RU2044519C1

RU2044519C1 - Device for laser vascular surgery

Info

Publication number: RU2044519C1
Application number: RU93025174A
Authority: RU
Inventors: Алексей Стефанович Полунченко
Original assignee: Алексей Стефанович Полунченко
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1995-09-27

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: this device incorporates light guide enclosed in polymer tube, laser end fitting, helical spring and collet whose nonworking end portion is connected to laser end fitting by thread portion. Light guide is securely positioned in through opening of collet. Helical spring is tightly fitted on light guide envelope and its one end is attached to collet external surface or securely positioned inside its opening. EFFECT: more sophisticated design. 7 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для разрушения патологических образований в кровеносных сосудах, бронхах и т.п. с помощью лазерного излучения. The invention relates to medical equipment, and in particular to devices for the destruction of pathological formations in blood vessels, bronchi, etc. using laser radiation.

Известно устройство для лазерной сосудистой хирургии в виде световода с лазерным наконечником. A device for laser vascular surgery in the form of a fiber with a laser tip.

Существенным недостатком известного устройства является отсутствие системы охлаждения лазерного наконечника, что обуславливает быстрое механическое разрушение крепления лазерного наконечника и световода. Низкие эксплуатационные качества данного устройства делают его практически, непригодным в медицинской практике. A significant disadvantage of the known device is the lack of a cooling system for the laser tip, which leads to rapid mechanical destruction of the fastening of the laser tip and fiber. The low performance of this device makes it practically unsuitable 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 и штуцера расположен световод, зафиксированный на дистальном конце трубки при помощи цанги, которая закреплена в полости трубки. Световод смонтирован в центральном сквозном отверстии цанги, которая при помощи резьбы соединена с лазерным наконечником. 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 fitting for supplying coolant to the laser tip. Inside the cavity of the polymer tube and the fitting there is a light guide fixed at the distal end of the tube with a collet, which is fixed in the cavity of the tube. The optical fiber is mounted in the central through hole of the collet, which is connected to the laser tip by means of a thread. The device is used for various kinds of surgical operations on blood vessels, in particular, for the destruction of atherosclerotic formations.

Существенными недостатками данного устройства является низкая надежность крепления световода в цанге и, вследствие этого, большая вероятность смещения световода относительно цанги, возникающая при изгибах катетера в процессе разрушения патологических образований. Смещение световода может привести к сильному разогреву дистальной части катетера и отрыву лазерного наконечника. В силу чего, обеспечение надежности крепления световода в цанге на дистальном конце катетера является одной из узловых конструктивных задач при разработке и эксплуатации лазерных катетеров. В частности, для увеличения надежности крепления световода в цанге увеличивают длину цанги. Однако при этом увеличивается длина несгибаемой части катетера и увеличивается радиус его изгиба, что приводит к снижению эффективности использования катетера и ограничению его медицинских хирургических возможностей. Significant disadvantages of this device is the low reliability of fastening the fiber in the collet and, as a result, there is a greater likelihood of the fiber shifting relative to the collet that occurs when the catheter bends during the destruction of pathological formations. The displacement of the fiber can lead to strong heating of the distal part of the catheter and the separation of the laser tip. For this reason, ensuring the reliability of fastening the fiber in the collet at the distal end of the catheter is one of the key structural tasks in the development and operation of laser catheters. In particular, to increase the reliability of fastening the optical fiber in the collet, the collet length is increased. However, this increases the length of the bendable part of the catheter and increases the radius of its bend, which leads to a decrease in the efficiency of use of the catheter and the limitation of its medical surgical capabilities.

Цель изобретения повышение безопасности эксплуатации катетера и эффективности проведения хирургических операций на кровеносных сосудах за счет повышения надежности крепления световода в цанге катетера. При этом решается задача уменьшения длины "несгибаемой части" лазерного наконечника и возможности проведения операций в кровеносных сосудах с малыми радиусами изгиба. The purpose of the invention is to increase the safety of operation of the catheter and the effectiveness of surgical operations on blood vessels by increasing the reliability of fastening the fiber in the catheter collet. In this case, the problem of reducing the length of the "unbendable part" of the laser tip and the possibility of performing operations in blood vessels with small bending radii is solved.

