EA027029B1 - Способ и устройство для устранения атеросклеротического поражения артерии - Google Patents
Способ и устройство для устранения атеросклеротического поражения артерии Download PDFInfo
- Publication number
- EA027029B1 EA027029B1 EA201490786A EA201490786A EA027029B1 EA 027029 B1 EA027029 B1 EA 027029B1 EA 201490786 A EA201490786 A EA 201490786A EA 201490786 A EA201490786 A EA 201490786A EA 027029 B1 EA027029 B1 EA 027029B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- artery
- ablation
- atherosclerotic
- laser
- wall
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
- A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
- A61B18/24—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor with a catheter
- A61B18/245—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor with a catheter for removing obstructions in blood vessels or calculi
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
- A61B2018/00345—Vascular system
- A61B2018/00404—Blood vessels other than those in or around the heart
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
- A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
- A61B2018/00738—Depth, e.g. depth of ablation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение предусматривает создание способа и устройства устранения атеросклеротического поражения артерии. В соответствии с настоящим изобретением доступ к пораженной артерии обеспечивается с внешней стороны. Далее проводят определение толщины стенки артерии и протяженности отрезка атеросклеротического поражения в артерии для расчета глубины абляционного рассечения, необходимого для обнажения атеросклеротической бляшки, абляцию адвентициальной оболочки, средней оболочки артерии и фиброзной капсулы атеросклеротического поражения с помощью лазера или хирургически. Абляция включает выполнение одного или нескольких продольных рассечений для воздействия системы естественной защиты организма на атеросклеротическую бляшку внутри фиброзной капсулы и смыв атероматозного выходящего из артерии на внешнюю поверхность содержимого бляшки во время или после процедуры абляции. Затем происходит естественное заживление артерии, в результате чего полностью устраняется атеросклеротическое поражение.
Description
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для устранения атеросклеротического поражения артерии.
Прототипы изобретения
Известно, что здоровая артерия (70), как проиллюстрировано на фиг. 1А, имеет просвет (60), образуемый трехслойной структурой, а именно внутренним слоем, называемым внутренней оболочкой (10), средним слоем, называемым средней оболочкой (20), и внешним слоем, называемым адвентициальной оболочкой (30). Атеросклероз представляет собой заболевание артерий, которым поражена значительная часть населения земли. Заболевание характеризуется закупоркой артерий, развивающейся ввиду отложения холестерина, жиров и иных химических веществ между внутренней оболочкой (10) и средней оболочкой (20) стенки артерий, как показано на фиг. 1 В. Указанное отложение покрывается тонкой фиброзной капсулой (40). Фиброзная капсула (12) в сочетании с отложениями холестерина, жиров и иных химических веществ зачастую носит название атеросклеротическая, или атероматозная бляшка (50). Указанная атеросклеротическая бляшка (50) также содержит клетки различных типов, в основном ргсбоипиаиИу макрофаги, гигантоциты и гладкомышечные клетки. Указанные клетки возникают в результате воспалительного процесса, характерного для данного заболевания, поражающего стенки артерии. Таким образом, атеросклероз характеризуется утолщением стенок артерий, как проиллюстрировано на фиг. 1В. В основном сужение кровеносного сосуда обусловлено утолщением атеросклеротической бляшки, обращенным во внутреннее пространство (в просвет) артерии. Это приводит к повышению жесткости стенок артерии и сокращению внутреннего диаметра артерии, и, как следствие, к снижению кровотока по артерии. Разрыв атеросклеротической бляшки и попадание из нее веществ в кровоток в кровеносном сосуде может привести к сердечному приступу или инсульту в результате возникновения тромбоза (свертывание крови внутри артерии).
Степень атеросклероза определяется по толщине слоя внутренней оболочки (интима-медиа) (ТИМ).
Далее общепризнано, что атеросклероз является системным заболеванием, и закупорка (стеноз) является местным проявлением процесса заболевания, который также может распространиться на область артериального дерева, как проиллюстрировано на фиг. 2. Ангиограмма позволяет обнаружить заболевание в виде местного сужения/закупорки, однако патологические исследования подтверждают наличие заболевания на участках кровеносных сосудов, в которых не обнаруживается сужение.
В реальной жизни биологические процессы, сопровождающие атеросклероз, являются гораздо более сложными, включая механизм самоизлечения организма человека или животного, который обеспечивает минимальное сужение артерии, называемое стенозом по медицинской терминологии. Механизм самоизлечения функционирует за счет ремоделирования артериальных сосудов. Компоненты указанных отложений, образующихся в течение длительного времени, называемые атерома (атеросклеротическая бляшка), включают клетки макрофагов, продукты клеточного распада мертвых и живых клеток, а также покрышки волокнистой фиброзной ткани, закрывающей атерому как таковую. Со временем также может возникнуть процесс обызвествления между слоем атеромы и слоем подстилающих гладкомышечных волокон стенок кровеносного сосуда.
