中，能量源可以被配置成提供亚毫秒能量(例如，光能)脉冲以在球囊内的导管流体中引发等离子体形成，从而引起快速气泡形成并在治疗部位处在球囊壁上赋予压力波。因此，压力波可以通过不可压缩的导管流体将机械能转移到治疗部位，以在血管内病灶上赋予破裂力。不希望受任何特定理论的束缚，据信，与血管内病灶接触的球囊壁上的导管流体动量快速变化被转移到血管内病灶，以对病灶诱发破裂。
本文披露的导管系统和相关方法进一步包括能量歧管，该能量歧管定位在球囊内并且联接到和/或固定到能量引导件。能量歧管被配置成导引和/或集中在导管流体(该导管流体被保持在球囊内，且至少部分地被保持在能量歧管内)内生成的能量，以便在血管内或与血管相邻的治疗部位处将压力赋予到血管病灶上并在其中诱发破裂。更特别地，能量歧管导引和/或集中由碎石术装置(诸如，激光驱动的压力波生成装置)产生的声能和机械能，以在患者身体内的血管内或与血管相邻的治疗部位处将压力赋予到血管病灶上并在其中诱发破裂。
如本文使用的，除非另有注释，否则术语“血管内病灶”和“血管病灶”可互换使用。因而，血管内病灶和/或血管病灶在本文有时简称为“病灶”。
本领域的普通技术人员将认识到，本发明的以下详细描述仅是展示性的并且不旨在以任何方式进行限制。受益于本披露的本领域技术人员将容易浮想起本发明的其他实施例。现在将详细参考如附图中展示的本发明的实施方式。贯穿附图和以下详细描述将使用相同或类似的命名法和/或参考指示符来指代相同或相似的部分。
为了清楚起见，并未示出和描述本文描述的实施方式的所有常规特征。应了解，在任何此类实际实施方式的开发中，必须做出众多特定于实施方式的决策以便实现开发人员的特定目标，诸如遵守与应用相关和与业务相关的约束，并且这些具体目标将随实施方式的不同以及随开发人员的不同而变化。此外，应认识到，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本披露的本领域普通技术人员来说将仍然是工程的一项常规任务。
本文披露的导管系统可以包括许多不同的形式。现在参考图1，示出了根据各种实施例的导管系统100的示意性截面图。导管系统100适合于赋予压力波，以在位于血管的血管壁内或与血管壁相邻的一个或多个血管病灶中诱发破裂。在图1中展示的实施例中，导管系统100可以包括以下各者中的一者或多者：导管102；能量引导件束122，该能量引导件束包括一个或多个能量引导件122A；源歧管136；流体泵138；系统控制台123，该系统控制台包括能量源124、电源125、系统控制器126和图形用户界面127(“GUI”)中的一者或多者；手柄组件128；以及能量歧管129。替代性地，导管系统100可以具有比关于图1具体展示和描述的部件更多的部件或更少的部件。
导管102被配置成移动到在患者109身体107内的血管108的血管壁108A内或与血管壁相邻的治疗部位106。例如，治疗部位106可以包括诸如钙化的血管病灶之类的一个或多个血管病灶106A。附加地，或在替代方案中，治疗部位106可以包括诸如纤维性血管病灶之类的血管病灶106A。
导管102可以包括可充胀球囊104(本文有时简称为“球囊”)、导管轴110和导丝112。球囊104可以联接到导管轴110。球囊104可以包括球囊近端104P和球囊远端104D。导管轴110可以从导管系统100的近侧部分114延伸到导管系统100的远侧部分116。导管轴110可以包括纵向轴线144。导管轴110还可以包括被配置成在导丝112上移动的导丝管腔118。如本文所利用的，导丝管腔118限定导丝112延伸穿过的管道。导管轴110可以进一步包括充胀管腔(未示出)和/或用于各种其他目的的各种其他管腔。在一些实施例中，导管102可以具有远端开口120，并且可以容纳导丝112、并且在导管102移动和定位在治疗部位106处或附近时在导丝上被跟踪。
球囊104包括限定球囊内部146的球囊壁130。球囊104可以用导管流体132选择性地充胀，以从适合于使导管102前进通过患者的脉管系统的瘪缩状态膨胀到适合于将导管102相对于治疗部位106锚固到适当位置的充胀状态(如图1中所示)。以另一种方式陈述，当球囊104处于充胀状态时，球囊104的球囊壁130被配置成定位成与治疗部位106基本上相邻。应了解，尽管图1展示了当处于充胀状态时球囊104的球囊壁130被示为与血管108的治疗部位106间隔开，但这样做是为了便于展示。应认识到，当球囊104处于充胀状态时，球囊104的球囊壁130将典型地与治疗部位106基本上直接相邻和/或邻接该治疗部位。
适合于在导管系统100中使用的球囊104包括当处于瘪缩状态时可以穿过患者的脉管系统的球囊。在一些实施例中，球囊104由硅树脂制成。在其他实施例中，球囊104可以由多种材料制成，诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯、聚合物(诸如，PEBAXTM材料)、尼龙或任何其他合适的材料。
球囊104可以具有任何合适的直径(在充胀状态下)。在各种实施例中，球囊104可以具有范围为从小于1毫米(mm)直到25mm的直径(在充胀状态下)。在一些实施例中，球囊104可以具有范围为从至少1.5mm直到14mm的直径(在充胀状态下)。在一些实施例中，球囊104可以具有范围为从至少2mm直到5mm的直径(在充胀状态下)。
在一些实施例中，球囊104可以具有范围为从至少3mm到300mm的长度。更特别地，在一些实施例中，球囊104可以具有范围为从至少8mm到200mm的长度。应了解，具有相对较长长度的球囊104可以定位成与较大治疗部位106相邻，且因此，可能对将压力波赋予到在治疗部位106内的精确位置处的较大血管病灶106A或多个血管病灶106A上并在其中诱发破裂有用。应进一步了解，较长的球囊104也可以在任一给定时间定位成与多个治疗部位106相邻。
球囊104可以充胀到在大约1个大气压(atm)与70atm之间的充胀压力。在一些实施例中，球囊104可以充胀到从至少20atm到60atm的充胀压力。在其他实施例中，球囊104可以充胀到从至少6atm到20atm的充胀压力。在再其他实施例中，球囊104可以充胀到从至少3atm到20atm的充胀压力。在又其他实施例中，球囊104可以充胀到从至少2atm到10atm的充胀压力。
球囊104可以具有各种形状，包括但不限于圆锥形形状、方形形状、矩形形状、球形形状、圆锥形/方形形状、圆锥形/球形形状、延伸的球形形状、卵形形状、锥形形状、骨形状、阶梯形直径形状、偏置(offset)形状或圆锥形偏置形状。在一些实施例中，球囊104可以包括药物洗脱涂层或药物洗脱支架结构。药物洗脱涂层或药物洗脱支架可以包括一种或多种治疗剂，包括抗炎剂、抗肿瘤剂、抗血管生成剂等。
导管流体132可以是液体或气体。适合于使用的导管流体132的一些示例可以包括但不限于以下各者中的一者或多者：水、生理盐水、对比剂、碳氟化合物、全氟化碳、气体(诸如，二氧化碳)或任何其他合适的导管流体132。在一些实施例中，导管流体132可以用作基础充胀流体。在一些实施例中，导管流体132可以包括体积比为大约50:50的生理盐水与对比剂的混合物。在其他实施例中，导管流体132可以包括体积比为大约25:75的生理盐水与对比剂的混合物。在再其他实施例中，导管流体132可以包括体积比为大约75:25的生理盐水与对比剂的混合物。然而，应理解，可以使用任何合适比率的生理盐水与对比剂。导管流体132可以基于组成、粘度等进行定制，使得适当地操纵压力波的行进速率。在某些实施例中，适合于使用的导管流体132是生物相容的。可以通过选择的能量源124和使用的导管流体132的类型来定制导管流体132的体积。
在某些实施例中，导管流体132可以包括润湿剂或表面活化剂(表面活性剂)。这些化合物可以降低固体与液体物质之间的张力。这些化合物可以充当乳化剂、分散剂、去污剂和水渗透剂。润湿剂或表面活性剂降低了液体的表面张力，并且允许液体完全润湿光学部件(诸如，(多个)能量引导件122A)和机械部件(诸如，(多个)能量歧管129)并与这些部件接触。这减少或消除了气泡和气囊或气体包裹体在能量歧管129内的积累。可以用作润湿剂的化学品的非排他性示例包括但不限于苯扎氯铵、苄索氯铵、氯化十六烷基吡啶、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40等。表面活性剂的非排他性示例可以包括但不限于离子和非离子去污剂以及硬脂酸钠。另一种合适的表面活性剂是4-(5-十二烷基)苯磺酸盐。举几个例子，其他示例可以包括多库酯(二辛基磺基琥珀酸钠)、烷基醚磷酸盐和全氟辛烷磺酸(PFOS)。
通过使用润湿剂或表面活性剂，与能量引导件122A的直接液体接触允许将能量更高效地转换成等离子体。进一步，在将润湿剂或表面活性剂与在能量歧管129以及导管102的其他部分中使用的小尺寸光学和机械部件一起使用的情况下，实现更大(或完全)润湿的难度较小。降低液体的表面张力可以降低此类小结构被液体有效润湿并因此几乎或完全被浸没的难度。通过减少或消除空气泡或其他气泡粘附至光学和机械结构以及能量引导件122A，可以发生装置效率的显著提高。
润湿剂或表面活性剂的具体百分比可以变化以适应正使用的导管系统100和/或能量歧管129的设计参数。在一个实施例中，润湿剂或表面活性剂的百分比按导管流体132体积计可以小于大约50％。在非排他性的替代性实施例中，润湿剂或表面活性剂的百分比按导管流体132的体积计可以小于大约40％、30％、20％、10％、5％、2％、1％、0.1％或0.01％。再替代性地，润湿剂或表面活性剂的百分比可以落在前述范围之外。
在一些实施例中，对比剂中使用的造影剂可以包括但不限于基于碘的造影剂，诸如离子或非离子的基于碘的造影剂。离子的基于碘的造影剂的一些非限制性示例包括泛影酸盐、甲泛影酸、碘酞酸盐和碘克酸。非离子的基于碘的造影剂的一些非限制性示例包括碘帕醇、碘海醇、碘昔兰、碘普罗胺、碘克沙醇和碘佛醇。在其他实施例中，可以使用基于非碘的造影剂。合适的非含碘造影剂可以包括基于钆(III)的造影剂。合适的碳氟化合物和全氟化碳制剂可以包括但不限于诸如全氟化碳十二氟戊烷(DDFP，C5F12)之类的制剂。
