DE69216209T2

DE69216209T2 - Steuerung für Instrumentenbehandlung in einem Katheter

Info

Publication number: DE69216209T2
Application number: DE69216209T
Authority: DE
Inventors: Steven Robert Bacich; Guy Russell Lowery; Fred Richard Tietge; Gary Milton Woker
Original assignee: Imagyn Medical Inc
Current assignee: Imagyn Medical Technologies Inc
Priority date: 1991-11-06
Filing date: 1992-10-13
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2012-10-14
Also published as: EP0541258B1; AU2638392A; AU657798B2; CA2080535A1; JPH05208051A; JP2669515B2; US5389100A; DE69216209D1; EP0541258A1

Description

Ein ausfahrbarer, nach außen kehrbarer (everting) Katheter umfaßt typischerweise einen äußeren Katheter mit einem äußeren Katheterlumen und einen in Längsrichtung innerhalb des äußeren Katheterlumens bewegbaren inneren Katheter mit einem inneren Katheterlumen. Ein nach außen kehrbares Element ist an den äußeren Katheter und den inneren Katheter gekoppelt, so dass bei Bewegen des inneren Katheters in distaler Richtung in dem äußeren Katheterlumen das nach außen kehrbare Element durch eine Öffnung in dem äußeren Katheter nach außen gekehrt oder ausgefahren werden kann.
Ein ausfahrbarer Katheter dieses Typs kann durch eine Passage in den menschlichen Körper eingeführt werden, wobei das ausfahrbare Element in einer nach außen gekehrten Position sich befindet. Ein langgestrecktes biegsames Instrument kann dann durch das innere Katheterlumen und das ausfahrbare Element hindurch geführt werden, um das Instrument an einem erwünschten Körperbereich zu positionieren und eines von einer Vielzahl medizinischer Verfahren auszuführen und/oder innere Körperbereiche zu betrachten.
Die Verwendung eines ausfahrbaren Katheters erfordert die Steuerung und Handhabung einiger verschiedener Komponenten. Z.B. ist das Bewegen und Steuern des inneren Katheters in Verbindung mit dem Ausfahren und Einfahren des nach außen kehrbaren Elements erforderlich, um das Instrument innerhalb des Körpers des Patienten richtig zu positionieren. Darüberhinaus muß der äußere Katheter richtig positioniert werden. Aufgrund dieser mehrfachen Steuer- und Positionsaufgaben erfordert die Verwendung eines ausfahrbaren Kathetersystems üblicherweise zwei Personen zu seiner Bedienung.
Nicht-ausfahrbare Katheter können während ihrer Verwendung ebenfalls mehrfache Steuer- und Positionierfunktionen erfordern. Z.B. kann ein nicht-ausfahrbarer Katheter ein durch das Lumen des Katheters und in den Körper des Patienten erstrecktes Instrument aufweisen. Während der Verwendung ist es üblicherweise erforderlich, den Katheter und das Instrument innerhalb des Patienten zu positionieren; im Gegensatz zu ausfahrbaren Kathetern ist jedoch nur ein einziger Katheter zu positionieren.
Es sind verschiedene Steuervorrichtungen zum Handhaben eines Instruments in einem Katheterlumen bekannt. Z.B. umfaßt eine als Führungsdraht-Drehmomenterzeuger (guidewire-torquer) bekannte Vorrichtung einen Ring, der auf einen Führungsdraht geklemmt ist, welcher sich durch einen Zugangskatheter oder Angioplastiekatheter hindurcherstreckt. Der Drehmomenterzeuger erlaubt es der Bedienperson, den Führungsdraht um eine zentrale Achse zu betätigen und in proximaler oder distaler Richtung zu bewegen. Der Drehmomenterzeuger steuert jedoch nicht die Position des Katheters.
Auf dem Gebiet von Arthrektomievorrichtungen ist es bekannt, eine handgeführte Steuervorrichtung zu verwenden, die an einen Führungskatheter angefügt ist. Die Steuervorrichtung umdreht ein Antriebskabel oder einen Instrumentenschaft, welcher Schneidflächen am distalen Ende des Instruments manipuliert. Die Steuervorrichtung weist einen Zugknopf auf, welcher die Schneidfläche des Instruments innerhalb des Lumens des Katheters vor- und zurückbewegen kann. Andere Steuervorrichtungen dieses Typs umdrehen ein Instrument oder Antriebskabel, welches Rotationsenergie auf die Schneidflächen überträgt.
Eine andere bekannte Steuervorrichtung überträgt Ultraschallenergie auf einen Instrumentenschaft, der sich durch das Lumen eines Katheters hindurch erstreckt. Eine Steuervorrichtung dieses Typs kann auch einen Pistolen- Auslöser-Griff aufweisen, der das Vorbewegen oder Zurückziehen einer ultraschallablativen Fläche ermöglicht. Andere Typen von Pistolen-Auslöser-Griff-Vorrichtungen, die primären Kathetern angefügt sind, können zum Greifen von Pinzetten oder Scheren verwendet werden.
In dem US-Patent Nr. 4,383,532 ist ein chirurgischer Apparat zum Vorwärtstreiben einer Epiduralelektrode entlang einer hohlen Epiduralnadel unter Verwendung einer Steuervorrichtung beschrieben. Die Steuervorrichtung besteht aus zwei zusammenwirkenden Rädern, von denen jedes eine ringförmige äußere Nut aufweist, die eine Öffnung im Berührungsbereich zwischen den zwei Rädern zur Aufnahme der Elektrode definiert. Durch Umdrehen eines Griffs können die Räder und somit die Elektrode in Längsrichtung angetrieben werden.
