用于局部測(cè)量生物管道和/或生物管道的病變順應(yīng)性，反力和內(nèi)徑的設(shè)備，系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】用于局部測(cè)量生物管道和/或生物管道的病變順應(yīng)性，反力和內(nèi)徑的設(shè)備，系統(tǒng)和方法
[0001]對(duì)相關(guān)串請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年6月28日提交的名稱為“用功能的無(wú)線控制自動(dòng)控制和測(cè)定施加力的膨脹設(shè)備”的申請(qǐng)序列號(hào)61/840693，以及于2013年8月29日提交的名稱為“用于量化內(nèi)腔內(nèi)徑和血管順應(yīng)性的設(shè)備和方法的設(shè)備，系統(tǒng)和方法”的申請(qǐng)序列號(hào)61/871529的優(yōu)先權(quán)，每一篇的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用并入。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本公開大體上涉及與從血管除去閉塞有關(guān)的方法、設(shè)備和系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明包括測(cè)量由生物管道(b1logical conduit)內(nèi)的膨脹球囊遇到的反力(opposit1nforce)，所述生物管道例如，血管，并量化生物管道的內(nèi)徑和順應(yīng)性和/或管道內(nèi)的病變的順應(yīng)性，在測(cè)量反力的位置處。
_4] 相關(guān)技術(shù)的描述
[0005]已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)和儀器用于去除或修復(fù)動(dòng)脈和類似的身體通路(例如，生物管道)中的組織。這些技術(shù)和儀器的常見(jiàn)目標(biāo)是去除病人的動(dòng)脈中的粥樣硬化斑塊。動(dòng)脈粥樣硬化的特征在于病人的血管的內(nèi)膜層(內(nèi)皮下)中的脂肪沉積(動(dòng)脈粥樣化)的積聚。很多時(shí)候隨著時(shí)間的推移，最初沉積成較軟的富含膽固醇的動(dòng)脈粥樣化物質(zhì)硬化成鈣化的粥樣硬化斑塊。這種動(dòng)脈粥樣化限制血液的流動(dòng)，因此通常被稱為狹窄病變或狹窄，阻塞材料被稱為狹窄物質(zhì)。如果不進(jìn)行治療，這種狹窄能引起心絞痛、高血壓、心肌梗死、中風(fēng)等。
[0006]受試者生物管道(例如，血管)的順應(yīng)性以及管道(例如，血管)內(nèi)的病變的順應(yīng)性的表征是一個(gè)關(guān)鍵因素。已知的膨脹設(shè)備具有在其上結(jié)合的壓力傳感器，具有手動(dòng)測(cè)量以及壓力水平和膨脹速率的控制。在一些情況下，將注射器和相關(guān)聯(lián)的壓力計(jì)用于膨脹和/或放氣膨脹設(shè)備。在已知的解決方案中，球囊膨脹設(shè)備是手持式設(shè)備，其包括螺桿驅(qū)動(dòng)的帶有壓力計(jì)的注射器，該壓力計(jì)指示球囊在操作期間的膨脹壓力。操作者可以手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)螺桿至所需的膨脹壓力。然后，操作者必須目視判斷設(shè)備接觸血管壁的程度以及使該設(shè)備與血管(例如，動(dòng)脈)匹配。每次操作者需要血管到設(shè)備構(gòu)象的可視化，病人必須注射有對(duì)比流體，以隨后產(chǎn)生X射線膠片，從而實(shí)現(xiàn)可視化?？梢暬^(guò)程是不受歡迎的，因?yàn)樗臅r(shí)并且需要有害的藥物和X射線。此外，已知的方法不允許量化膨脹球囊對(duì)血管的壁強(qiáng)加的反力。
[0007]然而，這些對(duì)照文獻(xiàn)沒(méi)有公開，尤其是，能夠測(cè)量反力并且進(jìn)一步能夠量化管道的內(nèi)徑和順應(yīng)性，或在特定位置(例如，閉塞的位置)處的管道(例如，血管)內(nèi)的病變的順應(yīng)性的設(shè)備、系統(tǒng)或方法?？梢栽谥T如血管成形術(shù)、動(dòng)脈切開術(shù)等程序之前，期間和/或之后實(shí)施該程序和收集數(shù)據(jù)。
[0008]發(fā)曰月簡(jiǎn)沐
[0009]本發(fā)明涉及與用于測(cè)量和計(jì)算生物管道(例如血管)的內(nèi)徑，管道壁對(duì)其中擴(kuò)張的球囊的反力和管道對(duì)擴(kuò)張的球囊的順應(yīng)性以及管道內(nèi)的病變的順應(yīng)性的系統(tǒng)和方法相關(guān)的各種方法、設(shè)備和系統(tǒng)。
[0010]附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明
[0011]圖1示出了具有固定的膨脹體積和固定的膨脹速率的無(wú)限制球囊的對(duì)照膨脹順應(yīng)性曲線(無(wú)限制對(duì)照)；
