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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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In der Patentschrift
DE 696 28 388 T2 ist ein für das Führen eines Katheters in einem Körperlumen geeigneter Führungsdraht mit einem Drahtkern aus einer Edelstahllegierung offenbart, der koaxial und direkt von einer in einem proximalen und distalen Abschnitt unterschiedlich realisierten Umhüllung umgeben ist. Eine Umhüllung im proximalen Abschnitt besteht aus einem Material, das aus der Gruppe von Fluorkohlenwasserstoffpolymeren, Polyacrylenen und Polysulfonen ausgewählt ist, während im distalen Abschnitt die Umhüllung zweilagig als eine äußere hydrophile Polymerummantelung und eine zwischen dieser und dem Drahtkern vorgesehene Verbindungsschicht ausgeführt ist, wobei letztere aus einem Material besteht, das aus der Gruppe bestehend aus Polyamiden, Polyethylen, Polystyren, Polyurethan und Polyester ausgewählt ist. In ähnlicher Weise offenbart die Patentschrift
US 5.333.620 einen Führungsdraht mit einem Drahtkern aus Edelstahl, der von einer Kunststoffumhüllung umgeben ist, wobei ein Kunststoffmaterial mit einem bestimmten Elastizitätsmodul-Mindestwert verwendet wird.
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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 aus einem gegenüber dem Führungsdrahtkern steiferen Material gebildet, wobei der Führungsdrahtkern wenigstens in diesem Abschnitt aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist.
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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 lediglich 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 hartelastischern 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 Anwendungen, 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 distaler 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 Leiter 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 wird jedenfalls in einem Schaftabschnitt ein Kunststoffmaterial mit den besagten Eigenschaften verwendet.
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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 Führungsdrahtkern 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 Ummantelung 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 distaler 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 zusätzliches 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 vom 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 zusammen 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.