Das Einfädeln der Elektrode durch die Öffnung im Berührungsbereich zwischen den beiden Rollen kann ein Problem darstellen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Steuervorrichtung bereit zu stellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung zum Bewegen eines langgestreckten medizinischen Instruments in einem Katheter vorgeschlagen, welche umfaßt:
ein Gehäuse mit einem hierdurch erstreckten Durchgang, der zur Aufnahme eines langgestreckten medizinischen Instruments ausgebildet ist, wobei das Gehäuse einen Montageabschnitt, der zum Ankoppeln an einen Katheter ausgebildet ist, einen Antriebsabschnitt und einen langgestreckten Handhabungsabschnitt aufweist, der manuell gegriffen werden kann;
ein Antriebsrad und ein zweites Rad, wobei jedes der Räder eine Umfangsfläche aufweist, wobei die Räder umdrehbar um den Antriebsabschnitt mit den Umfangsflächen in etwa einander zugewandt montiert sind und zur Aufnahme des Instruments zwischen ihnen angeordnet sind, so dass bei Umdrehung des Antriebsrads das Instrument in Längrichtung in dem Durchgang bewegt werden kann;
wobei die Umfangsflächen der Räder eine ringförmige Nut zur Aufnahme des Instruments definieren;
die Steuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad und das zweite Rad jeweils zwei ringförmige die Nut flankierende Ausnehmungen aufweisen sowie durch erste und zweite Führungsteile, die sich von dem Handhabungsabschnitt in die Ausnehmungen erstrecken, um das führende Ende des Instruments in Ausrichtung mit der Nut zu halten, wenn es anfänglich durch den Handhabungsabschnitt hindurchgeführt wird, um zwischen die Räder zu gelangen.
Die zu beschreibende Steuervorrichtung vereinfacht das Positionieren und Steuern von Katheter und Instrument innerhalb des Körpers eines Patienten. Obschon die beschriebene Ausführungsform besonders für die Verwendung bei einem ausfahrbaren (everting) Katheter geeignet ist, bei dem Positionier- und Steuerfunktionen komplexer sind, kann die Steuervorrichtung auch für die Verwendung bei einem nicht- ausfahrbaren Katheter ausgebildet werden.
Die Steuervorrichtung ist an den inneren Katheter gekoppelt, um den inneren Katheter in dem äußeren Katheterlumen zu bewegen und um das Instrument in dem inneren Katheterlumen relativ zu dem inneren Katheter zu bewegen. Da die Steuervorrichtung an den inneren Katheter angekoppelt ist, kann sie den inneren Katheter bewegen und positionieren. Zusätzlich ist die Steuervorrichtung in der Lage, das Instrument in dem inneren Katheterlumen zu bewegen und zu positionieren. Die Steuervorrichtung ermöglicht eine Einhandsteuerung und -positionierung sowohl des inneren Katheters als auch des Instruments, wobei die andere Hand der Bedienperson freibleibt. Hierdurch wird, was typischerweise eine Zwei-Personen-Bedienung war, eine Ein-Personen-Bedienung.
Die Bewegung des Instruments in dem inneren Katheterlumen kann in Längsrichtung gerichtet sein, und/oder eine Rotationsbewegung sein. Um diese Bewegung zu erreichen umfaßt die Steuervorrichtung vorzugsweise eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Instruments.
Die Antriebseinrichtung kann viele verschiedene Formen annehmen, und umfaßt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein bewegbares Endlosteil zum Berühren und Antreiben des Instruments in Längsrichtung in dem inneren Katheterlumen. Z.B. kann das bewegbare Endlosteil ein Antriebsrad, ein Antriebsriemen, eine Antriebskette oder ein anderes endloses Teil sein. Ein Vorteil eines bewegbaren Endlosteils besteht darin, dass kein Umsetzen (shuttle) oder Hin- und Herbewegen erforderlich ist, um das Instrument über wesentliche Entfernungen zu bewegen. Zusätzlich werden die Kompaktheit und Einfachheit der Steuervorrichtung positiv beeinflußt.
Bei einer bevorzugten Konstruktion umfaßt die Antriebseinrichtung auch ein zweites Rad, welches mit dem Instrument in Eingriff ist und mit dem Antriebsrad zusammenwirkt um das Instrument zu bewegen. Ein wesentlicher Vorteil des zweiten Rads besteht darin, dass es mit dem Antriebsrad zusammenwirkt, um einen abrollenden im Gegensatz zu einem gleitenden Kontakt mit dem Instrument zu gewährleisten. Das zweite Rad kann auch ein angetriebenes Rad sein, oder es kann ein leerlaufendes Rad sein, das lediglich durch seinen Kontakt mit dem Instrument angetrieben wird.
Die Antriebseinrichtung kann manuell oder mittels eines Motors angetrieben sein. Ein manueller Antrieb hat den Vorteil eines leichteren Gewichts, geringerer Kosten und der Beibehaltung einer "fühlenden" Betätigung bei der bedienenden Person. Um wiederum eine stotternde oder hakende (shuttling or ratcheting) Betätigung zu vermeiden, wird vorzugsweise ein endloses, bewegbares Teil mit einem durch einen Daumen einer Bedienperson betätigbaren Bereich verwendet, um eine manuelle Antriebskraft auf die Antriebseinrichtung auszuüben, um das Instrument in Längsrichtung zu bewegen. Das letztere endlose, bewegbare Teil kann dasselbe endlose bewegbare Teil sein, welches das Instrument berührt und antreibt, oder es kann sich hierbei um ein separates Teil handeln, welches mit dem Daumen berührt wird und das endlose, bewegbare Teil direkt oder durch zwischengeordnete Antriebsräder o.dgl. antreibt.
Bei einer bevorzugten Konstruktion ist die Steuervorrichtung auch in der Lage, das Instrument zu umdrehen. Wenigstens ein Teil der Steuervorrichtung und vorzugsweise die Antriebseinrichtung können bewegbar oder umdrehbar sein, um diese Funktion auszuüben.
Die Steuervorrichtung umfaßt vorzugsweise eine Tragkonstruktion, die ihrerseits ein an den proximalen Endbereich des inneren Katheters angekoppeltes Gehäuse aufweisen kann. Bei dem Gehäuse kann es sich um ein separates, ständig oder lösbar an dem proximalen Endbereich des inneren Katheters angekoppeltes Teil handeln. Alternativ hierzu können das Gehäuse und der innere Katheter einstückig ausgebildet sein, in welchem Fall die Ankopplung des Gehäuses an den Katheter aus einer einstückigen Verbindung besteht. In jedem Fall weist das Gehäuse einen Durchgang auf, welcher mit dem inneren Katheterlumen kommuniziert und zur Aufnahme des Instruments ausgebildet ist.
