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Die
Erfindung betrifft eine Kathetereinrichtung zum Einführen in
ein Gefäß des menschlichen oder
tierischen Körpers,
umfassend einen Führungskatheter
und einen in diesem aufgenommenen OCT-Katheter mit einer OCT-Bildaufnahmeeinrichtung,
einen am Führungskatheter über eine
Zuleitung aufblasbaren Ballon zum Okkludieren des Gefäßes, sowie
eine Einrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit oder eines Gases in
den mittels der OCT-Bildaufnahmeeinrichtung
aufzunehmenden Gefäßbereich, insbesondere
den distal des Ballons befindlichen Gefäßbereich, wobei am Führungskatheter
ein vom ersten Ballon beabstandeter zweiter aufblasbarer Ballon zum
Okkludieren des Gefäßes vorgesehen
ist, wobei der Abschnitt des Führungskatheters
zwischen den beiden Ballonen zumindest abschnittsweise für die von
der im Inneren des Führungskatheters
angeordneten OCT-Bildaufnahmeeinrichtung
abgebbare OCT-Strahlung transparent ist.
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Die
optische Kohärenztomographie,
kurz "OCT" (optical coherence
tomography) ist ein lichtoptisches Verfahren zur Aufnahme von Bildern,
das im medizinischen Bereich unter anderem zur Aufnahme von Bildern
im Inneren eines Gefäßes verwendet wird.
Hierzu ist ein OCT-Katheter mit einer OCT-Bildaufnahmeeinrichtung
vorgesehen, der über
wenigstens einen Lichtleiter verfügt, über den von der OCT-Bildaufnahmeeinrichtung
abzugebendes Licht zugeführt
und von der Gefäßwand oder
dergleichen reflektiertes, von der OCT-Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenes
Reflexionslicht wieder zu einer Bildverarbeitungseinrichtung, die
extrakorporal angeordnet ist, geführt wird. Üblicherweise ist ein solcher OCT-Katheter
in einem Führungskatheter
aufgenommen, in dem er verschiebbar ist. Beide Katheter bilden eine
gemeinsame Kathetereinrichtung.
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Optische
Kohärenztomographie
wird in ihrer Anwendung im Gefäßsystem
dadurch behindert, dass ausgesendetes Licht, typi scherweise Licht
im nahen Infrarot-Bereich mit einer Wellenlänge von beispielsweise 1.300
nm, von Blutbestandteilen gestreut wird. Absorptionserscheinungen
sind im Vergleich zur Streuung bei den typischen OCT-Wellenlängen gering,
das heißt,
Streueffekte bilden den primären qualitätsbeeinflussenden
Faktor. Diese Streueffekte bedingen, dass während der intravaskulären OCT-Bildaufnahme
das Blut in geeigneter Weise aus dem zu untersuchenden Gefäßbereich
entfernt werden muss, um die Gefäßwand abzubilden.
Dies geschieht bei Verwendung einer Kathetereinrichtung der eingangs
genannten Art dadurch, dass über
einen reversibel aufblasbaren, am Führungskatheter angeordneten
Ballon das Gefäß und damit
der Blutfluss okkludiert wird, wobei die Okklusion bevorzugt proximal,
also stromaufwärts,
der Bildgebungsstelle liegt, so dass distal, also stromabwärts, lediglich
wenig Flüssigkeit
oder Gas zum Spülen
des noch im Gefäß befindlichen
Restblutes eingespült
werden muss. Hierüber
kann, nachdem aufgrund der Okklusion ein weiterer Zustrom vermieden
wird, das Gefäß zellfrei
gehalten und eine gute Bildqualität erreicht werden.
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Problematisch
ist jedoch, dass infolge der Okklusion des Gefäßes und damit des Blutzuflusses der
Druck im okkludierten Gefäßbereich
auf venöse Werte
sinkt. Das heißt,
bei einem üblichen
arteriellen Druck von ca. 100 mmHg stellt sich im okkludierten Gefäßbereich
ein Druck von ca. 20–30
mmHg ein. Infolge des geringeren Druckes verändert sich die Anatomie des
Gefäßes, das
wie ein elastischer Schlauch dehnbar ist, das heißt, das
bei üblichem
arteriellem Druck gedehnte Gefäß zieht
sich infolge des Druckverlustes zusammen. Die erhaltenen OCT-Bilder
geben somit eine Situation wieder, wie sie sich in natura, also
bei natürlichem
Blutfluss durch das Gefäß nicht
einstellt. Infolge des Zusammenziehens des Gefäßes sind auch etwaige Pathologien
mitunter nicht sichtbar, da diese gegebenenfalls in Gefäßfalten
verschwinden.
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Eine
Kathetereinrichtung der eingangs genannten Art, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, mit zwei voneinander beabstandeten Okklusionsballonen
vor und hinter dem für
die OCT-Strahlung transparenten Katheterabschnitt ist aus WO 2004/012589
A2 bekannt. Zwar kann hierüber
definiert ein über
den Ballonabstand definierter Gefäßabschnitt beidseits okkludiert
werden. Jedoch kann über
die dort beschriebene Kathetereinrichtung nicht sichergestellt werden,
dass dieser Gefäßabschnitt auch
tatsächlich
in seiner natürlichen
Form nach der Okklusion bildtechnisch erfasst werden kann.
