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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Führungsdraht für ein medizinisches
Instrument, der einen Führungsdrahtkern
und eine den Führungsdrahtkern
wenigstens abschnittweise umgebende Ummantelung aufweist und der
sich beispielsweise für ein
medizinisches Instrument eignet, das für Magnetresonanztomographie,
abgekürzt
MRT oder auch MR, bzw. Kernmagnetresonanz (NMR) und/oder Untersuchungen
mit Röntgenstrahlungsanwendung tauglich
ist.
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Bei
herkömmlichen
Führungsdrähten dieser Art
dient der Führungsdrahtkern,
nachstehend auch kurz als Kern bezeichnet, typischerweise dazu,
eine gewünschte
Steifigkeit des Führungsdrahtes
bereitzustellen, während
die Ummantelung typischerweise dem Schutz des Kerns und/oder dem
Anbringen von Markierungen dient und dementsprechend aus einem gegenüber dem
Kern flexibleren und/oder weicheren Material gebildet ist, siehe
beispielsweise die Offenlegungsschrift
DE 100 20 739 A1 für den speziellen
Fall von unter Röntgenstrahlung
sichtbaren Markierungen.
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Es
ist dabei auch bekannt, den Führungsdrahtkern
in einem distalen, d.h. anwendungsseitigen, vorderen Endabschnitt
zu verjüngen,
um diesen distalen Endabschnitt flexibler zu gestalten als einen anschließenden Schaftabschnitt.
Der verjüngte
Kernabschnitt kann ebenfalls von einer weicheren Ummantelung umgeben
oder in anderer Weise je nach Bedarf speziell gestaltet sein. So
beschreibt beispielsweise die Patentschrift
DE 101 38 953 B4 einen Führungsdraht
mit einem Kern, der in einem distalen Endabschnitt verjüngt und
von einer Schraubenfederummantelung umgeben ist, die über eine
stumpfe vordere Endkuppe mit dem Vorderende des verjüngten Kerns
verbunden ist.
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Der
Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines
neuartigen Führungsdrahtes der
eingangs genannten Art zugrunde, der sich mit relativ geringem Aufwand
unter Erzielung einer gewünschten
Flexibilität
in wenigstens einem Endabschnitt und einer gewünschten Steifigkeit in einem
anschließenden
Schaftabschnitt und bei Bedarf MRT-tauglich und/oder röntgenstrahlungstauglich fertigen
lässt.
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Die
Erfindung löst
dieses Problem durch die Bereitstellung eines Führungsdrahtes mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Bei diesem Führungsdraht ist
die Ummantelung wenigstens in einem an einen Endabschnitt anschließenden Schaftabschnitt
mit gegenüber
dem Führungsdrahtkern
höherer
Steifigkeit gebildet.
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Dies
ermöglicht
zum einen eine relativ einfache Herstellung z.B. aus einem endlosen
Basismaterial aus zwei oder mehr verschiedenen Materialien für den Kern
einerseits und die Ummantelung andererseits. Zum anderen bietet
dies die Voraussetzung, in fertigungstechnisch einfacher Weise bei
Bedarf wenigstens einen Endabschnitt mit einer gewünschten Flexibilität zu fertigen,
wie sie typischerweise für
Führungsdrähte von
medizinischen Instrumenten benötigt
wird, d.h. einer gegenüber
dem Schaftabschnitt merklich geringeren Steifigkeit. Denn dazu ist
es ledig lich notwendig, den Führungsdraht
z.B. von einem endlosen Basismaterial mit Kern und Umhüllung abzuschneiden
und die Umhüllung,
die erfindungsgemäß eine höhere Steifigkeit
als der Kern besitzt, im betreffenden Endabschnitt zu entfernen,
so dass sie nur noch die höhere
Steifigkeit des Führungsdrahtes im
anschließenden
Schaftabschnitt bestimmt.
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Der
Endabschnitt mit dem verbliebenen Kern kann in gewünschter
Weise weiter bearbeitet werden, z.B. durch Anbringen einer Umhüllung aus
anderem Material und/oder durch Anbringen einer oder mehrerer weiterer
Komponenten je nach Anwendungszweck des Führungsdrahtes. Die Flexibilität bzw. Steifigkeit
dieses Endabschnitts ist dann nicht wie im anschließenden Schaftabschnitt
von der gegenüber
dem Kern steiferen Ummantelung bestimmt, sondern vom Kern und/oder
der oder den dort zusätzlich
angebrachten Komponenten.
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Beispielhafte
Ausgestaltungen der Erfindung hinsichtlich der Wahl des Materials
für den
Kern einerseits und die Ummantelung andererseits sind im Anspruch
2 angegeben.