В настоящее время существуют различное медицинское оборудование и многочисленные методы для разблокирования коронарной артерии, заблокированной атеросклеротическими бляшками. Основные методы лечения включают баллонную ангиопластику, стенирование, ротационную атерэктомию, прицельную атерэктомию и транслюминальную экстракционную атерэктомию.
При проведении реальных медицинских процедур с использованием каждого из вышеуказанных методов, как правило, используют катетер. Для направления обычно сначала вводят проволочный проводник катетера до введения катетера. Далее катетер вводят по проволочному проводнику для достижения целевого участка. Подведение катетера к целевому участку осуществляется через просвет артерии. Все из вышеуказанных процедур могут привести к повреждению внутреннего слоя в определенной степени - внутренней оболочки. Следовательно, многие из указанных процедур характеризуются высокой частотой повторной закупорки вследствие клеточной пролиферации, которая возникает после любого повреждения внутренней оболочки. Появление стентов с лекарственным покрытием позволило существенно снизить частоту повторной закупорки, однако ограничения остаются.
В патенте США № 6669686, выданном данному изобретателю, раскрывается способ, позволяющий избежать доступ к пораженному атеросклерозом участку через артерию, в частности способ для уменьшения толщины артериальной стенки путем абляции внешней стенки артерии с использованием лазерной абляции или удаления внешнего слоя артериальной стенки, при этом внутренняя оболочка и внутренние слои средней оболочки защищены от повреждения. Повышается гибкость артерии ввиду снижения эффективной толщины стенки после абляции, в результате чего устраняется стеноз и улучшается кровоток по артерии. Тем не менее, с помощью указанной процедуры обеспечивается лечение только местного состояния, стеноза, а не болезни в целом и не купирование ее распространения. Более того, указанная процедура позволяет повысить гибкость артерии и не устраняет атеросклероз.
Лечение атеросклероза с применением всех существующих технологий проводят и лечение предла- 1 027029 гается проводить только в том случае, когда закупорка кровеносного сосуда составляет более 50% от внутреннего диаметра артерии, так как указанные технологии являются практически неэффективными при лечении на ранней и приблизительно средней стадии образования атеросклеротических бляшек. Это, в частности, является проблемой ввиду того факта, что образование легко повреждаемой атеросклеротической бляшки на средней стадии при минимальном проникновении в просвет в настоящее время рассматривается с клинической точки зрения даже более опасным ввиду возможности внезапного разрыва бляшки, ведущего к немедленному и серьезному сердечному приступу или даже к мгновенному летальному исходу.
Атеросклероз распространяется по артерии, включая области артериального дерева. Процесс заболевания приводит к утолщению стенок, однако не создает реального препятствия потоку крови в артерии. В некоторых небольших локализованных областях заболевание, как правило, прогрессирует быстрее, приводя к закупорке, препятствующей нормальному кровотоку. В настоящее время все способы лечения направлены исключительно на устранение закупорки (обструктивной болезни), в то время как новые окклюзии возникают ввиду первопричинного заболевания, требующего многократного лечения. Артерии, пораженные атеросклерозом, далее по тексту называются пораженная артерия.
Таким образом, существует необходимость в устранении такого заболевания, в результате чего исключалось бы возникновение новых окклюзии на более позднем этапе.
Краткое изложение существа изобретения
Таким образом, один аспект настоящего изобретения предусматривает создание способа устранения атеросклеротического поражения артерии. В соответствии со способом настоящего изобретения устранение атеросклеротического поражения достигается путем обеспечения доступа к пораженной артерии с внешней стороны.
В соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения способ устранения атеросклеротического поражения артерии включает этапы обеспечения доступа к пораженной артерии с внешней стороны, определение толщины стенки артерии и протяженности отрезка атеросклеротического поражения в артерии для расчета глубины абляционного рассечения, необходимого для обнажения атеросклеротической бляшки, проведение абляции адвентициальной оболочки, средней оболочки артерии и фиброзной капсулы атеросклеротического поражения с помощью лазера или хирургического, причем абляция включает выполнение одного или нескольких продольных рассечений для воздействия системы естественной защиты организма на атеросклеротическую бляшку внутри фиброзной капсулы и смыв атероматозного выходящего из артерии на внешнюю поверхность содержимого бляшки во время или после процедуры абляции.
В соответствии с настоящим изобретением этап абляции включает создание одного или нескольких продольных рассечений. Предпочтительно, чтобы продольное рассечение было непрерывным или прерывистым рассечением, идущим от одного конца к другому концу атеросклеротического поражения.
Настоящее изобретение также предусматривает создание устройства для устранения атеросклеротического поражения артерии, включающее измерительное средство, содержащее продольный сканер визуального обследования для определения длины атеросклеротического поражения и один поперечный сканер визуального обследования для формирования изображения в поперечном сечении, при этом измерительное средство обеспечивает определение толщины артериальной стенки и протяженность атеросклеротического поражения артерии для определения абляционной точки на поверхности артерии. В соответствии с настоящим изобретением абляционное устройство включает средство для абляции стенки артерии с наружной стороны и механическую руку-манипулятор для установки средства для абляции артериальной стенки. Средство управления взаимодействует между указанным измерительным средством и средством для абляции, реагируя на сигнал, поступающий с измерительного средства, относящийся к глубине и длине абляционного рассечения.
В соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения измерительное средство включает два поперечно установленных по отношению друг к другу сканера визуального обследования, установленных на механической руке-манипуляторе перед средством для абляции и позади него для мониторинга процесса абляции в реальном режиме времени.
В соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения средством для абляции является лазер. В соответствии с другим вариантом средство для абляции может включать по меньшей мере одно лезвие, связанное по меньшей мере с одним чувствительным к давлению датчиком.
В соответствии с настоящим изобретением лазер представляет собой фемтосекундный импульсный лазер, длительность генерируемых импульсов которого предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 750 фс.
Определения
Пораженная артерия: пораженная атеросклерозом артерия, включая артериальное дерево, имеющее распространенный по нему атеросклероз.
Естественная защита организма: в общих чертах принято считать, что иммунная система организма распознает и уничтожает чужеродные вещества и организмы, проникающие в организм, с помощью за- 2 027029 щитных клеток организма - белых кровяных телец (лейкоцитов), включающих макрофаги, моноциты, нейтрофилы и т.д.
Естественное самоизлечение организма: процесс восстановления здоровья разбалансированного, пораженного болезнью или поврежденного организма. Самоизлечение представляет собой процесс, при котором клетки в организме регенерируются и восстанавливаются для уменьшения размера поврежденного участка и его замены новой живой тканью, как, например, заживление кожи после пореза или срастание поломанной кости.
Краткое описание прилагаемых чертежей
Для пояснения изобретения его предпочтительный вариант будет описан ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи (которые абсолютно не ограничивают объем настоящего изобретения и предназначены исключительно для иллюстративных целей), на которых:
фиг. 1 - схематическое изображение частично в разрезе артерии, в котором фиг. 1А - здоровая артерия и фиг. 1В - пораженная артерия, представляющая собой артерию, имеющую утолщенные стенки в результате поражения атеросклерозом;
фиг. 2 - схематическое изображение частично в разрезе широко распространённого атеросклероза и распространенного атеросклероза по пораженному артериальному дереву;
фиг. 3 - блок-схема устройства для устранения атеросклеротического поражения пораженной артерии в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 4 - схематическое изображение абляционного устройства в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 5 - продольное абляционное рассечение пораженной артерии в соответствии с настоящим изобретением и фиг. 6-6А-6Р - ряд шести схематических изображений в поперечном сечении артерии, на которых
6А - вид в поперечном сечении пораженной артерии,
6В-6Е - вид в поперечном сечении пораженной артерии, лечение которой проводится в соответствии с настоящим изобретением, и
6Р - вид в поперечном сечении излеченной и зажившей артерии.
Описание настоящего изобретения
В общих чертах настоящее изобретение предусматривает создание способа устранения атеросклероза из пораженной артерии и устройство для этой цели, в котором доступ к пораженной артерии обеспечивается с наружной стороны и производится ее рассекание до фиброзной капсулы атеросклеротической бляшки, включая рассекание фиброзной капсулы. После абляционного рассечения содержимое атеросклеротической бляшки подвергается воздействию системы естественной защиты организма и разрушается системой естественной защиты. Содержимое атеросклеротической бляшки, поступающее из артерии на внешнюю поверхность артерии, может быть смыто физиологическим раствором во время или после процедуры абляции. Затем происходит естественное заживление артерии, в результате чего полностью устраняется атеросклеротическое поражение. Абляцию проводят таким образом, чтобы внутренний слой артерии, а именно внутренняя оболочка, оставалась неповрежденной.
В соответствии с предпочтительным примером осуществления способа настоящего изобретения первый этап включает исследование пораженной атеросклерозом артерии с помощью измерительного средства. В соответствии с настоящим изобретением этап исследования пораженной артерии включает измерение толщины стенки артерии и протяженности атеросклеротического поражения до проведения абляции для расчета глубины и длины абляционного рассечения, необходимого для обнажения атеросклеротических бляшек. В соответствии с дополнительным примером осуществления настоящего изобретения этап исследования также включает определение самой утолщенной части стенки пораженной артерии в качестве точки для проведения абляции в соответствии с настоящим изобретением.
Второй этап включает абляцию адвентициальной оболочки и средней оболочки артерии и фиброзной капсулы, контактирующей со средней оболочкой таким образом, чтобы атеросклеротические бляшки в фиброзной капсуле были обнажены и были подвергнуты воздействию системы естественной защиты организма, тем самым устраняя атеросклеротическое поражение артерии. Предпочтительно, чтобы самая утолщенная часть стенки артерии была подвергнута абляции.
На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая устройство для устранения атеросклеротического поражения, и на фиг. 4 показано средство для абляции в соответствии с настоящим изобретением.
