用于执行经腔冠状动脉旁路术的系统及其操作方法
【专利摘要】一种执行冠状动脉旁路流程的方法，所述方法可以由通过至少一个控制器进行控制的柔性装置来执行，所述方法可以包括如下动作：将所述柔性装置经皮地定位到第一动脉中，所述第一动脉被耦合到胸壁的结缔组织；通过施加由所述柔性装置的至少一个换能器发出的第一类型的超声信号，从所述结缔组织经腔地分离至少一部分第一动脉；通过施加通过位于第一动脉内的所述柔性装置传输的力，将第一动脉的分离部分的至少部分从当前位置转向到在目标动脉处的旁路位置；并且通过位于所述第一动脉内的柔性装置，在旁路位置处将第一动脉耦合到目标动脉，以在所述第一动脉和所述目标动脉之间建立流动连通。
【专利说明】
用于执行经腔冠状动脉旁路术的系统及其操作方法
技术领域
[0001]本系统涉及用于执行血管重建的系统，并且更具体地，涉及用于使用动脉执行心肌血管重建术的系统及其操作方法，所述动脉诸如是使用经腔烧灼技术获取的左乳内动脉(LIMA)0
【背景技术】
[0002]冠状动脉疾病是由在向心肌供应血液的冠状动脉中的斑块积聚引起的。结果，肌肉的氧气不足，导致慢性心绞痛和心肌梗死。冠状动脉血管重建术是重新建立到心肌的血流的流程。在经皮冠状动脉介入术中，支架被放置在患病区域中以打开动脉。在旁路手术中，将新的导管近端附接到主动脉并且远端附接到冠状动脉，由此旁路通过斑块。最为新颖的导管是左乳内动脉(LIMA)13UMA将血液从主动脉供应到胸肌。由于其通畅性，LIMA可以用于旁路通过左前降支动脉(LAD)，左前降支动脉供应60 %的血液到左心室。这样的流程已知为UMA-到-LAD(UMA-LAD)旁路术，并且在与任何其他血管重建技术(诸如，通过所获取的静脉的经皮原位冠状动脉旁路术)相比较时具有显著更好的结果。
[0003]尽管其在降低来自主要心血管事件的风险方面具有功效，但开放式手术LIMA-LAD旁路术在当前以显著低的频率执行，然后由于流程的侵入性而进行支架。类似地，尽管微创UMA-LAD旁路术比开放式手术具有更少的侵入性，但其比支架具有更大的侵入性并且对外科医生提出了技术上的挑战。
[0004]当使用微创手术方法执行LIMA-LAD旁路术时，关键的挑战是在给定胸腔内有限工作空间、刚性内固定、有限的可视化以及移除显著长度的血管的要求的情况下，如何将UMA从周围组织机械地分离。在移除过程期间，这些因素可能导致操作员错误，并且随后损坏血管，这会限制其有用的移植。
【发明内容】
[0005]本文描述的(一个或多个)系统、(一个或多个)设备、(一种或多种)方法、(一个或多个)布置、(一个或多个)用户接口、界面计算机程序、过程等(下文中其中的每个将被称作系统，除非上下文另有表述)解决了在现有技术系统中的问题。
[0006]根据本系统的实施例，公开了一种用于执行旁路流程的方法，所述方法可以由通过至少一个控制器进行控制的柔性装置来执行，所述方法可以包括如下一个或多个动作:将所述柔性装置经皮地定位到第一动脉(LIMA)中，所述第一动脉被耦合到胸壁的结缔组织;通过施加由所述柔性装置的至少一个换能器发出的第一类型的超声信号，从所述胸壁的结缔组织经腔地分离第一动脉的至少部分;通过施加通过位于所述第一动脉内的所述柔性装置传输的力，将第一动脉的分离部分的至少部分从当前位置转向到在目标动脉处的旁路位置;并且通过位于所述第一动脉内的柔性装置将第一动脉耦合到旁路位置(CP)处的目标动脉(LAD)，以在所述第一动脉与所述目标动脉之间建立流动连通。
[0007]所述方法还包括如下动作:通过对位于所述柔性装置的外围周围并且被配置为至少部分地中断血流的球囊充气，来中断到所述第一动脉的血流。所述方法还包括如下动作:使用位于柔性设备的远端处并邻近目标动脉的动脉穿刺设备和激光器动脉切除设备之一，在所述旁路位置处在所述目标动脉中建立端口。所述方法还可以包括如下动作:将支架移植物插入通过所述柔性装置中的通道，并且至少部分地通过在所述目标动脉中的端口。还预想到了，所述方法可以包括如下动作:通过施加由所述柔性装置的至少一个换能器发出的第二类型的超声信号，来经腔地烧灼所述第一动脉的侧支。根据本系统的实施例，所述第一类型的超声信号包括组织摧毁脉冲，并且所述第二类型的超声信号包括高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，所述第二类型的超声信号比所述第一类型的超声信号强度更低并且持续时间更长。还预想到了，所述第一动脉是左乳内动脉(UMA)，并且所述目标动脉是左前降支动脉(LAD)，从而执行LIMA-LAD旁路。
[0008]根据本系统的其他实施例，公开了一种用于执行旁路流程(诸如冠状旁路流程)的柔性装置，所述装置可以包括:至少一个控制器，其可以被配置为:将所述柔性装置经皮地定位到第一动脉(UMA)的至少一个期望位置中，所述第一动脉被耦合到胸壁的结缔组织；驱动至少一个换能器(142)以发出第一类型的超声信号，以从结缔组织经腔地分离第一动脉的至少部分;对所述柔性装置进行转向，以通过向第一动脉施加力而将所述第一动脉的分离部分的至少部分从当前位置移动到在目标动脉(LAD)处的旁路位置(CP)，所述力包括来自由至少一个控制器控制的至少一个转向致动器的力;并且将所述第一动脉耦合到所述旁路位置处的所述目标动脉，以在所述第一动脉与所述目标动脉之间建立流动连通。
[0009]还预想到了，所述至少一个控制器还可以被配置为:通过对位于所述柔性装置的外围周围并且被配置为至少部分地中断血流的球囊充气，来中断到所述第一动脉的血流。根据一些实施例，所述至少一个控制器还可以被配置为:使用动脉穿刺设备和激光器动脉切除设备之一，在所述旁路位置处在所述目标动脉中建立端口。还预想到了，所述至少一个控制器还可以被配置为:将支架移植物插入通过所述柔性装置中的通道，并且至少部分地通过在所述目标动脉中的端口。此外，预想到了，所述至少一个控制器还可以被配置为:通过施加由至少一个换能器发出的第二类型的超声信号，来经腔地烧灼所述第一动脉的侧支。还预想到了，所述至少一个控制器还可以被配置为:驱动至少一个换能器，使得所述第一类型的超声信号包括组织摧毁脉冲，并且所述第二类型的超声信号包括高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，所述第二类型的超声信号比所述第一类型的超声信号强度更低并且持续时间更长。