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In
Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist ein distaler flexibler
Endabschnitt des Führungsdrahtes
von einer Umhüllung
umgeben, die eine gegenüber
der Ummantelung im anschließenden
Schaftabschnitt und/oder gegenüber
dem Kern niedrigere Steifigkeit besitzt. Dadurch lässt sich
der distale Endabschnitt mit gegenüber dem Schaftabschnitt geringerer
Steifigkeit und demgemäß höherer Flexibilität realisieren
und gleichzeitig der Kern mit einer Umhüllung versehen, die auf den
gewünschten Anwendungszweck
abgestimmt gestaltet werden kann. In weiterer Ausgestaltung ist
gemäß Anspruch 4
je nach Bedarf ein abrupter oder stetiger Übergang zwischen der Umhüllung des
distalen Endabschnitts und der Ummantelung des anschließenden Schaftabschnitts
vorgesehen.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 beinhaltet der
Führungsdrahtkern
ein oder mehrere, über
den Querschnitt der Ummantelung höherer Steifigkeit verteilt
angeordnete Einzelkerne aus einem Monofil- oder Mehrfaser-Material und/oder
einem Verbundmaterial mit hartelastischem Innenkern und umgebendem
Gewebematerial. Dadurch lassen sich die Steifigkeits- bzw. Biegeeigenschaften
des Führungsdrahtes
im entsprechenden Abschnitt, der die Ummantelung höherer Steifigkeit aufweist,
in je nach Anwendungszweck gewünschter Weise
beeinflussen bzw. einstellen. So ist die Steifigkeit des Schaftabschnitts
beispielsweise je nach Zusammensetzung, Lage und Verteilung des
oder der Einzelkerne und je nach Verhältnis der Kernquerschnittsfläche zur
Querschnittsfläche
der steiferen Ummantelung in weitem Umfang variierbar.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 sind ein oder
mehrere elektrische Leiter im Kern und/oder in der Umhüllung vorgesehen.
Dies macht den Führungsdraht
geeignet für
Anwendungen, in denen durch den Führungsdraht hindurch elektrische
Ströme
geführt
werden. In weiterer Ausgestaltung sind gemäß Anspruch 7 verschiedene Anschlussmöglichkeiten
der elektrischen Leiter am proximalen Führungsdrahtende realisierbar.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 ist im distalen
Endabschnitt des Führungsdrahtes
ein MRT- und/oder Röntgenstrahlungs-Funktionselement
vorgesehen, d.h. ein Funktionselement, welches den Führungsdraht
für MRT- und/oder
Röntgenstrahlungsanwendungen
tauglich macht.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 ist im distalen
Endabschnitt eine Spiralstruktur, Geflechtstruktur, elektrische
Kondensatorstruktur, elektrische Spulenstruktur und/oder eine separate
Endkuppe vorgesehen. Derartige Komponenten eignen sich für spezifische
An wendungen, z.B. zur Bereitstellung einer MRT-Funktion oder einer Röntgenstrahlungssichtbarkeit,
zur Erzeugung elektrischer und/oder magnetischer Felder und/oder
zur Realisierung von Sensorelementen zur Messung von Druck, Spannung,
Temperatur und anderen Größen.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 ist der distale
Endabschnitt des Führungsdrahtes
mit einer Umhüllung
versehen, die ein Füllmaterial
beinhaltet, das regelmäßig oder
zufällig verteilt
angeordnete Voll- oder Hohlmaterialkörper beinhaltet, oder die distale
Umhüllung
ist durch ein Hohlschaummaterial mit regelmäßig oder zufällig verteilt
angeordneten Hohlräumen
realisiert. Diese Art distaler Umhüllung bietet die Möglichkeit,
die Hohlräume
und/oder das Füllmaterial
mit einem Fremdstoff zu dotieren, um gewünschte magnetische Eigenschaften
des distalen Endabschnitts einzustellen, wie in Ausgestaltung der
Erfindung nach Anspruch 11 vorgesehen. Dies kann z.B. vorteilhaft
für MRT-Anwendungen
genutzt werden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 12 ist im distalen
Endabschnitt des Führungsdrahtes
eine den Kern umgebende Spiralfeder und/oder ein den Kern umgebendes
Rohrstück und/oder
ein neben dem Kern verlaufendes Drahtstück vorgesehen, die jeweils
als flexibilitätsbeeinflussendes
Element fungieren, d.h. mit einem oder mehreren dieser Elemente
kann die Flexibilität
des distalen Endabschnitts ausgehend von derjenigen des Kerns gezielt
eingestellt werden.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend
beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine
ausschnittweise Längsansicht
eines endlosen Basismaterials zur Führungsdrahtherstellung,
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2 eine
Längsschnittansicht
eines unter Verwendung des Endlosmaterials von 2 hergestellten
Führungsdrahtes
mit abruptem Übergang von
einer weicheren, distalen Umhüllung
zu einer steiferen, schaftseitigen Ummantelung,
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3 eine
Ansicht entsprechend 2 für eine Führungsdrahtvariante mit stetigem Übergang zwischen
distalen Umhüllung
und schaftseitiger Ummantelung,
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4 eine
Ansicht entsprechend 3 für eine Variante, bei der auch
im anderen Endabschnitt die steifere Ummantelung durch eine weichere
Umhüllung
ersetzt ist,
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5 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine Variante mit zusätzlicher
Außenbeschichtung,
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6 eine
Querschnittansicht längs
einer Linie VI-VI von 2,
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7 bis 9 je
eine Querschnittansicht entsprechend 6 für weitere
Führungsdrahtvarianten,
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10 eine
Querschnittansicht längs
einer Linie X-X von 5,
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11 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine Variante mit zusätzlichem
Füllmaterial
in der schaftseitigen Ummantelung,
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12 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine Führungsdrahtvariante mit mehreren, über den
Ummantelungsquerschnitt verteilt angeordneten Einzelkernen des Führungsdrahtkerns
im Schaftbereich,
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13 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine Führungsdrahtvariante mit einem
