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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Katheter für medizinische Zwecke mit einem
oder mehreren Ballons. Der Katheter kann in einen Körper, insbesondere
in ein Blutgefäß des Körpers eingesetzt
werden. Der Ballon des Ballonkatheters kann dann erweitert werden,
z.B. durch Aufblasen, um den Fluss der Blutflüssigkeit im Blutgefäß zu steuern,
in das der Ballonkatheter eingesetzt wird. Insbesondere betrifft
die Erfindung einen verbesserten Ballonkatheter, der einen oder
mehrere aufblasbare Ballons aufweist, die individuell und getrennt
voneinander betätigt
werden können,
und einen Blut-Bypass oder Abzweig, um den Blutfluss durch ein Gefäß zurückzuhalten,
während
der Blutfluss an einen und/oder von einem vorbestimmten Teil oder
Bereich des Körpers
durch die Ballons des Katheters abgetrennt oder isoliert wird.
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Stand der
Technik
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Die
Verwendung einer Einrichtung bei medizinischen Vorgängen zur
Steuerung des Blutflusses in einem Blutgefäß und/oder zum Isolieren eines
Organs oder Bereiches des Körpers
gegen Blut, das in einem Blutgefäß strömt, ist
an sich bekannt, und eine Einrichtung, die zum Isolieren eines Organs
des Körpers
oder eines Bereiches des Körpers
gegenüber dem
Blut verwendet wird, das im Blutgefäß strömt, ist aus dem Stand der Technik
herleitbar. Eine solche Einrichtung ist als Katheter, insbesondere
als Ballonkatheter bekannt. Zum Beispiel werden nachstehend einige
US-Patente, die eine solche Einrichtung zur Steuerung des Blutflusses
in ausgewählten
Teilen oder Bereichen des Körpers
beschreiben, angegeben:
- US
5,069,662 , Bodden 1991
- US 4,883,459 , Calderon
1989
- US 4,820,261 , Schmoll
et all 1989
- US 4,708,718 , Daniels
1987.
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US
Patent 5,364,376 beschreibt einen Katheter mit einer Gleithülse mit
Führungsdraht-Lumen. Das
Lumen und die Hülse
haben aufeinander ausgerichtete Öffnungen,
die durch Bewegen der Gleithülse
verschlossen werden können.
Wenn die Öffnungen
ausgerichtet sind, kann ein Führungsdraht
aus dem entfernten Ende des Katheters durch das Lumen eingebracht
werden. Der Führungsdraht
wird aus dem Lumen durch eine im Lumen vorgesehene Rampe herausgezogen.
Die Rampe ist am Ende des entfernbaren Kernbauteiles angeordnet,
das eine erhöhte
Schaftsteifigkeit ergibt.
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US
Patent 5,135,484 beschreibt einen Katheter mit einem ersten aufweitbaren
Ballon 46 und einem zweiten aufweitbaren Ballon 48,
die längs
des Katheters beabstandet angeordnet sind, um ein abgeschlossenes
Segment zu erzielen, ferner eine erste Öffnung 70 und eine
zweite Öffnung 72,
die durch ein Lumen zum Nebenschließen des abgeschlossenen Segmentes
miteinander verbunden sind, und beschreibt einen Doppel-Ballonbehälter in
einem Teil der Beschreibung, der angibt, dass der Abriebbrei durch
das Lumen 60 abgegeben, und das Brei/Plaque-Gemisch über das
Lumen 62 abgezogen wird. Die entsprechenden Figuren dieser
Druckschrift zeigen, dass ein Brei/Plaque-Gemisch aus einem Lumen 62 auf
der gleichen Seite des gleichen Ballons (relativ zur Strömungsrichtung
der Blutflüssigkeit)
abgezogen wird, wenn Brei durch ein Lumen 60 geführt wird.
Damit ist jedoch nicht eine Struktur festgelegt, die so beabstandet
und positioniert ist, dass ein Teil der Blutflüssigkeit von einer Stelle stromaufwärts in Richtung
des Blutstromes in Bezug auf den Abschluss in Richtung stromabwärts des
Blutflusses in Bezug auf den Abschluss geführt wird.
