用于执行管腔外冠状动脉旁路手术的系统及其操作方法
【专利摘要】一种用于执行由装置(100、400、600)执行的旁路流程的系统，所述装置包括由至少一个控制器(610)控制的可操纵主体部分(102、450、452)和至少一个换能器(114、414)。所述系统可以包括以下动作中的一个或多个：通过应用由位于第一动脉内的所述至少一个换能器(114、414)发射的第一类型的超声信号来将所述第一动脉的至少部分从被附接到所述第一动脉的胸壁(425)的结缔组织(423)经管腔地分离；通过从被定位于所述第一动脉的外部的所述可操纵主体部分向所述第一动脉的分离部分的至少部分施加力，来将所述第一动脉的分离部分从当前位置操纵到旁路位置；并且在所述旁路位置处将所述第一动脉耦合到目标动脉以建立所述第一动脉与所述目标动脉之间的流动连通。
【专利说明】
用于执行管腔外冠状动脉旁路手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运重建的系统，并且更具体而言，涉及用于使用诸如左乳内动脉(UMA)的动脉来执行管腔外心肌血运重建的系统及其操作方法，所述左乳内动脉是使用经管腔烧烙术来获取的。
【背景技术】
[0002]冠状动脉疾病是由将血液提供给心脏肌肉的冠状动脉中的斑块积聚引起的。结果，肌肉的氧合是不充分的，造成慢性心绞痛和心肌梗塞。冠状动脉血运重建是重建到心脏肌肉的血流的流程。在经皮冠状动脉介入中，支架被放置于患病的区域以打开动脉。在旁路手术中，新的导管被近端地附接到主动脉或其他未患病的脉管并且远端地附摘到冠状动脉从而绕开斑块。最通畅的导管是左乳内动脉(LIMA)13UMA从主动脉向胸肌供血。由于其通畅性，UMA可以被用于对左前降动脉(LAD)进行旁路，左前降动脉向左路心室提供60%的血液。这样的流程己知为LIMA到LAD(UMA-LAD)旁路并且在与任何其他血运重建技术(例如利用获取的静脉或经皮支架的手术旁路)相比时具有显著更好的结果。
[0003]不管其在降低主心血管事件的风险方面的效力，开放手术UMA-LAD旁路由于流程的侵入性而比支架更不频繁地执行。类似地，尽管微创UMA-LAD比开放手术较不侵入，但是仍然比支架更有侵入性并且为外科医师带来了技术挑战。
[0004]在使用微创手术方法来执行LIMA-LAD旁路时，关键挑战是:给定胸腔内受限的工作空间、刚性仪器、受限的可视化以及要移除显著长度的脉管的需要，如何将UMA从周围组织机械地分离。在移除过程期间，这些因素能够造成操作者错误并且因此损害脉管，这能够限制其对于移植的有用性。
【发明内容】
[0005]本文中描述的(一个或多个)系统、(一个或多个)设备、(一个或多个)方法、(一个或多个)布置、(一个或多个)用户接口、(一个或多个)计算机程序、过程等(下文中，其中每个将被称为系统，除非上下文中另行指出)解决了现有技术系统中的问题。
[0006]根据本系统的实施例，公开了一种执行旁路流程的方法，所述方法可以通过可以包括由至少一个控制器控制的可操纵主体部分和至少一个换能器的装置来执行，所述方法可以包括以下动作中的一个或多个:通过应用由位于第一动脉内的所述至少一个换能器发射的第一类型的超声信号来经管腔地将所述第一动脉的至少部分从附接到所述第一动脉的胸壁的结缔组织分离;通过从位于所述第一动脉外部的所述可操纵主体部分向所述第一动脉的所分离的部分的至少部分施加力，来将所述第一动脉的所分离的部分从当前位置操纵到旁路位置;并且在所述旁路位置处将所述第一动脉耦合到目标动脉以建立所述第一动脉与所述目标动脉之间的流动连通。
[0007]还设想所述方法可以包括由所述装置关于所述第一动脉放置夹子来中断针对所述第一动脉的血流的动作。还设想所述方法可以包括使用所述装置的动脉穿刺设备和激光动脉切除设备中的一个来在所述目标动脉中在所述旁路位置处建立端口的动作。根据一些实施例，耦合的动作可以还包括至少部分地通过所述目标动脉中的所述端口来插入移植物支架的动作。根据另外的实施例，所述方法可以包括通过应用由位于所述第一动脉内的至少一个换能器发射的第二类型的超声信号来经管腔地烧灼所述第一动脉的侧支的动作。根据一些实施例，所述第一类型的超声信号可以包括组织摧毁脉冲并且第二类型的超声信号可以包括高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，其相比于所述第一类型的超声信号强度更低并且持续时间更长。还设想，所述第一动脉可以是左乳内动脉(UMA)并且所述目标动脉可以是左前降动脉(LAD)，从而实现LIMA到LAD旁路。
[0008]根据本系统的实施例，公开了一种用于执行手术旁路流程的装置，所述装置可以包括至少一个控制器，所述至少一个控制器可以被配置为:驱动位于第一动脉内的至少一个换能器来经管腔地将第一动脉的至少部分从胸壁的结缔组织分离;操纵所述手术装置的被定位于所述第一动脉的外部的柔性部分，以将所述第一动脉的所分离的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;并且在所述旁路位置处将所述第一动脉耦合到目标动脉(LAD)以建立所述第一动脉与所述目标动脉之间的流动连通。
