DE4428967C1 - Katheter für medizinische Anwendungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Katheter zur Steuerung einer La­ serfaser für medizinische Laseranwendungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Laserstrahlung, die endoskopisch zu Schneidzwecken eingesetzt werden soll, wird über dünne, flexible Glasfasern zum Anwen­ dungsort geleitet, wo sie im Kontakt mit dem Gewebe die ge­ wünschte Gewebedestruktion hervorruft.

Die Führung der Faser selbst erfolgt dabei durch den Arbeitskanal der Endoskope.

Da der Arbeitskanal starrer Endoskope parallel zum Sichtkanal verläuft, ist insbesondere bei extrem engen Operationsverhält­ nissen das Handling des distalen Faserendes innerhalb des Sicht­ bereichs des Endoskops problematisch. Die Streckungstendenz der Laserfaser hat zur Folge, daß ohne richtungsändernde Modifizie­ rungen des Arbeitskanals das distale Faserende nicht an die ge­ wünschte Stelle im Blickfeld manipuliert werden kann.

Selbst wenn derartige, den Eintrittswinkel der Faser in das Blickfeld verändernde Maßnahmen ohne Zerstörung des Instruments durchgeführt werden können, bewirken sie zumeist eine Quer­ schnittsverengung des auch zu Spülzwecken genutzten Arbeitska­ nals. Fast immer aber werden diese Endoskope damit zu Spezialin­ strumenten für die Laseranwendung und für andere Standardein­ griffe nur noch begrenzt nutzbar.

Es ist bekannt, daß eine mögliche Alternative in der Anwendung von flexiblen Mikroendoskopen mit entsprechendem Arbeitskanal bestehen könnte, in dem durch distale Abwinklung des Endoskops auch eine gleichgerichtete Abwinklung des distalen Faserendes erfolgt.

Aus der Vielzahl solcher Lösungen, bei denen das Endoskoprohr als Ganzes oder zumindest Teile davon flexibel ausgeführt sind, sol­ len nur drei genannt werden.

Das Endoskop nach DE 38 14 324 A1 besitzt einen Steuerkopf und einen Objektivkopf sowie ein zwischen diesen angeordnetes fle­ xibles Rohr. Das Rohr hat einen flexiblen Kern mit mindestens einem Kanal. Eine Ablenkeinrichtung mit einem Zugspannungselement und einem Druckelement am äußeren Endbereich des Rohres dienen zur Ablenkung und zur gesteuerten Rückführung des äußeren Endbe­ reichs des Rohres in eine unabgelenkte Stellung.

Das in DE 42 33 230 A1 beschriebene Endoskop umfaßt einen bieg­ baren Abschnitt, der mit dem distalen Ende eines einen Teil des Endoskops bildenden flexiblen Einführungsrohres verbunden ist.

Der innerhalb des biegbaren Abschnitts liegende Teil des flexib­ len Schlauches ist von einem geflochtenem Schlauch umschlossen.

Bei der Führungseinrichtung für eine Laserfaser nach DE 38 02 307 A1 ist eine von der Laserfaser mit ihrem distalen Ende durchlau­ fene Ablenkführung einerseits mit einem Lenker und andererseits mit einem Triebrohr gelenkig verbunden. Am Ende des Triebrohres tritt die Laserfaser frei aus und verläuft zur Ablenkführung, wobei das Triebrohr durch einen Handhebel axial verstellbar ist. Des weiteren ist eine Schubeinrichtung für die Laserfaser vorge­ sehen, deren axial bewegbarer Vorschubteil mit einer Klemmvor­ richtung für die Laserfaser versehen ist.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Führbarkeit flexibler Mikroendoskope selbst überall dort schwierig ist, wo durch die Anatomie des Patienten keine hinreichende Führungslänge gegeben ist und deshalb mit starren Endoskopen gearbeitet werden muß.

Des weiteren sind die Bildauflösung und die Bildhelligkeit von flexiblen Mikroendoskopen durch die begrenzte Anzahl von Bild­ bzw. Lichtleitfasern wesentlich schlechter als bei starren En­ doskopen.

Letztendlich stellt der Einsatz von flexiblen Mikroendoskopen an Stelle bisher verwendeter starrer Endoskope, wenn überhaupt mög­ lich, einen schwachen Kompromiss zwischen guter Manipulierbarkeit einer laserstrahlübertragenden Faser und relativ schlechter Bildqualität dar.

Bekannt sind weiterhin Laserkatheter, die, zur intraluminalen Lasertherapie eingesetzt, distale Ablenkmöglichkeiten der Laser­ faser durch Zugdrähte ermöglichen, wobei Laserfaser, Katheter und Zugdrähte eine unlösbare Einheit bilden, die distal durch eine optisch transparente Kappe abgeschlossen ist.

Derartige Lösungen, bei denen zur Ablenkung des distalen Endes eines Endoskops Steuerseile vorgesehen sind, werden u. a. in DE 37 29 131 C1, DE 39 20 707 A1, DE 42 01 280 C1 und DE 42 18 706 A1 beschrieben.

