КАТЕТЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕДЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЛН
CATHETER DEVICE FOR DELIVERING MECHANICAL WAVES

Область техники
Настоящее изобретение относится к области медицинских катетеров, в частности, к катетерам, пригодным для подведения ударных волн при проведении медицинских процедур в отношении клеток, тканей или органов.
Уровень техники
Неинвазивные способы лечения с использованием ультразвука или ударных волн часто используют для лечения различных заболеваний, таких как камни в почках и рак простаты. Такие терапевтические способы или процедуры привлекательны тем, что источник механических волн расположен вне организма пациента, проходящего лечение, с передачей их через кожу. Следовательно, такая процедура может быть признана неинвазивной. При соответствующей конструкции механического источника энергии передаваемая энергия может быть сфокусирована в том месте организма, которое требует обработки. Тем не менее, у этих способов существуют недостатки. Например, точное определение местоположения цели может быть затруднено из-за ограничений используемого способа визуализации. Кроме того, энергия может оказаться не сфокусированной в нужном месте из-за физических ограничений самой фокусируемой волны и неоднородностей в различных тканях и органах, через которые должна распространяться эта волна. Наконец, плотность энергии в целевой ткани может оказаться недостаточной для выполнения необходимой процедуры.
Поэтому существует потребность в улучшенном способе и устройстве для передачи ударных волн к целевым клеткам, тканям или органам.
Сущность изобретения
В соответствии с широким аспектом изобретения реализовано катетерное устройство, содержащее: внутреннее удлиненное полое тело, расположенное между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси и имеющее продольное отверстие, расположенное между проксимальным и дистальным концами, при этом продольное отверстие имеет форму и размеры, обеспечивающие размещение в нем направляющей проволоки; и по меньшей мере один механический волновод для передачи вдоль него по меньшей мере одной механической волны, прикрепленный к внутреннему удлиненному полому телу и расположенный вдоль по меньшей мере части внутреннего удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит наружное удлиненное полое тело, образующее полость, при этом внутреннее удлиненное полое тело и по меньшей мере один механический волновод установлены в этой полости и по меньшей мере один механический волновод расположен между внутренним удлиненным полым телом и наружным удлиненным полым телом.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит по меньшей мере одну пластину, выступающую наружу относительно наружной поверхности внутреннего удлиненного полого тела, при этом каждая из по меньшей мере одной пластины находится в соответствующем положении по длине внутреннего удлиненного полого тела и каждая из по меньшей мере одной пластины содержит по меньшей мере одно приемное отверстие для волновода, при этом каждое из по меньшей мере одного приемного отверстия для волновода содержит установленный в нем соответствующий один из по меньшей мере одного механического волновода.
В одном варианте реализации изобретения каждая из по меньшей мере одной пластины объединена с внутренним удлиненным полым телом.
В другом варианте реализации изобретения каждая из по меньшей мере одной пластины независима от внутреннего удлиненного полого тела и жестко прикреплена к нему, при этом каждая из по меньшей мере одной пластины имеет главное отверстие, в котором установлено внутреннее удлиненное полое тело.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одно приемное отверстие для волновода содержит множество приемных отверстий для волновода.
В одном варианте реализации изобретения приемные отверстия для волновода расположены по меньшей мере в один ряд.
В одном варианте реализации изобретения на каждой из по меньшей мере одной пластины приемные отверстия для волновода расположены симметрично.
В другом варианте реализации изобретения на каждой из по меньшей мере одной пластины приемные отверстия для волновода расположены несимметрично.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна пластина содержит множество пластин.
В одном варианте реализации изобретения положение одного из множества приемных отверстий для волновода, в котором установлен один и тот же волновод из по меньшей мере одного механического волновода, изменяется от одной из множества пластин к другой из множества пластин.
В одном варианте реализации изобретения расстояние между центром внутреннего удлиненного полого тела и центрами приемных отверстий для волновода изменяется по длине внутреннего удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения расстояние между соседними пластинами из множества пластин постоянно вдоль внутреннего удлиненного полого тела.
В другом варианте реализации изобретения расстояние между соседними пластинами из множества пластин изменяется вдоль внутреннего удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна пластина имеет круглую, квадратную, прямоугольную, треугольную или шестиугольную форму.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одно приемное отверстие для волновода имеет круглую, квадратную, прямоугольную, треугольную или шестиугольную форму.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна пластина выполнена из акустически изолирующего материала.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит по меньшей мере одно акустически изолирующее тело, установленное вокруг соответствующего одного из по меньшей мере одного механического волновода.
В одном варианте реализации изобретения каждый из по меньшей мере одного механического волновода снабжен соответствующим одним из по меньшей мере одного акустически изолирующего тела.
В одном варианте реализации изобретения каждое из по меньшей мере одного акустически изолирующего тела содержит по меньшей мере одну проволоку, каждая из которых навита на соответствующий один из по меньшей мере одного механического волновода.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна проволока имеет спиральную форму для образования спиральной обмотки вокруг соответствующего одного из по меньшей мере одного механического волновода.
В одном варианте реализации изобретения шаг спиральной обмотки в осевом направлении постоянен по длине соответствующего одного из по меньшей мере одного механического волновода.
В другом варианте реализации изобретения шаг спиральной обмотки в осевом направлении изменяется по длине соответствующего одного из по меньшей мере одного механического волновода.
В одном варианте реализации изобретения шаг в осевом направлении больше размера поперечного сечения по меньшей мере одной проволоки.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна проволока выполнена из акустически изолирующего материала.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна проволока имеет круглое, квадратное, прямоугольное, треугольное или шестиугольное поперечное сечение.
В одном варианте реализации изобретения каждый из по меньшей мере одного акустически изолирующего тела содержит по меньшей мере одну сетку, каждая из которых установлена вокруг соответствующего одного из по меньшей мере одного механического волновода.
В одном варианте реализации изобретения структура по меньшей мере одной сетки постоянна вдоль соответствующего одного из по меньшей мере одного механического волновода.
В другом варианте реализации изобретения структура по меньшей мере одной сетки изменяется вдоль соответствующего одного из по меньшей мере одного механического волновода.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одно акустически изолирующее тело расположено по меньшей мере на части длины соответствующего одного из по меньшей мере одного механического волновода.
В одном варианте реализации изобретения участок соответствующего одного из по меньшей мере одного механического волновода не покрыт по меньшей мере одним акустически изолирующим телом.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одно акустически изолирующее тело выполнено из акустически изолирующего материала.
В одном варианте реализации изобретения наружное удлиненное полое тело обладает гибкостью для соответствия оболочке.
В одном варианте реализации изобретения дистальный конец по меньшей мере одного механического волновода может перемещаться вдоль продольной оси относительно дистального конца внутреннего удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения дистальный конец по меньшей мере одного механического волновода дополнительно может перемещаться в радиальном и поперечном направлении относительно дистального конца наружного удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит по меньшей мере один держатель, расположенный между внутренним удлиненным полым телом и наружным удлиненным полым телом.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один держатель выполнен из акустически изолирующего материала.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одно из внутреннего удлиненного полого тела и наружного удлиненного полого тела выполнено из акустически изолирующего материала.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одно из внутреннего удлиненного полого тела и наружного удлиненного полого тела выполнено из полимера или градиентного полимера.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одно из наружного удлиненного полого тела, внутреннего удлиненного полого тела и по меньшей мере одного механического волновода имеет круглую форму поперечного сечения.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один механический волновод содержит множество механических волноводов.
В одном варианте реализации изобретения механические волноводы расположены симметрично вокруг внутреннего удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения механические волноводы расположены по меньшей мере в один ряд вокруг внутреннего удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит по меньшей мере одну трубку, установленную в наружном удлиненном полом теле.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна трубка пригодна для нагнетания текучей среды на ее дистальном конце.
В другом варианте реализации изобретения по меньшей мере одна трубка пригодна для отсасывания текучей среды и/или отходов на ее дистальном конце.
В одном варианте реализации изобретения наружное удлиненное полое тело содержит сетчатую гильзу.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один механический волновод имеет скошенный дистальный конец.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один механический волновод имеет круглое, квадратное, прямоугольное, треугольное или шестиугольное поперечное сечение.
В одном варианте реализации изобретения дистальный конец по меньшей мере одного механического волновода находится в одной плоскости с дистальным концом внутреннего удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения дистальный конец по меньшей мере одного механического волновода выступает вперед относительно дистального конца внутреннего удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один механический волновод может перемещаться относительно внутреннего удлиненного полого тела.
В одном варианте реализации изобретения поперечное сечение продольного отверстия имеет круглую, квадратную, прямоугольную или шестиугольную форму.
В одном варианте реализации изобретения поперечное сечение наружного удлиненного полого тела имеет круглую, квадратную, прямоугольную или шестиугольную форму.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит непроницаемый для лучей элемент.
В одном варианте реализации изобретения непроницаемый для лучей элемент содержит непроницаемое для лучей кольцо.
В одном варианте реализации изобретения непроницаемое для лучей кольцо прикреплено к наружному удлиненному полому телу.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит капсулу с лекарственным средством, расположенную на дистальном конце по меньшей мере одного механического волновода.
Для целей настоящего описания механическую волну следует рассматривать как сигнал, имеющий произвольную амплитуду, длительность, форму волны, частоту и/или иные параметры. Например, механическая волна может иметь высокую или низкую амплитуду, малую или большую длительность, различные формы волны и какой-либо частотный спектр.
c
c
Для целей настоящего описания механический импульс следует рассматривать как механическую волну малой длительности. Длительность механического импульса составляет порядка 1/f (f - центральная частота).
c
c
В одном варианте реализации изобретения механический импульс имеет центральную частоту f, находящуюся приблизительно между 20 кГц и 10 МГц. В одном варианте реализации изобретения амплитуда механического импульса при достижении дистального конца катетерного устройства составляет приблизительно от 10 МПа до 1000 МПа. В одном варианте реализации изобретения длительность механического импульса при достижении дистального конца катетерного устройства составляет порядка 1/f.
В одном варианте реализации изобретения амплитуда механического импульса при достижении дистального конца катетерного устройства составляет приблизительно от 10 МПа до 1000 МПа.