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US
Patente 5,360 403 und 5,178,608 beschreiben einen Ballon zum Schließen einer Öffnung in
einem Katheter ähnlich
der Anordnung nach
US 5,135,484 .
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US-A-5,135,484
(Wright) beschreibt einen Katheter mit einem ersten aufweitbaren
Ballon und einem zweiten aufweitbaren Ballon, die längs des
Katheters beabstandet sind, um ein abgeschlossenes Segment zu erzielen,
wobei eine erste Öffnung
und eine zweite Öffnung
durch ein Lumen miteinander verbunden sind, um das abgeschlossene
Segment in Nebenschluss zu legen. Dieses Patent gibt die Lehre, dass
ein Brei/Plaque-Gemisch aus einem Lumen auf der gleichen Seite des
gleichen Ballons (relativ zur Richtung der Strömung des Blutflusses) abgezogen wird,
wenn ein Brei durch ein Lumen geführt wird. Damit gibt Wright
keine Konstruktion an, die versetzt und positioniert ist, um einen
Teil der Blutflüssigkeit von
stromaufwärts
in Richtung der Blutströmung
in Bezug auf den Abschluss in Richtung der Blutströmung stromabwärts im Vergleich
zum Abschluss zu führen.
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US-A-5,360,
403 (Mische) und US-A-5,178,608 (Winters) beschreiben einen Ballon zum
Schließen
einer Öffnung
in einem ähnlichen
Katheter wie er bei Wright beschrieben ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Nach
einem Aspekt der Erfindung wird ein Katheter mit den Merkmalen des
Anspruches 1 vorgeschlagen.
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Mit
der Erfindung wird ein verbesserter Katheter zur Verwendung in dem
Blutgefäßsystem
des menschlichen Körpers
vorgesehen, der mindestens zwei im Abstand voneinander versetzte
Ballons aufweist, die in der Lage sind, dass sie z.B. durch Aufblasen
erweitert werden, indem eine gesteuerte Blockierung im Blutgefäß geschaffen
wird, damit der Blutfluss an einen ausgewählten Teil des Körpers unterbunden,
jedoch der Blutfluss durch das Blutgefäß, in dem die gesteuerte Blockade
erzeugt wird, nicht vollständig
unterbrochen wird. Der verbesserte Katheter ergibt einen Nebenschluss
oder Bypass in dem Katheter, der eine Öffnung oder eine offene Stelle
in der Wand des Katheters stromaufwärts in Richtung des Blutflusses
im Vergleich zu dem stromabwärts angeordneten
Ballon aufweist, ferner eine weitere Öffnung oder offene Stelle in
der Wand des Katheters stromabwärts
in Richtung des Blutflusses im Vergleich zu dem stromabwärts angeordneten
Ballon, wobei ein inneres Lumen oder ein Kanal im Katheter sowohl
mit den stromaufwärts
als auch den stromabwärts
angeordneten Öffnungen
verbunden ist. Diese Konstruktion ergibt einen Bypass oder Nebenschluss für die Blutflüssigkeit,
die im Blutgefäß fließt, das durch
die aufgeblasenen Ballons des Katheters blockiert ist, und es wird
ein Blutstrom in dem blockierten Blutgefäß in die Lage versetzt, die
Blockierung und das isolierte Organ oder den isolierten Bereich
zu umgehen, ohne dass es erforderlich ist, das Blut anderen Blutgefässen in
dem Blutgefäßnetzwerk
des Körpers
zuzuführen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Darstellung eines Teils eines verbesserten Katheters, an dem
vorliegende Erfindung praktiziert wird,
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1a ist
eine Querschnittsansicht des Katheters nach 1 längs der
Linie a-a,
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2 ist
eine Darstellung des verbesserten Katheters an Ort und Stelle in
einem Blutgefäß,
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3a und 3b zeigen
eine Einrichtung zum Öffnen
und Schließen
von Öffnungen
des Nebenschlusses in der Katheterwand, und
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3c und 3d sowie 3e und 3f stellen
alternative Einrichtungen zum Öffnen
und Schließen
von Öffnungen
des Bypasses in der Katheterwand dar.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In 1 ist
ein Teil eines Ballonkatheters 10 mit im Abstand zueinander
versetzten Ballons 12 und 14 dargestellt. Jeder
Ballon ist mit einem getrennten Lumen innerhalb der Wand oder Abdeckung
des Katheters verbunden. Ein Lumen ist ein Schacht oder Kanal innerhalb
des Katheters. 1a zeigt einen Schnitt durch
den Katheter längs
der Linie a-a der 1, die die Katheterwand 10 und
die Lumina 11, 13, 16 und 18 darstellt.
