专利名称：切除器气囊系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及切除不想要的生理学物质的系统与方法，该不想要的生理学材料诸如是在身体上的腔室内的组织生长和肿瘤。更具体地，本发明涉及具有切除表面的气囊导管，其以脉冲方式操作，以最小损伤切除目标材料。
背景技术：
从身体腔室内部移除不想要的和/或威胁生命的生理学物质，诸如器官、血管、关节结合和构造、窦、和各类身体腔体，在诸如肺病学、心脏病学、泌尿学、妇科医学、胃肠病学、神经学、耳鼻喉学、整形外科、和普通外科学的多种医学专业和学科中是非常常见的手术，。因此，已经采取了各种仪器和方法来进行这些手术，这些在现有技术中一般是已知的。在这样的过程中最重要的因素之一是出血。在当前已知的很多外科手术中，出血以及所引起的组织的患病率是擦伤、创伤、和入侵性切除和移除技术的结果。很多这样的技·术冒着其中进行手术的血管或管腔穿孔的危险，导致外科医生和病人的严重并发症。此外，很多病人疾病并不是简单地由这些手术治愈的，因为不存在干预、最小侵入性的治疗形态，这些方法并不有效、安全、和可重复性，和/或所采用的仪器缺乏合适的可见性、生理测量、和/或必要的反馈来确保手术的安全、有效、和可重复性。因此，需要新类型的治疗。在各种类型的医疗手术中普遍使用的一个仪器是可充气气囊导管，有很多不同类型，被用于执行各种必要的功能。例如，这些充气气囊经常被用于控制或停止出血、保持仪器到位、或防止或辅助其他在身体腔室中流动或移动。例如，经由与尿道侧壁接触很多泌尿导管被保持到位、经由与阴道穹窿侧壁相接触很多妇产科仪器被保持到位、血管内气囊经常被用于控制出血、充气气囊有时被用于控制注入胆囊管来在普通外科胆囊切除术过程中检测胆石存在的造影剂的逆流、且最近，气囊导管已经被用于释放鼻窦充血。这样的导管的一个特定应用是肺癌。在所有类型的癌症中，肺癌具有最低生存率，因为由于癌症引起的死亡中多于三分之一是由肺癌引起的。每年全世界范围诊断出超过150万的新病人。肺癌病人的死亡的最常见原因是气道阻塞。在癌症病人中，所有病人中的三分之一刚开始、且另外三分之一长期，出现主气道阻塞，这引起窒息、大量流血、和感染。这些并发症是肺癌病人的最常见死因。使用干预性支气管镜检查用于肺癌治疗和所引起的气道阻塞增加了经受慢性阻塞性肺病(COPD)的病人的生活质量和生存率以及与癌症相关的阻塞性共同病态。因此，气囊导管已经被常规地用于各种内窥镜和柔性与刚性的支气管镜以用于扩张、作为填塞来止血、以及作为干预性固定设备来将仪器保持到位并防止这些仪器在逆流压力下的后退。基于前述的对于用于移除身体腔室中不想要的生理学物质的新类型的治疗的需要，已经实现了，可进一步使用可充气气囊导管作为干预性工具来切除与移除这样的物质一诸如内淋巴阻塞物和肿瘤和血管内闭塞一在各种应用中，诸如上述干预性医学专业的肺病学、心脏病学、泌尿学、妇科医学、胃肠病学、神经学、耳鼻喉学、和普通外科学。相比被使用的其他类型的方法和设备(诸如机械、激光、电烙术、冷冻疗法等)，以此方式使用气囊导管已经呈现了简单、安全、高度有效、和不昂贵的治疗方法。因此，已经建议了新类别的气囊用于该目的，诸如由Karakoca申请的欧洲专利申请No. EP 1913 882中所公开的。该设备采用了具有硬化表面的气囊导管，其可被插入身体腔室。在该设备被插入后，气囊被充气，且该气囊在腔室中前后移动从而有纹理的表面在不想要的生理学物质上执行刮除动作。以此方式，切除了靶向物质。然而，这个特定仪器和使用其的方法受制于数个劣势和缺点。这个切除器气囊的最重要的问题之一在于，通过用位于气囊外部的硬化表面来刮除，即，通过将气囊前后和/或旋转移动，来移除不想要的生理学物质。这个动作机制可能引起擦伤和创伤。另外，硬化表面加上刮除动作有时可能缺乏必要的精确度来防止诸如受影响的解剖学结构的出血和结构性穿孔之类的并发症。进一步，在气囊上所需要的扭矩和来回作用力的量可导致设备故障，特别是在气囊附连至导管之处。这个切除器气囊的另一个劣势在于，其硬化表面是位于气囊外侧的分立薄膜。这个薄膜具有与气囊不同的延展特性，且不利地影响气囊导管的性能。可能需要在使用前在 体外预先检查该气囊导管。附加地，在手术的摩擦应力下，该气囊可脱落且进一步阻塞或危及其中展开了气囊的身体腔室的安全。这个切除器气囊的另一个问题在于该气囊还缺乏准确度，因为该气囊缺乏精确地测量其中其被使用的环境的大小来提供可帮助治疗干预和功效的生理学测量与反馈。例如，外科医生没有办法知道所影响的身体腔室本身(接近其中的阻塞物或远离其中的阻塞物)的直径。类似地，外科医生没有办法知道其中存在不想要的组织生长或肿瘤的腔体内直径，且进一步，没有办法准确地调节当该组织生长或肿瘤被切除时这个直径随时间的变化。由于没有机制用于在不同时间点测量腔室内腔体内直径，且特定地，测量该直径如何地随时间而变化，不能合适地调节提供至气囊的压力量和藉此防止并发症并加速治疗。与这个设备相关的问题在于，医师没有办法测量两个关节结构、终板、或表面之间的关节内空间。这个设备的另一个相关问题在于，外科医生没有办法了解身体腔室的密度是接近阻塞物还是与阻塞物不同，外科医生也不知道组织生长或肿瘤本身的密度。由于不存在用于测量腔室或阻塞的密度的机制，可能无法合适地控制气囊中的压力来帮助外科精确度、最小化潜在并发症、并加速手术。这个设备的又一个相关问题在于，该设备没有办法标识连接至泵的气囊导管的类型。作为结果，该气囊可被意外地过度充气，且因此，该气囊可破裂。这个切除器气囊的另一个劣势在于，该气囊包括单个、单体的结构，这意味着仅能将整个气囊作为整体来充气。这导致若干不足，包括不能在不同处测量腔体内直径，包括身体腔室本身(接近/远离阻塞物)和阻塞的生理学物质；不能精确定位需要最大压力之处(多个)从而准确地且有系统地切除该阻塞物；不能填塞特定区域从而控制出血；不能捕捉已经被切除的物质从而将其从身体腔室吸取出来；还有气囊滑动和移动的趋势。这个设备的另一个不足在于，该设备不能被按照所期望地最优地被放置。例如，这个气囊导管的整体直径需要具有工作通道的刚性或柔性内窥镜。除了这样的内窥镜不易获得的事实之外，内窥镜是单独的腔体设备。作为结果，不能使用导丝，通过刚性或柔性内窥镜、或在刚性或柔性内窥镜旁与内窥镜一起，将它们引导至身体腔室。类似地，这个设备不具有能力来将气囊沿导管构造线性传递，而这能优化气囊放置和重复性。最后，这个设备不包括用于在外部标识其位置的材料(诸如造影材料)。因此，不能经由外部成像形态(诸如射线照片、或超声成像)容易地标识气囊的位置。这些缺点的每一个都使得不能如所期望地那样精确地定位该气囊。这个切除器气囊的另一个劣势在于，没有办法为医师提供照明光、非热照明光、和气囊前、从气囊前向气囊望、沿气囊侧或气囊后区域的视觉反馈，来优化治疗干预和功效。
