復合纖維導絲的制作方法

復合纖維導絲的制作方法
【專利摘要】一種導絲（400、500、600、700、800、900、1000、1200、1300）適用于磁共振成像系統中。所述導絲具有軸區域（402）和遠尖端區域（404）。所述軸區域包括復合軸（406），所述復合軸（406）包括與所述軸區域的長度延伸（403）對準的加強纖維。所述纖維至少部分地延伸到遠尖端區域中。所述纖維在所述遠尖端區域內形成錐形（410）。所述遠尖端區域包括傳感器（504、604、702、704、804、904、1006、1008）。所述軸包括線纜（502、602、702、704、802、902、1002、1004）。所述線纜連接到所述傳感器。
【專利說明】復合纖維導絲
發明領域
[0001]本發明涉及用于引導導管或單獨用于體內感測的導絲，特別是涉及適合于使用磁共振成像來引導的導絲。
【背景技術】
[0002]導絲主要用于引導導管。介入X射線中所使用的標準導絲是由導電材料(主要是金屬)制成的無源裝置。其由于因金屬含量所致的其射線不透性而易于在X射線投影和CT中直觀化。有源導絲在臨床實踐中也是重要的。有源導絲在測量壓力、溫度和流量上的使用在介入X射線中是常見的。
[0003]在磁共振成像中，使用大磁場來對準原子的核自旋作為用于在受治療者的體內產生圖像的程序的一部分。磁共振成像通常用于映射受治療者內質子(例如水分子中的質子)的位置。磁共振成像在將軟組織成像和示出軟組織的詳細解剖結構上比X射線技術(例如CT)好得多。然而，用于磁共振成像的大磁場和射頻信號阻止在磁共振成像掃描期間使用一些材料和電子器件。

【發明內容】

[0004]本發明提供一種在獨立權利要求中所述的導絲、導管系統和制造用于導管的導絲的方法。從屬權利要求中給出實施例。
[0005]將傳感器集成到導絲中的困難在于有源導絲將含有用于接線的長導體，所述長導體可導致導絲中的RF加熱 問題。本發明的實施例可利用由具有與軸的長度對準的纖維的復合軸構建而成的導絲解決所述問題和其它問題。所述纖維具有低導電性和低磁化率。例如，所述纖維可以是但不限于:非導電和非磁性纖維、電介質纖維、玻璃纖維、碳纖維和芳族聚酰胺纖維。復合軸是磁共振成像兼容的。可將線纜集成到復合軸中或附接到軸的外表面。例如，線纜可以是光纖線纜或電阻式電線線纜(resistive wire cable)。例如，所述復合軸可以是可利用這些電線/信號纖維(其連接到尖端中的有源部件/傳感器)共同拉擠而成的纖維加強芯。該兩種類型均可以與磁共振成像兼容。這使得傳感器能夠被并入到磁共振成像兼容導絲的尖端中。
[0006]此處所使用的拉擠涵蓋用于制造復合材料的連續工藝。所述復合材料可具有恒定橫截面。拉擠工藝可通過將纖維嵌入于樹脂中來起作用，所述樹脂于是形成有纖維。例如，樹脂(例如，熱固性聚合物)可與經加熱的模具(heated die) 一起使用以形成復合材料。
[0007]在一個方面中，本發明提供一種導絲。在一些實施例中，所述導絲適用于引導導管。在其它實施例中，所述導絲適用于獨立于導管使用。所述導絲具有軸區域和遠尖端區域。所述軸區域包括復合軸，所述復合軸包括與所述軸區域的長度延伸對準的纖維。在一些實施例中，所述纖維可沿復合軸的整個長度延伸。所述復合軸的所述纖維至少部分地延伸到所述遠尖端區域中。這允許外科醫生更好地操縱所述導絲并且控制它，且其防止血管傷害。所述遠尖端區域包括傳感器。所述軸區域包括線纜。例如，所述線纜可附接到所述復合軸的外表面或者所述線纜可嵌入到所述復合軸中。所述線纜連接到所述傳感器。所述線纜使得所述傳感器能夠用于借助于所述傳感器來執行測量。
[0008]這個實施例可具有數個優勢。使用包括低導電率和低磁化率纖維(例如電介質纖維)的復合軸構建導絲使得所述導絲能夠用于磁共振成像系統中。例如，內科醫生可使用磁共振成像以對所述導絲的使用進行引導。這是有利的，因為不需要電離輻射來看到所述導絲的位置。另外，磁共振成像的使用使得能夠使軟組織更好地成像。將所述傳感器并入到所述遠尖端區域中使得在已將其插入時或當正使用導管時能夠借助于所述導絲進行至關重要的測量。所述纖維的一部分延伸到所述遠尖端區域中允許遠尖端區域的撓性相對于軸區域的撓性得到控制或調整。以此方式，可設計在所述遠尖端區域中具有適當撓性的導絲。 [0009]在另一實施例中，所述軸區域和所述遠尖端區域包封于涂層內。例如，所述涂層可以是但不限于生物兼容涂層。所述涂層的使用是有益的，因為其可被涂覆以使得所述導絲的表面是平滑的，這使得導絲能夠被插入到受治療者中。生物兼容涂層的使用是有益的，因為其減少所述導絲將導致刺激或受治療者發出反應(例如，血栓在所述導絲的表面處形成)的機會。
