DE19944092A1 - Medizinisches Instrument zum Erzeugen von Läsionen - Google Patents

Abstract

Ein medizinisches Instrument (1) zur intraoperativen Therapie von Herzrhythmusstörungen durch Denaturierung und Isolierung von Leitungsstrukturen verfügt über ein Kopfstück (10), durch das mit Hilfe eines Lichtwellenleiters (7) eingespeistes Laserlicht austritt und im Vorhofgewebe (11) einen schmalen transmuralen Koagulationsbereich (12) erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein medizinisches Instrument zum Erzeugen von Läsionen im Gewebe eines Patienten, insbesondere trans­ muralen Läsionen im Herzmuskelgewebe zur Therapie atrialer Fibrillation, mit einem an einer Energiequelle anschließbaren Schaft, dessen distales Ende ein Kopfstück aufweist, durch das Energie in das Gewebe aussendbar ist.

Ein derartiges medizinisches Instrument ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 97/41793 bekannt und dient dazu, gemäß der von J. L. Cox entwickelten Irrgartenmethode (maze procedure) den Vorhofin verschiedene Bereiche zu segmentieren, wobei die elektrisch isolierende Narbenstruktur durch Einsatz von Hoch­ frequenzstrom erzeugt wird, um zu vermeiden, daß mit Hilfe eines Skalpells Schnitte erzeugt werden, die anschließend wieder zu­ sammengenäht werden. Bei der bekannten Anordnung führt der Einsatz von Hochfrequenzenergie dazu, daß neben den Kon­ taktproblemen die Gestaltung der Läsionsformen schwer kontrol­ lierbar ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die das Herstellen gleichmäßiger Koagulationszonen gestattet, um auf diese Weise eine ungünstige Beeinflussung der Hämodynamik infolge ungleichmäßiger und großer Volumina der denaturierten Zonen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch das Kopfstück ein gebündelter Laserstrahl in das Gewebe ein­ strahlbar ist.

Durch den Einsatz eines Laserstrahles ergibt sich eine wesentliche geringere funktionelle Bewegungseinschränkung als bei dem bekannten Verfahren, da es möglich ist, die transmurale Koagula­ tionszone in ihren Dimensionen besser und einfacher zu kontrol­ lieren.

Die Erfindung vermeidet somit die bei der bekannten Anordnung entstehenden großen Koagulationszonen, die die mechanische Kontraktivität des Vorhofes des Herzens des Patienten nachteilig beeinflussen.

Das erfindungsgemäße medizinische Instrument ist ein Energieap­ plikator, der es erlaubt, sehr schmale Läsionsformen zu realisieren, die elektrisch inaktiv sind, aber keine große Querschnittsfläche beziehungsweise keinen großen Querschnitt bilden, so daß die mechanische Kontraktivität der Vorhofmuskulatur so gut wie möglich erhalten bleibt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Energie auch direkt am Herzen in geschlossenem Zustand von außen appliziert werden kann, so daß eine Öffnung der atrialen Herzkammern nicht oder nur in entsprechend geringem Umfang notwendig wird.

Bei dem erfindungsgemäßen medizinischen Instrument wird zur Koagulation geeignete Laserenergie angewendet, die mittels eines Lichtwellenleiters übertragen wird. Weiterhin besitzt das Instrum­ ent eine Spülfunktion, die es erlaubt, eine Kochsalzlösung zu applizieren, die bessere und homogenere Koagulationsergebnisse gestattet. Das Instrument kann in geeigneter Weise gekröpft sein, um bei geöffnetem Thorax an die verschiedensten Positionen des Herzens zu gelangen, um die Laserenergie applizieren zu können.