这个切除器气囊的进一步不足源自这样的事实它是近端被封锁的单个腔体设备。作为结果，当气囊被充气时，它不允许流体(诸如空气或血液)从导管远端流到近端。这在干预性肺病学应用中是非常重要的，其中如果发生气道阻塞情况，抽吸是关键的。类似地,在干预性心脏病学应用中,在血管段(vesselsegment)的操作中允许血液的旁流是重要的。这个设备的另一个不足在于，其没有能力传递可帮助切除不想要的生理学物质的低温剂或多种形式的能量。作为结果，不能提供低温剂或诸如射频、超声、和电外科能量之类的多种形式的能量从而执行消融、干燥、烧灼、切除、剥除、和/或组织修改从而优化止血和切除。这些气囊导管的进一步不足在于，没有办法提供局部化传递的药物、支架、生理学物质、纳米颗粒、或相关技术到气囊表面。因此，不能使用该设备来提供供应医学、治疗、和复健处理的手段。因此，所期望的是一种切除器气囊系统，用于移除不期望的生理学物质，且不引起作为被用于切除该物质的刮除动作的结果的对于所影响的身体腔室的不必要损伤。还期望的是对于充气和放气具有可控速率的切除器气囊系统。进一步期望的是，不需要固定至气囊外部的分立薄膜的切除器气囊系统。还期望的是通过内窥镜、在内窥镜旁、或经由射线照片或超声成像可管理的切除器气囊系统。还期望的是一种切除器气囊系统，该系统能提供生理学反馈来确定其中具有不想要的生理学材料的腔体内直径和密度以及邻近于或远离这样的材料的位置处的腔体内直径和密度、两个关节结构之间的关节内间距、以及所连接的气囊导管的类型。还期望的是一种切除器气囊系统，该系统还能提供构建在活体内的气囊导管的大小和性能度量。进一步期望的是一种切除器气囊系统，该系统可最佳地定位于身体腔室内且可精确定位提供最大充气的特定区域。还期望的是一种切除器气囊系统，该系统可提供光和可视化能力、低温剂、和各种形式的能量来帮助外科技术、和药物以及相关的物质送至解剖点。进一步期望的是一种切除器气囊系统，该系统允许流体从导管近端流动到远端。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统不需要刮除动作机制。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统不采用固定至气囊外侧的分离薄膜。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统提供生理学反馈，从这些反馈中可确定其中有这些生理学物质的腔体内的直径、以及邻近和远离该物质的身体腔室本身，并且相应地可调节提供至气囊的压力和流。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统提供生理学反馈，从该生理学反馈中可确定两个关节结构、终板、或表面之间的关节内空间，并且相应地可调节提供至气囊的压力和流。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统提供生理学反馈，从这些反馈中可确定其中有这些生理学物质的腔体内的密度、以及邻近和远离该物质的身体腔室本身，并且相应地可调节提供至气囊的压力和流。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统可标识连接至泵的气囊导管的类型。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，其中该气囊部分具有可被独立地充气的不同的段。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系·统，该系统除了用于充气该气囊的流体的通路外还具有至少一个附加通路。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统能使该气囊沿该导管被传输。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统辅助外部成像。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统提供身体腔室内的可视化形式。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统可将能量传递至目标区域。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统可将低温剂传递至目标区域。本发明的又一目的在于提供一种用于移除不期望的生理学物质的切除器导管系统，该系统可将药物、支架、纳米颗粒、和类似物质传递至目标区域。为了克服现有技术的不足并实现所列出的目的和优势中的至少一些，本发明包括用切除器气囊系统切除生理学物质的方法，该方法包括将导管插入具有要被切除的生理学物质的身体腔室中，该导管包括具有带切除表面的外壁的至少一个气囊、通过向其中供应流体来对该气囊充气以使气囊的切除表面接触到该生理学物质、通过以脉冲方式将流体提供至该气囊来重复地对该气囊进行放气和充气，从而这重复的放气和充气使得该切除表面切除了该生理学物质。在一些实施例中，对气囊充气的步骤包括用电动气动泵供应流体至该气囊，且对该气囊重复地放气和充气的步骤至少部分地基于所建立的体积变化或频率而受控于该电动气动泵。在一些情况下，该方法还包括检测被插入身体腔室的导管的气囊类型，其中至少部分地基于所检测到的气囊类型而控制对气囊充气的步骤，且在特定情况下，对气囊重复地放气和充气的步骤包括确定生理学物质的密度或在生理学腔室内的直径，并至少部分地基于所确定的密度或直径来调节提供至气囊的流体的量。在一些实施例中，至少一个气囊包括多个气囊段，且对气囊充气的步骤包括对独立于至少一个其他气囊段的至少一个气囊段充气。
本发明还包括切除器气囊系统，包括带有具外壁的至少一个气囊的导管，该外壁包括用于切除生理学物质的切除表面，还包括通过向其中提供流体对气囊充气的泵，其中该泵以脉冲方式向至少一个气囊提供流体来重复地对气囊进行放气和充气。在一些实施例中，在特定有利的实施例中，该泵是电动气动泵。在一些实施例中，该泵包括处理器，该处理器基于所建立的频率来控制流体的脉冲提供，而在其他实施例中，该泵包括处理器，该处理器基于气囊内所建立的体积变化来控制流体的脉冲供应。在一些实施例中，本发明还包括将导管连接至泵的连接器，其中该连接器是气囊标识连接器，使用该连接器，该泵标识出该气囊。在一些实施例中，该连接器包括气囊标识板和键，当导管被连接至该泵时，该键取向该标识板，以使该泵使用该标识板标识出该气囊。在一些情况下，该泵电光地由该标识板而标识该气囊，而在其他情况下，该泵电机械地由该标识板而标识该气囊。在特定实施例中，该泵包括对应于气囊的气囊概况数据和处理器，该处理器至少部分地基于该气囊概况数据控制流向气囊的流体供应。气囊概况数据还可包括对于不同类型的组织的校正数据。
