DE3814847A1 - Elektroden-laser-katheter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektroden-Laser-Katheter, insbesondere zur Anwendung im Herzen - nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Es ist bekannt, einen Herzkatheter mit einer Sondenspit­ ze derart auszubilden, daß mit ihm über Elektroden subendokardiale arhythmogene Areale geortet werden können (Am J. Cardiol 1984; 54: 186-192). Die Position der Sondenspitze bleibt jedoch aufgrund von Herzbewegun­ gen nicht über längere Zeiten definiert, so daß eine Zuordnung von Diagnose zu einer zeitlich nachfolgenden kathetergeführten Therapie nicht gewährleistet ist.

Andererseits gibt es Herzkatheter, mit denen über eine innerhalb des Katheterschlauches verlegte Laserfaser Photoablationen von Herzgewebe ungezielt durchgeführt werden (Circulation 71, No. 3, 579-586, 1985). Bei diesen Herzkathetern ist nicht auszuschließen, daß die Laserfasern mit dem Endokard direkt in Berührung kommen und eine Photodissektion des Subendokards und Myokards bzw. eine Herzwandperforation verursachen. Sie können auch dann nur beschränkt angewendet werden, wenn die mit ihnen erfolgten Bestrahlungsmaßnahmen durch weitere Hilfsmittel, wie z.B. mit einem zweiten Beobachtungska­ theter und/oder Röntgenüberwachung, Unterstützung finden.

In der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmel­ dung P 37 18 139.4-35 vom 29.5.1987 ist ein Herzkatheter vorgeschlagen worden, der die Form eines Schlauches hat, dessen distales Ende als Sonde zum Lokalisieren patholo­ gischer Areale mit einer Elektrodenanordnung versehen ist. Dabei ist das vorderste distale Ende des Schlauches als erste Elektrode ausgebildet, während die zweite Elektrode in einiger Entfernung davon in Richtung zum rückwärtigen bzw. proximalen Ende hin angeordnet und auf dem Umfang des Schlauches als ringförmige Hülse ausge­ bildet ist. Dies bedeutet, daß die erste Elektrode und die zweite Elektrode einen nicht unerheblichen axialen Abstand voneinander haben. Durch den älteren Vorschlag soll erreicht werden, daß mit dem Herzkatheter sowohl spezielle Areale des Herzinneren aufgefunden als auch anschließend die Laserlicht-Bestrahlung dieser Areale durchgeführt werden kann, wobei eine stabile Lagerung der Katheterspitze vorliegen und die Faserspitze das Endokard nicht berühren soll. Dies wird dadurch erreicht, daß im schlauchförmigen Herzkatheter ein Lichtleiter in axialer Richtung verlegt ist, dessen Spitze als Bestrah­ lungsquelle für die mit Laserlicht zu behandelnden Areale dient, wobei die Elektrodenanordnung am vorder­ sten distalen Ende durch den Lichtleiter axial ausfahr­ bare Stahl-Federbeine aufweist, mit denen die Sonde im Bereich des zu behandelnden Areals verankerbar ist.

Der Herzkatheter nach diesem älteren Vorschlag ist insofern von Nachteil, als er für einen erfolgreichen Einsatz desselben mindestens in zwei verschiedene Posi­ tionen gebracht werden muß: Zunächst muß die Quelle der Herzrhythmusstörungen mit Hilfe der einen axialen Ab­ stand voneinander aufweisenden Elektroden lokalisiert werden, indem die Sonde in Längsrichtung die Herzinnen­ wand abtastet (Mapping), um den Herzkatheter dann nach Lokalisierung der Störquelle "aufzustellen" und mit Hilfe der Federbeine zu verankern, um dann die eigentli­ che Behandlung durch das Laserlicht ("Lasering") durch­ zuführen. Dies bedeutet also, daß nach der Lokalisierung der Störquelle, d.h. des arythmogenen Areals, der Herz­ katheter nochmals bewegt werden muß.

Ein weiterer Nachteil bei dem bekannten Herzkatheter ist darin zu sehen, daß die Federbeine sehr dünn und daher aus Festigkeitsgründen aus Federstahl oder dergl. herge­ stellt werden müssen, was in zweifacher Hinsicht zu besonderen Störpotentialen führt, die für eine erfolg­ reiche Darstellung des Elektrokardiogramms des Herzens in aufwendiger Weise beseitigt werden müssen. Einerseits können die dünnen Federbeine die Herzinnenwand verlet­ zen, wenn sie sich darauf abstützen, was zu sogenannten "Verletzungspotentialen" aufgrund mechanischer Irrita­ tionen führt, und andererseits ist der Federstahl nicht chemisch inert, was im Zusammenwirken mit dem Blut zu galvanischen Störpotentialen führt.

