DE19521298A1

DE19521298A1 - Katheter zur Übertragung von Laserenergie in Körperhohlräumen und Verfahren zum Betreiben des Katheters

Info

Publication number: DE19521298A1
Application number: DE19521298A
Authority: DE
Inventors: Kenneth R Fox; Arthur A Coster
Original assignee: Pillco LP
Current assignee: INTERLASE LTD. PARTNERSHIP, NASSAU, BS
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1995-06-10
Publication date: 1995-12-21
Also published as: JPH08634A; ZA954995B; KR100188468B1; US5395361A; KR960000161A; FR2722085B1; FR2722085A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Katheter zur Übertragung von Laserener gie in Körperhohlräumen und insbesondere auf einen expandierbaren faserop tischen Katheter sowie ein Verfahren für die Übertragung von Laserenergie durch einen Katheter, speziell für intraluminale Operationsverfahren, beispiels weise Laser-Angioplastik, Laser-Atheromektomie, Laser-Trombolyse, Laser- Lithotripsie und dergleichen.

Es ist bekannt, daß Laserenergie über eine Mehrzahl optischer Fasern übertra gen werden kann, die in einem verhältnismäßig flexiblen, rohrförmigen Kathe ter untergebracht sind, der in einen Körperhohlraum eingeführt werden kann, beispielsweise in ein Blutgefäß, einen Harnleiter, Eileiter, eine Zerebralarterie und dergleichen, um Hindernisse in dem Körperhohlraum zu entfernen. In den US-Patentschriften 4 784 132, 4 800 876, 4 848 336 und 5 041 108 sind Geräte, einschließlich Katheter, und Verfahren beschrieben, welche für eine intraluminale Übertragung von Laserenergie über eine Mehrzahl optischer Fasern angewendet werden können, um Hindernisse in einem Körperhohlraum zu entfernen. Die US-Patentschrift 5 250 045, auf deren Offenbarung hier in vollem Umfang verwiesen wird, offenbart einen weiteren Typ eines Katheters, welcher ebenfalls für eine intraluminale Übertragung von Laserenergie verwen det werden kann. Derartige Katheter, wie sie derzeit für Laser-Angioplastik und ähnliche Verfahren verwendet werden, weisen typischerweise einen zentralen Durchlaß oder ein Rohr auf, um einen Führungsdraht aufzunehmen, der in den Körperhohlraum eingeführt wird, bevor der Katheter eingebracht wird.

Typische, im Handel erhältliche Ausrüstungen für die Laser-Angioplastik sind das CVX-300 Excimerlaser-Angioplastiksystem sowie Extreme- und Vitessekathe ter, hergestellt von The Spectranetics Corporation Colorado Springs, Colorado, sowie das DYMER 200 + Excimerlaser-Angioplastiksystem und LITVACK Kathe ter, hergestellt durch Advanced Interventional Systems, Inc., Irvine, Kalifornien.

Eine gemeinsame Unzulänglichkeit der meisten Katheter, welche eine Mehrzahl optischer Fasern enthalten, speziell von solchen für die Verwendung beim Entfernen von Hindernissen aus Körperhohlräumen kleinen Durchmessers, wie Blutgefäßen, besteht darin, daß die Längsachsen der optischen Fasern in einem radialen Abstand von der Innenwandung des Körperhohlraums nach einwärts versetzt verlaufen, und zwar in einem beträchtlichen Ausmaß. Dieser Abstand beinhaltet beispielsweise die Dicke der Katheterhülle und jedweder Ummante lung an den optischen Fasern sowie den radialen Abstand zwischen dem äußeren Umfang des Katheters und der Innenwandung des Körperhohlraums. Üblicherweise ist der größte Außendurchmesser des Katheters wesentlich kleiner als der Durchmesser des Körperhohlraums, so daß der Katheter ohne Schwierigkeit durch den Hohlraum hindurchtreten kann. Wenn die Laserener gie dazu benutzt wird, ein Hindernis in dem Körperhohlraum zu verdampfen, führt ein derartiger radialer Abstand der optischen Fasern von der Wand des Hohlraumes dazu, daß ein Loch oder mehrere Löcher mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser in dem Zentralbereich des Hindernisses gebohrt wird, bzw. werden, wodurch ein ringförmiger Teil des Hindernisses von beträcht licher Größe an der Wandung des Hohlraumes zurückbleibt.

