CN116348033A - 用于血管内治疗部位的具有传感特性的医疗装置及其方法 - Google Patents

用于血管内治疗部位的具有传感特性的医疗装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及医疗装置，包括封堵装置、取凝块系统和支架。更具体地，本文描述的医疗装置测量血管内治疗部位的特征。医疗装置可包括压力传感器和/或长度传感器，其可用于确定医疗装置在治疗期间或之后的有效性。当用在封堵装置或凝块移除装置上时，这些传感器可能特别有用。

Description

用于血管内治疗部位的具有传感特性的医疗装置及其方法
相关申请
本公开要求2020年10月14日提交的申请序列号为63/091,756、标题为“MedicalDevices With Sensing Characteristics”的美国临时申请的权益和优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及装置，更具体地，涉及感测血管内治疗部位的特征以确定装置有效性的医疗装置。
背景技术
已经开发了用于治疗人体内一系列疾病的医疗装置。例如，封堵装置(如栓塞线圈或血管内装置)通常用于防止血液流过血管，以治疗动脉瘤或其他血管畸形。在另一个例子中，取凝块装置(例如支架取栓器(stentrievers))通常用于接合和捕获血凝块。
当这些类型的装置输送或在患者体内使用时，医生通常限于荧光透视(即，X射线视频馈送)或类似的可视化技术来帮助确定治疗装置在患者体内的何处以及如何展开。类似地，在执行手术后，医生通常限于静态血管造影术(即，静态X射线图像)或荧光透视法来监控任何正在进行的愈合或植入物定位。主要依赖荧光透视和/或X射线会给实现期望的治疗结果带来一些挑战。
例如，支架取栓器通常用于从血管内捕获和移除凝块(在本说明书中也可互换地称为血栓或栓塞)。这些凝块倾向于由血细胞、胶原、胆固醇、斑块、脂肪、钙化斑块、动脉组织、蛋白质聚集体(例如，纤维蛋白)和/或其他各种碎片或其组合组成。根据凝块的大小和成分，大多数凝块在血管造影或荧光透视下是看不见的。由于这个原因，医生很难确定凝块尺寸，尤其是凝块的长度，以及凝块的硬度或成分，这些在考虑如何最好地处理或移除凝块时都是重要的因素。
例如，成熟凝块通常富含纤维蛋白，因此相对较硬，而新鲜凝块相对较软，通常由大部分红细胞组成。因此，与新鲜凝块相比，成熟凝块往往更难从血管中移除，并且通常需要大量的“通过”或移除尝试来实现再通。
目前，由于没有办法测量凝块的尺寸(例如长度)和硬度/成分，医生通常使用CTA或显示封堵开始位置的诊断性血管造影照片来确认中风。然而，还不知道血块会延伸多远。结果，可能需要多次通过凝块移除装置，以确保整个凝块已经被捕获和移除。这通常会使患者产生不良结果，因为凝块被分解成更小的部分。因此，对于中风患者来说，在第一次通过时接合凝块的整个长度以获得最佳临床结果可能是重要的。
在另一个例子中，诸如栓塞线圈或血管内装置的封堵装置通常被输送到动脉瘤或其他血管畸形内，在那里它们阻断血液流向封堵区域并促进组织生长。特别是在动脉瘤治疗的情况下，动脉瘤有可能打开或再通。基于一些临床观察，这种再通可能至少部分发生于组织的瘢痕形成和动脉瘤内的逐渐伤口愈合反应，其特征在于纤维组织的收缩以及组织或封堵装置上的血压。因此，随着愈合过程的进行，这种纤维组织压缩和压力可压缩栓塞线圈、血管内装置和类似的封堵装置。出于这个原因，大多数医生在植入后大约6至12个月进行随访成像，以检查不期望的再通或期望的完全封堵的迹象。但是，有时很难通过可视化来确定压缩了多少(如果有的话)。此外，可能不希望患者接受多次X射线或荧光透视检查来监控愈合过程。然而，在可视化之外，不存在用于提供关于治疗部位进展的数据的附加或可选机制。
在这方面，需要能够在治疗过程中或之后为医生提供额外信息的改进的医疗装置，例如支架取栓器、血管内装置、栓塞线圈和治疗方法。本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景，并不一定构成现有技术。
发明内容
提供本概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的公开内容的描述中进一步描述。该概述并不主要旨在标识所要求保护的主题的关键特征，也不主要旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。然而，它可以用作支持当前和未来权利要求中引入的语言的基础。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于插入囊状腔的装置。该装置可包括测量动脉瘤、囊状腔或其他血管畸形内或附近的装置压缩的传感器(例如，通过长度传感器或压力/力传感器)。
根据本公开的另一方面，提供了一种系统。该系统可以包括封堵装置，该封堵装置具有检测该血管内装置的压缩数据的传感器。此外，该系统可以包括接收压缩数据的读取器装置，以确定是否发生了再通。
根据本公开的又一方面，提供了一种用于执行医疗手术的方法。该方法可包括从封堵装置上的传感器接收压缩数据。此外，该方法可以包括根据压缩数据确定是否发生了血管腔内再通。
根据本发明的一个方面，提供了一种支架取栓器。该支架取栓器可以包括围绕支架取栓器纵向和周向分布的传感器阵列，传感器检测来自栓塞或血栓的反作用力。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于从血管中移除栓塞或血栓的系统。该系统可以包括具有至少一个检测来自栓塞或血栓的反作用力的传感器的支架取栓器和发送关于从至少一个传感器检测到的反作用力的信息的收发器。此外，该系统可以包括从收发器接收信息的读取器装置。
根据本公开的又一方面，提供了一种用于执行医疗手术的方法。该方法可包括推进支架取栓器，直到支架取栓器上的远端的传感器没有检测到治疗区域。此外，该方法可以包括通过治疗区域上方的支架的传感器检测反作用力。该方法还可以包括基于治疗区域的硬度来区分栓塞或血栓。
