CN116997381A - 具有多个工作通道的导管 - Google Patents

Abstract

本文描述了一种导管，该导管包括限定非圆形横截面的轴部分，该轴部分包括限定在其中的多个工作通道。

Description

具有多个工作通道的导管

技术领域

本公开整体涉及包括多个工作通道的导管，并且更具体地，涉及包括限定非圆形横截面的轴部分的导管，该轴部分包括限定在其中的多个工作通道。

背景技术

已经开发了广泛多种导管以及设计成与此类装置一起使用的外科器械。在这些已知装置中，每一个装置都具有某些优点和缺点。然而，存在对提供另选导管的持续需要。例如，在一些情况下，一些已知的导管可仅包括一个工作通道，该工作通道被构造成一次在其中仅接收一个外科器械。在需要使用多个器械的外科手术中，具有仅一个工作通道的导管可能需要在整个手术中移除和替换各种器械，这可能不仅耗时，而且可能增加导管在各种外科器械的移除和/或替换期间移位的可能性。此外，单个圆形工作通道可妨碍同时使用两个或更多个器械。因此，需要提供具有多个工作通道以在目标组织处同时提供多个器械的接近和/或使用的导管。

发明内容

本公开描述了包括多个工作通道的导管。在一些实施方案中，该多个工作通道包括两个不对称工作通道。

本公开还描述了一种包括限定非圆形横截面的轴部分的导管。该轴部分包括在该轴部分中限定两个或更多个不对称工作通道的外侧壁和内侧壁。

在一些实施方案中，该导管的该非圆形横截面限定椭圆形横截面。该轴的该椭圆形横截面包括在该椭圆形截面的中心部分处交叉的长轴和短轴。

在一些实施方案中，该多个工作通道包括第一工作通道和第二工作通道。在一些实施方案中，该第一工作通道大致限定圆形横截面，并且该第二工作通道大致限定非圆形横截面。在一些实施方案中，该第一工作通道限定大致肾形横截面，并且该第二工作通道限定非肾形横截面。

在一些实施方案中，本文所述的导管包括位于其近侧端部上的手柄部分和位于其远侧端部上的轴部分。该轴部分包括外壁和内侧壁。该外侧壁限定外部椭圆形横截面，并且该内侧壁在该外壁内限定第一工作通道和第二工作通道。该第一工作通道限定大致圆形横截面，并且该第二工作通道限定大致肾形横截面。

本文还提供了使用本文所述的导管以供导航通过患者的并且具体地患者的肺部的内腔网络的电磁导航系统。

附图说明

本文以举例的方式结合以下项描述了各种实施方案：

图1A是如本文至少一个实施方案中所描述的多内腔导管的示意性侧视图：

图1B是如本文至少一个实施方案中所描述的多内腔导管的横截面图；并且

图2是如本文至少一个实施方案中所描述的用于使患者的肺部可视化的导航系统的示意性透视图。

具体实施方式

在本文中公开了本公开的详细实施方案；然而，所公开的实施方案仅仅是本公开的示例，其可以各种形式来具体体现。因此，本文中所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为权利要求的基础并且作为教导本领域的技术人员以事实上任何适当详细的结构来不同地采用本公开的代表性基础。

参考附图详细描述本公开的方面，在附图中，相似的附图标号标识类似或相同的元件。如本文所使用，术语“远侧”是指所描述的更远离用户的部分，而术语“近侧”是指所描述的更靠近用户的部分。

本公开部分地涉及包括轴部分的导管，该轴部分限定非圆形横截面并且包括外壁和内壁，该外壁和内壁组合以限定被限定在该轴部分中的两个或更多个不对称工作通道。每个工作通道被构造成接收外科器械并且/或者使外科器械穿过其中。轴部分和/或工作通道被构造成用于在患者的内腔结构内导航。

图1A描绘了如本文所述的导管70，该导管包括位于其近侧端部上的手柄部分90和从手柄部分90沿远侧方向延伸的轴部分80。任何合适的手柄部分构型可与本文所述的轴部分一起使用。例如，手柄部分可以是手动操作的或动力操作的，这两者在本领域中是公知的。