Im Fall der Laser-Angioplastik ist es übliche Praxis, anschließend ein zusätzli ches angioplastisches Ballonverfahren durchzuführen, in der Hoffnung, den ringförmigen Teil des Hindernisses, welcher nach dem Laser-Angioplastikverfah ren zurückgeblieben ist, in einem gewissen Maße zusammen zu drücken. Das angioplastische Ballonverfahren stellt nicht nur einen zeitraubenden und teuren Zusatz zu dem angioplastischen Laserverfahren dar, sondern birgt auch eine nicht unwesentliche Gefahr einer mechanischen Beschädigung oder eines Traumas der Gefäßwandung in sich und führt auf jeden Fall dazu, daß die Wahrscheinlichkeit, daß es zu einer Wiederverengung kommt, größer ist als bei Laser-Angioplastik allein.

Es wurde bereits vorgeschlagen, aufblasbare Ballone zu benutzen, um die optischen Fasern radial nach einwärts und auswärts relativ zur Längsachse des Katheters zu bewegen. Die oben erwähnten Patentschriften offenbaren einen Katheter, bei dem eine Gruppe von vier optischen Fasern längs einer Radialebe ne mittels eines Ballons bewegt wird. Die US-Patentschriften 4 790 310, 5 066 292, 5 176 674 und 5 203 779 offenbaren jeweils Katheter, die Laser energie zur Verwendung bei der Laser-Angioplastik übertragen können, wobei ein Ballon oder anderes aufblasbares Bauteil benutzt wird, um die Stellungen der optischen Fasern innerhalb des Katheters zu verändern. Einige der bekann ten Katheter weisen jedoch bestimmte Nachteile auf, die sie als zur Anwen dung wenig geeignet und in einigen Fällen sogar möglicherweise gefährlich werden lassen. Die erwähnten US-Patentschriften 4 790 310, 5 066 292 und 5 203 779 positionieren beispielsweise die Achsen der optischen Fasern in einem nach außen divergierenden Winkel relativ zu der Achse des Katheters.

Diese Ausrichtung der optischen Fasern birgt die Gefahr, daß die Laserenergie auf die Wand des Körperhohlraums auftrifft und diese möglicherweise ver dampft oder perforiert. Die US-Patentschriften 5 1 76 674 und 5 203 779 lehren das Einbetten der optischen Fasern in die Wand des aufblasbaren Bauelements, was es erforderlich macht, daß die Wand eine größere Dicke aufweist als sie für die Aufnahme des aufblasenden Fluidums erforderlich wäre, so daß der Vorgang des Aufblasens dadurch erschwert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katheter zu schaffen, der es ermöglicht, Laserenergie zur Entfernung oder Verdampfung eines Hindernisses in einem Körperhohlraum in einem möglichst kleinen Abstand von der Wan dung des Körperhohlraums auftreffen zu lassen, ohne daß die Gefahr einer thermischen oder mechanischen Beschädigung der Wandung selbst besteht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Katheter gelöst, der die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.

Ein Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen Katheters weist die in Anspruch 1 3 angegebenen Verfahrensschritte auf.

Die vorliegende Erfindung überwindet die Unzulänglichkeiten und Nachteile der bekannten Kathetervorrichtungen dadurch, daß ein elastisch expandierbarer Katheter zur Verfügung gestellt wird, der eine Mehrzahl optischer Fasern ent hält, die in einer Reihe angeordnet sind, beispielsweise in kreisrunder Reihen anordnung, so daß jede der optischen Fasern längs einer Radialebene mit im wesentlichen parallel zur zentralen Längsachse des Katheters verlaufender Ausrichtung bewegbar ist. Der erfindungsgemäße Katheter ermöglicht auch das Ausführen eines neuartigen Verfahrens zur intraluminalen Übertragung von Laserenergie, speziell für eine Verwendung beim Verdampfen oder Entfernen von Hindernissen in einem Körperhohlraum, obgleich auch andere Anwendun gen für den einschlägigen Fachmann ohne weiteres ersichtlich sind.