Obschon das Gehäuse verschiedene Konstruktionen aufweisen kann, bildet es vorzugsweise einen Handhabungsabschnitt oder Griff, der manuell gegriffen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das Gehäuse in proximaler Richtung von dem Bereich des endlosen, bewegbaren Teils, welches mit dem Daumen einer Bedienperson angreifbar und antreibbar ist, um den Griff zu bilden. Indem der Griff bezüglich des Daumen-angetriebenen Bereichs des Teils proximal angeordnet ist, ist das Antreiben des besagten Teils mit dem Daumen einer Bedienperson bei einer Einhandbedienung vereinfacht.
Das Gehäuse kann vorteilhafterweise zur Umdrehung des Instruments verwendet werden. Bei dieser Konstruktion umfaßt das Gehäuse einen umdrehbaren Abschnitt oder Antriebsabschnitt, der in etwa um die Achse des Durchgangs umdrehbar ist, und die Antriebseinrichtung wird von dem umdrehbaren Abschnitt getragen und ist in der Lage, das Instrument zu greifen. Demzufolge wird durch Umdrehen des umdrehbaren Abschnitts das Instrument umdreht.
Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Gehäuse um ein separates Teil, welches mit dem proximalen Endbereich des Katheters verbunden ist. Um dies zu erreichen kann das Gehäuse der Steuervorrichtung vorteilhafter Weise einen Montageabschnitt aufweisen, der zur Ankopplung an den Katheter ausgebildet ist. Solchenfalls ist der Antriebsabschnitt des Gehäuses sowohl an den Griff als auch an den Montageabschnitt gekoppelt zwischen dem Griff und dem Montageabschnitt.
Wenn die Antriebseinrichtung ein Antriebsrad und ein zweites Rad aufweist, sind die Umfangsflächen dieser Räder ungefähr einander zugewandt angeordnet und zur Aufnahme des Instruments zwischen ihnen ausgebildet. Wenigstens eine dieser Umfangsflächen der Räder kann eine Nut zur Aufnahme des Instruments aufweisen. Die Nut erweist sich besonders vorteilhaft für ein Instrument, wie bestimmte Endoskope, mit einer verhältnismäßig zerbrechlichen Linse und/oder einem optischen System nahe dem distalen Endbereich des Instruments und einem in Richtung auf das distale Ende hin sich verringernden Querschnitt. Instrumente dieses Typs können durch die Nut geschoben werden, ohne dass das optische System beschädigt wird, und die dickeren, proximaleren Bereiche des Instruments können immer noch hinreichend fest durch die Räder gegriffen werden, um eine Antriebsverbindung zwischen den Rädern und dem Instrument zu bilden.
Bei einer bevorzugten Konstruktion erstreckt sich wenigstens ein Abschnitt des Durchgangs durch die Steuervorrichtung bezüglich des Antriebsrads und des zweiten Rads in proximaler Richtung. Solchenfalls umfaßt die Steuervorrichtung vorzugsweise innerhalb des Durchgangs ein Mittel zum Führen des Instruments von dem proximalen Bereich des Durchgangs zu der Antriebseinrichtung. Obschon dieses Mittel eine jegliche Art von auf das Instrument ausgeübtem Zwang (constraint) umfassen kann, welches die erwünschte Führungsfunktion ausüben kann, umfaßt das Führungsmittel bei einer bevorzugten Ausführungsform erste und zweite voneinander beabstandete Ausrichtungszungen zum Führen des Instruments zwischen dem Antriebsrad und dem zweiten Rad. Damit die Zungen sich entlang des Wegs bis in den Bereich zwischen dem Antriebsrad und dem zweiten Rad erstrecken können, definieren die Räder vorzugsweise erste und zweite ringförmige Räume, und die Zungen werden in diesen ringförmigen Räumen jeweils aufgenommen.
Um die Antriebsverbindung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Instrument zu verbessern, können ineinander eingreifende Vorsprünge und Ausnehmungen an dem Instrument und der Antriebseinrichtung vorgesehen werden, um ein positives Antriebsverhältnis zwischen diesen Komponenten zu erreichen. Vorzugsweise sind einige dieser Vorsprünge und Ausnehmungen auf der Umfangsfläche des Antriebsrads der Antriebseinrichtung vorgesehen. Die Vorsprünge des Instruments sind vorzugsweise auf proximaler Seite des distalen Endes des Instruments vorgesehen, und wenigstens einige der Vorsprünge sind entlang eines Bereichs des Instruments angeordnet, welches sich bei der Antriebseinrichtung befindet, wenn das distale Ende des Instruments sich nahe bei der Öffnung des Katheters befindet.
Eine die vorliegende Erfindung verkörpernde Steuervorrichtung wird nachfolgend beispielhaft beschrieben werden, wobei auf die beigefügten schematischen Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen:
Figur 1 eine Draufsicht zeigt, welche eine Ausführungsform eines Kathetersystems gemäß den Lehren dieser Erfindung zeigt, wobei das ausfahrbare Element ausgefahren ist und sich das Instrument aus dem ausgefahrenen Element herauserstreckt;
Figur 1a zeigt eine vergrößerte, in axialer Richtung verlaufende teilweise Schnittansicht, in der ein distaler Bereich des ausgefahrenen Katheters nach Figur 1 dargestellt ist, wobei das ausfahrbare Element ausgefahren ist.
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht mit teilweise weggebrochenen Bereichen einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.
Figur 3 ist eine entlang der Linie III-III der Figur 2 verlaufende Schnittansicht und zeigt auch einen Abschnitt des inneren Katheters.
Bei den Figuren 4, 5 und 6 handelt es sich um vergrößerte Schnittansichten entlang der Linien IV - IV, V - V bzw. VI-VI der Figur 3. In Figur 6 ist in unterbrochenen Linien die Umdrehung des umdrehbaren Abschnitts des Gehäuses dargestellt.