在一些实施例中，该泵包括用于做出至少一个测量的至少一个传感器、和处理器，该处理器至少部分地基于该至少一个测量和气囊概况数据来计算生理腔室内的生理学物质的密度。在一些实施例中，该至少一个传感器包括确定输出至气囊的流体的压力的传感器、和确定输出至气囊的流体的流动的传感器，且在一些情况下，该泵至少部分地基于所计算的密度来控制至气囊的流体供应。类似地，在一些实施例中，该泵包括用于做出至少一个测量的至少一个传感器、和处理器，该处理器至少部分地基于该至少一个测量和气囊概况数据来计算生理腔室内的直径。在一些实施例中，该至少一个传感器包括确定输出至气囊的流体的压力的传感器、和确定输出至气囊的流体的流动的传感器，且在一些情况下，该泵至少部分地基于所计算的直径来控制至气囊的流体供应。在特定实施例中，该系统还包括将导管连接至该泵的连接器，其中该连接器是气囊标识连接器，使用该连接器，该泵标识出气囊，该泵包括对应于该气囊的气囊概况数据，该泵包括处理器，该处理器至少部分地基于该气囊配置数据来确定所期望的频率或气囊中体积的变化，且该泵至少部分地基于所确定的频率或体积变化来控制至气囊的流体供应。在一些实施例中，该至少一个气囊包括多个气囊段，且导管包括多个腔体，通过这多个腔体，该泵供应流体至该气囊段，以使该泵对与至少一个其他气囊段分离的至少一个气囊段充气。在特定有利实施例中，该系统还包括供应流体至该至少一个气囊段和内部腔体的至少一个外部腔体。在一些实施例中，内部腔体包括空气或体液通路，而在一些实施例中，至少一个导丝被置于内部腔体中。在这些实施例中的特定实施例中，该系统还包括连接内部腔体和气囊外表面的至少一个通道，用于传递医学或治疗剂至该生理学腔室。在一些实施例中，该导管包括成像设备孔，还包括置于该导管内并退出所述孔的光纤束，用于查看该生理学腔室。出于多种目的，可使用一些腔体。例如，一旦该导管在导丝的帮助下被插入到位，然后可使用内部腔体用于可视化。在特定实施例中，该泵包括真空源，使用该真空源，通过内部腔室中的通道，该泵将被切除的物质从身体腔体中排出。在一些实施例中，该泵包括将流体从气囊中排出的真空源。在一些实施例中，该系统还包括用于供能的能量源、和被模制在导管内用于将能量从能量源传导至该生理学腔室的至少一个引线。在特定有利的实施例中，该流体是空气。在一些实施例中，该流体是低温流体。在特定有利实施例中，该系统包括|旲制在该导管中的网孔，其中切除表面包括该网孔产生的位于气囊外壁的纹理化表面。在其他实施例中，该气囊的外壁包括提供切除表面的多个可充气腔室。在又一些实施例中，该系统还包括安装至该气囊外壁的弹簧引线，其中切除表面包括该弹簧引线，且在一些情况下，该系统还包括连接至该弹簧引线用于提供能量到其中的能量源。在一些实施例中，该气囊具有第一和第二端部，且该系统还包括安装为与至少一个气囊端部相邻的至少一个成像标记(marker),在一些情况下,成像标记包括造影环(radio-opaque ring)。
图I是根据本发明的切除器气囊系统的正面、部分示意图。图2A是图I的系统的气囊导管的正面、部分示意图。图2B是图2A的系统的充气的气囊的端部、部分截面示图。图2C是图2A的系统的放气的气囊的部分截面示图。图3A是采用多个气囊段的图2A的气囊导管的正面、部分示意图。图3B是图3A的导管的气囊的侧视图，且中间的气囊被充气。图3C是图3A的导管的气囊的侧视图，且中间的气囊被放气。图3D是图3A的气囊导管的部分截面图。图3E是图3A的导管的气囊的侧视图，且气囊段被空间地分离。图3F是图3E的气囊导管的部分截面图。图4A是具有能量传递组件的图I的气囊导管的侧面、部分示意图。图4B是图4A的气囊导管的侧面、部分示意图。图5是图I的气囊导管的侧视图，具有安装至气囊的弹簧引线。图6A是具有成像设备的图I的气囊导管的侧面、部分示意图。图6B是图6A的成像设备的端部示图。图7A-F是正在身体腔体中被操作的图I的气囊导管的侧面、部分截面图。图8是示出图I的泵的气动件的框图。图9是示出图I的泵的电子件的框图。图IOA示出图I的泵的前面板。图IOB示出图IOA的前面板的图形化显示。图IOC示出图IOA的泵的遥控器的前面板。图IlA示出图I的泵的前面板。图IlB示出图IlA的泵的后面板。图IlC示出图IlA的泵的遥控器的前面板。图12A-B是示出图I的切除器气囊系统的操作的流程图。
图13是在校正前后体积相对流动时间特性的典型曲线的示例。
具体实施例方式图I中示出根据本发明的切除器气囊系统的一个实施例的基本组件。如本说明书中所用的，术语“顶部”、“底部”、“之上”、“之下”、“在上方”、“在下方”、“之上”、“底下”、“在顶部”、“在下面”、“向上”、“向下”、“上”、“下”、“前”、“后”、“背部”、“向前”和“向后”是指以
在附图中所示取向时所提到的对象，这些取向对于实现本发明的目的并不是必须的。该系统20包括流体源(22)，诸如在其前部具有控件的电动气动的泵，医师或助手可从这些控件控制该系统(以及远程控制单元)，这将在下文进一步描述。气囊导管(24)连接至泵(22)，该泵(22)供应流体，诸如气体、液体、或其混合物至气囊导管。在特定情况下， 该泵(22)供应低温流体从而进一步帮助特定手术，诸如肿瘤干燥。如图2A-B中所示,该气囊导管(24)包括由聚乙烯材料制成且具有I. 8mm外径和约I. 2到3米长度的导管(26)。位于导管(24)远端处的具有约5-10_长度的可弯曲部分
(28)用作安全末端(tip)。作为结果，当导管(24)通过身体腔体的可用开口被插入时，它将会弯曲而不会刺穿腔体壁。橡胶或其他合适材料制成的气囊部分(30)位于导管(24)的远端附近、或位于其他期望的、沿导管(24)预定距离之处。气囊(30)具有各种尺寸和直径，这可被选择来适合使用该设备的特定应用。一般，这样的气囊可具有5、10、15、20、30、或50mm的长度以及2. 5、5、10、15、20、30、或50mm的直径。各种可变的气囊尺寸允许气囊导管(24)用于各种直径和尺寸的身体腔体中，诸如具有要被治疗的各类型的肿瘤和组织的较大和较小的支气管、窦、和血管。该泵(22 )提供约2个大气压的压力的空气，从而能将这样的气囊充气为完全尺寸，从2. Smml到SOmmI之间。在特定有利的实施例中，气囊(30)包括成像标记(32)，诸如位于端部或靠近端部的造影环。。可选择并合适地放置这样的标记从而反映各成像模态(如，X-射线)的相关波，从而允许使用这样的模态来帮助气囊(30)的精确定位。参看图2B，示出了气囊(30)的截面，该气囊被覆盖有柔性切除表面(34)，柔性切除表面例如可包括固定至该气囊(30)的表面的纤维网孔。在特定有利的实施例中，切除表面(34)包括作为气囊的组成部分并在模制工艺过程中被结合在其中的约O. 2mm厚的纹理化表面。在这些情况下，通过将精细的、纤维网孔结合到气囊材料中来制成切除表面(34)，该网孔由合成弹力纤维、聚亚安酯、合成弹簧、或其他合适的材料制成。网孔部件的交叉点产生面向外部的、较小的结或凹坑，这在下文描述的充气/放气循环过程中在肿瘤组织(或将被切除的其他生理学物质)上创建微冲击。在其他实施例中，采用了被封装在气囊(30)的表面衬底中的尺寸(dimensional)表面结构或可充气穴(sinus)。这种在气囊的表面衬底中的浸溃(impregnated)结构可模仿网孔状结构、块(bump)、脊等。回过来参看图2A，气囊导管(24)包括内部腔室分支(breakout) Y结(40)来帮助导丝的引入、空气旁通、药物传递、或可视化引导。在Y结(40)后的内部腔体(42)的近端终以Luer连接件(44)端接。外部腔体在其近端以带键连接件(46)端接,带键连接件(46)包括键(48 )和气囊标识板(50 )。Y结(40 )用于数个目的。首先，它将导管(24)的单独、内部腔体(42 )带至合适的连接件，诸如上述Luer连接件(44)，从而提供独立的通路，诸如在气囊导管(24)的远端和近端之间的双向空气通路，当气囊被充气时这对于特定应用(即，支气管镜检)是重要的。另夕卜，该Y结(40)还包括关闭阀门(未示出)用于使得该气囊(30)停止放气。