Vorzugsweise wird der Katheter zu der Stelle innerhalb des Körperhohlraums, wo die laserchirurgische Maßnahme ausgeführt werden soll, mittels eines üblichen Führungsdrahtes bewegt, der durch eine zentrale Röhre verläuft, die sich entlang einer Längsachse des Katheters erstreckt. Die zentrale Röhre, durch die der Führungsdraht verläuft, ist flexibel, braucht jedoch nicht radial elastisch zu sein und ist dies vorzugsweise auch nicht.

Ein in Längsrichtung langgestreckter, ringförmiger Ballon ist rings um das zen trale Führungsdrahtrohr herum so angeordnet, daß er aus einem kollabierten oder nicht aufgeblasenen Zustand heraus radial nach außen aufblasbar ist. Die äußerste Wand des Ballons weist eine zylindrische Form auf und behält diese Form beim Aufblasen oder Ablassen bei. Eine Mehrzahl optischer Fasern sind, vorzugsweise in konzentrischer, in gleichmäßigen Winkelabständen vertei lter Anordnung, rings um den äußersten Umfang des Ballons angeordnet und können an der am weitesten außen gelegenen zylindrischen Wand des Ballons in der Nähe des distalen Endes des Katheters angebracht sein. Umgeben wird die konzentrische Reihe der optischen Fasern von einer Katheterhülle, welche ebenfalls elastisch expandierbar ist und vorzugsweise eine verhältnismäßig dünne Wandung besitzt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel nimmt, wenn der Ballon aufgeblasen wird, um den Katheter zu expandieren, der Abstand zwischen den Achsen benachbarter Fasern zu, wodurch "Toträume" geschaffen werden, in denen die Laserenergie beispielsweise nicht auf ein Hindernis auftrifft. Solche Toträume stellen jedoch kein Problem dar, weil der Katheter schrittweise gedreht werden kann, um für die Toträume eine Laserüberdeckung zu bewirken.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Ringraum zwischen der äußersten Zylinderoberfläche des Ballons und der inneren Ober fläche des Katheters verhältnismäßig dicht mit einer Vielzahl optischer Fasern bepackt, die eine oder mehrere konzentrische Reihen oder Lagen optischer Fasern bilden können. Die Fasern sind vorzugsweise weder am Ballon, noch an der Katheterhülle, noch aneinander angebracht, sondern können sich vielmehr relativ zueinander in dem Ringraum zwischen der Hülle und dem Ballon verschieben. Diese Anordnung stellt eine größtmögliche Dichte der Laserüber deckung auf einem gegebenen Radius vom Zentrum des Katheters zur Verfü gung und vermeidet das Erfordernis, den Katheter zu drehen, um vollständige Überdeckung zu erhalten.

Vorzugsweise sind die freien Enden der optischen Fasern mit der distalen Endoberfläche des Katheters bündig, so daß sich die Enden der Fasern in enger Nachbarschaft zu dem luminalen Hindernis befinden. Das Aufblasen des Ballons bewegt die distalen Endbereiche der optischen Phasen radial nach außen, im wesentlichen parallel zur Längsachse des Katheters, so daß für jeden Aufblasdurchmesser Laserstrahlenbündel, die über die Fasern geführt sind, auf einen unterschiedlichen Ringbereich auftreffen. Auf diese Weise ist zwischen abgelassenem Zustand und voll aufgeblasenem Zustand, wo der Außendurch messer der Katheterhülle gleich dem Durchmesser des Körperhohlraumes ist, im wesentlichen eine volle Flächenbedeckung des Hohlraumes ermöglicht.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung können die optischen Fasern auch exzen trisch in lediglich einem begrenzten Bogenabschnitt des Katheters angeordnet sein. Bei den optischen Fasern handelt es sich vorzugsweise um Siliziumdioxid- Quarzfasern, die zur Übertragung der meisten Typen von Laserenergie, welche über eine optische Faser übertragbar sind, geeignet sind, einschließlich Dauer strichlaser (CW), gechoppter und gepulster Laserenergie und dergleichen, bei Wellenlängen von etwa 300 nm bis etwa 2,2 µm. Wenn gewünscht, können die proximalen Enden der Fasern mit einem Laserbündel abgetastet werden, wie es in den oben erwähnten Patentschriften beschrieben ist, und zwar mit einem optischen oder mechanischen Scanner oder mit einem beliebigen ande ren geeigneten Faserabtastmechanismus. Eine derartige Abtastung kann simul tan, sequentiell, selektiv oder zufällig sein, wie es für eine bestimmte Anwen dung oder operative Behandlung erforderlich ist. Das Zuführen des aufblasen den Fluidums zu der Stelle der Laseroperation und das Ablassen wird vorzugs weise unter Verwendung des zentralen Durchganges für den Führungsdraht erreicht, oder durch Rohrleitungen, die sich durch den zentralen Durchgang für den Führungsdraht hindurch erstrecken.