[0009]还设想，所述至少一个控制器还可以被配置为放置被配置为中断关于所述第一动脉的血流的夹子，从而中断通过所述第一动脉的血流。还设想所述至少一个控制器可以还被配置为使用动脉穿刺设备和激光动脉切除设备中的一个来在所述目标动脉中在所述旁路位置处建立端口。此外，设想所述至少一个控制器还可以被配置为至少部分通过所述目标动脉中的所述端口插入移植物支架。还设想，所述至少一个控制器还可以被配置为通过应用由所述至少一个换能器发射的第二类型的超声信号来经管腔地烧灼所述第一动脉的侧支。还设想，所述至少一个控制器还可以被配置为驱动所述至少一个换能器，使得所述第一类型的超声信号包括组织摧毁脉冲并且第二类型的超声信号包括高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，其相比于所述第一类型的超声信号强度更低并且持续时间更长。
[0010]根据本系统的实施例，公开了一种存储在计算机可读介质上的计算机程序，所述计算机程序被配置为控制包括由至少一个控制器控制的可操纵主体部分和至少一个换能器的装置，以执行手术旁路流程，所述计算机程序可以包括被配置为控制所述装置的计算机程序来:通过应用由位于第一动脉内的所述至少一个换能器发射的第一类型的超声信号来经管腔地将所述第一动脉的至少部分从附接到所述第一动脉的胸壁的结缔组织分离;通过从位于所述第一动脉外部的所述可操纵主体部分向所述第一动脉的所分离的部分的至少部分施加力，来将所述第一动脉的所分离的部分从当前位置操纵到旁路位置;和/或在所述旁路位置处将所述第一动脉耦合到目标动脉(LAD)以建立所述第一动脉与所述目标动脉之间的流动连通。
[0011]还设想所述计算机程序还可以被配置为由所述装置的抓取部分关于所述第一动脉放置夹子以中断针对所述第一动脉的血流。此外，设想所述程序部分还可以被配置为使用动脉穿刺设备和激光动脉切除设备中的一个来在所述目标动脉中在所述旁路位置处建立端口。还设想所述程序部分还可以被配置为至少部分通过所述目标动脉中的所述端口插入移植物支架。还设想，所述程序部分还可以被配置为通过应用由所述至少一个换能器发射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。还设想，所述第一类型的超声信号可以包括组织摧毁脉冲并且第二类型的超声信号可以包括高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，其相比于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]在以下示范性实施例中参考附图更详细地解释了本发明，其中，相同或相似的元件可以部分由相同附图标记指示，并且各种示范性实施例的特征是可组合的。在附图中:
[0013]图1示出了根据本系统的实施例的手术装置的部分的侧视图；
[0014]图2示出了根据本系统的实施例的类似于如图1所示的手术装置的部分的部分的端部视图；
[0015]图3是图示由根据本系统的实施例的系统执行的过程的流程图；
[0016]图4A示出了根据本系统的实施的被插入到患者的胸腔中的手术装置；
[0017]图4B示出了根据本系统的实施例的操纵从其延伸的动脉穿刺设备来在确定的穿刺位置处对LIMA进行穿刺的手术装置；
[0018]图4C示出了根据本系统的实施例的将超声换能器阵列设备(UTA)420插入到所确定的穿刺位置454并且到LIMA中的装置。
[0019]图4D示出了根据本系统的实施例的将UTA从LIMA的所确定的穿刺位置收回的手术装置；
[0020]图4E示出了根据本系统的实施例的在UMA的远端附近抓取UMA的手术装置；
[0021 ]图4F示出了根据本系统的实施例的将UMA的远端放置在LAD上期望的旁路位置处的装置；
[0022]图5示出了根据本系统的实施例的UMA与LAD之间的耦合的内部部分的详细视图；并且
[0023]图6示出了根据本系统的实施例的系统的部分。
【具体实施方式】
[0024]以下是对说明性实施例的描述，其在与以下附图相结合时将展示以上提及的特征和优势，以及其他特征和优势。在以下说明中，出于解释而非限制的目的，阐述了说明性细节，例如，构架、接口、技术、元件属性等等。然而，对本领域技术人员显而易见的是，偏离这些细节的其他实施例将仍被理解为在所附权利要求的范围之内。此外，出于清楚的目的，省略了对公知的设备、电路、工具、技术和方法的详细描述从而不使对本发明的系统的描述模糊。应该明确理解，附图出于说明性目的而被包括并且不表示本发明的系统的完整范围。在随附的附图中，不同附图中相似的附图标记可以指代相似的元件。另外，在一些附图中，清晰起见，可能省略剖面线。术语和/或其构词要素应该被理解为意指可能仅需要所记载的元件中的一个或多个以合适地出现在根据权利要求记载和根据本发明的系统的一个或多个实施例中(例如，仅存在所记载的元件中的一个，可以存在所记载的元件中的两个等等，直至可以存在所记载的元件中的所有)。
[0025]图1示出了根据本系统的实施例的手术装置100的部分的侧视图。手术装置100可以包括主体102，主体102可以包括自支持、多分段、可操纵设备。例如，可主动操纵的关节式仪器或蛇状机器人可以适合于执行根据本系统的实施例的手术流程。可以提供操纵致动器以主动地操纵主体102的部分，如果需要的话。操纵致动器可以包括由控制器(例如，包括一个或多个处理器、逻辑设备等)控制的电子致动器，可以由用户控制或者可以通过控制器和用户的组合来控制以将力发射到主体102的对应部分以在期望的方向上操纵主体102和/或将所述主体定位于期望的取向中。可以为用户提供用户接口(机械的、电子的或机械和电的)以直接地和/或在控制器的控制下(如果期望的话)电子地(例如，使用飞线(FBW)型控制)控制工具(例如，操纵制动器)的部分(例如，使用机械耦合)。在一些实施例中，用户接口可以包括以下中的一个或多个:控制旋钮、控制杠、硬按键和/或软按键(例如，用户接口的可以被灵活的编程以调用任何数量的函数的部分)。