Hiernach wird es als die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe angesehen, einen Elektroden- Herzkatheter für Laserlichtapplikationen derart weiter­ zubilden, daß nach der Lokalisierung der Störquelle keine Umpositionierung des Herzkatheters mehr notwendig wird, d.h., daß in der Mapping-Position zugleich auch die Laserlichtapplikation stattfinden kann. Zudem soll es möglich werden, auf den Einsatz von dünnen Feder­ stahlbeinen zu verzichten, da dies - wie dargestellt - nicht unerhebliche Störpotentiale mit sich bringt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Merkmals­ kombination gelöst. Indem der Schlauch des Herzkatheters an seinem distalen Ende durch Vorschieben des Lichtlei­ ters zur Ausbildung mindestens zweier "Standbeine" aufspreizbar ist, die jeweils eine Elektrode an ihrem vorderen Ende tragen, ist der Herzkatheter in seiner "Mapping"-Position zugleich für die Laserlichtapplika­ tion fertig vorbereitet. Nach Auffinden eines arythmoge­ nen Bereiches mit Hilfe der beiden Elektroden ist also eine Positionsveränderung nicht mehr erforderlich. Vielmehr braucht nur noch das Laserlicht eingeschaltet zu werden, wonach erneut ohne Positionsveränderung der Erfolg der Laserlichtbehandlung überprüft werden kann. Da die vorzugsweise zwei langgestreckten Schlauchab­ schnitte, die als "Standbeine" dienen, die Verwendung von separaten dünnen Federstahlbeinen wie im Stand der Technik überflüssig machen, entfällt auch das damit verbundene galvanische Störpotential. Außerdem haben diese Schlauchabschnitte naturgemäß eine sehr viel größere Querschnittsfläche als die Stahlfederbeine im Stand der Technik, so daß sie darüber hinaus die bisher gegebene Verletzungsgefahr des Herzens praktisch aus­ schließen.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen dieses Lösungsge­ dankens sind in den Unteransprüchen herausgestellt. Wenn die kegelförmige Verengung sich nach Anspruch 2 nicht bis zum distalen Ende des Katheters erstreckt, d.h. also die langgestreckten Schlauchabschnitte darüber hinaus nach vorne vorstehen, ergibt sich ein besonders großer Querabstand der beiden Elektroden zueinander und zu­ gleich eine höhere Standfestigkeit des auf der Herzin­ nenwandung aufsitzenden Katheters. Nach Anspruch 3 sind die langen "Standbeine" an ihren vorderen Enden im Bereich der Ecken abgerundet, um die Verletzungsgefahr der Herzinnenwandung bei aufgespreizten Elektroden- Standbeinen zu verringern. Durch die Merkmale des An­ spruches 4 wird ein genau definiertes vorderes Ende für die Vorschubbewegung des Lichtleiters vorgesehen, so daß jederzeit möglichst reproduzierbare Bestrahlungsverhält­ nisse im Herzinneren erzeugt werden können. Durch die Merkmale des Anspruches 5 werden zusätzliche kurze Standbeine vorgesehen, die bei aufgespreizten langen Standbeinen (Schlauchabschnitten) eine zusätzliche Standfestigkeit bringen, falls die langen Standbeine durch den Anpreßdruck des Katheters gegen die Herzinnen­ wand relativ weit nach außen umgebogen werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des verbesserten Elek­ troden-Herzkatheters mit Laserlichtapplikation wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich­ nungen beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Längs- und Vertikalschnitt durch das distale Ende eines Elektroden-Laserkatheters;

Fig. 2 eine Seitenansicht des distalen Endes des gleichen Herzkatheters; und

Fig. 3 das distale Ende des Herzkatheters in der Arbeitsstellung mit vorgeschobenem Laserlicht­ leiter.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht der Katheter in an sich bekannter Weise aus einem Schlauch 2 aus geeig­ netem Kunststoff, wobei der Schlauch ein Lumen 4 zur Aufnahme des (Glasfaser-)Lichtleiters 6 aufweist, der - abgesehen von seinem vordersten Ende - in üblicher Weise auf seiner gesamten Länge mit einer Ummantelung oder Isolation (Cladding) 8 umgeben ist. Der Durchmesser des Lichtleiters mit der Ummantelung im Verhältnis zum Innendurchmesser des Herzkatheters ist so gewählt, daß zwischen dem Lichtleiter 6, 8 und der Innenwandung des Herzkatheters bzw. Schlauches 2 noch genügend Platz ist, um bei Bedarf beispielsweise eine physiologische Koch­ salzlösung durch den Herzkatheter zu spritzen, um für den Laservorgang das Blut nach vorne wegzuspülen und eine Koagulation des Blutes aufgrund der Laserlichtbe­ handlung zu vermeiden.

