DE60106887T2 - Gerät zur blutgefässwandtemperaturmessung - Google Patents

Gerät zur blutgefässwandtemperaturmessung Download PDF

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Description

  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft medizinische Vorrichtungen zum Messen und räumlichen Aufzeichnen der Temperatur von Vaskulärgewebe. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Lokalisierung von entzündetem oder instabilem arteriosklerotischem Plaque in einem Blutgefäß.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Plaque kann sich im kardiovaskulären System eines Patienten bilden. Der Plaque kann ziemlich ausgedehnt sein und eine erhebliche Strecke des Blutgefäßes blockieren. Außerdem kann der Plaque entzündet und instabil sein, wobei solcher Plaque zerreißen, erodieren und Geschwüre bilden kann, die beim Patienten einen Herzinfarkt, eine Thrombose oder sonstige, unerwünschte schädliche Effekte verursachen können. Außerdem wird die relative Viskosität des Blutes erhöht, und die Aggregation der Plättchen steigt mit der Temperatur (Dintefass L., Rheology of Blood in Diagnostic and Preventive Medicine, London, UK:Butterworths; 1976; 66–74). Vorausgegangene Studien ex vivo haben gezeigt, daß tatsächlich eine thermische Heterogenität in der menschlichen karotiden arteriosklerosen Plaque vorhanden ist (Casscells W, Hathorn B, David M, Krabach T, Vaughn WK, McAllister HA, Bearman G, Willerson JT; Thermal detection of cellular infiltrates in living artherosclerotic plaques: possible implications for plaque rupture and thrombosis, Lancet, 1996; 347:1447–14449).
  • Heute stehen mehrere Verfahren zur optischen Darstellung der Morphologie eines Blutgefäßes und somit zur Lokalisierung arterosklerotischer Bereiche zur Verfügung.
  • Die Angiographie wird eingesetzt, um Abnormalitäten oder Okklusionen in Blutgefäßen im gesamten Blutkreislauf sowie in manchen Organen festzustellen. Das Verfahren wird häufig eingesetzt zur Identifizierung von Arteriosklerose, zur Diagnose von Herzkrankheiten, zur Beurteilung der Nierenfunktion und zum Aufspüren von Nierenzysten oder Tumoren, zum Aufspüren eines Aneurysmas, Tumors, Blutgerinnsels oder arterievenöser Mißbildungen im Gehirn und zur Diagnose von Problemen im Zusammenhang mit der Netzhaut im Auge.
  • Die Angiographie erfordert die Injektion eines Kontrastmittels, welches die Blutgefäße im Röntgenbild sichtbar macht. Der Farbstoff wird mittels eines als Arteriepunktion bekanntem Verfahren injiziert. Die Punktion erfolgt in der Regel in der Leistengegend, in der Achselhöhle, auf der Innenseite des Ellenbogens oder am Hals.
  • Insbesondere für die Kardialangiographie erfolgt die Punktion normalerweise in der Oberschenkelarterie. Eine Nadel, die ein Stilett trägt, wird in die Arterie eingeführt. Sobald die Arterie mit der Nadel punktiert worden ist, wird das Stilett entfernt und von einer intravaskulären Scheide ersetzt, durch welche ein Führungskatheter in die Oberschenkelarterie eingebracht wird. Sobald der Führungskatheter in die Nähe der interessierenden Arterie gebracht worden ist, beispielsweise die Koronararterien, kann ein Führungsdraht in die Arterie eingeführt und zur interessierenden Stelle vorgeschoben werden.
  • Die Fluoroskopie ermöglicht die Überwachung des Gefäßsystems vom Patienten und wird zur Führungskontrolle des Vorschubs des Führungskatheters und des Führungsdrahts an die richtige Stelle eingesetzt. Das Kontrastmittel wird injiziert, und während des gesamten Farbstoffinjizierungs-Vorgangs werden Röntgen- und/oder fluoroskopische Bilder (oder bewegte Röntgenbilder) aufgenommen, um die Gefäßmorphologie optisch darzustellen.
  • Ein Nachteil des Kontrastmittel-Einsatzes in der Angiographie ist die Gefahr, daß Patienten mit Nierenleiden oder Nierenverletzung einen weiteren Nierenschaden durch das für die Angiographie eingesetzte Kontrastmittel erleiden können. Patienten mit Blutgerinnungs-Problemen, mit bekannter allergischer Reaktion auf Kontrastmittel oder mit allergischer Reaktion auf Jod, eine Komponente mancher Kontrastmittel, könnten ebenfalls keine geeigneten Kandidaten für ein angiographisches Verfahren sein.
  • Die Angiographie eignet sich zwar recht gut zur Lokalisierung eines großen Plaques in Arterien, dieses Verfahren kann jedoch nicht feststellen, ob der Plaque entzündet und/oder instabil ist.
  • EP 0,856,278 offenbart einen thermographischen Katheter, in welchem eine Ballon-Erweiterungsvorrichtung betätigt wird, um Temperatursensoren in Kontakt mit einer Gefäßwand zu positionieren, um die Wandtemperatur zu messen. Erhöhte Temperaturen deuten auf entzündeten Plaque hin.
  • WO 92/20290 offenbart einen thermischen Ablationskatheter mit einer expandierbaren Käfigstruktur, um ein Blutgefäß offen zu halten und damit zu verhindern, daß die Gefäßwand mit einem zentralen Heizelement in Berührung kommt. Temperatur-Sensorelemente werden vorgesehen, um die im Verfahren der Wärmetherapie erzielten Temperaturen zu überwachen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine thermographische Katheter-Apparatur für Temperaturmessungen entlang einer Strecke vaskulären Gewebes einen flexiblen Körper, wenigstens zwei thermische Sensoren, von welchen jeder auf einer äußeren Stirnfläche und in Richtung zum freien Ende eines respektiven, federnd vorgespannten Vorsprungs montiert ist, um dabei im Einsatz das vaskuläre Gewebe zu berühren, und ein Träger zur Übertragung der Temperaturdaten an der Gefäßwand von jedem thermischen Sensor zu einer entfernten Vorrichtung, wobei jeder Vorsprung unter der federnden Vorspannung im wesentlich unabhängig von den anderen eingesetzt werden kann, so daß im Einsatz das freie Ende des Vorsprungs im wesentlichen der Morphologie des vaskulären Gewebes während der Bewegung der Apparatur im Gewebe folgt und somit den thermischen Kontakt zwischen dem thermischen Sensor und dem vaskulären Gewebe aufrecht erhält.
  • Es ist in diesem Zusammenhang wichtig, daß berichtet wurde, daß instabiler und entzündeter Plaque einen Temperaturanstieg der Arterienwand um bis zu 2,5°C in der Nähe des entzündeten Plaque verursacht. Mit der vorliegenden Erfindung wird die vaskuläre Katheterapparatur, hiernach als thermographischer Katheter bezeichnet, in die Arterie eingeführt, um die Temperatur an der Gefäßwand zu messen. Die Temperatur-Information wird dann über den Träger an eine entfernt angeordnete Vorrichtung übertragen, mit welcher die Temperatur ausgewertet und aufgezeichnet werden kann. Somit kann die vorliegende Erfindung entzündeten Plaque lokalisieren, indem sie die Gefäßwand auf erhöhte Temperaturen überwacht. Dies kann erfolgen, indem die Temperatur relativ zu normalen Segmenten eines Gefäßes oder in Form von absoluten Temperaturwerten gemessen wird.
