DE3739965A1 - Drahtgefuehrter laserkatheter - Google Patents
Drahtgefuehrter laserkatheterInfo
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Description
Es handelt sich bei der Anmeldung um eine
Teilweiterbehandlung einer Anmeldung Serien Nummer 7 36 804,
die am 22. Mai 1985 mit dem Titel DRAHTGEFÜHRTER
LASERKATHETER eingereicht wurde.
Die Erfindung betrifft Katheter und Techniken für die
Zuführung und Anwendung von Laserenergie an Stellen innerhalb
des menschlichen Körpers. Obwohl die theoretischen
Möglichkeiten für die medizinische Anwendung von Laserenergie
seit langem erkannt worden sind, wurde ihr praktischer
Einsatz begrenzt auf einige wenige Anwendungsarten.
Typischerweise fanden die Verfahren, in denen Laserenergie
zur Behandlung eingesetzt wurde, ihren Einsatz in bereits
freiliegenden, leicht zugänglichen Teilen des Körpers, wie
zum Beispiel die Haut oder die Augen des Patienten. Während
man seit geraumer Zeit annahm, daß Laserenergie geeignet sein
könnte, bei der Rekanalisierung von verschlossenen
Blutgefäßen, um Verschlüsse aus dem Blutgefäß zu entfernen,
wurde ein befriedigendes, praktisch einsetzbares System bis
jetzt nicht entwickelt. Ein Haupthindernis bei der
Entwicklung von Techniken für dein Ensatz von Laserenergie
bestand hinsichtlich der Frage, wie der Laserstrahl präzise
in den Gefäßbereich, der behandelt werden soll, zuzuführen
ist, und weiter wie der Laserstrahl kontrollierbar so
anzuwenden ist, um biologisches Material, das den Verschluß
hervorruft, ohne Beschädigung oder andersartige negative
Einflüsse auf das Gefäßsystem des Patienten zu entfernen. Die
auftretenden Schwierigkeiten wurden weiter vergrößert durch
die Beschränkungen hinsichtlich der Abmessungen, die für die
Art von Katheter gehlten, die in ein Blutgefäß eingeführt
werden sollen, insbesondere in enge Blutgefäße, wie zum
Beispiel koronale Arterien, die Lumen in der Größenordnung
von 1,5 bis 4,5 mm im Durchmesser besitzen.
Unter den Schwierigkeiten befindet sich auch die Art und
Weise, wie das freie Ende des Katheters plaziert und
lokalisiert wird, so daß es im Hinblick auf den Verschluß
zweckmäßig angeordnet ist. Bekannte Vorschläge, die den
Einsatz von unterstützenden optischen Fasern umfassen, um
ausleuchtendes Licht in das Blutgefäß zu übertragen, in
Verbindung mit anderen Fasergruppen, um eine visuelle
Beobachtung des Innenraums des Blutgefäßes zu ermöglichen,
sind nicht praktikabel, da diese Lösungen zu groß und zu
steif für den Einsatz in engen Arterien sind. Eine andere
Schwierigkeit, die aufgetreten ist, besteht darin, daß oft
Materialien wie Blut im Bereich zwischen dem Austrittspunkt
des Laserstrahls am Ende der Fasern und dem Verschluß
vorhanden sind. Das Blut am freien Austrittsende der Faser
kann coagulieren, was eine Überhitzung und Zerstörung der
optischen Faser zur Folge haben kann. Noch eine weitere
Schwierigkeit besteht darin, daß ein derartiges Katheter, das
zu kleinen entfernt liegenden Arterien vorgeschoben werden
soll, sehr flexibel sein muß, um in der Lage zu sein, scharfe
Verbiegungen mit kleinem Radius auszuführen, um diese
Arterien zu erreichen. Das Katheter muß darüber hinaus einen
kleinen Durchmesser besitzen, muß aber die Möglichkeit
bieten, von seinem hinteren Ende vorgeschoben und bedient zu
werden, ohne aufzubauschen oder zu verbiegen, während es sich
in den Blutgefäßen des Patienten vorwärtsbewegt. Eine weitere
sehr wünschenswerte Eigenschaft eines derartigen Katheters
besteht darin, daß es in der Lage sein soll,
Flüssigkeitsverbindungen von dem hinteren zum vorderen Ende
des Katheters zu schaffen, um die Infusion einer Flüssigkeit
zu ermöglichen oder um Druckmessungen durchzuführen. Die
Entwicklung eines praktisch einsetzbaren Katheters, das die
vorher genannten Aufgaben erfüllt während die oben genannten
und andere Schwierigkeiten vermieden werden, hat sich als ein
wesentliches Problem erwiesen.
Obwohl einige Laserkatheter in der Vergangenheit
vorgeschlagen wurden, hat es sich herausgestellt, daß keiner
tatsächlich praktisch einsetzbar ist. Alle leiden unter einer
oder mehreren der verschiedenen Schwierigkeiten.
Eine der Hauptaufgabe der Erfindung ist es, ein praktisch
einsetzbares und wirksames Kathetersystem zu schaffen, durch
das Laserenergie in ausgewählte Bereiche in den Blutgefäßen
des Patienten präzise und kontrolliert zugeführt werden kann.
Der Katheter ist in der Lage und dafür vorgesehen, mit einem
Führungsdraht eingesetzt zu werden. Ein zentrales Lumen, das
den Führungsdraht aufnimmt, reicht durch den gesamten
Katheter und ist am freien Ende des Katheters offen. Der
Katheter besitzt einen sehr kleinen äußeren Durchmesser in
der Größenordnung von 1,5 mm und ist klein genug, um tief in
die engeren Blutgefäße des Patienten vorgeschoben zu werden.
Eine Vielzahl optischer Fasern sind in der Wand des Katheters
enthalten. Das freie Ende des Katheters umfaßt eine optisch
transparente zylindrische Abdeckung, die das freie Ende der
optischen Fasern abdeckt und schützt. Die Abdeckung besitzt
eine zentrale Öffnung, die die freie Auslaßöffnung des Lumens
festlegt, wobei das freie Ende der Abdeckung eine
ringförmige, ringähnliche Anordnung über der Öffnung bildet.
Die freien Enden der optischen Fasern sind gesichert im
Hinblick auf die Endabdeckung so befestigt, daß Licht, das
von den Fasern ausgeht, durch den freiliegenden, ringförmigen
Bereich der Abdeckung hindurchtritt und von der ringförmigen,
freien Endoberfläche der Abdeckung ausgesandt wird.
Das hintere Ende des Katheters umfaßt eine
Verzweigungsausrüstung von der eine Vielzahl von Röhren
ausgeht, wobei jeweils eine Röhre vorhanden ist, um das
hintere Ende einer optischen Faser aufzunehmen. Das hintere
Ende einer jeden Röhre besitzt einen Anschluß, über den die
optischen Fasern einzeln an eine Laserlichtquelle
angeschlossen werden können. Jede optische Faser ist
unabhängig von den anderen und jede kann unabhängig von den
anderen eingesetzt und kontrolliert werden, wenn das
erwünscht sein sollte.
Eine weitere Röhre, die aus der hinteren Ausrüstung am
hinteren Ende des Katheters herausragt, steht mit dem
hinteren Ende des zentralen Lumens des Katheters in
Verbindung und schafft den Zugang für ein Führungsdraht.
Der Führungsdraht kann ein steuerbarer Führungsdraht mit sehr
kleinem Durchmesser sein, wie zum Beispiel beschrieben in der
Patentanmeldung US 4 21 315, eingereicht am 22. September
1982, mittlerweile US-Patent 45 45 390, veröffentlicht am 08.
Oktober 1985. Die Querschnittsabmessungen und die Form des
Führungsdrahtes und des Katheterlumens sind so, daß wenn der
Führungsdraht an Ort und Stelle ist, eine ausreichende
Durchflußfläche innerhalb des Lumens erhalten bleibt, um
Druckmessungen zu ermöglichen, die in dem Blutgefäß hinter
dem freien Ende des Katheters durchgeführt werden und um
ebenso zu ermöglichen, daß Flüssigkeiten durch das Lumen
fließen.
Unter einem anderen Aspekt der Erfindung ist der Katheter
hochflexibel aufgebaut, um so in der Lage zu sein, scharf
gekrümmten Wegen mit relativ kleinem Radius innerhalb der
Gefäße des Patienten zu folgen. Der Katheter umfaßt eine
zusammengesetzte Wandkonstruktion, die einen inneren Kern,
durch den das zentrale Lumen gebildet wird, und eine äußere
Umhüllung umfaßt. Die Umhüllung ist bezogen auf den Kern
nicht gesichert und dafür vorgesehen im Hinblick auf den Kern
in Längsrichtung zu gleiten und sich zu verschieben, wenn der
Katheter gebogen wird. Der Kern ist so geformt, daß er eine
Vielzahl von Rillen umfaßt, die sich in Längsrichtung entlang
der äußeren Oberfläche des Kerns erstrecken. Die Rillen
nehmen die einzelnen optischen Fasern auf. Die Fasern werden
innerhalb der Rillen durch die umgebende Umhüllung gehalten,
die, obwohl mit dem Kern nicht verbunden, so dimensioniert
ist, daß die Rillen abgedeckt sind und die Fasern daran
gehindert werden, aus ihren entsprechenden Rillen zu gleiten.
