医疗领域创新案例 | 高科技让患者远离副作用

• 关键词：FAULHABER,电机
• 摘要：医学上的外周血管疾病在欧美被简称为PAD，它是动脉粥样硬化的一种类型，脂肪沿动脉管壁沉积，导致管腔的狭窄和阻塞性病变，主要损伤下肢和足部的动脉。瑞士Straub公司研发了一种Rotarex-®S导管，主要由FAULHABER电机驱动，它能奇迹般切除梗阻。

医学上的外周血管疾病在欧美被简称为PAD，它是动脉粥样硬化的一种类型，脂肪沿动脉管壁沉积，导致管腔的狭窄和阻塞性病变，主要损伤下肢和足部的动脉。

据悉，有症状的PAD患者占55-74岁年龄段人群的4.5%，大约20%的老年人患有症状的或无症状的PAD。

瑞士Straub公司研发了一种Rotarex-®S导管，主要由FAULHABER电机驱动，它能奇迹般切除梗阻。

例如，堵塞物像手指一样厚，由凝结的血液组成，并卡在动脉里，从膝盖一直延伸到大腿。Rotarex-®S导管的头部仅比火柴头大一点，外科医生通过一个小穿刺将导管的头部插入动脉，并在X射线监测下引导至血管闭塞处，然后按下按钮，导管就开始旋转和抽吸。血栓在几秒钟后被全部清除，且不会对血管壁造成任何损害。

常规治疗方法

血管堵塞通常始于血管瘢痕的形成或钙化，它会导致管腔的狭窄，血液流动明显减少。例如，膝盖的持续运动以及钙化会使动脉内层破裂并开始凝血，进而完全堵塞了动脉甚至整个血管。

虽然其他小血管会为腿部提供血液，但量不够，肌肉获取的氧分更少，相当于一台没有汽油的发动机，走几步路就变得痛苦。

这就是PAD“商店橱窗病”名称的来源，患者为了隐瞒病情，通常会在商店橱窗前休息。

有多种方法可消除血栓和官腔变窄，例如溶栓治疗。在这一过程中，溶解血栓的物质通过导管直接到达血栓。然而它有一定副作用，例如出血。此外，患者必须在重症监护中观察几天。

此外，溶栓只对新出现的血栓有效，而对其他钙化或瘢痕组织等闭塞物质无效。若血栓已超过两周，则溶栓不再有效。

另一种方法是使用导管纯外科手术切除（Fogarty方法），它通过球囊进行。一旦外科医生通过手术露出动脉，通常是腹股沟动脉，球囊就被完全排空，并在血管内引导至穿过凝块。在血管堵塞的另一侧注入盐水，球囊泵大至血管直径大小，然后外科医生将填充的球囊拉回，并将血块从血管中取出。

然而，这个过程需重复多次，即便如此，也无法确保整个凝块脱落，血栓残留物会形成新的血凝块。此外，这种在血管上使用充气气囊的方法还会导致血管壁大面积损伤，会导致血管突然重新闭合。

高科技治疗：碎裂和清除

Straub Medical公司研发的方法更为高效：人体外部的电机通过非接触式磁耦合连接到导管，驱动其旋转并将导管内的高强度钢螺旋传递到导管头部。这与凿子类似，导管头两侧呈斜切状。一旦头部开始旋转就会将凝血从内部移除，并在强涡流中运动碎裂并清除。

此外，导管头还有两个小开口，内呈螺旋状。根据阿基米德螺旋杆原理，螺旋在旋转时会产生吸力。这种吸力可将堵塞物碎片化并清除至软管中。当碎片进入开口时会被内部刀片进一步粉碎并通过导管送至体外收集袋中。

导管的旋转头将固化的血块粉碎并清除，然后输送至体外收集袋中。©Straub Medical

“我们的产品不仅可以彻底粉碎堵塞物，还可完全将其清除，”Straub Medical销售和市场总监Dirk Dreyer解释到，“因此避免了溶栓和其他手术方法产生的副作用。在大多数情况下，堵塞物可在一到两次操作中被完全清除，耗时仅三分钟。”