导管流体132可以包括具有吸收剂的导管流体，这些吸收剂可以选择性地吸收在电磁光谱的紫外线区域(例如，至少10纳米(nm)到400nm)、可见区域(例如，至少400nm到780nm)或近红外区域(例如，至少780nm到2.5μm)中的光。合适的吸收剂可以包括沿着从至少10nm到2.5μm的光谱具有吸收最大值的吸收剂。替代性地，导管流体132可以包括具有吸收剂的导管流体，这些吸收剂可以选择性地吸收电磁光谱的中红外区域(例如，至少2.5μm到15μm)或远红外区域(例如，至少15μm到1mm)中的光。在各种实施例中，吸收剂可以是具有与导管系统100中使用的激光器的发射最大值匹配的吸收最大值的吸收剂。作为非限制性示例，可在导管系统100中使用的各种激光器可以包括掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG-发射最大值＝1064nm)激光器、掺钬YAG(Ho:YAG-发射最大值＝2.1μm)激光器、或掺铒YAG(Er:YAG-发射最大值＝2.94μm)激光器。在一些实施例中，吸收剂可以是水溶性的。在其他实施例中，吸收剂不是水溶性的。在一些实施例中，在导管流体132中使用的吸收剂可以定制成匹配能量源124的峰值发射。在本文别处讨论了具有至少10纳米到1毫米的发射波长的各种能量源124。
导管102的导管轴110可以联接到能量引导件束122中的该一个或多个能量引导件122A，该一个或多个能量引导件与能量源124光学连通。(多个)能量引导件122A可以沿着导管轴110设置在球囊104内。在一些实施例中，每个能量引导件122A可以是光纤，并且能量源124可以是激光器。能量源124可以在导管系统100的近侧部分114处与能量引导件122A光学连通。
在一些实施例中，导管轴110可以联接到多个能量引导件122A(诸如，第一能量引导件、第二能量引导件、第三能量引导件等)，这些能量引导件可以绕导丝管腔118和/或导管轴110设置在任何合适的位置处。例如，在某些非排他性实施例中，两个能量引导件122A可以绕导丝管腔118和/或导管轴110的圆周间隔开大约180度；三个能量引导件122A可以绕导丝管腔118和/或导管轴110的圆周间隔开大约120度；或者四个能量引导件122A可以绕导丝管腔118和/或导管轴110的圆周间隔开大约90度。再替代性地，多个能量引导件122A不需要绕导丝管腔118和/或导管轴110的圆周彼此均匀地间隔开。更特别地，应进一步了解，能量引导件122A可以绕导丝管腔118和/或导管轴110均匀地或不均匀地设置，以在期望的位置中实现期望的效果。
导管系统100和/或能量引导件束122可以包括任何数量的能量引导件122A，这个或这些能量引导件在近侧部分114处与能量源124光学连通、以及在远侧部分116处与球囊104的球囊内部146内的导管流体132光学连通。例如，在一些实施例中，导管系统100和/或能量引导件束122可以包括从一个能量引导件122A到多于30个能量引导件122A。
能量引导件122A可以具有任何合适的设计，以实现在球囊内部146内的导管流体132中生成等离子体和/或压力波的目的。因此，对作为光导的能量引导件122A的一般描述并不旨在以任何方式进行限制，除了在所附权利要求中阐述之外。更特别地，尽管导管系统100常常被描述为以能量源124作为光源并且以该一个或多个能量引导件122A作为光导，但是导管系统100可以替代性地包括任何合适的能量源124和能量引导件122A，以实现在球囊内部146内的导管流体132中生成期望的等离子体的目的。例如，在一个非排他性的替代性实施例中，能量源124可以被配置成提供高电压脉冲，并且每个能量引导件122A可以包括电极对，该电极对包括延伸到球囊内部146中的间隔开的电极。在此类实施例中，每个高电压脉冲被施加到电极并在电极两端形成电弧，电弧进而生成等离子体并在导管流体132内形成压力波，这些压力波被利用来将破裂力提供到治疗部位106处的血管病灶106A上。再替代性地，能量源124和/或能量引导件122A可以具有另一种合适的设计和/或配置。
在某些实施例中，能量引导件122A可以包括光纤或柔性光管。能量引导件122A可以是薄且柔性的，并且可以允许以非常小的强度损失发送光信号。能量引导件122A可以包括由包层绕其圆周所包围的芯。在一些实施例中，芯可以是圆柱形芯或部分圆柱形芯。能量引导件122A的芯和包层可以由一种或多种材料形成，包括但不限于一种或多种类型的玻璃、二氧化硅、或一种或多种聚合物。能量引导件122A还可以包括保护性涂层，诸如聚合物。应了解，芯的折射率将大于包层的折射率。
每个能量引导件122A可以将能量沿着其长度从引导件近端122P引导到具有至少一个光学窗(未示出)的引导件远端122D，该至少一个光学窗定位在球囊内部146内。
替代性地，能量引导件122A可以具有另一种合适的设计和/或来自能量源124的能量可以通过另一种合适的方法被引导到球囊内部146中。例如，在一些非排他性的替代性实施例中，可以用以下两者执行将来自能量源124的能量引导到球囊内部146中：能量引导组件978A(在图9A中展示)，该能量引导组件可以包括与在各种实施例中描述的能量引导件类似的能量引导件122A；以及延伸管980A(在图9A中展示)，该延伸管联接到和/或固定到能量引导件122A的引导件远端122D。在此类实施例中，延伸管980A可以是被配置成填充有导管流体132的中空管。在某些此类实施例中，延伸管980A可以包括管壁982A(在图9A中展示)，这些管壁的折射率低于可以被保持在延伸管980A内的导管流体132的折射率。附加地，在替代性的此类实施例中，延伸管980A可以由聚合物材料形成，或者延伸管980A可以包括刚性和/或金属衬底，该衬底具有设置在延伸管980A的内表面上的介电涂层984B(在图9B中展示)。将结合图9A和图9B来更详细描述一些此类替代性实施例。
能量引导件122A可以绕和/或相对于导管102的导管轴110而采取许多配置。在一些实施例中，能量引导件122A可以平行于导管轴110的纵向轴线144延伸。在一些实施例中，能量引导件122A可以物理地联接到导管轴110。在其他实施例中，能量引导件122A可以沿着导管轴110的外直径的长度设置。在又其他实施例中，能量引导件122A可以设置在导管轴110内的一个或多个能量引导件管腔内。
能量引导件122A还可以绕导丝管腔118和/或导管轴110的圆周设置在任何合适的位置处，并且能量引导件122A中的每一个能量引导件的引导件远端122D可以相对于球囊104的长度和/或相对于导丝管腔118的长度设置在任何合适的纵向位置处。
在某些实施例中，能量引导件122A可以包括一个或多个光声换能器154，其中每个光声换能器154可以与其中设置有它的能量引导件122A光学连通。在一些实施例中，光声换能器154可以与能量引导件122A的引导件远端122D光学连通。附加地，在此类实施例中，光声换能器154可以具有与能量引导件122A的引导件远端122D对应和/或符合该引导件远端的形状。
光声换能器154被配置成在能量引导件122A的引导件远端122D处或附近将光能转换成声波。声波的方向可以通过改变能量引导件122A的引导件远端122D的角度来定制。
在某些实施例中，设置在能量引导件122A的引导件远端122D处的光声换能器154可以采取与能量引导件122A的引导件远端122D相同的形状。例如，在某些非排他性实施例中，光声换能器154和/或引导件远端122D可以具有圆锥形形状、凸形状、凹形状、球根形状、方形形状、阶梯形形状、半圆形状、卵形形状等。能量引导件122A可以进一步包括沿着能量引导件122A的长度的一个或多个侧表面设置的附加光声换能器154。
在一些实施例中，能量引导件122A可以进一步包括能量引导件122A内的一个或多个转向特征或“转向器”(图1中未示出)，该一个或多个转向特征或“转向器”被配置成将能量朝向侧表面以及朝向球囊壁130导引离开能量引导件122A，该侧表面可以位于能量引导件122A的引导件远端122D处或附近。转向特征可以包括系统的任何特征，该特征使来自能量引导件122A的能量背离其轴向路径而朝向能量引导件122A的侧表面转向。附加地，能量引导件122A可以各自包括一个或多个光学窗，该一个或多个光学窗沿着每个能量引导件122A的纵向或周向表面设置并且与转向特征光学连通。以另一种方式陈述，转向特征可以被配置成将能量引导件122A中的能量朝向在引导件远端122D处或附近的侧表面导引，其中该侧表面与光学窗光学连通。光学窗可以包括能量引导件122A的允许能量从能量引导件122A内离开能量引导件122A的一部分，诸如能量引导件122A的在能量引导件122A上或绕该能量引导件缺少包层材料的一部分。
适合于使用的转向特征的示例包括反射元件、折射元件和/或纤维漫射器。适合于将能量背离能量引导件122A的端头聚焦的转向特征可以包括但不限于具有凸表面、梯度折射率(GRIN)透镜和镜面聚焦透镜的转向特征。在与转向特征接触后，能量即在能量引导件122A内转向到等离子体发生器133和光声换能器154中的一者或多者，该光声换能器与能量引导件122A的侧表面光学连通。光声换能器154然后将光能转换成声波，该声波背离能量引导件122A的侧表面延伸。
附加地，或在替代方案中，在某些实施例中，可以结合到能量引导件122A中的转向特征也可以结合到能量歧管129的设计中，以实现如下目的：将声能和机械能朝向球囊壁130的与治疗部位106处的血管病灶106A接触的特定区域导引和/或集中，以将压力赋予到此类血管病灶106A上并在其中诱发破裂。
源歧管136可以定位在导管系统100的近侧部分114处或附近。源歧管136可以包括一个或多个近端开口，该一个或多个近端开口可以接收能量引导件束122中的该一个或多个能量引导件122A、导丝112和/或充胀管道140，该充胀管道联接成与流体泵138流体连通。导管系统100还可以包括流体泵138，该流体泵被配置成根据需要用导管流体132(即，经由充胀管道140)使球囊104充胀。