Die Fasern sind in Längsrichtung innerhalb der Rillen frei
verschiebbar. Wenn der Katheter gebogen wird sind alle in
Längsrichtung verlaufenden Komponenten frei verschiebbar, um
den Biegewiderstand zu minimieren. Zusätzlich ist die
Flexibilität des zusammengesetzten Katheters weiter
verbessert, indem der Kern mit gegliedertem Aufbau
ausgebildet wird. Der Kern wird so geformt, daß er
oberflächliche Kerben mit verkleinertem Durchmesser in
Abstand zueinander entlang der Kernachse umfaßt. Die
eingekerbten Bereiche sind flexibler und ermöglichen dem
Katheter um Bögen mit sehr kleinem Radius gebogen zu werden.
Die Flexibilität des Katheters kann entlang seiner Länge
variiert werden durch Veränderung der längsgerichteten
Abstände der Kerben.
Eine der Aufgaben der Erfindung besteht darin, einen
führbaren Laserkatheter mit kleinem Durchmesser zu schaffen,
der hochflexibel und manövrierbar ist.
Ebenfalls eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen
Laserkatheter zu schaffen, der plaziert werden kann mit Hilfe
eines Führungsdrahts.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Laserkatheter
zu schaffen, der ein zentrales Lumen besitzt, das für die
Aufnahme eines Führungsdrahtes geeignet ist und in dem das
Lumen eine Flüssigkeitsverbindung vom hinteren zum freien
Ende des Katheters schafft, um Druckmessungen und den
Durchfluß einer Flüssigkeit zu ermöglichen, während der
Führungsdraht in dem Lumen an Ort und Stelle ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen
Laserkatheter der beschriebenen Art zu schaffen, in dem die
Spitze der Fasern isoliert ist, um die Faser zu schützen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen
Laserkatheter zu schaffen, der eine Vielzahl optischer Fasern
besitzt, die sich durch den erstrecken zur Zuführung der
Laserenergie erstrecken, bei dem die einzelnen Fasern mit
getrennten Anschlußausrüstungen versehen sind und bei dem die
Übertragung der Energie durch die Fasern unabhängig von den
anderen kontrollierbar ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Katheter der
beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Aufgaben der
Erfindung gelöst werden im Zusammenhang mit einem Katheter
mit kleinem äußeren Durchmesser in der Größenordnung von 1,5
mm.
Die vorgenannten und anderen Aufgaben und Vorteile der
Erfindung werden umfaßender verständlich aus der folgenden
weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen, bei denen zeigt
Fig. 1 eine geteilte Darstellung des Katheters durch den
sich ein Führungsdraht erstreckt;
Fig. 2 eine isometrische Darstellung des freien Bereichs
des Katheters, aufgebrochen und in einem
Viertelschnitt (vergrößert);
Fig. 3 einen Längsschnitt des freien Bereichs des
Katheters;
Fig. 4 eine Längsdarstellung eines Bereichs der
Hauptkernachse, bei dem die Katheterumhüllung
entfernt wurde, um den gegliederten Aufbau der
Kernachse darzustellen;
Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des
Katheters in der Ansicht entlang der Schnittlinie
5-5 in Fig. 3, wobei die Position des
Führungsdrahtes innerhalb des Lumens angedeutet
dargestellt ist;
Fig. 6 eine Endansicht des freien Endes des Katheters
entlang der Linie 6-6 in Fig. 3;
Fig. 7 eine diagrammartige Seitenansicht des freien Endes
des Katheters, die die Muster der Lichtstrahlung
darstellt, die aus dem freien Ende des Katheters
austritt;
Fig. 7A, 7B und 7C, diagrammartige Darstellungen der
Strahlen, die aus dem Katheter austreten, der vier
optische Fasern besitzt, gesehen entlang der
Abbildungsebenen, angedeutet entlang 7 A-7 A, 7 B-7 B
und 7 C-7 C in Fig. 7;
Fig. 8 einen Längsschnitt des Abdeckungsbereichs einer
modifizierten Ausführungsform des Katheters, und
Fig. 9 eine Schnittdarstellung des Katheters, gesehen
entlang der Schnittlinien 9-9 in Fig. 8.
Fig. 1 zeigt den Katheter, der im ganzen gekennzeichnet wird
durch die Bezugsziffer 10, mit einem Führungsdraht,
gekennzeichnet durch 12, der sich durch den Katheter
erstreckt. Der Führungsdraht 12 ist mit seinem freien Ende 14
aus dem freien Ende des Katheters 10 hervortretend, mit
seinem hinteren Ende 16 aus dem hinteren Ende des Katheters
10 herausragend und an dem hinteren Ende des Katheters 10
freiliegend dargestellt. Der Katheter 10 besitzt einen
gestreckten Hauptbereich 18, der, nur als Beispiel, in der
Größenordnung von 160 cm lang sein kann. Der Führungsdraht
kann in der Größenordnung von 180 cm oder mehr lang sein. Wie
im folgenden genauer beschrieben wird, ermöglicht die
Erfindung dem Katheter einen Hauptbereich 18 mit einem
äußeren Durchmesser in der Größenordnung von 1,5 mm zu
besitzen. Eine Verzweigungsausrüstung 20 ist sicher mit dem
hinteren Ende des Hauptbereichs 18 des Katheters 10
verschmolzen und eine Vielzahl von Röhren 22 ragen aus der
Ausrüstung 20 hervor. Die Röhren 22 sind dazu vorgesehen, die
optischen Fasern aufzunehmen, wie weiter unten beschrieben,
wobei jede Röhre 22 mit einer einzelnen Faser ausgerüstet ist
und einen Anschluß 24 an ihrem hinteren Ende besitzt, den die
Faser innerhalb jeder Röhre 22 an eine Laserlichtquelle
angeschlosen werden kann.
Der Katheter 10 umfaßt eine zusätzliche flexible Röhre 26,
die aus der Ausrüstung 20 hervorragt, die mit dem Lumen in
Verbindung steht, das sich durch den Katheter erstreckt und
durch das der Führungsdraht 12 hindurchgeführt werden kann.
Die Röhre 26 besitzt eine Ausrüstung 28 an ihrem hinteren
Ende. Die Ausrüstung 28 kann ein Luer-Lok-Anschluß sein, um
zu ermöglichen, daß die Röhre 26 einfach und schnell an eine
Flüssigkeitsinfusionsvorrichtung und/oder eine
Drucküberwachungsvorrichtung angeschlossen werden kann. Die
Ausrüstung 28 kann an einen konventionellen Y-Anschluß
angeschlossen werden, um zu ermöglichen, daß der
Führungsdraht 12 kontrolliert wird, während ebenfalls eine
Flüssigkeitsinfusion oder eine Druckbeobachtung ermöglicht
wird.
Der Hauptbereich 18 des Katheters 10 umfaßt einen inneren
gestreckten Kern 30, der von einer äußeren gestreckten
Umhüllung 32 umgeben ist. Mit weiteren Einzelheiten in den
Fig. 2 bis 5 dargestellt, besitzt der innere Kern 30 ein
Lumen 34, das sich zentral entlang und innerhalb des Kerns 30
erstreckt. Das Lumen 34 kann einen kreisförmigen Querschnitt
besitzen, obwohl in einer bevorzugten Ausführung ein nicht
kreisförmiger Querschnitt bevorzugt wird, wie zum Beispiel
die Vierbogenform, dargestellt in Fig. 5, die abwechselnd
Vorsprünge 36 und kerbenartige Bögen 38 besitzt. Die Bögen 38
wirken zusammen mit dem Führungsdraht 12, der einen
kreisförmigen Querschnitt (angedeutet dargestellt in Fig. 5)
besitzt, um eine vergrößerte Querschnittsdurchflußfläche in
dem Zwischenraum zwischen dem Führungsdraht 12 und der
inneren, des Lumen festlegenden Oberfläche des Kerns 34 zu
bilden. Der Führungsdraht 12 und das Kernlumen 34 sind
angeordnet, um einen Freiraum innerhalb des Lumens 34 zu
schaffen, um einer Flüssigkeit den Durchfluß und
Druckmessungen zu ermöglichen, die durch das Lumen 34
durchgeführt werden, während der Führungsdraht 12 in dem
Lumen an Ort und Stelle ist. Die hintere Röhre 26 ist in der
Ausrüstung 20 verbunden mit dem Kern 30, so daß das Lumen 34
mit dem Lumen der Röhre 26 in Verbindung steht.
Der Kern 30 ist ebenfalls mit einer Vielzahl von
längsverlaufenden in Umfangsrichtung mit Zwischenraum
angeordneten Rillen 40 versehen. Jede der Rillen 40 nimmt
eine Wellenleitervorrichtung auf, wie zum Beispiel eine
optische Faser 42, die dafür angepaßt ist, Strahlungsenergie,
wie zum Beispiel Laserlicht zu übertragen. Die optischen
Fasern 42 sind innerhalb der Rillen 40 nicht gesichert und es
wird zugelassen, daß sie innerhalb der Rillen sich in
Längsrichtung verschieben, wenn der Katheter verbogen wird.