根据本公开的一个方面，提供了一种输送装置。该输送装置可包括管状构件和设置在管状构件内并可在管状构件的远端释放的植入物。植入物可以具有附着在其上的压力传感器。
根据本公开的另一方面，提供了一种血管封堵装置。该装置可包括栓子线圈，该栓子线圈具有连接在远端的压力传感器。
根据本公开的又一方面，提供了一种用于确定血管封堵装置的压缩的方法。该方法可包括测量耦合在栓塞线圈的远端的电感电容L-C谐振器的谐振频率。此外，该方法可包括基于共振频率确定是否发生了再通。
附图说明
被认为是本公开的特征的新颖特征在所附权利要求中阐述。在下面的描述中，在整个说明书和附图中，相似的部分分别用相同的数字标记。附图不一定是按比例绘制的，为了清楚和简明起见，某些图可能以夸大或概括的形式示出。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下对说明性实施例的详细描述，将更好地理解本公开本身及其优选使用模式、进一步的目的和优点，其中：
图1示出了根据本发明一个方面的放置在空腔中的封堵装置；
图2示出了根据本发明的一个方面的图1的封堵装置被压紧，导致动脉瘤再通；
图3是根据本公开的一个方面的图1的X射线图像的线图；
图4是根据本公开的一个方面的图2的X射线图像的线图；
图5是根据本发明一个方面的示例性封堵装置的示意图，该封堵装置具有松弛的桶形结构，其中示例性电导体在脱离时在初始相对位置形成环形天线；
图6是根据本发明的一个方面的处于部分压缩构型的示例性封堵装置的示意图，其中示例性电导体在修改的位置产生较小的环形天线；
图7是根据本发明一个方面的用于分析从封堵装置收集的数据的示例性测量装置的示意图；
图8是根据本发明的一个方面的接收和处理封堵装置的长度测量值的说明性流程图的图示；
图9是示出根据本公开的一个方面从频谱分析仪发送的两个不同询问(interrogation)频率的说明性曲线图的图示；
图10是根据本公开的一个方面显示标称趋势的说明性图表的图示；
图11是根据本公开的一个方面的示出参考趋势的说明性图表的图示，该参考趋势示出了标记带之间的很少移动、一些移动和不可接受的移动；
图12示出了根据本发明的一个方面的具有两个长度传感器的封堵装置，该传感器用于感测封堵装置的近端半部和远端半部的压缩；
图13示出了根据本发明一个方面的处于部分压缩状态的图12的封堵装置；
图14示出了根据本发明一个方面的带有压力传感器的封堵装置；
图15是根据本公开一个方面的具有无线压力传感器的示例性栓塞线圈的示意图；
图16是根据本公开的一个方面的示例性栓塞线圈在植入脑动脉瘤内时监测压力的示意图；
图17是根据本发明一个方面的具有压力传感器的支架的图示，该压力传感器定位和配置成监测动脉瘤附近的压力；
图18是根据本发明的一个方面，在被栓塞物或血栓堵塞的大脑中动脉内处于适当位置并处于自膨胀状态的示例性支架取栓器的示意图；
图19是根据本发明一个方面的示例性支架取栓器的示意图，示出了沿着纵向方向连接到支架上的示例性微力传感器；
图20是根据本发明的一个方面的示例性支架取栓器的示意图，示出了周向等距间隔的示例性微力传感器；
图21是示出根据本发明一个方面的微力传感器沿着支架取栓器的位置的图表；
图22是根据本公开的一个方面的具有通信耦合到无线电力收发器容器的微力传感器的示例性支架取栓器的图示；和，
图23是根据本公开的一个方面，示出添加到中频(IF)信号的频率分量的频域表示的说明性曲线图的图示。
具体实施方式
以下结合附图阐述的描述旨在作为对本公开的示例性实施例的描述，而不旨在代表本公开可以被构造和/或利用的唯一形式。该描述结合所示实施例阐述了用于构建和操作本公开的功能和块的顺序。然而，应当理解，相同或等同的功能和顺序可以通过不同的实施例来实现，这些实施例也旨在包含在本公开的精神和范围内。
虽然下面的几个实施例被说明用于治疗动脉瘤，但是可以设想，任何类型的血管畸形都可以被替代地治疗，包括血管和其他类型的腔。
本公开涉及包括封堵装置和取凝块系统的医疗装置。更具体地，本文所述的医疗装置测量血管内治疗部位的特征，例如装置的尺寸/大小、装置的长度和/或装置上某一位置的压力值。来自这些测量特征的数据可用于确定医疗装置在治疗期间或之后的有效性。
在一个示例中，医疗装置可以包括长度或距离传感器，其配置为测量装置上或装置内的两个位置之间的距离。可以包括单个距离传感器来提供单个距离值，或者可以包括多个距离传感器来提供装置的不同部分的距离值(例如，装置的上半部分的距离和下半部分的距离)。来自血管内封堵装置的距离值可用于确定植入装置是否受到不期望的压缩并因此可能经历再通。
在另一个例子中，不同类型的压力传感器可以用于监控医疗装置中或周围的压力值。压力传感器可以包括在支架取栓器系统中，用于帮助移除栓塞或血栓。压力传感器也可以包括在用于检测压力变化的血管内装置或栓塞线圈中，所述压力变化可以指示动脉瘤或类似部位的再通。
根据下面提供的描述，对这些图示和示例的许多修改或配置将变得显而易见。例如，虽然描述了距离或压力传感器，但是一些实施例可以包括距离传感器和压力传感器。此外，在医疗装置上检测到数据后，可以使用无线或有线通信在远程体外装置上处理数据。
如前所述，在将封堵装置植入诸如动脉瘤的血管畸形后，血管畸形有可能打开或再通。基于一些临床观察，这种再通可能发生于组织的结疤和动脉瘤内以纤维组织收缩为特征的逐渐伤口愈合反应。因此，随着愈合过程的进行，这种纤维组织压缩会压缩栓塞线圈、血管内装置和类似的封堵装置。
封堵装置背侧的压缩(例如，从动脉瘤后壁向主血管的压缩)不一定是不希望的，因为在某些情况下，这可能表明愈合过程正在发生。封堵装置前侧上的压缩(例如，来自动脉瘤开口的压缩)可以指示封堵装置被向内推动，因此使血管畸形的腔再通。出于这个原因，大多数医生在植入后进行后续成像，以检查不期望的再通或期望的完全封堵的迹象。后续评估通常可以采用在植入后大约六(6)个月进行的数字减影血管造影术(DSA)，随后在几年内，通常在大约三(3)至五(5)年内，大约每六(6)个月进行磁共振成像(MRI)。
