RU2033214C1

RU2033214C1 - Apparatus for laser vascular therapy

Info

Publication number: RU2033214C1
Application number: RU92008497A
Authority: RU
Inventors: Алексей Стефанович Полунченко
Original assignee: Алексей Стефанович Полунченко
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: this apparatus incorporates flexible polymer tube to whose distal end portion is attached laser end piece and to proximal end portion is secured end piece cooling connection, light guide routed inside flexible polymer tube and cooling connection. Flexible polymer tube is enclosed in polymer envelope inside which is coaxially disposed spring. Disclosed apparatus further includes flexible polymer guide having lugs at its distal end for centering end piece inside blood vessel space. Guide position fixing member is housing having openings, branch pipe, rubber collar and fixing threaded bushing. EFFECT: excellent means for destroying atherosclerotic formations in blood vessels. 6 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для разрешения атеросклеротических образований в кровеносном сосуде с помощью лазерного излучения. The invention relates to medical equipment, namely to devices for resolving atherosclerotic lesions in a blood vessel using laser radiation.

Известно устройство для сосудистой хирургии в виде световода с лазерным наконечником. Существенными недостатками известного устройства являются отсутствие системы охлаждения лазерного наконечника и конструктивных средств, обеспечивающих центрирование лазерного наконечника в полости кровеносного сосуда, что обусловливает термическое поражение стенок сосудов и быстрое механическое разрушение крепления лазерного наконечника и световода. Низкие эксплуатационные качества данного устройства делают его практически неприменимым в медицинской практике. A device for vascular surgery in the form of a fiber with a laser tip. Significant disadvantages of the known device are the lack of a laser tip cooling system and structural means for centering the laser tip in the cavity of the blood vessel, which leads to thermal damage to the vessel walls and the rapid mechanical destruction of the fastening of the laser tip and fiber. The low performance of this device makes it practically inapplicable in medical practice.

Известно устройство для лазерной сосудистой хирургии, включающее катетер в виде гибкой полимерной трубки, на дистальном конце которой закреплен лазерный наконечник, а на проксимальном-штуцер для подачи охлаждающей жидкости к лазерному наконечнику. Внутри полости полимерной трубки расположен световод, смонтированный в центральном канале штуцера. Устройство используется для проведения различного рода хирургических операций на кровеносных сосудах, в частности для разрушения атеросклеротических образований. A device for laser vascular surgery is known, including a catheter in the form of a flexible polymer tube, at the distal end of which a laser tip is fixed, and at the proximal end, a nozzle for supplying coolant to the laser tip. Inside the cavity of the polymer tube is a light guide mounted in the central channel of the fitting. The device is used for various kinds of surgical operations on blood vessels, in particular for the destruction of atherosclerotic formations.

Существенным недостатком данного устройства является невозможность центрирования лазерного наконечника в полости кровеносного сосуда. Отклонение лазерного наконечника при "прицеливании " от оси сосуда часто приводит к перфорации стенок сосуда или их термическому повреждению. Высокая вероятность повреждения стенок сосуда при использовании устройства (из-за произвольного положения лазерного наконечника в кровеносном сосуде) подтверждается также низкой "линейной" прочностью полимерной трубки катетера, что обусловлено малой упругостью полимера трубки. A significant disadvantage of this device is the inability to center the laser tip in the cavity of the blood vessel. Deviation of the laser tip during “aiming” from the axis of the vessel often leads to perforation of the vessel walls or their thermal damage. The high probability of damage to the walls of the vessel when using the device (due to the arbitrary position of the laser tip in the blood vessel) is also confirmed by the low "linear" strength of the catheter’s polymer tube, which is due to the low elasticity of the polymer tube.

Кроме того, обычно лазерная реканализация сосуда сопровождается (для большей эффективости) последующей балонной дилатацией сосуда, заключающейся в механическом расширении сосуда при помощи балонного катетера. Такая операция сопровождается перекрытием кровообращения в кровеносном сосуде, что очень опасно, а в некоторых случаях невозможно, например при операциях на коронарных артериях, т.е. известное устройство (как правило) должно использоваться в сочетании с балонным катетером. In addition, usually laser vessel recanalization is accompanied (for greater efficiency) by subsequent balloon dilatation of the vessel, consisting in the mechanical expansion of the vessel using a balloon catheter. Such an operation is accompanied by a blockage of blood circulation in the blood vessel, which is very dangerous, and in some cases impossible, for example, during operations on the coronary arteries, i.e. a known device (usually) should be used in combination with a balloon catheter.