  • Im allgemeinen umfaßt der thermographische Katheter eine Mehrzahl koaxialer Lumen. Vorzugsweise weist der thermographische Katheter ein Zentrallumen auf, welches adaptiert ist zum Anbringen auf einem standardmäßigen angioplastischen Führungsdraht, der sich für vaskuläre Eingriffe eignet. Die Apparatur basiert vorzugsweise auf dem Schnellaustausch- oder Monorail-System, obwohl Techniken "über den Draht" ebenfalls vorgesehen sind. Vorzugsweise befindet sich außerhalb des Zentrallumens ein Zwischenlumen. Vorzugsweise befindet sich außerhalb des Zwischenlumens ein externes Lumen, welches hiernach als Scheibe bezeichnet wird. Vorzugsweise befindet sich ein Führungselement an der Distalspitze der Apparatur. Andere Lumen können vorhanden sein, und alle Lumen können Komponenten in sich selbst oder zwischen benachbarten Lumen unterbringen.
  • Die Vorsprünge werden vorzugsweise auf dem Zentral- oder Zwischenlumen montiert, sie können jedoch an einem beliebigen Lumen innerhalb der Scheide angebracht werden.
  • Das zentrale Lumen kann aus den Katheterlumen-Standardmaterialien hergestellt sein, beispielsweise aus Nylon, PTFE, Polyurethan, Polykarbonat und Silikonen sowie aus Mischungen dieser Materialien.
  • Das Zwischenlumen und die Scheide werden im allgemeinen konstruiert aus den oben genannten Katheterlumen-Standardmaterialien, die jedoch einzeln selektiert werden.
  • Die Scheide ist so adaptiert, daß sie über das benachbarte Lumen paßt, welches innerhalb der Scheide untergebracht ist, und sie sollte sich relativ zum benachbarten Lumen unter der Steuerung mit einer entfernt angeordneten Vorrichtung bewegen können.
  • Vorzugsweise sind das zentrale und das Zwischenlumen miteinander verbunden und können sich nicht relativ zu einander bewegen.
  • Vorzugsweise ist das Führungselement an der extremen Distalspitze angeordnet und permanent am Zentrallumen montiert. Vorzugsweise ist das Führungselement aus einem Material hergestellt, welches die Möglichkeit einer Gefäßwandbeschädigung minimiert. Zum Beispiel wird gewöhnlich ein elastisches Material eingesetzt, um das Führungselement zu bilden. Insbesondere sind bevorzugte Materialien für das Führungselement mitunter Nylon, PTFE, Polyurethan, Polykarbonat und Silikone. Das Führungselement ist gewöhnlich in Richtung zur extremen Distalspitze verjüngt und weist eine Geschoß- oder Birnenform auf. Dies ermöglicht die leichte Manipulation des Katheters innerhalb des vaskulären Gewebes und minimiert die Möglichkeit potentieller Beschädigung des vaskulären Gewebes. Der Distalteil, typisch die letzten etwa 20 cm, muß ausreichend flexibel sein, um es dem thermographischen Katheter zu ermöglichen, Arterienkrümmungen von mindestens 90° und bis zu 180° zu passieren in Gefäßen von nur 2 mm Größe mit einem Krümmungsradius, der möglicherweise nur 4 mm beträgt.
  • Vorzugsweise weist der flexible Körper des thermographischen Katheters eine Längsachse auf, und wenigstens einige der Vorsprünge erstrecken sich in radialer Richtung von der Longitudinalachse des Körpers. Generell weisen die Vorsprünge eine längliche Form auf, vorzugsweise mit Abmessungen im Bereich von 2 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 3 mm bis 7 mm Länge. Die Vorsprünge weisen Vorzugsweise einen Durchmesser von 0,3 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm auf.
  • Ein erstes Ende des Vorsprungs ist bevorzugt am Körper befestigt, vorzugsweise am Zwischen- und/oder am Zentrallumen, während ein zweites Ende einen oder mehrere Sensoren aufweist. Das zweite Ende ist vorzugsweise frei, d.h. nicht an einem Lumen befestigt, und so adaptiert, daß es sich vom Zentrallumen weg bewegen kann.
  • Alternativ kann der Vorsprung in mehr als nur einer Position an einem Lumen befestigt sein, zum Beispiel an jedem Ende des Vorsprungs. Eine solche Vorsprung-Konstruktion bildet eine Schleife. In einem solchen Fall ist der Sensor vorzugsweise am Apex der Schleife angeordnet.
  • Zwei oder mehr Sensoren, vorzugsweise 2 bis 10 Sensoren und besonders bevorzugt 2 bis 6 Sensoren, können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Vorzugsweise wird jeder Sensor auf einem separaten Vorsprung montiert. In einem besonders bevorzugten Beispiel sind vier Vorsprünge, davon jeder mit einem darauf montierten Sensor, vorgesehen.
  • Die Sensoren sind vorzugsweise auf einer Außen-Stirnfläche des Vorsprungs angeordnet, relativ zum Zentrallumen, d.h. sie weisen im Einsatz in Richtung zum Gewebe. Jeder Sensor sollte vorzugsweise in Richtung zur oder an der Distalspitze des Vorsprungs angeordnet sein.
  • Die Vorsprünge müssen nicht im wesentlichen in der gleichen Umfangsebene des Körpers des thermographischen Katheters angeordnet sein, jedoch diese Konfiguration ist bevorzugt.
  • Die Vorsprünge weisen vorzugsweise ein superelastisches Material auf. Der Begriff Superelastizität bezieht sich auf die Fähigkeit bestimmter Metalle, eine große elastische Verformung aufzuweisen. Solche Verbindungen weisen günstige Eigenschaften auf, wie Biokompatibilität, Knick-Widerstandsfähigkeit, Spannungskonstanz, physiologische Kompatibilität, Formerinnerungsvermögen, dynamische Interferenz und Ermüdungs-Widerstandsfähigkeit.
  • Eine große Anzahl superelastischer Materialien kann verwendet werden, ternäre Ni-Ti-Legierungen werden jedoch bevorzugt, insbesondere binäre Ni-Ti-Legierungen mit zwischen 50,6 und 51,0 Atomprozent Nickel. Zwar weisen viele Metalle superelastische Eigenschaften auf, jedoch scheinen Ni-Ti-basierte Legierungen am besten für den Einsatz im menschlichen Körper geeignet zu sein, weil sie chemisch und biologisch kompatibel sind.
  • Vorzugsweise nimmt der Vorsprung im nicht gehemmten Zustand eine vorgesehene Form an, in welcher sich ein freies Ende des Vorsprungs vom Zentrallumen weg erstreckt. In dieser vorgesehenen Konfiguration wird der Vorsprung im Einsatz federnd vorgespannt gegen die Gefäßwand gehalten, womit der Kontakt zwischen dem Sensor und dieser Wand hergestellt ist. Dies erzielt ausreichenden thermischen Kontakt mit der Gefäßwand ohne die Blutströmung wesentlich zu behindern.