Die freien Enden der Fasern 42 sind im freien Bereich des
Katheters befestigt auf eine Art, die noch beschrieben werden
wird. Die hinteren Enden der Fasern 42 treten durch die
Ausrüstung 20 hindurch und erstrecken sich durch die
flexiblen Röhren 22 und werden an deren hinteren Enden
innerhalb der optischen Anschlüsse 24 befestigt. Die Röhren 22
sind innerhalb der Ausrüstung 20 befestigt und die Ausrüstung
ist so geformt, daß sie einen eng anliegenden Übergang und
Durchgang für die Fasern 42 aus den Rillen 40 durch die
Ausrüstung 20 in die Röhren 22 schaffen.
Die äußere Umhüllung 32 bedeckt den Kern 30 und die Fasern 42
und dient dazu, die Fasern 42 in den Rillen 40 zu halten.
Ausgenommen die Befestigungen am Katheter an dessen hinteren
und freien Ende ist die Umhüllung 32, ebenfalls nicht mit dem
Kern 30 oder mit den optischen Fasern 42 verbunden. Demnach
gibt es keine Verbindungspunkte entlang der Länge des
Katheters zwischen dem Kern 30, den optischen Fasern 42 oder
der Umhüllung 32, was den hohen Grad an Flexibilität des
Katheters verbessert, indem interne Widerstände gegen eine
Verbiegung des Katheters minimiert werden.
Die Umhüllung ist bevorzugt geformt aus einem
hitzeschrumpfbaren Material, wie zum Beispiel PTFE und wird
unter Hitze auf den Kern 32 aufgeschrumpft, aber nicht bis zu
einem Maß an Enge, das die Freiheit der Umhüllung und des
Kerns beeinträchtigt, um im Bezug zueinander zu gleiten wenn
der Katheter verbogen wird. Im Sinne eines Beispiels kann der
Kern einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,046″ und
die Umhüllung einen inneren Durchmesser von ungefähr 0,050″
und eine Wanddicke von 0,003″ besitzen, was einen sehr
schmalen Spalt zwischen dem Kern und der Umhüllung zur Folge
hat.
Die Flexibilität des Katheters wird weiter verbessert, indem
der Kern 30 so ausgebildet wird, daß er eine Reihe
gegliederter Segmente festlegt. Fig. 4 zeigt einen Bereich
des Kerns, bei dem man erkennen kann, daß der Kern mit einer
Vielzahl von in Längsrichtung mit Abstand angeordneten, am
Umfang entlanglaufenden Kerben 44 versehen ist. Die Kerben
unterteilen den Kern und legen eine Vielzahl in Reihe
angeordneter Kernsegmente 46 fest, die durch kürzere
Verbindungssegmente 48 mit kleinerem Durchmesser verbunden
werden. Die Anordnung von gelenkigen Kernsegmenten 46 erhöht
die Flexibilität des Kerns 30 und erhöht demnach die
Flexibilität des zusammengesetzten Katheters. Die
verbindenden Segmente 48 besitzen einen kleineren Durchmesser
und leisten einen kleineren Widerstand gegen Verbiegung, so
daß eine verbiegende Kraft, die auf den Katheter aufgebracht
wird, bewirkt, daß der Kern an den verbindenden Segmenten 48
verbogen wird. Die verbindenden Segmente 48 können mit
Zwischenraum in gleichen Abständen entlang der Länge des
Katheters angeordnet sein, um ein gleichförmiges Maß an
Flexibilität für den Katheter entlang seiner Länge zu
schaffen. Wenn es jedoch gewünscht ist, die Flexibilität des
Katheters an einigen Stellen zu variieren, so kann das durch
Veränderung der Abstände zwischen den verbindenden Segmenten
48 erzielt werden. Eine Anordnung der Segmente 48 mit einem
engeren Zwischenraum zueinander, gibt dem resultierenden
Katheterabschnitt ein höheres Maß an Flexibilität als einen
Abschnitt, bei dem der Zwischenraum größer ist und bei dem
die Kernsegmente 46 länger sind. Zum Beispiel kann es
wünschenswert sein einen Katheter zu schaffen, in dem der
freie Bereich flexibler ist als hintere Bereiche, um so zu
ermöglichen, daß der freie Bereich in Bögen mit schärferem
Radius gebogen wird. Veränderungen in der Flexibilität des
Katheters können ebenfalls erzielt werden durch Veränderung
der Länge der verbindenden Segmente 48, genauso wie der
Kernsegmente 46. Im Sinne eines Beispiels können die
Kernsegmente 46 in einem Katheter, das die oben beschriebenen
Abmessungen besitzt, zwischen einem und vier Millimeter und
die verbindenden Segmente 48 können zwischen einem halben und
einem Millimeter lang sein.
Der Kern 30 ist bevorzugt aus einem Material gebildet, das
einen relativ kleinen Reibungskoeffizienten besitzt, wie zum
Beispiel PTFE, um so den Widerstand des Führungsdrahtes
innerhalb des Lumens 34 zu reduzieren. Der Führungsdraht ist
bevorzugt ebenfalls mit einem Material mit niedrigem
Reibungswert überzogen, wie zum Beispiel PTFE, um weiter
die Reibung zwischen den beiden zu reduzieren.
Der Kern 30 ist bevorzugt mit radiopagen Streifen 35
ausgerüstet, die sich in Längsrichtung des Kerns erstrecken.
Die Streifen 35 können hergestellt werden durch Hinzufügung
des radiopagen Materials zu dem Kunststoff, aus dem der Kern
extrudiert wird nach allgemein bekannten Verfahren. In einer
bevorzugten Ausführungsform sind eine Vielzahl von radiopagen
Streifen 35 zwischen benachbarten Rillen 40 ausgebildet. Die
radiopagen Streifen 35 werden bevorzugt nur an der äußeren
Oberfläche des Kerns ausgebildet, so daß die innere
Oberfläche vollständig aus einem Material mit geringem
Reibungswert hergestellt bleibt. Es wird darauf
hingewiesen, daß die radiopagen Streifen an den Kerben 44
unterbrochen sind. Die sich ergebenden Streifen erzeugen
jedoch ein ausreichend kontinuierliches radiopages Abbild, um
bei der Sichtbarmachung von deren Lage mit Hilfe von
Fluoroskopie einsetzbar zu sein.
Die freien Enden der optischen Fasern 42 werden zusammen
durch einen Faserhalter 50 gesichert, der an den Fasern 40 an
deren freien Enden befestigt ist. Der Faserhalter 50 ist
innerhalb einer optisch transparenten Endabdeckung 52
enthalten und in ihr befestigt, die aus einem optischen Glas
oder einem kristallinen Äquivalent gebildet ist, das für die
Wellenlänge der Strahlungsenergie durchlässig ist, mit der der
Katheter eingesetzt wird. Die Abdeckung dient zur Isolation
der Fasern 40 von der Gefäßumgebung und schützt sie vor der
Berührung mit biologischem Material.
Der Faserhalter 50, ebenfalls dargestellt in Fig. 6, ist
bevorzugt ausgebildet aus einem radiopagen Material, wie zum
Beispiel rostfreiem Stahl oder einem stärker radiopagen
Material, wie zum Beispiel Platin oder Silber. Der
Faserhalter 50 ist zylindrisch und ist mit einer zentralen
Öffnung 54 ausgerüstet, die bevorzugt im wesentlichen
dieselbe Größe hat, wie das Lumen 34 in dem Kern 30. Die
zentrale Öffnung 54 kann kreisförmig oder bogig geformt sein,
obwohl eine kreisförmige Öffnung 54 verwendet werden kann in
einem Katheter, bei dem das zentrale Lumen 34 bogenförmig
ist, wie in Fig. 5 dargestellt. Der Faserhalter 50 ist mit
einer Vielzahl von längs verlaufenden Bohrungen 56
ausgestattet, die durch die Wand des Halters 50
hindurchreichen und die in einer engen Passung die freien
Enden der optischen Fasern 40 aufnehmen. Die freien
Oberflächen 58 der zusammengefügten Fasern 40 und des
Faserhalters 50 sind fluchtend poliert, um stumpf gegen einen
ringförmigen Absatz 60, der in der optisch transparenten
Abdeckung 52 ausgebildet ist, anzustoßen.
