Активный артериальный фильтр эмболизации (варианты) и способ улавливания эмболов в кровотоке (варианты) - RU2221599C2

Чертежи

Показать все 9 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится, в общем, к артериальному фильтру и способу фильтрования потока крови, проходящего в полости трубчатого органа. Более конкретно, настоящее изобретение относится к активному артериальному фильтру эмболизации и способу активного улавливания и удаления эмболов из сосуда, подвергаемого обработке.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Хорошо известна потребность в артериальном барьере или фильтре для предотвращения эмболизации частиц вниз по течению потока от области, подвергаемой обработке, в артериальной системе, например, в чрескожной транслюминальной ангиопластике. Эта потребность становится особенно очевидной и более актуальной по мере того, как процедура чрескожной транслюминальной ангиопластики (с помощью катетера) сонных артерий становится все более обычной операцией. Одним из главных рисков использования стентов для реконструкции просвета в сонных артериях является опасность дрейфа эмболов вниз по течению крови от области, подвергаемой обработке, и побуждение преходящего нарушения мозгового кровообращения. До настоящего времени для предотвращения этой опасности для пациента использовали несколько стандартных устройств. Эти устройства являются пассивными устройствами. Одним таким стандартным устройством является баллон, смонтированный на катетере или на проволочном направителе, который надувают на некотором расстоянии от обрабатываемого поражения. Другим таким стандартным устройством является зонтообразный фильтр, устанавливаемый на некотором расстоянии от обрабатываемого поражения. Основным недостатком этих стандартных фильтров является то, что эти стандартные фильтры или барьеры могут значительно уменьшить или даже блокировать поток крови от обрабатываемой артерии к мозгу, например, в сонной артерии. Другой недостаток этих устройств заключается в том, что они являются пассивными.

ЗАДАЧИ И КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства и способа для активного удаления эмболов из артериального кровообращения.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение получения устройства для размещения активного фильтра эмболизации в целевой области полости трубчатого органа, которое содержит двигатель, имеющий ближний конец и дальний конец. Двигатель имеет продольный канал и предусмотрен с фрикционной зоной двигателя, расположенной в продольном канале, причем фрикционная зона двигателя выполнена с возможностью обеспечения избирательного вращения двигателя вокруг продольной оси проволочного направителя, расположенной в продольном канале. Проволочный направитель, имеющий продольную ось, расположен в продольном канале, причем проволочный направитель и продольный канал имеют такие размеры и конфигурацию, чтобы обеспечивать трение между фрикционной зоной двигателя и проволочным направителем величиной, величины которого достаточно для того, чтобы позволять двигателю изменять положение относительно проволочного направителя посредством вращения вокруг продольной оси проволочного направителя, когда двигатель возбужден. Множество поддающихся избирательному развертыванию лопастей соединено с двигателем и выполнено с возможностью избирательного перемещения между первым сложенным положением (или положением хранения), когда двигатель не возбужден, и вторым (или развернутым) положением, когда двигатель возбужден. Лопасти дополнительно приспособлены инициировать спиральный кровоток в крови, проходящей через полость трубчатого органа для отклонения эмболов к внутренней стенке полости трубчатого органа, когда лопасти находятся во втором (или развернутом) положении.