例如，图1和图3示出了最初被输送或植入动脉瘤10内的血管内封堵装置20。图2和图4示出了植入手术后20周、数月或数年的同一封堵装置。注意，与图1相比，在图2的血管造影图像中更难看到封堵装置，因为封堵装置20不再允许血液进入动脉瘤10。在这两个图中，由于将不透射线的造影溶液注射到患者的血管系统中，血管才是可见的，并且由于造影剂不能进入图2中的动脉瘤10，所以很难完全可视化。然而，远侧不透射线标记22和近侧不透射线标记24在两个图中都是可见的。
如图2和图4所示，动脉瘤10已经稍微压缩，因此可能向封堵装置20的背面或远端侧(即，靠近远端标记22的一侧)施加至少一些压力。此外，该背面已经向内压缩，改变了其相对于封堵装置20的其他部分的距离。同样，这可能表明动脉瘤10中正在发生期望的愈合过程。如图4中的区域14所示，远侧上的这种压力有时会因组织生长而产生。
然而，区域20A示出了封堵装置20前侧的凹陷，在该处发生了不期望的部分再通。该前侧(即，靠近近端标记24和动脉瘤10的开口的一侧)可能经受增加的压力，并且已经向内压缩，改变其相对于封堵装置10的其他部分的距离。封堵装置20的近侧上的这种压力有时可由动脉瘤10的开口上的组织生长物16产生，该组织生长物然后可收缩并向内拉。
图3和图4示出了封堵装置100的一个实施例，该封堵装置100包括距离传感器，该距离传感器可以无线传输信号和/或数据，根据该信号和/或数据可以确定距离。具体地，距离传感器可以测量和传输封堵装置的远侧(例如，具有远侧标记22的一侧)和封堵装置的近侧(例如，具有近侧标记24的一侧)之间的距离12。医生可以定期监测该近端到远端的距离值，以确定封堵装置100在动脉瘤10内压缩了多少，以及是否需要额外的可视化来确定压缩是否是再通的结果。
该封堵装置100被示出为可扩张的网状血管内装置(例如，MicroVention WEB装置)，然而，可以替代地使用其他类型的封堵装置。封堵装置的细节可以在专利号为9,597,087的美国专利中找到，该专利在此引入作为参考。
本示例封堵装置100在扩张时可构造成大致圆形的圆柱形，然而，不同的形状也是可能的，例如球形、沙漏形或菱形。封堵装置100的外表面可以具有大致均匀的形状，或者可以包括凸起特征或凹陷，例如纵向通道、横向通道、凹陷、脊或隆起。
封堵装置100可以由编织成三维形状的多根形状记忆导线组成。封堵装置100可在处于期望的扩张构型形状时进一步热定形，使得当不受约束时，封堵装置100自扩张至扩张构型。封堵装置上或封堵装置内可任选包括覆盖层或流体阻隔层，尽管根据网状物中孔的尺寸，这种阻隔层可能不是必需的。
在其扩张构型中，封堵装置100优选地形成腔，其中可以包含至少一些距离传感器部件。然而，距离传感器部件不一定限于该腔，因此可以位于其他地方。
封堵装置100通常通过输送导管输送到动脉瘤或其他血管畸形内。这种输送导管可包括细长的推动器，该推动器可释放地连接到封堵装置100上，并且可移出外护套。当封堵装置移出护套时，它将在目标位置自膨胀，然后可以从推动器上释放。
参考图5，封堵装置100的距离传感器包括天线120，该天线120配置为随着封堵装置100被压缩而改变形状，从而根据压缩量以不同频率谐振。如下文进一步描述的，频谱分析仪可用于确定天线120的共振频率，由此可确定天线的长度或形状(即，封堵装置100的压缩量)，或者根据先前的相关数据，或者根据计算确定。因此，医生可以确定封堵装置100的近端到远端的长度，以及相对于先前的长度读数它已经压缩了多少。
虽然天线120主要被描述为距离或长度传感器，但是其他类型的感测机制也可以用于感测装置的长度。例如，微型轮式长度传感器，其中导线从可旋转的轮上松开，并监测轮的位置。在另一个例子中，微型拉伸传感器可用于监测装置两端之间的张力大小。
天线120通常形成随着封堵装置100压缩而改变尺寸和/或形状的环。例如，天线120可包括第一导线122和第二导线124，它们都在其远端连接到封堵装置100的腔内的远端区域。类似地，导线122和124的近端在其近端连接到封堵装置100的腔内的一个或多个近端区域。导线122和124被成形或弯曲，使得它们彼此形成至少一个接触点126，从而形成具有内部区域120A的环。随着天线120压缩，接触点126改变位置，并且环改变尺寸和/或形状。
在图5中，封堵装置100显示为完全扩张的未压缩构型，其中环和区域120A具有第一形状。在图6中，封堵装置100显示为部分压缩的构型，其中环和区域120A具有第二形状。第二形状可以小于第一形状和/或可以具有不同的形状(例如，圆形与扁平椭圆形)。
可选地，导线122和124可以由具有热定形形状的形状记忆合金构成，该形状记忆合金确保导线122和124在所有压缩水平下彼此接触。此外，线优选地具有比处于完全扩张构型的封堵装置100的长度12更长的长度。该增加的长度允许导线122和124形成环，并且还适应当在输送装置内处于其未扩张构型时封堵装置100可能具有的任何增加的长度(即，封堵装置100在其扩张时可能缩短)。
在一些实施例中，封堵装置内的天线120本身足以与频谱分析仪一起使用，因为天线120将反射无线电信号或在特定频率下提供不同的回波损耗信号，这取决于其压缩的形状，其然后将被频谱分析仪感测到。然而，天线120也可以连接到为医生提供附加功能或信息的电路。
例如，RFID电路128可以连接到导线122、124的近端。当提供天线120的谐振频率时，通过天线120提供小电流并进入RFID电路128。供电的RFID电路128可以将不同的信息无线地提供回频谱分析仪(其包括能够读取RFID信号和数据的组件和软件)，例如唯一的装置标识、制造商、型号和制造日期。因此，如果多个封堵装置100(或其他装置)已经植入患者体内，或者装置本身具有多个传感器，医生可以确定它从哪个装置/传感器接收信号。
