DE69309953T2

DE69309953T2 - Diagnosebildgerät

Info

Publication number: DE69309953T2
Application number: DE69309953T
Authority: DE
Inventors: Michael Auer; Victor Chornenky; Peter Fettig; Richard Gunderson; Jeffrey Mcbroom; James Sharrow
Original assignee: SpectraScience Inc
Current assignee: SpectraScience Inc
Priority date: 1992-11-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1997-09-25
Anticipated expiration: 2013-11-19
Also published as: ATE151615T1; EP0669820A1; US5439000A; DE69309953D1; US5601087A; WO1994012095A2; EP0669820B1; AU5672194A; ES2102187T3; WO1994012095A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das Gebiet der medizinischen Diagnose und Behandlung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Führungsdrahtvorrichtung zur Gewebediagnose in vivo mittels elektromagnetischer Energie sowie Verfahren zur Verwendung der Führungsdrahtvorrichtung und eines Diagnosegeräts in Verbindung mit therapeutischen Kathetern, um Gewebe in vivo zu diagnostizieren und zu behandeln.

Beschreibung der verwandten Technik

Katheter, die zur Behandlung und Diagnose von Erkrankungen in Patienten verwendet werden, sind bekannt. Zu Beispielen für solche Katheter gehören u. a. Angioplastiekatheter mit eingebauten Ballons zum Dilatieren eines Gefäßes, Katheter zur internen Medikamentzufuhr, die ein Medikament einem lokalisierten Bereich in einem Patienten zuführen sollen, Laserablationskatheter, die Laserstrahlung in einem Patientenkörper zur Diagnose und/oder Behandlung bereitstellen sollen, Ultraschallablationskatheter, thermische oder mechanische Disruptivkatheter, Stentzufuhrkatheter, Katheter zur Überwachung von Medikament- oder anderen chemischen Konzentrationen/Indikationen (z. B. pH-Wert) in vivo sowie Katheter zur Überwachung von Körperfunktionen (z. B. Kardialausgabe).
Zumeist sind Katheter so gestaltet, daß sie einem in den Patienten eingeführten Führungsdraht folgen, und werden als "über dem Draht" laufende Katheter bezeichnet. Eine Teilmenge dieser Katheter wird als "Schnellaustausch"-Katheter bezeichnet. Mit Kathetern werden Führungsdrähte verwendet, da sie normalerweise sehr flexibel sind und einen kleineren Durchmesser als die zur Diagnose und/oder Behandlung verwendeten Katheter haben. Zudem sind Führungsdrähte normalerweise lenkbar, wodurch der Arzt den Führungsdraht bei seinem Vorschieben durch den Patienten besser leiten kann. Aufgrund ihrer Flexibilität, ihrer Lenkbarkeit und ihres kleinen Durchmessers können Führungsdrähte zu Stellen in einem Patienten geleitet werden, die der nachfolgende Katheter nicht erreichen könnte, ohne dem Führungsdraht zu folgen. In manchen Fällen können Führungsdrähte Stellen erreichen, die kein Katheter erreichen könnte. Normalerweise sind Führungsdrähte ferner strahlenundurchlässig, damit ihre Position mit üblichen fluoroskopischen Techniken überwacht werden kann.
In der Verwendung wird der Führungsdraht zur gewünschten Position in einem Patienten vorgeschoben. Bei einem Blutgefäß, in dem eine Stenose oder Okklusion vorliegt, wird der Führungsdraht an der Stenose oder Okklusion vorbeigeschoben und verbleibt dort, während der diagnostische und/oder therapeutische Katheter zur Stelle der Läsion vorgeschoben wird. Normalerweise enthält der Katheter ein Lumen oder einen Kanal, durch den der Führungsdraht verläuft, wenn der Katheter an ihm entlang vorgeschoben wird.
Führungsdrähte sind in der Technik allgemein bekannt. Die US-A-4545390 beschreibt einen Führungsdraht mit einem relativ langen Draht mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende. Eine relativ kurze, spiralförmig gewickelte Feder ist mit dem distalen Ende verbunden, das zu einer Kurve gebogen werden kann und ausreichend flexibel ist, um einem Blutgefäß zu folgen, ohne Traumen zu verursachen. Der Draht ist ausreichend drehsteif, um Winkeldrehung vom proximalen Ende zum distalen Ende zu übertragen und das Lenken des Führungsdrahts zu unterstützen. In der US-A-4554929 verbindet ein Sicherheitsdraht den Draht und den Wickel miteinander. In der US-A-4619274 verringert sich ein Kernelement im Durchmesser von seinem proximalen Ende zu seinem distalen Ende, und ein Spiralwickel hat einen sich zu seinem distalen Ende verringernden Durchmesser, wobei der Wickel aus einem Draht ausgebildet ist, dessen Durchmesser sich verringert, und der größere Durchmesser am proximalen Ende vorliegt. In der US-A- 4721117 bedeckt ein rohrförmiger Wärmeschrumpfmantel den Draht. In der US-A-4748986 hat der Draht einen sich verjüngenden Zwischenabschnitt und einen abgeflachten distalen Abschnitt. Ein Wickel umgibt den Draht, und ein Sicherheitsdraht verbindet den Draht und den Wickel miteinander.
Lichtwellenleiter enthaltende Katheter sind in der Technik allgemein bekannt. Die US-A-4648892 beschreibt einen Katheter mit einem optischen Schirm am distalen Ende des Katheters. In der US-A-4669465 ist eine Verriegelung vorgesehen, um den Betrieb eines Lasers zu verhindern, bis das Ende eines strahlübertragenden Leiters über das distale Ende des Katheters hinaus verläuft. In der US-A-4669467 sind die Enden eines Bündels aus Lichtwellenleitern unter Spannung gesetzt, um die Moden der Lichtwellenleiter zu mischen. Häufig sind Laserkatheter so gestaltet, daß sie über einem Führungsdraht eingeführt werden, der zuvor in einen Patienten eingeschoben wurde.
Bekannt ist die Analyse von Strahlung, die von Gewebe als Ergebnis von Beleuchtung des Gewebes mittels eines Katheters empfangen wird. Die US-A-4718417 beschreibt das Beleuchten von Gewebe mit Strahlung, die allgemein im Bereich von 480 nm liegt, und die anschließende Analyse reflektierter Strahlung, die allgemein im Bereich von 520 bis 610 nm liegt, um zwischen gesundem Gewebe und anderem Material, z. B. Plaque, zu unterscheiden. In der US-A-5104392 arbeitet die Vorrichtung, um solange eine Gewebemasse abzutragen, bis ein charakteristisches zurückgeführtes optisches Signal nicht mehr davon empfangen wird. In der US-A-5106387 wird ein Katheter verwendet, um eine Gewebemasse zu beleuchten und dadurch Fluoreszenz des Gewebes zu induzieren. Anschließend wird die zurückgeführte Fluoreszenz zur Diagnose der Gewebemasse analysiert. Sämtliche vorgenannten Patentschriften sind hierin durch Literaturverweis im Hinblick auf ihre Lehren eingefügt, die Gewebediagnose und -behandlung betreffen.
Ein Nachteil aller zuvor beschriebenen Systeme ist das Fehlen eines Diagnosewerkzeugs, damit der Arzt das Gewebe an der Behandlungsstelle identifizieren kann, bevor er einen separaten Katheter einführt, um das Gewebe zu diagnostizieren und/oder zu behandeln. Die Alternative ist, den Diagnoseschritt entfallen zu lassen und eine auf viele unterschiedliche Gewebe und Erkrankungen ausgerichtete Behandlung vorzusehen, was in der Realität jedoch kaum für spezielle Gewebe oder Erkrankungen optimal ist.
Als weitere Alternative bietet sich an, separate Katheter zur Diagnose und Behandlung vorzusehen. Allerdings kann diese Alternative Kosten und Komplexität des Verfahrensablauf 5 erhöhen.
Zudem verlängert ein Katheteraustausch die zum Abschluß des Verfahrens erforderliche Zeit und erhöht auch die mit der Prozedur zusammenhängende Gefahr oder Morbidität.