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Weiterhin
ist aus
DE 36 20 123
A1 eine Mess- und Bestrahlungseinrichtung für Hohlräume bekannt,
in die ein Streumedium für
anregende Strahlung eingefüllt
und über
einen Katheter anregende Strahlung ein- sowie Messstrahlung ausgekoppelt
wird, wobei die Bestrahlungsquelle und die Messaufnehmer am Katheter
angebracht sind. Am Katheterkörper
sind mindestens zwei optisch transparente, den Katheterkörper umschließende und
im Abstand voneinander angeordnete Ballons befestigt, welche mit
Streumedium derart auffüllbar
sind, dass sie an Teilen der Wandung der Hohlräume zur Anlage kommen. Diese
Einrichtung dient der Strahlungsbehandlung von beispielsweise Tumoren
oder Karzinomen.
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Der
Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Kathetereinrichtung
anzugeben, die die Aufnahme von OCT-Bildern aus einem okkludierten Gefäßbereich,
der im Wesentlichen seine natürliche Form
besitzt, ermöglicht.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe zeichnet sich eine Kathetereinrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch
aus, dass wenigstens ein Drucksensor zum Erfassen des Gefäßdrucks
außerhalb
des zwischen den beiden Ballonen okkludierten Gefäßbereichs
vorgesehen ist, dass wenigstens ein Drucksensor zum Erfassen des
Gefäßdrucks
innerhalb des zwischen den beiden Ballonen okkludierten Gefäßbereichs
vorgesehen ist, und dass eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, über die
der Druck im okkludierten Gefäßbereich
in Abhängigkeit
des außerhalb
des Gefäßbereichs
herrschenden Drucks regelbar ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Kathetereinrichtung
kommen zwei voneinander beabstandete Ballone zum Einsatz, die zwischen sich
einen okkludierten Gefäßbereich
einschließen.
Der Führungskatheter
ist zumindest abschnittsweise im Bereich zwischen den beiden Ballonen
für die
OCT-Strahlung transparent. Zur Bildaufnahme wird der OCT-Katheter
soweit vorgeschoben, bis die OCT-Bildaufnahmeeinrichtung in dem
entsprechenden strahlungstransparenten Abschnitt positioniert ist,
was über
geeignete, beispielsweise im Rahmen einer parallelen Fluoroskopie
erfassbare Markierungen, anhand welcher die Position des Führungskatheters
sowie des OCT-Katheters erfasst werden können, überwacht werden kann. Über die
bekannte Einrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit oder eines Gases in
den aufzunehmenden Gefäßbereich
kann nun dieser Gefäßbereich
entsprechend gespült
oder gegebenenfalls eine Blutverdünnung oder dergleichen vorgenommen
werden, so dass im zumindest für
die Bildaufnahme okkludierten Gefäßbereich Verhältnisse
gegeben sind, die eine einwandfreie Bildgebung ermöglichen.
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Dabei
kann der Druck, mit dem die Spülflüssigkeit
oder das Gas zugeführt
werden, bzw. der hierüber
in dem okkludierten Gefäßbereich
eingestellt wird, so bemessen werden, dass er im Wesentlichen dem
arteriellen Druck, der ohne Okklusion im Gefäß herrscht, entspricht. Das
heißt,
es können
Druckverhältnisse
geschaffen werden, die den natürlichen Werten
zumindest annähernd
entsprechen bei gleichzeitiger Möglichkeit
der vollständigen
Okklusion des aufzunehmenden Gefäßbereichs
unter Schaffung optimaler Bildaufnahmeverhältnisse.
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Um
dies zu ermöglichen,
ist wenigstens ein Drucksensor zum Erfassen des Gefäßdrucks
außerhalb
des zwischen den beiden Ballonen okkludierten Gefäßbereichs
vorgesehen. Hierüber
kann kontinuierlich oder intermittierend der Blutdruck in dem proximalen,
dem okkludierten Gefäßbereich
vorgeschalteten Gefäßabschnitt
erfasst werden. In Abhängigkeit des
gemessenen Druckwertes kann dann die Flüssigkeits- oder Gaszuführung entsprechend
gesteuert werden. Diese wird beispielsweise auf einen zeitlich gemittelten
Druckwert eingestellt. Ist z. B. üblicherweise ein Druck von
ca. 100 mmHg gegeben, so kann auf diesen Mittelwert geregelt werden.
Die kontinuierliche Druck erfassung lässt es zu, den Ist-Gefäßdruck zu überwachen,
so dass etwaige Änderungen
des Ist-Blutdrucks, die sich beispielsweise während der Behandlung je nach
Gesundheitszustand oder Verfassung des Patienten einstellen können, sofort
erfasst werden können
und eine entsprechende Nachregelung des Zufuhrdrucks ermöglichen. Dies
gilt sowohl im Hinblick auf eine Druckerhöhung als auch eine Druckerniedrigung.