Таким образом, изобретение решает техническую задачу повышения эффективности и безопасности проведения хирургических операций на кровеносных сосудах за счет обеспечения центрирования лазерного наконечника в полости кровеносного сосуда, что кардинальным образом снизит вероятность термического поражения или повреждения стенок сосуда. При этом одновременно решается задача механического расширения прооперированного участка кровеносного сосуда без остановки кровотока и применения дополнительного балонного катетера, что безусловно повысит эффективность проводимых операций. Thus, the invention solves the technical problem of increasing the efficiency and safety of surgical operations on blood vessels by ensuring the centering of the laser tip in the cavity of the blood vessel, which will radically reduce the likelihood of thermal damage or damage to the walls of the vessel. At the same time, the problem of mechanical expansion of the operated section of the blood vessel without stopping the blood flow and the use of an additional balloon catheter is simultaneously solved, which will certainly increase the efficiency of the operations performed.

Решение поставленной задачи достигается следующим образом. The solution of the problem is achieved as follows.

Устройство для лазерной сосудистой хирургии, содержащее катетер в виде гибкой полимерной трубки, на дистальном конце которой закреплен лазерный наконечник, а на проксимальном штуцер для подачи охлаждающей жидкости к лазерному наконечнику, а также световод, проложенный в полости полимерной трубки катетера и центральном канале штуцера, согласно изобретению снабжено средством для центрирования лазерного наконечника в полости кровеносного сосуда. Средство для центрирования лазерного наконечника выполнено в виде гибкой полимерной направляющей с продольными разрезами на дистальной части. Продольные разрезы, выполненные на дистальной части направляющей, после проведения соответствующей осевой деформации и термообработки материала направляющей позволяет сформировать на дистальном конце направляющей соответствующие эластичные дугообразные лепестки. Направляющая смонтирована коаксиально с зазором относительно полимерной гибкой трубки. Закреплена дистальным концом с лазерным наконечником, а проксимальным в центральном отверстии корпуса фиксатора положения направляющей. Фиксатор положения направляющей размещен перед штуцером коаксиально гибкой полимерной трубке катетера. В корпусе фиксатора выполнен боковой канал для патрубка с рентгеноконтрастной жидкостью и торцовое резьбовое отверстие, в полости которого смонтированы уплотнительная манжета и фиксирующая резьбовая втулка. A device for laser vascular surgery, containing a catheter in the form of a flexible polymer tube, a laser tip is attached to its distal end, and a proximal nozzle for supplying coolant to the laser tip, as well as a light guide laid in the cavity of the catheter’s polymer tube and the central channel of the nozzle, according to The invention is provided with means for centering the laser tip in the cavity of the blood vessel. The tool for centering the laser tip is made in the form of a flexible polymer guide with longitudinal cuts on the distal part. Longitudinal cuts made on the distal part of the guide, after appropriate axial deformation and heat treatment of the guide material, allows the formation of corresponding elastic arched petals on the distal end of the guide. The guide is mounted coaxially with a gap relative to the polymer flexible tube. It is fixed by the distal end with a laser tip, and proximal in the central hole of the housing of the guide position fixer. The guide position lock is located in front of the fitting of the coaxially flexible polymer tube of the catheter. A side channel for a branch pipe with radiopaque liquid and an end threaded hole are made in the retainer housing, in the cavity of which a sealing collar and a fixing threaded sleeve are mounted.

Гибкая полимерная трубка катетера снабжена спиральной пружиной с нормально замкнутыми витками, расположенной коаксиально под полимерной оболочкой. The flexible polymer tube of the catheter is equipped with a coil spring with normally closed coils located coaxially under the polymer shell.

На фиг. 1 показана конструктивная схема устройства; на фиг.2 узел I на фиг. 1; (сечение гибкой полимерной трубки катетера); на фиг.3 вид дистальной части устройства; на фиг.4 вид с торца дистальной части устройства; на фиг. 5, 6 схема работы устройства. In FIG. 1 shows a structural diagram of a device; in Fig.2 node I in Fig. 1; (cross section of a flexible polymer tube of a catheter); figure 3 is a view of the distal part of the device; figure 4 is an end view of the distal part of the device; in FIG. 5, 6 diagram of the operation of the device.

