专利名称:用于测量体内气囊尺寸的诊断用具和方法图10是用于测量体内气囊扩张轮廓的诊断用具的示例性实施方案的图示。详细说明除非上下文清楚地另有指示,如本文中并在权利要求中所使用的,单数形式“a” “an” “the”包括复数的提及。如本文中所使用的,管腔意指受验对象例如人的任何管状结构化构件例如动脉或肠的内部空间。例如,血管的内部例如血液流动所通过的动脉或静脉中的内部空间被认为是管腔。类似地,管腔也可表示细胞构件或结构例如内质网的内部空间。如本文中所使用的,血管成形术是机械地加宽狭窄的或阻塞的血管以帮助改善在血管的血液流动的技术。血管成形术可还涉及在体腔内的支架部署。支架由细金属丝材料例如钼组成,所述材料可以通过细导管被插入,以及一旦它们被引导到适当位置中就可被扩张成预定的形状。本发明的方面涉及用于加宽狭窄或阻塞的血管的气囊导管和用来在体腔中部署支架的气囊扩张支架,作为医学治疗的一部分。与导管的这种使用相关的程序在本文中通常被称为医疗程序。如上面在本文中所解释的,为了准确地诊断在身体通道如血管中的收缩并同时执行气囊的收缩和扩张和/或将支架定位在体腔中,知道气囊被充气多少很重要。气囊扩张测量越准确,诊断和医疗程序就越好。本发明的示例性的实施方案包括感测元件或以导管气囊或血管成形和支架输送气囊的材料的感测元件,其以可测量的方式对气囊的扩张作出反应。例如,当气囊膨胀时,气囊的由于扩张而变化的至少一种属性被测量,并且气囊的扩张轮廓因此被推断出。被测量的属性可以是电压差、电阻,或谐振频率、或是可以被测量和表示气囊尺寸的任何其他的属性。本发明的示例性的实施方案在图I中被示为包括具有至少一个感测元件16的气囊14的诊断设备12,传感元件16用于测量至少一个气囊扩张轮廓。在示例性实施方案中的感测元件16是以沿着气囊的表面上的圆周的至少一部分被嵌入的弹性电阻元件的形式。弹性电阻元件的两个端点形成端子A和B,并起两个间隔开的电极18的作用。两个间隔开的电极为用于进行电测量(其用来产生气囊扩张轮廓)的子元件,同时气囊经由导管22放置在体内并在医疗程序期间由加压流体20通过管24扩张。在示例性实施方案中的感测元件被示为环状结构,但用于放置感测元件的其它修改是可能的,并被包括在本发明的范围内。·一些示例性的修改包括感测元件是气囊整体的组成部分,其中感测元件可通过已知的技术合并到用来构造气囊的材料中。一系列聚合物——包括硅橡胶、乳胶、天然橡胶胶乳和热塑性弹性体——被用来构造导管。在另一更特定的示例中,感测元件为集成在气囊中的压电材料,其中电场的变化通过压电材料被感测到。在另一特定的实施方案中,感测元件是嵌在气囊壁中的电容元件。电容元件可通过将电介质夹在气囊壁的两层之间被合并。当气囊的直径变化时,该电容元件将感测电容中的变化。在另一实施方案中,使用电感元件例如线圈而不是电阻元件。在又一实施方案中,气囊合并张力可以被测量的材料。气囊的壁的张力与它被扩张到的直径直接相关。因为存在绷紧的气囊壁将振动的自然频率,这样的张力可通过诸如声音振动的手段被间接测量。在另一示例性实施方案中,使用单个感测元件,而在又一示例性实施方案中,可使用多个感测元件。在如图I中示出的示例性实施方案中,感测元件被合并,作为被嵌入或附接到气囊的内表面或外表面的分立元件(如环或线圈)。在特定的示例中,多个这样的环可沿纵轴来获得扩张轮廓。感测元件可被安装在气囊的表面上或可存在于气囊内。在另一实施方案中,导电油墨被“涂覆”在气囊的内表面或外表面上,并被用作感测元件。不传导无线电的油墨也可被用在气囊上,实现放置这样的电活性元件的方法。这样的元件也可通过使用导电性油墨的技术来构造。不传导无线电的油墨也可用来感测气囊的尺寸。在类似于环形感测元件的另一实施方案中,一个元件或多个元件可被放置在平行于纵轴的气囊表面上,以通过测量在沿气囊的轴长度的不同的点处的直径来测量气囊的纵向扩张,以获得气囊扩张轮廓。例如,两个或更多的电极沿其长度放置在电导导管中。当高频低振幅恒定电流穿过外部电极以产生电场时,任何内部电极对之间的电位差被用来计算气囊尺寸并产生气囊扩张轮廓。图2是具有作为感测元件16的电阻元件的诊断设备12的另一示例性实施方案的图示,所述感测元件16由可以是气囊的构造材料的一部分的导电材料组成。多个这样的元件可沿纵轴被使用。图3是诊断设备12的另一示例性实施方案的图示,所述诊断设备12具有被完全集成到气囊的材料中的电阻元件16。本领域的技术人员将认识到,在这样的配置中,整个气囊表面是导电的,以及端子电极在不同的点被附接到气囊的材料。在本实施方案中,电阻可在任何两个电极之间一次被测量。图4是另一不例性实施方案12的图不,其中,电流被一次注入一对电极26和/或27之间,并且在多个电极28处发展的电压被测量。如所示,由参考数字26表示的第一对电极为环形电极,以及由参考数字27表示的第二对电极为带形电极,其布置成平行于气囊的轴。在示例性实现中,多个对中的一对电极(26或27)—次被激励。通过使用两对电极,在所有方向上的气囊扩张可以被确定。