[0010]根据本系统的其他实施例，提供了一种存储在计算机可读存储器介质上的计算机程序，所述计算机程序可以被配置为控制柔性装置以执行旁路流程，所述计算机程序可以包括:程序部分，其被配置为控制所述柔性装置用于:将所述柔性装置经皮定位到第一动脉(UMA)中，所述第一动脉被耦合到胸壁的结缔组织;通过施加由所述柔性装置的至少一个换能器(142)发出的第一类型的超声信号，从所述胸壁的结缔组织经皮分离第一动脉的至少部分;通过施加通过位于第一动脉内的所述柔性装置传输的力，将分离的部分第一动脉的至少部分从当前位置转向到在目标动脉处的旁路位置;并且通过位于所述第一动脉内的柔性装置，将第一动脉耦合到旁路位置(CP)处的目标动脉(LAD)，以在所述第一动脉与所述目标动脉之间建立流动连通。
[0011 ]根据其他实施例，所述程序部分还可以被配置为:通过对位于所述柔性装置的外围周围并且被配置为至少部分地中断血流的球囊充气，来中断到所述第一动脉的血流。还预想到了，所述程序部分还可以被配置为:使用动脉穿刺设备和激光器动脉切除设备之一，在所述旁路位置处在所述目标动脉中建立端口。在一些实施例中，所述程序部分还可以被配置为:将支架移植物插入通过在所述柔性装置中的通道，并且至少部分地通过在所述目标动脉中的端口。在其他实施例中，所述程序部分还可以被配置为:通过施加由所述柔性装置的至少一个换能器发出的第二类型的超声信号，来经腔地烧灼所述第一动脉的侧支。根据一些实施例，所述第一类型的超声信号包括组织摧毁脉冲，并且所述第二类型的超声信号包括高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，所述第二类型的超声信号比所述第一类型的超声信号强度更低并且持续时间更长。
【附图说明】
[0012]在下文示例性实施例中并参考附图更详细地解释了本发明，在附图中相同或相似的元件部分地由相同的附图标记表示，并且各种示例性实施例的特征可以组合。在附图中:
[0013]图1示出了根据本系统的实施例的导管的一部分的局部剖面透视图；
[0014]图2是根据本系统的实施例的导管的一部分的局部剖面侧视图；
[0015]图3是根据本系统的实施例的在图2中示出的导管的一部分的端视图；
[0016]图4是根据本系统的实施例的沿着图3的线4-4所取的导管的一部分的剖面侧视图；
[0017]图5是根据本系统的实施例的沿着图4的线5-5所取的导管的一部分的剖面侧视图；
[0018]图6是根据本系统的实施例的沿着图4的线6-6所取的超声换能器阵列(UTA)的换能器阵列的一部分的剖面侧视图；
[0019]图7是图示了根据本系统的实施例的由系统执行的过程的流程图；
[0020]图8A示出了根据本系统的实施例的在过程700的使用执行动作期间的导管；
[0021 ]图SB示出了根据本系统的实施例的在使用期间执行过程700的动作的导管；
[0022]图SC示出了根据本系统的实施例的在使用期间执行过程700的动作的导管100;
[0023]图8D示出了根据本系统的实施例的在使用期间执行过程700的动作的导管100;
[0024]图9A示出了根据本系统的实施例的在图8D中示出的耦合区域9A的一部分的详细视图；
[0025]图9B示出了根据本系统的实施例的类似于在图9A中示出的耦合区域的耦合区域的详细视图；
[0026]图9C示出了根据本系统的实施例的使用集成的UTA切割LAD的过程的详细视图；
[0027]图10示出了 JOSTENTTM GRAFTMASTERTM支架移植物的侧视图；
[0028]图1lA示出了ELENATM激光器吻合术导管的一部分的前立体视图；
[0029]图1lB示出了根据本系统的实施例的集成UTA的一部分的前立体视图；以及
[0030]图12示出了根据本系统的实施例的系统的一部分。
【具体实施方式】
[0031]下文是对例示性实施例的描述，当结合附图时，所述实施例将展示上述特征和优点以及其他特征和优点。在下文的描述中，为了解释而非限制，阐述了说明性细节，诸如架构、接口、技术、元件属性等。然而，对于本领域普通技术人员将显而易见的是，偏离这些细节的其他实施例仍落入随附权利要求的范围内。此外，为了清楚起见，将省略对已知的设备、电路、工具、技术和方法的详细描述，以免模糊对本系统的描述。应当清楚地理解，包含附图只是为了说明的目的，而并非呈现本系统的整体范围。在附图中，在不同图中的附图标记可以表示类似的元件。此外，在一些图中，为了清楚的目的将省略交叉影线。术语和/或其构词应当被理解为表示根据权利要求记叙和根据本系统的一个或多个实施例，仅一个或多个记叙的元件需要适当的呈现(例如，仅呈现一个记叙的元件，可以呈现两个记叙的元件，等，直到呈现所有的记叙元件)在系统中。
[0032]图1示出了根据本系统的实施例的导管100的一部分的局部剖面透视图。导管100可以包括如下中的一个或多个:主体102、球囊113、任选的基底、控制器以及诸如超声换能器阵列(UTA)的任选的至少一个仪器，等等。主体102可以是柔性的、可操纵的导管和/或预成形的导管或蛇形机器人，并且可以使用主动和/或被动方法进行转向。例如，在一些实施例中，所述控制器可以被配置为对主体102的一个或多个部分进行转向。在一些实施例中，预想到了，主体102可以包括转向致动部分(例如，电活性聚合物(EAP)引导线缆等)以在主体102的各部分上施加力，从而在控制器的控制下在期望方向上使主体102的对应部分转向。主体102可以包括至少一个通道112，其分别位于近端106与远端104之间。至少一个远侧开口 108可以位于主体102的远端104处，并且至少一个近侧开口可以位于远端106处。
[0033]UTA可以被配置为使得LIMA如在下文中所述地分离:共同审理的申请号为[代理号N0.2013PF02178-2013ID00958]、题目为“SYSTEM FOR PERFORMING INTRALUMINALHISTOTRIPSY AND METHOD OF OPERAT1N THEREOF”(下文中称作 “2013PF02178申请”)，其内容通过引用合并于此。