如上所述，在图1中展示的实施例中，系统控制台123包括能量源124、电源125、系统控制器126和GUI 127中的一者或多者。替代性地，系统控制台123可以包括比图1中具体展示的部件更多的部件或更少的部件。例如，在某些非排他性的替代性实施例中，系统控制台123可以设计为没有GUI 127。再替代性地，在对系统控制台123没有特定需求的情况下，可以在导管系统100内提供能量源124、电源125、系统控制器126和GUI 127中的一者或多者。
如图所示，系统控制台123和其所包括的部件操作性地联接到导管102、能量引导件束122、以及导管系统100的其余部分。例如，在一些实施例中，如图1中展示的，系统控制台123可以包括控制台连接孔口148(有时也通常称为“插孔”)，能量引导件束122通过该控制台连接孔口机械地联接到系统控制台123。在此类实施例中，能量引导件束122可以包括引导件联接壳体150(有时也通常称为“套圈”)，该引导件联接壳体容纳能量引导件122A中的每一个能量引导件的一部分(例如，引导件近端122P)。引导件联接壳体150被配置成装配并被选择性地保持在控制台连接孔口148内，以提供能量引导件束122与系统控制台123之间的机械联接。
能量引导件束122还可以包括引导件捆束器152(或“壳”)，该引导件捆束器使各个能量引导件122A中的每一个能量引导件更靠近在一起，使得能量引导件122A和/或能量引导件束122可以在导管系统100的使用期间随着它与导管102一起延伸到血管108中而呈更紧凑的形式。
能量源124可以选择性地和/或替代性地联接成与能量引导件束122中的能量引导件122A中的每一个能量引导件光学连通，即，联接到能量引导件122A中的每一个的引导件近端122P。特别地，能量源124被配置成生成呈源射束124A形式的能量(诸如，脉冲源射束)，该源射束可以选择性地和/或替代性地导引到能量引导件束122中的能量引导件122A中的每一个能量引导件并由其接收为单独的引导射束124B。替代性地，导管系统100可以包括多于一个的能量源124。例如，在一个非排他性的替代性实施例中，导管系统100可以包括用于能量引导件束122中的能量引导件122A中的每一个能量引导件的单独能量源124。
能量源124可以具有任何合适的设计。在某些实施例中，能量源124可以被配置成提供来自能量源124的亚毫秒能量脉冲，这些能量脉冲被聚焦到小束斑(spot)上以便将它联接到能量引导件122A的引导件近端122P中。此类能量脉冲然后沿着能量引导件122A被导引/引导到在球囊104的球囊内部146内的位置，由此在球囊104的球囊内部146内的导管流体132中诱发等离子体形成，例如，经由可以位于能量引导件122A的引导件远端122D处的等离子体发生器133。特别地，在能量引导件122A的引导件远端122D处发射的能量激励等离子体发生器133以在球囊内部146内的导管流体132内形成等离子体。等离子体形成引起快速气泡形成，并且在治疗部位106上赋予压力波。图1中展示了示例性等离子体诱发的气泡134。
在各种非排他性的替代性实施例中，来自能量源124的亚毫秒能量脉冲可以以如下的频率被递送到治疗部位106，该频率在大约1赫兹(Hz)与5000Hz之间、在大约30Hz与1000Hz之间、在大约10Hz与100Hz之间、或在大约1Hz与30Hz之间。替代性地，亚毫秒能量脉冲可以以如下的频率被递送到治疗部位106，该频率可以大于5000Hz或小于1Hz或者是任何其他合适的频率范围。
应了解，尽管能量源124典型地被利用来提供能量脉冲，但能量源124仍可以被描述为提供单个源射束124A，即，单个脉冲源射束。
适合于使用的能量源124可以包括各种类型的光源，包括激光器和灯。替代性地，能量源124可以包括任何合适类型的能量源。
合适的激光器可以包括亚毫秒时间尺度上的短脉冲激光器。在一些实施例中，能量源124可以包括纳秒(ns)时间尺度上的激光器。激光器还可以包括皮秒(ps)、飞秒(fs)和微秒(us)时间尺度上的短脉冲激光器。应了解，存在可以被采用来在导管102的导管流体132中实现等离子体的激光波长、脉冲宽度和能量水平的许多组合。在各种非排他性的替代性实施例中，脉冲宽度可以包括落入包括从至少10ns到3000ns、从至少20ns到100ns、或从至少1ns到500ns的范围内的脉冲宽度。替代性地，可以使用任何其他合适的脉冲宽度范围。
示例性纳秒激光器可以包括在UV到IR光谱(横跨约10纳米(nm)到1毫米(mm)的波长)内的纳秒激光器。在一些实施例中，适合于在导管系统100中使用的能量源124可以包括能够产生在从至少750nm到2000nm的波长下的光的能量源。在其他实施例中，能量源124可以包括能够产生在从至少700nm到3000nm的波长下的光的能量源。在再其他实施例中，能量源124可以包括能够产生在从至少100nm到10微米(μm)的波长下的光的能量源。纳秒激光器可以包括具有高达200kHz的重复率的纳秒激光器。
在一些实施例中，激光器可以包括Q开关掺铥钇铝石榴石(Tm:YAG)激光器。在其他实施例中，激光器可以包括掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器、掺钬钇铝石榴石(Ho:YAG)激光器、掺铒钇铝石榴石(Er:YAG)激光器、准分子激光器、氦氖激光器、二氧化碳激光器、以及掺杂、脉冲、纤维激光器。
在再其他实施例中，能量源124可以包括串联分组在一起的多个激光器。在又其他实施例中，能量源124可以包括被馈送到高能放大器(诸如，主振荡功率放大器(MOPA))中的一个或多个低能激光器。在再又其他实施例中，能量源124可以包括多个激光器，该多个激光器可以并联或串联组合以提供在导管流体132中产生等离子体气泡134所需的能量。
导管系统100可以生成具有在至少1兆帕(MPa)到100MPa范围内的最大压力的压力波。由特定的导管系统100生成的最大压力将取决于能量源124、吸收材料、气泡膨胀、传播介质、球囊材料、以及其他因素。在各种非排他性的替代性实施例中，导管系统100可以生成具有在至少大约2MPa到50MPa、至少大约2MPa到30MPa、或大约至少15MPa到25MPa范围内的最大压力的压力波。
当将导管102放置在治疗部位106处时，可以从一定距离在治疗部位106上赋予压力波，该距离在从自能量引导件122A径向延伸的至少大约0.1毫米(mm)到大于大约25mm范围内。在各种非排他性的替代性实施例中，当将导管102放置在治疗部位106处时，可以从一定距离在治疗部位106上赋予压力波，该距离在从自能量引导件122A径向延伸的至少大约10mm到20mm、至少大约1mm到10mm、至少大约1.5mm到4mm、或至少大约0.1mm到10mm范围内。在其他实施例中，可以从不同于前述范围的另一个合适距离在治疗部位106上赋予压力波。在一些实施例中，可以在从至少大约0.1mm到10mm的距离处在至少大约2MPa到30MPa的范围内在治疗部位106上赋予压力波。在一些实施例中，可以在从至少大约0.1mm到10mm的距离处从至少大约2MPa到25MPa的范围在治疗部位106上赋予压力波。再替代性地，可以使用其他合适的压力范围和距离。
电源125电联接到并且被配置成将必要的电力提供给能量源124、系统控制器126、GUI 127和手柄组件128中的每一者。电源125可以具有用于此类目的的任何合适的设计。
系统控制器126电联接到电源125并接收来自该电源的电力。附加地，系统控制器126联接到能量源124和GUI 127并且被配置成控制它们中的每一者的操作。系统控制器126可以包括一个或多个处理器或电路以实现控制至少能量源124和GUI 127的操作的目的。例如，系统控制器126可以控制能量源124以根据需要和/或以任何期望的射速生成能量脉冲。
系统控制器126还可以被配置成控制导管系统100的其他部件的操作，诸如将导管102定位成与治疗部位106相邻、用导管流体132使球囊104充胀等。进一步，或在替代方案中，导管系统100可以包括一个或多个附加控制器，该一个或多个附加控制器可以以任何合适的方式定位以实现控制导管系统100的各种操作的目的。例如，在某些实施例中，附加控制器和/或系统控制器126的一部分可以定位和/或结合在手柄组件128内。
GUI 127可由导管系统100的用户或操作者访问。附加地，GUI 127电连接到系统控制器126。对于此类设计，用户或操作者可以使用GUI 127，以确保导管系统100有效地被利用来将压力赋予到治疗部位106处的血管病灶106A上并诱发破裂到这些血管病灶中。GUI127可以向用户或操作者提供可以在使用导管系统100之前、期间和之后使用的信息。在一个实施例中，GUI 127可以将静态视觉数据和/或信息提供给用户或操作者。另外，或在替代方案中，GUI 127可以将动态视觉数据和/或信息提供给用户或操作者，诸如视频数据或在导管系统100的使用期间随时间变化的任何其他数据。在各种实施例中，GUI 127可以包括一种或多种颜色、不同的尺寸、不同的亮度等，它们可以充当对用户或操作者的警报。附加地，或在替代方案中，GUI 127可以将音频数据或信息提供给用户或操作者。GUI 127的细节可以取决于导管系统100的设计要求或者用户或操作者的特定需求、规格和/或期望而变化。
如图1中所示，手柄组件128可以定位在导管系统100的近侧部分114处或附近、和/或源歧管136附近。在该实施例中，手柄组件128联接到球囊104并且定位成与球囊104间隔开。替代性地，手柄组件128可以定位在另一个合适的位置处。
手柄组件128由用户或操作者握持和使用，以操作、定位和控制导管102。手柄组件128的设计和特定特征可以变化以适应导管系统100的设计要求。在图1中展示的实施例中，手柄组件128与系统控制器126、能量源124、流体泵138和GUI 127中的一者或多者分开，但与之电连通和/或流体连通。在一些实施例中，手柄组件128可以将系统控制器126的至少一部分集成和/或包括在手柄组件128的内部内。例如，如图所示，在某些此类实施例中，手柄组件128可以包括电路系统156，该电路系统可以形成系统控制器126的至少一部分。在一个实施例中，电路系统156可以包括具有一个或多个集成电路的印刷电路板、或任何其他合适的电路系统。在替代性实施例中，可以省略电路系统156，或者可以将它包括在系统控制器126内，在各种实施例中，该系统控制器可以定位在手柄组件128的外部，例如，在系统控制台123内。应理解，手柄组件128可以包括比本文具体展示和描述的部件更少或附加的部件。