[0026]主体102可以包括近端和远端106以及一个或多个内部通道126，内部通道126可以被配置为接收一个或多个仪器，所述一个或多个仪器可以穿过所述内部通道126中的一个或多个并且可以延伸通过对应的开口，例如位于主体102的远端106处的开口。
[0027]手术装置100可以包括具有对应的功能的一个或多个仪器。例如，根据一些实施例，手术装置100可以包括一个或多个仪器，诸如:被配置为在患者的脉管(例如，LIMA和LAD)中的至少一个中形成孔的穿刺设备;被配置为抓取组织的抓取器(例如，手术钳)；血流限制工具，例如球囊;被配置为中断流动通过诸如LIMA的脉管的血液的夹子;被配置为部署支架的支架部署工具;被配置为使用合适的方法，例如经管腔地，烧灼脉管(例如，LIMA)的侧支的经导管烧灼器;被配置为将诸如移植物支架的支架插入到目标动脉中的支架安装工具;被配置为(实时地)获得二维或三维图像的相机;被配置为耦合诸如UMA和LAD的组织的耦合工具；以及被配置为使得诸如UMA的脉管能够从周围的结缔组织移除(例如UMA拆下)的超声换能器阵列设备(UTA)120;等等。仪器可以穿过内部通道126中的一个或多个并且可以具有延伸通过对应通道的开口 108的工作端。因此，仪器中的一个或多个可以从主体102的远端106可滑动地延伸和/或可以以类似的方式被撤回。
[0028]UTA 120可以被配置为实现如在共同待决申请号[代理人案号2013PF02179]，题为"SYSTEM FOR PERFORMING TRANSLUMINALCORONARY BYPASS AND METHOD OF OPERAT1NTHEREOF 〃(下文中为“案号2013PF02179申请”)中所描述地进行UMA拆下。UTA 120可以包括被动柔性导管状柔性主体118，其可以具有位于UTA 120的远端116处的超声换能器阵列112并且其可以包括至少一个换能器114。至少一个换能器114可以由控制器驱动以发出期望的超声信号，例如在期望的位置(例如，聚焦区)中的聚焦超声信号。例如，期望的位置可以被定位超过LIMA的脉管壁(例如，其外部)。超声信号可以包括超声脉冲的系列。
[0029]另外，UTA120可以被配置使得至少一个换能器阵列112可以关于换能器阵列112的纵轴(La)相对于例如主体102旋转。主体102和UTA 120中的至少一个可以被配置为相对于主体102可滑动地延伸或撤回UTA 120，如通过箭头111所图示的。在一些实施例中，控制器可以控制UTA 120相对于主体102的旋转和/或延伸/撤回，使得UMA的期望的长度可以被从所有连接组织分离。因此，一个或多个致动器(例如，转子马达和/或线性马达等)可以被提供以在控制器的控制下相对于主体102旋转和/或延伸/撤回UTA 120。然而，根据本系统的实施例，可以针对用户提供机械耦合以相对于主体102旋转和/或延伸/撤回UTA 120。根据本系统的实施例，换能器阵列112的位置和/或取向可以由传感器确定(例如，参见图6，传感器640)并且被提供给控制器以进行进一步处理。控制器可以然后使用该信息来确定换能器阵列112的位置和/或取向。该信息可以被用于在使用期间确定换能器阵列112的移动。例如，在换能器阵列112被确定旋转(例如，通过由控制器控制的旋转马达)了完整的360度(或其他量，例如，180，720，等)，同时换能器114被驱动以输出期望的信号以分解结缔组织的至少一个圆柱形区域之后，过程可以通过将换能器阵列112收回一收回距离(例如，其可以限于内部换能器阵列，例如Dw)，使得结缔组织的另一圆柱形区域(例如，邻近)可以被类似地分解。在另外的实施例中，在换能器阵列112的换能器114关于纵轴La被驱动和/或旋转时，可以由控制器和/或由用户手动地建立如由箭头111所图示的来回运动。因此，例如，在一些实施例中，换能器阵列112的移动可以由控制器基于感测信息和/或通过手术装置100的过程导出的操作指令来由控制器控制。然而，在另外的实施例中，换能器阵列114的移动可以由用户直接控制，经由控制器使用例如诸如飞线控制或其他合适的系统的远程控制器来控制。
[0030]根据本系统的实施例，实时引导系统(例如，实时引导的成像系统，例如超声、X射线、计算机断层摄影(CT)、和/或磁共振成像(MRI)实时引导的系统，等等)可以实时提供与手术装置100相对于其所定位于其中的主体的位置和/或取向有关的信息，并且形成针对用户的方便和/或用于由系统进行的进一步处理的对应的位置信息。
[0031]根据一些实施例，诸如手术装置100的操纵、穿刺、拆下、烧灼、耦合、夹紧等的一个或多个功能被集成在单个可操纵手术仪器中，其可以手动地和/或由控制器自主地控制。
[0032]图2示出了根据本系统的实施例的类似于图1中示出的手术装置的部分的部分的端部视图。手术装置100的主体102可以具有任何合适的截面形状，例如，圆形、基本圆形、卵形、或其他合适的(例如，基于系统元件合适的)截面形状。类似地，开口 108和对应的通道126也可以具有如上的诸如圆形等的任何合适的截面形状。例如，UTA 120可以被配置使得其外直径(Duta)可以略小于UMA的内直径，使得可以建立适贴配合。例如，在一些实施例中，UTA 120的外直径(Duta)可以是约3mm。然而，也设想其他直径。抓取工具158(例如，手术钳或用于抓取组织的其他合适的工具)被说明性地示为凹进对应的通道中。