[0034]至少一个通道112可以包括中空通道，其可以被配置为供诸如UTA的至少一个仪器穿过。例如，根据本系统的实施例，至少一个仪器可以被插入到至少一个通道112中以及从所述至少一个通道112通道中移除。
[0035]根据本系统的实施例，至少一个仪器可以包括这样的仪器:诸如，一个或多个穿刺设备，其被配置为在LIMA中形成远端开口以及靶向诸如LAD的动脉的端口；经导管烧灼器，以烧灼期望的组织;UTA;任选的相机，诸如二维或三维(2D或3D)相机。相机可以被用于获得静止和/或视频图像，所述静止和/或视频图像可以在诸如显示器的绘制设备上显示，并且由诸如支架施加者的用户可能希望的其他仪器被配置为将支架施加到期望的位置。所述相机可以使用有线和/或无线通信方法与控制器通信，以将图像信息发送到控制器以供进一步处理。在一些实施例中，导管100的一个或多个功能可以被集成在单个设备中，所述单个设备配置为执行一个或多个功能，而无需在使用期间(例如，在与设置相对的手术期间)移除和/或插入诸如至少一个仪器的特定部件。关于功能，所述功能可以包括停止(或基本停止)血流、转向、穿刺和/或移植动脉、烧灼、UMA分离、UMA转向、动脉耦合、支架(例如，插入一个或多个支架)、开窗、成像等。至少一个通道112还可以被配置为容纳支架，诸如在本文中所描述的管腔内支架移植物。在一些实施例中，预想到了，多个仪器可以位于个体对应的通道内，至少一个通道112的单个通道可以由两个或更多个仪器共享，或者可以利用针对仪器的共享和对应通道的任意组合。
[0036]然而，在其他实施例中，导管100可以包括导丝，其被配置为向设备(例如，经导管的烧灼器、至少一个超声换能器)提供引导路径，并且可以提供柔性转向设备。例如，导丝可以朝向一位置定位，并且容易认识到，导管100可以沿着导丝馈送到达所述位置。
[0037]球囊113可以被配置为在期望时(例如，从收缩位置)扩张以阻挡动脉(例如，UMA)中的血流。为了清楚起见，球囊113被示出为扩张的，并且在使用中，球囊113在未扩张时可以基本上与主体102的外壁齐平。球囊113可以位于相对于主体102的期望位置处，诸如靠近主体102的远端104。
[0038]图2是根据本系统的实施例的导管100的一部分的局部剖面侧视图。主体102可以在主体102的近端106处耦合到基底120。基底120可以包括至少一个开口，通过其可以访问至少一个开口 112。因此，任选的仪器(诸如UTA 140)可以经过至少一个开口 112。
[0039]控制器110可以包括一个或多个处理器，其可以是本地的和/或分布式的，并可以被配置为控制导管100和/或至少一个仪器的操作。例如，在一些实施例中，控制器110可以控制致动器以根据可以存储在系统的存储器中的指令来将导管的主体102主动转向到期望的位置和/或取向。实时引导系统(例如，实时引导的成像系统，诸如超声计算机断层摄影(CT)和/或磁共振成像(MRI)实时引导的成像系统)可以提供与导管100相对于其实时位于其中的主体的位置和/或取向相关的信息，并形成对应的位置信息以方便用户和/或由系统进一步处理。
[0040]在其他实施例中，设想到了，控制器110可以控制至少一个仪器，例如UTA HOoUTA140可以分别具有近端147和远端145、主体148和换能器阵列(TA)146。换能器阵列146可以被耦合到UTA 140的主体148，使得换能器阵列146可以位于UTA 140的远端145处。换能器阵列146可以包括至少一个换能器142，其可以由控制器110驱动以在期望位置(例如，聚焦区)输出聚焦超声信号，所述期望位置诸如是位于ITA的血管壁外(例如，其外部)的位置。超声信号可以包括一系列超声脉冲。
[0041 ]此外，UTA 140可以被配置为使得至少换能器阵列146可以绕换能器阵列146的纵轴(La) 141旋转(例如，完整的360度)。因此，在一些实施例中，主体换能器阵列146和耦合到其上的主体148可以旋转地耦合到主体102，从而换能器阵列146和UTA 140的主体148可以相对于主体102旋转(例如，在控制器110和/或用户的控制下)ο然而，在其他实施例中，预想到了，换能器阵列146可以旋转地耦合到UTA 140的主体148上，从而换能器阵列146可以相对于UTA 140的主体148旋转。因此，可以使用旋转耦合器将换能器146耦合到UTA 140的主体148。此外，可以提供电动机来施加力，以相对于UTA 140的主体148和/或主体102来至少旋转换能器阵列146，并且可以由控制器110进行控制。在其他实施例中，预想到了，控制线缆可以被用于将力从(例如，其可以由用户抓握)手柄转移到换能器阵列146，以使换能器阵列146绕其纵轴La 141旋转。
[0042]导管100还可以被配置为，使得UTA 140或其部分(诸如换能器阵列146和/或耦合到其上的UTA140的主体148)可以可滑动地耦合到主体102，从而换能器阵列146和/或耦合到其上的主体148可以相对于主体102如箭头143所图示的在一个或多个方向上伸缩或滑动。在一些实施例中，可以通过传感器来监测伸缩阵列146的移动(旋转的和/或横向的)，所述传感器可以向控制器110提供对应的信息以供进一步处理。因此，例如，控制器110可以分别地确定相对于例如UTA的主体和/或导管148和102的位置(例如，横向的和/或旋转的)。该信息可以被用于确定在使用期间换能器阵列146的移动。例如，在换能器142被驱动输出期望的信号以分开(fract1nate)结缔组织的至少一个圆柱区域的同时确定换能器阵列146旋转完整的360度(或其他量，例如720等)之后，过程可以收回换能器阵列146达收回距离(例如，其可以被限制于内部换能器距离，例如Dw)，从而可以类似地分开结缔组织的另一圆柱(例如，相邻)区域。在其他实施例中，当换能器阵列140的换能器142被驱动和/或围绕纵轴La旋转时，可以通过控制器110和/或由用户手动地建立由箭头143所图示的前后运动。因此，例如，在一些实施例中，换能器阵列146的移动可以由控制器110可以基于通过导管100的过程所导出的传感器信息和/或操作指令来控制。然而，在其他实施例中，换能器阵列146的移动可以通过用户直接或者经由控制器110(例如，使用有线遥控控制)来控制。