能量歧管129被配置成导引和/或集中在球囊内部146内的导管流体132内生成的能量，以便在血管108的血管壁108A内或与血管壁相邻的治疗部位106处将压力赋予到血管病灶106A上并在其中诱发破裂。更特别地，能量歧管129被配置成将声能和/或机械能朝向球囊壁130的与治疗部位106处的血管病灶106A接触的特定区域集中和导引，以增强此类能量到治疗部位106的递送。因此，能量歧管129能够有效地改进导管系统100的功效。
应了解，在一些实施例中，单独的能量歧管129可以与每个单独的能量引导件122A一起被包括和/或结合到每个单独的能量引导件中。替代性地，在其他实施例中，单个能量歧管129可以被配置成与多于一个的能量引导件122A结合操作。再替代性地，每个能量引导件122A不需要具有结合在其中或与其相关联的能量歧管129。
能量歧管129的设计和/或能量歧管129的特定定位可以变化以适应导管系统100的要求。在各种实施例中，能量歧管129可以联接和/或固定到能量引导件122A，即，在能量引导件122A的引导件远端122D处或附近。替代性地，能量歧管129可以与能量引导件122A分开和/或间隔开。
在某些实施例中，能量歧管129可以包括歧管本体260(例如，在图2中展示)和一个或多个歧管孔口262(例如，在图2中展示)，该一个或多个歧管孔口定位在歧管本体260内和/或延伸穿过该歧管本体以将声能和/或机械能(呈已在导管流体132内生成的等离子体形式)朝向定位成与治疗部位106相邻的球囊壁130导引。该一个或多个歧管孔口262可以以任何合适的尺寸、形状、取向和图案提供，以便根据需要导引声能和/或机械能。例如，在一些实施例中，歧管孔口262可以是圆形、方形、矩形、三角形或具有其他合适的形状，这些形状被专门设计成将声能和/或机械能导引和集中到球囊104内的特定位置。
附加地，能量歧管129可以包括任何合适数量的歧管孔口262。例如，在某些实施例中，能量歧管129仅包括单个歧管孔口262，该单个歧管孔口可以定位在能量歧管129的歧管本体260之上、之内或沿着该歧管本体的任何地方。替代性地，在其他实施例中，能量歧管129可以包括多个歧管孔口262，例如，两个、三个、四个或多于四个的歧管孔口262，该多个歧管孔口可以以任何合适的图案定位在能量歧管129的歧管本体260之上、之内或沿着该歧管本体。在一个非排他性的此类实施例中，歧管孔口262可以以围绕能量歧管129的圆周的径向图案定位。在另一个非排他性的此类实施例中，歧管孔口262可以以沿着能量歧管129的长度延伸的螺旋图案布置。在再另一个非排他性的此类实施例中，歧管孔口262可以沿着能量歧管129的长度交错，以便在交替的方向上发射。替代性地，歧管孔口262可以以另一种合适的方式布置在能量歧管129的歧管本体260之上、之内或沿着该歧管本体布置。
下文中在后续附图内详细展示和描述能量歧管129的各种替代性实施例。
图2是包括能量歧管229的实施例的导管系统200的实施例的一部分的示意性截面图。导管系统200的设计可以变化。在各种实施例中，如图2中展示的，导管系统200可以包括：导管202，该导管包括导管轴210；球囊204，该球囊具有限定球囊内部246的球囊壁230、球囊近端204P和球囊远端204D、以及基本上被保持在球囊内部246内的导管流体232；能量引导件222A；以及能量歧管229。替代性地，在其他实施例中，导管系统200可以包括比本文具体展示和描述的部件更多的部件或更少的部件。例如，图1中展示的某些部件(例如，导丝112、导丝管腔118、源歧管136、流体泵138、能量源124、电源125、系统控制器126、GUI 127和手柄组件128)出于清晰的目的而未在图2中具体展示，但将很可能包括在导管系统200的任何实施例中。
导管轴210、球囊204、导管流体232和能量引导件222A的设计与功能与上文中展示和描述的设计与功能基本上类似。因此，将不重复对此类部件的详细描述。
球囊204再次在适合于使导管202前进通过患者的脉管系统的瘪缩状态与适合于将导管202相对于治疗部位106(在图1中展示)锚固在适当位置的充胀状态之间可选择性地移动。在一些实施例中，球囊近端204P可以联接到导管轴210，并且球囊远端204D可以联接到导丝管腔118(在图1中展示)。球囊204可以再次用导管流体232(例如，来自流体泵138(在图1中展示))进行充胀，该导管流体经由充胀管道140(在图1中展示)被导引到球囊204的球囊内部246中。
与先前实施例类似，能量引导件222A可以包括一个或多个光声换能器254(图2中展示仅一个光声换能器254)，其中每个光声换能器254可以与其中设置有它的能量引导件222A光学连通。在一些实施例中，光声换能器254可以与能量引导件222A的引导件远端222D光学连通。附加地，在此类实施例中，光声换能器254可以具有与能量引导件222A的引导件远端222D对应和/或符合该引导件远端的形状。光声换能器254被配置成在能量引导件222A的引导件远端222D处或附近将光能转换成声波。声波的方向可以通过改变能量引导件222A的引导件远端222D的角度来定制。
在各种实施例中，能量歧管229被配置成导引和/或集中在球囊内部246内的导管流体232中生成的能量，以将压力赋予到治疗部位106处的血管病灶106A(在图1中展示)上并在其中诱发破裂。更特别地，能量歧管229被配置成将声能和/或机械能朝向球囊壁230的与治疗部位106处的血管病灶106A接触的特定区域导引和集中，以增强此类能量到治疗部位106的递送。进一步，如该实施例中展示的，能量歧管229定位在球囊204的内部，该球囊可以填充有导管流体232。
如在图2中展示的实施例中所示，能量歧管229联接到和/或固定到能量引导件222A。替代性地，能量歧管229可以与能量引导件222A分开和/或间隔开。
能量歧管229的设计可以变化。在某些实施例中，如图2中所示，能量歧管229包括歧管本体260和一个或多个歧管孔口262，该一个或多个歧管孔口定位在歧管本体260内和/或延伸穿过该歧管本体以将能量(呈已在导管流体232内生成的等离子体形式)朝向定位成与治疗部位106相邻的球囊壁230导引。特别地，该一个或多个歧管孔口262被配置成使得在导管流体232内生成的能量通过使用能量引导件222A而背离能量引导件222A和能量歧管229并朝向球囊壁230向外地(例如，径向地)导引。能量歧管229和/或歧管孔口262可以进一步被配置和/或定位成以一种方式导引和集中能量，以在血管壁内或与血管壁相邻的治疗部位106内的精确位置处最有效地将压力赋予到血管病灶106A上并在其中诱发破裂。附加地，或在替代方案中，能量歧管229可以包括比图2中具体展示的部件更多的部件。在许多实施例中，能量歧管229可以进一步包括某些其他特征，这些其他特征进一步影响能量歧管229的整体操作且因此可以改进导管系统200的整体功效。例如，在其他实施例中，能量歧管229可以包括引导件端部保护器、能量转向器和光学元件中的一者或多者，并且可以被利用来根据需要更有效地将能量集中和导引通过歧管孔口262并朝向治疗部位106内的期望位置。
歧管本体260和歧管孔口262可以具有任何合适的设计、尺寸、形状和取向。在其最简单的形式中，歧管本体260是以穿孔的、长形的、圆柱形管形式提供的，其包括该一个或多个歧管孔口262以作为策略性地定位在歧管本体260内和/或延伸穿过该歧管本体的所注释的穿孔。如在图2中展示的实施例中所示，歧管孔口262可以以围绕歧管本体260的周边260C或圆周的径向图案定位。附加地，或在替代方案中，歧管孔口262可以相对于歧管本体260以另一种合适的方式定位。例如，在某些非排他性实施例中，歧管孔口262还可以沿着歧管本体260的长度260L定位成彼此间隔开和/或歧管孔口262可以以沿着歧管本体260的长度260L延伸的螺旋图案布置。替代性地，歧管本体260可以具有另一种合适的设计和/或歧管孔口262可以以另一种合适的方式定位。
如图2中展示的，能量引导件222A可以位于歧管本体260的歧管近端260P处或附近，即，其中能量引导件222A的引导件远端222D插入到长形的歧管本体260的歧管近端260P中。如在图2中展示的实施例中所示，能量引导件222A可以具有大致半球形的、球形的引导件远端222D，能量通过该引导件远端被导引出能量引导件222A。替代性地，引导件远端222D可以具有另一种合适的形状，诸如平坦的、劈开端部，或任何其他合适的形状。在一些实施例中，能量引导件222A可以固定(例如，直接固定)到歧管本体260。能量引导件222A可以以任何合适的方式固定到歧管本体260。然而，应了解，能量引导件222A不需要直接固定到歧管本体260。在某些实施例中，能量引导件222A可以包括引导件护套264，该引导件护套被配置成沿着能量引导件222A的实质长度包围和保护能量引导件222A。
如图所示，歧管本体260限定了基本上圆柱形的本体腔室266(或“本体空腔”)，该本体腔室背离能量引导件222A的引导件远端222D并朝向歧管本体260的歧管远端260D延伸。替代性地，歧管本体260可以限定具有另一种合适的形状的本体腔室266，例如，具有稍微锥形设计、具有分段式腔室和/或具有除大致圆柱形之外的本体腔室266。
在导管系统200的使用期间，被利用来使球囊204充胀的导管流体232还被允许从球囊内部246通过该一个或多个歧管孔口262进入到如由歧管本体260限定的本体腔室266的至少一部分中。随后，通过能量引导件222A被引导的脉冲能量在引导件远端222D前面和在存在于能量歧管229的本体腔室266内的导管流体232内生成了等离子体诱发的气泡134(在图1中展示)。随着气泡134膨胀，它顺着(down)本体腔室266的长度驱动在它前面的导管流体232。因此，膨胀的气泡134被导引通过本体腔室266，并且当它经过和/或穿过歧管孔口262时被允许选择性地逸出，这些歧管孔口形成到歧管本体260中并延伸穿过该歧管本体。因而，歧管孔口262将来自等离子体诱发的气泡134的能量朝向球囊壁230向外导引并集中被递送到那里的能量(例如，来自光声换能器254的声能)。
