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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft allgemein Katheter mit einer Injektionsnadel
zum Infundieren von therapeutischen oder diagnostischen Agenzien
in das Gewebe von Organen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Eine
zielgerichtete Abgabe von therapeutischen oder diagnostischen Agenzien,
wie sie beispielsweise in der Gentherapie erfolgt, ist sehr erwünscht, stellt
aber oft eine schwierige Herausforderung dar. Ein möglicher
Vorteil der gerichteten Abgabe besteht darin, dass durch die genaue
Platzierung des therapeutischen Agens eine erhöhte Effizienz erhalten wird.
Es gibt eine Reihe von Problemen bei diesem Verfahren, die überwunden
werden müssen, um
bei einer derartigen Therapie zufriedenstellende Ergebnisse zu erreichen,
wie beispielsweise die Probleme, einen Zugang zu der Abgabestelle
zu erhalten, das therapeutische Agens an die erwünschte Stelle zu transportieren,
das therapeutische Agens in der geeigneten Tiefe innerhalb des Organgewebes zu
injizieren, das distale Ende des Katheters vor dem Infundieren des
Agens zu einem erwünschten
Ort innerhalb des Organs zu steuern und die distale Spitze des Katheters
an genau der gleichen Stelle zu positionieren, wo vorhergehende
Messungen angezeigt haben, dass der Wirkstoff infundiert werden
soll. Es ist für
einen Arzt auch wichtig, in der Lage zu sein, die Position der Infusionsnadel
zur Wand des Organs zu überwachen.
Im Falle eines Organs, wie beispielsweise des Herzens, bei dem die
Wände andauernd
in Bewegung sind, wird das Positionieren und Überwachen der Position der
distalen Spitze des Katheters oder der Infusionsnadel besonders
schwierig.
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Das
US-Patent Nr. 3,598,119 offenbart eine medizinische Vorrichtung
zum Injizieren von Wirkstoffen, bei der die Injektionsnadel durch
einen inneren Hohlraum eines Katheters zum Einführen der Nadel unter Hautgewebe
geführt
wird. Eine Blase am distalen Ende des Katheters kann durch einen
weiteren Hohlraum aufgeblasen werden, um die Spitze der Nadelspitze
an einer fixierten Position neben der Haut zu halten.
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Das
US-Patent Nr. 4,578,061 offenbart einen Katheter zum Injizieren
einer Flüssigkeit
in eine Vene oder Arterie durch eine Injektionsnadel, die in Längsrichtung über das
distale Ende des Katheters hinaus beweglich ist. Ein System mit
einer dualen Kammer wird innerhalb der Katheterspitze verwendet,
um die Bewegung eines Kolbens zu gewährleisten, um die Injektionsnadel
zu verlängern
und auch, um zu erlauben, dass ein Kolben verwendet wird, um eine
vorherbestimmte Menge einer Medikation durch die Injektionsnadel
abzugeben.
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Das
US-Patent Nr. 4,578,061 offenbart einen Injektionskatheter zum Injizieren
einer Flüssigkeit
in ein Blutgefäß mit einer
in Längsrichtung
beweglichen Nadel, die durch einen Hohlraum bewegt werden kann,
um sich aus der Seitenwand des Katheters heraus zu erstrecken. Die
Nadel wird normalerweise in die Vorrichtung zurückgezogen, so dass die Nadel kein
Gewebe durchdringen wird, wenn die Nadel durch einen Körpergang
bewegt wird. Danach wird die Nadel aus der Seite des Katheters in
eine Gefäßwand bewegt,
um eine Flüssigkeit
in die Wand eines Gefäßes zu infundieren.
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Das
US-Patent 5,244,460 betrifft ein Verfahren zum Verbessern des Blutstromes
zum Herzen. Genauer betrifft dieses Patent einen medizinischen Eingriff
zur Verbesserung des Wachstums von Herzblutgefäßen durch Einführen eines
Katheters in eine Koronararterie und Injizieren eines blutgefäßwachstumsfördernden
Peptids in das Herz durch eine Injektionsöffnung des Katheters.
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Das
US-Patent 5,419,777 betrifft einen Katheter zum Injizieren einer
Flüssigkeit
in Körperkavitäten wie
beispielsweise Koronargefäße und Arterien.
Dieses Patent, wie auch der Fall beim '061-Patent, veranschaulicht die Verwendung
einer Injektionsnadel, die seitlich durch die Seitenwand der distalen
Spitze des Katheters vorsteht. Im Falle von Wirkstoffinjektionen,
die in Koronargefäße und Arterien gemacht
werden sollen, ist es sehr erwünscht,
dass sich die Nadeln aus den Seitenwänden des Katheters und in einem
spitzen Winkel zu den Wänden
des Gefäßes zu erstrecken,
um die Wände
des Gefäßes für die Injektion
des Agens zu durchdringen.
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Das
US-Patent 5,431,168, das auf den gleichen Inhaber wie die vorliegende
Anmeldung übertragen
ist, betrifft einen steuerbaren Katheter, der einen Zugdraht zum
Steuern des distalen Endes des Katheters von einem Steuergriff aus
umfasst, der auf dem proximalen Ende des Katheters angebracht ist.
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EP-A-0
980 226 offenbart ein Injektionskathetersystem zum Infundieren eines
diagnostischen oder therapeutischen Agens in die Wand eines Organs,
das einen elektromagnetischen Messfühler umfasst, der innerhalb
der distalen Spitze des Katheters angeordnet ist, um sehr genaue
Ortsinformation für
die distale Spitze des Katheters bereitzustellen.
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Die
US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/280,202, nun als
US 6,165,164 veröffentlicht,
offenbart einen Injektionskatheter, wo die Verlängerung der Injektionsnadel
durch den Umfang der Bewegung bestimmt wird, die in dem Injektionsgriff erlaubt
wird. Der Injektionsgriff ist einstellbar, was erlaubt, dass der
Arzt die Nadelverlängerung
auf die erwünschte
Tiefe einstellt. Obwohl diese Konstruktion mehrere Vorteile aufweist,
kann sie bedingen, dass die Nadel infolge von Reibungskraft zwischen
der Nadel und dem Gehäuse,
in dem die Nadel angebracht ist, innerhalb des Katheters knicken
kann, was zu einer unvorhersagbaren Nadelverlängerung führen kann.
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EP-A-0
962 191, die Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ darstellt,
offenbart einen Injektionskatheter, der einen Katheterkörper, einen
Spitzenabschnitt, einen Nadelkontrollgriff und eine Injektionsnadel,
die sich durch den Spitzenabschnitt, den Katheterkörper und
den Nadelkontrollgriff erstreckt, umfasst.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft einen Katheter zum Infundieren von therapeutischen
oder diagnostischen Agenzien in das Gewebe von Organen.
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In
einer Ausführungsform
umfasst der Katheter einen Katheterkörper, der eine flexible Röhre mit einem
proximalen und einem distalen Ende und wenigstens einem Hohlraum
dadurch hindurch umfasst. Ein Spitzenabschnitt, der eine flexible
Röhre mit
einem proximalen und einem distalen Ende umfasst, ist an seinem
proximalen Ende an das distale Ende des Katheterkörpers angebracht.
Es wird verstanden, dass der Spitzenabschnitt und der Katheterkörper zwei
getrennte Bestandteile sein können,
die fest miteinander verbunden sind, oder eine einzelne einstückige Röhre, worin
der Spitzenabschnitt das distale Ende der Röhre ist, auf dem, beispielsweise,
die Spitzenelektrode und Ringelektroden angebracht sind.
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Ein
Nadelkontrollgriff wird am proximalen Ende des Katheterkörpers bereitgestellt
und kann direkt oder kann nicht direkt auf dem Katheterkörper angebracht
sein. Der Nadelkontrollgriff umfasst einen äußeren Körper und einen Kolben. Der äußere Körper weist
eine Kolbenkammer darin auf. Ein Ende des Kolbens ist innerhalb
der Kolbenkammer verschiebbar angebracht. Eine Druckfeder ist in
der Kolbenkammer zwischen dem Kolben und dem äußeren Körper bereitgestellt. Die Druckfeder
kann so ausgerichtet sein, dass ein Ende der Druckfeder in Kontakt ist
mit dem äußeren Körper, wenn
das andere Ende mit dem Kolben in Kontakt ist. Alternativ kann ein Ende
der Druckfeder relativ zum äußeren Körper fixiert
sein, wohingegen das andere Ende der Druckfeder relativ zum Kolben
fixiert ist.