在一些实施方案中，如图1A所示，手柄部分90可手动操作并且包括可操作地连接到轴部分80的至少一个握把92和伸缩连接器94。通过旋转握把92并平移伸缩轴94，用户能够使用一只或两只手将轴部分80的至少远侧端部部分(如果不是大部分或全部)操纵到目标组织。手柄90的这些移动使得用户能够将端部轴部分80的至少远侧部分导航通过内腔网络的曲折路径诸如患者气道，并且在每个分叉点处引导轴部分80的至少远侧端部部分的前进。这种手柄90的示例当前由Covidien LP制造并且以名称EDGE^TM出售。手柄90可符合人体工程学地成型，以便于抓握和/或旋转轴部分80。在一个实施方案中，多个肋状部分(未明确示出)沿着手柄90的长度设置，以便于抓握和旋转轴部分80。

图1B描绘了限定横向于导管70的纵向轴线的非圆形横截面的轴部分80。轴部分80的非圆形横截面可限定任何非圆形形状，包括但不限于椭圆形、六边形、五边形、七边形、八边形、梯形等。可设想，非圆形横截面可增强外科器械行进通过选定内腔网络的能力，该选定内腔网络的截面通常可以是圆形的。

在一些实施方案中，正如图1B中进一步描绘的那样，轴部分80的非圆形截面限定了椭圆形横截面。椭圆形截面限定了通常在椭圆形横截面的中心84处交叉的长轴m和短轴n。长轴m和短轴n将椭圆形截面限定为椭圆形横截面的第一上象限88a和第二上象限88b以及第一下象限88c和第二下象限88d。如图1B具体所示，在一些实施方案中，长轴m可以是横向长轴，并且短轴n可以是竖直短轴。然而，可设想，在一些实施方案中，长轴m可以是竖直长轴并且短轴n可以是横向短轴。

图1B进一步描绘了包括外侧壁81和内壁83的轴部分80。外侧壁81限定了轴部分80的外周。内侧壁83包括第一端部部分83a、与第一端部部分83a相对的第二端部部分83b以及定位在该第一端部部分和该第二端部部分之间的主体部分83c。第一端部部分83a连接到外侧壁81的第一部分81a，并且第二端部部分83b连接到外侧壁81的第二部分81b。主体部分83c在两者间延伸，从而连同外侧壁81一起限定两个或更多个不对称工作通道85、87。在一些实施方案中，内侧壁83的主体部分83c是弯曲的并且偏离短轴n。

由于不对称，两个或更多个工作通道85、87限定至少两个不同的横截面形状的任何组合。例如，一个工作通道85可限定大致圆形截面，并且另一个工作通道87可限定非圆形截面。在一些实施方案中，不对称工作通道85、87可进一步偏心地布置，即，离非圆形横截面的中心的距离不相等。

如图1B进一步所示，在一些实施方案中，两个不对称工作通道85、87可包括第一工作通道85和第二工作通道87。第一工作通道85的至少一部分可延伸跨过非圆形例如椭圆形横截面的中心84。在一些实施方案中，第一工作通道85的至少一部分可延伸跨过非圆形例如椭圆形横截面的第一上象限88a和第二上象限88b以及第一下象限88c和第二下象限88d中的每一者的至少一部分。在一些实施方案中，第二工作通道87的至少一部分可仅延伸跨过非圆形例如椭圆形横截面的第二上象限88b和第二下象限88d。两个或更多个工作通道85、87可进一步各自对中在长轴m上，而不对中在短轴n上。

图1B进一步示出了第一工作通道85可限定圆形横截面并且/或者第二工作通道87可限定非圆形例如肾形横截面。可设想，第二工作通道的非圆形横截面可与限定相同非圆形横截面的外科器械一起使用。例如，第二工作通道和外科器械(例如，可定位引导件、超声探头或相机)两者均可限定非圆形例如肾形截面。在这种示例中，通道和器械的两个非圆形例如肾形截面的配合可将器械相对于其他工作通道锁定成预定构型，因为器械不能像当器械和通道两者限定圆形截面时可能的那样在通道内旋转。

在一些实施方案中，外侧壁81的第一厚度t₁和内侧壁83的第二厚度t₂可沿着非圆形例如椭圆形横截面的长轴m大致相等，即t₁＝t₂，并且/或者可沿着非圆形例如椭圆形横截面的短轴n大致不相等。在一些实施方案中，外侧壁81的第一厚度t₁整体是大致均匀的，即t₁＝t₃，并且/或者内侧壁的厚度整体是大致不均匀的，即t₂不等于t₄。

