DE19504261A1 - Angioplastie-Katheter zum Erweitern und/oder Eröffnen von Blutgefäßen - Google Patents

Angioplastie-Katheter zum Erweitern und/oder Eröffnen von Blutgefäßen

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Description

Die Erfindung betrifft einen Angioplastie- Katheter, der mittels endogen erzeugten Schallwellen, vornehmlich Ultraschall, zum Er­ weitern und/oder Eröffnen von - krankhaft verengten oder verschlossenen - Blutgefäßen dient. Dieses Verfahren soll im weiteren als Endogene-Ultraschall-Angioplastie - kurz EUA - bezeichnet werden.
Ziel der Erfindung ist eine möglichst einfache Behandlungsmethode, mit möglichst lang­ fristigen Behandlungserfolgen, durch geringe Traumatisierung zu erreichen.
Die in der Medizintechnik bekannten Ver­ fahren zur Erweiterung oder Rekanalisation von krankhaft veränderten Arterien sind zu­ meist stark invasiv, z. B. Ballonkatheter, Rot­ ablator und Kensey-Katheter, oder sie dienen nur zur englumigen Rekanalisation von soge­ nannten weichen Verschlüssen und müssen kombiniert mit einer anschließenden Ballon­ dilatation angewendet werden. Das dadurch entstehende Trauma ist Keimzelle für einen erneuten Verschluß. Daraus resultiert eine hohe Rezitivrate. Mit einer Ultraschalltherapie können diese Traumata minimiert und somit die Rezitivrate stark gesenkt werden.
Die Ultraschalltherapie ist ein schonendes Verfahren zur Behandlung von krankhaften Arterienveränderungen, mit geringer Trauma­ tisierung der Gefäßwand. Dies wird in der Literatur durch Versuche in vivo und in vitro belegt.
Ein bekanntes System der Fa. Baxter führt den exogen erzeugten Ultraschall über eine Titansonde ummantelt von einem Schutz­ katheter intraarteriell der Stenose oder dem Verschluß zu. Der relativ unflexible und schwer steuerbare Titandraht kann nur in we­ nigen Gefäßbereichen eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schallwellen endogen zu erzeugen. Dadurch ist eine kontrollierte Energieplazierung mög­ lich. Außerdem kann der Katheterschaft dadurch flexibler gestaltet werden. Durch diese Maßnahmen können die Nachteile be­ kannter Systeme umgangen werden.
Um die Schallwellen endogen erzeugen zu können, befindet sich am Katheter eine Vor­ richtung, die die Rotationsbewegung einer Antriebswelle entweder in eine Axialbewe­ gung, oder eine Radialbewegung oder kom­ biniert in eine Axial- und Radialbewegung der Katheterspitze umwandelt. Die Rotations­ bewegung wird von einem außerhalb des Kör­ pers befindlichen Antrieb erzeugt. Der Antrieb kann eine sehr hohe Drehzahl und ein aus­ reichendes Drehmoment erzeugen, beispiels­ weise kann dazu eine druckluftbetriebene Tur­ bine verwendet werden.
Eine flexible Welle führt die Rotationsenergie, durch ein im Katheterschaft dafür vorge­ sehenes Lumen, zu der am Katheter befind­ lichen Vorrichtung zur Schallerzeugung. Es ist vorteilhaft, daß sich diese Vorrichtung am proximalen Katheterende befindet.
Prinzipiell sollen durch die Einwirkung der Schallwellen auf das abzutragende Material, die harten und unflexiblen Bestandteile aufge­ brochen und aus dem Verbund mit der Ge­ fäßwand herausgelöst werden.
Die Konsistenz der Stenose oder des Ver­ schlußmaterials kann sehr unterschiedlich sein. Deshalb ist es vorteilhaft, die Schall­ frequenz in einem bestimmten Bereich vari­ ieren zu können.
Außerdem ist es vorteilhaft zur Kühlung bzw. Schmierung der flexiblen Welle, durch das im Katheterschaft befindliche Lumen zur Auf­ nahme der flexiblen Welle, zusätzlich eine Spülflüssigkeit zu injizieren, oder abgelöste Teilchen abzusaugen. Vorteilhafterweise be­ sitzt der Katheterschaft ein weiteres Lumen, um beide Vorgänge - Spülen und Absaugen - auch gleichzeitig ausführen zu können.
Am distalen Ende des Katheters befinden sich die nötigen Anschlüsse - nach dem Stand der Technik - zum Einspritzen der Spülflüssigkeit, zum Absaugen abgelöster Teilchen und über­ schüssiger Flüssigkeiten, sowie zum Einfüh­ ren des Führungsdrahts und die Kupplung von der flexiblen Welle zum Antrieb, sofern der Antrieb nicht als Einmalartikel ausgeführt und fest mit der flexiblen Welle verbunden ist. Der Antrieb selbst kann als Sand der Technik bezeichnet werden.
Nachfolgend werden anhand von Zeichnun­ gen drei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1a und 1b Schnitte durch das proximale Ende eines nur teilweise dargestellten Kathe­ ters nach zwei Ausführungsformen der Erfin­ dung (mit einer insbesondere nach Anspruch 2 arbeitenden Vorrichtung zur Schallerzeu­ gung),
Fig. 2a einen Schnitt durch die Vorrichtung zur Schallerzeugung nach einer Ausführungs­ form der Erfindung (mit einer insbesondere nach Anspruch 2 arbeitenden Vorrichtung zur Schallerzeugung),
