一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统

摘要

本发明提供了一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，包括一个细长型的导管，导管的左右两端分别为导管近端和导管远端，所述导管近端具有导管的第一中轴线，导管的内腔设置有一个从导管近端延伸到导管远端的驱动轴，驱动轴的远端连接有一个旋转切刀，通过在导管近端旋转驱动轴带动旋转切刀的旋转从而完成腔内斑块旋切术；所述旋转切刀的近端固定有超声探头，所述超声探头伴随旋转切刀一起旋转，并同时发射超声和收集回声，从而完成超声成像以辅助腔内斑块旋切术。本发明通过在旋转切刀的近端固定了一个超声探头，超声探头成像可以为血管旋切术提供图像引导，使术者更安全地切除血管内的病灶。

权利要求

1.一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，包括一个细长型的导管(100)，所述导管(100)的左右两端分别为导管近端和导管远端，所述导管近端具有导管(100)的第一中轴线，其特征在于，所述导管(100)的内腔设置有一个从导管近端延伸到导管远端的驱动轴(109)，驱动轴(109)的远端连接有一个旋转切刀(104)，通过在导管近端旋转驱动轴(109)带动旋转切刀(104)的旋转从而完成腔内斑块旋切术；所述旋转切刀(104)的近端固定有超声探头(204)，所述超声探头(204)伴随旋转切刀(104)一起旋转，并同时发射超声和收集回声，从而完成超声成像以辅助腔内斑块旋切术；

导管(100)的导管壁(102)是由多分子材料构成的中空管状结构，导管壁(102)中含有金属细丝,从而使得导管壁(102)能够被定形，导管壁(102)在离导管远端10‑20mm处具有编织结构，导管壁(102)接近旋转切刀(104)的部分用不锈钢制成，以增加导管壁(102)的强度防止变形，导管壁(102)的远端开设有一个超声成像窗口(103)，所述超声探头(204)通过超声成像窗口(103)发射和接受超声波，从而完成超声成像；导管壁(102)靠近旋转切刀(104)的部分由不锈钢制成，以增加管壁的强度防止变形；

所述驱动轴(109)为具有中空的扭矩传输结构的弹簧管，弹簧管的内腔便于血管导丝穿过；

所述导管(100)在距离导管远端10‑20mm处具有一个弯折(108)，弯折(108)的远端具有导管(100)的第二中轴线(202)，所述第二中轴线(202)与第一中轴线正前方的夹角为10°‑

25°。

2.根据权利要求1所述的一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，其特征在于，导管近端通过近端接头(101)连接有一个病人交互单元(105)，所述病人交互单元(105)为一个中继装置，所述病人交互单元(105)连接有集成导管系统引擎(107)，所述集成导管系统引擎(107)用于提供斑块旋切术所需的能量并处理超声信号；所述病人交互单元(105)上设置有一个与所述近端接头(101)相配的接头(106)，接头(106)用于提供旋转切刀(104)所需的转矩并连接超声探头(204)。

3.根据权利要求1所述的一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，其特征在于，旋转切刀(104)包括刀锋(201)，所述刀锋(201)为螺旋形，所述刀锋(201)为一个或者多个，刀锋(201)沿着第二中轴线(202)旋转。

4.根据权利要求3所述的一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，其特征在于，所述旋转切刀(104)的转速小于(60)转/秒。

5.根据权利要求3所述的一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，其特征在于，旋转切刀(104)的近端有一个细长的延伸部分(203)，所述延伸部分(203)上有一个凹槽(301)，凹槽(301)用来放置超声探头(204)；所述旋转切刀(104)沿着第二中轴线(202)开设有一个便有血管导丝穿过的导丝通道(302)。

6.根据权利要求5所述的一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，其特征在于，超声探头(204)的声波出射方向取决于凹槽(301)的结构，声波出射方向与驱动轴(109)的夹角为45°‑90°。

7.根据权利要求1‑6任一所述的一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，其特征在于，超声探头(204)的厚度为200‑800μm。

