DE3618734C2 - Vorrichtung zur Einführung eines Gegenstandes in der Form eines spiralförmigen und radial elastisch ausdehnbaren Federelementes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einführung eines Gegenstandes in der Form eines spiralförmigen und radial elastisch ausdehnbaren Federelementes in einen schwer zugänglichen Raum, besonders für medizinische Verwendung beim Implantieren eines solchen Gegenstandes in einem lebenden Organismus, mit einer länglichen Sonde, die an ihrem Einführende einen mit der Sonde koaxialen Dorn hat, wobei dieser Dorn zwei axial voneinander getrennte Befestigungseinrichtungen für die betreffenden Enden des Federelementes hat und diese Befestigungseinrichtung um die Achse des Dornes herum relativ zueinander drehbar sind und so erlauben, daß das Federelement vor dem Einführen in den Hohlraum dicht um den Dorn herum aufgewickelt wird, während sich die radiale Gestalt des Federelementes zuammenzieht.

Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE 29 44 133 A1 und die PCT/WO 8300997 bekanntgeworden.

Ein Implantat für die Verstärkung oder den Ersatz einer Wand in einem Hohlraum im Körper, wie einer Arterie, Vene oder dergleichen, kann, wie vorstehend bekannt, mit Vorteil die Form einer Spiralfeder haben, die, wenn sie am Ort der Implantation freigegeben wird, ihre radiale Gestalt unter einer Relativdrehung ihrer Enden um ihre Achse ausdehnt. Um das Einführen des Federelementes in die beabsichtigte Stelle mit Hilfe der Vorrichtung zu ermöglichen, ist letztere in der eingangs bezeichneten Weise ausgebildet. Das Federelement wird beim Spannen auf den Dorn aufgewickelt, der einen geringen Durchmesser als der Durchmesser des ungespannten Federelementes hat, wobei die Enden des letzteren mit den axial voneinander getrennten Befestigungseinrichtungen auf dem Dorn lösbar verbunden sind. Diese Befestigungseinrichtungen sind relativ zueinander um die Dornachse drehbar. Wenn das Federelement auf den Dorn aufgewickelt, d. h. gespannt ist, hat es die Tendenz, die Befestigungseinrichtungen relativ zueinander zu drehen.

Um eine solche Relativdrehung der Befestigungseinrichtungen und damit ein Aufwickeln des Federelementes, bevor der Dorn mit ihm in die beabsichtigte Stelle eingeführt ist, zu verhindern, ist die vordere Befestigungseinrichtung des Dorns im bekannten Fall so angeordnet, daß sie starr an einem flexiblen Schaft befestigt ist, der im Gehäuse der Sonde drehbar aufgenommen ist. Das Hinterende der Sonde ist dabei so ausgebildet, daß der Schaft und das Sondengehäuse außerhalb des Körpers gegen eine Relativdrehung gesichert sind. Da die Sonde mit dem Gehäuse und dem Schaft flexibel sein muß und eine beachtliche Länge, wie beispielsweise 60 cm, haben muß und oftmals einen kleinen Außendurchmesser, wie 2 mm hat, haben der Schaft und das Sondengehäuse eine große gegenseitige Torsionsverwindung. Diese Torsion stammt teilweise von dem Drehmoment , das von dem dicht auf dem Dorn aufgewickelten spiralförmigen Federelement elastisch ausgeübt wird, und teilweise von dem weiteren Drehmoment, das die bedienende Person auf das Sondengehäuse und den Schaft ausübt, um eine Anlage des Federelementes an dem Dorn zu gewährleisten. Diese Torsion steigert die Schwierigkeit einer Prüfung und Steuerung des Spannungszustandes des Federelementes beachtlich, besonders da es schwierig ist zu entscheiden, ob die Torsion vom Aufwickeln des Federelementes um den Dorn oder von dem Sondengehäuse und dem Schaft kommt.

Diese Wechselwirkung steht mit Nachteil einer eindeutigen radial steuerbaren Ausdehnung des Federelementes bezüglich Größe und Schnelligkeit entgegen. Die Relativdrehung der beiden Befestigungseinrichtungen ist allein über die Relativdrehung zwischen Sondengehäuse und Schaft am äußeren Ende der Sonde "ablesbar", welche jedoch, wie erläutert, schwierig zu interpretieren ist.

Es ist ferner durch die US 4,503,569 eine gattungsgleiche Sonde bekanntgeworden, die ein spiralförmiges Federelement besitzt, das aus einer Metallegierung mit temperaturabhängigem Memory-Verhalten besteht. Durch Einbringen eines temperaturgesteuerten Fluids in den Federelement-Teil der Sonde kann der Durchmesser des Federelementes zwischen zwei Stellung verändert werden. Diese Konstruktion erlaubt mit Nachteil keine feinfühlige, dem jeweiligen Einsatzort des Implantats angepaßte Durchmesserveränderung, und sie ist zudem wegen der Temperatureffekte relativ träge.

Durch die DE-AS 20 09 356 ist ferner ein biegsamer, dünner Strahlenquellenträger eines Bestrahlungsgerätes bekanntgeworden, der innerhalb eines biegsamen äußeren Rohres, das in den Körper eines Patienten einführbar ist, verschiebbar angeordnet ist. Mit einer derartigen Vorrichtung ist es jedoch nicht möglich, eine Durchmesseränderung von Teilen des äußeren Rohres durchzuführen.

