DE3610270C2

DE3610270C2 -

Info

Publication number: DE3610270C2
Application number: DE3610270A
Authority: DE
Inventors: Stephen Jack Andover Mass. Us Herman; Laurence Andrew Hudson N.H. Us Roth; Edward Lawrence Reading Mass. Us Sinofsky; Douglas William Merrimack N.H. Us Dickingson Jun.
Original assignee: CR Bard Inc
Current assignee: CR Bard Inc
Priority date: 1985-05-22
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1990-11-22
Also published as: AU5224486A; GB8825177D0; GB8825178D0; DE3645161C2; GB2175505A; IN165891B; IT1204451B; GB2208805B; GB8825179D0; GB2208807A; ES297123U; GB2175505B; FR2582220A1; CA1295374C; NL8601292A; BR8601969A; GB2208807B; DE3610270A1; ES297123Y; ES297086Y

Description

Die Erfindung geht aus von einem Katheter zum Entfernen biologischen Materials aus einem Blutgefäß mittels Laserenergie, umfassend eine mit dem Hohlraum des Katheters in Verbindung stehende Fluidverbindungs- Einrichtung am proximalen Ende des Katheters, eine Anzahl biegsamer Lichtleiter, die sich in Längsrichtung des Katheters erstrecken, eine Kappe am distalen Ende des Katheters, welche das distale Ende der Licht leiter abdeckt, und einen biegsamen Kathetermantel.

Obgleich die theoretischen Möglichkeiten für die medizinische Verwendung von Laserenergie seit langem erkannt worden sind, war deren praktische Verwendung auf lediglich wenige Anwendungsarten beschränkt. Typischerweise lagen die Anwendungsarten, für welche Laserenergie zur Behandlung verwendet wurde, in leicht freilegbaren, leicht zugänglichen Körperabschnitten, wie beispielsweise Haut und Augen eines Patienten. Zwar wurde eine gewisse Zeit lang vorgeschlagen, daß Laserenergie zur Freilegung von blockierten Blutgefäßen brauchbar sein können, um die Blockierung vom Blutgefäß zu entfernen, jedoch wurde ein zufriedenstellendes praktisches System nicht entwickelt. Ein Haupthindernis in der Entwicklung von Verfahrensweisen zur Anwendung von Laserenergie bei Blutgefäßen lag in der Schwierigkeit, wie der Laserstrahl genau zu der zu behandelnden Gefäßstelle zu bringen ist, und ferner, wie der Laserstrahl steuerbar eingesetzt wird, um das die Blockierung verursachende biologische Material zu beseitigen, ohne das Gefäßsystem des Patienten zu beschädigen oder sonst nachteilig zu beeinflussen. Die vorhandenen Schwierigkeiten wurden ferner durch die räumlichen Begrenzungen erschwert, die bei jedem Katheter gegeben sind, der in ein Blutgefäß eingeführt werden soll, insbesondere bei engen Blutgefäßen, wie beispielsweise Coronararterien, die Lumen in der Größenordnung von 1,5 bis 4,5 mm (Durchmesser) aufweisen.

Zu den Schwierigkeiten gehört ferner die Art, wie das distale Ende des Katheters eingebracht und angeordnet wird, so daß es richtig bezüglich zur Blockierung liegt. Bekannte Vorschläge, einschließlich der Verwendung lichtleitender Fasern zu Übertragung von Beleuchtungslicht in die Blutgefäße in Verbindung mit anderen Fasergruppen, die eine visuelle Beobachtung des Inneren des Gefäßes gestatten, sind nicht anwendbar, da sie für die Verwendung in engen Arterien zu groß und zu steif sind. Eine weitere aufgetretene Schwierigkeit lag darin, daß häufig Stoffe, wie beispielsweise Blut, in dem Bereich zwischen dem Austrittspunkt des Laserstrahls am Ende der Faser und der Blockierung liegen. Derartige Stoffe können den Lichtweg blockieren. Das Blut kann am distalen Austrittsende der Faser verkleben, was zu einer Überhitzung und Zerstörung der lichtleitenden Faser führen kann. Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, daß ein derartiger Katheter, der zu kleinen distal liegenden Arterien vorgeschoben werden soll, sehr flexibel sein muß, um geeignet scharfe Biegungen mit kleinem Radius auszuführen, um diese Arterien zu erreichen. Der Katheter muß ferner einen kleinen Durchmesser haben und dennoch von seinem proximalen Ende ausgehend vorgeschoben und manipuliert werden können, ohne daß er bei seinem Vorschub innerhalb der Blutgefäße des Patienten zurückgeschlagen oder umgebogen wird. Ein weiteres sehr erwünschtes Merkmal eines derartigen Katheters besteht darin, daß er in der Lage sein sollte, eine Fluidverbindung vom proximalen zum distalen Ende des Katheters zu gewährleisten, um eine Infussion von Flüssigkeit zu ermöglichen oder um Druckmessungen durchzuführen. Die Entwicklung eines praktischen Katheters, der den vorausgehend aufgeführten Zielsetzungen entspricht und gleichzeitig die vorausgehend erwähnten und andere Schwierigkeiten vermeidet, hat sich als erhebliches Problem erwiesen.