В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения лопасти выполнены с возможностью перемещения во второе (или развернутое) положение благодаря центробежной силе, прикладываемой к ним, когда двигатель побуждает их вращаться вокруг продольной оси проволочного направителя. Тромбоулавливающий желоб, имеющий закрытую нижнюю торцевую поверхность и открытую верхнюю торцевую поверхность, соединен с двигателем и выполнен с возможностью избирательного перемещения между первым положением (или положением хранения), когда двигатель не возбужден, и вторым (или развернутым) положением, когда двигатель возбужден. Тромбоулавливающий желоб наиболее удален от центра лопастей, причем открытая верхняя торцевая поверхность тромбоулавливающего желоба расположена между закрытой нижней торцевой поверхностью тромбоулавливающего желоба и лопастями, когда тромбоулавливающий желоб расположен во втором (или развернутом) положении. Размеры тромбоулавливающего желоба выбраны такими, что в том случае, когда он находится во втором (или развернутом) положении, внешняя стенка тромбоулавливающего желоба находится в контактном взаимодействии с внутренней стенкой полости трубчатого органа, подвергаемого обработке. Для избирательного возбуждения двигателя и активации фрикционной зоны двигателя предусмотрены специальные средства.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение получения устройства для размещения активного фильтра эмболизации в целевой области полости трубчатого органа, которое содержит цилиндрическую оболочку, имеющую ближний конец и дальний конец. Оболочка имеет продольный канал, выполненный с возможностью разрешения избирательного перемещения оболочки вдоль продольной оси проволочного направителя, расположенной в продольном канале. Проволочный направитель, имеющий продольную ось, расположен в продольном канале. Поддающийся избирательному развертыванию инициатор спирального кровотока соединен с оболочкой и выполнен с возможностью избирательного перемещения между первым сложенным положением (или положением хранения) и вторым (или развернутым) положением и приспособлен инициировать спиральный кровоток крови, проходящей через полость трубчатого органа, и отклонения эмболов к внутренней стенке полости трубчатого органа, когда инициатор спирального кровотока находится во втором (или развернутом) положении.

В предпочтительном варианте осуществления инициатор спирального кровотока перемещается из первого сложенного положения (или положения хранения) во второе (или развернутое) положение посредством центробежной силы, сообщаемой вращающимся двигателем. Тромбоулавливающий желоб, имеющий закрытую нижнюю торцевую поверхность и открытую верхнюю торцевую поверхность и выполненный с возможностью избирательного перемещения между первым сложенным положением (или положением хранения) и вторым (или развернутым) положением, расположен на проволочном направителе, будучи наиболее удаленным от центра инициатора спирального кровотока. Когда инициатор спирального кровотока и тромбоулавливающий желоб находятся во втором (или развернутом) положении, открытая верхняя торцевая поверхность тромбоулавливающего желоба расположена между закрытой нижней торцевой поверхностью тромбоулавливающего желоба и инициатором спирального кровотока. Для обеспечения избирательного перемещения инициатора спирального кровотока и тромбоулавливающего желоба между первым сложенным положением (или положением хранения) и вторым (или развернутым) положением предусмотрены специальные средства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - иллюстрация цилиндрического двигателя и проволочного направителя, используемых в одном варианте осуществления настоящего изобретения для размещения активного фильтра эмболизации в целевой области полости трубчатого органа.

Фиг.2 - поперечный разрез варианта осуществления настоящего изобретения, сделанный по линии А-А, показанной на фиг.1.

Фиг. 3 - вид сбоку предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются двигатель и проволочный направитель, иллюстрируемые на фиг.1 и фиг.2.

Фиг.3А - разрез, сделанный по линии А-А, показанной на фиг.3.

Фиг. 4 - иллюстрация крепления лопастей устройства, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 5 - иллюстрация альтернативного варианта осуществления крепления лопастей устройства, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 6 - иллюстрация альтернативного варианта осуществления крепления лопастей устройства, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 7 - вид сбоку другого варианта осуществления крепления лопастей устройства, соответствующего настоящему изобретению, в котором используется спиральный инициатор кровотока.

Фиг. 8 - иллюстрация одного варианта осуществления для избирательного открывания и закрывания верхнего конца тромбоулавливающего желоба, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 9 - иллюстрация альтернативного варианта осуществления для избирательного открывания и закрывания верхнего конца тромбоулавливающего желоба, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг.10А - иллюстрация варианта осуществления, в котором используется оболочка, расположенная в первом положении в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 10В - иллюстрация оболочки, показанной на фиг.10А, расположенной во втором положении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Миниатюрные вибрационные керамические двигатели хорошо известны на предшествующем уровне техники и описаны в патенте США 5453653, выданном Цумерису, описание которого включено в эту заявку в качестве ссылки. Такие двигатели могут быть сделаны очень небольшими и любой конфигурации, кроме того, они работают путем контактного взаимодействия с поверхностью, которого достаточно для генерации достаточной величины трения, чтобы давать возможность двигателю "ползти" по контактной поверхности и изменять свое положение относительно контактной поверхности при возбуждении двигателя. Такие двигатели могут быть адекватно изолированы для того, чтобы работать в водных окружающих средах. Их небольшие размеры и низкий уровень потребляемой энергии делают их особенно пригодными для применения внутри живых организмов.