Ein solches Vorgehen ist sowohl dort zweckmäßig, wo der okkludierte Bereich
zum distalen Gefäß offen
ist, mithin also während
der Bildaufnahme kontinuierlich Spülflüssigkeit oder Spülgas in
den Bereich eingeströmt
wird, wie auch dort, wo der Gefäßbereich
nach dem Spülen
zum distalen Gefäß geschlossen
wird, mithin also die Spülflüssigkeit
oder das Spülgas
eingeschlossen ist.
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Weiterhin
ist zum Messen des Ist-Drucks außerhalb des okkludierten Gefäßbereichs
vorgesehen, wenigstens einen Drucksensor zum Erfassen des Gefäßdrucks
innerhalb des zwischen den beiden Ballonen okkludierten Gefäßbereichs
zu verwenden. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass üblicherweise
ein bestimmter arterieller Druck im Gefäß gegeben ist, beispielsweise
die beschriebenen ca. 100 mmHg. Unter kontinuierlicher Messung des Ist-Drucks
im okkludierten Gefäßbereich
kann nun dort der Gefäßinnendruck
so eingestellt werden, dass er beispielsweise konstant die genannten
ca. 100 mmHg beträgt.
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Schließlich ist,
um ein echtes Druckregeln zu ermöglichen,
eine Regeleinrichtung vorgesehen, über die der Druck im okkludierten
Gefäßbereich
in Abhängigkeit
des außerhalb
des Gefäßbereichs
herrschenden Drucks regelbar ist. Diese Ausgestaltung setzt voraus,
einen Drucksensor zum Erfassen des Drucks außerhalb des okkludierten Gefäßbereichs sowie
einen Drucksensor zum Erfassen des Drucks innerhalb des Gefäßbereichs
zu positionieren. Die beiden gemessenen Werte werden einer entsprechenden
Regeleinrichtung gegeben, die die Zuführeinrichtung für die Spülflüssigkeit
oder das Spülgas entsprechend
einer möglichen
Abweichung zwischen dem Ist-Druck im Bereich außerhalb des okkludierten Bereichs,
der den Soll- Wert
darstellt, und dem Ist-Druck im okkludierten Gefäßbereich, der den Ist-Wert
darstellt, steuert. Diese Regeleinrichtung umfasst ein geeignetes
Mess- und Regelteil, dem die Druckwerte gegeben werden, sowie eine
Flüssigkeits-
oder Gaspumpe oder dergleichen. Auch hier besteht natürlich die
Möglichkeit,
die Regelung mehr oder weniger grob oder fein einzustellen. Eine
Feinregelung beinhaltet beispielsweise das kontinuierliche Nachführen des
Ist-Drucks im okkludierten Gefäßbereich
im Hinblick auf eine etwaige Änderung des
Außendrucks,
eine Grobregelung beinhaltet beispielsweise nur eine Mittelwert-Regelung,
wobei sich dieser Mittelwert z.B. nur ändert, wenn sich der Außendruck
außerhalb
des okkludierten Gefäßbereichs um
ein bestimmtes Maß ändert.
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Besonders
zweckmäßig ist
es, wenn der Druck im okkludierten Bereich über die Regeleinrichtung den
dynamischen Druckänderungen
des Drucks außerhalb
des Gefäßbereichs
folgend regelbar ist. Das heißt,
es findet eine Feinregelung dergestalt statt, dass der Ist-Druck
im okkludierten Gefäßbereich
unmittelbar nachgeführt
wird. Der Druck außerhalb
des okkludierten Gefäßbereichs ändert sich
aufgrund der Herztätigkeit
kontinuierlich je nach gegebener Herzphase. Die systolischen und
diastolischen Drucke können
bei dieser Erfindungsausgestaltung also exakt im okkludierten Gefäßbereich
nachvollzogen werden. Infolge dieser Druckänderung ändert sich in natura auch die
Anatomie des Gefäßes, das heißt, das
Gefäß dehnt
sich bei höherem
Druck etwas aus und zieht sich bei abfallendem Druck wieder etwas
zusammen. Wird nun eine exakte Druckregelung realisiert, so kann
das reale elastische Verhalten im okkludierten Bereich nachgebildet
werden und im Rahmen einer Elastographie über die OCT-Bilder das Verhalten
des Gefäßabschnitts
bei systolischen und diastolischen Druckänderungen optisch beobachtet
werden.
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Die
hierbei aufgenommenen OCT-Bilder zeigen folglich das Gefäß in einer
radialen Ausdehnung bzw. Form, wie sie in natura gegeben ist. Es
können also
aussagekräftige
Bilder erhalten werden, die die reale Anatomie des Gefäßes zeigen.
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Wenngleich
es ausreichend ist, den zwischen den Ballonen verlaufenden Führungskatheter nur
abschnittsweise strahlungstransparent auszuführen, ist es zweckmäßig, wenn
der gesamte Abschnitt strahlungstransparent ist, um über eine
gewisse Länge
an beliebiger Position entsprechende Bilder aufnehmen zu können.