Краткое описание чертежей
Дополнительные особенности и преимущества настоящего изобретения поясняются в следующем подробном описании в сочетании с приложенными чертежами.
На фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая систему для обработки патологического изменения, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 2 показано катетерное устройство, содержащее оболочку, центральный катетер и четыре механических волновода, установленных между оболочкой и центральным катетером и расположенных равномерно по окружности центрального катетера, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 3 показано катетерное устройство, содержащее оболочку, центральный катетер и пять механических волноводов, установленных между оболочкой и центральным катетером и расположенных несимметрично по окружности центрального катетера, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 4 показано катетерное устройство, содержащее оболочку, центральный катетер и два ряда механических волноводов, установленных между оболочкой и катетером, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 5 приведен поперечный разрез катетерного устройства, содержащего два механических волновода, имеющих скошенный дистальный конец, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 6А приведен вид сбоку катетерного устройства, содержащего оболочку, центральный катетер и четыре механических волновода, установленных между оболочкой и центральным катетером, при этом механические волноводы могут перемещаться в радиальном направлении и в направлении наружу относительно оболочки, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 6Б приведен вид спереди катетерного устройства, показанного на фиг. 6А, в котором механические волноводы находятся во втянутом положении.
На фиг. 6В приведен вид спереди катетерного устройства, показанного на фиг. 6А, в котором механические волноводы находятся в выдвинутом положении.
На фиг. 7А приведен вид сбоку катетерного устройства, содержащего оболочку, центральный катетер и четыре механических волновода, установленных между оболочкой и центральным катетером, при этом механические волноводы могут перемещаться в боковом и наружном направлении относительно оболочки, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 7Б приведен вид спереди катетерного устройства, показанного на фиг. 7А, в котором механические волноводы находятся во втянутом положении.
На фиг. 7В приведен вид спереди катетерного устройства, показанного на фиг. 7А, в котором механические волноводы находятся в выдвинутом положении.
На фиг. 8 показано катетерное устройство, содержащее катетер, снабженный множеством пластин и гильзой, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 9 показан катетер, снабженный множеством пластин с фигуры 2, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 10 показана пластина в форме диска, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 11А показана пластина с одним отверстием, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 11Б приведен частичный поперечный разрез пластины с фигуры 11А.
На фиг. 12 показано катетерное устройство, содержащее центральный катетер, множество механических волноводов, каждый из которых снабжен спиральной проволокой, и трубчатую гильзу, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 13 показано катетерное устройство, содержащее центральный катетер, множество механических волноводов, каждый из которых снабжен трубчатой сеткой, и трубчатую гильзу, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
На фиг. 14 показано катетерное устройство, содержащее центральный катетер, множество механических волноводов и сетчатую гильзу, в соответствии с вариантом реализации изобретения.
Следует отметить, что на всех приложенных чертежах одинаковые элементы имеют одинаковые обозначения.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан один вариант реализации системы 10 для обработки патологического изменения 12 с целью описания конкретной ситуации, в которой должен использоваться данный катетер. Система 10 содержит генератор 14 импульсов и передающий элемент 16, пригодный для передачи механических волн или импульсов.
Генератор 14 импульсов способен к формированию механической волны, такой как механический импульс высокой амплитуды и малой длительности. Генератор 14 импульсов может содержать по меньшей мере один широкополосный источник и/или по меньшей мере один узкополосный источник. Узкополосный или широкополосный источник может представлять собой электромеханический преобразователь. Генератор 14 импульсов может содержать пространственный концентратор для фокусировки выходного сигнала по меньшей мере одного источника в фокусной зоне, в которой расположен проксимальный конец передающего элемента 16, таким образом, чтобы обеспечивать передачу ему формируемого механического импульса.
Передающий элемент 16, такой как механический волновод, расположен между первым или проксимальным концом, функционально связанным с генератором 14 импульсов, и вторым или дистальным концом. Передающий элемент 16 способен принимать механические импульсы на проксимальном конце и передавать эти механические импульсы к дистальному концу. При достижении дистального конца механический импульс по меньшей мере частично передается наружу, создавая импульс, распространяющийся за пределами передающего элемента 16. Следует понимать, что импульс также может быть отражен на дистальным конце и передан назад передающим элементом 16 к его проксимальному концу. Передаваемый механический импульс соответствует механическому импульсу, распространяющемуся в среде, окружающей дистальный конец передающего элемента 16, до патологического изменения 12. Передаваемый импульс далее распространяется в патологическом изменении 12, что способно создавать разрывы в патологическом изменении 12 и в итоге рассекать или разделять патологическое изменение 12 на части.
В варианте реализации изобретения, в котором дистальный конец передающего элемента 16 упирается в патологическое изменение 12, механический волновод может дополнительно использоваться для разделения патологического изменения 12 и/или для сверления отверстия в патологическом изменении 12. Передача механического импульса на дистальном конце передающего элемента 16 вызывает перемещение дистального конца передающего элемента 16. Это перемещение может выполняться вдоль продольной оси передающего элемента 16. В качестве альтернативы, перемещение может происходить перпендикулярно продольной оси или оно может представлять собой сочетание перемещений как вдоль продольной оси, так и перпендикулярно продольной оси передающего элемента. Во время этого перемещения дистальный конец передающего элемента 16 номинально сначала перемещается к патологическому изменению 12, а затем возвращается в исходное положение. Должно быть понятно, что перемещение может быть инвертировано (т.е. дистальный конец сначала может быть отведен от патологического изменения 12, а затем направлен к патологическому изменению 12), в зависимости от полярности механического импульса, достигающего дистального конца передающего элемента 16. Когда на дистальном конце передающего элемента 16 последовательно передается множество отдельных механических импульсов, перемещение дистального конца подобно действию отбойного молотка, которое можно использовать для обработки патологического изменения 12.
На фиг. 2 показан один вариант реализации катетерного устройства или узла 20, пригодного к использованию в качестве передающего элемента, такого как передающий элемент 16 на фиг. 1, для передачи механических волн или импульсов, исходящих от экстракорпорального источника механической энергии.
Катетерное устройство 20 содержит удлиненное полое тело или гильзу 22, расположенную между проксимальным концом 24 и дистальным концом 26. Катетерное устройство 20 также может содержать катетер или направляющее удлиненное полое тело 28, установленное в теле 22 и расположенное между проксимальным концом (не показано) и дистальным концом 30. Направляющее тело 28 является полым, чтобы обеспечить прохождение через него направляющей проволоки от проксимального конца к дистальному концу 30. Катетер 20 дополнительно содержит четыре механических волновода 32, 34, 36 и 38, каждый из которых установлен в теле 22 между телом 28 и телом 22 и расположен между проксимальным концом (не показано) и дистальным концом 32а, 34а, 36а и 38а, соответственно. Механические волноводы 32, 34, 36 и 38 выполнены таким образом, что вдоль них могут распространяться механические волны или импульсы.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 20 дополнительно содержит по меньшей мере один держатель, расположенный в радиальном направлении между катетером 28 и внутренней поверхностью тела 22 для крепления катетера 28 и тела 22 друг к другу. В одном варианте реализации изобретения держатель выполнен из акустически изолирующего материала. В другом варианте реализации изобретения катетер 28 и механические волноводы 32, 34, 36 и 38 удерживаются в теле 22 за счет сил сжатия. В этом случае механические волноводы 32-38 при установке внутри тела 22 находятся в физическом контакте с наружной поверхностью катетера 28 и с внутренней поверхностью тела 22. Внутренний диаметр тела 22 по существу соответствует сумме наружного диаметра катетера 28 и удвоенного диаметра механических волноводов 32-38.
В одном варианте реализации изобретения тело 22 может быть исключено. В этом случае механические волноводы 32, 34, 36 и 38 прикреплены к катетеру 28. Следует понимать, что может быть использован любой подходящий способ крепления механических волноводов 32, 34, 36 и 38 к катетеру 28. Например, механические волноводы 32, 34, 36 и 38 могут быть приклеены к катетеру 28. В другом примере на механические волноводы 32, 34, 36 и 38 может быть навита проволока для крепления механических волноводов 32, 34, 36 и 38 к катетеру 28.
В одном варианте реализации изобретения тело 22 может быть выполнено из гибкого материала, чтобы представлять собой оболочку. В одном варианте реализации изобретения тело 22 может быть выполнено из акустически изолирующего материала. В одном варианте реализации изобретения тело 22 может представлять собой одну или множество проволок меньшего диаметра.
При использовании изделия направляющую проволоку вводят в пациента так, чтобы она проходила через патологическое изменение или находилась рядом с патологическим изменением. Затем проксимальный конец направляющей проволоки вводят в дистальный конец 26 катетера 28, а катетерное устройство 20 вводят в организм пациента. Направляющую проволоку затем используют для направленного перемещения катетерного устройства 20 к подлежащему обработке патологическому изменению путем плавного перемещения катетерного устройства 20 вдоль направляющей проволоки. Когда катетерное устройство 20 надлежащим образом расположено относительно подлежащего обработке патологического изменения, механические импульсы создаются и передаются вдоль механических волноводов 32, 34, 36 и 38 для обработки патологического изменения.
Несмотря на то, что в показанном варианте реализации изобретения дистальные концы механических волноводов 32, 34, 36 и 38 находятся в одной плоскости с дистальным концом 26 тела 22 и дистальным концом катетера 28, следует понимать, что возможны и другие конфигурации. Например, дистальные концы механических волноводов 32, 34, 36 и 38 могут выступать относительно дистального конца 26 тела 22 и/или дистального конца катетера 28. В другом примере дистальный конец тела 22 и/или дистальный конец катетера 28 может выступать относительно дистальных концов механических волноводов 32, 34, 36 и 38. В дополнительном примере дистальные концы некоторых механических волноводов 32, 34, 36 и 38 могут выступать относительно дистального конца тела 22, а другие механические волноводы 32, 34, 36 и 38 могут иметь дистальные концы, находящиеся в одной плоскости с дистальным концом тела 22.
Несмотря на то, что катетерное устройство 20 содержит четыре механических волновода 32, 34, 36 и 38, следует понимать, что количество механических волноводов, установленных в теле 22, может быть другим, при этом катетерное устройство 20 содержит по меньшей мере один механический волновод. Подобным образом, форма, размеры и положение внутри тела 22 механических волноводов могут быть другими.
