CN103313665A - 用于从可植入设备去耦合形状传感器的分离工具 - Google Patents

用于从可植入设备去耦合形状传感器的分离工具 Download PDF

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Abstract

一种用于将可植入设备（20）与解剖结构（10）接合的部署设备（30）包括护套（31）、形状传感器（32）和分离工具（33）。护套（31）包括：用于将可植入设备（20）部署到相对于解剖结构（10）的接合位置的部署部分（31a），以及用于将部署部分（31a）耦合到可植入设备（20）的可植入部分（31b）。形状传感器（32）将可植入设备（20）引导至接合位置，并且包括：部分或完全延伸穿过部署部分（31a）的部署区段（32a），以及附着到部署区段（32a）并部分或完全延伸穿过护套（31）的可植入部分（31b）的可植入区段（32b）。分离工具（33）被相对于可植入部分（31b）设置，并且在操作中，分离工具（33）可被用于将形状传感器（32）的可植入区段（32b）的一部分或全部从部署区段（32a）分离。

Description

用于从可植入设备去耦合形状传感器的分离工具
技术领域
本发明大致涉及一种用于将可植入设备与解剖结构（例如生物组织和器官）相接合的部署工具。本发明具体涉及一种具有用于将可植入设备引导到相对于解剖结构的接合位置的形状传感器的部署工具，以及一种用于将形状传感器从所部署的可植入设备分离的分离工具。
背景技术
最近的医学研究已经实现了各种创新的微创部署的可植入设备。这种部署的示例包括左心房封堵器、过滤设备、生理监测设备、间隔缺损修复设备、瓣膜置换设备、心脏再同步治疗设备、起搏设备、刺激设备和神经血管修复设备的部署。
用于植入这种设备的临床过程通常较复杂，因此需要介入引导技术。然而，大多数可植入设备不含任何类型的引导传感器，特别是不含在部署可植入设备期间用于引导的形状传感器。此外，包含引导传感器的可植入设备仅使用低功率无线传感器的类型（例如，被并入支架中的无线压力传感器）。
发明内容
本发明在可植入设备的部署中使用形状传感器，以利用由形状传感器提供的成像、感测和追踪优势。具体地，本发明提供了一种具有可植入区段的形状传感器，该区段延伸到可植入设备中，以允许在部署可植入设备期间进行成像、感测和追踪。在部署后，本发明提供了一种分离工具，用于将可植入区段的一部分或全部从形状传感器分离。
本发明的一种形式是一种用于将可植入设备与解剖结构接合的部署设备。例如，可植入设备可以被设计成用于替代缺失的解剖结构，支撑受损的解剖结构，或改进现有的解剖结构。因此，部署设备被操作为以适合于可植入设备的目的的方式将可植入设备与解剖结构和/或相邻的解剖结构接合。
部署设备采用护套、形状传感器和分离工具。所述护套包括：部署部分，其用于将可植入设备部署到相对于解剖结构的接合位置；以及可植入部分，其用于将部署部分耦合到可植入设备。形状传感器包括部分或完全延伸穿过护套的该部署部分的部署区段，形状传感器还包括可植入区段，该可植入区段延伸附着到（例如邻接、耦合或集成到）所述部署区段并且部分或完全延伸穿过护套的可植入部分。分离工具是相对于护套的可植入部分来设置的，并且在操作中，所述分离工具可以用来将形状传感器的可植入区段的一部分或全部从形状传感器的部署区段分离。
本发明的第二种形式是一种部署系统，该部署系统采用上述部署设备和用于感测形状传感器的形状的形状传感器监测器。
附图说明
根据结合附图阅读的本发明各实施例的下列详细描述，本发明的上述形式和其它形式以及本发明的各种特征和优点将变得更加清楚。详细描述和附图仅仅是本发明的说明，而不是限制由所附的权利要求及其等同物所限定的本发明的范围。
图1和图2示出了根据本发明的可植入设备部署系统的示例性实施例。
图3A和图3B示出了根据本发明的分离工具的第一示例性实施例。
图4A和图4B示出了根据本发明的分离工具的第二示例性实施例。
图5A和图5B示出了根据本发明的分离工具的第三示例性实施例。
图6A和图6B示出了根据本发明的分离工具的第四实施例。
具体实施方式
图1示出了本发明的部署工具30，其用于将可植入设备20接合到解剖结构10（例如，生物组织和器官）中。例如，可植入设备20用于替代曾邻近解剖结构10的解剖结构，部署工具30可以被操作为以替代缺失的解剖结构的方式将可植入设备20与解剖结构10接合。而且例如，可植入设备20可用于支撑解剖结构10的任何损伤，和/或改进解剖结构10，而部署工具30可以被操作为以支撑和/或改进解剖结构10的方式将可植入设备20与解剖结构10接合。
为此，部署工具30采用护套31、形状传感器32以及分离工具33。