Entsprechend dem Verfahrensaspekt der Erfindung wird, nachdem der Füh rungsdraht in den Körperhohlraum eingeführt ist, das Führungsrohr des expan dierbaren Katheters auf den Führungsdraht gefädelt und zu dem Operations gebiet vorgeschoben, beispielsweise einem Hindernis in einem Hohlraum. Wenn das distale Ende des Katheters bis an die Verengung heran oder bis zur Anlage an das Hindernis vorgeschoben ist, wird der Laser eingeschaltet und Laserenergie, beispielsweise gepulste Laserenergie, wird über die optischen Fasern übertragen, so daß sie auf das Hindernis in einem ersten ringförmigen Bereich auftrifft, der einen ersten Radialabstand von der Katheterachse besitzt. Danach wird der Ballon in einem vorbestimmten Ausmaß aufgeblasen, so daß über die Fasern übertragene Laserenergie in einem zweiten Ringbereich auf trifft, der einen zweiten Radialabstand von der Katheterachse besitzt, der größer ist als der erste Radialabstand. Dieses Verfahren des Aufblasens und Auslösens des Lasers wird wiederholt, mit oder ohne Drehung des Katheters, je nach Erfordernis, bis der äußerste Umfang der Katheterhülle an der inneren Umfangs wand des Körperhohlraumes an liegt. ln dieser Lage bleibt ein dünner ringförmi ger Rand des Hindernisses, dessen Dicke im wesentlichen der Stärker der Katheterhülle entspricht, an der Wand des Hohlraumes zurück. Aus Sicherheits gründen sollte dieser dünne Rand verbleiben, so daß das Laserbündel nicht unmittelbar auf das Gewebe der Wandung des Hohlraums auftrifft.

Es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß ein einziger Katheter dazu benutzt werden kann, um sicher und effektiv laserchirurgische Operationen in Körperhohlräumen unterschiedlicher Durchmesser auszuführen, ohne eine Gefahr einer Perforation oder thermischen Beschädigung der Hohl raumwände. Ferner, da die Laserbündel auf verschiedene Radialabstände gegenüber der Katheterachse eingestellt werden können, indem der Ballon zunehmend aufgeblasen wird, ist eine größere Überstreichungsfläche bei einer gegebenen Anzahl von optischen Fasern erreichbar. Da der Katheter zu dem Operationsgebiet in seinem unaufgeblasenen Zustand kleinsten Durchmessers vorgeschoben werden kann, läßt sich der erfindungsgemäße Katheter einfacher an Stellen vorbeiführen, an denen der Körperhohlraum von einer geraden Linie abweicht.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 perspektivische Ansichten des distalen Endes eines Aus führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Katheters, wobei sich dessen Ballon in einem unaufgeblasenem Zustand bzw. einem aufgeblasenen Zustand befindet;

Fig. 3 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels entsprechend der Schnittlinie 3-3 von Fig. 1, wobei der Katheter mit nicht aufgeblasenem Ballon in einem Körperhohlraum in der Nähe eines teilweisen Verschlusses des Hohlraumes gezeigt ist;

Fig. 4 einen Längsschnitt des Katheters entsprechend der Schnitt linie 4-4 von Fig. 2, wobei der Katheter im Körper hohlraum mit aufgeblasenem Ballon und in an einen Teilverschluß angrenzender Lage gezeigt ist;

Fig. 5 und 6 Stirnansichten des distalen Endes des Ausführungs beispiels des Katheters mit unaufgeblasenem Ballon bzw. mit aufgeblasenem Ballon und

Fig. 7 und 8 in größerem Maßstab gezeichnete Stirnansichten eines Teils des distalen Endes eines abgewandelten Aus führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Katheters, wobei sich der Ballon in unaufgeblasenem bzw. aufgebla senem Zustand befindet.