Als nachteilig erweist sich außerdem, daß einige der bekannten Laserkatheter nicht zur perkutanen Zufuhr geeignet sind, was für die meisten Ballon-Angioplastiekatheter und Katheter zur lokalisierten Medikamentzufuhr zutrifft. Dadurch erhöht sich das mit der Einführung der Katheter zusammenhängende Trauma gegenüber den zur perkutanen Anwendung vorgesehenen Vorrichtungen.
Die EPO-Veröffentlichungen Nr. 0355996 und 0297190 beschreiben Vorrichtungen mit einem in einem spiralförmig gewundenen Wickel eingeschlossen Lichtwellenleiterkern zur Verwendung beim Zuführen von Laserenergie und beim Führen größerer Vorrichtungen in einem Lumen. Ein Hauptnachteil bei diesen Strukturen besteht in ihrer begrenzten Fähigkeit, Drehmomente über die Länge der Vorrichtungen zu übertragen, was Folge des Spiralwickelaufbaus ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung stellt einen Führungsdraht bereit, der mit einem Lichtwellenleiter und einem zugehörigen Diagnosegerät zum Diagnostizieren von Gewebe in vivo versehen ist. Der Einsatz der Erfindung verhilft zur Gewebediagnose und Anpassung des therapeutischen Anteils des Verfahrensablaufs an das Gewebe oder die Erkrankung gemäß der Identifizierung durch den Führungsdraht und das zugehörige Diagnosegerät.
Ein Beispiel für die Zweckmäßigkeit der Erfindung ist die Diagnose arterieller oder vaskulärer Obstruktionen, z. B. atherosklerotischer Läsionen oder Thromben. Nach Identifizierung kann der geeignete therapeutische Katheter, unabhängig davon, ob es sich um einen Ballon-Angioplastie-, Medikamentzufuhr- oder Laserablationskatheter handelt, am gleichen Führungsdraht entlang vorgeschoben und zur Behandlung des Patienten verwendet werden. Außerdem ist die Erfindung auf zahlreichen weiteren Gebieten nützlich, u. a. in der Onkologie, Urologie, Gastroenterologie, Neurochirurgie, allgemeinen Chirurgie, Geburtshilfe/Gynäkologie usw. Sie kann zudem in laparoskopischen Verfahren zur zusätzlichen diagnostischen Information und/oder Lenkung einer therapeutischen Modalität verwendet werden (z. B. von Laser- und/oder Schneid-/Koagulationsvorrichtungen, beispielsweise einer bipolaren Vorrichtung zur Elektrokauterisation).
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Führungsdrahts weist einen rostfreien Stahlführungsdraht und einen durch den hohlen Führungsdraht verlaufenden Lichtwellenleiter auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Hauptlänge des Führungsdrahts ein dünnwandiges rostfreies Stahlrohr auf.
Am distalen Ende des Führungsdrahts verläuft der Lichtwellenleiter durch einen Drahtwickel. Das Abschlußende des Führungsdrahts kann ein optisch klares Fenster oder eine Linse aufweisen, durch die Licht oder Strahlung zu benachbartem Gewebe vom Lichtwellenleiter aus geführt und durch die Licht aufgefangen werden kann, um zum Lichtwellenleiter und danach zum Diagnosegerät am proximalen Ende des Führungsdrahts geführt zu werden.
Vorzugsweise weist der Führungsdraht eine Einrichtung zum schnellen Verbinden des Lichtwellenleiters im Führungsdraht mit dem Diagnosegerät auf. Die Fähigkeit zum schnellen Trennen des Führungsdrahts vom Diagnosegerät, zum Entfernen und/oder Einführen von über dem Führungsdraht laufenden Kathetern und zum erneuten Verbinden des Führungsdrahtkatheters mit dem Diagnosegerät bietet wichtige Vorteile.
Durch Gewebediagnose mit einem Führungsdraht und einem Diagnosegerät gemäß der Erfindung kann der Arzt einen geeigneten therapeutischen Katheter in Kenntnis des Gewebes an der Behandlungsstelle auswählen, wodurch der Arzt die beste Behandlung für die spezifische Gewebeart wählen kann. Sobald der geeignete therapeutische Katheter ausgewählt ist, kann er über dem Führungsdraht zur Behandlungsstelle vorgeschoben werden.
Wenngleich einige Laserkatheter zur Gewebediagnose fähig sein mögen, ist ein Abtrag mittels Laser nicht immer die effektivste oder wünschenswerteste Behandlung. In einer derartigen Situation müßte der Laserkatheter entfernt und ein anderer Katheter, z. B. ein Medikamentzufuhrkatheter, zur Behandlung des Gewebes eingeführt werden. Nach der Behandlung würde der Katheter dann entfernt und der Laserkatheter zur zusätzlichen Diagnose erneut eingeführt.
Durch die Erfindung entfällt jedoch jede Notwendigkeit, zwischen diagnostischen und therapeutischen Kathetern zu wechseln, und sie ist zur kontinuierlichen Diagnose in einem Verfahren durchweg fähig. Wie zuvor erwähnt wurde, kann der Vorrichtungsaustausch die Patientenmorbidität erhöhen und führt zudem zu höheren Kosten. Die Erfindung kann die Anzahl von Austauschvorgängen von Vorrichtungen verringern und senkt auch die Behandlungskosten, da ein Führungsdraht normalerweise nur ein Zehntel eines typischen Laserkatheters kostet.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Fähigkeit, optisch basierte Diagnosen mit perkutanen Zuführungsverfahren bereitzustellen. Eine perkutane Zuführung begrenzt mit invasiven Verfahren verbundene Traumen, die zum Einführen vieler Laserkatheter in einen Patienten notwendig sind. Zahlreiche Laserkatheter haben nicht die notwendige Flexibilität oder sind zur perkutanen Anwendung zu groß. Dadurch ist mit bekannten Kathetern möglicherweise keine optisch basierte Diagnose verfügbar. Dagegen ist der Führungsdraht der Erfindung zur perkutanen Anwendung gestaltet und kann mit jedem für Führungsdrähte vorgesehenen therapeutischen Katheter verwendet werden.
Die in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Führungsdrähten verwendeten Geräte und Verfahren setzen vorzugsweise eine beliebige Anzahl diagnostischer Techniken auf der Grundlage von elektromagnetischer Energie im infraroten bis ultravioletten Spektrum ein, die durch Lichtwellenleiter übertragen werden kann. Zu diesen Techniken gehören u. a. Interferenz und Dämpfung über ein Spektrum (Interferenzmeßverfahren), induzierte Fluoreszenz, Reflexions-/Absorptionsspektroskopie, Rayleigh-Streuung; Raman-Streuung und andere lineare und nichtlineare optische Techniken.
Zusätzlich zur Bereitstellung diagnostischer Informationen über die Gewebearten nahe dem Führungsdrahtende können die Geräte und Verfahren gemäß der Erfindung, wenn sie mit mehreren Kohärent- oder Nichtkohärentleitern versehen sind, zur Erzeugung eines zwei- oder dreidimensionalen Bilds des Bereichs nahe dem Führungsdrahtende verwendet werden.
Für den Fachmann gehen weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung aus der nachfolgenden näheren Beschreibung hervor, wobei die Beschreibung anhand der Zeichnungen erfolgt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Teilansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Führungsdrahts.
Fig. 2 ist eine im Querschnitt gezeigte Teilansicht eines alternativen bevorzugten Führungsdrahts gemäß der Erfindung.
Fig. 3 ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Teilansicht des proximalen Endes des Führungsdrahts von Fig. 1.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Führungsdrahts von Fig. 1, der mit einem Diagnosegerät verbunden ist und als Führung für einen über dem Draht laufenden Katheter dient.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Diagnosesystems, das zur Verwendung mit einem erfindungsgemäßen Führungsdraht gestaltet ist.
Fig. 6 ist eine hypothetische repräsentative Ausgabeanzeige, die durch das Diagnosesystem von Fig. 5 bereitgestellt wird.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform zum Trennen mehrerer Wellenlängen im Diagnosesystem von Fig. 5.