Цель достигается тем, что 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, расположенный внутри полимерной трубки и в центральном сквозном канале штуцера, световод закреплен в сквозном отверстии цанги лазерного наконечника, цанга резьбовой частью соединена с лазерным наконечником, а на ее цилиндрической части выполнены кольцевые выступы, взаимодействующие с внутренней поверхностью полимерной трубки катетера, снабжено спиральной пружиной, закрепленной коаксиально на дистальной части световода под полимерной оболочкой катетера. Дистальная часть пружины закреплена на цилиндрической части цанги лазерного наконечника. Как вариант конструктивной реализации, пружина может быть закреплена во внутреннем отверстии цанги. The goal is achieved by the fact that the device for laser vascular surgery, containing a catheter in the form of a flexible polymer tube, on the distal end of which is attached a laser tip, and on the proximal fitting for supplying coolant to the laser tip, as well as a light guide located inside the polymer tube and in the central the through channel of the fitting, the optical fiber is fixed in the through hole of the collet of the laser tip, the collet is threadedly connected to the laser tip, and ring-shaped are made on its cylindrical part the protrusions interacting with the inner surface of the catheter’s polymer tube are provided with a coil spring fixed coaxially on the distal part of the fiber under the catheter’s polymer sheath. The distal part of the spring is mounted on the cylindrical part of the collet of the laser tip. As an embodiment, the spring can be fixed in the inner hole of the collet.

На фиг. 1 представлен общий вид катетера; на фиг.2 конструктивная схема устройства дистальной части катетера; на фиг.3 лазерный наконечник сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 цанга катетера, сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 схема цанги катетера; на фиг.6 цанга катетера, вид В; на фиг.7 вариант крепления пружины световода в отверстии цанги. In FIG. 1 shows a general view of a catheter; figure 2 structural diagram of the device distal part of the catheter; figure 3 laser tip section aa in figure 2; in Fig.4 collet of the catheter, section bB in Fig.2; figure 5 diagram of the collet of the catheter; Fig.6 collet of the catheter, view B; Fig.7 option mounting spring of the fiber in the hole of the collet.

Устройство для лазерной сосудистой хирургии содержит катетер в виде гибкой полимерной трубки 1 (фиг.1), на дистальном конце которой закреплен лазерный наконечник 2 (фиг.2) с закрепленной в нем сапфировой или кварцевой вставкой 3. На проксимальном конце трубки 1 закреплен штуцер 4 для подачи охлаждающей жидкости к лазерному наконечнику 2, который имеет отверстие 5 для выхода охлаждающей жидкости. Внутри гибкой трубки 1 и в центральном сквозном канале штуцера 4 (не показано) размещен световод 6 для проведения лазерного излучения к лазерному наконечнику 2. Конец световода 6 жестко зафиксирован от осевого перемещения на дистальном конце катетера при помощи цанги 7 и пружины 8. В центральном канале штуцера 4 световод 6 плотно обжат резиновой манжетой (не показано). Цанга 7 имеет цилиндрическую часть 9 и резьбовую часть 10, разделенные выступом 11. Цанга 7 своей резьбовой частью 10 соединена с лазерным наконечником 2. В цанге 7 выполнено сквозное осевое отверстие 12 (фиг.5), в котором размещен световод 6. На цилиндрической части 9 цанги 7 прорезан паз 13, обеспечивающий возможность сжатия цанги 7 для фиксации световода 6, а также для проведения охлаждающей жидкости к лазерному наконечнику 2. Цилиндрическая часть 9 цанги 7 жестко закреплена внутри полимерной трубки 1 за счет кольцевых выступов 14, выполненных на ее цилиндрической части (фиг.5). Кольцевые выступы 14 выполнены в виде зубьев, которые взаимодействуют с внутренней поверхностью полимерной трубки 1, обеспечивая надежное фрикционное сопряжение данного узла. Световод 6, закрепленный в цанге 7, имеет центральный кварцевый стержень 15 и многослойную оболочку с наружной защитной оболочкой 16, выполненной, например, из фторопласта. Оконечная часть 17 световода 6 (фиг.2) зачищена до кварцевого стержня 15 и расположена в сквозном отверстии 12 цанги 7 с зазором 18, необходимым для проведения охлаждающей жидкости к лазерному наконечнику 2. Цанга 7 обжимает световод 6 с защитной оболочкой 16 на длине цилиндрической части 9 цанги 7 за исключением небольшого участка длиной около 0,5 мм, на которой расположена оконечная часть 17 световода 6. При этом обеспечивается зазор 19, необходимый для проведения охлаждающей жидкости через патрубок 20 штуцера 4. 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 mounted (Fig. 2) with a sapphire or quartz insert 3 fixed therein. A fitting 4 is fixed at the proximal end of the tube 1 for supplying coolant to the laser tip 2, which has an opening 5 for the exit of the coolant. Inside the flexible tube 1 and in the central through channel of the nozzle 4 (not shown), a light guide 6 is arranged for conducting laser radiation to the laser tip 2. The end of the light guide 6 is rigidly fixed from axial movement at the distal end of the catheter using a collet 7 and a spring 8. In the central channel the fitting 4 of the light guide 6 is tightly compressed with a rubber sleeve (not shown). The collet 7 has a cylindrical part 9 and a threaded part 10 separated by a protrusion 11. The collet 7 is connected with a laser tip 2 by its threaded part 10. A through axial hole 12 (Fig. 5) is made in the collet 7, in which the light guide 6 is placed. On the cylindrical part 9 of the collet 7, a groove 13 is cut so that the collet 7 can be compressed to fix the fiber 6, as well as to conduct coolant to the laser tip 2. The cylindrical part 9 of the collet 7 is rigidly fixed inside the polymer tube 1 due to the annular protrusions 14 made on its cylinder Indric part (figure 5). The annular protrusions 14 are made in the form of teeth that interact with the inner surface of the polymer tube 1, providing reliable frictional coupling of this node. The light guide 6 fixed in the collet 7 has a central quartz rod 15 and a multilayer sheath with an outer protective sheath 16 made, for example, of fluoroplastic. The end part 17 of the light guide 6 (Fig. 2) is stripped to the quartz rod 15 and is located in the through hole 12 of the collet 7 with a gap 18 necessary for conducting coolant to the laser tip 2. The collet 7 compresses the light guide 6 with the protective sheath 16 along the length of the cylindrical part 9 of the collet 7 with the exception of a small section with a length of about 0.5 mm, on which the end part 17 of the optical fiber 6 is located. At the same time, a gap 19 is provided for the coolant to pass through the nozzle 20 of the fitting 4.