[0043]导管100还可以包括一个或多个传感器，其用于向控制器110提供对应的传感器信息。传感器可以感测导管100的一个或多个部分的(例如，线性的、旋转的等)位置。此外，传感器可以感测导管100的操作参数。导管100还可以包括用户接口(UI)，利用该用户接口，用户可以与导管100交互以例如控制主体102(或其部分)的位置和/或一个或多个仪器(诸如UTA140)或其部分的位置/控制，等。用户接口可以包括有线遥控类型的用户接口和/或机械类型的用户接口。另外，控制器可以形成图形用户接口(GUI)，利用该图形用户接口，用户可以进行交互以例如实时地改变导管100的操作参数。
[0044]在一些实施例中，主体102可以被配置为使得其外部直径(OD)可以稍微小于UMA的内部直径，从而可以建立适贴的配合。例如，在一些实施例中，OD可以为大约3_。然而，也可以设想其他直径。
[0045]图3是根据本系统的实施例的在图2中示出的导管100的部分的端视图。导管100的主体102可以具有任意适合的截面形状，诸如圆形或基本是圆形的截面形状。在一些实施例中，远侧开口 108可以包括单个开口。然而，在其他实施例中，远侧开口 108可以包括多个开口。在一些实施例中，仪器可以被插入到相同远侧开口和/或从相同远侧开口移除。然而，在其他实施例中，可以提供一个或多个开口以容纳对应的仪器。因此，第一仪器可以从第一远侧开口延伸和/或收缩，并且其他仪器可以从其他远侧开口延伸和/或收缩。
[0046]图4是根据本系统的实施例的沿着图3的线4-4所取的导管100的一部分的剖面侧视图。球囊113可以包括腔115，其可以经由通道111流动耦合到球囊致动器，通过所述通道111，可以经过由诸如栗的气囊致动器提供的流体和/或气体，以对球囊113进行充气和/或放气。球囊致动器可以由控制器110进行控制、可以由用户手动控制、或者球囊致动器可以由控制器110和用户的组合来控制。
[0047]图5是根据本系统的实施例的沿着图4的线5-5所取的导管100的一部分的剖面侧视图。通道111可以位于任意适当的位置和/或可以具有任意期望的截面，例如圆形截面。为了清楚起见，未示出UTA 140。
[0048]图6是根据本系统的实施例的沿着图4的线6-6所取的UTA140的换能器阵列146的一部分的剖面侧视图。换能器142可以以行对齐，并且可以包括一系列球面和/或截断球面区段超声换能器，并且可以被耦合到控制器110，控制器110可以包括换能器驱动电子件以按需驱动换能器142。换能器阵列146在2013PF02178申请中更为详细地描述。
[0049]在其他实施例中，导管可以包括适当的柔性部件，例如导丝，其可以是可转向的并且可以被配置为向期望位置(诸如在LIMA中)和/或从期望位置引导导管、本系统的可选仪器(诸如UTA)、UTA的换能器阵列、手术刀等。
[0050]现在将描述使用移植动脉旁路通过目标动脉的期望部分的旁路流程的过程。为了清楚起见，将假设移植动脉是UMA，并且目标动脉是LAD。因此，为了清楚起见，现在将描述根据本系统的实施例的通过柔性装置执行的UMA-LAD旁路过程。然而，还设想到了，可以应用本系统的实施例以按需使用相同或其他适当的动脉等执行不同的旁路流程。此外，在一些实施例中，导管可以被耦合到外部基底和/或控制部分。然而，在其他实施例中，设想到了，导管可以包括具有至少一个自由端的自由主体，诸如可转向的蛇形机器人(例如，第一端和第二端中的至少一个是自由的)，其没有机械地耦合到任意外部基底以在手术过程的至少一部分期间用于支撑。此外，导管可以使用任意适当的方法(诸如有线和无线传输方法)与控制器通信。此外，在一些实施例中，设想到了，可以提供无线功率传输电路以向导管无线传输电力。在一些实施例中，设想到了，可以通过硬件、软件(例如，控制器的合适的程序)或者其组合来自主地执行冠状动脉旁路术。
[0051]图7是图示由根据本系统的实施例的系统执行的过程700的流程图。该过程可以执行腔内血管重建过程，诸如腔内旁路过程。可以使用在网络上通信的一个或多个计算机执行过程700，并且可以从彼此是本地的和/或远程的一个或多个存储器获得信息和/或向其存储信息。根据本系统的实施例，可以使用来自例如可以从术前和/或术中成像获得提示的操作员的手动输入，来执行动作中的一个或多个。尤其能够使用根据本系统的实施例操作的柔性设备(诸如导管100)来执行过程700，并且过程700可以包括如下动作中的一个或多个。此外，如果期望，则可以将这些动作中的一个或多个进行组合和/或分离成子动作。此夕卜，可以取决于设置而省略这些动作中的一个或多个。在操作中，过程可以在动作701期间开始，并且随后继续到动作703。过程的动作703可以参考图8A到图8D示出，其每一幅示出了根据本系统的实施例操作的导管，诸如导管100。
[0052]可以参考图8A到图9B描述过程的动作。例如，图8A、8B、8C和8D示出了根据本系统的实施例在使用期间执行过程700的动作的导管100。
[0053]返回参考过程700，在动作703期间，根据本系统的实施例操作的导管(诸如导管100)可以被插入到适当位置中，诸如哺乳动物(为清楚起见下文是患者)的UMA。这可以使用任意适当的方法执行，诸如通过将导管在主动脉弓上通过股动脉插入到左锁骨下动脉，并插入到UMA中，如在图8A中所示。导管可以被主动地或被动地转向到其期望位置。例如，在一些实施例中，导航辅助成像方法(诸如导航辅助X射线方法)可以被用于确定导管的一个或多个部分相对于患者的位置和/或取向，并且控制器可以控制导管来主动将导管转向到期望的位置和/或到期望的取向。然而，在其他实施例中，可以将导丝插入到UMA中，并且可以将导管插入到导丝上，从而导管可以被导丝引导到位置。然而，根据本系统的实施例，可以手动和/或机械地插入导管。箭头807示出了用于插入导管的插入方向。该过程可以按需插入和/或收回(例如，在与箭头807相对的方向上)导管100。在完成动作703之后，该过程可以继续到动作705。