Die Abdeckung 52 ist zylindrisch und besitzt denselben
äußeren Durchmesser wie die Umhüllung 32, so daß sie einen
glatten und kontinuierlichen zusammenhängenden äußeren
Durchmesser ergeben. Die Kappe 52 besitzt eine vergrößerte
Bohrung 62, die an ihrem hinteren Ende ausgebildet ist. Die
Bohrung endet und bildet einen inneren Absatz 60 mit einer
zentralen Öffnung 64 mit kleinerem Durchmesser, die im
vorderen Ende der Abdeckung 52 ausgebildet ist. Die zentrale
Öffnung 64 kann den selben Durchmesser wie die Öffnung 54 im
Faserhalter 50 besitzen, um einen glatten und
kontinuierlichen Durchgang zu schaffen, der sich am freien
Ende des Katheters öffnet. Jedoch kann die zentrale Öffnung
64 ein wenig enger sein als das Lumen 34 solang ausreichend
Zwischenraum zum Führungsdraht geschaffen ist, um so nicht
negativ mit dem Flüssigkeitsdurchfluß und der Druckmessung
zusammenwirken. Eine gewisse Beschränkung der
Durchflußfläche kann am freien Ende toleriert werden, solange
sich die Beschränkung über eine relativ kurze Strecke
erstreckt, wie es der Fall ist, wenn die Öffnungen 64 und 54
eine irgendwie verengte oder teilweise eingeschränkte
Durchflußfläche bewirken.
Die Abdeckung 52 ist befestigt zum Beispiel durch einen
Expoxydkleber prinzipiell an dem Bereich des Kerns 30 und den
Fasern 42, der in dem hinteren Ende der Abdeckung 52
angeordnet ist, und kann auch an dem Faserhalter 50 befestigt
sein. Das freie Ende der Umhüllung 32 liegt einfach an dem
hinteren Ende der Abdeckung 52 an und braucht nicht durch
einen Kleber mit der Abdeckung 52 verbunden sein.
Im Sinne eines Beispiels kann die Abdeckung 52 aus einem
Pyrex-Glaszylinderpaar gebildet sein, die miteinander
verschmelzbar sind. Die Abdeckung 50 kann demnach aufgebaut
werden aus einer gestreckten Pyrex-Glashülse mit relativ
großem Durchmesser und einer relativ kurzen Pyrex-Glasbüchse
mit kleinerem Durchmesser, wobei die kleinere Glasbüchse in
die äußere Büchse eingepaßt ist und mit einem Ende der
äußeren Büchse verschmolzen ist. Das Ende, an dem die beiden
Büchsen verbunden sind, definiert das relativ dickwandige
freie Segment 72 (siehe Fig. 7). Die Oberflächen 60 und 74
können poliert sein, um so optisch eben zu sein. Alternativ
kann die Büchse mit kleinerem Durchmesser aus künstlichem
Saphir, der für Laserlicht durchlässig ist, hergestellt sein,
die in das Ende der größeren Pyrex-Büchse eingesteckt ist.
Die freie Oberfläche des Saphirstopfens kann entlang seiner
Peripherie abgeschrägt sein. Die Pyrex-Büchse kann erhitzt
werden um zu bewirken, daß ihr freies Ende über die
Abschrägung fließt, um den Saphir an Ort und Stelle
einzuschließen. Die vorher erwähnte Anordnung dient dazu, die
freien Enden der Fasern 42 sicher zu positionieren und auf
eine Art und Weise, die die Fasern 42 schützt und vor der
Aussetzung und dem Kontakt mit biologischem Material isoliert.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Modifikation des freien Endes
des Katheters, die eine verbesserte Versiegelung schafft, um
die Fasern 42 vollständig zu schützen und vor dem Kontakt mit
Wasser oder biologischem Material zu isolieren. In dieser
Ausführungsform ist eine Dichtung 80 zwischen der freien
Oberfläche des Halters 50 und der hinteren Oberfläche 60 der
Abdeckung 52 angeordnet. Die Dichtung 80 ist aus einem dünnen
Blatt aus optisch transparentem, bio-kompatiblem Material
hergestellt, wie zum Beispiel Silastic-Silicongummi von
medizinischer Qualität, der käuflich erhältlich ist bei Dow
Corning Company. Im Sinne eines Beispiels kann die Dichtung
in der Größenordnung von 0,005″ bis 0,008″ dick sein. Die
Dichtung 80 besitzt eine zentrale Öffnung 82 mit demselben
Durchmesser wie die Öffnung 64 in dem freien Ende der
Abdeckung 52. Der äußere Durchmesser der Dichtung 80 ist so
gewählt, daß sie dicht in die vergrößerte Bohrung 62 der
Abdeckung 52 paßt. Die Dichtung 80 ist mit Ausschnitten 84 an
ihrem Umfang ausgestattet, die ausgerichtet mit den optischen
Fasern 42 angeordnet sind, um der Laserenergie zu
ermöglichen, aus der Faser 42 in die Abdeckung 52 zu
gelangen, ohne durch die Dichtung hindurchzulaufen. Obwohl
die Dichtung bevorzugt so optisch transparent wie möglich
ist, um Reflexionen der Strahlungsenergie oder
Rück-Reflexionen des reflektierten Lichts (was später
beschrieben wird) zu ermöglichen, so mag sie doch nicht aus
praktischen Gesichtspunkten für die direkte Laserenergie, die
aus dem Ende der optischen Faser austritt ausreichend optisch
transparent sein. Kleinste Ungenauigkeiten in der Dichtung
oder Staubpartikel in der Dichtung würden, falls im Weg des
Laserstrahls liegend, Energie absorbieren und eine
Überhitzung und möglicherweise eine Zerstörung des freien
Ende des Katheters bewirken. Die Ausschnitte 84 entfernen die
Dichtung aus dem Weg der Laserstrahlen, während es die
Dichtungsanordnung ermöglicht, eine verbesserte Abdichtung
zwischen dem Halter 50 und der Abdeckung 52 zu erzielen und
verhindert, daß jede Flüssigkeit oder andere verunreinigende
Materialien das freie Ende der Fasern 42 erreichen.
Um die Flexibilität des Katheters zu maximieren, wird es
bevorzugt relativ wenig optische Fasern einzusetzen. Das
Strahlenmuster, das durch den Katheter bevorzugt emittiert
wird, sollte divergieren, um einen Durchmesser etwas vor dem
Ende des Katheters festzulegen, der etwas größer ist als der
Durchmesser des Katheters, so daß die Bohrung, die in dem
biologischen Material durch die Laserenergie hergestellt
wird, groß genug ist, um zu gestatten, daß der Katheter durch
sie hindurchbewegt wird. Darüber hinaus wird bevorzugt dies
mit einer relativ geringen Anzahl optischer Fasern zu
erzielen, um nicht das hohe Maß an Katheterflexibilität, das
bevorzugt wird, zu beeinträchtigen. Ein Katheter, der einen
sehr kleinen Durchmesser besitzt, in der Größenordnung von
1,5 mm kann diese Aufgabenstellungen erreichen durch den
Einsatz einer Anordnung von vier optischen Fasern
gleichwinkelig in bezug auf die zentrale Achse des Katheters
angeordnet. Es ist jedoch verständlich, daß diese Vorteile
der Erfindung auch erzielt werden können durch den Einsatz
von mehr oder möglicherweise auch weniger als vier optischen
Fasern, obwohl es bevorzugt ist, die Anzahl minimal zu
halten, die erforderlich ist, um das gewünschte
Strahlenmuster zu erzeugen.
Fig. 7 zeigt diagrammartig, daß Strahlenmuster eines Paares
diametral gegenüberliegender Fasern. Der Strahl, festgelegt
durch l/e2 Radius, wird entlang der Strahllinien 70 in
Fig. 7 angenommen. Der Strahl von jeder einzelnen Faser 42 wird
emittiert von der freien Oberfläche der Faser 42 und tritt in
das freie Segment 72 der Abdeckung 5 durch die Oberfläche
ein, die den Absatz 60 festlegt. Der Strahl ist divergent und
kann in der dargestellten Ausführungsform einen halben Winkel
in der Größenordnung zwischen 6° und 16° besitzen, in
Abhängigkeit von der numerischen Öffnung der Faser. Der
divergierende Strahl von jeder Faser 42 verläßt das freie
Austrittsende 74 am Ende der Abdeckung 52. Die Fig. 7A, 7B
und 7C zeigen das Strahlenmuster im Querschnitt, wie entlang
der Bildebenen 7A, 7B und 7C in Fig. 7 dargestellt. An der
Austrittsfläche 74 der Abdeckung 52 sind die Strahlen in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel immer noch getrennt. In den
Ebenen 7B-7B sind die Strahlen weiter auseinandergelaufen und
haben begonnen, einander zu überlappen. In der Ebene, die
durch 7C-7C angedeutet ist, haben sich die Strahlen überlappt
und legen eine Umhüllende 73 fest, die einen äußeren
Durchmeser besitzt, der etwas größer ist als der Durchmesser
des Katheters. Bevorzugt haben die Strahlen 70 einander
überlappt um miteinander zu verschmelzen und innerhalb eines
Abstands von der freien Oberfläche 74 ein kontinuierliches
Muster zu füllen der ungefähr gleich dem äußeren Durchmesser
des Katheters ist, ungefähr 1,5 mm in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel. Die Länge des freien Segments 72 ist
bevorzugt so festgelegt, daß der Abstand zwischen der freien
Oberfläche 74, der Abdeckung 52 und der Ebene des im
wesentlichen ausgefüllten Abbildes, wie gewünscht ist.