  • In einem alternativen Beispiel können die Vorsprünge so montiert werden, daß eine ähnlich federnd vorgespannte Wirkung erzielt wird. Eine Möglichkeit, um dies zu erzielen, wäre die Montage der Vorsprünge auf einer Feder, vorzugsweise eine Mikrofeder, so daß ohne Zurückhaltung der Vorsprung sich gegen die Gefäßwand erstreckt, wie oben beschrieben.
  • Die Sensoren können jeder Art von Temperatursensoren sein und werden vorzugsweise unter Thermistoren, Thermoelementen, Infrarot-Sensoren und anderen solchen Vorrichtungen ausgewählt. Vorzugsweise sind die Sensoren Thermistoren. Diese sind vorzugsweise Metall-Legierungen mit niedriger elektrischer Impedanz. Solche Thermistoren sind erfahrungsgemäß extrem zuverlässig bezüglich der Relation zwischen Temperaturänderungen und Widerstandsänderungen.
  • Allgemein können die Sensoren mit einem beliebigen Mittel am Lumen befestigt sein. Jeder Sensor wird vorzugsweise permanent am Ende von jedem Vorsprung befestigt. Zum Beispiel kann jeder Vorsprung am Lumen mittels Klebstoff, Löten oder Schweißen befestigt sein oder integriert mit dem Lumen hergestellt werden.
  • Jeder Sensor ist mit einem Träger verbunden, der die von der Gefäßwand empfangene Information übertragen kann. Der Träger weist vorzugsweise eine niedrige Impedanz auf. Der Träger ist elektrisch mit dem Proximalende der Vorrichtung verbunden. Der Träger besteht vorzugsweise aus Nickeldraht oder Kupferdraht.
  • Vorzugsweise weist der thermographische Katheter einen Radioplaque-Marker auf, der die Führung der Vorrichtung an die richtige Stelle während des chirurgischen Eingriffs fluoroskopisch unterstützt. Besonders bevorzugt weist wenigstens ein Sensor einen Marker auf, so daß er mittels Fluoroskopie erfaßt werden kann. Besonders bevorzugt weisen die individuellen Sensoren verschiedene Markertypen auf, so daß mittels Fluoroskopie die einzelnen Sensoren identifiziert werden können und ihre räumliche Orientierung und relative Position bezüglich eines bestimmten Teils der Gefäßwand klar definiert sind.
  • Die Distalspitze kann zusätzlich ein Ultraschall-Sondensystem aufweisen, mit welchem Abbildungen der Arterienwand gewonnen werden können. Dies kann erzielt werden, indem eine Anordnung hochfrequenter Ultraschall-Kristalle oder ein mechanisches Ultraschall-Sektorelement in der distalen Katheterspitze untergebracht wird. In dieser Weise können intravaskuläre Ultraschall-Bilder (IVUS) gleichzeitig mit den Temperaturdaten erfaßt werden. Dies ist extrem nützlich für morphologische Datenerfassung, um den interessierenden Bereich richtig zu erkennen und für die genaue Positionierung des Katheters.
  • Der proximale Abschnitt des thermographischen Katheters weist eine Anschluß-Vorrichtung auf für die Übertragung der Temperaturdaten-Signale an eine entfernte Apparatur, zum Beispiel an einen persönlichen Computer. Vorzugsweise weist die Anschluß-Vorrichtung n+1 Buchsenkontakte auf, um die ordnungsgemäße Übertragung der von den Sensoren gesendeten Signalspannungen zu gewährleisten, wobei n die Anzahl der Sensoren ist. Die Signale werden von den Sensoren entlang der Drähte übertragen. Die Drähte sind vorzugsweise innerhalb der Scheide untergebracht und sind vorzugsweise gegenüber dem Patienten elektrisch isoliert. Vorzugsweise sind die Drähte zwischen dem Zentrallumen und dem Zwischenlumen innerhalb der äußeren Scheide e. Die n+1 Steckbuchsen sind mit n Sensoren und einer gemeinsamen Signalmasse-Leitung verbunden.
  • Es ist besonders wichtig, eine wesentliche Okklusion des Vaskulärgewebes zu vermeiden. Dies wird in der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Apparatur in der Einsatzkonfiguration keine wesentliche Vergrößerung ihrer radialen Querschnittsfläche aufweist gegenüber der radialen Querschnittsfläche der Apparatur in zurückgezogener Konfiguration.
  • Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Querschnittsprofile der Apparatur in der Einsatz- und in der zurückgezogenen Konfiguration im Bereich 4:1–1:1, mehr bevorzugt im Bereich 2,5:1–2:1 und besonders bevorzugt 1,75:1–1,25:1.
  • Die vaskuläre Katheter-Apparatur gemäß der vorliegenden Erfindung, nach der Identifizierung und Vermessung des vaskulären Gewebes, insbesondere des arteriosklerosen Plaque, kann zur therepeutischen Behandlung eines Bereichs verwendet werden, welches als Risikobereich für das Aufbrechen des Plaque erkannt wurde. Die Behandlung kann durchgeführt werden, indem der Katheter nochmal zu einem vorbestimmten Bereich des vaskulären Gewebes vorgeschoben wird. Diese erneute Einführung kann in kontrollierter Weise erfolgen, da die vorausgegangene Temperaturmessung mit der Vorrichtung verwendet werden kann, um eine Temperatur-Kartographie des vaskulären Gewebes zu erstellen. Diese Information kann in der fernen Apparatur gespeichert und verwendet werden, um den Risikobereich wieder zu finden. Diese Vorgehensweise benötigt weniger des in den Patienten einzuführenden Kontrastmittels, als normalerweise in ähnlichen vaskulären Eingriffen erforderlich wäre, weil die Position des thermographischen Katheters an Hand der in der fernen Apparatur gespeicherten Daten bekannt ist. Die Rückzugvorrichtung kann dann unter der Kontrolle eines Benutzers verwendet werden, um den Katheter beispielsweise an den Anfangspunkt der Temperaturmeßstrecke oder an einen beliebigen sonstigen Punkt entlang der Strecke der Temperatur-Datenerfassung zurückzubringen, um weitere Temperaturmessungen oder alternative Behandlungen des vaskulären Gewebes durchzuführen.
  • Zum Beispiel kann die Katheterapparatur dann verwendet werden, um den Bereich mit beliebigen bekannten therapeutischen Verfahren zu behandeln, darunter lokalisierte Verabreichung eines thrapeutischen Medikaments, Einbringen einer interluminalen Gefäßprothese, Mikrotherapie, selektive Gewebsablösung usw. Der thermographische Katheter kann auch Angioplastie-Ballons oder Hülsen zusätzlich aufweisen.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert beschrieben mit Hinweis auf die begleitenden Figuren, in welchen:
  • 1 ein schematisches System zur Ausführung der vaskulären Katheterisierung eines Patienten darstellt;
  • 2 eine Seitenansicht der Distalspitze der Vorrichtung in einer temperatur-abtastenden (Einsatz-) Konfiguration zeigt;
  • 3 eine Seitenansicht der Distalspitze in einer nicht temperatur-abtastenden (zurückgezogenen) Konfiguration zeigt;
  • 4 die Rückzugvorrichtung in Seitenansicht zeigt;
  • 5 die Rückzugvorrichtung in Draufsicht zeigt;
  • 6 ein Flußdiagramm ist, welches die Schrittfolge zeigt, die bei der Ausführung der intravaskulären Katheterisierung eines Patienten und der dazugehörigen Datenerfassung und Bildverarbeitung auftritt;
  • 7 ein Angiogramm-Bild mit überlagertem Tenperaturprofil zeigt; und
  • 8 ein IVUS-Bild mit überlagertem Temperaturprofil zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Systems zur Ausführung der vaskulären Katheterisierung eines Patienten.