[0010]在另一實施例中，所述線纜在所述復合軸內。例如，當制造所述復合軸時，所述線纜可直接內建到所述復合軸中。這可能是有利的，因為所述復合軸保護所述線纜。
[0011]在另一實施例中，所述線纜是光纖線纜。這可以是有益的，因為所述光纖可直接并入到所述復合軸中。例如，如果使用拉擠工藝制造所述復合軸，那么可在制造期間將所述光纖直接并入到所述復合軸中。所述復合軸將提供對具有最小重量和大小的光纖線纜的極佳保護。
[0012]在另一實施例中，所述傳感器是溫度計。所述溫度計是連接到所述光纖線纜或電阻式電線的傳感器。所述溫度計傳感器也可以是光纖的一部分。這使得能夠在不使用電線的情況下測量所述遠尖端區域處的溫度且因此更加磁共振成像兼容。
[0013]在另一實施例中，所述傳感器是附接到所述光纖線纜的加速度計。光纖加速度計的使用使得能夠在不使用電線的情況下測量所述遠尖端區域中的加速度。
[0014]在另一實施例中，所述傳感器是壓力傳感器。所述壓力傳感器由光纖線纜附接和操作。具有壓力傳感器的光纖線纜的使用是有益的，因為可在不使用電線的情況下測量到所述遠尖端區域中的壓力。
[0015]在另一實施例中，所述傳感器是光學反射光譜傳感器。所述光纖線纜可具有組成所述光纖線纜的一根或一根以上纖維。對于單根纖維，光可顯示到受治療者的區域中且可測量所反射的光。這可以是有益的，因為可測量圍繞所述遠尖端區域的組織區域的光學反射特性。
[0016]在另一實施例中，所述傳感器是附接到光纖線纜的光學反射光譜傳感器。例如，所述光學反射光譜傳感器可使用一根或兩根光纖來確定圍繞所述遠尖端區域的受治療者中的組織的光學反射特性。
[0017]在另一實施例中，所述傳感器是光學透射光譜傳感器。再者，一根、兩根或更多纖維可在所述光纖線纜中且可用于測量所述光學透射光譜。這也可以是有益的，因為可測量圍繞所述遠尖端區域的組織的光學透射特性。
[0018]在另一實施例中，所述傳感器是光學熒光光譜傳感器。例如，可使用單根纖維來照射圍繞所述遠尖端區域的組織。然后可使用相同光纖或不同光纖或者纖維來將發熒光的光往回引導到光譜儀以測量熒光。這對于檢測和確定圍繞所述遠尖端區域的區域中的組織特性可能是有用的。
[0019]在另一實施例中，所述光纖線纜包括兩根或更多單芯光纖。所述光纖線纜是傳感器。所述光纖線纜是光纖定位和/或形狀傳感器。例如，所述光纖線纜可用作用于基于瑞利(Rayleigh)散射的位置和/或形狀感測的傳感器。美國專利申請公開案US2008/0212082A1中公開了這一種光纖傳感器。
[0020]在另一實施例中，單芯光纖用作用于布拉格(Bragg)散射應變傳感器以檢測所述復合軸的偏轉或形狀的傳感器。
[0021]在另一實施例中，所述線纜附接到所述復合軸。例如，所述線纜可附接到所述復合軸的外表面。[0022]在另一實施例中，附接到所述復合軸的所述線纜是光纖線纜。
[0023]在另一施例中，附接到所述復合軸的所述線纜是電阻式電線。在另一實施例中，所述電阻式電線也可以并入到所述復合軸中。例如，在拉擠工藝期間，所述線纜可并入到所述復合軸中。電阻式電線的使用是有益的，因為其使得能夠使用需要電線的傳感器，但電阻式電線的使用使得所述電線能夠用于例如由磁共振成像系統產生的高射頻場中。
[0024]在另一實施例中，所述傳感器是溫度傳感器。例如，所述溫度傳感器可以是連接到兩根電阻式電線的熱電偶。
[0025]在另一實施例中，所述傳感器是壓力傳感器。
[0026]在另一實施例中，所述傳感器可以是例如用于ECG或心電圖的電生理電位傳感器(electrophysiological potential sensor)。電生理電位傳感器的使用可以是有益的，因為所述導絲可插入心臟區域附近，并且可直接使用所述導絲進行測量。
[0027]在另一實施例中，所述復合軸進一步包括用于將所述纖維接合在一起的第一基質材料。所述遠尖端區域中的所述纖維借助于用于接合所述纖維的第二基質材料連接。所述第二基質材料的撓性高于所述第一基質材料。這可以是有益的，因為在所述尖端區域內使用不同基質材料可使得所述導絲的所述遠尖端區域更具撓性。例如，當制造所述電線時，可在遠尖端區域中移除復合物的基質材料。然后可將所述遠尖端區域成形且然后使用所述第二基質材料重新膠合或重新接合在一起。該方法單獨或與使所述遠尖端區域的尖端成錐形組合使得能夠設計更具高度撓性的遠尖端區域。