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Eine
Injektionsnadel erstreckt sich durch den Spitzenabschnitt, den Katheterkörper und
den Nadelkontrollgriff. Das proximale Ende der Injektionsnadel ist
an entweder dem äußeren Körper oder
dem Kolben angebracht und das distale Ende der Injektionsnadel ist
innerhalb des distalen Endes des Spitzenabschnittes enthalten, wenn
sie sich in einer zurückgezogenen
Position befindet, d. h. wenn der Katheter in den Patienten eingeführt wird.
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Die
Anwendung einer Kraft in Längsrichtung an
entweder dem äußeren Körper oder
dem Kolben bedingt eine Bewegung in Längsrichtung entweder des äußeren Körpers oder
des Kolbens, wodurch die Druckfeder zusammengedrückt wird. Dies führt zu einer
distalen Bewegung der Injektionsnadel relativ zu dem Katheterkörper, so
dass das distale Ende der Injektionsnadel sich über das distale Ende des Spitzenabschnittes
nach außen
erstreckt.
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Weitere
Aspekte der Erfindung sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen 2 bis
29 angegeben.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser
verstanden werden, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen
betrachtet werden, wobei:
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1 eine
Aufsicht einer Ausführungsform des
Katheters der vorliegenden Erfindung von der Seite ist.
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2a eine
seitliche Querschnittsansicht des Nadelkontrollgriffs ist, wobei
sich die Nadel in einer zurückgezogenen
Position befindet.
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2b eine
seitliche Querschnittsansicht des Nadelkontrollgriffs ist, wobei
sich die Nadel in einer verlängerten
Position befindet.
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3 eine
seitliche Querschnittsansicht des Katheterabschnittes ist, die eine
Ausführungsform mit
drei Hohlräumen
und die Position des elektromagnetischen Kartierungsmessfühlers und
der Injektionsnadel zeigt.
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4 eine
seitliche Querschnittsansicht des Katheterspitzenabschnittes ist,
die eine Ausführungsform
mit drei Hohlräumen
und die Position des elektromagnetischen Kartierungsmessfühlers und des
Zugdrahtes zeigt.
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5 eine
seitliche Querschnittsansicht des Katheterkörpers ist, einschließlich der
Verbindung zwischen dem Katheterkörper und dem Katheterspitzenabschnitt.
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6 eine
transversale Querschnittsansicht des Katheterspitzenabschnittes
entlang der Linie 6-6 ist, die eine Ausführungsform mit drei Hohlräumen zeigt.
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7 eine
transversale Querschnittsansicht des Katheterkörpers entlang Linie 7-7 ist.
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8 eine
seitliche Querschnittsansicht des Kathetergriffs ist.
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9 eine
seitliche Querschnittsansicht eines Spitzenabschnittes gemäß der vorliegenden
Erfindung mit drei Hohlräumen
ist, die die Injektionsnadel und einen Nadelanschlag zeigt.
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9A eine
vergrößerte Ansicht
des Nadelanschlages von 9 ist.
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10 eine
schematische Teilquerschnittsansicht von der Seite eines Spitzenabschnittes
ist, die eine alternative Nadelanschlagskonstruktion gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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11 eine
schematische Teilquerschnittsansicht von der Seite eines Spitzenabschnittes
ist, die eine weitere alternative Nadelanschlagskonstruktion gemäß der Erfindung
zeigt.
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12 eine
seitliche Querschnittsansicht eines Spitzenabschnittes gemäß der Erfindung
mit drei Hohlräumen
ist, die die Position des elektromagnetischen Kartierungsmessfühlers und
der Injektionsnadel zeigt.
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12A, 12B und 12C Endquerschnittsansichten alternativer Ausführungsformen von
Injektionsnadeln gemäß der Erfindung
sind.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird ein Katheter zur Verwendung bei der Injektion
eines therapeutischen oder diagnostischen Agens in das Herz bereitgestellt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Katheter 10 einen
verlängerten
Katheterkörper 12 mit
einem proximalen und einem distalen Ende, einen Spitzenabschnitt 14 am
distalen Ende des Katheterkörpers 12,
einen Ablenkungssteuergriff 16 am proximalen Ende des Katheterkörpers 12 und
einen Nadelkontrollgriff 17, der indirekt am Katheterkörper proximal
des Ablenkungssteuergriffs angebracht ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 5 und 7 umfasst
der Katheterkörper 12 einen
einzelnen, mittigen oder axialen Hohlraum 18. Der Katheterkörper 12 ist
flexibel, d. h. biegbar, aber im Wesentlichen über seine Länge nicht komprimierbar. Der
Katheterkörper 12 kann
irgendeine Konstruktion und aus irgendeinem geeigneten Material
hergestellt sein. Eine derzeit bevorzugte Konstruktion umfasst eine
Außenwand 22,
die aus Polyurethan oder Nylon hergestellt ist. Die Außenwand 22 umfasst
ein eingebettetes geflochtenes Netz aus rostfreiem Stahl oder dergleichen,
um die Torsionsfestigkeit des Katheterkörpers 12 zu erhöhen, so
dass, wenn der Steuergriff 16 gedreht wird, sich der Spitzenabschnitt
des Katheters 10 in entsprechender Art und Weise drehen
wird.
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Der
Außendurchmesser
des Katheterkörpers 12 ist
nicht kritisch, ist aber bevorzugterweise nicht größer als
etwa 2,67 mm (8 French). In ähnlicher
Weise ist die Stärke
der Außenwand 22 nicht
kritisch. Die innere Oberfläche
der Außenwand 22 ist mit
einem Versteifungsrohr 20 ausgekleidet, das aus irgendeinem
geeigneten Material hergestellt sein kann, bevorzugterweise Polyimid.
Das Versteifungsrohr liefert zusammen mit der geflochtenen Außenwand 22 eine
verbesserte Torsionsstabilität,
während gleichzeitig
die Wandstärke
des Katheters minimiert wird, wodurch der Durchmesser des einzelnen
Hohlraums maximiert wird. Der Außendurchmesser des Versteifungsrohres 20 ist
etwa gleich groß oder
geringfügig
kleiner als der Innendurchmesser der Außenwand 22. Eine Polyimidröhre ist
derzeit bevorzugt, da sie sehr dünnwandig
sein kann, während
sie noch eine sehr gute Steifheit bereitstellt. Dies maximiert den
Durchmesser des zentralen Hohlraumes 18, ohne dies der
Festigkeit und Steifheit zu opfern. Ein Polyimidmaterial wird typischerweise
infolge seiner Neigung, zu knicken, wenn es gebogen wird, nicht
für Versteifungsrohre
verwendet. Man hat jedoch festgestellt, dass in Kombination mit
einer Außenwand 22 aus
Polyurethan, Nylon oder einem anderen ähnlichen Material, insbesondere
mit einem geflochtenen Netz aus rostfreiem Stahl, die Neigung des
Polyimidversteifungsrohres 20, zu knicken, wenn es gebogen
wird, für
die Anwendungen im wesentlichen beseitigt wird, für die der
Katheter verwendet wird.
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Ein
besonders bevorzugter Katheter weist eine Außenwand 22 mit einem
Außendurchmesser von
etwa 2,34 mm (0,092 Zoll) und einen Innendurchmesser von etwa 1,60
mm (0,063 Zoll) und ein Polyimidversteifungsrohr mit einem Außendurchmesser von
etwa 1,56 mm (0,0615 Zoll) und einem Innendurchmesser von etwa 1,32
mm (0,052 Zoll) auf.
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Wie
in den 3, 4 und 6 gezeigt, umfasst
der Spitzenabschnitt 14 einen kurzen Abschnitt aus Röhre 19 mit
drei Hohlräumen 30, 32,
und 34. Die Röhre 19 ist
aus einem geeigneten nicht-toxischen Material hergestellt, das bevorzugterweise
flexibler ist als der Katheterkörper 12.