NAHERE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER UND ALTERNATIVER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Fig. 1 ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß aufgebauten Führungsdrahts. Darstellungsgemäß weist der Führungsdraht 10 ein lenkbares Hauptrohr 12 auf, das über die Hauptlänge des Führungsdrahts 10 verläuft. Das bevorzugte Hauptrohr 12 ist aus einem dünnwandigen rostfreien Stahltubus mit einem maximalen Außendurchmesser von unter etwa 0,038 Inch aufgebaut. Stärker bevorzugt ist, daß das Hauptrohr 12 einen maximalen Außendurchmesser hat, der gleich oder kleiner als etwa 0,018 Inch ist, wobei gleich oder kleiner als etwa 0,014 Inch am stärksten bevorzugt sind (was Führungsdrähten ähnelt, die gewöhnlich für Koronaranwendungen gestaltet sind).
Unter "lenkbar" ist zu verstehen, daß das Hauptrohr 12 Drehkraft über seine Länge vorzugsweise in einem Verhältnis von 1:1 übertragen sollte. Verständlich ist auch, daß das Hauptrohr 12 ausreichend steif sein sollte, damit es durch einen Patientenkörper vorgeschoben werden kann. Der Draht kann aus mehr als einem Material und auch aus anderen Materialien als rostfreier Stahl hergestellt sein, wozu u. a. Tantal, Titan, Platin, Nitinol usw. oder deren Legierungen gehören.
In der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist ein einzelner Lichtwellenleiter 20 im Hauptrohr 12 enthalten. Der Lichtwellenleiter 20 verläuft über das distale Ende des Hauptrohrs 12 hinaus, wo er durch ein zweites Hohlrohr 14 geführt ist.
Der bevorzugte Lichtwellenleiter 20 ist ein einzelner Multimode-Lichtwellenleiter, der aus einem Quarzglaskern und einem Mantel mit kleinerer Brechzahl aufgebaut ist, der mit einem Polyimidpuffer beschichtet ist. Der Kerndurchmesser des bevorzugten Leiters 20 beträgt 75 Mikrometer, der Außendurchmesser des Mantels 82 Mikrometer und der Außendurchmesser des Puffers 95 Mikrometer. Der bevorzugte Leiter kann von der Firma Polymicro Technologies, Phoenix, Arizona unter der Bezeichnung P/N 075082095 bezogen werden. Hierbei handelt es sich um einen Stufenlichtwellenleiter mit hohem Brechzahlgehalt und einer numerischen Apertur (NA) von 0,22.
Alternativ wird verständlich sein, daß als Ersatz dafür jede Fasertechnologie zum Einsatz kommen könnte, mit der Licht der geeigneten Wellenlängen übertragen werden kann. Zu Beispielen für Ersatzmaterialien gehören u. a. Hohlkernleiter, dielektrische beschichtete Leiter, Fluidkernleiter und aus seltenen Glas- (z. B. Fluorid) und polykristallinen (z. B. Metallhalogenid) Materialien hergestellte Leiter.
Zudem wird verständlich sein, daß trotz Bevorzugung eines einzelnen Multimode-Leiters, als Ersatz für den bevorzugten einzelnen Multimode-Leiter auch ein Monomode-Leiter oder ein Mehrleiterkern verwendet werden kann, der in einer Matrix (vorzugsweise einem Kohärentbündel) angeordnet ist, in der Eingangs- und Ausgangsenden mit den Leitern in einem Konstantmuster angeordnet sind, d. h., daß benachbarte Fasern am Eingang auch am Ausgang benachbart sind. Verständlich wird sein, daß jeder oder alle Leiter als Ersatz für den bevorzugten Leiter auch gewährleisten müssen, daß der Außendurchmesser des Führungsdrahts 10 innerhalb der zuvor beschriebenen Grenzen bleibt.
An seinem Außendurchmesser ist das Rohr 14 am Innendurchmesser des Drahts 12 durch Schweißen oder Hartlöten oder ein anderes geeignetes Befestigungsverfahren des Rohrs 14 am Draht 12 befestigt. Normalerweise dient Schweißen zum Verbinden des Rohrs 14 mit dem Draht 12, da die bevorzugten Versionen von beiden aus rostfreiem Stahl gefertigt sind. Wie beim Draht 12 wird verständlich sein, daß das Rohr 14 auch aus vielen anderen Materialien hergestellt sein könnte, u. a. aus Tantal, Titan, Platin, Nitinol usw. oder deren Legierungen.
Außerdem verläuft der Lichtwellenleiter 20 über das distale Ende des Rohrs 14 hinaus und durch das Innere eines hohlen, zylindrischen Wickels 16. Der Wickel 16 ist über das Rohr 14 aufgepaßt und hat daher vorzugsweise einen Innendurchmesser, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Rohrs 14 ist.
Vorzugsweise ist der Wickel 16 am Rohr 14 mit mindestens zwei Lötstellen befestigt, eine nahe dem Draht 12 und die zweite am distalen Ende des Rohrs 14. In der bevorzugten Ausführungsform kommen Lötverbindungen zum Einsatz, da der bevorzugte Wickel 16 aus Platinlegierung Nr. 479 hergestellt ist. Der zur Ausbildung des Wickels 16 verwendete bevorzugte Draht hat einen Durchmesser von 0,002 Inch. Wie beim Rohr 14 und Draht 12 wird verständlich sein, daß der Wickel 16 auch aus zahlreichen anderen Materialien hergestellt sein könnte, wozu u. a. rostfreier Stahl, Tantal, Titan, Platin, Nitinol usw. sowie deren Legierungen oder Kombinationen gehören. Alternativ könnte der Wickel 16 am Rohr 14 durch Schweißen, Hartlöten oder Klebstoffe befestigt sein.
Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Wickels 16 im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Drahts 12. In der bevorzugten Ausführungsform verläuft der Wickel 16 über dem Rohr 14 bis zum Übergang zwischen dem Draht 12 und dem Rohr 14. Durch Verlängern des Wickels 16 bis zum Übergang wird der Außendurchmesser des Führungsdrahts 10 über seine Länge nahe dem distalen Ende des Führungsdrahts 10 im wesentlichen gleichmäßig gehalten.
Verständlich wird sein, daß anstelle des bevorzugten Wickels 16 andere Strukturen als Ersatz für den bevorzugten Wickel verwendet werden könnten, die eine Einrichtung zum Bereitstellen einer flexiblen, biegsamen Abdeckung für das distale Ende des Führungsdrahts 10 haben. Zu Beispielen dafür gehören u. a. Flechtabdeckungen, S-Bogenstrukturen, geätzte Tubusse usw.
