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Die Erfindung betrifft einen medizinischen Katheter, insbesondere zur gekühlten Ablation von Herzgewebe, mit einem länglichen Katheterschaft, an dessen proximalem Ende ein Griffstück zum Führen des Katheters vorgesehen ist, und dessen distales Ende einen schmiegsamen Katheterabschnitt mit einem Lumen aufweist, in dem eine biegsame Leiste angeordnet ist, auf die durch Betätigen des Griffstücks mittels wenigstens einem gestreckten Steuerelement eine die Leiste und damit den Katheterabschnitt verformende Kraft ausübbar ist.
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Ein derartiger Katheter ist aus der
EP 0 513 224 B1 bekannt und gestattet es, durch Ausüben einer Zugkraft über einen einzigen Zugdraht als einziges Steuerelement am proximalen Griffstück die Gestalt des distalen Katheterabschnitts zu verändern, um den distalen Katheterabschnitt ausgehend von einer gestreckten geraden Anordnung in eine gekrümmte Form zu bringen, um dadurch die Lenkbarkeit des Katheters zu erhöhen. In dem zu verformenden Katheterabschnitt ist eine Leiste in Gestalt einer flachen flexiblen Blattfeder vorgesehen, die verwindungssteif ausgebildet ist und beim Ziehen am Zugdraht eine Krümmung des Katheterabschnitts rechtwinklig zur Oberseite der Blattfeder ermöglicht. Der Zugdraht erstreckt sich dabei an seinem distalen Ende parallel zur Blattfeder und ist mit deren distalem Ende verbunden. Wenn die Blattfeder sich krümmt, verändert sich der Winkel zwischen dem distalen Ende des Zugdrahtes und der Blattfeder, so dass Schälkräfte auftreten, die ein Lösen der Verbindung des Zugdrahtes mit der Blattfeder zur Folge haben können.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen medizinischen Katheter der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch eine vielseitige und sichere Handhabung in Körperöffnungen, insbesondere einem schlagenden Herz, auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem medizinischen Katheter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Leiste wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist, und dass das wenigstens eine Steuerelement die Leiste an wenigstens einer Durchgangsöffnung durchquert.
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Dadurch, dass das insbesondere als Zugdraht ausgebildete Steuerelement die Leiste durchquert, wird vermieden, dass Winkeländerungen zwischen dem distalen Ende des mindestens einen Steuerelementes und der Leiste auftreten, die eine Verbindung zwischen denselben durch Schälkräfte lösen könnten. Außerdem ergibt sich durch das Vorsehen einer Durchgangsöffnung für das Steuerelement die Möglichkeit einer sehr genauen Positionierung des Steuerelementes in Bezug auf die Längsachse der Leiste, so dass unerwünschte Verwindungen vermieden werden können oder aber zusätzlich zur Biegung Torsionskräfte oder Verwindungskräfte auf die Leiste einwirken können. Je nach der Positionierung der Durchgangsöffnung ergibt sich somit die Möglichkeit, die Konfiguration des schmiegsamen Katheterabschnitts sehr genau anzupassen und vorherzubestimmen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in Längsrichtung der Leiste entlang einer Fluchtlinie versetzte Durchgangsöffnungen vorgesehen, wobei das zugeordnete Steuerelement die Leiste mehrfach durchquert. Bei einer derartigen Anordnung erfolgt eine Verformung des Katheterabschnittes in Gestalt einer Kurve, bei der ein Richtungswechsel, beispielsweise gemäß einer S-Kurve, auftritt.
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Wenn die Durchgangsöffnungen entlang der Mittellängsachse der Leiste angeordnet sind, ist sichergestellt, dass lediglich Biegekräfte aber keine Verwindungskräfte auftreten und somit der schmiegsame Katheterabschnitt sich beim Verformen innerhalb einer vorgegebenen Ebene bewegt. Ist jedoch ein seitlicher Versatz der Durchgangsöffnungen gegenüber der Mittellängsachse vorgesehen, so ergeben sich zusätzlich zu Biegekräften auch Torsionskräfte beziehungsweise Verwindungskräfte, so dass die Verformung eine kompliziertere Gestalt annehmen kann.
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Es ist auch möglich, dass die Leiste mehrere sich parallel erstreckende Durchgangsöffnungen aufweist, denen jeweils ein gesondertes Steuerelement zugeordnet ist. Wenn beispielsweise zwei Steuerelemente vorgesehen sind, ist es möglich, mit ein und demselben Katheter eine größere Verformungsvielfalt zu erzielen.