Ein derzeit bevorzugtes Material für die Röhre 19 ist geflochtenes
Polyurethan, d. h. Polyurethan mit einem eingebetteten Netz aus
geflochtenem rostfreien Stahl oder dergleichen. Der Außendurchmesser
des Spitzenabschnittes 14 ist, wie der des Katheterkörpers 12,
bevorzugterweise nicht größer als
etwa 2,67 mm (8 French). Die Größe der Hohlräume ist
nicht kritisch. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
weist der Spitzenabschnitt einen Außendurchmesser von etwa 2,33
mm (7 French, 0,092 Zoll) auf und der erste Hohlraum 30 und
der zweite Hohlraum 32 weisen im Allgemeinen die gleiche
Größe mit einem
Durchmesser von etwa 0,56 mm (0,022 Zoll) auf, wobei der dritte
Hohlraum 34 einen geringfügig größeren Durchmesser von etwa
0,91 mm (0,036 Zoll) aufweist.
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Ein
bevorzugtes Mittel zum Befestigen des Katheterkörpers 12 an dem Spitzenabschnitt 14 ist
in 5 dargestellt. Das proximale Ende des Spitzenabschnittes 14 umfasst
eine innere Senkung 24, die die äußere Oberfläche des Polyimidversteifungsrohres 20 aufnimmt.
Der Spitzenabschnitt und der Katheterkörper 12 sind durch
Kleber oder dergleichen befestigt.
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Das
Versteifungsrohr 20 wird relativ zur Außenwand 22 am proximalen
Ende des Katheterkörpers 12 vor
Ort gehalten. In einer bevorzugten Konstruktion des Katheterkörpers 12 wird
eine Kraft am proximalen Ende des Versteifungsrohres 20 angelegt,
was bedingt, dass das distale Ende des Versteifungsrohres 20 fest
gegen die Senkung 24 gedrückt wird. Während sie unter Druck ist,
wird eine erste Klebeverbindung zwischen dem Versteifungsrohr 20 und der
Außenwand 22 durch
einen schnelltrocknenden Kleber hergestellt, z. B. Super Glue®.
Danach wird eine zweite Klebeverbindung zwischen den proximalen
Ende des Versteifungsrohres 20 und der Außenwand 22 unter
Verwendung eines langsamer trocknenden, aber stärkeren Klebers, wie z. B. Polyurethan,
hergestellt.
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Wie
in 7 gezeigt, erstrecken sich die Leitungsdrähte 40,
eine Injektionsnadel 46, ein Messfühlerkabel 74 und eine
Druckschlange 44, durch die sich ein Zugdraht 42 erstreckt,
durch den zentralen Hohlraum 18 des Katheterkörpers 12.
Ein Katheterkörper
mit einem zentralen Hohlraum 18 ist gegenüber einem
Körper
mit mehreren Hohlräumen
bevorzugt, da man festgestellt hat, dass der Körper mit dem zentralen Hohlraum 18 eine
bessere Spitzensteuerung erlaubt, wenn der Katheter gedreht wird. Der
zentrale Hohlraum 18 erlaubt, dass die Leitungsdrähte 40,
die Injektionsnadel 46, das Messfühlerkabel 74 und der
Zugdraht 42, der von der Druckschlange 44 umgeben
ist, frei innerhalb des Katheterkörpers flottieren. Wenn derartige
Drähte
und Kabel innerhalb mehrerer Hohlräume beschränkt wären, würden sie dazu neigen, Energie
aufzubauen, wenn der Steuergriff 16 gedreht wird, was dazu
führt,
dass der Katheterkörper 12 die
Neigung hätte,
sich zurückzudrehen,
beispielsweise wenn der Griff losgelassen wird, oder, wenn er um
eine Kurve gebogen wird, zurückzuschnellen,
was in einem jeden Fall ein unerwünschtes Leistungsmerkmal ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 3 und 4 ist am
distalen Ende des Spitzenabschnittes 14 eine Spitzenelektrode 36 angebracht.
Bevorzugterweise weist die Spitzenelektrode 36 einen Durchmesser auf,
der in etwa gleich groß ist
wie der Außendurchmesser
der Röhre 19.
Die Spitzenelektrode 36 ist mit der Röhre 19 vermittels
eines Kunststoffgehäuses 21 verbunden,
das bevorzugterweise aus Polyetheretherketon (PEEK) hergestellt
ist. Das proximale Ende der Spitzenelektrode 36 ist in
Umfangsrichtung mit einer Nut versehen und passt in das distale
Ende des Kunststoffgehäuses 21 und
ist durch Polyurethankleber oder dergleichen an das Gehäuse 21 gebunden. Das
proximale Ende des Kunststoffgehäuses 21 ist mit
Polyurethankleber oder dergleichen an das distale Ende der Röhre 19 des
Spitzenabschnittes 14 gebunden. Alternativ kann die Spitzenelektrode 36 direkt
an das distale Ende der flexiblen Röhre 19 des Spitzenabschnittes 14 angebracht
sein.
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Am
distalen Ende des Kunststoffgehäuses 21 ist
eine Ringelektrode 38 angebracht. Die Ringelektrode 38 wird über das
Plastikgehäuse 21 geschoben
und vor Ort durch Kleber oder dergleichen fixiert. Sofern erwünscht, können zusätzliche
Ringelektroden verwendet werden und über dem Kunststoffgehäuse 21 oder über der
flexiblen Röhre 19 des
Spitzenabschnittes 14 angeordnet sein.
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Die
Spitzenelektrode 36 und die Ringelektrode 38 sind
jeweils mit getrennten Leitungsdrähten 40 verbunden.
Die Leitungsdrähte 40 erstrecken
sich durch den dritten Hohlraum 34 des Spitzenabschnittes 14,
den Katheterkörper 12 und
den Steuergriff 16 und enden an ihrem proximalen Ende in
einem Eingangsstück
(nicht gezeigt), das in einem geeigneten Monitor (nicht gezeigt)
eingesteckt sein kann. Sofern erwünscht, kann der Teil der Leitungsdrähte 40,
die sich durch den Katheterkörper 12,
den Steuergriff 16 und das proximale Ende des Spitzenabschnittes 14 erstreckt,
in einem Schutzrohr oder einer Schutzhülse eingeschlossen oder gebündelt sein.
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Die
Leitungsdrähte 40 sind
mit der Spitzenelektrode 36 und Ringelektrode 38 auf
irgendeine übliche
Art und Weise verbunden. Die Verbindung des Leitungsdrahtes 40 mit
der Spitzenelektrode 36 wird bevorzugterweise durch Schweißen 43 erreicht,
wie in 4 dargestellt.
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Ein
Zugdraht 42 wird zum Ablenken des Spitzenabschnittes 14 bereitgestellt.
Der Zugdraht 42 ist an seinem proximalen Ende mit dem Steuergriff 16 und
an seinem distalen Ende mit dem Spitzenabschnitt 14 verankert.
Der Zugdraht 42 ist aus irgendeinem geeigneten Metall hergestellt,
wie beispielsweise rostfreiem Stahl oder Nitinol, und ist bevorzugterweise
mit Teflon® oder
dergleichen beschichtet. Die Beschichtung verleiht dem Zugdraht 42 Schmierfähigkeit.
Der Zugdraht 42 weist bevorzugterweise einen Durchmesser
auf, der von etwa 0,15 mm (0,006 Zoll) bis etwa 0,25 mm (0,010 Zoll) reicht.
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Die
Druckschlange 44 erstreckt sich vom proximalen Ende des
Katheterkörpers 12 zum
proximalen Ende des Spitzenabschnittes 14. Die Druckschlange 44 ist
aus irgendeinem geeigneten Metall, bevorzugterweise rostfreiem Stahl
hergestellt. Die Druckschlange 44 ist eng auf sich selbst
gewunden, um Flexibilität,
d. h. Biegen, bereitzustellen, um aber einer Kompression zu widerstehen.
Der Innendurchmesser der Druckschlange 44 ist bevorzugterweise geringfügig größer als
der Durchmesser des Zugdrahtes 42. Beispielsweise weist,
wenn der Zugdraht 42 einen Durchmesser von etwa 0,18 mm (0,007
Zoll) aufweist, die Druckschlange 44 bevorzugterweise einen
Innendurchmesser von etwa 0,20 mm (0,008 Zoll) auf. Die Teflon®-Beschichtung
auf dem Zugdraht 42 erlaubt ihm, sich innerhalb der Druckschlange 44 frei
zu verschieben. Über
ihre Länge
ist die äußere Oberfläche der
Druckschlange 44 durch eine flexible, nicht leitfähige Hülse 26 abgedeckt,
um einen Kontakt zwischen der Druckschlange 44 und den
Drähten 40,
der Injektionsnadel 46 oder dem Messfühlerkabel 74 zu verhindern.