Fig. 2b einen Schnitt durch die Vorrichtung zur Schallerzeugung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung (mit einer in­ sbesondere nach Anspruch 3 arbeitenden Vorrichtung zur Schallerzeugung),
Fig. 2c einen Schnitt durch die Vorrichtung zur Schallerzeugung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (mit einer in­ sbesondere nach Anspruch 4 arbeitenden Vorrichtung zur Schallerzeugung).
Die Fig. 1a und 1b zeigen das proximale Ende eines nur teilweise dargestellten Katheters. Der Katheter besteht aus einem flexiblen Katheterschaft (1) und einer Vorrichtung - auf die später noch näher eingegangen wird - zur Schallerzeugung, die vorzugsweise am proxi­ malen Ende des Katheterschafts (1) weich be­ festigt ist. Unter weich ist hier zu verstehen, daß die Vorrichtung Oszillationen im Mikro­ meterbereich durchführen kann und nur ge­ ringfügig vom Katheterschaft (1) gedämpft wird.
In beiden dargestellten Ausführungsformen ist die Möglichkeit vorgesehen, den Katheter über einen Führungsdraht (7) zur behan­ delnden Stelle vorschieben zu können.
In Fig. 1a verläuft ein vom distalen zum proximalen Ende des Katheters durchgän­ giges Lumen (8) für die Aufnahme des Füh­ rungsdrahts (7) zentral im Katheter. Dazu muß die flexible Welle (2) als Hohlwelle ausgeführt sein und die Vorrichtung ein zen­ trisches Lumen besitzen. Durch das In­ nenlumen (8) der flexiblen Welle (2) kann neben dem Führungsdraht (7) eine Spül­ flüssigkeit injiziert werden. Diese dient zu­ sätzlich als Kühlung und Schmierung der flexiblen Welle (2). Der flexible Katheterschaft (1) besitzt in der Ausführungsform nach Fig. 1a, zwei Öffnungen (9), die sich seitlich an dessen proximalen Ende befinden. Durch diese Öffnungen (9) können überschüssige Flüssigkeiten und abgelöste Teilchen an- und dann durch den Kanal (10) nach außen abgesaugt werden.
In Fig. 1b verläuft der Führungsdraht (7) exzentrisch, in einem in der Katheterwandung und der Vorrichtung dafür vorgesehenen Kanal (8). Durch diesen Kanal (8) kann zusätzlich eine Spülflüssigkeit injiziert wer­ den. Auch in dieser Ausführungsform kann analog zur Fig. 1a, mit Hilfe der Öffnungen (9) und des Kanals (10) abgesaugt werden.
In Fig. 2a-2c sind drei Ausführungsformen der Vorrichtung zur Schallerzeugung aufgeführt. Die in Fig. 2a dargestellte Vorrichtung zur Schallerzeugung besteht im wesentlichen aus dem Innenzylinder (3), der zentrisch am proxi­ malen Ende einer flexiblen Welle (2) befestigt ist und einem, diesen Innenzylinder (3) um­ schließenden zylindrischen Gehäuse (4), das nichtmitdrehend und weich am Katheter­ schaft (1) befestigt ist. Der Innenzylinder (3) besitzt an beiden Stirnseiten entweder eine wellenförmige Laufbahn, oder wenigstens eine punkt- oder linienförmige Erhöhung (5) (die Struktur ist in der Zeichnung nur schema­ tisch dargestellt). Ebenso befindet sich an beiden Innenstirnseiten des zylindrischen Gehäuses (4) entweder eine wellenförmige Laufbahn, oder wenigstens eine punkt- oder linienförmige Erhöhung (5).
Die Rotationsenergie wird von einem außer­ halb des Körpers befindlichen Antrieb erzeugt und mittels einer flexiblen Welle (2) durch ein Lumen im flexiblen Katheterschaft (1) zur Vorrichtung geleitet. Der Innenzylinder (3) ist am proximalen Ende der flexiblen Welle (2) befestigt, so daß er die Rotationsbewegung mit ausführt. Bei Rotation des Innenzylinders (3) wird jedesmal, wenn sich zwei Erhöhun­ gen- vom Innenzylinder (3) und zylindrischen Gehäuse (4) - gegenüberstehen, das zylindri­ sche Gehäuse (4) in axialer Richtung zwan­ gsgeführt ausgelenkt. Befinden sich auf die­ sen Teilen genügend viele, gleichmäßig auf den Umfang verteilte Erhöhungen bzw. ist die Drehzahl ausreichend hoch, entstehen Schall­ wellen, die vornehmlich im Ultraschallbereich liegen.
In Fig. 2b ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 2a besteht dann, daß der Innenzylinder (3) der Vorrichtung zur Schallerzeugung exzentrisch, am proximalen Ende der flexiblen Welle (2) befestigt ist. Bei Rotation des Innenzylinders (3) wird die Katheterspitze in axialer und radialer Richtung ausgelenkt.
Die Fig. 2c zeigt eine weitere Ausführungs­ form der Erfindung. Im Unterschied zu der in
Fig. 2a dargestellten Ausführungsform ist der Innenzylinder (3) exzentrisch befestigt und besitzt planparallele Stirnflächen. Ebenso sind die Innenstirnseiten des zylindrischen Gehäu­ ses (4) in dieser Ausführungsform plan­ parallel. Bei Rotation des Innenzylinders (3) werden durch die Unwucht Vibrationen er­ zeugt.