例如，这可被用于，当要求它离开充气气囊达较长时间段从而治疗慢性出血时。如上所述，导管(24)用带键的气囊标识板(50)端接于近端。这个连接器的目的是当导管被插入泵(22)中时电子地检测导管(24)、并标识所使用的气囊导管的特定类型。该键(48 )取向连接器(46 )和标识板(50 )，使得可以通过使用电光或电机械手段由泵(22 )标识出气囊类型。可被与泵(22) —起使用的每一个类型的气囊(30)被表征，且气囊概况数据被登记在查询表格中。通过标识与泵(22)相连接的气囊(30)的类型，可检取合适的概况数据并用于确保可安全有效地操作气囊(30)的合适的压力、体积、流量、和时序调节。与合适的压力和流量测量(如下文进一步描述)一起，气囊概况数据被包含在查询表格中，允许做出合适的组织密度近似。这个气囊概况数据和被近似的腔体直径和组织密度，以及任何用户命令，被用于调节泵(22)传递至气囊(30)的空气量从而实现期望的充气和放气量。 如图2C中所示，其示出了放气的气囊(30)和切除表面(34)所位于的远端的导管(26)的截面。在特定实施例中，导管(26)的内部腔体(42)通过导管末端(28)的可弯曲部分延伸且在远端开口。如上所述，在特定应用中，诸如支气管镜检，这个内部腔体(42)用作通路，当气囊被充气时允许空气从气囊(30)每一端双向地自由移动。另外，该内部腔体(42)可被用作准确地定位气囊导管(24)的装置，因为当将放气的气囊导管(24)插入身体腔体中时，该内部腔体可被用作导丝(63)的引导。在其他应用中，诸如在治疗冠心病时，可在气囊(30 )的近端之后的合适位置提供内部腔体的旁通孔(未示出)且该内部腔体(42 )此后被阻塞，从而用于其的分支结并不是必要的。使用导管(26)的外部腔体(60)来通过设置在导管外壁(64)中的孔(62)对气囊(30 )充气和放气。这些外部腔体在气囊(30 )的远端被阻塞，从而意在用于充气和放气的空气不会逸出。在特定有利实施例中，如图3A-B中所示，气囊导管(24)在其远端包括多气囊构造
(70)。这个构造可包括，例如，近气囊段(72)、中间气囊段(74)、和远气囊段(76)。在导管
(24)的近端，Y结(40)带来另一个腔体(78)，其提供流体至与中间气囊段(74)分离的近气囊段(72 )和远气囊段(76 )。该附加腔体(78 )连接至类似于带键连接(46 )的另一个带键连接器(80 )。以此方式，中间气囊段(74 )独立于近和远气囊(72、76 )被充气和放气。以此方式采用分离的近和远气囊段起到不同目的。首先，能充气近和远气囊段(72、76)达一定量，该量适于将导管(24)稳定地保持在将要被移除的组织所在之处，同时循环地对中间气囊(74)进行充气和放气来切除不想要的生理学物质，如图3B-C中所示。通过这样做，可防止气囊(30)在手术过程中活动或迁移以及可能引起对于身体腔体本身，这在腔室经受极大回流压力的情况下以及在气囊导管插入要求长达延长的时间段的应用中是极为重要的。另外，通过对近和远气囊(72、76)充气，可防止被切下的物质进入身体腔室，而是，可捕捉被松脱的组织从而简单移除。最后，通过以此方式采用多个、独立的可充气气泡或凹坑，能更有选择性地且精确地填塞身体腔室的不同部分、测量其腔体内直径和密度、并切除阻碍的组织。
图3D示出如何使用外部腔体来对这三个气囊(72、74、76)充气和放气。如上所述，使用内部腔体(42)用于空气旁通和/或导丝引导。下部腔体(82)沿导管(24)长度仅在中间气囊(74)所在的位置上的导管壁中具有充气/放气孔(84)，而上部腔体(86)沿导管长度仅在近和远气囊(72、76)所在的位置处包含充气/放气孔(88)。应该注意的是，通过进一步分离外部腔体来包含附加腔体、并且沿导管(24)长度在合适位置放置充气/放气孔，近和远气囊段(72、76)还可独立于彼此地被充气/放气。类似地，还可添加附加气囊段，通过增加腔体数量以及在Y结(40)近端增加独立终端，附加气囊段可类似地独立于彼此而被充气。尽管图3A-3C中气囊段被示为是彼此相邻，在其他实施例中，如图3E中所示，不同的气囊段可彼此空间地分离。气囊段可被分离达，例如，约Icm距离，但是取决于特定应用，这个间隔可更大或更小。通过以此方式分离气囊段，可在导管中提供孔(90)给其他腔体(92)。如图3F中所示，腔体(92)和孔(90)可被用于传递，例如，医疗药物。以此方式，随着近和远气囊(72、76)保持被充气且中间气囊切除不想要的生理学物质(如下文进一步描 述那样)，药物被包含在靶向位置且均匀地分布。然而，应该注意的是，在其他实施例中，诸如药物、纳米颗粒等，可通过多个远端末端或通过气囊侧壁中的口被分散。因此，可经由有条理地和/或经过实践的释放这样的药物。可使用腔体(92)和孔(90)传递任何数量的事物来帮助打开腔室、循环、吸气、呼吸、帮助阻碍物的分解、或在被影响区域内刺激治疗，这样的事物包括空气、吸出物、药物、生物材料、生物试剂、纳米颗粒、溶液、干细胞和基因治疗、以及支架(stent)和架子(scaffold)。特定地，可使用这个设备用于在靶向区域的修复、处理、和治疗中部署和植入前生殖(pro-generative)媒介和/或催化物,包括生物材料、纳米颗粒材料和/或生理学材料、结构、支架、和类似的设备和媒介，包括，例如，骨形态发生蛋白、微晶纳米颗粒、胶原质、软化骨碎片、钙基结构、聚乙醇酸、聚乳酸、和透明质酸。可类似地使用该设备来配置和植入惰性、无弹性、和半硬的材料，诸如，例如PEEK、陶瓷、钴铬、钛、和不锈钢，以及用于在解剖学结构中、沿解剖学结构和/或围绕该解剖学结构植入增强结构，该增强结构可被配置然后孕镶、压紧，或者在插入前后用惰性材料填充，该惰性材料包括，例如，聚甲基丙烯酸甲酯、骨质、聚乙烯、聚丙烯、乳胶、和PEEK。此外，在这些多气囊实施例的其中一些中，上述成像标记(如，显影环)可位于每一个气囊段处或靠近每一个气囊段，从而帮助特定成像模态的使用来帮助气囊的准确定位。如图4A中所示，在特定有利的实施例中，使用具有电导线(103)和电极(104)的柔性导管(100)来将能量传递至将被处理的期望的生理学物质处。如图4B中所示，使用出入孔(106)将电灼电极(104)引入至靶向位置。电极(104)被模制在柔性导管(100)中，且电连接至导线(103)，导线也被模制在导管(100)中且彼此电绝缘。导线(103)的远端进而连接至用于提供必须能量(108)的能量产生设备，诸如，例如，合适的电外科单元。电极(104)由合适的弹簧金属制成，此弹簧金属在导管(26)的腔体内部是直的、不过当通过出入孔(106)被推出时，弹回其原始形状。通过在Y结(40)处推入和推出导管
(100)，来配置该电极。通过旋转气囊导管(26)被按需地逐渐对气囊(30)进行充气和放气，将电极(104)放置在期望位置。应该注意的是，单极(一个电极被远程地连接)和双极(两个电极都被放置)均可被采用。以此方式，各种形式和类型的能量，诸如射频和电外科能，可以360°方式被提供来执行消融、烧灼、切除、皮质剥除、和/或组织修改从而优化止血和切除。可构建类似的能量传递系统用于超声的传递。在特定的有利实施例中，本发明在沿气囊构造的表面或在气囊构造的表面中，还包括绝缘材料和绝缘隔障来使得该气囊与热、超声、和由上述气囊导管(24)传递的不同形式能量的相关的有害影响隔绝。因此，在能量传递过程(多个)的压力下，气囊(30)被保护免于变得放气或受其他损害。如图5中所示，在特定实施例中，以圆柱方式，将直的、钢弹簧线(110)安装在气囊(30)上。导线端部在气囊(30)的近端(112)被固定至气囊导管(24)，从而它们相对于导管
