Устройство для лазерной ангиопластики Советский патент 1991 года по МПК A61B18/24 

///////////

О VI

Јь 00

00

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для разрушения атеросклеротических образований на стенках кровеносных сосудов.

Цель изобретения -- сокращение време- ни операции и повышение надежности устройства.

На чертеже приведена схема устройства для лазерной ангиопластики.

Устройство содержит кварцевый нако- нечник 1 в виде полого цилиндра с сферическим торцом, внутри которого находится гибкий волоконный световод 2, включающий световедущую сердцевину 3, оптическую оболочку 4 и защитную оболочку (не показана). На поверхность кварцевого наконечника 1, за исключением центрированного сегментной поверхности на торце 5 и проксимального конца 6, нанесено (например, методом вакуумного напыления) ме- таллическое покрытие 7 из металла, обладающего высоким коэффициентом отражения лазерного излучения (например, хрома, титана или иного разрешенного к медицинскому применению металла). Be- личина ненапыленной области S на цилиндрической поверхности колпачка со стороны его крепления к катетеру 8, составляет 3-5 мм, мри общей длине колпачка порядка 8 мм, и выбирается исходя из требования к температурной стойкости материала катетера 8. Наконечник 1 жестко крепится к катетеру 8 с помощью специального термостойкого клея.

Диаметр сферического торца наконец- ника 1 определяется уравнением

2arcsln (Ао/Пс) + arcsln (d/D)-arcsln (Ао/Пс) +arcsln(d/D)hO,(

где АО - апертура пучка излучения при его выходе в воздух из плоского торца световода;

Пс- показатель преломления сердцевины световода;

d - диаметр сердцевины световода;

D - диаметр сферического конца наконечника.

Диаметр ненапыленной сегментной поверхности определяется выражением:

di - Dsln arcsln (d/D) + 2 arcsln(Ao/nc), (2) где di - диаметр центральной сегментной поверхности.

Металлическое покрытие 7 на поверхности наконечника 1 служит для накопления излучения внутри наконечника 1 Участок без покрытия на торце 5 наконечника 1 предназначен для пропускания излучения, выходящего из световедущей сердцевины 3 При этом диаметр di центрированной сегментнои поверхности торца 5 по отношению к диаметру наконечника 1 определяется фор- мупой (2) и определяет степень нагрева металлизированной части наконечника 1, так как изменение диаметра прозрачного се мента ведет к изменению накапливаемого внутри наконечника излучения. Уменьшать диаметр di ниже оптимальной величины, найденной по формуле(2), нецелесообразно, так как это приводит к слишком большому нежелательному разогреву наконечника 1, что в конечном итоге может привести к травмированию стенок сосуда при операции. Нецелесообразно и увеличение диаметра di выше оптимальной величины, поскольку в этом случае для необходимого разогрева наконечника 1 требуется значитепььое увеличение его длины, что усложняет устройство и приводит к невозможности введения катетера с таким наконечником в сосуд.

Световод 2 установлен с возможностью перемещения в катетере в продольном направлении -ч фиксации, например, за счет крепления и цанговом зажиме (не показан) на проксимальном конце катетера 8. Такое перемещение световода 2 позволяет изменять положение торца световода 2 внутри наконечника 1 относительно прозрачной поверхности торца 5.

Устоойство используется следующим образом.

Проксимальный конец предварительно введенного в катетер световода 2 подсоединяют через согласующий узел к источнику пззерного излучения (не показан). Дисталь- ный конец световода 2 находится внутри ципиндрического наконечника 1.

В качестве источника излучения может быть использован лазер видимого, ближнего ИК или УФ диапазона (0,3-1,5 мкм). Работающий в непрерывном или импульс- но-периодическом режиме.

Катетер 8 с введенным в него световодом 2 вводят в пораженный сосуд и под рентгеновским контролем подводят к патологическому объекту. Световод 2 в катетере 8 вплотную приближают к участку без напыления на торце наконечника 1. Включают источник излучения. Лазерное излучение распространяется по световоду 2 и выходит из его дистального торца, проходит через прозрачную сегментную поверхность торца 5 на наконечнике 1 и попадает на облучаемый обьект. При этом за счет термического или фотохимического разрушения биоткани (з зависимости от выбранного источника) пробивается на некоторую глубину узкий первичный канал, диаметр которого близок к диаметру световедущей сердцевины 3 световода 2. Пробивание первичного канала происходит аналогично использованию световода 2 без наконечника 1, т.е. все излучение, выходящее из торца световода 2 в пределах конуса, ограниченного апертур- ными лучами, проходит через сегментную поверхность торца 5 без нагревания наконечника 1 Происходит непосредственное воздействие лазерного излучения на патологический объект. Поскольку наконечник 1 обеспечивает центрировку дистального конца световода 2. опасность перфорации стенки сосуда при таком воздействии существенно снижена по сравнению с известным.

Затем отодвигают световод 2 от торца внутрь наконечника 1 на расстояние 3-4 мм, т.е. примерно до середины наконечника 1. Контроль этого перемещения можно осуществить на проксимальном конце катетера 8 (например, посредством нанесения меток на выступающую из проксимального торца катетера 8 часть световода 2).