In der bevorzugten Ausführungsform variiert die Flexibilität des Führungsdrahts 10 zum flexibelsten Abschnitt nahe seinem distalen Ende, das den Lichtwellenleiter 20 und den Wickel 16 aufweist, die über das Rohr 14 hinaus verlaufen. Zudem kann das distale Ende des Führungsdrahts 10 vorzugsweise zu einer Biegung geformt werden, was zum Lenken des Führungsdrahts 10 z. B. durch Blutgefäße oder andere kurvenreiche Kanäle nützlich ist. Durch eine Biegung im distalen Ende des Führungsdrahts 10 kann auch ein drehendes Abtasten von Gewebe innerhalb des Lumens erfolgen, in dem sich der Führungsdraht 10 befindet, indem das proximale Ende des Führungsdrahts 10 gedreht wird. In der bevorzugten Ausführungsform kann das distale Ende des Führungsdrahts 10 zu einer Krümmung mit einem Innenbiegeradius von 3 Millimetern oder weniger geformt werden, ohne die Leistung des Lichtwellenleiters 20 im Führungsdraht 10 zu beeinträchtigen.
Am distalen Ende des Wickels 16 in der bevorzugten Ausführungsform des Führungsdrahts 10 endet der Lichtwellenleiter 20 und wird dort mit einem Epoxidharzperle 22 festgehalten. Das Epoxidharz stabilisiert das distale Ende des Lichtwellenleiters 20, so daß es im wesentlichen konzentrisch mit dem Ende des Wickels 16 ist.
Alternativ könnte das distale Ende des Führungsdrahts 10 in einer Linse enden. Eine Linse könnte einer Reihe von Funktionen im Führungsdraht 10 erfüllen. Unter "Linse" werden in der Erfindung jegliche Näherungen verstanden, wozu u. a. eine Gradientindexlinse, eine diskrete Linse, eine Faserspitzenlinse, eine Kugelspitzenlinse usw. gehören.
Außerdem könnte eine Linse als Einrichtung zum Erweitern von längs dem Lichtwellenleiter 20 gerichtetem Licht dienen. Eine Linse könnte verwendet werden, um das Licht auf einen Durchmesser zu erweitern, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Wickels 16 ist. Zudem könnte eine Linse auch als Einrichtung dienen, um auf das distale Ende des Führungsdrahts 10 auftreffendes Licht auf das distale Ende des Lichtwellenleiters 20 zur Übertragung zum proximalen Ende des Leiters 20 zu fokussieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner das distale Ende des Führungsdrahts 10 mit einem optisch klaren Elastomer beschichtet, um der distalen Führungsdrahtspitze eine weiche, flexible und formanpaßbare Oberfläche zu verleihen, die atraumatisch ist. Zusätzlich kann der Führungsdraht 10 mit einer (mehreren) hydrophilen Beschichtung(en) bedeckt sein, um erhöhte Schmierfähigkeit und eine Oberfläche mit geringer Reibung vorzusehen. Eine bevorzugte Beschichtung ist PTFE, obgleich deutlich ist, daß als Ersatz andere geeignete Beschichtungen zum Einsatz kommen könnten. Außerdem kann die Beschichtung die Verfolgbarkeit des Führungsdrahts in einem Lumen oder im Führungsdrahtlumen eines Katheters verbessern.
Verwendet werden könnten auch antithrombogene Beschichtungen. Ferner weist der bevorzugte Führungsdraht 10 einen Sicherheitsdraht 18 auf, der vom Rohr 14 zum distalen Ende des Wickels 16 verläuft. Der Sicherheitsdraht 18 soll die Integrität des die Zusammenstellung bildenden Führungsdrahts 10 gewährleisten. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Sicherheitsdraht 18 aus rostfreiem Stahl gebildet, mit dem Rohr 15 hartverlötet und an den Wickel 16 angelötet. Allerdings wird verständlich sein, daß der Sicherheitsdraht aus vielen anderen Materialien aufgebaut und am Rohr 14 und Wickel 16 durch vielfältige Verfahren befestigt sein könnte, die für die Materialien geeignet sind, die zum Aufbau dieser Abschnitte des Führungsdrahts 10 verwendet werden.
Da der bevorzugte Führungsdraht 10 einen aus einer Platinlegierung aufgebauten Wickel 16 aufweist, ist sein distales Ende in üblichen Fluoroskopietechniken strahlenundurchlässig, um die Verfolgung der Vorrichtung durch einen Patienten zu verbessern. Alternative Techniken zur Bereitstellung strahlenundurchlässiger Markierungen für in-vivo-Vorrichtungen, z. B. die Verwendung von Edelmetallringen, Beschichtungen und anderen Strukturen, sind dem Fachmann bekannt und werden hierin nicht näher beschrieben.
In Fig. 2 ist ein alternativer bevorzugter Aufbau eines erfindungsgemäßen Führungsdrahts 110 gezeigt. Darstellungsgemaß verläuft ein Hauptrohr 112 über die Gesamtlänge des Hauptrohrs 12 und Verlängerungsrohrs 14 in der zuvor beschriebenen Ausführungsform (siehe Fig. 1). Um die notwendige Flexibilität am distalen Ende des Führungsdrahts 110 zu schaffen, verringert sich der Außendurchmesser des Hauptrohrs 112 vorzugsweise nahe dem distalen Ende des Führungsdrahts 110 von einem Maximum von etwa 0,36 mm (0,014 Inch) (in einer bevorzugten Ausführungsform) auf ein Minimum von etwa 0,22 mm (0,0085 Inch).
Ein bevorzugter Wickel 116 (mit ähnlichem Aufbau wie der zuvor beschriebene Wickel 16) ist über das distale Ende des Hauptrohrs 112 aufgepaßt und dort an Lötperlen 117 verlötet (oder hartverlötet). Außerdem ist der Wickel 116 vorzugsweise in einem Bereich 116a vorgespannt, um Zugspannung auf die Wicklungen zu entlasten, was die Flexibilität des Wickels 116 erhöht. Außerdem ist ein Sicherheitsdraht 118 (der dem zuvor beschriebenen Sicherheitsdraht 18 entspricht) vorgesehen, um die Integrität des Führungsdrahts 110 zu gewährleisten.
Beide Führungsdrähte 10 und 110 zeigen die gewünschten Betriebsmerkmale erfindungsgemäßer Führungsdrähte. Für die nachfolgende Diskussion sollte davon ausgegangen werden, daß alle Verweise auf den Führungsdraht 10 auch den soeben beschrieben Führungsdraht 110 betreffen.
Als Ergebnis seines Aufbaus kann der Führungsdraht 10 einem Blutgefäß oder einem anderen Körperkanal mit gleichem oder größerem Durchmesser durch Biegungen und Abzweigungen folgen, ohne sich zu verdrehen oder den Kanal zu durchstoßen. Durch Ausüben eines Drehmoments oder Drucks auf den Führungsdraht 10 kann der Führungsdraht 10 durch einen Kanal selektiv gerichtet mit geringem oder ohne Trauma vorgeschoben werden.