Führungsdrahtkern
aus Verbundmaterial,
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14 eine
Querschnittansicht längs
einer Linie XIV-XIV von 11,
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15 eine
Längsschnittansicht
längs einer Linie
XV-XV von 12,
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16 eine
Querschnittansicht längs
einer Linie XVI-XVI von 13,
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17 eine
Längsschnittansicht
eines proximalen Führungsdrahtabschnitts
mit geradem Ende,
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18 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 17 für eine Variante mit gerundetem
proximalem Ende aus dem Ummantelungsmaterial,
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19 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 18 für eine Variante mit einem proximalen Ende
aus einer gerundeten Endkappe aus zusätzlichem Material,
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20 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 18 für eine Führungsdrahtvariante mit elektrischen
Leitern, die proximal ausmünden,
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21 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 20 für eine Führungsdrahtvariante, bei der
die elektrischen Leiter in einem proximalen, steckbaren Anschluss
gefasst sind,
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22 im
linken Teilbild eine Längsschnittansicht
entsprechend 20 für eine Führungsdrahtvariante, bei der
die elektrischen Lei ter zu proximalen Endkontaktflächen geführt sind,
und im rechten Teilbild eine Draufsicht auf die proximale Spitze,
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23 eine
Querschnittansicht längs
einer Linie XXIII-XXIII von 20,
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24 eine
Querschnittansicht entsprechend 23 für eine Führungsdrahtvariante,
bei der die elektrischen Leiter statt in die Ummantelung in den
Kern eingearbeitet sind,
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25 im
linken Teilbild eine Längsschnittansicht
eines distalen Führungsdrahtendabschnitts mit
den Kern umgebender Spiralfeder und im rechten Teilbild eine zugehörige Querschnittansicht,
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26 eine
Darstellung entsprechend 25 für eine Führungsdrahtvariante
mit einem den Kern im distalen Endabschnitt umgebenden Rohr,
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27 eine
Darstellung entsprechend 25 für eine Führungsdrahtvariante
mit einem im distalen Endabschnitt neben dem Kern platzierten Drahtstück,
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28 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine Führungsdrahtvariante mit funktioneller
Spule im distalen Endabschnitt,
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29 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine Führungsdrahtvariante mit funktionellem
Geflecht im distalen Endabschnitt,
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30 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine Führungsdrahtvariante mit funktioneller
distaler Endkuppe,
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31 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 28 für eine Führungsdrahtvariante mit elektrisch
angeschlossener Spule im distalen Endabschnitt,
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32 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 29 mit elektrisch angeschlossenem
Kondensatorgeflecht im distalen Endabschnitt,
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33 eine
Längsschnittansicht
entsprechend 3 für eine Führungsdrahtvariante mit bis zur
distalen Endspitze durchgehenden elektrischen Leitern,
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34 im
linken Teilbild eine Querschnittansicht eines distalen Endabschnitts
eines Führungsdrahtes
entsprechend 3 für eine Variante mit MRT-funktionellen,
zufallsverteilt in einer distalen Umhüllung eingebrachten Füllmaterialkugeln
und im rechten Teilbild eine Querschnittansicht längs der
Linie XXXIV-XXXIV des linken Teilbilds,
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35 eine
Darstellung entsprechend 34 für eine Führungsdrahtvariante
mit regelmäßig in die
distale Umhüllung
eingebrachten Füllmaterialkugeln,
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36 eine
Darstellung entsprechend 34 für eine Führungsdrahtvariante
mit einer distalen Umhüllung
aus einem Hohlschaummaterial mit einer regelmäßigen Struktur und
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37 eine
Darstellung entsprechend 36 für eine Führungsdrahtvariante
mit einer distalen Umhüllung
aus einem Hohlschaummaterial mit unregelmäßiger Hohlraumstruktur.
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Für die Herstellung
erfindungsgemäßer Führungsdrähte ist
in vorteilhafter Weise ein endloses Basismaterial aus zwei oder
mehr verschiedenen Materialien verwendbar, z.B. das in 1 ausschnittweise
im Längsschnitt
gezeigte Endlosmaterial 1, das einen Kern 2 und
eine den Kern 2 umgebende Ummantelung 3 beinhaltet.
Charakteristischerweise besitzt die Ummantelung 3 eine
höhere
Steifigkeit als der Kern 2, so dass die Steifigkeit eines
damit hergestellten Führungsdrahtes
durch diejenige der Ummantelung 3 bestimmt ist. Zu diesem
Zweck besteht die Ummantelung 3 aus einem verglichen mit
dem Kern 2 härteren,
steiferen Werkstoff, während
der Kern 2 aus einem demgegenüber weicheren, elastischeren,
zähen Werkstoff
besteht. Für
die Ummantelung 3 eignen sich beispielsweise an sich bekannte hochwertige
Kunststoffe, wie Peek-Material
oder Polyimid-Material, für
den Kern 2 kann ebenfalls ein Kunststoffmaterial mit den
besagten Eigenschaften, alternativ auch ein Metallmaterial verwendet
werden, z.B. ein Drahtlitzenmaterial aus Edelstahl oder NiTi.
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2 zeigt
einen z.B. unter Verwendung des Endlosmaterials von 1 herstellbaren
Führungsdraht.