说明书

一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统

技术领域

[0001] 本发明涉及血管内成像和血管狭窄的治疗，尤其涉及一种集成超声成像与激光消蚀术的导管系统。

背景技术

[0002] 外周动脉疾病能引起外周动脉阻塞，通常由血管的粥样硬化引起，从而引发血流减少，继而出现动脉供血不足的症状。经皮介入治疗手术通常将相应大小的球囊沿导丝送
到狭窄的节段，根据病变的特点用适当的压力和时间进行扩张，达到解除动脉狭窄的目的。
传统的治疗手段包括血管成形术和支架植入。斑块消蚀术则是一种介入辅助治疗技术，其
中包括斑块旋切术，斑块旋磨术，轨道旋切术和激光消蚀术等。这些治疗手段都是微创手
术，通常需要把一个血管导丝穿过血管狭窄或者堵塞的区域，顺着导丝，这些技术可以把探
头送至血管内需要治疗的区域。

[0003] 图像导航可以辅助血管导丝在经皮介入手术中的一部分功能，尤其是在治疗血管狭窄或者完全闭塞性的病变的过程中。X射线血管造影常被用来显示导丝以及血管在导丝
作用下的反应和状况。但是X射线的分辨率和其对人体组织的伤害使得它不能成为一种实
时监控斑块消蚀术的成像手段。

[0004] Jang等人在美国专利号US 5,383,460中提出了一种用IVUS引导定向斑块切除的技术方案。Snow等人在美国专利号US 8,597,315中也提出了用成像导管引导定向斑块切除
的技术方案。Simpson等人在美国专利号US 8,644,913中提出了用光学相干层析成像(OCT)
引导斑块旋切术的技术方案。以上方案的成像深度有限，在狭窄病变区域可能无法确定血
管的准确深度。

[0005] 综上所述，如何提供一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，结合局部非电离辐射成像技术和斑块消蚀术进一步为病人提供有效的治疗，已经成为亟需解决的问
题。

发明内容

[0006] 为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，包括一个细长型的导管100，导管100的左
右两端分别为导管近端和导管远端，导管近端具有导管100的第一中轴线，其特征在于，所
述导管100的内腔设置有一个从导管近端延伸到导管远端的驱动轴109，驱动轴109的远端
连接有一个旋转切刀104，通过在导管近端旋转驱动轴109带动旋转切刀104的旋转从而完
成腔内斑块旋切术；所述旋转切刀104的近端固定有超声探头204，所述超声探头204伴随旋
转切刀104一起旋转，并同时发射超声和收集回声，从而完成超声成像以辅助腔内斑块旋切
术。

[0007] 优选的，导管近端通过近端接头101连接有一个病人交互单元105，所述病人交互单元105为一个中继装置，所述病人交互单元105连接有集成导管系统引擎107，所述集成导
管系统引擎107用于提供斑块旋切术所需的能量并处理超声信号；所述病人交互单元105上
设置有一个与所述近端接头101相配的接头106，接头106用于提供旋转切刀104所需的转矩
并连接超声探头204。

[0008] 优选的，导管100的导管壁102是由多分子材料构成的中空管状结构，导管壁102在离导管远端10‑20mm处具有编织结构，导管壁102的远端开设有一个超声成像窗口103，所述
超声探头204通过超声成像窗口103发射和接受超声波，从而完成超声成像；导管壁102靠近
旋转切刀104的部分由不锈钢制成，以增加管壁的强度防止变形。

[0009] 优选的，驱动轴109为具有中空的扭矩传输结构的弹簧管，弹簧管的内腔便于血管导丝穿过。

[0010] 优选的，所述导管100在距离导管远端10‑20mm处具有一个弯折108，弯折108的远端具有导管100的第二中轴线202，所述第二中轴线202与第一中轴线正前方的夹角为10°‑
25°；通过旋转整个导管壁102，可以改变弯折108在血管里的方向，使得旋转切刀104能瞄准
所需的组织部位。

[0011] 优选的，旋转切刀104包括刀锋201，所述刀锋201为螺旋形，所述刀锋201为一个或者多个，刀锋201沿着第二中轴线202旋转。

[0012] 优选的，所述旋转切刀104的转速小于60转/秒。

[0013] 优选的，旋转切刀104的近端有一个细长的延伸部分203，所述延伸部分203上有一个凹槽301，凹槽301用来放置超声探头204；所述旋转切刀104沿着第二中轴线202开设有一
个便有血管导丝穿过的导丝通道302。