[0054]在动作705期间，该过程可以中断通过UMA的血流。该过程可以使用任意适当的方法进行，诸如通过在导管上、导丝上或以其他方式对球囊(例如，113)充气。因此，例如，控制器可以开动栗，其被流动耦合到球囊，以将诸如气体(例如，空气、惰性气体(如，氮、氦等))的流体或其他流体栗送到球囊中，从而使得球囊膨胀。控制器可以使用任意适当的成像技术来确认在UMA中是否存在血液流动。当确定血液正在UMA中流动时，控制器可以控制栗以继续将流体栗送到球囊。然而，当确定血液未在MINA中流动时，控制器可以控制栗来停止栗送流体，并通过激活流控制阀以维持球囊的腔中的压力来保持流体压力。然而，在其他实施例中，流控制阀可以被动地停止来自球囊的腔的流体流直到被激活，在此时，流控制阀可以释放在球囊的腔中的压力。在一些实施例中，不是使用栗，例如可以通过气体供应管线来提供加压流体(例如，气体)供应。因此，在这些实施例中，例如可以通过控制器控制与加压流体供应流动连通的流体控制阀，以向球囊提供流体或从球囊移除流体。在其他实施例中，可以提供机械控制的栗和/或流控制阀，并且可以由用户对其进行操作。在完成动作705之后，过程可以继续到动作707。
[0055]在动作707期间，过程可以经腔地烧灼UMA的侧支，并且可以使用超声信号将UMA从周围结缔组织分离。例如，控制器可以驱动UTA来传输聚焦的超声脉冲(例如，组织摧毁脉冲)，从而分开结缔组织。控制器可以控制UTA的位置和/或取向，从而可以分开所选的结缔组织，诸如在线803与805之间的结缔组织，并且可以将UMA从所分开的结缔组织移除。控制器可以操作以将UTA围绕其纵轴旋转和/或沿着UMA的路径移动UTA，从而可以分开所有选定的结缔组织。例如，控制器可以区分已经从组织分开的组织与尚未分开的(例如，结缔组织的)组织，并且可以操作以控制UTA来仅分开被确定为尚未分开的组织。因此，控制器可以对已经分开的组织进行映射，从而可以与尚未分开的组织进行区分，或者可以映射UTA的位置和/或取向。此外，在一些实施例中，控制器可以确定要驱动UTA的哪些换能器，从而仅尚未分开的组织可以经受由UTA发出的组织摧毁脉冲。
[0056]可以使用任何适当的方法，诸如通过使用(例如，当与组织摧毁脉冲相比)强度更低但持续时间更长的高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，来经腔地烧灼UMA的侧支。这些HIFU脉冲可以使用相同或分离的换能器由UTA发出，所述换能器提供组织摧毁脉冲并且可以热凝结组织和血液以停止或者限制血流。然而，在其他实施例中，可以通过控制器控制经导管烧灼器，以经腔地烧灼UMA的侧支。此外，在2013PF02178应用中论述了用于将UMA从周围组织分离和/或烧灼LIMA的侧支的方法。
[0057]关于确定将UMA从结缔组织移除、烧灼和切割的位置，可以由用户和/或过程确定这些位置。例如，在一些实施例中，控制器可以分析根据导航辅助成像方法获得的信息，并且可以基于对图像信息的分析来确定应当与结缔组织分离的UMA的部分。例如，基于对患者的解剖结构的分析，控制器可以确定沿着应当与结缔组织分离的LIMA的路径。
[0058]例如，参考图8A并且根据本系统的实施例，所述过程可以获得感兴趣区域(ROI)的图像信息，所述ROI可以包括患者的心脏801和UMA，并且如在图8A的图像800A中所示为了用户方便实时绘制对应的图像(例如，2D或3D图像)。然后，使用图像信息，该过程可以使用任意适当的图像处理方法，自动地或基于用户选择和/或根据患者的生理，来确定在LAD上的耦合LMA的连接点(CP)。然后，一旦建立CP，则该过程可以确定LMA的路径，并且还可以确定如由线803提出的开始区域(SA)和达到连接点(CP)所必须的LIMA的长度。然后，过程可以确定由线805提出的结束区域(EA)，在此将根据开始区域(SA)和达到连接点(CP)所必须的LIMA的长度来切割LIMA(例如，形成LIMA的远端)。该长度可以已知为断开连接的长度(LIMAdl)，并可以定义UMA从结缔组织断开连接的区域。可以确定结束区域(EA)沿着UMA的路径定位，其开始于开始区域(SA)并且延伸UMAdl的长度。换言之，知道开始区域(SA)MW通过将LIMAdl加到SA上来定位结束区域(EA)。然而，在其他实施例中，设想到了，可以首先确定结束区域(EA)和CP，并且然后，过程可以因此确定LIMAdl。
[0059]在一些实施例中，过程可以提供用户接口，例如图形用户接口(GUI)，利用其用户(例如，外科医生)可以使用任意适当的定点设备(图形地或其他地)选择CP、EA、SA和L MAdl中的一个或多个。然后，基于所确定的患者的解剖结构，过程可以对根据所选变量的信息由用户未选择的变量进行求解。例如，如果用户选择了CP和SA的位置，则过程可以因此确定LMAdl的长度和EA，并且可以为了用户方便而强调所提出的LMAdl和EA。因此，用户可以赞同所提出的位置，或者在需要时做出改变，并且过程可以因此进行响应。此外，假设使用针对SA、EA、CP和UMAdl中的一个或多个提出的设置执行了旁路，则过程可以预测UMA的至少部分和心脏801将看起来像什么，并绘制对应的图像，从而用户可以确定是否期望对SA、EA、CP和UMAdl中的一个或多个的任何改变;并且可以输入这些改变，从而过程可以因此更新SA、EA、CP和LIMADL中的一个或多个。
[0060]例如，参考图8A示出的，沿着应当从结缔组织分离的LIMA的路径位于点线803和805之间，并且应当在线805处切割UMA。一旦确定出沿着应该从结缔组织分离的UMA的路径，则过程可以将该信息和/或描绘导管100的位置的图像叠加到患者的心脏801的图像上，并且实时地将该信息呈现在系统的显示器上以方便用户，如中图8A所示。然而，在其他实施例中，预想到了，用户可以手动地控制导管100，以在需要时将UMA从结缔组织断开和/或烧灼UMA的侧支。在一些实施例中，在可能必要时，控制器可以控制在UMA中导管的位置和/或取向。
