DE102006020402B3

DE102006020402B3 - Verfahren zum Verbringen eines Katheters zu einem Ziel im Gehirn eines Patienten und Führungsdraht für einen Mikrokatheter zum Einsatz im Gehirn eines Patienten

Info

Publication number: DE102006020402B3
Application number: DE102006020402A
Authority: DE
Inventors: Marcus Dr. Pfister
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2026-04-29
Also published as: US20070265551A1

Abstract

Aus dem Bereich der Kardiologie ist bekannt, Katheter und Führungsdrähte für Katheter mithilfe von Magneten zu bewegen. Herkömmliche Magnete sind von ihrer Größe her nicht geeignet, in das Gehirn eines Patienten eingebracht zu werden, weil dort die Gefäße kleiner sind als die Herzgefäße. Um die in der Kardiologie erprobten Navigationsverfahren auch in der Neurologie anwenden zu können, stellt die Erfindung einen Mikrokatheter mit einem Führungsdraht (10) bereit, der magnetische Nanopartikel umfasst. Die magnetischen Nanopartikel können in Form eines Ferrofluids oder auch als Diamant-Nanopartikel in Pulverform bereitgestellt sein. Ein Navigieren des Führungsdrahts und damit letztlich des Katheters im Gehirn durch Magnetfelder von außen wird dadurch möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbringen eines Katheters zu einem Ziel, insbesondere im Gehirn eines Patienten. Sie betrifft auch einen Führungsdraht für einen Mikrokatheter zum Einsatz im Gehirn eines Patienten sowie einen solchen Mikrokatheter.
Die relative Kleinheit der Gehirngefäße hat zur Folge, dass Techniken, die für Katheteranwendungen am Herzen entwickelt wurden, nicht uneingeschränkt verwendet werden. Wie z. B. aus der Broschüre "AXIOM Artis dFC Magnetic Navigation", der Firma Siemens Medical Solutions, 2004, Order No. A91100-M1400-C914-1-7600 bekannt ist, können Katheter im Bereich der Kardiologie mittels eines veränderbaren Magnetfeldes navigiert werden. Hierzu wird an der Katheterspitze ein kleiner Magnet angebracht. Der Katheter wird in den Körper des Patienten eingebracht. Von außerhalb des Körpers des Patienten werden Magnetfelder angelegt, die auf den Magneten Kräfte ausüben. Der Magnet folgt diesen Kräften und wird so im Körper des Patienten bewegt (navigiert). Bekannt sind auch Katheter mit Führungsdrähten. Hierbei wird zunächst der Führungsdraht an den Zielort verbracht, der leichter zu bewegen ist als der Katheter, und nachfolgend der Katheter längs des Führungsdrahts nachgeschoben. Beim Navigieren mithilfe der Magneten muss dann der Führungsdraht (an seiner Spitze) mit einem Magneten ausgestattet sein.
Herkömmliche Magneten verbrauchen so viel Raum, dass sie nicht in Verbindung mit Kathetern und Führungsdrähten eingesetzt werden können, die ausreichend klein sind, dass sie im Gehirn eines Patienten eingesetzt werden können (Mikrokatheter mit entsprechenden Führungsdrähten).
Es ist Aufgabe der Erfindung, auch für die Anwendungen im Gehirn eine Möglichkeit bereitzustellen, die Katheter zielgenau zu einem Ziel zu verbringen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1, einen Führungsdraht gemäß Patentanspruch 4 und einen Mikrokatheter gemäß Patentanspruch 15 gelöst.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren also das Bereitstellen eines Katheters mit einem gegenüber dem Katheterkörper beweglichen Führungsdraht, wobei der Führungsdraht magnetische Nanopartikel in Flüssigkeit suspendiert und/oder in Pulverform umfasst. In Flüssigkeit suspendierte Nanopartikel sind auch unter dem Namen "Ferrofluid" bekannt. Andere, pulverförmige Nanopartikel sind beispielsweise Diamant-Nanopartikel, wie sie im Artikel "Irradiation-Induced Magnetism in Carbon Nanostructures" von S. Talapatra, P. G. Ganesan, T. Kim, R. Vajtai, M. Huang, M. Shima, G. Ramanath, D. Srivastava, S. C. Deevi, and P. M. Ajayan in Physical Review Letters, Bd. 95, Artikel 097201 (2005) beschrieben sind (siehe auch im Internet http://www.wissenschaft.de/wissen/news/257612.html vom 27. April 2006).
Ein solcher Katheter mit dem erfindungsgemäß ausgestatteten Führungsdraht wird dann nachfolgend so behandelt, wie man es von Herzanwendungen her kennt: Der Führungsdraht wird in den Körper des Patienten eingebracht, der Führungsdraht wird zu dem Ziel durch Anlegen von Magnetfeldern von außerhalb des Patienten bewegt, welche auf die magnetischen Nanopartikel einwirken (zumindest in Teilstrecken bewegt), und der Katheterkörper wird dann entlang des Führungsdrahts nachgeführt, um so zu dem Ziel im Gehirn des Patienten zu gelangen.
Der Führungsdraht hat bevorzugt einen Durchmesser von kleiner als 0,3 mm, bevorzugt von kleiner als 0,25 mm, besonders bevorzugt von kleiner als 0,2 mm.
Er besteht bevorzugt aus weichem (also biegsame Kunststoff. Einen solchen Führungsdraht kennt man unter dem Namen "floppy"-Führungsdraht (floppy guide wire). Er wird auch als flussgesteuert bezeichnet, weil der weiche Kunststoff es ermöglicht, dass der Führungsdraht sich (zumindest auf Teilstrecken) vom Blutfluss in den Körpergefäßen (in denen sich der Führungsdraht befindet) gesteuert bewegt, d. h. dem Blutfluss folgt (mitgeführt wird).