Устройство (200) включает измерительное средство (230) для исследования пораженной артерии (100), средство управления(220), дисплей (210) и средство для абляции (240). Измерительное средство (230) соединено со средством управления (220). Приемлемые известные методы, включающие ультразвуковую визуализацию, магнитно-резонансную томографию, электромагнитное излучение на основе рентгеновского послойного исследования и фотонную томографию, могут использоваться в качестве измерительного средства (230) для определения толщины стенки артерии. Список ни коим образом не является исчерпывающим. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что могут применяться другие методы исследования. Этап исследования позволяет получить точное картирование
- 3 027029 артерии. Предпочтительно, чтобы картирование позволило получить трёхмерное изображение (3Ό) артерии. Предпочтительно, чтобы этап исследования также осуществлялся в реальном режиме времени для обеспечения мониторинга и взаимодействия с последующими этапами.
В соответствии с предпочтительными примерами осуществления настоящего изобретения измерительное средство (230) представляет собой систему формирования изображений с использованием когерентной оптической томографии, такой как, система оптической когерентной томографии (ОКТ), которая включает лазерное сканирующее устройство ОКТ, которое сканирует пораженную артерию и направляет данные сканирования на средство управления. ОКТ используется для получения изображения стенки пораженной артерии в трехмерном изображении до проведения абляции. Модель 3Ό артерии, которая анализируется с помощью средства управления для определения необходимости проведения дополнительной абляции, необходимой для обеспечения воздействия системы естественной защиты организма на атеросклеротические бляшки для их полного удаления. Управление процессом абляции/рассечения также осуществляется в онлайновом режиме с помощью ОКТ. Это позволяет провести исключительно точный контроль абляции (микрообработки), проводимой на стенке артерии с использованием фемтосекундной импульсной лазерной системы микрообработки. При проведении ОКТ используется луч фемтосекундного импульсного лазера, испускаемый из этого же лазерного источника для создания изображения высокого разрешения (+/- 10 мкм) большей глубины. Система ОКТ в соответствии с настоящим изобретением включает одно продольно установленное лазерное сканирующее устройство и два поперечно установленных по отношению друг к другу лазерных сканирующих устройств. Сканнеры ОКТ создают 2Ό цифровые изображения, которые накладываются друг на друга для получения модели пораженной артерии в трехмерным изображении. Специалистам в данной области техники очевидно, что сканеры визуального обследования включает сканирующий луч, который отражается отражающими зеркалами или проходит по световоду и сканирует нижележащую ткань, включая артерию. Отраженный луч анализируется для создания трёхмерного изображения (3Ό) цифровой модели артерии. В соответствии с настоящим изобретением полученные таким образом данные в виде изображения используются затем для расчета толщины стенки артерии для точного позиционирования и контроля средства для абляции. 3Ό цифровое изображение также используется для расчета числа лазерных импульсов, необходимых для их подачи в каждую точку диаметром 10 мкм на поверхности пораженной артерии. За счет этого обеспечивается равномерная остаточная толщина стенки артерии, которая пульсирует в ответ на кровяное давление, которое сохраняется после проведения абляции. Предпочтительно, чтобы в системе формирования изображений использовался инфракрасный лазер малой мощности для получения изображения нижележащей ткани. Это позволяет получить карту расстояний и трехмерную модель артерии. Необходимое позиционирование, перемещение и контроль за средством для абляции по длине и глубине абляции рассчитываются с использованием видеоданных для устранения атеросклеротического поражения. Г лубина абляции включает толщину адвентициальной оболочки и средней оболочки артерии и фиброзной капсулы атеросклеротической бляшки при контакте со средней оболочкой артерии.
Дисплей (210) для отображения результатов исследования (изображения) соединен с измерительным оборудованием (110), позволяющим хирургу вести наблюдение за ходом операции. В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения дисплей представляет собой сенсорный жидкокристаллический экран, выводящий цифровое изображение, полученное с помощью видеокамеры (не показана). Цифровое изображение на дисплее позволяет направить лазерное устройство к конкретным сегментам/частям целевой пораженной артерии.
Предусмотрено средство для абляции (240), предпочтительно соединенное со средством управления (220). Средство управления (220) обеспечивает точное управление средством для абляции для обеспечения высокой степени точности, необходимой для проведения необходимой абляции. Средство управления (220) в сочетании с измерительным средством (230) и средством для абляции (240) образуют контур обратной связи. Таким образом, подавая обратно данные с измерительного средства (230) на средство управления (220) при перемещении им средства для абляции (240) обеспечивается достижение автоматизированной взаимной абляции.