[0028]在另一實施例中，所述纖維在所述遠尖端區域內形成錐形。所述纖維在所述遠尖端區域中成錐形可使得所述遠尖端區域更具撓性。
[0029]在另一方面中，本發明提供一種包括根據本發明的實施例的導絲和導管的導管系統。所述導絲被構造成用于引導所述導管。導管(例如業內已眾所周知的導管)可與根據本發明的實施例的適當導絲一起使用。這使得能夠設計一種磁共振兼容的導管系統。所述導管系統可以是包括根據本發明的實施例的導絲和導管的導管套件。
[0030]在另一方面中，本發明提供一種包括根據本發明的實施例的導絲和傳感器電子器件或傳感器光學器件的導絲系統。所述傳感器電子器件或傳感器光學器件適用于連接到所述導絲的近端。當連接到所述導絲的所述近端時，所述傳感器電子器件或傳感器光學器件連接到線纜。這使得能夠驅動和/或接收來自所述傳感器的數據。為了將所述線纜連接到所述電子器件或光學器件，可如上文所針對所述線纜的遠端到所述傳感器的連接描述的那樣，在所述近端處移除所述基質材料。
[0031]在另一方面中，本發明提供一種制造用于導管的導絲的方法。所述方法包括接收包括與復合軸的長度延伸對準的纖維的復合軸的步驟。所述復合軸包括線纜。所述方法進一步包括將所述復合軸的遠尖端區域成形成錐形的步驟。可以各種各樣的不同方式將所述遠尖端區域成形成錐形。例如，所述遠尖端區域可被研磨和/或所述遠尖端區域可通過切割在遠區域內組成所述復合軸的單獨纖維而形成。
[0032]在又一些實施例中，從所述復合軸的所述遠尖端區域移除所述基質材料，將遠尖端區域成形且然后使用額外的接合劑或膠水將所述遠尖端區域接合在一起。所述方法進一步包括將傳感器連接到線纜的步驟。所述線纜連接到所述傳感器以允許在所述導絲的近端處執行傳感器測量或讀取。例如，所述線纜可以是光纖或其可以是電阻式電線。本發明的實施例可以是有益的，因為可構建磁共振兼容導絲。另一潛在益處是所述復合軸的錐形遠尖端區域允許精確設計所述遠尖端區域的所期望撓性。所述方法進一步包括將傳感器連接到所述線纜的步驟。
[0033]在另一實施例中，所述方法進一步包括用涂層涂覆所述軸區域和所述遠尖端區域的步驟。在一些實施例中，所述涂層可以是生物兼容涂層。
[0034]在另一實施例中，所述方法進一步包括借助于拉擠工藝形成復合軸。然后可將所述軸切割到所需長度。所述復合軸的遠尖端區域可通過將其切割到長度來提供。然后可將所述尖端形成為錐形形狀。
[0035]在一些實施例中，在拉擠工藝期間將所述線纜并入到所述復合軸中。例如，可同時制造所述復合軸的大線軸。將所述線纜并入到所述復合軸可以是有益的，因為其可使得更容易且具成本效益地制造所述導管。將所述線纜并入到所述復合軸也可以使得所述線纜得到更好地保護。
[0036]在其它實施例中，所述復`合軸被拉擠，但所述線纜附接到所述復合軸的外表面。
[0037]在另一實施例中，所述方法可包括用涂層涂覆所述軸區域和所述遠尖端區域的步驟。例如，所述涂層可以是生物兼容涂層。
[0038]在另一實施例中，所述光纖線纜包括兩根或更多單芯光纖。所述光纖線纜是傳感器。所述光纖線纜是光纖位置和/或形狀傳感器。
[0039]在另一實施例中，所述方法進一步包括將所述線纜附接到所述復合軸的外表面。例如，所述線纜可膠合或以其它方式附接到所述復合軸的表面。
[0040]在另一實施例中，所述線纜是光纖線纜。
[0041 ] 在另一實施例中，所述線纜是電阻式電線。
[0042]在另一實施例中，所述遠尖端區域至少部分地通過研磨成形。可將組成所述復合軸的復合材料研磨成錐形形狀。這可以是有益的，因為其是將所述遠尖端區域成形的容易且具成本效益的方式。
[0043]在另一實施例中，所述復合軸進一步包括用于將所述纖維接合在一起的第一基質材料。所述方法進一步包括移除在所述遠尖端區域處的所述第一基質材料的步驟。例如，可將所述遠尖端區域浸到溶劑或溶解或移除所述第一基質材料的其它材料中。這可以是有益的，因為其可提供到附接到所述傳感器的所述線纜的更好接入。這也可以是有益的，因為從所述遠尖端區域移除所述第一基質材料可使得所述遠尖端更具撓性。
[0044]在另一實施例中，所述遠尖端區域至少部分地通過切割所述纖維的一部分成形。例如，一旦已從所述遠尖端區域移除所述第一基質材料，就可切割組成所述遠尖端區域的單獨纖維。