Es wird nunmehr im einzelnen auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Teile durchgängig mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des distalen Endes 11 des erfindungs gemäßen Kathetersystems, welches als Ganzes mit der Bezugszahl 10 be zeichnet ist. Das Kathetersystem 10 weist eine elastisch expandierbare Kathe terhülle 12 auf, in der eine Mehrzahl optischer Fasern 14 untergebracht ist, die in einer kreisrunden Reihe rings um einen aufblasbaren Ballon 16 angeordnet sind. Das Aufblasen und das Ablassen des Ballons 16 vergrößert bzw. verklei nert die jeweiligen Durchmesser sowohl der Reihe der optischen Fasern 14 als auch der Katheterhülle 12.

Der Ballon 16 ist als langgestreckter zylindrischer Schlauch oder torusförmiges Element mit inneren und äußeren zylindrischen Wänden 18 bzw. 20 (Fig. 2) und ringförmiger Vorder- und Hinterwand 22 bzw. 24 ausgebildet, die einen Innenraum 26 begrenzen. Der Innenraum 26 hat in dem abgelassenen Zustand im wesentlichen das Volumen Null, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, und kann mit einem Gas, beispielsweise Kohlendioxid oder dergleichen, über eine Aufblas röhre 28 aufgeblasen werden.

Die innere Wand 18 des Ballons 16 ist von einem flexiblen, jedoch radial im wesentlichen unelastischen Zentralrohr 30 getragen, das eine Durchgangsöff nung 32 besitzt, durch die ein Führungsdraht 34 im wesentlichen entlang der Längsachse A des Katheters 10 hindurch verläuft. Das Zentralrohr 30 hat einen Durchmesser, der ausreichend groß ist, um Fluide zu einem Operationsgebiet am distalen Ende 11 des Katheters 10 hin oder davon weg über die Öffnung 32 oder über andere Leitungen (nicht gezeigt), die in der Öffnung 32 vorgesehen sind, hindurchtreten zu lassen. Es kommt auch in Betracht, daß das Rohr 30 einen kleineren Durchmesser besitzt, der lediglich für die Aufnahme des Füh rungsdrahtes 34 ausreicht. ln diesem Falle wird der Zustrom von Fluiden zum Operationsgebiet und der Abfluß der Fluide vom Operationsgebiet über die Durchgänge oder Zwischenräume zwischen den optischen Fasern bewirkt oder über gesonderte Leitungen (nicht gezeigt), die zwischen den optischen Fasern gelegen sind.

Die optischen Fasern 14 sind rings um die äußere Wand 20 des Ballons 16 vorzugsweise in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet. Bei dem in Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind, lediglich als erläuterndes Beispiel, zwanzig (20) Fasern gezeigt, es versteht sich jedoch, daß eine größere oder kleinere Anzahl von Fasern in dem Ringraum zwischen dem Ballon 16 und der Hülle 12 zur Anwendung kommen kann. Vorzugsweise werden übli che verkleidete optische Fasern aus Siliziumdioxid-Quarz benutzt, die Durch messer im Bereich von ungefähr 50 bis 200 µm haben können. Obgleich der Gesamtdurchmesser des Katheters 10 in Abhängigkeit von der jeweiligen chirurgischen Anwendung variiert, kommen für Laser-Angioplastik Durchmesser im Bereich von etwa 1,2 bis etwa 2,2 mm im nicht aufgeblasenen Zustand des Ballons in Betracht, und von ungefähr 2,0 bis ungefähr 3,0 mm bei voll aufge blasenem Zustand des Ballons, wobei sich versteht, daß diese Bereiche nicht als einschränkend hinsichtlich der Erfindung gedacht sind.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist bei dem gänzlich unaufgeblasenen Zustand eine leichte Biegung 36, vorzugsweise in dem Übergangsbereich 38 zwischen dem distalen Ende 11, in dem der Ballon 16 untergebracht ist, und dem mittleren Teil 40 des Katheters ausgebildet, welcher sich zu dem proximalen Ende des selben (nicht gezeigt) hin erstreckt. Bei dem in Fig. 2 gezeigten, voll aufgebla senen Zustand ist die "Lose", wie sie die Biegung 36 in Fig. 1 dargestellt hat, durch die Längung des Übergangsbereiches 38 aufgehoben, und die Fasern 14 haben in dem Übergangsbereich 38 jeweils einen geraden, geneigt verlaufen den Abschnitt 36′.

