CN220309112U - 用于插入患者身体内的光纤组件和细长医疗装置组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于插入患者身体内的光纤组件和细长医疗装置组件。用于插入患者身体内的光纤组件包括光纤和至少沿着光纤的远侧部分围绕光纤的周边延伸的辅助机械层。光纤的远侧末端段包括光纤的布置在迂回路径内的一部分，或者光纤的扩展部。光纤可以是形状感测光纤。医疗装置组件包括与导管、管心针、探针或导丝联接的光纤组件。辅助机械层和/或扩展部可以由导电材料形成。

Description

用于插入患者身体内的光纤组件和细长医疗装置组件

优先权

本申请要求2023年6月24日提交的美国专利申请17/849,447的优先权的权益，该申请通过引证整体结合到本申请中。

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，更具体地涉及用于插入患者身体内的光纤组件和细长医疗装置组件。

背景技术

形状感测光纤包括沿着光纤的形状感测区域。传感器，例如光纤布拉格光栅，产生反射光信号。在一些情况下，感测区域可以延伸到光纤的远侧末端附近。在一些情况下，远侧末端部分可能在使用期间变得被损坏，从而导致形状感测能力的降低。在一些情况下，该损坏可以包括光纤的导致光信号的反向散射的端面，这也可以导致形状感测能力的降低。

本文公开了解决上述问题的光纤末端保护装置和系统。

实用新型内容

简而言之，本文公开了一种用于插入患者身体内的光纤组件，根据一些实施方案，该光纤组件包括光纤和辅助机械层，光纤具有远侧末端和远离远侧末端向近侧延伸的远侧部分，辅助机械层至少沿着光纤的远侧部分围绕光纤的周边延伸。光纤包括远侧末端段，其配置为在光纤的使用期间阻抑远侧末端的损坏，其中远侧末端段(i)包围远侧末端，(ii)布置在辅助机械层内，并且(iii)包括光纤的布置在迂回路径内的一部分，或者光纤的扩展部。

在一些实施方案中，光纤包括多个光纤芯，并且该多个光纤芯中的一个或多个光纤芯包括至少沿着光纤的远侧部分分布的多个传感器，其中传感器配置为基于光纤的形状而沿着光纤向近侧投射反射光信号。

在一些实施方案中，辅助机械层向远侧延伸超过远侧末端。辅助机械层可以包括线圈、管或线圈和管的组合。

在一些实施方案中，组件可以还包括布置在辅助机械层内的物质，其中该物质限定光纤和辅助机械层之间的机械缓冲物。该物质可以包括弹性材料或流体。辅助机械层可以包括封闭远端，以便于将物质包含在辅助机械层内。在一些实施方案中，辅助机械层可以与光纤联接以便阻抑光纤相对于辅助机械层的纵向位移。

在一些实施方案中，辅助机械层限定用于将远侧段布置在其中的迂回路径。在这种实施方案中，其中，迂回路径可以限定多个弯曲段，该多个弯曲段包括螺旋、线圈、蛇形、环形、J形或其任意组合中的一个或多个。

在一些实施方案中，远侧段包括限定比光纤直径的直径大的扩展部(或扩展部分)。扩展部可以由光纤的材料一体地形成，或者扩展部可以由附接至光纤的弹性材料形成。在一些实施方案中，扩展部是导电的，并且在一些实施方案中，辅助机械层是导电的。在一些实施方案中，扩展部与辅助机械层电联接，并且在一些实施方案中，扩展部延伸超过辅助机械层的开口端。

本文还公开了一种细长医疗装置，根据一些实施方案，该细长医疗装置包括与导管、管心针、探针或导丝中的任一个联接的光纤组件。光纤组件包括光纤，该光纤限定远侧末端和远离远侧末端向近侧延伸的远侧部分。光纤组件还包括沿着光纤的至少远侧部分围绕光纤的周边延伸的辅助机械层。光纤包括远侧末端段，远侧末端段配置为在医疗装置组件的使用期间阻抑远侧末端的损坏，其中远侧末端段(i)包围远侧末端，(ii)布置在辅助机械层内，并且(iii)包括光纤的布置在迂回路径内的一部分，或者光纤的扩展部。