In einem in 2 linken, im Gebrauch des Führungsdrahtes
vorderen, distalen Endabschnitt 4 besitzt der Führungsdraht
eine gegenüber
einem anschließenden,
restlichen Schaftabschnitt 5 niedrigere Steifigkeit und
damit erhöhte
Flexibilität,
d.h. Biegefähigkeit,
wie dies häufig
im Gebrauch von Führungsdrähten in
medizinischen Instrumenten gewünscht und
gefordert ist. Vorliegend wird dies dadurch erreicht, dass die steifigkeitsbestimmende
Ummantelung 3 im distalen Endabschnitt 4 des Führungsdrahtes
entfernt wird, nachdem zuvor der Führungsdraht in der gewünschten
Länge vom
Endlosmaterial abgeschnitten wurde. Alternativ kann vorgesehen sein, bei
der Fertigung des Führungsdrahtes
den Kern 2 in erforderlicher Länge von einem Führungsdrahtkern-Endlosmaterial
abzutrennen und ihn anschließend
nur im Schaftabschnitt 5 mit der steiferen Ummantelung
zu versehen. Der distale Endabschnitt des verbleibenden Kerns 2 wird
dann mit einer Umhüllung 6 umgeben,
die im gezeigten Beispiel von 2 an einer Übergangsstelle 7 abrupt
an die im Schaftabschnitt 5 verbleibende, steifigkeitsbestimmende
Ummantelung 3 anschließt,
d.h. die Übergangsstelle 7 liegt
in diesem Fall in einer Querebene des Führungsdrahtes. Dabei schließt die distale
Umhüllung 6 außenseitig
glatt und fluchtend an die Schaftummantelung 3 an. An der
distalen Spitze schließt
der Führungsdraht
mit einer aus dem Material der distalen Umhüllung 6 gebildeten,
gerundeten Endkuppe ab.
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Die
distale Umhüllung 6 besteht
zweckentsprechend aus einem gegenüber der Schaftummantelung 3 deutlich
nachgiebigeren Material, das zudem vorzugsweise nachgiebiger als
der Kern 2 ist, so dass die Flexibilität des distalen Führungsdrahtendabschnitts 4 im
Wesentlichen durch die von der Schaftummantelung 3 vorstehende
Länge des
Kerns 2 bestimmt ist. Am anderen, proximalen Ende 8 schließt der Führungsdraht
von 2 mit einer vom Material der Schaftummantelung 3 gebildeten,
gerundeten Endkuppe ab.
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3 zeigt
eine Variante des Führungsdrahtes
von 2, bei welcher die distale Umhüllung 6 in axialer
Richtung nicht abrupt an die Schaftummantelung 3 anschließt, sondern
unter Bildung eines stetigen Übergangs 7a.
Dazu wird bei der Herstellung die ursprüngliche Ummantelung 3 nicht
wie im Beispiel von 2 längs einer Querebene abgeschnitten, sondern
unter Bildung eines sich in distaler Richtung konisch vom Außendurchmesser
der verbleibenden Schaftumhüllung 3 bis
zum Kern 2 verjüngenden
Bereichs, und daran wird wiederum die distale Umhüllung 6 außenseitig
fluchtend angeschlossen. Diese Gestaltung hat einen je nach axialer
Ausdehnung des Übergangsbereichs 7a fließenderen Übergang
von der durch die Schaftummantelung 3 bestimmten, höheren Steifigkeit
des Führungsdrahtschaftes 5 zur höheren Biegefähigkeit
des distalen Endabschnitts 4 zur Folge. Es versteht sich,
dass in weiteren, nicht gezeigten alternativen Ausführungsformen
auch andere Formen dieses Übergangs
realisierbar sind, z.B. ein Übergang
in mehreren Stufen.
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4 zeigt
eine Führungsdrahtvariante,
die sich vom Führungsdraht
der 3 nur darin unterscheidet, dass die biegefähigere Gestaltung
des Führungsdrahtendabschnitts
mit entfernter, im Schaftabschnitt verbleibender, harter Ummantelung 3 und
den Kern 2 dort umgebender, biegefähigerer Umhüllung 6 nicht nur
im distalen Endbereich 4, sondern auch in einem gegenüberliegenden
proximalen Endbereich 9 vorgesehen ist.
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5 zeigt
eine Führungsdrahtvariante,
die dem Führungsdraht
von 3 entspricht, wobei zusätzlich der gesamte Führungsdraht
außenseitig
mit einer Beschichtung 10 von an sich herkömmlicher
Art versehen ist. Die Beschichtung kann alternativ auch nur bereichsweise
an der Führungsdrahtaußenseite vorgesehen
sein und erfüllt
in an sich bekannter Weise eine ihr zugedachte Funktion, z.B. hinsichtlich Gleitfähigkeit
und/oder Abriebfestigkeit und/oder Sichtbarkeit z.B. unter Röntgenstrahlung
und/oder zu medikamentösen
Zwecken.
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Unabhängig von
der sonstigen Gestaltung des Führungsdrahtes
für den
jeweils gedachten Anwendungszweck, insbesondere im distalen Endabschnitt,
kann für
den Bereich, in welchem die steifigkeitsbestimmende Ummantelung 3 verbleibt,
d.h. in den Beispielen der 2 bis 5 im
Schaftbereich, eine jeweils gewünschte
Steifigkeit durch geeignete Abstimmung von Art und Material des
Kerns 2 und der Ummantelung 3 realisiert werden.
Dazu zeigen die 6 bis 10 einige
vorteilhafte Ausführungsvarianten.