Несмотря на то, что на фиг. 2 катетер 28 и тело являются концентрическими, следует понимать, что возможны и другие конфигурации. Например, механический волновод (волноводы), расположенный на одной стороне катетера 28, может иметь больший диаметр, чем механический волновод (волноводы), расположенный на противоположной стороне катетера, так что катетер 28 может не быть симметричным относительно центральной продольной оси тела 22.
Несмотря на то, что в показанном варианте реализации изобретения тело 22, катетер 28 и волноводы 32, 34, 36 и 38 имеют цилиндрическую форму, следует понимать, что возможны и другие формы тела 22, катетера 28 и/или волноводов 32, 34, 36 и 38. Например, катетер 28 может иметь шестиугольную форму поперечного сечения. Механические волноводы 32, 34, 36 могут иметь поперечное сечение шестиугольной или треугольной формы.
Несмотря на то, что в показанном варианте реализации изобретения волноводы 32, 34, 36 и 38 расположены так, что они симметрично распределены вокруг катетера 28, следует понимать, что положение волноводов 32, 34, 36 и 38 относительно катетера 28 может быть другим. На фиг. 3 проиллюстрировано катетерное устройство 50, содержащее удлиненное полое тело или гильзу 52, в которой установлены катетер 54 и пять механических волноводов 56, 57, 58, 59 и 60. Пять механических волноводов 56, 57, 58, 59 и 60 установлены между телом 52 и катетером 56 таким образом, что пара соседних механических волноводов из числа механических волноводов 56, 57, 58, 59 и 60 находится в физическом контакте друг с другом. В показанном варианте реализации изобретения механические волноводы расположены приблизительно на половине окружности катетера 54.
Несмотря на то, что в описанных выше вариантах реализации катетерные устройства 20 и 50 содержат один слой механических волноводов, следует понимать, что механические волноводы могут быть расположены более чем в один слой. На фиг. 4 показан один из вариантов катетерного устройства 70, содержащего два ряда или слоя механических волноводов. Катетерное устройство 70 содержит удлиненное полое тело или гильзу 72, концентрически расположенный катетер 74, первый ряд механических волноводов 76 и второй ряд механических волноводов 78. Первый ряд механических волноводов 76 расположен между центральным катетером 74 и внутренней поверхностью тела 72, а второй ряд механических волноводов 78 расположен между первым рядом механических волноводов 76 и внутренней поверхностью тела 72.
Механические волноводы 76 первого ряда могут быть равномерно распределены по окружности катетера 74 и могут находиться в физическом контакте с катетером 74. Соседние волноводы 76 могут находиться в физическом контакте друг с другом или могут находиться на расстоянии друг от друга, чтобы избежать проникновения волн между соседними волноводами 76. Механические волноводы 78 второго ряда могут быть равномерно распределены по окружности первого ряда механических волноводов 76. Соседние волноводы 78 могут находиться в физическом контакте друг с другом или могут находиться на расстоянии друг от друга, чтобы избежать проникновения волн между соседними волноводами 78.
В одном варианте реализации изобретения волноводы 76 находятся в физическом контакте с волноводами 78. В другом варианте реализации изобретения, как показано на фиг. 4, катетерное устройство 70 дополнительно содержит удлиненное полое тело или гильзу 80, установленную между первым и вторым рядами механических волноводов. Диаметр полого тела 80 может быть равен сумме наружного диаметра катетера 74 и удвоенного диаметра механических волноводов 76. В одном варианте реализации изобретения тело 80 может представлять собой оболочку из акустически изолирующего материала для изоляции первого ряда механических волноводов 76 от второго ряда механических волноводов 78.
Несмотря на то, что в описанных выше вариантах реализации изобретения дистальный конец механических волноводов является плоским и прямоугольным, т.е. поверхность дистального конца ортогональна продольной оси механического волновода, следует понимать, что возможны и другие конфигурации. Например, на фиг. 5 показан поперечный разрез катетерного устройства 90, содержащего удлиненное полое тело или гильзу 92, центрально расположенный катетер 94 и два механических волновода 96, установленных между полым телом 92 и катетером 94. Дистальный конец 98 механических волноводов 96 скошен таким образом, что плоскость, в которой лежит дистальный конец 98, пересекает продольную ось механического волновода 96 под углом, отличным от 90 градусов. Такой скошенный конец 98 может способствовать проникновению в целевую ткань, подлежащую обработке.
В одном варианте реализации изобретения механические волноводы имеют неизменное положение относительно катетера 28, 54, 74, 94 и/или наружного тела 22, 52, 72, 92. В одном варианте реализации изобретения механические волноводы могут продольно перемещаться относительно наружного тела и/или внутреннего катетера. Например, механический волновод может перемещаться относительно наружного тела и внутреннего катетера от втянутого положения до выдвинутого положения. Когда механический волновод находится во втянутом положении, дистальный конец механического волновода может находиться в одной плоскости с дистальным концом наружного тела и/или с дистальным концом катетера. В качестве альтернативы, когда механический волновод находится во втянутом положении, дистальный конец механического волновода может быть расположен между дистальным и проксимальным концами наружного тела. Когда механический волновод продольно перемещают в направлении вперед относительно наружного тела и внутреннего катетера, дистальный конец механического волновода достигает выдвинутого положения. В выдвинутом положении дистальный конец механического волновода находится в переднем положении относительно положения дистального конца наружного тела и выступает из дистального конца наружного тела.
В варианте реализации изобретения, в котором механический волновод перемещается относительно наружного тела, дистальный конец механического волновода движется по прямой линии, т.е. вдоль продольной оси механического волновода. Это может быть достигнуто путем перемещения механического волновода относительно неподвижной оболочки, путем перемещения оболочки относительно неподвижного механического волновода или путем сочетания этих перемещений.
В другом варианте реализации изобретения дистальный конец механического волновода может следовать изогнутой линии, когда механический волновод проталкивается и перемещается вперед относительно наружного тела. На фиг. 6А, 6Б и 6В показано катетерное устройство 100, содержащее наружное тело или гильзу 102, внутренний катетер 104, концентрически расположенный внутри гильзы 102, и четыре механических волновода 106, установленные между внутренним катетером и наружной гильзой и равномерно распределенные по окружности внутреннего катетера 104.
На фиг. 6Б показан вид с торца механических волноводов 106, когда они находятся во втянутом положении. При нахождении в этом положении дистальный конец механических волноводов 106 находится в одной плоскости с дистальным концом наружной гильзы и внутреннего катетера и расстояние между дистальными концами механических волноводов 106 минимально. На фиг. 6В показан вид с торца механических волноводов 106, когда они находятся в выдвинутом положении, т.е. когда механические волноводы 106 выдвинуты вперед относительно гильзы 102. В этой конфигурации расстояние между дистальными концами механических волноводов 106 максимально. При перемещении механических волноводов 106 вперед дистальный конец механических волноводов 106 перемещается вперед относительно дистального конца гильзы 102 и радиально относительно оси симметрии катетера 104. В этом варианте реализации изобретения перемещение дистального конца механических волноводов 106 происходит симметрично относительно оси симметрии катетера 104.
На фиг. 7А, 7Б и 7В показан дополнительный вариант реализации катетерного устройства, в котором механические волноводы движутся нелинейно. Катетерное устройство 120 содержит наружную гильзу или тело 122, внутренний катетер 124, концентрически расположенный внутри гильзы 122, и четыре механических волновода 126, установленные между внутренним катетером и наружной гильзой и равномерно распределенные по окружности внутреннего катетера 124.
На фиг. 7Б показан вид с торца механических волноводов 126, когда они находятся во втянутом положении. В этом положении дистальный конец механических волноводов 126 находится в одной плоскости с дистальным концом наружной гильзы и внутренним катетером и расстояние между дистальными концами механических волноводов 126 максимально. На фиг. 7 В показан вид с торца механических волноводов 126, когда они находятся в выдвинутом положении, т.е. когда механические волноводы 126 выдвинуты вперед относительно гильзы 122. В этой конфигурации расстояние между дистальными концами механических волноводов 126 минимально. При перемещении механических волноводов 126 вперед дистальный конец механических волноводов 126 перемещается вперед и в сторону от дистального конца гильзы 122.
Должно быть понятно, что может быть использован любой подходящий способ или устройство для перемещения механических волноводов в радиальном или поперечном направлении, как показано на фиг. 6А-6В и 7А-7В. Например, механические волноводы могут иметь изогнутую форму, когда они находятся в естественном состоянии, т.е., когда к ним не применена сила или ограничение. В этом случае фиг. 6В и 7В иллюстрируют волноводы 106 и 126, соответственно, в их естественном состоянии. При смещении назад или втягивании волноводов 106 и 126 в направлении к дистальному концу гильзы или тела или при проталкивании гильзы или тела вперед в направлении к дистальному концу волноводов, механические волноводы полностью вводятся в гильзу и принимают прямолинейную форму.
В другом примере к каждому механическому волноводу может быть прикреплен естественно изогнутый стержень, так что часть механических волноводов, выходящая за пределы гильзы, имеет изогнутую форму. При втягивании назад механических волноводов или при проталкивании гильзы вперед к дистальному концу волноводов, стержни деформируются, так что механические волноводы могут принимать прямолинейную форму и располагаться вдоль прямой продольной оси.
В дополнительном примере катетерное устройство может дополнительно содержать расширительное устройство для каждого из механических волноводов или их комбинации. Расширительное устройство способно толкать дистальный конец механического волновода в поперечном или радиальном направлении, при этом механический волновод выступает вперед относительно дистального конца гильзы. Например, расширительное устройство может иметь конструкцию, по существу аналогичную спице зонта. В другом примере расширительное устройство может содержать наклонную плоскую поверхность, осевое перемещение которой может толкать дистальный конец механического волновода в поперечном или радиальном направлении. Эта наклонная плоская поверхность может быть осесимметричной и частично или полностью охватывать наружную поверхность этого устройства, например, таким образом, чтобы толкать множество механических волноводов в поперечном или радиальном направлении. В обоих примерах расширительных устройств для соединения проксимального конца катетерного устройства с расширительным устройством можно использовать механический элемент, что позволяет оператору проталкивать один или несколько механических волноводов в поперечном или радиальном направлении. В другом примере расширительное устройство может содержать надувную конструкцию, при этом нагнетаемая текучая среда (жидкость или газ) может подаваться к проксимальному концу катетерного устройства и доставляться к его дистальному концу.