Inbesondere muß also ein Katheter der hier inter essierenden Art sehr klein und sehr biegsam sein, um in kleinem Radius gebogen werden zu können. Außer dem muß er einen kleinen Durchmesser haben, und es soll eine Fluidverbindung vom proximalen zum distalen Ende des Katheters gewährleistet sein, um eine In fusion von Flüssigkeiten zu ermöglichen oder um Druck messungen durchzuführen.

Es ist ein Katheter der einleitend genannten Art be kannt (DE-OS 29 50 976), bei welchem die obengenannten Anforderungen im wesentlichen nicht erfüllt sind. Ins besondere hat er eine vergleichweise große Größe und ist nicht ausreichend biegsam.

Es ist weiterhin ein Katheter bekannt (DE-OS 28 20 239), der einen Kern mit Längsnuten für die Aufnahme der Lichtleiter sowie einen umgebenden Mantel auf weist. Jedoch ist der Mantel eng und fest auf dem Kern angeordnet, so daß eine praktisch einstückige Aus führung erhalten ist, die den Katheter zum Entfernen biologischen Materials aus einem Blutgefäß ungeeignet macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Katheter der ein leitend genannten Art derart auszubilden, daß er die obengenannten Anforderungen insbesondere hinsichtlich der geringen Größe und der großen Biegsamkeit erfüllt.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß innerhalb des Hohlraumes ein Führungsdraht ange ordnet ist, daß von dem Kathetermantel umschlossen ein hohl zylinderartiger Kern vorhanden ist, welcher an seiner Außenseite eine Anzahl von Längsnuten aufweist, in denen die Lichtleiter aufgenommen sind, und daß die Lichtleiter, der Kern und der Kathetermantel außer an ihren Enden nicht miteinander verbunden sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht des Katheters mit einem sich darin befindlichen Führungsdraht,

Fig. 2 eine isometrische Darstellung des distalen Abschnitts des Katheters, der vergrößert dargestellt und in einem Viertel querschnittsbereich weggebrochen ist,

Fig. 3 einen Längsschnitt des distalen Abschnitts des Katheters,

Fig. 4 eine Längsansicht eines Abschnitts des Hauptkernschafts, wobei die Katheterumhüllung entfernt ist, um den gegliederten Aufbau des Kernschafts zu zeigen, und

Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Katheters längs der Linie (5-5) der Fig. 3, wobei die Lage des Führungsdrahtes innerhalb des Lumens gestrichelt angegeben ist,

Fig. 6 eine Stirnansicht des distalen Endes des Katheters, gesehen längs der Linie (6-6) der Fig. 3,

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht des distalen Endes des Katheters, die das Muster der Lichtstrahlen verdeutlicht, die vom distalen Ende des Katheters abgegeben werden,

Fig. 7A, 7B und 7C schematische Darstellungen der Strahlen, die von einem Katheter mit vier lichtleitenden Fasern ausgesandt werden, gesehen längs der Bildebenen, die in Fig. 7 mit 7A-7A, 7B-7B und 7C-7C bezeichnet sind.

Es wird nunmehr auf die bevorzugte Ausführungsform Bezug genommen.

Fig. 1 stellt einen Katheter (10) dar, der einen sich durch den Katheter erstreckenden Führungsdraht (12) aufweist. Der Führungsdraht (12) ist mit seinem distalen Ende (14) dargestellt, das aus dem distalen Ende des Katheters (10) herausragt und mit seinem proximalen Ende (16), das aus dem proximalen Ende des Katheters (10) herausragt und dort freiliegt. Der Katheter (10) hat einen länglichen Hauptabschnitt (18), der beispielsweise eine Länge in der Größenordnung von 160 cm aufweisen kann. Der Führungsdraht kann beispielsweise 180 cm lang oder noch länger sein. Wie noch näher beschrieben wird, hat der erfindungsgemäße Katheter einen Hauptabschnitt (18) mit einem Außendurchmesser in der Größenordnung von 1,5 mm. Ein Verzweigungs-Anschlußteil (20) ist als Formstück fest mit dem proximalen Ende des Hauptabschnitts (18) des Katheters (10) verbunden und eine Anzahl Schläuche (22) erstrecken sich in proximaler Richtung vom Verzweigungs-Anschlußteil (20) weg. Die Schläuche (22) dienen zur Führung der vorausgehend erwähnten, lichtleitenden Fasern, wobei jeder Schlauch (22) eine einzelne Faser aufnimmt und an seinem proximalen Ende einen Anschlußteil (24) aufweist, durch welchen die Faser innerhalb der Schläuche (22) mit einer Laserlichtquelle verbunden werden kann.