Unter einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Optik am
freien Ende des Katheters so ausgestaltet, daß die Reflektion
minimiert wird. Unter diesem Gesichtspunkt ist es
verständlich, daß Teile des Lichts, das von dem Katheter
ausgeht, durch das biologische Material in dem Blutgefäß
reflektiert werden kann. Zusätzlich kann Licht im
Infrarotbereich des Spektrums von biologischem Material
ausgestrahlt werden, das durch die Absorbtion der
Strahlungsenergie aufgeheizt wird. Reflektion ist
unerwünscht, da das reflektierte Licht und die ausgesandte
IR-Strahlung absorbiert werden durch die Komponenten am
freien Ende, wie zum Beispiel der Faserhalter 50 und das
Kunstharz, das die Fasern mit dem Halter verbindet, und kann
bewirken, daß sie überhitzt und möglicherweise zerstört
werden. Um das Gerät vor Reflektionen und vor ausgesandter
IR-Strahlung zu schützen, ist die freie Oberfläche 58 des
Faserhalters 50 und die freien Enden der Fasern 42
hochglanzpoliert, um eine reflektierende Oberfläche zu
schaffen. Zusätzlich ist das eingesetzte Kunstharz
reflektierend und kann zum Beispiel mit Silber angereichert
sein. Licht, das reflektiert oder von dem biologischen Gewebe
zurück zum Katheter emittiert wird, wird re-reflektiert durch
die Oberfläche 58 und dadurch zum biologischen Material hin
zurückgelenkt. Zusätzlich ist bevorzugt einen
antireflektierenden Überzug auf der nach hinten weisenden
Oberfläche 60 des Absatzes der Abdeckung zu schaffen, um die
Übertragung des Lichts senkrecht durch die Oberfläche 60 zu
maximieren. Bis zu dem Maß, daß ein Teil der reflektierten
oder ausgesandten Strahlung absorbiert werden kann, wird die
Wärme absorbiert durch den Metallfaserhalter 52, der zur
Aufnahme der Hitzedient, um so weiter das Risiko zu
verringern, gefährlich hohe Wärmeniveaus aufzubauen.
Der Katheter kann in einer Vielzahl von Anwendungen
eingesetzt werden, die von den Vorstellungen des Arztes
abhängen und von der Gefäßanatomie, die behandelt werden
soll. Zum Beispiel kann der Katheter 10 vorzusammengesetzt
werden mit dem Führungsdraht 12, der durch den Katheter
hindurchreicht, mit dem freien Ende des Führungsdrahtes in
das freie Ende des Katheters zurückgezogen. Die Kombination
aus Katheter und Führungsdraht kann dann zusammen durch einen
zuvor plazierten Führungskatheter vorgeschoben werden, der so
plaziert wurde, daß dessen freies Ende an dem Eingang zu
einer Koronal-Areterie liegt, die behandelt werden soll. Das
freie Ende der Kombination aus Katheter und Führungsdraht
wird dann vorsichtig in die Koronal-Arterie vorgeschoben und
dann kann der Führungsdraht allein durch die Arterie
geschoben werden. Der Führungsdraht 12 kann so manipuliert
werden, daß er sich ausgewählt in den Arterienzweig bewegt,
in dem sich die Stenosis, die behandelt werden soll,
befindet. Wenn einmal der Führungsdraht plaziert worden ist,
kann der Katheter über den Führungsdraht hinweg vorgeschoben
werden und folgt dem Führungsdraht, um so das freie Ende des
Katheters in den beabsichtigten Bereich zu bringen. Die
Positionierung des Führungsdrahts und des Katheters kann
durch Fluoroskopie beobachtet werden. Zusätzlich kann
radiopager Farbstoff durch das Katheterlumen 34 zu jedem
Zeitpunkt während der Behandlung injiziert werden, wenn
gewünscht, um über die Fluoroskopie die koronale Anatomie
sichtbar zu machen.
Flüssigkeiten wie zum Beispiel radiopager Farbstoff können zu
jedem Zeitpunkt injiziert werden, auch wenn der Führungsdraht
an seinem Platz ist. Spülflüssigkeiten, wie zum Beispiel eine
Salzlösung können auch zugeführt werden und Flüssigkeiten und
Gewebetrümmer können durch den Katheter abgesaugt werden. Auf
ähnliche Weise werden arterielle Druckmessungen durchgeführt
zu jedem Zeitpunkt, auch wenn der Führungsdraht an seinem
Platz ist. Der Katheter ist leicht über den Führungsdraht
hinweg vorschiebbar und ist hochflexibel um so in der Lage zu
sein, jeder Kurve oder Biegung des Führungsdrahtes, wenn
notwendig, zu folgen, um dem Verlauf des Gefäßes des Patienten
zufolgen. Wenn der Katheter einmal zur gewünschten Position
vorgeschoben wurde, kann Laserenergie durch die optischen
Fasern angewendet und in den Bereich, der behandelt werden
soll, zugeführt werden. Die Laserenergie kann gleichzeitig
durch alle optischen Fasern 42 oder selektiv durch einzelne
Fasern angewendet werden.
Die Erfindung schafft demnach einen Katheter und ein System
für die Zuführung von Laserenergie zu entfernt liegenden und
schwierig zu erreichenden Bereichen des Gefäßsystems eines
Patienten. Die Erfindung ermöglicht ein Laserkatheter mit
Hilfe eines Führungsdrahts zu plazieren und ist hochflexibel
aufgebaut, um so in der Lage zu sein, scharfe Verbiegungen
mit kleinen Radien durchzuführen. Das System ermöglicht
Druckmessungen und Flüssigkeitsinfusionen, ohne daß es
erforderlich ist, den Führungsdraht zu entfernen. Darüber
hinaus werden diese und andere Vorteile erzielt bei einem
Katheter mit einem sehr kleinen Durchmesser.
Es sollte jedoch selbstverständlich sein, daß die
vorhergehende Beschreibung der Erfindung nur beabsichtigt
ist, um die Erfindung darzustellen und daß andere
Ausführungen und Veränderungen für einen Fachmann ohne der
Erfindung abzuweichen, möglich sind.
Claims (39)
1. Ein Katheter für die Entfernung biologischen Materials
durch Laserenergie, der ein hinteres Ende und ein freies
Ende besitzt, umfaßt:
eine Vorrichtung, die ein Lumen (34) festlegt, das sich durch den Katheter erstreckt, wobei das Lumen am freien Ende des Katheters offen ist;
eine Vorrichtung (28) am hinteren Ende des Lumen, die eine Flüssigkeitsverbindung mit dem Lumen herstellt, und die es einen Führungsdraht (12) ermöglicht, in dem Lumen aufgenommen zu werden;
eine Vielzahl flexibler optischer Leiter (42), die sich longitudinal zum Katheter innerhalb einer Katheterwand erstrecken;
eine freie Abdeckung (52), die am freien Ende des Katheters befestigt ist und die das freie Ende der Fasern (42) abdeckt, wobei die freie Abdeckung eine freie Oberfläche (74) besitzt, die eine Austrittsoberfläche festlegt und die einen optischen Pfad vom freien Ende der Fasern zur Austrittsoberfläche (74) schafft;
eine Öffnung (64), die durch die freie Abdeckung in Verbindung mit dem Katheterlumen ausgebildet ist;
wobei die flexiblen optischen Leiter in der Katheterwand enthalten sind und nicht an dem Katheter befestigt sind, mit Ausnahme an den Enden der Leiter,
wobei der Katheter festgelegt wird durch einen gestreckten Kern, durch den sich ein Lumen erstreckt,;
eine Vielzahl von Rillen (40), die in Längsrichtung auf der Außenseite des Kerns ausgebildet sind, wobei die Leiter in den Rillen aufgenommen sind und sich in ihnen erstrecken;
eine flexible Umhüllung (32), die den Kern umgibt, um die Leiter in den Rillen zurückzuhalten,
wobei die Leiter, der Kern und die Umhüllung miteinander im wesentlichen nicht verbunden sind, wodurch es möglich wird, daß der Kern die Leiter und die Umhüllung in Längsrichtung im Bezug aufeinander sich verschieben, wodurch ihr gleichzeitiges Verbiegen ermöglicht wird, ohne daß der Kern die Leiter oder die Umhüllung, die Verbiegung der anderen behindert.
eine Vorrichtung, die ein Lumen (34) festlegt, das sich durch den Katheter erstreckt, wobei das Lumen am freien Ende des Katheters offen ist;
eine Vorrichtung (28) am hinteren Ende des Lumen, die eine Flüssigkeitsverbindung mit dem Lumen herstellt, und die es einen Führungsdraht (12) ermöglicht, in dem Lumen aufgenommen zu werden;
eine Vielzahl flexibler optischer Leiter (42), die sich longitudinal zum Katheter innerhalb einer Katheterwand erstrecken;
eine freie Abdeckung (52), die am freien Ende des Katheters befestigt ist und die das freie Ende der Fasern (42) abdeckt, wobei die freie Abdeckung eine freie Oberfläche (74) besitzt, die eine Austrittsoberfläche festlegt und die einen optischen Pfad vom freien Ende der Fasern zur Austrittsoberfläche (74) schafft;
eine Öffnung (64), die durch die freie Abdeckung in Verbindung mit dem Katheterlumen ausgebildet ist;
wobei die flexiblen optischen Leiter in der Katheterwand enthalten sind und nicht an dem Katheter befestigt sind, mit Ausnahme an den Enden der Leiter,
wobei der Katheter festgelegt wird durch einen gestreckten Kern, durch den sich ein Lumen erstreckt,;
eine Vielzahl von Rillen (40), die in Längsrichtung auf der Außenseite des Kerns ausgebildet sind, wobei die Leiter in den Rillen aufgenommen sind und sich in ihnen erstrecken;
eine flexible Umhüllung (32), die den Kern umgibt, um die Leiter in den Rillen zurückzuhalten,
wobei die Leiter, der Kern und die Umhüllung miteinander im wesentlichen nicht verbunden sind, wodurch es möglich wird, daß der Kern die Leiter und die Umhüllung in Längsrichtung im Bezug aufeinander sich verschieben, wodurch ihr gleichzeitiges Verbiegen ermöglicht wird, ohne daß der Kern die Leiter oder die Umhüllung, die Verbiegung der anderen behindert.