[0045]在另一實施例中，所述方法進一步包括將所述遠尖端中的所述纖維與用于接合所述纖維的第二基質材料接合的步驟。所述第二基質材料的撓性高于所述第一基質材料。這個實施例可以是有益的，因為其允許用更具撓性的基質材料重新構建在所述遠尖端區域中的復合材料。這可促進制造帶有具有更高撓性的遠尖端區域的導絲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]在下文中，將僅以舉例的方式且參考圖式描述本發明的優選實施例，在圖中:
[0047]圖1示出圖示根據本發明的實施例的方法的流程圖；
[0048]圖2示出圖示根據本發明的又一實施例的方法的流程圖；
[0049]圖3示出圖示根據本發明的又一實施例的方法的流程圖；
[0050]圖4圖示根據本發明的實施例的導絲；
[0051]圖5圖示根據本發明的又一實施例的導絲；
[0052]圖6圖示根據本發明的又一實施例的導絲；
[0053]圖7圖示根據本發 明的又一實施例的導絲；
[0054]圖8圖示根據本發明的又一實施例的導絲；
[0055]圖9圖示根據本發明的又一實施例的導絲；
[0056]圖10圖示根據本發明的又一實施例的導絲；
[0057]圖11示出圖示根據本發明的又一實施例的方法的流程圖；
[0058]圖12圖示根據本發明的又一實施例的導絲；
[0059]圖13圖示根據本發明的又一實施例的導絲。
【具體實施方式】
[0060]在這些圖中，類似編號的元件是等效元件或執行相同功能。如果功能等效，那么先前已論述的元件在后圖中將不必給予論述。
[0061]圖1示出圖示根據本發明的實施例的方法的流程圖。在步驟100中，接收包括纖維和線纜的復合軸。例如，所述線纜可形成為纖維復合物或其可附接到所述復合軸的外表面。接下來，在步驟102中，將所述復合軸的遠尖端區域成形成錐形。將所述遠尖端區域成形成錐形允許增加所述遠尖端區域的撓性。最后，在步驟104中，將傳感器連接到所述線纜。
[0062]圖2示出圖示根據本發明的又一實施例的方法的流程圖。在步驟200中，接收包括纖維的復合軸。接下來，在步驟202中，通過研磨所述復合軸的遠尖端區域將所述遠尖端區域成形成錐形。接下來，在步驟204中，將線纜附接到所述復合軸的外表面。例如，所述線纜可以膠合或以其它方式附接到所述復合軸的所述外表面的電阻式電線。最后，在步驟206中，將傳感器連接到所述線纜。
[0063]圖3示出圖示根據 本發明的又一實施例的方法的流程圖。在步驟300中，使用將線纜并入到纖維復合軸中的拉擠工藝形成復合軸。接下來，在步驟302中，接收所述復合軸。例如，可以較長長度形成所述復合軸，且然后將其切割到長度。接下來，在步驟304中，從所述纖維復合軸的遠尖端區域移除基質材料。例如，所述基質材料可以是膠水或將所述纖維保持在一起的其它材料。接下來，在步驟306中，切割所述遠尖端區域中的所述纖維的一部分以形成錐形。在一些實施例中，也可以對所述纖維進行研磨或在移除所述基質材料之前對所述纖維進行研磨。接下來，在步驟308中，將傳感器連接到所述線纜。接下來，在步驟310中，用涂層涂覆所述軸區域和所述遠尖端區域。例如，所述涂層可以是生物兼容涂層。
[0064]圖4示出根據本發明的實施例的導絲400的實例。在這個特定實施例中，未示出線纜和傳感器。圖4圖示導絲的結構。導絲400包括軸區域402和遠尖端區域404。標示403的箭頭圖示沿軸區域402的長度延展的長度延伸。在軸區域402內，復合物包括與長度延伸403對準的纖維和第一基質材料406的區域。在遠尖端區域404內，纖維再次與長度延伸403對準，但在此情形中，可借助于第二基質材料或膠水408而形成。在一些實施例中，第二基質材料等效于第一基質材料或與第一基質材料相同。復合材料408已被研磨成錐形或被成形成錐形410。錐形的實際形狀可被調整以調整遠尖端區域404的軟度和撓性。可相對于錐形414的長度調整或改變復合材料412的總長度。在許多實施例中，錐形410的長度414將是大約5到10cm。在此情形中，導絲由具有外徑416的復合材料形成。外徑將通常是0.5到1_。所述錐形然后變窄到第二直徑418。在一些實施例中，內徑418可減小到O且錐形410變成點。在其它實施例中，長度412和長度414可以是相同的。在其它實施例中，錐形410可以是彎曲的或其它形狀的表面。錐形410無需是圓錐體形狀的，如圖4中所圖示。
