DE19733889A1 - Verfahren zur Darstellung von Organsystemen mittels Steuerung/Lenkung von Führungsdrähten, Sonden, Kathetern und Endoskopen in einem magnetischen Feld - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Organsystemen mittels Steuerung/Lenkung von Führungsdrähten, Sonden, Kathetern und Endoskopen in einem magnetischen Feld.

Bei Gefäßdarstellungen wird nach Punktion einer Leistenarterie wird ein Führungsdraht oder Katheter in die Leistenarterie vorgeschoben. Dann wird die Punktionskanüle von dem zwischenzeitlich eingeführten Führungsdraht abgezogen. Der Führungsdraht wird nun manuell über eine Strecke von bis zu 150 cm in die gewünschte Körperregion vorgeschoben. Nach Plazierung des Drahtes kann dann ein Katheter über den Führungsdraht vorgeschoben werden.

Nach Plazierung des Katheters wird der Führungsdraht dann aus dem liegenden Katheter wieder herausgezogen.

Bei Bedarf kann in den Katheter Kontrastmittel eingespritzt werden. Unter Kontrolle mittels bildgebender Verfahren, z. B. der Röntgendurchleuchtung kann auf diese Weise eine Bildserie erstellt werden.

Mit Hilfe spezieller Kathetervarianten, die eine Ballonvorrichtung tragen, können darüberhinaus verengte Gefäße erweitert werden.

Ferner können Erkrankungen wie Gefäßmißbildungen und stark gefäßhaltige Tumore durch Einspritzen geeigneter Partikel behandelt werden.

Problematisch bei diesem bisher in der medizinischen Praxis üblichen Verfahren ist die Sondierung kleiner und geschlängelt verlaufender Gefäße über einen im wesentlichen rein manuell geführten Führungsdraht.

Der Führungsdraht ist über die erforderlichen Distanzen rein von Hand äußert schwierig zu führen, da die Lenkung der Führungsdrahtspitze im wesentlichen durch den Untersucher nur in der Region der Leistenarterie, also der Eintrittsstelle des Drahtes in das Körperinnere beeinflußt werden kann.

Selektive Darstellungen von z. B. kleinen Hirngefäßen und Behandlungen von Erkrankungen dieser Region sind nur Ärzten mit einschlägiger langjähriger Berufserfahrung vorbehalten.

Die geschilderten Schwierigkeiten sind mit Risiken für den Patienten, wie z. B. einer Gerinnselbildung am Katheter/Führungsdraht verbunden. Diese Gerinnsel können sich dann vom Draht/Katheter lösen und zu Infarkten in der Region der entsprechenden Gefäßversorgung führen. Durch Manipulationen mit dem Draht im Gefäßsystem bei Führungsproblemen kann aus der Gefäßwandung Kalkmaterial gelöst werden, daß wiederum zu Infarkten durch eine Verlegung kleiner Gefäße führen kann.

Ferner besteht das Risiko einer erhöhten Strahlenbelastung durch eine potentiell lange Untersuchungszeit unter Durchleuchtung. Durch die Probleme bei der im wesentlichen rein manuell geführten Katheterpositionierung kann die Untersuchungszeit mehrere Stunden betragen.

Der Gastrointestinaltrakt kann über Sonden unter Röntgendurchleuchtung oder mittels Endoskopen untersucht werden, die direkt in die entsprechenden Körperöffnungen z. B. oral oder peranal eingeführt werden können.

Bei endoskopischer Darstellung z. B. des Gastrointestinaltraktes bereiten stark gewundene oder verengte Darmschlingen Passagehindernisse für das Vorschieben dieser Geräte.

Auch bei diesen Untersuchungsverfahren bereitet die im wesentlichen manuelle strukturierte Katheterführung Probleme.

Eine denkbare Lösung die Führungsdrähte, Sonden, Katheter und Endoskope mit einer Art Führungselektronik zu versehen, ist z. B. bei den winzigen Gefäßen, die oft sondiert werden müssen, aus Gründen der räumlichen Abmessungen einer potentiellen Führungselektronik kaum möglich, ohne das Gerinnselrisiko beträchtlich zu erhöhen. Außerdem könnten hier zartkalibrige Gefäße kaum mehr oder überhaupt nicht ohne beträchtliche Erhöhung des Infarktrisikos sondiert werden.

Bei einigen Endoskopen existiert eine gekoppelte Mechanik im "Kopfbereich" des Gerätes um die Orientierung der Endoskopspitze zu erleichtern. Trotzdem gelingt oft nicht die Passage von Unwegsamkeiten im Lumen z. B. des Dickdarmes.