护套31具有部署部分31a，部署部分31a用于将可植入设备20部署到相对于解剖结构10的接合位置。护套31还具有附着到（例如邻接、耦合或集成到）部署部分21a的可植入部分31b，以用于将部署部分31a耦合到可植入设备20。在实际中，护套31可具有如图1所示的管状结构。然而，本发明并不强加对护套31的结构性构造的任何限制或限定。
形状传感器32具有部署区段32a和可植入部分32b，以用于如本领域已知那样通过形状传感器32的追踪将可植入设备20引导到接合位置。部署区段32a部分或者完全延伸穿过护套31的部署部分31a，而可植入部分32b被附着到（例如邻接、耦合或集成到）部署区段32a，并且部分或完全延伸穿过护套31的可植入部分31b。可植入部分32b可如图1所示那样延伸到可植入设备20中或不延伸到可植入设备20中。实际上，形状传感器32可以具有如图1所示的细长结构。但是本发明不强加对形状传感器32的结构性构造的任何限制或限定。
在一个实施例中，形状传感器32可以是光纤，该光纤由以下构成：如本领域已知的包含沿着该光纤长度集成的光纤布拉格光栅阵列的柔性光学透明玻璃或塑料光纤；或者，如本领域已知的沿着光纤长度的在其光学折射率上具有自然变化的柔性光学透明玻璃或塑料光纤；或者，使用后向散射、光纤力感测、光纤位置传感器或瑞利散射的沿着光纤的长度具有变化的柔性光学透明玻璃或塑料光纤。
在另一个实施例中，形状传感器32是具有形状感测元件（例如电磁线圈）的嵌入式阵列的有线的系绳（wired tether）。
形状传感器监测器40被提供用于如本领域中已知那样经由形状传感器32来监测可植入设备20到解剖结构10中的植入。因此，形状传感器监测器40的结构性构造实际上取决于植入过程中所使用的形状传感器32的类型。另外，在植入过程期间用于通过部署工具30引导可植入设备20的手段取决于多种因素，该因素例如是特定的植入过程和部署工具30的实际结构性构造。
在可植入设备20被植入到所述解剖结构10中之后，分离工具33被激活，以用于将形状传感器30的可植入区段32b的一部分或全部从形状传感器30的部署区段32a分离。随后，如本领域已知那样，护套31的部署部分31a从护套31的可植入部分31b分离，或者可替换地，如本领域中已知那样，护套31的可植入部分31b从可植入设备20分离。
为了便于进一步理解部署工具30，图2示出了部署工具30在左心耳封堵过程中的使用，该过程包括将左心房封堵器21植入到心脏11的左心房内。如所示出的，护套31的可植入部分31b耦合到可植入设备21，形状传感器32的可植入区段32b延伸到可植入设备21中。在可植入设备21被植入心脏11的左心房内之后，分离工具33被激活用于将形状传感器32的可植入区段32b的一部分或全部从形状传感器32的部署区段32a分离。随后，如本领域已知的那样，护套31的部署部分31a从护套31的可植入部分31b分离，或者可替换地，如本领域中已知的那样，护套31的可植入部分31b从可植入设备21分离。
在如图3A和图3B所示的分离工具33的一个实施例中，基部楔形物34被牢固地设置在护套31的可植入部分31b中，裁剪楔形物35可沿着基部楔形物34滑动。在如图3A所示的部署位置，裁剪楔形物35被沿着基部楔形物34的底部定位，由此裁剪楔形物35与形状传感器32的可植入区段32b分隔开。在如图3B所示的分离位置，已通过线36将裁剪楔形物35沿着基部楔形物34滑动，从而分离形状传感器32的可植入区段32b的保留在可植入设备21中的一部分。
在图4A和图4B所示的分离工具33的第二实施例中，切割球囊包括被牢固设置在护套31的可植入部分31b中的可膨胀球囊37，以及被定位在球囊37顶部上的裁剪楔形物35。在如图4A所示的部署位置，球囊37被放气，由此裁剪楔形物35与形状传感器32的可植入区段32b分隔开。在如图4B所示的分离位置，已经通过通道38对球囊37进行充气，从而分离形状传感器32的可植入区段32b的保留在可植入设备21中的一部分。
在分离工具33的第三实施例中，传感器分离器包围形状传感器32或与形状传感器32集成。为了本发明的目的，传感器分离器被广义地定义为：用于响应于施加到或耦合到形状传感器32的外部刺激，将形状传感器32的可植入区段32b的一部分或全部与形状传感器32的部署区段32a分离的任何物件。
例如，如图5A和图5B所示，以机械夹子形式的传感器分离器39a经由密封件（未示出）附着到护套31的可植入部分31b，并延伸到可植入设备21中。在图5A所示的部署模式中，与传感器分离器39a相对的横向力未被施加到形状传感器32，由此形状传感器32的区段32a、32b保持附着。在图5B所示的分离模式中，与传感器分离器39a相对的横向力被施加到形状传感器32，以分离形状传感器32的可植入区段32b的保留在可植入设备21中的一部分。
通过第二个示例，传感器分离器39a是粘合剂，用于黏结形状传感器32的区段32a和32b，由此与传感器分离器39a相对的横向力被施加到形状传感器32上，以将可植入区段32b的一部分与部署区段32a分离。
