Amélioration de la maniabilité et de la déviation du cathéter

Nov 22, 2023

7 novembre 2017 Par Danielle Kirsh

[Image de Medical Murray]

Andy Black et Tanner Hargens, Medical Murray

Les cathéters doivent souvent naviguer dans une anatomie tortueuse avec un contrôle précis de la pointe du cathéter. Des cathéters orientables sont souvent utilisés pour accéder aux branches latérales des vaisseaux parents afin d'introduire des fils de guidage et d'autres dispositifs dans les emplacements souhaités. La capacité à diriger un cathéter est généralement mesurée par la manière dont le couple est transféré de l'extrémité proximale du cathéter à l'extrémité distale tandis que le cathéter conserve la forme souhaitée.

Une « orientabilité » suffisante peut être obtenue en renforçant la tige du cathéter avec un fil tressé pour améliorer la transmission du couple et fournir une résistance au vrillage. Un cathéter orientable commun est construit en tressant un fil sur une doublure lubrifiante, qui sert de canal de travail, suivi par la fusion et la compression d'une couche externe de thermoplastique sur la doublure tressée pour créer un seul composite fusionné.

De nombreux cathéters orientables ont une forme prédéfinie à l'extrémité distale. Ces formes de pointe prédéfinies peuvent être manipulées avec des fils de guidage et une rotation de la tige pour accéder à une anatomie difficile. Il existe une grande variété de formes de pointe prédéfinies, y compris un léger angle, cobra, viscéral, queue de cochon, etc.

Certains cathéters peuvent être nécessaires pour placer l'extrémité du cathéter très précisément pendant une période prolongée à la température du corps. Les exemples incluent les cathéters de guidage, l'endoscopie, les cathéters d'imagerie et l'ablation des tissus. Pour ces besoins plus difficiles, la déviation de la pointe dans une courbe définie peut contrôler l'emplacement de la pointe du cathéter.

L'une des manières les plus courantes de dévier la pointe d'un cathéter consiste à tirer un fil qui parcourt la longueur de la tige du cathéter et s'ancre dans la pointe distale du cathéter. Ce type de conception de cathéter déviable a généralement une tige proximale relativement rigide et une pointe distale plus souple, permettant à la pointe distale de dévier lorsque le fil est tiré. L'utilisation de divers duromètres de la couche externe thermoplastique, fondue sur la doublure tressée, modifie généralement la rigidité de l'arbre.

Les cathéters déviables incorporent une doublure dédiée sur toute la longueur du cathéter, pour permettre au fil de traction de se déplacer librement entre la pointe distale souple et les segments de tige proximaux plus rigides lorsqu'ils sont tous réunis. Le fil de traction est typiquement ancré en soudant le fil à un anneau puis en incorporant l'anneau dans l'extrémité distale du cathéter. L'emplacement de l'anneau intégré dictera la forme déviée lorsque le fil est tiré depuis l'extrémité proximale.

Pour les cathéters qui doivent dévier dans deux directions, deux fils de traction seront utilisés. Des gaines séparées seront dédiées à chaque fil de traction, et les fils seront généralement soudés à l'anneau intégré dans la pointe à 180° l'un par rapport à l'autre. Ces fils de traction peuvent être connectés à un mécanisme à manivelle à levier dans la poignée pour un contrôle simple et en douceur de la pointe avec deux directions de déviation.

Il existe un besoin croissant de considérations de conception et de matériaux plus avancées pour modifier la maniabilité et la déviation du cathéter. Par exemple, les systèmes de mise en place d'implants cardiaques structuraux doivent naviguer sur un chemin tortueux puis conserver la forme voulue pendant qu'un implant rigide relativement grand est avancé à travers le cathéter.

Ces systèmes de cathéter plus avancés nécessitent souvent des degrés variables de déviation, comme une légère déviation dans un segment avec une courbe de déviation très serrée dans un autre segment. Des longueurs droites de tige de cathéter entre ces segments de déviation peuvent également être utilisées pour créer une "portée" pour un emplacement optimal de la pointe lors du déploiement d'autres dispositifs à travers le cathéter.

De multiples zones de déflexion peuvent être intégrées dans la longueur du cathéter en faisant varier les matériaux de la couche extérieure, le renforcement de la tige et/ou les emplacements d'ancrage du fil de traction. La variation des matériaux de la couche externe implique généralement de changer le duromètre du matériau. Le renforcement de l'arbre peut être modifié en modifiant le motif de la tresse, en passant de la tresse à la bobine ou en encapsulant un hypotube découpé au laser. Les fils de traction peuvent être ancrés à différents endroits sur la longueur du cathéter ou être décalés radialement lorsqu'ils sont soudés au même anneau d'ancrage.

Toutes les options ci-dessus peuvent être combinées pour une variété presque illimitée de résultats souhaités. L'assemblage de cathéters qui combinent ces caractéristiques peut nécessiter une quantité étonnamment subtile de finesse.

De nouvelles méthodes de navigation par cathéter font leur apparition. Plutôt que d'utiliser un fil de traction, la force peut être transmise à la pointe distale à l'aide de tubes concentriques ou de petites chambres hydrauliques positionnées à l'intérieur de la pointe du cathéter. La force peut être générée à l'intérieur de la pointe par de l'énergie électrique ou thermique. Des aimants peuvent également être intégrés dans la pointe puis contrôlés par des systèmes magnétiques externes. N'importe laquelle de ces nouvelles technologies peut finalement remplacer les méthodes actuelles de cathéters orientables et déviables.

Andy Black dirige tout le développement de produits, du concept initial à la fabrication, et dirige les équipes de projet dans les quatre installations de Medical Murray à l'échelle nationale. Tanner Hargens possède une vaste expertise dans la conception et la commercialisation d'appareils et dirige l'équipe d'ingénierie des ventes chez Medical Murray (North Barrington, Illinois).