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Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn die Durchgangsöffnungen in der Leiste als Schlitze ausgebildet sind, in denen das Steuerelement eine seitliche Führung erhält, um so eine präzise Verformung zu gewährleisten.
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Bei dem Steuerelement handelt es sich vorzugsweise um einen Zugdraht, insbesondere einen Metalldraht, der am distalen Ende der als vorzugsweise als metallische Blattfeder ausgebildeten Leiste befestigt ist. Alternativ ist es jedoch auch möglich, einen Verlauf des Zugdrahtes so zu gestalten, dass dessen distales Ende direkt lediglich mit einem anderen Bauteil des Katheters verbunden ist, nicht aber jedoch mit der Leiste oder metallischen Blattfeder selbst.
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Die Blattfeder ist vorzugsweise in einer Befestigungshülse befestigt, die im Katheterschaft mit Hilfe einer Flachdrahtspiralfeder abgestützt ist. Besonders einfache Verhältnisse beim Zusammenbauen der Einzelteile ergeben sich, wenn in der Befestigungshülse Ausnehmungen zur seitlichen Befestigung der metallischen Blattfeder vorgesehen sind, in die seitliche Abschnitte der Blattfeder so eingreifen, dass die Blattfeder gegenüber der Mittelebene der Befestigungshülse außeraxial versetzt befestigt ist.
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Weitere Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
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1 eine Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels für einen medizinischen Katheter gemäß der Erfindung,
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2 bis 5 verschiedene Beispiele für Krümmungskonfigurationen des distalen Endes des Katheters,
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6 einen Längsschnitt durch den distalen Bereich des Katheters,
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7 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Anordnung einer Blattfeder im distalen Katheterabschnitt,
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8 eine Blattfeder für einen Katheter gemäß der Erfindung mit zwei entlang der Mittellinie angeordneten Schlitzen, und
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9 eine Blattfeder für einen Katheter gemäß der Erfindung mit einem Schlitzfeld, bei dem vier Schlitze vorgesehen sind, die jeweils paarweise versetzt und paarweise fluchtend angeordnet sind.
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1 zeigt einen aus zeichnerischen Gründen mehrfach abgeschnittenen medizinischen steuerbaren Katheter 1. Hierbei handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen gekühlten Elektrodenkatheter, wie er im kardiologischen Katheterlabor zur Stimulation, zum Mapping und zur Ablation verwendet wird.
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Der Katheter 1 verfügt über einen Katheterschaft 3, an dessen distalem Ende sich ein schmiegsamer Katheterabschnitt 5 anschließt. Der schmiegsame Katheterabschnitt 5 trägt an seinem distalen Ende einen Katheterkopf 7 mit einer Elektrodenanordnung und mit Offnungen für eine Kühlflüssigkeit. Die Kühlflüssigkeit wird über einen Lueranschluss 9 in einen Spülschlauch 11 eingespeist. Der Spülschlauch 11 erstreckt sich durch ein Griffstück 13, den Katheterschaft 3 und den schmiegsamen Katheterabschnitt 5 bis zu den Offnungen im Katheterkopf 7. Die Elektroden des Katheterkopfs 7 sind über elektrische Leitungen mit einer Steckeranordnung 17 verbunden. Die Leitungen erstrecken sich vom Katheterkopf 7 durch den schmiegsamen Katheterabschnitt 5, den Katheterschaft 3, das Griffstück 13 und ein Kabel 15 bis zur Steckeranordnung 17.
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Das Griffstück 13 verfügt über eine Daumenstütze 19, die an einem zylindrischen Verbindungsteil 21 befestigt ist, auf dem ein zylindrisches Betätigungsteil 23 axial verschiebbar angeordnet ist.
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Wenn das Betätigungsteil 23 in der Hand des Bedieners des Katheters 1 festgehalten wird und dieser die Daumenstütze 19 vom Betätigungsteil 23 weg in die in 1 dargestellte Rückzugsposition verschiebt, wird mit Hilfe eines in 1 nicht dargestellten Steuerelementes, beispielsweise eines Zugdrahtes, eine Verformungskraft auf den schmiegsamen Katheterabschnitt 5 ausgeübt, so dass dieser sich beispielsweise in die in 1 dargestellte U-Form verformt. Werden die Daumenstütze 19 und das Betätigungsteil 23 entlang dem zylindrischen Verbindungsteil 21 wieder aufeinander zu bewegt, geht der U-förmig gebogene schmiegsame Katheterabschnitt 5 wieder in seine gestreckte Ausgangsstellung zurück.