Должно быть понятно, что количество, положение, форма и размеры механических волноводов 32, 34, 36, 38, 56, 76, 78, 96,106, 126 могут быть различными и могут выбираться в зависимости от требуемого вида энергетического воздействия на дистальном конце катетерного устройства. Должно быть понятно, что механические волноводы 32, 34, 36, 38, 56, 76, 78, 96, 106, 126 выполнены из материала, обеспечивающего распространение механических волн. В одном варианте реализации изобретения механические волноводы 306, 326 могут быть выполнены из титана.
В другом варианте реализации изобретения волноводы вокруг катетера могут отклоняться в радиальном или поперечном направлении, чтобы либо изменить общий наружный диаметр пучка волноводов, либо изменить симметрию устройства, как показано на фиг. 6В и 7В.
В одном варианте реализации изобретения описанное выше катетерное устройство может обеспечивать отсасывание или нагнетание через промежутки между механическими волноводами. Отсасывание может быть использовано для удаления отходов, производимых катетерным устройством, а нагнетание текучей среды может использоваться для доставки текучей среды, такой как лекарства, к месту процедуры.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит трубки, расположенные между механическими волноводами для целей отсасывания или нагнетания.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит трубки, расположенные между механическими волноводами, для доставки текучей среды, такой как лекарства, к месту процедуры.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство может содержать лекарственную (или аналогичную) капсулу на дистальном конце пучка механических волноводов, которая может быть активирована (высвобождена) с проксимального конца с помощью механизма, расположенного по длине катетерного устройства.
В одном варианте реализации изобретения лекарственная (или подобная) капсула может быть расположена на дистальном конце пучка механических волноводов и эта капсула может быть активирована (высвобождена) под действием механических волн на дистальном конце устройства.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство дополнительно содержит устройство визуализации для оптической когерентной томографии (optical coherence tomography, ОСТ) или для внутрисосудистого ультразвукового исследования (intravascular ultrasound, IVUS) между катетером и гильзой.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство работает в эхо-импульсном режиме, в котором по меньшей мере один механический волновод используют для передачи импульса от генератора импульсов на его проксимальном конце к патологическому изменению, подлежащему обработке, на его дистальном конце, и по меньшей мере один механический волновод используют для приема импульса, отраженного патологическим изменением, т.е. эхо-импульса, и передачи этого эхо-импульса от его дистального конца назад к проксимальному концу, где эхо-импульс может быть измерен и проанализирован для определения механических свойств патологического изменения, от которого получен эхо-импульс. Механические свойства патологического изменения, выявленные из проанализированного эхо-импульса, могут затем отображаться для пользователя и, опционально, использоваться для определения характеристик механических импульсов, которые должны быть подведены к патологическому изменению.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство работает в эхо-импульсном режиме, как описано выше, и анализируемый эхо-импульс используют для адаптации импульса, выдаваемого генератором импульсов, к механическим свойствам патологического изменения, подлежащего обработке, реализуя способ управления с обратной связью.
В варианте реализации изобретения, в котором катетерное устройство содержит более одного механического волновода, импульсы, передаваемые в разных механических волноводах, поступают на дистальный конец механических волноводов одновременно, из-за того, что скорость волны и длина каждого механического волновода одинаковы и импульсы генерируются генератором волн одновременно. В случае, если скорость волны отличается от одного механического волновода к другому, длина механических волноводов может быть подобрана так, чтобы гарантировать, что импульсы, одновременно излучаемые и передаваемые в разных механических волноводах, одновременно поступают на дистальный конец механических волноводов. В другом варианте реализации изобретения длина и/или скорость волны механических волноводов могут быть подобраны таким образом, чтобы гарантировать, что механические импульсы, одновременно излучаемые и передаваемые в разных механических волноводах, достигают дистального конца механических волноводов с заранее заданной задержкой между механическими волноводами.
В одном варианте реализации изобретения размер, форма и/или состав материала по меньшей мере двух механических волноводов могут отличаться, чтобы соответствовать гибкости катетерного устройства. В одном варианте реализации изобретения размер, форма и/или состав материала по меньшей мере двух механических волноводов могут отличаться по их длине, чтобы соответствовать гибкости катетерного устройства по его длине. Например, первый механический волновод может иметь постоянный диаметр по всей своей длине, а второй механический волновод может содержать первый участок, имеющий первый диаметр, и второй участок, имеющий второй диаметр, отличный от первого.
В варианте реализации изобретения, в котором катетерное устройство содержит по меньшей мере два механических волновода, катетерное устройство может быть подключено к более чем одному генератору волн. В этом случае каждый генератор волн соединяется с проксимальным концом по меньшей мере одного механического волновода. Например, проксимальный конец каждого механического волновода может быть подключен к соответствующему волновому генератору, так что каждый волновой генератор подключен к одному механическому волноводу.
В одном варианте реализации изобретения к дистальному концу катетерного устройства может быть прикреплена непроницаемая для лучей метка.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство может содержать один механический волновод, соединенный на проксимальном конце с генератором импульсов. В некоторой точке на расстоянии от проксимального конца механический волновод может разделяться по меньшей мере на два механических волновода, каждый из которых проходит до дистального конца катетерного устройства и может быть расположен в катетерном устройстве, как описано выше. Должно быть понятно, что катетерное устройство может содержать более одного механического волновода, каждый из которых может быть разделен по меньшей мере на два механических волновода. Проксимальный конец каждого механического волновода может соединяться с соответствующим генератором волн.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство может содержать боковой просвет, соединяющийся с просветом внутреннего катетера на некотором расстоянии от дистального конца, что позволяет вводить направляющую проволоку, обеспечивая быструю замену.
В одном варианте реализации изобретения дистальный конец по меньшей мере двух механических волноводов может быть соединен путем сварки, пайки твердым припоем, пайки, склеивания или с использованием любого другого подходящего способа соединения. В одном варианте реализации изобретения дистальные концы механических волноводов соединены друг с другом, образуя кольцевидную конструкцию на дистальном конце катетерного устройства.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство может иметь гидрофильное, гидрофобное или антифрикционное покрытие или их сочетание.
В одном варианте реализации изобретения описанное выше катетерное устройство может быть использовано для обработки как кальцинированных, так и фиброзных патологических изменений с минимальными повреждениями ткани артериальной стенки и с минимальными размерами эмболов.
Несмотря на то, что в приведенном выше описании катетерное устройство содержит катетер, такой как катетер 28, 54, 74, 94, 104 или 124, следует понимать, что катетер может отсутствовать. В этом случае направляющая проволока вводится в наружную гильзу между механическим волноводом (волноводами) и внутренней поверхностью гильзы или в отверстие, образованное в центре пучка механических волноводов.
Далее представлено катетерное устройство, содержащее центральный катетер и множество круглых дисков, выступающих в радиальном направлении наружу относительно наружной поверхности центрального катетера. Каждый из этих круглых дисков снабжен множеством приемных отверстий для волновода для съемного или постоянного крепления механических волноводов к центральному катетеру.
На фиг. 8 показан один вариант реализации катетерного устройства 200, которое может использоваться в качестве передающего элемента, такого как передающий элемент 16 на фиг. 1, для передачи механических волн или импульсов, исходящих от экстракорпорального источника механической энергии.
Катетерное устройство 200 содержит первое удлиненное полое тело или гильзу 202, второе удлиненное полое тело или катетер 204 и множество механических волноводов 206. Гильза 202 расположена между дистальным концом 208 и проксимальным концом (не показано) вдоль продольной оси. Подобным образом, катетер 204 расположен между дистальным концом 210 и проксимальным концом (не показано) вдоль продольной оси. Каждый механический волновод 206 также расположен в продольном направлении между проксимальным концом (не показано) и дистальным концом 212 вдоль продольной оси. Катетер 204 снабжен центральным отверстием 213, расположенным от проксимального конца до дистального конца 210, в котором возможно размещение направляющей проволоки. Направляющая проволока используется для направления катетерного устройства 200 в кровеносный сосуд пациента и для позиционирования дистального конца катетерного устройства 200 в подходящем положении относительно патологического изменения, подлежащего обработке.
Как показано на фиг. 9, катетерное устройство 200 дополнительно содержит множество пластин 214, каждая из которых выступает радиально наружу относительно наружной поверхности катетера 204 в разных местах вдоль его продольной оси. В одном варианте реализации изобретения пластины 214 равномерно разнесены вдоль катетера 204.
В иллюстрируемом варианте реализации изобретения элементы катетерного устройства 200 имеют круглое поперечное сечение, т.е. и гильза 202 и катетер 204 имеют трубчатую форму, каждый из механических волноводов 206 имеет цилиндрическую форму, а пластины 214 имеют форму круглого диска. Каждая из пластин 214 выступает в радиальном направлении и наружу относительно наружной поверхности катетера 204 в плоскости, которая по существу ортогональна продольной оси катетера 204. Каждая пластина 214 расположена по всей окружности наружной поверхности катетера 204, образуя круглый диск с отверстием, в которое введен катетер 204. Наружный диаметр каждой пластины 214 по существу соответствует внутреннему диаметру гильзы 202.
Кроме того, каждая пластина 214 снабжена множеством отверстий 216, каждое из которых расположено по ее толщине от дистального конца 218 до проксимального конца 220. Отверстия 216 расположены в разных угловых положениях по окружности пластины 214. В иллюстрируемом варианте реализации изобретения отверстия 216 равномерно распределены по окружности пластины 214. Тем не менее, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации.
Каждое отверстие 216 пластины 214 совпадает с соответствующим отверстием 216 каждой другой пластины, формируя группу выровненных отверстий 216. В каждом отверстии 216 одной группы установлен один и тот же механический волновод 206. В иллюстрируемом варианте реализации изобретения все соответствующие отверстия 216 в группе выровненных отверстий 216 имеют одинаковое угловое положение на соответствующей пластине 214, так что центры соответствующих отверстий 216 в одной группе выровнены вдоль одной продольной оси, параллельной продольной оси катетера 204. Тем не менее, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации. Например, отверстия 216 из группы отверстий, в каждом из которых может располагаться один и тот же механический волновод 206, могут иметь разные угловые положения по длине катетера 204, так что механический волновод 206 после установки в отверстиях 216, имеет форму спирали, навитой вокруг катетера 204.