Устройство для лазерной сосудистой хирургии содержит катетер в виде гибкой полимерной трубки 1 (фиг.1), на дистальном конце которой закреплен лазерный наконечник 2, а на проксимальном штуцер 3 для подачи охлаждающей жидкости к лазерному наконечнику 2. Внутри гибкой трубки 1 и в центральном сквозном канале 4 штуцера 3 (фиг.1,2) размещен световод 5 для подачи лазерного излучения к лазерному наконечнику 2. The device for laser vascular surgery contains a catheter in the form of a flexible polymer tube 1 (Fig. 1), at the distal end of which a laser tip 2 is attached, and at the proximal nozzle 3 for supplying coolant to the laser tip 2. Inside the flexible tube 1 and in the central through the channel 4 of the fitting 3 (Fig.1,2) placed the optical fiber 5 for supplying laser radiation to the laser tip 2.

Гибкая полимерная трубка 1 имеет полимерную оболочку 6 (фиг.2), внутри которой коаксиально установлена пружина 7. Пружина 7 навита с межвитковым давлением из стальной плоской проволоки. Оболочка 6 выполнена из прочного материала-фторопласта и плотно (с обжатием) нанесена на пружину 7 способом экструзии. Пружина 7 изготовлена из металлической ленты с закругленными под радиус кромками и пределом прочности σ_в не менее 250 кгс/мм². Лента может быть изготовлена, например, из нержавеющего сплава 40КНХМ. Для катетеров с наружным диаметром до 3 мм толщина ленты выбирается в диапазоне от 0,06 до 0,2 мм. Отношение толщины ленты к ее ширине выбирается в диапазоне 1/1,5-1/3.The flexible polymer tube 1 has a polymer sheath 6 (Fig.2), inside of which a spring 7 is coaxially mounted. The spring 7 is wound with inter-turn pressure from a steel flat wire. The shell 6 is made of durable fluoroplastic material and tightly (with compression) applied to the spring 7 by extrusion. The spring 7 is made of a metal strip with edges rounded to a radius and a tensile strength σ of _at least 250 kgf / mm ² . The tape can be made, for example, of stainless alloy 40KNXM. For catheters with an outer diameter of up to 3 mm, the tape thickness is selected in the range from 0.06 to 0.2 mm. The ratio of the thickness of the tape to its width is selected in the range of 1 / 1.5-1 / 3.

Устройство для лазерной сосудистой хирургии имеет средство для центрирования лазерного наконечника 2 в полости кровеносного сосуда, которое выполнено в виде гибкой полимерной направляющей 8, на дистальной части которой выполнены продольные разрезы 9. Количество продольных разрезов может быть различным, например 3 или 4. Продольные разрезы образуют эластичные лепестки 10 (фиг. 4 а,б). Лепестки 10 сформиpованы в виде дуг (фиг.3) за счет осевой деформации направляющей 8 и соответствующей термической обработки. The device for laser vascular surgery has a means for centering the laser tip 2 in the cavity of the blood vessel, which is made in the form of a flexible polymer guide 8, on the distal part of which longitudinal sections are made 9. The number of longitudinal sections can be different, for example 3 or 4. The longitudinal sections form elastic petals 10 (Fig. 4 a, b). The petals 10 are formed in the form of arcs (figure 3) due to the axial deformation of the guide 8 and the corresponding heat treatment.

На участке А (фиг.1) дистальной части трубки 1 трубка жестко соединена с рентгеноконтрастной полимерной направляющей 8, которая своей дистальной частью жестко соединена с лазерным наконечником 2. Направляющая 8 смонтирована коаксиально с зазором 11 относительно трубки 1. In section A (Fig. 1) of the distal part of the tube 1, the tube is rigidly connected to the radiopaque polymer guide 8, which is rigidly connected to the laser tip 2 by its distal part. The guide 8 is mounted coaxially with the gap 11 relative to the tube 1.