如图1B进一步所示，在一些实施方案中，轴部分80还可包括穿过其限定的一个或多个内腔86a、86b。内腔在尺寸上小于两个或更多个工作通道85、87。工作通道85、87被构造成容纳多种不同尺寸的外科器械和引导件。内腔86a、86b不能容纳本文所述的外科器械。然而，内腔86a、86b可单独地被构造成提供穿过其的吸力、穿过其注射物质的能力、穿过其的光源或者甚至穿过其以用于帮助操纵轴部分80的导丝。内腔86a、86b被示出为限定大致圆形截面。然而，也可使用其他非圆形截面构型。

本文所述的导管可包括位于其近侧端部上的手柄部分和位于其远侧端部上的轴部分，该轴部分包括外壁和内侧壁，该外侧壁限定非圆形例如椭圆形横截面并且该内侧壁在外壁内限定第一工作通道和第二工作通道，该第一工作通道限定大致圆形横截面并且该第二工作通道限定大致肾形横截面。

本文所述的导管，并且具体地导管的轴部分，可由任何合适的生物相容性材料包括但不限于适用于外科和医疗用途的橡胶和塑料形成。可设想，合适材料(未具体示出)可包括编织支撑结构，该编织支撑结构由金属诸如不锈钢或另选地一种或多种非导电纤维材料诸如凯夫拉尔或其他芳族聚酰胺纤维形成，以提供附加弹性并且将工作通道中的一个或多个工作通道维持处于大致开放构型，以便于多个外科器械从中通过。

本文所述的导管，并且具体地导管的轴部分，可使用任何合适的方法包括但不限于模制、挤出、压制、铸造等来形成。

此外，尽管未示出，但在一些实施方案中，本文所述的导管的手柄部分可包括一个大通道，该大通道被构造成容纳与工作通道一起定位的多个外科器械，或者另选地手柄部分可包括多个通道，该多个通道被构造成容纳穿过其中的多个工作通道的任何组合。

如本文所述的导管被构造成与用于使患者和/或具体地患者的肺部的内腔网络可视化的系统一起使用。如本文所述的系统和/或导管可使用超声(US)成像技术，该US成像技术提供足够的分辨率来识别和定位靶标以用于诊断、导航和治疗目的。US成像，具体地与非侵入性成像相结合，可提供更大的分辨率并且使得能够进行内腔网络地图构建和目标识别。此外，关于邻近内窥镜、导管或所识别目标的组织提供了附加清晰度，这可使得考虑不同的治疗选项以避免不利地影响邻近的组织。

图2示出了电磁导航(EMN)系统2100，该EMN系统被构造成利用US图像数据增强CT、MRI或荧光透视图像，从而协助通过患者肺部的内腔网络到达目标的导航。一种这类EMN系统可以是当前由Covidien LP出售的ELECTROMAGNETIC NAVIGATION系统。系统2100包括：内窥镜组件2010，该内窥镜组件包括内窥镜2020、如本文所述的包括具有两个或更多个不对称工作通道的轴80的导管2040、多个外科器械2060a、2060b；计算装置2120；监视装置2130；EM板2140；跟踪装置2160以及参考传感器2170。内窥镜2020具体地是支气管镜，该支气管镜经由有线连接(如图2所示)或无线连接(未示出)操作地联接到计算装置2120和监视装置2130。

将支气管镜2020插入患者2150的嘴中，并且捕获肺部的内腔网络的图像。在EMN系统2100中，如本文所述的导管2040插入支气管镜2020中以实现接近患者2150的内腔网络的周边。导管2040包括如本文所述的轴部分80，该轴部分包括多个外科器械2060a、2060b可插入其中的两个或更多个不对称工作通道。第一外科器械2060a，诸如在其远侧末端处包括电磁(EM)传感器的可定位引导件，可插入两个或更多个工作通道中的一个工作通道中以帮助导航通过肺部的内腔网络，如下文更详细描述。因为导管至少包括第二工作通道，所以第二外科器械2060b诸如细胞学刷、活检针或消融导管可插入两个或更多个工作通道中的第二工作通道中，并且利用第一器械2060a导航通过肺部的内腔网络。因此，在到达肺部中的期望位置时，可定位引导件可不需要从工作通道移除和用第二外科器械2060b替换。然而，可设想，可定位引导件可移除并且用第三外科器械替换，该第三外科器械被设计成与第二外科器械一起工作以同时执行手术的多个步骤。