Каждое отверстие 216 имеет размеры и форму, обеспечивающие возможность установки в нем соответствующего механического волновода 206. Как показано на фиг. 8 и 9, катетерное устройство 200 содержит девять механических волноводов 206 и каждая пластина 214 содержит девять отверстий 216, каждое для установки соответствующего механического волновода 206. Как описано выше, каждое из девяти отверстий 216 данной пластины 214 связано с соответствующим отверстием 216 всех других пластин 214, формируя группу выровненных отверстий для установки соответствующего одного из девяти механических волноводов 206.
Должно быть понятно, что количество пластин 214, количество отверстий 216 в пластине 214 и количество механических волноводов 206 может быль другим, при этом катетерное устройство 200 содержит по меньшей мере одну пластину 214, по меньшей мере одно отверстие 216 в каждой пластине 214 и по меньшей мере один механический волновод 206, вводимый по меньшей мере в одно отверстие 216.
В одном варианте реализации изобретения пластины 214 и отверстия 216 для установки в них волноводов 206 используются для предотвращения физического контакта между самими механическими волноводами 206, между механическими волноводами 206 и катетером 24 и/или между механическими волноводами 206 и гильзой 202, чтобы по меньшей мере ограничить или уменьшить потери из-за утечки механических волн, передаваемых по механическим волноводам 206.
После установки каждого волновода 206 в соответствующей группе отверстий 216 механические волноводы 206 оказываются параллельными друг другу и радиально расположенными вокруг катетера 204. Затем над пластинами 214 располагают гильзу 202, так что гильза 202 покрывает катетер 204 и волноводы 206. В одном варианте реализации изобретения длина гильзы 202 по существу равна длине катетера 204, так что гильза 202 покрывает весь катетер 204. В другом варианте реализации изобретения длина гильзы 202 меньше длины катетера 204. Например, гильза 202 может покрывать только дистальную часть катетера 204, вводимую в организм пациента.
В одном варианте реализации изобретения механические волноводы 206 расположены относительно катетера 204 таким образом, что дистальные концы 212 механических волноводов 206 находятся в одной плоскости с дистальным концом 210 катетера 204. В другом варианте реализации изобретения механические волноводы 206 находятся во втянутом положении относительно дистального конца 210 катетера 204, т.е. дистальные концы 212 механических волноводов 206 расположены между дистальным концом 210 и проксимальным концом катетера 204. В дополнительном варианте реализации изобретения механические волноводы 206 находятся в переднем положении относительно дистального конца 210 катетера 204, т.е. дистальный конец 210 катетера 204 расположен между дистальными концами 212 и проксимальными концами механических волноводов 206, так что дистальные концы 212 механических волноводов 206 выступают вперед относительно дистального конца 210 катетера 204. В дополнительном примере дистальные концы 212 некоторых механических волноводов 206 могут выступать относительно дистального конца 210 катетера 202, а другие механические волноводы 206 могут иметь дистальные концы 212, находящиеся в одной плоскости с дистальным концом 210 катетера 202.
Как описано выше в отношении катетерного устройства 20, механические волноводы 206 могут быть подвижными относительно катетера 204.
В одном варианте реализации изобретения, как описано выше, отверстия 216 одной группы отверстий могут иметь одинаковое угловое положение на соответствующей пластине 214. В другом варианте реализации изобретения угловое положение отверстий 216 одной группы отверстий может отличаться от одной пластины 214 к другой таким образом, что продольная ось механического волновода 26 при введении в отверстия 216 оказывается непараллельной продольной оси катетера 204.
В одном варианте реализации изобретения, как показано на фиг. 9, радиальное положение отверстий 216 одной группы, т.е. расстояния между центром катетера 204 и центрами отверстий 216, одинаковы. В другом варианте реализации изобретения радиальное положение отверстий 216 одной и той же группы отверстий может отличаться от одной пластины 214 к другой таким образом, что продольная ось механического волновода 206 при введении в отверстия 216 не параллельна продольной оси катетера 204. Например, расстояние между центром катетера 204 и центром отверстий 216 может уменьшаться от проксимальных пластин к дистальным пластинам, так что дистальный конец 212 каждого механического волновода 206 находится в физическом контакте с дистальным концом катетера 204 и/или находится в физическом контакте с дистальным концом соседних с ним волноводов 206.
Должно быть понятно, что количество и положение пластин 214 может быть различным. Подобным образом, количество отверстий 216 и количество волноводов 206 также может отличаться. В одном варианте реализации изобретения количество отверстий 216 в каждой пластине 214 равно количеству механических волноводов 206, так что в каждом отверстии 216 каждой пластины 214 расположен соответствующий механический волновод 206. В другом варианте реализации изобретения количество отверстий 216 в пластине 214 может быть большим количества механических волноводов 206. В этом случае в по меньшей мере одной группе отверстий 216 может не быть механического волновода 206. В другом варианте реализации изобретения количество механических волноводов 206 может быть большим количества отверстий 214, так что по меньшей мере одна группа выровненных отверстий может иметь размеры и форму, обеспечивающие установку в них более, чем одного механического волновода 206.
Несмотря на то, что отверстия 216 одной пластины 214 имеют одинаковую форму и размер, специалисту в данной области должно быть понятно, что формы и/или размеры отверстий 216 одной пластины могут отличаться, например, при установке механических волноводов различных форм и/или размеров.
В одном варианте реализации изобретения промежуток или продольное расстояние между соседними пластинами 214 по длине катетера 204 выбирают так, чтобы гарантировать, что каждый механический волновод 206 не может находиться в физическом контакте с катетером 204, гильзой 202 или любыми другими механическими волноводами 206 и чтобы обеспечить заданную постоянную жесткость при изгибе для катетерного устройства 200 вдоль его продольной оси. Расстояние между соседними пластинами 214 может быть постоянным или переменным по длине катетера 204.
В одном варианте реализации изобретения пластины 214 объединены с катетером 204. В этом случае пластины 214 соответствуют выступам, выступающим из катетера 204. В другом варианте реализации изобретения пластины 214 независимы от катетера 204 и последовательно прикреплены к наружной поверхности катетера 204. В этом случае каждая из пластин 214 может иметь форму круглого диска, такого как диск 220, показанный на фиг. 10. Диск 220 снабжен центральным отверстием 222, форма и размер которого выбраны так, чтобы соответствовать форме и размеру наружной поверхности катетера 204 для плотной подгонки к наружной поверхности катетера 204. Затем диск 220 устанавливается поверх наружной поверхности катетера 204 в желаемом продольном положении по длине катетера 204 и жестко крепится к нему. Должно быть понятно, что может использоваться любой подходящий способ для жесткого крепления дисков 220 к катетеру 204. Например, диски 220 могут быть прикреплены к катетеру 204 путем запрессовки, термоусадки, соответствующего клея и т.п. В другом варианте реализации изобретения катетер 200 и механические волноводы 206 и диски 220 удерживаются в гильзе 202 за счет сил сжатия. В дополнительном варианте реализации изобретения катетер 204 может содержать пару выпуклостей или выступов для каждого диска 220 с целью крепления каждого диска 220 к катетеру 204. Расстояние между двумя выпуклостями или выступами одной пары по существу равно ширине диска 220 или может быть немного большим ширины диска 220. Каждый диск 220 устанавливают в катетер 204 между парой соответствующих выпуклостей или выступов, которые ограничивают продольное перемещение диска 220 относительно катетера 204. В одном варианте реализации изобретения диск 220 сначала располагают на катетере 204 в нужном положении, а затем с каждой стороны диска 220 на катетере создают выступы. В другом варианте реализации изобретения выпуклости или выступы сначала создают на катетере 204, каждый в соответствующем положении, а диаметр центрального отверстия 222 диска выбирают в зависимости от размера выступов, так что диск 220 может быть установлен между двумя выступами путем приложения усилия к диску 220 для прохождения через выступ.
Несмотря на то, что пластины 214 расположены, по существу, ортогонально наружной поверхности катетера 204, должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации. Например, каждая пластина 214 может располагаться в соответствующей плоскости, пересекающей продольную ось катетера 204 под углом, отличным от 90 градусов. Несмотря на то, что пластины 214 являются плоскими, должно быть понятно, что пластины могут быть, например, изогнутыми.
Диск 220 дополнительно содержит девять отверстий 224, расположенных между центральным отверстием 222 и краем 226 диска 220. Отверстия 224 равномерно распределены по окружности диска 220.
Каждое отверстие 224 имеет по существу трапециевидную форму с закругленными углами и размеры отверстия 224 выбраны так, чтобы в нем помещался механический волновод 206. В одном варианте реализации изобретения форму отверстий 224 выбирают такой, чтобы уменьшить площадь поверхности контакта или количество точек контакта между диском 220 и механическим волноводом 206 после того, как он установлен в отверстии 224. Например, если механический волновод 206 имеет круглое поперечное сечение, отверстие 224 может иметь квадратную, прямоугольную или трапециевидную форму, так что, когда диск установлен в отверстии 224, между диском 220 и механическим волноводом 206 существует только четыре точки контакта. В другом примере отверстие 224 может иметь треугольную форму, так что когда диск установлен в отверстии 224, между диском 220 и цилиндрическим механическим волноводом 206 существует только три точки контакта.
Аналогичным образом, форма стенки 228, образующей и окружающей отверстие 224, может быть выбрана так, чтобы уменьшить площадь поверхности контакта между стенкой 228 и механическим волноводом 206 при его установке в отверстии 224. Например, как показано на фиг. 10, стенка 228 может быть закруглена наружу в направлении к центру отверстия 224, чтобы уменьшить поверхность контакта между диском 220 и механическим волноводом 206. В другом варианте реализации изобретения стенка 228 может иметь треугольную форму с вершиной треугольника, находящейся в контакте с цилиндрическим механическим волноводом 206 для уменьшения поверхности контакта между диском 220 и механическим волноводом 206.