(26)不移动。在远端(114)，线(110)不固定且向远处延伸进入设置于气囊导管(26)中的通道。因此，当气囊(30)被充气时，弹簧线(110)通过充气受力从而形成气囊(30)的形状。以此方式，通过使得弹簧线(110)的末端彼此隔绝且通过Y结(40)将导线(103)提供到外部，提供了为气囊(30)设置切除表面的另一手段，这个手段还可被用于为电烙术提供单极 或双极电极。在一些实施例中，如图6A中所示，通过光纤成像光束(120)被引导通过出入孔
(122)，或(124)被引导来成像周围区域。在气囊导管(26)的近端，Y结(40)通过端口( 126)和/或(128)提供通路。如图6B中所示，光纤成像束(120)由用于照明的相干光纤束(130)和位于核心的相干成像光纤束(132)、和透镜(未示出)制成。还可使用两个独立的束，一个用于照明且另一个用于成像(未示出)。在光纤束(120)的远端，成像相干光纤独立于照明光纤(未示出)且，通过合适的光学元件(未示出)，接口至成像传感器，诸如CMOS或(XD。类似地，照明光纤接口至光源(未示出)。然而，应该注意的是，还可采用其他照明源，诸如发光二极管。还应该注意的是，成像传感器(如今在2_大小可获得的CXD或CMOS)可位于成像导管组件的末端(未示出)，消除了对于相干成像光线的需要，因此增加了图像质量并减少了成本。以这种方式，医师可被提供照明光、非热照明光、和对于气囊(30)前面、沿气囊两侦U、和/或气囊后部区域的直接视觉反馈。成像传感器和照明光学元件具有能力被线性或旋转地通过和/或围绕气囊(30)被传递，从而允许对于治疗区域的360°可视化。可参看图7A-F —般地描述气囊(30)的操作。首先参看图7A，在内窥镜、x射线、和/或超声的外观检验之后，选择气囊导管，且被放气的设备被插入到身体腔体中的位置。此举可通过使用内窥镜的工作通道完成、或如上所述，沿之前被插入身体的导线并将身体外部的导丝的近端插入导管的内部腔体来完成。导管被连接至泵(其组件和操作将在下文详细描述)，此时，该泵确定已经被插入的气囊导管的类型。接着参看图7B，在约2个大气压的空气压力下通过泵(其已知所连接的气囊的类型)来对气囊充气达固定时间量，且测量流动(在医师按下泵上的充气按钮之后)。该泵然后计算在肿瘤组织中的组织密度和开口大小的初始近似，并显示结果用于由医师确认。随着操作该泵，这个数据被持续更新并显示。如图7C-D中所示，当泵上的脉冲按钮被按下时，基于用户输入的参数、或基于泵选择的默认参数，气囊以循环方式被放气和充气，参数是基于特定气囊(其作为上述气囊标识板的结果被标识)的特性和系统做出的直径和/或密度测量的。以此方式，泵的脉冲模式使得气囊根据期望频率和气囊中的体积变化跳动，产生气囊大小的周期性重复增加和减少。因此，气囊的切除表面重复地接触到组织生长、肿瘤、或其他不想要的阻碍物来创建其上微冲击。随着气囊被放气和充气，切除表面在不想要的生理学物质上同心地创建正好足够的干涉固定，以及压缩力激发与摩擦，从而促进压缩力耗尽和磨损来引出其分解与切除，从而以无损伤方式切除靶向生理学物质。随着组织被损坏和移除，气囊被充气至更大的起始直径，且这些步骤重复直至所有不想要的组织被切除。其间，泵持续地监测气囊压力和气流，并且相应地更新图形化显示，如下文详细描述的那样。这给医师提示，何时停止脉冲模式并排出所松脱的组织。参看图7E，一旦肿瘤和/或组织破损，气囊被放气(通过按下泵上的放气按钮)，且气囊，穿过不想要的组织的位置，被进一步远地插入至身体腔室。
如图7F中所示，然后气囊被再次充气(通过按下泵上的充气按钮)并轻柔地向近端拉，将松脱的组织和碎片一起拉到可使用镊子或抽吸泵移除的点。在多气囊构造中，通过可用腔体之一移除碎片。例如，优化360°腔体分解阻碍物、分解阻塞、清洁、和碎片捕捉的一个特定应用涉及串联地使用四个气泡。首先，所有四个气泡被充气来对腔体进行分解阻塞。然后，远气泡被完全地充气，而中远气泡被完全放弃、且中近气泡被部分地放气。当气囊导管被收回时，中近气泡优选地被充气，开始中近气泡的旋转，且因此碎片被从腔体内壁上被切除。一旦在完全充气的远气泡上被收回并被包含在中间远和近气泡中，碎片被捕捉。如有有必要，这些步骤被重复很多次，直到所有不想要的组织都被移除。一般，这手术将在5-45分钟之间，取决于肿瘤或不想要的组织的密度。下文将描述控制上述切除器气囊的操作的泵(22)。图8示出泵的气动组件和操作的框图。该泵包括空气压缩机(232)和压力槽(233)，诸如Festo型号CRVZS-0. 1，且可使其实现高达10个大气压的持续压力。槽(233)中的空气压力持续地由微控制器(254)监测，该微控制器将在下文结合泵的电子元件(图9)进一步描述。当槽压力下降低于4-5个大气压时，该微控制器经由电信号输出(252)初始化压缩机(232)来操作。选择槽(233)的尺寸从而可在没有压缩机操作的情况下，完成至少一个手术(procedure )。该微控制器计算并显示槽(233)中的空气量，这向用户显示是否存在足够空气来完成这个手术。检查阀门(234)，诸如Festo型号H-1/8-A/1，位于压缩机(232)和槽(233)之间，从而防止被压缩的空气回流到压缩机(232)中。然而，在泵(22)的另一个变化中，不包括上述压缩机和压力槽，且从外部源(诸如气槽、或在手术室中通常可见的手术室壁)中替代地提供压缩的空气或二氧化碳。来自空气槽(233)的被压缩气体首先通过压力调节器(238)，该调节器经由微控制器产生的模拟电输出(0V-10V)信号(246)来电控制，从而以精确的压力将空气提供至气囊，该压力可由医师设置和改变。然而，高于所使用的特定气囊的上限的任何压力将产生警告信号。如上所述，取决于应用，可使用不同的气囊导管，这经由键连接器可标识。因此，不同类型气囊的压力、体积、和流动特性被包含在查询表格中从而优化气囊的操作并确保它们一致的性能。因此，当压力被设置为高于气囊上限时，对于气流的检测将使得泵停止并产生警告，且然后医师必须采取特定行动来超控这个情况。类似地，如果不存在气囊压力，气流的检测也将产生警告，因为这可能意味着气囊被刺破。还应该注意的是，如果导管没有被连接，泵也不操作。此外，在第一次从封装中取出时气囊的操作可不同于其正常操作，要求在体内使用之前，它们首先被练习。因此，泵的设置和准备功能允许这个不一致。在特定有利的实施例中，真空源(239)，诸如Festo型号VN-05-L-T3-PQ2-VQ2-R01-B,也被包括在泵中，从而气囊可以一致方式被快速地放气。这个组件还帮助在脉冲模式操作过程中获得更高的频率。经由电输出信号(247)，通过微控制器来打开和关闭真空源(239)。使用两个被微处理器控制的电磁阀-放气阀门(240)和充气阀门(241)来控制