在一些实施方案中，光纤包括多个光纤芯，其中该多个光纤芯中的一个或多个光纤芯包括沿着光纤的至少一部分分布的多个传感器，并且传感器配置为基于光纤的至少一部分的形状而沿着光纤向近侧投射反射光信号。

在一些实施方案中，该多个传感器的至少一个子集沿着远侧部分分布，其中远侧部分包括远侧末端。

在一些实施方案中，细长医疗装置还包括沿着光纤延伸的多个导电元件，并且远侧末端段包括由导电材料形成的扩展部以限定医疗装置的电极，并且其中电极与该多个导电元件中的至少一个导电元件联接。

鉴于附图和以下描述，本文提供的概念的这些和其他特征对于本领域技术人员将变得更加明显，附图和以下描述更详细地描述了这种概念的特定实施方案。

附图说明

在附图的各图中，通过实施例而非限制的方式示出了公开文本的实施方案，在附图中，相同的附图标记指示相似的元件，并且在附图中：

图1是根据一些实施方案的光纤组件的第一实施方案的图示；

图2是根据一些实施方案的光纤组件的第二实施方案的图示；以及

图3是根据一些实施方案的光纤组件的第三实施方案的图示。

具体实施方式

在更详细地公开一些特定实施方案之前，应理解，本文公开的特定实施方案不限制本文提供的概念的范围。还应理解，本文公开的特定实施方案可具有这样的特征，其可容易地与特定实施方案分离并且可选地与本文公开的许多其他实施方案中的任何一个的特征组合或替代本文公开的许多其他实施方案中的任何一个的特征。

关于本文使用的术语，还应理解，这些术语是为了描述一些特定的目的，并且这些术语不限制本文提供的概念的范围。序数(例如，第一、第二、第三等)通常用于区分或识别一组特征或步骤中的不同特征或步骤，并且不提供顺序的或数字的限制。例如，“第一”、“第二”和“第三”特征或步骤不需要必须以该顺序出现，并且包括这种特征或步骤的特定实施方案不需要必须限于三个特征或步骤。为了方便起见，使用诸如“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”等的标记，并且这些标记不是旨在暗示例如任何特定的固定位置，取向或方向。相反，这种标记用于反映例如相对位置，取向或方向。为“一种”、“一个”和“该”的单数形式包括复数指代，除非上下文另外清楚地指明。

术语“近侧”和“远侧”是指医疗装置的相反方向，包括本文所公开的装置。如本文使用的，医疗装置的远侧部分是在使用期间最靠近患者的部分。例如，远侧部分被定义为最靠近患者或最远插入到患者体内的装置的部分。作为进一步的实施例，向近侧或在近侧方向上延伸的部件或特征远离患者或在朝向患者外部的方向上延伸。

短语“连接到”、“与…联接”和“与…通信”是指两个或更多个实体之间的任何形式的相互作用，包括但不限于机械、电、磁、电磁、流体和热相互作用。两个部件可以彼此联接，即使其彼此不直接接触。例如，两个部件可以通过中间部件彼此联接。

本文公开的任何方法包括一个或多个用于执行所述方法的步骤或动作。该方法步骤和/或动作可以彼此互换。换句话说，除非实施方案的正确操作需要特定顺序的步骤或动作，否则可以修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。

在整个本说明书中，可以提及近似值，例如通过使用术语“基本上”。对于每个这种参考，应理解，在一些实施方案中，值、特征或特性可以在没有近似的情况下指定。例如，在使用诸如“大约”和“基本上”的修饰语的情况下，这些术语在其范围内包括在没有其修饰语的情况下的限定词。例如，在关于特征叙述术语“基本上直的”的情况下，应理解，在另外的实施方案中，特征可具有精确直的构造。

在整个本说明书中，对“一个实施方案”或“该实施方案”的参考意味着结合该实施方案描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方案中。因此，如在整个本说明书中叙述的引用短语或其变型不是必须全部指相同的实施方案。