[0033]现在将描述执行旁路流程以使用移植物动脉来对目标动脉的期望的部分进行旁路的过程。出于清楚的目的，将假设移植物动脉是LIMA并且目标动脉是LAD。以下过程将描述使用根据本系统的实施例操作的诸如手术装置100等的合适的手术工具执行的管腔外冠状动脉旁路。尽管描述了 LIMA-LAD冠状动脉旁路，但是也设想本发明的系统的实施例可以被应用于使用其他合适的脉管、目的执行其他旁路流程，如果期望的话。
[0034]图3是图示由根据本系统的实施例的系统执行的过程300的流程图。所述过程可以执行管腔外血运重建过程，例如，管腔外冠状动脉旁路。过程300可以使用一个或多个计算机来执行，所述一个或多个计算机可以在网络上通信并且可以从一个或多个存储器获得信息和/或将信息存储到一个或多个存储器，所述一个或多个存储器可以是本地的或者彼此远离。过程300可以使用，尤其是，根据本系统的实施例操作的柔性设备(例如，手术装置100)并且可以包括以下动作中的一个或多个。另外，这些动作中的一个或多个可以被组合和/或可以被分成子动作，如果期望的话。另外，这些动作中的一个或多个可以不需要存在，可以例如取决于实施例、设置、所期望的等而被跳过(例如，可以任选地可用)。在操作中，过程可以在动作301期间开始并且然后进行到动作303。
[0035]在动作303期间，手术装置可以例如经由肋骨之间的微创切口被插入到患者的胸腔中，并且被操作以将其远端邻近于或者在UMA被确定为要从腔体壁被移除之处的位置处与UMA接合。这在图4A中图示，其示出根据本系统的实施例的在插入患者401的胸腔421之后的手术装置400(下文中，清楚起见为装置)。手术装置400可以类似于手术装置100。手术装置400可以包括部分450、452，例如，柔性部分450和基本刚性部分452，其每个可以被操纵、导向等。刚性部分452可以被耦合到底座部分。在一些实施例中，底座部分可以包括机器人臂，其可以在控制器的控制下以多个自由度(例如，6个自由度等)来对刚性部分452进行定位和/或取向。因此，刚性部分452和/或柔性部分450的定位和/或取向可以根据用户输入和/或依据本系统的实施例操作的导航辅助手术方法由用户手动地控制和/或由控制器自动地控制，如果期望的话。
[0036]诸如UMA的动脉可以使用任何合适的方法来识别，例如，通过直接视觉识别和/或使用分析从安装在装置400的远端429处的成像设备(例如，相机)获得的图像信息的图像识别方法。例如，装置400可以是通过患者401的切口插入的内窥镜或者腹腔镜。图像信息可以在系统的显示器上被绘制和/或可以被提供到系统的控制器用于进一步处理从而执行图像处理方法以确定LIMA和/或用户的解剖结构的其他部分的位置。然而，在另外的实施例中，所述过程可以使用任何合适的导航辅助的手术成像方法，其可以实时定位LIMA和装置400并且控制装置400，使得其远端429可以被操纵为邻近或位于其中UMA期望被从腔体壁420移除的位置并且采取期望的取向(例如，从患者401的胸壁425的后侧面向LMA)。根据本系统的实施例，也可以使用其他成像模态，例如，X射线、CT、或MRI，来识别UMA。因此，装置400可以使用例如机器人/机电接口而被手动地和/或自动地被操纵到其中LIMA期望被从腔壁425移除的位置。参考图4A，LMA被说明性地示为通过结缔组织423(说明性地示为对角线)附接到患者401的胸壁425。箭头427图示了UMA内的血流方向。在完成动作303之后，过程可以继续到动作305。
[0037]在动作305期间，过程可以中断UMA中的血流。因此，手术夹具453可以通过手术装置400(其可以被相应地被操纵)被部署并且被附接到LIMA。例如，装置400的抓取工具(例如，参见458)可以由控制器控制以抓取并且关于期望的脉管(例如UMA)放置手术夹具453，并且一旦确定手术夹具就位，抓取工具然后就可以释放对手术夹具453的保持。手术夹具可以包括偏置机构(例如，弹簧)和/或锁定机械(例如，卡、闩等)以将手术夹具453关于UMA偏置，从而中断通过UMA的血流。抓取工具和/或手术夹具453可以穿过装置的通道。例如，在有必要执行本系统的动作时，抓取工具可以从装置400的通道延伸。相反地，在不必执行本系统的动作时，抓取工具可以被撤回到装置的通道中和/或整体从所述通道中移除，如果期望的话。
[0038]在一些实施例中，球囊可以被使用以中断流动通过UMA。例如，装置400可以穿刺UMA(如以下将描述的)并且之后球囊可以被插入到UMA中并且之后被膨胀以中断LMA中的血流(例如，如以下将描述地，在穿刺LIMA之后)。另外，在其他实施例中，如果期望，球囊可以被插入为邻近脉管并且之后被膨胀以中断血流。在任何情况下，在完成动作305之后，过程可以继续到动作307。
[0039]在动作307期间，过程可以例如在预定的位置(例如穿刺位置)通过使用穿过手术装置400的通道的穿刺设备来访问LIMA。例如，图4B示出了根据本系统的实施例的延伸和操纵穿刺设备460来在所确定的穿刺位置454处对LIMA进行穿刺的手术装置400。穿刺可以延伸通过LMA的壁并且可以被用于访问UMA，如以下将描述的。穿刺位置454可以由用户和/或过程来确定并且可以在手术夹具453的下游(相对于UMA之内的正常血流)。在完成动作307之后，过程可以继续到动作309。
