Катетер

Катетер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к катетеру, в частности катетеру для сбора множества образцов изнутри кровеносного сосуда по его длине. Настоящее изобретение дополнительно относится к соответствующим способам, в частности способу создания профиля данных для одного или более биомаркеров, выделяемых из стенки кровеносного сосуда, способу профилирования длины кровеносного сосуда для определения патологического или физиологического состояния стенки кровеносного сосуда и способу взятия пробы крови in vivo из кровеносного сосуда.

Из WO 2006/126002 известно взятие множества образцов крови из кровеносного сосуда по его длине. Образцы берутся из области рядом со стенкой сосуда и могут быть проанализированы для того, чтобы определить концентрации биомаркеров, которые там присутствуют, и следовательно, для определения положений нестабильной бляшки и т.д. вдоль кровеносного сосуда по длине части катетера для отбора пробы.

Хотя подобные предыдущие конфигурации очень полезны и эффективны, они создают трудности в зависимости от конфигурации катетера и местоположения и/или размера исследуемого сосуда. Например, не всегда удобно подводить собирающую образцы область катетера в положение рядом со стенкой сосуда, вследствие изменяющейся геометрии сосуда, и ограничений в позиционировании катетера. Настоящая заявка стремиться устранить данные трудности и улучшить непротиворечивость результатов и получить более тесную корреляцию между фактическими положениями источников биомаркеров и положениями, в которых такие биомаркеры изначально отбирают. Как уточняется ниже, это достигается посредством индуцирования потока из пограничного слоя в направлении собирающей образцы области.

Сущность изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предоставлен катетер для взятия множества образцов изнутри кровеносного сосуда по его длине, причем катетер включает:

вытянутый центральный корпус, выполненный с возможностью введения в кровеносный сосуд и расположения вдоль него;

по меньшей мере, одну собирающую область, ограниченную вдоль вытянутого центрального корпуса, для сбора образцов в центральной области кровеносного сосуда; и

по меньшей мере, один смеситель, предоставленный радиально снаружи вытянутого центрального корпуса и выполненный с возможностью создавать поток крови из пограничного со стенкой кровеносного сосуда слоя в вытянутый центральный корпус для того, чтобы обеспечить возможность, по меньшей мере, одной собирающей области собирать образцы из пограничного слоя.

По меньшей мере, один смеситель предпочтительно создает поток крови в направлении собирающей области катетера для того, чтобы обеспечить возможность, по меньшей мере, одной собирающей области собирать образцы, репрезентативные для текучего материала, присутствующего в радиальной секции на 360 градусов, которая определяет объем между катетером и внутренней стенкой кровеносного сосуда.

Собранные образцы могут быть репрезентативны для всей площади поперечного сечения крови внутри сосуда, т.е. от центра вытянутого центрального корпуса до стенки кровеносного сосуда.

Посредством, по меньшей мере, одного смесителя компоненты, такие как биомаркеры, происходящие из стенки кровеносного сосуда и примыкающего пограничного слоя, могут быть быстро доставлены в собирающую область вдоль вытянутого центрального корпуса катетера для взятия пробы. В результате, образцы, взятые из катетера (который заранее был помещен в кровоток) будут более точно отражать фактическое положение источника данных компонентов, таких как биомаркеры. Кроме того, в результате доставки потока, по меньшей мере, в одну собирающую область более быстро и предоставления более короткого продольного смещения между фактическим источником биомаркера и зоной отбора образца для биомаркера определение становится более точным, прецизионным и чувствительным. Кроме того, продольное смещение становится более постоянным, тем самым обеспечивая возможность для надлежащей коррекции.

Термин "пограничный слой" используется для охвата всех типов пограничных слоев, включая как динамические пограничные слои, так и диффузионные пограничные слои.

Образцы крови, извлекаемые из сосуда, могут содержать в себе биомаркеры, которые могут быть определены, как любая характеристика, которую объективно измеряют и оценивают в качестве индикатора нормальных биологических или патологических процессов или фармакологических реакций на терапевтическое воздействие, при этом характеристики могли бы включать цельную кровь, клетки, клеточные компоненты, химические вещества и молекулы, такие как липиды, белки, нуклеиновые кислоты и продукты обмена веществ.

