DE69025851T2

DE69025851T2 - Ultraschall-Instrument für einmalige intraluminale Anwendung

Info

Publication number: DE69025851T2
Application number: DE69025851T
Authority: DE
Inventors: Nicolaas Bom; Charles Theodoor Lancee
Original assignee: Du Med BV
Current assignee: Du Med BV
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2010-10-16
Also published as: US5176141A; EP0423895A1; NL8902559A; JPH03146044A; EP0423895B1; ES2087120T3; JP3042629B2; DE69025851D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschall-Instrument für einmalige intraluminale Anwendung, das einen Katheter enthält, in dessem Inneren sich ein Schallwellenwandler und ein rotierbarer akustischer Spiegel befindet, um die Schallwellen nach außen in das Gewebe zu leiten und Echoschallwellen zu empfangen und die Echoschallwellen dem Wandler zur Übertragung an eine optische Anzeige zu zuleiten, die ein Ultraschallbild des Gewebes abbildet, mit dem man die Struktur oder Beschaffenheit des Gewebes, beispielsweise hart oder weich, feststellen kann. Im besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein solches Instrument, bei dem die Katheterspitze nicht größer als 3 Millimeter im Durchmesser ist und in der ein sehr kleiner Elektromotor zur Drehung des akustischen Spiegels angeordnet ist, während der Wandler Schallwellen zu dem akustischen Spiegel mit einer Frequenz liefert, die nicht größer als 60 Megahertz ist.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Vordem wurde in der Holländischen Patentanmeldung NL-A-8 700 632 vorgeschlagen einen Katheter zu schaffen, der eine Katheterspitze mit einem rotierbaren akustischen Spiegel darin aufweist oder eine rotierbare Spitze mit einem akustischen Spiegel darin. Eine flexible Welle erstreckt sich von dem rotierbaren akustischen Spiegel zu dem proximalen Ende des Katheters, von wo sie durch einen außerhalb des Katheters gelegenen geeigneten Motor angetrieben wird. Ein Wandler ist in der Katheterspitze gegenüber dem rotierbaren akustischen Spiegels angebracht. Die Rotation des akustischen Spiegels innerhalb der Spitze oder des Spitzenteils mit dem sich darauf befindenden Spiegel erzeugt hochfrequente Ultraschallschwingungen oder von dem Wandler emittierte Schallwellen, die in verschiedene Richtungen in einem Drehweg emittiert werden sollen, und die Echos der Schallwellen werden von dem akustischen Spiegel und dann von dem Wandler zur Übertragung zu einer optischen Anzeige empfangen, wobei ein Bild von dem Raum um die Katheterspitze erzeugt werden kann, der Gewebe oder eine stenotische Ablagerung in einem Gefäß enthalten kann. In der erwähnten Anmeldung NL-A-8 700 632 ist auch das Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart.
Ein Problem des Instruments mit dem im vorhergehenden beschriebenen Katheter besteht darin, daß die flexible Antriebswelle ziemlich lang ist, d.h., wenigstens so lang wie der Katheter selbst. Mit dieser Anordnung ist es schwierig eine Drehkraft ohne Verwindung auf die flexible Antriebswelle zu übertragen und eine derartige lange flexible Antriebswelle über längere Zeiträume ohne Ausfälle zu betreiben.
Wie im folgenden detaillierter beschrieben wird, schafft die vorliegende Erfindung ein Intraluminal-Ultraschall-Instrument ohne das Problem einer langen Antriebswelle durch Vorsehen eines Kleinmotors in der Katheterspitze zum Betreiben einer kurzen Antriebswelle, die mit einem akustischen Spiegel in der Katheterspitze verbunden ist.
In der Holländischen Patentanmeldung Nr. 8700 632 wurde eine Turbine vorgeschlagen, die durch ein Fluid an oder in der Nähe der Katheterspitze mit der Turbine betrieben wird, wobei diese eine mit dem rotierbaren akustischen Spiegel verbundene kurze Antriebswelle aufweist.
Es wurde bereits in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0 139 574 vorgeschlagen eine Innenhohlraums-Sonde mit einem Motor zu schaffen, der am distalen Ende einer Ausführungsform der Sonde angebracht ist. Der Motor dreht einen Spiegel, der von einem Wandler ausgesendete Signale reflektiert.