[0040]在动作309期间，过程可以将超声换能器阵列(例如图1的UTA120)通过穿刺插入并且进入UMA。其后，控制器可以引导、定位和/或以其他方式驱动UTA的至少一个换能器以经管腔地使用诸如超声波和/或超声脉冲的超声信号来烧灼LIMA的侧支和/或将LIMA从周围的结缔组织的至少部分分离。UTA可以包括至少一个超声换能器并且可以包括柔性主体，使得UTA可以如所期望地在UMA中被定位和/或取向。例如，图4C示出了根据本系统的实施例的将UTA 420插入到所确定的穿刺位置454并且到LIMA中的装置400。一旦UTA 420被插入到UMA中，控制器就可以驱动UTA以从UTA 420的至少一个超声换能器414发射聚焦超声脉冲(例如，组织摧毁脉冲)以分解包括一长度的结缔组织425(例如，在本范例中的位于线A-A和B-B之间的结缔组织)的期望的部分。
[0041]根据本系统的实施例，所述控制器可以控制UTA420的位置和/或取向，使得胸壁423的可能围绕LIMA的沿着选定的断开路径定位的(例如，在例如线A-A和B-B之间)选定的结缔组织425可以被分解，使得UMA可以被容易地从分解的结缔组织425的部分移除。根据本系统的实施例，在UMA从分解的结缔组织的部分移除时，一些结缔组织可能保持附接到LIMA。
[0042]控制器可以操作于关于其纵轴旋转UTA420和/或沿着UMA的路径(例如，沿着断开路径)可滑动地移动UTA 420，使得所有选定的结缔组织(例如，沿断开路径定位的)可以被分解。例如，控制器可以区分己经分解的结缔组织与未沿断开路径被分解的结缔组织，并且可以被操作以控制UTA 420来分解被确定为先前没有使用任何合适的方法被分解的结缔组织。例如，控制器可以映射己经被分解的结缔组织使得其可以与未被分解的区分，或者可以映射UTA 420的位置和/或取向(例如，旋转)以确定哪个结缔组织425己被从未被分解的结缔组织分解。另外，在一些实施例中，控制器可以确定要驱动UTA的哪些换能器，使得仅没有被分解的组织可以经历由UTA 420发射的组织摧毁脉冲。
[0043]LMA的侧支可以使用任何合适的方法被经管腔地烧灼，例如，通过使用高强度聚焦超声(HIFU)脉冲，其强度更低但是持续时间更长(例如，在与组织摧毁脉冲相比时)。例如，组织摧毁脉冲可以通过以下来表征:
[0044]超声压>10MPa
[0045]脉冲持续时间:若干ys
[0046]脉冲重复频率:kHz范围(例如，IkHz到999kHz)
[0047]频率:1-1OMHz，包括在4_6MHz之间操作。
[0048]根据本系统的实施例，为实现用于组织摧毁的高压力/强度，换能器阵列几何结构可以包括个体球面聚焦壳的阵列。根据本系统的实施例，换能器阵列几何结构可以包括截断球面聚焦凹面壳。这些HIFU脉冲可以由UTA使用发射组织摧毁脉冲的相同或单独的换能器来发射，并且可以热学地凝结组织和血液以阻止或者以其他方式限制例如分解的结缔组织中的血流。
[0049 ]根据本系统的实施例，HIFU脉冲可以以下来表征:
[0050]超声强度:100W/cm2到 2500W/cm2
[0051]脉冲“打开”时间:在若干秒的范围内(例如，5秒)
[0052]脉冲“关闭”时间:若干秒(例如，5秒)
[0053]频率:1-1OMHz，包括在I_5MHz之间操作。
[0054]应该理解，根据本系统的实施例，脉冲关闭时间可以等于脉冲打开时间。然而，根据本系统的另外的实施例，脉冲代开时间可以不同于脉冲关闭时间。
[0055]然而，在另外的实施例中，经导管烧灼器可以由控制器控制以经管腔地烧灼LMA的侧支。另外，在案号2013PF02178的申请以及对应于代理人案号2013PF02179的题为〃SYSTEM FOR PERFORMINGTRANSLUMINAL CORONARY BYPASS AND METHOD OF0PERAT10NTHERE0F 〃的申请中讨论了从周围组织的部分分离UMA和/或烧灼UMA的侧支的方法，通过引用将其内容并入本文。
[0056]关于确定UMA的要从结缔组织425的部分被移除、被烧灼、和/或剪切的位置，这些位置可以由用户和/或使用例如图像处理方法的过程来确定。
[0057]在一些实施例中，所述过程可以经管腔地烧灼UMA的侧支和/或将UMA从周围结缔组织423分离，例如，在LIMA的穿孔的两侧。
[0058]在UMA从期望的结缔组织425断开这后，UTA 420可以从LIMA移除。例如，图4D示出了根据本系统的实施例的将UTA 420从LIMA的所确定的穿刺位置454收回的手术装置400。UTA 420可以从UMA可滑动地收回，如箭头431图示的。在完成动作309之后，过程可以继续到动作311。
[0059]在动作311期间，过程可以使用任何合适的抓取仪器来抓取UMA，所述抓取仪器例如是可以被操纵以保持被分离的UMA的远端的抓取工具。例如，图4E示出了根据本系统的实施例的在UMA的远端附近(使用抓取工具458)抓取UMA的手术装置400。在该动作期间，过程可以还操纵手术刀，所述手术刀可以从装置400延伸以在期望的位置处(例如在穿刺位置454处或邻近其)切割UMA以在切口处形成UMA的远端。在另外的实施例中，UMA可以从穿刺位置454被切除，使得UMA可以在放置移植物支架期间被访问，如下文中将说明性地描述的。
[0060]根据本系统的实施例，抓取工具458可以从装置400的远端延伸并且被操纵以抓取UMA。抓取工具458可以具有安装在其远端的诸如钳子、砧座等的夹子。夹子可以被安装在臂上，所述臂提供一个或多个自由度并且可以由控制器和/或用户控制从而将夹子定位和/或取向在期望的位置和/或取向中。另外，夹子可以被控制以由用户和/或控制器打开和/或关闭。在完成动作311之后，过程可以继续到动作313。
