用于在血管系统中精细导航的导管系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种导管系统，该导管系统包括第一、外导管（１）和包含在其中的第二导管元件，所述第二导管元件特别是导线（２）。各个主动定位器（４，５）被放置在第一和第二导管元件（１，２）上，例如磁跟踪系统的传感器。第一导管系统（１）优选地具有固定设备（３），借助于所述固定设备它可以相对于血管系统（７）被固定。如果导线（２）例如将被导航通过狭窄（６），其定位器（５）相对于在静止的导管元件（１）上的定位器（４）的位置被测量，从而获知其相对于血管（７）的位置。由于例如器官运动这样的干涉因素在测量定位器（４，５）的相对位置期间彼此平衡，因此可以用很高精度执行导航。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括彼此耦连的第一和第二导管元件的导管系统，以及使用这样的导管系统进行导航的方法。
技术介绍
导管系统的典型应用在于探查和治疗狭窄(血管缩窄)。医疗介入的成功本质上取决于是否以更大的精度相对于狭窄来定位和导航导管系统。通常，血管系统的手术前图像被用作所谓的“血管图”，在所述血管图上为负责医生显示了导管系统的当前位置。为了该目的已经发展了许多方法，借助于所述方法由心跳和呼吸导致的血管系统的自运动可以大大被补偿并且使得导管被粗略导航到狭窄成为可能。然而，随后将导管精细导航到狭窄位置存在问题。为了该目的导线必须被引导通过所述狭窄，所述导线可以跟随实际治疗导管。在该上下文中从US 2003/0139689 A1可知一种带有管状外导管的导管系统，导线延伸通过所述导管系统的内部通道。导线可以预先独立于外导管被推动并且在其尖端具有防X射线标记，所述标记可以位于X射线图像上。通过特别地配置外和内导管元件的弹性特性，应当有可能在血管分叉或狭窄处提高导管前沿的转向。然而，导线的受监视导航需要X射线荧光透视观察并且可能注入造影剂，包括对患者造成的相关负荷。
技术实现思路
基于该背景，本专利技术的目标是提供在血管系统中用于导航系统的简化的精细导航的装置。借助于具有如权利要求1所述的特征的导管系统以及具有如权利要求7所述的特征的方法实现该目标。在从属权利要求中给出了有利的设计。所专利技术的导管系统包括 -第一导管元件，具有放置在其上的至少第一主动定位器，其空间位置(即位置和/或取向)可以通过使用合适的方法进行确定。在该上下文中的“主动定位器”被理解成表示这样一种定位器，该定位器并不或并不仅仅被动地呈现在图像上(例如防X射线标记)，而是独立于所述成像方法生成数据或信号，这使得确定位置成为可能。特别地，主动定位器自身可以测量或发出信号。并不另外受到所谓的“视线限制”影响的主动定位器也被设计成“非视线”定位器。-第二导管元件，其具有布置在其上的至少第二主动定位器，其空间位置可以被确定。所述两个导管元件被机械地耦连，其中所述耦连应当被设计成使得它使所述导管元件相对于彼此的滑动移动成为可能。例如，所述导管元件可以作为细绳彼此紧挨着运行，并且以这样一种方式通过眼螺拴或导杆彼此耦连，该方式使得它们仅仅可以纵向地相对于彼此移动。所述两个导管元件的每一个，通常甚至是所述两个导管元件一同可以象单导管一样被一起导航和使用。应当指出的是第一和第二导管元件的角色完全对称，从而如下面给出的导管元件所需的特征也可以假定加以必要的变更以用于另一导管元件。此外，显而易见的是所述导管元件也可以类似地包含两个以上带有主动定位器的耦连导管元件。所述导管系统的优点在于它允许很精确地精细导航单个导管元件。这是可能的，原因在于导管元件都承载它们自身的主动定位器，而且可以相对于彼此移动。所以，所述导管元件中的一个，例如第一导管元件可以牢固地被保持，而仅仅另一个导管元件被向前推动。与定位器的绝对空间位置相比，可以用很高的精度确定第二定位器相对于第一定位器的位置，所述绝对空间位置由于器官运动和/或干扰环境影响典型地仅仅可以用有限的精度进行测量。静止的第一定位器因此可以分别用作用于第二定位器或第二导管元件的精细导航的参考点。此外，所述标记被配置为主动定位器是有利的，从而可以实现导航而不需要持续使用X射线辐射。优选地实现导管元件的机械耦连，使得第一导管元件是中空的，并且具有纵向运行的通道，第二导管被引导通过所述通道。