Der Katheter (10) weist einen zusätzlichen biegsamen Schlauch (26) auf, der sich in proximaler Richtung vom Verzweigungs-Anschlußteil (20) weg erstreckt und in Verbindung mit einem sich durch den Katheter erstreckenden Lumen steht, durch welches der Führungsdraht (12) hindurchtreten kann. Der Schlauch (26) hat an seinem proximalen Ende ein Verbindungsstück (28). Das Verbindungsstück (28) kann ein Luer-Lok- Anschlußteil sein, welches einen mühelosen und raschen Anschluß des Schlauches (26) an Vorrichtungen für eine Flüssigkeitsinfusion und/oder eine Druckkontrolle gestatten. Das Verbindungsstück (28) kann an ein übliches Y-Verbindungsstück angeschlossen sein, um eine Kontrolle des Führungsdrahtes (12) zu ermöglichen und gleichzeitig eine Flüssigkeitsinfusion und Druckkontrolle zu gestatten.

Der Hauptabschnitt (18) des Katheters (10) enthält einen inneren länglichen Kern (30), der von einer äußeren länglichen Umhüllung (32) umgeben wird. Wie im einzelnen in den Fig. 2 bis 5 dargestellt ist, weist der innere Kern (30) ein Lumen (34) auf, das sich zentral längs und innerhalb des Kerns (30) erstreckt. Das Lumen (34) kann einen kreisförmigen Querschnitt haben, obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform ein nicht kreisförmiger Querschnitt bevorzugt wird, beispielsweise eine vierlappige Anordnung gemäß Fig. 5 mit abwechselnden Stegen (36) und nutenähnlichen Lappen (38). Die Lappen (38) wirken mit dem Führungsrad (12) zusammen, das einen kreisförmigen Querschnitt aufweist (gestrichelt in Fig. 12 dargestellt), um einen vergrößerten Flußquerschnitt in dem Raum zwischen dem Führungsdraht und der inneren, das Lumen bildenden Fläche des Kerns (34) zu ergeben. Der Führungsdraht (12) und das Lumen (34) des Kerns sind derart angeordnet, daß ein Spiel innerhalb des Lumens (34) vorhanden ist, damit durch das Lumen (34) Flüssigkeit strömen kann und Druckmessungen vorgenommen werden können, während sich der Führungsdraht (12) im Lumen an seinem Platz befindet. Der proximale Schlauch (26) ist innerhalb des Verzweigungs-Anschlußteils (20) mit dem Kern (30) verbunden, so daß das Lumen (34) in Verbindung mit dem Lumen des Schlauches (26) steht.

Der Kern (30) ist ferner mit einer Anzahl sich in Längsrichtung erstreckender umfangsseitig im Abstand voneinander liegender Nuten (40) ausgestattet. Jede der Nuten (40) nimmt eine Wellenleiteranordnung auf, beispielsweise eine lichtleitende Faser (42) zur Übertragung von Strahlungsenergie, beispielsweise von Laserlicht. Die lichtleitenden Fasern (42) sind nicht innerhalb der Nuten (40) befestigt und können sich in Längsrichtung innerhalb der Nuten verschieben, wenn der Katheter gebogen wird. Die distalen Enden der Fasern (42) sind innerhalb des distalen Abschnitts des Katheters in einer anschließend beschriebenen Weise befestigt. Die proximalen Enden der Fasern (42) treten durch das Verzweigungs-Anschlußteil (20) hindurch, erstrecken sich durch die biegsamen Schläuche (22) und sind an ihren proximalen Enden innerhalb der optischen Anschlußteile (24) befestigt. Die Schläuche (22) sind innerhalb des Verzweigungs-Anschlußteils (20) befestigt und das Anschlußteil ist derart ausgebildet, um für die Fasern (42) aus den Nuten (40) über das Verzweigungs-Anschlußteil (20) in die Schläuche (22) einen glatten Übergang und Durchtritt zu ergeben.

Die äußere Umhüllung (32) umgibt den Kern (30) und die Fasern (42) und dient dazu, die Fasern (42) innerhalb der Nuten (40) zu halten. Abgesehen von ihren Verbindungen mit dem Katheter an ihrem proximalen und ihrem distalen Ende, ist die Umhüllung (32) auch nicht am Kern (30) oder an den lichtleitenden Fasern (42) befestigt. Somit liegen keine Berührungspunkte im Verlauf der Längsabmessung des Katheters zwischen dem Kern (30), den lichtleitenden Fasern (42) oder der Umhüllung (32) vor, wodurch das hohe Ausmaß der Biegsamkeit des Katheters erhöht wird, indem der Innenwiderstand gegenüber einer Verbiegung des Katheters so gering wie möglich wird.