图1至图3示出了光纤组件的不同实施方案，其中光纤组件包括限定光纤末端保护系统的功能的部件和特征。本文以下描述的光纤组件实施方案中的任一个可以与另一个医疗装置联接、并入另一个医疗装置或者以其他方式与另一个医疗装置一起使用，以限定医疗装置组件。在一些实施方案中，该另一医疗装置可以是导管、管心针、探针或导丝中的任一种。

图1是根据一些实施方案的光纤组件的第一实施方案的图示。光纤组件通常包括沿着光纤的远侧部分与光纤联接和/或与光纤一体形成的部件。根据第一实施方案，光纤组件(组件)100包括光纤110和围绕光纤110的周边延伸的辅助机械层150。光纤110限定远侧末端112，其中远侧末端112限定光纤110的光学操作的至少一个子集的最远端。换句话说，光纤110的至少一个光学操作延伸到远侧末端112。

光纤110可以可选地配置用于形状感测。在所示的实施方案中，光纤110包括多个(例如，1个、2个、3个、4个或更多个)光纤芯120，该光纤芯沿着光纤110的长度延伸，光纤包括多个配置为基于光纤110的形状而沿着光纤110向近侧投射反射光信号的传感器(例如，光纤布拉格光栅)121。

光纤110包括沿着光纤110的远侧段114布置的扩展部130，其中远侧段114包围远侧末端112。在所示的实施方案中，远侧段114相对于远侧末端112向近侧和向远侧延伸。然而，在其他实施方案中，远侧段114可以仅相对于远侧末端112向近侧或向远侧延伸。

扩展部130配置为在光纤110的使用期间阻抑/防止对远侧末端112的损坏。扩展部130(或扩展部分)限定了比光纤110的直径113大的直径133。扩展部130由光纤110所包括的材料形成。在所示的实施方案中，扩展部130包括球根形状。在其他实施方案中，扩展部130可以包括其他形状，例如圆柱形、球形或泪珠形。

辅助机械层150还配置为在光纤110与扩展部130组合使用期间阻抑/防止对远侧末端112的损坏。辅助机械层150可以对光纤110限定增强的结构完整性，例如对压碎、磨损或扭结的抵抗性。在所示的实施方案中，辅助机械层150由管形成。在其他实施方案中，辅助机械层150可以由线圈或者管和线圈的组合形成。

辅助机械层150可以沿着光纤110的远侧部分116布置。远侧部分116通常远离远侧末端112向近侧延伸。在一些实施方案中，远侧部分116可以远离远侧末端112向近侧延伸大约1mm、2mm、4mm、8mm、16mm或更大的距离。辅助机械层150也可以远离远侧末端112向远侧延伸。这样，远侧段114和远侧末端112可以包括在远侧部分116内。在所示的实施方案中，辅助机械层150包含封闭远端。然而，在其他实施方案中，辅助机械层150可以包括开放远端。

辅助机械层150可以由塑料、弹性体或金属材料形成。在一些实施方案中，辅助机械层150可以在结构上形成为限定内腔151，光纤110可以随后插入到该内腔内。在其他实施方案中，辅助机械层150可以形成在光纤110上，例如喷涂、包覆模制或以其他方式施加到光纤110。在一些实施方案中，辅助机械层150可以附接至光纤110以便防止辅助机械层150相对于光纤110的纵向位移。在一些实施方案中，辅助机械层150，或更具体地，辅助机械层150的壁，可以限定流体屏障。在一些实施方案中，辅助机械层150的结构可以被限定为允许光纤110根据光纤110的形状感测操作而折曲/弯曲。

在一些实施方案中，组件100可以包括布置在内腔151内的缓冲物质155，以便占据光纤110和辅助机械层150之间的环形空间。缓冲物质155可以在光纤110与扩展部130和辅助机械层150组合使用期间进一步阻抑/防止对远侧末端112的损坏。缓冲物质155可以包括弹性材料或流体。