Eine Besonderheit bei diesem Herzkatheter besteht darin, daß der Schlauch 2 ausgehend von seinem distalen Ende ein kurzes Stück in Längsrichtung geschlitzt ist, z.B. in Richtung der Mittelebene, wie dies bei 12 in Fig. 1 oder 2 angedeutet ist. Da das vordere Ende des Schlau­ ches 2 außerdem innen und außen sowie stirnseitig mit einer elektrisch leitenden Ummantelung aus vorzugsweise Platin versehen ist, entstehen zwei Elektroden 14, 16, die jeweils über elektrische Leitungen 18, 20 in der Wandung des Schlauches 2 mit geeigneten Anschlußpunkten am proximalen Ende (nicht dargestellt) des Herzkatheters verbindbar sind. Die beiden Platin-Elektroden 14, 16 können auch massiv, quasi als vordere Verlängerungen der Schlauchabschnitte 25, 26 oder als distal asymmetrisch abgerundete Zylinderabschnitte ausgebildet sein (Abrun­ dungen 23).

Eine weitere Besonderheit ist darin zu sehen, daß in einiger Entfernung vom distalen Ende des Herzkatheters, aber immer noch im Bereich der axial verlaufenden Schlitze 12, der Schlauch 2 innen mit einer im wesentli­ chen kegeligen Verengung 22 versehen ist, deren kleine­ rer Durchmesser näher zum distalen Ende des Katheters angeordnet ist. Diese kegelförmige Verengung 22 ist also derart dimensioniert und angeordnet, daß der axial verschiebliche Laserlichtleiter 6, 8 in sie eingeschoben werden kann, so daß der Herzkatheter im Bereich der Schlitze 12 aufgespreizt wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. In dieser Arbeitsposition befinden sich die beiden Elektroden 14, 16 in einiger Entfernung voneinander, so daß die von diesen abgenommenen Herz­ ströme auf dem EKG sichtbar gemacht werden können und bei Feststellung einer mit Laserlicht behandelbaren Abnormität diese sogleich und ohne Positionswechsel mit Laserlicht behandelt werden kann. Wie aus Fig. 3 ersicht­ lich ist, enden die Innenflächen 10 der kegelförmigen Verengung 22 in senkrecht zur Kegelfläche verlaufenden Absätzen oder Anschlägen 11, die die Vorschubbewegung des Laserlichtleiters 6, 8 in Richtung auf das distale Ende des Herzkatheters begrenzen. Dadurch ist ein genau definierter Abstand zwischen dem Ende des Lichtleiters und der zu behandelnden Oberfläche gewährleistet.

Es liegt auf der Hand, daß auch andere Mittel als die kegelförmige Verengung 22 zum Erzielen der Aufspreizung des geschlitzten distalen Katheterendes eingesetzt werden können. So wäre auch eine über die ganze Länge des Schlitzes verteilte umlaufende oder wulstartige Ver­ dickung brauchbar.

Es ist möglich, mehrere Schlitze in dem Herzkatheter nach Art der beiden Schlitze 12 vorzusehen, ohne daß diese notwendigerweise in Richtung einer Mittelebene verlaufen müssen. Wenn die Schlitze stark schräg zur Seitenwandung verlaufen, können besondere Effekte inso­ fern erreicht werden, als die Schlitze beim Aufspreizen des Herzkatheters nicht sogleich in einer seitlich herausführenden Öffnung resultieren, durch die die einzuspritzende Kochsalzlösung austreten könnte, anstatt axial vorwärts weiter zu fließen, wo diese Kochsalzlö­ sung beim Lasern zum Wegspülen des Blutes gebraucht wird.