  • Das System umfaßt einen persönlichen Computer (PC) 1, der eine allgemeine Benutzerschnittstelle (GUI) mit einer Anzahl von Monitoren 2 aufweist. Das Benutzer-Schnittstellensystem basiert auf einer Betriebssystem-Plattform unter Microsoft Windows(TM). Mehrere Fenster können eingesetzt werden, um Daten zu erfassen/zu senden vom/zum Benutzer. Obwohl nicht dargestellt, kann der PC Benutzerdaten über eine Tastatur und Maus oder sonstige Zeigervorrichtung in der üblichen Weise übernehmen. Der PC weist mehrere Datenspeicher 7, die extern angeordnet werden können, und eine CS-ROM Schreib-/Lesevorrichtung 3 auf.
  • Der PC ist über eine Datenschnittstelle 4 mit einem thermographischen Katheter 5 verbunden, von welcher die Einzelheiten unten beschrieben werden. In diesem Beispiel sendet der thermographische Katheter 5 Daten über vier Kanäle (einen für jeden Sensor), die von der Datenschnittstelle 4 empfangen werden. Ein analoges Temperaturdaten-Signal auf jedem Kanal wird mit einem A/D-Wandler innerhalb der Datenschnittstelle 4 zu einem digitalen Signal konvertiert, mit einer vom Benutzer konfigurierbaren Samplingfrequenz von bis zu 2,5 kHz. Typisch wird die Samplingfrequenz auf 25 bis 50 Hz eingestellt, um die erfaßte Datenmenge zu reduzieren.
  • Die Datenschnittstelle 4 weist einen (nicht dargestellten) Multiplexer auf, der die vier digitalen Kanäle zu einem einzigen Zeitscheiben-Multiplexsignal (TDM) kombiniert. Dieses TDM-Signal wird mit dem PC über einen PCI-Bus gekoppelt. Die Daten von jedem Kanal werden in einen Speicherbereich innerhalb des für diesen Kanal reservierten Datenspeichers 7 geschrieben, von wo die Daten später zur Datenverarbeitung zurückgeholt werden können, zusammen mit den entsprechenden zeitsequentiellen Daten der anderen Kanäle und der Bilddaten aus anderen Quellen.
  • Die Temperaturdaten vom thermographischen Katheter 5 werden der auf dem PC laufenden Software mittels Funktionsaufrufen zugeführt. Die Temperaturdaten werden der Software als aktuell an den A/D-Hardware-Eingängen vorhandene Spannungen eingegeben, deshalb müssen sie noch zu Temperaturwerten konvertiert werden. Eine Sensordaten-Konverterfunktion führt diesen Vorgang aus.
  • Das System ist für den Einsatz zusammen mit einer fluoreskopischen Röntgenapparatur vorgesehen und weist deshalb auch eine Videobilderfassungs-Schnittstelle 6 auf, die fluoreskopische Videodateneingänge über einen PCI-Bus dem PC zuführt. In ähnlicher Weise kann das System zusammen mit intravaskulären Ultraschall-Bilddaten (IVUS) eingesetzt werden, die vom thermographischen Katheter 5 zugeführt werden (wenn dieser mit der entsprechenden Hardware ausgerüstet ist). Die Systemsoftware weist den Systemen ausreichend Speicherbereich für diese Daten zu, unter Berücksichtigung der aktuellen Systemkonfiguration, beispielsweise bezüglich Samplingfrequenz, Aufnahmezeit und Video-Bildauflösung. Ein Speicherhandle hDib wird eingesetzt, um die Videodaten direkt über den PCI-Bus von der Videobild-Erfassungs-Schnittstelle 6 auf diesen zugewiesenen Speicherbereich abzubilden. Der hDib-Speicher ist in i gleiche Blöcke unterteilt, wobei jeder Block die Größe eines Bildeinfang-Puffers der Bildeinfang-Schnittstelle entspricht. Als Option können die hDib [i] – Daten auch im Speicherbereich eines Videobildschirm-Puffers abgebildet werden, um während der Aufnahme eine Live-Vorschau zu ermöglichen. Jedesmal, wenn die Software eine x-Gruppe von vier (oder mehr) Temperaturmessungen aufzeichnet, triggert sie eine Bildübernahme bei hDib [x]. Eine Benutzer-Konfigurationsdatei bestimmt das Verhältnis zwischen Temperaturdaten- und Fluoroskopiebilddaten-Übernahme.
  • Obwohl unter normalen Umständen der thermographische Katheter 5 manuell eingeführt wird, ist vorgesehen, daß bei der Durchführung vaskulärer Messungen der thermographische Katheter 5 relativ zu einer vorgegebenen Startposition zurückgezogen wird mittels eines elektromechanischen Rückzugantriebs 8, der mit dem Körper des Katheters gekoppelt ist. Der Rückzugantrieb 8 wird vom PC über eine Rückzugantrieb-Schnittstelle 9 gesteuert. Die Systemsoftware greift auf benutzerdefinierte Konfigurationsdateien zu, um die erforderliche Information zur Steuerung der automatischen Rückzug-Schnittstelle 9 des Systems zu holen. Die Datenabtastfrequenz, Aufnahmedauer und vorgewählte Rückzug-Geschwindigkeit werden bei der Einstellung der Rückzug-Geschwindigkeit berücksichtigt. Die Softwareroutinen steuern einen (nicht dargestellten) D/A-Konverter, der dem Eingang der Rückzugantrieb-Schnittstelle 9 eine entsprechende Steuerspannung zuführt. Der gesteuerte Rückzug-Vorgang wird unten detaillierter beschrieben.
  • Die Temperaturdaten-Darstellung kann online und/oder offline erfolgen. In einer Online-Betriebsart wird eine graphische Temperatur-/Zeit-Strecken-Darstellung auf dem Monitor-Bildschirm erzeugt, wobei die Temperatur kontinuierlich als miteinander verbundene Punkte dargestellt wird. In einer Offline-Betriebsart können die Temperaturdaten aus dem Datenspeicher 7 (oder von einem sonstigen Datenträger) geladen und auf dem Bildschirm graphisch dargestellt werden. Der Benutzer kann zu den verschiedenen Zeit-/Temperatur-Stellen scrollen, und diverse automatisierte Funktionen können zur Verfügung gestellt werden, zum Beispiel die automatische Markierung der Höchst- und Niedrigstwerte, eine Farbcodierung der Temperatur auf einem Ochsenaugen-Graphen, farbige thermische Kartierungen und dreidimensionale Temperaturcodierung auf einem zylindrischen Modell. Im letzteren Fall wird ein dreidimensionaler Falschfarbenzylinder, der das Blutgefäß darstellt, in Keilstücke unterteilt, die den Temperaturmeßkanälen entsprechen. Die Kanaltemperatur wird auf jedem Keilstück mit Farben codiert, die sich von Dunkelblau (kleinste Temperatur) zu blinkendem Rot (höchste Temperatur) erstrecken. Der Benutzer kann den Zylinder beliebig in einer virtuellen dreidimensionalen Welt drehen. Der Fokus wird auf den spezifischen Zeit-/Abstandwert eingestellt, der der Mauszeiger-Position auf dem Temperatur/Zeitgraph am Bildschirm entspricht. Die dreidimensionale Positionssteuerung erfolgt mittels mehrfacher kubischer Bezierlinien, wobei die Krümmungs-Steuerpunkte sich in Relation zur Zylinderposition in der virtuellen Welt ändern. Ein separates Fenster zeigt die numerischen Einzelheiten für die jeweilige Zeit-/Distanz-Position. Video-Bilddaten von der simultanen Fluoroskopie/IVUS werden in einem separaten Fenster bildgebend dargestellt. Beim Aufsuchen einer bestimmten Zeit-/Temperatur-Posion wird das entsprechende Videobild automatisch projiziert. In dieser Weise werden die Temperatur- und Videobilder genau synchronisiert.