Eine nicht leitfähige
Hülse 26,
die aus einer Polyimidröhre hergestellt
ist, ist derzeit bevorzugt.
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Wie
in den 4 und 5 gezeigt, ist die Druckschlange 44 an
ihrem proximalen Ende mit dem proximalen Ende des Versteifungsrohres 20 in dem
Katheterkörper 12 durch
Kleber verankert, um eine Klebeverbindung 50 auszubilden,
und an ihrem distalen Ende mit dem Spitzenabschnitt 14 in
dem zweiten Hohlraum 32 verankert. Der Klebstoff kann vermittels
einer Spritze oder dergleichen durch ein Loch aufgetragen werden,
das zwischen der äußeren Oberfläche des
Katheterkörpers 12 und
dem einzelnen Hohlraum ausgebildet ist.
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Der
Zugdraht 42 erstreckt sich in den zweiten Hohlraum 32 des
Spitzenabschnittes 14. Das distale Ende des Zugdrahtes 42 ist
an der Spitzenelektrode 36 oder an der Seite des Katheterspitzenabschnittes 14 verankert.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 sind innerhalb
des Spitzenabschnittes 14 und distal zu der Klebeverbindung 15 die
Windungen der Druckschlange in Längsrichtung
expandiert. Derartige expandierte Windungen 49 sind sowohl
biegbar als auch komprimierbar und erstrecken sich bevorzugterweise über eine
Länge von
etwa 12,7 mm (0,5 Zoll). Der Zugdraht 42 erstreckt sich
durch die expandierten Windungen 49 dann in eine Kunststoffhülse 89,
bevorzugterweise Teflon®-Hülse, die verhindert, dass der
Zugdraht 42 in die Wand des Spitzenabschnittes 14 schneidet,
wenn der Spitzenabschnitt 14 abgelenkt wird.
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Eine
Injektionsnadel 46 wird bereitgestellt, die sich von dem
Nadelkontrollgriff durch den Katheterkörper 12, durch den
ersten Hohlraum 30 des Spitzenabschnittes 14 und
durch einen Durchgang 51 in der Spitzenelektrode 36 erstreckt.
In einer Ausführungsform
ist die Injektionsnadel 46 aus Nitinol und, wie in 3 dargestellt,
bevorzugterweise mit einer angefasten Kante an der distalen Spitze
der Nadel ausgebildet. Alternativ ist die Injektionsnadel 46 aus Kunststoff
ausgebildet, oder ein Teil der Nadel ist aus Kunststoff und ein
anderer Teil der Nadel aus Metall ausgebildet. Die Nadel 46 ist
koaxial innerhalb eines Schutzrohres 47 angebracht, was
bevorzugterweise aus Polyimid hergestellt ist, was dazu dient, zu
verhindern, dass die Nadel knickt und auch dazu dient, die Nadel
gegenüber
der distalen Elektrode 36 elektrisch zu isolieren. Das
Schutzrohr 47 dient zusätzlich dazu,
eine flüssigkeitsdichte
Dichtung um die Injektionsnadel 46 herum bereitzustellen. 3 stellt
die Injektionsnadel 46 dar, die sich über das distale Ende der Spitzenelektrode 36 hinaus
erstreckt, wie sie positioniert wäre, um ein diagnostisches oder
therapeutisches Fluid in das menschliche Herz zu infundieren. Das
distale Ende der Injektionsnadel 46 wird in die Spitzenelektrode 36 für die Zeitspanne
zurückgezogen,
in der der Katheter durch die Vaskulatur des Körpers eingeführt ist,
und auch für
die Zeitspanne, in der der Katheter aus dem Körper entfernt wird, um eine
Verletzung zu vermeiden. Alternativ kann der Spitzenabschnitt 14 ohne
eine Spitzenelektrode 36 ausgebildet sein, wobei in diesem
Fall das distale Ende der Injektionsnadel 46 in den ersten
Hohlraum 30 des Spitzenabschnittes 14 zurückgezogen
sein könnte.
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Die
Injektionsnadel 46 ist aus einem oder mehreren geraden
Stücken
einer Röhre
mit geringem Durchmesser hergestellt mit einem Außendurchmesser,
der erlaubt, dass die Röhre
in den Katheter passt. Bevorzugterweise weist die Injektionsnadel 46 einen
Innendurchmesser, der von etwa 0,18 mm (0,007 Zoll) bis etwa 0,28
mm (0,011 Zoll) reicht, und einen Außendurchmesser auf, der von
etwa 0,30 mm (0,012 Zoll) bis etwa 0,41 mm (0,016 Zoll) reicht. Bevorzugterweise
weist die Injektionsnadel 46 eine Gesamtlänge auf,
die von etwa 1,65 m (65 Zoll) bis etwa 2,16 m (85 Zoll) reicht und
bevorzugterweise etwa 1,91 m (75 Zoll) beträgt.
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In
einer Ausführungsform
ist wenigstens eines der Röhrenstücke eine
Kunststoffröhre.
Beispielsweise kann die gesamte Injektionsnadel 46 aus einem
einzelnen Kunststoffröhrenstück bestehen.
In einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Injektionsnadel 46 zwei oder mehrere diskrete
Plastikröhrenstücke, die,
Ende an Ende, durch Kleber oder dergleichen miteinander verbunden
sind. In einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Injektionsnadel ein Stück Plastikröhre, die an einem ihrer Enden
mit dem Ende eines Stückes
einer Metallröhre
verbunden oder anderweitig befestigt ist.
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Die
Röhre,
egal ob aus Kunststoff oder Metall, weist bevorzugterweise ein Gedächtnis für eine gerade
Position auf, so dass, wenn sie auf einen kleinen Radius gebogen
wird, ihre natürliche
Tendenz darin besteht, in die gerade Position zurückzuspringen.
Diese Eigenschaft ist besonders wichtig für die Röhre, die die distale Region
der Injektionsnadel ausbildet (d. h. den Teil der Nadel innerhalb
des Spitzenabschnittes (14), da, wenn der Spitzenabschnitt
abgelenkt ist, die Nadel sich mit der Spitze ablenken wird. Wenn
der Spitzenabschnitt dann aus seiner abgelenkten Position gerade
gezogen wird, zwingt das Gedächtnis
der Röhre,
die die distale Region der Nadel ausbildet, den Spitzenabschnitt
auf die gleiche Achse wie den Katheterkörper in die gerade Position zurück.
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Zusätzlich ist
die Röhre,
insbesondere die Röhre,
die für
die distale Region der Injektionsnadel verwendet wird, bevorzugterweise
aus einem biokompatiblen Material hergestellt, das in der Lage ist, angefast
zu werden. Das Material für
die Röhre
weist bevorzugterweise auch einen niedrigen Reibungskoeffizienten,
ein gutes Oberflächenfinish
für die
Verschiebbarkeit innerhalb des Katheters und die Fähigkeit
auf, dass es gereinigt und sterilisiert werden kann. Das gute Oberflächenfinish
verringert auch Koagulataufbau auf der Nadel. Die Röhre, insbesondere
die an dem proximalen Ende der Infusionsnadel verwendete Röhre, weist
bevorzugterweise auch die Fähigkeit
auf, an einen Adapter für
die Infusion zu binden oder anzuschmelzen.