RFID电路128可被封装并定位在封堵装置100的腔内或封堵装置100的外部。在本示例中，RFID电路128固定到近端标记128并位于腔内。
由于封堵装置100的天线120将在由封堵装置100的完全扩张构型和封堵装置100的完全压缩构型所限定的频率范围内共振，所以频谱分析仪应该至少能够在该预期范围内的频率下工作。更具体地说，频谱分析仪在这个预期的响应范围内发射多个连续的频率(即频率扫描)，并监测每个发射频率的回波损耗。当回波损耗信号以特定频率变化时，很可能找到天线120的当前谐振频率。例如，如果预期频率响应范围内的大多数发射频率导致高回波损耗，但是其中一个频率导致较低回波损耗(即，更多反射)，则较低回波损耗可能指示天线120的当前谐振频率。
图7示出了用于分析从封堵装置100收集的数据的一个这样的示例装置130。装置130可以包括配置为发送和接收预定范围内的射频信号的频谱分析仪132、与频谱分析仪132通信的电压驻波比(VSWR)桥接网络134、连接到桥接网络134的放大器136和138、外部天线150以及计算机或计算机模块140。测量装置130可用于分析从封堵装置100收集的数据。此外，这些组件可以全部集成到单个装置中，或者一个或多个组件可以彼此分离。
测量装置130可通过VSWR电桥网络134、放大器136和外部天线150向封堵装置100发送一个或多个询问脉冲152，该询问脉冲可由频谱分析仪132提供。询问脉冲152可各自具有预定或已知范围内的频率，已知封堵装置100的天线120在该范围内共振。在这方面，测量装置130可以用多个询问脉冲152“扫描”已知的频率范围。
当每个询问脉冲152被发射时，测量装置130也将接收无线信号154，该无线信号154被测量为被发出的每个询问脉冲152的回波损耗。回波损耗信号154可以由外部天线150接收，提供给放大器138，发送到VSWR桥接网络134，并最终到达频谱分析仪130。频谱分析仪130可用于测量和处理回波损耗信号154。
最后，计算机或计算机模块140可接收回波损耗数据，并确定特定频率的回波损耗信号152是否指示已经找到封堵装置100的天线120的谐振频率。可选地，这个特征可以由频谱分析仪132本身来执行。例如，计算机可监测相对于已知扫频范围内的其他频率具有相对较低回波损耗的频率，这可指示封堵装置100的天线120正在谐振并因此反射回一些询问脉冲152。
在封堵装置100使用RFID电路128的情况下，额外的数据从封堵装置100发送回测量装置120和计算机140，进一步确认已经找到正确的共振频率。谐振频率和从RFID电路128产生的任何数据(例如，装置ID和装置制造商和型号)可以存储在计算机模块140的存储器(例如，硬盘驱动器)中。
图8是用于测量和分析回波损耗并因此确定封堵装置100的天线120的谐振频率的流程图160的表示。可以使用更少或更多的过程，并且所示出的过程是为了说明的目的。该过程可以开始于步骤162，其中询问脉冲152经由天线150从频谱分析仪130发射。如前所述，这些询问脉冲152可以作为已知或预定频率范围内的多个不同频率发送。
接下来，在步骤164中，可以测量每个询问脉冲152的回波损耗数据装置回波损耗154。例如，在图9中，示出了频谱分析仪132，显示了第一回波损耗信号132A和第二回波损耗信号132B。
参考步骤168，封堵装置100的天线120的谐振频率被确定。如前所述，这可以通过监控已知范围内具有最低回波损耗的频率来确定(即，信号在最高水平被反射回来)。例如，这可以通过简单地监控超过预定阈值的回波损耗或者通过与已知频率范围内的其他频率进行相对比较来确定。
在步骤170中，确定天线120的长度，并因此确定封堵装置100的近端到远端长度的长度。这个长度可以用几种不同的方法来确定。在一个示例中，可以使用查找表或数据库。查找表可以包括特定装置的哪些谐振频率与哪些长度相关。该数据可以通过测量装置的近端到远端的长度及其在不同压缩量下的共振频率来实验获得。在另一个例子中，可以基于谐振频率来计算天线的尺寸和形状。这种精确的公式或计算可能会根据所使用的频率类型和天线120的环路大小而变化。例如，小型环形天线的长度通常约为谐振频率波长的十分之一。
在步骤174中，所确定的封堵装置长度存储在与计算机/模块140相关联的数据库中，在该数据库中可以显示并可选地进行分析。例如，长度可以与早期或初始测量值(例如，在装置100植入后立即进行的测量值)进行比较和显示。
也可以生成图表或类似的显示。如果压缩超过一定的预定量或阈值，计算机140可以向医生提供建议，以执行额外的可视化程序来确定压缩是否已经导致再通。例如，图10示出了曲线图180，其示出了长度随时间变化的趋势线181(距离的百分比变化对以天为单位的时间)。在另一示例中，图11示出了类似的曲线图182，其示出了小压缩183、中等压缩184和相对较大压缩量185的示例趋势线。
小压缩线183是没有任何封堵装置随时间压缩的理想情况。中压缩线184可以显示随着伤口愈合时间的推移的一些压缩。这可能表明不稳定，但不一定再通。相对较大的压缩运动线185可以指示由于显著的压缩导致的动脉瘤再通。这可能需要进一步的医疗护理。
如前所述，来自封堵装置100(即，具有远端标记物22)远端侧的压缩不一定表明有问题，并且可能是动脉瘤10内期望的组织生长的结果。并且来自封堵装置100的近侧(即，具有近侧标记物24)的压缩可以指示不期望的再通已经发生。然而，由于天线120完全(或几乎完全)在装置100的近端和远端之间延伸，其共振频率只能指示压缩已经发生，但不一定指示压缩发生在哪一侧。在这方面，可能希望测量封堵装置的近端半部和封堵装置的远端半部的压缩。
图12和13示出了封堵装置200的一个实施例，该封堵装置200可以通过包括测量每一半的两个传感器来独立地测量其近端半部和远端半部的压缩量。具体地，封堵装置200可以包括位于装置200的腔的近端半部中的第一天线202A和位于装置200的内腔的远端半部中的第二天线202B。