Diese Sonde findet bei Organuntersuchungen und dergleichen des Körpers Verwendung. Die Sonde ist etwas voluminös in Form und Größe, ist zum Einbringen in Körperhohlräume gedacht, ist nicht für das Einbringen in Venen und/oder Arterien geeignet und zeigt keinen Motor mit einem Durchmesser, der nicht größer als 3 Millimeter in einer Katheterspitze ist.
In der Deutschen Offenlegungsschrift DE 32 19 118 A1 von Sakai ist ein Endoskop mit einem Metallgehäuse offenbart, in welchem ein rotierbarer Spiegel und ein Motor zum Rotieren des Spiegels angebracht ist. Ebenso sind Faseroptik zur möglichen Beobachtung vorgesehen.
Diese Patentveröffentlichung offenbart oder sieht keine Katheterspitze vor, die nicht größer als 3 Millimeter im Durchmesser ist, mit einem dort angebrachten Motor zur Rotation eines akustischen Spiegels, der in der Nähe eines Wandlers in der Katheterspitze positioniert ist.
Das U.S.-Patent Nr. 4 546 771 von Eggleton et al. offenbart ein akustisches Mikroskop, das einen Wandler aufweist, der hochfrequente Schallstrahlen herstellen und empfangen kann, und sich in einer Nadel befindet. Dieses Patent zeigt die Verwendung von Frequenzen von 100 Megahertz bis 400 Megahertz, und vorzugsweise Frequenzen von 500 Megahertz und größer. Diese Frequenzen haben nicht die notwendige Eindringtiefe, die man mit Frequenzen unter 60 Megahertz erhält, wie sie in dem Intraluminal-Ultraschall-Instrument der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Dieses Patent zeigt die Rotation eines rotierenden Teiles, durch eine Anordnung von kleinen Elektromagneten und Permanentmagneten, die an einer Nadel angebracht sind. Die Nadel dieses Patents kann nur in Gewebe für Biopsieuntersuchungen eingebracht werden und ist nicht geeignet für das Einsetzten in ein Blutgefäß, noch ist es beabsichtigt, sie in ein Blutgefäß einzubringen wie die Katheterspitze der vorliegenden Erfindung, um den Raum rund um die Katheterspitze und insbesondere des Gewebes oder die stenotische Ablagerung, die rund um die Katheterspitze liegt, bis zu einer ausreichenden Tiefe zu beurteilen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, wurde ein Ultraschall-Instrument für einmalige intraluminale Anwendung geschaffen zur Untersuchung und/oder Behandlung von Blutgefäßen und ähnlichen Lumina mit geringem Querschnitt, wobei das Instrument einen Katheter enthält, bestehend aus einem Körper und einer Spitze mit einem distalen Ende und einem distalen Teil zur Einführung in ein Lumen und einem proximalen Teil, wobei der Katheter einen Durchmesser von höchstens 3 Millimeter aufweist und mit einem rotierbaren Element in der Spitze, einem Kleinmotor in der Spitze, verbunden mit dem rotierbaren Element, um das rotierbare Element mit einer ausgewählten Geschwindigkeit rotieren zu lassen, und einem Mittel zum Erzeugen und Zuzuführen von Schallwellen mit einer Frequenz von höchsten 60 Megahertz auf das rotierbare Element, versehen ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Katheterspitze einer Ausführungsform des Ultraschall-Instruments für einmalige itraluminale Anwendung, das gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gebaut ist.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Katheterspitze ähnlich zu der in Fig. 1 gezeigten Ansicht eines weiteren Ultraschall-Instruments für einmalige itraluminale Anwendung, das gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gebaut ist.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht einer Katheterspitze ähnlich zu der in Fig. 1 gezeigten Ansicht noch eines weiteren Ultraschall-Instruments für einmalige itraluminale Anwendung, das gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gebaut ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)