Figur 7 ist eine Ansicht eines nicht-ausfahrbaren Kathetersystems gemäß vorliegender Erfindung.
Figur 8 ist eine teilweise geschnittene Teilansicht, in der eine Möglichkeit, eine positive Antriebsverbindung zwischen dem Antriebsrad und dem Instrument zu erreichen, dargestellt ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Figur 1 zeigt ein ausfahrbares Kathetersystem 11, welches besonders zum Erreichen der Fallopiusröhren ausgebildet ist; es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Merkmale dieser Erfindung auch auf Kathetersysteme für andere Verwendungen angewandt werden können. Das Kathetersystem 11 umfaßt gewöhnlich einen äußeren Katheter 13, einen inneren Katheter 15, ein ausfahrbares Element 17 (Figur 1a) und ein langgestrecktes Instrument 19. Der äußere Katheter 13 umfaßt einen langgestreckten, biegsamen Katheterkörper 21 und einen äußeren Katheterfitting 23, der an das proximale Ende des Katheterkörpers 21 angekoppelt ist. Der äußere Katheter 13 hat ein äußeres Katheterlumen 25 (Figur 1a), welches sich von einer proximalen Öffnung 27, welche von dem äußeren Katheterfitting 23 gebildet wird, zu einer distalen Öffnung 29 (Figur 1a) erstreckt, die bei dieser Ausführungsform am distalen Ende des Katheterkörpers 21 vorgesehen ist. Selbstverständlich kann der Katheterkörper 21 mehrere Lumen aufweisen, wenn dies erwünscht sein sollte, und die distale Öffnung 29 muß nicht notwendigerweise am distalen Ende des Katheterkörpers liegen.
Der Katheterkörper 21 weist einen distalen Endabschnitt 31 auf, der unter zwangloser Bedingung, gerade sein kann oder in jeder anderen Form ausgebildet sein kann, um auf geeignetste Weise Zugang zu einer erwünschten Körperregion zu ermöglichen. Wie in der Figur 1 dargestellt ist, ist der distale Endabschnitt 31 gekrümmt und bildet im zwanglosen Zustand einen Teil eines Kreisbogens, und dieses vereinfacht den Zugang zur Öffnung der Fallopiusröhren. Die Gestalt des distalen Endabschnitts 31 ist jedoch nicht Teil dieser Erfindung und der distale Endabschnitt ist in der Figur 1a einfachheitshalber gerade dargestellt.
Der äußere Katheter 13 kann von konventionellem Aufbau sein und der Katheterkörper 21 kann aus einem biegsamen, biokompatiblen polymeren Material hergestellt sein. Der äußere Katheterfitting 23 weist einen Injektionsfuß 33 auf, durch den ein strömbares Medium dem äußeren Katheterlumen 25 zugeführt werden kann, um das Ausfahren und Einfahren des ausfahrbaren Elements 17 in bekannter Weise zu steuern.
Der innere Katheter 15 ist durch die proximale Öffnung 27 des äußeren Katheters 13 erstreckbar und in Längsrichtung in dem äußeren Katheterlumen 25 bewegbar. Der innere Katheter 15 weist auch einen Katheterkörper 35 und einen inneren Katheterfitting 37 auf, der an das proximale Ende des Katheterkörpers 35 angekoppelt ist. Der innere Katheter 15 weist ein inneres Katheterlumen 39 (Figur 1a) auf, welches sich zwischen einer proximalen Öffnung 41 (Figur 3), die von einem Fuß des inneren Katheterfittings 37 gebildet ist, und einer distalen Öffnung 43 (Figur 1a) an dem distalen Ende 44 des Katheterkörpers 35 ersteckt.
Der Katheterkörper 35 kann abhängig von der Art und dem Zweck des Kathetersystems 11 biegsam oder starr ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform ist ein distaler Abschnitt des Katheterkörpers 35 jedoch biegsam, so dass derjenige Bereich des Katheterkörpers 35, der sich in allen Positionen des inneren Katheters 15 relativ zu dem äußeren Katheter 13 innerhalb des distalen Endabschnitts 31 befindet, biegsam ist.
Der Fitting 37 weist einen Injektionsfuß 45 auf, der z.B. dafür verwendet werden kann, eine Spülungsflüssigkeit, ein Kontrastmittel oder Medikamente in das innere Katheterlumen 39 zu injizieren. Der Fuß 45 kann aber auch zum Ansaugen (aspiration) verwendet werden, wenn die erwünscht sein sollte.
Das ausfahrbare Element 17 (Figur 1a) ist eine dünne, biegsame Membran, die aus einem geeigneten, polymeren Material hergestellt ist. Das ausfahrbare Element 17 ist z.B. mittels eines Klebers an den Katheterkörper 21 des äußeren Katheters 13 nahe bei der distalen Öffnung 29 und einen distalen Endbereich des Katheterkörpers 35 des inneren Katheters 15 gemäß bekannten Techniken angeklebt. Hierdurch wird eine Kammer 47 mit dem Katheterkörper 21 des äußeren Katheters 13 gebildet. Demzufolge kann ein einströmbares Medium (inflation media) von dem Injektionsfuß 33, welches in der Kammer 47 wirkt, ein Einziehen oder nach Außenkehren oder -fahren des ausfahrbaren Elements 17 bewirken. Das ausfahrbare Element 17 weist ein distales Ende 49 auf, welches in der nach außen gekehrten Position der Figur 1a bezüglich der distalen Öffnung 29 distal angeordnet ist. Das ausfahrbare Element 17 bildet eine Verlängerung 50 des inneren Katheterlumens 39.
Das Instrument 19 ist langgestreckt und biegsam. Das Instrument 19 ist in das innere Katheterlumen 39 durch die proximale Öffnung 41 eingeführt und kann in proximaler und distaler Richtung relativ zu dem inneren Katheter 15 unabhängig von dem inneren Katheter bewegt werden. Das Instrument 19 endet auf der distalen Seite auf einem distalen Ende 51 (Figur 1a). Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei dem Instrument 19 und ein Endoskop zur Untersuchung der Fallopiusröhren.