[0014] 优选的，超声探头204的厚度为200‑800μm。

[0015] 优选的，超声探头204的厚度选择在300‑600μm之间，这样能保证超声探头204的成像性能，同时较小的厚度能使得超声探头204能安装到旋转切刀104上，超声探头204的旋转
半径不超过导管100的外径，这样旋转时超声探头204就不会接触到血管组织，这样的组合
可以让超声探头204在血管内安全地旋转，超声探头204的成像可以为血管旋切术提供图像
引导，使术者更安全地切除血管内的病灶。

[0016] 优选的，超声探头204的声波出射方向取决于凹槽301的结构，声波出射方向与驱动轴109的夹角为45°‑90°。

[0017] 与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

[0018] 本发明提供一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，通过在旋转切刀的近端固定了一个超声探头，超声探头成像可以为血管旋切术提供图像引导，使术者更安全
地切除血管内的病灶。

附图说明

[0019] 图1为本发明的结构示意图；

[0020] 图2为本发明的导管远端的结构示意图；

[0021] 图3为本发明的导管远端沿第二中轴线的剖视图；

[0022] 图4为本发明的导管远端的俯视图。

[0023] 图中附图标记为：

[0024] 100‑导管，101‑近端接头，102‑导管壁，103‑超声成像窗口，104‑旋转切刀，105‑病人交互单元，106‑接头，107‑集成导管系统引擎，108‑弯折，109‑驱动轴；

[0025] 201‑刀锋，202‑第二中轴线，203‑延伸部分，204‑超声探头，205‑连接管壁；

[0026] 301‑凹槽，302‑导丝通道。

具体实施方式

[0027] 为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类
似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明
一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0028] 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0030] 本发明的一个宽泛实施例中，一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，包括一个细长型的导管100，导管100的左右两端分别为导管近端和导管远端，导管近端具
有导管100的第一中轴线，其特征在于，所述导管100的内腔设置有一个从导管近端延伸到
导管远端的驱动轴109，驱动轴109的远端连接有一个旋转切刀104，通过在导管近端旋转驱
动轴109带动旋转切刀104的旋转从而完成腔内斑块旋切术；所述旋转切刀104的近端固定
有超声探头204，所述超声探头204伴随旋转切刀104一起旋转，并同时发射超声和收集回
声，从而完成超声成像以辅助腔内斑块旋切术。

[0031] 优选的，导管近端通过近端接头101连接有一个病人交互单元105，所述病人交互单元105为一个中继装置，所述病人交互单元105连接有集成导管系统引擎107，所述集成导
管系统引擎107用于提供斑块旋切术所需的能量并处理超声信号；所述病人交互单元105上
设置有一个与所述近端接头101相配的接头106，接头106用于提供旋转切刀104所需的转矩
并连接超声探头204。

[0032] 优选的，导管100的导管壁102是由多分子材料构成的中空管状结构，导管壁102在离导管远端10‑20mm处具有编织结构，导管壁102的远端开设有一个超声成像窗口103，所述
超声探头204通过超声成像窗口103发射和接受超声波，从而完成超声成像；导管壁102靠近
旋转切刀104的部分由不锈钢制成，以增加管壁的强度防止变形。

[0033] 优选的，驱动轴109为具有中空的扭矩传输结构的弹簧管，弹簧管的内腔便于血管导丝穿过。

[0034] 优选的，所述导管100在距离导管远端10‑20mm处具有一个弯折108，弯折108的远端具有导管100的第二中轴线202，所述第二中轴线202与第一中轴线正前方的夹角为10°‑
25°；通过旋转整个导管壁102，可以改变弯折108在血管里的方向，使得旋转切刀104能瞄准
所需的组织部位。

[0035] 优选的，旋转切刀104包括刀锋201，所述刀锋201为螺旋形，所述刀锋201为一个或者多个，刀锋201沿着第二中轴线202旋转。

[0036] 优选的，所述旋转切刀104的转速小于60转/秒。

[0037] 优选的，旋转切刀104的近端有一个细长的延伸部分203，所述延伸部分203上有一个凹槽301，凹槽301用来放置超声探头204；所述旋转切刀104沿着第二中轴线202开设有一
个便有血管导丝穿过的导丝通道302。

[0038] 优选的，超声探头204的厚度为200‑800μm。

[0039] 优选的，超声探头204的厚度选择在300‑600μm之间，这样能保证超声探头204的成像性能，同时较小的厚度能使得超声探头204能安装到旋转切刀104上，超声探头204的旋转
半径不超过导管100的外径，这样旋转时超声探头204就不会接触到血管组织，这样的组合
可以让超声探头204在血管内安全地旋转，超声探头204的成像可以为血管旋切术提供图像
引导，使术者更安全地切除血管内的病灶。