计算装置2120，诸如膝上型电脑、台式电脑、平板电脑或其他类似的计算装置，包括显示器2122、一个或多个处理器2124、存储器2126、网卡2128和输入装置2129。系统2100也可以包括多个计算装置，其中多个计算装置2120用来进行规划、处理、可视化，或者以适于医疗操作的方式帮助临床医师。显示器2122可以是触敏的和/或语音激活的，从而使得显示器2122能够用作输入装置和输出装置两者。显示器2122可显示诸如存在于肺部中的内腔网络的二维(2D)图像或三维(3D)模型，以定位和识别该网络的显示疾病诸如肺部疾病的症状的一部分。此类图像和模型的生成在下文更详细地描述。显示器2122可进一步显示选择、添加和移除待处理靶标的选项以及用于网络或肺部的可视化的可设定项。在一方面，显示器2122还可基于肺部的2D图像或3D模型来显示导管2040在肺部的内腔网络中的位置。为了便于描述而不旨在限制本公开的范围，下文详细描述3D模型，但本领域技术人员将认识到，类似的特征和任务可利用2D模型和图像来实现。

一个或多个处理器2124执行计算机可执行指令。处理器2124可执行图像处理功能以使得肺部的3D模型可显示在显示器2122上。在实施方案中，计算装置2120还可包括仅执行图像处理功能的单独图形加速器(未示出)，使得一个或多个处理器2124可用于其他程序。

存储器2126存储数据和程序。例如，数据可以是3D模型的图像数据或任何其他相关数据，诸如患者的医疗记录、处方和/或患者疾病的病史。存储在存储器2126中的一类程序是3D模型和路径规划软件模块(规划软件)。3D模型生成和路径规划软件的示例可以是当前由Covidien LP出售的规划套件。当通常处于医学数字成像和通信(DICOM)形式的来自例如CT图像数据集(或通过其他成像模式获得的图像数据集)的患者图像数据导入到规划软件中时，生成支气管树的3D模型。在一个方面，成像可通过CT成像、磁共振成像(MRI)、功能性MRI、X射线和/或任何其他成像模式来完成。为了生成3D模型，规划软件采用分段、面绘制和/或体绘制。然后，规划软件允许将3D模型切割或操纵成许多不同的视图，包括通常用于审查原始图像数据的轴向、冠状和矢状视图。这些不同的视图允许用户审查所有图像数据并识别图像中的潜在靶标。

一旦识别了靶标，软件就进入路径规划模块。路径规划模块开发路径计划以实现接近靶标，并且路径计划查明靶标的位置并识别靶标的坐标，使得可使用EMN系统2100结合本文所述的导管中的任一导管并且具体地导管2040以及第一外科器械2060a和第二外科器械2060b来到达靶标。路径规划模块通过一系列步骤引导临床医师，以开发在导航到患者2150体内的靶标期间用于导出和随后使用的路径计划。术语“临床医师”可包括医生、外科医生、护士、医疗助手或者参与规划、执行、监视和/或监督医疗手术的任何路径规划模块用户。

存储器2126可存储导航和程序软件，该软件与EMN系统2100配合以向临床医师提供引导并且提供规划路径在3D模型和源自于3D模型的2D图像上的表示。这种导航软件的示例可以是由Covidien LP出售的导航和程序套件。在实践中，患者2150在EM场发生装置2145所生成的EM场中的位置必须配准到3D模型和源自于该模型的2D图像。这种配准可以是手动的或自动的。

如图2进一步所示，EM板2140被构造成提供用于患者躺下的平坦表面，并且包括EM场发生装置2145。当患者2150在EM板2140上躺下时，EM场发生装置2145生成足以围绕患者2150的一部分的EM场。LG 2060a的远侧末端上的EM传感器可用于确定LG 2060a在EM场发生装置2145所生成的EM场中的位置。

在一些实施方案中，EM板2140可被构造成与位于患者2170的胸部上的参考传感器2170操作地联接。参考传感器2170在患者2150吸气时顺着胸部上下移动，并且在患者2150呼气时顺着胸部向下移动。参考传感器2170在EM场中的移动由参考传感器2170捕获并传输到跟踪装置2160，使得可识别患者2150的呼吸模式。跟踪装置2160还接收LG 2060a上的EM传感器的输出，将两个输出组合，并且针对LG 2060a的位置补偿呼吸模式。以此方式，识别的位置可被补偿以使得LG 2060a的补偿位置可与肺部的3D模型同步。一旦患者2150配准到3D模型，就可在由EM场发生器2145生成的EM场内跟踪本文所述的导管2040并且具体地LG2060a和第二外科器械2060b的定位，并且可在导航和程序软件的3D模型或2D图像中描绘LG2060a的定位。