Claims (19)

1. EUA-Katheter zum Erweitern und/oder Eröffnen von - krankhaft verengten oder verschlossenen - Blutgefäßen, dadurch gekennzeichnet, daß er eine am Katheter befindliche Vorrichtung besitzt, die Schall­ wellen, vornehmlich im Ultraschallbereich, endogen erzeugt.
2. EUA-Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen proximales Ende in axialer Richtung (longitudinal), mit einer ausreichenden Amplitude, vibriert.
3. EUA-Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen proximales Ende in radialer Richtung, mit einer ausreichenden Amplitude, vibriert.
4. EUA-Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen proximales Ende in axialer und radialer Richtung, mit einer ausreichenden Amplitude, vibriert.
5. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Frequenz, mit der die Spitze oszilliert, vorzugsweise variabel ist.
6. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schallab­ sendende vibrierende Spitze verschiedenartig ausführbar ist.
7. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie von außen durch den Katheterschlauch (1) zu der am Katheter befindlichen Vorrichtung zur endogenen Schallerzeugung, über eine flexible Welle (2) zugeführt wird.
8. EUA-Katheter nach Anspruch 1+2 und 5- 7, dadurch gekennzeichnet, daß am proxima­ len Ende der flexiblen Welle (2) ein Innen­ zylinder (3) zentrisch befestigt ist, dessen Durchmesser größer als der Wellendurch­ messer ist.
9. EUA-Katheter nach Anspruch 1 und 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß am proximalen Ende der flexiblen Welle (2) ein Innenzylinder (3) exzentrisch befestigt ist, dessen Durch­ messer größer als der Wellendurchmesser ist.
10. EUA-Katheter nach Anspruch 1+2 und 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen­ zylinder (3) an beiden Stirnseiten eine wellen­ förmige Laufbahn (5), oder wenigstens eine punkt- oder linienförmige Erhebung (5) be­ sitzt.
11. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Innenzylinder (3) von einem nicht mitdrehen­ den zylindrischen Gehäuse (4) umgeben ist, welches weich (6) am nicht mitdrehenden Katheterschaft (1) angekoppelt ist.
12. EUA-Katheter nach Anspruch 1+2 und 4-11, dadurch gekennzeichnet, daß das zylin­ drische Gehäuse (4) an beiden Innenstirn­ seiten eine wellenförmige Laufbahn (5), oder wenigstens eine punkt- oder linienförmige Er­ hebung (5) besitzt.
13. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (4) vom rotierenden Zylinder (3) zwangsgeführt wird.
14. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Katheter­ schaft (1) eine ausreichende Länge besitzt, um intraarteriell an die zu behandelnde Stelle gelangen zu können.
15. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Katheter­ schaft (1) wenigstens ein vom distalen zum proximalen Ende durchgängiges Lumen (10) für die Aufnahme der flexiblen Welle (2) be­ sitzt.
16. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er vorzugsweise ein weiteres, vom distalen zum proximalen Ende durchgängiges Lumen (8) für die Pas­ sage des Führungsdrahts (7) enthält.
17. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß er vorzugsweise wenigstens ein weiteres, vom distalen zum proximalen Ende durchgängiges Lumen für das Einspritzen einer Spülflüssigkeit enthält, sofern die Spülflüssigkeit nicht durch ein ver­ größertes, die flexible Welle (2) umman­ telndes Lumen (10), oder das Innenlumen (Fig. 1a, 8) einer als Hohlwelle ausgeführten flexiblen Welle (2) eingespritzt wird.
18. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß er vorzugsweise wenigstens ein weiteres, vom distalen zum proximalen Ende durchgängiges Lumen zum Absaugen der abgelösten Teilchen und der eingespritzten Flüssigkeiten aufweist, sofern nicht durch ein vergrößertes, die flexible Welle (2) ummantelndes Lumen (10) abge­ saugt wird.
19. EUA-Katheter nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Welle (2) mit einem Antrieb gekoppelt ist, der sich am distalen Ende des Katheters befindet. Der Antrieb kann ein ausreichendes Drehmo­ ment und eine sehr hohe, vorzugsweise vari­ able und durch geeignete Bedienelemente steuerbare Drehzahl erzeugen.
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