Могут быть использованы различные типы смесителя, например щетки, губки, пеноматериал, щитки, лопасти, лопатки, спиралеобразные секции и т.д. Однако предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один из смесителей представлял собой статический смеситель.

Это является преимуществом, потому что статический смеситель не требует наличия каких-либо подвижных частей и может увеличивать скорость распространения биомаркера (или любого компонента крови) по всему широкому диапазону режимов потока, от ламинарного до турбулентного. Как правило, артериальный кровоток является ламинарным, а распространение - очень медленным. Статический смеситель может быть использован для увеличения распространения биомаркеров, например, посредством разделения потока на два, причем получаемые в результате элементы текучей среды поворачиваются на 90° в противоположных направлениях друг к другу; при этом, при воссоединении, элементы текучей среды подвергаются физическому вращению по отношению друг к другу. Подобный процесс разделения, вращения и воссоединения приводит биомаркеры внутри потока на шаг ближе к собирающей области. Повторение процесса приводит биомаркеры еще ближе и увеличивает воздействие распространения на однородность текучей среды.

Хотя существует возможность предоставить смесители, которые в поперечном сечении являются относительно небольшими и, следовательно, могут быть передвинуты в положение внутри кровеносного сосуда в своем обычном состоянии, предпочтительно, чтобы указанный, по меньшей мере, один смеситель мог быть развернут из неактивного состояния, в котором, по меньшей мере, один смеситель расположен рядом с вытянутым центральным корпусом для введения в кровеносный сосуд, и мог быть развернут во множество активных состояний, в которых, по меньшей мере, указанный один смеситель находится дальше от вытянутого центрального корпуса для того, чтобы служить препятствием для пограничного слоя кровеносного сосуда.

Таким образом, в неактивном состоянии катетер имеет небольшую общую площадь поперечного сечения, облегчая введение в кровеносный сосуд и вдоль него. Затем смеситель может быть развернут в свое активное состояние для того, чтобы лучше перемешивать кровь внутри кровеносного сосуда.

Смеситель может также входить в соприкосновение (в зависимости от внутреннего диаметра сосуда в этой точке) и адаптироваться к стенке артерии. Это может служить для регулирования диаметра разворачивания смесителя в отсутствии какой-либо другой вынуждающей силы, например от оболочки.

Предпочтительно, смеситель способен разворачиваться с соответствующей протяженностью от вытянутого центрального корпуса для того, чтобы наилучшим образом служить препятствием для пограничного слоя, который находится вдоль стенки кровеносного сосуда (такого как артерия) и потенциально содержит в себе различные концентрации (по отношению к свободному кровотоку или объемному кровотоку) биомаркеров, выделяемых из стенки или поглощаемых стенкой, что может ожидаться в местах гетерогенной биологической активности. Для некоторых диаметров кровеносного сосуда это может означать, что смеситель выдвигается для того, чтобы встретиться со стенкой кровеносного сосуда, тогда как для большего диаметра кровеносных сосудов это может означать, что смеситель перемещается в положение, всего лишь близкое к стенке кровеносного сосуда.

Возможны варианты осуществления, в которых указанный, по меньшей мере, один смеситель выдвигается с одной стороны вытянутого центрального корпуса. В зависимости от природы смесителя может быть желательно, тогда, включить, по меньшей мере, еще один смеситель, который выдвигается с противоположной стороны вытянутого центрального корпуса. Однако предпочтительно, по меньшей мере, один смеситель выдвигается по окружности вокруг вытянутого корпуса по существу во всех радиальных направлениях. Таким образом, существует возможность эффективно перемешивать кровь смесителем из любого положения периферии кровеносного сосуда. Предпочтительно, по меньшей мере, один смеситель, таким образом, может создавать поток крови из пограничного слоя по всей периферии кровеносного сосуда.

