DE3500544C1 - Katheter mit Düsenkopf - Google Patents

Description

• Prof. A. R. Grüntzig hat als erster verfeinerte Ballon-Dilatationskatheter in den wichtigen desgleichen oft durch Arteriosklerose eingeengten Herzkranzschlagadern eingesetzt. Hierüber berichtete Grüntzig im Deutschen Ärzteblatt Heft 38, 1983, S. 27-30: »Transluminale Koronardilatation - Bestandsaufnahme und Ausblick«.
• In der DE-OS 3111 497 entsprechend US-PS 44 75 902 ist eine Vorrichtung zum Einführen von medizinischen Instrumenten, Kathetern, Sonden, um im Innern des Körpers den Rückstoß vorn am Katheter von Fluidstrahlen bei stumpfem Düsenkopf für besseres Gleiten, Vorlauf zu nutzen, beschrieben.
• Außerdem ist in der DE-OS 34 21 390 ein Hochdruckkatheter ebenfalls mit Düsenkopf beschrieben worden, der beispielsweise zum Schneiden, Abradieren usw. eingesetzt werden kann.
• Auch elektromagnetisch erzeugte Schwingungen vorn am Katheter/medizinischen Druckschlauch bringen Vorteile durch Minderung der Reibung an den Grenzflächen, aber diese elektrischen Vorrichtungen sind in der Regel zu groß, um im Düsenkopf Platz zu finden. Am größerlumigen im Darm eingesetzten Druckschlauch kann hingegen ein Vibrator vorn benutzt werden (DE-OS 33 47 599).
• Auch die Vorrichtung zur mikrofokalen Erzeugung von mechanischen Schwingungen des Niederfrequenzbereiches auch in tieferer Körperschicht in Leitungsbahnen des Körpers mittels intermittierendem Fluid muß aus physikalischen Gründen das Gleiten eines Katheters/medizinischen Druckschlauches begünstigen und die Perforationsgefahr mindern (vgl. P 34 39 434.6).
• Aufgabe ist es, eine Vorrichtung so zu entwickeln, daß insbesondere am vorderen Teil des bisher immer von hinten geschobenen Katheters Schwingungsenergie wie Kraftimpulse überhaupt vorhanden sind. Es soll nicht nur das Gleiten und der Vorlauf verbessert werden, sondern es sollen vorn am Katheter auch geeignete Werkzeuge betrieben werden können.
• Diese Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.
• Die weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich durch Einsatz von intermittierendem Fluid nicht nur vorn, sondern auf der ganzen Länge des im Körper eingesetzten Katheters/medizinischen Druckschlauches eine Minderung der Reibung für das Vorbringen, besseres Gleiten, Vorlauftendenz, weitaus weniger Perforationsgefahr ergibt. Vorn am Katheter/Düsenkopf lassen sich die Schwingungen insbesondere durch den Einsatz von einem Hydrozylinder/mehreren Hydrozylindern, die zugleich Werkzeuge sind, verstärken. Das hat zugleich den Vorteil, daß nicht so viel Fluid in die Leitungsbahn des Körpers - wie die Blutbahn - übergeht, werden doch dann für die Schwingungen/zusätzliche Schwingungen hydraulische Bauelemente eingesetzt. Auch für die seitlich am Düsenkopf intermittierend austretenden Fluidstrahlen ist ein desgleichen wünschenswerter Rütteleffekt bei Auftreffen der Strahlen auf die zugleich abgedrängte Leitungsbahnwand anzunehmen, dadurch könnte atheromatöse Beete bei fortgeschrittener Arteriosklerose mit ihren gespeicherten Fettmassen zum Teil entleert werden, was zur Stenosebeseitigung beitragen kann. Mikroembolien aus solchen Beeten sind auch ohne Einwirkung von außen ein gleichsam alltägliches Vorkommnis, ohne ganz in der Regel Erscheinungen zu machen.
• Ein anderes Anliegen der Angio-Cardiologen, Enterologen ist, durch stark gekrümmte Leitungsbahnen mit einem Katheter/medizinischen Druckschlauch auch zum Spülen hindurchzukommen. Auch hierfür eignet sich das Rüttel- und Vorlaufprinzip durch einen Katheter/medizinischen Druckschlauch ganz besonders, wobei ich davon ausgehe, daß vorn im Düsenkopflam Katheter zugleich außer Düsen/Düsen mit Rückstoß auch schwingende Hydrozylinder, zugleich Werkzeuge vorhanden sind. Über einen Abweiser, zugleich mechanische Dilatationsvorrichtung, die beispielsweise als Hydrozylinder massiv aus Metall besteht und radial seitlich ruckartig vorspringt, ist mit F i g. 4 berichtet worden.
• Zusammen mit den oben genannten zum Teil kumulierenden Schwingungskräften im Bereich des Düsenkopfes sowie auch am gesamten Katheter sind viele Ablösungsmomente in Verringerung der Reibung zur Umgebung, insbesondere zur stärker gekrümmten Leitungsbahn vorhanden. Große leistungsmäßige Unterschiede bestehen zum herkömmlichen Katheter mit Ballon zur Dilatation, da insbesondere der aus Plastik bestehende Ballon vorn am Katheter die Beweglichkeit vorn am Katheter behindert.