На фиг. 1 приведено изометрическое изображение части одного варианта осуществления настоящего изобретения, а также показан цилиндрический двигатель 1, имеющий сквозной продольный канал 5. В продольном канале 5 проходит проволочный направитель 2. На фиг.2 представлен поперечный разрез, сделанный по линии А-А, показанной на фиг.1, и показано, что двигатель 1, предпочтитеьно цилиндрический, имеет внешнюю поверхность 3 и внутреннюю поверхность 4, ограничивающую продольный канал 5. Внутренняя поверхность 4, ограничивающая продольный канал 5, предусмотрена с фрикционной зоной 6, выполненной с возможностью контактного взаимодействия с проволочным направителем 2. Продольный канал 5 и проволочный направитель 2 имеют такие размеры и конфигурацию, что в том случае, когда двигатель 1 возбужден, фрикционная зона 6 входит в контактное взаимодействие с проволочным направителем 2 и двигатель 1 вращается вокруг продольной оси 52 проволочного направителя 2, изменяя, таким образом, свое положение относительно проволочного направителя 2. В одном варианте осуществления, показанном на фиг.2, смещающее средство, например, пластинчатая пружина 7, используется для смещения проволочного направителя 2 к фрикционной зоне 6 двигателя 1.

На фиг.3 представлен вид сбоку предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются двигатель и проволочный направитель, показанные на фиг.1 и фиг.2. На фиг.3А иллюстрируется разрез, сделанный по линии А-А, показанной на фиг.3. К двигателю 1 присоединено множество лопастей 8, поддающихся избирательному развертыванию. Лопасти 8 выполнены так, чтобы поддаваться избирательному перемещению между первым сложенным положением (или положением хранения) 9, когда двигатель 1 не возбужден, и вторым (или развернутым) положением 10, когда двигатель 1 возбужден. Квалифицированным в этой области техники специалистам хорошо известно широкое множество средств, которые пригодны для избирательного перемещения лопастей 8 между первым положением (или положением хранения) 9 и вторым (или развернутым) положением 10. В одном варианте осуществления лопасти 8 могут быть выполнены из упругого материала и могут двигаться из первого положения (или положения хранения) 9 во второе (или развернутое) положение 10 под действием их собственной силы упругости после освобождения проволочного фиксатора 11. После завершения обработки проволочный фиксатор 11 может быть активирован для перемещения лопастей 8 из второго (или развернутого) положения 10 в первое положение (или положение хранения) 9 для облегчения удаления.

В другом варианте осуществления для избирательного перемещения лопастей 8 между первым положением (или положением хранения) 9 и вторым (или развернутым положением) 10 используют оболочку 24, поддающуюся избирательному перемещению вдоль продольной оси проволочного направителя 2. Как показано на фиг. 10А, когда оболочка 24 находится в первом положении 25, то лопасти 8 расположены в первом положении (или положении хранения) 9, и, как показано на фиг.10В, когда оболочка 24 находится во втором положении 26, то лопасти 8 свободны для движения во второе (или развернутое) положение 10. Лопасти 8 возвращают в первое положение (или положение хранения) 9 посредством перемещения оболочки 24 в первое положение 25.