Der Erfindung liegt ausgehend von der eingangs bezeichneten Vorrichtung die Aufgabe zugrunde, diese Vorrichtung so auszubilden, daß eine feinstufige und eindeutige Einstellung des Durchmessers des Federelementes möglich ist, auch über den Durchmesser, den das Federelement im entspannten Zustand einnimmt, hinaus.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Befestigungseinrichtungen durch eine Kraftübertragungseinrichtung im Bereich des Dornes miteinander verbunden sind, daß die Kraftübertragungseinrichtung einen Leerlauf enthält, der eine Relativdrehung für die Befestigungseinrichtungen alleine in einer ersten Drehrichtung zum Aufwickeln des Federelementes um den Dorn herum gestattet, und daß die Kraftübertragungseinrichtung eine Kupplung aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie bei der Aktivierung eine gegenseitige Relativdrehung der Befestigungseinrichtungen in einer zweiten entgegengesetzten Drehrichtung erlaubt und so gestattet, daß das Federelement abgewickelt wird, während es seine radiale Gestalt zu ihrem ursprünglichen Zustand ausdehnt, wenn das Federelement zu seinem ungespannten Zustand zurückkehrt, oder daß statt der Kupplung für eine der Befestigungseinrichtungen ein Auslöser vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, daß er bei Aktivierung das Ende des Federelementes, das dicht auf dem Dorn aufgewickelt ist, von dieser Befestigungseinrichtung freigibt und so gestattet, daß das Federelement abgewickelt wird, während sich seine radiale Gestalt zu ihrem ursprünglichen Zustand ausdehnt, wenn das Federelement zu seinem ungespannten Zustand zurückkehrt, wobei die Kupplung oder der Auslöser von dem von dem Dorn entfernten Ende der Vorrichtung aus betätigbar sind.

Durch die Anordnung einer Dreh-Kraftübertragungseinrichtung zwischen den Befestigungseinrichtungen in dem Sondendorn und die Anordnung eines Freilaufs in dieser Kraftübertragungseinrichtung verursacht das Drehmoment des auf dem Dorn aufgewickelten Federelements keine Verdrehung des Sondenabschnittes des Vorrichtung. Durch die Konstruktion nach der Erfindung braucht die Sonde nicht notwendigerweise einen flexiblen Schaft zu haben; dieser Schaft kann durch ein Ziehseil oder einen Druckstab ersetzt weden, um die Kupplung oder die auslösbare Befestigung zu betätigen, wobei die oben erwähnte Torsionsverdrehung der Sonde vollständig vermeidbar ist.

Aus den nachfolgend angegebenen Gründen ist es jedoch bevorzugt, eine Sonde mit einem Sondengehäuse zu haben, das für eine Drehmomentübertragung an einen flexiblen Schaft angepaßt ist, um die bevorzugte Kupplung zu regulieren. Die Leerlauftorsion der Sonde ist hier üblicherweise im wesentlichen konstant und kleiner (unabhängig vom Zustand der Federelementspannung), so daß die Größe und Schnelligkeit der Ausdehnung des Federelementes mit guter Präzision manuell bestimmt werden kann. Die bevorzugte Kupplung ist mit dem bevorzugten Freilauf innig verbunden.

Der bevorzugte Freilauf ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn zwei relativ zueinander um die Dornachse drehbare Teile hat, wobei jedes dieser Teile eine der Befestigungseinrichtungen trägt, daß der Freilauf eine Spiralfeder aufweist, die in einem ungespannten Zustand einen Gleitsitz um eine rotationssymmetrische Fläche auf einem der Dornteile wenigstens entlang einem Teil ihrer Länge hat und daß ein Ende der Feder mit dem zweiten der Dornteile verbunden ist.

Die folgende Betrachtung dient dem besseren Verständnis der Funktion des Freilaufs der Spiralfeder.

Es sei angenommen, daß die Spiralfeder mit einem Gleitsitz an einer umgebenden koaxialen rotationssymmetrischen Fläche auf einem Körper entlang mehrerer Windungen anliegt. Es sei weiter angenommen, daß die Reibung zwischen der Spiralfeder und der Fläche genügend groß ist, um eine Relativdrehung der Federenden zu gestatten, wenn ein Ende der Feder in einer Drehrichtung gedreht wird, so daß die Zahl der Federwirkungen abzunehmen beginnt (und der Durchmesser der Feder zu steigen beginnt). Die Spiralfeder liegt dann an der Oberfläche des Körpers an. Wenn dieses Ende der Spiralfeder in der zweiten Drehrichtung gedreht wird, gleitet die gesamte Spiralfeder auf der Oberfläche, da die Drehung dazu neigt, den Federdurchmesser zu vermindern. Im letzteren Fall hängt die Fähigkeit, das Drehmoment auf die Anlage zu übertragen, von der Deformationssteifigkeit des Federdrahtes ab.

Natürlich kann der Freilauf auch umgekehrt ausgebildet sein, so daß die Spiralfeder koaxial eine rotationssymmetrische Oberfläche entlang mehrerer Windungen umgibt, wobei die drehmomentübertragende Fähigkeit des Freilaufs dann von der Tensionsfestigkeit des Federmaterials abhängt.

Die Funktion des Freilaufs kann durch axiale Ausdehnung oder Kompression der Spiralfeder ergänzt werden, so daß ihr Durchmesser abnimmt bzw. zunimmt, doch ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, eine gegenseitige Drehung der Enden der Spiralfeder zu haben, wobei auch eine Federausführung bevorzugt ist, in welcher die Spiralfeder in ihrem ungespannten Zustand einen kleinen Abstand zwischen benachbarten Windungen hat, so daß die Windungen einen kleinen Zwischenraum zwischeneinander haben, wenn die Spiralfeder positiv an ihrer zusammenwirkenden Oberfläche anliegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung besitzt die Sonde eine längliche flexible Röhre, die mit einer Hülse gekoppelt ist, und einen flexiblen drehbaren Schaft, der sich durch die Röhre hindurch erstreckt und mit dem Dorn verbunden ist. Speziell kann der flexible Schaft einen Durchgangskanal haben, der sich durch den Dorn hindurch bis zu der Spitze der Sonde fortsetzt, um ein Fließmittel in den Implantationsbereich einzuführen. Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Dornteil eine erste Hülse, die mit der Röhre über eine zweite, mit der ersten Hülse koaxiale Hülse verbunden ist, wobei diese zweite Hülse starr mit der Röhre verbunden ist. Außerdem ist die zweite Hülse mit der ersten Hülse über eine erste Dreh-Leerlaufkupplung verbunden, wobei die Spiralfeder so ausgebildet ist, daß sie einen Gleitsitz auf einer Außenfläche des einen Dornteils im ungespannten Zustand hat. Das andere Ende der Spiralfeder ist mit der zweiten Hülse über eine zweite Dreh-Leerlaufkupplung verbunden, und dieses Ende der Spiralfeder ist starr mit der ersten Hülse verbunden. Die Kupplung wird somit von diesen Kupplungselementen gebildet und ist durch Relativdrehung des Schaftes und der Röhre in der zweiten Drehrichtung betätigbar.