Устройство содержит фиксатор положения полимерной направляющей 8, который смонтирован перед штуцером 3 коаксиально полимерной трубке 1. Фиксатор положения направляющей предназначен для фиксации направляющей 8 относительно трубки 1 при различных режимах работы устройства (фиг.5, 6). Фиксатор представляет собой корпус 12, в котором выполнено сквозное отверстие 13. В отверстии 13 своей проксимальной частью закреплена направляющая 8. В корпусе 12 фиксатора выполнен боковой канал в виде отверстий 14 и 15. В отверстии 15 закреплен патрубок 16 для подачи рентгеноконтрастного вещества. Корпус 12 имеет торцовое резьбовое отверстие 17, в полости которого смонтированы резиновая манжета 18 и навинчена фиксирующая резьбовая втулка 19, при помощи которой осуществляется сжатие резиновой манжеты 18, что необходимо для фиксации направляющей относительно трубки 1. Штуцер 3 имеет патрубок 20 для подачи охлаждающей жидкости к лазерному наконечнику 2. The device contains a position lock of the polymer guide 8, which is mounted in front of the fitting 3 of the coaxial polymer tube 1. The position lock of the guide is designed to fix the guide 8 relative to the tube 1 under various operating modes of the device (Figs. 5, 6). The latch is a housing 12, in which a through hole 13 is made. A guide 8 is fixed in its hole 13 with its proximal part. A lateral channel is made in the housing of the latch 12 in the form of holes 14 and 15. A nozzle 16 is fixed in the hole 15 for supplying a radiopaque material. The housing 12 has an end threaded hole 17, in the cavity of which a rubber sleeve 18 is mounted and a locking threaded sleeve 19 is screwed, by means of which the rubber sleeve 18 is compressed, which is necessary to fix the guide relative to the tube 1. The fitting 3 has a pipe 20 for supplying coolant to laser tip 2.

Устройство для лазерной сосудистой хирургии работает следующим образом. A device for laser vascular surgery works as follows.

Перед операцией устройство приводят в исходное рабочее положение. Для этого перемещают трубку 1 катетера относительно полимерной направляющей 8 в сторону дистальной части катетера (фиг.5). В таком положении лепестки 10 вытянуты по диаметру направляющей 8. Для фиксации устройства в этом (исходном) положении ввинчивают втулку 19. При этом резиновая манжета 18 (фиг.1) деформируется и более плотно облегает трубку 1, не позволяя ей перемещаться относительно направляющей 8. В исходном положении трубку 1 с лазерным наконечником 2 проводят к месту расположения пораженного участка сосуда. При этом визуализация катетера осуществляется при помощи рентгена. Before the operation, the device is brought to its original operating position. For this, the catheter tube 1 is moved relative to the polymer guide 8 towards the distal part of the catheter (Fig. 5). In this position, the petals 10 are elongated along the diameter of the guide 8. To fix the device in this (initial) position, screw the sleeve 19. In this case, the rubber cuff 18 (Fig. 1) is deformed and more tightly fits the tube 1, preventing it from moving relative to the guide 8. In the initial position, the tube 1 with a laser tip 2 is carried out to the location of the affected area of the vessel. The visualization of the catheter is carried out using x-rays.

При подводе к месту пораженного участка сосуда дистальный конец устройства центрируют в полости кровеносного сосуда. Для этого хирург вывинчивает втулку 19 на несколько оборотов. Манжета 18 менее плотно облегает трубку 1, чем обеспечивается возможность свободного перемещения трубки 1 относительно направляющей 8. Под действием упругих сил лепестки 10 принимают дугообразную форму (фиг.3,4 а,б). При этом трубка 1 перемещается в сторону проксимальной части устройства относительно напpавляющей 8. When approaching the site of the affected area of the vessel, the distal end of the device is centered in the cavity of the blood vessel. To do this, the surgeon unscrews the sleeve 19 by several turns. The cuff 18 less tightly fits the tube 1, which allows the free movement of the tube 1 relative to the guide 8. Under the action of elastic forces, the petals 10 take an arcuate shape (Fig. 3.4 a, b). In this case, the tube 1 moves towards the proximal part of the device relative to the guide 8.

Другой рукой хирург перемещает трубку 1 в сторону проксимальной части устройства. После "раскрытия" лепестков 10 в виде дуг на дистальной части устройства образуется сфера с диаметром, равным диаметру сосуда. Причем при изменении диаметра кровеносного сосуда (при перемещении устройства) изменяется соответственно диаметр сферы, образованной лепестками 10. Таким образом, лазерный наконечник 2 располагается вдоль оси, образованной лепестками сферы, и, как следствие, вдоль оси кровеносного сосуда. После центрирования лазерного наконечника 2 в кровеносном сосуде включают лазерную установку и лазерное излучение передается через световод 5 и лазерный наконечник 2 на объект операции, разрушая его. По мере проталкивания устройства на лазерный наконечник 2 оказывается осевое давление со стороны объекта операции, например склеротической бляшки. При этом лепестки 10 за счет деформации сжатия стремятся увеличить диаметр сферы, что создает давление на стенки кровеносного сосуда, вследствие которого кровеносный сосуд расширяется и кровоток в сосуде увеличивается. With the other hand, the surgeon moves the tube 1 towards the proximal part of the device. After the “opening” of the petals 10 in the form of arcs, a sphere with a diameter equal to the diameter of the vessel is formed on the distal part of the device. Moreover, when changing the diameter of the blood vessel (when moving the device), the diameter of the sphere formed by the petals 10 changes accordingly. Thus, the laser tip 2 is located along the axis formed by the petals of the sphere, and, as a consequence, along the axis of the blood vessel. After centering the laser tip 2 in the blood vessel, the laser unit is turned on and the laser radiation is transmitted through the optical fiber 5 and laser tip 2 to the object of the operation, destroying it. As the device is pushed, the axial pressure is exerted on the laser tip 2 from the side of the operation object, for example, a sclerotic plaque. In this case, the petals 10 due to compression deformation tend to increase the diameter of the sphere, which creates pressure on the walls of the blood vessel, due to which the blood vessel expands and the blood flow in the vessel increases.