Die zuvor beschriebene bevorzugte Ausführungsform des Führungsdrahts 10 ist zur Verwendung in Verbindung mit Diagnosegeräten und -verfahren zum Identifizieren von gesundem und erkranktem Gewebe durch Einsatz elektromagnetischer Energie im infraroten bis ultravioletten Spektrum vorgesehen, die durch Lichtwellenleiter übertragen werden kann. Zu diesen Techniken gehören u. a. Interferenz und Dämpfung über ein Spektrum (Interferenzmeßverfahren), induzierte Fluoreszenz, Reflexions-/Absorptionsspektroskopie, Rayleigh-Streuung, Raman-Streuung und andere lineare und nichtlineare optische Techniken.
Zusätzlich zur Bereitstellung diagnostischer Informationen über die Gewebearten nahe dem Führungsdrahtende können die Geräte und Verfahren gemäß der Erfindung zur Erzeugung eines zwei- oder dreidimensionalen Bilds des Bereichs nahe dem Führungsdrahtende verwendet werden.
Beispiele für einige, wenn auch nicht alle, Diagnosetechniken, die mit dem erfindungsgemäßen Führungsdraht 10 kombiniert werden können, sind in den US-A-4718417 (Laserinduzierte Fluoreszenz), US-A-5106387 (Laserinduzierte Fluoreszenz), US-A-5125404 (Räumliche Bildgebung) und US-A-5201318 (Laserinduzierte Fluoreszenz und Raman-Streuung) beschrieben. Im Hinblick auf ihre Offenbarungen zu Verfahren zur Gewebediagnose in vivo mittels Vorrichtungen auf der Grundlage von Lichtwellenleitern ist jede der vorgenannten Patentschriften hierin durch Literaturverweis eingefügt.
Erfindungsgemäß aufgebaute Führungsdrähte sind speziell zur Verwendung in Verbindung mit therapeutischen Kathetervorrichtungen gestaltet. Zu Beispielen für solche Vorrichtungen gehören Ballonkatheter zur perkutanen transluminalen Koronarangioplastie (PTCA), Medikamentzufuhrkatheter zur Zuführung von Medikamenten zu lokalisierten Bereichen in einem Patienten und zahlreiche andere Vorrichtungen zur Einführung in einen Patienten über einen Führungsdraht.
In Fig. 4 ist ein Verfahrensablauf unter Verwendung des Führungsdrahts 10 der Erfindung dargestellt. Der Führungsdraht 10 wird eingeführt und zur gewünschten Stelle 50 in einem Patienten vorgeschoben. Das bevorzugte Verfahren zur Einführung ist perkutan, wenngleich andere Einführungsverfahren gleichfalls erwogen sind, z. B. durch einen Kanal zur Endoskopbetätigung oder durch eine Nadel (mit einer stereotaktisch geführten Sonde auf der Grundlage von Ultraschall-, CT- oder MRI-Bildgebung). Vorzugsweise wird das distale Ende des Führungsdrahts 10 mittels Fluoroskopie verfolgt, obgleich Führungsdrähte mit Direktsicht (z. B. durch ein Angioskop) auch eingesetzt werden könnten.
Sobald die Position erreicht ist, wird das mit dem proximalen Ende des Führungsdrahts 10 über einen Koppler 11 verbundene Diagnosesystem 6 aktiviert, um das Gewebe nahe dem distalen Ende des Führungsdrahts 10 zu diagnostizieren. Nach Abschluß der geeigneten Diagnoseschritte und Identifizierung des Gewebes wählt der Chirurg die geeignete Behandlung und den für diese Behandlung gestalteten therapeutischen Katheter 8 aus.
An dieser Stelle wird der Führungsdraht 10 vom Diagnosesystem abgekoppelt, damit der therapeutische Katheter 8 über den Führungsdraht 10 eingeführt werden kann (wobei der Führungsdraht 10 im Führungsdrahtlumen des Katheters 8 enthalten ist). Der therapeutische Katheter 8 wird zur geeigneten Position vorgeschoben, um das zuvor diagnostizierte Gewebe zu behandeln. Verständlich ist, daß der therapeutische Katheter 8 über dem Führungsdraht 10 früher im Verfahren eingeführt werden könnte. Bei beiden Verfahren können der therapeutische Katheter 8 und der Führungsdraht 10 systematisch durch den Patienten vorgeschoben werden, um abwechselnd Gewebe nach Bedarf zu diagnostizieren und zu behandeln oder um Gewebe während der Behandlung zu diagnostizieren, damit der therapeutische Katheter geführt oder die Behandlung je nach fortschreitender Gewebediagnose beendet werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung ist die Fähigkeit, unterschiedliche Katheter schnell und leicht auszutauschen, um Gewebe mit der wirksamsten Therapie für die mit dem Führungsdraht 10 diagnostizierten Erkrankungen zu behandeln. Der Katheteraustausch erfolgt durch Abkoppeln des Führungsdrahts 10 vom Diagnosesystem, Entfernen des nicht benötigten Katheters, Ersetzen durch den gewünschten Katheter und erneutes Koppeln des Führungsdrahts mit dem Diagnosesystem.
Aufgrund des zuvor beschriebenen An- und Abkoppelns hat der bevorzugte Führungsdraht 10 eine Einrichtung zum schnellen Verbinden und Trennen des proximalen Endes des Führungsdrahts 10 und des Diagnosegeräts ohne Verwendung herkömmlicher Lichtwellenleiter-Verbindereinrichtungen, die normalerweise einen größeren Durchmesser als das Führungsdrahtlumen der therapeutischen Vorrichtung haben.
In der bevorzugten Ausführungsform weist die Verbindungseinrichtung einen Schnellkoppier 11 (siehe Fig. 4) an der Verbindungsstelle zwischen dem proximalen Ende des Führungsdrahts 10 und dem Diagnosegerät auf. Bezogen werden kann der bevorzugte Koppler unter der Bezeichnung FT-350 von der Firma 3M Company, St. Paul, Minnesota.
Bei Gestaltung zur Verwendung mit dem bevorzugten Koppler endet das proximale Ende des Führungsdrahts 10 mit einem Außendurchmesser, der nicht größer als der Außendurchmesser des Führungsdrahts 10 an jeder anderen Stelle über seine Länge ist, damit der Führungsdraht 10 durch ein Führungsdrahtlumen in einen Katheter eingeführt und schnell wieder mit dem Diagnosegerät verbunden werden kann. In der bevorzugten Ausführungsform beträgt dieser Außendurchmesser 0,014 Inch. Vorzugsweise befindet sich der Leiter 20 mittig im hohlen proximalen Ende des Führungsdrahts 10 mit einer Genauigkeit von ±5 µm Konzentrizität.