• Es werden noch einige weitere Vorteile des Katheters mit Düsenkopf aufgezählt. Die nach hinten gestellten Düsen dienen zum Vorlauf mit und ohne Rotation, fokierte Düsenstrahlen beispielsweise zum Schneiden in sehr verschiedener Richtung, nach vorn, zur Seite, zum Abradieren bei schräg nach hinten gesetztem, herausgerücktem Fokus, Rotation um seine längsgestellte Hohlachse des Düsenkopfes, der dann eine oder zwei entgegengesetzt laufende Turbinen tragen kann, eine hakenförmige Schneidevorrichtung durch radial in den umschlossenen Raum des Hakens eintretende Düsenstrahlen und anderes mehr.
• Vorteilhaft ist auch der abgerundete vordere Teil des Katheters mit einem Düsenkopf, der, wenn hydraulische Bauelemente darin vorhanden sind, weitaus besser in den verschiedenen Leitungsbahnen des Körpers vorzubringen sein wird als der herkömmliche Katheter, insbesondere Dilatationskatheter mit Ballon. Solch ein Düsenkopf ermöglicht auch vorn am Katheter/medizinischen Druckschlauch sehr feine Düsenköpfe mit einem Durchmesser beispielsweise von 0,7 mm und Bohrungen von nur 0,2 mm für die Düsen.
• Berechnungen für sehr englumige Katheter dieser Art, Lichtung 1 mm, mit Düsenkopf ergaben Druckhöhen von 20-30 bar. Das dabei austretende Fluid soll dabei unter 200 ccm pro Minute liegen. Hydrämi ist bei derartig engen Katheters/Druckschläuchen nicht zu befürchten.
• Technisch ist eine stärkere druckmechanische Beanspruchung der Katheter-/medizinischen Druckschlauchwand durch intermittierendes Fluid zu berücksichtigen. Moderne feste Werkstoffe wie Teflon, hochfestes Nylongarn (Type 1352) sollten für die Herstellung solcher modernen Geräte für schonende medizinische Maßnahmen im Körper Verwendung finden. Vom intermittierenden Fluid kann jederzeit auf kontinuierliches Fluid außen in Überbrückung des Regenerators umgeschaltet werden. Dann schalten sich die Hydrozylinder automatisch ab, werden zu hydrostatischen Bauelementen, die die Eigenschaft eines mediumgesteuerten Ventils haben können. Der Einsatz von intermittierendem Fluid durch den engen zweiten Kanal für einen Ballon des herkömmlichen Dilatationskatheters (siehe auch F i g. 8 »Dilatationskatheter« nach Schnepp-Pesch) wird mit großer Wahrscheinlichkeit desgleichen Vorteile bringen. Die sich durch kumulierende kleinere Druckstöße ergebende Dilatation des Ballons, in Abdrängung der stenosierten Leitungsbahnwand wie bei der fortgeschrittenen Arteriosklerose, läßt der noch erhaltenen restlichen Muskulatur der Arterienwand wiederholt für Bruchteile von Sekunde Zeit, sich in mehr physikalischer Weise auszudehnen, so daß weniger grobe und auch Thrombenentstehung begünstigende Gefäßwandeinrisse entstehen dürften.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch den vorderen Teil eines Katheters (12) mit dem distal befestigten, dennoch longitudinal schwingenden Düsenkopf (1). Der hintere Teil des schwingenden Düsenkopfes (1) besitzt als hydrostatisches Bauelement die Gleitfläche (5) zum vorn innen verfestigten Katheter (12) bzw. Teflonschlauch mit einem nach innen vorspringenden Rückhaltering (5a), so daß der Düsenkopf (1) als Hydrozylin der nicht nach distal durch Fluid herausgedrängt werden kann; dazwischen befindet sich die Rückholfeder (4), die je das Ausfahren des gesamten Düsenkopfes zugleich als modifizierter Hydrozylinder bewirkt. Dieser Düsenkopf enthält seitlich nach hinten für Vorlauf gestellte Düsen (2). Intermittierndes Fluid ist als (8) bezeichnet.
• Fig. 2 zeigt den Längsschnitt einer stark gekrümmten Leitungsbahn (9) des Körpers, wie sie insbesondere auch bei stärkerer Arteriosklerose sowie natürlich im Bereich des Darms vorkommt; darin ist ein Katheter (12) mit schwingendem Düsenkopf (1) bei Einsatz von intermittierendem Fluid (8) durch seinen ständigen Rütteleffekt die Krümmungen leichter durchdringend, bereits weit vorgebracht worden mit dem Düsenkopf (1), den nach hinten austretenden Düsen (2) und der Katheterwand (12).
• Fig.3 zeigt den Längsschnitt durch den vorderen Teil eines Katheters (12) mit der festen Schraubverbindung (13) zu dem hinteren Teil des Düsenkopfes (1).