在该实施例中，歧管远端260D基本上是平坦的，并且歧管远端260D被密封，使得它阻挡并重定向在本体腔室266内生成的能量，例如，最初经过本体腔室266内的歧管孔口262、朝向歧管孔口262返回的任何能量。因此，能量可以更有效地被导引通过歧管孔口262并朝向与治疗部位106相邻的球囊壁230。
对于此类设计，由一个能量引导件222A产生的能量可以通过导管组件200的长而窄的球囊204分布，并且可以被导引(例如，径向地)通过歧管孔口262并朝向球囊壁230。因此，来自一个能量引导件222A和/或一个能量源124的能量(尤其是在更大长度的球囊204中)可以同时对治疗部位106(或多个治疗部位106)的多个区域进行治疗。
应了解，歧管孔口262可以在尺寸、形状和取向上变化，以便在气泡134自身中的能量随着传播距离而消散时沿着歧管本体260的长度260L均匀地分布能量。例如，在一些实施例中，歧管孔口262可以朝向歧管本体260的歧管近端260P而更小并且朝向歧管本体260的歧管远端260D而截面积增加。在不同的非排他性实施例中，歧管孔口262可以基本上是圆形、椭圆形、方形、矩形或另一种合适的形状。
歧管本体260可以包括任何合适数量的歧管孔口262，以便根据需要将能量朝向治疗部位106处的(多个)血管病灶导引。
图3是能量引导件322A的一部分和能量歧管329的另一个实施例的示意性截面图。如该实施例中所示，能量歧管329在设计、定位和功能上与关于图2展示和描述的能量歧管229基本上类似。例如，能量歧管329再次包括：歧管本体360，该歧管本体包括联接到和/或固定到能量引导件322A的引导件远端322D的歧管近端360P以及基本上平坦的、密封的歧管远端360D；以及一个或多个歧管孔口362，该一个或多个歧管孔口形成到歧管本体360中和/或延伸穿过该歧管本体。在该实施例中，能量歧管329再次被配置成将来自如由歧管本体360限定的本体腔室366的声能和/或机械能通过歧管孔口362并朝向球囊壁230(在图2中展示)的与治疗部位106(在图1中展示)处的血管病灶106A(在图1中展示)接触的特定区域导引和集中，以增强此类能量到治疗部位106的递送。
然而，在该实施例中，能量引导件322A的引导件远端322D具有与先前实施例中略微不同的形状。特别地，如图3中所示，能量引导件322A可以具有平坦的、劈开的引导件远端322D(能量通过该引导件远端被导引出能量引导件322A并进入本体腔室366中)，而不是如先前实施例中所示的那样为大致半球形的、球形端部。在非排他性的替代性实施例中，引导件远端322D的形状可以是圆锥形、楔形或金字塔形。再替代性地，引导件远端322D的形状可以具有任何其他合适的几何构造、形状或配置。
图4是能量引导件422A的一部分和能量歧管429的再另一个实施例的示意性截面图。如图4中所示，能量歧管429在设计、定位和功能上与先前实施例稍微类似。例如，能量歧管429再次包括：歧管本体460，该歧管本体包括联接到和/或固定到能量引导件422A的引导件远端422D的歧管近端460P；以及一个或多个歧管孔口462，该一个或多个歧管孔口形成到歧管本体460中和/或延伸穿过该歧管本体，即，在沿着歧管本体460的长度460L和/或绕歧管本体460的周边460C的各个点处。在该实施例中，能量歧管429再次被配置成将来自如由歧管本体460限定的本体腔室466的声能和/或机械能通过歧管孔口462并朝向球囊壁230(在图2中展示)的与治疗部位106(在图1中展示)处的血管病灶106A(在图1中展示)接触的特定区域导引和集中，以增强此类能量到治疗部位106的递送。应了解，在歧管本体460的本体腔室466内定位和/或生成的导管流体432和/或等离子体的至少一部分也在图4中展示。
然而，如在图4中展示的实施例中所示，能量歧管429和/或能量引导件422A进一步包括引导件端部保护器468和能量转向器470。
引导件端部保护器468联接到能量引导件422A的引导件远端422D。引导件端部保护器468被配置成至少基本上完全包围或环绕引导件远端422D，以保护引导件远端422D免受在导管流体232(在图2中展示)内生成的等离子体和压力波的影响。然而，引导件端部保护器468以此类方式形成，使得仍然能够根据需要从能量引导件422A的引导件远端422D发射能量。引导件端部保护器468可以具有任何合适的设计和/或可以由任何合适的材料形成。例如，在某些非排他性实施例中，引导件端部保护器468可以包括以下各者中的一者或多者和/或由以下各者中的一者或多者形成：硅树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环氧树脂或其他合适的聚合物。
在某些实施例中，如图所示，歧管本体460(例如，歧管本体460的歧管近端460P)可以直接固定和/或联接到引导件端部保护器468。以另一种方式陈述，在此类实施例中，引导件端部保护器468的至少一部分定位在歧管近端460P与能量引导件422A之间。附加地，或在替代方案中，歧管本体460的歧管近端460P的至少一部分可以基本上直接固定和/或联接到能量引导件422A。
能量转向器470被配置成将在本体腔室466内的导管流体232内生成的能量转向，使得此类能量更准确地朝向形成到歧管本体460中的歧管孔口462导引。能量转向器470可以具有任何合适的尺寸、形状和设计，以实现根据需要将能量朝向歧管孔口462转向和导引的目的。在图4中展示的实施例中，能量转向器470稍微呈圆锥形且具有基本上平坦的、成角度的外表面，并且定位成与歧管远端460D相邻，使得能量背离歧管远端460D并朝向定位在歧管远端460D附近的歧管孔口462偏转。附加地，在某些实施例中，能量转向器470可以包括反射元件、折射元件和纤维漫射器中的一者或多者。替代性地，能量转向器470可以具有另一种合适的尺寸、形状或设计，或者以与图4中具体示出的方式不同的方式定位。例如，在一些实施例中，能量转向器470可以包括凸表面、凹表面、稍微呈球形、或具有另一种合适的形状。
图5是能量引导件522A的一部分和能量歧管529的又一实施例的示意性截面图。如图5中所示，能量歧管529在设计、定位和功能上与先前实施例稍微类似。例如，能量歧管529再次包括：歧管本体560，该歧管本体包括联接到和/或固定到能量引导件522A的引导件远端522D的歧管近端560P；以及一个或多个歧管孔口562，该一个或多个歧管孔口形成到歧管本体560中和/或延伸穿过该歧管本体。在该实施例中，能量歧管529再次被配置成将来自如由歧管本体560限定的本体腔室566的声能和/或机械能通过歧管孔口562并朝向球囊壁230(在图2中展示)的与治疗部位106(在图1中展示)处的血管病灶106A(在图1中展示)接触的特定区域导引和集中，以增强此类能量到治疗部位106的递送。
与图4中展示的实施例类似，能量歧管529可以再次包括能量转向器570，该能量转向器定位成与歧管远端560D相邻，使得能量背离密封的歧管远端560D并朝向歧管孔口562偏转。在该实施例中，能量转向器570基本上是球形的。替代性地，能量转向器570可以具有除图5中展示的尺寸、形状或设计之外的另一种合适的尺寸、形状或设计。
然而，在该实施例中，能量歧管529和/或能量引导件522A可以进一步包括光学元件572(例如，透镜或另一种合适类型的光学元件)，该光学元件直接联接到能量引导件522A的引导件远端522D和/或直接形成到该引导件远端上。附加地，如图所示，光学元件572可以定位成延伸到如由歧管本体560限定的本体腔室566中。在一些实施例中，光学元件572可以是抗能量光学元件，其被配置成聚焦从引导件远端522D导引的能量(例如，光能)。附加地，光学元件572可以进一步被配置成增强在导管流体232(在图2中展示)内形成等离子体所需的能量集中，该导管流体可以被保持在歧管本体560内，即，在本体腔室566内。在某些此类实施例中，光学元件572可以由蓝宝石形成。替代性地，光学元件572可以由一种或多种其他合适的材料形成。
如图所示，在某些实施方式中，光学元件572以及歧管近端560P的一部分还可以为能量引导件522A的引导件远端522D形成保护性外壳，即，以与图4中展示的引导件端部保护器468稍微类似的方式。
在图5中所示的实施例中，本体腔室566可以具有大致锥形的设计，使得本体腔室566在歧管近端560P、能量引导件522A和光学元件572附近更大和/或更宽，并且在歧管远端560D和歧管孔口562附近更小和/或更细。对于此类设计，本体腔室566可以说包括以下各者和/或被分割成以下各者：气泡引发腔室556A，该气泡引发腔室与光学元件572基本上相邻，并且在该气泡引发腔室处，等离子体气泡134(在图1中展示)可以形成在导管流体232内；以及聚焦腔室556B，该聚焦腔室与歧管远端560D和能量转向器570基本上相邻，并且被配置成在等离子体气泡134膨胀时将来自这些等离子体气泡的机械能和/或声能更有效地朝向歧管远端560D聚焦和集中。此外，歧管孔口562(在该实施例中，这些歧管孔口中的至少一些定位在歧管远端560D附近)可以更有效地将气泡134的机械能和/或声能向外以径向图案朝向球囊壁230的与治疗部位106处的血管病灶106A接触的特定区域集中和导引，以增强此类能量到治疗部位106的递送。
图6是能量引导件622A的一部分和能量歧管629的再另一个实施例的示意性截面图。如图6中所示，能量歧管629在设计、定位和功能上与先前实施例稍微类似。例如，能量歧管629再次包括：歧管本体660，该歧管本体包括联接到和/或固定到能量引导件622A的引导件远端622D的歧管近端660P；以及一个或多个歧管孔口662，该一个或多个歧管孔口形成到歧管本体660中和/或延伸穿过该歧管本体。在该实施例中，歧管本体660仅包括单个歧管孔口662，该单个歧管孔口定位在基本上平坦的、密封的歧管远端660D附近。替代性地，能量歧管629可以包括多于一个的歧管孔口662，这些歧管孔口可以定位成沿着歧管本体660的长度660L间隔开和/或围绕歧管本体660的周边660C或圆周以任何合适的图案径向地定位。
