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Die Erfindung betrifft einen Katheter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In der Medizin werden Katheter in den Körper eingeführt, um Substanzen in den Körper einzubringen oder aus dem Körper zu entleeren oder um Instrumente oder Sonden durch den Katheter einzuführen. Der Katheter weist einen flexiblen oder biegsamen Schlauch auf, der häufig durch eine Kanüle eingeführt wird. Wichtige Anwendungsgebiete sind die Anästhesie, die Herzuntersuchung, die Wunddrainage usw.
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Für viele Anwendungsfälle ist es wichtig, das distale Ende des Katheters intrakorporal exakt an der gewünschten Einsatzstelle zu positionieren. In neuerer Zeit wird hierzu insbesondere auch die Ultraschallortung verwendet. Für eine solche Ultraschallortung ist eine gute Ultraschall-Sichtbarkeit des Katheters und insbesondere seines distalen Endes bedeutsam. Zur Verbesserung der Ultraschall-Sichtbarkeit (echogenen Eigenschaft) des distalen Endes ist es aus der
WO 03/053235 A2 bekannt, im Kunststoffmaterial des Schlauches des Katheters insbesondere an dessen distalem Ende Wolframcarbid-Partikel einzubetten. Auf den Katheter auftreffende Ultraschallwellen werden an diesen Partikeln verstärkt reflektiert, wodurch die Ultraschall-Abbildung verbessert wird.
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Das Beladen des Kunststoffes mit den Wolframcarbid-Partikeln ist technisch aufwendig und kann die Materialeigenschaften des Kunststoffs nachteilig beeinflussen. Außerdem werden die Ultraschallwellen an den in das Ende des Katheterschlauchs eingebetteten Partikeln diffus gestreut, sodass nur ein geringer Teil der Ultraschallwellen in die Richtung des bildgebenden Ultraschallempfängers reflektiert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Katheter zur Verfügung zu stellen, dessen distales Ende eine verbesserte Ultraschall-Sichtbarkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Katheter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Während nach dem Stand der Technik versucht wurde, das Material des Schlauches des Katheters zu beeinflussen und zu modifizieren, geht die Erfindung einen anderen Weg, indem an dem distalen Ende des Kunststoffschlauches des Katheters eine metallische Hülse angebracht wird. Der metallische Werkstoff verleiht der Hülse ein sehr hohes Reflexionsvermögen für Ultraschallwellen, sodass die die distale Spitze des Katheters bildende Hülse im Ultraschallbild deutlich sichtbar ist. Die gegenüber dem Kunststoffschlauch wesentlich bessere Ultraschall-Sichtbarkeit gibt insbesondere auch die Sicherheit, dass im Ultraschallbild tatsächlich das distale Ende des Katheters lokalisiert wird. Die rundzylindrische Form der Hülse hat allerdings zur Folge, dass die Ultraschallwellen an der äußeren Manteloberfläche der Hülse in unterschiedliche Richtungen reflektiert werden, sodass nur ein Teil der Ultraschallwellen in den Ultraschallkopf zurückreflektiert werden und für die Bildgebung ausgenützt werden können. Erfindungsgemäß sind deshalb in der äußeren Manteloberfläche der Hülse den Ultraschall reflektierende Vertiefungen ausgebildet, die eine gerichtete Reflexion der auftreffenden Ultraschallwellen bewirken. Dadurch wird der Anteil der auf die Hülse einfallenden Ultraschallenergie deutlich erhöht, welcher in der Einfallsrichtung zurück in den Ultraschallkopf reflektiert wird. In einer bevorzugten Ausführung sind die den Ultraschall reflektierenden Vertiefungen mit rechtwinklig zueinander angeordneten Reflektorflächen ausgebildet, wobei die Mehrfachreflexion der Ultraschallwellen an diesen zueinander senkrechten Reflektorflächen zu einer gesamten Reflexion in der ursprünglichen Einfallsrichtung führen. Vorteilhaft ist es dabei wenn die Reflektorflächen so angeordnet sind, dass sie gegen die Achsrichtung der Hülse und damit gegen die Achsrichtung des Schlauches gekippt sind, wodurch sich insbesondere auch eine verstärkte Reflexion von Ultraschallwellen ergibt, die nicht senkrecht zur Achse der Hülse einfallen, sondern unter einem spitzen Winkel zu dieser Achse auf die Hülse auftreffen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die Katheterspitze in den meisten Fällen unter einem Winkel zur Körperoberfläche, auf welcher der Ultraschallkopf aufsitzt, eingeführt wird. Die Ausbildung solcher Ultraschall reflektierender Vertiefungen ist beispielsweise aus der
WO 2010/012 023 A1 für metallische Kanülen bekannt.