  • Die Systemsoftware ist so ausgelegt, daß grundlegende und fortgeschrittene Bildbearbeitungs-Funktionen für die eingefangenen Fluoroskopie-/IVUS-Videobilder zur Verfügung gestellt werden, zum Beispiel Filter- und Meßfunktionen im Bild. Der Benutzer kann das eingefangene Bild filtern, um irrelevante Informationen zu unterdrücken und gewünschte Informationen hervorzuheben. Es stehen mehrere automatische Filteroptionen sowie manuelle Einstellungen der Abbildungs-Kennlinie zur Verfügung. Außerdem kann der Benutzer das System eichen sowie Abstands- und/oder Flächenmessungen auf dem Bildschirm ausführen. Automatische Routinen quantifizieren die Messungen, um wesentliche Informationen bezüglich der Verletzungsmerkmale zu liefern. Die Temperatur kann auch im Floroskopiebild farbcodiert werden, womit besondere Information zur Korrelation zwischen Temperatur und Morphologie zur Verfügung steht.
  • Bei der Nutzung der Temperatur- und Videobild-Daten setzt die Systemsoftware ausgereifte Algorithmen ein, die auf Interpolation und Fraktaltheorie basieren, um eine dreidimensionale Rekonstruktion des Blutgefäßes unter den Meßbedingungen mit Farbcodierung der Temperatur zu erstellen. Der Benutzer kann die virtuelle Kamera innerhalb des rekonstruierten Blutgefäßes über den Winkelbereich von 360° frei bewegen und/oder im Blutgefäß umherfliegen. Zweidimensionale Rekonstruktionen sind ebenfalls vorgesehen. Die Temperaturdaten können auf der Grundlage von Temperaturmittelwerten oder auf der Basis der einzelnen Kanäle verarbeitet werden.
  • 2 zeigt ein Beispiel der Distalspitze eines thermographischen Katheters, der Sensoren 10 aufweist, die am Umfang eines Zentrallumens 14 montiert sind. In diesem Beispiel sind vier Sensoren 10 an federnd vorgespannten Vorsprüngen 11 am Umfang um das Zentrallumen in Winkelabständen von 90° angebracht, obwohl hier im Interesse der Darstellungs-Klarheit nur zwei Sensoren gezeigt sind.
  • Die Sensoren 10 sind NTC-Widerstände (Heißleiter). Solche Thermistoren sind extrem zuverlässig bezüglich der Beziehung zwischen Temperaturänderungen und Widerstandsänderungen. Ein NTC-Widerstand mit 30 Kilo-Ohm Impedanz bei 25° bleibt typisch linear im Bereich von 35°C und 45°C mit einer Auflösung von 0,01°C – 0,1°C.
  • Die Konstruktion der Thermistoren 10 weist zwei rechteckige Platten auf, zwischen welchen sich ein Metall-Legierungs-Oxid befindet. Der Thermistor weist Abmessungen im Bereich von 0,25mm bis 5mm und eine Dicke von weniger als 1 mm auf.
  • Jeder Thermistor 10 ist permanent am Ende von jedem Vorsprung 11 durch Kleben mittels eines thermisch leitenden Epoxy-Klebstoffs 12 montiert. Jeder Thermistor 10 ist permanent mit einem isolierten Draht 13 verbunden, vorzugsweise ein isolierter Doppeldraht. Der Draht 13 weist eine niedrige Impedanz auf und ist aus Nickel und/oder Kupfer hergestellt. Dieser Draht stellt die elektrische Verbindung mit dem Proximalende der Vorrichtung (nicht dargestellt) her.
  • Die Vorsprünge 11 sind am Zentrallumen 14 montiert und befinden sich zwischen dem Zentrallumen 14 und dem Zwischenlumen 15. Die Stelle, an welcher die Vorsprünge 11 mit dem Zentral-/Zwischenlumenende zusammentreffen, ist versiegelt. Dies bedeutet, daß die zwischen dem zentralen und dem Zwischenlumen angeordneten Komponenten vom Patienten elektrisch isoliert sind, mit Ausnahme über die Vorsprünge. Dies bedeutet auch, daß kein Fremdmaterial, welches möglicherweise in den Raum zwischen den Lumen eindringt, zum Patienten gelangen kann.
  • Wie in 2 dargestellt ist, ist der thermographische Katheter auf einem angioplastischen Führungsdraht 16 montiert, der durch das Zentrallumen 14 und ein Führungselement 17, welches die Spitze des thermographischen Katheters darstellt, läuft.
  • Im Einsatz kann die Apparatur zwischen einer Konfiguration ohne Wandtemperatur-Erfassung und einer Konfiguration mit Wandtemperatur-Erfassung umgestellt werden. Die Konfiguration ohne Temperaturerfassung wird hiernach als zurückgezogene Konfiguration bezeichnet. Die Konfiguration mit Temperaturerfassung wird hiernach als Einsatzkonfiguration bezeichnet. 2 zeigt ein Beispiel der Einsatzkonfiguration. 3 zeigt ein Beispiel der zurückgezogenen Konfiguration.
  • In der zurückgezogenen Konfiguration umgibt eine Scheide 18 die Vorsprünge 11, so daß sie gezwungen sind, sich parallel zur Längsachse des Katheters zu legen und somit die Einsatzkonfiguration nicht aufnehmen können. Die Scheide 18 erstreckt sich bis zum hinteren Ende des Führungselements 17, sie überragt das Führungselement jedoch nicht. Dies minimiert etwaige Protrusionen, die die Gefäßwand beschädigen könnten. Dies ist an Stellen mit scharfen Krümmungen oder Verzweigungen des Blutgefäßes besonders wichtig. Derartige Merkmale biegen den thermographischen Katheter und würden etwaige Protrusionen hervorheben. Deshalb weisen die Scheide 18 und das Führungselement 17 ein glattes Profil auf, wenn sie sich in der zurückgezogenen Konfiguration einander gegenüberliegen.