诸如网状物或聚合物片的屏障204可以可选地位于装置200的腔的中间，以电绝缘两个天线202A、202B，并提供物理结构来压靠大致位于装置中间的剩余部分。天线202A、202B中的每一个可以连接到它们自己的RFID电路128B，并且因此可以以与关于封堵装置100所讨论的类似方式进行通信。RFID电路128还可以包括其位置(近端或远端)，ID和其他信息被发送到测量装置130和计算机140。
图12示出了处于完全展开构型的封堵装置200，而图13示出了具有近端和远端压缩的封堵装置200，这改变了天线202A、202B的形状和/或尺寸。虽然天线202A、202B被示出为圆形环，但是它们也可以各自被成形为类似于封堵装置100中的天线120的形状(即，两根弯曲的或“S”形的线彼此接触以形成环)。
在另一个实施例中，封堵装置可包括一个或多个微型压力或力传感器，以监测封堵装置和/或动脉瘤(或其他区域)内的压力。例如，图14示出了封堵装置210，其包括位于装置的腔内或位于装置外表面上的无线压力传感器212。
无线压力传感器212可以检测动脉瘤10中与环境动脉血压相比的压降，这可以指示动脉瘤10的愈合(即，与血液及其血压隔离)。如果在初始压力下降后压力随后增加，这可能表明由于动脉血流的冲击和/或疤痕组织的生长，封堵装置被压紧。因此，测量这种压力并意识到这种压力下降可能有助于向医生指示可能需要对脑动脉瘤进行后续血管造影成像和潜在的重复治疗。
无线压力传感器212优选地配置成测量压力，并且还通过无线频率被供电并与外部装置通信。例如，无线压力传感器212可以通过传感器内的电感电容L-C谐振器机制的谐振频率来工作。电感器(配备有可滑动的电磁元件)的电感由于环境压力对可滑动的电磁元件的影响而改变，导致L-C谐振器中谐振频率的改变。无线压力传感器212内的无线天线可用于供电和通信。这种机制的一个例子可以在公布号为2020/0253493的美国公布文件中找到，其内容通过引用结合于此。
在另一个实施例中，该无线压力传感器212可以与封堵装置100和200的长度/距离传感器相结合。在这样的实施例中，天线和RFID电路可以连接到无线压力传感器212并向其供电，使得该压力信息可以提供给外部装置。
这种无线压力传感器可以用于类似的目的，但是可以用在用于封堵或治疗动脉瘤、血管或其他血管畸形的其他装置上。例如，图15和16示出了栓塞线圈220，如图16所示，该栓塞线圈220通常被输送到动脉瘤10和类似区域中以引起封堵。先前描述的压力传感器212可以包括在栓塞线圈220中。例如，如图所示，压力传感器212可位于栓塞线圈220的远端处、栓塞线圈220的近端上或栓塞线圈220的近端和远端之间的位置处。
再次，无线压力传感器212可以包括电感器和电容器。电感器和电容器可以形成具有谐振频率的L-C谐振器。电感器的电感可能会受到可滑动电磁元件的影响。当外部压力施加到元件上时，它可能导致元件移动，并且这种移动可能改变电感器的电感。由于这种运动，共振频率可能会改变。共振频率的变化可以指示外部压力的变化。L-C谐振器可以被校准以与外部压力相关联。
栓塞线圈220可以是螺旋形栓塞线圈。栓塞线圈220可以焊接到无线压力传感器212上。无线压力传感器可以通过紫外线胶或激光焊接附着到压力传感器212。
示例性栓塞线圈220可以以多种形式实施，线圈的主要材料为镍钛诺、铂或拉制填充管(DFT)、双层或三层DFT、镍钛诺和铂的组合。在单独的实施例中，栓塞线圈220可具有作为生物可吸收聚合物的主要细丝材料，例如聚交酯(PLA)、聚(L-丙交酯)(PLLA)和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)。可选地，栓塞线圈220可在初级绕组内包括构成的水凝胶聚合线，使得水凝胶在与人体脉管系统中的血液接触时能够膨胀。示例性栓塞线圈220可包括上述材料以及不限于不成形的直的、螺旋的和3D结构的参数形状，这些参数形状可通过选择线圈初级绕组所缠绕的热定形夹具而变化。
栓塞线圈220可用于动脉、静脉和动静脉血管腔的栓塞。动脉腔的例子可以是脑动脉瘤、内脏动脉瘤、II型内漏和动脉腔。静脉腔的例子可以包括静脉动脉瘤、颅内静脉窦、颅内和外周静脉。动静脉血管腔的例子可以包括脑动静脉畸形(AVM)、动静脉瘘(AVF)、硬脑膜窦AVF、脊髓AVF和外周AVF。
栓塞线圈220可通过输送系统提供，该输送系统可插入通向动脉瘤10的静脉或动脉。该输送系统可以包括使用导管，该导管可以是管状构件。可以在近端向用户或技术人员提供对导管的控制。在输送栓塞线圈220的一个示例中，导管可定位在血管中，推进器224可在导管内向远侧推进，以将栓塞线圈220推出导管。最后，推动器224通过分离机构，例如系绳和加热线圈机构，与栓塞线圈分离。
图16中来自动脉瘤10的箭头可涉及可由无线压力传感器212感测的压力。该压力可以通过如上所述的L-C谐振器来感测。该感测到的压力可以通过有线或无线方式提供给外部读取装置。AVM和AVF可以用压力锅(pressure cooker)技术治疗。这可以使用动脉供血者的盘绕或静脉的引流，这取决于介入神经放射医生采用顺行还是逆行液体栓塞注射来避免回流。在线圈体中具有无线压力传感器212可以帮助检测是否已经达到足够的压降来防止回流。
如图17所示，前述压力传感器212可选地或附加地用在横跨动脉瘤10的开口放置的支架230(例如，分流支架)上。该支架230可以单独放置，或者可以被放置以帮助保持在一个或多个栓塞线圈220或封堵装置20、100、200中。压力传感器212可以放置在支架的腔内、支架230的外表面上或支架230的多层之间。同样，该压力传感器212可用于监测动脉瘤或类似畸形中或附近的压力。在输送支架230之后，压力传感器212将表现出相对恒定的来自通过血管的血流对动脉瘤和位于其中的栓塞线圈220或封堵装置的压力。然而，如果再通开始发生，压力传感器212可能不接触动脉瘤内的栓塞线圈或封堵装置，因此可能感测到较小的压力。同样，压力传感器212可以通过无线信号供电，并且可以将压力传递回外部装置以供医生检查。