Хотя смеситель может быть выполнен в виде единственного составного элемента, по меньшей мере, один смеситель может содержать соответствующее множество смесительных элементов, проходящих радиально от вытянутого центрального корпуса.

Существует возможность образования протяженности множества смесительных элементов, указанного, по меньшей мере, одного смесителя вместе по окружности вокруг вытянутого центрального корпуса по существу во всех радиальных направлениях.

Каждый смесительный элемент мог бы быть зафиксирован относительно вытянутого центрального корпуса. Однако необязательно каждый смесительный элемент шарнирно прикреплен к вытянутому центральному корпусу для того, чтобы поворачиваться в продольном направлении вытянутого центрального корпуса и в направлении, и в сторону от вытянутого центрального корпуса. Другими словами, каждый смесительный элемент поворачивается вокруг оси, перпендикулярной продольному направлению или, по меньшей мере, под углом к данному продольному направлению.

Таким образом, в действительности, каждый смесительный элемент может быть сложен в неактивное состояние, прижимаясь вплотную к наружной поверхности вытянутого центрального корпуса или близко к ней. Альтернативно, каждый смесительный элемент может быть повернут вверх и в сторону от вытянутого центрального корпуса в активное состояние. Протяженность, в которой смесительный элемент поворачивается в сторону от вытянутого центрального корпуса, может изменяться согласно диаметру или внутренней протяженности кровеносного сосуда, в который его вводят.

Каждый смесительный элемент мог бы быть образован из соответствующего составного элемента, обособленного от вытянутого центрального корпуса, и установлен в вытянутый центральный корпус посредством любого соответствующего поворотного механизма. Альтернативно, по меньшей мере, участок смесительного элемента в точке, в которой смесительный элемент прикрепляют к вытянутому центральному корпусу, изготавливают из соответствующего гибкого материала.

Необязательно, каждый смесительный элемент имеет форму лопатки, простирающейся в радиальном и касательном направлениях по отношению к вытянутому центральному корпусу.

Лопатка могла бы рассматриваться в виде ребра или щитка, который выдвигается наружу от продольной поверхности вытянутого центрального корпуса для того, чтобы нарушать кровоток в кровеносном сосуде и являться причиной перемешивания. Следовательно, смесительный элемент обладает продольной протяженностью, которая проходит, по меньшей мере, частично в радиальном направлении по отношению к вытянутому центральному корпусу. С другой стороны, поперечная протяженность смесительных элементов проходит в направлении параллельно касательным от наружной поверхности вытянутого центрального корпуса.

Существует возможность расположения под углом каждого смесительного элемента по отношению к продольной оси вытянутого центрального корпуса для того, чтобы принимать форму лопасти пропеллера и направлять кровоток в предварительно заданном направлении по окружности или спирали согласно направлению угла.

Необязательно, смесительные элементы расположены в следующих одно за другим положениях вдоль вытянутого центрального корпуса и, таким образом, разнесены продольно по длине вытянутого центрального корпуса. В следующих одно за другим положениях вдоль вытянутого центрального корпуса смесительные элементы могут быть расположены с соответствующими следующими один за другим углами вокруг вытянутого центрального корпуса.

Таким образом, когда смесительный элемент в первом положении вдоль вытянутого центрального корпуса является причиной отклонения кровотока по окружности, последующие смесительные элементы по длине вытянутого центрального корпуса располагаются в различных радиальных положениях для того, чтобы служить препятствием для различных частей поперечного сечения кровеносного сосуда вокруг вытянутого центрального корпуса. В частности, существует возможность перетекания отклоненного потока из одного смесительного элемента в смесительный элемент, расположенный в следующем продольном положении.

Необязательно, относительный угол вокруг вытянутого центрального корпуса между смесительными элементами в соседних положениях вдоль вытянутого центрального корпуса составляет по существу 90°.