Die Umhüllung (32) besteht vorzugsweise aus einem wärmeschrumpfbaren Werkstoff, beispielsweise PTFE, und wird durch Wärmeschrumpfungen auf dem Kern (32) aufgebracht, aber nicht mit einem so festen Sitz, daß die Freiheit der Umhüllung und des Kerns sich bei einem Biegevorgang des Katheters gegeneinander zu verschieben, beeinträchtigt wäre. Beispielsweise kann der Kern einen Durchmesser in der Größenordnung von 1,16 mm (0,046′′) aufweisen und die Umhüllung kann einen Innendurchmesser von etwa 1,26 mm (0,050′′) und eine Wandstärke von etwa 0,076 mm (0,003′′) haben, womit ein sehr kleines Spiel zwischen dem Kern und der Umhüllung vorhanden ist.

Die Biegsamkeit des Katheters wird ferner erhöht, indem der Kern (30) so ausgebildet ist, daß er eine Reihe von gegliederten Segmenten bildet. Fig. 4 zeigt einen Abschnitt des Kerns, aus welchem ersichtlich ist, daß der Kern mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung im Abstand voneinander liegenden umfangsseitigen Kerben (44) ausgestattet ist. Die Kerben unterteilen den Kern unter Ausbildung einer Anzahl in Reihe liegender Kernabschnitt (46), die durch kürzere Verbindungsabschnitte (48) mit kleinerem Durchmesser miteinander verbunden werden. Die Anordnung gegliederter Kernabschnitte (46) erhöht die Biegsamkeit des Kerns (30) und steigert somit die Biegsamkeit des zusammengesetzten Katheters. Die Verbindungsabschnitte (48) haben einen kleineren Durchmesser und eine geringere Biegefestigkeit, so daß eine am Kern wirksame Biegekraft diesen veranlaßt, sich an den Verbindungsabschnitten (48) zu biegen. Die Verbindungsabschnitte (48) können in gleichen Abständen über die Längsmessung des Katheters verteilt sein, um dem Katheter über seine Längsabmessung eine gleichförmig große Flexibilität zu geben. Falls es jedoch erwünscht ist, die Flexibilität des Katheters an irgendeiner Stelle zu verändern, so kann dies durch Verändern des Abstands der Verbindungsabschnitte (48) erreicht werden. Indem die Verbindungsabschnitte (48) in einem engeren Abstand voneinander angeordnet werden, ergibt sich für den dabei erhaltenen Katheterabschnitt eine größere Biegsamkeit als bei einem größeren Abstand und bei längeren Kernabschnitten (46). Beispielsweise kann es erwünscht sein, einen Katheter vorzusehen, bei dem der distale Bereich flexibler ist als die proximalen Abschnitte, so daß der distale Bereich in Kurven mit kleinerem Radius gebogen werden kann. Änderungen in der Biegsamkeit des Katheters können ferner erreicht werden, indem die Länge der Verbindungsabschnitte (48) wie auch die Länge der Kernabschnitte (46) verändert werden. Beispielsweise können bei einem Katheter mit den vorausgehend erwähnten Abmessungen die Kernabschnitte (46) zwischen 1 und 4 mm lang sein und die Verbindungsabschnitte können eine Länge von 0,5 bis 1 mm haben.

Der Kern (30) wird vorzugsweise aus einem Werkstoff gefertigt, der einen verhältnismäßig niedrigeren Reibungskoeffizienten aufweist, beispielsweise PTFE, um den Reibungswiderstand des Führungsdrahts innerhalb des Lumens (34) zu verringern. Ferner ist der Führungsdraht vorzugsweise mit einem Werkstoff mit niedriger Reibung überzogen, beispielsweise PTFE, um die zwischen den beiden Teilen auftretende Reibung zu verkleinern.

Der Kern (30) ist vorzugsweise mit für Röntgenstrahlen nicht-durchlässigen Streifen (35) versehen, die sich in Längsrichtung des Kerns erstrecken. Die Streifen (35) können durch für Röntgenstrahlen nicht-durchlässige Werkstoffe hergestellt werden, die zu dem Harz hinzugegeben werden, aus welchem der Kern entsprechend bekannten Verfahren extrudiert wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist eine Anzahl für Röntgenstrahlen nicht-durchlässiger Streifen (35) zwischen benachbarten Nuten (40) angeordnet. Die für Röntgenstrahlen nicht-durchlässigen Streifen (35) sind vorzugsweise nur an der Außenfläche des Kerns vorgesehen, so daß die Innenfläche vollständig durch den Werkstoff mit niedrigerem Reibungskoeffizienten gebildet wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die für Röntgenstrahlen nicht-durchlässigen Streifen an den Kerben (44) unterbrochen sind. Jedoch stellt der resultierende Streifen ein ausreichend kontinuierliches, für Röntgenstrahlen undurchlässiges Bild dar, um die Wahrnehmung seiner Position in einem Röntgenstrahlen-Durchleuchtungsgerät zu gestatten.