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Ein
besonders bevorzugter Kunststoff für die Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung ist PEEK (Polyetheretherketon), obwohl auch andere geeignete
Kunststoffe wie beispielsweise Polycarbonat, Polyimid, Glasfaserstoff
und Verbundmaterialien davon verwendet werden könnten. Geeignete Metalle zur
Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung umfassen
Nitinol und rostfreien Stahl, obwohl Nitinol für die Verwendung in der distalen
Region der Nadel infolge seiner Formgedächtniseigenschaften bevorzugt
ist. Sofern erwünscht
wird wenigstens ein Teil der Röhre,
wie beispielsweise der Teil, der die distale Region der Nadel ausbildet,
mit einer schmierfähigen
Beschichtung versehen, wie beispielsweise Teflon® oder
Silikon, die bevorzugterweise eine Stärke aufweist, die von etwa
7,62 μm (0,0003
Zoll) bis etwa 50,8 μm
(0,002 Zoll) reicht. In einer weiteren alternativen Ausführungsform
wird ein biokompatibles Schmiermittel, wie beispielsweise Mineralöl, um die
Nadel herum injiziert, nachdem diese zusammengesetzt ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist, wie in 12 dargestellt, die distale
Region in der Injektionsnadel 46, d. h. der Teil der Nadel,
der über
das distale Ende des Spitzenabschnittes 14 hinaus verlängerbar
ist, mit einer oder mehreren Fluidöffnungen 45 entlang
ihrer Länge
versehen, durch die Fluid auch hindurch gehen kann. Die Fluidöffnungen 45 können irgendeine
geeignete Form aufweisen, wie beispielsweise rund, oval oder rechteckig
sein (z. B. vertikale oder horizontale Schlitze), und können durch
irgendein geeignetes Verfahren ausgebildet sein, wie beispielsweise
durch Laserbohren. Die Flüssigkeitsöffnungen 45 können auf
nur einer Seite der Nadel 46, wie in 12A dargestellt, um den Umfang der Nadel, wie
in 12B dargestellt, oder nur an ausgewählten Seiten
der Nadel, wie in 12C gezeigt, vorgesehen sein.
Bevorzugterweise werden wenigstens drei Fluidöffnungen bereitgestellt, bevorzugtererweise
werden wenigstens fünf Fluidöffnungen
bereitgestellt. Bevorzugterweise weist eine jede Fluidöffnung 45 eine
Länge auf,
die von etwa 0,13 mm (0,005 Zoll) bis etwa 1,02 mm (0,04 Zoll) reicht,
bevorzugtererweise etwa 0,51 mm (0,02 Zoll) beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
sind vier Fluidöffnungen
vorgesehen, wobei die distalste Fluidöffnung in einer Entfernung
von etwa 2 Zoll vom distalen Ende der Nadel entfernt angeordnet
ist und eine Entfernung von etwa 0,51 mm (0,02 Zoll) zwischen den
Fluidöffnungen vorgesehen
ist. In dieser bevorzugten Ausführungsform
werden zwei Fluidöffnungen
auf einer Seite der Nadel bereitgestellt, wobei die anderen zwei
Fluidöffnungen
auf der gegenüberliegenden
Seite der Nadel bereitgestellt werden. Die Fluidöffnungen 45 erhöhen die
Fähigkeit
des Wirkstoffes oder des anderen Agens, das durch die Nadel hindurchgeht,
in die Injektionsstelle zu strömen
und gleichmäßiger verteilt zu
werden, was eine bessere Absorbtion des Agens durch das Herzgewebe
erlaubt.
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In
einer Ausführungsform
dient, wie in den 9 und 9A dargestellt,
die innere Region des Schutzrohres 47 als ein Nadeldurchgang.
Der Nadeldurchgang weist eine proximale Region 52 mit einem proximalen
Durchmesser und eine distale Region 55 mit einem distalen
Durchmesser auf, der geringer ist als der proximale Durchmesser.
Der distale Durchmesser ist in etwa gleich dem Außendurchmesser der
Injektionsnadel 46, um eine Fluiddichtung bereitzustellen,
wie oben beschrieben. Die Konstruktion erzeugt eine Stufe 48 am
distalen Ende der proximalen Region 52. Ein Nadelanschlag 59 ist
an einem Teil der Injektionsnadel 46 angebracht, der innerhalb
der proximalen Region 52 des Nadeldurchganges angeordnet
ist.
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Der
Nadelanschlag 59 ist so dimensioniert, dass er den Durchgang
des Teils der Injektionsnadel, auf dem der Nadelanschlag angebracht
ist, daran hindert, durch die distale Region 55 des Nadeldurchgangs
hindurch zu gehen. In der in den 9 und 9A dargestellten
Ausführungsform
liegt der Nadelanschlag 59 in der Form einer Schulter vor,
die die Injektionsnadel 46 umgebend angebracht ist. Die Schulter
erstreckt sich nur über
eine kurze Länge über die
Nadel, beispielsweise eine Strecke, die von etwa 0,25 mm (0,01 Zoll)
bis etwa 19,1 mm (0,75 Zoll) reicht.
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Diese
Konstruktion beschräkt
die Strecke, über
die sich die Injektionsnadel 46 über das distale Ende des Spitzenabschnittes 14 hinaus
erstrecken kann. Wie detaillierter unten beschrieben wird das Verlängern der
Nadel und das Zurückziehen
der Nadel innerhalb des Nadelkontrollgriffes erreicht. Wenn die
Injektionsnadel 46 unter Verwendung des Nadelkontrollgriffes
distal bewegt wird, drückt
sie den Nadelanschlag 59 distal in die Stufe 48 am distalen Ende
der proximalen Region 52. Die Wechselwirkung zwischen dem
Nadelanschlag 59 und der Stufe 48 verhindert eine
weitere distale Bewegung der Injektionsnadel 46, wodurch
der Umfang begrenzt wird, in dem sich die Nadel über das distale Ende des Spitzenabschnittes 14 hinaus
erstrecken kann. Diese Konstruktion gewährleistet, dass sich die Nadel
aus dem Spitzenabschnitt 14 immer über die gleiche Strecke hinaus
erstreckt, unabhängig
davon, ob der Spitzenabschnitt gerade oder abgelenkt ist.
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10 stellt
eine alternative Konstruktion für den
Nadeldurchgang und den Nadelanschlag dar. In dieser Ausführungsform
dient ein Hohlraum 61 in der Röhre 19 des Spitzenabschnittes 14 als
die proximale Region 52 des Nadeldurchganges. Wie in der
Ausführungsform
von 9 und 9A ist ein Durchgang 51 in
der Spitzenelektrode 36 bereitgestellt. Innerhalb der Spitzenelektrode 36 ist
die Nadel 46 koaxial innerhalb eines Schutzrohres 47 angebracht, obwohl
das Schutzrohr sich nicht in den Hohlraum 61 erstreckt.
Die innere Region des Schutzrohres 46 dient als die distale
Region 55 des Nadeldurchgangs. Der Innendurchmesser des
Hohlraumes 61 ist somit größer als der Innendurchmesser
des Schutzrohres 47, wodurch eine Stufe 48 am
distalen Ende des Hohlraumes erzeugt wird. Ein verlängertes
Rohr 63, bevorzugterweise mit einer Länge von wenigstens etwa 50,8
mm (2 Zoll) ist koaxial um einen Teil der Injektionsnadel 46 angebracht,
der sich in der proximalen Region 52 befindet. Das verlängerte Rohr 61 kann
aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein, wie beispielsweise
Kunststoff oder Nitinol. Die verlängerte Röhre 63 weist einen
Durchmesser auf, der größer ist
als der Innendurchmesser des Schutzrohres 47 und dient
somit in einer Art und Weise ähnlich
der oben beschriebenen Schulter als Nadelanschlag.
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Der
Nadelanschlag 59 muss nicht koaxial auf der Injektionsnadel 46 angebracht
sein. Beispielsweise könnte
der Nadelanschlag in der Form einer rechteckigen Nase vorliegen,
die nur auf einem Teil des Umfanges der Injektionsnadel 46 angebracht
ist. Eine jegliche andere geeignete Konstruktion kann für den Nadelanschlag 59 vorgesehen
sein, solange der Nadelanschlag eine Größe und Form aufweist, so dass
er nicht in die distale Region 55 des Nadeldurchganges
hineingeht.
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In
einer weiteren alternativen Konstruktion ist, wie in 11 gezeigt,
der Nadelanschlag 59 einstückig mit der Injektionsnadel 46 ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Injektionsnadel 46 aus zwei Stücken einer Röhre ausgebildet,
einer proximalen Röhre 65 und
einer distalen Röhre 67,
von denen eine jede aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt
sein kann, wie beispielsweise Metall oder Kunststoff, wie oben beschrieben.
Das proximale Ende der distalen Röhre 67 ist am distalen
Ende der proximalen Röhre 65 verschweißt oder
anderweitig befestigt. Bevorzugterweise ist das proximale Ende der
distalen Röhre 67 in
das distale Ende der proximalen Röhre 65 eingeführt und
durch Polyurethankleber oder dergleichen befestigt. Die proximale Röhre 65 weist
einen Außendurchmesser
auf, der größer als
der Außendurchmesser
der distalen Röhre 67 und
größer als
der Innendurchmesser der distalen Region 55 des Nadeldurchganges
ist. Die proximale Röhre
dient somit als Nadelanschlag 59.