[0040] 优选的，超声探头204的声波出射方向取决于凹槽301的结构，声波出射方向与驱动轴109的夹角为45°‑90°。

[0041] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合优选实施例和附图，对本发明进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不限制本发
明。

[0042] 如图1‑4所示，一种集成超声成像与腔内斑块旋切术的导管系统，包括一个细长型的导管100，具有至少一个第一中轴线。导管100的左边为导管近端，右边为导管远端。从导
管近端向导管远端分别具有近端接头101，导管壁102，超声成像窗口103和旋转切刀104。导
管的近端接头101与一个病人交互单元105连接。病人交互单元105上有一个与导管近端接
头101匹配的接头106，可以用来提供旋转切刀104所需的转矩并连接超声探头204。这个病
人交互单元105是一个体积质量很小的中继装置，可以被连接到集成导管系统引擎107上。
集成导管系统引擎107提供斑块旋切术所需的能量并处理超声信号。

[0043] 导管壁102是由多分子材料构成的中空管状结构。导管壁102在离导管远端10‑20mm处具有编织结构，在多分子材料做成的导管壁102中含有金属细丝,如不锈钢等，从而
使得导管壁102能够被定形。使用时，可以对导管远端预成型一个10°到25°的弯折108，这样
可以通过转动导管近端的导管壁102来改变导管远端旋转切刀104的方向。导管壁102的远
端有一个超声成像窗口103。导管100内部的超声探头204可以通过超声成像窗口103发射和
接受超声波，从而完成超声成像。

[0044] 驱动轴109从导管100的内腔中通过,驱动轴109优选弹簧管等中空的扭矩传输结构，使得血管导丝可以从驱动轴109的内腔穿过。驱动轴109的近端可以被病人交互单元105
上的接头106带动旋转，它的远端连接旋转切刀104并带动其旋转。

[0045] 旋转切刀104具有刀锋201，刀锋201可沿着第二中轴线202旋转；旋转切刀104的近端有一个细长的延伸部分203，是旋转切刀104的一部分。整个旋转切刀104，包括刀锋201和
延伸部分203可以通过可以铸造获得。旋转切刀104可以绕着所述的第二中轴线202低速转
动，其转速可以小于60转/秒。切刀可以匀速、变速转动，甚至可以变换转动的方向。旋转切
刀104具有一个或者几个切割刀锋201，刀锋201可以是螺旋型的。

[0046] 延伸部分203具有一个凹槽301，用来放置超声探头204。图2示出了一个声波出射角度与第二中轴线202成90°的示范性的实施例。本实施例中，导管壁102接近旋转切刀104
的部分可以用不锈钢制成，以增加导管壁102的强度防止变形。超声成像窗口103是沿着导
管壁102上的一个开口。超声成像窗口103保留了一部分的连接管壁205来保持切刀附近的
管壁的形状。当超声探头204旋转至连接管壁205所对应的角度时，导管壁102会阻挡超声波
的传播从而影响在这些角度上的超声成像。所以连接管壁205应该在保持管壁圆柱形不变
形的情况下尽可能地减少在圆周方向上的长度，从而增加超声成像的角度。

[0047] 旋转切刀104的近端的延伸部分203上有一个凹槽301，用来放置超声探头204。凹槽301的底部角度决定了超声声波的出射角度。导丝通道302沿着第二中轴线202穿过旋转
切刀104，使得血管导丝可以穿过该导丝通道302。

[0048] 在图4中可以看到超声探头204的正面，也可以看到超声探头204和超声成像窗口103的相对位置。图中显示了超声探头204未被连接管壁205阻挡，透过超声成像窗口103成
像的示范性实施例。

[0049] 本发明在使用时，通过同时转动旋转切刀104和固定在旋转切刀104上的超声探头204，利用转动的旋转切刀104移除血管中的狭窄病变，并利用超声探头204对血管成像，利
用超声图像中的信息，例如血管中膜的位置，来判断旋转切刀104和血管组织的位置，当旋
转切刀104离血管组织很接近的时候，通过转动导管壁102从而调整旋转切刀104移除组织
的方向。

[0050] 最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然
可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替
换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精
神和范围。