气囊的充气和放气。通过保持气压不变、使用来自查询表数据的气囊压力、流动、和体积特性、以及控制阀门(240、241)的开/关活动时间段的时间，获得合适的气囊充气大小。分别通过放气电信号(248 )和充气电信号(249 )(由上述微控制器所产生)，控制放气阀门(240 )和充气阀门(241)。·使用在槽(233)的输入处的压力调节器(242)、位于调节器(238)的输出处的压力调节器(243)、和位于气囊输出处的压力调节器(244)，由微控制器持续监测气压。这些压力调节器，可例如是Festo型号SDET-22T-D10-G14-U-M12，提供给微控制器与位于这些调节器(242、243、244)处的压力成比例变化的模拟电信号(0V-10V)输入(250，251，252)。在被传递至气囊之前，气体流过通过电流量计(245)(诸如Festo型号SFET-F010-L-WQ6-B-K1)、和过滤器(246)。流量计(245)提供模拟电信号输入(254)到微控制器，其指示了流入气囊的空气流。压力调节器(244)和流量计(245)，以及已知的气囊尺寸，提供了必要的反馈来经由切向力和深度阻力确定肿瘤尺寸和阻力，从中做出关于腔体的直径和肿瘤的密度的确定。使用这些参数，微控制器做出必要的合适的压力和时序调节，来最大化气囊的有效性，提供对于所影响和不受影响的区域的生理学度量，并提供相关于腔体内解剖学和病理学的特定尺寸和密度特性的数据点和指示符，帮助医师安全地确定并传递治疗。以此方式，气压被严格地监测并维持在2个大气压从而免于气囊破裂。电子地且在软件控制下，较高的空气输入压力(高达10个大气压)被减少并被调节至2个大气压。然而，经由操作人员命令，在特定情况下，可增加或减少传递至气囊的压力。在一些实施例中，还采用一个或多个温度传感器来，在低温和/或热处理模态施加前、施加中、和施加后，对活体内的组织、肿瘤、薄膜、或其他腔体内组织和/或设备(不论是有机或无机)做出持续的生理学温度读数。在一些实施例中，该系统对于或体内的低温或热处理设备做出持续的温度读数并评估温度、温度变化率、和刺入腔体内组织的能量的深度，从而帮助控制低温或热处理模态的分布和/或应用的控制，从而优化组织修改和/或切开。图9示出泵(22)的电子元件的组件和操作的框图。该微控制器(254)是RISC处理器且位于电子元件的心脏部位。通过合适的电信号连接至微控制器(254)的是用于固件和数据的一般的静态、动态、和闪存存储器(255)、查询表(256)、和用于与外部设备通信的接口(257)。可使用这个接口来通过通用串行接口(USB) (258)编程、更新、诊断、和/或控制。还可通过接口电路(257 )建立下文进一步描述的对于远程控制手持单元(278 )的接口。此外，泵包括实时日期时间集成电路(未示出)。使用数字模拟(D到A)转换器控制提供气压至气囊的压力调节器。D到A转换器
(268)产生与期望压力成比例的从OV到IOV的模拟电信号(269)。一系列模拟数字(A到D)转换器(270)允许微控制器(254)读取压缩空气槽(233)处的压力信号(250)、压力调节器
(238)的输出处的压力信号(251)、气囊输出处的压力信号(252)、和至气囊的气流(254)。用合适的接口电路(275)的另一系列的数字输出允许微控制器(254)用控制信号(253)控制压缩机(232) (0N/0FF (打开/关闭))、用控制信号(247)控制真空源(239) (0N/OFF)、用控制信号(248)控制放气电磁阀(240)(打开/关闭)、和用控制信号(249)控制充气电磁阀(241)。一系列输入电路(276)连接至位于泵(22)前面板上的开关，从而输入用户控制，这将在下文进一步描述。此外，显示驱动器电路(277 )将微控制器(254 )接口至前面板IXD显示器，也将在下文描述。如图1OA中所示，在特定实施例中，泵(22)包括沿图形IXD显示器面板(264)的底部和侧边的形式为软键盘(263)的用户控制按钮。控制按钮(263)的功能被显示在IXD面板(264)上并取决于泵的模式而变化。可使用按钮(263)来输入设置模式、显示设置、调用所收集的数据、或增加/减少频率与压力。除了软键盘功能外，图形IXD显示器(264)还显示了泵的设置、压力、频率、和流动值、警告、诸如事件、数据、和经过时间之类的其他信息、以及对于医师进行手术和收集手术数据有用的任何其他信息，如图IOB中所示。泵(22)的前面板包括放气按钮(259)、充气按钮(260)、和脉冲按钮(261)来改变操作泵(22 )的模式。前面板还包括On/Off开关(265 )、以及紧急停止按钮(266 )，其通过关闭充气阀门(241)和打开放气阀门(240)以及启动真空源(239)来停止至气囊的气流。还被包括在泵(22)的前面板上的是，气囊导管的上述带键连接器(多个)的一个或多个的键插座(多个)(267)。在特定实施例中，泵(22 )的前面板还包括手持式远程控制器(278 )的接口( 210 )，如前所述。该手持式远程控制器(278)，图示于图IOC中，可位于无菌场地，且可硬连线地，或用易于获得的通信技术(诸如红外或射频(即，蓝牙))无线地，连接至泵(22)。与泵(22)的前面板类似，远程控制器(278)具有三个推入式按钮(259、260、261)用于放气、充气、和脉冲控制。远程控制器(278)还具有待命(ready)灯(262)，表示合适准备好接收命令。如图IlA-C中所示，在泵(22)的另一个变化中，不包括压缩机、压缩空气槽、和真空源。即使用真空源可更快地对气囊放气，纤维网孔和乳胶气囊的弹性也将产生充分的频率来使其有用。如图IlA中所示，该设备的前面板包括泵On/Off开关(215)、气囊类型选择器旋钮(216)、气囊输出连接器(217)、气囊充气/放气速率选择推入式按钮开关(218)、和速率L (低)、M (中)、和H (高)指示器LED (219)。如图IlB中所示，后面板包括VAC电源输入(220)、压力控制旋钮(221)、压缩空气输入连接器(222)、和远程控制连接器(223)。气囊压力标尺位于该单元的顶部。将参看图12A-B描述该系统的操作。初始化步骤包括设置和在所有内部组件上运行诊断测试，内部组件包括压力换能器、流量计、电磁阀等，并且显示任何警告，或者如果没有检测到问题，则向用户显示系统待命指示(步骤300)。在初始化之后，泵打开放气阀门并关闭充气阀门来确保在至气囊导管的输出处没有空气压力和流动(步骤302)。然后该系统读取内部槽压力(步骤304)。如果压力太低(判定框306)，该系统将显示可用空气量并等待用户确认以启动压缩机(步骤308)。可选地，如果内部压缩机不可用，将读取入口处的空气压力并显示警告来连接外部压缩空气。 然后该系统将显示消息并等待连接气囊导管。当气囊被连接时，通过电光或电机械装置来检测(步骤310)并向用户显示消息确认气囊类型(步骤312)。如果用户确认了(判定框314)，则系统将向用户显示消息确认该气囊应该被测试(步骤316)，且如果用户确认(判定框318)，则测试该气囊并预先检查(步骤320)。然后该系统将向用户显示消息(步骤322)，且一旦接收到来自用户的确认(判定框324)，将从前面板、远程控制器、或串行接口扫描命令(步骤326)。在系统操作前且同时等待命令的过程中，接收到紧急停止命令将导致气囊的快速放气。每一个“充气”命令(命令330)将基于所连接的气囊类型对气囊充气增加量(步骤332)。