Таким образом, после того, как каждый смесительный элемент разделяет или отклоняет кровоток вдоль кровеносного сосуда, следующий смесительный элемент смещается по существу на 90° для того, чтобы отклонить на 90° смещающий участок поперечного сечения кровеносного сосуда. Данная конфигурация действует особенно хорошо со смесительными элементами, имеющими радиальную протяженность, равную, по существу, 90°. Для самих смесительных элементов, имеющих меньшие радиальные протяженности, относительное положение между следующими смесительными элементами может быть с меньшим радиальным углом. Является предпочтительным, чтобы радиальная протяженность смесительных элементов немного превышала радиальный угол между ними, так что имеется некоторый нахлест следующих один за другим смесительных элементов, если смотреть в осевом направлении.

Необязательно, смесительные элементы расположены попарно, причем каждая пара смесительных элементов расположена в соответствующем положении вдоль вытянутого центрального корпуса, а отдельные смесительные элементы пары смесительных элементов находятся на противоположных соответствующих сторонах вытянутого центрального корпуса. Другими словами, пара смесительных элементов может включать один смесительный элемент, выдвигающийся выше вытянутого центрального корпуса, и еще один смесительный элемент, выдвигающийся ниже вытянутого центрального корпуса. В случае, когда следующие один за другим смесительные элементы расположены с соответствующими следующими один за другим углами, следующая пара смесительных элементов могла бы иметь один смесительный элемент выдвигающимся в одну сторону вытянутого центрального корпуса, а другой смесительный элемент выдвигающимся в другую сторону вытянутого центрального корпуса.

Существует возможность использовать только одну пару смесительных элементов. Однако необязательно, по меньшей мере, один смеситель включает в себя, по меньшей мере, две подобные пары смесительных элементов.

Это обеспечивает хороший компромисс между предоставлением избыточного количества смесительных элементов и приданием удовлетворительного перемешивания.

Дополнительные пары смесительных элементов могли бы быть предоставлены для дополнительного увеличения качества перемешивания. Несомненно, хорошие результаты могут быть достигнуты с 3, 4 или 6 парами.

Для того чтобы поместить смеситель в неактивном состоянии, существует возможность отклонять каждый из смесительных элементов для того, чтобы он находился по существу вплотную к наружной поверхности вытянутого центрального корпуса. Предпочтительно, форму и промежутки расположения смесительных элементов подбирают так, что когда они отклоняются таким образом, смесительные элементы в соседних положениях вдоль вытянутого центрального корпуса по существу не накладываются друг на друга. С данной конфигурацией профиль катетера является минимальным, улучшая, таким образом, перемещение катетера к намеченному участку.

Также возможно выполнять наружные участки смесительных элементов с возможностью сплющивания или профилирования, так что наложение соседних смесительных элементов не принимает чрезмерной радиальной глубины.

Собирающие области могут быть выполнены любым известным или соответствующим образом для сбора образцов. Однако, по меньшей мере, одна собирающая область включает в себя, по меньшей мере, один собирающий порт, расположенный в соответствующем положении вдоль вытянутого центрального корпуса для сбора соответствующего образца в этом положении. Образцы, собранные в этом положении, будут, конечно, в действительности представлять собой образец, собранный из пограничного слоя перед перемешиванием.

Существует возможность предоставлять катетеры с множеством различных наборов смесителей и собирающих областей. Например, для каждого смесителя может быть предоставлено множество собирающих областей. Аналогичным образом, каждая собирающая область могла бы включать множество собирающих портов. Однако в предпочтительном варианте осуществления между соседними смесителями предоставлен единственный собирающий порт. Собирающий порт может быть предоставлен в положении перед любым смесителем для того, чтобы предоставить образец неперемешанной крови, подлежащей анализу, для целей нормирования.

Собирающие порты могут представлять собой порты для взятия пробы любым известным или подходящим образом, например отверстие в карманы для взятия проб, которые могут необязательно включать абсорбирующий материал. Однако в одном варианте осуществления вытянутый центральный корпус включает в себя, по меньшей мере, одну полость, проходящую внутри вдоль вытянутого центрального корпуса, соединенную, по меньшей мере, с одним собирающим портом.