In Fig. 2 ist eine andere Form des in der Ausführungs­ form der Fig. 1 gerade verlaufenden Schlitzes 12 ange­ deutet. Wie durch die gestrichelten Linien gezeigt ist, kann der Schlitz 12 zunächst vom distalen Ende aus gerade verlaufen, um dann gabelförmig auseinanderzulau­ fen (ohne die mittlere Zinke). Dies hat zur Folge, daß beim Auseinanderspreizen des distalen Ende des Herzka­ theters zwei lange "Beine" in Gestalt der Schlauchab­ schnitte 25, 26 mit den Elektroden 14 und 16 und zwei kurze "Beine" entstehen, die durch den U-förmigen Be­ reich des Schlitzes ausgebildet werden, und zwar im Bereich eines jeden Schlitzes 12 in Fig. 1 zwei derar­ tige kurze "Beine". Derartige weitere kurze "Beine" (Bezugszeichen 27) führen zu einer verbesserten Standfe­ stigkeit des Herzkatheters und zu einer besseren Druck­ verteilung auf der Herzinnenwandung, also zu einer geringeren Perforationsgefahr, und zwar insbesondere dann, wenn der Herzkatheter sich in einer solchen Weise mit einigem Druck auf der Herzwandung abstützt, daß die mit den Elektroden 14, 16 versehenen längeren "Beine" mehr oder weniger stark nach außen umbiegen. Ein ähnli­ cher Effekt läßt sich auch, wie schon angedeutet, dadurch erreichen, daß das distale Ende des Herzkatheters mehr­ fach in Längsrichtung geschlitzt wird, so daß mehr als nur zwei oder vier "Beine" entstehen, wobei jedoch nur zwei dieser "Beine" mit Elektroden versehen sind.

Es ist denkbar, den Herzkatheter auf der Außenseite des Schlauches 2 mit einer (nicht dargestellten) Spiralfe­ der, einem elastischen Ring oder dergl. zu umwickeln, um mit Sicherheit zu erreichen, daß nach dem Zurückziehen des Lichtleiters 6, 8 die ausgeklappten "Beine" des Herzkatheters wieder einklappen. Ein ähnlicher Effekt kann allerdings auch durch eine sogenannte Schleuse erreicht werden, d.h. durch einen außen auf den Schlauch 2 aufzuschiebenden weiteren Schlauch, der vorzugsweise in bekannter Weise von außen steuerbar sein und bis in die Nähe der Elektroden vorgeschoben werden könnte.

Claims (6)

1. Herzkatheter in Form eines Schlauches, der in der Nähe seines distalen Endes als Sonde zum Lokalisie­ ren pathologischer z.B. arythmogener Areale mit zwei Elektroden versehen ist, wobei im Lumen des Schlauches ein axial verschieblicher Lichtleiter angeordnet ist, dessen Spitze als Bestrahlungsquelle für die Areale verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Schlauch (2) im Bereich seines distalen Endes mit mindestens zwei im wesentlichen in Längs­ richtung verlaufenden Schlitzen (12) versehen ist,
• - daß die zwei Elektroden (14, 16) an den stirnseiti­ gen Enden von zwei der durch die Schlitze ausgebil­ deten langgestreckten Schlauchabschnitte (25, 26) angeordnet sind,
• - und daß das Lumen (4) des Schlauches (2) sich vorzugsweise vom innenliegenden Ende des geschlitz­ ten Bereiches aus in Richtung zum distalen Ende hin kegelförmig verengt, wobei der Lichtleiter (6, 8) zum Aufspreizen dieser kegelförmigen Verengung (22) und damit der langgestreckten Schlauchabschnitte (25, 26 ) axial vorschiebbar ist.

2. Herzkatheter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kegelförmige Verengung (22) sich vom innenliegenden Ende des geschlitzten Bereiches aus nur über einen Teil des geschlitzten Bereiches zum distalen Ende hin erstreckt.

3. Herzkatheter nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die vordere Stirnfläche eines jeden langgestreckten Schlauchabschnittes (25, 26) an den Ecken im Übergangsbereich zu den in Längsrichtung verlaufenden Schlitzen (12) mit Abrundungen (23) versehen.

4. Herzkatheter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (10) der kegelförmigen Verengung (22) in der Nähe des kleinsten Durchmessers mit einem rechtwinklig dazu verlaufenden Ansatz (11) zur Begrenzung der Vorschubbe­ wegung des Lichtleiters (6, 8) versehen ist.

5. Herzkatheter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei zunächst in Richtung von Mantellinien des Schlau­ ches vorzugsweise in einer Mittelebene verlaufenden Schlitze (12) sich vor Erreichen des einwärts liegenden Endes (12′, 12′′) zur Ausbildung kurzer Standbeine (27) gabeln.

6. Herzkatheter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (12) schräg zur Außenfläche des Schlauches bzw. spiralförmig nach innen verlaufen.