Zur Überwindung der geschilderten Nachteile wird erfindungsgemäß das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches vorgeschlagen, daß durch die erfinderischen Merkmale gemäß kennzeichnendem Teil des Hauptanspruches gekennzeichnet ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen 2 bis 4.

Demnach ist das erfinderische Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man die zur Untersuchung gewünschte Köperregion einschließlich der zugehörigen Gefäßabschnitte in ein Magnetfeld einbringt, z. B. ein elektromagnetisches Feld; daß man einen Führungsdraht/Katheter/Sonde/Endoskop verwendet, dessen Spitze aus ferromagnetischem Material besteht, oder eine solche Beschichtung aufweist oder aus einem Material derart, daß dieses unter Einflüssen magnetischer Felder in seiner Position beeinflußt werden kann; und daß man durch Manipulation der deternimierenden Variablen des Magentfeldes die Position des Drahtes/Katheters/Sonde/Endoskopes verändert und somit steuert.

Diese auf der Grundlage eines magnetischen Einflusses mögliche Steuerung des Drahtes kann in alle Richtungen des Raumes erfolgen. Die Steuerung wird mittels bildgebender Verfahren z. B. einer Röntgendurchleuchtung, eine Computertomografen oder eines Kernspintomografiegerätes kontrolliert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann als eine Kombination des an sich bekannten Verfahrens, der im wesentlichen rein manuellen Kontrolle des Führungsdrahtes/Sonde/Katheters/Endoskopes in Verbindung mit der beschriebenen magnetischen Steuerung der Führungsdrähte, Sonde, Katheter und Endoskope zur Darstellung von Organsystem verstanden werden.

Hierbei wird der Führungsdraht/Sonde/Katheter/Endoskop durch den Untersucher in bekannter Weise also im wesentlichen rein direkt manuell "grob" plaziert, während eine weitere Plazierung, die rein von Hand geführt schwierig oder unmöglich sein kann, indirekt durch eine Manipulation des beschriebenen Magnetfeldes z. B. über die Änderung der Feldstärke erfolgt.

Beispielhaft sei die erfindungsgemäße Anordnung zur Untersuchung von Gefäßen in der Kop/Halsregion beschrieben; in ähnlicher Weise können auch Gefäße anderer Köperregionen, wie beispielsweise Arterien und Venen oberer und unterer Extremitäten mit dem Verfahren untersucht werden. Neugeborene oder Säuglinge können mit dem gesamten Körper in die Vorrichtung gelegt werden. Schlanke Erwachsene können für Untersuchungen des Köperstammes schräg oder quer innerhalb der Vorrichtung gelagert werden.

Eine solche Anordnung ermöglicht Untersuchungen in Körperregionen, die einen maximalen Querdurchmesser von ca. 25-30 cm aufweisen. Über eine solche Distanz ist der Aufbau eines elektrisch induzierten Magnetfeldes ohne weiteres möglich, wobei eine solche Anordnung übliche Abmessungen medizinischer Vorrichtungen nicht überschreitet. So kann eine solche Anordnung in Untersuchungsräumen zusätzlich Platz finden, in denen Geräte zur Untersuchung Darstellung von Gefäßen (z. B. Angiografieanlagen) bereits vorhanden sind, die zur die bildlichen Darstellung von Gefäßen dienen.

Die erforderliche Stärke des Magentfeldes zur erfindungsgemäßen Steuerung des Führungsdrahtes/Katheters über die genannte Distanz ist völlig ausreichend. Gradienten bis zu 27 milli Tesla, sowie eine Feldstärke von 2,0 Tesla gemäß entsprechender Richtwerte von Magnetfeldern sind zur medizinischen Untersuchung zugelassen.

Als Magnetfeld erzeugende Anordnung seien beispielsweise die hufeisenförmige Anordnung (Variante A) oder zwei sich gegenüberliegende plattenförmige Magnetpole (Variante B) benannt.

Bei der Variante A wird ein hufeisenförmiger Stahlkern mit gewickelter Drahtspule zur Erzeugung eines Magnetfeldes verwendet.

Innerhalb der hufeisenförmigen Spule liegt die zu untersuchende Region beispielsweise der Kopf des Patienten.

Der Schädel liegt der Konkavität der Magnetspule praktisch direkt an. Nach caudal (fußwärts) in Richtung der Schultern des Patienten ist die Vorrichtung offen.