В одном варианте реализации изобретения пластины 214, 220 выполнены из материала, подходящего для уменьшения проникновения механических волн из механических волноводов 206 в пластины 214, 220. Например, пластины 214, 220 могут быть выполнены из акустически изолирующего материала.
Несмотря на то, что на фиг. 10 центр центрального отверстия 222 соответствует центру диска 220, должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации. Например, отверстие 222 может быть расположено не по центру диска 220.
Несмотря на то, что отверстия 224 симметрично и равномерно распределены по окружности диска 220, т.е. угловые расстояния между двумя соседними отверстиями 224 одинаковы для всех отверстий 224, должно быть понятно, что отверстия 224 могут быть расположены асимметрично по окружности диска 220, так что угловые расстояния между соседними отверстиями 224 могут отличаться.
Несмотря на то, что расстояния между центром диска 220 и центрами отверстий 224 постоянны от одного диска 220 к другому, должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации, т.е. расстояния между центром диска 220 и центрами отверстий 224 могут изменяться от одного диска 220 к другому.
Несмотря на то, что диск 220 содержит один ряд отверстий 224, должно быть понятно, что диск 220 может содержать более одного ряда отверстий. Например, диск 220 может содержать первый ряд отверстий, центры которых расположены на первом расстоянии от центра диска 220, и второй ряд отверстий, центры которых расположены на втором расстоянии от центра диска 220, при этом второе расстояние больше первого расстояния. Каждое отверстие первого ряда может быть выровнено с соответствующим отверстием второго ряда, т.е. каждое отверстие первого ряда может иметь то же угловое положение, что и соответствующее отверстие второго ряда. В качестве альтернативы, отверстия первого ряда и отверстия второго ряда могут не быть выровненными. В одном варианте реализации изобретения первый ряд и второй ряд могут содержать одинаковое количество отверстий. В другом варианте реализации изобретения первый и второй ряды отверстий могут содержать различное количество отверстий. Подобным образом, отверстия первого ряда могут быть идентичными отверстиям второго ряда. В качестве альтернативы, отверстия второго ряда могут отличаться от отверстий первого ряда, например, они могут иметь другую форму, размеры, угловые положения и т.п.
Несмотря на то, что центральное отверстие 222 имеет круглую форму, соответствующую форме катетера 204, должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации. Например, центральное отверстие 222 может быть квадратным, при том, что катетер 204 может быть цилиндрическим.
Несмотря на то, что отверстия 224 имеют форму, отличную от формы поперечного сечения механического волновода 206, должно быть понятно, что отверстия 224 могут иметь ту же форму, что и поперечное сечение механического волновода 206. Например, отверстия 224 могут быть круглыми для установки в них цилиндрических механических волноводов.
На фиг. 11А показан один из вариантов реализации круглой дисковой пластины или диска 230, содержащего отверстие 232 для установки катетера, расположенное не в центре диска 230. Диск 230 дополнительно содержит отверстие 234 прямоугольной формы, предназначенное для установки цилиндрического механического волновода 236.
Как показано на фиг. 11Б, стенка, образующая и окружающая отверстие 234, закруглена таким образом, что единственная точка 238 контакта между механическим волноводом 236 и диском 230 расположена по окружности механического волновода 236, чтобы уменьшить потери механических волн, передаваемых по механическому волноводу 236.
В одном варианте реализации изобретения гильза 202 может быть выполнена из гибкого материала, чтобы представлять собой оболочку. В одном варианте реализации изобретения гильза 202 может быть выполнена из акустически изолирующего материала. В одном варианте реализации изобретения гильза 202 может представлять собой одну или множество проволок меньшего диаметра. Подобным образом, катетер 204 может быть выполнен из гибкого материала. В одном варианте реализации изобретения катетер 204 может быть выполнен из акустически изолирующего материала, такого как вспененный материал.
В одном варианте реализации изобретения гильза 202 и/или катетер 204 изготовлены из полимера или градиентного полимера.
Несмотря на то, что в иллюстрируемом варианте реализации изобретения гильза 202, катетер 204 и волновод 206 имеют цилиндрическую форму, должно быть понятно, что возможны и другие формы. Например, катетер 204 может иметь шестиугольную форму поперечного сечения. В том же или в другом примере механические волноводы 206 могут иметь шестиугольную или треугольную форму поперечного сечения.
Несмотря на то, что в описанных выше вариантах реализации изобретения дистальный конец механического волновода 206 является прямоугольным, т.е. поверхность дистального конца 212 ортогональна продольной оси механического волновода 206, следует понимать, что возможны и другие конфигурации. Например, дистальный конец 212 механического волновода 206 может быть скошен или выполнен под углом. Такой скошенный или выполненный под углом конец 212 может способствовать проникновению в целевую ткань, подлежащую обработке. Тем не менее, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации.
Должно быть понятно, что количество, положение, форма и размеры механических волноводов 206 могут быть выбраны в зависимости от необходимого распределения энергии на дистальном конце катетерного устройства 200. Должно быть понятно, что механические волноводы выполнены из материала, обеспечивающего распространение механических волн. В одном варианте реализации изобретения механические волноводы могут быть выполнены из титана.
В одном варианте реализации изобретения участок катетера 200, примыкающий к его дистальному концу 208, имеет коническую форму. В этом случае дистальный конец 212 механического волновода 206 находится в физическом контакте с дистальным концом 210 катетера 204 и с гильзой 202. В пределах конического участка катетера 200 диаметр гильзы 202 уменьшается и расстояние между механическими волноводами 206 и катетером 204 также уменьшается. В одном варианте реализации изобретения конический участок катетерного устройства 200 не содержит пластины 214 или диска 220. В другом варианте реализации изобретения конический участок катетерного устройства 200 содержит некоторое количество пластин 214 или дисков 220. В этом случае размеры пластин 214 или дисков 220 уменьшаются для обеспечения конической формы гильзы 202 и положение отверстий 216 или 224 может быть другим, чтобы приблизить механические волноводы 206 вплотную к катетеру 204.
В одном варианте реализации изобретения гильза 202 изготовлена из термоусаживаемого материала, чтобы удерживать дистальные концы 212 механических волноводов 206 в физическом контакте с дистальным концом 210 катетера 204.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 200 дополнительно содержит кольцо, закрепленное на дистальном конце гильзы 202, для удержания дистальных концов 212 механических волноводов 206 в заданном положении относительно катетера 204. В одном варианте реализации изобретения это кольцо может быть выполнено из непроницаемого для лучей материала.
В одном варианте реализации изобретения описанное выше катетерное устройство 200 может обеспечивать отсасывание или нагнетание через промежутки между механическими волноводами 206. Отсасывание может быть использовано для удаления отходов, производимых катетерным устройством 200, а нагнетание текучей среды может использоваться для доставки текучей среды, такой как лекарства, к месту обработки.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 200 дополнительно содержит трубки, расположенные между механическими волноводами, для целей отсасывания или нагнетания. В этом случае диски 220 могут содержать дополнительные отверстия для установки в них отсасывающих трубок. Альтернативно, группа отверстий, не занятых механическим волноводом 206, может использоваться для размещения отсасывающей трубки.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 200 дополнительно содержит по меньшей мере одну трубку, расположенную между механическими волноводами 206, для доставки текучей среды, такой как лекарства, к месту, подлежащему обработке. Например, такая трубка может быть установлена в дополнительную группу выровненных отверстий 216, не занятых механическим волноводом 206. В другой конфигурации трубка может быть установлена в группу отверстий, в которых уже установлен механический волновод 206. В этом случае трубка располагается в отверстиях 216 между механическим волноводом 206 и стенками отверстий 216.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 200 может содержать лекарственную (или аналогичную) капсулу на дистальном конце пучка механических волноводов 206, которая может быть активирована (высвобождена) с проксимального конца с помощью механизма, расположенного по длине катетерного устройства 200.
В одном варианте реализации изобретения лекарственная (или подобная) капсула может быть расположена на дистальном конце пучка механических волноводов 206 и может быть активирована (высвобождена) под действием механических волн на дистальном конце катетерного устройства 200.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 200 дополнительно содержит непроницаемую для лучей метку. Непроницаемая для лучей метка может быть расположена на гильзе 202 или на катетере 204 или на одном или нескольких механических волноводах 206. В другом примере пластина 214, примыкающая к дистальному концу катетерного устройства 200, может быть выполнена из непроницаемого для лучей материала.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 200 дополнительно содержит устройство визуализации для оптической когерентной томографии (ОСТ) или внутрисосудистого ультразвукового исследования (IVUS) между катетером 24 и гильзой 22.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 200 может иметь гидрофильное, гидрофобное или антифрикционное покрытие или их сочетание. Например, наружная поверхность гильзы 202 может иметь гидрофильное, гидрофобное или антифрикционное покрытие или их сочетание.
В одном варианте реализации изобретения описанное выше катетерное устройство 200 может быть использовано для обработки как кальцинированных, так и фиброзных патологических изменений с минимальными повреждениями ткани артериальной стенки и с минимальными размерами эмболов.
В одном варианте реализации изобретения гильза 202 может отсутствовать, так что катетерное устройство 200 содержит только катетер 204, диски 220 и механические волноводы 206.
Далее описан еще один иллюстративный узел катетера, в котором может быть использован передающий элемент, такой как передающий элемент 16. Узел катетера содержит первое или центральное удлиненное полое тело, в дальнейшем называемое катетером, множество механических волноводов, окружающих катетер, акустически изолирующее тело, расположенное на каждом механическом волноводе, и второе или наружное удлиненное тело, окружающее механические волноводы и именуемое в дальнейшем гильзой. Акустически изолирующее тело обеспечивает акустическую изоляцию каждого механического волновода от окружающих его механических волноводов, а также от катетера и гильзы.
На фиг. 12 показан один вариант реализации катетерного устройства 300, которое может использоваться в качестве передающего элемента, такого как передающий элемент 16 на фиг. 1, для передачи механических волн или импульсов, либо ударных волн, исходящих от экстракорпорального источника механической энергии.