通过打开充气阀门达预定量时间同时放气阀门保持关闭，完成这个渐增的充气。以 此方式，该气囊被充气达用户所期望的大小。可选地，压住并保持充气按钮将以连续方式对气囊充气。在充气时，测量气体的流速(ml/sec)(步骤332)。在关闭该充气阀门后，测得腔压力，且基于理想空气定律(V=nRT/P)和查询表格做出体积V的近似(步骤334)。此处，T被假设为在310° K不变(可测得体温并也输入该方程)、R是气体常数、η是气体摩尔数，与测得的流速成比例，且P是测得的压力。随着每一个增加的充气，V被重新计算，且显示相对体积变化(V2-V1)(步骤336)。从气囊标识中知道了气囊的形状、并使用来自查询表的数据，还计算并显示了气囊直径的相对变化(D2-D1)。如图13中所示，可以图形化格式示出一般的体积相对流动时间特性数据。气囊的典型特性性能曲线(400)被转化为(translatedto)实际的线性性能(401)。类似地，通过打开放弃阀门达设定时间段同时充气阀门保持关闭，每一个“放气”命令(命令340)渐进地对气囊进行放气(步骤342)。当泵接收“脉冲”命令(命令350)时，基于设置参数，该气囊被以脉冲方式进行充气和放气(步骤352、判定框354、步骤356、判定框358)，这包括充气优先。在脉冲模式中，可按需设置充气/放气循环的这个方面。该泵具有基于体积的变化(体积增量)或频率的优先性来控制这个功能的特征。由于气压被维持在常数值(即，2个大气压)，花费来将气囊充气至期望大小的时间将由于气囊类型的不同大小和体积而变化。因此，在体积增量优先的情况下，对所使用的特定气囊计算且设置最大和最小频率，从而最大化在充气和放气状态之间的体积增量。在频率优先的情况下，对于特定气囊计算并设置最大和最小体积增量，从而最大化充气/放气循环的频率。为每一个充气/放气循环计算体积增量和/或频率，且相应地更新显示。如果在这个脉冲模式过程中，“充气”按钮被按下，在气囊处于充气状态中时，这个脉冲模式被停止。类似地，如果在这个脉冲模式过程中，“放气”按钮被按下，在气囊处于放气状态中时，这个脉冲模式被停止。如果用户想要为脉冲模式改变设置频率和/或体积增量，可通过按下位于IXD显示面板上的向上/向下软键来完成此举(命令360，步骤362-364)。用户还可按下位于显示面板上的软键输入状态和设置显示(命令370，步骤372-374)。这包括屏幕来设置并输入初始化数据至系统，并在手术过程中显示所累积的数据。应该注意的是，在泵的操作的所有状态中，真空源被打开和关闭来实现更快的放气和更高的充气/放气循环。应该注意的是，尽管有时参考使用肿瘤和组织描述了所描述的实施例，本系统还可被用于其它应用中。类似地，尽管参考了此处描述的脉冲机制动作描述了本发明，这样的动作并不是唯一性的。即，按需，除了脉冲外，可采用其他机制的动作，诸如沿导管的气囊的线性移动，以及转动。在例如ENT应用中的空斑切除和粘膜切除的情况下，这样的运动时特别有用的。可有用地采用上述系统的另一个示例是，以最小损伤方式恢复关节空间、高度、和功能中的压缩关节的减压的修复。减压气囊包括各种形状和尺寸来解决和复制人类和其他哺乳动物身体内中所发现的较宽的解剖学关节尺寸，包括脊骨、膝盖、肩膀、臀、踝、肘、手腕、手、手指、脚、脚趾、颌、肋骨、锁骨、和相关的关节。这个领域的应用将是最小损伤的方法，采用椎间处理间隔件，包含独特的形状、尺寸气囊构造，当被充气时，具有解压锥间处理 关节的能力。在内窥镜、射线照片、和/或超声可视化下，经由较小的切口和/或经由线引导，该气囊构造可被插入。然后，该气囊间隔件可被充气来提供锥间处理(interspinousprocess)的必须解压。作为结果，使用现有材料和方法经常可看到的应力屏蔽和失效模态可得到减轻。这个方法广泛地应用于人体和哺乳动物身体内的很多关节。上述系统可被用于小关节融合(Facet Joint fusion)的最小损伤干预治疗。经由在内窥镜/或荧光镜可视化下的线引导然后充气，仿效小关节的关节表面的独特尺寸形状的气囊被用于小关节。气囊的研磨的网孔状表面同心地且快速地被脉冲从而产生关节软骨上的微研磨，且然后烧蚀能量被施加至在气囊的外部表面顶上的传导脊(conductiveridge),引起关节表面的解压和去皮质。通过对气囊充气来创建压缩和/或经由施加电外科能量来填塞任何出血，电外科能量经由位于气囊外部表面顶部的传导脊来传输。然后，气囊被旋转来进一步去皮质且使得关节空间变宽。然后气囊被放气，且然后沿放气导管和/或导丝将惰性植入物、骨钉、或其他骨传导物和骨促进植入物插入到关键空间中来创建干预配合并促进融合。这个手术的反复还包括配置小关键替代植入物。这个手术在关节融合和关键替代物的广泛范围上具有较广的应用。应该理解的是上述是说明性而非限制性，且本领域技术人员可在不背离本发明精神的情况下做出很多显而易见的改变。因此，应该主要对所附权利要求做出参考，而不是上述说明书，来确定本发明的范围。
权利要求
1.一种用切除器气囊系统切除生理学物质的方法，所述方法包括 将导管插入到具有要被切除的生理学材料的身体腔体中，所述导管包括至少一个气囊，所述气囊具有带有切除表面的外壁； 通过向其中提供流体来对所述气囊充气，从而所述气囊的所述切除表面接触所述生理学物质；和 通过以脉冲方式向所述气囊提供流体来重复地对所述气囊放气和充气，从而所述重复的放气和充气使得所述切除表面切除所述生理学材料。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于 对所述气囊充气的步骤包括用电动气动的泵向所述气囊提供流体；和至少部分地基于所建立的体积变化或频率，通过所述电动气动泵来控制对所述气囊重复地放气和充气的所述步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括检测被插入所述身体腔体中的所述导管的气囊类型，其中至少部分地基于所监测的气囊类型控制对所述气囊充气的步骤。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述气囊重复地放气和充气的所述步骤包括 确定所述生理学物质的密度或所述生理学腔室中的直径；和 至少部分地基于所确定的密度或直径，调节提供至所述气囊的流体的量。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述至少一个气囊包括多个气囊段，且对所述气囊充气的步骤包括独立于至少一个其他气囊段地对至少一个气囊段充气。