Die vordere Spitze des Katheters ist gestrichelt gezeichnet.
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Das
Lumen 11 ist mit dem Ballon 12 verbunden und öffnet in
das Innere des Ballons bei 11a. Das Lumen 11 erstreckt
sich längs
des Katheters zum äußeren Ende
(nicht dargestellt), das außerhalb
des Körpers
liegt. Eine Pumpvorrichtung (nicht dargestellt) kann mit dem äußeren Ende
des Lumens 11 verbunden sein, um den Ballon 12 aufzuweiten
und zusammenzuziehen. Das Lumen 13 ist mit dem Ballon 14 verbunden
und öffnet
in das Innere des Ballons bei 13a. Das Lumen 13 erstreckt
sich längs
des Katheters zum äußeren Ende
(nicht dargestellt) des Katheters, das außerhalb des Körpers liegt.
Eine Pumpvorrichtung (nicht dargestellt) kann mit dem äußeren Ende
des Lumens 13 verbunden sein, um den Ballon 14 in
gewünschter
Weise aufzuweiten und zusammenzuziehen. Die Verwendung getrennter
Lumina zum Verbinden der getrennten Ballons mit voneinander unabhängigen Pumpvorrichtungen
stellt eine Verbesserung gegenüber
dem Stand der Technik dar, bei dem die Verwendung eines gemeinsamen Lumens
und einer gemeinsamen Pumpvorrichtung für beide Ballons des Katheters
vorgeschlagen wird. Durch die Verwendung getrennter Lumina, die
mit den entsprechenden Ballons und getrennten Pumpvorrichtungen
zum Aufblasen und Abblasen verbunden sind, wird beispielsweise eine
verbesserte Steuerung gegenüber
dem Blutfluss in den isolierten Körperteil und/oder von ihm erzielt.
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Die
Lumina 16 und 18 sind mit Öffnungen 24 und 23 in
der Wand des Katheters verbunden, die Öffnungen sind in dem Teil der
Katheterwand angeordnet, die zwischen den Ballons 12 und 14 liegt.
Die Lumina 16 und 18 erstrecken sich jeweils bis
zum äußeren Ende
des Katheters und können
mit einer Injektionsvorrichtung und/oder mit einer Vorrichtung zum
Abziehen von Fluiden in den und aus dem isolierten Bereich des Gefäßes verbunden
sein.
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Der
Teil des Katheters, der in 1 gezeigt ist,
ist der Teil des Katheters, der zum Einsetzen in den Körper und
insbesondere in das Blutgefäß des Körpers verwendet
wird. Es wird auch auf 2 verwiesen, die den Katheter
der 1 in das Gewebe 26 eines Körpers und
in das Blutgefäß 27 eines
solchen Körpers
darstellt.
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Dieser
spezielle Teil des Katheters, der in 1 dargestellt
ist, wird in den Teil oder Abschnitt des Blutgefäßes eingeführt, das durch ein Organ 29 führt. Die
Ballons 12 und 14 sind aufgeweitet, z.B. aufgeblasen,
dargestellt, um z.B. das Blut, das durch das Gefäß 27 strömt, wirksam
zu blockieren und die Blutzufuhr zum Netzwerk 28 der Gefäße im Organ 29 zu
unterbinden.