Im folgenden wird im Detail auf die Figuren Bezug genommen, wobei in Fig. 1 ein Katheter 1 dargestellt ist in der Form eines dünnen flexiblen Rohres, das aus einem geeigneten Einwegmaterial, beispielsweise einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, das einen Teil eines Ultraschall-Instruments für einmalige intraluminale Anwendung 1' bildet. Der Durchmesser des Rohres 1 ist nicht größer als 2,7 Millimeter und ist beispielsweise 0,6 - 2,0 Millimeter, wenn das Instrument für die Untersuchung und/oder Behandlung von Koronargefäßen verwendet wird.
Eine kleine Kappe 2 aus geeignetem Material, beispielsweise Kunststoffmaterial, wird auf dem distalen Endteil des flexiblen Rohres 1 befestigtigt, um eine Katheterspitze 2' zu definieren. Die Kappe 2 ist aus einen Stoff hergestellt, der für Ultraschallstrahlung oder Schallwellen durchgängig ist, wenn das Instrument mit Mitteln zur Emission von Ultraschallstrahlung oder zum Empfang der Echos der emittierten Strahlung ausgestattet ist. Auf jeden Fall hat die Kappe 2 ein Fenster, welches dieser Ultraschallstrahlung das Durchdringen der Kappe 2 ermöglicht.
Ein zylindrischer Motor 3 ist in dem distalen Endteil des flexiblen Rohres 1 in der Nähe des distalen Endes des Rohrs 1 befestigt, wobei der Motor 3 im wesentlichen koaxial mit der Achse des Katheterrohres 1 ist.
In dieser Ausführungsform des Instrumentes 1' ist der Motor 3 in einiger Entfernung von dem distalen Ende der Katheterspitze 2' angeordnet.
Eine Antriebswelle 4 erstreckt sich distal von dem Motor 3, ist Teil des Motors 3 und wird durch den Motor 3 angetrieben.
Ein rotierbares Element, das in dieser Ausführungsform 1' ein rotierbarer akustischer Spiegel 5 ist, ist an der Antriebswelle 4 angebracht und weist eine Spiegelfläche 6 auf, die in einer Ebene liegt, die die Achse des Katheterrohrs 1 unter einem Winkel schneidet, wobei ebenso die Achse der Antriebswelle 4 des Motors 3 geschnitten wird. Der Spiegel 5 ist mit und auf der Antriebswelle 4 während des Betriebs des Motors 3 rotierbar.
Der Motor 3 kann bei einer Geschwindigkeit zwischen 600 und 4 000 Upm, beispielsweise 1 200 Upm, 1 800 Upm, 3 600 Upm, betrieben werden.
Die Rotationsgeschwindigkeit des Motors ist mit einem Raster über eine optische Anzeige korreliert, die mit dem Instrument 1' verbunden ist.
Ein Wandler 7 ist in dem distalen Endteil des Katheterrohrs 2 zwischen dem Motor 3 und der Spiegelfläche 6 gegenüber oder der Spiegelfläche 6 zugekehrt angeordnet.
Der Wandler 7 weist, wie dargestellt, ein zentralen Durchgang oder Kanal 8 auf, durch welchen sich die Antriebswelle 4 erstreckt.
Bei kritisch ausgewählten Frequenzen wird Ultraschallstrahlung von dem Wandler 7 auf die Spiegelfläche 6 emittiert und durch die Spiegelfläche 6 nach außen reflektiert in eine Richtung, wie sie allgemein durch die Pfeile 9 dargestellt ist. Dieses reflektierte Bündel von Strahlungswellen 9 tritt von der Katheterspitze 2' über ein Fenster aus, welches in der Kappe 2 ausgebildet ist oder durch die Kappe 2 definiert wird.