Zur Erfindung gehört auch ein Führungsdraht für einen Mikrokatheter zum Einsatz im Gehirn eines Patienten, an dem oder in dem erfindungsgemäß magnetische Nanopartikel angebracht bzw. angeordnet sind.
Bei einem Kunststoff-Führungsdraht können die magnetischen Nanopartikel in beliebiger Art und Weise in den Kunststoff eingebettet sein. Die Einbettung kann granular sein. Es ist auch möglich, dass die magnetischen Nanopartikel in einer einzigen Aufnahmetasche aufgenommen sind, die entweder einen Kern des Führungsdrahts bildet, oder die an der Außenseite des Führungsdrahts angeordnet ist. In beiden Fällen ist die Aufnahmetasche zusammen mit dem Führungsdraht biegbar, weil die Nanopartikel einer solchen Biegbarkeit keinen mechanischen Widerstand entgegensetzen.
Bei der Ausführungsform, dass die magnetischen Nanopartikel fein über einen vorderen Abschnitt des Führungsdrahts (also an der Spitze des Führungsdrahts) verteilt sind, kann vorgesehen sein, dass diese in einer Vielzahl von Mikrotaschen in den Kunststoff eingebettet sind, d. h. wie bei einem Schwamm in Aufnahmeräumen in dem Kunststoff aufgenommen sind. Der Name Mikrotaschen bringt mit sich, dass eine große Zahl von diesen Taschen bereitgestellt wird (zu denken ist an 100 bis 10000 Mikrotaschen, aber auch an bis zu 1 Million Mikrotaschen, wobei in jeder Mikrotasche eine Vielzahl von Nanopartikeln angeordnet ist).
Die magnetischen Nanopartikel können in einer Flüssigkeit aufgenommen (suspendiert) sein (Ferrofluid). Die magnetischen Nanopartikel können auch Diamant-Nanopartikel sein. Diese liegen herkömmlicherweise in Pulverform vor. Es wäre auch möglich, die Nanopartikel dazu zu verwenden, eine Beschichtung auf dem Führungsdraht zu bilden.
Die Erfindung findet ihre Ausprägung auch in einem Mikrokatheter mit einem Katheterkörper und einem erfindungsgemäßen Führungsdraht.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der die 1 bis 3 verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Führungsdrahts veranschaulichen.
Der Gebrauch von Führungsdrähten zum Verbringen eines Katheterkörpers zu einem Ziel ist bekannt. Im Gehirn werden insbesondere Führungsdrähte verwendet, welche aus biegsamem, weichem Kunststoff bestehen. Diese Führungsdrähte haben trotz ihres historisch bedingten Namens keinen Metallanteil. Während herkömmliche Magneten zu groß wären, um an Führungsdrähten für Mikrokatheter befestigt zu werden, stellt die Erfindung die Möglichkeit bereit, auch Führungsdrähte für Mikrokatheter mit einer Magneteigenschaft auszustatten.
Bei einer ersten, in 1 dargestellten Ausführungsform wird ein im Ganzen mit 10 bezeichneter Führungsdraht aus Kunststoff bereitgestellt, in dessen Inneren sich eine einzige Aufnahmetasche 12 befindet, die den Kern des Führungsdrahts bildet. In der Aufnahmetasche 12 und damit im Kern des Führungsdrahts 10 sind magnetische Nanopartikel angeordnet. Diese können entweder in einer Flüssigkeit suspendiert sein (als Ferrofluid), oder es kann sich um magnetische Diamant-Nanopartikel handeln, welche pulverförmig in die Aufnahmetasche 12 eingebracht worden sind. Sowohl bei der Ausführungsform mit der Flüssigkeit als auch bei der mit dem Pulver ist die Biegsamkeit des Führungsdrahts 10 nicht wesentlich eingeschränkt.
Der Führungsdraht 10 kann durch Magnetfelder von außen bewegt werden, so wie dies bei Führungsdrähten für Herzkatheter im Stand der Technik bekannt ist. Beim Grundaufbau eines Navigationssystems unter Verwendung von externen Magnetfeldern für den Führungsdraht 10 kann vollständig der Stand der Technik übernommen werden. Dies gilt auch für den Aufbau der externen Magnete im Einzelnen und für ihre Ansteuerung. Allenfalls eine Größenanpassung ist erforderlich: Der Führungsdraht 10 weist beispielsweise einen Durchmesser von 0,25 mm oder gar nur von 0,175 mm auf.
Eine Abwandlung des Führungsdrahts 10 aus 1 ist in 2 gezeigt (Führungsdraht 10'): Hier sind die magnetischen Nanopartikel auf der Oberfläche des Führungsdrahts 10' angeordnet und bilden dort eine Aufnahmetasche 14. In zukünftigen Versionen wird es wohl auch möglich sein, auf eine Aufnahmetasche 14 zu verzichten, wenn die magnetischen Diamantpartikel als Schicht auf dem Führungsdraht 10' aufgebracht werden können. Techniken zur Erzeugung derartiger Magnetschichten sind in Entwicklung.
Bei einer dritten Ausführungsform wird ein Führungsdraht 10'' bereitgestellt (3), der eine große Vielzahl von Aufnahmetaschen 16 umfasst, in denen die magnetischen Nanopartikel angeordnet sind. Der Führungsdraht 10'' ist im Bereich seiner Spitze dann insbesondere quasi gebildet wie ein Schwamm (also porös gebildet), wobei eine Abdichtung nach außen vorhanden ist.