Bei dem Instrument kann es sich jedoch um ein beliebiges langgestrecktes, biegsames Instrument für medizinische Zwecke handeln, wie einen Führungsdraht oder ein anderes Instrument entweder zum Sichtbarmachen oder Ausführen einer Behandlung an einer inneren Körperregion eines Patienten.
Das Kathetersystem 11 soweit es bis hier in der "Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform" beschrieben wurde kann in bekannter Weise ausgeführt sein. Das Kathetersystem 11 weicht jedoch von bekannten Systemen insoweit ab, als eine Steuervorrichtung 53 (Figur 1) aufweist, die an den inneren Katheter 15 angekoppelt ist, um den inneren Katheter in dem äußeren Katheterlumen 25 und das Instrument 19 in den inneren Katheterlumen 39 relativ zu dem inneren Katheter zu bewegen.
Die Steuervorrichtung 53 umfasst eine Tragstruktur, die bei dieser Ausführungsform in der Form eines Gehäuses 55 (Figur 2) ausgebildet ist. Obschon das Gehäuse 55 in verschiedener Weise konstruiert sein kann, ist es gemäß dieser Ausführungsform aus einem geeigneten harten polymeren Material hergestellt, und es weist einen sich hierdurch erstreckenden Durchgang 57 auf, der zur Aufnahme des Instruments 19 (Figur 3) ausgebildet ist. Wie dargestellt umfasst das Gehäuse 55 einen Montageabschnitt 59, der an den inneren Katheter 15 angekoppelt werden kann, einen Antriebsabschnitt oder umdrehbaren Abschnitt 61 und einen langgestreckten Griff oder Handhabungsabschnitt 63, der manuell gegriffen werden kann, auf. Der Montageabschnitt 29 umfasst eine kurze, ein Innengewinde aufweisende Röhre die einen inneren konischen Vorsprung 65, einen mit der Röhre einstückigen Kopf 67 und eine ringförmige Nut 69 zwischen dem Kopf und der Röhre auf.
Der Handhabungsabschnitt 63 umfasst eine langgestreckte Röhre 71 und ein tubusförmiges Verbindungsstück 73 welches das proximale Ende der Röhre 71 aufnimmt und daran befestigt ist. Das Verbindungsstück 73 weist eine kreisförmige Nut 75 auf. Die Nuten 75 und 69 sind in Öffnungen in dem Antriebsabschnitt 61 aufgenommen, um den Antriebsabschnitt 61 und den Handhabungsabschnitt 63 um die Achse des Durchgangs 57 relativ zu dem Montageabschnitt 59 umdrehbar zu montieren, was nachfolgend genauer beschrieben werden wird. Der Antriebsabschnitt 61 ist zwischen dem Montageabschnitt 59 und dem Handhabungsabschnitt 63 angeordnet und weist eine Öffnung 77 auf.
Die Steuervorrichtung 53 umfasst eine Antriebseinrichtung 79 zum Bewegen des Instruments 19 in Längsrichtung in dem inneren Katheterlumen 39 relativ zu dem inneren Katheter 15. Obschon die Antriebseinrichtung 79 in verschiedener Weise ausgebildet sein kann, und verschiedene Ratscheneinrichtungen oder hin und her gehende Einrichtungen (ratchet oder shuttle devices) umfassen kann, weist sie vorzugsweise ein bewegbares Endlosteil, wie ein Antriebsrad 81 zum Berühren und Antreiben des Instruments 19 in longitudinaler Richtung auf. Die Antriebseinrichtung 79 weist bei dieser Ausführungsform außerdem ein zweites Rad 83 auf, welches zusammen mit dem Antriebsrad 81 steuerbar ist, um das Instrument 19 in Längsrichtung zu bewegen.
Die Räder 81 und 83 sind umdrehbar an dem Antriebsabschnitt 61 montiert, und für diesen Zweck weist der Antriebsabschnitt einander gegenüberliegende Seitenwände 85 (Figuren 4 - 6) auf, welche durch Endwände 87 (Figuren 2 und 3) und eine transversale Wand 89 (Figuren 4 - 6) verbunden sind. Der Antriebsabschnitt 61 bildet daher einen Behälter, wobei die Öffnung 77 im allgemeinen der transversalen Wand 89 gegenüberliegend vorgesehen ist. Obschon der Antriebsabschnitt 61 einstückig ausgebildet sein kann, umfasst er bei der vorliegenden Ausführungsform zwei geformte Halbschalen 90 (Figuren 5 und 6), die in geeigneter Weise aneinander gefügt sind.
Obschon die Räder 81 und 83 in verschiedener Weise umdrehbar an dem Antriebsabschnitt 61 montiert sein können, umfasst bei der vorliegenden Ausführungsform jedes der Räder in entgegengesetzte Richtungen erstreckte Achszapfen (Figur 4), die in nach innen geöffneten Lagern 93 aufgenommen sind, welche einstückig mit den jeweiligen Seitenwände 85 ausgebildet sind. Hierdurch sind die Räder 81 und 83 um parallele, quer zu der Achse des Durchgangs 57 verlaufende Rotationsachsen montiert. Obschon die Räder 81 und 83 in verschiedener Weise konfiguriert werden können, sind sie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel identisch, und bei jedem von ihnen handelt es sich um eine einstückige Konstruktion und jedes umfasst eine mittige Antriebsscheibe 95 mit einer Umfangsfläche 97 und äußere Scheiben 99 mit Zähnen 101 auf ihren Umfangsflächen. Da die Räder 81 und 83 umdrehbar innerhalb des Antriebsabschnitts 61 des Gehäuses 55 montiert sind, sind die Umfangsflächen 97 in etwa einander gegenüberliegend angeordnet und zur Aufnahme des Instruments 19 zwischen ihnen ausgebildet, so dass bei Umdrehen des Antriebsrads 81 das Instrument 19 in Längsrichtung in den Durchgang 57 des Gehäuses bewegt werden kann. Die Zähne 101 des Antriebsrads 81 sind darüber hinaus in antreibendem Eingriff mit den Zähnen 101 des zweiten Rads 83, so dass eine positive Antriebsverbindung zwischen diesen beiden Rädern besteht, und Schlupf zwischen diesen Rädern daher nicht auftritt. Dies macht das zweite Rad 83 zu einem Antriebsrad und verbessert die Reibungscharakteristik der Räder 81 und 83 auf dem Instrument 19. Erwünschtenfalls kann die Steuervorrichtung 53 so konstruiert werden, dass das zweite Rad 83 direkt manuell antreibbar ist.