Полость образует объем, в который может поступать образец крови из соответствующего собирающего порта. Полость может быть предварительно наполнена физиологическим раствором или аналогом. Для того чтобы обеспечить возможность сбора образца в полости, может быть использовано естественное давление крови. Альтернативно, низкое давление может быть приложено к противоположному концу полости для того, чтобы втягивать кровь через соответствующий собирающий порт. Полость может быть покрыта антикоагуляционными материалами, например гепарином, фосфорилхолинами.

Необязательно, вытянутый центральный корпус включает в себя множество полостей, простирающихся внутри вдоль вытянутого центрального корпуса, соединенных с соответствующими собирающими портами. Таким образом, в одно и то же время может быть взято множество образцов, например один образец между каждым смесителем.

Для того чтобы снизить требования к перемешиванию для смесителей, существует возможность использовать смесители, которые всего лишь создают поток крови из пограничного слоя в вытянутый центральный корпус без необходимости перемешивания крови по всему поперечному сечению вокруг вытянутого центрального корпуса. Это означает, что поток крови из пограничного слоя с одной стороны кровеносного сосуда может присутствовать только на той же стороне вытянутого центрального корпуса. Чтобы обеспечить взятие образцов из данного потока крови, должна быть возможность обеспечить множество собирающих портов вокруг периферии вытянутого центрального корпуса. Однако в одном варианте осуществления, по меньшей мере, в одной собирающей области вытянутый центральный корпус включает в себя наружную стенку, имеющую обращенную наружу поверхность и обращенную внутрь поверхность, и внутренний корпус, в котором ограничен, по меньшей мере, один собирающий порт. Обращенная внутрь поверхность наружной стенки и внутренний корпус могут ограничивать кольцевую щель между ними. Сквозь наружную стенку между ее обращенной внутрь поверхностью и ее обращенной наружу поверхностью может быть ограничена кольцевая группа сквозных отверстий. Кольцевая щель может тогда образовать коллектор для снабжения, по меньшей мере, одного собирающего порта из множества радиальных направлений.

Другими словами, в вытянутый центральный корпус будет предоставлен поток крови из пограничного слоя в любом положении по периферии кровеносного сосуда. За счет предоставления сквозных отверстий, разделенных промежутками по всей периферии вытянутого центрального корпуса, должно всегда быть возможно, посредством, по меньшей мере, одного из данных сквозных отверстий, брать образец потока крови для включения образцов, репрезентативных для сегмента в 360° вокруг катетера.

По причине того, что все сквозные отверстия соединены с собирающим портом посредством коллектора, собирающий порт, таким образом, способен собирать надлежащей образец, даже если поток крови из пограничного слоя предоставлен к противоположной стороне вытянутого центрального корпуса относительно стороны собирающего порта.

Необязательно, катетер снабжен рукавом, внутри которого могут быть уложены вытянутый центральный корпус и, по меньшей мере, один смеситель. За счет вытягивания рукава могут быть открыты, по меньшей мере, один смеситель и, по меньшей мере, одна собирающая область.

В одном варианте осуществления открывание, по меньшей мере, одного смесителя обеспечивает возможность перемещения смесителя из его сложенного неактивного состояния в развернутое активное состояние. Предпочтительно, посредством перемещения рукава назад поверх вытянутого центрального корпуса смесители могут быть передвинуты назад в их сложенное неактивное состояние.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предоставлен способ создания профиля данных для одного или больше биомаркеров, выделяемых из стенки кровеносного сосуда, причем данный способ включает анализ множества образцов крови из кровотока, которые были перемешаны по существу поперек радиальной протяженности кровеносного сосуда для включения крови, присутствующей в пограничном слое на стенке кровеносного сосуда, при этом образцы крови берут в соответствующих местоположениях по длине кровеносного сосуда, при этом анализ включает стадии:

измерения уровня концентрации биомаркера в каждом образце крови;

определения первого поправочного коэффициента концентрации для каждого соответствующего образца крови для корректировки различий в объеме образцов и разбавления между различными образцами крови;

определения второго поправочного коэффициента концентрации для корректировки измеренного фонового уровня концентрации для биомаркера, присутствующего в системном кровообращении в кровотоке;

для каждого образца крови, применения соответствующего первого и второго поправочного коэффициента концентрации к измеренному уровню концентрации биомаркера в каждом образце крови для определения скорректированного уровня концентрации биомаркера; и

создания профиля данных скорректированных уровней концентрации для биомаркера по длине кровеносного сосуда.