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Im
Beispiel von 6 besteht der Führungsdrahtkern
aus einem Litzen-Einzelkern 2a mit
einer mittigen Litze, die von sechs anliegenden Litzen umgeben ist,
und der Litzen-Einzelkern 2a ist seinerseits mittig von
der Ummantelung 3 umgeben. Im Beispiel von 7 besteht
der Führungs drahtkern
aus einem monofilen Einzelkern 2b, der wiederum von der
Ummantelung 3 mittig umgeben ist. 8 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem Führungsdrahtkern
aus einem Litzen-Einzelkern 2c besteht, der den gleichen Aufbau
wie der Litzen-Einzelkern 2a von 6 aufweist,
wobei jedoch, wie aus den 6 und 8 ersichtlich,
der Litzen-Einzelkern 2c von 8 mit
seiner Querschnittsfläche
im Verhältnis
zur Querschnittsfläche
der umgebenden Ummantelung 3 einen größeren Anteil am Gesamtquerschnitt
aufweist. Der relativ geringere Querschnittanteil der steifigkeitsbestimmenden
Ummantelung 3 hat zur Folge, dass die Steifigkeit des Schaftabschnitts
für den
Führungsdraht
gemäß 8 geringer
als für
denjenigen von 6 ist, bei vorausgesetzt gleichem
Außendurchmesser.
Beim Ausführungsbeispiel
von 9 ist der Führungsdrahtkern
von einem noch feinfaserigen Litzen-Einzelkern 2c gebildet,
der in seinem Aufbau dem Litzen-Einzelkern 2a von 6 zuzüglich einer
weiteren, radial anschließenden
Schicht von zwölf
umgebenden Einzellitzen entspricht, wiederum mittig umgeben von
der Ummantelung 3. Im Beispiel von 10 besteht
der Führungsdrahtkern
aus dem Litzen-Einzelkern 2a entsprechend 6,
umgeben von der Ummantelung 3, wobei die Steifigkeit in
diesem Fall zusätzlich
durch eine entsprechende Beschichtung 10a nach Art der
Beschichtung 10 des Führungsdrahtes
von 5 beeinflusst wird.
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Wie
aus den 6 bis 9 deutlich
wird, bieten sich für
die Realisierung eines gewünschten zähen, reißfesten
zentrischen Kerns verschiedene Möglichkeiten
von monofilen bis feinfasrigen Gestaltungen an. Weitere Varianten
sind in den 11 bis 16 dargestellt.
So zeigen die 11 und 14 einen
im übrigen
der 3 entsprechenden Führungsdraht, bei dem der biegesteifere
Schaftabschnitt 5 einen zentrischen Litzen-Einzelkern 2e nach Art
von 8 aufweist, wobei jedoch in die Umhüllung 3 ein
zusätzliches
Füllmaterial 11 eingebracht ist,
um eine gewünschte
Steifigkeit einzustellen. Bei dem Füllmaterial 11 kann
es sich z.B. um eine Faserverstärkung
für das
Ummantelungsmaterial 3 handeln.
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Die 12 und 15 zeigen
einen im übrigen
der 3 entsprechenden Führungsdraht, bei dem der Führungsdrahtkern
im Schaftabschnitt 5 aus mehreren Litzen-Einzelkernen 2f besteht,
die in ihrem Aufbau jeweils dem Litzen-Einzelkern 2a von 6 entsprechen,
wobei ein Kern zentrisch und sechs weitere Kerne gleichmäßig in Umfangsrichtung
verteilt zwischen dem zentrischen Kern und dem Führungsdraht-Außenumfang
in die Ummantelung 3 eingebettet sind.
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Die 13 und 16 zeigen
einen ansonsten der 3 entsprechenden Führungsdraht, bei
dem der Führungsdrahtkern 2 aus
einem Verbundmaterial mit einem hartelastischen Innendraht 2g z.B.
aus einem kohlenstofffaserverstärkten
Kunststoffmaterial (CFK) und einem umgebenden, zähen, bruchfesten Gewebe 2h z.B.
aus Kevlar-Material besteht. Alternativ ist Kevlar-Material auch
für den
Innendraht 2g verwendbar, was aufgrund des hohen Schmelzpunkts
dieses Materials Vorteile bei der Führungsdrahtherstellung haben
kann.
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Die 17 bis 22 zeigen
verschiedene Varianten für
die Führungsdrahtgestaltung
am proximalen Ende 8. Im Fall von 17 endet
der Führungsdraht
dort einfach in einer von einem Endlosmaterial abgeschnittenen,
nicht weiter bearbeiteten Form. 18 zeigt
die bereits oben zu 2 angesprochene Variante mit
einer gerundeten proximalen Endspitze 8b aus dem Material
der Ummantelung 3. 19 zeigt
eine Variante mit einer aus einem separaten Material angebrachten,
gerundeten proximalen Endkuppe 8c. Da das Material der
Endkuppe 8c unabhängig
von dem Ummantelungsmaterial gewählt werden
kann, kann die proximale Endkuppe 8c bei Bedarf auf eine
bestimmte funktionelle Eigenschaft ausgelegt werden.
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Die 20 bis 22 zeigen
speziell verschiedene Möglichkeiten
eines elektrisch kontaktierenden, proximalen Führungsdrahtabschlusses. In diesen
Ausführungsbeispielen
weist der Führungsdraht
wenigstens zwei längsverlaufende
elektrische Leiter 12 auf, über die im Gebrauch des Führungsdrahtes
elektrische Ströme
zwischen dem distalen und dem proximalen Führungsdrahtendabschnitt geführt werden
können.