通过第三个示例，如图6A和图6B所示，传感器分离器39b位于形状传感器32的可植入区段32b上，如图所示那样在护套31的可植入部分31b中或在可植入设备21中。在该示例中，形状传感器32是光纤，传感器分离器39b是用于在超过特定功率水平的特定波长激光被耦合到如本领域已知的形状传感器32的情况下对形状传感器32的区段32a、32b进行分离的额定断点。因此，在图6A所示的部署模式中，激光不被耦合至形状传感器32中，由此形状传感器32的区段32a和32b保持附着。在图6B所示的分离模式中，激光被如箭头所示地耦合至形状传感器32中，以由此分离形状传感器32的可植入区段32b的保留在可植入设备21中的一部分。
通过第四个示例，传感器分离器39b可以是用于分离形状传感器32的区段32a、32b的响应于特定振幅的电信号的磁耦合器。具体地，所述磁耦合器采用磁体和电磁场。在图6A所示的部署模式中，特定振幅的电信号被耦合至形状传感器32中，以便磁性地激活传感器分离器39b，由此形状传感器32的区段32a和32b被附着。在图6B所示的分离模式中，电信号被衰减或从形状传感器32去耦合，以便磁性地去激活传感器分离器39b，由此可植入区段32b的一部分与部署区段32a分离。
参照图1至图6，本领域技术人员应当理解本发明的各种优点，本发明包括但不限于：通过形状传感器将可植入设备引导至解剖结构的部署工具，并且具有用于将形状传感器的一部分从可植入设备分离的手段。
虽然已经说明和描述了本发明的各种示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解，如本文所描述的本发明示例性实施例是说明性的，并且可以进行各种改变和修改，等同物可以代替其元件，而不脱离本发明的真实范围。此外，可以进行许多修改以调整本发明的教导而不脱离其中心范围。因此，意图是，本发明不限于被公开为预期用于实现本发明的最佳方式的具体实施例，而是本发明包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种用于将可植入设备（20）与解剖结构（10）接合的部署设备（30），所述部署设备（30）包括：
护套（31），所述护套（31）包括
部署部分（31a），其用于将所述可植入设备（20）部署到相对于所述解剖结构（10）的接合位置，以及
可植入部分（31b），其用于将所述部署部分（31a）耦合到所述可植入设备（20）；
形状传感器（32），所述形状传感器（32）用于将所述可植入设备（20）引导至所述接合位置，所述形状传感器（32）包括
部署区段（32a），其至少部分延伸穿过所述护套（31）的所述部署部分（31a），以及
可植入区段（32b），其附着到所述部署区段（32a），并至少部分延伸穿过所述护套（31）的所述可植入部分（31b）；以及
分离工具（33），其被相对于所述护套（31）的所述可植入部分（31b）设置，其中，所述分离工具（33）被操作为用于将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
2.根据权利要求1所述的部署设备（30），其中，所述形状传感器（32）是光纤。
3.根据权利要求1所述的部署设备（30），其中，所述形状传感器（32）是包括形状感测元件的阵列的有线的系绳。
4.根据权利要求1所述的部署设备（30），其中，所述可植入区段（32b）延伸穿过所述护套（31）的所述可植入部分（31b），进入到所述可植入设备（20）中。
5.根据权利要求1所述的部署设备（30），其中，所述分离工具（33）包括：
基部楔形物（34），其被设置在所述护套（31）的所述可植入部分（31b）中；以及
裁剪楔形物（35），其能够沿着所述基部楔形物（34）滑动，其中，所述裁剪楔形物（35）被操作为，响应于所述裁剪楔形物（35）沿着所述基部楔形物（34）在所述可植入区段（32b）的方向上滑动，将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
6.根据权利要求1所述的部署设备（30），其中，所述分离工具（33）是切割球囊，所述切割球囊包括：
可充气球囊（37），其被设置在所述护套（31）的所述可植入部分（31b）之内；以及
被定位在所述球囊（37）上的裁剪楔形物（35），其中，所述裁剪楔形物（35）被操作为，响应于所述球囊（37）被充气，将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
7.根据权利要求1所述的部署设备（30），其中，所述分离工具（33）包括传感器分离器（39a），所述传感器分离器（39a）被操作为，响应于横向力在至少部分与所述传感器分离器（39a）相对的方向上被施加到形状传感器（32），将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