Nach DE 39 29 131 C1 umfaßt die Steuereinrichtung einen einhändig bedienbaren, als kombinierten Brems- und Steuerhebel dienenden, Schwenkhebel.

Die in DE 39 20 707 A1 beschriebene Kathetervorrichtung besitzt ein biegbares, auslenkbares Spitzenstück, an dem ein Steuerdraht von außen befestigt ist.

Das steuerbare, distale Endstück des Endoskops nach DE 42 01 280 C1 ist an der beim Biegen auf dem größeren Biegeradius liegenden Seite als Rückstellfeder ausgebildet.

In DE 42 18 706 A1 wird ein Endoskop mit flexiblem Schaft vorge­ stellt, bei dem das proximale Ende des Betätigungsdrahtes mit einer Aufnahme der u. a. aus Verstellhebel und Federelement be­ stehenden Steuerung verbunden ist.

Für endoskopische in-touch-Techniken sind derartige Konstruk­ tionen ungeeignet.

Gegenstand der US 5,217,454 ist ein Laser-Führungs­ katheter, der die gemeinsame Führung einer Laserfaser und einer Beobachtungseinrichtung übernimmt. Die Laserfaser verfügt über eine steuerbare Ablenkung am distalen Ende und ist auf diese Weise im Blickfeld eines Endoskops mani­ pulierbar.

Die Auslenkung des distalen Katheters erfolgt u. a. durch eine am proximalen Katheterende fixierte Zugvorrichtung, die über einen Draht und ein Befestigungselement am di­ stalen Katheter die Bewegungskräfte überträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katheter eingangs genannten Art und ohne die o.g. Nachteile anzugeben, mit dem die Nutzung starrer Endoskope und ihrer exzellenten Bildqualität ohne Veränderungen an deren Arbeitskanal möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die vorteilhaften optischen Eigenschaften starrer Endoskope mit den Steuerungsmög­ lichkeiten flexibler Endoskope dadurch zu verknüpfen sind, daß ein im Arbeitskanal eines starren Endoskops führbarer Katheter mit einer für flexible Endoskope bekannten Steuerung seines di­ stalen Endes versehen wird, so daß eine Laserfaser in gewünschter Weise im Blickfeld des starren Endoskops manipuliert werden kann.

Da starre Endoskope, insbesondere solche für mikroendoskopische Zwecke, im Vergleich zur laserstrahlübertragenden Faser kurze Baulängen aufweisen, ist auch der erforderliche Katheter zur Steuerung der Faser nur geringfügig länger, wodurch die erfor­ derlichen Steuerungskräfte klein bleiben und damit auch die me­ chanischen Abmessungen der Steuerungselemente entsprechend gering dimensioniert werden können.

Damit ist es möglich, Zugvorrichtungen zur Steuerung einzusetzen, die die nur erforderlichen geringen Zugkräfte aufbringen und zur Auslösung lediglich Fingerbewegungen erfordern, die der Operateur auch gleichzeitig mit anderen Manipulationen verknüpfen kann.

Ein solcher Vorgang kann z. B. in einer Druckbewegung zweier Fin­ ger bestehen, die gleichzeitig die Führung des Instruments in axialer Richtung vornehmen.

Wesensmerkmal des neuen Katheters ist, daß die Auslenkung der Laserfaser am distalen Ende durch eine am proximalen Katheterende fixierte Zugvorrichtung erfolgt, die ein Zugelement betätigt, das distal mit einem Ringelement verbunden ist, durch das die Laserfaser geführt ist.

Die Zugvorrichtung besteht aus einem um den Katheter angeordne­ ten, langgestreckten, bis auf die proximale Stirnseite formsta­ bilen, mit einem Medium gefüllten Ballon, bei dem durch Finger­ druck eine Volumenverschiebung bewirkt wird, die einen auf der proximalen Stirnfläche des Ballons aufliegenden Kolben in axialer Richtung verschiebt. Der Kolben ist dabei mit dem Zugelement verbunden.

Als Zugelement kann beispielsweise ein Metalldraht hoher Zug­ festigkeit vorgesehen werden.

Weiterhin ist es möglich, die Zugvorrichtung mit einer einstell­ baren Klemmung zu versehen, die anstelle des Fingerdrucks die Auslenkung in gewünschtem Maße und dauerhaft bewirkt.

Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform besteht der dop­ pellumig extrudierte Katheter aus einem biokompatiblen Kunst­ stoff, dessen mechanische Eigenschaften sich bei Bestrahlung, beispielsweise mit ultraviolettem Licht, so verändern, daß eine erhöhte Rigidität auftritt.

Durch Ausnehmen des distalen Katheterteils von der Bestrahlung bleibt dessen Flexibilität erhalten, während die übrige Kathe­ terlänge eine höhere Steifigkeit annimmt.