Для обеспечения надежного крепления световода 6 на дистальной части катетера на световод 6 плотно надета спиральная пружина 8, выполненная из круглой или плоской проволоки и имеющая зазоры между витками. Пружина 8 может быть выполнена, например, из нержавеющего сплава 40КНХМ. Для катетеров с наружным диаметром до 3 мм толщина ленты выбирается в диапазоне 0,06-0,2 мм. Отношение толщины ленты к ее ширине выбирается в диапазоне 1/1,5-1/3. Дистальная часть пружины 8 закреплена на цилиндрической части 9 цанги 7. Как вариант конструктивной реализации пружина 8 может быть закреплена во внутреннем отверстии 12 цанги 7. To ensure reliable fastening of the light guide 6 on the distal part of the catheter, the helical spring 8 is tightly mounted on the light guide 6, made of round or flat wire and having gaps between the turns. The spring 8 can be made, for example, of stainless alloy 40KNXM. For catheters with an outer diameter of up to 3 mm, the thickness of the tape is selected in the range of 0.06-0.2 mm. The ratio of the thickness of the tape to its width is selected in the range of 1 / 1.5-1 / 3. The distal part of the spring 8 is fixed on the cylindrical part 9 of the collet 7. As an embodiment, the spring 8 can be fixed in the inner hole 12 of the collet 7.

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

Хирург проводит катетер в кровеносном русле до места пораженного участка сосуда. Контроль за катетером осуществляется при помощи рентгена. При контакте лазерного наконечника 2 с пораженным участком сосуда включают лазерную установку и лазерное излучение передается через световод 6 и вставку 3 лазерного наконечника 2 на объект операции, разрушая его. The surgeon conducts a catheter in the bloodstream to the site of the affected area of the vessel. The catheter is monitored by x-ray. When the laser tip 2 is in contact with the affected area of the vessel, the laser unit is turned on and the laser radiation is transmitted through the light guide 6 and the insert 3 of the laser tip 2 to the object of the operation, destroying it.

Для охлаждения дистального конца световода 6 и дистальной части катетера через патрубок 20 штуцера 4 подают охлаждающую жидкость (физиологический раствор), которая протекает внутри трубки 1 и через зазоры в пазу 13, зазор 19 и 18 в отверстии 12 подается к лазерному наконечнику 2 и под давлением выталкивается в зону операции через отверстие 5. To cool the distal end of the fiber 6 and the distal part of the catheter, coolant (physiological solution) is supplied through the pipe 20 of the fitting 4, which flows inside the tube 1 and through the gaps into the groove 13, the gap 19 and 18 in the hole 12 is supplied to the laser tip 2 and under pressure pushed into the area of operation through the hole 5.