Fig. 3 und 4 zeigen im Längsschnitt den Katheter gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 in nicht aufgeblasenem und aufgeblasenem Zustand, wobei gezeigt ist, daß die Fasern 14 an der äußeren Wand 20 des Ballons mittels einer Klebstoffschicht 42 angebracht sind, die vorzugsweise ein flexibler Klebstoff ist, beispielsweise ein Silikongummiklebstoff. Die Kunststoffschicht hält jede optische Faser 14 in richtiger Lage und beeinträchtigt die Elastizität der äußeren Wand 20 des Ballons nicht merklich.

Fig. 5 und 6 zeigen Stirnansichten des distalen Endes 11 des Katheters 10 entsprechend Fig. 1 und 3 bzw. Fig. 2 und 4. Fig. 5 zeigt das distale Ende 11 des Katheters, wobei der Ballon 16 in einem abgelassenen oder nicht aufgebla senen Zustand gezeigt ist, wobei der Gesamtdurchmesser des distalen Endes 11 des Katheters einen ersten Wert d₁ besitzt. Fig. 6 zeigt das distale Ende 11 mit in voll aufgeblasenem Zustand befindlichem Ballon und einem Gesamtdurch messer des distalen Endes 11, der einen zweiten Wert d₂ aufweist, der größer ist als der erste Wert d₁. Zwar bleibt der Winkelabstand B zwischen benachbar ten Fasern 14 bei den abgelassenen und aufgeblasenen Zuständen von Fig. 5 und 6 derselbe, jedoch ist der lineare oder kordale Abstand c zwischen den Fasern beim abgelassenen Zustand kleiner als der Abstand e zwischen den Fasern beim aufgeblasenen Zustand. Die Länge des distalen Endes 11 des Katheters ist ausreichend groß, um die geradlinige und parallele Ausrichtung der optischen Fasern 14 über den vollen Bereich des Aufblasens des Ballons 16 aufrecht zu erhalten. ln vorteilhafter Weise bleiben daher die distalen Enden der Fasern mit der Stirnfläche des Katheters in einer Ebene, so daß Laserenergie von den Enden der Fasern in einer Richtung ausgesandt wird, die parallel zur Längsachse A des Katheters verläuft, wodurch ein unerwünschtes Auftreffen von Laserenergie auf die Wand des Körperhohlraums verhindert wird.

Unter nochmaligem Bezug auf Fig. 3 und 4 wird ein Anwendungsbeispiel des Katheters an einem Operationsgebiet beschrieben. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Führungsdraht 34 in üblicher Weise durch einen Körperhohlraum L, beispiels weise ein Blutgefäß, hindurch vorgeschoben, in welchem ein Hindernis O im Hohlraum einen teilweisen Verschluß bildet. Das distale Ende 11 des Katheters ist in dem Zustand gezeigt, wo der Ballon 16 sich in nicht aufgeblasenem Zustand befindet und die Öffnung 32 des Führungsrohres 30 auf den Führungsdraht 34 aufgefädelt ist. Das distale Ende 11 des Katheters weist einen Durchmesser d₁ (Fig. 5) auf, der kleiner ist als der Durchmesser des Hohlrau mes L, so daß der Katheter verhältnismäßig leicht durch den Hohlraum hin durchtreten kann, bis die Stirnfläche des Katheters an dem Hindernis O anliegt. Wenn dies der Fall ist, wird Laserenergie, beispielsweise gepulste Laserenergie, über die optischen Fasern simultan, sequentiell oder auf beliebige andere geeignete Weise übertragen, um diejenigen Teile des Hindernisses zu verdamp fen oder zu entfernen, die den Fasern gegenüberliegen. Das gleiche Vorgehen wird wiederholt, nachdem der Katheter so verdreht wurde, daß die Laserbündel auf neue Flächenbereiche des Hindernisses auftreffen, was fortgesetzt wird, bis das Hindernis auf einen Durchmesser geöffnet ist, der dem Durchmesser der Reihe der optischen Fasern entspricht.

