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Die
vorliegenden Erfindung betrifft im allgemeinen eine Vorrichtung
zur Behandlung ischämischer
Herzerkrankungen und insbesondere Fälle, die eine diffuse koronare
Arteriosklerose betreffen, durch Perfusion des Myokards mit sauerstoffreichem
Blut aus dem linken Ventrikel unter Verwendung des Koronarvenengefäßsystems.
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Das
Herzblutperfusionssystem besteht aus zwei Koronararteriengefäßen, den
linken und rechten Koronararterien, die das Myokard von der Epikardoberfläche nach
innen zum Endokard durchbluten. Das Blut fließt durch die Kapillarsysteme
in die Koronarvenen, und in den rechten Vorhof über den Koronarsinus. Zwei
zusätzliche
Systeme, die lymphatischen und die Thebesius-Venen, leiten einen Anteil des Blutes,
das das Myokard durchblutet, direkt in die Herzkammern ab. Das Venensystem
weist ausgedehnte Kollateralen auf und verschließt sich im Gegensatz zu den
Koronararterien bei einer atherosklerotischen Erkrankung nicht.
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Es
sind eine Anzahl von Techniken entwickelt worden, ischämische Herzerkrankungen
zu behandeln, die zum Beispiel durch eine Arteriosklerose verursacht
werden. Diese Behandlungen haben das Leben von Millionen von Patienten
weltweit verbessert, jedoch bietet die gegenwärtige Technologie für bestimmte
Klassen von Patienten wenig Entlastung oder Hoffnung.
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Am
besten bekannt von den gegenwärtigen Techniken
ist die Koronararterien-Bypass-Transplantation, wobei eine Thorakotomie
durchgeführt
wird, um das Herz des Patienten freizulegen, und eine oder mehrere
Koronararterien durch die Venae saphena ersetzt werden. Bei der
Vorbereitung der Bypass-Transplantation wird das Herz unter Verwendung
einer geeigneten Kardioplegie-Lösung
zum Stillstand gebracht, während
der Patient an einen kardiopulmonaren Bypass angeschlossen wird
(d.h. eine Herz-Lungen-Maschine), um den Kreislauf durch den Körper während der
Operation aufrechtzuerhalten. Typischerweise wird ein Zustand einer
Hypothermie im Herzmuskel während
der Bypass-Operation bewirkt, um den Sauerstoffverbrauch zu reduzieren,
wodurch das Gewebe vor einer weiteren Nekrose bewahrt wird. Alternativ
kann das Herz während
der gesamten Operation durchblutet werden, wobei entweder ein normaler
oder retrograder Fluß durch
den Koronarsinus, mit oder ohne Hypothermie verwendet wird. Sobald
die Bypass-Implantate implantiert sind, wird das Herz wiederbelebt,
und der Patient wird aus dem kardiopulmonaren Bypass entfernt.
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Nachteile
der herkömmlichen
offenen Herzchirurgie sind, daß eine
solche Operation zeitaufwendig und kostspielig ist, eine signifikantes
Mortalitätsrisiko
mit sich bringt, eine längliche
Erholungsperiode benötigt,
und bedeutende Unannehmlichkeiten für den Patienten mit sich bringt.
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Infolge
der vorhergehenden Nachteile sind Techniken entwikkelt worden, die
es ermöglichen, daß eine koronare
Bypass-Transplantation
endoskopisch durchgeführt
wird, d.h. unter Verwendung von länglichen Instrumenten, die
durch Schnitte eingeführt
werden, die sich zwischen den Rippen befinden. Ein Nachteil dieser
Schlüssellochtechniken
ist es jedoch, daß sie
nur für
Koronararterien verwendet werden können, die leicht zugänglich sind,
und nicht zum Beispiel jene, die posterior angeordnet sind.
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Alternativ
sind Techniken, wie die perkutane transluminale Angioplastie („PTA") zur Wiederöffnung von
Arterien wie der Koronararterien entwickelt worden, die durch eine
Plaque verengt worden sind. In diesen Techniken wird typischerweise
ein Ballonkatheter in die Stenose eingeführt und dann aufgeblasen, um
die Plaque zusammenzudrücken
und zu aufzubrechen, die das Gefäß auskleidet,
wodurch die Durchgängigkeit
des Gefäßes wiederhergestellt
wird. Zusätzlich
kann eine vaskulären
Prosthese, die allgemein als „Stent" bezeichnet wird,
transluminal eingeführt
und im Gefäß nach der
Angioplastieprozedur ausgedehnt werden, um die Durchgängigkeit
des Gefäßes nach
der PTA-Prozedur
aufrechtzuerhalten.