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Die
beiden Ballone können
entweder über eine
gemeinsame Zuleitung aufblasbar sein, sie wären bei dieser Ausgestaltung
also simultan aufblasbar. Denkbar ist es auch, dass jeder Ballon über eine separate
Zuleitung aufblasbar ist.
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Zum
Zuführen
der Spülflüssigkeit
oder des Spülgases,
beispielsweise CO2, ist am Führungskatheter,
insbesondere dem Abschnitt zwischen den Ballonen, zweckmäßigerweise
eine Zuführöffnung vorgesehen, über die
die über
den Führungskatheter, der
ein entsprechendes Lumen aufweist, zugeführte Flüssigkeit oder das Gas in den
Bereich zwischen den Ballonen zuführbar ist. Zum Setzen der Kathetereinrichtung
kann beispielsweise zunächst
der proximal gesehen hintere Ballon aufgeblasen werden, wonach Spülflüssigkeit
oder Spülgas über die
Zuführöffnung in
den distalen Gefäßbereich
gespült
wird. Nach Abgabe einer hinreichenden Menge, beispielsweise zwischen
0,1–30
ml, wird der zweite distale Ballon aufgeblasen. Im okkludierten
Gefäßbereich zwischen
den Ballonen befindet sich dann ausschließlich Spülflüssigkeit oder Spülgas, wonach
die Aufnahme erfolgen kann.
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Um
beide Ballone simultan aufblasen zu können, mithin also in einem
Schritt den gesamten Gefäßabschnitt
zu okkludieren, ist zweckmäßigerweise am
Führungskatheter,
insbesondere im Abschnitt des Weiteren eine Abführöffnung für zugeführte Flüssigkeit oder Gas aus dem Bereich
zwischen den Ballonen vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung würde also
zum Setzen der Kathetereinrichtung nach Positionieren derselben
zunächst
das Aufblasen beider Ballone, mithin also die Okklusion erfolgen, wonach über den
Führungskatheter
die Spülflüssigkeit
oder das Spülgas
zugegeben wird und der Bereich zwischen den Ballonen gespült wird.
Das vorhandene Restblut wird über
die Abführöffnung in
den Führungskatheter
gespült
und von diesem hinter dem distalen Ballon wieder in das Gefäß abgegeben. Nach
Zufuhr einer hinreichenden Spülmenge
ist auch hier sichergestellt, dass im aufzunehmenden Gefäßabschnitt
ausschließlich
oder zumindest in hinreichendem Maße Spülflüssigkeit oder Spülgas vorhanden
ist, so dass eine optimale Bildaufnahme erfolgen kann. Die Abführöffnung ist
zweckmäßigerweise
reversibel verschließbar,
um nicht kontinuierlich Spülflüssigkeit
nachführen
zu müssen
und um zu vermeiden, dass vom distalen Gefäßbereich her Blut zurückströmt. Zum
Verschließen
der Abführöffnung kann
beispielsweise ein über
eine Zuleitung aufblasbares Verschlusselement, beispielsweise ein
Ballon oder dergleichen, vorgesehen sein. Alternativ kann auch eine
bei einer Druckbeaufschlagung selbsttätig bewegbare Verschlussklappe
vorgesehen sein, die wie ein Ein-Weg-Ventil wirkt. Das heißt, vom
okkludierten Gefäßabschnitt
aus anströmende
Flüssigkeit bewirkt
ein Öffnen
der Verschlussklappe, während ein
Rückströmen des
vom distalen Gefäßbereich
anströmenden
Bluts sicher gesperrt wird.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der
Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Kathetereinrichtung, von
der lediglich der Bereich mit den beiden Ballonen gezeigt ist,
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2 die
Kathetereinrichtung aus 1 mit Darstellung der Zuführ- und
Abführöffnungen
am Führungskatheter,
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3 die
Kathetereinrichtung aus 2 mit verschlossener Abführöffnung,
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4 die
erfindungsgemäße Kathetereinrichtung
mit zwei Drucksensoren und einer zugeordneten Regeleinrichtung,
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5 bis 7 verschiedene
Schnittansichten durch den Führungskatheter
an den Positionen V-V, VI-VI und VII-VII in 4, und
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8 eine
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Kathetereinrichtung einer
zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Kathetereinrichtung 1,
die im gezeigten Beispiel im Inneren eines Gefäßes 2 angeordnet ist.
Die Kathetereinrichtung 1 besteht aus einem Führungskatheter 3,
der ein Lumen aufweist, in dem ein OCT-Katheter 4 längsbeweglich
angeordnet ist. Auf den konkreten Aufbau des Führungskatheters 3 sowie
die verschiedenen vorgesehenen Lumina wird nachfolgend noch eingegangen.