  • Um die Einsatzkonfiguration aufzunehmen, wird die Scheide 18 von der extremen Distalspitze weggezogen, d.h. weg vom Führungselement 17 zum Proximalabschnitt hin, um die Vorsprünge 11 freizulegen. Wenn die Scheide 18 so weit wie in 2 dargestellt zurückgezogen ist, nehmen die federnd vorgespannten Vorsprünge 11 die Einsatzkonfiguration auf. Es wird darauf hingewiesen, daß die Scheide vom Proximalende der Apparatur gesteuert wird und in den Figuren nicht vollständig dargestellt ist.
  • In der Einsatzkonfiguration ist die Scheide 18 so weit zurückgezogen, daß sie sich wenigstens auf der Ebene der Befestigungen der Vorsprünge 11 am Zwischenlumen 15 befindet und somit die Bewegung der Vorsprünge nicht behindert.
  • Die Vorsprünge sind aus NiTinol hergestellt und nehmen die Einsatzkonfiguration infolge ihrer superelastischen Eigenschaften automatisch auf, d.h. sie sind selbst-spreizend.
  • Es wird darauf hingewiesen, daß jeder Vorsprung 11 effektiv unabhängig ist und sich in der Einsatzkonfiguration bis zur Gefäßwand erstrecken kann, ohne eine hohe Kraft auf die Gefäßwand auszuüben.
  • Übermäßige Kraft darf nicht auf die Gefäßwand ausgeübt werden. Die erforderliche Kraft ist für verschiedene Gefäßwandarten unterschiedlich. In allen Fällen übt die Apparatur ausreichende Kraft aus, um einen einwandfreien thermischen Kontakt zwischen den Sensoren 10 und der Gefäßwand herzustellen. Insbesondere berühren alle Vorsprünge 11 die Gefäßwand vorzugsweise gleichzeitig zu jedem Zeitpunkt, wenn sich der Katheter in der Einsatzkonfiguration befindet.
  • Die Vorsprünge 11 erstrecken sich einzeln um einen bestimmten Spreizwinkel (r) von der Längsachse des Katheters weg. In der Einsatzkonfiguration hat (r) einen Wert im Bereich von 15°-70°. (r) weist jedoch keinen Festwert auf, sondern ändert sich mit dem Durchmesser des aktuell vermessenen Blutgefäßes infolge der Flexibilität der Vorsprünge 11.
  • Katheter mit verschiedenen Durchmessern können für Blutgefäße mit verschiedenem Durchmesser verwendet werden. Da es jedoch wünschenswert ist, den Durchmesser der Katheter in allen vaskulären therapeutischen Eingriffen zu minimieren, ist es wünschenswert, die Länge der Vorsprünge und/oder den Spreizwinkel-Abstand der Vorsprünge vom Zentrallumen weg anpassen zu können, entsprechend den Dimensionen des aktuell zu vermessenden Blutgefäßes, statt die Abmessungen des Katheterkörpers zu vergrößern. Zum Beispiel, für ein großes Blutgefäß mit 8 mm Durchmesser benötigen die Vorsprünge allgemein eine Länge im Bereich von 5 mm bis 10 mm. Kleinere Blutgefäße mit beispielsweise 2,5 mm Durchmesser erfordern allgemein Vorsprünge mit einer Länge im Bereich von 2 mm bis 6 mm. Typisch beträgt das Verhältnis der Flächen der Querschnittsprofile der Apparatur in der Einsatz- und in der zurückgezogenen Konfiguration bis zu 4:1.
  • Der thermographische Katheter weist ein (nicht dargestelltes) Ventilsystem auf, welches eine Spülung des Zentrallumens 14 in angemessener Weise ermöglicht, um die Möglichkeit des Vorhandenseins von Luftblasen oder Fremdmaterial im Lumen zu minimieren. Ein solches Ventil ist so konstruiert, daß es den Anschluß an eine 6° Luer-Spritze mit Anschlußmaß 3 mm, 5 mm oder 10 mm ermöglicht. Der thermographische Katheter kann mit einer geeigneten Flüssigkeit, beispielsweise mit physiologischer Kochsalzlösung, gespült werden. Beim Spülen des Katheters sollte die Flüssigkeit an der Distalspitze des Katheters austreten, als Anzeichen dafür, daß das Zentrallumen 14 ordnungsgemäß gespült wird.
  • Der Proximalabschnitt des thermographischen Katheters (nicht dargestellt) weist eine Anschlußvorrichtung auf für die Übertragung der Temperatursignale an die Datenschnittstelle 4. Der Anschluß weist fünf Steckbuchsenkontakte auf, für die ordnungsgemäße Übertragung der von den vier Thermistoren 10 abgegebenen Signalspannungen. Diese Signale werden entlang der Drähte 13 von den vier Thermistoren 10 übertragen. Die Drähte 13 sind zwischen dem Zentrallumen 14 und dem Zwischenlumen 15 innerhalb der äußeren Scheide 18 untergebracht. Die fünf Steckbuchsenkontakte sind mit den vier Sensordrähten und einer gemeinsamen Signalmasse-Leitung verbunden. Es wird eine wasserdichte Anschlußvorrichtung mit unverwechselbarer Einsteckorientierung und fünf goldbeschichteten Kontakten verwendet.
  • Der Körper einer Rückzug-Vorrichtung ist in den 4 und 5 dargestellt. Der Proximalabschnitt des oben beschriebenen thermographischen Katheters ist so gestaltet, daß die Umstellung der Vorsprünge zwischen der Einsatz- und der zurückgezogenen Konfiguration ferngesteuert werden kann. Dies wird durch Manipulation der Scheide bewerkstelligt. Es wird eine zweilumen teleskopische Konstruktion 20 verwendet, um die Scheide 21 zwischen der zurückgezogenen und der Einsatzkonfiguration umzustellen. Ein Lumen ist verbunden oder integriert mit der äußeren Scheide und kann über ein benachbartes Lumen gleiten, der ein in der Scheide untergebrachtes Lumen ist oder mit einem in der Scheide untergebrachten Lumen verbunden ist. Das Verdrehen von einer Röhre in der anderen Röhre wird mittels Schlitzen der Lumen verhindert. Außerdem können (nicht dargestellte) Skalenmarkierungen vorgesehen werden, um ein zu weites Zurückziehen der Röhren zu verhindern.
  • Die Rückzugvorrichtung umfaßt ein Antriebsmodul 23, welches einen Motor, ein Getriebesystem, typisch einen Geschwindigkeitsverminderer, eine Steuerung und Überwachungsmittel sowie ein Eingriffsgetriebe für die Antriebsstange 22 aufweist. Das Antriebsmodul ist separat vom Körper der Rückzugsvorrichtung gestaltet, so daß es wiederverwendet werden kann. Der Körper der Rückzugvorrichtung muß sterilisiert werden und ist aus einem Material wie Polyurethan hergestellt. Dies ermöglicht eine einfache und kostenniedrige Herstellung des Körpers, der sich somit für den Einmalgebrauch eignet.