In einer in Fig. 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist ein Verbindungsrohr 12a über einen Bereich des proximalen Endes des Rohrs 12 aufgepaßt, der einen kleineren Durchmesser hat, damit der Gesamtaußendurchmesser des Führungsdrahts 10 nach wie vor 0,014 Inch beträgt. Vorzugsweise ist das Verbindungsrohr 12a am Hauptrohr 12 mit Epoxidharz 13 befestigt, obgleich als Ersatz eine andere Einrichtung zum Befestigen der Rohre verwendet werden kann.
Das entgegengesetzte Ende des Verlängerungsrohrs 12a (das das proximale Ende des Führungsdrahts 10 bildet) ist mit einem Epoxidharzstopfen versehen, um die Zentrierung des Leiters 20 beizubehalten.
Beim bevorzugten Verfahren zum Zentrieren des Leiters 20 im Verlängerungsrohr 12a wird das Verlängerungsrohr 12a fixiert, und der Leiter 20 wird durch das Verlängerungsrohr 12a durchgeschoben und unter Spannung in Position gehalten. Danach kann der Leiter 20 im Verlängerungsrohr 12a mittels einer Einrichtung zum Messen der Relativposition des Verlängerungsrohrs 12a und des Leiters 20 neu positioniert werden. Nach Erreichen der gewünschten Konzentrizität wird der Leiter 20 mit Epoxidharz fixiert, das in das Rohr 12a gemäß Fig. 3 eingebracht wird. Nach Härtung des Epoxidharzes 21 wird der Leiter 20 abgeschnitten, und das proximale Ende des Verlängerungsrohrs 12a wird poliert, um die notwendige optische Grenzfläche am Koppler 11 zu bilden. Verständlich ist, daß andere Verfahren genutzt werden können, um das Verlängerungsrohr 12a und den in ihm zentrierten Leiter 20 vorzusehen.
Alternativ wird verständlich sein, daß das proximale Ende des Führungsdrahts 10 im Hauptrohr 12 enden könnte, wobei der Leiter 20 durch ein geeignetes Verfahren zentriert gehalten wird, z. B. durch Epoxidharz oder andere Zentriervorrichtungen/-materialien. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Verlängerungsrohr 12a verwendet, um übermäßigen Produktabfall zu vermeiden, wenn die gewünschte konzentrische Genauigkeit nicht im Herstellungsverfahren erreicht wird.
Obwohl sie primär zur Verwendung mit therapeutischen Kathetern gestaltet sind, wird verständlich sein, daß der Führungsdraht und das zugehörige Diagnosegerät auch mit einem zur kombinierten Diagnose/Therapie gestalteten Katheter oder einem Diagnosekatheter verwendet werden könnten. In diesen Situationen könnten die Diagnosefähigkeiten der Erfindung Zusatzinformationen auf der Grundlage einer anderen Diagnosetechnik oder der gleichen Technik liefern. In jedem Fall könnte die Diagnose beider Vorrichtungen zwecks Verifizierung verglichen werden.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Diagnosesystems, das ein Interferenzmeßverfahren als Diagnoseverfahren in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Führungsdraht verwendet. Im wesentlichen stellt das Gerät eine Form des Michelson-Interferenzmeßverfahrens dar.
Wenngleich hierin ein Interferenzmeßverfahren zur Diagnose beschrieben wird, sollte die Erfindung nicht als Beschränkung auf die im folgenden beschriebene Diagnosetechnik aufgefaßt werden. Statt dessen ist der erfindungsgemäße Führungsdraht zur Verwendung in Verfahren gestaltet, die alle optisch basierten Diagnosetechniken nutzen, wozu u. a. laserinduzierte Fluoreszenz, zeitaufgelöste Fluoreszenz, Raman- Spektroskopie usw. gehören. Die folgende Beschreibung dient nur als ein Beispiel für eine in der Erfindung nutzbare Diagnosetechnik.
Die verschiedenen Bewegungen, die im System stattfinden, sind auf ein dreidimensionales XYZ-Koordinatensystem bezogen, das als Teil von Fig. 5 dargestellt ist.
Die Bezugszahl 30 bezeichnet eine Quelle elektromagnetischer Energie, z. B. einen Laser, der mit einer Wellenlänge von beispielsweise etwa 830 nm, 1300 nm oder 1500 nm arbeitet, eine Superlumineszenzdiode oder eine herkömmliche Weißlichtquelle, einen Monochromator und ein (mehrere) geeignete(s) Filter zum Abdecken der notwendigen Teile des optischen Spektrums. Die bevorzugte Quelle erzeugt niedrigkohärente Energie zur Erleichterung von Analysen im Interferenzmeßverfahren gemäß der nachfolgenden Diskussion.
Eine bevorzugte Lichtquelle 30 weist einen abstimmbaren Farbstofflaser, der mit einer Linienbreite von etwa 10 nm arbeitet, eine Matrix aus Superlumineszenzdioden, die jeweils mit einer unterschiedlichen Wellenlänge arbeiten, oder eine herkömmliche Weißlichtquelle mit einem Monochromator und geeigneten Filtern auf, um die notwendigen Teile des optischen Spektrums abzudecken. Vorzugsweise wird der Betrieb der Lichtquelle 30 durch einen Computer 80 gesteuert.
Eine Lichtstrahlausgabe 32 von der Quelle 30 wird zu einem Strahlteiler 34 geführt. Im Betrieb sendet der Strahlteiler 34 einen ersten Strahl 36 in den Leiterkoppler 11 und von dort aus in das proximale Ende eines Führungsdrahts 10, der gemäß der Erfindung und der Darstellung in Fig. 1 aufgebaut und angeordnet ist. Außerdem bewirkt der Betrieb des Strahlteilers 34, daß ein zweiter Strahl 38 nach oben zu einem beweglichen Referenzspiegel 40 gerichtet wird.
Der Spiegel 40 ist physisch in X-Richtung durch Betrieb einer Translationsstufe 42 unter Steuerung des Computers 80 beweglich. Außerdem wird die aktuelle X-Position des Spiegels 40 kontinuierlich als Eingangssignal zum Computer 80 geführt. Die X-Position des Spiegels 40 kann zum Pendeln (d. h. um einen kleinen Betrag in X-Richtung hin- und herbewegt) um die X-Sollposition durch Betrieb eines piezoelektrischen Bewegungswandlers (PZT) 44 unter Steuerung eines Oszillators 46 gebracht werden. Vorzugsweise ist die Ausgabe des Oszillators 46 auch als Eingabe mit einem Heterodyn-Signaldetektor 48 verbunden.