Die Öffnung 77 gibt einen Bereich eines Abschnitts des Antriebsrads 81 frei und dieser Bereich kann mit dem Daumen einer Bedienperson berührt werden, um eine manuelle Antriebskraft auf das Antriebsrad 81 auszuüben. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst der freigegebene Abschnitt einen Abschnitt der Umfangsfläche des Antriebsrads 81, d.h. einen Abschnitt der Umfangsfläche 97 und einen Abschnitt der Umfangsfläche, welche die Zähne 101 aufweist. Der Antriebsabschnitt 61 umgibt die Räder 81 und 83 mit Ausnahme dieses exponierten Bereichs des Antriebsrads 81 vollständig, so dass die Antriebsbewegung der Antriebseinrichtung 79 kaum unbeabsichtigt gehemmt werden kann. Der Handhabungsabschnitt 63 des Gehäuses 55 erstreckt sich in proximaler Richtung von dem Bereich des Antriebsrads 81, das durch die Öffnung 77 freigegeben ist, um den Handhabungsabschnitt für ein manuelles Greifen der Steuervorrichtung 53 und des freigegebenen Bereichs des Antriebsrads in geeigneter Weise zu positionieren, damit das Antriebsrad manuell mit dem Daumen der Bedienperson angetrieben werden kann.
Die Räder 81 und 83 können aus verschiedenen unterschiedlich harten und weichen Materialien hergestellt sein, und sie müssen nicht notwendigerweise aus dem selben Material hergestellt sein. Obschon die Räder 81 und 83 aus einem Metall hergestellt sein können, können sie ebenso aus einem Weichmaterial, wie aus einem weichen Gummi (soft-rubber) oder einem verhältnismäßig harten polymeren Material, so wie hartem Polyurethan, hergestellt sein. Erwünschtenfalls können eines der Räder 81 und 83 oder beide einen äußeren, relativ weicheren Mantel aufweisen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist jedes der Räder 81 und 83 einstückig und aus einem verhältnismäßig harten polymeren Material ausgebildet, um eine starke positive Antriebsverbindung zwischen den ineinandergreifenden Zähnen 101 zu erreichen.
Damit die Räder 81 und 83 das Instrument 19 mit der erwünschten Druckkraft greifen können, haben die Umfangsflächen 97 der Räder 81 und 83 jede eine Nut 103, die so angeordnet ist, dass sie der entsprechenden Nut in dem anderen Rad gegenüberliegt, so wie dies in Figur 4 dargestellt ist. Diese Nuten 103 sind so bemessen und ausgebildet, dass sie das Instrument 19 mit dem erwünschten Betrag einer Andrückkraft zum Antreiben des Instruments 19 aufnehmen können, ohne das Instrument zu beschädigen.
Obschon die Steuervorrichtung 53 mit vielen verschiedenen Arten von Instrumenten verwendet werden kann, ist das Instrument 19 ein Endoskop vom Typ mit einer distalen Endposition 105 (Figur 1), die eine verhältnismäßig empfindliche Optik enthält und eine geringere Querschnittsfläche aufweist als ein Abschnitt des Instruments, der sich stromaufwärts (upstream) einer Stelle 107 (Figur 1) befindet. Das Instrument 19 weist daher ein gestuftes Profil auf.
Die zwei Nuten 103 sind so bemessen, dass sie den distalen Endabschnitt 105, der die empfindliche Optik enthält, gleitend aufnehmen können, ohne den distalen Endabschnitt mit Druck zu belasten. Erst wenn der gestufte Abschnitt des Instruments 19 in den Bereich der Nuten 103 gelangt, beginnen die Nuten das Instrument drückend zu belasten, um eine Antriebsverbindung mit diesem zu erreichen. Auf diese Weise kann das Instrument 19 schneller durch die Steuervorrichtung 53 bis zu der Stelle 107 bewegt werden, ohne dass die Räder 81 und 83 bewegt werden müssen und ohne dass eine Beschädigung der Optik in dem distalen Endabschnitt 105 riskiert werden müsste.
Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 55 so konstruiert, dass der Antriebsabschnitt 61 und der Handhabungs- oder Griffabschnitt 63 als eine Einheit um die Achse des Durchgangs 57 relativ zu dem Montageabschnitt 59 umdrehbar sind. Obschon dies in verschiedener Weise erreicht werden kann, wird es bei einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erreicht, dass der Antriebsabschnitt 61 an den Handhabungsabschnitt angeklebt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform weist das Verbindungsstück 73 einen Kopf 109 (Figuren 3 und 5) innerhalb des Antriebsabschnitts 61 auf. Der Kopf 109 hat seitliche Kanten 111 (Figur 5), welche die einander gegenüber liegenden Seitenwände 85 des Antriebsabschnitts 61 jeweils berühren, um eine Umdrehung des Verbindungsstücks 73 und des gesamten Handhabungsabschnitts 63 um die Achse des Durchgangs 57 relativ zu dem Antriebsabschnitt 61 zu verhindern. Deshalb sind der Antriebsabschnitt 61 und der Handhabungsabschnitt 63 um die Achse des Durchgangs 57 relativ zueinander nicht umdrehbar. Der Kopf 67 (Figuren 3 und 6) des Montageabschnitts 59 ist jedoch kreisförmig, wie dies aus Figur 6 ersichtlich ist, und weist einen hinreichend kleinen Durchmesser auf, so dass die Seitenwände 85 eine relative Umdrehung zwischen dem Montageabschnitt 59 und dem Antriebsabschnitt 61 um die Achse des Durchgangs 57 nicht behindern. Außerdem ist die Passung zwischen der Öffnung in der Endwand 87 und dem Montageabschnitt 59 hinreichend lose, um diese Umdrehbarkeit zu gewährleisten.