Als nächstes wird ein gasförmiges Fluidum, beispielsweise Kohlendioxid, in die Aufblasröhre 28 eingeführt, um den Ballon 16 zunehmend aufzublasen und die Fasern 14 radial und parallel nach außen zu bewegen. Laserenergie wird wiederum durch die Fasern hindurch übertragen, um weitere Teile des Hinder nisses, wie oben beschrieben, zu verdampfen oder zu entfernen. Die obigen Schritte werden wiederholt, bis das distale Ende des Katheters zu der in Fig. 4 gezeigten Stellung voll aufgeblasen ist. Nach der Behandlung des Hindernisses mittels des Laserbündels ist bei der in Fig. 4 gezeigten Position das Hindernis O bis zu dem Durchmesser f entfernt, der in Fig. 4 mit strichpunktierter Linie angegeben ist, wodurch lediglich ein dünner ringförmiger Randbereich R des Hindernisses in dem Körperhohlraum zurückbleibt.

Gase oder Dämpfe, die durch das Verdampfen des Hindernisses O verursacht werden, und ebenso jedwede Materie in Teilchenform, die sich aufgrund des Auftreffens der Laserbündel auf das Hindernis ergibt, kann mittels Absaugen abgeführt werden, indem am proximalen Ende des zentralen Rohres 30 Unter druck angelegt wird oder sich eine gesonderte Saugröhre (nicht gezeigt) durch das Rohr 30 hindurch erstreckt. Nach Einführen des Katheters bis zur Anlage an das Hindernis O kann der Ballon möglicherweise bis zum voll aufgeblasenen Zustand, der in Fig. 4 gezeigt ist, aufgeblasen werden, bevor der Laser in Betrieb gesetzt wird. In diesem Falle kann das unverdampfte Material des Hindernisses, welches von der Hohlraumwand abgetrennt worden ist, durch Absaugen über das Rohr 30 abgezogen werden. Vorzugsweise liegen die distalen Endflächen der optischen Fasern unmittelbar an dem Hindernis an, um die Übertragung von Laserenergie auf das Hindernis zu begünstigen.

Unter nunmehrigem Bezug auf Fig. 7 und 8 wird ein abgewandeltes Aus führungsbeispiel der Erfindung erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Ringraum zwischen dem Ballon 16 und der Katheterhülle 12 verhältnismäßig dicht mit zwei oder mehr radial geschichteten Lagen optischer Fasern 14 bepackt, beispielsweise mit 100 Fasern oder mehr. Bei dem unaufgeblasenen Zustand des Ballons 16, der in Fig. 7 gezeigt ist, ist der effektive Radius der Reihe der optischen Fasern durch den Radius r₁ dargestellt. Nach Aufblasen des Ballons 16 neigen die optischen Fasern 14 dazu, sich relativ zueinander neu auszurichten, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wobei der Radius r₂ den neuen und größeren effektiven Radius der Faserreihe darstellt. Wird das Aufblasen über den in Fig. 8 gezeigten Radius hinaus forgesetzt, dann wird bewirkt, daß sich die Fasern zu einer einzigen Faserlage verschieben, mit noch einem weiteren effektiven Radius, der größer ist als der Radius r₂. Bei diesem Aus führungsbeispiel kann die innerste Lage der Fasern mit der äußeren Oberfläche des Ballons 16 verbunden sein, und die äußerste Lage der Fasern kann mit der inneren Oberfläche der Katheterhülle 12 verbunden sein. Alternativ brauchen die Fasern nicht mit dem Ballon oder der Hülle verbunden zu sein, sondern man kann sie ihre natürlichen Positionen relativ zueinander einnehmen lassen.

Weitere Konfigurationen faseroptischer Reihen kommen im Rahmen der vorlie genden Erfindung in Betracht, und es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die zwei in den Zeichnungen gezeigten faseroptischen Reihen eingeschränkt ist.

