DE102008013860A1 - Catheter device for treatment of septum of heart, has coupling device arranged at proximal end in proximity of catheter tip to transport and position occluder, where sensor is provided in area of catheter tip for imaging - Google Patents

Catheter device for treatment of septum of heart, has coupling device arranged at proximal end in proximity of catheter tip to transport and position occluder, where sensor is provided in area of catheter tip for imaging

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Abstract

The device (2) has a flexible catheter sheath (4) surrounding a catheter cavity (6). A coupling device (14) is arranged at a proximal end (10) in the proximity of a catheter tip (12) to transport and position an occluder (16) designed for occlusion of a defect of a septum of a heart. A sensor (18) e.g. optical image sensor, is provided in an area of the catheter tip for imaging. The sensor is designed and arranged in such a manner that a visual field covers an area lying around the occluder coupled to the coupling device or covers an area lying before the catheter tip. Independent claims are also included for the following: (1) a medical examination and treatment device comprising a catheter device (2) a method for minimally invasive intervention at a septum of a heart.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kathetervorrichtung zur Implantation eines zum Verschluss eines Septumdefektes ausgebildeten Occluders, die eine einen Katheterhohlraum umgebende flexible Katheterhülle aufweist, und an deren proximalem Ende in der Nähe der Katheterspitze eine Vorrichtung zum Transport und zur Positionierung des Occluders angeordnet ist. The invention relates to a catheter device for implantation of a trained for closing a septal defect occluder having a catheter cavity surrounding flexible catheter sheath, and is located at the proximal end thereof in the vicinity of the catheter tip to a device for transport and positioning of the occluder.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine medizinische Untersuchungs- und Behandlungseinrichtung mit einer derartigen Kathetervorrichtung. The invention further relates to a medical examination and treatment device having such a catheter device.
  • Bis in die 1990er Jahre wurden Anomalien an der Scheidewand des Herzens – dem so genannten Septum – in der Regel durch chirurgische Operationen am offenen Herzen therapiert. the so-called septum - - Until the 1990s anomalies in the septum of the heart were treated usually by surgical open heart surgery. Dabei wurde eine angeborene oder durch Erkrankung erworbene Lücke in der Scheidewand durch ein künstliches Implantat, einen so genannten Occluder, verschlossen. It was a congenital or acquired disease by gap in the septum by an artificial implant, a so-called occluder closed. Ein solcher Eingriff ging mit einem hohen Risiko und einer langen Genesungszeit für den Patienten einher. Such intervention was associated with a high risk and a long recovery period for the patient. Seit einigen Jahren besteht auch die Möglichkeit, derartige Defekte in der Scheidewand minimalinvasiv mit Hilfe von speziell dafür konzipierten Kathetern durchzuführen. For several years, it is also possible to carry out such defects in the septum minimally invasive with the help of specially designed for catheters.
  • Bei dieser minimalinvasiven Methode wird ein dünner flexibler Hohlkörper oder Katheter von der Leiste oder vom Arm des Patienten ausgehend intravenös eingeführt und durch die Blutbahn soweit vorgeschoben, bis das körperzugewandte (proximale) Ende des Katheters – die Katheterspitze – die zu behandelnde Lücke in der Scheidewand im Herzzentrum erreicht. This minimally invasive method, a thin flexible hollow body or catheter is inserted from the groin or the arm of the patient starting intravenously and pushed forward through the bloodstream until the body-facing (proximal) end of the catheter - the catheter tip - in the to be treated gap in the septum heart center reached.
  • Der mit der Katheterspitze über eine lösbare Kupplungsvorrichtung verbundene Occluder, der typischerweise zwei bezüglich ihrer Symmetrieachse hintereinander angeordnete und ein ander gegenüberliegende, aus einem elastisch verformbaren Draht- und/oder Kunststoffgeflecht gebildete Retentionsschirme umfasst, wird dabei in die Lücke in der Scheidewand des Herzens derart eingebracht, dass jeweils ein Schirm auf jeder Seite der Scheidewand positioniert ist. The bonded to the catheter tip via a releasable coupling device occluder, which typically comprises two with respect to its axis of symmetry arranged behind one another and the other opposite, formed of a resiliently deformable wire and / or plastic mesh retention screens is thereby introduced into the gap in the septum of the heart in such a way that in each case, a screen is positioned on each side of the septum. Beide Schirme sind über eine Taille miteinander verbunden, über deren zylinderförmige Innenfläche der Occluder an die Kathetervorrichtung angekoppelt ist. Both screens are connected via a waist with each other, is coupled via its cylindrical inner surface of the occluder to the catheter device. Nach dem Erreichen der Endposition wird der Occluder aus der Kupplung von der Katheterspitze ausgekoppelt. After reaching the final position of the occluder from the coupling of the catheter tip is coupled. Die Schirme werden entfaltet und nehmen jeweils eine abgeplattete Form ein, was zur Abdichtung und zum Verschließen der Lücke in der Scheidewand führt. The screens are unfolded and each take a flattened form a, resulting in the seal and for closing the gap in the septum. Die Endform der entfalteten Schirme ist den Schirmen vorab eingeprägt. The final shape of the deployed screens is pre-stamped the screens. Für den intravenösen Transport des Occluders mit Hilfe der Kathetervorrichtung werden die Schirme unter Vorspannung in einer verjüngten oder „zusammengefalteten” Position gehalten. For the intravenous transport of the occluder with the aid of the catheter device, the shields are biased in a tapered or kept "folded" position.
  • Nach einem so durchgeführten Eingriff am Herzen wird der Katheter wieder über die Blutbahn herausgezogen und somit entfernt. After such a procedure carried out on the heart, the catheter is pulled back through the bloodstream and thus removed. Meistens reicht eine einmalige Anwendung des Verfahrens aus, um einen dauerhaften Heilungserfolg zu erzielen. Usually a one-time application of the method is sufficient to achieve a permanent cure success.
  • In Entsprechung der Klasse und der Form einer Lücke in der Scheidewand des Herzens kann ein Occluder passender Form und Größe zum Verschluss und zur Stabilisierung der Scheidewand bereitgestellt werden. In correspondence of the class and the shape of a gap in the septum of the heart Occluder a suitable size and shape for sealing and for stabilizing the septum can be provided. Vlieseinlagen in den Retentionsschirmen können die Abdichtung der Öffnung in der Scheidewand unterstützen. Fleece liners in the retention screens can support the sealing of the opening in the septum.
  • In der Habilitationsschrift von In the habilitation dissertation ist eine Methode zum Verschluss von Vorhofseptumdefekten unter Ultraschallkontrolle beschrieben. a method for closure of atrial septal defects is described under ultrasound guidance. Dabei wird während des Eingriffs eine Echokardiographie durchgeführt, um die Herzstruktur und die Herzfunktion beurteilen zu können. Here, an echocardiogram is performed to assess cardiac structure and cardiac function during surgery. Zusätzlich wird über eine transösophageale Ultraschallsonde die Therapie unterstützt und überwacht. In addition, the therapy is supported and monitored via a transesophageal ultrasound probe. Nachteilig ist dabei, dass eine Vielzahl zusätzlicher Geräte notwendig ist und dass das Platzieren der Ultraschallsonde für den Patienten sehr unangenehm ist. , The disadvantage here is that a variety of additional equipment is necessary and that the placement of the ultrasound probe to the patient is very unpleasant.
  • In der In the US 2003/0144694 US 2003/0144694 ist ein über eine Kathetervorrichtung transportierbarer Occluder offenbart. discloses a transportable via a catheter device occluder. Eine derartige Kathetervorrichtung ist beispielsweise aus der Such a catheter assembly is known for example from WO 2004/103223 WO 2004/103223 bekannt. known.
  • Wenngleich der minimalinvasive Ansatz einen bedeutenden Fortschritt gegenüber einem chirurgischen Eingriff am offenen Herzen darstellt, so gehen mit einem solche Eingriff dennoch erhebliche Risiken für den Patienten einher. Although the minimally invasive approach represents a significant advance over surgery open heart, so go with a such intervention still significant risks to the patient associated. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Katheter und eine zugehörige medizinische Untersuchungs- und Behandlungseinrichtung anzugeben, mit denen das Risiko eines Eingriffs an der Herzscheidewand gegenüber bislang bekannten und praktizierten Konzepten weiter abgesenkt und die Wahrscheinlichkeit eines umfassenden Behandlungserfolgs erhöht werden kann. Object of the present invention is therefore to provide a catheter and an associated medical examination and treatment means, which further reduced the risk of interference on the septum over previously known and practiced concepts and the probability of a comprehensive treatment success can be increased.
  • In Bezug auf die Kathetervorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich der Katheterspitze zumindest ein bildgebender Sensor vorgesehen ist. With respect to the catheter device, the object is inventively achieved in that at least one imaging sensor is provided in the region of the catheter tip.