Bei Betätigung der Kathetersteuerung erfährt dadurch zuerst der distale Teil des Katheters eine Krümmung, wodurch die gewünschte Auslenkung der im Katheter geführten Faser erreicht wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Patentan­ sprüche verwiesen.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei­ spiels. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1a den prinzipiellen Aufbau eines steuerbaren Faserfüh­ rungskatheters im Grundzustand in vergrößerter Seitenansicht,

Fig. 1b den steuerbaren Faserführungskatheter im ausgelenkten Zustand.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Katheter für medizinische Laseranwendungen aus einem doppellumig extrudierten, biokompatiblen Kunststoffschlauch (1), auf dessen proximalem Ende eine Zugvorrichtung, und an dessen distalem Ende als Ringelement (2) ein Metallring angebracht sind, die beide durch einen als Zugelement (3) fungierenden Zugdraht, der in ei­ nem der beiden Kanäle verläuft, miteinander verbunden sind.

Die Zugvorrichtung besteht aus einem langgestreckten, um den Kunststoffschlauch (1) fest angeordneten, mit Flüssigkeit ge­ füllten Ballon (4), der bei Einwirkung von äußerem Druck diesen auf einen zweiteiligen Kolben (5), der mit dem Zugelement (3) verbunden ist, axial in proximaler Richtung weiterleitet und da­ mit über das Zugelement (3) eine Auslenkung des distalen Kathe­ terendes und somit der Laserfaser (6), bewirkt.

Die Aufnahme des proximalen Teils des Ballons (4), die Führung des zweiteiligen Kolbens (5) und die zur Fixierung der Faser er­ forderliche Klemmung (7) erfolgen in einem Kunststoffgehäuse (8).

Die einen Austausch der Faser (6) ermöglichende Klemmung (7) ist vorzugsweise als schiebbare Quetschdichtung ausgeführt und dient gleichzeitig der Abdichtung der Faser (6) gegenüber flüssig­ keitsgegefüllten Räumen.

Die Wandung des Ballons (4) besteht aus einem flüssigkeitsdich­ ten, dehnbaren Kunststoff, z. B. Latex, der mit einem formstabilen Kunststoff, z. B. Polyurethan, beschichtet ist, wobei die proxi­ male, dem zweiteiligen Kolben (5) zugewandte, Stirnseite des Ballons (4) von dieser Beschichtung ausgenommen ist.

Bei Druckeinwirkung auf den Ballon (4) wird die Volumenverschie­ bung die nicht beschichtete, proximale Stirnseite des Ballons (4) ausdehnen, wodurch Kraft auf den zweiteiligen Kolben (5) ausgeübt wird, die dann als Zugkraft über das Zugelement (3) die Auslen­ kung des distalen Katheterendes bewirkt.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von der dargestellten Lö­ sung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Ge­ brauch machen.

Claims (6)

1. Katheter für medizinische Laseranwendungen, insbeson­ dere in Verbindung mit starren Endoskopen oder Führungs­ kanülen und unter Nutzung von Steuerdrähten, wobei der Katheter mit einer steuerbaren Ablenkung für Laserfasern am distalen Ende versehen ist, so daß eine in ihm geführte laserstrahlübertragende Faser in gewünschter Weise im Blickfeld eines starren Endoskops manipuliert werden kann und die Auslenkung des distalen Katheters durch eine am proximalen Katheterende fixierte Zugvorrichtung bewirkt wird, die ein Zugelement betätigt dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (3) distal mit einem Ringelement (2) verbunden ist und die Zugvorrichtung aus einem um den Katheter angeordneten, langgestreckten, in bestimmten Wandungsbereichen formstabilen, mit einem Medium gefüllten Ballon (4) besteht, bei dem eine durch Fingerdruck bewirkte Volumenverschiebung einen Kolben (5) der mit dem Zugelement (3) verbunden ist, axial in proxi­ maler Richtung verschiebt.

2. Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Ballons (4) innen aus einem flüssigkeitsdichten, dehnbaren Kunststoff besteht, auf die außen eine formstabile Kunststoffschicht aufgebracht ist, wobei die proximale Stirnfläche des Bal­ lons (4) nicht mit dem formstabilen Kunststoff beschichtet ist, so daß die bei Druckeinwirkung auf den Ballon (4) erfolgende Volumenverschiebung durch Ausdehnung der nur aus dem dehnbaren Kunststoff bestehenden proximalen Stirn­ wandung als Kraft auf den Kolben (5) weitergegeben wird.

3. Katheter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine verstellbare, arretier­ bare Vorrichtung, die auf dem distalen Teil des Kunst­ stoffgehäuses (8) angebracht ist und über den Ballon (4) hinausragt an Stelle des Fingerdrucks einen permanenten Druck auf den Ballon (4) ausübt und damit eine permanente Auslenkung der Faser bewirkt.

4. Katheter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das proximale Ende des Kunststoffgehäuses (8) als Faserklemmung (7) ausgebildet ist, die zugleich ein Abdichten der zu führenden Faser (6) gegenüber flüssigkeitsgefüllten Räumen ermöglicht.

5. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathetermaterial aus einem strahlenvernetzbaren Werkstoff besteht, bei dem durch eine zielgerichtete Bestrahlung die Rigidität so verändert werden kann, daß mit Ausnahme des distalen Endes eine erhöhte Steifigkeit eintritt, so daß bei Betätigung des Zugelements (3) nur das unbestrahlte und deshalb flexible­ re, distale Katheterende ausgelenkt wird.

6. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ballon (4) mit einem Gas gefüllt sein kann.