[0061 ]在动作313期间，过程可以将己经从结缔组织分离的UMA的部分分离，并且将UMA的该部分的远端操纵到LAD上的期望的旁路位置(BL)，并且可以保持UMA的远端相对于LAD就位。因此，装置400可以被操纵(通过操纵至少柔性部分450)以将LMA(其被装置400的抓取仪器抓取)操纵朝向LAD上的期望的旁路位置(BL)，使得UMA的远端可以在旁路位置处定位于LAD处或者抵向LAD定位。
[0062]图4F示出了根据本系统的实施例的将UMA的远端放置在LAD上期望的旁路位置处的装置400。该导航能在来自内窥镜或腹腔镜的直接视觉引导下执行(所述内窥镜或腹腔镜通过邻近端口被插入)，或者使用导航辅助手术方法(例如经由术中X射线)来执行。在另外的实施例中，设想，装置400可以通过穿孔来抓取UMA，穿孔可以略离开UMA的远端被定位，如果期望的话。在将LIMA的远端在旁路位置处相对于LAD定位之后，装置400可以继续保持UMA就位，使得UMA到LAD耦合可以如本文中将描述地被完成。在完成动作313之后，过程可以继续到动作315。
[0063]在动作315期间，过程可以使用任何合适的方法在期望的旁路位置处建立UMA和LAD之间的接合(例如，耦合)。LMA到LAD耦合可以建立从UMA到LAD的流动连通(例如，血流)。接合可以使用装置400的动脉穿刺来实现，装置400可以穿过LAD脉管壁以建立针对血运重建的端口。然后，管腔内支架移植(例如，由Abbot Vascular制造的用于穿刺的冠状动脉的Jostent? Graftmaster?移植物支架)可以被置于LIMA和LAD之间的接口处。移植物支架可以靠着LAD和LIMA的壁扩张以确保在每个脉管内良好的紧握。另外，根据需要，其可以是有孔的或连续的导管。在一些实施例中，可以使用多个互锁的(即LAD中的具有标准支架的通过孔互锁的有孔的支架移植物)或分枝的支架移植物或预先成形的支架移植物。还设想，移植物支架可以包括钩(例如由Vascutek的Anaconda?支架系统所提供的)以方便附接和/或可以根据期望来提供另一附接系统。
[0064]根据本系统的实施例，设想可以使用激光动脉切除设备(例如，准分子激光辅助的非阻塞性接合术(ELANA)激光接合术导管等)来提供LAD中的精确圆形切口，从而在LAD中建立端口，移植物支架可以穿过所述端口。
[0065]在一些实施例中，设想装置400可以通过LIMA的穿刺穿过动脉穿孔并且之后对LAD脉管壁进行穿刺以建立用于血运重建的端口。根据期望之后或者在其他情况下，管腔内支架移植物可以经由UMA中的穿刺来访问UMA并且可以至少部分穿过LAD中的入口(例如，端口)，从而被放置于L頂A与LAD的接口处。手术夹子453可以随后从UMA移除，使得血流能够在LIMA以及流动耦合到其的LAD中重建，以完成根据本系统的实施例的手术旁路流程。
[0066]在完成动作315之后，过程可以移除装置400的不需要保持在胸腔中的部分，例如手术夹子453，柔性部分450等并且之后可以继续到动作317，在动作317过程可以结束。
[0067]图5示出了根据本系统的实施例的LIMA与LAD之间的耦合的内部部分的详细视图。支架移植物支架501的远端507可以穿过目标动脉中的端口 503，使得支架移植物501位于UMA和LAD的接口之间。根据本系统的实施例，支架移植物501可以是“标准”连续支架(即不是有孔的)，其可以比有孔的支架更易于定位和对齐。另外，根据本系统的实施例，支架移植物501可以是具有洞的有孔的支架，其在定位中与次级脉管对齐以确保血流不被中断(例如，主动脉有孔的支架的洞可以与肾动脉对齐)。根据本发明的系统的另外的实施例，支架支架移植物501可以是两个或更多个支架，其在支架放置之前或期间被耦合到一起，如本文中所讨论，包括标准连续支架中的一个或多个，例如，親合到有孔的支架中的一个或多个。如容易认识到的，在使用有孔的支架时，有孔的支架可以被定位于LAD中，其中，孔与穿刺位点对齐，并且第二支架可以被定位于LIMA以与所述孔互锁(例如，或者以其他方式耦合)。根据本系统的实施例，所述孔与第二支架的定位可以与以上描述的定位相反。
[0068]图6示出了根据本系统的实施例的系统600的部分。例如，本系统600的部分可以包括操作性耦合到存储器620的处理器610(例如，控制器)，可以提供用户接口 630的绘制设备(例如，显示器)、传感器640、致动器650、以及用户输入设备670。存储器620可以是用于存储应用数据以及与所描述的操作有关的任何其他数据的任何类型的设备。应用数据和其他数据由处理器610接收以配置(例如编程)处理器610为执行根据本系统的操作动作。这样配置的处理器610变为特别适于根据本系统的实施例进行执行的专用机器。传感器可以如所期望地被安装在各位置处。例如，根据本系统的实施例，一个或多个传感器可以被安装在根据本系统的实施例的导管上。传感器可以包括以下中的一个或多个:成像传感器、位置传感器(例如，线性、旋转、偏离等)、温度传感器、压力传感器、流量传感器、状态传感器等，其中每个可以向控制器610提供对应的信息以供进一步处理。