Im Beispiel von 20 münden die elektrischen Leiter 12 entsprechend
ihrer beabstandeten Lage im Führungsdraht
separat mit je einem Leiterende 12a, 12b an einer
gerundeten proximalen Endkuppe 8d aus. Im Beispiel von 21 ist der
Führungsdraht
mit einem proximalen Endabschluss 8e versehen, der für den jeweiligen
elektrischen Leiter 12 je eine elektrische Kontaktfläche 13a, 13b bereitstellt,
mit welcher der betreffende elektrische Leiter 12 elektrisch
verbunden ist. Dieser proximale Endabschluss 8e bildet
folglich eine Art elektrischen Steckanschluss, über den der Führungsdraht
und damit speziell dessen elektrische Leiter 12 an seinem
proximalen Ende kontaktiert werden können. Im Beispiel von 22 ist
eine gerundete proximale Endkuppe 8f aus dem Ummantelungsmaterial
vorgesehen, an der außenseitig
eine zentrische Punktkontaktfläche 14a und
eine diese mit Abstand umgebende Ringkontaktfläche 14b vorgesehen
sind. An diese können
von außen
je ein elektrischer Leiter angeschlossen werden, z.B. durch Anlöten oder
einen passenden Steckkontakt. Einer der elektrischen Leiter 12 des
Führungsdrahtes
ist mit einem proximalen Endabschnitt 15a zur zentrischen
Punktkontaktfläche 14a geführt und
mit dieser kontaktiert, ein weiterer der elektrischen Leiter 12 ist
mit seinem proximalen Endabschnitt 15b zur Ringkontaktfläche 14b geführt und
mit dieser kontaktiert.
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23 zeigt
einen Querschnitt des Führungsdrahtes
von 20, aus welchem deutlich wird, dass dieser Führungsdraht
in seinem Schaftabschnitt nach Art von 6 aufgebaut
ist, wobei zusätzlich
die beiden elektrischen Leiter auf gegenüberliegenden Seiten und mit
etwas Abstand zum zentrischen Litzen-Einzelkern 2a im Inneren
der Ummante- lung 3 verlaufen.
In einer alternativen, in 24 gezeigten
Ausführungsform
wird für
den Führungsdrahtkern
ein modifizierter Litzen-Einzelkern 2i mit einer zentrischen
Litze und sechs umgebenden Litzen verwendet, von denen zwei auf
gegenüberliegenden
Seiten der zentrischen Litze positionierte Litzen als die zwei elektrischen
Leiter 12 realisiert sind. Es versteht sich, dass in diesem
Fall die übrigen
Litzen dieses Litzen-Einzelkerns 2i aus
einem elektrisch isolierenden Material bestehen oder die einzelnen
Litzen voneinander elektrisch isoliert sind. Es versteht sich weiter,
dass auch Mischformen der Beispiele in den 23 und 24 möglich sind,
d.h. Ausführungsformen,
bei denen ein Teil der elektrischen Leiter in den Kern und ein restlicher
Teil in die Ummantelung eingearbeitet ist.
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Bei
Bedarf können
für den
distalen Endabschnitt erfindungsgemäßer Führungsdrähte Zusatzmaßnahmen
zur Erzielung einer gewünschten Flexibilität realisiert
sein, wofür
beispielhaft verschiedene Möglichkeiten
in den 25 bis 27 veranschaulicht
sind. So ist bei einem ansonsten der 3 entsprechenden
Führungsdraht
von 25 der Führungsdrahtkern,
der hier beispielsweise wieder aus dem Litzen-Einzelkern 2a besteht,
an seinem von der steifen Ummantelung 3 befreiten, distalen
Endabschnitt von einer Spiralfeder 16 mit einer vorgebbaren,
definierten Flexibilität
umgeben. Die Spiralfeder 16 bestimmt folglich die Flexibilität des distalen Endabschnitts 4,
indem sie die Biegesteifigkeit ausgehend von derjenigen des Kerns 2a in
einer gewünschten
Weise erhöht.
Die Spiralfeder 16 wird bei der Fertigung des Führungsdrahtes
vor dem Anbringen der distalen Umhüllung 6 auf das distale
Drahtkernende aufgesetzt und dann vollständig durch die angebrachte
distale Umhüllung 6 eingebettet.
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26 zeigt
eine Variante von 25, bei der als einziger Unterschied
ein dünnwandiges
Rohr 17 anstelle der Schraubenfeder 16 auf den
distalen Endbereich des Kerns 2a zur Einstellung einer
gewünschten Flexibilität bzw. Biegesteifigkeit
des distalen Führungsdrahtendabschnitts 4 aufgeschoben
ist. Im gezeigten Beispiel ist das Rohr 17 zylindrisch
mit gleichmäßiger Wandstärke gestaltet.
In alternativen, nichtgezeigten Ausführungsformen wird ein konisch angeschliffenes
oder ein lasergeschnittenes Rohr benutzt, um die Biegesteifigkeit
gezielt zu beeinflussen, beispielsweise eine in Richtung distalen
Spitze graduell abnehmende Biegesteifigkeit durch eine graduell
abnehmende Rohrwandstärke
eines entsprechend konisch angeschliffenen Rohres.