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Um das distale Ende des Katheters ausreichend und von allen Seiten sichtbar zu machen, sind vorzugsweise mehrere Vertiefungen sowohl über die axiale Länge der Hülse als auch über deren Umfang verteilt angeordnet. Die Verteilung der Vertiefungen über den Umfang der Hülse stellt sicher, dass die Hülse und damit die Katheterspitze unabhängig von der Drehstellung der Katheterspitze in Bezug auf den Ultraschallkopf sichtbar ist. Die Anordnung von mehreren Vertiefungen über die axiale Länge der Hülse erhöht die Ausbeute der Ultraschallreflexion.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
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1 eine Seitenansicht eines Katheters,
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2 eine perspektivische Ansicht des distalen Endes des Katheters,
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3 eine 2 entsprechende perspektivische Ansicht des distalen Endes des Katheters mit teilweise aufgebrochenem Schlauch,
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4 einen Axialschnitt durch die metallische Hülse,
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5 eine perspektivische Ansicht der Hülse in der Blickrichtung X der 4,
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6 eine Seitenansicht der Hülse,
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7 einen Querschnitt durch die Hülse gemäß der Schnittlinie A-A in 6 und
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8 einen Querschnitt durch die Hülse gemäß der Schnittlinie B-B in 6.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem der Katheter ein 20G Katheter ist.
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Der Katheter weist einen Schlauch 10, vorzugsweise aus Polyamid auf, der einen Außendurchmesser von 0,84 mm und eine Länge von beispielsweise 500 mm hat. Der lichte Innendurchmesser des Schlauches 10 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 0,45 mm.
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Am distalen Ende des Schlauches 10 ist eine metallische Hülse 12 angebracht, die beispielsweise aus V2A-Stahl besteht. Die Hülse 12 hat die Form eines geraden hohlen Kreiszylinders. Die axiale Länge der Hülse 12 liegt im Bereicht weniger Millimeter, beträgt beispielsweise etwa 2 mm. Die Hülse 12 ist koaxial in das distale Ende des Schlauches 10 eingesetzt. Hierzu stimmt der Außendurchmesser der Hülse 12 mit dem Innendurchmesser des Schlauches 10 überein, sodass die Hülse 12 von dem Material des Schlauches 10 dicht umschlossen ist. Das Kunststoff-Material des Schlauches 10 ist dabei über die distale Stirnkante der Hülse 12 nach innen gezogen und deckt diese ab. Der Schlauch 10 ist an seinem distalen Ende axial offen, sodass sich eine Öffnung 14 als freier axialer Durchtritt von dem Inneren des Schlauches 10 durch die Hülse 12 in axialer Richtung ergibt. Weitere Öffnungen 16 sind in der Wandung des Schlauches 10 proximal hinter der Hülse 12 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei seitliche Öffnungen 16 dargestellt, die in einem gleichen gegenseitigen axialen Abstand angeordnet sind, wobei der Abstand vom proximalen Ende der Hülse 12 beispielsweise 3 mm,6 mm und 9 mm beträgt. Die Öffnungen 16 sind dabei gegeneinander im Umfangswinkel jeweils um 120° versetzt. Über die axiale Öffnung 14 und die seitlichen Öffnungen 16 kann ein Fluid über den Katheter eingeleitet werden. Alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Anzahl und die Anordnung der seitlichen Öffnungen 16 variiert werden. Falls nur ein axialer Austritt des zugeführten Fluids erwünscht ist, können die seitlichen Öffnungen 16 auch vollständig fehlen. Ebenso ist es möglich, den Schlauch 10 an seiner distalen Endstirnfläche zu verschließen, sodass keine axiale Öffnung 14 vorhanden ist und nur eine oder mehrere seitliche Öffnungen 16 für den Austritt aus dem Katheter vorhanden sind.
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Der metallische Werkstoff der Hülse 12 verleiht der Hülse 12 eine wesentlich bessere echogene Eigenschaft gegenüber dem Kunststoffmaterial des Schlauches 10. Wird der Katheter in den Körper eines Patienten eingeführt und wird die jeweilige Position des Katheters durch einen auf die Körperoberfläche des Patienten aufgesetzten Ultraschallkopf geortet, so ergibt die stärkere Reflexion des Ultraschalls an der Hülse 12 eine deutliche Unterscheidbarkeit zwischen dem mit der Hülse 12 versehenen distalen Ende des Katheters und dem restlichen Schlauch 10. Dadurch wird gewährleistet, dass in dem Ultraschallbild tatsächlich das distale Ende des Katheters zuverlässig erkannt und von den übrigen Teilen des Katheters unterschieden werden kann.
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Zur Ultraschall-Abbildung ist es erforderlich, dass ein möglichst großer Anteil der von dem auf die Körperoberfläche aufgesetzten Ultraschallkopf emittierten Ultraschallenergie in diesen Ultraschallkopf für die Bildverarbeitung zurückreflektiert wird. Hierzu sind in der äußeren Manteloberfläche der Hülse 12 den Ultraschall reflektierende Vertiefungen 18 ausgebildet, deren Form und Anordnung aus den 4 bis 8 deutlich wird.