Es ist verständlich, daß die Kupplung eine übliche Auskuppeleinrichtung sein kann, die durch eine Feder in Eingriff vorgespannt sein kann, wie beispielsweise über ein Zugseil, das den Kraftübertragungsweg zwischen den beiden Befestigungseinrichtungen unterbricht.

Alternativ kann die Kupplung eine Stufenkupplung sein, die für jede Betätigung den Befestigungseinrichtungen eine Drehbewegung zueinander in der zweiten Drehrichtung über einen vorbestimmten Drehwinkel gibt. Ein Betätigungselement in der Form eines Zugseils, eines Stoßstabes oder dergleichen erstreckt sich dann durch die Sonde und ist mit der Kupplung für deren Betätigung von dem von dem Dorn entfernten Ende der Sonde aus verbunden. Eine solche Stufenkupplung hat somit den Vorteil, daß sie für jede Betätigung ein Abwickeln des Federelementes über einen vorbestimmten Drehwinkel ergibt, so daß es einfach ist, wie beispielsweise durch Zählen der Anzahl der Betätigungen, den radialen Ausdehnungszustand des Federelementes vorzubestimmen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine fortgesetzte Betätigung der Stufenkupplung eine radiale Ausdehnung des Federelementes gestattet, selbst nachdem die eigene Fähigkeit des Federelementes sich auszudehnen erschöpft ist. Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Sonde eine längliche flexible Röhre bzw. einen flexiblen Schlauch, die bzw. der mit der Hülse verbunden ist, und einen flexiblen drehbaren Schaft, der sich durch die Röhre erstreckt und mit dem Dorn verbunden ist. In diesem Fall ist das zweite Dornteil eine erste Hülse, und eine zweite Hülse ist starr mit der Röhre verbunden und koaxial mit der ersten Hülse angeordnet. Im ungespannten Zustand hat ein Längsabschnitt des Federelementes in Verbindung mit dem einen Ende des Federelementes einen Gleitsitz auf einer Außenfläche des einen Dornteils unter der ersten Hülse mit einem Abstand zu der Innenfläche der ersten Hülse. Der andere Endabschnitt der Feder besitzt einen Gleitsitz in ungespanntem Zustand auf der Feder auf der Innenfläche der zweiten Hülse und hat einen Abstand zu der Oberfläche des ersten Dornteils unter der zweiten Hülse. In der letzteren Ausführungsform wird die Kupplung von der zweiten Hülse und der Wechselwirkung zwischen der zweiten Hülse und dem zweiten Endabschnitt der Feder gebildet. Die Kupplung ist durch Drehung der Röhre relativ zu dem Schaft betätigbar.

Wenn die Sonde ein schlauchartiges Element aufweist, kann das Betätigungselement für die Betätigung der Kupplung einen flexiblen Schaft, ein Zugseil oder einen Stoßstab besitzen, die sich durch das schlauchartige Element erstrecken. Wenn die Sonde einen flexiblen Schaft hat, kann das Betätigungselement ein flexibles schlauchartiges Element besitzen, das im wesentlichen koaxial den flexiblen Schaft umgibt.

Der flexible Schaft kann einen mittigen Kanal aufweisen, und dieser Kanal kann in Verbindung mit einem Axialkanal durch den Dorn stehen, um die Einführung eines Fließmittels, wie einen Gases oder einer Flüssigkeit, z. B. einer Röntgenkontrastflüssigkeit, zu der Implantationsstelle zu gestatten.

Wenn eine Befestigungseinrichtung gemäß der Alternative der Kupplung mit den beiden Dornteilen ausgelöst wird, ist die Vorrichtung zweckmäßig so gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen durch eine Kraftübertragungseinrichtung im Bereich des Dornes miteinander verbunden sind, daß die Kraftübertragungseinrichtung einen Leerlauf enthält, der eine Relativdrehung für die Befestigungseinrichtungen alleine in einer ersten Drehrichtung zum Aufwickeln des Federelementes um den Dorn herum gestattet, und daß die Kraftübertragungseinrichtung eine Kupplung aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie bei der Aktivierung eine gegenseitige Relativdrehung der Befestigungseinrichtungen in einer zweiten entgegengesetzten Drehrichtung erlaubt und so gestattet, daß das Federelement abgewickelt wird, während es seine radiale Gestalt zu ihrem ursprünglichen Zustand ausdehnt, wenn die Feder zu ihrem ungespannten Zustand zurückkehrt, oder daß statt der Kupplung für eine der Befestigungseinrichtungen ein Auslöser vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, daß er bei Aktivierung das Ende des Federelementes, das dicht auf dem Dorn aufgewickelt ist, von dieser Befestigungseinrichtung freigibt und so gestattet, daß das Federelement abgewickelt wird, während sich seine radiale Gestalt zu ihrem ursprünglichen Zustand ausdehnt, wenn die Feder zu ihrem ungespannten Zustand zurückkehrt, wobei die Kupplung oder der Auslöser von dem von dem Dorn entfernten Ende der Vorrichtung aus betätigbar sind.