Wenn die Ultraschallwelle von einem Hindernis, wie beispielsweise einer Arterienwand reflektiert wird, wenn die Katheterspitze in einer Arterie eingebracht ist, werden die reflektierten oder so erzeugten Echosignale durch das Fenster passieren, auf die Spiegelfläche 6 auftreffen und reflektiert werden oder von dem Wandler 7 empfangen werden. Die reflektierten Schallwellen werden dann von dem Wandler 7 einer optischen Anzeige zugeleitet, auf der ein Ultraschallbild von dem die Katheterspitze 2' umgebenden Raum und der Materie in diesem Raum auf einer optischen Anzeige angezeigt werden kann, deren Raster mit der Rotationsgeschwindigkeit des akustischen Spiegels 5 koordiniert ist. Die Betriebsfrequenz der Schallwelle bestimmt die Schärfentiefe dieser Ultraschallabbildung.
Es wurde festgestellt, daß in dem Megahertz-Frequenzbereich die unteren Frequenzen, z.B. unter 10 Megahertz, eine tiefere Schärfentiefe schaffen, aber mit geringer Auflösung, welche nicht als ausreichend empfunden wird. Anderseits wurde festgestellt, daß Frequenzen zwischen 45 und 60 Megahertz, obwohl sie eine gute Auflösung schaffen, eine flachere Schärfentiefe zur Folge haben. Demgemäß werden bei dem Instrument 1' der vorliegenden Erfindung die Ultraschalllwellen von dem Wandler 7 bei einer Frequenz erzeugt, die nicht größer als 60 Megahertz ist, im typischen Fall im Bereich von 15 bis 45 Megahertz und vorzugsweise von etwa 30 Megahertz.
Die Art, mit der Ultraschallbilder von der die Katheterspitze 2' umgebenden Region mit Hilfe von Echos oder Ultraschallstrahlung gebildet werden können, wird in der Holländischen Patentanmeldung 8 700 632 beschrieben, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme miteingebracht ist.
Der Motor 3 ist vorzugsweise ein vielpoliger, microsynchronisierter Motor. Die Leistungsquelle für den Motor 3 kann außerhalb des Katheterrohrs 1 sein, wobei der Motor 3 mit der Leistungsquelle über zwei elektrische Leitungsdrähte 10 und 11 verbunden ist. Diese Leitungsdrähte 10 und 11 erstrecken sich durch das Innere des Katheterrohrs 1 zwischen der Leistungsquelle und dem Motor 3, mit dem sie verbunden sind. Der Leitungsdraht 10 kann die Stromzuführungsleitung 10 und der Leitungsdraht 11 kann die Stromabführung, Erde oder allgemein Leitung 11 sein.
Elektrische Leitungsdrähte 12 und 13 zur Übertragung der elektrischen Signale zu und von dem Wandler 7 sind ebenso im Innern des Katheterrohrs 1 und erstrecken sich dort zwischen dem Wandler 7 an dem distalen Ende der Leitungsdrähte 12 und 13 zu einem externen Antrieb und optischen Antrieb bei dem proximalen Antrieb der Leitungsdrähte 12 und 13.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des Ultraschall-Instrumentes für einmalige intraluminale Anwendung 1'', ist der Motor 3 in dem äußeren distalen Endteil 3'' der Kappe 2 angeordnet. In dieser Ausführungsform erstreckt sich die Antriebswelle 4 proximal zu dem Motor 3 und weist einen Spiegel 5 mit einer darauf angebrachten Spielgelfläche 6 auf. Der Wandler 7 ist dann proximal gegenüber dem Spiegel 5 oder der Spiegelfläche 6 zugekehrt innerhalb des flexiblen Katheterrohrs 1 an dessem distalen Ende angeordnet.