在该实施例中，歧管本体660在它联接和/或固定(结合)到能量引导件622A的引导件远端622D的区域中稍微更厚，以提供应变消除。以另一种方式陈述，如图所示，在歧管近端660P处或附近并与能量引导件622A基本上相邻的歧管本体660壁比歧管本体660壁的其余部分稍微更厚。
附加地，能量歧管629再次被配置成将来自如由歧管本体660限定的本体腔室666的声能和/或机械能通过歧管孔口662并朝向球囊壁230(在图2中展示)的与治疗部位106(在图1中展示)处的血管病灶106A(在图1中展示)接触的特定区域导引和集中，以增强此类能量到治疗部位106的递送。
如图6中所示，在该实施例中，能量歧管629再次包括光学元件672，该光学元件被配置成聚焦和集中从引导件远端622D导引的能量以在导管流体232(在图2中展示)内形成等离子体，该导管流体可以被保持在歧管本体660内，即，在本体腔室666内。然而，在该实施例中，光学元件672定位成与能量引导件622A的引导件远端622D间隔开一定间隙，以在引导件远端622D与光学元件672之间限定空气空间674。在一个实施例中，光学元件672可以是压配合到如由歧管本体660限定的本体腔室666中的球透镜。将光学元件672压配合在本体腔室666内可以有效地将空气空间674密封而与本体腔室666的保持有导管流体232的部分隔绝。对于这种设计，密封的空气空间674允许来自能量引导件622A的能量在该能量引导件联接到光学元件672中之前膨胀，而不会在空气空间674中引发等离子体。应了解，本体腔室666的在光学元件672远侧的区域将浸没在导管流体232中，以实现在其中生成等离子体的目的。在此类实施例中，光学元件672可以由蓝宝石形成。替代性地，光学元件672可以具有不同的设计和/或由一种或多种其他合适的材料形成。附加地，或在替代方案中，在某些非排他性实施例中，空气空间674可以填充有透明光学介质(诸如，PMMA、环氧树脂等)，以将能量引导件622A联接到光学元件672。再替代性地，空气空间674还可以包括透明的折射率匹配液体、油或另一种合适的流体。
图7是能量引导件722A的一部分和能量歧管729的又一实施例的示意性截面图。如图7中所示，能量歧管729在设计、定位和功能上与先前实施例稍微类似。例如，能量歧管729再次包括：歧管本体760，该歧管本体包括联接到和/或固定到能量引导件722A的引导件远端722D的歧管近端760P；以及一个或多个歧管孔口762，该一个或多个歧管孔口形成到歧管本体760中和/或延伸穿过该歧管本体。在该实施例中，能量歧管729再次被配置成将来自如由歧管本体760限定的本体腔室766的声能和/或机械能通过歧管孔口762并朝向球囊壁230(在图2中展示)的与治疗部位106(在图1中展示)处的血管病灶106A(在图1中展示)接触的特定区域导引和集中，以增强此类能量到治疗部位106的递送。
在该实施例中，能量歧管729仅包括单个歧管孔口762，该单个歧管孔口定位在成角度的、密封的歧管远端760D附近。如该实施例中所示，歧管孔口762可以比先前实施例中稍微更大和/或更宽，以实现在背离歧管本体760的径向方向上向外导引等离子体诱发的气泡134(在图1中展示)(即，等离子体诱发的气泡134的机械能和/或声能)的目的。更特别地，该实施例中的歧管孔口762的形状将气泡134以及机械能和/或声能以集中的、高度定向的图案向外导引。替代性地，能量歧管729可以包括多于一个的歧管孔口762，这些歧管孔口可以定位成沿着歧管本体760的长度760L间隔开和/或围绕歧管本体760的周边760C或圆周以任何合适的图案径向地定位。再替代性地，歧管远端760D可以具有除图7中所示的设计和/或形状之外的另一种合适的设计和/或形状。
附加地，在该实施例中，歧管本体760再次在它联接和/或固定(结合)到能量引导件722A的引导件远端722D的区域中稍微更厚。然而，歧管本体760在与引导件远端722D相邻的那个区域中进一步具有较小的周边760C或圆周，但然后背离引导件远端722D向外逐渐变细以穿过歧管本体760的其余部分具有略微更大的周边760C或圆周。此类设计再次被利用来提供应变消除。
如图7中所示，在该实施例中，能量歧管729再次包括光学元件772，该光学元件被配置成聚焦和集中从引导件远端722D导引的能量以在导管流体232(在图2中展示)内形成等离子体，该导管流体可以被保持在歧管本体760内，即，在本体腔室766内。与图6类似，在该实施例中，光学元件772再次定位成与能量引导件722A的引导件远端722D间隔开一定间隙，以在引导件远端722D与光学元件772之间限定空气空间774。在一个实施例中，光学元件772可以是蓝宝石透镜，其结合到歧管本体760以有效地将空气空间774密封而与本体腔室766的保持有导管流体232的部分隔绝。对于这种设计，密封的空气空间774再次允许来自能量引导件722A的能量在该能量引导件联接到光学元件772中之前膨胀，而不会在空气空间774中引发等离子体。在此类实施例中，本体腔室766的在光学元件772远侧的区域将浸没在导管流体232中，以实现在其中生成等离子体的目的。替代性地，光学元件772可以具有不同的设计和/或由一种或多种其他合适的材料形成。附加地，或在替代方案中，在某些非排他性实施例中，空气空间774可以再次填充有透明光学介质(诸如，PMMA、环氧树脂等)，以将能量引导件722A联接到光学元件772。
图8是能量引导件822A的一部分和能量歧管829的再又一实施例的示意性截面图。如图8中所示，能量歧管829在设计、定位和功能上与先前实施例稍微类似。例如，能量歧管829再次包括：歧管本体860，该歧管本体包括联接到和/或固定到能量引导件822A的引导件远端822D的歧管近端860P；以及一个或多个歧管孔口862，该一个或多个歧管孔口形成到歧管本体860中和/或延伸穿过该歧管本体。在该实施例中，能量歧管829包括这样的歧管孔口862，即，这些歧管孔口绕歧管本体860的周边860C或圆周径向地定位在歧管本体860的基本上平坦的、密封的歧管远端860D附近。替代性地，能量歧管829可以包括任何合适数量的歧管孔口862，这些歧管孔口可以定位成沿着歧管本体860的长度860L间隔开和/或围绕歧管本体860的周边860C或圆周以任何合适的图案径向地定位。
在该实施例中，能量歧管829再次被配置成将来自如由歧管本体860限定的本体腔室866的声能和/或机械能通过歧管孔口862并朝向球囊壁230(在图2中展示)的与治疗部位106(在图1中展示)处的血管病灶106A(在图1中展示)接触的特定区域导引和集中，以增强此类能量到治疗部位106的递送。
然而，如图8中所示，能量歧管829(即，歧管本体860)以与先前实施例中不同的方式联接到能量引导件822A。特别地，如所展示的，能量歧管829和/或能量引导件822A进一步包括引导件端帽876和光学元件872(例如，透镜)。更具体地，如图8中所示，引导件端帽876基本上直接联接到能量引导件822A的引导件远端822D，并且光学元件872基本上直接联接到引导件端帽876。附加地，如图所示，歧管本体860(即，歧管本体860的歧管近端860P)固定(结合)到光学元件872。因而，本体腔室866被歧管本体860限定在光学元件872与歧管本体860的歧管远端860D之间；并且歧管本体860定位成与能量引导件822A的引导件远端822D间隔开。
在某些实施例中，引导件端帽876和光学元件872可以由二氧化硅或可以有效地结合到能量引导件822A的引导件远端822D的任何其他类型的玻璃形成。结合可以通过使用CO2激光器或弧放电源来熔化玻璃而完成。替代性地，结合可以使用聚合物粘合剂(诸如，UV固化环氧树脂或丙烯酸酯)而完成。再替代性地，可以以另一种合适的方式完成结合。又替代性地，引导件端帽876和/或光学元件872可以由其他合适的材料形成。
与上文所述的某些实施例一样，引导件端帽876和光学元件872被配置成聚焦和集中从引导件远端822D导引的能量以在导管流体232(在图2中展示)内形成等离子体，该导管流体可以被保持在歧管本体860内，即，在本体腔室866内。随后，等离子体诱发的气泡134(在图1中展示)(即，等离子体诱发的气泡134的机械能和/或声能)可以在背离歧管本体860的径向方向上向外地导引通过歧管孔口862并朝向球囊壁230的与治疗部位106处的血管病灶106A接触的特定区域。
图9A是可在导管系统100内使用的能量引导组件978A的替代性实施例的示意性截面图。特别地，图9A展示了能量引导组件978A包括能量引导件922A、联接到和/或固定到能量引导件922A的延伸管980A、以及等离子体发生器933A。替代性地，能量引导组件978A可以包括比图9A中具体展示和描述的部件更多的部件或更少的部件。
能量引导件922A与先前已详细描述的能量引导件基本上类似。因而，将不再次详细描述能量引导件922A。如图所示，能量引导件922A包括被包层988A包围的芯986A。能量引导件922A的芯986A和包层988A可以由一种或多种材料形成，包括但不限于一种或多种类型的玻璃、二氧化硅、或一种或多种聚合物。芯986A和包层988A被配置成使得来自能量源124(在图1中展示)的能量(被示为能量射束990A)从引导件近端(图9A中未示出)沿着能量引导件922A的长度有效地被引导到引导件远端922D。附加地，如图所示，在一些实施例中，能量引导件922A可以进一步包括引导护套964A，该引导件护套被配置成沿着能量引导件922A的实质长度包围和保护能量引导件922A。
延伸管980A联接到和/或固定到能量引导件922A，并且背离能量引导件922A延伸。更特别地，如图所示，延伸管980A可以联接到和/或固定到能量引导件922A的引导件远端922D，并且背离能量引导件922A的引导件远端922D延伸。在各种实施例中，延伸管980A基本上是中空的，并且被配置成携带被保持在球囊104(在图1中展示)的球囊内部146(在图1中展示)内的一些导管流体932A。在一些实施例中，延伸管980A包括管壁982A，这些管壁由包围能量引导件922A的引导件远端922D的聚合物非导电或介电材料形成。例如，延伸管980A和/或管壁982A可以由以下各者中的一者或多者形成：
Figure BDA0003759128200000311
聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯、
Figure BDA0003759128200000312
或其他合适的材料。
如图所示，应了解，在某些实施例中，延伸管980A可以进一步包括管入口992A，导管流体932A可以通过该管入口进入到延伸管980A中。
重要的是，在此类实施例中，延伸管980A的管壁982A在来自能量源124的能量990A的波长下具有小于导管流体932A的折射率的折射率。例如，在一些此类实施例中，导管流体932A可以具有在大约1.50与1.60之间的折射率，并且延伸管980A的管壁982A可以具有在大约1.30与1.50之间的折射率。
导管流体932A与管壁982A之间的折射率差异引起入射在管壁982A的内表面上的光的全内反射，从而将它沿着延伸管980A的轴线导引返回。此类配置的数值孔径NA由以下公式给出：
Figure BDA0003759128200000313
理想地，延伸管980A的NA将等于或大于能量引导件922A的NA。这将确保传输到能量引导件922A的引导件远端922D的所有光能990A都将被捕获并传输到等离子体发生器933A。当延伸管980A的NA等于或大于能量引导件922A的NA时，进入延伸管980A的所有能量990A都将被捕获并向前(即，朝向等离子体发生器933A)传输。
能量990A在延伸管980A内的物理行为与能量引导件922A自身内的此类行为基本上相同，除了延伸管980A内部的材料是流体并且不会受到等离子体诱发的气泡或压力波的损坏之外。与典型地用于形成能量引导件922A的坚固材料不同，聚合物或介电材料是顺应性的。在一些情况下，能量引导件922A的此类材料可以容易地通过声-机械能或高速粒子的撞击而破开或碎裂。延伸管980A还可以将光学能传输到非常靠近等离子体发生器933A处，由此提高其转换效率。制成延伸管980A的材料的顺应性以及主传导物(即，导管流体932A)是液体的事实使得其能够幸免于来自局部等离子体的能量和由此产生的压力波，这种幸免的程度远好于刚性、易碎材料将能够达到的程度。
应了解，能量引导件922A和延伸管980A可以具有任何合适的长度。例如，在一些实施例中，能量引导件922A可以基本上延伸到球囊104且延伸管980A仅在球囊104的球囊内部146内延伸。替代性地，在其他实施例中，延伸管980A可以在长度上延伸并且潜在地成为穿过导管102(在图1中展示)的主要部分的能量载体。
等离子体发生器933A被配置成当已通过能量引导件922A和延伸管980A传输的能量990A接触该等离子体发生器时生成等离子体。等离子体发生器933A可以具有任何合适的设计和/或可以由任何合适的材料制成。例如，在一些实施例中，等离子体发生器933A可以由金属或陶瓷材料中的一者形成。替代性地，等离子体发生器933A可以由其他合适的材料制成。
应了解，通过包括延伸管980A，可以将能量引导件922A的引导件远端922D更有效地保持与在导管流体932A内生成的等离子体间隔开。因此，此类设计提供了改进能量引导件922A的引导件远端922D的耐用性和寿命的手段。更具体地，该方法的优点可以包括但不限于：1)它将能量引导件922A的引导件远端922D从生成局部等离子体的点移开，由此最小化来自气泡和等离子体的破坏性影响，而不降低性能；
2)它产生了将能量传输到等离子体发生器933A的简单手段；3)它允许集中的能量射束以最小的间隔径直传输到等离子体发生器933A，这提高了转换效率和能量引导组件978A的压力波生成能力；以及4)它通过减少对能量引导件922A的光学和机械性质的依赖性来简化等离子体发生器933A的设计。
在各种实施例中，能量引导组件978A进一步联接到能量歧管的实施例，诸如上文中详细描述的能量歧管的实施例。更具体地，能量引导组件978A可与先前描述的能量歧管的任何实施例一起使用。替代性地，在一些实施方式中，能量引导组件978A可以在不联接到能量歧管的情况下加以利用。
图9B是能量引导组件978B的另一个替代性实施例的示意性截面图。如所展示的，能量引导组件978B与先前实施例中展示的能量引导组件基本上类似。例如，能量引导组件978B再次包括与先前实施例基本上类似的能量引导件922B和等离子体发生器933B。附加地，能量引导组件978B再次包括延伸管980B，该延伸管联接到和/或固定到能量引导件922B的引导件远端922D，并且背离能量引导件922B的引导件远端922D延伸。
然而，在该实施例中，延伸管980A与先前实施例中稍微不同。更特别地，在图9B中所示的实施例中，延伸管980B的管壁982B可以由刚性材料(诸如，金属或陶瓷材料)形成，并且可以将介电或聚合物涂层984B涂布到管壁982B的内表面994B上。对于此类设计，管壁982B可以提供更强的机械结构以及抵抗因等离子体和声-机械能造成的挤压和损坏。管壁982B的内表面994B上的涂层984B可以提供相对于导管流体932B更低的折射率，由此针对传输的能量990B产生全内反射。
应了解，涂层984B可以任何合适的方式添加到管壁982B的内表面994B上。例如，可以使用溶剂膜或化学气相沉积(CVD)将涂层984B添加到管壁982B的内表面994B上。存在许多选项来将均匀的薄膜涂覆到硬质衬底。基本要求将是涂层984B的厚度是能量990B的波长的十倍或更多倍大。
在各种实施例中，能量歧管可以被利用来解决存在于更传统的导管系统中的许多问题。例如：
1)能量歧管允许使用单个能量引导件(例如，单个激光压力波发生器)对治疗部位内的与长球囊导管接触的多个区域(多个病灶)进行治疗，并且消除对包括多个能量引导件或多个连接的能量源(例如，激光能量源)的需要。
2)在传统的导管系统中，从单个能量引导件的端部或光纤源发射的压力波能量被发射到完整的球形体积中且因此它接触球囊内部的圆柱形区域。这可能使单个能量引导件方法只有在钙化部的截面完全为圆形时才对破裂这些钙化部有效。然而，能量歧管通过选择性地修改歧管本体的设计以及在能量歧管的歧管本体中的歧管孔口的尺寸、形状和数量就能集中机械能并将其定位到特定区域。结果，这对于破裂截面为不连续的或半圆形的病灶有效得多。
3)在各种实施例中，能量歧管自身的机械组合体(assemblage)提供了保护能量引导件的引导件远端免受由膨胀的气泡产生的反作用力和压力的影响的手段。
应注意，如在本说明书和所附权利要求中使用的，除非内容和/或上下文另有明确规定，否则单数形式“一种”、“一个”和“该”包括复数指示物。还应注意，除非内容或上下文另有明确规定，否则术语“或”总体上以其包括“和/或”的含义被采用。
还应注意，如在本说明书和所附权利要求中使用的，短语“被配置”描述了被构造或被配置成执行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。短语“被配置”可以与其他类似的短语可互换地使用，诸如被布置和配置、被构造和布置、被构造、被制造和布置等。
本文使用的标题是为了与根据37CFR 1.77的建议保持一致或以其他方式提供组织提示而提供的。这些标题不应被视为限制或表征本披露内容可能提出的任何权利要求中阐述的(多个)发明。作为示例，“背景技术”中的技术的描述不是承认技术是本披露内容中的任何(多个)发明的现有技术。“发明内容”或“摘要”也不被认为是对所提出的权利要求中阐述的(多个)发明的表征。
本文描述的实施例并不旨在为详尽的或将本发明限制为以下详细描述中披露的精确形式。而是，这些实施例被选择和描述成使得本领域技术人员可以了解和理解原理和实践。因而，已参考各种特定和优选实施例和技术描述了各方面。然而，应理解，在留在本文的精神和范围内的同时，可以进行许多变化和修改。
应理解，尽管本文已展示和描述了导管系统的许多个不同实施例，但是任何一个实施例的一个或多个特征可以与一个或多个其他实施例的一个或多个特征组合，只要此类组合满足本发明的意图。
尽管上文已讨论了导管系统的许多个示例性方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些修改、排列、添加和子组合。因此，意图是将以下所附权利要求和下文介绍的权利要求解释为包括如在其真实精神和范围内的所有此类修改、排列、添加和子组合，并且不旨在限制本文示出的构造或设计的细节。

Claims (60)

1.一种用于治疗在患者身体内的血管内或与该血管相邻的血管病灶的导管系统，该导管系统包括导管流体和生成能量的能量源，该导管系统包括：
能量引导件，该能量引导件包括选择性地定位在该血管病灶附近的引导件远端，该能量引导件被配置成接收来自该能量源的能量并在该导管流体内生成等离子体气泡；以及
能量歧管，该能量歧管在该引导件远端附近联接到该能量引导件，该能量歧管包括：(i)限定本体腔室的歧管本体，该本体腔室被配置成保持该导管流体中的至少一些导管流体；以及(ii)歧管孔口，该歧管孔口延伸穿过该歧管本体；
其中，该能量歧管将来自该等离子体气泡的能量通过该歧管孔口导引出该本体腔室并朝向该血管病灶。
2.如权利要求1所述的导管系统，其中，该能量歧管包括延伸穿过该歧管本体的多个歧管孔口；并且其中，该能量歧管被配置成将来自该等离子体气泡的能量通过该多个歧管孔口中的每一个歧管孔口导引出该本体腔室并朝向该血管病灶。
3.如权利要求2所述的导管系统，其中，该多个歧管孔口以围绕该歧管本体的周边的径向图案定位。
4.如权利要求2所述的导管系统，其中，该多个歧管孔口以沿着该歧管本体的长度的螺旋图案布置。
5.如权利要求2所述的导管系统，其中，该多个歧管孔口沿着该歧管本体的长度定位。
6.如权利要求1至5中任一项所述的导管系统，其中，该能量引导件在该导管流体内生成一个或多个压力波，该一个或多个压力波在该血管病灶上赋予力。
7.如权利要求1至6中任一项所述的导管系统，其中，该能量引导件包括光纤。
8.如权利要求1至7中任一项所述的导管系统，进一步包括：球囊，该球囊包括限定球囊内部的球囊壁，该球囊被配置成将该导管流体保持在该球囊内部内；并且其中，该引导件远端和该能量歧管定位在该球囊内部内。
9.如权利要求8所述的导管系统，其中，该球囊可用该导管流体选择性地充胀以膨胀到充胀状态，其中，当该球囊处于该充胀状态时，该球囊壁被配置成定位成与该血管病灶基本上相邻。