  • Die Rückzugvorrichtung umfaßt eine Antriebsstange 22, die für den Eingriff mit einem Eingriffsgetriebe des Antriebsmoduls 23 und den Befestigungen B und C adaptiert ist. Die Befestigungen B und C sind adaptiert, um respektive mit den Zentral /Zwischenlumen 25 und dem Scheidenlumen 21 in Eingriff zu gelangen. Eine Befestigung A ist vorgesehen, um mit dem Führungskatheter 24 in Eingriff zu kommen. Im Eingriffzustand können die Befestigungen 8 und C selektiv reversibel über eine Bewegungsstrecke angetrieben werden, die geeignet ist für die Einführung in und spätere Herausnahme der Katheterapparatur aus dem Patienten. Die Antriebsstange 22 ist eine Schneckenschraube, die mit dem Eingriffsgetriebe des Antriebmoduls zusammenarbeitet, um eine gleichmäßig angetriebene Apparatur zu ergeben.
  • Die Befestigungen B und C können in gegenseitiger relativer Stellung arretiert oder selektiv freigegeben werden, um die Bewegung des Lumens 25, der Scheide 21 und des Führungskatheters 24 relativ zueinander zu ermöglichen.
  • Mit Hinweis auf 6 beginnt die Folge der Einsatzschritte mit der Einführung eines Führungskatheters in den allgemein interessierenden Bereich (Schritt 100), zum Beispiel die Herzgegend. Sollen zum Beispiel die Koronararterien untersucht werden, wird der Führungskatheter so eingeführt, daß er sich neben der Öffnung der Koronararterien befindet (Schritt 110). Ein angioplastischer Führungsdraht wird dann in die Koronararterie eingeführt, an der speziell interessierenden Stelle vorbei. Der Führungskatheter, und auch der Führungsdraht, werden normalerweise mit Hilfe von standardmäßiger fluoroskopischer Technik eingeführt. Sobald der Führungskatheter und der Führungsdraht in Position sind, wird der thermographische Katheter gemäß der vorliegenden Erfindung über den Führungsdraht in eine Position hinter dem spezifisch interessierenden Bereich in der Koronararterie mit Hilfe der Fluoroskopie manövriert (Schritt 120).
  • Es wird ein Angiogramm aufgenommen (Schritt 130), um die Position des thermographischen Katheters im vaskulären Gewebe zu beurteilen. Diese Abbildung wird gespeichert, und die Position des thermographischen Katheters wird im Bild markiert, um so einen Anfangspunkt für den kontrollierten Rückzugschritt zu definieren.
  • Der Führungskatheter 24 wird dann in der erreichten Position auf der Befestigung A arretiert, und sowohl die Scheide 21 und das in der Scheide untergebrachte Lumen 25 werden an den respektiven Befestigungen B und C auf der Rückzugvorrichtung arretiert.
  • Die Scheide 21 wird dann zurückgezogen, um es den Vorsprüngen zu ermöglichen, die Einsatzkonfiguration anzunehmen. Dies wird bewerkstelligt, indem die Befestigung B in Richtung zur Befestigung C hin bewegt wird. Zu dieser Zeit ist die Befestigung C relativ zur Befestigung A arretiert. Sobald die Scheide 21 weit genug zurückgezogen ist, um das Spreizen der federnd vorgespannten Vorsprünge zu erlauben, werden die Befestigungen B und C relativ zueinander arretiert.
  • Alternativ werden die Befestigungen B und A in ihrer Position arretiert, und C wird zurückgezogen. Dies ist durchführbar, wenn die Scheide 21 weit genug zurückgezogen ist (gleich oder größer als die Länge des Rückzugwegs), um das Zurückziehen des Zwischen-/Zentrallumens 25 in der Scheide 21 ohne Berührung der Vorsprünge mit der Scheide zu ermöglichen.
  • Dann wird ein kontrollierter Rückzug des thermographischen Katheters ausgeführt. Dies wird erzielt, indem der Schrittmotor beide Befestigungen B und C relativ zur Befestigung A bewegt. Die gegenseitige Arretierung der Befestigungen B und C sorgt dafür, daß sich die Scheide 21 relativ zum in der Scheide untergebrachten Lumen nicht bewegt, womit sichergestellt ist, daß die Vorsprünge in der Einsatzkonfiguration bleiben und mit dem vaskulären Gewebe im interessierenden Bereich in Berührung stehen.
  • Der Arretierungsmechanismus weist eine Anschlagstange 26 auf. Diese weist Skaleneinteilungen auf, die elektrisch betätigte (nicht dargestellte) Arretierstifte in den Befestigungen B und/oder C erfassen können. Ein ähnlicher Satz elektrisch betätigter Arretierstifte (nicht dargestellt) innerhalb der selben Befestigungen wird verwendet, um die Befestigungen selektiv mit der Antriebsstange 22 zu verbinden. Ein Satz Arretierstifte auf einer beliebigen bestimmten gegebenen Befestigung kann nicht gleichzeitig mit der Antriebsstange 22 und der Anschlagstange 26 verbunden werden. Folglich befindet sich jede Befestigung entweder im Antriebs- oder im Anschlagsmodus.
  • Wenn sich die Befestigungen B und C beide im Antriebsmodus befinden, bewegen sie sich relativ zur Befestigung A, aber nicht relativ zueinander. Wenn die Befestigung B oder C sich im Antriebsmodus befindet, bewegt sich eine von B oder C relativ zur anderen und relativ zu A. Diese Kombination ermöglicht den Rückzug des thermographischen Katheters relativ zum Führungskatheter 24 während der Kontrolle der Positionen aller dieser Komponenten relativ zum Patienten und relativ zueinander.
  • Der thermographische Katheter kann markiert werden, um anzuzeigen, wann sich die Sensoren in der Einsatz- oder in der zurückgezogenen Stellung befinden. Dies kann erreicht werden mit einem teleskopischen Rohr 20 mit geeigneten Indikatoren, oder indem einfach die extreme Einsatzstellung oder die extreme zurückgezogene Stellung an der Apparatur markiert wird.
  • Der kontrollierte Rückzug des thermographischen Katheters findet dann statt (Schritt 140). Das Zurückziehen erfolgt mit konstanter, vom Benutzer kontrollierbarer Geschwindigkeit. Das Zurückziehen findet typisch mit Geschwindigkeiten von 0,1 bis 2 mm in Schritten von etwa 0,1 mm statt.
  • Der Rückzug erfolgt über eine Strecke des aktuell zu vermessenden vaskulären Gewebes. Die Temperaturmeßwerte können in Zeitabständen oder im wesentlichen kontinuierlich erfaßt werden. Die von den Sensoren von der Gefäßwand erfaßten Daten werden für die Daten- und Bildbearbeitung (Schritt 150) eingesammelt, zusammen mit einem fluoroskopischen/IVUS Bild.
  • Während der thermographische Katheter innerhalb der Arterie zurückgezogen wird, stellen die Vorsprünge automatisch ihren Spreizwinkel so nach, daß sie der Morphologie der Gefäßwand folgen, ohne den gewünschten thermischen Kontakt zu verlieren. Folglich wird der thermische Kontakt zwischen den Sensoren und der Wand ständig aufrecht erhalten, auch dann, wenn der Katheter über sehr irreguläre Plaqueformationen läuft.
  • Nachdem der Rückzug abgeschlossen ist, wird die an den Befestigungen B befestigte Scheide 21 relativ zur Befestigung C entriegelt und ausgestreckt, um die Sensoren in die zurückgezogene Konfiguration zu bringen. Dies stellt das ursprüngliche glatte Profil des thermographischen Katheters wieder her. Die Scheidenbefestigung B kann dann wieder arretiert werden, und danach kann der thermographische Katheter in das gleiche oder in ein anderes Blutgefäß wider eingeführt werden, um einen weiteren Meßwert zu erfassen. Alternativ kann der thermographische Katheter wieder eingeführt werden, um einen therapeutischen oder chirurgischen Eingriff auszuführen.