• Bereits dicht vor der Schraubverbindung (13) befinden sich die nach hinten gestellten Düsen (2), die bei Beaufschlagung mit intermittierendem Fluid (8) über Bruchteile von Sekunden innen vom Hydrozylinder (3) verdeckt, also für Fluid gesperrt sind, was einer mediumgesteuerten Ventilwirkung entspricht. Der Hydrozylinder (3) oder einfache Linearmotor hat zur Innenfläche des Düsenkopfes (t) die Gleitfläch (5). Weiter vorn befindet sich die Rückholfeder (4), so daß der Hydrozylinder, der ganz vorn zugleich Werkzeug (6) ist, durch intermittierendes Fluid (8) eingefahren und durch die Rückholfeder (4) ausgefahren wird.
• F i g. 4 zeigt den seitlich vorderen Teil eines Düsenkopfes (1), der durch intermittierendes Fluid (8) beaufschlagt ist. In der kräftig gestalteten Seitenwand des Düsenkopfes (1) befindet sich in dazugehörigen radialen Bohrungen ein Hydrozylinder (3), der zugleich Werkzeug (6) mit einem/einer nach außen gerichteten Abweiser bzw. mechanischen Dilatationsvorrichtung ist. Die relativ breite Grundplatte der mechanischen Dilatationsvorrichtung (6) nimmt je die Druckimpulse des intermittierenden Fluids (8) auf, so daß die mechanische Dilatationsvorrichtung schlagartig nach außen abgedrängt wird, um beispielsweise eine arteriosklerotische Gefäßeinengung zu erweitern. Dieser somit besonders gestaltete Hydrozylinder (3) fährt wieder durch die Rückholfeder (4) aus. Zwischen den oben genannten Bohrungen des Düsenkopfes (1) und dem Hydrozylinder (3) (mechanische Dilatationsvorrichtung mit Grundplatte) befinden sich die Gleitflächen (5). Die Schwingbegrenzung (7) wird durch den Rückhaltering (Sa) erreicht.
• F i g. 5 zeigt ebenfalls den Einsatz von intermittierendem Fluid in einem Katheter mit der Wandung (12), der Schraubverbindung (13), den nach hinten gestellten Düsen (2) des Düsenkopfes (1) und zudem zur Abdrängung der Leitungsbahnwand (9) die seitlich radial gerichteten Düsen (2au. Der Düsenkopf besitzt vorn eine große Frontdüse, die durch ein im Durchmesser noch größeres Kugelventil (11) verschlossen ist, wobei dieses Kugelventil (ii) zudem noch in Verstärkung von Vibration durch auftreffendes Fluid Luft- oder Gasblasen in der gummiartigen Grundsubstanz enthält. Dieses Kugelventil (11) kann entweder durch Absaugen oder durch einen festen feinen Faden nach proximal aus dem Katheter herausgebracht werden.
• F i g. 6 zeigt für die Herstellung von intermittierendem Fluid einen Regenerator in seinen wesentlichen Bestandteilen. Das Wesentliche ist die Welle (22) die eine quer zur Längsachse aufweisende Bohrung (23) hat für den intermittierenden Durchtritt von Fluid bei der Drehung der Welle in einem abdichtenden Rohr (24), welches zugehörige Durchbrechungen hat. Die Hauptdruckleitung zur Primärfluidquelle ist mit (20) bezeichnet worden, die Sekundärleitung mit bereits intermittierendem Fluid (8) zum Katheter als (21). Für die Drehung der Welle (22) kann die Handkurbel (25) benutzt werden. Zur Verstärkung der Amplitude des intermittierenden Fluids kommt noch die Öffnung des Ventils (26) eines relativ dünnen retrograden Kanals der Welle (22) in Betracht.
• F i g. 7 zeigt zugleich im Vergleich mit einem im Jahre 1978 als Gebrauchsmuster GM 78 15 019 angemeldeten »Dilatationskatheter« mit Ballon einen solchen Katheter, ebenfalls einen koaxialen Ballon tragend, der mit einem Düsenkopf (1) vorn ausgestattet ist, zudem mit intermittierendem Fluid (8) beaufschlagt. Der vordere Teil des Katheters mit der Wandung (12) und dem darin verlaufenden zweiten Kanal für den Ballon ist durch den Düsenkopf (1) wesentlich stumpfer, vorn vergleichsweise abgerundet, was weniger Gefahren ergibt in Bezug auf Festfahren, Eindringen in die Leitungsbahnwand, Zerspaltung derselben, Beschädigung der Leitungsbahninnenhaut, der Gefäßinnenhaut, so daß auch die Thrombenbildung gemindert ist. Auch Perforationsgefahr kommt kaum in Betracht. Durch Beaufschlagung mit intermittierendem Fluid (8) und ruckartigem Austritt des Düsenstrahls sind positive Wirkungen für das bessere Gleiten in der Leitungsbahn des Körpers vergleichsweise auch zu kontinuierlichem Fluid aus den oben dargelegten Gründen gegeben. Solche Vorteile entstehen auch im Bereich des Ballons, wenn dieser desgleichen mit intermittierendem Fluid (8) in der Regel geringeren Druckes beaufschlagt wird. Als (2) werden die für Vorlauf nach hinten gestellten Düsen, als (13) die Schraubvorrichtung zwischen dem zweilumigen Katheter und dem hinteren Teil des Düsenkopfes (1) bezeichnet.