Катетерное устройство 300 содержит первое удлиненное полое тело или гильзу 302, второе удлиненное полое тело или катетер 304 и множество механических волноводов 306. Гильза 302 расположена между дистальным концом 308 и проксимальным концом (не показано) вдоль продольной оси. Подобным образом, катетер 304 расположен между дистальным концом 310 и проксимальным концом (не показано) вдоль продольной оси. Каждый механический волновод 306 также расположен в продольном направлении между проксимальным концом (не показано) и дистальным концом 312 вдоль продольной оси. Катетер 304 снабжен центральным отверстием 314, расположенным от проксимального конца до дистального конца 310, в котором возможно размещение направляющей проволоки. Направляющая проволока используется для направления катетерного устройства 300 в кровеносный сосуд пациента и для позиционирования дистального конца катетерного устройства 300 в подходящем положении относительно патологического изменения, подлежащего обработке.
Катетерное устройство 300 дополнительно содержит акустически изолирующее тело для каждого механического волновода 306. Каждое акустически изолирующее тело по меньшей мере частично окружает соответствующий механический волновод 306 вдоль по меньшей мере части его длины. Каждое акустически изолирующее тело предотвращает или по меньшей мере уменьшает проникновение механической волны, распространяющейся в соответствующем механическом волноводе 306, в окружающие механические волноводы, катетер 304 и/или гильзу 302.
В иллюстрируемом варианте реализации изобретения акустически изолирующее тело имеет форму проволоки 316, навитой на механический волновод 306 вдоль него в виде спирали. В результате каждая спиральная проволока 316 расположена между соответствующим механическим волноводом 306 и гильзой 302, катетером 304 и окружающими механическими волноводами 306.
Внутренняя сторона каждой спиральной проволоки 316 находится в физическом контакте с соответствующим механическим волноводом 306. Наружная сторона каждой спиральной проволоки 316 имеет по меньшей мере две точки контакта: первую точку контакта с катетером 304 и вторую точку контакта с гильзой 302. Наружная сторона каждой спиральной проволоки 316 может иметь более двух точек контакта. Например, и в дополнение к точкам контакта с катетером 304 и гильзой 302 наружная сторона каждой спиральной проволоки 316 может иметь по меньшей мере одну дополнительную точку контакта по меньшей мере с одним соседним механическим волноводом 306 или со спиральной проволокой 316 по меньшей мере одного соседнего механического волновода 306. Например, наружная сторона каждой спиральной проволоки 316 может иметь третью точку контакта либо с первым соседним механическим волноводом 306, либо со спиральной проволокой 316 первого соседнего механического волновода 306, и четвертую точку контакта либо со вторым соседним механическим волноводом 306, либо со спиральной проволокой 316 второго соседнего механического волновода 306.
В иллюстрируемом варианте реализации изобретения дистальный конец 318 спиральной проволоки 316 не выровнен с дистальным концом 312 соответствующего механического волновода 306, так что участок 319 механического волновода 306 не покрыт спиральной проволокой 316. Тем не менее, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что дистальный конец 318 спиральной проволоки 316 может быть выровнен с дистальным концом 312 соответствующего механического волновода 306, так что весь механический волновод 306 будет покрыт спиральной проволокой 316.
В одном варианте реализации изобретения размер поперечного сечения спиральной проволоки 316 меньше размера поперечного сечения механического волновода 306, на который она навита. Если каждая из проволок 316 и механических волноводов 306 имеет цилиндрическую форму, то диаметр спиральной проволоки 316 меньше диаметра механического волновода 306, на который она навита. Должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации. Например, диаметр проволок 316 может быть по существу равным диаметру механических волноводов 306 или превышать диаметр механических волноводов 306.
В иллюстрируемом варианте реализации изобретения каждая проволока 316 навита на соответствующий механический волновод 306 в виде одной спиральной обмотки, имеющей осевой шаг. В одном варианте реализации изобретения осевой шаг выбирают таким образом, чтобы гарантировать, что каждый механический волновод 306 не может находиться в физическом контакте с катетером 304, гильзой 302 или другими механическими волноводами 306.
Должно быть понятно, что осевой шаг может быть выбран по существу постоянным по длине механического волновода 306. В одном варианте реализации изобретения осевой шаг обмотки выбран большим диаметра спиральной проволоки 316, так что последовательные витки не находятся в физическом контакте друг с другом. В другом варианте реализации изобретения осевой шаг может изменяться по длине механического волновода 306. Например, шаг может изменяться в соответствии с заданным правилом, гарантируя, что каждый механический волновод 306 не может находиться в физическом контакте с катетером 304, гильзой 302 или другими механическими волноводами 306, когда катетерное устройство 300 используется на практике, и может быть изогнут, например, в соответствии с анатомией извилистых сосудов.
Несмотря на то, что в иллюстрируемом варианте реализации изобретения механические волноводы 306 и спиральные проволоки 316 имеют круглое поперечное сечение, должно быть понятно, что возможны и другие формы. Например, механические волноводы 306 и/или спиральные проволоки 316 могут иметь поперечное сечение в форме квадрата, прямоугольника, треугольника или шестиугольника. В другом примере каждый из механических волноводов 306 может иметь квадратную форму поперечного сечения, а спиральные проволоки 316 могут иметь круглую форму поперечного сечения.
Несмотря на то, что в иллюстрируемом варианте реализации изобретения спиральная проволока 316 имеет поперечное сечение постоянного размера по длине механического волновода 306, должно быть понятно, что размер поперечного сечения спиральной проволоки 316 может изменяться по длине механического волновода 306. В частности, размер поперечного сечения спиральной проволоки 316, например диаметр, может уменьшаться от проксимального конца к дистальному концу.
На фиг. 13 проиллюстрирован другой вариант реализации катетерного устройства 320. Катетерное устройство содержит первое удлиненное полое тело или гильзу 322, второе удлиненное полое тело или катетер 324 и множество механических волноводов 326. Гильза 322 расположена между дистальным концом 328 и проксимальным концом (не показано) вдоль продольной оси. Подобным образом, катетер 324 расположен между дистальным концом 330 и проксимальным концом (не показано) вдоль продольной оси. Каждый механический волновод 326 также расположен в продольном направлении между проксимальным концом (не показано) и дистальным концом 332 вдоль продольной оси. Катетер 324 снабжен центральным отверстием 334, расположенным от проксимального конца до дистального конца 330, для размещения в нем направляющей проволоки.
Катетерное устройство 320 дополнительно содержит акустически изолирующее тело 336 для каждого механического волновода 306, имеющее форму трубчатой сетки 336, установленной вокруг и вдоль механического волновода 326. В результате каждая трубчатая сетка 336 расположена между соответствующим механическим волноводом 326 и гильзой 322, катетером 324 и окружающими механическими волноводами 326, чтобы предотвращать прямой физический контакт между соответствующим механическим волноводом 326 и гильзой 322, катетером 324 и окружающими механическими волноводами 326.
В иллюстрируемом варианте реализации изобретения дистальный конец 338 трубчатой сетки 336 выровнен с дистальным концом 332 соответствующего механического волновода 326, так что весь механический волновод 326 покрыт трубчатой сеткой 336. Тем не менее, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что дистальный конец 338 трубчатой сетки 336 может быть смещен назад относительно дистального конца 332 соответствующего механического волновода 326, так что участок механического волновода 326 может быть не покрытым трубчатой сеткой 336.
Несмотря на то, что в иллюстрируемом варианте реализации изобретения структура трубчатых сеток 336 однородна по длине механических волноводов 326, должно быть понятно, что структура трубчатых сеток 336 может быть неоднородной по длине механических волноводов 336.
В одном варианте реализации изобретения толщина трубчатой сетки 336 по существу постоянна по всей ее длине. В другом варианте реализации изобретения толщина трубчатой сетки 336 может отличаться по меньшей мере на ее части.
В одном варианте реализации изобретения трубчатая сетка 336 выполнена из одного материала. В другом варианте реализации изобретения трубчатая сетка 336 может быть выполнена из нескольких материалов.
Несмотря на то, что в иллюстрируемых вариантах реализации дистальный конец 308, 328 гильзы 302, 322 не лежит в одной плоскости с дистальным концом 32, 332 механических волноводов 306, 326, должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации. Например, гильза 302, 322 может покрывать механические волноводы 306, 326 по всей их длине до дальнего конца 32, 332.
Описанные выше акустически изолирующие тела, т.е. спиральные проволоки 316 и трубчатая сетка 336, используются для предотвращения физического контакта между самими механическими волноводами 306, 326, между механическими волноводами 306, 326 и катетером 304, 324 и между механическими волноводами 306, 326 и гильзой 302, 326, чтобы предотвратить или по меньшей мере ограничить или уменьшить потери из-за утечки механических волн, распространяющихся в механических волноводах 306, 326. Определенная форма спиральной проволоки 316 и трубчатой сетки 336 позволяет ограничить площадь контактной поверхности или количество точек контакта между механическим волноводом 306, 326 и спиральной проволокой 316 или трубчатой сеткой 336, что позволяет ограничить или минимизировать потери энергии из волновода 306, 326 в спиральной проволоке 316 или в трубчатой сетке 336.
Несмотря на то, что в иллюстрируемых вариантах реализации каждый механический волновод 306 снабжен спиральной проволокой 316 и каждый механический волновод 326 снабжен трубчатой сеткой 336, должно быть понятно, что только некоторые из механических волноводов 306 могут быть снабжены спиральной проволокой 316 и только некоторые из механических волноводов 326 могут быть снабжены трубчатой сеткой 336. Например, спиральной проволокой 316 может быть снабжен один из двух механических волноводов 306.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство может содержать некоторые механические волноводы, снабженные спиральной проволокой 316, а другие механические волноводы могут быть снабжены трубчатой сеткой 336. В том же или в другом варианте реализации изобретения некоторые из механических волноводов могут быть выполнены без спиральной проволоки 316 и без трубчатой сетки 336.
Каждая спиральная проволока 316 и/или трубчатая сетка 336 может быть навита поверх волновода 306, 326. В качестве альтернативы, спиральная проволока 316 и/или трубчатая сетка 336 может быть предварительно образована, а затем надвинута или натянута на механический волновод 306, 326. После того как спиральная проволока 316 и/или трубчатая сетка 336 установлена поверх соответствующего механического волновода 306, 326, каждый механический волновод 306, 326 устанавливается вокруг катетера 304, 324, а затем поверх механических волноводов 306, 326 устанавливается гильза 302, 322 таким образом, чтобы она покрывала механические волноводы 306, 326 по меньшей мере на части их длины. В одном варианте реализации изобретения длина гильзы 302, 322 по существу равна длине катетера 304, 324, так что гильза 302, 322 покрывает весь катетер 304, 324. В другом варианте реализации изобретения длина гильзы 302, 322 меньше длины катетера 304, 324. Например, гильза 302, 322 может покрывать только часть катетера 304, 324, вводимую в организм пациента.