图2是根据一些实施方案的光纤组件200的第二实施方案的图示，其在某些方面中可类似于结合图1描述的光纤组件100的部件。将理解，所有所示的实施方案都可以具有类似的特征。因此，相同的特征用相同的附图标记表示，其中前导数字递增至“2”。例如，光纤在图1中表示为“110”，并且类似的光纤在图2中表示为“210”。因此，以上关于类似识别的特征所阐述的相关公开内容在下文中可以不再重复。此外，图1所示的光纤组件100和相关部件的具体特征可以不在附图中示出或者不由附图标记表示，或者在以下书面描述中不具体讨论。然而，这种特征显然可以与在其他实施方案中描绘的和/或关于这种实施方案描述的特征相同或基本上相同。因此，这种特征的相关描述同样适用于光纤组件100的特征。关于图1所示的光纤组件100和部件描述的特征的任何合适的组合及其变化可与图2的光纤组件200和部件一起使用，反之亦然。公开文本的这种模式同样适用于在随后的附图中描绘的和在下文中描述的其他实施方案。

光纤组件(组件)200包括光纤210和围绕光纤210的周边延伸的辅助机械层250。光纤210限定远侧末端212，其中远侧末端212限定光纤210的光学操作的至少一个子集的最远端。换句话说，光纤210的至少一个光学功能延伸到远侧末端212。光纤210可以可选地配置用于形状感测。

光纤210包括与光纤210联接以便包围远侧末端212的扩展部230，其中扩展部230沿着光纤210的远侧段214布置，在远侧段214处。在所示的实施方案中，远端段214相对于远侧末端212向近侧和向远侧延伸。

扩展部230配置为在光纤210的使用期间阻抑/防止对远侧末端212的损坏。扩展部230(或扩展部分)限定了比光纤210的直径213大的直径233。扩展部230由诸如弹性材料的顺应性材料231形成。示例性的弹性材料可以包括硅树脂、EPDM、天然橡胶等。在一些实施方案中，顺应性材料231可以是导电的，并且因此扩展部230可以限定配置用于检测患者体内的电信号的电极。

辅助机械层250还配置为在光纤210与扩展部230组合使用期间阻抑/防止对远侧末端212的损坏。辅助机械层250可以对光纤210限定增强的结构完整性，例如对压碎、磨损或扭结的抵抗性。在所示的实施方案中，辅助机械层250由管形成。在其他实施方案中，辅助机械层250可以由线圈或者管与线圈的组合形成。

辅助机械层250可以沿着光纤210的远侧部分216布置。远侧部分216通常远离远侧末端212向近侧延伸。在一些实施方案中，远侧部分216可以远离远侧末端212向近侧延伸大约1mm、2mm、4mm、8mm、16mm或更大的距离。辅助机械层250也可以远离远侧末端212向远侧延伸。这样，远侧段214和远侧末端112可以包括在远侧部分216内。在所示的实施方案中，辅助机械层250包含封闭远端。然而，在其他实施方案中，辅助机械层250可以包括开放远端。

辅助机械层250可以由塑料、弹性体或金属材料形成。在一些实施方案中，辅助机械层250可以在结构上形成为限定内腔251，光纤210可以随后插入到该内腔内。在其他实施方案中，辅助机械层250可以形成在光纤210上，例如喷涂、包覆模制或以其他方式施加到光纤210。在一些实施方案中，辅助机械层250可以附接至光纤210以便防止辅助机械层250相对于光纤210的纵向位移。在一些实施方案中，辅助机械层250，或更具体地，辅助机械层250的壁，可以限定流体屏障。辅助机械层250的结构可以被限定为允许光纤210根据光纤210的形状感测而折曲/弯曲。

在一些实施方案中，组件200可以包括布置在内腔251内的缓冲物质255，以便占据光纤210和辅助机械层250之间的环形空间。缓冲物质255可以在光纤210与扩展部230和辅助机械层250组合使用期间进一步阻抑/防止对远侧末端212的损坏。该物质可以包括弹性材料或流体。在一些实施方案中，缓冲物质255可以是导电的，并且可以与扩展部230电联接。