Die distalen Enden der lichtleitenden Fasern (42) werden durch einen Faserhalter (50) zusammengehalten, der mit den Fasern (42) an ihren distalen Enden verbunden ist. Der Faserhalter (50) ist innerhalb einer optisch transparenten distalen Kappe (52) angeordnet und in dieser befestigt, die aus optischem Glas oder einem Kristalläquivalent besteht, das für die Wellenlänge der Strahlungsenergie durchlässig ist, bei welcher der Katheter verwendet werden soll. Die Kappe dient zur Isolierung der Fasern (42) gegenüber der Blutgefäßumgebung und schirmt die Fasern gegenüber dem biologischen Material ab.

Der Faserhalter (50), der auch in Fig. 6 dargestellt ist, besteht vorzugsweise aus einem für Röntgenstrahlen nicht-durchlässigen Werkstoff, beispielsweise rostfreiem Stahl oder einem stärker nicht-durchlässigen Werkstoff, wie Platin. Der Faserhalter (50) ist zylindrisch und ist mit einer zentralen Öffnung (54) ausgestatte, die vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Größe wie das Lumen (34) im Kern (30) hat. Die zentrale Öffnung (54) kann kreisförmig oder lappenförmig ausgebildet sein, obgleich eine kreisförmige Öffnung (54) in einem Katheter verwendet werden kann, bei dem das zentrale Lumen (34) gemäß Fig. 5 lappenförmig ausgebildet ist. Der Faserhalter (50) ist mit einer Anzahl sich in Längsrichtung erstreckender Löcher (56) ausgestattet, die sich durch die Wand des Faserhalters (50) erstrecken und mit engem Sitz die distalen Enden der lichtleitenden Fasern (42) aufnehmen. Die distale Stirnseite (58) der Kombination aus Fasern (42) und Faserhalter (50) ist flach poliert und liegt bündig gegen eine Ringschulter (60) an, die in der optisch transparenten Kappe (52) vorhanden ist.

Die Kappe (52) ist zylindrisch und hat den gleichen Außendurchmesser wie die Umhüllung (32), so daß diese Teile einen glatten und kontinuierlich fortlaufenden Außendurchmesser bilden können. Die Kappe (52) hat eine verbreiterte Bohrung (62) in ihrem proximalen Ende. Die Bohrung endet an einer durch sie gebildeten Innenschulter (60) und eine zentrale Öffnung (64) mit kleinerem Durchmesser ist im distalen Ende der Kappe (52) ausgebildet. Die zentrale Öffnung (64) kann den gleichen Durchmesser wie die Öffnung (54) im Faserhalter (50) aufweisen, um eine glatte und kontinuierliche Durchtrittsöffnung zu bilden, die am distalen Ende des Katheters mündet. Jedoch kann die zentrale Öffnung (64) etwas schmäler als das Lumen (34) sein, solange ein ausreichendes Spiel um den Führungsdraht vorhanden ist, damit die Fluidströmung und Druckmessung nicht nachteilig beeinträchtigt werden. Eine gewisse Beschränkung im Durchflußquerschnitt kann am distalen Ende hingenommen werden, sofern sich diese Beschränkung über einen verhältnismäßig kurzen Längsabschnitt erstreckt, wie dies der Fall wäre, wenn die dargestellten Öffnungen (64, 54) einen etwas verengten oder teilweise beschränkten Strömungsquerschnitt aufwiesen.

Die Kappe (52) ist mit dem Faserhalter (50) verbunden, beispielsweise mittels eines Epoxidklebers, und ferner mit jenem Bereich des Kerns und der Fasern (42), der sich innerhalb des proximalen Endes der Kappe (52) befindet. Das distale Ende der Umhüllung (32) liegt einfach gegen das proximale Ende der Kappe (52) an und braucht nicht mittels eines Klebstoffs mit der Kappe (52) verbunden werden.

Die Kappe (52) kann beispielsweise aus einem Paar Glaszylinder der Marke Pyrex bestehen, die miteinander verschmelzbar sind. Somit kann die Kappe (52) aus einem länglichen Glaszylinder mit relativ großem Durchmesser bestehen und aus einer verhältnismäßig kurzen Hülse aus Pyrexglas mit kleinerem Durchmesser, wobei die kleinere Hülse innerhalb des einen Endes der äußeren Hülse eingebracht und darin eingeschmolzen ist. Das Ende, bei welchem die beiden Hülsen verbunden sind, bildet den verhältnismäßig dickwandigen distalen Abschnitt (72). Die Stirnseiten (60, 74) können poliert sein, um optisch flach zu sein. Die vorausgehend beschriebene Anordnung dient dazu, die distalen Enden der Fasern (42) sicher zu positionieren und zwar derart, daß die Fasern (42) vollständig geschützt und gegenüber dem biologischen Material und einem Kontakt mit demselben isoliert sind.