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27 zeigt
eine Führungsdrahtvariante, bei
der als einziger Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 26 ein
einzelnes Drahtstück 18 als flexibilitätsbestimmendes
Element in den distalen Endabschnitt 4 mit etwas Abstand
neben dem zentrischen Kern 2a eingebracht ist. Wie insbesondere
aus dem linken Teilbild ersichtlich, ist dieses Drahtstück 18 im
gezeigten Beispiel konisch mit in Richtung der distalen Führungsdrahtspitze
abnehmendem Drahtdurchmesser angeschliffen. Dadurch wird bewirkt, dass
die Biegesteifigkeit des distalen Endabschnitts 4 zur distalen
Spitze hin graduell abnimmt und folglich die Flexibilität entsprechend
graduell zunimmt. In Kombination mit der graduellen Abnahme der
Biegesteifigkeit im Übergangsbereich 7a von
der steiferen Schaftummantelung 3 zum distalen Endbereich 4, bewirkt
durch den in diesem Fall konisch verjüngten Abschluss der Schaftummantelung 3,
ergibt dies einen vergleichsweise fließenden Übergang zwischen der relativ
hohen Biegesteifigkeit des Führungsdrahtschaftes 5 und
dem relativ leicht biegbaren distalen Spitzenbereich des Führungsdrahtes.
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Für die zusätzlichen
flexibilitätsbeeinflussenden
Elemente 16, 17, 18 sind grundsätzlich beliebige flexible
Materialien verwendbar, insbesondere auch solche, die für MRT-Anwendungen
tauglich sind, wie hochfeste Kunststoffe und Nitinol. Auch Edelstahl
ist hier ein bevorzugtes Material. Zusammen mit der materialspezifischen
Elastizität
und Flexibilität
des Kerns 2 und der distalen Umhüllung 6, die optional auch
ein zusätz liches
Füllmaterial
enthalten kann, ermöglichen
die flexibilitätsbeeinflussenden
Zusatzelemente die Einstellung einer beliebigen gewünschten Flexibilität des distalen
Führungsdrahtendabschnitts 4.
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Die
erfindungsgemäße Führungsdrahtgestaltung
erlaubt des weiteren in vorteilhafter Weise bei Bedarf eine Auslegung
z.B. des distalen Endabschnitts speziell für MRT-Anwendungen, aber auch
für Anwendungen
unter Röntgenstrahlungsbeobachtung
oder für
Anwendungen mit Sensorfunktionen. Dazu sind beispielhaft einige
Ausführungsformen
in den 28 bis 37 gezeigt.
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Beim
ansonsten der 3 entsprechenden Führungsdraht
von 28 ist der Kern 2 in seinem von der Ummantelung 3 befreiten,
distalen Endbereich von einer Spule 19 umgeben. Mit dieser
können benötigte Eigenschaften
für MRT-
oder Röntgenstrahlungsanwendungen
verbessert werden. Gleiches gilt für ein Geflecht 20,
das beim Führungsdraht von 29 anstelle
der Spule 19 bei ansonsten zur 28 identischer
Führungsdrahtgestaltung
in den distalen Endabschnitt 4 eingebracht ist. Bei einer
ansonsten der 3 entsprechenden Führungsdrahtvariante
von 30 ist die distale Spitze durch eine gerundete
Endkuppe 21 aus einem Zusatzmaterial gebildet, das hinsichtlich
Verbesserung einer gewünschten
Eigenschaft für
MRT- oder Röntgenstrahlungsanwendungen
gewählt
ist.
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31 zeigt
eine Ausführungsform
nach Art von 3, jedoch mit zusätzlich durchgeführten elektrischen
Leitern 12, die nach Art von 20 am proximalen
Ende offen ausmünden
und distal zu einer Spule 19a geführt und mit dieser kontaktiert
sind. Die Spule 19a umgibt wie die Spule 19 von 28 den
Kern 2 im distalen Endabschnitt 4, eingebettet
in die distale Umhüllung 6.
In diesem Beispiel ist die Spule 19a jedoch vorn proximalen
Führungsdrahtende
her über
die elektrischen Leiter 12 bestrombar, so dass durch Bestromung
der Spule 19a ein Magnetfeld im distalen Führungsdrahtendabschnitt 4 erzeugt werden
kann.
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32 zeigt
eine Führungsdrahtvariante, die
als einzigen Unterschied zum Führungsdraht
von 31 ein Kondensatorgeflecht 20a im distalen
Führungsdrahtendabschnitt 4 anstelle
der Spule 19a aufweist. Das Kondensatorgeflecht 20a kann
in seinem Aufbau dem Geflecht 20 von 29 entsprechen, wobei
es in diesem Fall über
die elektrischen Leiter 12 vom proximalen Führungsdrahtende
her bestrombar ist und dadurch als elektrischer Kondensator wirken
kann. Es versteht sich, dass dazu das Geflecht 20a zwei
elektrisch getrennte Kondensatorelektroden bildet, die mit je einem
der beiden elektrischen Leiter 12 kontaktiert sind. Durch
Bestromung des Kondensatorgeflechts 20a kann folglich ein
elektrisches Feld bzw. Potential im distalen Führungsdrahtendabschnitt 4 erzeugt
werden.
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Bei
einer in 33 gezeigten, ansonsten der 3 entsprechenden
Führungsdrahtvariante
sind zusätzlich
die elektrischen Leiter 12 nach Art von 20 vorgesehen,
wobei sie in diesem Fall bis zur distalen Endspitze 22 des
Führungsdrahtes
geführt sind.
Diese Gestaltungsvariante bezüglich
der elektrischen Leiter 12 kann beispielsweise für sensorische
Anwendungen wie Druck-, Spannungs- und/oder Temperaturmessungen
eingesetzt werden.