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Am
Führungskatheter 3 ist
ein erster reversibel aufblasbarer Ballon 5, beispielsweise
aus einem elastischen Kunststoff, vorgesehen, der über eine
in dieser Darstellung nicht näher
gezeigte Zuleitung mit einem Aufblasgas aus einer zusammengefallenen
in die in 1 gezeigte aufgeblasene Form,
in der er an der Gefäßwand, diese
abdichtend, anliegt, aufgeblasen werden kann. Gezeigt ist ferner
ein zweiter Ballon 6, der ebenfalls über eine nicht näher gezeigte Zuleitung,
bei der es sich um eine separate Zuleitung oder um dieselbe Zuleitung
wie die, die zum Ballon 5 führt, handeln kann, aus einer
zusammengefallenen Stellung, in der er nahe dem Führungskatheter
liegt, in die aufgeblasene Form, in der er wie 1 zeigt, an
der Gefäßinnenwand
anliegt, bringbar ist.
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Beide
Ballone 5, 6 dienen zum Okkludieren eines Gefäßbereichs 7 zwischen
sich. Der Abschnitt 8 des Führungskatheters 3,
der sich zwischen den beiden Ballonen, die je nach Anwendung um
mehrere Zentimeter voneinander beabstandet sein können, ist
zumindest abschnittsweise, bevorzugt aber über seine gesamte Länge, transparent
für die
von einer OCT-Bildaufnahmeeinrichtung 9, die am OCT-Katheter 4 angeordnet
ist, abgebbare OCT-Strahlung 10, so dass von der Gefäßinnenwand
in dem okkludierten Gefäßabschnitt 7 Bilder
aufgenommen werden können.
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Um
aus dem okkludierten Gefäßbereich 7 Bilder über die
OCT-Bildaufnahmeeinrichtung 9 aufnehmen
zu können,
ist es erforderlich, das Restblut in diesem Bereich zu entfernen.
Hierzu zeigt 2 eine am Führungskatheter 3 bzw.
am Abschnitt 8 ausgebildete Zuführöffnung 11, der über ein
in dieser Fig. nicht näher
gezeigtes, jedoch nachfolgend noch beschriebenes Lumen bzw. Zuleitung
eine Spülflüssigkeit
oder ein Spülgas
von einer externen Zuführeinrichtung
zugeführt
werden kann.
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Am
Führungskatheter 3 bzw.
dem Abschnitt 8 ist ferner eine Abführöffnung 12 vorgesehen, über die
in den Gefäßbereich 7 über die
Zuführöffnung 11 zugeführte Spülflüssigkeit
oder zugeführtes
Spülgas zusammen
mit dem darin befindlichen Restblut aus diesem Gefäßbereich 7 abgeführt werden
kann. Hierzu läuft
von der Abführöffnung 12 ausgehend
ein auch hier nicht näher
gezeigtes, nachfolgend aber beschriebenes Lumen oder Ableitung in
den dem Ballon 6 nachgeschalteten Gefäßbereich, wo die Spülflüssigkeit-Blut-Mischung
in das nicht-okkludierte Gefäß austritt.
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Der
Abführöffnung 12 zugeordnet
ist ein Verschlusselement 13, das über eine nicht näher gezeigte,
nachfolgend jedoch noch beschriebene Zuleitung von einer externen
Einrichtung aufgeblasen werden kann. Es handelt sich auch hier um
einen kleinen Ballon, mit dem die Abführöffnung 12 dicht verschlossen werden
kann. Dieser Zustand ist in 3 gezeigt,
wo das Verschlusselement aufgeblasen dargestellt ist und ersichtlich
die Abführöffnung 12 verschließt.
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Sollen
nun OCT-Bilder aus dem Inneren des Gefäßes 2 aufgenommen
werden, so wird zunächst die
Kathetereinrichtung 1, die natürlich wesentlich länger ist
als der in den Figuren gezeigte Spitzenabschnitt, in das Gefäß bis zur
gewünschten
Stelle eingeschoben. Anschließend
werden bevorzugt über eine
gemeinsame externe Aufblaseinrichtung die beiden Ballone 5, 6,
die z. B. an einer gemeinsamen Zuleitung hängen, aufgeblasen. Das Gefäß 2 wird
hier also simultan an zwei voneinander beabstandeten Stellen verschlossen.
In dem zwischen den Ballonen 5, 6 eingeschlossenen
Gefäßabschnitt 7 befindet sich
zu diesem Zeitpunkt noch Blut. Dieses muss entfernt werden, da ansonsten
infolge der kontinuierlich eintretenden Streuprozesse der von der
OCT-Bildaufnahmeeinrichtung 9 emittierten OCT-Strahlung 10 an
vorhandene Blutkörperchen
keine aussagekräftigen
OCT-Bilder aufgenommen werden können.
Zu diesem Zweck wird nun über
eine in den 1–3 nicht
näher gezeigte,
nachfolgend aber noch beschriebene Flüssigkeits- oder Gaszuführung Spülflüssigkeit
oder Spülgas über eine
geeignete Zuführleitung
zur Zuführöffnung 11 gepumpt.