[0061]例如，使用任意适当的方法，诸如使用任意适当的手术刀(例如，超声手术刀、激光器手术刀等)经管地，或者使用任意适当的外部手术刀，图示地可以在线805处切割LIMA。在需要时可以由控制器自动地执行所述切割，或者可以根据本系统的实施例执行适当切割方法的手动和自动控制的组合。在完成动作707之后，过程可以继续到动作709。
[0062]在动作709期间，过程可以控制导管以施加力，从而将UMA的至少被分离的部分从胸壁移除(例如，通过机械分离或解耦)，并且将UMA的至少远端引导向期望的旁路位置(例如，CP)，如图8B和8C的箭头817所示。取决于吻合术的位置以及LIMA的长度，LIMA的部分可以任选地保持附接到结缔组织，并因此在需要时附接到胸壁。因此，可以将任选地保持附接到结缔组织的LIMA的部分用作锚或枢轴点(PP)，并且一般地可以位于SA处。然而，在其中整个UMA从胸壁的结缔组织分离的实施例中，可以控制导管的部分以保持固定(例如，通过保持刚性或基本刚性)，以便当控制地将导管转向以引导LIMA(例如，自动地和/或通过用户的手动输入)到期望的旁路位置(例如，CP)时，向导管的部分提供锚定(例如，以稳定导管的至少部分)。在该过程期间，能够使用任意适当的实时导航辅助成像方法，诸如可以在经皮冠状动脉介入等中执行的术中X射线，来执行将柔性设备引导到期望的旁路位置。在确定LIMA的远端被放置(例如，通过位于其中的导管)在旁路位置(例如，如图8D所示)之后，过程将继续到动作711。
[0063]在动作711期间，过程可以使用任意适当的方法在CP处建立在UMA(例如，移植血管)与LAD(例如，目标血管)之间的吻合(例如，耦合)。UMA到LAD的耦合可以建立从UMA到LAD的(血液)流动连通(例如，旁路)，如在图8D中所示。为了形成(流动)耦合，例如，根据一些实施例，动脉穿刺设备可以经过导管的通道，并且通过LAD的相邻壁，以建立在LAD中的端口以在控制器的控制下进行血管重建。
[0064]然而，在其他实施例中，激光器动脉切除设备，诸如准分子激光器辅助非封闭吻合术(ELANA)激光器、吻合术导管等，可以被用于提供适当的切割，诸如在LAD中的精确的圆形切割，从而在LAD内建立端口。在其他实施例中，导管可以包括位于导管的远端的激光器动脉切除设备以建立在LAD中的端口。
[0065]不管用于在LAD中建立端口的方法，在建立端口之后，过程可以任选地放置支架移植物，诸如使用导管在LIMA和LAD之间的接口处的管腔内支架移植物(例如，用于通过Abbot血管穿刺冠状动脉的JOSTENT?GRAFTMASTER?支架移植物)等。使用任意适当的方法，支架移植物可以经过导管的通道，并且可以将支架移植物按需放置在目标位置处。支架移植物可以抵靠LAD和UMA的壁扩张，以确保在每个血管内的良好获得(purchase)。另外，根据需要其可以是有窗的或连续管。在一些实施例中，可以使用多个连锁(即，在LAD中的有窗支架移植物以及通过开窗术的标准的支架互锁)和/或分支的支架移植物和/或预定形状的支架移植物。还可设想到了，支架移植物可以包括钩子(例如，由Vascutek的Anaconda?支架系统提供)，以促进附接和/或可以按需提供另一附接系统，诸如缝合。
[0066]图9A示出了根据本系统的实施例的在图8D中示出的耦合区域9A的部分的详细视图。耦合区域包括有窗的支架移植物901A，其被插入到位于LAD内的端口 905中，并且被配置为使得有窗支架移植物90IA(诸如JOSTENT? GRAFTMASTER?支架移植物)的下游血流可以接收自一个或多个LIMA和LAD。图10示出了 JOSTENT? GRAFTMASTER?支架移植物的侧视图。图9B示出了根据本系统的实施例的类似于在图9A中示出的耦合区域的耦合区域的详细视图。图9B类似于图9A，然而，提供了未开窗的支架移植物901B，而不是图9A的开窗的支架移植物901A。因此，在图9B的实施例中，沿着LAD的血流全部被堵塞。图9C示出了根据本系统的实施例的使用集成的UTA切割LAD的过程的详细视图。
[0067]图1lA示出了可以根据本系统的实施例适当利用的ELENA?激光器吻合术导管1100A的部分的前透视视图。
[0068]图1IB示出了根据本系统的实施例的集成UTA1145的部分的前透视视图。UTA1145可以类似于UTA 145，并且可以包括至少一个超声换能器1142(其类似于超声换能器142)。然而，UTA 1145可以分别包括第一和第二激光器吻合术导管1104和1106以及至少一个吸入端口 1108。第二激光器吻合术导管1106可以被(例如由控制器)控制以在EA处切割LMA，从而形成UMA的可以耦合到LAD的远端。参考图9C和图11B，并且根据本系统的实施例，第一激光器吻合术导管1104可以(例如，由控制器)被控制以切割LAD的(盘状)部分，从而建立流动耦合到UMA的端口，并且其可以被配置为例如容纳支架移植物。在切割过程期间，可以通过至少一个吸入端口 1108施加真空，以保持将LAD被切割掉的部分。之后，可以将LAD的被切割掉的部分从端口拉出，并且可以使用支架施加仪器将支架移植物通过端口放置到LAD的至少部分，所述支架施加仪器可以从位于第一激光器吻合术导管1104的一侧并因此不被LAD的切割掉的部分覆盖开口 1147延伸。
[0069]返回图7，在建立UMA和LAD之间的吻合(例如，耦合)之后，可以完成血管重建，并且过程继续到动作713。
[0070]在动作713期间，过程可以从LIMA收回导管。因此，根据一些实施例，控制器可以控制致动器从至少LIMA收回导管。然后，过程可以继续到动作715，在此过程结束。[0071 ]图12示出了根据本系统的实施例的系统1200的部分。例如，本系统1200的部分可以包括操作地耦合到存储器1220的处理器1210(例如，控制器)、用户接口 1230(例如，显示器)、传感器1240、致动器1250和用户输入设备1270。存储器1220可以是任意类型的设备，用于存储应用数据以及与所描述的操作相关的其他数据。应用数据和其他数据通过处理器1210接收，用于配置(例如，编程)处理器1210以根据本系统执行操作动作。这样配置的处理器1210变为专用机器，其特别适于根据本系统的实施例执行。传感器可以包括根据本系统的实施例的导管的传感器。例如，传感器可以包括成像传感器、位置传感器(例如，线性、旋转、偏转等)、温度传感器、压力传感器、流量传感器、状态传感器等，其每一个可以向控制器1210提供对应的信息以供进一步处理。