Weitere ausgestaltende Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 schematisch das Einführende der Vorrichtung mit einem darauf befestigten Spiralfederelement,

Fig. 3 schematisch einen Schnitt durch das Einführende einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 schematisch einen Axialschnitt durch das Einführende der Vorrichtung unter zusätzlicher Erläuterung einer darin, enthaltenen Kupplung,

Fig. 5 schematisch eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 einen vergrößerten Schnitt durch eine Ausführungsform des Freilaufs und der Kupplung in der Vorrichtung nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Axialschnitt einer Variante des Freilaufs und der Kupplung in der Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 schematisch eine alternative Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 9,

Fig. 11 schematisch die Befestigungseinrichtungen des Dornes 1 und

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII in Fig. 11.

Fig. 1 erläutert schematisch eine medizinische Implantationsvorrichtung mit einer länglichen schmalen flexiblen Sonde 2, die mit einem koaxialen Dorn 1 verbunden ist, der zwei getrennte Befestigungseinrichtungen 12, 13 für die Enden eines radial ausdehnbaren Implantates in der Form eines Spiral-Federelementes 114 (siehe Fig. 2) trägt. Die hintere Befestigungseinrichtung 13 wird von einer Hülse 14 getragen, die relativ zum Hauptteil 11 des Dornes 1 drehbar ist. Wie in Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Hülse 14 für eine Drehung mit dem Dornteil 11 über einen Freilauf 40 (Leerlauf) und eine Kupplung 60 verbunden. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Befestigungseinrichtungen 12, 13 über eine drehbare Kraftübertragungseinrichtung miteinander verbunden sind, die durch die strichpunktierte Linie 20 angegeben ist und das vordere Dornteil 11, die Kupplung 60, den Freilauf 40 und die Hülse 14 enthält. Die Kupplung 60 ist über ein Betätigungselement 22′ betätigbar, das sich durch die Sonde erstreckt, welche als flexibler Schlauch 21 ausgeführt ist. Der Schlauch 21 kann starr mit der Hülse 14 verbunden sein. Verständlicherweise können die Enden des Federelementes 114 an den Befestigungseinrichtungen 12, 13 befestigt sein, und die Hülse 14 kann relativ zu dem Dornteil 11 gedreht werden, bis das Federelement 114 dicht an die Außenfläche des Dorns herankommt. Der Freilauf 40 gestattet ein solches Aufwickeln des Federelementes 114, aber verhindert eine Drehung der Hülse 14 in der entgegengesetzten Richtung. Es ist verständlich, daß der Dorn 1 mit dem auf ihm aufgewickelten Federelement 114 in die erwünschte Lage mit Hilfe der Sonde 21 eingeführt werden kann und daß man dem Federelement 114 gestatten kann, sich an dieser Stelle radial auszudehnen, wenn die Kupplung 60 ausgekuppelt wird, indem man an dem Betätigungselement 22′ zieht. Es ist verständlich daß die Sonde 21 keinem Drehmoment zwischen ihren Enden ausgesetzt wird. Die Kupplung 60 kann eine einfache Entkupplungsverbindung sein, die es gestattet, daß die Hülse 14 und der Freilauf 40 relativ zu dem Hauptteil 11 des Dornes frei rotieren. Alternativ kann die Kupplung 60 vom Bremstyp sein, d. h., sie kann eine steuerbare Bremsreibung durch Steuerung der Betätigungskraft in dem Betätigungselement 22′ ergeben.

In dem Beispiel gemäß Fig. 3 kann die Kupplung 60 so angesehen werden, daß sie einen Ring 61 aufweist, der den Freilauf 40 trägt und um den Dornschaft 110 drehbar ist. Der Ring 61 hat keine keilförmige Hinterschneidung 62. Ein dazu passender Keil 63 ist in der Axialrichtung des Dornes 1 bewegbar und mit dem Betätigungselement 22′ verbunden. Es gibt eine Druckfeder 64 zwischen dem Hinterende des Keils 63 und einer Schulter 65 auf dem Dornschaft 110. Die Druckfeder 64 spannt den Keil 63 in Anlage an der Hinterschneidung 62 vor, so daß der Ring 61 undrehbar an dem Dornschaft 110 anliegt. Die Kupplung 60 kann durch Wegziehen des Betätigungselementes 22′ ganz oder teilweise freigegeben werden.

Eine zur Fig. 3 alternative Kupplungseinrichtung 70 ist in Fig. 4 erläutert. Diese Kupplungseinrichtung 70 ist eine Stufenkupplung, die den Dornschaft 110 über einen vorbestimmten Winkel bei jeder Zugwirkung auf das Betätigungselement 22′ dreht. Nimmt man an, daß das Federelement 114 (siehe Fig. 2) dicht auf das Dornteil 11 aufgewickelt ist, kann das Federelement 114 stufenweise steuerbar durch wiederholte Zugwirkung auf das Betätigungselement 22′ ausgedehnt werden. Mit Hilfe der Kupplung 70 kann das Federelement 114 auch dazu gebracht werden, seine radiale Gestaltung auszudehnen, selbst nachdem seine elastische Eigen-Ausdehnungskapazität erschöpft ist. Die Kupplung 70 enthält ein Außengehäuse 71, in welchem der Dornschaft 110 drehbar gelagert und axial gehalten ist. Der Dornschaft 110 ist in dem Gehäuse 71 mit zwei axial voneinander beabstandeten koaxialen und zueinander blickenden Sägezahnflächen 72, 73 versehen. Zwischen den letzteren befindet sich eine Hülse 74, die den Dornschaft 110 umgibt und an jedem Ende 75 und 76 zu den Sägezahnflächen 72, 73 entsprechende Zähne aufweist. Die Hülse 74 ist fest mit einer umgebenden Hülse 77 verbunden, die relativ zu dem Dornschaft 110 in dem Gehäuse 71 axial verschiebbar ist. Die Hülse 77 hat einen Eingriff mit einem radialen Stift 78 in einer axialen Nut 79 in der Innenwand des Gehäuses 71. Eine Druckfeder 80 steht in Anlage an dem Hinterende der Hülse 77 und der hinteren Endwand des Gehäuses 71. Das Betätigungselement 22′ ist mit der Hülse 77 verbunden. Die Hülse 74 hat eine etwas geringere axiale Länge als der Abstand zwischen den Zahnflächen 72, 73, so daß der Dornschaft 110 immer daran gehindert wird, frei bezüglich der Hülse 74 sich zu drehen, und so daß in einer Endstellung der Hülse 74 immer ein Paar Sägezahnflächen 73, 76 oder 72, 75 frei übereinander läuft. Die Sägezahnpaare 72, 75 und 73, 76 sind gegeneinander in einem Winkel um etwa die Hälfte einer Zahnteilung verschoben. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Freilauf 40 die Form einer Spiralfeder, die einen Gleitsitz auf der rotationssymmetrischen Oberfläche des Dornschaftes 110 entlang wenigstens eines Teils der Federlänge hat. Eine Kupplung 60′ hat vorzugsweise eine Gestaltung, die in einem solchen Fall zu diesem Freilauf paßt.