Obwohl die Steuervorrichtung 53 an den inneren Katheter 15 in verschiedener Weise angekoppelt werden kann, in dem etwa das Gehäuse 55 und der innere Katheterfitting 37 einstückig ausgebildet werden, ist das Gehäuse 55 bei der vorliegenden Ausführungsform ein separates Teil, und die Steuervorrichtung 53 ist lösbar an den inneren Katheter 15 angekoppelt. Wie in der Figur 3 gezeigt ist, weist der innere Katheterfitting 37 einen Fuß 113 mit einem äußeren Gewinde auf, welches in den Montageabschnitt 59 eingeschraubt ist. Eine Dichtung 115 wird zwischen dem distalen Ende des Vorsprungs 65 und einem angrenzenden Bereich des Fußes 113 zusammengedrückt, um eine Dichtung zwischen dem Fitting 37 und der Steuervorrichtung 53 zu bewirken. Die Dichtung 115 wird hinreichend komprimiert, um eine Dichtung um das Instrument 19 herum zu bewirken.
Wie in der Figur 4 dargestellt ist gibt es einen Abschnitt des Durchgangs 57 der sich bezüglich der Räder 81 und 83 in proximaler Richtung erstreckt. Die vorliegende Erfindung stellt ein Mittel zur Verfügung zum Führen des Instruments 19 zu den Rädern 81 und 83 und in die Nuten 103. Obschon dieses Mittel in verschiedener Weise ausgebildet sein kann, umfasst es bei der dargestellten Ausführungsform ein paar Laschen oder Zungen 117 (tabs) (Figuren 2 - 5), die sich in distaler Richtung in den Antriebsabschnitt 61 und die kreisförmigen Räume 119 (Figuren 2 und 4) zwischen die Scheiben 95 und 99 jeweils hineinerstrecken. Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich die Ausrichtungszungen 117 wenigstens bis zu einer Stelle, an der die Räder 81 und 83 tangential zueinander verlaufen, so wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Demzufolge dienen die Zungen 117 dazu, das Instrument 19 in die Nuten 103 einzuführen, wenn das Instrument anfänglich in die Steuervorrichtung 53 eingeführt wird.
Beim Gebrauch wird der äußere Katheter 13 mit dem ausfahrbaren Element 17 in eingefahrener bzw. nach innen gekehrter Position, d.h. vollständig innerhalb des äußeren Katheterlumens 25, in den Körper eines Patienten an die erwünschte Region eingeführt. Das Instrument 19 wird dann durch den Durchgang 57 und die Nuten 103 der Steuervorrichtung und durch den inneren Katheterfitting 37 in das innere Katheterlumen 39 eingesteckt. Wenn das Instrument 19 vom vorstehend beschriebenen Typ mit einem distalen Endabschnitt 105 reduzierten Durchmessers ist, kann es durch die Nuten 103 hindurchgesteckt werden, ohne dass die Räder 81 und 83 umdreht werden. Wenn jedoch der Stufenabschnitt des Instruments 19 die Räder 81 und 83 erreicht, kann das Instrument 19 nur durch Umdrehen des Antriebsrads 81 in distaler Richtung vorwärtsbewegt werden. In dieser Position ist das Instrument 19 reibschlüssig zwischen dem Antriebsrad 81 und dem zweiten Rad 83 gegriffen, so dass bei Umdrehen des Antriebsrads 81 das Instrument 19 in Längsrichtung bewegt wird.
Wenn das ausfahrbare Element 17 ausgefahren wird, greift es das Instrument 19 und zieht dieses in distaler Richtung. Wenn es jedoch erwünscht ist, das Instrument 19 relativ zu dem ausfahrbaren Element 17 zu bewegen, kann die Steuervorrichtung 53 verwendet werden. Bewegen des Instruments 19 in Längsrichtung und Bewegen des inneren Katheters 15 in Längsrichtung, kann leicht im Wege einer Einhandbedienung erreicht werden. Daher braucht der Arzt den Handhabungsabschnitt 63 lediglich zu ergreifen, wobei er mit seinem Daumen das Antriebsrad 81 berührt und währenddessen kann sein Daumen das Antriebrad und das Instrument antreiben und seine Hand kann den inneren Katheter bewegen. Diese Bewegungen des Instruments 19 können in gewünschter Weise mit dem Ausfahren und Einfahren des ausfahrbaren Elements 17 koordiniert werden.
Die Antriebseinrichtung 79 und im besonderen die Räder 81 und 83 greifen das Instrument 19. Demgemäß wird durch Umdrehung des Handhabungsabschnitts 63 und des Antriebsabschnitts 61 des Gehäuses 55 relativ zu dem Montageabschnitt 59, wie dies z.B. in unterbrochenen Linien in Figur 6 dargestellt ist, das Instrument relativ zu dem inneren Katheter 15 umdreht. Dies kann sich z.B. als nützlich erweisen, wenn das Instrument 19 einen winkeligen distalen Spitzenabschnitt aufweist.
Figur 7 zeigt ein Kathetersystem 11a, welches mit dem Kathetersystem 11 in allen nicht dargestellten oder beschriebenen Aspekten identisch ist. Bereiche des Kathetersystems 11a, die Bereichen des Kathetersystems 11 entsprechen, sind mit entsprechenden Bezugszeichen gefolgt von den Buchstaben "a" bezeichnet.
Das Kathetersystem 11a ist identisch mit dem Kathetersystem 11 mit der Ausnahme, dass der Katheter nicht ausfahrbar ist. Daher weist das Kathetersystem 11a kein ausfahrbares Element auf und kann als lediglich den inneren Katheter 15a und die Steuervorrichtung 53a aufweisend angesehen werden. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 ist der Katheter 15a natürlich nicht ein innerer Katheter sondern eher der einzige Katheter des Systems. Die Steuervorrichtung 53 a ist identisch zu der Steuervorrichtung 53 und steuert die Position des Instruments 19a innerhalb des Katheters 15a in Längsrichtung und in Umdrehungsrichtung.