Необязательно, способ дополнительно включает стадию анализа, по меньшей мере, одного образца крови, собранного из вышерасположенного местоположения для определения второго поправочного коэффициента, подлежащего применению к измеренным уровням концентрации биомаркера.

Необязательно, образцы крови анализируют для измерения концентрации контрольной точки в системном кровообращении в кровотоке, имеющем известную или измеренную концентрацию, посредством чего для каждого образца крови рассчитывают соответствующий первый поправочный коэффициент для корректировки различий между измеренной концентрацией контрольной точки в образце крови и измеренной концентрацией в системном кровообращении.

Необязательно, образцы крови берут изнутри коронарной артерии, а по меньшей мере, один образец крови берут из дуги аорты.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предоставлен способ профилирования длины кровеносного сосуда для определения патологического состояния или физиологического состояния стенки кровеносного сосуда, включающий стадии:

введения в кровеносный сосуд гибкого сосудистого катетера, имеющего секцию корпуса, снабженную множеством собирающих кровь портов, для сбора образцов по длине кровеносного сосуда;

развертывания, по меньшей мере, одного смесителя радиально снаружи корпуса катетера, причем смеситель перемешивает за счет этого кровь по существу поперек радиальной протяженности кровеносного сосуда для включения крови, присутствующей в пограничном слое на стенке кровеносного сосуда;

сбора крови в собирающих кровь портах после, по меньшей мере, одного смесителя;

анализа крови, собранной с помощью собирающих кровь портов катетера для определения профиля данных уровней концентрации одного или более биомаркеров по длине кровеносного сосуда.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предоставлен способ взятия пробы крови in vivo из кровеносного сосуда, включающий стадии:

введения в кровеносный сосуд гибкого катетера, имеющего секцию корпуса, снабженную множеством собирающих кровь портов для сбора образцов по длине катетера;

развертывания, по меньшей мере, одного смесителя радиально снаружи корпуса катетера, причем смеситель перемешивает за счет этого кровь, текущую в кровеносном сосуде, по существу поперек радиальной протяженности кровеносного сосуда; и

сбора крови в одном или более собирающих кровь портах, расположенных после смесителя для последующего анализа.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет более отчетливо понятно из следующего описания, данного исключительно посредством примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фигура 1 схематично иллюстрирует вариант осуществления настоящего изобретения;

Фигура 2 схематично иллюстрирует альтернативный вариант осуществления;

Фигура 3 схематично иллюстрирует альтернативный вариант осуществления;

Фигуры 4 (а) и (b) схематично иллюстрируют альтернативные варианты осуществления;

Фигура 5 иллюстрирует предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения;

Фигура 6 иллюстрирует вариант осуществления, аналогичный Фигуре 5 в поперечном сечении;

Фигура 7 схематично иллюстрирует смесительный элемент для использования с настоящим изобретением;

Фигура 8 схематично иллюстрирует альтернативный смесительный элемент для использования с настоящим изобретением;

Фигура 9 схематично иллюстрирует альтернативный смесительный элемент для использования с настоящим изобретением;

Фигура 10 схематично иллюстрирует смесительный элемент, уложенный в сложенное положение;

Фигура 11 схематично иллюстрирует смесительные элементы, сложенные примыкающими друг к другу;

Фигура 12 схематично иллюстрирует два смесительных элемента, сложенных вместе;

Фигуры 13(а)-(е) иллюстрируют складывание проволочных конструкций для использования с настоящим изобретением;

Фигуры 14(а)-(е) иллюстрируют складывание проволочных конструкций Фигур 13(а)-(е) с разных точек зрения;

Фигура 15 схематично иллюстрирует пример конструкции смесителя;

Фигура 16 схематично иллюстрирует пример прилаживания смесительных элементов;