Die Fig. 5 und 6 erläutern eine Ausführungsform des speziellen Freilaufs 40′ und der speziellen Kupplung 60′. Fig. 5 erläutert die Sonde 2 mit einem flexiblen Schlauch 21 mit einem flexiblen Schaft 22, der darin eingepaßt ist und der mit dem Dornteil 11 verbunden ist. Der Dorn hat einen von einer Hülse 14 koaxial umgebenen Dornschaft 110, wobei die Hülse 14 die Befestigungseinrichtung 13 trägt und drehbar bezüglich dem Dornschaft 110 ist. Ein Spiralfederelement 90 ist in einen Ringspalt zwischen der Hülse 14 und dem Dornschaft 110 eingepaßt. Entlang ihrem vorderen größeren Teil hat die Feder 90 einen Gleitsitz auf der Oberfläche des Dornschaftes 110. Das vordere Ende 91 der Feder 90 ist starr mit der Hülse 14 verbunden. Das Vorderende des Schlauches 21 hat eine ortsfeste Hülse 30. Der hintere Endabschnitt der Feder 90 hat einen Gleitsitz auf der Innenfläche der Hülse 30. Der vordere Teil der Feder 90 ist so ausgebildet, daß er einen Abstand zu der Innenfläche der Hülse 14 hat, und der hintere Teil der Feder 90 ist so angeordnet, daß er einen Abstand zu der Außenfläche des Dornschaftes 110 hat. In einem ungespannten Zustand hat die Spiralfeder 90 einen kleinen Abstand zwischen ihren Windungen.

Bei der Drehung der Hülse 14 in einer Richtung relativ zu dem Dornschaft 110 begleitet die Feder 90 die Hülse für eine Gleitbewegung, während ein relatives Abwickeln der Feder 90 in der Weise resultiert, daß der Abstand zwischen ihr und dem Dornschaft 110 größer wird. Für eine Drehung der Hülse 14 in der entgegengesetzten Richtung relativ zu dem Dornschaft 110 werden die vorderen Windungen 92 der Feder 90 nach in Reibberührung mit dem Dornschaft 110 gebracht, so daß die Feder eine feste Verbindung zwischen dem Dornschaft 110 und der Hülse 14 bildet. Der Freilauf 40 gestattet so, daß das Federelement 114 dicht auf dem Dorn 1 aufgewickelt wird. Die Kupplung 60′ umfaßt den hinteren Endabschnitt 93 der Feder 90 und ihre Wechselwirkung mit der Innenfläche der Hülse 30. Beim Drehen der Röhre 21 in der zweiten Richtung bekommt man Reibung zwischen den hinteren Windungen 93 der Feder 90 und der Innenfläche der Hülse 30. Diese Reibung führt dazu, daß die Windungen 93 des hinteren Endes der Feder 90 nach und nach in einer Wickelbewegung aufgenommen werden, die zu einer Vergrößerung des Durchmessers des Federabschnittes 93 führt, wodurch eine positive Anlage des Federteils mit den hinteren Windungen 93 an der Hülse 30 erreicht wird. Für fortgesetzte Drehung der Röhre 21 in der zweiten Richtung wird die radiale Federausdehnung zu dem vorderen Abschnitt 92 der Feder 90 vorangetragen, so daß der Durchmesser des Federabschnittes 92 wächst und die Freilaufverriegelung, die durch die elastische Abwickelkraft (Ausdehnung der radialen Gestaltung) des Federelementes 114 verursacht wird, unterbunden wird. Der Ring 14 und die Befestigungseinrichtung 13 können sich so in der zweiten Richtung an der Implantationsstelle drehen. Es ist verständlich, daß die Anlage zwischen dem Federanteil 92 und dem Dornschaft 110 allmählich freigegeben wird, indem die Röhre 21 so gedreht wird, daß ein Drehwinkel zwischen den Hülsen 30 und 14 im wesentlichen umgekehrt proportional zu der Bremskraft zwischen dem Federteil 92 und dem Dornschaft 110 erhalten wird. Wenn der Drehwinkel zwischen den Hülsen 14 und 30 einen solchen Wert erreicht, daß die Reibung zwischen dem Federteil 92 und dem Dornschaft 110 wesentlich vermindert ist, kann ein Drehmoment zwischen den Befestigungseinrichtungen 12, 13 erzeugt werden, um das Federelement 114 auszudehnen, nachdem seine eigenelastische Ausdehnung seiner radialen Gestalt erschöpft ist, und zwar durch Relativdrehung des flexiblen Schaftes 22 und der Röhre 21 am Hinterende der Sonde 2.