虽然前述压力传感器在动脉瘤、血管和其他畸形的治疗和封堵方面是有用的，但是它们也可以用于改进其他医疗装置和治疗手术。例如，多个压力传感器可以沿着支架取栓器的长度定位，以测量支架取栓器和血栓之间的反作用力。这些压力值可用于确定血栓的硬度、血栓的长度和其他特征。由于血栓症可能以不同的形式出现，例如基于富含新鲜红细胞的栓塞的软性心房纤维性颤动或基于富含成熟血栓的硬性动脉粥样硬化疾病，特别是硬度和长度值对于确定治疗策略可能特别有价值(即，不同的治疗工具/导管，或可能有帮助的期望定位)。
图18示出了支架取栓器300的一个实施例，该支架取栓器300具有沿其长度固定的多个压力传感器212，用于在从患者体内移除之前或期间评估血管304内的血栓310。压力传感器212可包括无线压力或微力传感器，其可在血栓切除术过程中与位于患者体外的装置通信，例如专用医疗显示装置、平板电脑、PC或智能手机。可选地，传感器212可以通过延伸穿过导管306的有线配置被激活和通信。有线可以集成到推进线308中。
微力压力传感器212可配置成一旦支架取栓器300从输送导管306中拔出并接合血栓310，就检测对栓塞或血栓310造成的反作用力。反作用力通常被认为是血栓310施加在支架取栓器300内部的力。栓塞或血栓310的长度可以基于传感器212来估计，该传感器212由于血栓310的主体对传感器212表现出的反作用力而被激活，并且硬度/成分可以基于来自血栓310的反作用力的强度或大小来确定。在放置穿过栓塞或血栓310的过程中，可以导航支架取栓器300，直到最远端的传感器212没有检测到栓塞或血栓310。此时，支架取栓器300的远端可能已经通过栓塞或血栓310的远端，从而确保沿装置300的整个长度接合。
通常，支架取栓器和类似的凝块移除装置可以采取许多不同的形式，但是通常包括由多个支柱形成的可扩展框架，所述支柱由编织在一起或从管上切割下来的导线构成。一些支架取栓器具有管状的支架状形状，而另一些支架形成多个中空的球形形状。这种装置的一些例子可以在U.S.202/003,7561、U.S.2020/0297,365、U.S.9,833,252和U.S.9,770,251中找到，所有这些专利在此引入作为参考。典型地，支架取栓器或者被输送到血栓附近并被拉入或推入血栓中或血栓上，或者以其压缩状态被插入血栓中，然后通过血栓径向膨胀。
如图19和20所示，微力压力传感器212可以连接到支架取栓器300的内表面或外表面，并位于沿其长度的不同位置。从图19中的侧面看，支架取栓器300可以包括沿其长度以规则间隔分布的压力传感器212。例如，多个压力传感器212可以在大致线性或伪线性阵列中以彼此相距.2、.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或更多厘米的重复增量固定。
虽然可以只包括一个压力传感器212的线性阵列，但是也可以在不同的圆周位置(例如，图20中的位置A、B、C、D)包括2、3、4、5、6或更多的线性阵列。这些圆周位置可以彼此等距隔开。例如，如果使用传感器212的四个线性阵列，每个阵列可以彼此成大约90度周向定位。在另一个例子中，如果使用传感器212的三个线性阵列，每个阵列可以彼此成大约120度圆周定位。
在一个实例中，六(6)mm直径乘四十(40)mm长度的支架取栓器300可以包括力传感器212的纵向阵列，这些力传感器212沿着轴向长度位于零(0)mm、十(10)mm、二十(20)mm、三十(30)mm和四十(40)mm处，并且每个阵列可以位于沿着圆周彼此等距的四(4)个圆周位置处。四(4)乘五(5)传感器矩阵可以由总共二十(20)个传感器212组成，这可以允许外部计算装置推断栓塞或血栓310的长度和硬度。
沿着支架取栓器300可以限定部分，例如部分1、2、3、4和5。每个部分和它们的传感器212可用于确定血栓310在哪里结束，并因此确定在哪里停止支架取栓器300的进一步插入。也就是说，在至少位于支架取栓器300远端的部分1内的传感器不再检测到栓塞或血栓之后，支架取栓器300不再被进一步推动穿过导管进入血管。部分1可以是最远的传感器位置，而部分5可以是最近的传感器位置。
图21示出了示出来自每个压力或力传感器212的数据可以被组织以确定凝块310的长度的示例图表。当来自支架取栓器300的传感器212接触凝块310时，它们将传输增加的压力/力值。通常，来自径向截面(例如，A、B、C、D)的大多数或所有传感器212在与血栓310接触时将呈现增加的压力/力值。如果每个径向截面中的传感器212的间距是已知的，则显示增加的压力/力值的径向截面可以乘以该间距，以确定血栓长度估计值(例如，2cm的传感器间距和3个显示传感器数据的径向截面导致6cm的凝块长度)。
对传感器212的供电和通信可以通过多根导线来实现，这些导线从位于推线308的近端的计算装置延伸到每个传感器212，或者可以通过无线供电和通信系统来实现。例如，图22示出了具有微力传感器212的支架取栓器300，微力传感器212通信耦合(例如，经由导线)到无线电力收发器容器322。无线电力收发器容器322可包括天线，该天线配置成接收无线信号并将该信号转换成电力和数据，以及将其从每个传感器212接收的数据传输到外部装置(例如，RFID)。以此方式，无线电力收发器容器322可消除回到装置或电池的近端的导线的使用。
来自无线电力收发器容器322的信息可被提供给体外的装置，例如专用接收器和显示装置、智能手机、平板电脑或个人计算机。该装置上的软件可配置为执行上述血栓长度计算和/或血栓硬度/成分评估。该装置可以包括或连接到用于与传感器212无线通信的收发器。
虽然天线可被包括在无线电力收发器容器322内，但是支架取栓器300本身的主体可选地用作天线。在这方面，每个微力传感器212可以通过绝缘电导体直接连接到无线电力收发器容器322。可选地，每个传感器212可以具有其自己的无线电源和收发器电路，使用支架取栓器300的主体作为天线。