2. Katheter nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung für die sichere Verbindung der Leiter im
Hinblick auf den Kern am freien Ende des Kerns.
3. Katheter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das hintere Ende des Katheters eine Vielzahl
optischer Anschlüsse (24) besitzt, die jeweils einem
Leiter zugeordnet sind, wodurch eine unabhängige
Kontrolle der optischen Leiter ermöglicht wird.
4. Katheter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiter durch einen Haltering (50) gesichert
werden, der eine zentrale Öffnung (54) besitzt und eine
Vielzahl auf dem Umfang verteilten, in Abstand zueinander
angeordneten Öffnungen (56) in dem Ring, wobei jede der
auf dem Umfang verteilten in Abstand zueinander
angeordneten Öffnungen das freie Ende eines Leiters
aufnehnen,
wobei der Halter an der Abdeckung befestigt ist.
5. Katheter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Haltering (50) radiopague ist.
6. Katheter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdeckung (52) umfaßt:
ein zylindrisches Element, das eine hintere Bohrung (62) besitzt, die dafür vorgesehen ist, den Haltering und das freie Ende des Kerns aufzunehmen,
wobei die Abdeckung eine kleinere Öffnung (64) besitzt, die auf der anderen Seite zu und in Verbindung mit der hinteren Bohrung ausgebildet ist, wobei die kleinere Öffnung sich zum freien Ende der Abdeckung hin öffnet;
wobei die Verbindungsstelle der Bohrung (62) und der Öffnung (64) einen Absatz festlegen;
wobei die freie Oberfläche des Halters mit dem Absatz in Eingriff steht.
ein zylindrisches Element, das eine hintere Bohrung (62) besitzt, die dafür vorgesehen ist, den Haltering und das freie Ende des Kerns aufzunehmen,
wobei die Abdeckung eine kleinere Öffnung (64) besitzt, die auf der anderen Seite zu und in Verbindung mit der hinteren Bohrung ausgebildet ist, wobei die kleinere Öffnung sich zum freien Ende der Abdeckung hin öffnet;
wobei die Verbindungsstelle der Bohrung (62) und der Öffnung (64) einen Absatz festlegen;
wobei die freie Oberfläche des Halters mit dem Absatz in Eingriff steht.
7. Katheter nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das freie Ende der Umhüllung gegen das hintere Ende
der Abdeckung stößt und im wesentlichen denselben
Durchmesser besitzt, wie die Abdeckung.
8. Katheter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die freie Oberfläche des Halters und die Leiter, die
darin befestigt sind, miteinander fluchten und
hochglanzpoliert sind, um eine hochreflektierende
Oberfläche zu schaffen, die dafür vorgesehen ist, das
Licht zu reflektieren, das von dem biologischen Material
nach hinten gerichtet wird, um dadurch die Absorption des
reflektierten Lichts durch den Halter zu minimieren.
9. Katheter für die Entfernung biologischen Materials durch
Laserenergie, der ein hinteres Ende und ein freies Ende
besitzt, wobei der Katheter umfaßt:
einen einheitlichen Katheterkern (30), der von einer Katheterumhüllung (32) umgeben ist;
eine Vorrichtung, die ein Lumen (34) festlegt, das sich durch den Katheterkern erstreckt, wobei das Lumen am freien Ende des Katheters offen ist;
eine Vorrichtung (28) am hinteren Ende des Lumens für die Bereitstellung einer Flüssigkeitsverbindung mit dem Lumen und um zu ermöglichen, daß ein Führungsdraht (12) in dem Lumen aufgenommen wird;
eine Vielzahl flexibler optischer Leiter (12), die sich longitudinal durch den Katheter und in der Katheterwand erstrecken;
eine freie Abdeckung (52), die auf dem freien Ende des Katheters befestigt ist und die das freie Ende der Fasern abdeckt, wobei die freie Abdeckung eine freie Oberfläche besitzt, die eine Austrittsoberfläche festlegt und einen optischen Weg vom freien Ende der Fasern zur Auftrittsoberfläche schafft;
eine Öffnung (64), die durch die freie Abdeckung in Verbindung mit dem Katheterlumen ausgebildet ist;
wobei die Flexibilität des Katheters entlang seiner Länge durch Vorrichtungen variiert wird, die umfassen,
daß der Kern aus einer Vielzahl gelenkiger Segmente (46) gebildet wird, die an ihren Enden miteinander befestigt sind und die flexible Verbindungen (44) besitzen, und
daß die äußere Umhüllung dünn und flexibel und nicht mit dem Kern verbunden ist, um so die Krümmung des Kerns nicht zu beschränken.
einen einheitlichen Katheterkern (30), der von einer Katheterumhüllung (32) umgeben ist;
eine Vorrichtung, die ein Lumen (34) festlegt, das sich durch den Katheterkern erstreckt, wobei das Lumen am freien Ende des Katheters offen ist;
eine Vorrichtung (28) am hinteren Ende des Lumens für die Bereitstellung einer Flüssigkeitsverbindung mit dem Lumen und um zu ermöglichen, daß ein Führungsdraht (12) in dem Lumen aufgenommen wird;
eine Vielzahl flexibler optischer Leiter (12), die sich longitudinal durch den Katheter und in der Katheterwand erstrecken;
eine freie Abdeckung (52), die auf dem freien Ende des Katheters befestigt ist und die das freie Ende der Fasern abdeckt, wobei die freie Abdeckung eine freie Oberfläche besitzt, die eine Austrittsoberfläche festlegt und einen optischen Weg vom freien Ende der Fasern zur Auftrittsoberfläche schafft;
eine Öffnung (64), die durch die freie Abdeckung in Verbindung mit dem Katheterlumen ausgebildet ist;
wobei die Flexibilität des Katheters entlang seiner Länge durch Vorrichtungen variiert wird, die umfassen,
daß der Kern aus einer Vielzahl gelenkiger Segmente (46) gebildet wird, die an ihren Enden miteinander befestigt sind und die flexible Verbindungen (44) besitzen, und
daß die äußere Umhüllung dünn und flexibel und nicht mit dem Kern verbunden ist, um so die Krümmung des Kerns nicht zu beschränken.
10. Katheter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand der Gelenkelemente (44) entlang der Länge
des Kerns variiert, um dadurch die Flexibilität des
Katheters zu variieren, wobei der Katheter eine größere
Flexibilität in den Abschnitten besitzt, in denen die
Gelenkelemente in einem engeren Abstand zueinander
angeordnet sind.
11. Katheter nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gelenkelemente (44) am freien Ende des Katheters
in engerem Abstand zueinander angeordnet sind als am
hinteren Ende.
12. Katheter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gelenkigen Segmente (46) durch eine Vielzahl
entlang des Umfangs ausgebildeter Kerben (44) festgelegt
werden, die in Längsrichtung entlang des Kerns mit
Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die am Umfang
verlaufenden Kerben Verbindungssegmente mit kleinerem
Durchmesser bilden, die zwischen den gelenkigen Segmenten
liegen.
13. Katheter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl von Rillen (40) in Längsrichtung
außerhalb des Kerns (30) ausgebildet sind, wobei die
Leiter (42) in den Rillen aufgenommen sind und sich
entlang der Rillen erstrecken;
daß eine flexible Umhüllung (32) den Kern umgibt, um die Leiter in den Rillen zu halten;
wobei die Leiter, der Kern und die Umhüllung im wesentlichen nicht miteinander verbunden sind, um dadurch dem Kern, den Leitern und der Umhüllung zu ermöglichen, in Längsrichtung gegeneinander sich zu verschieben, um dadurch ihre gemeinsame Verbiegung zu ermöglichen, ohne daß der Kern, der Leiter oder die Umhüllung die Verbiegung der anderen beschränken.
daß eine flexible Umhüllung (32) den Kern umgibt, um die Leiter in den Rillen zu halten;
wobei die Leiter, der Kern und die Umhüllung im wesentlichen nicht miteinander verbunden sind, um dadurch dem Kern, den Leitern und der Umhüllung zu ermöglichen, in Längsrichtung gegeneinander sich zu verschieben, um dadurch ihre gemeinsame Verbiegung zu ermöglichen, ohne daß der Kern, der Leiter oder die Umhüllung die Verbiegung der anderen beschränken.