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Das
US-Patent 5,409,019 von Wilk beschreibt ein alternatives Verfahren
zur Schaffung eines Koronar-Bypass, wobei ein ventilförmiger Stent in
eine Öffnung
implantiert wird, die zwischen einer Koronararterie und dem linken
Ventrikel gebildet wird. Das Patent beschreibt, daß der Stent
transluminal implantiert werden kann.
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Ein
Nachteil der vorhergehenden transluminalen Ansätze ist es, daß die Behandlungsvorrichtung,
z.B. das Ballonkatheter- oder
das Stentabgabesystem, das im US-Patent 5,409,019 beschrieben wird,
in das Gefäß eingeführt werden
muß, bevor
es ausgedehnt wird. Gelegentlich kann eine Stenose ein Gefäß so sehr
verschließen,
daß es
einen ungenügenden
Freiraum gibt, um einen Führungsdraht
und Katheter in der Stenose vorzuschieben, um eine Behandlung zu
ermöglichen.
Zusätzlich
sind arterielle Blockierungen, die unter Verwendung von PTA-Techniken
behandelbar sind, auf die Abschnitte der Anatomie beschränkt, wo
solche Techniken nutzbringend eingesetzt werden können.
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Überdies
sind die oben beschriebenen Techniken – sowohl die offene Chirurgie
als auch die transluminale – nur
nützlich,
wo die Stenose lokalisiert wird, so daß das Bypass-Transplantations-
oder PTA-Prozedur, wenn sie vollendet sind, nahezu den normalen
Blutfluß in
den betroffenen Gebieten wieder herstellen wird. Unter bestimmten
Umständen
jedoch, wie bei einer diffusen Arteriosklerose, können Blockierungen
im größten Teil
des Koronararteriensystems vorhanden sein. In solchen Situationen
umfaßt
eine Behandlung, falls möglich,
typischerweise eine Herztransplantation.
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Historisch
sind Versuche unternommen worden, diffuse Blockierungen des Koronararteriensystems
durch Einführung
eines retrograden Flusses durch das Koronarvenensystem zu behandeln.
Wie zum Beispiel in W. Mohl, „Coronary
Sinus Interventions: From Concept to clinics," J. Cardiac Surg. B. 2, S. 467–493 (1987)
beschrieben, sind koronare venöse
Bypass-Implantate versucht worden, wobei der Koronarsinus abgebunden
wurde, und ein Shunt zwischen einer Herzvene und der Aorta implantiert
wurde, wodurch eine dauerhafte retrograde Perfusion bereitgestellt
wurde. Es wurde beobachtet, daß solche
Bypass-Implantate
zu einer Unterperfusion bestimmter Regionen des Myokards und zu
einem Ödem
des Venensystems führten.
Folglich werden, wie im obenerwähnten
Artikel von Mohl berichtet, diese Techniken selten in der Herzchirurgie
verwendet, während
eine dauerhafte Retroperfusion niemals in der invasiven Kardiologie
verwendet wird.
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Trotz
der Ernüchterung
bei der Retroperfusion über
den Koronarsinus für
eine Langzeitperfusion des Myokards, wird eine retrograde koronare
venöse Perfusion
nun routinemäßig bei
koronaren invasiven Prozeduren verwendet, um das Herz während der Prozedur
zu durchbluten. Franz u.a. demonstrierten in „Transfemoral Balloon Occlusion
of the Coronary Sinus in Patients with Angina Pectoris", Radioligia Diagnostica,
31(1), S. 35–41
(1990), die Möglichkeit
eines transfemoralen Koronarsinus-Ballonverschlusses bei Patienten
mit Angina pectoris. In den letzten Jahren hat die Verwendung einer
retrograden arteriellen Perfusion von Blut durch den Koronarsinus
verbreitete Akzeptanz als eine Technik gewonnen, um das Myokard
während
Bypass-Prozeduren zu erhalten (Kuraoka u.a., „Antegrade or Retrograde Blood Cardioplegic
Method: Comparison of Post-Surgical Right
Ventricular Function and Conduction Disturbances", Japanese J. Thoracic Surg. 48(5),
S. 383–6, (1995))
und während
einer hochgefährlichen
oder komplizierten Angioplastie (Lincoff u.a., „Percutaneous Support Devices
for High Risk or Complicated Coronary Angioplasty," J. Am. Coll. Cardiol.,
17(3), S. 770–780
(1991)). Diese Perfusionstechnik ermöglicht eine kontinuierliche
warme Kardioplegie und ermöglicht
den Blutfluß durch
das koronare venöse
Bett distal vom Verschluß.