[0065]圍繞錐形尖端410的是尖端部分420。圍繞尖端部分420的是涂層422。在一些實施例中，所述涂層可以是生物兼容涂層。尖端部分420的材料可與涂層422相同或其可以是另一材料。例如，其可含有一根或多根鎳鈦諾絞線。尖端部分420的材料可經選擇以對遠尖端區域404給予期望的撓性。圖4已示出導絲的總體結構。在以下圖中，各種類型的傳感器和線纜并入到圖4中 所示出的原型導絲設計中。以下圖中所示出的導絲的實際配置可根據圖4中所示出的實例來調適或改變。圖示導絲的圖4和其它圖未按比例繪制。
[0066]大多數血管介入需要導絲。標準導絲由金屬制成且因MR相關的RF加熱而不能用于MR中。之前已提出不含有長導電結構的但替代地由PEEK塑料芯和纖維復合物芯組成的MR導絲。
[0067]PEEK幾乎不夠強到尤其以低直徑實現具有臨床性能的導絲。纖維復合物由嵌入于塑料基質材料中且通過塑料基質材料保持在一起的眾多薄纖維組成。包括纖維的所述復合軸可以是纖維復合物。纖維復合物的生產工藝稱為拉擠且可被想象為如對將塑料管材與纖維束(fiber bundle) —起執行的擠壓工藝。類似于擠壓的拉擠可作為連續不間斷的工藝(endless process)執行。部件(亦即，電介質纖維、基質材料類型)和參數(亦即,溫度、拉擠速度、噴嘴處的壓力)適用于生產剛性導絲芯。例如，纖維復合物可由嵌入于塑料基質材料中的12 μ m厚纖維組成。
[0068]導絲通常帶有具有不斷增加的軟度的尖端部分。這防止傷害內膜且允許導航到血管分支中。對于纖維加強導絲，這增加了從相對剛性的纖維加強主要部分到軟尖端部分形成平滑過渡和實現軟部分自身的問題。軟尖端部分可例如通過對尖端部分裝軸(shaft)(膠合)來構建，所述尖端部分由如傳統上用于由纖維加強材料制成的主要部分的鎳鈦諾制成。[0069]本發明的一些實施例的特征是提供在無需附接單獨尖端部分的情況下具有直到尖端完全由纖維加強材料制成的芯的MR導絲。因此，不會有折斷的危險。甚至更重要的特征是此導絲使得能夠對有源部件和傳感器集成和接線。
[0070]在纖維加強芯的拉擠工藝期間不可能實現將有源部件或傳感器引入到尖端中和改變尖端部分的機械參數，這是因為拉擠僅作為連續不間斷的工藝工作。
[0071]在一些實施例中，因此提議首先移除基質材料，或在導絲芯已經被擠壓且被切割到長度之后再次移除所述芯的尖端部分中的基質材料。然后，引入有源部件并為其接線，且最后重新構建尖％5以實現軟尖％5部分。
[0072]可通過任何適當工藝或工藝組合移除基質，包含通過溶劑溶解、如果基質是熱塑性塑料時的熱處理、以濕工藝氧化移除有機材料或其它化學工藝。
[0073]可應用部分或完全移除。部分移除可留下芯的中心內部部分完好并且僅外部纖維暴露且重新嵌入于較軟基質中。這是有效的，因為芯的外部部分比內部部分造成大得多的總體剛性。完好的內芯可簡化尖端的重建工藝。其次，如果從原始基質材料到新的軟基質材料存在硬的過渡，那么其可防止已完成(finished)絲線的折斷。
[0074]作為用于移除的準備步驟或作為移除的替代方案，可通過化學反應、通過電離或UV輻射、通過化學處理或其它類型的處理來弱化或改良基質。可使用弱化來直接實現增加尖端部分的軟度。
[0075]如果尖端部分的纖維部分地或完全地暴露，那么可將物件并入到尖端部分中。在這個階段中，可將任何類型的傳感器 (壓力、溫度、流量、加速度)引入到相應電線或光纖或將其接線到相應電線或光纖。優選地，這些電線或纖維已在連續不間斷的工藝中被共同拉擠。對于本征(intrinsic)光纖傳感器，不需要接線，這是因為纖維本身代表傳感器。然而，為了介入對所述量進行的測量，可能必須制備本征傳感器，這難以在最初拉擠工藝中實現。明顯實例是本征纖維壓力傳感器。它在剛性嵌入于由基質圍繞的纖維復合物中和在拉擠之后的其它纖維中時將不起作用。基質移除使得能夠從纖維束挑出這類纖維傳感器且在尖端部分中將其定位和制備以使得其能夠接近(access)周圍壓力，這甚至可能需要在涂層中應用窗戶。另一實例是制備將用于從組織傳輸/收集光以用于照明/切除或某一形式的光學信號接收的光纖。這種纖維可位于所述束的外部、在光學窗的表面附近或下面嵌入于涂層中、配備有微棱鏡或微透鏡。
[0076]被共同拉擠的電線可被挑出且連接到電傳感器。類似于在尖端中電線至傳感器的接線，可在裝置的近端處使用基質移除以將電線或纖維連接到相應的讀出硬件。