В другом предпочтительном варианте осуществления лопасти 8 могут быть присоединены к рычагам 12, которые соединены с двигателем 1 через посредство пружин 13, как показано на фиг.4. В еще одном предпочтительном варианте осуществления лопасти 8 непосредственно соединены с двигателем 1 через посредство пружин 14, как показано на фиг.5. В особенно предпочтительном варианте осуществления лопасти 8 соединены с рычагами 12, которые шарнирно соединены с двигателем 1, а рычаги 12 предусмотрены с пружинами 15, как показано на фиг.6, которые нормально удерживают рычаги 12 и лопасти 8 в первом положении (или положении хранения) 9.

В особенно предпочтительном варианте осуществления лопасти имеют такие размеры и конфигурацию, что в том случае, когда двигатель 1 возбужден и начинает вращаться вокруг продольной оси проволочного направителя 2, центробежная сила вращающегося двигателя 1 побуждает лопасти 8 перемещаться из первого положения (или положения хранения) 9 во второе (или развернутое) положение 10, и когда двигатель 1 прекращает вращение, отсутствие центробежной силы побуждает лопасти 8 перемещаться в первое сложенное положение (или положение хранения) 9. Лопасти 8 имеют такие размеры и конфигурацию, чтобы при вращении они инициировали спиральный кровоток в крови, проходящей через полость трубчатого органа. Спиральное или вихревое движение, вызываемое вращающимися лопастями 8, побуждает эмболы отклоняться к стенкам полости трубчатого органа и двигаться вблизи внутренней стенки полости трубчатого органа при прохождении эмболов с потоком крови через полость трубчатого органа. После этого эмболы улавливаются желобом, расположенным вокруг внутренней поверхности полости трубчатого органа. Желоб захватывает эмболы, но позволяет крови проходить через центр полости трубчатого органа. При завершении обработки возбуждение двигателя прекращается и отсутствие центробежной силы позволяет лопастям вернуться в первое сложенное положение (или положение хранения).

Тромбоулавливающий желоб 16, имеющий закрытую нижнюю торцевую поверхность 17 и открытую верхнюю торцевую поверхность 18, расположен наиболее удаленным от лопастей 8. Тромбоулавливающий желоб 16 может быть расположен на двигателе или проволочном направителе и выполнен с возможностью избирательного перемещения между первым сложенным положением (или положением хранения) 19 и вторым (или развернутым) положением 20, как показано на фиг.3. Квалифицированным в этой области техники специалистам хорошо известно широкое множество средств, которые могут быть использованы как пригодные для избирательного перемещения тромбоулавливающего желоба 16 между первым сложенным положением (или положением хранения) и вторым (или развернутым) положением 20 и как предварительно было описано со ссылкой на перемещение лопастей 8 из первого сложенного положения (или положения хранения) во второе (или развернутое) положение.

В одном предпочтительном варианте осуществления тромбоулавливающий желоб 16 может быть выполнен из упругого материала и может перемещаться из первого положения (или положения хранения) 19 во второе (или развернутое) положение 20 под действием их собственной силы упругости после освобождения проволочного фиксатора 11'. В другом варианте осуществления тромбоулавливающий желоб 16 перемещается во второе (или развернутое) положение 20 посредством центробежной силы, создаваемой вращающимся двигателем 1. В еще одном варианте осуществления для избирательного перемещения тромбоулавливающего желоба и лопастей между первым сложенным положением (или положением хранения) и вторым (или развернутым) положением используют оболочку 24, поддающуюся избирательному перемещению, как предварительно описано со ссылкой на фиг.10А и фиг.10В.