  • Zweckmäßigerweise ist die Kathetervorrichtung Bestandteil einer medizinischen Untersuchungs- und Behandlungseinrichtung, wobei der bildgebende Sensor über eine im Katheterholraum geführte Signalleitung mit einer außerhalb der Kathetervorrichtung befindlichen Bildaufbereitungs- und Wiedergabeeinrichtung verbunden ist und an diese in Echtzeit Bildinformationen vom Ort eines Eingriffs überträgt. Conveniently, the catheter device is part of a medical examination and treatment device, wherein the imaging sensor is connected via a guided in Katheterholraum signal line to an off-catheter apparatus image processing and playback means and to them in real time image information transmits from the place of engagement.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass ein großer Nachteil bisheriger Katheter und ihrer Handhabung darin besteht, dass diese mit Hilfe externer Röntgendurchleuchtung (Angiographie) im Herzen appliziert werden, so dass der Patient und das medizinische Personal während dieser Prozedur Röntgenstrahlung ausgesetzt sind. The invention proceeds from the consideration that a major drawback of previous catheter and its use is that it with the aid of external fluoroscopy (angiography) are applied in the heart, so that the patient and medical personnel are exposed during this procedure X-rays. Hinzu kommt der Nachteil, dass im Röntgenbild entweder der Katheter und/oder der zu behandelnde Bereich der Scheidewand des Herzens verhältnismäßig schlecht sichtbar ist, insbesondere bei Anwendung eines kostengünstigen herkömmlichen Röntgenverfahrens mit zweidimensionaler Abbildungscharakteristik. There is also the disadvantage that in the X-ray image of either the catheter and / or the area to be treated of the septum of the heart is relatively poorly visible, especially when using a low cost conventional X-ray method with two-dimensional imaging characteristic. Durch Injizieren von Kontrastmitteln kann zwar die zentrale Herzregion deutlicher und kontrastreicher dargestellt werden, allerdings gibt es Patienten, die allergisch auf Kontrastmittel reagieren, was zu gefährlichen Komplikationen führen kann. By injecting contrast media, although the central region of the heart can be illustrated more clearly and more defined, but there are patients who are allergic to contrast media, which can lead to dangerous complications. Durch die beschränkte Auflösung der Darstellung bei der angiographischen Röntgenstrahldurchleuchtung besteht somit das Risiko, dass ein Occluder nicht richtig platziert wird und dadurch Komplikationen bedingt werden können, oder zumindest ein Wiederholungseingriff erforderlich wird. By the limited resolution of the display in the angiographic X-ray fluoroscopy thus there is a risk that an occluder is not placed properly, and thereby complications may be caused, or at least a repeat operation is required.
  • Zur Vermeidung derartiger Schwierigkeiten ist es nunmehr vorgesehen, ein bildgebendes Element in dem vorderen Teil einer Kathetervorrichtung anzuordnen, um damit „Live-Bilder” vom Ort des minimalinvasiven Eingriffs, dh direkt aus dem Herzen, an eine extern aufgestellte Wiedergabeeinrichtung, z. To avoid such problems, it is now possible to arrange an imaging element in the front portion of a catheter device, in order to "live images" from the place of minimally invasive surgery, that is straight from the heart, to an externally established playback device such. B. ein computergesteuertes Visualisierungssystem mit angeschlossenem Monitor, zu übertragen. to transfer as a computerized visualization system with attached monitor. Mit diesem bildgebenden Element kann zum einen die Ein- und Durchführung der Kathetervorrichtung durch die Gefäße, Herzkammern und Herzklappen verfolgt werden, womit insbesondere das Risiko eines „Durchstichs” durch die Gefäßwände herabgesetzt ist. With this image-forming element for an input and performing the catheter device can be followed through the vessels, heart chambers and heart valves, which is reduced by the vessel walls, in particular the risk of a "By stitch". Zum anderen kann damit die zielgenaue Positionierung des Occluders in die zu verschließende Lücke in der Scheidewand des Herzens überwacht und überprüft werden. On the other hand so that the accurate positioning of the occluder can be monitored in the gap to be closed in the septum of the heart and checked. Auf eine insbesondere bei Kindern unerwünschte und möglicherweise auf lange Sicht schädliche Applikation von Röntgenstrahlung kann mithin gänzlich verzichtet werden. In a particularly undesirable in children and potentially harmful in the long term application of X-ray radiation can therefore be dispensed with entirely.
  • Vorteilhafterweise ist der bildgebende Sensor derart konfiguriert und ausgerichtet, dass sein Blickfeld einen um den an die Kupplungsvorrichtung der Kathetervorrichtung gekoppelten, sich in Transportkonfiguration befindenden Occluder herum liegenden Raumbereich abdeckt. Advantageously, the imaging sensor is configured and oriented such that its field of view covers a lying to the coupled to the coupling device of the catheter device, that are available in the transport configuration occluder around room area. Das heißt, der bildgebende Sensor „blickt” – bezogen auf die in etwa zylindrisch um eine Mittelachse angeordnete Katheterhülle – im Wesentlichen radial nach außen, je nach spezifischer Anordnung und nach Typ und Funktionsprinzip des Sensors gegebenenfalls auch durch den Occluder „hindurch”. That is, the imaging sensor "looks" - in relation to the cylindrically arranged about a central axis of the catheter sheath - substantially radially outwardly, depending on the specific arrangement and the type and operating principle of the sensor, where appropriate, by the occluder "pass".
  • In alternativer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Blickfeld des bildgebenden Sensors vor allem den vor der Katheterspitze liegenden Raumbereich abdeckt, also bezogen auf die Einschubrichtung des Katheters nach vorne „blickt”, was besonders zweckmäßig für eine Überwachung des Einführvorgangs und des Vorschubs, z. In an alternative embodiment it is provided that the field of view of the imaging sensor covers mainly the space area ahead of the catheter tip, ie relative to the direction of insertion of the catheter forward "looks", which is particularly useful for monitoring the insertion process and the feed, z. B. durch eine Herzklappe hindurch, ist. B. passing through a heart valve.
  • Optimalerweise vereinigt der bildgebende Sensor die beiden genannten Möglichkeiten, hat also ein besonders großes Gesichtsfeld sowohl in Radial- als auch in Vorwärtsrichtung. Optimally, the imaging sensor combines the two possibilities mentioned, so it has a very wide field in both radial and forward. Alternativ können, sofern es die Platzverhältnisse gestatten, auch mehrere bildgebende Elemente oder Sensoren vorgesehen sein, die verschiedene Blickrichtungen abdecken. Alternatively, a plurality of imaging elements or sensors may be provided that allow the available space, may be provided, covering different directions of view.
  • Vorteilhafterweise ist der bildgebende Sensor gegenüber der Katheterhülle in Längsrichtung der Kathetervorrichtung verschiebbar. Advantageously, the imaging sensor relative to the catheter sheath in the longitudinal direction of the catheter device is displaceable. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, den Sensor aus einer in der Nähe der Kupplung zum Transport und zur Positionierung eines Occluders befindlichen „zurückgezogenen” Anschlagsposition in Vorwärtsrichtung aus der äußeren Katheterhülle herauszubewegen, um hierdurch bei konstant festgehaltener Katheterhülle einen variabel positionierbaren Beobachtungspunkt zu definieren, von welchem aus die weiter vorn liegenden Bereiche inspiziert werden können. For example, it may be provided, located the sensor from one in the vicinity of the coupling for the transport and positioning of an occluder "retracted" stop position out moving in the forward direction from the outer catheter sheath to define thereby at a constant pinned catheter sheath a variably positionable observation point from which can be inspected from the more forward located areas. Zu diesem Zweck kann der bildgebende Sensor beispielsweise an einem relativ zur äußeren Katheterhülle verschiebbaren und in deren Hohlraum angeordneten Innenkatheter oder an einem Innenteil angeordnet sein. For this purpose, the imaging sensor may for example be arranged at one of the outer catheter sheath slidable relative to and disposed in the cavity of the inner catheter or to an inner part.
  • Vorzugsweise ist der bildgebende Sensor als ein (akustischer) Ultraschallsensor, als ein Magnetresonanzsensor oder als ein optischer Bildsensor realisiert. Preferably, the imaging sensor is realized as an (acoustic) ultrasonic sensor as a magnetic sensor or as an optical image sensor.
  • Die Bildgebung mit Ultraschall (Sonographie) erfolgt nach dem so genannten Echo-Impuls-Verfahren. The imaging with ultrasound (sonography) is carried out according to the so-called echo-pulse method. Ein elektrischer Impuls eines Hochfrequenzgenerators wird im Schallkopf eines Ultraschall-Wandlers (zumeist ein Piezo-Kristall, möglich ist auch ein siliziumbasierter Sensor) in einen Schallimpuls umgesetzt und ausgesendet. An electrical pulse of a high frequency generator in the transducer of an ultrasonic transducer (usually a piezoelectric crystal, can also be a silicon based sensor is) converted into an acoustic pulse and transmitted. Die Schallwelle wird an den Inhomogenitäten der Gewebestruktur teilweise oder vollständig gestreut oder reflektiert. The sound wave is scattered or the inhomogeneity of the tissue structure partially or totally reflected. Ein zurücklaufendes Echo wird im Schallkopf in ein elektrisches Signal umgewandelt und anschließend in einer angeschlossenen elektronischen Auswerte- und Anzeigeeinheit visualisiert, wobei durch ein mechanisches oder elektronisches Schwenken des Sensors ein 2D- oder 3D-Scan des Untersuchungsbereiches erfolgen kann. A returning echo is converted in the transducer into an electrical signal and then visualized in a connected electronic evaluation and display unit, wherein a 2D or 3D scan of the examination zone can be effected by a mechanical or electronic scanning of the sensor. Die intervaskuläre Ultraschallbildgebung (IVUS) ist besonders zur Abbildung von tiefer liegenden Gewebeschichten und Gefäßstrukturen geeignet. The intravascular ultrasound imaging (IVUS) is particularly suitable for imaging of deeper tissue layers and vascular structures.