6.一种切除器气囊系统，包括 导管，所述导管具有外壁，所述外壁包括用于切除生理学材料的切除表面；和 泵，所述泵通过提供流体至所述气囊来对所述气囊充气； 其中所述泵以脉冲方式向所述至少一个气囊提供流体从而重复地对所述气囊放气和充气。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述泵包括电动气动泵。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述泵包括处理器，所述处理器基于所建立的频率来控制流体的脉冲供应。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述泵包括处理器，所述处理器基于所建立的所述气囊中体积的变化来控制流体的脉冲供应。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括连接器，所述连接器将所述导管连接至所述泵，其中所述连接器是气囊标识连接器，使用所述连接器，所述泵标识所述气囊。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述连接器包括 气囊标识板；和 键，当所述导管连接至所述泵时，所述键取向所述标识板从而所述泵使用所述标识板来标识所述气囊。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述泵从所述标识板中电光地标识所述气囊。
13.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述泵从所述标识板中电机械地标识所述气囊。
14.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述泵包括 对应于所述气囊的气囊概况数据；和 处理器，所述处理器部分地基于所述气囊概况数据控制向所述气囊供应流体。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述泵包括 用于做出至少一个测量的至少一个传感器；和 处理器，所述处理器至少部分地基于所述至少一个测量和所述气囊概况数据来计算在所述生理学腔室中的所述生理学物质的密度。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括确定输出至所述气囊的压力的传感器，和确定输出至所述气囊的流体的流动的传感器。
17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述泵至少部分地基于所计算的密度控制向所述气囊的流体供给。
18.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述泵包括 用于做出至少一个测量的至少一个传感器；和 处理器，所述处理器至少部分地基于所述至少一个测量和所述气囊概况数据来计算在所述生理学腔室中的直径。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括确定输出至所述气囊的压力的传感器，和确定输出至所述气囊的流体流动的传感器。
20.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述泵至少部分地基于所计算的直径控制向所述气囊的流体供给。
21.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括将所述导管连接至所述泵的连接器，其中 所述连接器是气囊标识连接器，使用所述连接器，所述泵标识所述气囊； 所述泵包括对应于所述气囊的气囊概况数据； 所述泵包括处理器，所述处理器至少部分地基于所述气囊概况数据确定期望频率或所述气囊中的体积变化；且 所述泵至少部分地基于所确定的频率或体积变化来控制向所述气囊的流体供给。
22.如权利要求6所述的系统，其特征在于 所述至少一个气囊包括多个气囊段； 以及 所述导管包括多个腔体，通过所述腔体，所述泵提供流体至所述气囊段，从而所述泵与至少一个其他所述气囊段分离地对至少一个所述气囊段充气。
23.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括 用于向所述至少一个气囊段提供流体的至少一个外部腔体；和 内部腔体。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述内部腔体包括流体通道。
25.如权利要求23所述的系统，其特征在于，还包括置于所述内部腔体中的至少一个导丝。
26.如权利要求23所述的系统，其特征在于，还包括连接所述内部腔体和所述气囊外表面的至少一个通道，用于传递医学或治疗剂至所述生理学腔室。
27.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述导管包括成像设备孔，还包括置于所述导管内并退出所述孔的光纤束，用于查看所述生理学腔室。
28.如权利要求23所述的系统，其特征在于，还包括 用于提供能量的能量源；和 模制于所述导管中的至少一个引线，用于将能量从所述能量源引导至所述生理学腔室。
29.如权利要求23所述的系统，其特征在于，还包括至少一个通道，连接所述内部腔体和所述气囊的外表面，其中所述泵包括真空源，使用所述真空源，所述泵将切除下的物质从所述身体腔室通过所述通道和所述内部腔体排出。
30.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括模制在所述导管中的网孔，其中所述切除表面包括所述网孔产生的位于所述气囊外壁的纹理化表面。
31.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述气囊的外壁包括提供所述切除表面的多个可充气腔室。
32.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括安装至所述气囊外壁的多个弹簧线，其中所述切除表面包括所述弹簧线。
33.如权利要求32所述的系统，其特征在于，还包括连接至所述弹簧线用于向其提供能量的能量源。
34.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述气囊具有第一和第二端部，还包括安装在所述气囊两个端部中至少一个端部附近的至少一个成像标记。
35.如权利要求34所述的系统，其特征在于，所述至少一个成像标记包括造影环。
36.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述流体是低温流体。
37.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述流体是气体。
38.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述泵还包括将所述流体从所述气囊排出的真空源。
全文摘要
本发明公开了切除器气囊系统，其一般地包括带有至少一个气囊的导管，气囊具有带切除、非滑动表面的外壁，所述表面用于切除不想要的生理学物质，诸如组织或肿瘤，还包括泵，该泵以脉冲方式提供流体来重复地对所述气囊进行放气和充气。在特定实施例中，泵包括处理器，基于所建立的频率或体积的变化，控制流体的脉冲供应。在一些实施例中，该系统包括带键的连接器，使用该连接器，该泵标识出气囊类型，且在一些情况下，该系统计算腔体内直径和密度。在一些实施例中，该导管的气囊部分包括多个气囊段，在一些情况下，该多个气囊段是可彼此分离地充气的。
文档编号A61F2/958GK102892456SQ201080066769
公开日2013年1月23日 申请日期2010年5月13日 优先权日2010年5月13日
发明者E·H·贡达伊, L·J·格朗斯 申请人:萨诺瓦斯股份有限公司