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Wenn
das Gefäß 27 eine
Arterie ist, strömt Blut
z.B. in Richtung des Pfeiles BF1 und ein Teil des Blutes strömt von dem
Gefäß 27 in
das Gefäßnetzwerk 28 und
damit in das Organ 29. Entsprechend der Lage des Organs
im Körper
strömt
Blut, das nicht in das Gefäßnetzwerk 28 abgeleitet
wird, weiterhin längs
des Gefäßes 27,
wie durch Pfeil BF2 angedeutet, an andere Organe und/oder Bereiche
des Körpers.
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Wenn
das Gefäß 27 eine
Vene ist, fließt
Blut von dem Organ 29 in das Gefäßnetzwerk 28 und in das
Gefäß 27,
wobei es in Richtung des Pfeiles BF2 fließt. Abhängig von der Lage des Organs 29 im
Körper
kann Blut von anderen Organen und/oder Teilen des Körpers in
das Gefäß 27 fließen, wie
z.B. durch Pfeil BF1 angedeutet.
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Wenn
eine Blockade des Gefäßes 27 durch Aufweiten
der voneinander beabstandeten Ballons 12 und 14,
z.B. durch Aufblasen, vorgenommen wird, wird das Organ 29 gegenüber dem
Blutfluss im Gefäß isoliert,
während
es sich innerhalb des Blutgefäßes 27 befindet.
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Nach
der Erfindung weist ein Ballonkatheter 10 eine Öffnung oder
Eingangsstelle 20 in der Wandung des Katheters auf, die
knapp stromaufwärts
in Richtung des Blutflusses von dem hinteren Ballon 12 angeordnet
ist. Die Öffnung 20 ist
mit einem Lumen 22 verbunden, das sich zur Spitze des Katheters
erstreckt; das andere Ende des Lumens 22 steht mit einer
zweiten Öffnung
oder einem Eingang 25 in der Spitze des Katheters oder
in der Wandung des Katheters unmittelbar stromabwärts in Bezug
auf den vorderen Ballon 14 in Verbindung. Die beiden Öffnungen 20 und 25 und
das Verbindungs-Lumen 22 bilden einen Abzweig oder Bypass
für die
Blutflüssigkeit,
die von dem Pfeil BF1 zum Pfeil BF2 durch das Gefäß fließt, und
durch die aufgeblasenen Ballons 12 und 14 blockiert
wird. Bei einem Bypass für
die Blutflüssigkeit,
wie er als Teil des Ballon-Katheters dargestellt und beschrieben
ist, wird eine Trennung des Körperteils
gegenüber
der Blutzufuhr in das Gefäß erzielt,
ohne dass der Blutfluss durch das Blutgefäß unterbrochen wird.
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Die Öffnung 25 ist
vorzugsweise an der Spitze des Katheters ausgebildet, wie in den 1 und 2 dargestellt;
die vordere Öffnung
kann jedoch in der Wandung des Katheters vorgesehen sein, wie in gestrichelten
Linien in 1 bei 25a dargestellt.
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Der
Bypass des abgeschlossenen Segments des Katheters kann eine oder
mehrere einstellbare Abdeckungen aufweisen, die offen oder verschlossen
sein können,
damit die Öffnung
oder die Öffnungen
des Bypasses erforderlichenfalls geöffnet oder geschlossen werden
können.
Durch Erzielen einer einstellbaren Abdeckung für die Öffnung 20 und/oder die Öffnung 25 wird
eine Steuerung des Blutflusses durch den Bypass erreicht. Beispiele
einer solchen Abdeckung oder eines solchen Deckels, die zum Öffnen und/oder
Schließen
der Öffnung
oder Öffnungen 20 oder 25 des
Bypasses verwendet werden können, sind
in den 3a–3d dargestellt.