При нахождении тромбоулавливающего желоба 16 в первом положении (или положении хранения) 19 он имеет узкую обтекаемую конфигурацию, которая позволяет ему быть просто и надежно расположенным в зоне, удаленной от целевой области. В предпочтительном варианте осуществления тромбоулавливающий желоб 16 имеет по существу U-образную форму поперечного сечения, как показано на фиг. 3, 7 и 8, когда он находится во втором (или развернутом) положении 20, причем в этом случае его внешний диаметр по существу равен внутреннему диаметру полости трубчатого органа, подвергаемого обработке. Если тромбоулавливающий желоб 16 находится во втором (или развернутом) положении 20, то его открытая верхняя торцевая поверхность 18 расположена между нижней торцевой поверхностью 17 тромбоулавливающего желоба 16 и лопастями 8, то есть открытая торцевая поверхность 18 U-образной конфигурации обращена к лопаткам 8 для того, чтобы позволять тромбам, отклоненным лопастями, улавливаться тромбоулавливающим желобом 16. В особенно предпочтительном варианте осуществления верхняя открытая торцевая поверхность 18 тромбоулавливающего желоба 16 конфигурирована так, чтобы она могла избирательно открываться и закрываться, и предусмотрена со средством 21 для избирательного открывания и закрывания верхней торцевой поверхности тромбоулавливающего желоба. Средство 21 для избирательного открывания и закрывания тромбоулавливающего желоба может быть выбрано из широкого множества средств, которые хорошо известны специалистам в этой области техники как пригодные для этой цели средства, однако в предпочтительном варианте осуществления используется проволочный расцепитель 21, расположенный вдоль периферии верхней торцевой поверхности тромбоулавливающего желоба.

В альтернативном варианте осуществления проволочный расцепитель 21 может быть внедрен в верхнюю торцевую поверхность 18 тромбоулавливающего желоба, как показано на фиг.8. Проволочный расцепитель 21 предпочтительно соединен с активирующим средством, например рычагом или проволокой 22, для избирательного открывания и закрывания верхней торцевой поверхности 18 тромбоулавливающего желоба 16. В особенно предпочтительном варианте осуществления верхняя торцевая поверхность 18 тромбоулавливающего желоба 16 предусмотрена с проволокой или нитью 23, которая пересекает открытую торцевую поверхность тромбоулавливающего желоба для избирательного открывания и закрывания открытой торцевой поверхности 18 тромбоулавливающего желоба 16, как показано на фиг.9. Если к проволоке или нити 23 посредством активирующего средства, например рычага или проволоки 22, прикладывают тянущее усилие, то проволока или нить 23 побуждает открытую торцевую поверхность 18 тромбоулавливающего желоба 16 закрываться точно так же, как это имеет место при стягивании двух кусков ткани друг к другу посредством нити, проходящей через оба эти куска, путем приложения к ней тянущего усилия.

Для использования предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения изготавливают устройство, монтируют на проволочном направителе и вручную продвигают к целевой области, которая находится ниже по течению от зоны, которая подвергается обработке. Затем возбуждают двигатель для того, чтоб активировать фрикционную зону двигателя, которая побуждает двигатель вращаться вокруг продольной оси проволочного направителя. Центробежная сила, создаваемая вращающимся двигателем, побуждает тромбоулавливающий желоб и лопасти перемещаться из первого сложенного положения (или положения хранения) во второе (или развернутое) положение, причем в этом случае открытая торцевая поверхность обращена к лопастям. Вращающиеся лопасти создают вихревое или спиральное движение кровотока аналогично пропеллеру, вращающемуся в воде, которое побуждает эмболы в крови перемещаться и проталкиваться к внутренней стенке полости трубчатого органа. Эмболы жмутся к внутренней стенке полости трубчатого органа, в то время как кровь увлекает их вниз по течению и в открытую торцевую поверхность тромбоулавливающего желоба. При завершении обработки снимают возбуждение двигателя, что заставляет двигатель прекратить вращение и побуждает лопасти и тромбоулавливающий желоб вернуться в первое сложенное положение (или положение хранения). В некоторых случаях применения может оказаться желательным использовать тромбоулавливающий желоб, открытая торцевая поверхность которого может избирательно открываться и закрываться. В этом варианте осуществления открытая торцевая поверхность тромбоулавливающего желоба может быть закрыта перед его перемещением из второго (или развернутого) положения в первое сложенное положение (или положение хранения) для того, чтобы помочь удержать захваченные эмболы и уменьшить вероятность, что они разольются из тромбоулавливающего желоба в кровоток при удалении устройства из полости трубчатого органа. После этого устройство может быть вручную извлечено вытягиванием по проволочному направителю.