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Der
Nadeldurchgang kann durch irgendeine geeignete Kombination von Elementen
in dem Spitzenabschnitt ausgebildet sein, solange er eine proximale
Region 52 mit einem proximalen Durchmesser und eine distale
Region 55 mit einem distalen Durchmesser aufweist, der
geringer ist als der proximale Durchmesser. Der Nadeldurchgang kann
somit aus einer Röhre
ausgebildet sein, die von dem Spitzenabschnitt 14 getrennt
ist, wie, beispielsweise, in den 11 und 10,
die oben diskutiert wurden, gezeigt. Alternativ kann der Nadeldurchgang
direkt in dem Spitzenabschnitt 14 und der Spitzenelektrode 36 ausgebildet
sein, oder direkt nur in dem Spitzenabschnitt, wenn keine Spitzenelektrode
bereitgestellt ist. In einer weiteren Alternative kann eine Kombination
dieser Ansätze
bereitgestellt sein, beispielsweise wie in der oben diskutierten 10 gezeigt.
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Zusätzlich ist
ein elektromagnetischer Messfühler 72,
wie in 3 gezeigt, in dem distalen Ende des Spitzenabschnittes 14 enthalten.
Der elektromagnetische Messfühler 72 ist
an ein Kabel 74 für
einen elektromagnetischen Messfühler
verbunden, das sich durch einen dritten Hohlraum 34 des
Spitzenabschnittes 14 durch den Katheterkörper 12 in
den Steuergriff 16 erstreckt. Das Kabel 74 für den elektromagnetischen
Messfühler
umfasst mehrere Drähte, die
von einer Kunststoffhülse
umfasst sind. In dem Steuergriff 16 sind die Drähte des
Messfühlerkabels 74 mit
einer Schalttafel 64 verbunden. Die Schalttafel 64 verstärkt das
von dem elektromagnetischen Messfühler erhaltene Signal und überträgt es an
einen Computer in einer Form, die vom Computer verstanden wird.
Da der Katheter nur für
die Einmalanwendung konstruiert ist, enthält die Schaltkarte auch einen
EPROM-Chip, der die Schaltkarte abschaltet, nachdem der Katheter
verwendet worden ist. Dies verhindert, dass der Katheter oder wenigstens
der elektromagnetische Messfühler
zweimal verwendet wird. Ein geeigneter elektromagnetischer Messfühler ist,
beispielsweise, in US-Patent 4,391,199 beschrieben. Ein bevorzugter
elektromagnetischer Kartierungsmessfühler 72 wird von Biosense
Ltd., Israel, hergestellt und unter der Bezeichnung NOGA vermarktet.
Um den elektromagnetischen Messfühler 72 zu
verwenden, wird der Patient in ein Magnetfeld gegeben, das, beispielsweise,
erzeugt wird, indem unter dem Patienten eine Auflage angeordnet
wird, die Spulen zum Erzeugen eines Magnetfeldes enthält. Ein
elektromagnetischer Referenzmessfühler wird relativ zum Patienten
fixiert, z. B. am Rücken
des Patienten festgeklebt, und der Injektionskatheter, der einen
zweiten elektromagnetischen Messfühler enthält, wir in das Herz des Patienten
vorgeschoben. Ein jeder Messfühler
umfasst drei kleine Spulen, die im Magnetfeld schwache elektrische
Signale erzeugen, die ihre Position im Magnetfeld angeben. Signale,
die sowohl von dem fixierten Referenzmessfühler als auch von dem zweiten
Messfühler
im Herzen generiert werden, werden verstärkt und auf einen Computer übertragen,
der die Signale analysiert und dann die Signale auf einem Monitor
darstellt. Mit diesem Verfahren kann der genaue Ort des Messfühlers im Katheter
relativ zum Referenzmessfühler
ermittelt und visuell dargestellt werden. Der Messfühler kann auch
eine Versetzung des Katheters nachweisen, die durch die Kontraktion
des Herzmuskels verursacht wird.
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Unter
Verwendung dieser Technologie kann der Arzt visuell eine Herzkammer
kartieren. Dieses Kartieren wird erreicht durch Vorschieben der
Katheterspitze in eine Herzkammer, bis Kontakt mit der Herzwand
hergestellt ist. Diese Position wird aufgezeichnet und gespeichert.
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Die
Katheterspitze wird dann zu einer weiteren Position in Kontakt mit
dem Herzen gebracht und die Position erneut aufgezeichnet und gespeichert.
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Der
elektromagnetische Kartierungsmessfühler 72 kann alleine
oder bevorzugtererweise in Kombination mit der Spitzenelektrode 36 und
der Ringelektrode 38 verwendet werden. Durch Kombinieren
des elektromagnetischen Messfühlers 72 und der
Elektroden 36 und 38 kann ein Arzt gleichzeitig die
Konturen oder die Form der Herzkammer, die elektrische Aktivität des Herzens
und das Ausmaß einer
Versetzung des Katheters kartieren und somit die Anwesenheit und
den Ort von ischämischem
Gewebe identifizieren. Genauer wird der elektromagnetische Karierungsmessfühler 72 verwendet,
um die genaue Stelle der Spitzenelektrode im Herzen und das Ausmaß an Katheterversetzung
zu überwachen. Die
Spitzenelektrode 36 und die Ringelektrode 38 werden
verwendet, um die Stärke
der elektrischen Signale an dieser Stelle zu überwachen. Gesundes Herzgewebe
wird durch starke elektrische Signale zusammen mit einer starken
Versetzung identifiziert. Totes oder erkranktes Herzgewebe wird
durch schwache elektrische Signale in Kombination mit dysfunktionaler
Versetzung identifiziert, d. h. Versetzung in eine Richtung entgegen
der von gesundem Gewebe. Ischämisches
oder unterkühltes
oder sich nach vorübergehender
Ischämie
nicht kontrahierendes Herzgewebe wird identifiziert durch starke
elektrische Signale in Verbindung mit einer gestörten Versetzung. Somit wird
die Kombination des elektromagnetischen Kartierungsmessfühlers 72 und
der Spitzen- und Ringelektroden 36 und 38 als
ein diagnostischer Katheter verwendet, um zu bestimmen, ob und wo
ein Wirkstoff in die Wand des Herzens infundiert werden soll. Wenn
das Vorhandensein und die Stelle von ischämischem Gewebe identifiziert
worden ist, kann der Spitzenabschnitt 14 des Katheters
abgelenkt werden, so dass die Injektionsnadel 46 im allgemeinen
senkrecht, d. h. in einem rechten Winkel zum ischämischen
Gewebe ist und die Injektionsnadel kann dann aus dem distalen Ende
der Spitzenelektrode 36 heraus und in die Wand des Herzens
erstreckt werden.
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Man
wird verstehen, dass, während
es bevorzugt ist, sowohl elektrophysiologische Elektroden als auch
einen elektromagnetischen Messfühler
in der Katheterspitze aufzunehmen, es nicht erforderlich ist, dass
beide enthalten sind. Beispielsweise kann ein Injektionskatheter
mit einem elektromagnetischen Messfühler aber ohne elektrophysiologische Elektroden
in Kombination mit einem getrennten Kartierungskathetersystem verwendet
werden. Ein bevorzugtes Kartierungssystem umfasst einen Katheter,
der mehrere Elektroden und einen elektromagnetischen Messfühler umfasst,
wie beispielsweise den NOGA-STAR-Katheter, der von Biosense Webster, Inc.
vermarktet wird, und Mittel zum Überwachen
und Darstellen der Signale, die von den Elektroden und dem elektromagnetischen
Messfühler
aufgenommen werden, wie beispielsweise das Biosense-NOGA-System,
das ebenfalls von Biosense Webster, Inc., vermarktet wird.
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Den
Elektrodenleitungsdrähten 40 und
dem Kabel 74 für
den elektromagnetischen Messfühler muss
innerhalb eines Katheterkörpers
eine gewissen Bewegung in Längsrichtung
erlaubt sein, so dass sie nicht brechen, wenn der Spitzenabschnitt 14 abgelenkt
wird. Wie in 5 gezeigt wird, um eine derartige
Bewegung in Längsrichtung
vorzusehen, ein Tunnel durch die Klebeverbindung 50 bereitgestellt, die
das proximale Ende der Druckschlange 44 innerhalb des Katheterkörpers 12 fixiert.