В процессе эксплуатации катетер претерпевает многочисленные изгибы, за счет которых возникают усилия, стремящиеся сместить световод 6 коаксиально трубке 1 катетера. Эти усилия возникают за счет разницы упругих деформаций трубки 1 и световода 6 во время изгиба катетера. При этом, даже малое перемещение световода 6 относительно трубки 1 может привести к сильному оплавлению трубки катетера и отрыву лазерного наконечника 2 от катетера. В разработанном устройстве не происходит перемещения световода 6 относительно трубки 1, поскольку найденные технические решения позволяют оптимальным образом сбалансировать (в дистальной части катетера) усилия упругих деформаций, возникающие в различных элементах катетера при его изгибах. During operation, the catheter undergoes numerous bends, due to which there are efforts that tend to shift the light guide 6 coaxially to the tube 1 of the catheter. These forces arise due to the difference in the elastic deformations of the tube 1 and the light guide 6 during bending of the catheter. Moreover, even a small movement of the fiber 6 relative to the tube 1 can lead to a strong melting of the catheter tube and the separation of the laser tip 2 from the catheter. In the developed device, the fiber 6 does not move relative to the tube 1, since the technical solutions found allow one to optimally balance (in the distal part of the catheter) the elastic deformation forces arising in various elements of the catheter during its bending.

Устранение возможности перемещения световода 6 в полости трубки 1 достигается тем, что световод 6 жестко зафиксирован в сквозном отверстии 12 цанги 7 на длине цилиндрической части 9, которая (в свою очередь) закреплена внутри трубки 1 при помощи кольцевых выступов 14, которые надежно сцеплены с внутренней поверхностью трубки 1. The elimination of the possibility of moving the fiber 6 in the cavity of the tube 1 is achieved by the fact that the fiber 6 is rigidly fixed in the through hole 12 of the collet 7 along the length of the cylindrical part 9, which (in turn) is fixed inside the tube 1 by means of annular protrusions 14, which are reliably engaged with the inner tube surface 1.

Для повышения надежности фиксации световода 6 от возможности его перемещения, часть световода 6 плотно обвита витками пружины 8, дистальная часть которой жестко зажата между цилиндрической частью 9 цанги 7 и внутренней поверхностью трубки 1. При этом, пружина 8 не уменьшает гибкости дистальной части катетера, а, наоборот, увеличивает ее за счет возможности уменьшения длины цанги 7 в результате действия деформации в осевом направлении. Это существенно повышает эксплуатационную эффективность данной конструкции катетера, поскольку обеспечивает возможность проведения операций на сосудах с малыми радиусами изгиба. To improve the reliability of the fixation of the fiber 6 from the possibility of its movement, part of the fiber 6 is tightly entwined with coils of spring 8, the distal part of which is rigidly sandwiched between the cylindrical part 9 of the collet 7 and the inner surface of the tube 1. Moreover, the spring 8 does not reduce the flexibility of the distal part of the catheter, and on the contrary, it increases due to the possibility of reducing the length of the collet 7 as a result of the deformation in the axial direction. This significantly increases the operational efficiency of this design of the catheter, since it provides the ability to conduct operations on vessels with small bending radii.

В соответствии с изобретением изготовлен опытный образец устройства для лазерной сосудистой хирургии. Испытания опытного образца, проведенные в ВНЦХ РАМН, подтвердили высокие эксплуатационные характеристики устройства и его высокую надежность в части крепления световода в полости полимерной трубки катетера. In accordance with the invention, a prototype device for laser vascular surgery. Tests of the prototype carried out at the All-Russian Scientific Center of Medical Sciences confirmed the high operational characteristics of the device and its high reliability in terms of attaching the fiber to the cavity of the catheter’s polymer tube.

Claims

DEVICE FOR LASER VASCULAR SURGERY, containing a flexible polymer tube connected at one end to a laser tip, and at the other end with a nozzle for supplying coolant to the laser tip, as well as a light guide with a sheath located inside the polymer tube and in the central through channel of the nozzle, characterized the fact that the device additionally contains a coil spring and a collet, while the non-working end of the rod is connected to the laser tip with a thread, on the outer surface of the working part of the collet the annular protrusions on which the polymer tube is fixed, the optical fiber is fixed in the through hole of the collet, and the spiral spring is tightly mounted on the sheath of the optical fiber and is fixed at one end on the outer surface of the collet or inside its opening.