14. Katheter nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiter (42) durch einen Haltering (50) befestigt
werden, der eine zentrale Öffnung (54) besitzt und eine
Vielzahl von entlang dem Umfang mit Abstand zueinander
angeordneten Öffnungen (56) in dem Ring, wobei jede der
entlang dem Umfang mit Abstand zueinander angeordneten
Öffnungen das freie Ende eines Leiters aufnehmen,
wobei der Halter an der Abdeckung befestigt ist.
15. Katheter nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die freie Abdeckung weiter umfaßt:
ein zylindrisches Element, das eine hintere Bohrung (62) besitzt, die dafür vorgesehen ist, den Haltering und das freie Ende des Kerns aufzunehmen;
wobei die Abdeckung eine kleinere Öffnung (64) besitzt, die auf der anderen Seite zu und in Verbindung mit der hinteren Bohrung ausgebildet ist, wobei die kleinere Öffnung sich zum freien Ende der Abdeckung hin öffnet;
wobei die Verbindung der Bohrung (62) und der Öffnung (64) einen Absatz bilden;
wobei die freie Oberfläche des Haltes mit dem Absatz in Eingriff steht.
ein zylindrisches Element, das eine hintere Bohrung (62) besitzt, die dafür vorgesehen ist, den Haltering und das freie Ende des Kerns aufzunehmen;
wobei die Abdeckung eine kleinere Öffnung (64) besitzt, die auf der anderen Seite zu und in Verbindung mit der hinteren Bohrung ausgebildet ist, wobei die kleinere Öffnung sich zum freien Ende der Abdeckung hin öffnet;
wobei die Verbindung der Bohrung (62) und der Öffnung (64) einen Absatz bilden;
wobei die freie Oberfläche des Haltes mit dem Absatz in Eingriff steht.
16. Katheter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (30) zumindest einen radiopaguen Streifen
(35) besitzt, der sich in Längsrichtung des Kerns
erstreckt.
17. Katheter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die innere Oberfläche des Kerns (30), die
das Lumen (34) definiert, aus einem Material mit
niedrigem Reibungsbeiwert besteht.
18. Ein Katheter für die Entfernung biologischen Materials
durch Laserenergie, der ein hinteres Ende und ein freies
Ende besitzt, umfaßt:
eine Vorrichtung, die ein Lumen (34) festlegt, das sich durch den Katheter erstreckt, wobei das Lumen am freien Ende des Katheters offen ist;
eine Vorrichtung (28) am hinteren Ende des Lumen, die eine Flüssigkeitsverbindung mit dem Lumen herstellt, und die es einem Führungsdraht ermöglicht, in dem Lumen aufgenommen zu werden;
eine Vielzahl flexibler optische Leiter (42), die sich longitudinal zum Katheter innerhalb einer Katheterwand erstrecken;
eine freie Abdeckung (52), die am freien Ende des Katheters befestigt ist und die das freie Ende der Fasern abdeckt, wobei die freie Abdeckung eine freie Oberfläche (74) besitzt, die eine Austrittsoberfläche festlegt und die einen optischen Pfad vom freien Ende der Fasern zur Austrittsoberfläche (74) schafft;
eine Öffnung (64), die durch die freie Abdeckung in Verbindung mit dem Katheterlumen ausgebildet ist;
wobei die flexiblen optischen Leiter in der Katheterwand enthalten sind und nicht an dem Katheter befestigt sind, mit Ausnahme an den Enden der Leiter,
wobei die freie Abdeckung einen ringförmigen Bereich umfaßt, der in der Austrittsoberfläche endet;
eine Vorrichtung zur Halterung der freien Oberflächen der Leiter in optisch durchlässigem Verhältnis zur Abdeckung, umd das Licht von den Leitern durch den ringförmigen Bereich der Abdeckung zu leiten, wobei die Leiter aufgebaut und angeordnet sind, um Licht in einem divergenten Strahl (70) auszusenden, wobei das Licht, das von jedem der am Umfang im Abstand zueinander angeordneten Fasern zunehmend in der freien Richtung überlappen kann;
wobei der Abstand der Austrittsoberfläche der Abdeckung vom freien Ende der Fasern so ist, daß der Abstand zwischen der Austrittsoberfläche der Abdeckung und der Abbildungsebene, in der die überlappenden Strahlen divergiert sind, um eine periphäre Umhüllende (73) zu bilden, die einen größeren Durchmesser als der äußere Durchmesser des Katheters besitzt, wobei der Abstand zwischen der Austrittsoberfläche und der Abbildungsebene im wesentlichen nicht größer als der Durchmesser des Katheters ist.
eine Vorrichtung, die ein Lumen (34) festlegt, das sich durch den Katheter erstreckt, wobei das Lumen am freien Ende des Katheters offen ist;
eine Vorrichtung (28) am hinteren Ende des Lumen, die eine Flüssigkeitsverbindung mit dem Lumen herstellt, und die es einem Führungsdraht ermöglicht, in dem Lumen aufgenommen zu werden;
eine Vielzahl flexibler optische Leiter (42), die sich longitudinal zum Katheter innerhalb einer Katheterwand erstrecken;
eine freie Abdeckung (52), die am freien Ende des Katheters befestigt ist und die das freie Ende der Fasern abdeckt, wobei die freie Abdeckung eine freie Oberfläche (74) besitzt, die eine Austrittsoberfläche festlegt und die einen optischen Pfad vom freien Ende der Fasern zur Austrittsoberfläche (74) schafft;
eine Öffnung (64), die durch die freie Abdeckung in Verbindung mit dem Katheterlumen ausgebildet ist;
wobei die flexiblen optischen Leiter in der Katheterwand enthalten sind und nicht an dem Katheter befestigt sind, mit Ausnahme an den Enden der Leiter,
wobei die freie Abdeckung einen ringförmigen Bereich umfaßt, der in der Austrittsoberfläche endet;
eine Vorrichtung zur Halterung der freien Oberflächen der Leiter in optisch durchlässigem Verhältnis zur Abdeckung, umd das Licht von den Leitern durch den ringförmigen Bereich der Abdeckung zu leiten, wobei die Leiter aufgebaut und angeordnet sind, um Licht in einem divergenten Strahl (70) auszusenden, wobei das Licht, das von jedem der am Umfang im Abstand zueinander angeordneten Fasern zunehmend in der freien Richtung überlappen kann;
wobei der Abstand der Austrittsoberfläche der Abdeckung vom freien Ende der Fasern so ist, daß der Abstand zwischen der Austrittsoberfläche der Abdeckung und der Abbildungsebene, in der die überlappenden Strahlen divergiert sind, um eine periphäre Umhüllende (73) zu bilden, die einen größeren Durchmesser als der äußere Durchmesser des Katheters besitzt, wobei der Abstand zwischen der Austrittsoberfläche und der Abbildungsebene im wesentlichen nicht größer als der Durchmesser des Katheters ist.
19. Katheter nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand nicht mehr als 1,5 mm beträgt.
20. Katheter nach einem der Ansprüche 1, 2, 9 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß er weiter in Kombination den Führungsdraht (12)
umfaßt.
21. Flexibler Katheteraufbau, umfassend:
einen gestreckten Kern (30), der ein Lumen (34) besitzt, das sich dadurch erstreckt, wobei der Kern aus einer Vielzahl gelenkiger Segmente (46) aufgebaut ist, wobei die gelenkigen Segmente durch eine Vielzahl von entlang dem Umfang ausgebildeten Kerben (44) festgelegt werden, die in Längsrichtung in Abstand zueinander am Kern entlang angeordnet sind, wobei die Kerben am Umfang Verbindungssegmente mit kleinerem Durchmesser festlegen, zwischen den gelenkigen Segmenten liegen,
wobei eine flexible äußere Hülle den Kern umgibt.
einen gestreckten Kern (30), der ein Lumen (34) besitzt, das sich dadurch erstreckt, wobei der Kern aus einer Vielzahl gelenkiger Segmente (46) aufgebaut ist, wobei die gelenkigen Segmente durch eine Vielzahl von entlang dem Umfang ausgebildeten Kerben (44) festgelegt werden, die in Längsrichtung in Abstand zueinander am Kern entlang angeordnet sind, wobei die Kerben am Umfang Verbindungssegmente mit kleinerem Durchmesser festlegen, zwischen den gelenkigen Segmenten liegen,
wobei eine flexible äußere Hülle den Kern umgibt.
22. Katheter nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstände der Gelenkelemente (44) zueinander, die
die gelenkigen Segmente (46) miteinander verbinden,
variiert wird, um dadurch die Flexibilität des
zusammengesetzten Katheters zu verändern.