Фигура 17 схематично иллюстрирует альтернативный пример прилаживания смесительного элемента;

Фигура 18 схематично иллюстрирует трубку с множеством полостей;

Фигуры 19(а)-(е) иллюстрируют поперечные сечения трубок с множеством полостей, подходящих для использования в вариантах осуществления настоящего изобретения;

Фигура 19(f) иллюстрирует поперечное сечение альтернативной трубки с множеством полостей, подходящей для использования в еще одном варианте осуществления настоящего изобретения;

Фигура 20 схематично иллюстрирует коллектор для использования в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения;

Фигура 21 схематично иллюстрирует оболочку для герметизации коллектора;

Фигура 22 схематично иллюстрирует оболочку для герметизации поднятого участка катетера;

Фигуры 23(а)-(с) иллюстрируют соответственно для одной и той же протяженности кровеносного сосуда три различные отдельные/группы или другие комбинации молекул или биомаркеров, соответствующих различным стадиям развития бляшек;

Фигуры 24 (а) и (b) иллюстрируют концентрацию биомаркера, присутствующего в центральной области кровеносного сосуда по причине бляшки, где не происходит или происходит небольшое перемешивание внутри кровеносного сосуда; а

Фигуры 25(а) и (b) иллюстрируют концентрацию биомаркера, присутствующего в центральной области кровеносного сосуда по причине бляшки, где используется перемешивание внутри кровеносного сосуда.

Подробное описание

Настоящее изобретение касается предоставления, по меньшей мере, одного смесителя на катетере для взятия образцов внутри кровеносного сосуда. По меньшей мере, один смеситель предназначен для создания потока крови из наружных участков кровеносного сосуда во внутреннюю центральную область кровеносного сосуда, где образцы могут быть собраны с помощью катетера. Например, множество образцов может быть взято по длине кровеносного сосуда, такого как коронарная артерия, и данные образцы проанализированы для обнаружения биомаркеров и тем самым идентификации нестабильных бляшек и других явлений с высвобождением биомаркеров в поток крови кровеносного сосуда. Подобные явления могут представлять собой поврежденную эпителиальную ткань, залеченную эпителиальную ткань и, в целом, любой локализованный процесс, в котором происходят биологические или фармакологические процессы, например реакция ткани на стентирование, измерения поглощения лекарственных веществ из высвобождающих лекарственные вещества стентов, реакция ткани на балонную ангиопластику, имплантация стентов и любой другой естественный процесс или хирургическая процедура, которые могут являться причиной локализованной реакции тканей. В частности, желательно создавать поток из пограничного слоя на стенке кровеносного сосуда в центральную область кровеносного сосуда. Таким образом, биомаркеры, являющиеся результатом бляшки из стенок кровеносного сосуда, могут быть отобраны и обнаружены с помощью катетера независимо от радиального местоположения катетера внутри кровеносного сосуда.

Фигура 1 схематично иллюстрирует протяженность кровеносного сосуда 2, в который был введен катетер 10. Катетер 10 включает в себя вытянутый центральный корпус 12, имеющий множество собирающих областей 14 по своей длине. В данном проиллюстрированном варианте осуществления каждая собирающая область 14 включает в себя соответствующий собирающий порт 166 для сбора отдельного образца. Однако собирающие области 14 могут альтернативно быть выполнены с другими известными средствами взятия образцов или в действительности могут включать больше, чем один собирающий порт для сбора соответствующих образцов.

Как проиллюстрировано, по длине катетера 10 также предоставлено множество смесителей 18. В частности, смесители предоставлены радиально снаружи вытянутого центрального корпуса 12. Смесители 18 простираются в области кровеносного сосуда 2, по меньшей мере, близко к наружной стенке кровеносного сосуда 2 и пограничному слою на этой стенке.