Es ist beachtenswert, daß die Endkappe 2 und der Motor 3 als eine integrierte Einheit gebaut werden können und dann an dem distalen Ende des flexiblen Katheterrohrs 1 angeordnet werden, wobei der Umfangsbereich der Kappe 2, der die Spiegelfläche 6 umgibt, eine reduzierte Dicke aufweist, um das Bündel der durch die Spiegelfläche 6 reflektierten Ultraschallwellen 9 durch die dünne Wand der Kappe 2 durchgehenzulassen, und dann zu ermöglichen, daß reflektierte Schallwellen oder Echos durch die dünne Wand der Kappe 2 zurückkommen. Die elektrischen Leitungsdrähte 10 und 11 für den Motor 3 und die elektrischen Leitungsdrähte 12 und 13 für den Wandler 7 erstrecken sich wiederum durch das Innere des Katheterrohrs 1, wie in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des Instruments 1'.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist im folgenden eine weitere Ausführungsform 1''' des Ultraschall-Instrumentes für einmalige intraluminale Anwendung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform hat das Instrument 1''' den Wandler 7 in einem distalen Endteil 3''' der Kappe 2 angeordnet. Der Motor 3 ist dann in dem distalen Endteil des Katheterrohres 1 in der gleichen Weise wie in der Ausführungsform des Instruments 1' in Fig. 1 angeordnet. Der Spiegel 5 mit der Spiegelfläche 6 ist dann ähnlich wie der in Fig. 2 gezeigte Spiegel 5 zwischen dem Wandler 7 und dem Motor 3 angeordnet, wobei die Spiegelfläche 6 dem Wandler 7 zugekehrt ist, und der akustische Spiegel 5 an der Antriebswelle 4 des Motors 3 angebracht ist.
In den Figuren 1 und 2 ist somit die Spiegelfläche 6 proximal der Katheterspitze 2'' zugekehrt und in Fig. 3 ist die Spiegelfläche 6 distal der Katheterspitze 2'' zugekehrt.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Instrument 1''' erstreckt sich außerdem ein Kapillarröhrchen 14 durch passend angeordnete ausgerichtete Bohrungen in dem Motor 3, der Antriebswelle 4, dem Spiegel 5, dem Wandler 7 und dem distalen Ende des distalen Endteils 3''' der Kappe 2, ebenso wie durch einen elektronischer Schalter 15, der in dem Katheterrohr 1 in der Nähe des Motors 3 angebracht ist.
Bei dieser Bauweise des Instruments 1''' kann ein Führungsdraht durch das Katheterrohr 1 eingeführt werden, nämlich durch das Kapillarröhrchen 14, und aus dem distalen Ende des distalen Endteils 3''' der Kappe 2 für verschiedene bekannte Katheterprozeduren herausragen.
Der elektronische Schalter 15 ist ein integrierter Schalter, der eine Schaltung enthält, um das von Wandler 7 erhaltene reflektierte Signal und Echosignal zu verstärken bevor dieses Signal über die Leitungsdrähte 12 und 13 zu der optischen Anzeige übertragen wird.
Zudem können die Leitungsdrähte 10 und 11 zu dem Motor 3 und/oder die Leitungsdrähte 12 und 13 zu dem Wandler 7 gemeinschaftlich als Mittel zur Feststellung der Postion eines Katheters in einem Lumen verwendet werden, d.h., um die relative Position einer Katheterspitze 2 im Bezug auf den umgebenden Raum zu bestimmen.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Instrument 1' erstrecken sich die Leitungsdrähte 12 und 13 von dem Wandler 7 durchgehend oder sind in den distalen Endteil des Katheterrohres 1 eingebettet und die Leitungsdrähte 10 und 11 erstrecken sich proximal von dem Motor 3 aus.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Instrument 1'' sind die Leitungsdrähte 10 und 11 an der Stelle in dem distalen Endteil 3''' der Katheterspitze 2 befestigt und überqueren oder schneiden den Weg der emittierten und reflektierten Schallwellen 9 und dann durch den distalen Endteil des Katheterspitzenteils 1 zum Innenraum des Katheterrohrs 1.