Durch Schließen
nur einer der beiden Öffnungen
des Bypasses wird der Bypass effektiv geschlossen.
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Insbesondere
in Verbindung mit 2 ist ein Teil eines Ballonkatheters 10 so
dargestellt, dass er durch das Gewebe 26 eines Körpers und
in ein Gefäß 27 eingesetzt
ist. Der Katheter erstreckt sich durch das Innere des Gefäßes bis
zu einer gewünschten
Position. Bei der Darstellung ist davon ausgegangen, dass der Ballonkatheter
verwendet wird, um ein Organ des Körpers gegen den Blutfluss im
Gefäß zu isolieren.
Ein Organ 29 des Körpers
ist mit einem Blutgefäß 27 dargestellt,
das über
oder durch das Organ geführt
wird, wobei ein Teil des Blutes durch das Gefäß fließt und in das Gefäßnetzwerk 28 eintritt
oder aus ihm austritt.
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Es
wird angenommen, dass der Blutfluss durch das Gefäß 27 in
Richtung der Pfeile BF1 und BF2 erfolgt, und dass der Ballonkatheter 10 innerhalb des
Gefäßes 27 angeordnet
ist, wobei die Ballons 12 und 14 so positioniert
sind, dass sie das Gefäßnetzwerk 28 des
Organs 29 klemmen. Wenn die Ballons 12 und 14 erweitert
sind, so dass sie eine Blockierung des Gefäßes 27 ergeben, wird
das Organ 29 gegen einen Blutstrom aus dem Gefäß sowohl
in Vorwärts-
als auch in Rückwärtsrichtung
isoliert. Der Blutfluss durch das Gefäß 27 wird jedoch durch
den vorgesehenen offenen Bypass aufrecht erhalten. Sind die Öffnungen 20 und 25 offen,
ergibt sich ein Blutfluss von bis zu 500 ml pro Minute durch den
Bypass, der durch die Öffnung 20,
das Lumen 22 und die Öffnung 25 gebildet
wird. Dadurch ergibt sich eine Trennung des Organs gegenüber dem
Blutfluss im Gefäß, der Blutfluss
durch das Gefäß wird jedoch aufrecht
erhalten.
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Die Öffnungen 23 in
der Wandung des Katheters sind mit dem Lumen 18, und die Öffnungen 24 in
der Wandung des Katheters mit dem Lumen 16 verbunden. Die
Lumina 16 und 18 erstrecken sich zwischen den Öffnungen
am einen Ende der Lumina zu dem externen Ende des Katheters (nicht
gezeigt). Eine Pumpvorrichtung (nicht dargestellt) kann mit jedem
Lumen am externen Ende des Katheters verbunden sein; sie dient dazu,
Flüssigkeiten
in das und/oder aus dem geschlossenen Segment des Gefäßes zu injizieren
und/oder zu evakuieren.
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Die 3a und 3b zeigen
eine Ausführungsform
einer Verschlussvorrichtung für
die Bypassöffnung,
die zum Öffnen
und Schließen
der Öffnung 20 verwendet
werden kann. Damit der Bypass einwandfrei funktioniert, müssen beide Öffnungen 20 und 25 offen
sein. Durch Schließen
einer der Öffnungen
des Bypasses, beispielsweise der Öffnung 20, kann der
Bypass einschließlich
der Öffnung 20,
des Lumens 22 und der Öffnung 25 wirksam
geschlossen werden. 3a zeigt einen Kolben 32,
der zum Verschließen
der Öffnung 20 verwendet
wird, wenn er in eine Vorwärts-
oder Geschlossen-Position gebracht wird. Der Kolben 32 ist
mit einer Zuleitung 34 verbunden, die sich über ein
Lumen 22a bis zum äußeren Teil
des Katheters erstreckt. Die Zuleitung 34 kann in Längsrichtung
gezogen werden, so dass der Kolben 32 aus einer Geschlossen-Position
verschoben wird, wie in 3a dargestellt,
und in eine Offen-Position gebracht wird, wie in 3b gezeigt.