再次，无线压力/力传感器212的一个示例可以包括传感器内的电感电容L-C谐振器机制。电感器(配备有可滑动的电磁元件)的电感由于环境压力对可滑动的电磁元件的影响而改变，导致L-C谐振器中谐振频率的改变。无线压力传感器212内的无线天线可用于供电和通信。这种机制的一个例子可以在公开号为2020/0253493的美国公布文件中找到，其内容通过引用结合于此。
在上面描述的通信技术中，由支架取栓器300进行的测量可以以多种方式传送，包括基于模拟测量的调制信号，由此频率分量被添加到中频(IF)并与模拟测量成比例地调整。每个传感器212可以提供由与模拟测量的全跨度成比例的带宽分开的不同频率分量。
中频是作为发送或接收的中间步骤，载波被移动到的频率。中频是通过将载波信号与本地振荡器信号混合在称为外差的过程中产生的，从而产生差频或拍频信号。超外差无线电接收机使用中频，在进行最终检测之前，输入信号被转移到IF进行放大。
由于几个原因，转换到中频是有用的。当使用多级滤波器时，它们都可以设定为固定频率，这使得它们更容易构建和调频。较低频率的晶体管通常具有较高的增益，因此所需的级数较少。在较低的固定频率下，制作清晰的选择性滤波器更容易。
例如，根据本公开的一个方面，图23示出了显示添加到IF信号的频率分量的频域表示的曲线图。为了恢复每个传感器信号，接收的信号可以乘以IF信号。可以解调得到的信号，恢复频移信号。与预期频率的频率差与目标传感器的模拟测量值成比例。可选地，力感测元件可用于产生非常小的模拟差分电压信号，该信号可通过所述的通信方法传输。
如图所示，在为支架取栓器内的每个传感器发送信号时，添加了IF信号。然后，当读取器装置接收到信号时，这可以被解调。如上所述，解调可以使用乘法器(multiplier)来从功率收发器容器提供的输出信号中恢复信号。有利的是，可以确定支架取栓器内每个传感器的压力测量值，并且可以使用适当的动作。
通常，支架取栓器300可以通过输送导管306引入血管304。展开后，支架取栓器300可膨胀以接合并捕获栓塞或血栓310。在从导管部署之后，压力/力传感器212可以被激活。换句话说，可以通过导线或无线天线(RFID)供电。然后可以向远端推动支架取栓器300，直到传感器212的一个或多个圆周部分检测不到血栓310的反作用力。在这方面，如前所述，医生可以知道血栓310的末端位于何处，并且可以计算出血栓310的长度。
此外，对于已经检测到血栓310的传感器212，反作用力的大小可以用于确定血栓310的牢固度，并因此确定血栓310的可能成分。例如，可以使用一个或多个压力/力阈值，使得高于阈值的压力/力读数可以指示相对坚硬的血栓，而低于阈值的读数可以指示相对柔软的血栓。
支架取栓器300连同栓塞或血栓310可从血管304中移除，从而允许血液开始再次流过血管304。支架取栓器300可被卷入大口径导管306中，从而栓塞或血栓310可被支架取栓器300捕获并移除而不会破碎。
本领域技术人员应该理解，这里的任何框图都代表体现本公开原理的说明性电路的概念图。类似地，将会理解，任何流程图、流程图、状态转移图、伪代码等表示可以基本上在机器可读介质中表示并且由计算机或处理器执行的各种过程，无论这样的计算机或处理器是否被明确示出。
从前面的描述中应当清楚，本公开的各种示例性实施例可以用硬件实现。此外，各种示例性实施例可以被实现为存储在诸如易失性或非易失性存储器之类的非暂时性机器可读存储介质上的指令，这些指令可以被至少一个处理器读取和执行，以执行这里详细描述的操作。机器可读存储介质可以包括用于以机器可读的形式存储信息的任何机制，所述机器例如个人或膝上型计算机、服务器或其他计算装置。因此，非暂时性机器可读存储介质不包括暂时性信号，但是可以包括易失性和非易失性存储器，包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置和类似的存储介质。
提供前面的描述是为了使相关领域的任何技术人员能够实践这里描述的各种实施例。对这些实施例的各种修改对于相关领域的技术人员来说将是显而易见的，并且这里限定的一般原理可以应用于其他实施例。因此，权利要求不旨在限于本文所示和所述的实施例，而是要符合与权利要求的语言一致的全部范围，其中除非特别声明，否则单数形式的元件不旨在表示“一个且仅一个”，而是表示“一个或多个”。相关领域的普通技术人员已知的或以后将会知道的贯穿本公开描述的各种实施例的元件的所有结构和功能等同物通过引用明确地结合于此，并且旨在被权利要求所包含。此外，此处公开的任何内容都不旨在奉献给公众，不管这种公开是否在权利要求中明确陈述。

Claims (43)

1.一种用于封堵患者体内空间的封堵装置，包括：
植入体；和，
距离传感器，其配置为测量所述植入体的远端部分和所述植入体的近端部分之间的距离。
2.根据权利要求1所述的封堵装置，其中，所述距离传感器包括天线，所述天线具有一根或多根导线，所述导线连接在所述植入体的远端部分和所述植入体的近端部分。
3.根据权利要求2所述的封堵装置，其中，所述一根或多根线的两个区域配置成产生接触点，并且其中所述接触点的位置随着所述植入体的远端部分和近端部分之间的距离减小而移动。
4.根据权利要求2所述的封堵装置，其中，所述一根或多根导线配置成随着植入体的远端部分和近端部分之间的距离减小而改变尺寸和/或形状。
5.根据权利要求2所述的封堵装置，其中，所述天线位于所述植入体的腔内。
6.根据权利要求1所述的封堵装置，其中，所述距离传感器配置成独立测量所述植入体的近端半部的第一距离和所述植入体的远端半部的第二距离。
7.根据权利要求6所述的封堵装置，其中，还包括位于植入体的近端半部内的第一天线和位于植入体的远端半部内的第二天线。
8.根据权利要求2所述的封堵装置，还包括连接到所述天线的RFID电路；其中RFID电路配置成发送识别数据。
9.根据权利要求2所述的封堵装置，还包括测量装置，所述测量装置用于确定天线的谐振频率。
10.根据权利要求9所述的封堵装置，其中，所述测量装置包括频谱分析仪，所述频谱分析仪配置成发射多个无线频率，并监控指示所述天线的谐振频率的回波损耗信号。