Änderungen des Magentfeldes erfolgen durch eine Änderung der determinierenden Variablen des Magnetfeldes. So kann indirekt der ferromagnetisch beschichtete Führungsdraht in seiner Position verändert werden.

In der praktischen Umsetzung erfolgt eine solche indirekte Steuerung des Drahtes über einen an die Gesamtanlage angeschlossenen Joystick sozusagen "realtime".

Die Kontrolle der Führungsdrahtes/Katheters/Sonde/Endoskopes kann mit Hilfe bildgebender Verfahren, z. B. der Röntgendurchleuchtung erfolgen.

Der Kopf des Patienten kann innerhalb des magnetischen Feldes in unterschiedlichen Positionen gelagert werden, die eine Darstellung des Führungsdrahtes/Katheters/Sonde/Endoskopes in entsprechend unterschiedlichen Projektionen erlaubt.

Bei der Ausführungsform nach Variante B werden zwei spulengewickelte Stahlkerne eingesetzt, die sich plattenförmig gegenüberliegen. Die Pole dieser beiden über Induktion aktivierten Magnete liegen sich demnach gegenüber.

Zwischen den beiden "Magnetenplatten" liegt der Kopf des Patienten: caudal(fußwärts) und cranial(kopfwärts) ist diese Vorrichtung jeweils offen.

Die Steuerung der Spitze des Führungsdrahtes/Katheters/Sonde/Endoskopes erfolgt sinngemäß wie bei der zuvor beschriebenen Variante A.

Im Magnetfeld besteht die Tendenz des ferromagnetisch beschichteten Katheters in Richtung eines der beiden Magnetpole - je nach Anziehungskraft - auszuschwenken und sich in die entsprechende Richtung zu bewegen. Entsprechend wird der Draht/Katheter im wesentlichen direkt an der Gefäßwandung entlang geführt, die sozusagen eine natürliche Barriere der Katheterführung bildet.

Bei Variante B erfolgt die Draht/Katheterführung im wesentlichen nach denselben Kriterien wie Variante A.

Auch hier kann der Kopf des Patienten in unterschiedlichen Positionen innerhalb der Vorrichtung gelagert werden.

Beide magnetischen Vorrichtungen (Variante A-hufeisenform und Variante B-gegenüberliegende Platten) sind an eine fahrbare Vorrichtung gekoppelt. Durch die Änderung der Position des Gesamtmagnetfeldes kann eine Positionsänderung des magnetisch beschichteten Katheters erfolgen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Darstellung von Organsystemen mittels Steuerung/Lenkung von Führungsdrähten, Sonden, Kathetern und Endoskopen in einem magnetischen Feld, dadurch gekennzeichnet, daß man die darzustellende Körperregion in ein Magnetfeld einbringt; daß man einen Führungsdraht, oder eine Sonde, Katheter oder eine Endoskop verwendet dessen Spitze eine ferromagnetische Beschichtung aufweist; und daß man durch Variation der determinierenden Variablen des Magnetfeldes, z. B. der Feldstärke indirekt die Position des Drahtes, des Katheters, der Sonde oder des Endoskopes nachdem dieser in das Lumen des zu untersuchenden Organsystems mittels Punktion oder direkt eingebracht wurde, beeinflußt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des ferromagnetisch beschichteten Führungsdrahtes/Katheters/Sonde/Endoskopes in unterschiedliche Richtungen durch eine Manipulation der determinierenden Variablen des Magnetfeldes ermöglicht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positionsänderung des ferromagnetisch beschichteten Drahtes/Katheters/Sonde/Endoskopes durch eine Gesamtverschiebung der magnetischen Vorrichtung, die an eine fahrbare Anlage gekoppelt ist, ermöglicht wird.

4. Anordnung zur Steuerung/Lenkung von Führungsdrähten, Kathetern, Sonden und Endoskopen dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des magnetischen Feldes derart angeordnet ist, daß die zu untersuchende Körperregion in das Magnetfeld einbringbar ist; dadurch gekennzeichnet daß der Führungsdraht/Sonde/Katheter/Endoskop mit ferromagnetischen Material beschichtet und in das zu untersuchende Organsystem mittels Punktion oder direkt einführbar ist; dadurch gekennzeichnet, daß die Position des ferromagnetisch beschichteten Drahtes/Katheters/Sonde/Endoskopes durch eine Manipulation der determinierenden Variablen des Magnetfeldes verändert werden kann; und dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Verschiebung des Gesamtmagnetfeldes die Position des ferromagnetischen oder ferromagnetisch beschichteten Drahtes/Sonde/Katheters/Endoskopes verändert werden kann.