С помощью средства для абляции (240), управляемого средством управления (220) проводится рассечение на глубину в стенке артерии, равной толщине адвентициальной оболочки, внутренней оболочки и фиброзной капсулы, контактирующей с внутренней оболочкой для обеспечения воздействия системой естественной защиты организма на атеросклеротические бляшки. После абляционного рассечения содержимое атеросклеротической бляшки подвергается воздействию системы естественной защиты организма и разрушается системой естественной защиты. Содержимое атеросклеротической бляшки, поступающее из артерии на внешнюю поверхность артерии, может быть смыто физиологическим раствором во время или после процедуры абляции. После удаления атеросклеротической бляшки стенки артерии могут быть растянуты под воздействием физиологического давления крови для улучшения кровотока по артерии.
В соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения средство для абляции представляет собой лазерное средство для абляции, проиллюстрированное на фиг. 4, испускающее фемтосекундные импульсы, генерируемые лазером и имеющие длительность предпочтительно
- 4 027029 от 10 до 750 фс. Лазерное средство для абляции (240) включает лазерный источник (241) для излучающего лазера и механическую руку-манипулятор (243), снабженную отражающим зеркалом. Нанопозиционируемый стол поступательного перемещения (240) расположен на дальнем конце механической рукиманипулятора (243), и отражающее зеркало (В) установлено на нанопозиционируемом столе поступательного перемещения (240) для направления лазера для проведения абляции пораженной артерии (100). Механическая рука-манипулятор (243) способна перемещаться в обоих направлениях по оси артерии для продольной абляции пораженной артерии. Нанопозиционируемый стол поступательного перемещения (250) предназначен для перемещения в обоих направлениях по оси артерии для продольной абляции пораженной артерии, не изменяя положения механической руки-манипулятора (243). Отражающее зеркало В предназначено для подачи необходимого количества лазерной энергии в нужную точку на поверхности целевой артерии. Отражающее зеркало В фокусирует лазерное пятно диаметром 10 мкм в точке на пораженной артерии. Каждый лазерный импульс излучает энергию от 3 до 10 Дж/см2 спсгду. длительность импульса составляет от 10 до 750 фс, в результате чего обеспечивается удаление ткани приблизительно на глубину 1 мкм. В соответствии с другим вариантом средство для абляции может представлять собой механическое средство для абляции, включающее по меньшей мере одно лезвие (не показано), установленное по меньшей мере на одном чувствительном к давлению датчике (не показан) для абляции артерии в соответствии с настоящим изобретением.
В соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения, как проиллюстрировано на фиг. 4, лазерное сканирующее устройство ОКТ, представляющее собой продольное лазерное сканирующее устройство (не показано), и поперечно установленные лазерные сканирующие устройства (230А, А) установлены на нанопозиционируемом столе поступательного перемещения (250). В соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения система ОКТ (230) настоящего изобретения включает два поперечно установленных лазерных сканирующих устройства, установленных по обеим сторонам абляционного лазерного луча (150) на нанопозиционируемом столе поступательного перемещения (250) для тщательного мониторинга процесса абляции, при этом первое поперечно установленное лазерное сканирующее устройство (230А, А) направляет информацию до проведения абляции, в то время как второе поперечно установленное лазерное сканирующее устройство направляет информацию после проведения абляции на устройство управления (220), за счет чего хирург имеет возможность тщательно отслеживать весь процесс абляции.
В соответствии с настоящим изобретением видеокамера (не показана) может быть установлена на конечном участке или около конечного участка механической руки-манипулятора для мониторинга хода выполнения абляции на дисплее. Обеспечивается точный контроль за работой фемтосекундного импульсного лазера для проведения лазерной абляции пораженной артерии для обеспечения воздействия системы естественной защиты организма на атеросклеротическую бляшку, образовавшуюся в стенке артерии. Абляционная лазерная энергия подается к целевой артерии по механической рукеманипулятору, управляемой с помощью системы оптической когерентной томографии (ОКТ) и компьютерной томографии, при этом устройство выполняет рассечения с разрешением по глубине с высокой разрешающей способностью на заранее заданных участках артерии.
На фиг. 5 проиллюстрировано продольное лазерное рассечение (120), выполненное с помощью лазера (150) с использованием средства для абляции, как проиллюстрировано на фиг. 4, на пораженной артерии (100), которое идет по длине артерии и которое может располагаться от одного конца до другого конца отрезка атеросклеротического поражения (не показано). Лазерное рассечение (120) проходит через внешний слой артериальной стенки, адвентициальной оболочки (30) и средней оболочки (20), а также через фиброзную капсулу (40), обеспечивая воздействие защитных клеток организма - лейкоцитов (макрофаги, моноциты, нейтрофилы и т.д.) на атеросклеротическую бляшку (50). В соответствии с настоящим изобретением лазерное рассечение может представлять собой единичное или множественное продольное рассечение. Предпочтительно, чтобы продольное рассечение было непрерывным или прерывистым рассечением, идущим от одного конца к другому концу атеросклеротического поражения в зависимости от распространения атеросклеротического поражения артерии или артериального дерева.
На фиг. 6А проиллюстрирован вид в поперечном сечении пораженной артерии (100) на фиг. 1.