Um die Koagulationszeit möglichst gering zu halten und Lang­ strichläsionen zu erzielen, ist es bei einem zweckmäßigen Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, das Lichtwellenleiterende länglich auszuformen, um auf diese Weise eine möglichst lange, schmale Koagulationszone zu erhalten, was zu einer Verringerung der Behandlungszeit führt, da eine längere Strecke bei einer Applikation abgedeckt wird. Die länglich geformte Struktur kann sich in verschiedenen Winkeln zum medizinischen Instrument befinden. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn das Kopftück des medizinischen Instrumentes drehbar ausgebildet ist, um eine möglichst universelle, den entsprechenden Erfordernissen an­ gepasste Einstellung zu gestatten. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein medizinisches Instrument zum Erzeugen von Läsio­ nen gemäß der Erfindung in einer schematischen Seiten­ ansicht,

Fig. 2 das distale Ende des Instrumentes in Teilschnitt,

Fig. 3 das proximale Ende des Instrumentes in einer gegenüber Fig. 1 vergrößerten Darstellung,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für das distale Ende des Instrumentes in einer vergrößerten Seitenansicht,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Stirnseite des in Fig. 4 dar­ gestellten Ausführungsbeispiels,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch das distale Ende eines wei­ teren zweckmäßigen Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einem verdrehbaren Kopfstück,

Fig. 7 einen Querschnitt durch das distale Ende des Kopf­ stückes gemäß Fig. 6 und

Fig. 8 einen Querschnitt durch den Schaft des Instrumentes entlang der Linie VII-VII in Fig. 6.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur intraoperativen Therapie von Herzrhythmusstörungen eines herzkranken Patienten dargestellt, die es gestattet, Leitungsstrukturen des Herzens des Patienten durch Segmentieren des Vorhofs zu isolieren. Die Denaturierung erfolgt mit Hilfe des in Fig. 1 schematisch dargestellten medizinis­ chen Instrumentes 1 unter Einsatz von Laserenergie eines leis­ tungsstarken Lasers, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Das medizi­ nische Instrument 1 bildet einen Laserlichtapplikator und verfügt über einen Handgriff 2, aus dessem distalem Ende ein Schaft 3 herausragt. Der Schaft 3 ist in der in Fig. 1 erkennbaren Weise ab­ gewinkelt, wobei der Winkel zwischen dem vorderen Schaft­ abschnitt 4 und dem geraden Schaftabschnitt 5 beispielsweise 135° beträgt.

Der Schaft 3 kann wahlweise aus einem Schaftrohr bestehen, das sich elastisch verformen läßt, um den Abknickwinkel den jeweil­ igen Bedüfnissen eines Chirurgen anpassen zu können. Alternativ kann das Schaftrohr aus einem Rohr bestehen, das um einen fest vorgegebenen Winkel abgeknickt ist und dessen Festigkeit keine Verformung zuläßt.

Das Schaftrohr des Schaftes 3 ersteckt sich durch den Handgriff 2 bis zu einem Schaftanfang 6, aus dem ein flexibler Lichtwellen­ leiter 7 austritt, der in Fig. 1 unterbrochen dargestellt ist. Das freie Ende des Lichtwellenleiters 7 ist mit einem Lichtwellenleiterstecker 8 versehen, der den Anschluß des als Laserlichtapplikators dienen­ den medizinischen Instrumentes 1 an eine Laserlichtquelle aus­ reichend hoher Energie gestattet, die sich beispielsweise mit Hilfe eines Fußschalters ein- und ausschalten läßt.

In der Nähe des Schaftanfangs 6 erkennt man in Fig. 1 weiterhin einen seitlichen angeordneten Luer-Anschluß 9, der als Spül­ anschluß für eine Spüllösung, beispielsweise Kochsalzlösung, dient.

Das in den Lichtwellenleiterstecker 8 eingespeiste Laserlicht sowie die am seitlichen Luer-Anschluß 9 eingespeiste Spüllösung treten am Kopfstück 10 aus, das sich am distalen Ende des vorderen Schaftabschnittes 4 befindet.