Der Tunnel wird durch ein Überführungsrohr 27 ausgebildet,
das bevorzugterweise aus einem kurzen Abschnitt Polyimidröhre ausgebildet
ist. Das Übertragungsrohr
ist etwa 60 mm lang und weist einen Außendurchmesser von etwa 0,53
mm (0,021 Zoll) und einen Innendurchmesser von etwa 0,48 mm (0,019
Zoll) auf.
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Die
Längsbewegung
des Zugdrahtes 42 relativ zum Katheterkörper 12, was zur Ablenkung
des Spitzenabschnittes 14 führt, wird erreicht durch geeignete
Handhabung des Steuergriffes 16. Wie in 8 gezeigt
umfasst das distale Ende des Steuergriffes 16 einen Kolben 54 mit
einer Daumensteuerung 56 zum Betätigen des Zugdrahtes 42.
Das proximale Ende des Katheterkörpers 12 ist
mit dem Kolben 54 vermittels einer Schrumpfbüchse 28 verbunden.
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Die
Injektionsnadel 46 innerhalb des Schutzrohrs 47,
der Zugdraht 42, die Leitungsdrähte 40 und das Kabel 74 für den elektromagnetischen
Messfühler
erstrecken sich durch den Kolben 54. Der Zugdraht 42 ist
an einem Verankerungsstift 57 verankert, der proximal zum
Kolben 54 angeordnet ist. Die Leitungsdrähte 40 und
das Kabel 74 für
den elektromagnetischen Messfühler
erstrecken sich durch einen ersten Tunnel 58, der nahe
der Seite des Steuergriffes 16 angeordnet ist. Das elektromagnetische Messfühlerkabel 74 ist
mit der Schalttafel 64 in dem proximalen Ende des Steuergriffes
verbunden. Die Drähte 69 verbinden
die Schalttafel 64 mit einem Computer und einen bildgebenden
Monitor (nicht gezeigt).
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Die
Injektionsnadel 46 und das Schutzrohr 47 erstrecken
sich durch ein Führungsrohr 66,
das bevorzugterweise aus Polyurethan hergestellt ist, und diesen
wird darin eine Längsbewegung
geboten. Das Führungsrohr 66 ist
an dem Kolben 54 verankert, bevorzugterweise durch Kleber
an der Klebeverbindung 53. Diese Konstruktion erlaubt die
Bewegung der Nadel 46 und des Schutzrohres 47 in Längsrichtung
innerhalb des Steuergriffes 16, so dass die Nadel 46 nicht
bricht, wenn der Kolben 54 eingestellt ist, um dem Zugdraht 42 zu
betätigen.
Innerhalb des Kolbens 54 ist der Zugdraht 42 innerhalb eines Übergangrohres 27a und
das Kabel 74 für
den elektromagnetischen Messfühler
und die Leitungsdrähte 40 innerhalb
eines weiteren Übergangsrohres 27b angeordnet,
um eine Längsbewegung
der Drähte
und des Kabels nahe der Klebeverbindung 53 zu erlauben.
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Die
Injektionsnadel 46, das Schutzrohr 47 und das
Führungsrohr 66 erstrecken
sich durch einen zweiten Tunnel 60, der nahe der Seite
des Steuergriffs 16 gegenüber dem Verankerungsstift 57 angeordnet
ist. Um ein erwünschtes
Biegen der Injektionsnadel 46 zu vermeiden wird ein Abstand 62 zwischen dem
proximalen Ende des Kolbens 54 und dem distalen Ende des
zweiten Tunnels 60 bereitgestellt. Bevorzugterweise weist
der Abstand 62 eine Länge
von wenigstens 12,7 mm (0,50 Zoll) und bevorzugtererweise etwa von
etwa 15,2 mm (0,60 Zoll) bis etwa 22,9 mm (0,90 Zoll) auf.
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In
proximalen Ende des Steuergriffes 16 erstrecken sich die
Injektionsnadel 46, das Schutzrohr 47 und das
Polyurethanführungsrohr 66 durch
ein zweites größeres Kunststoffführungsrohr 68,
das bevorzugterweise aus Teflon® hergestellt
ist, was eine verschiebbare Bewegung in Längsrichtung für das Führungsrohr 66,
die Injektionsnadel 46 und das Schutzrohr 47 liefert.
Das zweite Führungsrohr 68 ist an
der Innenseite des Steuergriffes 16 durch Kleber oder dergleichen
verankert und erstreckt sich proximal über den Steuergriff 60.
Das zweite Führungsrohr 68 schützt die
Injektionsnadel 46 sowohl vor dem Kontakt mit der Schalttafel 64 als
auch von irgendwelchen scharfen Biegungen, wenn das Führungsrohr 66,
die Nadel 46 und das Schutzrohr 47 aus dem Steuergriff 16 austreten.
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Das
Verlängern
und Zurückziehen
der Injektionsnadel 46 aus dem distalen Ende der Spitzenelektrode 36 wird
durch den Nadelkontrollgriff 17 erreicht. Wie in den 2a und 2b dargestellt,
umfasst der Nadelkontrollgriff 17 in einer Ausführungsform
einen im Allgemeinen zylindrischen Außenkörper 80 mit einem
proximalen und einem distalen Ende, eine Kolbenkammer 82,
die sich einen Teil des Weges dadurch hindurch erstreckt, und einen
Nadeldurchgang 83, der sich einen Teil des Weges dadurch
hindurch erstreckt. Die Kolbenkammer 82 erstreckt sich
vom proximalen Ende des Griffes einen Teil des Weges in den Körper 80,
erstreckt sich aber nicht aus dem distalen Ende des Körpers heraus.
Der Nadeldurchgang 83, der einen Durchmesser aufweist,
der geringer ist als der der Kolbenkammer 82, erstreckt
sich von dem proximalen Ende der Kolbenkammer zum proximalen Ende
des äußeren Körpers 80.
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Ein
Kolben 84 mit einem proximalen und einem distalen Ende
ist verschiebbar innerhalb der Kolbenkammer 82 angebracht.
Ein Luer-Verbinder 86 ist im distalen Ende des äußeren Körpers angebracht. Der
Kolben 84 weist einen axialen Durchgang 85 auf, durch
den sich die Injektionsnadel 46 erstreckt, wie detaillierter
unten beschrieben. Eine Druckfeder 88 ist innerhalb der
Kolbenkammer 82 zwischen dem distalen Ende des Kolbens 84 und
dem äußeren Körper 80 angebracht.
Die Druckfeder 88 kann entweder zwischen dem Kolben 84 und
dem äußeren Körper 80 angeordnet
sein oder kann ein Ende in Kontakt mit dem Kolben 84 oder
daran befestigt aufweisen, während
das andere Ende in Kontakt mit dem äußeren Körper 80 oder daran
befestigt ist.
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Das
proximale Ende der Injektionsnadel 46 ist entweder direkt
oder indirekt mit dem Luer-Verbinder 86 vermittels
eines ersten steifen Rohres 90 verbunden, das bevorzugterweise
aus rostfreiem Stahl hergestellt ist und das ein proximales Ende
aufweist, das in den Luer-Verbinder
eingepasst ist. Diese Anordnung befestigt die Injektionsnadel 46 fest
mit dem Kolben 84, so dass sie sich mit dem Kolben in Längsrichtung
bewegt. Das erste steife Rohr 90 ist auch entweder direkt
oder indirekt fest mit dem Kolben 84 verbunden und bewegt
sich in Längsrichtung
mit dem Kolben. In der in den 2a und 2b dargestellten
Ausführungsform
ist das erste steife Rohr 90 am proximalen Ende des Kolbens 84 angebracht,
alternativ kann das erste steife Rohr 90 irgendwo sonst entlang
der Länge
des Kolbens 84 angebracht sein. Die Injektionsnadel 46 und
das erste steife Rohr 90 erstrecken sich durch den axialen
Durchgang 85 des Kolbens 84. Innerhalb des axialen
Durchganges 85 weist ein zweites steifes Rohr 91,
das bevorzugterweise aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, ein proximales
Ende auf, das koaxial innerhalb des distalen Endes des ersten steifen
Rohres 90 angebracht ist oder dieses umgibt. Das proximale
Ende des zweiten steifen Rohres 91 ist innerhalb des Schutzrohres 47 angebracht,
dessen distales Ende sich innerhalb des axialen Durchganges 85 befindet,
und das distale Ende des zweiten steifen Rohres ist, direkt oder
indirekt, am äußeren Körper 80 angebracht.