Figur 8 zeigt ein Kathetersystem 11b, welches mit dem Kathetersystem 11 in allen nicht dargestellten oder beschriebenen Aspekten identisch ist. Bereichen des Kathetersystems 11 entsprechende Bereiche des Kathetersystems 11b sind mit entsprechenden Bezugszeichen gefolgt von dem Buchstaben "b" bezeichnet.
Der einzige Unterschied zwischen den Kathetersystemen 11 und 11b besteht darin, dass das letztere ineinandergreifende Vorsprünge oder Zähne 131 und Ausnehmungen 133 auf dem Instrument 19b und dem Antriesrad 81b und dem zweiten Rad 83b aufweist. Dies gewährleistet eine positive Antriebsverbindung zwischen der Antriebseinrichtung 79b und im besonderen den Rädern 81b und 83b und dem Instrument 19b. Die Zähne 131 und die Ausnehmungen 133 der Räder 81b und 83b sind auf den Umfangsflächen 97b vorgesehen, und sie wirken mit den Zähnen 131 und den Ausnehmungen 133 des Instruments 19b zusammen, um einen Zahnantrieb zwischen diesen Teilen zu bilden. Die Zähne 131 und die Ausnehmungen 133 können auf dem Instrument 19b in jeglicher geeigneter Weise vorgesehen sein, in dem etwa das Basisinstrument in einem die Zähne und Ausnehmungen aufweisenden Mantel aufgenommen ist. Die Zähne 131 und Ausnehmungen 133 können auch bei dem Kathetersystem 11a gemäß Figur 7 vorgesehen sein.
Wenn die Zähne 131 und Ausnehmungen 133 verwendet werden, müssen sie sich nicht entlang der gesamten Länge des Instruments 19b erstrecken. Unter Bezugnahme auf Figuren 1 und 1a können die Zähne 131 und Ausnehmungen 133 proximal des distalen Ende 51 des Instruments 19b und entlang einer Längserstreckung des Instruments angeordnet sein, die einen Abschnitt des Instruments umfasst, der sich an der Antriebseinrichtung 79b befindet, wenn das distale Ende des Instruments nahe der distalen Öffnung 29 ist. Mit dieser Konstruktion können die Zähne 131 auf der proximalen Seite der Stelle 107 (Figur 1) auf dem Instrument 19b angeordnet sein und werden daher eine gleitende Bewegung des Instruments durch die Steuervorrichtung 53b hindurch bis an die Stelle 107 nicht behindern. Die positive Antriebsverbindung zwischen dem Instrument und den Rädern 81b und 83b wird jedoch dort erhalten, wo sie gewünscht ist. Durch die positive Antriebsverbindung wird das Auftreten von Schlupf zwischen dem Antriebsrad 81b und dem Instrument 19b verhindert, und der Arzt ist sich einer genauen Steuerung der in Längsrichtung gerichteten Bewegungen des Instruments sicher.

Claims

1. Steuervorrichtung zum Bewegen eines langgestreckten medizinischen Instruments in einem Katheter, umfassend:

ein Gehäuse (55) mit einem hierdurch erstreckten Durchgang (57), der zur Aufnahme eines langgestreckten medizinischen Instruments (19) ausgebildet ist, wobei das Gehäuse (55) einen Montageabschnitt (59), der zum Ankoppeln an einen Katheter (15) ausgebildet ist, einen Antriebsabschnitt (61) und einen langgestreckten Handhabungsabschnitt (63) aufweist, der manuell gegriffen werden kann;

ein Antriebsrad (81) und ein zweites Rad (83), wobei jedes der Räder (81, 83) eine Umfangsfiche aufweist, wobei die Räder umdrehbar an dem Antriebsabschnitt (61) mit den Umfangsflächen in etwa einander zugewandt montiert sind und zur Aufnahme des Instruments (19) zwischen ihnen angeordnet sind, so dass bei Umdrehung des Antriebsrads (81) das Instrument (19) in Längsrichtung in dem Durchgang (57) bewegt werden kann;

wobei die Umfangsflächen der Räder eine ringförmige Nut (103) zur Aufnahme des Instruments (19) definieren,

dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (81) und das zweite Rad (83) jeweils zwei ringförmige die Nut (103) flankierende Ausnehmungen (119) aufweisen, und durch erste und zweite Führungsteile (117), die sich von dem Handhabungsabschnitt (63) in die Ausnehmungen (119) erstrecken, um das führende Ende des Instruments (19) in Ausrichtung mit der Nut (103) zu halten, wenn es anfänglich durch den Handhabungsabschnitt (63) hindurchgeführt wird, um zwischen die Räder (81, 83) zu gelangen.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Führungsteile voneinander beabstandete Ausrichtungslappen umfassen.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (61) gegenüber dem Montageabschnitt (59) um die Achse des Durchgangs (57) umdrehbar ist.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (81, 83) miteinander kämmende Zähne (101) aufweisen.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungsteile wenigstens bis zu einer Stelle in die ringförmigen Ausnehmungen (119) hineinerstrecken, an der die Räder (81, 83) tangential zueinander sind.

6. Ausfahrbares (everting) Kathetersystem, umfassend einen langgestreckten äußeren Katheter (13) mit einem äußeren Katheterlumen (25) und einer Öffnung, einen langgestreckten inneren Katheter (15, 35), der in dem äußeren Katheterlumen (25) bewegbar ist und ein inneres Katheterlumen (39) aufweist, das für die Aufnahme eines langgestreckten Instruments (19) ausgebildet ist, und ein an den äußeren Katheter (29) und den inneren Katheter (43) angekoppeltes ausfahrbares Element (17), wobei bei Bewegen des inneren Katheters in dem äußeren Katheterlumen das ausfahrbare Element durch die Öffnung in dem äußeren Katheter nach außen gekehrt werden kann, gekennzeichnet durch eine an den inneren Katheter angekoppelte Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Bewegen des inneren Katheters in dem äußeren Katheterlumen und zum Bewegen des Instruments in dem inneren Katheterlumen relativ zu dem inneren Katheter.