В одном варианте реализации изобретения механические волноводы 306, 326 расположены относительно катетера 304, 324 таким образом, что дистальный конец 312, 332 механических волноводов 306, 326 находится в одной плоскости с дистальным концом 310, 330 катетера 304, 324. В другом варианте реализации изобретения механические волноводы 306, 326 находятся во втянутом положении относительно дистального конца 310, 330 катетера 304, 324, т.е. дистальный конец 312, 332 механических волноводов 306, 326 расположен между дистальным концом 310, 330 и проксимальным концом катетера 304, 324. В дополнительном варианте реализации изобретения механические волноводы 306, 326 находятся в выдвинутом положении относительно дистального конца 310, 330 катетера 304, 324, т.е. дистальный конец 310, 330 катетера 304 расположен между дистальным концом 32, 332 и проксимальным концом механических волноводов 306, 326, так что дистальный конец 312, 332 механических волноводов 306, 326 выступает вперед относительно дистального конца 310, 330 катетера 304, 324. В дополнительном примере дистальные концы 312, 332 некоторых механических волноводов 306, 326 могут выступать относительно дистального конца 310, 330 катетера 302, 322, а другие механические волноводы 306, 326 могут иметь дистальные концы 312, 332, находящиеся в одной плоскости с дистальным концом 310, 330 катетера 302, 332.
В одном варианте реализации изобретения спиральные проволоки 316 и/или трубчатые сетки 336 выполнены из материала или материалов, позволяющих уменьшить утечку механических волн из механических волноводов 306, 326 через спиральные проволоки 316 и/или трубчатые сети 336. Например, спиральные проволоки 316 и/или трубчатые сетки 336 могут быть выполнены из акустически изолирующего материала.
В другом варианте реализации изобретения спиральная проволока 316 и/или трубчатая сетка 336 может быть выполнена из металла (металлов) или полимера (полимеров). Диаметр, материал и геометрия спиральной проволоки 316 и/или трубчатой сетки 336 определяют дополнительную жесткость при изгибе и кручении, которые каждая спиральная проволока 316 и/или каждая трубчатая сетка 336 придает соответствующему механическому волноводу 306, 326. В одном варианте реализации изобретения дополнительная жесткость при изгибе и кручении, обеспечиваемая спиральной проволокой 316 и/или трубчатой сеткой 336, невелика по сравнению с собственной жесткостью при изгибе и кручении механического волновода 306, 326, так что увеличения жесткости от спиральной проволоки 316 или сетки 336 не наблюдается.
В иллюстрируемом варианте реализации изобретения элементы катетерного устройства 300, 320 имеют круглое поперечное сечение, т.е. гильза 302, 322 и катетер 304, 324 имеют трубчатую форму и механические волноводы 306, 326 имеют цилиндрическую форму. Должно быть понятно, что возможны и другие формы. Например, катетерное устройство 300, 320, катетер 304, 324 и/или гильза 302, 322 могут иметь поперечное сечение эллиптической или шестиугольной формы.
В иллюстрируемом варианте реализации изобретения механические волноводы 306, 326 равномерно распределены по окружности катетера 304, 324. Тем не менее, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации, как описано выше.
В иллюстрируемых вариантах реализации катетерное устройство 300, 320 снабжено одним слоем или рядом механических волноводов 306, 326 по окружности катетера 304, 324. В другом варианте реализации изобретения вокруг катетера 304, 324 может располагаться более одного слоя или ряда механических волноводов 306, 326.
В одном варианте реализации изобретения гильза 302, 322 может быть выполнена из гибкого материала, чтобы представлять собой оболочку. В одном варианте реализации изобретения гильза 302, 322 может быть выполнена из акустически изолирующего материала. В одном варианте реализации изобретения гильза 302, 322 может быть одной или множеством проволок меньшего диаметра. В одном варианте реализации изобретения гильза 302, 322 может соответствовать трубке, имеющей сплошную поверхность. В другом варианте реализации изобретения гильза 302, 322 может представлять собой проволочную сетку 337, как показано на фиг. 14.
Подобным образом, катетер 304, 324 может быть выполнен из гибкого материала. В одном варианте реализации изобретения катетер 304, 324 может быть выполнен из акустически изолирующего материала.
В одном варианте реализации изобретения гильза 302, 322 и/или катетер 304, 324 выполнены из полимера или градиентного полимера.
Несмотря на то, что в описанных выше вариантах реализации изобретения дистальный конец 312, 332 механических волноводов 306, 326 является прямоугольным, т.е. поверхность дистального конца 312, 332 ортогональна продольной оси механического волновода 306, 326, следует понимать, что возможны и другие конфигурации. Например, дистальный конец 312,332 механических волноводов 306, 326 может быть скошен или выполнен под углом. Такой скошенный или выполненный под углом конец 312, 332 может способствовать проникновению в целевую ткань, подлежащую обработке. Тем не менее, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что возможны и другие конфигурации.
Должно быть понятно, что количество, положение, форма и размеры механических волноводов 306, 326 могут быть выбраны в зависимости от необходимого вида распределения энергии на дистальном конце катетерного устройства 300, 320. Должно быть понятно, что механические волноводы 306, 326 выполнены из материала, обеспечивающего распространение механических волн. В одном варианте реализации изобретения механические волноводы 306, 326 могут быть выполнены из титана.
В одном варианте реализации изобретения участок катетера 300, 320, примыкающий к его дистальному концу, имеет коническую форму. В этом случае дистальный конец 312, 332 механического волновода 306, 326 может находиться в физическом контакте с дистальным концом 310, 330 катетера 304, 324 и с гильзой 302, 322. Внутри конического участка катетера 304, 324 толщина спиральной проволоки 316 или толщины сетки 336 уменьшается и расстояние между механическими волноводами 306, 326 и катетером 304, 324 также уменьшается. В одном варианте реализации изобретения конический участок катетерного устройства 300, 320 не содержит спиральной проволоки 316 или сетки 336. В другом варианте реализации изобретения конический участок катетерного устройства 300, 320 содержит некоторое количество спиральных проволок 316 или сеток 336. В этом случае расстояние между дистальным концом каждой спиральной проволоки 316 или сетки 336 и дистальным концом 310, 330 катетера 304, 324 изменяется от одного механического волновода 306, 326 к другому, формируя коническую форму гильзы 302, 322.
В одном варианте реализации изобретения гильза 302, 322 изготовлена из термоусаживаемого материала, чтобы удерживать дистальный конец 32, 332 механических волноводов 306, 326 в физическом контакте с дистальным концом 310, 330 катетера 304, 324.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 300, 320 дополнительно содержит кольцо, закрепленное на дистальном конце гильзы 302, 322 для удержания в заданном положении дистального конца 32, 332 механического волновода 306, 326 относительно катетера 304, 324. В одном варианте реализации изобретения кольцо может быть выполнено из непроницаемого для лучей материала.
В одном варианте реализации изобретения описанное выше катетерное устройство 300, 320 может обеспечивать возможность отсасывания или нагнетания через промежутки между механическими волноводами 306, 326, гильзой 302, 322 и катетером 304, 324. Отсасывание может быть использовано для удаления отходов, производимых катетерным устройством 300, 320, а нагнетание текучей среды может использоваться для доставки текучей среды, такой как лекарства, к месту обработки.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 300, 320 дополнительно содержит продольные трубки, расположенные между механическими волноводами для целей отсасывания или нагнетания.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 300, 320 дополнительно содержит по меньшей мере одну продольную трубку, расположенную между механическими волноводами 306, 326 для доставки текучей среды, такой как лекарства, к месту обработки.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 300, 320 может содержать лекарственную (или аналогичную) капсулу на дистальном конце пучка механических волноводов 306, 326, которая может быть активирована (высвобождена) с проксимального конца с помощью механизма, расположенного по длине катетерного устройства 300, 320.
В одном варианте реализации изобретения лекарственная (или подобная) капсула может быть расположена на дистальном конце пучка механических волноводов 306, 326 и может быть активирована (высвобождена) под действием механических волн на дистальном конце катетерного устройства 300, 320.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 300, 320 дополнительно содержит непроницаемую для лучей метку. Непроницаемая для лучей метка может быть расположена на гильзе 302, 322 или на катетере 304, 324 или на одном или нескольких механических волноводах 306, 326. В другом примере проволоки 316 или сетка 336 либо часть проволок 316 или сетки 336 может быть выполнена из непроницаемого для лучей материала.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 300, 320 дополнительно содержит устройство визуализации для оптической когерентной томографии (ОСТ) или для внутрисосудистого ультразвукового исследования (IVUS) между катетером 304, 324 и гильзой 302, 322.
В одном варианте реализации изобретения проволоки 316 или сетка 336 содержат по меньшей мере одно оптическое волокно. В другом варианте реализации изобретения катетерное устройство 300, 320 содержит по меньшей мере одно оптическое волокно между катетером 304, 324 и гильзой 302, 322.
В одном варианте реализации изобретения катетерное устройство 300, 320 может иметь гидрофильное, гидрофобное или антифрикционное покрытие или их сочетание. Например, наружная поверхность гильзы 302, 322 может иметь гидрофильное, гидрофобное или антифрикционное покрытие или их сочетание.
В одном варианте реализации изобретения описанное выше катетерное устройство 300, 320 может быть использовано для обработки как кальцинированных, так и фиброзных патологических изменений с минимальными повреждениями ткани артериальной стенки и с минимальными размерами эмболов.
Специалисту в данной области должно быть понятно, что различные вышеописанные катетерные устройства могут быть объединены друг с другом. Например, каждый из по меньшей мере одного механического волновода 206 катетерного устройства 200 может быть снабжен спиральной проволокой 316 или трубчатой сеткой 336.
Описанные выше варианты реализации изобретения являются лишь примерами. Следовательно, предполагается, что объем изобретения ограничен исключительно объемом приложенной формулы изобретения.