Claims

Verfahren zum Verbringen eines Katheters zu einem Ziel, insbesondere im Gehirn eines Patienten, mit den Schritten: – Bereitstellen eines Katheters mit einem gegenüber einem Katheterkörper beweglichen Führungsdraht, wobei der Führungsdraht (10, 10', 10'') magnetische Nanopartikel in Flüssigkeit suspendiert und/oder in Pulverform umfasst, – Einbringen des Führungsdrahts (10, 10', 10'') in den Körper des Patienten, – Bewegen des Führungsdrahts zu dem Ziel zumindest in Teilstrecken durch Anlegen von Magnetfeldern von außerhalb des Patienten, welche auf die magnetischen Nanopartikel einwirken, und – Nachführen des Katheterkörpers entlang des Führungsdrahts.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsdraht (10, 10', 10'') einen Durchmesser von kleiner als 0,3 mm, bevorzugt von kleiner als 0,25 mm, besonders bevorzugt von kleiner als 0,2 mm hat.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsdraht aus weichem Kunststoff besteht, so dass er sich auf Teilstrecken vom Blutfluss in Körpergefäßen gesteuert bewegt.
Führungsdraht (10, 10', 10'') für einen Mikrokatheter zum Einsatz im Gehirn eines Patienten, dadurch gekennzeichnet, dass an ihm oder in ihm magnetische Nanopartikel angeordnet sind.
Führungsdraht (10, 10', 10'') nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Durchmesser von kleiner als 0,3 mm, bevorzugt von kleiner als 0,25 mm, besonders bevorzugt von kleiner als 0,2 mm hat.
Führungsdraht (10, 10', 10'') nach Anspruch 4 oder 5, der aus leicht biegbarem Kunststoff besteht.
Führungsdraht nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Nanopartikel in den Kunststoff eingebettet sind.
Führungsdraht (10, 10') nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Nanopartikel in einer einzigen Aufnahmetasche (12, 14) aufgenommen sind.
Führungsdraht (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetasche (12) einen Kern des Führungsdrahts (10) bildet.
Führungsdraht (10') nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetasche (14) an der Außenseite des Führungsdrahts (10') angeordnet ist.
Führungsdraht nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Nanopartikel über einen Abschnitt an der Spitze des Führungsdrahts (10'') verteilt sind, insbesondere fein verteilt sind.
Führungsdraht (10'') nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Nanopartikel in einer Vielzahl von Mikrotaschen (16) in den Kunststoff eingebettet sind.
Führungsdraht nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Nanopartikel in einer Flüssigkeit aufgenommen sind, die insbesondere mit den Nanopartikeln ein Ferrofluid bildet.
Führungsdraht nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Nanopartikel Diamant-Nanopartikel sind, die in Pulverform vorliegen.
Mikrokatheter, mit einem Katheterkörper und einem Führungsdraht (10, 10', 10'') gemäß einem der Ansprüche 4 bis 14.