在一些实施方案中，组件200可以包括沿着光纤210延伸的导电元件222，例如导线或迹线。导电元件222可以与扩展部230电联接。这样，导电元件222可以配置为从导电扩展部230接收电信号并且沿着光纤组件200向近侧传输电信号。如上所述，缓冲物质255和/或辅助机械层250可以是导电的，并且因此，缓冲物质255和辅助机械层250中的任一个或两者可以配置为沿着光纤组件200向近侧传输电信号。

图3是光纤组件300的第三实施方案的图示。光纤组件(组件)300包括光纤310和围绕光纤310的周边延伸的辅助机械层350。光纤310限定远侧末端312，其中远侧末端312限定光纤310的光学操作的至少一个子集的最远端。换句话说，光纤310的至少一个光学功能延伸到远侧末端312。光纤310可以可选地配置用于形状感测。

光纤310沿着光纤310的远侧段314布置有迂回路径330，其中远侧段314包围远侧末端312。在所示的实施方案中，远侧段314相对于远侧末端312向远侧延伸。

辅助机械层350还配置为在光纤310与扩展部330组合使用期间阻抑/防止对远侧末端312的损坏。辅助机械层350可以对光纤限定增强的结构完整性，例如对压碎、磨损或扭结的抵抗性。辅助机械层350可以沿着光纤310的远侧部分316布置。远侧部分316通常远离远侧末端312向近侧延伸。在一些实施方案中，远侧部分316可以远离远侧末端312向近侧延伸大约1mm、2mm、4mm、8mm、16mm或更大的距离。辅助机械层350也可以远离远侧末端312向远侧延伸。这样，远侧段314可以包括在远侧部分316内。在所示的实施方案中，辅助机械层350包括封闭远端。然而，在其他实施方案中，辅助机械层350可以包括开放远端。

辅助机械层350限定迂回路径330。在所示的实施方案中，迂回路径330限定了光纤310沿着远侧段314的直径(侧向尺寸)333，其中直径333大于光纤310的直径313。在其他实施方案中，迂回路径330可以是基本上直的，使得直径333类似于直径313。在所示的实施方案中，迂回路径330可以限定蛇形形状。在其他实施方案中，迂回路径330可以限定不同的形状，例如螺旋、线圈、环形、J形或其任意组合。在一些实施方案中，迂回路径330可以布置在单个平面内，即，相对于辅助机械层350的纵向轴线的单个侧向维度内。在其他实施方案中，迂回路径330可以相对于纵向轴线在两个侧向维度上延伸。

辅助机械层350可以由塑料、弹性体或金属材料形成。在一些实施方案中，辅助机械层350可以在结构上形成为限定内腔351，该内腔限定了沿着远侧段314的迂回路径330。在一些实施方案中，辅助机械层350可以附接至光纤310，以便防止辅助机械层350相对于光纤310的纵向位移。

辅助机械层350可以由单个部件或多个部件形成。例如，根据一些实施方案，辅助机械层350可以由其中形成有迂回路径330的固体材料形成。在其他实施方案中，辅助机械层350可以包括(i)外壁(例如管或线圈)，例如，限定内腔351和(ii)布置在内腔351内的缓冲物质355，其中迂回路径330延伸穿过缓冲物质355。缓冲物质355可以包括弹性材料。在一些实施方案中，组件300可以通过首先限定迂回路径330然后将光纤310插入其中来组装。在其他实施方案中，组件300可以通过以下方式来组装：(i)形成光纤310的迂回形状，(ii)将光纤310的迂回形状放置在内腔351中，以及(iii)用缓冲物质355填充内腔351。

虽然本文已经公开了一些特定实施方案，并且虽然已经相当详细地公开了特定实施方案，但是这些特定实施方案并非旨在限制本文所提供的概念的范围。本领域普通技术人员可以想到另外的适应和/或修改，并且在更广泛的方面中，这些适应和/或修改也被涵盖。因此，在不脱离本文提供的概念的范围的情况下，可以对本文公开的特定实施方案作出变更。

Claims (23)