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Von Bedeutung für die Handhabung des Katheters 1 ist dabei, dass der schmiegsame Katheterabschnitt 5 solange weich bleibt, bis durch Betätigen des Griffstückes 13 auf den Zugdraht eine Kraft ausgeübt wird. Nach dem Straffen des Zugdrahtes erfolgt eine Versteifung des Katheterabschnittes 5.
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Je nach den medizinischen Verhältnissen sind andere als U-förmige Verformungen erwünscht. Die 2, 3, 4 und 5 zeigen jeweils ein Beispiel für solche möglichen Verformungen des schmiegsamen Katheterabschnitts 5 in Abhängigkeit vom Aufbau im Inneren des schmiegsamen Katheterabschnitts 5.
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Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ist die Anordnung im Innern des Katheterabschnitts 5 so getroffen, dass bei Betätigen des Griffstücks 13 über einen Zugdraht eine Krümmung über eine U-förmige Krümmung mit einer 180° Kurve hinaus möglich ist, wobei die in 2 veranschaulichte Schleifenform erreicht wird. Dabei erfolgt eine Verformung innerhalb der Ebene, die durch den Katheterschaft 3 und den Katheterkopf 7 aufgespannt oder definiert wird und im Fall der 2 sich mit der Zeichenebene deckt.
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Statt einer Krümmung innerhalb einer Ebene ist es jedoch auch möglich, die Anordnung im Innern des schmiegsamen Katheterabschnitts 5 so zu treffen, dass zusätzlich zur Krümmung des Katheterabschnitts 5 eine Verwindung und somit dessen Auslenken aus der ursprünglichen Ebene hinaus erfolgt. Die 3 und 4 zeigen Beispiele, bei denen zusätzlich zur in 2 dargestellten Verkrümmung ein Verwinden oder Auslenken in die eine beziehungsweise die entgegengesetzte Richtung erzielt wird.
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Eine andere weiter unten beschriebene Anordnung im Inneren des Katheterabschnitts 5 gestattet es jedoch auch, durch Ziehen an einem Steuerelement beziehungsweise an einem Zugdraht eine zweifache Verkrümmung des schmiegsamen Katheterabschnitts 5, beispielsweise einen Verlauf in einer S-Kurve, zu erzielen. Je nach der Anordnung im Inneren des Katheterabschnitts 5 ist es möglich, eine Vielzahl von unterschiedlichen Krümmungen, Verkrümmungen, Verwindungen und Verformungen zu erzielen, um den Katheterabschnitt 5 mit seinem Katheterkopf 7 in die für die jeweilige medizinische Behandlung optimale Konfiguration zu überführen.
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6 veranschaulicht in einer gegenüber 1 stark vergrößerten schematischen Darstellung den Aufbau des distalen Bereichs des Katheters 1 mit dem Katheterkopf 7 und dem schmiegsamen Katheterabschnitt 5. Die drei in 6 veranschaulichten Bereiche sind aus zeichnerischen Gründen jeweils abgeschnitten und untereinander dargestellt. An den besonders schmiegsamen Katheterabschnitt 5 schließt sich in proximaler Richtung der Katheterschaft 3 an, dessen Steifigkeit und Festigkeit größer als die des besonders anschmiegsamen Katheterabschnitts 5 ist.
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Der Katheterkopf 7 verfügt über einen metallischen Elektrodenkopf 25 mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 2 bis 3 Millimetern und einer Länge von beispielsweise 4 Millimetern. Der Elektrodenkopf 25 verfügt über mehrere Spülöffnungen 27, die entlang dem Umfang des Elektrodenkopfes 25 angeordnet sind und mit dem Spülschlauch 11 verbunden sind, der in einer Innenbohrung 29 endet, die mit den Spülöffnungen 27 in Verbindung steht. Der Elektrodenkopf 25 ist aus einem Metall, insbesondere Gold oder Platin, hergestellt.
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In der Nähe der Innenbohrung 29 ist im Elektrodenkopf 25 ein Sackloch 31 vorgesehen, in dem ein Thermosensor 33 mit Hilfe einer Füllmasse 35 befestigt ist. Elektrische Leitungen 37 verbinden den Thermosensor 33 mit dem in 1 gezeigten Steckeransatz 17.