  • Alternativ, um die Konfiguration zu schließen, wird die Befestigung C zurückgezogen, so daß die Vorsprünge in der zurückgezogenen Konfiguration in die Scheide eintreten.
  • Wie oben bereits erwähnt wurde, besitzt die Systemsoftware die Fähigkeit, Bilder zu erfassen, die von den standardmäßigen fluoroskopischen oder IVUS-Vorrichtungen stammen, die gleichzeitig mit den Temperatur-Meßvorrichtungen eingesetzt werden. Die Software kombiniert räumliche, von den fluoroskopischen/IVUS-Einrichtungen stammende Daten mit den Temperaturdaten. Dies wird wie folgt ausgeführt: Vor dem Beginn der thermographischen Prozedur, während sich der thermographische Katheter noch nicht im Zielblutgefäß befindet, notiert der Benutzer die Fluoroskopierohr-/Bettposition und zeichnet ein Videobild während der Injektion des Kontrastmittels auf. Das Blutgefäß wird lichtundurchlässig gemacht, und das gespeicherte Bild wird auf einem der Systemmonitoren angezeigt. Der Benutzer kalibriert die Pixel/mm-Relation, indem er den Führungskatheter als bekannten Bezug verwendet, so daß danach Strecken in mm auf dem Monitor genau geschätzt werden können.
  • Wie in 7 dargestellt ist, markiert der Benutzer dann den Anfang und das Ende des interessierenden Bereichs (Punkte B und E), indem er mit der Maus darauf klickt; die Software reagiert darauf, indem Sie diese Punkte mit Pfeilen oder Linien auf dem Monitor markiert. Der Benutzer positioniert dann den thermographischen Katheter im Zielblutgefäß, indem er ihn auf dem Führungsdraht vorschiebt, bis die fluoroskopische Markierung auf den thermographischen Katheter den Punkt E um wenige mm überschreitet; während er den Systemmonitor-Bildschirm beobachtet, werden dann die thermischen Sensoren in die Einsatzkonfiguration gebracht, und der Benutzer zieht den thermographischen Katheter vorsichtig manuell zurück, bis die fluoroskopische Markierung genau auf dem Punkt E liegt. Die Software weist dann die automatische Rückzugvorrichtung an, den thermographischen Katheter automatisch über die Länge der Kurve BE innerhalb des Blutgefäßes zurückzuziehen.
  • Die Software führt dann eine automatische Randerkennung in der BE-Fläche des fluoroskopischen Videobildes mit Hilfe eines photolumineszenten Verfahrens aus, und die Temperatur wird danach codiert innerhalb der arteriosklerosen Plaquekontur als RGB-Farbabstufung von Dunkelblau (0,0,255) entsprechend der niedrigsten festgestellten Temperatur, bis blinkendem Rot (255,0,0) entsprechend der höchsten festgestellten Temperatur. Dies ist in 7 dargestellt. Es kann eine Referenzfarbtafel vorgesehen werden, und indem der Mauszeiger innerhalb der Fläche BE bewegt wird, können Tempera turwerte auch automatisch in numerischem Format abgefragt werden.
  • 8 zeigt die gleiche Bildbearbeitung für ein einzelnes IVUS-Bild für einen Abschnitt des Zielblutgefäßes. 9 zeigt einen dreidimensionalen Schnitt eines Zielblutgefäßes, welcher aus einer Serie von IVUS-Bildern (ohne Temperaturkartierung) konstruiert ist. Wie in 10 dargestellt ist, können mehrere IVUS-Bilder bearbeitet werden, um eine dreidimensionale Darstellung der Temperaturprofil/Morphologie in einer Strecke des Zielblutgefäßes zu erzeugen.

Claims (10)

  1. Thermographiekatheter-Vorrichtung (5) zur Temperaturmessung entlang eines Vaskulärgewebes, einen flexiblen Körper und wenigstens zwei thermische Sensoren (10), von welchen jeder auf einer Außenfläche, in der Nähe des freien Endes, eines respektiven federnden, unabhängig vorgespannten Vorsprungs (11) montiert ist, so daß er im Einsatz dem Vaskulärgewebe zugewandt ist und es berührt; und einen Träger (13) zur Übertragung der Temperaturmeßdaten an der Gefäßwand von jedem thermischen Sensor (10), umfaßt, wobei jeder Vorsprung (11) unter der federnden Vorspannkraft in einem im wesentlichen von den anderen Vorsprüngen unabhängigen Umfang eingesetzt werden kann, so daß das freie Ende des Vorsprungs (11) bei der Bewegung der Vorrichtung im Gewebe im wesentlichen der Morphologie des Vaskulärgewebes konform folgt und somit der thermische Kontakt zwischen dem thermischen Sensor (10) und dem Vaskulärgewebe aufrecht erhalten bleibt.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Körper eine Längsachse aufweist, und wenigstens einige der Vorsprünge (11) sich in radialer Richtung von der Längsachse des Kathertherkörpers erstrecken.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Vorsprünge (11) im wesentlichen parallel zur Längsachse des Katheterkörpers und gegen die federnde Vorspannung in einer zurückgezogenen Konfiguration liegen und radial vom Körper unter der federnden Vorspannkraft ausgestreckt werden, um mit der Gefäßwand in einer Einsatzkonfiguration in Berührung zu kommen.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Sensoren (10) im Umfangskreis um die Längsachse des Katheterkörpers angeordnet sind.
  5. Vorrichtung gemäß einem der oben aufgeführten Ansprüche, wobei jeder Sensor (10) ein Thermistor ist.
  6. Vorrichtung gemäß einem der oben aufgeführten Ansprüche, zusätzlich eine Fernvorrichtung (14) aufweisend, die so eingerichtet ist, daß sie im wesentlichen kontinuierliche Temperaturmessungen erfaßt, indem sie die Daten von der beschriebenen Vorrichtung laufend abtastet.
  7. Vorrichtung gemäß einem der oben aufgeführten Ansprüche, wobei die Vorsprünge (11) ein superelastisches Material aufweisen.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei das Flächenverhältnis der Querschnittsprofile der Vorrichtung in Einsatzkonfiguration und in zurückgezogener Konfiguration im Bereich 4:1 bis 1,1:1, besser 3:1 bis 1,25:1, noch besser 2,5:1 bis 2,0:1 und am meisten bevorzugt 1,75:1 bis 1,25:1 liegt .
  9. Vorrichtung gemäß einem der oben aufgeführten Ansprüche, wobei die Vorrichtung ein Distalende, welches die Sensoren (10) und die Vorsprünge (11) aufweist, und ein Proximalende, welches die Anschlußmittel aufweist für den elektrischen und/oder mechanischen Kontakt zwischen einer Fernvorrichtung und den Sensoren ermöglicht, umfaßt.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das Distalende eine Ummantelung (21) aufweist, die im wesentlichen so eingerichtet ist, daß sie die Sensoren (10) in der zurückgezogenen Konfiguration umgibt.
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