Во время операции хирург осуществляет контроль за объектом операции в пораженном сосуде при помощи рентгена. Для этого через трубку 16 подают рентгеноконтрастную жидкость, которая протекает внутри направляющей 8 и выталкивается в зону операции через пустоты (продольные разрезы 9) между лепестками 10. During the operation, the surgeon monitors the object of the operation in the affected vessel using x-rays. For this, a radiopaque liquid is supplied through the tube 16, which flows inside the guide 8 and is pushed into the operation zone through voids (longitudinal sections 9) between the petals 10.

После окончания операции (разрушения атеросклеротического образования) хирург приводит устройство в исходное положение, для чего перемещает трубку 1 относительно полимерной направляющей 8 в сторону дистальной части катетера (как это показано на фиг.5). При этом лепестки 10 вытянутся по оси направляющей 8, после чего хирург извлекает устройство из кровеносного сосуда. After the operation (destruction of the atherosclerotic formation), the surgeon brings the device to its original position, for which it moves the tube 1 relative to the polymer guide 8 towards the distal part of the catheter (as shown in figure 5). In this case, the petals 10 are elongated along the axis of the guide 8, after which the surgeon removes the device from the blood vessel.

В соответствии с изобретением изготовлен опытный образец устройства диаметром 2,0 и 2,7 мм. Испытания опытного образца устройства для лазерной сосудистой хирургии прошли в ВНЦХ РАМН и подтвердили его высокие эксплуатационные характеристики, в частности возможность центрирования лазерного наконечника в полости кровеносного сосуда, что принципиально важно для существенного уменьшения термического ожога или травмирования стенок кровеносных сосудов. Проведенные испытания подтвердили эффективность настоящего устройства в части обеспечения механического расширения прооперированного участка сосуда с помощью гибких эластичных лепестков направляющей, что выгодно отличает данное устройство от всех известных устройств аналогичного назначения. In accordance with the invention, a prototype device with a diameter of 2.0 and 2.7 mm was manufactured. Tests of a prototype device for laser vascular surgery were held at the All-Russian Scientific Center for Medical Sciences and confirmed its high operational characteristics, in particular the possibility of centering the laser tip in the cavity of a blood vessel, which is fundamentally important for significantly reducing thermal burns or injuring the walls of blood vessels. Tests have confirmed the effectiveness of this device in terms of providing mechanical expansion of the operated section of the vessel using flexible elastic guide lobes, which distinguishes this device from all known devices of a similar purpose.

Claims

DEVICE FOR LASER VASCULAR SURGERY, containing a flexible polymer tube, a laser tip is fixed at one end, and a nozzle for supplying coolant to the laser tip is located at the other end, as well as a light guide located inside the polymer tube and in the central through channel of the nozzle, characterized in that the device further comprises means for centering the laser tip in the cavity of the blood vessel, a position lock means for centering with a sealing cuff and cut a bushing sleeve, as well as a spiral spring with coils pressed against each other, located coaxially with a flexible polymer tube inside it, while the centering tool is made in the form of an elastic polymer guide in the form of a tube with longitudinal through cuts at one of its ends, the elements between the cuts are arched petals, pre-formed by axial compressive deformation and heat treatment of the guide, the position lock is made with a through hole, the transition at one end into an expanded cylindrical cavity with a thread in which a sealing collar and a threaded sleeve are placed, the latch communicating with a through hole with a lateral channel for accommodating a nozzle with radiopaque liquid, the guide is placed coaxially with a gap relative to a flexible tube and one end with side of the petals is fastened with a laser tip and a flexible tube, and the other end is fixed in the through hole of the position lock located in front of the coaxial fitting no flexible tube.