Die Spülflüssigkeit
oder Spülgas
tritt dort aus und spült
das im Gefäßbereich
vorhandene Restblut in die Abführöffnung 12,
von der es über
die nicht näher
gezeigte Abführleitung
in den dem Ballon 6 distal folgenden Gefäßbereich
austritt. Nach Zugabe einer ausreichend bemessenen Flüssigkeits-
oder Gasmenge ist sichergestellt, dass sich im Gefäßbereich 7 kein
Restblut mehr befindet, oder aber in einer solchen Konzentration,
die für
eine OCT-Bildaufnahme nicht mehr störend ist. Ist sichergestellt,
dass der Gefäßbereich 7 ausreichend
gespült
ist, wird über
eine geeignete, in den 1–3 nicht
näher gezeigte,
nachfolgend aber noch beschriebene Zuführeinrichtung das aufblasbare
Verschlusselement 13 aufgeblasen, so dass die Abführöffnung 12 dicht
verschlossen wird. Als Spülflüssigkeit
kann beispielsweise eine Kochsalzlösung verwendet werden, denkbar
ist aber auch eine Zuckerlösung
oder eine Dextranlösung,
wobei diese Lösungen
auch der Einstellung des Brechungsindex des Blutes dahingehend dienen
können,
dass ein gegebener Brechungsindexunterschied zwischen den Blutkörperchen
und der Flüssigkeit
aufgehoben wird, so dass die Streueffekte minimiert werden. Als
Spülgas
kann z.B. CO2 verwendet werden, das im Gefäß sehr schnell
resorbiert wird und keine Beeinträchtigungen mit sich bringt.
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Über die
Flüssigkeits-
oder Gaspumpe kann nun ein hinreichender Druck im Gefäßabschnitt 7,
der auf einen beispielsweise vorgegebenen Wert gesetzt wird, aufrechterhalten
werden. Nachdem nunmehr keine Streuzentren mehr vorhanden sind,
kann die OCT-Bildaufnahme erfolgen. Bedingt durch das beidseitige
Abschließen
des Gefäßbereichs 7 und
die Möglichkeit,
einen bestimmten Druck innerhalb des Gefäßbereichs 7 einzustellen,
kann mit besonderem Vorteil eine Niederdruck-Okklusion erreicht
werden, ohne dass eine anatomische Änderung des okkludierten Gefäßbereichs,
in dem die Bilder aufgenommen werden, eintritt.
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4 zeigt
die Kathetereinrichtung 1 aus den 1–3 in
Verbindung mit einer Regeleinrichtung 14. An der Kathetereinrichtung 1 bzw.
am Führungskatheter 3 sind
zwei Drucksensoren vorgesehen, nämlich
ein erster Drucksensor 15, der proximal zum Ballon 5 positioniert
ist, und der den Druck im Ge fäßbereich 16 misst.
Dieser Druck entspricht dem arteriellen Druck und beträgt im Mittel
beispielsweise ca. 100 mmHg. Ferner ist ein zweiter Drucksensor 17 vorgesehen,
der den Druck im Gefäßabschnitt 7 misst.
Beide Drucksensoren sind über
geeignete Zuleitungen 18, 19 mit der Regeleinrichtung 14 verbunden.
Diese weist zwei Aufnahmemittel 20, 21 auf, die
die von den Drucksensoren 15 und 17 kontinuierlich
gemessenen Druckkurven aufnehmen und gegebenenfalls speichern. Dabei
stellt der im Gefäßabschnitt 16 aufgenommene
Druck den Soll-Wert
dar, während
der im Gefäßabschnitt 7 aufgenommene
Druck den Ist-Wert darstellt. Geregelt wird auf den Soll-Wert, wozu
ein Regelglied 22 vorgesehen ist, das die beiden aufgenommenen
Soll- und Ist-Druckwerte miteinander vergleicht und entsprechende
Signale zur Steuerung einer Pumpe 23, über die Spülflüssigkeit oder Spülgas aus
einem Vorrat 24 über
die Zuleitung 25 zur Zuführöffnung 11 gefördert wird.
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4 zeigt
als Prinzipskizze ein Zeit-Druck-Diagramm 26, das den sich
mit der Herztätigkeit ändernden
Blutdruck, wie er vom Drucksensor 15 gemessen wird, darstellt.
Dieser Blutdruck kann im Rahmen einer Feinregelung im Gefäßabschnitt 7 nachgeregelt
werden, das heißt,
die Pumpe 23 wird entsprechend angesteuert, so dass eine
der Zeit-Druck-Kurve 26 entsprechende Regelkurve 27 der
Regelung zugrunde gelegt werden kann. Die Druckverhältnisse
im Gefäßbereich 7 sind
also genau denjenigen gleich, wie sie im Gefäßbereich 16 real herrschen.
Dynamische Druckänderungen
können
also exakt nachgebildet werden, so dass beispielsweise im Rahmen
einer Elastographie die realen Gefäßbewegungen auch im okkludierten
Bereich optisch überwacht
werden können.
In jedem Fall wird erreicht, dass das Gefäß in seiner natürlichen
Anatomie aufgenommen werden kann.
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5 zeigt
als Prinzipdarstellung eine Schnittansicht durch den Führungskatheter 3 längs der
Linie oder Ebene V-V in 4. Gezeigt ist ein zentrales
inneres Lumen 28, in das der OCT-Katheter 4 eingeschoben
ist.