Der Abschnitt der Leitungsdrähte 10 und 11 in der Nähe des Spiegels 5 kann so auf der optischen Anzeige gesehen werden, so daß die Position der Katheterspitze entsprechend dem Bereich des untersuchten Lumens oder Blutgefäßes festgestellt werden kann.
In ähnlicher Weise kann die Position eines Abschnitts der Drähte 12 und 13, die sich innerhalb der Kappe 2 in der Nähe des Spiegels 5 erstrecken, auf der optischen Anzeige zur Bestimmung der Orientierung und Lokalisation der Katheterspitze 2'' bezüglich des Bereichs des untersuchten Lumens oder Blutgefäßes gesehen werden.
Bei der in den Figuren 1-3 gezeigten vorhergehenden Beschreibung der Ausführungsformen 1', 1'' 1''' können die Positionen des Motors 3, des Spiegels 5 und des Wandlers 7 jeweils, wie gewünscht, eingerichtet werden.
Die Spiegelfläche 6 ist in einem Winkel zu der Katheterachse in einer Weise eingestellt wie es in dem Holländischen Patent 8 700 632 berichtet ist.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist der Wandler 7 einen zentralen Kanal 8 auf, durch den die Antriebswelle 4 sich erstrecken kann.
Der Motor 3 des Intraluminal-Ultraschall-Instruments 1', 1'' oder 1''' ist im wesentlichen zylindrisch bei geeigneter Form und hat eine Länge von weniger als etwa 6 Millimeter, und vorzugsweise weniger als etwa 4 Millimeter und einen Durchmesser von etwa höchstens 2,4 Millimeter, vorzugsweise nicht mehr als etwa 1 Millimeter.
Wie im vorhergehenden beschrieben können Geräte, wie beispielsweise die elektrischen Leitungsdrähte in ihrer Position zur Bestimmung der Orientierung der Katheterspitze bezüglich der umgebenden Region verwendet werden.
Das Instrument 1', 1'' oder 1''' kann in einer geeigneten Weise mit Geräten ausgestattet werden, um Untersuchungen innerhalb der Arterie oder Vene durchzuführen, nachdem eine Untersuchung stattgefunden hat, oder sogar während der Untersuchung zur Verwendung einer obstruktiven Methode, zum Beispiel bei der Plaquebeseitigung.
Das Instrument 1', 1'' oder 1''' kann beispielsweise mit Geräten ausgestattet sein zur Durchführung einer Funken-Erosions-Methode, wie in der Holländischen Patentanmeldung 8 700 632 beschrieben.
Es ist auch möglich das Instrument 1', 1'' oder 1''' mit einem Ballon auszurüsten zur Verwendung bei der Ballon-Dilatations-Mehode, die auf dem Gebiet der Angioplastie bekannt ist. Bei der Durchführung einer Angioplastie-Methode kann ein geeigneter Ballon um die Katheterspitze 2'' befestigt werden, und ein separater Kanal kann entlang des Katheterrohrs 1 hergestellt werden, der mit dem Ballon in Verbindung steht, um diesen aufzublasen, während man damit arbeitet, und es zu ermöglichen den Ballon wieder zu entleeren.
Wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 3 beschrieben ist, kann ein zentraler Kanal oder Kapillarröhrchen 14 zur Aufnahme eines Führungsdrahtes durch das Katheterrohr 1 und die Katheterspitze 2'' vorgesehen sein.
Der Raum in der Katheterspitze 2'', in dem der Wandler 7 und der Spiegel 5 sich befinden, ist anfänglich bevor das Instrument 1', 1'' oder 1''' in Betrieb genommen wird mit einer Flüssigkeit gefüllt, um einen wirksamen akustischen Betrieb des Instruments 1', 1'' oder 1''' sicherzustellen. Der im vorhergehenden beschriebene Raum kann mit Hilfe von Vakuumtechniken vorevakuiert werden, und Flüssigkeit kann über geeignete Kanäle in den Raum gesaugt werden. Es ist auch möglich, Flüssigkeit direkt in den Raum über einen Füllschlauch einzuleiten, so daß die Luft oder anderes vorhandenes Gas über geeignete Entgasungskanäle in dem Katheterrohr 1 ausgetrieben werden. Der Füllschlauch kann ein getrenntes Lumen in dem Katheterrohr 1 sein oder kann ein kleines Röhrchen sein, das entlang oder in das Katheterrohr 1 selbst eingepaßt ist und das nach Verwendung herausgezogen werden kann.
Zudem kann ein integrierter Schalter 15, wie in Fig. 3 gezeigt, in der Katheterspitze 2'' des Instruments 1', 1'' oder 1''' nahe dem Motor 3 und dem Wandler 7 angebracht sein. Diese Bauweisenanordnung unterstützt die Verstärkung des von dem Wandler 7 emittierten Echosignals bevor es durch die Leitungsdrähte 12 und 13 zu der optischen Anzeige übertragen wird; und diese Verstärkung ermöglicht eine bestimmte, sonst notwendige Bauart in oder auf der Katheterspitze 2' wegzulassen, z.B. das Vorsehen eines Metalldrahts, der spiralig um den Kathetermantel gewickelt ist und als Faraday'scher Käfig wirkt und in der Katheterspitze 2' und dem Katheterrohr 1 verborgen ist, kann weggelassen werden.
Das Instrument 1', 1'' oder 1''' arbeitet gut mit einem 5-French-Katheter mit einem Durchmesser von etwa 1,6 Millimeter.
Außerdem ist der Wandler 7 so konstruiert, angeordnet und wird betrieben, um Schallwellen mit höchstens 60 Megahertz zu emittieren, im typischen Fall etwa zwischen 15 und 45 Megahertz und bei einer bevorzugten Verwendung des Instruments 1', 1'' oder 1''' bei etwa 30 Megahertz.
Es wurde festgestellt, daß die verwendeten Frequenzen, insbesondere etwa 30 Megahertz, ein Ultraschallbild mit einer Schärfentiefe von wenigsten einem halben Inch (1/2") mit guter Auflösung ergeben, so daß die Struktur und Beschaffenheit, beispielsweise hartes verkalktes oder weiches Fettmaterial, des Gewebes oder zu untersuchender stenotischer Ablagerungen festgestellt werden können. Zudem ist das Instrument 1', 1'' oder 1''' mit der vorher unter Bezugnahme auf die Figuren 1-3 beschiebenen Bauweise in einer einfachen und kostengünstigen Weise gebaut, was es ermöglicht, daß das Instrument 1', 1'' oder 1''' ein Einmalinstrument ist.
Aus der vorangegangenen Beschreibung wird klar, daß das Instrument 1', 1'' oder 1''' der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Vorteilen aufweist. Einige sind im vorhergehenden beschrieben worden, andere liegen der Erfindung zugrunde. Demgemäß sollte der Rahmen der Erfindung nur eingeschränkt werden, wenn es durch die anhängenden Ansprüche zwingend ist.