[0072]操作动作可以包括例如通过如下来配置系统1200:配置处理器1210以从用户输入、传感器1240和/或存储器1220获得信息，并且根据本系统的实施例处理该信息，以根据本系统的实施例获得与使用导管相关联的信息。用户输入部分1270可以包括:键盘、鼠标、跟踪球、旋转轮、控制杆和/或其他设备，包括触摸显示器，其可以是独立的或是系统的一部分，诸如个人计算机、笔记本计算机、上网本、平板计算机、智能电话、个人数字助理(PDA)、移动电话和/或用于经由任意可操作链路与处理器1210通信的其他设备的部分。用户输入部分1270可操作用于与处理器1210交互，包括支持在如本文所述的UI内的交互。显然，处理器1210、存储器1220、UI 1230、致动器1250和/或用户输入设备1270可以全部或部分地是计算机系统或其他设备的部分，例如客户端和/或服务器，如在本文中所描述的。
[0073]操作动作可以包括请求、提供和/或绘制信息，诸如，例如，与导航辅助成像方法相关的信息，以在手术期间确定在患者内的导管的一个或多个部分。处理器1210可以在UI1230(诸如系统的显示器)上(例如，实时地)绘制信息，诸如状态信息、图像信息(其可以包括感兴趣区域中的图像)。传感器可以包括适当的传感器，以向处理器1210提供期望的传感器信息，用于供根据本系统的实施例进行进一步的处理。
[0074]本系统的方法尤其适于由通过计算机软件程序编程的处理器执行，所述程序包括对应于本系统描述和/或预想到的一个或多个个体步骤或动作的模块。
[0075]处理器1210可操作用于响应于来自用户输入设备1270的输入信号以及响应于网络的其他设备而提供控制信号和/或执行操作，并执行存储于存储器1220内的指令。例如，处理器1210可以从传感器1240获得反馈信息，并且可以处理该信息以获得导管的部分的位置、取向和/或状态。处理器1210可以确定根据本系统的实施例执行的动作。处理器1210可以控制致动器以执行对应的动作。致动器可以包括电动机(例如，线性的、旋转的等)、栗、电活性聚合物(EAP)、手术刀(例如，激光器等)、超声换能器、激光器、放大器、开关等。处理器1210可以包括如下中的一个或多个:微处理器、专用或通用集成电路、逻辑设备等。此外，处理器1210可以是专用处理器，用于根据本系统执行;或者可以是通用处理器，其中多个功能中仅一个用于根据本系统执行。处理器1210可以利用程序部分、多程序段操作，和/或可以包括或是利用专用或多目的集成电路的硬件设备。
[0076]尽管已经结合特定示例性实施例示出并描述了本发明，但本领域技术人员能够理解，本发明并不局限于此，而是可以做出形式和细节的各种变化，包括各种特征和实施例的组合，而不背离本发明的精神和范围。
[0077]因此，本系统的实施例提供柔性设备(例如，导管)和方法，以执行例如如下的动作:经皮地访问LMA;经腔地形成并从胸壁移除LIMA的远端部分;使得柔性设备和LIMA转向，其中，柔性设备被定位为朝向患病动脉(诸如冠状动脉)上的选定旁路位置和/或将UMA附接到旁路位置，从而在UMA和患病动脉之间建立流动连通。因此，可以根据本系统的实施例提供以支架的微创方法进行LIMA-LAD旁路的最优冠状血管重建组合效果。
[0078]本领域普通技术人员将容易地想到本系统的其他变型，且所述变型由后续权利要求包括。
[0079]最后，以上讨论仅仅是说明本系统，并不应当解释为将随附权利要求限制到任何特定的实施例或实施例组。因此，尽管已经结合示例性实施例描述了本系统，但还应当理解，本领域普通技术人员可以预想到多种变型和备选实施例，而不背离如后续权利要求阐述的本系统的更广泛且想要的精神和范围。另外，这里所包含的章节标题意图促进回顾，而并不意图限制本系统的范围。因此，说明书和附图被视为说明性的，而并非意图限制随附权利要求的范围。
[0080]本文包含的章节标题意图促进回顾，而并非意图限制本系统的范围。因此，说明书和附图被视为说明性的，而并非意图限制随附权利要求的范围。
[0081]在解释随附权利要求时，应当理解:
[0082]a)词语“包括”并不排除存在不用于在给定权利要求中列出的那些的其他元件或动作；
[0083]b)在元件前面的词语“一”或“一个”不排除存在多个这种元件；
[0084]c)在权利要求中的任意参考标记并不限制其范围；
[0085]d)若干“单元”可以由同一项目或硬件或实现结构或功能的软件表示；
[0086]e)任意所公开的元件可以包括硬件部分(例如，包括离散的和集成的电子电路)、软件部分(例如，计算机程序)、以及其任意组合；
[0087]f)硬件部分可以包括模拟和数字部分中的一个或两者；
[0088]g)任意所公开的设备或其组合可以组合到一起或分离成进一步的部件，除非另有明确表述；
[0089]h)动作或步骤的具体顺序并不意图是要求的，除非另有明确表述;并且
[0090]i)术语“多个”元件包括两个或更多个所声明的元件，并不暗示元件的任意特定数量范围；亦即，多个元件可以是只有两个元件，并且可以是包括不可测量数量的元件。
【主权项】