In Fig. 1 erkennt man auf der linken Seite in schematischer Darste­ llung einen Ausschnitt aus einer atrialen Herzkammerwand. Das medizinische Instrument 1 dient zur Behandlung der Vorhofmus­ kulatur, wobei das Vorhofgewebe mit Hilfe des aus dem Kopfs­ tück 10 austretenden Laserlichtstrahles zur Erzeugung einer gleichmäßig breiten Koagulationszone im Herzmuskelgewebe behandelt wird. Die Koagulationszone erstreckt sich über einen Koagulationsbereich 12, der in Fig. 1 schematisch dargestellt ist und sich durch die Vorhofwand erstreckt. Durch den Koagulations­ bereich 12 werden elektrische Leitungsbahnen des Herzens unter­ brochen, um das Herzmuskelgewebe in verschiedene Bereiche zu segmentieren. Wie man in Fig. 1 erkennt, ist der Koagulationsber­ eich 12 in etwa so breit wie das Kopfstück 10, wobei der Koagul­ ationsbereich 12 im wesentlichen über eine gleichmäßige Breite verfügt. Die durch Laserlichteinstrahlung erzeugte transmurale lineare Läsion in der atrialen Herzkammer erstreckt sich entlang der Bewegungslinie des Kopfstückes 10, das in unmittelbarer Nähe des Herzmuskelgewebes entlang der Vorhofwand mit einer von den Einzelumständen abhängenden Geschwindigkeit verfahren wird, wobei zur Vermeidung einer Karbonisationswirkung des Laserlichtes für einen ausreichenden Austritt der Spülflüssigkeit aus dem Kopfstück 10 gesorgt wird.

Fig. 2 zeigt im Teilschnitt das distale Ende des vorderen Schaf­ tabschnittes 4. Der vordere Schaftabschnitt 4 weist ein Schaftrohr 13 auf, durch das sich konzentrisch der Kern 14 des Lichtwellen­ leiters 7 erstreckt. Der Kern 14 des Lichtwellenleiters 7 ist von einem Schutzmantel 15 umgeben. Der Außendurchmesser des Schutzmantels 15 ist kleiner als der Innendurchmesser des Schaft­ rohres 13, so daß in dem Lichtwellenleiter 7 und dem Schaftrohr 13 ein Ringspalt gebildet ist, der als ringförmiger Spülkanal 16 verwendet werden kann.

Das distale Ende 17 des Lichtwellenleiters 7 ist gegenüber dem distalen Ende 18 des Schaftrohres 13 zurückversetzt angeordnet, so daß ein kurzer Abstandsraum 19 gebildet wird.

In Fig. 2 erkennt man einen Zentriersteg 20, der zusammen mit zwei weiteren in der Fig. 2 nicht dargestellten Zentrierstegen eine Zentrierung des distalen Endes 17 des Lichtwellenleiters 7 be­ wirkt, wobei der ringförmige Spülkanal 16 in drei Segmente auf­ geteilt ist. Der Lichtwellenleiter 7 hat einen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 Millimeter, so daß sehr schmale Koagulatio­ nsbereiche 12 hergestellt werden können. Je nach dem Durch­ messer des Lichtwellenleiters 7 und der Weite des Spülkanals 16 liegt der Durchmesser des Schaftrohres 13 in einem Bereich von weniger als einem Millimeter bis zu wenigen Millimetern. Die Spülkanalmündung 21 sowie der Spülkanal 16 haben Abmessun­ gen, die es gestatten, eine ausreichende Menge an Spülflüssigkeit zuzuführen, ohne daß unerwünscht hohe Drucke oder Druckver­ luste vorliegen.

Fig. 3 zeigt in stark vergrößerter Darstellung teilweise im Schnitt das proximale Ende des Handgriffs 2, durch den sich der Spülka­ nal 16 erstreckt. Das Schaftrohr 13 erstreckt sich ebenfalls durch den Handgriff 2 und ist von einem Schrumpfschlauch 22 um­ geben.

In Fig. 3 erkennt man weiterhin den Lichtwellenleiter 7 mit seinem Schutzmantel 15. Weiter erkennt man in Fig. 3 in einer gegenüber Fig. 1 vergrößerten Darstellung den Luer-Anschluß 9, der über einen Kanülenschlauch 23 mit dem Spülkanal 16 in Verbindung steht. Das proximale Ende des Schrumpfschlauches 22 erstreckt sich über das proximale Ende des Schaftrohres 13 hinaus und ist mit dem Kanülenschlauch 23 sowie dem Schutzmantel 15 des Lichtwellenleiters 7 verschweißt oder verklebt, um auf diese Weise den ringförmigen Spülkanal 16 proximal nach außen ab­ zudichten. Da der Kanülenschlauch 23 außermittig in das Schaft­ rohr 13 eingeführt ist, verläuft der Lichtwellenleiter 7 am proxim­ alen Ende des Schaftrohres 13 nicht mehr konzentrisch sondern ist in Fig. 3 nach unten abgelenkt. Der Kanülenschlauch 23 er­ streckt sich bei dem in Fig. 3 gezeichneten Ausführungsbeispiel bis zum Anfangsbereich 24 des Spülkanals 16.

In Fig. 4 ist in vergrößerter Darstellung das distale Ende eines flexiblen formbaren Schafts 33 eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Das Kopfstück 40 ist in der in Fig. 4 erkennbaren Weise an seinem distalen Ende ab­ geflacht und verbreitert.

Eine Draufsicht auf die Stirnfläche 41 des abgeflachten Kopfstück­ es 40 ist in Fig. 5 dargestellt. In Fig. 5 erkennt man weiterhin, daß abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 ein abgeflachtes Lichtwellenleiterende 47 statt eines kreisförmigen distalen Endes 17 vorgesehen ist. Durch die längliche Ausformung des Lichtwellenleiterendes 47 ist es möglich, lange, schmale Koagulationszonen zu erhalten, was zu einer Verringerung der Behandlungszeit führt, da jeweils eine längere Strecke bei einer Applikation abgedeckt wird, als dies bei einem dünnen kreis­ förmigen distalen Ende 17 des Lichtwellenleiters 7 möglich ist. Die Orientierung der Längsachse des Lichtwellenleiterendes 47 kann in der in Fig. 4 gezeigten Weise in der Ebene des Kröpfungswinkels des Schaftes 33 fixiert sein oder aber in der sich aus Fig. 6 er­ gebenden Weise variabel gestaltet sein.

Fig. 6 zeigt den distalen Bereich des medizinischen Instrumentes 1 mit dem Kopfstück 40 und dem Schaft 33. Das Kopfstück 40 und der Schaft 33 sind konzentrisch sowie axial fluchtend und drehbar miteinander verbunden. Dazu verfügt das Kopfstück 40 an seinem proximalen Ende über eine umlaufende Ausnehmung, über die das distale Ende des Schaftes 33 vorgeschoben ist. Zur Abdichtung ist ein O-Ring 50 vorgesehen, der in einer umlaufenden Nut im Schaft 33 und Kopfstück 40 angeordnet ist. Eine weitere umlaufende Nut 51 in der Nähe des proximalen Endes des Kopfstückes 40 dient zum Eingreifen eines Führungsstiftes 52, durch den verhindert wird, daß das Kopfstück 40 vom Schaft 33 axial abgezogen werden kann. Dabei gestattet es die Anordnung auf diese Weise, das Kopfstück 40 gegenüber dem Schaft 33 in jede gewünschte Drehstellung zu verdrehen.

Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch das distale Ende des Kopfes 40 und veranschaulicht die Gestalt des Lichtwellenleiterendstücks 55. Das Lichtwellenleiterendstück 55 ist wie das Lichtwellen­ leiterende 47 des Ausführungsbeispiels gem. Fig. 4 von einer Gestalt, die statt einer punktförmigen Anstrahlung eine linien­ förmige Anstrahlung und damit eine schnellere Erzeugung der Koagulationsspur gestattet. Das Lichtwellenleiterendstück 55 erstreckt sich bis zum Lichtwellenleiter 7, dessen Schutzmantel ebenso wie der Schutzmantel das Lichtwellenleiterendstücks 55 in Fig. 6 nicht zu erkennen ist. Der Lichtwellenleiter 7 und das Lichtwellenleiterendstück 55 sind an einer Berührungsfläche 57 miteinander gekoppelt.

Das Lichtwellenleiterendstück 55 ist mit Hilfe zweier in Fig. 6 erkennbarer Abstandshalter 58 in Längrichtung der Abflachung des Kopfstückes 40 zentriert. In Querrichtung erfolgt eine Zentrie­ rung mit Hilfe zweier in Fig. 7 erkennbarer Abstandshalter 59. In Fig. 7 erkennt man weiterhin die Gestalt des Spülkanals 16, der im wesentlichen über vier spaltförmige Mündungsöffnungen verfügt.

Um ein Fluchten der Berührungsflächen 57 des Licht­ wellenendstücks 55 und des Lichtwellenleiters 7 zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, den nicht abgeflachten Teil des Lichtwellen­ leiterendstücks 55 im rohrförmigen Teil des Kopfstücks 40 zu zentrieren. Die Zentrierung des distalen Endes des Lichtwellen­ leiters 7 kann in der in den Fig. 6 und 8 dargestellten Weise mit Hilfe von drei entlang dem Umfang des Schaftes 33 angeordneten Vertiefungen 61, 62 und 63 erfolgen. Die Vertiefungen 61 bis 63 sind dabei so geformt, daß die Innenwandung des Schaftes 33 in der in Fig. 8 erkennbaren Weise gegen den Außenmantel des Lichtwellenleiters 7 anliegt.

Claims (10)

1. Medizinisches Instrument (1) zum Erzeugen von Läsionen im Gewebe (11) eines Patienten, insbesondere transmuralen Läsionen im Herzmuskelgewebe zur Therapie atrialer Fibril­ lation, mit einem an einer Energiequelle anschließbaren Schaft (3, 33), dessen distales Ende ein Kopfstück (10, 40) aufweist, durch das Energie in das Gewebe (11) aussendbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Kopfstück (10, 40) ein gebündelter Laserstrahl in das Gewebe (11) einstrahl­ bar ist.

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Transport des Laserstrahles ein sich durch den Schaft (3, 33) erstreckender und an einer Laserlichtquelle an­ schließbarer Lichtwellenleiter (7) vorgesehen ist, der ein im Kopfstück (10, 40) angeordnetes Lichwellenleiterendstück (17, 55) speist.

3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende (4) des Schaftes (3) plastisch verformbar und der Lichtwellenleiter (7) flexibel ist.

4. Instrument nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (7) und dessen Endstück (17, 55) von einem Spülkanal (16) umgeben sind, der sich zwischen dem Kopfstück (10, 40) und einem Spül­ anschluß (9) erstreckt.

5. Instrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (21) des Spülkanals (16) am stirnseitigen Ende (18, 41) des Kopfstückes (10, 40) vorgesehen ist.

6. Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das stirnseitige Ende (17) des Lichtwellenleiterendstücks (14, 55) gegenüber dem stirnseitigen Ende (18) des Kopfstückes (10, 40) zurückversetzt angeordnet ist.

7. Instrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (10, 40) und das End­ stück (55) einen kreisförmigen Querschnitt haben, wobei das Endstück (55) von einem im Querschnitt ringförmigen Spül­ kanal umgeben ist.

8. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (40) und das Endstück (55) an ihren jeweiligen distalen Endbereichen abgeflacht sind.

9. Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das abgeflachte Kopfstück (40) mit dem abgeflachten End­ stück (55) um ihre Längsachse verdrehbar am Schaft (4, 33) befestigt sind.

10. Instrument nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Spülkanals (16) sich spaltförmig zwischen der Außenseite des Endstücks (55) und der Innenseite des Kopfstückes (40) erstreckt.