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Ein
weiteres Lumen 29 führt
zum proximalen Ballon 5. Über dieses Lumen 29 kann
das Gas zum Aufblasen des Ballons zugeführt bzw. zum Entleeren des
Ballons 5 abgeführt
werden.
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Ein
drittes Lumen 30 führt
zum distalen Ballon 6, dieser kann über dieses Lumen 30 aufgeblasen bzw.
entlastet werden. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass
hier zwei separate Lumina 29, 30 für jeweils
einen Ballon 5, 6 vorgesehen sind. Es ist selbstverständlich denkbar,
beide Ballone 5, 6 nur über ein Lumen zu bedienen.
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Ein
viertes Lumen 31 ist zur Zuführung der Spülflüssigkeit
oder des Spülgases
vorgesehen. Dieses Lumen 31 führt zur Zuführöffnung 11.
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Weiterhin
ist die Zuleitung 18 vorgesehen, die zum Drucksensor 15 führt, sowie
die Zuleitung 19, die zum Drucksensor 17 führt.
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Schließlich ist
ein fünftes
Lumen 32 vorgesehen, über
welches das Verschlusselement 13 aufgeblasen bzw. entlastet
werden kann. Die entsprechenden Lumina 29, 30 und 32 sind
mit entsprechenden Gaszuführ-
bzw. Gasabführeinrichtungen
in Form geeigneter Pumpen oder dergleichen gekoppelt, wobei sofern
möglich
eine Pumpe alle Lumina bedient und entsprechende Ventil- oder Stellelemente
vorgesehen sind, über
die die jeweiligen Lumina geöffnet oder
geschlossen werden können.
Das Lumen 31 ist mit der Pumpe 23 gekoppelt. Die
beiden Leitungen 18, 19 sind wie beschrieben mit
der Regeleinrichtung 14 verbunden.
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6 zeigt
eine Schnittansicht längs
der Linie oder Ebene VI-VI aus 4. Gezeigt
ist auch hier das innere Lumen 28 mit dem OCT-Katheter 4,
das Lumen 30, das zum distalen Ballon 6 führt, sowie
das Lumen 32, das zum Ventilelement 13 führt. Die
dargestellte Schnittebene verläuft
hier durch die Zuführ öffnung 11,
in die das Lumen 31 mündet,
und aus der die Spülflüssigkeit
oder das Spülgas
in den Gefäßbereich 7 tritt.
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7 zeigt
schließlich
den Führungskatheter 3 im
Schnitt längs
der Linie oder Ebene VII-VII. Gezeigt ist das zentrale Lumen 28,
wobei dieses Lumen in diesem Bereich nicht unbedingt mehr vorgesehen
sein muss. Weiterhin ist ein sechstes Lumen 33 gezeigt,
das mit der Abführöffnung 12 in
Verbindung steht und über
das das aus dem Gefäßbereich 7 herausgespülte Blut
in den nachgeschalteten Gefäßbereich
abfließt.
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8 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Kathetereinrichtung 34.
Auch diese besteht aus einem Führungskatheter 35,
in dem ein in einem geeigneten, nicht näher gezeigten Lumen ein OCT-Katheter 36 verschiebbar
aufgenommen ist. Am Führungskatheter 35 sind
auch hier zwei Ballone 37, 38 vorgesehen, die
in 8 in zusammengefallener, also nicht aufgeblasener
Position gezeigt sind. Die aufgeblasenen Formen sind durch die gestrichelten
Linien dargestellt. Auch hier ist der Abschnitt 39 des
Führungskatheters
zwischen den beiden Ballonen 37, 38 für die von
der OCT-Bildaufnahmeeinrichtung 40 abgegebene OCT-Strahlung
transparent. In entsprechender Weise wie bezüglich der 5, 6,
und 7 beschrieben sind am Führungskatheter geeignete Lumina
vorgesehen, an denen wie beschrieben der OCT-Katheter 36 geführt ist
bzw. die mit den Ballonen 37, 38 verbunden sind,
um diese aufzublasen. Auch bei dieser Ausführungsform ist jeder Ballon 37, 38 mit
einem eigenen Lumen verbunden, wie dies in 5 gezeigt
ist, das heißt,
jeder Ballon 37, 38 kann separat aufgeblasen werden.
Gezeigt ist des Weiteren eine am Abschnitt 39 vorgesehene
Zuführöffnung 41, über die
Spülflüssigkeit
oder Spülgas,
das ebenfalls über
ein geeignetes Lumen zugeführt
wird, in den Gefäßbereich
austreten kann. Die entsprechenden Lumina sind selbstverständlich mit
entsprechenden Einrichtungen zur Gaszufuhr, zum Aufblasen der Ballone 37, 38 bzw.
zum Zuführen
der Spülflüssigkeit verbunden,
wenngleich dies hier nicht näher
gezeigt ist. Insofern sei, soweit die Funktionen die gleichen sind,
auf die Ausführungen
zu 4 verwiesen. Der OCT-Katheter ist selbstverständlich wie
auch der OCT-Katheter 4 mit einer entsprechenden OCT-Bildverarbeitungseinheit
verbunden, wenngleich eine solche auch in den 1–7 nicht
näher gezeigt ist.