На фиг. 6Β-6Ό проиллюстрирован вид в поперечном сечении подвергшейся абляции пораженной артерии в соответствии с настоящим изобретением, на которых несколько абляционных рассечений (120), выполненных с помощью лазера (150) на артерии (100) одно за другим, проходящих через адвентициальную оболочку (30), среднюю оболочку (20) артерии и фиброзную капсулу (50), контактирующую со средней оболочкой (20), и эффекты лазерных надрезов, выполненных на поверхности утолщенной пораженной стенки артерии в соответствии с настоящим изобретением под воздействием кровяного давления внутри кровеносного сосуда. После абляционного рассечения содержимое атеросклеротической бляшки подвергается воздействию системы естественной защиты организма и разрушается системой естественной защиты. Содержимое атеросклеротической бляшки, поступающее из артерии на внешнюю поверхность артерии, может быть смыто физиологическим раствором во время или после процедуры абляции. Затем происходит естественное заживление артерии, в результате чего полностью устраняется атеросклеротическое поражение. На фиг. 6Е проиллюстрирована артерия, излеченная в течение 4-6 не- 5 027029 дель после хирургического вмешательства в соответствии с настоящим изобретением.
В соответствии с настоящим изобретением продолжительность генерируемых лазером импульсов короче, чем теплопроводность ткани и составляет предпочтительно 10-750 фс. Следовательно, при проведении абляции (удаление ткани) не происходит побочного теплового повреждения прилегающих тканей и их клеток. Это позволяет избежать послеоперационных рубцов и повторной закупорки.
Устройство настоящего изобретения может быть легко модифицировано для включения в него эндоскопических (торакоскопических) инструментов для их использования внутри грудной полости. Устройство предназначено для лечения всех основных артерий в организме, которые подвержены атеросклерозу, т.е., каротидов, несущих кровь к мозгу (поверхностная артерия в шее), коронарных артерий, несущих кровь к сердцу, и подвздошно-бедренные артерии, снабжающие кровью нижние конечности и половые органы. Способ лечения может быть использован для предотвращения инсультов головного мозга и сердечных инфарктов путем лечения утолщенных артерий до того как произойдет их полная закупорка или возникнет тромбоз.
В соответствии с настоящим изобретением рассечение проводят через фиброзную капсулу по длине артерии/кровеносного сосуда для обеспечения воздействия защитных клеток организма, лейкоцитов, макрофагов и т.д. на элементы атеросклеротических бляшек в целях мобилизации, обеспечивающей устранение содержимого атеросклеротической бляшки. Ввиду того, что рассечение стенки артерий и указанной фиброзной капсулы выполняется со стороны наружной стенки кровеносного сосуда, содержимое атеросклеротической бляшки, выходящее наружу из кровеносного сосуда, является безвредным.
Указанный способ позволяет проводить лечение артерий всех размеров, включая малые кровеносные сосуды, имеющие внутренний диаметр менее 1 мм. Кровеносные сосуды с низким кровотоком (такие как внутренние подвздошные и конечные ветви подколенной артерии) могут подвергаться лечению без риска тромбоза, поскольку просвет артерии/кровеносного сосуда остается неизменным и не происходит нарушения внутренней оболочки и антитромбообразующей поверхности. Кроме того, процедуру можно проводить без отвода кровотока по артерии. Более того, настоящее изобретение обеспечивает лечение и доступ к артерии с наружной стороны, в результате чего исключается повреждение внутренней оболочки артерии.
Кроме того, настоящее изобретение позволяет достичь устранения атеросклеротического поражения по всему участку распространения заболевания, тем самым исключая образование новых окклюзий на участке распространения заболевания. Более того, предотвращается повторная закупорка артерии, т.к. способ позволяет устранить атеросклеротическое поражение, а также восстановить естественным путем пульсирующий характер артерии. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что могут быть использованы другие типы средств для абляции в соответствии с применяемым методом абляции. Подобные методы включают электромагнитную, фотонную и ультразвуковую абляцию.
В описанные примеры осуществления настоящего изобретения могут быть внесены многочисленные изменения. Предусматривается включить все подобные изменения, не выходящие за пределы существа и объема настоящего изобретения.
Claims (12)
1. Способ устранения атеросклеротического поражения артерии, в которой атеросклероз развивается между средней оболочкой и внутренней оболочкой в фиброзной капсуле, включающий следующие этапы:
обеспечение доступа к пораженной артерии с внешней стороны;
определение толщины стенки артерии и протяженности отрезка атеросклеротического поражения в артерии для расчета длины и глубины абляционного рассечения, необходимого для обнажения атеросклеротической бляшки;
проведение абляции адвентициальной оболочки, средней оболочки артерии и фиброзной капсулы атеросклеротического поражения с помощью лазера или хирургического скальпеля, причем абляция включает выполнение одного или нескольких продольных рассечений для воздействия системы естественной защиты организма на атеросклеротическую бляшку внутри фиброзной капсулы; и смыв атероматозного выходящего из артерии на внешнюю поверхность содержимого бляшки во время или после процедуры абляции.