11.一种测量植入物的长度的方法，包括：
将植入物植入患者体内；
以无线方式询问植入物；和，
基于无线询问确定植入物的长度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中无线询问所述植入物包括以不同频率发射多个无线信号，并监测所述多个无线信号中每一个的回波损耗值。
13.根据权利要求12所述的方法，其中确定植入物的长度还包括确定连接到植入物的天线的谐振频率。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，基于谐振频率来确定天线的长度。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括无线询问植入物并第二次确定植入物的长度。
16.一种用于封堵患者体内空间的封堵装置，包括：
植入体；和
压力传感器，其配置为测量植入物处的压力。
17.根据权利要求16所述的封堵装置，其中，所述压力传感器还包括天线，所述天线配置成向压力传感器供电并传输来自压力传感器的压力数据。
18.根据权利要求17所述的封堵装置，其中，所述植入物是具有腔的可膨胀的血管内装置，并且其中所述压力传感器位于所述腔内。
19.根据权利要求17所述的封堵装置，其中所述植入物为栓塞线圈，并且其中所述压力传感器连接在远端、近端或远端和近端之间的位置。
20.一种确定植入物压缩的方法，包括：
将植入物植入患者体内；
以无线方式询问植入物；和
基于无线询问从连接到植入物的压力传感器接收压力值；而且，
基于压力值确定植入物是否已经压缩。
21.根据权利要求20所述的方法，其中将所述植入物植入患者体内包括将所述植入物植入动脉瘤中。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述植入物是可膨胀的血管内装置，并且所述压力传感器位于所述植入物的腔内。
23.根据权利要求20所述的方法，其中所述植入物是栓塞线圈和压力传感器。
24.根据权利要求20所述的方法，其中植入所述植入物包括使支架横跨动脉瘤的开口膨胀，使得所述压力传感器位于动脉瘤开口附近。
25.一种用于从患者体内移除血栓的血栓捕获装置，包括：
植入体，其包括由多个支柱形成的框架；所述框架具有压缩构型和膨胀构型；和，沿着植入体的纵向长度定位的第一力传感器阵列。
26.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，还包括沿着所述植入体的纵向长度定位的第二力传感器阵列。
27.根据权利要求26所述的血栓捕获装置，还包括沿着所述植入体的纵向长度定位的第三力传感器阵列。
28.根据权利要求27所述的血栓捕获装置，还包括沿着所述植入体的纵向长度定位的第三力传感器阵列。
29.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，其中，所述第一阵列的力传感器定位在彼此径向等距的位置处。
30.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，还包括电感电容L-C谐振器机构。
31.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，其中，所述框架配置为天线，并连接到固定到所述框架的无线收发器。
32.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，还包括固定到所述框架的无线收发器，并且其中所述无线收发器配置为经由中频传输来自每个力传感器的力数据。
33.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，其中，所述第一力传感器阵列中的每一个彼此等距纵向定位。
34.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，其中所述框架为管状或一个或多个球形。
35.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，还包括连接到无线收发器的计算装置；其中所述计算装置配置成从每个力传感器接收力数据并计算血栓长度。
36.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，还包括连接到无线收发器的计算装置；其中所述计算装置配置成从每个力传感器接收力数据并计算血栓牢固度。
37.根据权利要求25所述的血栓捕获装置，还包括连接到无线收发器的计算装置；其中所述计算装置配置成从每个力传感器接收力数据并计算血栓成分。
38.一种在医疗过程中评估血栓的方法，包括：
在患者体内输送血栓移除框架，使得所述血栓移除框架位于血栓周围或血栓内；
从沿着框架的纵向长度的多个位置获得力测量值；而且，
将力的测量值传送给患者体外的计算装置。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，获得力测量值包括从沿着框架的纵向长度布置的多个无线压力传感器获得力测量值。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述无线压力传感器还布置在所述框架上的不同径向位置。
41.根据权利要求39所述的方法，其中，传送力测量值还包括向固定在框架上的无线收发器发送无线信号，然后用无线收发器向患者体外的计算装置发送力测量值。
42.根据权利要求41所述的方法，其中，传输所述力测量值包括将频率分量加到中频上，并与所述力测量值之一成比例地调节所述频率分量。
43.根据权利要求39所述的方法，其中获得力测量值包括从多个无线压力传感器获得力测量值，所述多个无线压力传感器沿着所述框架的纵向长度排列成多个纵向阵列。
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