[0077]最后，施加相同或不同的優選的較軟基質材料(基質材料)來通過壓縮成型或類似工藝圍繞暴露的纖維和其它部件重建基質。可在重新固定之前以與鎳鈦諾部分的形狀或促進尖端具有增加的軟度的另一適當形狀類似地修整纖維。可添加用于機械加強的額外部件，例如，一根或數根薄鎳鈦諾電線。
[0078]尖端部分中的不同基質材料不僅可用于改變機械特性而且還用于借助于在MRI或X射線和CT中提供可見性的物質來實現不同的功能。
[0079]光纖形狀感測可作為傳感器的一種形式被包含。使用光學方法來測量剛性附接到彼此的一組纖維中的應變，可依據所述應變計算3D形狀以及溫度曲線。已經使用兩種原理來測量纖維形狀、纖維布拉格光柵和獨特的瑞利散射圖案。[0080]高電阻式電線可被包含到芯中或芯與涂層之間。已知這些電線防止因其在導管中的使用所致的MR誘發RF加熱。它們可用于裝配到熱敏電阻(thermistor)時的溫度感測以及用于感測心臟內電生理信號。
[0081]壓力傳感器(例如具有OPSENS的0.2mm外徑的實際傳感器OPP-M的光纖、基于MEMS的光纖壓力傳感器)被設計用于人類和動物生理壓力測量。
[0082]這些微型的0.25mm OD和0.40mm OD傳感器打算用于導管、導絲或能夠實現最低程度地侵入的生理壓力測量的其它裝置中。其新型專利未決設計消除濕氣誘發的漂移并且最小化熱零點偏移(thermal zero shift)。 [0083]許多公司已將光纖溫度傳感器商業化，還集成到血管內裝置中。
[0084]加速度計也可以經由光纖操作且因此用作導絲中的傳感器。
[0085]對于基質(基質材料)和涂層材料，可使用熱塑性塑料(聚氨酯、聚丙烯…)以及環氧樹脂。對于先前的無源導絲，Krueger等人結合針對0.018英寸、0.026英寸和0.032英寸成形工具主要最佳化的纖維使用基質材料環氧樹脂以允許可變導絲剛性和大小。
[0086]至于涂層，可使用聚氨酯(PU)、聚醚/酰胺嵌段共聚物(polyether/amidebloclcopolymers) (PEBAX)、聚丙烯(PP)和用于標準導絲和導管的其它材料。
[0087]圖5示出根據本發明的實施例的導絲500的另一實施例。圖5中所示出的實施例類似于圖4中所示出的實施例。在這個實施例中，線纜502示出為集成到復合軸406、408中。例如，線纜502可以是光纖或電阻式電線。在線纜502的端部處的是嵌入到尖端部分420中的傳感器504。各種類型的傳感器504可集成到導絲500中。
[0088]圖6示出根據本發明的實施例的導絲600的另一實施例。在這個實施例中，復合軸406僅具有單一基質材料類型。同樣在這個實施例中，線纜602附接到復合軸406的外表面。線纜602延展復合軸602的長度直到尖端部分420，線纜602在尖端部分420處連接到傳感器604。在這個實施例中，尖端部分420和涂層422由相同材料制成。在這個實施例的另一變體中，尖端部分420和涂層422由不同材料制成，如圖5中所圖示。
[0089]圖7示出根據本發明的又一實施例的導絲700。圖7中的實施例類似于圖4中所示出的實施例。在這個實施例中，僅存在構成復合軸的單一復合材料406。在復合軸406內，存在第一光纖702和第二光纖704。至少兩根纖維芯彼此間隔開以防止所述纖維芯之間的負載聯接。頻域反射計然后可將光傳輸到光纖或自光纖傳輸光。這然后可用于確定使用瑞利散射的位置和/或形狀感測。類似布置也可以用于構建光纖布拉格光柵應變傳感器以檢測導絲700的偏轉。在這個實施例中，尖端部分420和涂層422由相同材料制成。在這個實施例的另一變體中，尖端部分420和涂層422由不同材料制成，如圖5中所圖示。
[0090]圖8示出根據本發明的實施例的導絲800的另一實施例。在這個實施例中，存在附接到復合軸406的外表面的電阻式電線802。在尖端806的表面上，存在電極804。電阻式電線802連接到電極804。導絲800可然后用做例如用于ECG機器的電生理電位傳感器。在這個實施例中，尖端部分420和涂層422由相同材料制成。在這個實施例的另一變體中，尖端部分420和涂層422由不同材料制成，如圖5中所圖示。
[0091]圖9示出根據本發明的實施例的導絲900的另一實施例。在這個實例中，存在嵌入于復合軸406內的單一光纖902。在尖端區域420處，存在連接到光纖902的光學聯接件904。光學聯接件904允許光908發射到圍繞尖端420的區域906中。光學聯接件904也允許光910往回聚焦到光纖902中以供分析。例如，這樣的導絲900可用于光學反射光譜傳感器、光學透射光譜傳感器或光學熒光光譜傳感器。在這個實施例中，尖端部分420和涂層422由相同材料制成。在這個實施例的另一變體中，尖端部分420和涂層422由不同材料制成，如圖5中所圖示。
[0092]圖10示出根據本發明的導絲1000的另一實施例。圖10中所示出的實施例類似于圖9中的實施例，只不過在這個情形中，存在第一光纖1002和第二光纖1004。第一光纖1002聯接到第一光學單元1006且第二光纖1004連接到第二光學單元1008。光學單元1006聚焦穿過第一光纖1002朝向尖端區域420行進的光。光然后從第一光學單元1006發射到圍繞尖端420的區域1010中。光1014然后由光學單元1008吸收，光學單元1008然后將光1014聚焦到光纖1004中，可在光纖1004處對光進行分析。這樣的導絲1000可用作光學反射光譜傳感器、光學透射光譜傳感器且用于光學熒光光譜傳感器。在這個實施例中，尖端部分420和涂層422由相同材料制成。在這個實施例的另一變體中，尖端部分420和涂層422由不同材料制成，如圖5中所圖示。
[0093]圖11示出圖示根據本發明的又一實施例的方法的流程圖。首先，在步驟1100中，接收由纖維和線纜形成的復合軸。接下來，在步驟1102中，將傳感器連接到所述線纜。
[0094]圖12示出根據本發明的又一實施例的導絲1200。導絲1200類似于圖5中所示出的實施例，只不過導絲1200在其遠尖端區域中缺乏錐形區域。在這個實施例中，尖端部分420和涂層422由相同材料制成。在這個實施例的另一變體中，尖端部分420和涂層422由不同材料制成，如圖5中所圖示。軸區域402和遠尖端區域404兩者中的復合軸由具有相同基質材料406的復合物制成。
[0095]圖13示出根據本發明的又一實施例的導絲1200。導絲1300類似于圖12中所示出的實施例之處在于其在其遠尖端區域404中也缺乏錐形。在這個實施例中，尖端部分420和涂層422由相同材料制成。在這個實施例的另一變體中，尖端部分420和涂層422由不同材料制成，如圖5中所圖示。軸區域402中的復合軸具有第一基質材料406且遠尖端區域404中的復合軸具有第二基質材料408。第二基質材料的使用可允許在不使用錐形的情況下控制遠尖端區域的撓性。例如，第二基質材料可具有大于第一基質材料的撓性的撓性。
[0096]雖然已在附圖及前述描述中詳細地圖示及描述了本發明，但這樣的圖示及描述應被視為說明性或例示性而非限制性的；本發明并不限于所公開實施例。
[0097]根據對附圖、公開內容及隨附權利要求書的研究，所屬領域的技術人員在實踐所要求保護的發明中可理解并實現所公開實施例的其它變化形式。在權利要求書中，“包括”一詞并不排除其它元件或步驟，且不定冠詞“一”或“一個”并不排除多個。單個處理器或其它單元可滿足權利要求書中所陳述的數個物品的功能。在互不相同的從屬權利要求中陳述某些措施的單純事實并不指示不能有利地使用這些措施的組合。計算機程序可儲存/分布于適合的介質上，例如光學儲存介質或與其它硬件一起或作為其它硬件的一部分供應的固態介質， 但也可以以其它形式分布，例如經由因特網或其它有線或無線通信系統。權利要求書中之任何附圖標記皆不應解釋為限制所述范圍。
[0098]附圖標記列表
[0099]400 導絲
[0100]402軸區域[0101]403長度延伸
[0102]404遠尖端區域
[0103]406具有第一基質材料的復合物
[0104]408具有第二基質材料的復合物
[0105]410錐形
[0106]412長度
[0107]414錐形的長度
[0108]416外徑
[0109]418內徑
[0110]420尖端部分
[0111]422涂層
[0112]500導絲
[0113]502線纜
[0114]504傳感器
[0115]600導絲
[0116]602線纜
[0117]604傳感器
[0118]700導絲
[0119]702光纖
[0120]704光纖
[0121]800導絲
[0122]802電阻式電線
[0123]804電極
[0124]806尖端的表面
[0125]900導絲
[0126]902光纖
[0127]904光學器件
[0128]906圍繞尖端的區域
[0129]908所發射的光
[0130]910所接收的光
[0131]1000 導絲
[0132]1002 光纖