При новом положении световода 2, за счет расходимости выходящего из светово да 2 излучения, диаметр пучка на торцовой поверхности наконечника 1 становится больше диаметра прозрачной сегментной поверхности торца 5 (так, при отодвигании световода 2 на 4 мм он составляет около 2 мм, что в 4 раза уменьшает величину световой энергии, выходящей наружу через прозрачное окно диаметром 1 мм). В результате, большая часть энергии лазерного излучения за счет отражения и переотражения от металлического покрытия 7 остается внутри наконечника 1. Оставшаяся часть энергии, а также незначительная, часть переотраженной от металлического покрытия 7 энергии проходит через прозрачное окно, достигает тела патологического обьекта и частично отражается от него обратно в наконечник 1. Плотность энергии внутри наконечника 1 увеличивается, что обеспечивает нагрев наконечника 1 до температуры порядка 200-300°С, достаточной для термического разрушения патологического обьекта. Одновременно с разогреванием наконечника 1 осуществляют перемещение всего катетера 8 вдоль сосуда в тело обьекта в направлении узкого первичного канала. При этом происходит расширение первичного канала за счет теплового воздействия разогретой поверхности наконечника 1.

Поскольку до необходимой температуры разогревается только та часть наконечника 1, которая имеет металлическое покрытие 7, а остальная площадь боковой поверхности остается сравнительно холодной, вероятность термического повреждения здоровых стенок сосуда вблизи патологического объекта значительно уменьшается. Кроме того, наличие первич- 5 ного канала, играющего роль направляющей для продольного перемещения наконечника 1, дает возможность быстро внедрить наиболее разогретую часть наконечника 1 внутрь бляшки и, тем самым,до10 полнительно защитить здоровые стенки сосуда от возможного разрушающего воздействия.

Вследствие теплового разрушения патологического обьекта разогретым нако15 нечником 1 происходит образование вторичного канала в теле патологического объекта диаметром, соответствующим диаметру наконечника 1 (порядка 3-4 мм) и достаточным для восстановления близкого к

0 нормальному кровотока в сосуде.

Перемещение катетера 8 внутрь обьекта операции осуществляют до тех пор, пока он не вызывает ощущаемого хирургом сопротивления. Резкое увеличение сопротив5 ления перемещению катетера 8 говорит о том. что первичный канал расширен по всей его длине. При этом длина образовавшегося вторичного канала несколько превышает длину первичного канала за счет того, что

0 при операции его расширения за счет теплового воздействия на ткань поверхностью наконечника 1 продолжается воздействие на тело обьекта световой энергией лазерного излучения меньшей мощности, выходя5 щего через прозрачное окно на торце наконечника 1, несколько увеличивающее длину первичного канала.

В момент резкого увеличения сопротивления перемещению катетера 8 его прекра0 щают и осуществляют перемещение световода 2 внутрь наконечника 1 к торцу с прозрачным окном с помощью цангового зажима. Снова пробивают узкий канал в теле обьекта, диаметр которого равен диамет5 ру торца световода 2 без наконечника 1, на некоторую глубину. Отодвигают световод 2 внутрь наконечника 1 на 3-4 мм от торца и повторяют операцию расширения первичного канала, как описано.

0Последовательно повторяя процедуры

перемещения световода 2 внутри наконечника 1 к торцу с прозрачным окном от него, а также перемещая катетер 8 вдоль сосуда внутри объекта, осуществляют пробивание

5 канала в теле патологического обьекта. достаточного диаметра для восстановления близкого к нормальному кровотока на всю глубину объекта, или его полное разрушение. Конец операции определяется с помощью рентгеновского контроля.

Отсутствие металлического покрытия на проксимальном конце 6 наконечника 1 предохраняет катетер 8 от разрушения в месте его соединения с наконечником 1 при работе лазера на полной мощности (для Аг+3 лазера 6-10 Вт).

Формула изобретения

Устройство для лазерной ангиопластики, содержащее катетер, размещенный внутри него гибкий волоконный световод, кварцевый наконечник со сферической торцовой поверхностью, диаметр которой определяется уравнением

2arcsln (Ао/Пс) + arcsln (d/D) - -arcsln {1,33sln arcsln(A0/nc) +

+arcsln(d/D)}-0,

где АО - апертура пучка излучения при его выходе в воздух из плоского торца световода;

Пс - показатель преломления сердцевины световода;

d - диаметр сердцевины световода; D - диаметр сферического конца наконечника, на наконечник нанесено металлическое покрытие, за исключением

центральной сегментной поверхности, расположенной напротив торца световода кон- центрично ему, причем диаметр di проекции центральной сегментной поверхности на секущую плоскость определяется

равенством

di - Dsln arcsln(d/D) + 2 arcsln (А0/ПС), отличающееся тем, что, с целью сокращения времени операции и повышения надежности устройства, наконечник выполнен в виде колпачка в форме полого цилиндра, переходящего в полусферу на выходном торце световод установлен с возможностью продольного перемещения

внутри цилиндра, часть которого имеет прозрачный пояс.

Цель - сокращение времени операций и повышение надежности устройства. Оно содержит катетер 8, размещенный внутри него гибкий волокнистый световод 2 и кварцевый наконечник 1 со сферическим концом. Наконечник 1 выполнен полым и состоит из цилиндра и колпачка, световод 2 установлен с возможностью продольного перемещения внутри цилиндра. На наконечник 1 нанесено металлическое покрытие, за исключением прозрачного пояса на цилиндре и центральной сегментной поверхности на его конце. 1 ил.