Zwar wurden oben bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben, jedoch ist für den einschlägigen Fachmann ersichtlich, daß Abwandlungen und Weiterbildun gen der beschriebenen Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Katheter zur Übertragung von Laserenergie in Körperhohlräumen, welcher in Kombination die folgenden Merkmale aufweist:

a) eine äußere Hülle (12) mit einem distalen Ende (11) und einer Längsachse (A);
b) einen aufblasbaren Ballon (16), der im wesentlichen konzentrisch innerhalb der Hülle (12) angeordnet ist und eine im wesentlichen zylindrische äußere Umfangsfläche (20) aufweist;
c) eine Mehrzahl optischer Fasern (14), die mit ihrem distalen End abschnitt jeweils in einem ringförmigen Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche (20) des Ballons (16) und der inneren Oberfläche der Hülle (12) so angeordnet sind, daß die distalen Endabschnitte der Fasern (14) im wesentlichen parallel zueinander und zu der Längs achse (A) der Hülle (12) verlaufen;
d) eine Einrichtung (28), um den Ballon (16) aus einem nicht aufgebla senen Zustand, bei dem die Achsen der optischen Fasern (14) einen ersten Radialabstand von der Längsachse (A) der Hülle (12) besitzen, zu einem Zustand aufzublasen, bei dem die Achsen der optischen Fasern (14) einen zweiten Radialabstand von der Längsachse (A) der Hülle (12) besitzen, welcher größer ist als der erste Radialabstand.

2. Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern (14) an der äußeren Umfangsfläche (20) des Ballons (10) befestigt sind.

3. Katheter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern (14) in gleichen Winkelabständen voneinander rings um die Längsachse (A) der Katheterhülle (12) angeordnet sind.

4. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er ein zentrales, die Längsachse (A) der Hülle (12) umgebendes Rohr (30) für die Aufnahme eines Führungsdrahtes (34) aufweist und daß der Ballon (16) eine im wesentlichen zylindrische innere Umfangsfläche (18) auf weist, welche das zentrale Rohr (30) umgibt.

5. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der optischen Fasern (14) eine Endfläche besitzt und daß diese End flächen im wesentlichen parallel zu einander und im wesentlichen im rechten Winkel zur Längsachse (A) der Hülle (12) verlaufen.

6. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern (14) in dem ringförmigen Raum zwischen dem Ballon (16) und der äußeren Hülle (12) dicht gepackt angeordnet sind.

7. Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülle (12) beim aufgeblasenen und beim nicht aufgeblasenen Zustand des Ballons (16) eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt.

8. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülle (12) aus elastisch expandierbarem Werkstoff gebildet ist.

9. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch opti sche Fasern (14) aus Silikaquarz, die geeignet sind, Laserenergie mit Wellenlängen im Bereich von etwa 300 nm bis zu etwa 2,2 pm zu über tragen.

10. Katheter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern (14) einen Durchmesser im Bereich von etwa 50 bis 200 pm besitzen.

11. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern (14) an dem Ballon (16) mit einem flexiblen Klebstoff befestigt sind.

12. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet, durch ein Rohr zum Zuführen eines Fluidums und zum Abführen eines Fluidums vom distalen Ende (11) der äußeren Hülle (12), welches Rohr sich entlang der Längsachse (A) der äußeren Hülle (12) erstreckt.

13. Verfahren für den Betrieb eines Katheters gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 für intraluminale Laserchirurgie, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Einführen des Katheters mit unaufgeblasenem Ballon in einen Kör perhohlraum bis zu einer Hindernisstelle im Hohlraum;
b) Anlegen der distalen Endabschnitte der optischen Fasern an das Hindernis;
c) Übertragen von Laserenergie durch die optischen Fasern;
d) Aufblasen des Ballons derart, daß die distalen Endabschnitte der optischen Fasern sich relativ zueinander und zur Längsachse der Hülle radial und parallel nach außen bewegen, und
e) Übertragen von Laserenergie durch die optischen Fasern.

14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Schritte des Einführens eines Führungsdrahtes in den Körperhohlraum vor dem Ein führen des Katheters in den Hohlraum und des Führens des Katheters auf dem Führungsdraht zu der Hindernisstelle.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der im aufgeblasenen Zustand befindliche Ballon abgelassen wird, daß der Katheter um die Längsachse der Hülle verdreht wird, daß der Ballon wieder aufgeblasen wird, so daß sich die distalen Endabschnitte der optischen Fasern relativ zueinander und zur Längsachse der Hülle radial und parallel nach außen bewegen, und daß Laserenergie über die opti schen Fasern übertragen wird.