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Der Elektrodenkopf 25 verfügt bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weiterhin über eine Zugdrahtbohrung 39, in der ein metallischer Zugdraht 41 mit Hilfe von Lötzinn 43 befestigt ist. Das distale Ende des Zugdrahts 41 ist zur sicheren Befestigung vorzugsweise kugelförmig ausgebildet, wobei die Kugel 45 einen größeren Durchmesser als den Durchmesser des Zugdrahts 41 aufweist.
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In der Zugdrahtbohrung 39 ist weiterhin ein mit der Steckeranordnung 17 elektrisch verbundener Elektrodenkopfanschlussdraht 47 eingelötet.
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Das proximale Ende des Elektrodenkopfes 25 ist mit einem etwa 1 bis 2 Millimeter langen Klebeabschnitt 49 verbunden, dessen proximales Ende mit einem weichen Kunststoffschlauch 51 verbunden ist. Der Kunststoffschlauch 51 erstreckt sich bis zu einem zweiten Klebeabschnitt 53 und dient zur Fixierung von Ringelektroden 55, 56, 57, die über Elektrodenleitungen 59 mit der Steckeranordnung 17 elektrisch verbunden sind. Der zweite Klebeabschnitt 53 dient zum Verbinden des Katheterkopfes 7 mit dem schmiegsamen Katheterabschnitt 5, der in 6 dargestellt ist und durch den sich die Elektrodenleitungen 59, der Spülschlauch 11, die Elektrodenkopfanschlussleitung 47 und die elektrischen Leitungen 37 für den Thermosensor 33 erstrecken. Außerdem erstreckt sich der Zugdraht 41 durch den Katheterabschnitt 5, wie man im mittleren Teil und unteren Teil der 6 erkennt.
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Um zu erreichen, dass der Katheter 1 die insbesondere in den 2 bis 5 veranschaulichten Konfigurationen annehmen kann, ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel im Katheterabschnitt 5 eine Leiste in Gestalt einer metallischen Blattfeder 61 angeordnet, deren Breite geringfügig kleiner als die lichte Weite des Lumens des Katheterabschnitts 5 ist. Die Blattfeder 61 verfügt über einen Längsschlitz 63, durch den sich der Zugdraht 41 von der Oberseite der Blattfeder 61 zur Unterseite der Blattfeder 61 erstreckt. Das distale Ende 65 der Blattfeder 61 kann mit dem Zugdraht 41 verklebt oder verschweißt sein.
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Statt einer Blattfeder 61 können auch andere leistenförmige Bauteile verwendet werden. Der Querschnitt solcher Leisten kann rechteckig oder oval sein. Von Bedeutung ist, dass die Verformbarkeit in verschiedene rechtwinklig zur Längsachse der Leiste verlaufende Richtungen unterschiedlich ist, so dass bei einer geeigneten Krafteinwirkung nicht nur eine Biegung, sondern auch eine Verwindung erfolgt. Dies ist bei einem Stab mit einem kreisscheibenförmigen Querschnitt im Gegensatz zu einer Leiste mit einem flachen rechteckigförmigen Querschnitt nicht der Fall.
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Der proximale Endbereich 67 der Blattfeder 61 ist in der unteren Darstellung in 6 zu erkennen und ist in einer Befestigungshülse 69 befestigt, die in 6 schematisch eingezeichnet ist und beim bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Länge von etwa 1 Zentimeter aufweist. Die Befestigungshülse 69 ist im schmiegsamen Katheterabschnitt 5 gegen eine Flachdrahtspirale 71 abgestützt, so dass axiale Zugkräfte auf den Zugdraht 41, die auf die Blattfeder 61 übertragen werden, von der Befestigungshülse 69 aufgenommen werden können, da diese über die Flachdrahtspirale 71 aufgefangen werden. Die Flachdrahtspirale 71 erstreckt sich bis zum Griffstück 13, mit dessen Hilfe einerseits die Zugkraft auf den Zugdraht 41 ausgeübt wird und andererseits die Gegenkraft aufgebracht wird, um eine Verformung der Blattfeder 61 oder einer sonstigen Leiste je nach der jeweiligen Stellung der Daumenstütze 19 und des Betätigungsteils 23 zu bewirken.