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Um eine möglichst gute Ausbeute der Reflexion zu erhalten und um die Hülse von allen Seiten ultraschall-sichtbar zu machen, sind mehrere Vertiefungen 18 über die axiale Länge und über den Umfang der Hülse 12 verteilt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeweils eine Gruppe von drei Vertiefungen 18 in einer gemeinsamen radialen Ebene und im Umfangswinkel um 120° gegeneinander versetzt angeordnet. Dabei sind vier solcher Gruppen in jeweils axial beabstandeten radialen Ebenen vorgesehen. Die Vertiefungen 18 der Gruppe einer radialen Ebene sind dabei um 60° im Umfangswinkel gegenüber den Vertiefungen 18 der axial anschließenden Gruppe versetzt. Dies Anordnung ist insbesondere aus den 6 bis 8 ersichtlich.
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Der auf die Körperoberfläche des Patienten aufgesetzte Ultraschallkopf sendet die Ultraschallwellen im Wesentlichen senkrecht zur Körperoberfläche. Die distale Spitze des Katheters dringt in den meisten Fällen unter einem Winkel zur Körperoberfläche in den Körper des Patienten ein. Die vom Ultraschallkopf ausgesandten Ultraschallwellen treffen in diesem Falle unter einem spitzen Winkel zur Eindringrichtung der Katheterspitze auf die Hülse 12. Um dennoch eine gute Reflexion der Ultraschallwellen in deren Einfallsrichtung zurück in den Ultraschallkopf zu erhalten, weisen die Vertiefungen 18 vorzugsweise wenigstens zwei Reflektorflächen auf, die in einem Winkel zwischen 75° und 105°, d. h. im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind. Eine erste dieser Reflektorflächen 20 schließt dabei mit der Achse der Hülse 12 einen sich in proximaler Richtung öffnenden Winkel α ein, der kleiner als etwa 60° ist. Unter einem spitzen Winkel zur Achse der Hülse 12 einfallende Ultraschallwellen werden vorzugsweise durch die senkrecht zur ersten Reflektorfläche 20 angeordneten Reflektorflächen 22 zurückreflektiert. Ultraschallwellen, die unter einem größeren Winkel oder senkrecht zur Achse der Hülse 12 auf die Vertiefungen 18 treffen, werden mehrfach an den Reflektorflächen 20, 22 reflektiert, sodass auch diese Ultraschallwellen zu einem großen Teil in der Einfallsrichtung zurück in den Ultraschallkopf reflektiert werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, haben die Vertiefungen 18 die Form einer in die äußere Manteloberfläche der Hülse 12 eingeprägten Würfelecke. Die Würfelecken sind dabei so angeordnet, dass eine Würfelfläche die erste Reflektorfläche 20 bildet. Diese erste Reflektorfläche 20 schließt mit der Achse der Hülse 12 den spitzen Winkel α ein, der sich in proximaler Richtung öffnet und vorzugsweise kleiner als etwa 35° ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α 25°. Die beiden anderen zu der ersten Reflektorfläche 20 senkrechten Würfelflächen bilden zweite Reflektorflächen 22, die in einer Würfelkante 24 zusammenlaufen. Die Würfelkante 24 steht auf der ersten Reflektorfläche 20 unter einem Winkel β von 90°. Die Würfelkante 24 liegt in einer axialen Schnittebene der Hülse 12, die die Mittelachse der Hülse 12 einschließt. Die Würfelkante 24 schließt somit im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Achse der Hülse 12 einen sich in distaler Richtung öffnenden Winkel γ von 65° ein.
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Die Ausbildung der Vertiefungen 18 als Würfelecken, die in der beschriebenen Weise gegen die Achsrichtung der Hülse 12 geneigt sind, bewirkt, dass Ultraschallwellen, die senkrecht zur Achse der Hülse 12 oder unter einem spitzen Winkel zur Achse der Hülse 12 auf die Vertiefungen 18 auftreffen, durch einfache, zweifache oder dreifache Reflexion in die Einfallsrichtung zurückreflektiert werden und somit von dem Ultraschallkopf zur Bildgebung empfangen werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schlauch
- 12
- Hülse
- 14
- Öffnung axial
- 16
- Öffnungen seitlich
- 18
- Vertiefungen
- 20
- erste Reflektorfläche
- 22
- zweite Reflektorflächen
- 24
- Würfelkante
- α
- Winkel der Reflektorflächen
- β
- Winkel der Reflektorflächen
- γ
- Winkel der Reflektorflächen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 03/053235 A2 [0003]
- WO 2010/012023 A1 [0008]