  • In einer zweiten vorteilhaften Variante handelt es sich bei dem bildgebenden Sensor um einen so genannten IVMRI-Sensor zur intervaskulären Magnetresonanztomographie (IVMRI = Intra Vascular Magnetic Resonance Imaging). In a second advantageous variant, wherein the imaging sensor is a so-called IVMRI sensor for intravascular magnetic resonance imaging (IVMRI = Intravascular Magnetic Resonance Imaging). Bei der magnetischen (Kern-)Resonanztomographie werden die magnetischen Momente (Kernspins) der Atomkerne des untersuchten Gewebes in einem äußeren Magnetfeld ausgerichtet und durch eingestrahlte Radiowellen zu einer Kreiselbewegung (Präzession) angeregt, wobei in Folge von Relaxationsvorgängen in einer zugeordneten Empfangsspule ein elektrisches Magnetresonanzsignal induziert wird, das die Grundlage für die Bildberechnung darstellt. In the magnetic (core) resonance imaging, the magnetic moments (nuclear spins) of the atomic nuclei of the examined tissue are oriented in an external magnetic field and radiated radio waves to a centrifugal movement (precession) excited, wherein a result of relaxation processes induced in an associated receiving coil, an electric magnetic resonance signal is, which is the basis for the image calculation.
  • Neuerdings ist es gelungen, die magnetfelderzeugenden Elemente sowie die Sende- und Empfangsspulen derart zu miniaturisieren und in einem bildgebenden IVMRI-Sensor zu integrieren, dass eine intrakorporale bzw. intervaskuläre Anwendung des MRI-Verfahrens (MRI = Magnetic Resonance Imaging) möglich ist, wobei vorteilhafterweise das erforderliche statische Magnetfeld innerhalb des Patientenkörpers erzeugt bzw. appliziert wird. Recently, it has been possible to miniaturize the magnetic field generating elements and the transmitting and receiving coils in such a manner and integrated into an imaging IVMRI sensor that an intracorporeal or intravascular application of the MRI technique (MRI = magnetic resonance imaging) is also possible, advantageously the required static magnetic field is generated and applied within the patient's body. Eine derartiges Konzept ist z. One such concept is for. B. in der B. US 6,600,319 US 6,600,319 beschrieben. described.
  • Zu diesem Zweck sind in den IVMRI-Sensor ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes und eine gleichermaßen als Sende- und Empfangsspule wirksame Spule integriert. For this purpose, a permanent magnet or an electromagnet for generating a static magnetic field and an equally effective as a transmitting and receiving coil coil are integrated into the IVMRI sensor. Der Magnet erzeugt Feldgradienten von vorzugsweise 2 T/m bis zu 150 T/m in der Nähe des zu untersuchenden Gefäßes bzw. Organs. The magnetic field gradient produced of preferably 2 T / m to 150 T / m in the vicinity of the investigated vessel or organ. In der Nähe bedeutet hierbei bis zu 20 mm vom Magneten entfernt. Near this case up to 20 mm away from the magnet means. Über die Spule können abhängig von der Stärke des Magnetfeldes Radiowellen im Frequenzbereich von 2 MHz bis 250 MHz zur Anregung des umliegenden Körpergewebes ausgekoppelt werden. Across the coil radio waves in the frequency range of 2 MHz can be coupled out to 250 MHz for excitation of the surrounding body tissue depending on the strength of the magnetic field. Höhere statische Magnetfeldstärken erfordern höhere Frequenzen beim Anregungsfeld. Higher static magnetic field strengths require higher frequencies the excitation field. Die Spule dient vorteilhafterweise auch zum Empfang des zugehörigen „Antwortfeldes” aus dem Körpergewebe. The coil is advantageously used also for receiving the associated "Answer field" from the body tissue. In einer alternativen Ausgestaltung können getrennte Sende- und Empfangsspulen vorgesehen sein. In an alternative embodiment, separate transmit and receive coils may be provided.
  • Im Gegensatz zu herkömmlichen MRI-Anlagen sind der IVMRI-Sensor und die zur Signalaufbereitung und -Auswertung vorgesehenen elektronischen Schaltkreise und digitalen Auswerteeinheiten vorteilhafterweise derart ausgelegt, dass sie auch bei einem vergleichsweise inhomogenen Magnetfeld mit hohen örtlichen Feldgradienten arbeiten und entsprechende Magnetresonanzbilder erzeugen können. Unlike conventional MRI systems of IVMRI sensor and intended for signal processing and evaluation electronic circuits and digital evaluation units are advantageously designed such that they also work at a comparatively inhomogeneous magnetic field with high local field gradient and can generate respective magnetic resonance images. Da unter diesen Bedingungen die empfangenen Echo-Signale in charakteristischer Weise durch die mikroskopische Diffusion von Wassermolekülen in dem untersuchten Gewebe beeinflusst werden, ist in der Regel eine ausgezeichnete Darstellung und Differenzierung zwischen unterschiedlichen Weichteilen, z. Since generally the received echo signals are influenced in a characteristic manner by the microscopic diffusion of water molecules in the tissues examined under these conditions, is an excellent representation of and differentiation between different soft tissues such. B. zwischen Lipidschichten und faserigem Gewebe, ermöglicht. B. between lipid layers and fibrous tissue. Dies ist gerade bei dem nunmehr vorgesehenen Einsatzgebiet minimalinvasiver Eingriffe von besonderem Interesse. This is just in the now intended application involves minimally invasive interventions of particular interest.
  • Alternativ zu dem hier beschriebenen Konzept kann das statische Magnetfeld auch durch externe Magneten erzeugt werden. As an alternative to the concept described here the static magnetic field can also be generated by external magnets. Im Gegensatz zur herkömmlichen MRI werden die dynamischen Felder, dh die Radiowellen, aber auch bei dieser Ausführungsform zweckmäßigerweise intervaskulär, dh durch eine Anzahl von an der Kathetervorrichtung angeordneten Sende- und Empfangseinheiten erzeugt. Unlike conventional MRI, the dynamic fields, ie the radio waves, but also in this embodiment expediently intervaskulär that is generated by a number of arranged on the catheter device transmitting and receiving units.
  • Des Weiteren kann in alternativer oder zusätzlicher Ausgestaltung ein optisches bildgebendes Element im Bereich der Katheterspitze der Kathetervorrichtung vorgesehen sein. in alternative or additional embodiment, further, an optical imaging element in the region of the catheter tip of the catheter apparatus can be provided. Beispielsweise kommt ein auf der bekannten CMOS-Technologie (CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor) beruhender optischer Halbleiterdetektor zur Detektion einfallenden Lichtes in Betracht. For example, one on known CMOS technology (CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor) is beruhender semiconductor optical detector for detecting incident light into consideration. Ein solcher auch als „Active Pixel Sensor” bekannter CMOS-Sensor basiert ähnlich wie auch die vor allem aus dem Bereich der Digitalfotografie bekannten CCD-Sensoren (CCD = Charge-Coupled Device) auf dem inneren fotoelektrischen Effekt und besitzt neben einem geringen Stromverbrauch den Vorteil, dass er besonders kostengünstig herzustellen ist. Such as "Active Pixel Sensor" known CMOS sensor based similar to the known primarily from the field of digital photography CCD sensors (CCD = Charge Coupled Device) on the inner photoelectric effect and in addition to a low power consumption has the advantage that he is particularly inexpensive to manufacture. Zur Ausleuchtung der Untersuchungs- und Behandlungsregion, speziell der Wände von Herzgefäßen, ist bei dieser Variante der Bildgebung eine geeignete Lichtquelle, z. For illumination of the region of examination and treatment, especially of the walls of heart vessels, in this variant, the imaging is a suitable light source such. B. eine LED (LED = Licht Emitting Diode) im Bereich der Katheterspitze vorzusehen, die über eine durch den Katheterholraum geführte elektrische Leitung mit elektrischem Strom versorgt werden kann. B. provide a LED (LED = Light Emitting Diode) in the region of the catheter tip, which can be supplied via an electric line guided by the Katheterholraum with electric current.