[0133]1004 光纖
[0134]1006光學器件
[0135]1008光學器件
[0136]1010圍繞尖端的區域
[0137]1012所發射的光
[0138]1014所接收的光
[0139]1200 導絲[ 0140]1300 導絲
【權利要求】
1.一種導絲(400、500、600、700、800、900、1000、1200、1300)，其中所述導絲具有軸區域(402)和遠尖端區域(404)，其中所述軸區域包括復合軸(406)，所述復合軸包括與所述軸區域的長度延伸(403)對準的纖維，其中所述纖維至少部分地延伸到所述遠尖端區域中，其中所述遠尖端區域包括傳感器(504、604、702、704、804、904、1006、1008)，其中所述軸包括線纜(502、602、702、704、802、902、1002、1004)，且其中所述線纜被連接到所述傳感器。
2.根據權利要求1所述的導絲，其特征在于，所述線纜(502、702、704、902、1002、1004)在所述復合軸內。
3.根據權利要求2所述的導絲，其特征在于，所述線纜是光纖線纜(502、702、704、902、1002、1004)。
4.根據權利要求3所述的導絲，其特征在于，所述傳感器包括:溫度計(504)、加速度計(504)、壓力傳感器(504)、光學反射光譜傳感器(902、1002、1004)、光學透射光譜傳感器(902,904,1002、1004)和 / 或光學熒光光譜傳感器(902、904、1002、1004、1006、1008)。
5.根據權利要求 3所述的導絲，其特征在于，所述光纖線纜包括:兩根或更多根單芯光纖(702、704)，其中所述光纖線纜是所述傳感器，且其中所述光纖線纜是光纖位置和/或形狀傳感器。
6.根據權利要求1所述的導絲，其特征在于，所述線纜(602、802)附接到所述復合軸。
7.根據前述權利要求中任一項所述的導絲，其特征在于，所述線纜是電阻式電線(502、602、802)。
8.根據權利要求7所述的導絲，其特征在于，所述傳感器包括:溫度傳感器(504、604)、壓力傳感器(504、604 )和/或電生理電位傳感器(804 )。
9.根據前述權利要求中任一項所述的導絲，其特征在于，所述復合軸進一步包括用于將所述纖維接合在一起的第一基質材料(406)，其中所述遠尖端區域中的所述纖維借助于用于接合所述纖維的第二基質材料(408)來連接，且其中所述第二基質材料的撓性高于所述第一基質材料的撓性。
10.根據前述權利要求中任一項所述的導絲，其特征在于，所述纖維在所述遠尖端區域內形成錐形(410)。
11.一種導管系統，包括: 根據前述權利要求中任一項所述的導絲(400、500、600、700、800、900U000U200、1300);和 導管，其中所述導絲被構造成用于引導所述導管。
12.一種制造導絲(400、500、600、700、800、900、1000、1200、1300)的方法，其中所述方法包括以下步驟: 接收(100、200、302)復合軸(406)，所述復合軸包括與所述復合軸的長度延伸對準的纖維，其中所述復合軸包括線纜(502、602、702、704、802、902、1002、1004);和 將傳感器連接(104、206、308)到所述線纜。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括借助于拉擠工藝形成(300)所述復合軸，其中所述線纜在所述拉擠工藝期間并入到所述復合軸中。
14.根據權利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述復合軸進一步包括用于將所述纖維接合在一起的第一基質材料(406)，其中所述方法進一步包括移除所述遠尖端區域處的所述第一基質材料的步驟。
15.根據權利要求12、13或15所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括將所述復合軸的遠尖端區域成形(102、204、306)成錐形(410)的步驟。
【文檔編號】A61L31/12GK103619401SQ201280030833
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月11日 優先權日:2011年6月23日
【發明者】S·魏斯 申請人:皇家飛利浦有限公司