1.一种执行旁路流程的方法，所述方法由通过至少一个控制器(110、1210)进行控制的柔性装置(100)来执行，所述方法包括如下动作: 将所述柔性装置经皮地定位到第一动脉(LIMA)中，所述第一动脉被耦合到胸壁的结缔组织； 通过施加由所述柔性装置的至少一个换能器(142)发出的第一类型的超声信号，从所述胸壁的所述结缔组织经腔地分离所述第一动脉的至少部分； 通过施加通过位于所述第一动脉内的所述柔性装置传输的力，将分离的部分第一动脉的至少部分从当前位置转向到在目标动脉处的旁路位置;并且 通过位于所述第一动脉内的所述柔性装置，将所述第一动脉耦合到所述旁路位置(CP)处的所述目标动脉(LAD)，以在所述第一动脉与所述目标动脉之间建立流动连通。2.根据权利要求1所述的方法，还包括如下动作:通过对位于所述柔性装置的外围周围的球囊(113)充气，来至少部分地中断到所述第一动脉的血流。3.根据权利要求1所述的方法，还包括如下动作:使用动脉穿刺设备和激光器动脉切除设备(1100、1145)之一，在所述旁路位置(CP)处的所述目标动脉中建立端口。4.根据权利要求1所述的方法，还包括如下动作: 将支架移植物(901)插入通过所述柔性装置中的通道(112)，并且至少部分地通过所述目标动脉中的所述端口；并且 将所述支架移植物附接到目标位置。5.根据权利要求1所述的方法，还包括如下动作:通过施加由所述柔性装置的所述至少一个换能器发出的第二类型的超声信号，来经腔地烧灼所述第一动脉的侧支。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一类型的所述超声信号包括组织摧毁脉冲，并且所述第二类型的所述超声信号包括高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，所述第二类型的所述超声信号比所述第一类型的所述超声信号强度更低并且持续时间更长。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一动脉是左乳内动脉(UMA)，并且所述目标动脉是左前降支动脉(LAD)。8.—种用于执行旁路流程的柔性装置(100)，所述装置包括: 至少一个控制器(110、1210)，其被配置为: 将所述柔性装置经皮地定位到第一动脉(UMA)的至少一个期望位置中，所述第一动脉被耦合到胸壁的结缔组织； 驱动至少一个换能器(142)以发出第一类型的超声信号，以从所述结缔组织经腔地分离所述第一动脉的至少部分； 对所述柔性装置进行转向，以将所述第一动脉的分离部分的至少部分从当前位置移动到目标动脉(LAD)处的旁路位置(CP);并且 将所述第一动脉耦合到所述旁路位置处的所述目标动脉，以在所述第一动脉与所述目标动脉之间建立流动连通。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个控制器还被配置为:通过对位于所述柔性装置的外围周围的球囊(113)充气，来至少部分地中断到所述第一动脉的血流。10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个控制器还被配置为:使用动脉穿刺设备和激光器动脉切除设备(1100、1145)之一，在所述旁路位置处的所述目标动脉中建立端口(905) 011.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个控制器还被配置为:将支架移植物(901A、901BB)插入通过所述柔性装置中的通道，并且至少部分地通过所述目标动脉中的所述端口，并且将所述支架移植物附接到目标位置。12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个控制器还被配置为:通过施加由所述至少一个换能器发出的第二类型的超声信号，来经腔地烧灼所述第一动脉的侧支。13.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个控制器还被配置为:驱动所述至少一个换能器，使得所述第一类型的所述超声信号包括组织摧毁脉冲，并且所述第二类型的所述超声信号包括高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，所述第二类型的所述超声信号比所述第一类型的所述超声信号强度更低并且持续时间更长。14.一种存储在非瞬态计算机可读存储器介质(1120)上的计算机程序，所述计算机程序被配置为控制柔性装置以执行旁路流程，所述计算机程序包括: 程序部分，其被配置为控制所述柔性装置以: 将所述柔性装置经皮地定位到第一动脉(LIMA)中，所述第一动脉被耦合到胸壁的结缔组织； 通过施加由所述柔性装置的至少一个换能器(142)发出的第一类型的超声信号，从所述胸壁的结缔组织经腔地分离第一动脉的至少部分； 通过施加通过位于所述第一动脉内的所述柔性装置传输的力，将分离的部分第一动脉的至少部分从当前位置转向到目标动脉处的旁路位置;并且 通过位于所述第一动脉内的所述柔性装置，将所述第一动脉耦合到旁路位置(CP)处的所述目标动脉(LAD)，以在所述第一动脉与所述目标动脉之间建立流动连通。15.根据权利要求14所述的计算机程序，其中，所述程序部分还被配置为:通过对位于所述柔性装置的外围周围的球囊(113)充气，来至少部分地中断到所述第一动脉的血流。16.根据权利要求14所述的计算机程序，其中，所述程序部分还被配置为:使用动脉穿刺设备和激光器动脉切除设备(1100、1145)之一，在所述旁路位置(CP)处在所述目标动脉中建立端口。17.根据权利要求14所述的计算机程序，其中，所述程序部分还被配置为:将支架移植物(901)插入通过所述柔性装置中的通道(112)，并且至少部分地通过所述目标动脉中的所述端口。18.根据权利要求14所述的计算机程序，其中，所述程序部分还被配置为:通过施加由所述柔性装置的所述至少一个换能器发出的第二类型的超声信号，来经腔地烧灼所述第一动脉的侧支。19.根据权利要求14所述的计算机程序，其中，所述第一类型的所述超声信号包括组织摧毁脉冲，并且所述第二类型的所述超声信号包括高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，所述第二类型的所述超声信号比所述第一类型的所述超声信号强度更低并且持续时间更长。
【文档编号】A61B90/00GK106061422SQ201580010712
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月26日
【发明人】A·波波维奇, R·塞普, D·P·努南
【申请人】皇家飞利浦有限公司