当内窥镜2020或导管2040以及LG 2060a通过遵循路径计划到达目标组织时，包括EM传感器的LG 2060a确认其在靶标处的位置，并且临床医师可确认靶标处的位置。由于第二器械2060b包括在导管2040内，因此还可确认第二器械2060b的大体位置。在到达目标组织之后，LG 2060a可保留在导管2040中或者从导管2040移除。在一些实施方案中，LG 2060a可被抽出并且用第三外科器械(未示出)替换，该第三外科器械被构造成与第二器械2060b一起工作以治疗组织或提取靶标的样本以用于确定疾病。

虽然已经在附图中示出了本公开的若干实施方案，但并不希望将本公开限于此，因为希望使本公开与所属领域所允许的范围一样广泛并且应以同样的方式阅读本说明书。因此，以上描述不应被解释为限制性的，而仅仅是作为特定实施方案的示例。本领域的技术人员能够设想在本文所附权利要求书的范围和实质内的其他修改。

Claims (16)

1.一种导管，所述导管包括限定非圆形横截面的轴部分，所述轴部分包括在所述轴部分中限定两个或更多个不对称工作通道的外侧壁和内侧壁。

2.根据权利要求1所述的导管，其中所述非圆形横截面限定椭圆形横截面。

3.根据权利要求2所述的导管，其中所述轴部分的所述椭圆形截面具有在所述椭圆形横截面的中心处交叉的长轴和短轴，所述长轴和所述短轴限定所述椭圆形横截面的第一上象限和第二上象限以及第一下象限和第二下象限。

4.根据权利要求3所述的导管，其中所述外侧壁的厚度和所述内侧壁的厚度沿着所述长轴是相等的。

5.根据权利要求3所述的导管，其中所述外侧壁的厚度整体是大致均匀的，并且所述内侧壁的厚度是大致不均匀的。

6.根据权利要求3所述的导管，其中所述内侧壁包括第一端部部分、与所述第一端部部分相对的第二端部部分以及定位在所述第一端部部分和所述第二端部部分之间的主体部分，所述第一端部部分连接到所述外侧壁的第一部分，并且所述第二端部部分连接到所述外侧壁的第二部分。

7.根据权利要求6所述的导管，其中所述内侧壁的所述主体部分是弯曲的并且偏离所述短轴。

8.根据权利要求3所述的导管，其中所述两个或更多个工作通道包括具有圆形横截面的第一工作通道和具有非圆形横截面的第二工作通道。

9.根据权利要求3所述的导管，其中所述两个或更多个工作通道包括具有圆形横截面的第一工作通道和具有肾形横截面的第二工作通道。

10.根据权利要求8所述的导管，其中所述第一工作通道和所述第二工作通道各自对中在横向长轴上，而不对中在竖直短轴上。

11.根据权利要求8所述的导管，其中所述第一工作通道的至少一部分定位在所述椭圆形横截面的中心部分上。

12.根据权利要求8所述的导管，其中所述第一工作通道的至少一部分定位在所述椭圆形横截面的所述第一上象限和所述第二上象限以及所述第一下象限和所述第二下象限中的每一者中。

13.根据权利要求8所述的导管，还包括延伸穿过所述导管的至少第一内腔和第二内腔。

14.根据权利要求13所述的导管，其中所述第二工作通道、所述第一内腔和所述第二内腔仅定位在所述椭圆形横截面的所述第二上象限和所述第二下象限中。

15.一种导管，所述导管包括位于其近侧端部上的手柄部分和位于其远侧端部上的轴部分，所述轴部分包括外壁和内侧壁，所述外侧壁限定椭圆形横截面并且所述内侧壁在所述外壁内限定第一工作通道和第二工作通道，所述第一工作通道限定大致圆形横截面并且所述第二工作通道限定大致肾形横截面。

16.一种用于导航通过患者肺部的内腔网络的电磁导航系统，所述系统包括：

计算装置，

监视装置，

电磁板，

跟踪装置，和

导管，所述导管包括限定非圆形横截面的轴部分以及任选地支气管镜或外科器械中的至少一者，所述轴部分包括在所述轴部分中限定两个或更多个不对称工作通道的外侧壁和内侧壁。