  • In einer weitern Ausgestaltungsvariante kann die Kathetervorrichtung auch mit einem Sensor zur optischen Kohärenztomographie (OCT = Optical Coherence Tomography) ausgestattet sein. In a further embodiment variant, the catheter device (OCT Optical Coherence Tomography =) be equipped with a sensor for optical coherence tomography.
  • Die optische Kohärenztomographie-Bildgebung liefert hoch auflösende Bilder, die insbesondere die Strukturen in der Nähe der Gefäßoberfläche vergleichsweise exakt wiedergeben. The optical coherence tomography imaging provides high resolution images that reproduce the particular structures near the vessel surface comparatively accurately. Das Prinzip dieses Verfahrens beruht darauf, dass von der Kathetervorrichtung über einen Lichtleiter zugeführtes Licht, vorzugsweise Infrarotlicht, in das Gefäß eingestrahlt wird, wobei das dort reflektierte Licht wieder in den Lichtleiter eingekoppelt und zu einer Auswerteeinrichtung geführt wird. The principle of this method is based on that supplied by the catheter device via a light guide light, preferably infrared light is irradiated into the vessel, wherein the light reflected there is again coupled into the light guide and passed to an evaluation device. In der Auswerteeinheit wird – ähnlich wie bei einem Michelson-Interferometer – die Interferenz des reflektierten Lichts mit dem Referenzlicht zur Bilderzeugung ausgewertet. the interference of the reflected light with the reference light evaluated for image formation - in the evaluation unit is - similar to a Michelson interferometer.
  • Während herkömmliche interferometrische Apparaturen bevorzugt mit Laserlicht einer definierten Wellenlänge arbeiten, welches eine vergleichsweise große optische Kohärenzlänge besitzt, kommen bei der so genannten LCI (LCI = Low Coherence Interferometry) Lichtquellen mit breitbandiger Abstrahlungscharakteristik („weißes Licht”) und mit vergleichsweise geringer Kohärenzlänge des emittierten Lichtes zum Einsatz. While conventional interferometric apparatus preferably operate with laser light of a defined wavelength, which has a comparatively large optical coherence length, are used in the so-called LCI (LCI = Low Coherence Interferometry) light sources with broadband emission characteristics ( "white light") and with comparatively low coherence length of the light emitted light used.
  • Entsprechende Bildsensoren, die nunmehr entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zum Einsatz in der Kathetervorrichtung vorgesehen sind, sind beispielsweise in der Corresponding image sensors, which are now provided in accordance with an advantageous embodiment of the invention for use in the catheter device, for example, in the US 2006/0103850 US 2006/0103850 beschrieben. described.
  • In einer vorteilhaften Abwandlung kann auch ein Bildsensor vorgesehen sein, der auf dem so genannten OFDI-Prinzip (OFDI = Optical Frequency Domain Imaging) beruht. In an advantageous modification, an image sensor may be provided which is based on the so-called OFDI principle (OFDI = Optical Frequency Domain Imaging). Die Methode ist mit OCT verwandt, benutzt aber ein breiteres Frequenzband. The method is related to OCT, but uses a wider frequency band. Das Funktionsprinzip ist z. The operating principle is such. B. in der Veröffentlichung As in the publication näher beschrieben. described in detail.
  • Schließlich kann die Kathetervorrichtung auch einen bildgebenden Sensor aufweisen, der auf der so genannten „Nearinfrared (NIR) Diffuse Reflectance Spectroscopy” beruht. Finally, the catheter device may also include an imaging sensor, the "(NIR) Diffuse Reflectance Spectroscopy Nearinfrared" is based on the so-called.
  • Ferner können auch Kombinationen von mindestens zwei optischen Sensoren der oben genannten Art vorhanden sein. Furthermore, combinations of at least two optical sensors of the above type may be present.
  • Ein tabellarischer Überblick fasst die Stärken und Schwächen der jeweiligen bildgebenden optischen Verfahren zusammen (von ++ = besonders gut bzw. geeignet bis -- = mangelhaft bzw. ungeeignet): A tabular overview summarizes the strengths and weaknesses of the respective imaging optical methods together (from ++ = very well suited or up - = poor or unsuitable):
    Vergleich der Bildsensoren Comparison of image sensors Nah-Auflösung Close-resolution Fern-Auflösung Remote-resolution Durchdringung von Blut Penetration of blood
    Optisch (CMOS) Optically (CMOS) + + + + - -
    OCT OCT ++ ++ - - -- -
    LCI LCI + + + + + +
    NIR NIR - - - - +/- +/-
    OFDI OFDI ++ ++ - - + +
  • Da der mit dem jeweiligen Bildsensor erfassbare bzw. zu überblickende Raumwinkel üblicherweise begrenzt ist, ist es insbesondere bei der bereits erwähnten Konfiguration mit radialer Blickrichtung (in Bezug auf die Mittelachse der Kathetervorrichtung) vorteilhaft, wenn der bildgebende Sensor über eine im Katheterhohlraum geführte Antriebswelle gegenüber der Katheterhülle rotierbar ist. Since the detectable with the respective image sensor, or on over-looking solid angle is usually limited, it is particularly advantageous when the above-mentioned configuration with a radial viewing direction (with respect to the central axis of the catheter device) when the imaging sensor via a guided in the catheter cavity the drive shaft with respect to catheter sheath is rotatable. Dadurch ist es möglich, ohne die Katheterhülle selbst gegenüber der Gefäßbahn drehen zu müssen, einen 360°-Rundblick zu erhalten. This makes it possible, without the catheter sheath having to turn itself towards the vascular bed to get a 360 ° view.
  • Alternativ ist es auch denkbar, eine Mehrzahl von bildgebenden Sensoren über den Umfang der Katheterhülle verteilt und gegenüber dieser feststehend anzuordnen und eine zyklische Datenauslesung von den Sensoren vorzusehen. Alternatively, it is also conceivable for a plurality of imaging sensors distributed over the circumference of the catheter sheath and fixed to arrange with respect to this and to provide a cyclic data read by the sensors. Somit ist bei dieser Konfiguration nur eine einzige Signalleitung innerhalb der Katheterhülle erforderlich, über die die Bilddaten der verschiedenen Sensoren in der Art einer seriellen Schnittstelle nacheinander verschickt bzw. abgefragt werden. Thus, in this configuration, only a single signal line within the catheter sheath is required on the image data of the various sensors are sent in the manner of a serial interface in sequence and queried. Eine geringe Zahl von Signalleitungen, vorzugsweise nur eine einzige, begrenzt den Platzbedarf innerhalb der Katheterhülle und ist daher für die Nutzbarkeit der mechanischen Flexibilität und Biegsamkeit der Katheterhülle von Vorteil. A small number of signal lines, preferably only a single, limited space requirements within the catheter sheath and is therefore the utility of the mechanical flexibility and pliability of the catheter sheath of advantage.
  • Des Weiteren ist für eine zyklische Datenauslesung von den Sensoren vorzugsweise ein Multiplexer vorgesehen. Furthermore it is provided for a cyclic data read by the sensors is preferably a multiplexer.
  • Durch die (mechanische oder elektronische) Rotation des Bildsensors können bei gleichzeitigem Rückzug oder Vorschub durch geeignete, prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannte Methoden der Signalaufbereitung und Bildberechnung vorteilhafterweise 3D-Aufnahmen bzw. Volumendatensätze erzeugt werden. Due to the (mechanical or electronic) of rotation of the image sensor, known methods of signal processing and image calculation advantageously 3D images or volume data sets are produced from the prior art at the same time withdrawal or feed by suitable in principle.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist im Bereich der Katheterspitze eine Anzahl von Positionssensoren oder Positi onsgebern angeordnet, mittels derer sich die aktuelle Position und vorzugsweise auch die Orientierung der Katheterspitze bestimmen lässt. In an advantageous further development in the area of ​​the catheter tip, a number of position sensors, or Positi onsgebern is arranged, by means of which the current position and preferably also the orientation of the catheter tip can be determined. Vorzugsweise handelt es sich dabei um mehrere, insbesondere um drei elektromagnetische Sendespulen, die mit einer Anzahl von extern, dh außerhalb des Patienten angeordneten Empfangsspulen oder Signaldetektoren zusammenwirken. Preferably, these are several, in particular three transmit electromagnetic coils with a plurality of externally, ie outside the patient cooperate arranged receiving coils or signal detectors. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Rolle der Sende- und Empfangseinheiten auch vertauscht sein, dh, die Empfangsspulen sind katheterseitig fixiert, während die Sendespulen vorzugsweise stationär im Raum angeordnet sind. In an alternative embodiment, the role of the transmitting and receiving units can also be reversed, ie, the receiving coils are catheter side fixed while the transmission coils are preferably arranged to be stationary in space. Die so erhaltenen Positionsangaben erleichtern einerseits das sichere Einführen der Kathetervorrichtung und die Navigation zum Zielgebiet, andererseits unterstützen sie in vorteilhafter Weise die Konstruktion von dreidimensionalen Aufnahmen aus einer Mehrzahl zweidimensionaler Querschnittsbilder. The position data thus obtained, on the one hand facilitate secure insertion of the catheter device and the navigation to the target area, on the other hand they assist in an advantageous manner, the construction of three-dimensional images from a plurality of two-dimensional cross-sectional images. Des Weiteren lassen sich die Positionsdaten vorteilhaft in die rechnerische Korrektur von Bewegungsartefakten und dergleichen einbeziehen. Furthermore, the position data can be advantageous to include in the computational correction of motion artifacts and the like.