Claims

1. Ultraschall-Instrument für einmalige intraluminale Anwendung zur Untersuchung und/oder Behandlung von Blutgefäßen und ähnlichen Lumina mit geringem Querschnitt, wobei das Instrument ein Katheter (1) enthält, bestehend aus einem Körper und einer Spitze (2') mit einem distalen Ende und einem distalen Teil zur Einführung in ein Lumen und einem proximalen Teil, wobei das Katheter (1) einen Durchmesser von höchstens 3 mm aufweist und mit einem rotierbaren Element (5) in der Spitze (2'), einem Kleinmotor (3) in der Spitze (2'), verbunden mit dem rotierbaren Element (5), um das rotierbare Element (5) mit einer ausgewählten Geschwindigkeit rotieren zu lassen, und einem Mittel (7) zum Erzeugen von Schallwellen mit einer Frequenz von höchstens 60 Megahertz, die auf das rotierbare Element (5) gerichtet sind, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleinmotor (3) ein Elektromotor ist.

2. Instrument nach Anspruch 1, wobei der Motor (3) eine dem distalen Ende zugekehrte Seite aufweist und mit einer Antriebswelle (4) auf der dem distalen Ende zugekehrten Seite versehen ist, wobei das rotierbare Element (5) ein rotierbarer akustischer Spiegel ist, der sich in dem distalen Endteil befindet und mit der Antriebswelle (4) verbunden ist, und wobei der rotierbare Spiegel eine Spiegelfläche (6) aufweist, die in einer Ebene liegt, die die Achse der Antriebswelle und die Achse der Fortpflanzung von Schallwellen aus dem Mittel (7) zum Erzeugen von Schallwellen unter einem Winkel schneidet.

3. Instrument nach Anspruch 2, wobei das Mittel (7) zum Erzeugen von Schallwellen einen in der Spitze angeordneten Wandler enthält, der der Spiegelfläche (6) zugekehrt ist und einen zentralen Durchgang (8) aufweist, durch den sich die Antriebswelle (4) erstreckt.

4. Instrument nach Anspruch 1, wobei der Motor (3) in dem distalen Endteil (3'') angeordnet ist und eine Antriebswelle (4) enthält, die sich von dem distalen Ende rückwärts erstreckt, wobei das rotierbare Element (5) mit einem rotierbaren akustischen Spiegel versehen ist, der an der Antriebswelle (4) angeordnet ist, welcher akustische Spiegel eine Fläche aufweist, die in einer Ebene liegt, die die Achse der Antriebswelle (4) und die Achse der Fortpflanzung von Schallwellen aus dem Mittel (7) zum Erzeugen von Schallwellen unter einem Winkel schneidet, wobei das Mittel (7) zum Erzeugen von Schallwellen sich in der Spitze (2') gegenüber der Spiegelfläche befindet.

5. Instrument nach Anspruch 1, wobei der Motor (3) im allgemeinen zylindrisch ausgebildet ist und eine Länge von höchstens ungefähr 6 mm und einen Durchmesser von höchstens ungefähr 2,4 mm aufweist.

6. Instrument nach Anspruch 5, wobei der Motor (3) eine Länge von höchstens ungefähr 4 mm und einen Durchmesser von höchstens ungefähr 1 mm aufweist.

7. Instrument nach Anspruch 2, wobei der Motor (3) mit einer Rotationsgeschwindigkeit angetrieben wird, die mit einem Raster über eine optische Anzeige synchronisiert ist, der die Echos der von dem Spiegel empfangenen Schallwellen zugeführt sind, wobei die Rotation des akustischen Spiegels in bezug auf den Raster orientiert ist.

8. Instrument nach Anspruch 1, wobei das Katheter (1) elektrische Leiter zum Zuführen elektrischer Energie zu dem Motor und zu dem Mittel (7) zum Erzeugen von Schallwellen enthält.

9. Instrument nach Anspruch 1, wobei das Katheter (1) einen zentralen Kanal (14) aufweist, der sich auch durch das Mittel (7) zum Erzeugen von Schallwellen und eine Antriebswelle (4) des Motors (3) durch und in Richtung auf das distale Ende des distalen Teiles (3''') der Spitze erstreckt.

10. Instrument nach Anspruch 1, wobei die Schallwellen mit einer Frequenz von ungefähr 15 bis 45 Megahertz erzeugt werden.

11. Instrument nach Anspruch 1, wobei die Schallwellen mit einer Frequenz von ungefähr 30 Megahertz erzeugt werden, um eine genügende Schärfentiefe mit genügender Auflösung zu erzielen, um die Struktur oder Beschaffenheit der Materie, wie Gewebe oder Plaque, in dem zu untersuchenden Raum um die Katheterspitze herum zu bestimmen.