Claims (18)

1. Patentansprüche: 1. Katheter mit Düsenkopf für medizinische Zwecke mit nach hinten gestellten Düsen, g e -kennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines kontinuierlichpoder intermittierenden Fluidstrahls über nach hinten gestellte Düsen (2) des Düsenkopfes (1), und einem im Düsenkopf (i) beweglich angebrachten, durch das Fluid beaufschlagten Kolben (3), der ein Werkzeug (6) am Düsenkopf (1) antreibt.
2. 2. Katheter mit Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das intermittierend austretende Fluid durch ein Gerät erzeugt wird, das im wesentlichen aus einer quer in der Katheterzuleitung befindlichen Welle (22) besteht, die mit zumindest einer Bohrung temporär den Fluiddurchtritt zuläßt und mittels einer Kurbel (25) gedreht wird.
3. 3. Katheter mit Düsenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (22) durch einen Elektromotor betrieben wird.
4. 4. Katheter mit Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der in den Katheter (12) eingegebenen Impulse optisch auf einer Schalttafel angezeigt wird.
5. 5. Katheter mit Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schalttafel auch Angaben über die Primärdruckhöhe und die Höhe des Druckes bei dem Einbringen des intermittierenden Fluids in den Katheter gemacht werden und mit der Frequenz der Impulse abgelesen werden können.
6. 6. Katheter mit Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) im Düsenkopf (1) aus einem ballartigen, aus kompremierbarer Substanz wie Schaumgummi bestehenden Schwingkörper (3a) gebildet, der bei intermittierendem Fluid zu Schwingungen angeregt wird.
7. 7. Katheter mit Düsenkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper (3a) zugleich in einem Korb beispielsweise vor einer großen Frontdüse des Düsenkopfes (1) nach Umschaltung auf kontinuierliches Fluid durch Andruck Ventilfunktion (11) ausübt.
8. 8. Katheter mit Düsenkopf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper (3a) so ausgebildet ist, daß er durch Absaugen völlig aus der Lichtung des Katheters entfernt werden kann.
9. 9. Katheter mit Düsenkopf nach einem der Ansprüche 6~8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper (3a) als gashaltige Hohlkugel ausgebildet ist.
10. 10. Katheter mit Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Frontdüse innen einen ringförmigen Wulst (5a)zur besseren Abdichtung aufweist.
11. 11. Katheter mit Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß auch in der Seitenwand des Düsenkopfes schräg nach außen gerichtete Zusatzdüsen (2al die in geringer Menge Fluidaustritt erlauben, vorhanden sind.
12. 12. Katheter mit Düsenkopf nach einem der Ansprüche 6 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß besonders bei sehr kleinkalibrigem Katheter (12) der gesamte Düsenkopf (1) longitudinal am Katheter (12) bei intermittierendem Fluid schwingt, was durch segmentales Zwischensetzen einer Feder bei ringförmiger Abdichtung der Düsenkopfteile erreicht wird.
13. 13. Katheter mit Düsenkopf nach einem der Ansprüche6~12, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen bei intermittierendem Fluid longitudinal schwingendem Kolben (3) eine Raspel vorn am Düsenkopf (1) eingesetzt werden kann.
14. 14. Katheter mit Düsenkopf nach Anspruch 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich vorn am Düsenkopf (1) oder segmental ein Gleitring befindet mit tangential austretenden Düsen, so daß sich ein Werkzeug in der Art einer Fräse vorn am Düsenkopf (1) ergibt.
15. 15. Katheter mit Düsenkopf nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkopf (1) zur Erhöhung der Schwerkraft aus Platin oder Gold besteht.
16. 16. Katheter mit Düsenkopf nach Anspruch 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der zweilumige Grüntzig-Batlon-Katheter verwendet wird, wobei der Ballon elastisch sein, aus Gummi bestehen und durch intermittierendes Fluid aufgedehnt werden kann.
17. 17. Katheter mit Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1-15, insbesondere nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ballon (14) Begrenzungsfäden für die Aufdehnung besitzt.
18. 18. Katheter mit Düsenkopf nach Anspruch 1 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Umschaltung auf kontinuierliches Fluid sämtliche Kolben (3) oder Schwingkörper (3a) im Düsenkopf (1) außer Funktion gesetzt werden.