  • In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung kann im Bereich der Katheterspitze mindestens ein magnetisches Element zur Führung der Kathetervorrichtung mittels eines externen Magnetfeldes vorgesehen sein. In a further useful embodiment in the range of the catheter tip at least one magnetic element for guiding the catheter device may be provided by means of an external magnetic field. Bei dieser so genannten magnetischen Navigation wird die Kathetervorrichtung also durch ein externes Magnetfeld gesteuert und angetrieben. In this so-called magnetic navigation device, the catheter is thus controlled by an external magnetic field and driven. Bei dem jeweiligen magnetischen Element kann es sich um einen Permanentmagneten oder um einen Elektromagneten handeln. In the respective magnetic element may be a permanent magnet or an electromagnet.
  • Alternativ zur Führung der Kathetervorrichtung durch ein externes Magnetfeld kann eine mechanische Navigation vorgesehen sein. Alternatively, for guiding the catheter device through an external magnetic field, a mechanical navigation can be provided. Hierzu sind in die Kathetervorrichtung zweckmäßigerweise geeignete mechanische Elemente, z. For this purpose, in the catheter device advantageously suitable mechanical elements, such. B. in Form von Zugdrähten und dergleichen, integriert, die durch äußere Zug- und Druckkräfte eine temporäre mechanische Verformung, Dehnung und/oder Biegung des Katheters oder einzelner, auswählbarer Katheterabschnitte, insbesondere der Katheterspitze, erlauben. B. in the form of pull wires, and the like, integrated, which allow by external tensile and compressive forces a temporary mechanical deformation, elongation and / or bending of the catheter or individual, selectable sections catheter, especially the catheter tip. Vorzugsweise erfolgt die mechanische und/oder magneti sche Führung der Kathetervorrichtung automatisch mit Hilfe einer computergestützten Steuer- und Antriebsvorrichtung. Preferably, the mechanical and / or magneti specific guidance of the catheter device is carried out automatically by a computerized control and drive device.
  • Des Weiteren kann es vorgesehen sein, die eigentliche Kathetervorrichtung durch einen äußeren Führungskatheter hindurch bis in das zu behandelnde Organ einzuführen. Furthermore, it may be provided to introduce the actual catheter device through an outer guide catheter to pass into the organ to be treated. Beispielsweise kann dann, falls dies für diagnostische Zwecke vorteilhaft oder sinnvoll ist, eine Kathetervorrichtung mit IVMRI-Bildgebung gegen eine Kathetervorrichtung mit optischer Bildgebung ausgetauscht werden, ohne dass der Patient durch eine erneute Invasion, sprich durch einen Wechsel oder eine Bewegung oder sonstige Manipulation des äußeren Führungskatheters, belastet wird. For example, can then if this is advantageous or useful for diagnostic purposes, a catheter device with IVMRI imaging be replaced with a catheter device with optical imaging, without the patient having the outer with a new invasion, ie by a change or a movement or other manipulation of guide catheter, is charged. Der ausgewechselte Innenkatheter muss auch nicht erst aufwändig in das Zielgebiet navigiert und dort erneut justiert werden. That the replacement inner catheter must not only consuming navigated to the target area and adjusted there again. Vielmehr genügt es, ihn bis zu einer Anschlagsposition in den Hohlraum des äußeren Katheters einzuschieben, der während der Prozedur in seiner zuvor erreichten oder eingenommenen Lage im Gefäß bzw. im Herzen verbleibt. Rather, it is sufficient to insert it up to a stop position in the cavity of the outer catheter, which in its previously attained during the procedure or occupied location in the vessel or in the heart remains.
  • Ein zweckmäßiger Arbeitsablauf (Workflow) für den Einsatz der Kathetervorrichtung mit integrierter Bildgebung bei der Behandlung von Septumdefekten sieht beispielsweise wie folgt aus: A convenient workflow (workflow) for the use of the catheter device with integrated imaging in the treatment of septal defects looks for instance like this:
    • 1. Positionierung des Patienten auf dem Behandlungstisch, 1. positioning of the patient on the treatment table,
    • 2. evtl. vorbereitende Röntgenuntersuchung und/oder extrakorporale Ultraschalluntersuchung, 2. possibly preliminary X-ray examination and / or extracorporeal ultrasound examination,
    • 3. Einführung der Kathetervorrichtung über venösen Zugang 3. Introduction of the catheter device via venous access
    • 4. Führung der Kathetervorrichtung basierend auf der integrierten Bildgebung bis zu der zu behandelnden Scheidewand des Herzens unter Mitführung eines Occluders an der Kupplungseinrichtung, 4. management of the catheter device based on the integrated imaging to the heart septum to be treated by entrainment of occluder on the coupling device,
    • 5. Beobachtung der zu behandelnden Lücke in der Scheidewand mit der integrierten Bildgebung der Kathetervorrichtung, 5. Observation of, gap to be treated in the septum with the integrated imaging of the catheter device
    • 6. Positionierung der Kathetervorrichtung mit Unterstützung der integrierten Bildgebung, 6. Insert the catheter device with the support of integrated imaging,
    • 7. Einführung des Occluders in die Lücke in der Scheidewand und Positionierung des Occluders unter Echtzeitbeobachtung mittels der integrierten Bildgebung, 7. Introduction of the occluder in the gap in the septum and positioning the occluder under real-time observation using the integrated imaging,
    • 8. Auskopplung des Occluders aus der Kupplungseinrichtung unter Echtzeitbeobachtung der Entfaltung des Occluders mittels der integrierten Bildgebung, 8. decoupling of the occluder out of the coupling device under real-time observation of the deployment of the occluder means of the integrated imaging,
    • 9. abschließende Nachkontrolle der Position und der Konfiguration des entfalteten Occluders mit Hilfe der integrierten Bildgebung, 9. final follow-up of the position and the configuration of the deployed occluder with the aid of the integrated imaging,
    • 10. evtl. ergänzende abschließende Röntgenkontrolluntersuchung und/oder extrakorporale Ultraschalluntersuchung, 10. possibly supplementary final X-ray control examination and / or extracorporeal ultrasound,
    • 11. Verlegung des Patienten. 11. Installation of the patient.
  • Je nach Art der Bildgebung und deren Fähigkeit zur „Durchdringung” von Blut kann es während des Schritte Nr. 5 bis Nr. 9 sinnvoll sein, den zu beobachtenden Bereich mit einer physiologischen Kochsalzlösung zu spülen, um einmalig kurzzeitig oder kurzzeitig gepulst in periodischen Wiederholungszyklen das Blut zu verdrängen und somit (optisch) zu verdünnen. Depending on the type of imaging and their ability to "penetration" of blood it can during steps no. Be useful 5 to no. 9, rinse the area to be observed with a physiological saline solution to temporarily or for a short time once pulsed periodically repeating cycles, the to displace blood and thus (optical) to dilute. Des Weiteren kann es sinnvoll sein, ein Kontrastmittel am Ort der Beobachtung zu applizieren, im Fall einer IVMRI-Bildgebung beispielsweise auf Basis von Gadolinium, oder bei einer Ultraschallbildgebung auf Basis von Schwefelhexanfluorid. Furthermore, it may be useful to apply a contrast agent at the place of observation, in the case of IVMRI imaging, for example based on gadolinium, or ultrasound imaging based on Schwefelhexanfluorid. Die Injektion erfolgt vorteilhafterweise über eine im Katheterholraum verlegte, im Bereich der Katheterspitze eine Auslassöffnung aufweisende Injektionsleitung oder dergleichen. The injection is advantageously carried out over a laid in Katheterholraum, in the region of the catheter tip like a discharge port having or injection line.
  • Zusammengefasst ist mit der hier beschriebenen Kathetervorrichtung vor allem eine Optimierung der medizinischen Arbeitsabläufe bei einem minimalinvasiven Eingriff am Herzen eines Lebewesens ermöglicht. In summary, it allows for a minimally invasive procedure at the heart of a living being with the described catheter device primarily an optimization of the medical workflow. Derartige Eingriffe können mit einem höheren Maß an Patientensicherheit und zugleich schneller als bislang absolviert werden. Such interventions can be completed with a higher degree of patient safety and at the same time faster than previously.
  • Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Various embodiments of the invention are explained in detail with reference to a drawing. Darin zeigen in jeweils stark vereinfachter und schematischer Darstellung: Therein show in each case greatly simplified and schematic representation:
  • 1 1 eine medizinische Untersuchungs- und Behandlungseinrichtung mit einer im Längsschnitt dargestellten Kathetervorrichtung, a medical examination and treatment means of a depicted in longitudinal section catheter device,
  • 2 2 bis to 5 5 alternative Ausführungsformen einer Kathetervorrichtung, alternative embodiments of a catheter device,
  • 6 6 eine Detaildarstellung eines in einer Kathetervorrichtung integrierten optischen Sensors mit seitlicher/radialer Beobachtungsrichtung, a detailed illustration of an integrated in a catheter device of the optical sensor with lateral / radial direction of observation,
  • 7 7 eine Detaildarstellung eines in einer Kathetervorrichtung integrierten optischen Sensors mit vorwärts gerichteter Beobachtungsrichtung, a detailed illustration of an integrated in a catheter device of the optical sensor with forward directed viewing direction,
  • 8 8th eine Detaildarstellung eines in einer Kathetervorrichtung integrierten Sensorkopfes für OCT- oder LCI-Bildgebung mit seitlicher/radialer Beobachtungsrichtung, a detailed illustration of an integrated in a catheter device for the sensor head or OCT imaging LCI with lateral / radial direction of observation,
  • 9 9 eine Detaildarstellung eines in einer Kathetervorrichtung integrierten Sensorkopfes für OCT- oder LCI-Bildgebung mit vorwärtsgerichteter Beobachtungsrichtung, a detailed illustration of an integrated in a catheter device for the sensor head or OCT imaging with LCI forward facing direction of observation,
  • 10 10 eine Detaildarstellung eines integrierten Sensors für IVMRI-Bildgebung mit seitlicher/radialer Beobachtungsrichtung, und a detailed illustration of an integrated sensor for IVMRI imaging with lateral / radial direction of observation, and
  • 11 11 eine Detaildarstellung eines integrierten Sensors für IVMRI-Bildgebung mit vorwärtsgerichteter Beobachtungsrichtung. a detailed illustration of an integrated sensor for IVMRI imaging with forward facing direction of observation.
  • Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical parts are provided in all figures with the same reference numerals.
  • Die in In the 1 1 dargestellte Kathetervorrichtung Catheter device shown 2 2 ist zu einem minimalinvasiven chirurgischen Eingriff an der Scheidewand eines Herzens ausgelegt. is adapted to a minimally invasive surgical procedure on the septum of a heart. Sie umfasst eine flexible Katheterhülle It includes a flexible catheter sheath 4 4 zur Einführung in ein nicht näher dargestelltes Blutgefäß. for insertion into a blood vessel not shown in detail. Zur Therapie wird die Kathetervorrichtung For therapy, the catheter device 2 2 in eine Herzkammer des Herzens (nicht dargestellt) vorgeschoben. into a heart chamber of the heart (not shown) is advanced. Die Katheterhülle The catheter sheath 4 4 umgibt einen zylindrischen Katheterholraum surrounds a cylindrical Katheterholraum 6 6 (auch als Lumen bezeichnet), in welchem eine nur schematisch angedeutete Steuerungsleitung (Also called lumens), in which an only schematically indicated control line 8 8th zur Ansteuerung einer Kupplungsvorrichtung for controlling a coupling device 14 14 verläuft. runs. Die Kupplungsvorrichtung The coupling device 14 14 umfasst eine nicht näher dargestellte Haltevorrichtung zum Transport und zur exakten Positionierung eines zu implantierenden Occluders comprising a holding device not shown for transportation and exact positioning of an occluder to be implanted 16 16 , welcher sich zum Transport unter Vorspannung in einer Transportkonfiguration befindet. Located to transport under pretension in a transport configuration. In In 1 1 ist der beispielsweise aus einem Nitinol-Drahtgeflecht bestehende Occluder bereits entfaltet dargestellt. the existing example, a Nitinol wire braid occluder is already shown unfolded. Nach der Entfaltung und der Abkopplung von der Kupplungsvorrichtung After deployment and disengagement of the coupling device 14 14 verbleibt der Occluder in einer Öffnung der Herzscheidewand und verschließt diese dauerhaft. The occluder is left in a opening of the cardiac septum and closes it permanently.
  • Für einen optimalen und dauerhaften Heilungserfolg und zur Minimierung etwaiger Eingriffsrisiken ist es wichtig, dass der Occluder For better and more permanent cure success and to minimize any interference risks, it is important that the occluder 16 16 möglichst exakt in der Lücke in der Scheidewand des Herzens positioniert wird, was bislang üblicherweise durch angiographische Röntgenkontrolle erfolgte. is positioned as accurately as possible in the gap in the septum of the heart, which usually until now was carried out by X-ray angiographic control. Für eine verbesserte Überwachung des Kathetervorschubs und eine genauere Platzierung des Occluders For improved monitoring of the catheter advancement and more accurate placement of the occluder 16 16 auch ohne Einsatz von ioni sierender Röntgenstrahlung ist die Kathetervorrichtung even without the use of ioni sierender X-rays, the catheter device 2 2 gemäß according to 1 1 mit einem bildgebenden Sensor with an imaging sensor 18 18 im Bereich der Katheterspitze in the area of ​​the catheter tip 12 12 ausgestattet. fitted. Sein „Blickfeld” ist je nach Sensortyp und sonstigen Details der Ausgestaltung vorzugsweise radial nach außen (zur umgebenden Gefäßwand oder zur Wand der Herzkammer, hier nicht dargestellt) und/oder in proximaler Richtung nach vorne (also in Vorschubrichtung der Kathetervorrichtung Be "field of view" is, depending on the sensor type and other details of the embodiment preferably radially outwardly (to the surrounding vessel wall or to the wall of the heart chamber, not shown here) and / or (in the proximal direction to the front ie in the direction of advance of the catheter device 2 2 ) gerichtet, wie symbolisch durch die Pfeile ) Directed, as symbolized by the arrows 20 20 angedeutet ist. is indicated.
  • Der bildgebende Sensor The imaging sensor 18 18 kann beispielsweise ein optischer, ein akustischer (Ultraschall) oder ein auf dem Prinzip der Magnetresonanz beruhender Sensor sein. may be for example an optical, acoustic (ultrasound) or a value based on the principle of magnetic sensor. Die für seinen Betrieb und zur Übertragung der aufgenommenen Bilddaten erforderlichen Signal- und Versorgungsleitungen Required for its operation and to transfer the captured image data signal and supply lines 22 22 sind im Inneren der Katheterhülle are in the interior of the catheter sheath 4 4 bis zu einer am körperabgewandten (distalen) Ende der Kathetervorrichtung up to a at the outer-facing (distal) end of the catheter device 2 2 angeordneten Anschlusskupplung arranged connection coupling 24 24 geführt. guided. Über die Anschlusskupplung On the connection coupling 24 24 sind zum einen die druck- und/oder fluidführenden Leitungen innerhalb der Katheterhülle are, firstly, the pressure and / or fluid-carrying lines within the catheter sheath 4 4 mit externen Vorratsbehältern und dergleichen mechanisch verbindbar. with external reservoirs, and the like can be connected mechanically. Zum anderen sind über die Anschlusskupplung On the other hand, over the connection coupling 24 24 die bildgebenden elektronischen Komponenten der Kathetervorrichtung the imaging electronic components of the catheter device 2 2 elektrisch mit einem nur schematisch angedeuteten Signalinterface electrically connected to an only schematically indicated Signal Interface 26 26 verbindbar, welches seinerseits mit einer externen Bildaufbereitungs- und Wiedergabeeinrichtung connected, which in turn communicates with an external image processing and playback device 28 28 verbunden ist. connected is. Ein nicht näher dargestellter Monitor dient zur Wiedergabe der vom bildgebenden Sensor A non-illustrated monitor is used for playback of the imaging sensor 18 18 intervaskulär und/oder intrakorporal aufgenommenen und gegebenenfalls anschließend rechnerisch aufbereiteten „Live-Bilder” vom Behandlungsort. intervaskulär and / or intracorporeal captured and optionally then mathematically processed "live images" from the treatment site.
  • Um den bildgebenden Sensor To the imaging sensor 18 18 innerhalb der feststehenden Katheterhülle within the stationary catheter sheath 4 4 um seine eigene Achse rotieren zu können, kann ferner eine rotierbare Antriebswelle im Katheterhohlraum to be able to rotate about its own axis, a rotatable drive shaft in the catheter lumen may also 6 6 angeordnet sein, die allerdings in be arranged, which, however, in 1 1 nicht näher dargestellt ist. is not shown in detail. Der bildgebende Sensor The imaging sensor 18 18 , die Signalleitungen , The signal lines 22 22 und gegebenenfalls die Antriebswelle können in der Art eines innerhalb der äußeren Katheterhülle and, optionally, the drive shaft may be in the form of a catheter sheath within the outer 4 4 angeordneten Innenka theters zu einer kompakten Einheit zusammengefasst und von einer (inneren) Schutzhülle arranged Innenka theters combined into a compact unit and of an (inner) Cases 30 30 umgeben sein. be surrounded. Insbesondere bei Anwendung interferometrischer Bildgebungsmethoden können in dem Innenkatheter auch Lichtleiter verlegt sein, über die ein- und ausfallende Lichtbündel zu einer extern aufgestellten, über die Anschlusskupplung Especially when used interferometric imaging methods and optical fibers can be laid in the inner catheter, about the incident and emergent light bundle to an externally located, on the connection coupling 24 24 verbindbaren Interferometereinheit oder dergleichen geführt werden. connectable interferometer or are guided like. Im Bereich des bildgebenden Sensors In the area of ​​the imaging sensor 18 18 weist die innere Schutzhülle , the inner protective cover 30 30 , gegebenenfalls auch die äußere Katheterhülle And optionally also the outer catheter sheath 4 4 , zweckmäßigerweise ein für das jeweilige bildgebende Verfahren transparentes Fenster , Suitably a transparent for the respective imaging window 32 32 , gegebenenfalls auch eine optische Linse, auf. And optionally also an optical lens on.