Die Auswirkungen von 1/f-Rauschen lassen sich durch Pendeln der Position des Spiegels 40 an jeder diskreten X-Position des Spiegels 40 infolge des Betriebs des PZT-Wandlers 44 vermeiden.
Die Bezugszahl 50 bezeichnet einen Bereich einer Arterie, in der das distale Ende des Führungsdrahts 10 positioniert ist. Darstellungsgemäß weist das Gefäß 50 eine interne Gewebemasse 52 auf. Ein Linear- und/oder Winkelpositionierer/Abtaster 54 arbeitet so, daß er die Z-Position des distalen Endes des Führungsdrahts 10 längs dem Gefäß 50 steuert, und kann außerdem bewirken, daß sich die Betrachtungsrichtung des distalen Endes des Führungsdrahts 10 in der X-Y-Ebene dreht. Vorzugsweise wird auch der Positionierer/Abtaster 54 durch den Computer 80 gesteuert.
Im Betrieb des Systems von Fig. 5 tritt ein Laserenergiestrahl aus dem Führungsdraht 10 aus und trifft auf die Gewebemasse 52. Die Energie wird zurück zum Führungsdraht 10 und seinem Lichtwellenleiter reflektiert, der anschließend die zurückkehrende Strahlung zum Strahlteiler 34 überträgt. Außerdem wird ein Referenzstrahl vom Spiegel 40 reflektiert. Auch dieser Strahl wird dem Strahlteiler 34 zugeführt.
Für diese beiden Strahlen, ein Strahl als Referenzstrahl der X-Position und der andere ein Informationen über die Gewebemasse 52 für die aktuelle Z-Position des distalen Endes des Führungsdrahts 10 enthaltender Strahl, kommt es am Strahlteiler 34 zur Kombination oder Interferenz. Als Ergebnis wird ein Interferenzmusterstrahl 56 (d. h. ein Ausgangsstrahl) zu einem Fotodetektor 60 geführt. Die Ausgabe des Detektors 60 geht als zweite Eingabe zum Signaldetektor 48.
Der Spiegel 40 wird so bewegt, daß er die Weglänge des Referenzstrahls auf bekannte Weise ändert oder abtastet. Dies liefert einen bekannten Bezug zur Distanz innerhalb des Gewebes 52, von dem zurückgeführte Strahlung empfangen wird. Insbesondere wird die Weglänge des Referenzstrahls geändert, indem die Position des beweglichen Spiegels 40 geändert wird. Jede gegebene Position des Spiegels 40 liefert eine genaue Korrelation zu dem Punkt oder der Position innerhalb des Gewebes 52, von der das reflektierte Signal gerade abgetastet wird.
Nur Licht, das von Gewebestellen reflektiert oder zerstreut wird, die genau den gleichen optischen Abstand vom Strahlteiler 34 wie der Abstand des beweglichen Referenzspiegels 40 vom Strahlteiler 34 haben, erzeugt konstruktive Interferenz mit dem Referenzstrahl und liefert damit ein Interferenzmeßsignal, das proportional zu sowohl der Amplitude des reflektierten Signals als auch der Amplitude des Referenzstrahls ist.
Die Ausgabe vom Signaldetektor 48 wird als zusätzliche Eingabe zum Computer 80 geführt, der so arbeitet, daß er eine Ausgabeanzeige 82 ansteuert, auf der die Konfiguration des Gefäßes 50 in der X-Y-Ebene angezeigt werden kann, wobei die Amplitude des Interferenzsignals als Y-Koordinate und als variable Funktion der X-Position des distalen Endes des Führungsdrahts 10 im Gefäß 50 angezeigt ist.
Fig. 6 zeigt ein solches Signaldiagramm, in dem die Signalamplitude (die Y-Achse) eines hypothetischen Beispiels in einer Logarithmenskala aufgetragen ist. Die im Signaldiagramm oder in der Kurve vorhandenen Spitzen stellen Diskontinuitäten in der Gewebemasse 52 dar. Der mittlere Anstieg dieses Signaldiagramms zwischen benachbarten Signalspitzen stellt den mittleren Absorptionskoeffizienten für diesen bestimmten Teil der Gewebemasse 52 dar.
Das Diagramm von Fig. 6 ist eine Funktion verschiedener Spiegelpositionen und damit verschiedener Distanzen innerhalb des Gewebes 52. Dadurch liefert das Diagramm von Fig. 6 Informationen über sowohl die Art als auch die Geometrie des Gewebes 52.
Die Dämpfung des Auflichtstrahls 36 durch die Gewebemasse 52, gekennzeichnet als Gesamtdämpfungskoeffizient des Gewebes, wird durch Absorption und Streuung des vom Führungsdraht 10 erzeugten Lichts durch die Gewebemasse 52 bestimmt. Da dieser Koeffizient in gewissem Maß eine Funktion der Wellenlänge des Auflichts ist, erleichtert die Verwendung einer niedrigkohärenten Lichtquelle, die auf unterschiedliche Wellenlängen abstimmbar ist oder bei einer Anzahl von Wellenlängen gleichzeitig betrieben werden kann, die Identifizierung der Gewebemasse 52, indem Dämpfungskennwerte vorgesehen werden, die am besten für jede voraussichtlich angetroffene Gewebeart geeignet sind.
Die Auflichtdämpfung wird durch Absorption und Streuung des Lichts durch das Gewebe 52 bestimmt. Dieser Dämpfungseffekt ist als Gesamtdämpfungskoeffizient gekennzeichnet. Für jedes gegebene Gewebemedium ist dieser Koeffizient ein inhärenter Wert. Anders ausgedrückt ist dieser Koeffizient ein "Fingerabdruck" des Gewebes, der sich wesentlich für verschiedene Arten von atherosklerotischer Plaque und Tromben unterschiedet und zur Gewebeidentifizierung verwendet werden kann.
Da dieser Koeffizient in gewissem Maß eine Funktion der Wellenlänge des Auflichts ist, verbessert die Verwendung einer niedrigkohärenten Lichtquelle, die auf unterschiedliche Wellenlängen abstimmbar ist oder bei einer Anzahl von Wellenlängen gleichzeitig betrieben werden kann, die Gewebeidentifizierung.
Zur Unterscheidung der jeder Wellenlänge entsprechenden Signale bei Verwendung einer Lichtquelle, die gleichzeitig mit mehreren Wellenlängen arbeiten kann, wird eine Matrix aus Fotodetektoren 70 gemäß Fig. 7 verwendet. Im bevorzugten System ist ein Fotodetektor für jede Wellenlänge vorgesehen, wobei sich ein Gitter oder ein ähnliches Lichtdispersionselement 72 vor der Matrix 70 zum Dispergieren der Wellenlängen zu den Fotodetektoren befindet. Dem Fachmann werden weitere Einrichtungen zum Trennen und Messen der Strahlung bekannt sein.