1.一种用于插入患者身体内的光纤组件，其特征在于，包括：

光纤，其限定了远侧末端和远离所述远侧末端向近侧延伸的远侧部分；和

辅助机械层，其至少沿着所述光纤的所述远侧部分围绕所述光纤的周边延伸，其中：

所述光纤包括远侧末端段，其配置为阻抑所述远侧末端在所述光纤的使用期间的损坏，

所述远侧末端段包围所述远侧末端，

所述远侧末端段被布置在所述辅助机械层内，并且

所述远侧末端段包括所述光纤的布置在迂回路径内的一部分或包括所述光纤的扩展部。

2.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于：

所述光纤包括多个光纤芯；

所述多个光纤芯中的一个或多个包括至少沿着所述光纤的所述远侧部分分布的多个传感器；并且

所述传感器被配置为基于所述光纤的形状而沿着所述光纤向近侧投射反射光信号。

3.根据权利要求1或2所述的光纤组件，其特征在于，所述辅助机械层向远侧延伸超过所述远侧末端。

4.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于，所述辅助机械层包括线圈。

5.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于，所述辅助机械层包括管。

6.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于，还包括布置在所述辅助机械层内的物质，所述物质限定了所述光纤与所述辅助机械层之间的机械缓冲物。

7.根据权利要求6所述的光纤组件，其特征在于，所述物质包括弹性材料。

8.根据权利要求6所述的光纤组件，其特征在于，所述物质包括流体。

9.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于，所述辅助机械层包括封闭远端。

10.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于，所述辅助机械层与所述光纤联接，以便阻抑所述光纤相对于所述辅助机械层的纵向位移。

11.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于，所述辅助机械层限定了用于将所述远侧末端段布置在其中的所述迂回路径。

12.根据权利要求11所述的光纤组件，其特征在于，所述迂回路径包括螺旋、线圈、蛇形、环形、J形或其任意组合。

13.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于，所述远侧末端段包括所述扩展部，其限定了比所述光纤的直径更大的直径。

14.根据权利要求13所述的光纤组件，其特征在于，所述扩展部由所述光纤的材料一体地形成。

15.根据权利要求13所述的光纤组件，其特征在于，所述扩展部由附接至所述光纤的弹性材料形成。

16.根据权利要求13所述的光纤组件，其特征在于，所述扩展部是导电的。

17.根据权利要求13所述的光纤组件，其特征在于，所述辅助机械层是导电的。

18.根据权利要求13所述的光纤组件，其特征在于，所述扩展部与所述辅助机械层电联接。

19.根据权利要求13所述的光纤组件，其特征在于，所述扩展部延伸超过所述辅助机械层的开口端。

20.一种细长医疗装置组件，其特征在于，包括：

光纤组件，其与导管、管心针、探针或导丝中的任一个联接，所述光纤组件包括：

光纤，其限定了远侧末端和远离所述远侧末端向近侧延伸的远侧部分；和

辅助机械层，其至少沿着所述光纤的所述远侧部分围绕所述光纤的周边延伸，其中：

所述光纤包括远侧末端段，其配置为阻抑所述远侧末端在所述医疗装置组件的使用期间的损坏，

所述远侧末端段包围所述远侧末端，

所述远侧末端段被布置在所述辅助机械层内，并且

所述远侧末端段包括所述光纤的布置在迂回路径内的一部分或包括所述光纤的扩展部。

21.根据权利要求20所述的细长医疗装置组件，其特征在于：

所述光纤包括多个光纤芯；

所述多个光纤芯中的一个或多个包括至少沿着所述光纤的至少一部分分布的多个传感器；并且

所述传感器被配置为基于所述光纤的所述至少一部分的形状而沿着所述光纤向近侧投射反射光信号。

22.根据权利要求21所述的细长医疗装置组件，其特征在于，所述多个传感器的至少一个子集沿着所述远侧部分分布，所述远侧部分包括所述远侧末端。

23.根据权利要求20所述的细长医疗装置组件，其特征在于，还包括沿着所述光纤延伸的多个导电元件，其中：

所述远侧末端段包括具有球根形状的扩展部，并且

所述扩展部由导电材料形成，以限定所述医疗装置的电极，并且

所述电极与所述多个导电元件中的至少一个联接。