Eine weitere Ausführungsform des Freilaufs 40′′ und der Kupplung 60′′ ist in den Fig. 7 und 8 erläutert. Wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 5 und 6 besitzt die Feder 90 einen vorderen Endabschnitt 92, dessen Ende starr mit dem Vorderende der Hülse 14 verbunden ist, wobei die Feder 90 einen Gleitsitz auf der Außenfläche des Dornschaftes 110 hat. Eine Hülse 30′′ ist drehbar auf dem Dornschaft 110 befestigt und umgibt den hinteren Endteil 93 der Feder 90 mit Abstand. Das Hinterende 94 der Feder ist radial nach außen gerichtet und greift in einen länglichen Schlitz 32 in der Hülse 30′′ ein. Die Hülsen 14 und 30′′ stoßen axial aneinander und sind durch eine Drehleerlaufkupplung 50 mit einem axialen Vorsprung auf der Hülse 30′′ und einer ringsumlaufenden Endvertiefung auf der Hülse 14 zur Aufnahme des Vorsprunges gekuppelt. Die Röhre 21 ist starr mit der Hülse 30′′ verbunden, und der flexible Schaft 22 ist mit dem Dornschaft 110 verbunden. Wenn das Federelement 114 an seinen Enden an beiden Befestigungseinrichtungen 12, 13 verankert ist, gestattet der Freilauf 40′′ eine Drehung der Hülse 14 in der ersten Richtung, so daß das Federelement 114 dicht auf den Dorn 1 aufgewickelt wird, wobei die Hülse 30′′ und die Röhre 21 diese Drehung begleiten und der Drehleerlauf 50 übermäßige Spannungen in der Feder 90 ausschaltet. Wenn die Hülse 14 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, liegt die Feder 90 an dem Dornschaft 110 an, um eine Drehung der Hülse 14 in der zweiten Drehrichtung zu verhindern.

Wenn es erwünscht ist, die Hülse 14 für eine Drehung in der zweiten Richtung freizugeben, wird die Hülse 30′′ mit Hilfe der Röhre 21 in der zweiten Richtung gedreht, wobei der hintere Teil 93 der Feder 90 der Hülse 14 durch Wechselwirkung zwischen den Wänden des Schlitzes 32 und dem Federende 94 folgt, so daß die Feder beginnt sich abzuwickeln, und die Abwickelbewegung der Feder wird zum Vorderende 92 der Feder weitergetragen, wodurch die Anlage der Feder 90 an dem Dornschaft 110 in einer regulierbaren, bremsbaren Weise unterbrochen wird. Übermäßiges Drehmoment auf der Feder 90 in der zweiten Richtung wird durch die Kupplung 50 verhindert. Es ist verständlich, daß ein Drehmoment, das auf das Hinterende der Sonde zwischen der Röhre 21 und dem flexiblen Schaft 22 aufgebracht wird, zu den Befestigungseinrichtungen 12, 13 derart übertragen wird, daß das Federelement 114 seine radiale Gestalt ausdehnen kann, wenn seine elastische Eigen-Radialausdehnungsfähigkeit erschöpft ist.

Einige Ausführungsformen der Erfindung wurden bisher dargestellt, doch ist verständlich, daß Modifikationen gegenüber diesen Ausführungsformen innerhalb des Erfindungsgedankens vorgenommen werden können, besonders in Verbindung mit den Ausführungsformen gemäß den Fig. 5 bis 8. In den Ausführungsformen gemäß den Fig. 6 und 7 ist das Vorderende der Feder 90 axial ausgerichtet und in einem axialen Schlitz in einem Schlitzring 97 angeordnet dargestellt, und dieser Schlitzring haftet an der Innenfläche der Hülse 14, doch sind auch viele andere Befestigungsmöglichkeiten für den Fachmann verfügbar.

In den Fig. 6 und 7 ist der Freilauf so erläutert, daß er einen Gleitsitz zwischen der Außenfläche des Dornschaftes 110 und der Innenfläche des vorderen Federteils 92 einschließt, wobei klar sein sollte, daß der Federteil 92 so ausgebildet sein kann, daß der Gleitsitz zwischen ihm und der Innenfläche der Hülse 14 vorliegt, während ein Abstand zwischen der Außenfläche des Dornschaftes 110 und der Innenfläche des Federendes 92 vorliegt, wodurch das vordere Federende 91 mit dem Dornschaft 110 verbunden sein kann. Gemäß Fig. 6 kann die Innenfläche des hinteren Federteils 93 durch einen Gleitsitz auf der Außenfläche der Hülse 30 und mit einem Abstand zu der Innenfläche der Hülse 14 vorliegen.

Außerdem kann gemäß der Modifikation gemäß Fig. 7 und unter Bezugnahme auf diese Figur der hintere Federteil 93 einen Gleitsitz auf der Innenfläche der Hülse 30′′ haben, wodurch das Federende 94 radial nach innen gerichtet ist und in eine am Umfang in dem Dornschaft 110 vorgesehene Nut eingreift.

Die Befestigungseinrichtungen 12, 13 sind an die Ausführungsform der Enden des Federelementes 114 angepaßt. In einer Ausführungsform kann das Federelement 114 von einem Streifen aus elastischem Material gebildet werden, wobei die Ebene des Streifens parallel zu der Dornoberfläche liegt. In diesem Fall können die Enden des Federelementes 114 radial ausgerichtete Durchgangsöffnungen haben, und die Befestigungseinrichtungen 12, 13 haben Haken, die in die Enden des Streifens eingreifen, wenn das Federelement 114 in der ersten Richtung in dichte Anlage an dem Dorn 1 aufgewickelt wird, doch geben die Befestigungseinrichtungen 12, 13 die Enden frei, wenn sie relativ zueinander in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden, nachdem die elastische Eigen-Abwickelfähigkeit des Federelementes 114 erschöpft ist und/oder die Enden des Federelementes 114 radial von den Befestigungseinrichtungen 12, 13 weg expandiert wurden.