Claims

1. System zur Gewebediagnose und -behandlung mit:

a) einem Führungsdraht (10) mit einem Hohlrohr mit einer durch einen Innen- und Außendurchmesser festgelegten massiven Wand, wobei das Rohr ferner ein proximales und distales Ende hat, das Hohlrohr ausreichende Drehsteife hat, um im wesentlichen jegliche auf das proximale Ende wirkende Winkeldrehung zu dem distalen Ende zu übertragen, einer an dem distalen Ende des Rohrs befestigten flexiblen Einrichtung zum Bereitstellen von Flexibilität an dem distalen Ende des Führungsdrahts, wobei die flexible Einrichtung eine zu dem Rohr axial ausgerichtete Hohlseele bildet, und einem Lichtwellenleiter mit einem proximalen und distalen Ende, wobei der Lichtwellenleiter innerhalb des Innendurchmessers des Hohlrohrs und der Seele der flexiblen Einrichtung enthalten ist und zwischen dem proximalen und distalen Ende des Führungsdrahts verläuft;

b) einem Diagnosegerät (6) zum spektroskopischen Diagnostizieren von Gewebe, wobei das Diagnosegerät aufweist:

1) eine an das proximale Ende des Führungsdrahts (10) angrenzende Beleuchtungsquelle, wobei die Quelle in das proximale Ende des Lichtwellenleiters (20, 120) des Führungsdrahts eintretende Beleuchtung bereitstellt; und

2) eine Einrichtung zum Analysieren zurückgeführter Beleuchtung, die in das distale Ende des Führungsdrahts eintritt, um eine Diagnose des Gewebes bereitzustellen; und

c) einem über dem Führungsdraht (10) eingeführten Behandlungskatheter (8) zum Behandeln des unter Verwendung des Diagnosegeräts (6) und des Führungsdrahts (10) diagnostizierten Gewebes.

2. System nach Anspruch 1, wobei die flexible Einrichtung ferner eine Einrichtung zum Formen aufweist, damit das distale Ende des Führungsdrahts (10, 110) in eine gewünschte Geometrie geformt werden kann.

3. System nach Anspruch 2, wobei die flexible Einrichtung einen die Hohlseele bildenden Drahtwickel (16, 116) aufweist.

4. System nach Anspruch 3, wobei das Hohlrohr (112) des Führungsdrahts ferner einen sich verjüngenden Bereich nahe seinem distalen Ende aufweist, in dem sich der Außendurchmesser des Rohrs verringert, und wobei ferner der Drahtwickel (116) über mindestens einen Abschnitt des sich verjüngenden Bereichs aufgepaßt ist, wobei der Drahtwickel ferner einen Außendurchmesser hat, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Hohlrohrs ist, bevor sich der Außendurchmesser in dem sich verjüngenden Bereich verringert.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Hohlrohr ferner ein über eine Hauptlänge des Hohlrohrs verlaufendes Hauptrohr (12) und ein an einem distalen Ende des Hauptrohrs befestigtes Verlängerungsrohr (14) aufweist, wobei das Hauptrohr und Verlängerungsrohr den Lichtwellenleiter (20) enthalten und die flexible Einrichtung (16) an dem Verlängerungsrohr befestigt ist.

6. System nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, wobei der Lichtwellenleiter (20, 120) ferner mehrere der Lichtwellenleiter (20, 120) aufweist.

7. System nach Anspruch 6, wobei die mehreren Lichtwellenleiter (20, 120) als Kohärentlichtleitbündel vorgesehen sind.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Lichtwellenleiter (20, 120) ferner einen Multimode- Lichtwellenleiter aufweist.

9. System nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, wobei mindestens das distale Ende des Führungsdrahts (10, 110) mit einem optisch klaren Elastomer beschichtet ist.

10. System nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, wobei die Beleuchtungsquelle ferner eine Einrichtung zum Bereitstellen der Beleuchtung mit mehreren Wellenlängen aufweist.

11. System nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, ferner mit einer Lichtbündelungseinrichtung (22, 122) an einem distalen Ende des Lichtwellenleiters (20, 120) zum Erweitern der Beleuchtung von der Beleuchtungsquelle.

12. System nach Anspruch 11, ferner mit einer Einrichtung zum Ändern der Richtung, in die ein gebündelter Lichtstrahl von der Bündelungseinrichtung (22, 122) gerichtet ist.

13. System nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, wobei der maximale Außendurchmesser des Führungsdrahts (10, 110) gleich oder kleiner als etwa 0,97 mm (0,038 Inch) ist.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der maximale Außendurchmesser des Führungsdrahts (10, 110) gleich oder kleiner als etwa 0,46 mm (0,018 Inch) ist.

15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der maximale Außendurchmesser des Führungsdrahts (10, 110) gleich oder kleiner als etwa 0,36 mm (0,014 Inch) ist.