Um die Biegsamkeit des Katheters so groß wie möglich zu machen, werden vorzugsweise relativ wenig lichtleitende Fasern verwendet. Das vom Katheter abgegebene Strahlenmuster sollte vorzugsweise divergieren, um geringfügig jenseits des Katheterendes einen Durchmesser zu bilden, der gerade geringfügig größer als der Durchmesser des Katheters ist, so daß das Loch, das durch die Laserenergie durch das biologische Material gebildet wird, groß genug ist, um ein Hindurchtreten des Katheters zu gestatten. Ferner wird dies vorzugsweise mit einer verhältnismäßig kleinen Anzahl lichtleitender Fasern durchgeführt, damit das bevorzugt erhaltene hohe Ausmaß der Katheterbiegsamkeit nicht beeinträchtigt wird. Ein Katheter mit einem sehr kleinen Durchmesser, in der Größenordnung von 1,5 mm, kann diese Zielsetzungen erreichen, wobei eine Anordnung von vier lichtleitenden Fasern verwendet wird, die im gleichen Widerstand um die zentrale Achse des Katheters angeordnet sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäß erhaltenen Vorteile auch erreicht werden können, wenn etwas mehr oder selbst wenn sogar weniger als vier lichtleitende Fasern verwendet werden, obgleich die Anzahl der Fasern bei dem Minimum gehalten wird, das für das gewünschte Strahlenmuster erforderlich ist.

Fig. 7 zeigt schematisch das Strahlenmuster eines Paars sich diametral gegenüberliegender Fasern. Der Strahl, der einen Radius von 1/e² aufweist, wird durch die Strahlenlinien (70) in Fig. 7 angedeutet. Der Strahl aus jeder einzelnen Faser (42) wird von der distalen Stirnseite der Faser (42) abgegeben und tritt in den distalen Abschnitt (72) der Kappe (52) durch die die Schulter (60) bildende Stirnseite ein. Der Strahl ist divergierend und kann bei der dargestellten Ausführungsform einen Halbwinkel in der Größenordnung zwischen etwa 6 und 16° aufweisen, abhängig von der numerischen Apertur der Faser. Der divergierende Strahl aus jeder der Fasern (42) tritt aus der distalen Emissionsstirnseite (74) am Ende der Kappe (52) aus. Fig. 7A, 7B und 7C stellen das Strahlenmuster im Querschnitt dar, gesehen längs der Bildebenen 7 A, 7 B und 7 C in Fig. 7. An der Emissionsstirnseite (74) der Kappe (52) sind bei der dargestellten Ausführungsform die Strahlen noch getrennt. In der Ebene (7 B-7 B) sind die Strahlen weiter divergiert und haben begonnen, sich zu überlappen. In der bei (7 C-7 C) angegebenen Ebene sind die Strahlen überlappt und bilden einen Mantel (73) mit einem Außendurchmesser, der geringfügig größer als der Durchmesser des Katheters ist. Vorzugsweise haben sich die Strahlen (70) überlappt um sich zu vereinen und innerhalb einer Entfernung von der distalen Stirnseite (74), die näherungsweise dem Außendurchmesser des Katheters entspricht, etwa 1,5 mm bei der dargestellten Ausführungsform, ein kontinuierliches Muster zu bilden. Die Länge des distalen Abschnitts (72) wird vorzugsweise so festgelegt, daß der Abstand zwischen der distalen Stirnseite (74) der Kappe (52) und der im wesentlichen ausgefüllten Bildebene den gewünschten Wert aufweist.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Optik am distalen Ende des Katheters so ausgebildet, um eine Rückreflexion so klein wie möglich zu halten. Diesbezüglich wird darauf hingewiesen, daß ein Teil des vom Katheter ausgesandten Lichts durch das biologische Material innerhalb des Blutgefäßes rückreflektiert werden kann. Zusätzlich kann Licht im Infrarotabschnitt des Spektrums vom biologischen Material, das durch die Absorption von Strahlungsenergie erhitzt wird, abgestrahlt werden. Eine Rückreflexion ist unerwünscht, da das rückreflektierte Licht und die ausgesandte Infrarotstrahlung durch die optische Faser und andere Bauteile am distalen Ende absorbiert werden können und deren Überhitzung und möglicherweise Zerstörung verursachen können. Um die Anordnung vor einer Rückflexion und vor der ausgesandten Infrarotstrahlung zu schützen, sind die distale Stirnseite (58) des Faserhalters (50) und die distalen Enden der Fasern (42) stark poliert, um eine refektierende Oberfläche zu bilden. Licht, das vom biologischen Gewebe reflektiert oder von diesem gegen den Katheter hin ausgesandt wird, wird durch die Stirnseite (58) rückreflektiert und dadurch zum biologischen Material zurückgeschickt. Darüber hinaus wird vorzugsweise ein Antireflexionsüberzug an der proximal hin liegenden Schulterfläche (60) der Kappe angeordnet, um die Lichtübertragung distal durch die Ringschulter (60) so groß wie möglich zu machen.