In der Geschlossen-Position befindet sich der Kolben 32 im Lumen
und liegt über
der Öffnung 20,
wobei er die Öffnung 20 verschließt und den
Bypass damit sperrt.
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Der
Kolben kann eine Vorspannvorrichtung, z.B. eine Feder 35 aufweisen,
die gestrichelt dargestellt ist oder ein anderes Vorspannbauteil,
so dass dann, wenn die Zuleitung freigegeben wird, die Vorspannvorrichtung 35 den
Kolben nach vorne über
die Öffnung 20 antreibt,
die Öffnung 20 verschließt und damit
auch den Bypass sperrt.
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Die 3c und 3d zeigen
eine andere Ausführungsform
des Öffnungs-Verschlusses zum Schließen und Öffnen der Öffnung 20. 3c zeigt eine
Art Klappe 36 in einer geschlossenen Position, die die Öffnung 20 verschließt. Die
Klappe 36 kann in Uhrzeigerrichtung quer zur Längserstreckung
des Katheters mittels eines Hebels 38, der mit der Zuleitung 34' verbunden ist,
verschoben werden.
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Die
Zuleitung 34' ist
am einen Ende mit der Basis des Hebels 38 verbunden, der
am anderen Ende mit der Klappe oder Abdeckung 36 in Verbindung
steht. Die Zuleitung 34' erstreckt
sich durch das Lumen 22a zum äußeren Teil des Katheters. Die
Zuleitung 34' kann
eine steife Zuleitung sein, die in Drehrichtung versetzt werden
kann, so dass der Hebel 38 an der Basis im Uhrzeigersinn
verschwenkt wird, damit die Klappe 36 aus einer geschlossenen Position,
wie in 3c gezeigt, in eine offene Position,
wie in 3d gezeigt, relativ zur Öffnung 20 bewegt
wird. Wenn die Klappe 36 offen ist, wie in 3d,
kann die Zuleitung 34' im
Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, wodurch der Hebel 38 im
Gegenuhrzeigersinn auf seiner Basis angetrieben wird, damit der
Hebel die Klappe im Gegenuhrzeigersinn und in Querrichtung die Klappe 36 in
eine geschlossene Position schiebt und die Öffnung 20 verschlossen
wird.
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Die 3e und 3f stellen
eine weitere Ausführungsform
einer Öffnungs-Verschlussvorrichtung
dar, wobei ein aufweitbarer Ballon 40 verwendet wird, um
z.B. die Öffnung 20 zu
blockieren oder zu verschließen,
wenn der Ballon 40 beispielsweise durch Aufblasen aufgeweitet
wird, wie in 3f gezeigt. Wenn der Ballon 40 in
seiner Dimension reduziert wird, wie in 3e dargestellt,
z.B. durch Vermindern des Druckes, öffnet z.B. die Öffnung 20 und damit
wird der Bypass geöffnet.
Der Ballon 40 ist mit einem Lumen 22' verbunden,
das sich zum äußeren Teil
des Katheters erstreckt. Das Lumen 22' kann mit einer Pumpvorrichtung
am äußeren Ende
des Katheters verbunden und der Ballon 40 unter Verwendung einer
Pumpvorrichtung aufgeblasen und/oder die Luft abgelassen werden.
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Anhand
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wurde ein verbesserter Ballonkatheter mit einem Bypass
des abgeschlossenen Segmentes des Katheters dargestellt, der im
Katheter angeordnet ist. Des weiteren wurden Anordnungen zum Öffnen und
Schließen
des Bypasses im Ballon-Katheter dargestellt und beschrieben. Andere
Ausführungen für den Bypass
und andere Anordnungen für
den Bypass-Verschluss sind ebenfalls dargestellt und beschrieben
worden. Weitere Änderungen
und/oder Modifikationen der Erfindung ergeben sich für den Fachmann,
ohne dass von dem Wesen der Erfindung abgewichen wird, die in den
nachfolgenden Ansprüchen
definiert ist.