  • Des Weiteren können (optional) eine oder mehrere Leitungen Furthermore, (optional) one or more lines 34 34 für eine Spülflüssigkeit oder ein Kontrastmittel vorgesehen sein, welches über eine in der Nähe der Kupplungsvorrichtung be provided for a rinsing liquid or a contrast agent which have a near the coupling device 14 14 angeordnete Austrittsöffnung arranged outlet opening 36 36 in die zu untersuchende/zu behandelnde Gefäß- oder Herzregion injizierbar ist. can be injected into the to be investigated / treated vascular or cardiac region.
  • Schließlich können im Bereich der Katheterspitze Finally, in the area of ​​the catheter tip 12 12 , hier in , here in 1 1 in unmittelbarer Nachbarschaft zum bildgebenden Sensor in close proximity to the imaging sensor 18 18 , Positionssensoren , Position sensors 38 38 vorgesehen sein, die im Zusammenspiel mit einer außerhalb des Patientenkörpers angeordneten Positionserkennungseinheit be provided in conjunction with a disposed outside the patient's body position detecting unit 40 40 nach dem Sender-Empfänger-Prinzip eine genaue Ortung/Lokalisierung der Katheterspitze after the transmitter-receiver principle an exact positioning / localization of the catheter tip 12 12 durch Identifikation der Koordinaten der Katheterspitze ermöglichen. enabling by identifying the coordinates of the catheter tip. Die so gewonnenen Positionsdaten können beispielsweise der Bildaufbereitungs- und Wiedergabeeinrichtung The position data obtained in this example, the image processing and playback facility 28 28 zugeführt werden und bei der Bildrekonstruktion, speziell bei der Artefaktkorrektur, Berücksichtigung finden. are fed to find in the image reconstruction, especially in the artifact correction into account. Die notwendigen Signalleitungen The necessary signal lines 42 42 für die Positionssensoren for the position sensors 38 38 können ebenfalls innerhalb der (inneren) Schutzhülle can also within the (inner) Cases 30 30 im Wesentlichen parallel zu den Signalleitungen substantially parallel to the signal lines 22 22 des bildgebenden Sensors the imaging sensor 18 18 geführt sein. be performed.
  • In In 2 2 bis to 5 5 sind jeweils konstruktive Abwandlungen der Kathetervorrichtung are each constructive modifications of the catheter device 2 2 dargestellt. shown.
  • So ist beispielsweise in For example, in 2 2 das den bildgebenden Sensor which the imaging sensor 18 18 tragende Innenteil Inner part bearing 44 44 gegenüber der Katheterhülle opposite the catheter sheath 4 4 nach vorne (in proximaler Richtung) aus einer nicht näher kenntlich gemachten, der Position in forward (in the proximal direction) from an unspecified indicated as such, the position in 1 1 entsprechenden Rückzugsposition in eine vorgelagerte Position verschiebbar und umgekehrt (angedeutet durch den Doppelpfeil corresponding retracted position to an upstream position displaceable and vice versa (indicated by the double arrow 46 46 ). ). Das heißt, der bildgebende Sensor That is, the imaging sensor 18 18 lässt sich bei Bedarf über den Bereich der Katheterspitze can if necessary over the area of ​​the catheter tip 12 12 mit dem transparenten Fenster with the transparent window 32 32 hinaus nach vorne schieben und hat dort eine gänzlich uneingeschränkte Sicht. postpone forward and there has a completely unobstructed view. Gegebenenfalls kann dann auch ganz auf ein transparentes Fenster verzichtet werden, wie in If necessary, can then also be completely dispensed with a transparent window, as in 3 3 dargestellt ist. is shown.
  • Die Ausführungsform gemäß The embodiment of 4 4 entspricht im Wesentlichen derjenigen aus complies with substantially similar 1 1 , allerdings ist/sind der/die Positionssensoren But is / are / position sensors 38 38 bei dieser Variante nunmehr an der äußeren Katheterhülle In this variant, now on the outer catheter sheath 4 4 angeordnet. arranged. Bei der Variante gemäß In the variant according 5 5 schließlich ist der Verschiebeweg des bildgebenden Sensors Finally, the displacement of the imaging sensor 18 18 in Längsrichtung vergrößert und dementsprechend ist ein transparentes Fenster enlarged in the longitudinal direction and accordingly, a transparent window 32 32 mit größerer räumlicher Ausdehnung vorgesehen. with greater spatial extent is provided. Die Positionssensoren The position sensors 38 38 sind hier ebenfalls weiter zum körperabgewandten Ende der Kathetervorrichtung are here also continued to outer-facing end of the catheter device 2 2 hin am hinteren Ende der Kupplungsvorrichtung towards the rear end of the coupling device 14 14 angebracht. appropriate.
  • In der Detaildarstellung gemäß In the detailed illustration according to 6 6 ist der Bereich der Katheterspitze is the area of ​​the catheter tip 12 12 mit dem bildgebenden Sensor with the imaging sensor 18 18 vergrößert herausgehoben, wobei in der hier dargestellten Variante ein optischer Sensor auf CMOS-Basis Verwendung findet. increased lifted out, wherein an optical sensor is used in the variant shown here, CMOS-based. Eine Lichtquelle A light source 48 48 , hier eine Hochleistungs-Mikro-LED, beleuchtet die in etwa ringförmig die Kathetervorrichtung Here, a high-performance micro-LED, illuminated annularly about the catheter device 2 2 und speziell den bildgebenden Sensor and especially the imaging sensor 18 18 umgebende Gefäßwand surrounding vessel wall 50 50 (ausgesandtes Licht (Light emitted 51 51 ). ). An der Gefäßwand To the vessel wall 50 50 reflektiertes Licht reflected light 53 53 fällt durch eine Linse falls through a lens 52 52 auf einen Reflektionsspiegel a reflection mirror 54 54 (oder auch z. B. auf ein Prisma mit analoger Funktionsweise bzw. Strahlführung) und von dort auf den eigentlichen CMOS-Bilddetektor (Or z. B. on a prism having an analogous function or beam delivery), and from there to the actual CMOS image detector 56 56 . , Die Anordnung gemäß The arrangement according to 6 6 ist also für eine radiale Blickrichtung (bezogen auf die Mittelachse is therefore a radial viewing direction (relative to the central axis 58 58 der Kathetervorrichtung the catheter device 2 2 ) konfiguriert. ) Configured. Durch eine mit Hilfe der Antriebswelle By using the drive shaft 59 59 bewerkstelligte Rotationsbewegung um die Mittelachse bewerkstelligte rotational movement about the central axis 58 58 , angedeutet durch den Pfeil , Indicated by the arrow 60 60 , kann das volle seitliche 360°-Blickfeld abgedeckt werden. , The full lateral 360 ° view field can be covered.
  • Alternativ ist in Alternatively, in 7 7 ein Beispiel für eine Konfiguration von Lichtquelle an example of a configuration of light source 48 48 , Linse lens 52 52 und CMOS-Detektor and CMOS detector 56 56 dargestellt, mit der eine Vorwärtsbetrachtung ermöglicht ist, die beim Vorschub der Kathetervorrichtung shown with the forward viewing is enabled, which during the advance of the catheter device 2 2 durch die Blutgefäße bis zu den Herzkammern und durch die Herzklappen hindurch besonders nützlich ist. through the blood vessels to the heart chambers and through the heart valves is particularly useful. Ein in Vorwärtsrichtung liegendes, den weiteren Vorschub möglicherweise behinderndes Hindernis A lying in the forward direction, the further feed possibly obstructing obstacle 61 61 kann so erkannt werden. can be recognized. Die beiden Varianten nach The two variants of 6 6 und and 7 7 können gegebenenfalls auch miteinander kombiniert sein, um ein besonders umfassendes Blickfeld in praktisch alle Richtungen bereitzustellen. may be optionally combined with each other to provide a particularly wide field of view in virtually all directions.