Das Führungsrohr 66,
durch das sich die Schutzröhre 47 und die
Injektionsnadel 46 erstrecken, ist, wie oben diskutiert,
fest an dem äußeren Körper 80 vermittels
einer Schrumpfbüchse 92 angebracht,
wie allgemein in der Technik bekannt ist.
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Bei
der Verwendung wird Kraft an dem Kolben 84 angelegt, um
eine distale Bewegung des Kolbens relativ zum äußeren Körper 80 zu verursachen, was
die Druckfeder 88 komprimiert. Diese Bewegung bedingt,
dass sich die Injektionsnadel 46 entsprechend distal relativ
zum äußeren Körper, dem
Führungsrohr 66,
dem Schutzrohr 47 und dem Katheterkörper 12 bewegt, so
dass sich das distale Ende der Injektionsnadel außerhalb
des distalen Endes der Spitzenelektrode 36 erstreckt. Wenn
die Kraft vom Kolben weggenommen wird, drückt die Druckfeder 88 den
Kolben 84 proximal in seine ursprüngliche Position, wodurch bedingt
wird, dass sich das distale Ende der Injektionsnadel 46 in
die Spitzenelektrode 36 zurückzieht. Nach distaler Bewegung
des Kolbens 84 bewegt sich das erste steife Rohr 90 distal über das
zweite steife Rohr 91, um zu verhindern, dass die Injektionsnadel 46 innerhalb
des axialen Durchganges 85 knickt.
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Der
Kolben 84 umfasst weiter einen Längsschlitz 100, der
sich über
einen Teil seiner äußeren Kante
erstreckt. Ein Sicherungsmittel, wie beispielsweise eine Einstellschraube,
ein Stift oder ein anderer Verriegelungsmechanismus 102 erstreckt
sich durch den äußeren Körper 80 und
in den Längsschlitz 100.
Die Konstruktion beschränkt
die Strecke, über
die der Kolben proximal aus der Kolbenkammer 82 geschoben
werden kann. Wenn sich das distale Ende der Injektionsnadel 46 in
der zurückgezogenen Position
befindet, befindet sich das Sicherungsmittel 102 bevorzugterweise
am oder nahe am distalen Ende des Längsschlitzes 100.
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Das
proximale Ende des Kolbens 84 weist eine äußere Oberfläche 104 mit
einem Gewinde auf. Eine kreisförmige
Daumensteuerung 106 ist drehbar am proximalen Ende des
Kolbens angebracht. Die Daumensteuerung 106 weist eine
innere Oberfläche 108 mit
einem Gewinde auf, die mit der äußeren, ein Gewinde
tragenden Oberfläche 104 des
Kolbens in Wechselwirkung tritt. Die Daumensteuerung 106 wirkt
als ein Anschlag, der die Strecke begrenzt, über die der Kolben 84 in
die Kolbenkammer 82 geschoben werden kann, und damit die
Strecke, über
die die Injektionsnadel 46 aus dem distalen Ende des Katheters
heraus erstreckt werden kann. Die mit Gewinden versehenen Oberflächen der
Daumensteuerung 106 und des Kolbens 84 erlauben,
dass die Daumensteuerung näher
an das proximale Ende des äußeren Körpers 80 oder
von diesem weiter weg bewegt werden kann, so dass die Verlängerungsstrecke
der Injektionsnadel durch den Arzt gesteuert werden kann. Ein Sicherungsmittel,
wie beispielsweise eine Spannschraube 110 wird in der Daumensteuerung 106 bereitgestellt,
um die Spannung zwischen der Daumensteuerung und dem Kolben 84 zu steuern.
Wie von den Fachleuten auf dem Gebiet erkannt werden würde, kann
die Daumensteuerung 106 durch irgendeinen anderen Mechanismus
ersetzt werden, der als ein Anschlag wirken kann, um die Strecke
zu beschränken, über die
sich der Kolben 84 in die Kolbenkammer 82 erstreckt,
und es ist nicht notwendig, obwohl es bevorzugt ist, dass der Anschlag
relativ zum Kolben eingestellt werden kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist, werden zwei oder mehr Zugdrähte (nicht
gezeigt) bereitgestellt, um die Fähigkeit zu erhöhen, den
Spitzenabschnitt zu betätigen.
Bei einer derartigen Ausführungsform
erstrecken sich ein zweiter Zugdraht und eine umgebende zweite Druckfeder durch
den Katheterkörper
und in getrennte, außerhalb
der Achse gelegene Hohlräume
in dem Spitzenabschnitt. Die Hohlräume des Spitzenabschnittes, die
die Zugdrähte
aufnehmen können,
können
in benachbarten Quadranten sein. Der erste Zugdraht ist bevorzugterweise
proximal zur Ankerposition des zweiten Zugdrahtes verankert. Der
zweite Zugdraht kann an der Spitzenelektrode verankert sein oder kann
an der Wand des Spitzenabschnittes benachbart zum distalen Ende
des Spitzenabschnittes verankert sein.
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Die
Entfernung zwischen dem distalen Ende der Druckfedern und den Verankerungsstellen
eines jeden Zugdrahtes in dem Spitzenabschnitt bestimmt die Biegung
des Spitzenabschnittes
14 in der Richtung der Zugdrähte. Beispielsweise
erlaubt eine Anordnung, bei der zwei Zugdrähte in verschiedenen Entfernungen
von den distalen Enden der Druckfedern verankert sind, eine lange
Kurve in einer ersten Ebene und eine kurze Kurve in einer Ebene
90° zur ersten,
d. h. eine erste Kurve in einer Ebene, die sich im Allgemeinen entlang
der Achse des Spitzenabschnittes befindet, bevor sie abgelenkt ist,
und eine zweite Kurve distal zu der ersten Kurve in einer transversalen
und bevorzugterweise zur ersten Ebene senkrechten Ebene. Das Merkmal
eines hohen Drehmomentes des Katheterspitzenabschnittes
14 verringert
die Neigung zum Ablenken in eine Richtung, um die Ablenkung in die
andere Richtung zu deformieren. Geeignete Ablenkungssteuergriffe
zur Verwendung mit einem derartigen Katheter sind in EP-A-0 904
796, EP-A-0 985 423, EP-A-0 982 047 und der US-Patentanmeldung mit dem Titel „Single
Gear Drive Bidirectional Control Handle for Steerable Catheter" von Tim Bumbalough
et al., die am 10. April 2000 eingereicht wurde und nun als
US 6,468,260 veröffentlicht
ist, beschrieben.
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Als
eine Alternative zu der oben beschriebenen Ausführungsform können sich
die Zugdrähte (nicht
gezeigt) in diametral gegenüberliegende,
außerhalb
der Achse angeordnete Hohlräume
in dem Spitzenabschnitt erstrecken. Bei einer derartigen Ausführungsform
kann ein jeder der Zugdrähte
an der gleichen Stelle entlang der Länge des Spitzenabschnittes
verankert sein, wobei die Biegungen des Spitzenabschnittes in entgegengesetzte
Richtungen gleich sind und der Spitzenabschnitt veranlasst werden
kann, sich ohne Drehung des Katheterkörpers in eine jede Richtung
zu biegen.
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Die
vorhergehende Beschreibung ist unter Bezugnahme auf derzeit bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung erfolgt. Fachleute auf dem Gebiet der Technik und
der Technologie, an die sich diese Erfindung wendet, werden anerkennen,
dass Abwandlungen und Änderungen
in der beschriebenen Struktur durchgeführt werden können, ohne
erheblich vom Umfang dieser Erfindung abzuweichen, wie er durch
die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.
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Entsprechend
sollte die vorhergehende Beschreibung nicht so gelesen werden, dass
sie nur die präzisen
Strukturen betrifft, die in den beigefügten Zeichnungen beschrieben
und dargestellt sind, sondern sollte konsistent mit und als Stütze zu den
folgenden Ansprüchen
gelesen werden, die ihren vollumfänglichsten und fairen Umfang
haben sollen.