典型地，在该情况下，第一导管元件是实际治疗导管，其例如携带用于扩宽狭窄的气囊，而第二导管元件是导线。这样的导管系统的机械构造可以类似于在US2003/0139689 A1中所述的构造。根据导管系统的另一设计，这包括至少一个固定设备，在其帮助下第一导管元件或第二导管元件可以相对于周围血管被固定。固定保证了涉及的导管元件不会相对于血管系统移动，从而它用作另一导管元件相对于血管系统运动的观察基准。存在用于实现所述主动定位器的不同选择。根据第一选择，所述定位器中的至少一个可以是磁场传感器，该磁场传感器可以测量外部(空间和/或时间不均匀)磁场的强度和方向。在这里典型地通过靠近被检查患者的场发生器来生成外部磁场，并且可以从磁场发生器的测量数据得出关于其空间位置的结论。原则上，这样的“磁跟踪”带来的问题是磁场和由此的测量精度受到外部因素的干涉，例如金属体等。然而，如果导管系统的主动定位器都被配置成磁场传感器，这样的干涉等量地影响所述两个传感器，从而它们在确定相对位置方面彼此平衡，直到更高阶的因此可忽略的干涉。根据另一实施方式，所述定位器中的至少一个包含用于电磁和/或声辐射的源，其中该源的位置可以通过外部传感器被定位。特别地，定位器可以是用于来自近红外(NIR)的电磁辐射的发射器或超声发射器。这样的辐射源的位置例如可以通过使用立体方法进行测量，其中所述辐射源的视线的交叉点由不同空间点被确定。在导管系统的典型使用中，两个导管元件上的定位器优选地被布置成使得它们处于彼此相距最大10cm，尤其优选5cm的距离。这样保证了所述定位器之间的距离不超过上限，从而它们暴露于外部影响的程度几乎相同。所以，当测量两个定位器的相对位置时，相应的影响彼此平衡，从而将它们减小为可忽略因素。本专利技术进一步涉及在血管系统中导航导管系统的方法，其中所述导管系统包括第一和第二导管元件，所述导管元件彼此耦连从而提供滑动，它们中的每一个分别承载至少第一或第二主动定位器。所述导管系统特别地可以是上述类型的导管系统。所述方法包括以下步骤a)确定第一导管元件上的第一定位器相对于血管系统的空间位置。b)确定第二导管元件上的第二定位器相对于第一定位器的空间位置。在该步骤中，可以使用用于各个定位器的位置确定的相关方法，其中第二定位器的相对位置从所确定的位置差异而获得。所述方法的优点在于它使得在血管系统中提供第二导管元件的很精确的精细导航成为可能(在此需要再次指出的是，原则上，第一和第二导管元件的角色是对称的)。在导航期间为此的原因是可能用比较大的精度相对于第一导管元件确定第二导管元件的位置。两个定位器受到的器官运动或外部干涉的影响或多或少是相同的，从而它们在相对位置中被平衡。为了提高所述方法的精度，第一导管元件优选地相对于血管系统被固定。在第二导管元件的运动期间，其相对于第一定位器的位置然后可以被测量，其中所述固定保证了第一定位器同时代表相对于血管系统的定义参考点。在所述方法的步骤a)中，必须确定第一定位器相对于血管系统的位置。通过用包含在其中的导管系统生成血管系统的图像，和随后在该图像上确定第一定位器相对于血管系统的空间位置，这是有可能的。所述图像例如可以是X射线图像或磁共振图像。在这里应当保证在所述图像上用足够的精度(被动地)确定第一定位器的位置，例如通过提供带有防X射线材料的第一定位器。另一可能性是通过合适的方法配准先前记录的血管图，即确定所述血管图坐标系和主动定位器或真实血管树的坐标系的之间的相互关系。此外，在磁共振成像期间应当保证所述导管元件与其兼容并且不包含例如可以导致记录期间有危险的加热的任何部件。附图说明在典型附图的帮助下在下面阐述了本专利技术。图1-6示意性地显示了在狭窄区域中所本专利技术的导管系统的导航期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导管系统，包括：　　　　－第一导管元件（１），具有放置在其上的至少第一主动定位器（４），其空间位置可以被确定；　　　　－第二导管元件（２），具有布置在其上的至少第二主动定位器（５），其空间位置可以被确定；　　　　其中所述第一和第二导管元件以这样的方式被耦连，即相对于彼此的滑动移动是可能的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J博尔格特，S克吕格尔，H蒂明格尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]