Fig. 9 erläutert eine Einführvorrichtung nach der Erfindung, in welcher die hintere Befestigungseinrichtung 13 einen fernsteuerbaren Auslöser 22′′ einschließt, der eine Freigabe des Endes des Federelementes 114, das dicht auf dem Dorn 1 aufgewickelt ist, derart gestattet, daß die radiale Gestalt des Federelementes 114 sich ausdehnen kann, wenn das Federelement zu einem ungespannten Zustand zurückkehrt. Der Dorn besitzt einen hinteren Teil 14′ mit einem Schafthals 141 und einen vorderen Teil 110′, der drehbar auf dem hinteren Teil 14′ befestigt ist. Der vordere Teil 110′ besitzt ein röhrenförmiges Teil 111, das den Schafthals 141 umgibt. Eine Freilauffeder 90 gemäß den obigen Ausführungen ist mit einem Gleitsitz auf dem Schafthals 141 angeordnet. Das andere Ende der Feder 94 ist mit dem Teil 111 verbunden. In einem ungespannten Zustand gibt es einen Abstand zwischen der Feder 90 und dem Teil 111. Die hintere Befestigungseinrichtung 13 enthält eine Vertiefung 131 in der Oberfläche des Dorns 1. Die Vertiefung 131 erstreckt sich in Umfangsrichtung des Dornes entlang eines Teils seines Umfanges. Ein Auslöser 22′′ in Form eines Stiftes ist axial bewegbar und erstreckt sich axial in die Vertiefung. Das Elementende wird in der Vertiefung zwischen dem Stift des Auslösers 22′′ und dem Boden der Vertiefung 131 gehalten und durch Herausziehen des Stiftes freigegeben. In dem in Fig. 10 erläuterten Beispiel kann das Federelement 114 so angesehen werden, als bestehe es aus einem Streifen, der wenigstens an seinem Ende eine mittige Öffnung in seiner Ebene hat und der vorzugsweise eine Reihe von Öffnungen entlang seiner Länge an dem mittleren Teil seiner Hauptoberfläche besitzt. Die Breite der Vertiefung 131 kann dann der Hälfte der Breite des Elementstreifens entsprechen und eine Elementstreifenhälfte aufnehmen, wobei sich der Stift des Auslösers 22′′ durch die Öffnung in dem Streifen erstreckt, wie in Fig. 10 erläutert ist. Ein mit dem Stift des Auslösers 22′′ verbundenes Zugseil 22′ erstreckt sich durch die Röhre 21 und gestattet ein Herausziehen des Stiftes aus dem Bereich am hinteren Ende der Sonde.

In allen Ausführungsformen kann die vordere Befestigungseinrichtung 12 einen Schlitz 121, der nach vorne und nach der Seite offen ist, in dem vorderen Endabschnitt des Dornes 1 aufweisen. Der vordere Endabschnitt des Federelementes 114 kann dann in diesen Schlitz 121 eingeführt und darin durch Reibung und Richtungsänderung des Federelementes 114 am Ausgang aus dem Schlitz, am Übergang von der Axialrichtung des Schlitzes zu seiner Umfangsrichtung auf dem Dorn, gehalten werden.

Da der Schlitz 121 nach vorne offen ist, kann das Vorderende des nicht unter Spannung stehenden Federelementes 114 leicht durch axiales Herausziehen der Sonde von der Befestigungseinrichtung 12 freigegeben werden.