本领域技术人员将认识到,测得的电压分布可用于径向和纵向地绘制整个气囊扩张轮廓。如所示出的,用于注入电流的端子可为特殊的电极,其可以是较大的,例如在图4中所示的高度导电的环或带。图5是具有纵向放置的测量在长度上的扩张的感测元件16的另一示例性实施方案12的图示。虽然只有一个发送元件16被示出,在特定的实现中,可使用多于一个的感测元件。 图6是另一示例性实施方案12的图示,其中考虑到气囊的不同部分可以扩张不同的量以及来自多个元件的测量将产生气囊扩张轮廓,多个感测元件16被间隔开地放置,覆盖气囊的不同的横截面面积,以获得气囊扩张轮廓。图7是具有感测元件16的另一示例性实施方案12的图示,所述感测元件16的形式是包括包封电介质材料的两个同心圆柱形外壳的电容元件。如所示出的,一个端子被连接到同心外壳的外层,以及一个端子被连接到同心外壳的内层。可以使用被放置在气囊的体积内的多于一个这样的同心外壳。应当指出的是,本文中所描述的实施方案为非限制性示例,其他的修改可根据类似的原理实现,并在本发明的范围内。本发明的一个方面是用于测量体内气囊扩张轮廓的示例性方法,该方法通常通过图8的流程图30描绘。该方法包括提供具有至少一个感测元件的气囊的步骤32,其中至少一个感测元件以表示例如图I的实施方案的气囊尺寸的至少一种属性为特征。该方法另外包括用于测量当气囊在体内扩张时的至少一种属性以获得观测属性值的步骤34;以及用于基于观测属性值估计气囊尺寸、在气囊扩张时气囊尺寸的变化、以及气囊扩张轮廓的步骤36。该方法包括测量在单个位置或在多个位置处的观测属性。本领域的技术人员将认识到,气囊尺寸的变化表示气囊的扩张。在一个示例性实施方案中,该方法另外包括用于估计气囊尺寸的变化的与预定的位置有关的方向的步骤38。例如,气囊扩张轮廓可被估计为沿气囊的一个轴例如纵轴的尺寸。如本文中所提到的属性可为在图I的至少两个电极之间的电阻或电阻抗。如本文所使用的阻抗是指元件的电阻(电阻性阻抗)。然而,如本领域中的技术人员将认识到的,可测量的特性也可以是弹性电阻元件的电感(电感性阻抗)或电容(电容性阻抗),并且被认为是在本发明的范围内。现在参照图I的实施方案,两个端子A和B用于通过绘制穿过导管的细线来测量感测元件的电阻抗。当气囊膨胀时,感测元件随其一起膨胀。因此感测元件的圆周长度增力口。同时,存在感测元件的横截面面积的减少(总容积是恒定的)。这两种变化都导致阻抗中的增加。在图9中示出了图形表示40,其示出了在轴44上的所测得的电阻与在轴42上的气囊直径之间的关系。通过这种关系,所测得的电阻值50 (观测属性值)可直接被映射到气囊的直径48(尺寸)。本领域技术人员将认识到,测量没有受到血管的周围壁的性质的影响,也没有受到气囊内的流体的确切压力的影响,并因此比现有技术的方法更准确。如上面在本文中提到的,本发明的方面包括获得径向扩张轮廓以及纵向扩张轮廓。气囊的纵向扩张是有用的测量,因为它将防止气囊鼓起而超出支架,这通常会导致对相邻的血管壁的损坏。本发明的另一示例性实施方案是如在图10中示出的用于测量体内气囊扩张轮廓的诊断用具52。诊断用具52包括具有感测元件的气囊54,其中感测元件以表示气囊尺寸的至少一种属性为特征,如参考图I解释的。诊断用具52另外包括用于测量属性的观测属性值的测量模块56和用于处理观测属性值以估计气囊扩张轮廓作为一个或多个输出的处理器模块58。处理器模块还被配置成比较观测属性值和期望属性值,所述期望属性值对于另外的分析和引导医疗程序是有用的。在一个示例性的实施方案中,处理器模块还被配置成估计气囊尺寸的变化关于预定的位置的方向。在示例性实施方案中,诊断用具52还包括显示模块60,以显示一个或多个输出。本文所述的测量模块56还被配置成测量在医疗程序期间可能发生的气囊扩张轮廓中的变化。测量模块56还被配置成在一个实施方案中在单 个位置处测量观测属性,而在另一示例性实施方案中在多个位置处测量观测属性。如本领域技术人员将认识到的,如在本文中所描述的诊断设备、方法和诊断用具增加了医疗程序的有效性。本文所描述的实施方案也可用在除了心血管例如周围动脉疾病以外的其他程序中。另外,示例性实施方案可以用在任何应用中,其中气囊状结构用来使用被抽入的流体或气体来扩张空腔以扩张气囊。虽然本文仅示出和描述了本发明的某些特征,本领域中的技术人员将会想到许多修改和变化。因此,应当理解,所附的权利要求旨在涵盖落在本发明的真实精神内的所有这样的修改和变化。本发明提供了用于测量体内气囊扩张轮廓的方法。该方法包括提供具有至少一个感测元件的气囊作为诊断设备,其中至少一个感测元件以表示气囊尺寸的至少一种属性为特征;测量至少一种属性来获得观测属性值;以及基于观测属性值估计气囊尺寸和气囊扩张轮廓。还提供了用于测量体内气囊扩张轮廓的诊断用具。诊断用具包括诊断设备;用于测量属性的观测属性值的测量模块;和用于处理观测属性值来估计气囊扩张轮廓作为一个或多个输出的处理器模块。
用于测量体内气囊尺寸的诊断用具和方法
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