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7 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Blattfeder 61 aus einem hoch elastischen Material, insbesondere einer Nitinol-Legierung. Die Dicke der Blattfeder 61 beträgt 0,1 bis 0,5 Millimeter, die Länge 40 bis 90 Millimeter und die Breite 0,5 bis 2 Millimeter. Wie man in 7 erkennt, ist die Blattfeder 61 in der Befestigungshülse 69 parallel zur Längsachse der Befestigungshülse 69 außeraxial formschlüssig befestigt. Dazu sind in der Befestigungshülse 69 vier Ausnehmungen 73 vorgesehen. Entsprechend ist im proximalen Endbereich 67 der Blattfeder 61 eine Einschnürung vorgesehen, so dass die Befestigung der Blattfeder 61 in der Befestigungshülse 69 durch Einrasten von Vorsprüngen 75 in zugeordnete Ausnehmungen 73 auf einfache Weise erfolgen kann, wenn die Blattfeder 61 nach dem Einführen in der Mitte der Befestigungshülse 69 radial bis zum Einrasten in der Befestigungshülse 69 verschoben wird.
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Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Blattfeder 61 mit einem einzigen Längsschlitz 63 versehen, der sich entlang der Mittellängsachse der Blattfeder erstreckt. Die Breite des Längsschlitzes 63 gestattet einerseits eine gute Führung des Zugdrahtes 41 und andererseits eine ausreichende Beweglichkeit zwischen der Blattfeder 61 und dem Zugdraht 41, um bei einem Zug am Zugdraht die gewünschte Verformung herbeizuführen.
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Der Zugdraht 41 erstreckt sich in 7 vom Griffstück 13 kommend durch die Befestigungshülse 69 in 7 unterhalb der Blattfeder 61 und durchquert diese dann im Bereich des Längsschlitzes 63, um auf die in 7 oben gezeigte Seite der Blattfeder 61 zu gelangen. Der Zugdraht 41 ist am distalen Ende 65 im Bereich 77 an der Blattfeder 61 angeklebt, verlötet oder verschweißt. Mit Hilfe der Kugel 45 ist der Zugdraht 41 im Elektrodenkopf 25 befestigt.
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Wenn der Längsschlitz 63, wie bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel, in der Mitte der Blattfeder 61 angeordnet ist, führt ein Ziehen am Zugdraht 41 zu einem Verkrümmen der Blattfeder 61 in 7 nach unten, ohne dass sich die Blattfeder 61 dabei verwindet. In diesem Fall ergibt sich eine Konfiguration des schmiegsamen Schlauchabschnittes 5, wie in 2 dargestellt. Wenn jedoch der Längsschlitz 63 gegenüber der Längsachse der Blattfeder 61 seitlich verschoben ist, führt ein Ziehen am Zugdraht 41 nicht nur zu einer Verkrümmung der Blattfeder 61, sondern zusätzlich zu einem Verwinden der Blattfeder 61, so dass sich Konfigurationen des Katheterabschnitts 5, wie in den 3 und 4 dargestellt, ergeben.
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Wenn statt eines einzigen Längsschlitzes 63 entsprechend dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Blattfeder 61 mit einem ersten Längsschlitz 63 und einem zweiten Längsschlitz 64 versehen ist, kann die in 5 veranschaulichte Konfiguration einer S-Kurve angesteuert werden. Dazu verläuft der Zugdraht 41, wie in 8 veranschaulicht ist, zunächst entlang der Oberseite der Blattfeder 61 und durchquert diese im zweiten Schlitz 64. Der Zugdraht 41 erstreckt sich dann weiterhin entlang der Unterseite der Blattfeder 61 entsprechend der Darstellung in 7 und gelangt durch den ersten Längsschlitz 63 erneut auf die Oberseite der Blattfeder 61. Bei Belasten der Blattfeder 61 durch Zug am Zugdraht 41 krümmt dieser sich an zwei Stellen in entgegengesetzte Richtungen, was zu der in 5 veranschaulichten S-Form für den Katheterabschnitt 5 führt.
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9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Katheter, bei dem zwei Zugdrähte 41, 42 vorgesehen sind. Weiterhin verfügt bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Blattfeder 81 über vier Längsschlitze 83, 84, 85, 86. Die Längsschlitze 83 und 85 sowie die Längsschlitze 84 und 86 fluchten jeweils miteinander. Alle Längsschlitze 83–86 sind jedoch gegenüber der Mittellängsachse der Blattfeder 81 seitlich versetzt, so dass je nach den von den Zugdrähten 41 und 42 eingeleiteten Kräften unterschiedliche Verformungen und Verwindungen auftreten.
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Bei einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die beiden Zugdrähte 41 und 42 entlang gegenüberliegenden Seiten der Blattfeder 81, wobei je nach den Kräfteverhältnissen auf den Zugdrähten 41, 42 unterschiedliche Konfigurationen des schmiegsamen Katheterabschnitts 5 erzielbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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