[0069]操作动作可以包括通过例如将处理器610配置为获得来自用户输入、传感器640和/或存储器620的信息并且根据本系统的实施例处理该信息以获得涉及根据本系统的实施例的导管的使用的信息，来对系统600进行配置。用户输入部分670可以包括键盘、鼠标、轨迹球、旋转轮、操纵杆和/或其他设备，包括触敏显示器，其可以是单独的或是系统的部分，诸如个人计算机、笔记本计算机、上网本、平板电脑、智能电话、个人数字助理(PDA)、移动电话和/或用于经由任何操作链路与处理器610通信的其他设备的部分。用户输入部分670可以可操作用于与包括UI内的使能交互的处理器610交互，如本文所描述的。清楚地，处理器610、存储器620、UI 630、致动器650和/或用户输入设备670可以全部或部分是计算机系统或其他设备，诸如客户端和/或服务器的部分，如本文所描述的。
[0070]操作动作可以包括请求、提供、和/或绘制信息，例如，与导航辅助成像信息有关的信息，以确定导管的一个或多个部分在手术期间在患者内的位置。处理器610可以在UI 630上(例如，在系统的显示器上)绘制信息(例如，状态信息)。处理器610可以绘制图像信息(例如，实时地)，其可以包括感兴趣区域的图像。
[0071]本系统的方法特别适于由通过计算机软件程序编程的处理器来执行，所述计算机软件程序是例如包含对应于所描述的和/或由本系统所设想的个体步骤或动作中的一个或多个的模块。
[0072]处理器610可操作用于响应于来自用户输入设备670的输入信号以及响应于网络的其他设备提供控制信号和/或执行操作和执行存储在存储器620中的指令。例如，处理器610可以从传感器640获得反馈信息并且可以处理该信息以确定导管的部分的位置、取向和/或状态。处理器610可以根据本系统的实施例控制和/或确定要执行的动作。例如，处理器610可以控制致动器来执行对应的动作。致动器可以包括马达(例如，线性的、旋转的等)、栗、电活性聚合物(EAP)、手术刀(例如，激光等)、超声换能器、激光、放大器、开关等。处理器可以包括微处理器、(一个或多个)专用或通用集成电路，逻辑设备等。另外，处理器可以是用于根据本系统进行执行的专用处理器或者可以是通用处理器，其中，仅多个功能中的一个操作以根据本系统来执行。处理器610可以利用程序部分、多个程序段来操作和/或可以是利用专用或多用集成电路的硬件设备。
[0073]尽管己参考特定实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，本发明不限于其，而是可以在其中进行形式和细节的各种变化，包括各种特征和/或元件的组合、分离和/或删除，而不偏离本系统的精神和范围。
[0074]因此，本系统的实施例提供柔性的装置及其方法，以经由微创切口访问胸腔，使用超声从胸壁移除远端LIMA，将LIMA朝向患病的冠状动脉的选定的区域引导，并且将LIMA分离到旁路位点。例如，根据本系统的实施例，可以提供最优冠状动脉血运重建，其组合的LIMA-LAD旁路与支架的微创方法的有效性。
[0075]使用包括根据本系统的实施例驱动的在移植脉管内的UTA的柔性装置可以消除操作者将UMA从组织床上切下的需要从而节省了时间，降低了在获取期间破坏LIMA的可能性，和/或降低了访问LIMA以获取所需要的手术访问位点的尺寸。以这种方式，本发明的系统的实施例可以提供具有对患者恢复的正面影响的益处。
[0076]本系统的另外的变型对本领域技术人员而言是容易实现的并且由权利要求所涵至
ΠΠ O
[0077]最后，以上讨论旨在仅说明本系统并且不应被理解为将权利要求限制到任何特定实施例或实施例的组。因此，尽管己参考示范性实施例描述了本系统，但是也应理解，本领域普通技术人员可以设想多种变型和备选的实施例，而不偏离如后面的权利要求中所阐述的本系统的更为宽泛和旨在的精神和范围。此外，本文包括的节段头旨在方便查看，而不旨在限制本系统的范围。因此，说明和附图旨在被视为说明性方式并且不旨在限制权利要求的范围。
[0078]说明和附图旨在被视为说明性方式并且不旨在限制权利要求的范围。
[0079]在解释随附的权利要求时，应当理解:
[0080]a) “包括”一词不排除在给定权利要求中所列举的其他元件或动作之外的元件或动作的存在；
[0081]b)在元件之前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在；
[0082]c)在权利要求中的任何附图标记不限制其范围；
[0083]d)若干“单元”可以由相同的项或硬件或软件实施的结构或动能来表示；
[0084]e)任何所公开的元件可以包括硬件部分(例如，包括分立的和集成的电子电路)、软件部分(例如，计算机程序)、以及它们的任何组合；
[0085]f)硬件部分可以包括逻辑和数字部分中的一种或两者；
[0086]g)任何所公开的设备或其部分可以被组合到一起或者被分割成进一步的部分，除非专门另行陈述；
[0087]h)并不旨在需要动作或步骤的特定顺序，除非专门指出；并且
[0088]i)术语“多个”元件包括要求保护的元件中的两个或更多个，并且不暗示若干元件的任何特定范围；也就是说，多个元件可以少至两个元件，甚至当多于两个原件时组成多个，并且可以包括无数的元件。
【主权项】