    Die Erfindung geht aus von einem Katheter mit Düsenkopf für medizinische Zwecke mit nach hinten gestellten Düsen.

    Herkömmliche Katheter ohne Düsenkopf haben vorn überhaupt keine Vortriebskräfte oder nur schwache Impulse, die sich zeitweilig durch austretendes Injektionsmittel ergeben. Es liegt auf der Hand, daß für solche langgestreckten ärztlichen Instrumente vorn möglichst intensiv Kräfte für verschiedene Zwecke zur Verfügung stehen sollten, eine Art » Frontantrieb«.

    Stand der Technik ist ein Ballonkatheter, der vorn einen aus Plastik bestehenden etwa 3 mm breiten Ballon besitzt, vorgeformt und begrenzt durch Fluid aufdehnbar, der zur percutanen transluminalen angioplastischen Gefäßdilatation dient, zum Beispiel für die Beseitigung einer durch Arteriosklerose bedingten Stenose (Gefäßeinengung).

    Im US-Patent 39 30 505 (1976) wird ein chirurgischer Apparat zum Gewebsabtragen beschrieben. Dies wird durch direkte Einwirkung eines pulsierenden Düsenstrahls bewirkt. Diese Abtragungswirkung kann durch Zugabe von Salzkristallen in den pulsierenden Fluidstrom zum Schneiden verstärkt werden.

    Im Deutschen Gebrauchsmuster 78 15 019 ist ein Dilatationskatheter mit Ballon und zweitem feinen Kanal dargestellt.