对于溶解并清除尚未凝固的大块新血栓也不再需要溶栓治疗，因为它会产生诸多副作用。我们可采用Aspirex®S型号产品，其吸头无需使用Rotarex®S旋转凿子就能操作，螺旋的抽吸作用足以将血凝块吸入吸头并运出体外。Straub导管也可用于静脉、旁路、支架或透析端口的堵塞物手术。

从F1赛车到手术室

Rotarex®S方法在瑞士的中型医疗技术行业中应用较为普遍，其开发过程源于Straub创始人Imanuel Straub听说该医疗问题尚未解决，于是提出了这一解决方案。

Imanuel Straub于2012年去世，自20世纪50年代以来，他一直在研发高性能弹簧，旨在安装在一级方程式赛车发动机的气门等部件上。

20世纪80年代末，一位医生朋友引起他对去除血管闭塞的注意。随后他想到了将导管、高性能弹簧和旋转凿子结合起来的想法，导管已广泛用于血管医学，弹簧就是内部钢丝螺旋，旋转凿子由他设计。自此，Straub开发了一种全新的治疗方法，该方法自2000年以来经过长期临床应用验证。

为了让Rotarex®S头部溶解血块的吸力足够大，还需要高速一致的速度。根据导管尺寸和型号，通常需要40,000 rpm甚至60,000 rpm的转速，通过磁耦合将电机的驱动力传递到导管内。

在使用过程中，无论硬化的堵塞物是否已粉碎，或者残余物是否被移走，速度高速一致至关重要。

驱动精确平衡

鉴于以上这些原因，电机对负载变化的反应需非常快，还需以相应的精度转换信号。“符合我们质量标准的电机不多，”Dirk Dreyer解释到。“FAULHABER在我们最初的开发阶段就已给予支持，并提供了重要的技术指导。通常，医疗设备需获取医疗产品批准，而FAULHABER拥有此类认证，这使得我们在设备部件证明和可追溯性方面具有额外优势。”

Faulhaber电机需安装在手持设备中，因此必须小巧轻便，在使用过程中还需安静，无振动。2444......B系列直流无刷电机拥有以上特性，并在旋转过程中以毫克的精度去除堵塞物，直到完成操作。

Straub Medical采用的电机随后会进行精密平衡，并对磁力耦合器的钟形件进行处理。后者在无固定机械连接的情况下可非接触式地在驱动和螺旋之间传递力。耦合元件之间的最小间隙可将插入体内的无菌系统部件与体外非无菌部件隔离。

为此，手持件和电机用无菌箔包覆，并通过箔来连接无菌导管和手持件。磁力耦合器还可提供扭矩保护：当螺旋或Rotarex头在手术期间被阻塞时，电机上的耦合元件会继续旋转，不会增加额外的力。这能防止电机或装置被损坏，更重要的是，它还能保护血管，避免血管壁损伤。

Rotarex®S和Aspirex®S导管的直径为2至3.3毫米，血管直径至少需3毫米才可置入Straub Medical的设备。例如，腿部血管（易受闭塞性疾病影响）及腹部血管。

然而，大脑和冠状血管中的静脉太窄或太弯曲，目前可用的导管尚不适用于中风和心脏病患者。“我们的开发人员正在研发更小的导管，让更多患者受益，”Dirk Dreyer表示，“这也是医疗技术的一大挑战，我们希望能和FAULHABER一起攻克。”

更多信息

Straub Medical AG    www.straubmedical.com

FAULHABER            www.faulhaber.com

关于 FAULHABER

FAULHABER是一家独立的由家族经营的集团公司。公司总部在舍奈希（德国），这里是欧洲最重要的高级工业技术区之一。

FAULHABER成立于1947年， 目前掌握了广泛设计诸多领域的先进的小型和微电机技术，作为单一供货商为全球 客户提供多种产品。基于技术多样性，我们设计最小空间内能保证精密性和可靠性的驱动解决方案。其主要应用领域包括生产自动化、机器人、航空航天、光学系统以及医疗和实验室技术。

除了德国 FAULHABER还在瑞士、美国、罗马尼亚和匈牙利拥有其他研发和生产基地。经销商和分支机构遍及世界各地30多个国家。FAULHABER目前拥有员工 1900 余名。

福尔哈贝传动技术(太仓)有限公司位于江苏省太仓市，是总部位于德国的FAULHABER集团的全资子公司，负责FAULHABER集团微型驱动系统在中国的销售，技术支持和服务。