10.如权利要求9所述的导管系统，其中，该能量歧管被配置成将来自该等离子体气泡的能量通过该歧管孔口导引出该本体腔室并朝向该球囊壁。
11.如权利要求1至10中任一项所述的导管系统，其中，该歧管本体包括歧管近端；并且其中，该能量引导件的引导件远端固定到该歧管本体的歧管近端。
12.如权利要求1至11中任一项所述的导管系统，其中，该歧管本体为基本上圆柱形管状并且限定基本上圆柱形的本体腔室。
13.如权利要求1至11中任一项所述的导管系统，其中，该歧管本体包括该歧管近端和相对的歧管远端；并且其中，该本体腔室是锥形的，使得该本体腔室在该歧管近端附近较大且在该歧管远端附近较小。
14.如权利要求1至13中任一项所述的导管系统，进一步包括：联接到该引导件远端的引导件端部保护器，该引导件端部保护器被配置成保护该引导件远端免受来自在该本体腔室中生成的等离子体气泡的能量的影响。
15.如权利要求1至14中任一项所述的导管系统，其中，该能量歧管进一步包括能量转向器，该能量转向器将来自在该本体腔室中生成的等离子体气泡的能量朝向该歧管孔口转向。
16.如权利要求15所述的导管系统，其中，该歧管本体包括歧管远端，并且其中，该能量转向器定位成与该歧管远端相邻。
17.如权利要求1至16中任一项所述的导管系统，其中，该能量歧管进一步包括光学元件，该光学元件被配置成聚焦从该能量引导件的引导件远端导引的能量。
18.如权利要求17所述的导管系统，其中，该光学元件由蓝宝石形成。
19.如权利要求17至18中任一项所述的导管系统，其中，该光学元件直接联接到该能量引导件的引导件远端。
20.如权利要求17至18中任一项所述的导管系统，其中，该光学元件直接形成到该能量引导件的引导件远端上。
21.如权利要求17至18中任一项所述的导管系统，其中，该光学元件定位成与该能量引导件的引导件远端间隔开以在该引导件远端与该光学元件之间限定空气空间。
22.如权利要求21所述的导管系统，其中，该空气空间被密封而与该本体腔室的其余部分隔绝，使得没有导管流体被保持在该空气空间内。
23.如权利要求21至22中任一项所述的导管系统，其中，该空气空间填充有透明光学介质。
24.如权利要求17至18中任一项所述的导管系统，进一步包括：引导件端帽，该引导件端帽直接联接到该能量引导件的引导件远端；并且其中，该光学元件直接联接到该引导件端帽。
25.如权利要求24所述的导管系统，其中，该引导件端帽和该光学元件中的至少一者由玻璃形成。
26.如权利要求24至25中任一项所述的导管系统，其中，该歧管本体包括歧管近端；并且其中，该歧管近端固定到该光学元件。
27.如权利要求1至26中任一项所述的导管系统，其中，该导管流体包括润湿剂和表面活性剂中的一者。
28.如权利要求1至27中任一项所述的导管系统，进一步包括：联接到该能量引导件的引导件远端并且背离该引导件远端延伸的延伸管，该延伸管被配置成保持该导管流体中的至少一些，其中，来自该能量源的能量在通过该能量引导件被引导之后通过该延伸管来传输。
29.一种用于治疗在患者身体内的血管内或与该血管相邻的血管病灶的方法，该方法包括以下步骤：
用能量源生成能量；
将能量引导件的引导件远端定位在该血管病灶附近；
在该引导件远端附近将能量歧管联接到该能量引导件，该能量歧管包括：(i)限定本体腔室的歧管本体，该本体腔室被配置成保持导管流体中的至少一些；以及(ii)歧管孔口，该歧管孔口延伸穿过该歧管本体；
用该能量引导件接收来自该能量源的能量；
用来自该能量引导件的能量在该导管流体内生成等离子体气泡；以及
用该能量歧管将来自该等离子体气泡的能量通过该歧管孔口导引出该本体腔室并朝向该血管病灶。
30.如权利要求29所述的方法，其中，该联接步骤包括该能量歧管包括延伸穿过该歧管本体的多个歧管孔口；并且其中，该导引步骤包括用该能量歧管将来自该等离子体气泡的能量通过该多个歧管孔口中的每一个歧管孔口导引出该本体腔室并朝向该血管病灶。
31.如权利要求30所述的方法，其中，该联接步骤包括该多个歧管孔口以围绕该歧管本体的周边的径向图案定位。
32.如权利要求30所述的方法，其中，该联接步骤包括该多个歧管孔口以沿着该歧管本体的长度的螺旋图案布置。
33.如权利要求30所述的方法，其中，该联接步骤包括该多个歧管孔口沿着该歧管本体的长度定位。
34.如权利要求29至33中任一项所述的方法，其中，生成该等离子体气泡的步骤包括用该能量引导件在该导管流体内生成一个或多个压力波，该一个或多个压力波在该血管病灶上赋予力。
35.如权利要求29至34中任一项所述的方法，其中，该定位步骤包括该能量引导件包括光纤。
36.如权利要求29至35中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：提供球囊，该球囊包括限定球囊内部的球囊壁；将该导管流体保持在该球囊内部内；以及将该引导件远端和该能量歧管定位在该球囊内部内。
37.如权利要求36所述的方法，进一步包括以下步骤：用该导管流体使该球囊选择性地充胀以膨胀到充胀状态；以及当该球囊处于该充胀状态时，将该球囊的球囊壁定位成与该血管病灶基本上相邻。
38.如权利要求37所述的方法，其中，该导引步骤包括用该能量歧管将来自该等离子体气泡的能量通过该歧管孔口导引出该本体腔室并朝向该球囊壁。
39.如权利要求29至38中任一项所述的方法，其中，该联接步骤包括该歧管本体包括歧管近端；并且进一步包括将该能量引导件的引导件远端固定到该歧管本体的歧管近端。
40.如权利要求29至39中任一项所述的方法，其中，该联接步骤包括该歧管本体为基本上圆柱形管状并且限定基本上圆柱形的本体腔室。
41.如权利要求29至39中任一项所述的方法，其中，该联接步骤包括该歧管本体包括该歧管近端和相对的歧管远端；并且其中，该本体腔室是锥形的，使得该本体腔室在该歧管近端附近较大且在该歧管远端附近较小。
42.如权利要求29至41中任一项所述的方法，进一步包括将引导件端部保护器联接到该引导件远端的步骤，该引导件端部保护器被配置成保护该引导件远端免受来自在该本体腔室中生成的等离子体气泡的能量的影响。
43.如权利要求29至42中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：用能量转向器将来自在该本体腔室中生成的等离子体气泡的能量朝向该歧管孔口转向。
44.如权利要求43所述的方法，其中，联接该能量歧管的步骤包括该歧管本体包括歧管远端；并且其中，该转向步骤包括将该能量转向器定位成与该歧管远端相邻。
45.如权利要求29至44中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：用光学元件聚焦从该能量引导件的引导件远端导引的能量。
46.如权利要求45所述的方法，其中，该聚焦步骤包括该光学元件由蓝宝石形成。
47.如权利要求45至46中任一项所述的方法，其中，该聚焦步骤包括将该光学元件直接联接到该能量引导件的引导件远端。
48.如权利要求45至46中任一项所述的方法，其中，该聚焦步骤包括将该光学元件直接形成到该能量引导件的引导件远端上。
49.如权利要求45至46中任一项所述的方法，其中，该聚焦步骤包括将该光学元件定位成与该能量引导件的引导件远端间隔开以在该引导件远端与该光学元件之间限定空气空间。
50.如权利要求49所述的方法，其中，定位该光学元件的步骤包括该空气空间被密封而与该本体腔室的其余部分隔绝，使得没有导管流体被保持在该空气空间内。
51.如权利要求49至50中任一项所述的方法，其中，定位该光学元件的步骤包括该空气空间填充有透明光学介质。
52.如权利要求45至46中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：将引导件端帽直接联接到该能量引导件的引导件远端；以及将该光学元件直接联接到该引导件端帽。
53.如权利要求52所述的方法，其中，直接联接该引导件端帽和直接联接该光学元件的步骤包括该引导件端帽和该光学元件中的至少一者由玻璃形成。
54.如权利要求52至53中任一项所述的方法，其中，联接该能量歧管的步骤包括该歧管本体包括歧管近端；并且进一步包括将该歧管近端固定到该光学元件的步骤。
55.如权利要求29至54中任一项所述的方法，其中，该联接步骤包括该导管流体包括润湿剂和表面活性剂中的一者。
56.如权利要求29至55中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：将延伸管联接到该能量引导件的引导件远端以背离该能量引导件的引导件远端延伸；用该延伸管保持该导管流体中的至少一些；以及在通过该能量引导件引导来自该能量源的能量之后，通过该延伸管传输来自该能量源的能量。
57.一种用于治疗在患者身体内的血管内或与该血管相邻的血管病灶的导管系统，该导管系统包括生成能量的能量源，该导管系统包括：
导管流体，其包括润湿剂和表面活性剂中的一者；以及
能量引导件，该能量引导件包括选择性地定位在该血管病灶附近的引导件远端，该能量引导件被配置成接收来自该能量源的能量并在该导管流体内生成等离子体气泡。
58.如权利要求57所述的导管系统，其中，该导管流体选自由以下各者组成的组：苯扎氯铵、苄索氯铵、氯化十六烷基吡啶、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407、聚山梨醇酯20和聚山梨醇酯40。
59.如权利要求57所述的导管系统，其中，该导管流体选自由以下各者组成的组：离子去污剂、非离子去污剂、硬脂酸钠、4-(5-十二烷基)苯磺酸盐、多库酯(二辛基磺基琥珀酸钠)、烷基醚磷酸盐和全氟辛烷磺酸(PFOS)。
60.如权利要求57至59中任一项所述的导管系统，进一步包括：能量歧管，该能量歧管在该引导件远端附近联接到该能量引导件，该能量歧管包括：(i)限定本体腔室的歧管本体，该本体腔室被配置成保持该导管流体中的至少一些导管流体；以及(ii)歧管孔口，该歧管孔口延伸穿过该歧管本体；其中，该能量歧管将来自该等离子体气泡的能量通过该歧管孔口导引出该本体腔室并朝向该血管病灶。
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