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Bei
dieser Kathetereinrichtung erfolgt das Setzen und Okkludieren anders
als bei der Kathetereinrichtung 1. Die Kathetereinrichtung 34 wird
zunächst
in das Gefäß eingeführt, wonach
bei Erreichen der gewünschten
Position, die auch hier über eine
geeignete Fluoroskopie überwacht
werden kann (hierzu sind am OCT-Katheter wie am Führungskatheter
entsprechende Röntgenmarkierungen
oder dergleichen vorgesehen), zunächst der Ballon 37 aufgeblasen
wird. Das Gefäß wird also
zunächst
an einer ersten proximalen Stelle okkludiert. Anschließend wird über eine
Flüssigkeits-
oder Gaspumpe Spülflüssigkeit
oder Spülgas über die
Zuführeinrichtung 41 in
den distalen Gefäßbereich
gepumpt, so dass dieser von Blut freigespült wird. Nach Abgabe einer
hinreichend bemessenen Flüssigkeits- oder Gasmenge, z.B.
0,1–20
ml, und unter Annahme, dass ein Gefäßabschnitt, der mindestens
dem Abstand zwischen den beiden Ballonen 37, 38 entspricht,
von Blut freigespült
ist, wird nun der zweite Ballon 38 über eine geeignete Pumpe aufgeblasen. Das
Gefäß wird also
an der zweiten Stelle okkludiert, so dass insgesamt der zwischen
den beiden Ballonen 37, 38 verlaufende Gefäßabschnitt
beidseitig geschlossen ist. Er ist mit Spülflüssigkeit oder dergleichen gefüllt, so
dass die OCT-Bildaufnahme optimal erfolgen kann.
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Etwaige
Drucksensoren sind bei dieser Ausführungsform nicht vorgesehen,
können
aber vorgesehen sein. Ohne Drucksensoren wird beispielsweise stets
ein konstanter Druck von z.B. 100 mmHg eingestellt, also ein Druck,
der einem Erfahrungswert im üblicherweise
nicht-okkludierten Gefäßbereich herrschenden
Druck entspricht. Eine echte Druckregelung, wie bezüglich 4 beschrieben,
ist bei dieser Ausführungsform
nicht vorgesehen. Gleichwohl kann beispielsweise über ein
pa rallel aufgenommenes EKG der Herzrhythmus aufgenommen werden und
in Abhängigkeit
des Herzrhythmus die Pumpe, über
die Flüssigkeit über die
Zuführöffnung 41 in
den okkludierten Gefäßbereich
gedrückt
wird, bzw. worüber
der Innendruck im Gefäßbereich
definiert wird, entsprechend gesteuert werden. Das heißt, es liegt kontinuierlich
ein gewisser Mindestdruck an, der auf einem über die Pumpe definierten,
dort beispielsweise einstellbaren und ablesbaren Mittelwertdruck
definiert ist. Bei dieser Ausführungsform
ist also ein anderes Setzen, sowie ein anderer Betrieb erforderlich, nachdem
dort keine Abführöffnung und
auch keine Drucksensoren vorgesehen sind.
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Die
Kathetereinrichtung wird über
einen zuvor in das Gefäß eingeführten Führungsdraht,
der in einer hier nicht weiter gezeigten Tasche am Führungskatheter
aufgenommen ist, zur zu untersuchenden Stelle geführt. Nach
Erreichen der gewünschten Position
wird der Führungsdraht
etwas zurückgezogen
und aus dem Bereich, der als OCT-Bild aufgenommen werden soll, bewegt,
wozu die Tasche lang genug ausgeführt sein muss, damit der Führungsdraht
nicht versehentlich herausrutscht. Somit stört er die OCT-Bildaufnahme
nicht. Nach Beendigung der Aufnahme kann der Führungsdraht wieder vorgeschoben
werden, um dann gegebenenfalls den Ballonkatheter aus dem Gefäß zu ziehen.
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Insgesamt
lassen die erfindungsgemäßen Kathetereinrichtungen
eine Niederdruck-Okklusion mit sehr niedrigem Aufblasdruck der Ballone
(anders als die hohen Drucke, die bei einer Arteriendilatation angewendet
werden, und wo eine starke Gefäßdehnung
erwünscht
wird) zu, verbunden mit der Möglichkeit,
das Gefäß in seinen
realen geometrischen Verhältnissen
abzubilden, wie sie ohne Okklusion vorliegen, was die diagnostische
Aussagekraft erhöht.
Das Volumen der benötigten
Spülflüssigkeit
bzw. des Spülgases,
das den Patienten appliziert wird, ist deutlich reduziert, was das
Risiko der Unterbrechung der Blutzufuhr verringert, da bei unterbrochener
Blut zufuhr das in den Kapillaren verbleibende Blut nicht ausgespült wird.