На фиг. 7 иллюстрируется другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, на котором показан двигатель 50 предпочтительно цилиндрической формы, имеющий продольный канал 51, а также имеющий размеры и выполненный с возможностью избирательного вращения двигателя 50 вокруг продольной оси 52 проволочного направителя 2, расположенной в продольном канале 51. Спиральный инициатор 53 кровотока соединен с двигателем 50 и выполнен с возможностью избирательного перемещения из первого сложенного положения (или положения хранения) 54 во второе (или развернутое) положение 55. Спиральный инициатор 53 кровотока имеет также размеры и выполнен с возможностью инициирования спирального кровотока, достаточного для отклонения любых эмболов в кровотоке к внутренней стенке полости трубчатого органа, в котором течет кровь. Предварительно описанный тромбоулавливающий желоб 16 расположен на двигателе 50 или на проволочном направителе 2 наиболее удаленным от центра спирального инициатора 53 кровотока, причем открытая торцевая поверхность 18 тромбоулавливающего желоба 16 расположена между закрытой нижней торцевой поверхностью 17 тромбоулавливающего желоба 16 и спиральным инициатором 53 кровотока, когда тромбоулавливающий желоб 16 и спиральный инициатор 53 кровотока находятся во втором (или развернутом) положении 55. Как предварительно описано, для избирательного перемещения спирального инициатора кровотока и тромбоулавливающего желоба между первым сложенным положением (или положением хранения) и вторым (или развернутым) положением предусмотрены специальные средства. В предпочтительном варианте осуществления для создания центробежной силы как для развертывания, так и складывания тромбоулавливающего желоба 16 и спирального инициатора 53 кровотока, как предварительно описано, используют вращающийся двигатель 50.

В процессе работы устройство продвигают к целевой области, а спиральный инициатор 53 кровотока и тромбоулавливающий желоб 16 перемещают из первого положения 19 и 54 соответственно во второе (или развернутое) положение 20 и 55 соответственно. Когда кровь, проходящая в полости трубчатого органа, сталкивается со спиральным инициатором 53 кровотока, спиральный инициатор 53 кровотока инициирует спиральный кровоток, который отклоняет или проталкивает эмболы к внутренней стенке полости трубчатого органа, так что они могут быть захвачены тромбоулавливающим желобом 16, как было описано ранее. Затем тромбоулавливающий желоб 16 и спиральный инициатор 53 кровотока возвращают в первое сложенное положение (или положение хранения) 19 и 54 соответственно и устройство извлекают из целевой области. Тромбоулавливающий желоб может быть выполнен с возможностью избирательного открывания и закрывания, как было описано ранее.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на ограниченное число вариантов осуществления, очевидно, что может быть сделано множество изменений, модификаций и других вариантов осуществления настоящего изобретения.

Реферат

Изобретения относятся к области медицины, предназначены для улавливания тромбов и касаются конструкции артериальных фильтров и способов улавливания эмболов в кровотоке. Двигатель устройств имеет продольный канал, фрикционную зону в продольном канале и проволочный направитель, расположенный в продольном канале. Проволочный направитель и фрикционная зона имеют соответствующие размеры и выполнены с возможностью контактного взаимодействия друг с другом и обеспечения трения между фрикционной зоной и проволочным направителем, чтобы обеспечивать возможность двигателю вращаться вокруг проволочного направителя. Тромбоулавливающий желоб соединен с двигателем. Лопасти соединены с двигателем и выполнены с возможностью инициирования спирального кровотока, когда двигатель вращается. Спиральный кровоток побуждает тромбы в крови отклоняться к внутренней стенке полости трубчатого органа и захватываться в тромбоулавливающем желобе, который установлен на двигателе ниже по течению кровотока от лопастей. Технический результат состоит в обеспечении активного улавливания эмболов из артериального кровотока. 6 с. и 19 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула