DE202017106926U1

DE202017106926U1 - Katheterpumpe mit einem Pumpenkopf zum Einsetzen in die Aorta

Info

Publication number: DE202017106926U1
Application number: DE202017106926.5U
Authority: DE
Original assignee: Cardiobridge GmbH
Current assignee: Cardiobridge GmbH
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2018-02-20
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: DE102016122268A1; DE102016122268B4

Abstract

Katheterpumpe (34) mit einem Pumpenkopf (10) zum Einsetzen in die Aorta, wobei der Pumpenkopf einen Rotor (12), dessen Propeller (14) aus einer eingeklappten Einführlage, in der der Pumpenkopf (10) in die Aorta einführbar ist, in eine ausgeklappte Betriebslage, in der der Rotor (12) in Rotation versetzbar ist, verlagerbar sind, und einen die Propeller (14) umgebenden Käfig (16) aufweist, wobei der Käfig (16) eine distale und eine proximale Hülse (18, 20) sowie zwischen den Hülsen verlaufende Filamenten (21) aufweist, und wobei die Hülsen (18, 20) beim oder vor dem Ausklappen der Propeller (14) so aufeinander zu bewegt werden, dass die zwischen den Hülsen (18, 20) liegenden Bereiche der Filamente (21) nach radial außen expandieren, um einen die ausgeklappten Propeller (14) umgebenden Raum zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige oder alle Filamente (21) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mindestens einen an einer Hülse (18, 20) angreifenden Hauptabschnitt (28) aufweisen, der sich in Richtung hin zur anderen Hülse (20, 18) in wenigstens zwei Nebenabschnitte (30) aufspaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Katheterpumpe mit einem Pumpenkopf zum Einsetzen in die Aorta, insbesondere in die Aorta eines Menschen, mit einem Rotor, dessen Propeller aus einer eingeklappten Einführlage in der der Pumpenkopf in die Aorta einführbar ist, in eine ausgeklappte Betriebslage, in der der Rotor in Rotation versetzbar, verlagerbar sind. Ferner ist ein die Propeller umgebener Käfig vorgesehen, der eine distale und eine proximale Hülse sowie zwischen den Hülsen verlaufende Filamente aufweist. Die Hülsen sind dabei derart angeordnet, dass sie beim oder vor dem Aufklappen der Propeller so aufeinander zu bewegt werden, dass die zwischen den Hülsen liegenden Bereiche der Filamente nach radial außen expandieren, um einen die ausgeklappten Propeller umgebenden Raum zu bilden.
Eine Katheterpumpe mit einem derartigen Pumpenkopf ist beispielsweise aus der EP 0 768 900 B1 oder der EP 2 308 422 B1 bekannt. Die Propeller werden dabei von einer innerhalb eines Katheters liegenden Antriebswelle in Drehung versetzt. Die Aufeinander-zu- bzw. Voneinander-weg-Bewegung der Hülsen, und damit das Expandieren bzw. Komprimieren des Käfigs erfolgt über ein axiales Verschieben eines Innenkatheters gegen einen Außenkatheter und eine damit einhergehenden axialen Verlagerung der proximalen Hülse.
Bei dem bekannten Stand der Technik sind die Filamente zwischen den Hülsen als in axialer Richtung verlaufende Sollbiegestellen aufweisende Bänder oder Streifen ausgebildet.
In Betrieb derartiger Katheterpumpenköpfe, also im expandierten Zustand des Käfigs, kommt es regelmäßig zu einem Kontakt der Filamente mit der Gefäßwand. Dabei hat sich gezeigt, dass es aufgrund der Kontaktstellen der Filamente an der Gefäßinnenwand zu ungewollten Gefäßverletzungen (Traumatisierung der Gefäßwand) kommen kann. Zudem hat sich herausgestellt, dass die Filamente der Käfige der bekannten Katheterpumpenköpfe aufgrund der auf sie wirkenden Kräfte dazu neigen, seitlich auszulenken.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Katheterpumpe vorzuschlagen, die den genannten Nachteilen Abhilfe leistet. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Katheterpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Katheterpumpe zeichnet sich folglich insbesondere dadurch aus, dass wenigstens einige oder alle Filamente derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mindestens einen an einer Hülse angreifenden Hauptabschnitt aufweisen, der sich in Richtung hin zur anderen Hülse in wenigstens zwei Nebenabschnitte aufspaltet. Dadurch, dass sich ein Hauptabschnitt auf mehrere Nebenabschnitte aufspaltet, kann eine größere Stabilität des insbesondere expandierten Käfigs erreicht werden. Insgesamt können damit sowohl seitliche und höhere Kräfte auf den Käfig wirken, ohne dass dieser sich ungewollt verformt oder ohne dass einzelne Filamente ungewollt seitlich ausgelenkt werden. Die Aufspaltung des Hauptabschnitts in Nebenabschnitte kann dabei insbesondere Y-artig verlaufen, wodurch sich eine geeignete Stabilität ergibt.
Die Aufspaltung der Hauptabschnitte in die Nebenabschnitte hat zudem den Vorteil, dass gegebenenfalls weitere in die Aorta einzuführende Katheter sicher am Pumpenkopf vorbei geführt werden können. Diese zusätzlichen Katheter können dann beispielsweise an den Y-artigen Aufspaltungen, auf der dem Hauptabschnitt abgewandten Seite, zum Anliegen kommen. Ein zu nahes Herankommen des zusätzlichen Katheters an die sich drehenden Propeller kann durch eine entsprechende Platzierung der Y-artigen Aufspaltung verhindert werden.
Vorteilhaft ist, wenn sich der Hauptabschnitt über 1/5 bis 2/5 der Länge und vorzugsweise über einen Bereich von 1/4 bis 1/3 des jeweiligen Filaments erstreckt. Bei einer gleichförmigen Expansion der einzelnen Filamente kann dadurch erreicht werden, dass nicht der Hauptabschnitt, sondern die Nebenabschnitte an der Gefäßwand zum Anliegen kommen. Da sich die Hauptabschnitte in Nebenabschnitte aufspalten, wird die Andrückkraft des Käfigs, bzw., dessen Filamente, an die Gefäßinnenwand auf die mehreren Nebenabschnitte verteilt. Da insgesamt mehr Nebenabschnitte als Hauptabschnitte vorgesehen sind, werden die Andrückkräfte besser verteilt und sind so in den Nebenabschnitten geringer, als beim vorbekannten Stand der Technik, der lediglich Hauptabschnitte aufweist. Die Gefahr einer Gefäßverletzung (Traumtisierung) wird aufgrund der geringeren Andrückkräfte gegen die Gefäßwand verringert.
Insgesamt kann dadurch eine atraumatische, also eine gewebeschonende Wirkung erzielt werden. Vorteilhaft ist, wenn sich die Nebenabschnitte zumindest über die mittleren Bereiche der Filamente erstrecken, da die mittleren Bereiche der Filamente im Betrieb des Katheterkopfes tendenziell zum Anliegen an die Gefäßinnenwand kommen. Außerdem kann durch eine geeignete Wahl der Länge der Hauptabschnitte verhindert werden, dass ein zusätzlicher, am Pumpenkopf vorbeigeführter Katheter den rotierenden Propellern zu nahe kommt.
Weiter vorteilhaft ist, wenn die Querschnittsfläche des jeweiligen Hauptabschnitts größer ist als die Querschnittsfläche eines jeweils zugehörigen Nebenabschnitts. Auch hierdurch kann eine atraumatische Wirkung erzielt werden.
Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Querschnittsfläche des Hauptabschnitts im Wesentlichen der Summe der Querschnittsflächen der Nebenabschnitte entspricht. Bei Vorsehen von beispielsweise zwei Nebenabschnitten kann deren Querschnittsfläche der Querschnittsfläche des Hauptabschnitts entsprechen. Zur Realisierung der Nebenabschnitte kann beispielsweise ein Hauptabschnitt mittig in zwei Nebenabschnitte aufgespalten werden.
Ein weiterer, besonders bevorzugter Käfig ergibt sich dann, wenn sich jeweils zwei Nebenabschnitte von an einer Hülse benachbart angreifbaren Hauptabschnitten in Richtung hin zur anderen Hülse sich in einem Hauptabschnitt vereinigen, der an der jeweils anderen Hülse angreift. Von einer Hülse ausgehend teilt sich folglich der Hauptabschnitt hin zur anderen Hülse in zwei Nebenabschnitte. Jeweils zwei benachbarte Nebenabschnitte von unterschiedlichen Hauptabschnitten vereinigen sich dann wieder zu einem Hauptabschnitt, der an der anderen Hülse angreift. Dadurch ergibt sich eine geeignete symmetrische Anordnung, bei der insbesondere im mittleren Bereich zwischen den Hülsen die Filamente lediglich Nebenabschnitte vorsehen und in den den Hülsen nahe gelegenen Bereichen lediglich Hauptabschnitte vorsehen. Ferner ergibt sich eine vergleichsweise hohe Stabilität, da die Nebenabschnitte dann als Verstrebungen zwischen benachbarten, jeweils an der anderen Hülse angreifenden Hauptabschnitten ausgebildet sind.
Die Anordnung der Hauptabschnitte ist ferner vorteilhafterweise derart, dass die an einer Hülse angreifenden Hauptabschnitte in axialer Verlängerung insbesondere mittig zwischen zwei an der anderen Hülse angreifenden benachbarten Hauptabschnitten liegen. In Seitenansicht liegt immer ein Hauptabschnitt, der an einer Hülse angreift, zwischen zwei Hauptabschnitten, die an einer anderen Hülse angreifen.
Um eine ausreichende und bestimmte Expansion der Filamente zu erreichen, ist vorteilhaft, wenn die Filamente zwischen den Hauptabschnitten und den jeweiligen Hülsen einen Übergangsabschnitt mit einer reduzierten Querschnittsfläche aufweisen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass beim Aufeinander-zu-Bewegen der Hülsen die Filamente eine vorgesehene Position einnehmen.
Als Material für den Käfig hat sich insbesondere eine Nickel-Titan-Legierung als vorteilhaft erwiesen. Derartige Legierungen haben die notwendigen superelastischen Eigenschaften und bieten die geforderte Dauerfestigkeit um einen sicheren Käfig zu gewährleisten. Der Käfig kann aber auch aus einem Kunststoff mit entsprechenden Eigenschaften hergestellt sein.
Der Pumpenkopf ist dabei vorzugsweise im Bereich eines freien Endes eines Katheters angeordnet. Der Katheter umfasst vorzugsweise eine Antriebswelle, die im Katheter drehbar gelagert angeordnet ist, zum Antreiben des Rotors und einen Antrieb zum Antreiben der Antriebswelle. Der Antrieb ist dabei vorteilhafterweise an der dem Pumpenkopf abgewandten Seite der Antriebswelle angeordnet.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:
1 den Pumpenkopf einer erfindungsgemäßen Katheterpumpe in Betriebslage;
2 einen Längsschnitt durch den Käfig des Pumpenkopfs nach 1 in der Betriebslage; und
3 eine erfindungsgemäße Katheterpumpe mit einem Pumpenkopf gemäß 1.
Der in den Figuren gezeigte Pumpenkopf 10 umfasst einen Rotor 12 mit zwei Propellern 14. Ferner ist ein den Rotor 12 umgebender Käfig 16 vorgesehen, der eine distale Hülse 18 und eine proximale Hülse 20 sowie zwischen den Hülsen verlaufende Filamente 21 umfasst.
Der Rotor 12 ist über einen Wellenabschnitt 22 mit der distalen Hülse 18 in axialer Richtung bewegungsgekoppelt. Auf der der Hülse 18 abgewandten Seite ist der Rotor 12 über eine Antriebswelle 24, die innerhalb eines Außenkatheders 26 drehbar und in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist, bewegungsgekoppelt.
Der in der 1 gezeigte Pumpenkopf 10 befindet sich in der Betriebslage, in der die beiden Propeller 14 ausgeklappt sind.
Zum Einführen des Pumpenkopfes 10 in die Aorta befinden sich die beiden Hülsen 18, 20 in einer voneinander entfernten Lage, in der die Propeller 14 eingeklappt sind und die Filamente 21 nahe an dem Rotor 12 bzw. am Wellenabschnitt 22 und der Antriebswelle 24 anliegen.
Zum expandieren des Käfigs 16 wird der dem Rotor 20 benachbarte Abschnitt der Antriebswelle 24 in den Außenkatheder 26 eingezogen, wodurch die Hülse 18 hin zur Hülse 20 bewegt wird. In diesem ersten Schritt expandieren die Filamente 21 des Käfigs 16 nach radial außen. Bei weiterer Verlagerung der Hülse 18 hin zur Hülse 20 klappen die Propeller 14 des Rotors 12 in die Betriebslage, wie in 1 gezeigt.
Wie den 1 und 2 deutlich zu erkennen ist, sind die Filamente 21 derart ausgebildet, dass sie jeweils einen an einer Hülse 18, 20 angreifenden Hauptabschnitt 28 aufweisen, der sich in Richtung hin zur jeweils anderen Hülse 18, 20 in zwei Nebenabschnitte 30 Y-artig aufspaltet. Die beiden Nebenabschnitte 30 schließen dabei in der Betriebslage einen Winkel α von ca. 15° bis 35°, insbesondere im Bereich von 30° ein. Die Hauptabschnitte 28 erstrecken sich über eine Länge l. Bei der gezeigten Ausführungsform beträgt die Länge l ca. 1/3 der Gesamtlänge des jeweiligen Filaments 21. Die Nebenabschnitte 30 erstrecken sich dabei über den mittleren Bereich der Filamente 21 und weisen die Länge g auf, die ebenfalls ca. 1/3 der Gesamtlänge der Filamente 21 einnimmt. Durch die Wahl der Länge l und g kann ein bestimmtes Aufgehverhalten bzw. ein bestimmter Käfigdurchmesser erzielt werden. Dabei ergeben sich dann für den Winkel α jeweils unterschiedliche Werte.
Die Querschnittsfläche eines Hauptabschnitts 28 ist dabei ungefähr doppelt so groß wie die Querschnittsfläche der sich an den jeweiligen Hauptabschnitt 28 anschließenden Nebenabschnitte 30.
Wie insbesondere aus 2 deutlich wird, vereinigen sich jeweils zwei Nebenabschnitte 30, 30' von benachbarten, an einer Hülse 18, 20 angreifenden Hauptabschnitten 30, 30' hin zur anderen Hülse 20, 18 in einen gemeinsamen Hauptabschnitt 28''. Die Nebenabschnitte 30, 30' bilden insgesamt dadurch Verstrebungen zwischen benachbarten Hauptabschnitten 28, 28'.
Die Hauptabschnitte 28, die in einer Hülse 20, 18 angreifen sind dabei in axialer Richtung versetzt zu den Hauptabschnitten 28 angeordnet, die an der jeweils anderen Hülse 18, 20 angreifen. Die Hauptabschnitte 28 an einer Hülse 20, 18 liegen vorzugsweise mittig zwischen den Hauptabschnitten 28, die an der jeweils anderen Hülse 18, 20 angreifen. Dies wird in 2 durch die Linie m verdeutlicht, welche die Achse des Hauptabschnitts 28', der an der Hülse 18 angreift, veranschaulicht. Die Linie m liegt mittig zwischen den Hauptabschnitten 28'', die an der Hülse 20 angreifen.
Durch die Anordnung und Ausgestaltung der Filamente 21, wie sie in den 1 bis 3 gezeigt sind, wird zum einen eine gleichmäßigere Verteilung der auf die Innenwand des Gefäßes wirkenden Kräfte im Betrieb der Katheterpumpe 34 erreicht. Insgesamt wird dadurch die Belastung auf die Gefäßwand reduziert. Zum anderen erfährt der Käfig 16 eine sehr hohe Stabilität bei dennoch ausreichenden Durchflusseigenschaften für das zu fördernde Blut.
Zudem kann ein zusätzlicher Katheter 42, der in der 1 gezeigt ist, vorbei am Katheter 26 und vorbei am Pumpenkopf 10 durch das Gefäß geführt werden, ohne dass dieser zusätzliche Katheter 42 die Funktion des Pumpenkopfes 10 und die rotierenden Propeller 14 beeinträchtigt. Der zusätzliche Katheter 42 wird dabei zwischen den Nebenabschnitten 30 geführt und kann aufgrund der sich an die Nebenabschnitte 30 anschließenden Hauptabschnitte 28 nicht in den Rotationsbereich der Propeller 14 gelangen.
Aus den 1 und 2 wird ferner deutlich, dass die Filamente 21 zwischen den Hauptabschnitten 28 und den Hülsen 18, 20 jeweils einen Übergangsabschnitt 32 aufweisen, der im Hinblick auf den Hauptabschnitt eine reduzierte Querschnittsfläche aufweist. Hierdurch können günstige elastische Eigenschaften der Filamente 21 im Bereich der Hülsen 18 und 20 realisiert werden.
In der 3 ist eine erfindungsgemäße Katheterpumpe 34 gezeigt, die einen erfindungsgemäßen Pumpenkopf 10 aufweist, der im Bereich eines freien Endes des Katheters 26 vorgesehen ist. Im Katheter 26 ist die Antriebswelle 24 vorgesehen, mittels welcher des Rotors 12 in Rotation versetzbar ist. An dem dem Pumpenkopf 10 abgewandten Ende sieht der Katheter 26 einen Antriebsabschnitt 38 vor, der in eine Antriebseinheit 40 einlegbar ist, mittels welcher letztlich die Antriebswelle 24, uns damit der Rotor 12, in Rotation versetzbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0768900 B1 [0002]
EP 2308422 B1 [0002]

Claims

Katheterpumpe (34) mit einem Pumpenkopf (10) zum Einsetzen in die Aorta, wobei der Pumpenkopf einen Rotor (12), dessen Propeller (14) aus einer eingeklappten Einführlage, in der der Pumpenkopf (10) in die Aorta einführbar ist, in eine ausgeklappte Betriebslage, in der der Rotor (12) in Rotation versetzbar ist, verlagerbar sind, und einen die Propeller (14) umgebenden Käfig (16) aufweist, wobei der Käfig (16) eine distale und eine proximale Hülse (18, 20) sowie zwischen den Hülsen verlaufende Filamenten (21) aufweist, und wobei die Hülsen (18, 20) beim oder vor dem Ausklappen der Propeller (14) so aufeinander zu bewegt werden, dass die zwischen den Hülsen (18, 20) liegenden Bereiche der Filamente (21) nach radial außen expandieren, um einen die ausgeklappten Propeller (14) umgebenden Raum zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige oder alle Filamente (21) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mindestens einen an einer Hülse (18, 20) angreifenden Hauptabschnitt (28) aufweisen, der sich in Richtung hin zur anderen Hülse (20, 18) in wenigstens zwei Nebenabschnitte (30) aufspaltet.
Katheterpumpe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der jeweilige Hauptabschnitt (28) über einen Bereich von 1/5 bis 2/5 und vorzugsweise über einen Bereich von 1/4 bis 1/3 der Länge des jeweiligen Filaments (21) erstreckt.
Katheterpumpe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wahl der Länge (l) des jeweiligen Hauptabschnitt (28) der geöffnete Käfigdurchmesser sowie die Form des Käfigs (16) definiert wird.
Katheterpumpe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (l) des jeweiligen Hauptabschnitt (28) derart gewählt ist, dass ein weiterer Katheder (42) am Pumpenkopf (10) vorbei geführt werden kann, ohne dass die rotierenden Propeller (14) mit dem weiteren Katheder in Kontakt kommen.
Katheterpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sich die Nebenabschnitte (30) über zumindest die mittleren Bereiche (g) der Filamente (21) erstrecken.
Katheterpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche eines Hauptabschnitts (28) größer ist als die Querschnittsfläche eines zugehörigen Nebenabschnitts (30).
Katheterpumpe (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Hauptabschnitts (28) wenigstens weitgehend der Summe der Querschnittsflächen der Nebenabschnitte (30) entspricht.
Katheterpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich jeweils zwei Nebenabschnitte (30) von an einer Hülse (18, 20) benachbart angreifenden Hauptabschnitten (28) in Richtung hin zur anderen Hülse (20, 18) in einem Hauptabschnitt (28'') vereinigen, der an der jeweils anderen Hülse (20, 18) angreift.
Katheterpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an einer Hülse (18, 20) angreifenden Hauptabschnitte (28) in axialer Verlängerung zwischen zwei an der anderen Hülse (20, 18) angreifenden benachbarten Hauptabschnitten (28) liegen.
Katheterpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente (21) zwischen den Hauptabschnitten (28) und den jeweiligen Hülsen (18, 20) einen Übergangsabschnitt (32) mit einer reduzierten Querschnittsfläche aufweisen.
Katheterpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (16) aus einem federelastischen Material wie insbesondere einer Nickel-Titan-Legierung oder aus einem Kunststoff mit entsprechenden Eigenschaften besteht.
Katheterpumpe (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer im Katheter (26) vorgesehenen Antriebswelle (24) zum Antreiben des Rotors (12) und mit einem Antrieb (40) zum Antreiben der Antriebswelle (24).