Alternativ kann die vordere Befestigungseinrichtung 12 analog zu der hinteren Befestigungseinrichtung 13 gemäß den Fig. 11 und 12 ausgebildet sein und so die Form eines Hakens 132 haben, die in die Öffnung an dem Hinterende des Federelementes 114 eingreifen. Die Haken 132 sind hier so ausgebildet, daß sie das Ende des Federelementes 114 in einer Richtung mit sich nehmen und eine Freigabe des Federelementes in der anderen Richtung gestatten. Die hintere Befestigungseinrichtung 13 enthält vorzugsweise eine Vertiefung 131, die sich in der Umfangsrichtung des Dornes erstreckt, wobei diese Vertiefung 131 sich entlang eines Teils des Umfangs des Dornes 1 erstreckt und das Hinterende des Federelementes 114 aufnimmt. Der Haken oder das Widerlager 132 ist vorzugsweise in der Vertiefung 131 so angeordnet, daß sie in dem Querschnittsumfang des Dornes 1 liegen.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Einführung eines Gegenstandes in der Form eines spiralförmigen und radial elastisch ausdehnbaren Federelementes (114) in einen schwer zugänglichen Raum, besonders für medizinische Verwendung beim Implantieren eines solchen Gegenstandes in einem lebenden Organismus, mit einer länglichen Sonde (2), die an ihrem Einführende einen mit der Sonde koaxialen Dorn (1) hat, wobei dieser Dorn zwei axial voneinander getrennte Befestigungseinrichtungen (12, 13) für die betreffenden Enden des Federelementes (114) hat und diese Befestigungseinrichtungen um die Achse des Dornes herum relativ zueinander drehbar sind und so erlauben, daß das Federelement vor dem Einführen in den Hohlraum dicht um den Dorn herum aufgewickelt wird, während sich die radiale Gestalt des Federelementes zusammenzieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen durch eine Kraftübertragungseinrichtung (20) im Bereich des Dornes miteinander verbunden sind, daß die Kraftübertragungseinrichtung (20) einen Leerlauf (40, 40′, 40′′) enthält, der eine Relativdrehung für die Befestigungseinrichtungen (12, 13) allein in einer ersten Drehrichtung zum Aufwickeln des Federelementes (14) um den Dorn (1) herum gestattet, und daß die Kraftübertragungseinrichtung eine Kupplung (60, 70, 60′, 60′′) aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie bei der Aktivierung eine gegenseitige Relativdrehung der Befestigungseinrichtungen (12, 13) in einer zweiten entgegengesetzten Drehrichtung erlaubt und so gestattet, daß das Federelement (114) abgewickelt wird, während es seine radiale Gestalt zu ihrem ursprünglichen Zustand ausdehnt, wenn das Federelement (114) zu seinem ungespannten Zustand zurückkehrt, oder daß statt der Kupplung für eine der Befestigungseinrichtungen (13) ein Auslöser (22′′) vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, daß er bei Aktivierung das Ende des Federelementes (114), das dicht auf dem Dorn aufgewickelt ist, von dieser Befestigungseinrichtung (13) freigibt und so gestattet, daß das Federelement (114) abgewickelt wird, während sich seine radiale Gestalt zu ihrem ursprünglichen Zustand ausdehnt, wenn das Federelement zu seinem ungespannten Zustand zurückkehrt, wobei die Kupplung oder der Auslöser (22′′) von dem von dem Dorn entfernten Ende der Vorrichtung aus betätigbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn zwei Teile (110, 14) aufweist, die relativ zueinander um die Achse des Dorns drehbar sind, wobei jedes Teil eine der Befestigungseinrichtungen (12, 13) trägt, daß der Freilauf (60′, 60′′) eine Spiralfeder (90) besitzt, die in einem ungespannten Zustand einen Gleitsitz um eine rotationssymmetrische Oberfläche auf einem der Dornteile wenigstens entlang eines Teils ihrer Länge hat und daß ein Ende (91) der Feder (90) mit dem zweiten der Dornteile (14) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (2) eine längliche flexible Röhre (21) enthält, die mit dem zweiten der Dornteile (14) gekuppelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibler drehbarer Schaft (22) sich durch die Röhre (21) erstreckt und mit dem ersten Dornteil (11) undrehbar verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dornteil eine erste Hülse (14) ist, die mit der Röhre (21) über eine zweite Hülse (30′′) und koaxial mit der ersten Hülse (14) verbunden ist, wobei die zweite Hülse (30′′) starr mit der Röhre (21) verbunden ist, daß die zweite Hülse (30′′) mit der ersten Hülse (14) über eine erste Drehleerlaufkupplung (50) verbunden ist, daß die Feder (90) in einem ungespannten Zustand einen Gleitsitz um eine Außenfläche auf dem ersten Dornteil (110) herum hat, daß das andere Ende (94) der Feder (90) mit der zweiten Hülse (30′′) über eine zweite Drehleerlaufkupplung (32) verbunden ist und daß das eine Ende (91) der Feder (90) starr mit der ersten Hülse (14) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungskupplung (60) eine Entkupplungseinrichtung ist, die die Kraftübertragung (20) zwischen den Befestigungseinrichtungen (12, 13) bei Aktivierung unterbricht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungskupplung (70) eine Stufenkupplung ist, die für jede Betätigung eine gegenseitige Rotationsbewegung für die Befestigungseinrichtungen (12, 13) in der zweiten Drehrichtung über einen vorbestimmten Drehwinkel ergibt, und daß ein Betätigungselement (22′) sich durch die Sonde (2) hindurch erstreckt und mit der Kupplung (70) verbunden ist, um sie von dem von dem Dorn (1) entfernten Ende der Sonde (2) aus zu betätigen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dornteil eine erste Hülse (14) ist, daß eine zweite Hülse (30), die starr mit der Röhre (21) verbunden ist, koaxial mit der ersten Hülse (14) angeordnet ist, daß ein Längenabschnitt (92), der mit dem einen Ende (91) der Feder (90) verbunden ist, einen Gleitsitz in einem ungespannten Zustand auf einer Außenfläche des ersten Dornteils (110) unter der ersten Hülse (14) und mit Abstand zu der Innenfläche der ersten Hülse (14) hat, und daß der zweite Endabschnitt (93) der Feder einen Gleitsitz in einem ungespannten Zustand auf der Innenfläche der zweiten Hülse (30) hat und einen Abstand von der Außenfläche des zweiten Dornteils (110) unter der zweiten Hülse (30) besitzt.

9. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Betätigungselement (22, 22′), das sich durch die Sonde (2) hindurch erstreckt und mit der Kupplung (60, 70) zu deren Betätigung verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöser einen axial beweglichen Stift (22′′) besitzt, der in eine Vertiefung in dem ein Federelementende aufnehmenden Dorn (1) eingreift, wobei der Stift (22′′) das Ende des Federelementes (114), wie beispielsweise durch Festklemmen, hält und es durch axiales Herausziehen aus der Vertiefung freigibt, daß die Sonde eine längliche flexible Röhre (21) besitzt, die mit dem Dorn (1) verbunden ist, und daß ein längliches flexibles Betätigungselement (22′), das sich durch die Röhre hindurch erstreckt, mit dem Stift (22′′) verbunden ist und manuell von dem Hinterende der Sonde aus axial betätigbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Befestigungseinrichtung (12) des Dornes (1) einen Schlitz (121) enthält, der nach vorne und seitlich offen ist, wobei dieser Schlitz das Vorderende des Federelementes (114) aufnimmt und wobei das Vorderende des Federelementesd (114) durch axiales Herausziehen des Dorns (1) von seiner Befestigungseinrichtung freigegeben werden kann, wenn das Federelement (114) in Anlage mit der Wand des Hohlraumes ausgedehnt wurde.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Befestigungseinrichtung des Dorns für das Federelement (114) die Form wenigstens eines Hakens hat, der in eine Öffnung in dem hinteren Endabschnitt des Federelementes (114) eingreift und so den Endabschnitt in die erste Richtung zwingt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil (110) eine äußere Dornoberfläche ist und daß das zweite Teil (14) eine die Dornoberfläche umgebende Hülse ist.