1.一种执行旁路流程的方法，所述方法通过包括由至少一个控制器(610)控制的可操纵主体部分(102、450、452)和至少一个换能器(114、414)的装置(100、400、600)来执行，所述方法包括以下动作: 通过应用由位于第一动脉内的所述至少一个换能器(114、414)发射的第一类型的超声信号来将所述第一动脉的至少部分从附接到所述第一动脉的胸壁(425)的结缔组织(423)经管腔地分离； 通过从被定位于所述第一动脉的外部的所述可操纵主体部分向所述第一动脉的分离部分的至少部分施加力，来将所述第一动脉的所述分离部分从当前位置操纵到旁路位置；并且 在所述旁路位置处将所述第一动脉耦合到目标动脉以建立所述第一动脉与所述目标动脉之间的流动连通。2.如权利要求1所述的方法，还包括通过由所述装置关于所述第一动脉放置夹子(453)来中断针对所述第一动脉的血流的动作。3.如权利要求1所述的方法，还包括使用动脉穿刺设备和激光动脉切除设备中的一个或多个来在所述旁路位置处在所述目标动脉中建立端口的动作。4.如权利要求3所述的方法，其中，耦合的动作还包括至少部分地通过所述目标动脉中的所述端口( 503)插入移植物支架(501)的动作。5.如权利要求1所述的方法，还包括通过应用由位于所述第一动脉内的所述至少一个换能器发射的第二类型的超声信号来经管腔地烧灼所述第一动脉的侧支的动作。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一类型的超声信号包括组织摧毁脉冲并且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相比于所述第一类型的超声信号强度更低并且持续时间更长。7.如权利要求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装置(100、400、600)，所述装置包括: 至少一个控制器(610)，其被配置为: 驱动位于第一动脉内的至少一个换能器(114、414)来将第一动脉的至少部分从胸壁的结缔组织经管腔地分离； 操纵手术装置的被定位于所述第一动脉的外部的柔性部分，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处的旁路位置;并且 在所述旁路位置处将所述第一动脉耦合到目标动脉以建立所述第一动脉与所述目标动脉之间的流动连通。9.如权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个控制器还被配置为放置被配置为中断关于所述第一动脉的血流的夹子(453)。10.如权利要求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动脉切除设备中的一个来在所述旁路位置处在所述目标动脉中建立端口(503)。11.如权利要求10所述的装置，其中，所述至少一个控制器还被配置为至少部分地通过所述目标动脉中的所述端口插入移植物支架(501)。12.如权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个控制器还被配置为通过应用由所述至少一个换能器发射的第二类型的超声信号来经管腔地烧灼所述第一动脉的侧支。13.如权利要求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超声信号包括组织摧毁脉冲并且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相比于所述第一类型的超声信号强度更低并且持续时间更长。14.一种存储在非暂态计算机可读存储介质(620)上的计算机程序，所述计算机程序被配置为控制包括由至少一个控制器(610)控制的可操纵主体部分(102、450、452)和至少一个换能器(114、414)的装置(100、400、600)，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装置来: 通过应用由位于第一动脉内的所述至少一个换能器(114、414)发射的第一类型的超声信号来将所述第一动脉的至少部分从附接到所述第一动脉的胸壁(425)的结缔组织(423)经管腔地分离； 通过从被定位于所述第一动脉的外部的所述可操纵主体部分(102、450、452)向所述第一动脉的分离部分的至少部分施加力，来将所述第一动脉的所述分离部分从当前位置操纵到旁路位置;并且 在所述旁路位置处将所述第一动脉耦合到目标动脉以建立所述第一动脉与所述目标动脉之间的流动连通。15.如权利要求14所述的计算机程序，其中，所述程序部分还被配置为通过由所述装置的抓取部分关于所述第一动脉放置夹子(453)来中断针对所述第一动脉的血流。16.如权利要求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动脉切除设备中的至少一个来在所述旁路位置处在所述目标动脉中建立端口。17.如权利要求14所述的计算机程序，其中，所述程序部分还被配置为至少部分地通过所述目标动脉中的端口(503)插入移植物支架(501)。18.如权利要求14所述的计算机程序，其中，所述程序部分还被配置为通过应用由所述至少一个换能器发射的第二类型的超声信号来经管腔地烧灼所述第一动脉的侧支。19.如权利要求14所述的计算机程序，其中，其中，所述第一类型的超声信号包括组织摧毁脉冲并且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相比于所述第一类型的超声信号强度更低并且持续时间更长。
【文档编号】A61B17/11GK106061402SQ201580010677
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】D·P·努南, A·波波维奇, R·塞普
【申请人】皇家飞利浦有限公司