導管常常需要通過精確控制遠端(及尖端)通過迂曲的位置,或進行精準的空間位置確定,基于此,可控彎導管在介入領域被廣泛應用和普及。
從最早的單彎且難回復原始態,到如今的4向彎曲,自鎖,以及強扭矩,可控彎導管的設計伴隨著臨床的需求,也在不斷突破。
控彎原理
控彎的邏輯可以理解為,通過對導管遠端(及尖端)進行力的作用,使其產生定方向(角度)的彎曲。按照當前全球可控彎產品的設計類型,其彎曲邏輯可以分為兩大類:
1. 頭段自產生力
2. 力傳導到頭段
對于頭段可以自產生力的設計,我們可以想象到,多是能量交換,如 1)電荷,2)熱效應,3)磁電。即通過在(導管)外部施加能量因素,從而使混合(埋藏)于導管尖端的相應部件產生應變,帶動導管彎曲位移。這種非機械的設計毋庸置疑對導管的設計要求嚴格,且需要外部設備的配套,但相應的優勢,如導管操控性,遠程控制等是巨大的臨床需要。
力傳導的設計可以理解為機械式,如當前最常見也是最常用的控彎絲設計,即是這種。它是通過將機械拉線拉動,而使頭段彎曲,達到效果。力傳導的方式還有內管控制外管,液壓等方式。這種設計的挑戰在于對導管通過性的布置,以及制造段。
設計原理
管體:導管管體是最為關鍵的部分,其中控折性能,軸向性能,扭矩性能三者的平衡最為關鍵,所選擇的材料以及設計,都是基于它們。最常見的如高分子材料,將其沿軸向進行硬度遞減的設計,過度到更柔軟的設計,就是對三者性能的平衡。
軸向:沿軸向的可操縱、可控彎則可以通過軸向增加硬度,以及增加coil段防壓縮的方式。
導管腔:如果控彎后,導管腔依舊作為后續重要腔道的耗材,則需要保持其內徑不損失,以及最大限度地減少扭曲,以防止尖端偏轉。可以通過使用可變coil、編織或激光切割海波管來實現。對于不需要中心腔來診斷或治療的導管,則可使用其他方法來促進尖端偏轉,保證同一平面度即可。
未來應用
當前,可控彎導管和一些先進的部件進行整合試用,如傳感器。在這類設計中,對材料的選擇,空間的布置,以及相關屏蔽的設計等,都十分重要,在電生理等一些應用中,這種控彎+傳感器的設計越來越廣,這也是空間體治療的大趨勢。
另一種則是同一導管需要不同程度的控彎,達到臨床需求。這種方式是通過對導管材料的硬度可變進行調節,從而使一個導管,可以在不同段有不同的彎曲性能,
最后則是可控彎技術與機器人的配合,無論是磁導航式的外部遠程控制,還是微導管式的血管類應用,可控彎的底層邏輯即精準,快速達到,契合了介入治療的思路。無論是上面的幾種力學方式,還是設計式的選擇,這些組合可以獲得幾乎無限種的所需結果,更好的滿足臨床需求。