8.根据权利要求1所述的部署设备（30），其中，所述分离工具（33）包括传感器分离器（39b），所述传感器分离器（39b）被操作为，响应于特定波长和功率的激光被耦合到所述形状传感器（32）中，将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
9.根据权利要求1所述的部署设备（30），其中，所述分离工具（33）包括传感器分离器（39b），所述传感器分离器（39b）被操作为，响应于特定振幅的电信号被耦合到所述形状传感器（32）中，将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
10.根据权利要求1所述的部署设备（30），其中，所述可植入设备（20）选自包括以下项的组：左心房封堵器、过滤设备、生理监测设备、间隔缺损修复设备、瓣膜置换设备、心脏再同步治疗设备、起搏设备、刺激设备、以及神经血管修复设备。
11.一种用于将可植入设备（20）与解剖结构（10）接合的部署系统，所述部署系统包括：
护套（31），所述护套（31）包括
部署部分（31a），其用于将所述可植入设备（20）部署到相对于所述解剖结构（10）的接合位置，以及
可植入部分（31b），其用于将所述部署部分（31a）耦合到所述可植入设备（20）；
形状传感器（32），其用于将所述可植入设备（20）引导至所述接合位置，所述形状传感器（32）包括
部署区段（32a），其延伸穿过所述护套（31）的所述部署部分（31a），以及
可植入区段（32b），其附着到所述部署区段（32a），并延伸穿过所述护套（31）的所述可植入部分（31b）；
分离工具（33），其被相对于所述护套（31）的所述可植入部分（31b）设置，其中，所述分离工具（33）被操作为用于将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离；以及
形状传感器监测器（40），其用于感测所述形状传感器（32）的形状。
12.根据权利要求11所述的部署系统，其中，所述形状传感器（32）是光纤。
13.根据权利要求11所述的部署系统，其中，所述形状传感器（32）是包括形状感测元件的阵列的有线的系绳。
14.根据权利要求11所述的部署系统，其中，所述可植入区段（32b）延伸穿过所述护套（31）的所述可植入部分（31b），进入到所述可植入设备（20）中。
15.根据权利要求11所述的部署系统，其中，所述分离工具（33）包括：
基部楔形物（34），其被设置在所述护套（31）的所述可植入部分（31b）中；以及
裁剪楔形物（35），其能够沿着所述基部楔形物滑动，其中，所述裁剪楔形物（35）被操作为，响应于所述裁剪楔形物（35）沿着所述基部楔形物（34）在所述可植入区段（32b）的方向上滑动，将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
16.根据权利要求11所述的部署系统，其中，所述分离工具（33）是切割球囊，所述切割球囊包括：
可充气球囊（37），其被设置在所述护套（31）的所述可植入部分（31b）中；以及
被定位在所述球囊（37）上的裁剪楔形物（35），其中，所述裁剪楔形物（35）被操作为，响应于所述球囊（37）被充气，将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
17.根据权利要求11所述的部署系统，其中，所述分离工具（33）包括传感器分离器（39a），所述传感器分离器（39a）被操作为，响应于横向力在至少部分与所述传感器分离器（39a）相对的方向上被施加到形状传感器（32），将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
18.根据权利要求11所述的部署系统，其中，所述分离工具（33）包括传感器分离器（39b），所述传感器分离器（39b）被操作为，响应于特定波长和功率的激光被耦合到所述形状传感器（32）中，将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
19.根据权利要求11所述的部署系统，其中，所述分离工具（33）包括传感器分离器（39b），所述传感器分离器（39b）被操作为，响应于特定振幅的电信号被耦合到所述形状传感器（32）中，将所述形状传感器（32）的所述可植入区段（32b）的至少一部分从所述形状传感器（32）的所述部署区段（32a）分离。
20.根据权利要求11所述的部署系统，其中，所述可植入设备（20）选自包括以下项的组：左心房封堵器、过滤设备、生理监测设备、间隔缺损修复设备、瓣膜置换设备、心脏再同步治疗设备、起搏设备、刺激设备、以及神经血管修复设备。
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