23. Katheteraufbau nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (30) eine Vielzahl von in Längsrichtung mit
Abstand zueinander angeordneten, entlang dem Umfang
verlaufenden Kerben (44) besitzt, wobei jede Kerbe ein
Verbindungssegment mit kleinerem Durchmesser zwischen den
gelenkigen Segmenten (46) festlegt.
24. Katheter nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach hinten gerichtetes Licht einzeln oder zusammen
reflektiertes Laserlicht oder infrarote Strahlung, die
von dem biologischen Material ausgeht, umfaßt.
25. In Kombination ein Katheter, der einen gestreckten Aufbau
besitzt, der eine Wand und ein Lumen festlegt, das sich
durch den Katheter erstreckt, eine optische
Faservorrichtung, die sich durch die Katheterwand entlang
der Länge des Katheters erstreckt und die dafür
vorgesehen ist, Laserenergie vom hinteren Bereich des
Katheters zum freien Ende des Katheters zu übertragen und
ein Führungsdraht, der sich durch das Lumen erstreckt.
26. Kombination nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lumen eine größere Querschnittsfläche besitzt als
der Führungsdraht, um eine Flüssigkeitsverbindung durch
das Lumen zu ermöglichen, während der Führungsdraht an
seinem Platz ist.
27. Katheter zur Zuführung von Laserenergie zu biologischem
Material an einer ausgewählten Stelle innerhalb des
Patienten, umfassen:
einen gestreckten Katheterkörper (18), der dafür angepaßt ist, innerhalb des Patienten angeordnet zu werden, wobei der Katheterkörper ein hinteres und ein freies Ende besitzt;
eine optische Faservorrichtung, die durch den Katheterkörper getragen wird, und die aufgebaut und angeordnet ist, um Laserlicht vom hinteren Ende zum freien Ende zu führen und einen Laserstrahl am freien Ende des Katheters zu emitieren, und
eine Vorrichtung am freien Ende des Katheters zur Reflektion von Licht, das reflektiert oder von dem biologischen Material ausgestrahlt wird, wodurch die Absorption von Energie durch das freie Ende des Katheters reduziert wird.
einen gestreckten Katheterkörper (18), der dafür angepaßt ist, innerhalb des Patienten angeordnet zu werden, wobei der Katheterkörper ein hinteres und ein freies Ende besitzt;
eine optische Faservorrichtung, die durch den Katheterkörper getragen wird, und die aufgebaut und angeordnet ist, um Laserlicht vom hinteren Ende zum freien Ende zu führen und einen Laserstrahl am freien Ende des Katheters zu emitieren, und
eine Vorrichtung am freien Ende des Katheters zur Reflektion von Licht, das reflektiert oder von dem biologischen Material ausgestrahlt wird, wodurch die Absorption von Energie durch das freie Ende des Katheters reduziert wird.
28. Katheter nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Katheter einen Faserhalter am freien Ende
besitzt, wobei der Faserhalter eine freie Oberfläche
besitzt und wobei die freien Enden der optischen
Faservorrichtung an dem Faserhalter befestigt sind, bei
dem die Reflektionsvorrichtung die freie Oberfläche des
Halters umfaßt und das freie Ende der Faser hochpoliert
ist.
29. Katheter nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine transparente Endabdeckung am Katheter befestigt ist und das freie Ende des Halters und die optische Faservorrichtung abdeckt;
wobei die hintere Oberfläche der Endabdeckung mit einem Anti-Reflektions-Überzug überzogen ist.
daß eine transparente Endabdeckung am Katheter befestigt ist und das freie Ende des Halters und die optische Faservorrichtung abdeckt;
wobei die hintere Oberfläche der Endabdeckung mit einem Anti-Reflektions-Überzug überzogen ist.
30. Katheter nach Anspruch 29, bei dem der Faserhalter aus
Metall hergestellt ist.
31. Katheter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Dichtung (80) zwischen dem Halter (50) und der
Abdeckung (52) angeordnet ist, wobei die Dichtung
ausgeschnittene Bereiche (84) besitzt, die mit den
optischen Fasern (42) ausgerichet sind, um so nicht im
Weg des Strahls der von den Leitern ausgesandt wird,
vorhanden zu ein.
32. Katheter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die freie Abdeckung umfaßt:
ein zylindrisches Element, das eine hintere Bohrung (62) besitzt, die dafür vorgesehen ist, den Haltering (50) und das freie Ende des Kerns (30) aufzunehmen,
wobei die Abdeckung eine kleine Öffnung (64) auf der anderen Seite von und in Verbindung mit der hinteren Bohrung ausgebildet, aufweist, die sich zum freien Ende der Abdeckung hin öffnet;
wobei die Verbindung der Bohrung (62) und der Öffnung (64) einen Absatz festlegt;
wobei die Dichtung (80) mit dem Absatz in Eingriff steht;
wobei das freie Ende des Halters mit der hinteren Oberfläche der Dichtung in Eingriff steht, und, zusammen mit der Abdeckung die Dichtung zwischen ihnen festhält;
wobei die Dichtung eine zentrale Öffnung (82) in Ausrichtung mit der kleineren Öffnung der Abdeckung und ausgeschnittene Bereiche (84) in Ausrichtung mit den Leitungsvorrichtungen (42) besitzt.
ein zylindrisches Element, das eine hintere Bohrung (62) besitzt, die dafür vorgesehen ist, den Haltering (50) und das freie Ende des Kerns (30) aufzunehmen,
wobei die Abdeckung eine kleine Öffnung (64) auf der anderen Seite von und in Verbindung mit der hinteren Bohrung ausgebildet, aufweist, die sich zum freien Ende der Abdeckung hin öffnet;
wobei die Verbindung der Bohrung (62) und der Öffnung (64) einen Absatz festlegt;
wobei die Dichtung (80) mit dem Absatz in Eingriff steht;
wobei das freie Ende des Halters mit der hinteren Oberfläche der Dichtung in Eingriff steht, und, zusammen mit der Abdeckung die Dichtung zwischen ihnen festhält;
wobei die Dichtung eine zentrale Öffnung (82) in Ausrichtung mit der kleineren Öffnung der Abdeckung und ausgeschnittene Bereiche (84) in Ausrichtung mit den Leitungsvorrichtungen (42) besitzt.
33. Katheter nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (80) optisch transparent ist.
34. Katheter nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß die freie Oberfläche des Halters und der Leiter, die
daran befestigt sind, miteinander fluchten und
hochpoliert sind, um eine hochreflektierende Oberfläche
zu schaffen, die dafür vorgesehen ist, Licht zu
reflektieren, das von dem biologischen Material nach
hinten abgelenkt wird, um dadurch die Absorption des
reflektierten Lichts durch den Halter zu minimieren.
35. Katheter nach Anspruch,
gekennzeichnet durch
eine Dichtung (80), die zwischen dem Halter (50) und der
Abdeckung (52) angeordnet ist, und die eine Vielzahl von
Ausschnitten (84) in Ausrichtung mit den Leitern (42)
besitzt.
36. Katheter nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (80) optisch transparent ist.
37. Katheter nach Anspruch 36,
dadurch gekennzeichnet,
daß die freie Abdeckung weiter umfaßt:
ein zylindrisches Element, das eine hintere Bohrung (62) besitzt, die dafür vorgesehen ist, den Haltering (50) und das freie Ende des Kerns (30) aufzunehmen;
wobei die Abdeckung eine kleinere Öffnung (64) besitzt, die auf der anderen Seite von und in Verbindung mit der hinteren Bohrung ausgebildet ist, wobei die kleinere Öffnung zum freien Ende der Abdeckung hin öffnet;
wobei die Verbindung der Bohrung (62) und der Öffnung (64) einen Absatz festlegen;
wobei die Dichtung zwischen dem Absatz und der freien Obeflächer des Halters angeordnet ist.
ein zylindrisches Element, das eine hintere Bohrung (62) besitzt, die dafür vorgesehen ist, den Haltering (50) und das freie Ende des Kerns (30) aufzunehmen;
wobei die Abdeckung eine kleinere Öffnung (64) besitzt, die auf der anderen Seite von und in Verbindung mit der hinteren Bohrung ausgebildet ist, wobei die kleinere Öffnung zum freien Ende der Abdeckung hin öffnet;
wobei die Verbindung der Bohrung (62) und der Öffnung (64) einen Absatz festlegen;
wobei die Dichtung zwischen dem Absatz und der freien Obeflächer des Halters angeordnet ist.
38. Katheter nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Endabdeckung und der Halter eine zentrale Öffnung
besitzen, die durch sie ausgebildet ist;
eine Dichtung (80) zwischen der freien Oberfläche des Halters und der hinteren Oberfläche der Endabdeckung, wobei die Dichtung aus optisch transparentem Material hergestellt ist und eine Öffnung in Ausrichtung mit dem Lumen besitzt.
eine Dichtung (80) zwischen der freien Oberfläche des Halters und der hinteren Oberfläche der Endabdeckung, wobei die Dichtung aus optisch transparentem Material hergestellt ist und eine Öffnung in Ausrichtung mit dem Lumen besitzt.
39. Katheter nach einem der Ansprüche 31 bis 38,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (80) aus Silikongummi von medizinischer
Qualität hergestellt ist.
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