  • Die genannten Beobachtungsrichtungen, nämlich radial-/seitlich und vorwärtsgerichtet, können auch bei anderen Sensortypen verwirklicht sein. The observation directions mentioned, namely radialward / lateral and forward looking, can be implemented with other types of sensors. Beispielsweise ist in For example, in 8 8th eine Konfiguration eines OCT- oder LCI-Sensorkopfes a configuration of an OCT or LCI sensor head 62 62 für radiale Abstrahlung und Empfang und in for radial emission and reception and in 9 9 für eine vorwärtsgerichtete Abstrahlung und Empfang darstellt. represents a forward emission and reception. Genauer gesagt, bezeichnet das Bezugszeichen More specifically, the reference numeral 62 62 nur den für die Lichtaus- und Einkopplung in den Lichtleiter only for the light exit and coupling into the light guide 64 64 zuständigen Sensorteil oder Sensorkopf; relevant sensor section or sensor head; die eigentliche interferometrische Auswertung und Bilderzeugung erfolgt außerhalb der Kathetervorrichtung which takes actual interferometric evaluation and image generation outside of the catheter device 2 2 . , Dargestellt ist jeweils der durch den Reflektionsspiegel Shown in each case by the reflection mirror 66 66 und die Linse and the lens 68 68 beeinflusste Strahlengang ausgekoppelter und reflektierter Lichtstrahlen. influenced beam path coupled out and reflected light beams.
  • In ähnlicher Weise kann auch ein IVMRI-Sensor oder IVUS-Sensor entweder für radiale oder vorwärtsgerichtete Abstrahlung/Empfang konfiguriert sein, wie in Similarly, a IVMRI sensor or IVUS sensor may be configured for either radial or forward emission / reception, as shown in 10 10 und and 11 11 schematisch für einen IVMRI-Sensor schematically for a IVMRI sensor 69 69 mit Permanentmagneten with permanent magnets 70 70 für das statische Magnetfeld und Sende-/Empfangsspulen for the static magnetic field and transmitting / receiving coils 72 72 dargestellt ist. is shown.
  • Bei seitlicher Abstrahlung/Empfang kann es insbesondere im Fall von Ultraschallsensoren anstelle eines einzigen rotierenden Sensors vorteilhaft sein, ein Array von Ultraschallsensorelementen mit verschiedenen „Blickrichtungen” vorzusehen, die beispielsweise zyklisch über einen Multiplexer aktiviert, dh angeregt und abgefragt werden. For side radiating / receiving it can be advantageous particularly in the case of ultrasonic sensors, instead of a single rotating sensor to provide an array of ultrasonic sensor elements having different "view directions", ie excited and retrieved for example, activated cyclically via a multiplexer.
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Claims (13)

  1. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) zur Behandlung der Scheidewand eines Herzens, die eine einen Katheterhohlraum ( ) For the treatment of the septum of a heart (a catheter cavity 6 6 ) umgebende flexible Katheterhülle ( ) Surrounding the flexible catheter sheath ( 4 4 ) und eine am proximalen Ende ( ) And a proximal end ( 10 10 ) in der Nähe der Katheterspitze ( ) (In the vicinity of the catheter tip 12 12 ) angeordnete Kupplungsvorrichtung ( ) Arranged coupling device ( 14 14 ) zum Transport und zur Positionierung eines zum Verschluss eines Defektes der Scheidewand ausgebildeten Occluders ( () For transport and positioning of a trained for closing a defect in the septum occluder 16 16 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass im Bereich der Katheterspitze ( ), Characterized in that (in the area of the catheter tip 12 12 ) zumindest ein Sensor ( ) At least one sensor ( 18 18 ) zur Bildgebung vorgesehen ist. ) Is provided for imaging.
  2. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) nach Anspruch 1, wobei der Sensor ( () According to claim 1, wherein the sensor 18 18 ) derart konfiguriert und ausgerichtet ist, dass sein Blickfeld einen um an die Kupplungsvorrichtung ( is) configured and oriented such that its field of view to a (to the coupling device 14 14 ) angekoppelten Occluder ( ) Coupled occluder ( 16 16 ) herum liegenden Raumbereich abdeckt. ) Around covers lying space region.
  3. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sensor ( ) (According to claim 1 or 2, wherein the sensor 18 18 ) derart konfiguriert und ausgerichtet ist, dass sein Blickfeld einen vor der Katheterspitze ( is) configured and oriented such that its field of view a (prior to the catheter tip 12 12 ) liegenden Raumbereich abdeckt. ) Region of space lying covers.
  4. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Sensor ( ) (According to any of claims 1 to 3, wherein the sensor 18 18 ) gegenüber der Katheterhülle ( ) Relative to the catheter sheath ( 4 4 ) längsverschiebbar gelagert ist. ) Is longitudinally displaceably mounted.
  5. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als bildgebender Sensor ( ) According to one of claims 1 to 4, wherein (a imaging sensor 18 18 ) ein Ultraschallelement vorgesehen ist. ) Is provided an ultrasonic element.
  6. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als bildgebender Sensor ( ) According to one of claims 1 to 4, wherein (a imaging sensor 18 18 ) ein Magnetresonanzelement vorgesehen ist. ) Is provided a magnetic resonance element.
  7. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als bildgebender Sensor ( ) According to one of claims 1 to 4, wherein (a imaging sensor 18 18 ) ein optischer Bildsensor vorgesehen ist. ) Is provided an optical image sensor.
  8. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der bildgebende Sensor ( ) (According to any of claims 1 to 7, wherein the imaging sensor 18 18 ) über eine im Katheterhohlraum ( ) Through a (in the catheter cavity 6 6 ) geführte Antriebswelle ( ) Guided drive shaft ( 59 59 ) gegenüber der Katheterhülle ( ) Relative to the catheter sheath ( 4 4 ) drehbar gelagert ist. ) Is rotatably mounted.
  9. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Mehrzahl von bildgebenden Sensoren ( ) According to one of claims 1 to 7, wherein a plurality of imaging sensors ( 18 18 ) über den Umfang der Katheterhülle ( ) (About the circumference of the catheter sheath 4 4 ) verteilt und bezüglich der Katheterhülle ( ) And distributed (with respect to the catheter sheath 4 4 ) feststehend angeordnet ist. ) Is disposed fixed.
  10. Kathetervorrichtung ( Catheter device ( 2 2 ) nach Anspruch 9, wobei eine zyklische Datenauslesung von den bildgebenden Sensoren ( ) According to claim 9, wherein a cyclic data readout (of the imaging sensors 18 18 ) über einen Multiplexer vorgesehen ist. ) Is provided via a multiplexer.
  11. Medizinische Untersuchungs- und Behandlungseinrichtung mit einer Kathetervorrichtung ( Medical examination and treatment device comprising a catheter device ( 2 2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der bildgebende Sensor ( ) (According to any of claims 1 to 10, wherein the imaging sensor 18 18 ) über eine im Katheterhohlraum ( ) Through a (in the catheter cavity 6 6 ) geführte Signalleitung ( ) Guided signal line ( 22 22 ) mit einer außerhalb der Kathetervorrichtung ( ) With a (outside of the catheter device 2 2 ) befindlichen Bildaufbereitungs- und Wiedergabeeinrichtung ( Bildaufbereitungs-) located and reproducing means ( 28 28 ) verbunden ist und an diese in Echtzeit Bildinformationen vom Ort eines mit Hilfe der Kathetervorrichtung ( ), And one (on them in real time image information from the place with the aid of the catheter device 2 2 ) durchgeführten Eingriffs überträgt. ) Conducted engagement transmits.
  12. Verfahren zum minimalinvasiven Eingriff an der Scheidewand eines Herzens, bei dem eine Kathetervorrichtung ( A method for minimally invasive intervention in the septum of a heart, in which (a catheter device 2 2 ) mit einer Kupplungsvorrichtung ( ) (With a coupling device 14 14 ) zum Transport und zur Positionierung eines zum Verschluss eines Defektes der Scheidewand ausgebildeten Occluders ( () For transport and positioning of a trained for closing a defect in the septum occluder 16 16 ) und mit einem in das proximale Ende ( and with) a (in the proximal end 10 10 ) der Kathetervorrichtung ( () Of the catheter device 2 2 ) integrierten bildgebenden Sensor ( ) Integrated imaging sensor ( 18 18 ) durch die Blutgefäße eines Patienten bis zu der zu behandelnden Scheidewand des Herzens geführt wird, wobei anhand von an eine außerhalb des Patientenkörpers befindliche Wiedergabeeinheit übermittelten Echtzeit-Bildern, die von dem bildgebenden Sensor ( ) Is passed through the blood vessels of a patient to be treated up to the septum of the heart, said transmitted based on a patient's body located outside the reproducing unit real-time images (of the imaging sensor 18 18 ) aufgenommen werden, eine Überwachung des Kathetervorschubs und eine Lagekontrolle des Occluders ( ) Are received, (monitoring the advancement catheter and a position control of the occluder 16 16 ) vorgenommen wird. is made).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem anhand von Echtzeit-Bildern eine Überwachung einer mit Hilfe der Kathetervorrichtung ( The method of claim 12, wherein based on real-time images of a monitoring (by means of the catheter device 2 2 ) durchgeführten Positionierung des Occluders ( ) Carried out positioning of the occluder ( 16 16 ) vorgenommen wird. is made).
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