2. Способ по п.1, при котором этап определения толщины стенки артерии включает выбор максимально утолщенной стенки артерии для проведения абляции.
3. Способ по п.1, в котором продольное рассечение может быть непрерывным или прерывистым рассечением, идущим от одного конца до другого конца отрезка атеросклеротического поражения.
4. Способ по п.1, при котором смыв атероматозного содержимого бляшки, выходящего из артерии, осуществляют с помощью физиологического раствора.
5. Устройство для устранения атеросклеротического поражения артерии по п.1, включающее измерительное средство, содержащее продольный сканер визуального обследования для определения длины атеросклеротического поражения и один поперечный сканер визуального обследования для
- 6 027029 формирования изображения в поперечном сечении, при этом измерительное средство обеспечивает определение толщины артериальной стенки и протяженность атеросклеротического поражения артерии для определения абляционной точки на поверхности артерии;
средство для абляции стенки артерии с наружной стороны и механическую руку-манипулятор для установки средства для абляции артериальной стенки;
видеокамеру, установленную на конце механической руки-манипуляторе для мониторинга процесса проведения абляции; и средство управления для обеспечения управления абляцией стенки артерии с помощью механической руки-манипулятора и обеспечивающее взаимодействие между измерительным средством и средством для абляции, реагируя на сигнал, поступающий с измерительного средства, относящийся к глубине и длине абляционного рассечения.
6. Устройство по п.5, в котором измерительное средство включает средство для воспроизведения трехмерного изображения артериальной стенки.
7. Устройство по п.6, в котором измерительное средство выбрано из группы оборудования, включающей средства визуализациии при нагрузке, УЗИ, средства для магнитно-резонансной томографии, компьютерную томографию с использованием электромагнитного излучения, фотонной томографии и оптической когерентной томографии.
8. Устройство по п.6, в котором измерительное средство включает два поперечно установленных по отношению друг к другу сканера визуального обследования, установленных на механической рукеманипуляторе перед средством для абляции и позади него для мониторинга процесса абляции в реальном режиме времени.
9. Устройство по п.5, в котором устройство для абляции представляет собой фемтосекундный импульсный лазер.
10. Устройство по п.5, в котором импульсный лазер генерирует импульсы длительностью от 10 до 750 фс и энергию излучения 3-10 Дж/см2.
11. Устройство по п.5, в котором диаметр пятна импульсного лазера составляет приблизительно 10 мкм.
12. Устройство по п.5, в котором средство для абляции включает по меньшей мере одно лезвие, связанное по меньшей мере с одним чувствительным к давлению датчиком.
А
В
Фиг. 1А-1В
п.
Фиг. 2
- 7 027029
200
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
- 8 027029
Фиг. 6Л-6Р
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IN2896MU2011 | 2011-10-17 | ||
| PCT/IN2012/000682 WO2013102912A2 (en) | 2011-10-17 | 2012-10-12 | A method and apparatus for eliminating atherosclerosis from a region of the arterial tree |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201490786A1 EA201490786A1 (ru) | 2014-09-30 |
| EA027029B1 true EA027029B1 (ru) | 2017-06-30 |
Family
ID=48745500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201490786A EA027029B1 (ru) | 2011-10-17 | 2012-10-12 | Способ и устройство для устранения атеросклеротического поражения артерии |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140249517A1 (ru) |
| JP (1) | JP2015502187A (ru) |
| AU (1) | AU2012364199B2 (ru) |
| CA (1) | CA2852624A1 (ru) |
| EA (1) | EA027029B1 (ru) |
| WO (1) | WO2013102912A2 (ru) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10124410B2 (en) | 2010-09-25 | 2018-11-13 | Ipg Photonics Corporation | Methods and systems for coherent imaging and feedback control for modification of materials |
| JP2013545613A (ja) | 2010-09-25 | 2013-12-26 | クィーンズ ユニバーシティー アット キングストン | 材料の改変のためのコヒーレント撮像およびフィードバック制御のための方法およびシステム |
| EP2972479B1 (en) | 2013-03-13 | 2020-09-09 | IPG Photonics (Canada) Inc. | Methods and systems for characterizing laser machining properties by measuring keyhole dynamics using interferometry |
| EA201791435A1 (ru) * | 2014-12-29 | 2018-01-31 | Аджой И. Сингх | Система и способ лечения пораженной заболеванием артерии |
| CA2994919A1 (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | Ajoy I. Singh | Handheld device for treating an artery and method thereof |