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Speziell
für MRT-Anwendungen
und ähnliche
Anwendungen sind alternativ oder zusätzlich zu den oben erläuterten
Maßnahmen,
welche die Einbringung von funktionellen Zusatzelementen beinhalten,
für bestimmte
Fälle auch
entsprechende Auslegungen der distalen Umhüllung von Vorteil. Diesbezügliche Ausführungsbeispiele
sind in den 34 bis 37 veranschaulicht.
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34 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die distale Umhüllung 6 ein
Füllmaterial 23 aus irregulären, d.h.
chaotisch, angeordneten Kügelchen 23 beinhaltet,
bei denen es sich je nach Bedarf um Voll- oder Hohlkugeln handeln
kann. Bei einem derartigen Füllmaterial
fungieren die Kügelchen 23 bzw. andere
verwendete Füllkörper in
den Magnetfeldern von MRT-Anwendungen bekanntermaßen als
Resonanzkörper,
wobei die Magnetfelder in MRT-Anwendungen stark von Form und Lage
der Füllmaterialkörper abhängig sind.
Das Einbringen der Füllmaterialkugeln 23 kann
folglich in entsprechenden Anwendungen die MRT-Tauglichkeit bzw. die MRT-Eigenschaften
speziell des distalen Funktionsendabschnitts 4 des Führungsdrahtes
verbessern. Im übrigen
kann der Führungsdraht
von 34 z.B. demjenigen von 3 entsprechen.
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35 zeigt
eine ansonsten der 34 entsprechende Führungsdrahtvariante,
bei der in die distale Umhüllung 6 ein
Füllmaterial
eingebracht ist, das eine regelmäßige Anordnung
von Füllkugeln 23a beinhaltet.
Speziell sind die Füllkugeln 23a in
diesem Beispiel in zwei radial beabstandeten Schichten koaxial um
den zentrischen Kern 2 herum angeordnet. Im übrigen gelten
die oben zu 34 erläuterten Eigenschaften und Vorteile
für den
Führungsdraht
von 35 entsprechend.
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36 zeigt
eine Führungsdrahtvariante, bei
der die distale Umhüllung
durch eine Hohlschaumstruktur 6a gebildet ist, wozu ein
an sich bekanntes Strukturschaummaterial verwendbar ist. Die Hohlschaumstruktur 6a beinhaltet
wabenförmige Hohlkörper 24,
die mit dem umgebenden Schaummaterial als Resonanzkörper bei
MRT-Anwendungen fungieren können.
Im gezeigten Beispiel von 36 sind
die Hohlwabenkörper 24 in
einem regulären Muster
angeordnet. In einer Variante gemäß 37 ist
die distale Umhüllung
von einer Hohlschaumstruktur 6b mit irregulärer, chaotischer
Verteilung von Hohlräumen 25 gebildet.
Dabei variieren die Hohlkörper 25 auch
hinsichtlich Form und Größe, wobei
sie zusam men mit dem umgebenden Schaummaterial wiederum als Resonanzkörper in
MRT-Anwendungen fungieren können.
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In
weiteren, nicht gezeigten Varianten der Ausführungsbeispiele zu den 36 und 37 sind
die Hohlräume 24, 25 des
die distale Umhüllung bildenden
Strukturschaummaterials gezielt mit geeigneten Fremdstoffen dotiert,
z.B. mit geeigneten Fremdgasen gefüllt, welche die magnetischen
Eigenschaften der distalen Umhüllung 6a, 6b in
einer gewünschten
Weise verändern,
um dadurch bestimmte Eigenschaften hinsichtlich MRT-Tauglichkeit
bereitzustellen.
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Wie
die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
deutlich machen, ermöglicht
die Erfindung die Realisierung von Führungsdrähten mit relativ geringem Fertigungsaufwand,
welche bei Bedarf MRT-tauglich sind und/oder sich für Anwendungen unter
Röntgenstrahlungsbeobachtung
eignen. Dabei wird charakteristischerweise die Steifigkeit des Führungsdrahtes
wenigstens in einem an einen Endabschnitt anschließenden Schaftabschnitt
von einer gegenüber
dem Kern steiferen Ummantelung bestimmt. Bei Bedarf kann diese steifere
Ummantelung in einem Endabschnitt, z.B. einem distalen Endabschnitt,
des Führungsdrahtes
fehlen, sei es dass sie in diesem Bereich von Anfang an nicht über dem Kern
angebracht wird oder dass sie, z.B. bei Verwendung eines Endlosmaterials,
in diesem Bereich vom Kern entfernt wird. Der von der steifen Ummantelung freie
Endabschnitt kann dann hinsichtlich seiner Biegesteifigkeit in gewünschter
Weise eingestellt werden, gegebenenfalls durch entsprechende Zusatzmaßnahmen.
Da der Kern nicht auf die Bereitstellung einer ausreichenden Steifigkeit
des Führungsdrahtes im
Schaftabschnitt ausgelegt werden muss, diese Funktion wird vielmehr
von der steiferen Ummantelung übernommen,
kann er mit hohem Biegevermögen
bzw. niedriger Steifigkeit gewählt
werden. Dadurch ist es zur Erzielung eines hohen Biegevermögens bzw.
einer hohen Flexibilität
des distalen Führungsdrahtendabschnitts
nicht zwingend erforderlich, den Kern in diesem Bereich zu verjüngen. Des
weiteren lässt
diese erfindungsgemäße Führungsdrahtgestaltung
Freiräume,
z.B. den distalen Führungsdrahtendabschnitt
im Hinblick auf MRT-Anwendungen und ähnliche bekannte Führungsdrahtanwendungen in
medizinischen Instrumenten zu optimieren.