Достаточно иметь только один смеситель 18 перед множеством собирающих областей 14. Однако с каждым дополнительным смесителем перемешивание крови внутри кровеносного сосуда 2 улучшается, так что результаты взятия пробы в центральной области кровеносного сосуда могут также быть улучшены. Следовательно, желательно предоставлять множество смесителей 18, при этом наиболее предпочтительно их распределяют поочередно между соседними собирающими областями, так что каждая следующая собирающая область представляет собой взятие пробы с лучшим перемешиванием объема крови.

Фигура 1 иллюстрирует высвобождающую биомаркер струю 4, например, являющуюся результатом бляшки на стенке кровеносного сосуда 2. Биомаркеры, высвобождаемые в пограничный слой, будут иметь тенденцию, в спокойном состоянии, оставаться в этом пограничном слое, так что оптимальное взятие пробы с помощью катетера с собирающими областями в центральной области кровеносного сосуда 2 может быть труднодостижимо.

Существует возможность, что катетер (например, на проволочном направителе) смещен относительно центра. Как станет очевидно ниже, смесители могут иметь вторую функцию смещения катетера в центр кровеносного сосуда (например, за счет присущей им упругости/жесткости, действующей против любой силы смещения относительно центра проволочного направителя).

С конструкцией, такой как проиллюстрирована на Фигуре 1, где предоставлено множество следующих один за другим смесителей 18, совсем не важно, чтобы каждый смеситель обеспечивал 100% перемешивание. Необходимо понимать, что для смесителя 18, имеющего 50% эффективность, перемешиваемый участок крови в следующих одна за другой собирающих областях будет перемешиваться в процентных выражениях, равных 50, 75, 87,5, 93,8, 96,9, 98,4. Аналогичным образом, для смесителей с эффективностью, равной 75%, перемешивание будет происходить с процентным выражением, равным 75, 93,8, 98,4, 99,6, 99,9, 100, а для смесителей с 90% эффективностью с процентным выражением, равным 90, 97,5, 99,4, 99,8, 100, 100.

Беря в расчет данные пропорции перемешивания, будет возможно спрогнозировать, откуда по длине катетера 12 выделяется высвобождающая биомаркер струя 4. Разумеется, в случае, когда высвобождающая биомаркер струя 4 и связанная с ней бляшка располагаются где-то по длине катетера 12, собирающие области 14 перед высвобождающей биомаркер струей не будут предоставлять образец какого-либо биомаркера совсем (или, по меньшей мере, будут предоставлять образец только на фоновом уровне).

В одном варианте осуществления перед всяким смесителем 18 предоставлена собирающая область, так что для того, чтобы предоставить показание любых фоновых уровней, может быть взят неперемешанный образец крови. При выполнении стандартизации данных, полученных из образцов, очень предпочтительна дополнительная вышерасположенная собирающая область.

Схематично проиллюстрированные смесители 18 Фигуры 1 могут быть выполнены многими различными путями, например в виде статических смесителей для ламинарного потока или турбулентных смесителей. Статический смеситель представляет собой смеситель, который достигает перемешивания за счет пребывания в покое. Он не добавляет системе энергию. Он может работать как в ламинарном, так и в турбулентном потоке. Смеситель, который действует при турбулентном потоке, может представлять собой статический смеситель и требует, чтобы внутри потока имелось достаточно энергии для генерирования турбулентной рециркуляции. В смесителе, который индуцирует турбулентность в качестве основного механизма для перемешивания, он может это делать за счет сдвига жидкости или добавления энергии в виде дополнительного потока или механизированного движущегося элемента. Предпочтительно, статический смеситель оптимизирован для перемешивания ламинарного потока, но в идеале функционирует со всеми типами потока, т.е. ламинарным и турбулентным (определяемым наилучшим образом в виде чисел Рейнольдса от 1×10^-6 до 10,000). Термин ламинарный и турбулентный в данной заявке является смешанным, поскольку турбулентный поток может фактически считаться ламинарным, если изменяется масштаб анализа, т.е. путь турбулентного потока может рассматриваться как состоящий из множества ламинарных отрезков, идущих в различных направлениях. Следовательно, в масштабе коронарных артерий, хотя импульсы от сердца могут считаться "турбулентными", характеристика результирующего потока внутри данной артерии наилучшим обр