| CN111122568B (zh) | 2018-11-01 | 2022-04-22 | 华中科技大学苏州脑空间信息研究院 | 一种高通量光学层析成像方法及成像系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6451009B1 (en) * | 2000-09-12 | 2002-09-17 | The Regents Of The University Of California | OCDR guided laser ablation device |
| US20040111085A1 (en) * | 1999-07-20 | 2004-06-10 | Singh Ajoy Inder | Method and apparatus for arterial ablation |
| US20060084957A1 (en) * | 2003-08-11 | 2006-04-20 | Peter Delfyett | Laser ablation method and apparatus having a feedback loop and control unit |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6855163B2 (en) * | 2002-07-19 | 2005-02-15 | Minu, Llc | Gradual correction of corneal refractive error using multiple inlays |
| EP2659851A3 (en) * | 2006-02-01 | 2014-01-15 | The General Hospital Corporation | Apparatus for applying a plurality of electro-magnetic radiations to a sample |
| JP4911701B2 (ja) * | 2007-01-19 | 2012-04-04 | 株式会社日立製作所 | マスタ・スレーブ式マニピュレータシステム |
| US20110040170A1 (en) * | 2008-01-28 | 2011-02-17 | Yeda Research And Development Co., Ltd. | Endoscopic imaging photodynamic therapy system and methods of use |
| US10368838B2 (en) * | 2008-03-31 | 2019-08-06 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Surgical tools for laser marking and laser cutting |
-
2012
- 2012-10-12 JP JP2014535233A patent/JP2015502187A/ja active Pending
- 2012-10-12 US US14/352,235 patent/US20140249517A1/en not_active Abandoned
- 2012-10-12 WO PCT/IN2012/000682 patent/WO2013102912A2/en active Application Filing
- 2012-10-12 AU AU2012364199A patent/AU2012364199B2/en not_active Ceased
- 2012-10-12 EA EA201490786A patent/EA027029B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2012-10-12 CA CA2852624A patent/CA2852624A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040111085A1 (en) * | 1999-07-20 | 2004-06-10 | Singh Ajoy Inder | Method and apparatus for arterial ablation |
| US6451009B1 (en) * | 2000-09-12 | 2002-09-17 | The Regents Of The University Of California | OCDR guided laser ablation device |
| US20060084957A1 (en) * | 2003-08-11 | 2006-04-20 | Peter Delfyett | Laser ablation method and apparatus having a feedback loop and control unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013102912A2 (en) | 2013-07-11 |
| AU2012364199B2 (en) | 2016-10-13 |
| JP2015502187A (ja) | 2015-01-22 |
| CA2852624A1 (en) | 2013-07-11 |
| AU2012364199A1 (en) | 2014-06-05 |
| WO2013102912A3 (en) | 2013-10-17 |
| US20140249517A1 (en) | 2014-09-04 |
| EA201490786A1 (ru) | 2014-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6669686B1 (en) | Method and apparatus for arterial ablation | |
| US20080039830A1 (en) | Method and Apparatus for Ablative Recanalization of Blocked Vasculature | |
| EA027029B1 (ru) | Способ и устройство для устранения атеросклеротического поражения артерии | |
| Litvack et al. | Angioscopic visualization of blood vessel interior in animals and humans | |
| US20130023865A1 (en) | Imaging and Eccentric Atherosclerotic Material Laser Remodeling and/or Ablation Catheter | |
| JP2017506933A (ja) | 血管アクセスを形成する装置及び方法 | |
| JP2002534199A (ja) | 組織切除を制御するためのシステム及び方法 | |
| US20140357997A1 (en) | Intraluminal lead extraction with imaging | |
| US20160317226A1 (en) | System and method of combined tissue imaging and image-guided laser therapy | |
| US10646118B2 (en) | Laser catheter with use of reflected light to determine material type in vascular system | |
| JP2024500359A (ja) | レーザー誘導カルシウム破砕のためのシステムおよび方法 | |
| Li et al. | Review on laser technology in intravascular imaging and treatment | |
| US8535298B1 (en) | Device and a method for treating vulnerable plaque and cardiovascular diseases | |
| US20230225793A1 (en) | Atherectomy guidance through photoacoustic signal analysis | |
| Neet et al. | Optical-coherence-reflectometry (OCR)-guided rf ablation guide wire for total occlusions | |
| JP6592181B2 (ja) | 動脈を治療するためのハンドヘルドデバイスおよびハンドヘルドデバイスの動脈治療方法 | |
| White et al. | Experimental and clinical applications of angioscopic guidance for laser angioplasty | |
| JP6989913B2 (ja) | レーザー焼灼術用光ファイバーとそれを用いた医療機器 | |
| US20240023813A1 (en) | Systems and methods for ultrasound and photoacoustic guidance of coronary procedures | |
| Neet et al. | Navigating a guide wire through total occlusions: clinical experience | |
| KR20240041831A (ko) | 정보를 검출하고 처리하기 위한 레이저 시스템 및 방법 | |
| Einav et al. | Laser Cardiology: Part-A*: Laser Therapy and Diagnosis | |
| Neet et al. | New approaches to total occlusions: the guiding light | |
| Cross et al. | Early clinical results of pulsed Nd-YAG laser angioplasty in patients | |
| Kalavakunta et al. | Landmarks Along the Application of Laser Energy for Cardiovascular Therapy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ KZ RU |