[0012]圖2示出了圖1的對(duì)照順應(yīng)性曲線和在健康生物管道(例如，不具有病變的血管)內(nèi)的受限制條件下的具有相同的固定膨脹體積和膨脹速率的相同球囊的膨脹順應(yīng)性曲線(受限制對(duì)照)之間的區(qū)別；
[0013]圖3示出閉塞血管預(yù)處理(受限制)生物管道(例如，有病變的血管)的膨脹順應(yīng)性曲線，與圖1的無(wú)限制球囊對(duì)照曲線和具有相同的固定膨脹體積和速率的來(lái)自圖2的受限制健康生物管道對(duì)照曲線數(shù)據(jù)比較；
[0014]圖4示出閉塞生物管道(例如，具有病變的血管)后處理(受限制)的膨脹順應(yīng)性曲線，與來(lái)自圖1的無(wú)限制球囊對(duì)照曲線和具有相同的固定膨脹體積和速率的來(lái)自圖2的受限制健康血管對(duì)照曲線數(shù)據(jù)比較；和
[0015]圖5不出本發(fā)明的設(shè)備和系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。
[0016]詳細(xì)說(shuō)曰月
[0017]雖然本發(fā)明可修改為各種修改和替代形式，其詳情通過(guò)附圖中的實(shí)例示出并在本文中詳細(xì)描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，目的并不是將本發(fā)明限制于所描述的特定實(shí)施方案。相反，其意圖是覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代物。
[0018]圖1示出使用無(wú)限制球囊和固定的膨脹速率與固定的膨脹體積的無(wú)限制對(duì)照順應(yīng)性曲線的發(fā)展。因此，記錄由可操作地附接至球囊并將在后面討論的傳感器測(cè)量的壓力并將其繪制在I軸上，同時(shí)記錄在膨脹過(guò)程中添加至球囊的體積并將其繪制在X軸上。總體積是固定的(V-固定)，膨脹速率也是。在膨脹過(guò)程中對(duì)球囊沒(méi)有任何限制力(如血管壁)的情況下，完成該過(guò)程。
[0019]結(jié)果是特定球囊，或具有特定的一組特征，例如，大小、形狀、彈性的球囊的對(duì)照順應(yīng)性膨脹曲線。由于球囊是無(wú)限制的并且體積和膨脹速率兩者都是固定的，在整個(gè)膨脹過(guò)程中能夠測(cè)量和記錄球囊的外直徑(OD)，即，可以將膨脹過(guò)程中的任何點(diǎn)的無(wú)限制球囊的OD映射到特定的一組壓力、體積坐標(biāo)數(shù)據(jù)。連同壓力和體積數(shù)據(jù)一起記錄OD數(shù)據(jù)以供將來(lái)用作對(duì)照。OD數(shù)據(jù)可以用于量化如下面進(jìn)一步描述地球囊在其中擴(kuò)張的任何生物管道(例如，血管)的內(nèi)徑。
[0020]圖2示出受限制健康生物管道，例如，血管，對(duì)照順應(yīng)性膨脹曲線的發(fā)展，使用的球囊具有與用于發(fā)展圖1的無(wú)限制球囊順應(yīng)性曲線的物理特性相同的物理特性以及具有與用于圖1的無(wú)限制對(duì)照順應(yīng)性曲線的固定體積和膨脹速率相同的固定體積和膨脹速率。其余的公開內(nèi)容參照更廣泛類別的生物管道內(nèi)的血管的子集，所述更廣泛類別的生物管道在本文中廣義地定義為哺乳動(dòng)物內(nèi)的具有邊界或壁的通道。該參照僅僅是為了便于公開而不是意在以任何方式限制公開內(nèi)容到血管。相對(duì)于以固定的膨脹速率注入受限制球囊的固定體積捕獲，記錄和繪制與由可操作地附接的壓力傳感器測(cè)量的壓力有關(guān)的受限制健康血管對(duì)照順應(yīng)性曲線信息。
[0021]圖2還包括同一球囊，或具有相同的物理特性的球囊的無(wú)限制對(duì)照順應(yīng)性曲線數(shù)據(jù)，其使用與受限制對(duì)照順應(yīng)性曲線數(shù)據(jù)生成所使用的相同的固定體積和膨脹速率。
[0022]若干顯著特征顯示在圖2中。首先，當(dāng)達(dá)到固定體積時(shí)，很顯然，在Pl下在無(wú)限制對(duì)照內(nèi)測(cè)量的壓力低于在P2下在受限制對(duì)照內(nèi)測(cè)量的壓力。這是限制對(duì)膨脹的影響。同樣，也可以監(jiān)測(cè)在給定壓力下的體積變化。
[0023]另外，跟隨來(lái)自原點(diǎn)的數(shù)據(jù)，達(dá)到一個(gè)分歧點(diǎn)，在此處受限制對(duì)照開始經(jīng)歷比無(wú)限制對(duì)照更高的壓力。該分歧點(diǎn)在圖2上標(biāo)記為ID-健康并代表擴(kuò)張點(diǎn)，在該點(diǎn)處受限制球囊遭遇其在其中擴(kuò)張的健康血管壁形式的阻力。換句話說(shuō)，作為擴(kuò)張球囊遇到健康的血管壁的內(nèi)徑的結(jié)果，擴(kuò)張球囊首先在ID-健康處經(jīng)歷反力。因此，現(xiàn)在可能在擴(kuò)張球囊的位置處確定血管的內(nèi)徑，通過(guò)比較圖2的順應(yīng)性曲線和圖1的無(wú)限制對(duì)照順應(yīng)性曲線以及定位標(biāo)記為ID-健康的分歧點(diǎn)。接著，可以參照對(duì)應(yīng)于沿著圖1的無(wú)限制對(duì)照順應(yīng)性曲線的給定體積和壓力的先前繪制的一組OD并如上所述地確定在ID-健康處的受限制健康血