Der Katheter kann in einer Anzahl von Verfahrensabläufen eingesetzt werden, abhängig von der Präferenz des Arztes und der zu behandelnden Gefäßanatomie. Beispielsweise kann der Katheter (10) mit dem sich durch den Katheter erstreckenden Führungsdraht (12) vorweg verbunden werden, wobei das distale Ende des Führungsdrahtes im distalen Ende des Katheters zurückgezogen ist. Die Verbundanordnung von Katheter und Führungsdraht kann anschließend zusammen durch einen vorher angeordneten Führungskatheter vorgeschoben werden, der derart angeordnet wurde, daß sich sein distales Ende am Eingang zu der zu behandelnden Coronararterie befindet. Das distale Ende der Verbundanordnung von Katheter und Führungsdraht kann dann geringfügig in die Coronararterie vorgeschoben werden und anschließend kann der Führungsdraht allein durch die Arterie vorgeschoben werden. Der Führungsdraht (12) kann gehandhabt werden, um selektiv in den Arterienzweig einzudringen, in welchem sich die zu behandelnde Stenose befindet. Sobald der Führungdraht plaziert wurde, kann der Katheter über den Führungsdraht vorgeschoben werden und folgt dem Führungsdraht, um das distale Ende des Katheters zu der gewünschten Stelle zu bringen. Die Anordnung des Führungsdrahtes und des Katheters kann über einen Röntgenbildschirm überwacht werden. Zusätzlich kann ein für Röntgenstrahlen undurchlässiger Farbstoff durch das Katheterlumen (34) zu jedem Zeitpunkt während des Vorgangs eingespritzt werden, wenn es erwünscht ist, die Coronaranatomie auf dem Röntgenbildschirm darzustellen.

Flüssigkeiten, wie beispielsweise ein für Röntgenstrahlen nicht-durchlässiger Farbstoff, können zu jedem Zeitpunkt injiziert werden, selbst wenn sich der Führungsdraht an seinem Platz befindet. Spülflüssigkeiten, wie beispielsweise Salzlösungen, können auch abgegeben werden und Flüssigkeit und Überbleibsel können durch den Katheter angesaugt werden. In ähnlicher Weise können Messungen des arteriellen Drucks zu jedem Zeitpunkt erfolgen, selbst wenn sich der Führungsdraht an seinem Platz befindet. Der Katheter kann leicht über den Führungsdraht vorgeschoben werden und ist sehr flexibel, so daß er jeder Kurve oder Biegung im Führungsdraht folgen kann, die erforderlich ist, um der Ausbildung des Gefäßsystems des Patienten zu folgen. Sobald der Katheter zur gewünschten Stelle vorgeschoben wurde, kann Laserenergie über die lichtleitenden Fasern zugeführt und an die zu behandelnde Stelle abgegeben werden. Die Laserenergie kann gleichzeitig über alle lichtleitenden Fasern (42) abgegeben werden oder selektiv über einzelne Fasern.

Somit wird durch die Erfindung ein Katheter und ein System zur Abgabe von Laserenergie an entlegene und schwierig zu erreichende Bereiche des Gefäßsystems eines Patienten zur Verfügung gestellt. Die Erfindung ermöglicht es, einen Laserkatheter mit Hilfe eines Führungsdrahtes zu plazieren und ist in hohem Ausmaß flexibel ausgebildet, so daß scharfe Biegungen mit kleinem Radius durchgeführt werden können. Das System gestattet eine Druckmessung und eine Infusion von Flüssigkeit, ohne daß der Führungsdraht zurückgezogen werden muß. Darüber hinaus werden diese und andere Vorteile bei einem sehr kleinen Katheterdurchmesser erzielt.

Claims

1. Katheter zum Entfernen biologischen Materials aus einem Blutgefäß mittels Laserenergie, umfassend
eine mit den Hohlraum (34) des Katheters in Verbindung stehende Fluidverbindungs-Einrichtung (20) am proximalen Ende des Katheters,
eine Anzahl biegsamer Lichtleiter (42), die sich in Längs richtung des Katheters erstrecken,
eine Kappe (52) am distalen Ende des Katheters, welche das distale Ende der Lichtleiter abdeckt, und
einen biegsamen Kathetermantel (32),
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Hohlraumes (34) ein Führungsdraht (12) ange ordnet ist,
daß von dem Kathetermantel (32) umschlossen ein hohlzylinder artiger Kern (30) vorhanden ist, welcher an seiner Außen seite eine Anzahl von Längsnuten (40) aufweist, in denen die Lichtleiter (42) aufgenommen sind, und
daß die Lichtleiter (42), der Kern (30) und der Kathetermantel (32) außer an ihren Enden nicht miteinander verbunden sind.

2. Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbiegbarkeit längs seiner Längsabmessung unterschiedlich groß ist.

3. Katheter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem distalen Ende biegsamer als an seinem proximalen Abschnitt ist.

4. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (34) durch den Innenraum des hohlzylinderartigen Kerns (30) gebildet ist.

5. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (42) am distalen Ende des Kerns (30) mit diesem verbunden sind.

6. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das proximale Ende des Katheters eine Anzahl optischer An schlußteile (24) aufweist, deren jeder einem Lichtleiter (42) zugeordnet ist.

7. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die distalen Enden der Lichtleiter (42) durch einen in der Kappe (52) am distalen Ende des Katheters angeordneten und mit dieser verbundenen ringförmigen Faserhalter (50) ge halten sind, der eine mittige Öffnung (54) und in seiner Wand eine Mehrzahl von sich in Längsrichtung des Faser halters erstreckenden, auf einem Umfang angeordneten Löchern (56) aufweist, in denen die distalen Enden der Lichtleiter aufgenommen sind.

8. Katheter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Faserhalter (9) aus einem für Röntgenstrahlen nicht durchlässigen Material gebildet ist.

9. Katheter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (52) ein zylindrisches Element mit einer proximalen Bohrung (62) umfaßt, die zur Aufnahme des ring förmigen Faserhalters (50) und des distalen Endes des Kernes (30) geeignet ist, daß die Kappe (52) eine kleinere Öffnung (64) hat, die distal zur proximalen Bohrung liegt, mit dieser in Verbindung steht und am distalen Ende der Kappe (52) mündet, und daß die Verbindung der Bohrung (62) und der Öffnung (64) eine Schulter bildet und die distale Stirnseite des Faserhalters (50) in Anlage an der Schulter liegt.

10. Katheter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende des Kathetermantels (32) an dem proximalen Ende der Kappe (52) anliegt und im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Kappe aufweist.

11. Katheter nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende des Faserhalters (50) und der damit ver bundenen Lichtleiter (42) bündig zueinander liegen und hoch poliert sind.

12. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (30) aus einer Anzahl von endseitig verbundenen gegliederten Kernabschnitten (46) und biegsamen Verbindungen (44) gebildet ist, und daß der Kathetermantel (32) dünn und biegsam ist.

13. Katheter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der biegsamen Verbindungen (24) über die Längsab messung des Kerns (30) veränderlich ist, um dadurch die Biegsamkeit des Katheters zu verändern und der Katheter eine größere Biegsamkeit in jenen Bereichen aufweist, in denen die biegsamen Verbindungen (44) einen engeren Ab stand haben.

14. Katheter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Verbindungen (44) am distalen Ende des Katheters einen engeren Abstand als am proximalen Ende haben.

15. Katheter nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede biegsame Verbindung (44) durch eine Umfangskerbe (48) gebildet ist, die zwischen zwei gegliederten Kernabschnitten (46) eine biegsame Verbindung (44) mit kleinerem Durch messer bildet.

16. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (30) mindestens einen für Röntgenstrahlen nicht durchlässigen Streifen (35) aufweist, der sich in Längs richtung des Kernes erstreckt.

17. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Innenfläche des hohlzylinderartigen Kernes (30), die den Hohlraum (34) bildet, aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten besteht.

18. Katheter nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (52) am distalen Ende es Katheters einen ring förmigen Abschnitt aufweist, der in einer Emissionsfläche endet, daß die Lichtleiter (42) derart angeordnet sind, daß sie Licht in einem divergierenden Strahl abgeben der art, daß das Licht, das von jedem der auf einem Umfang im Abstand voneinander angeordneten Lichtleiter abgegeben wird, sich zunehmend in distaler Richtung überlappen kann, und daß der Abstand der Emissionsfläche der Kappe (52) von den distalen Enden der Lichtleiter (42) derart ist, daß der Abstand zwischen der Emissionsfläche der Kappe (52) und der Bildebene, in welche die sich überlappenden Lichtstrahlen zur Bildung eines Umfangsmantels divergieren, dessen Durch messer zumindest dem Außendurchmesser des Katheters ent spricht, im wesentlichen nicht größer ist als der Durch messer des Katheters.

19. Katheter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Abstand nicht mehr als etwa 1,5 mm beträgt.

20. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (34) des Katheters am distalen Ende des Katheters offen ist.