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Es
ist ebenfalls durch Rudis u.a. in „Coronary Sinus Ostial Occlusion
During Retrograde Delivery of Cardioplegic Solution Significantly
Improves Cardioplegic Distribution and Efficiency", J. Thoracic & Cardiovasc. Surg
, 109(5), S. 941–946
(1995), berichtet worden, daß ein
retrograder Blutfluß durch
das Koronarvenensystem durch einen Koronarostiumverschluß vermehrt
werden kann. In diesem Fall fließt Blut zurück zum Myokard und der Abfluß findet
durch das Lymphgefäßsystem
und die Thebesius-Venen statt. Huang u.a. berichten in „Coronary
Sinus Pressure and Arterial Venting Do Not Affect Retrograde Cardioplegic
Distribution," Annals
Thoracic Surg , 58(5), S. 1499–1504,
daß der
Fluß durch
das Myokard nicht signifikant durch einen koronaren arteriellen
Verschluß und
Abfluß oder
durch Zunahme des koronaren Perfusionsdrucks beeinflußt wird.
Außerdem
demonstrierten K. Ihnken u.a. in „Simultaneous Arterial and
Coronary Sinus Cardioplegic Perfusion, an Experimental and Clinical
Study," Thoracic
and Cardiovascular Surgeon, B. 42, S.141–147 (Juni 1994), die Vorteile
der Verwendung gleichzeitiger arterieller und Koronarsinus-Perfusion
während
einer Herz-Bypass-Operation, ohne ein Ventrikelödem, Lactaterzeugung, Lipidperoxidation
oder Auswirkung auf die linksventrikuläre Post-Bypass-Elastanz oder den
Schlagarbeitsindex.
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US-A-5,287,861
offenbart ein Koronar-Bypass-System, das einen Katheter zu Bildung
einer Öffnung
zwischen dem linken Ventrikel eines Patienten und einer Koronararterie,
und einen zusammendrückbaren
Stent zur Einführung
in die Öffnung
aufweist. Nach der Anordnung öffnet
sich der Stent und ermöglicht
es, daß während der
Diastole Blut aus dem linken Ventrikel in die Koronararterie fließt, und schließt sich
durch die Herzkontraktion während
der Systole.
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US-A-4,955,856
offenbart eine ventrikuläre Hilfsvorrichtung,
die eine Blutabflußkanüle und eine Bluteinlaßkanüle aufweist,
die aneinander angebracht sind, um einen abgedichteten Abschnitt
zu bilden, der einen konvexen Außenumfang aufweist. Die konvexe
Oberfläche
wird an das Herz in einer solchen Weise genäht, daß die Bluteinlaßkanüle eine Röhre zwischen
dem Auslaßende
einer Pumpe und der Aorta bildet, und die Blutabflußkanüle eine
Röhre zwischen
einer Herzkammer und dem Einlaßende
einer Pumpe bildet.
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US-A-5,376,114
offenbart eine Miniaturkreiselpumpe, die in einer Kanüle angebracht
ist. Die Kanüle
kann eine Röhre
zwischen dem linken Ventrikel des Herzens und der Aorta bilden.
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US-A-4,712,551
offenbart einen vaskulären Shunt,
der zur chirurgischen Anordnung in der Aorta eines Patienten bestimmt
ist. Der Shunt weist ein Einlaßende,
das durch einen aufblasbaren Kragen umgeben ist, und mehrere Auslaßäste auf,
die Blut in eine Anzahl von Arterien verteilen. Nachdem das Einlaßende des
Shunts in der Aorta angeordnet ist, kann der Kragen mittels einer
Druckluftröhre
aufgeblasen werden, die aus dem Kör per des Patienten herausführt, wodurch
das Blut in der Aorta daran gehindert wird, stromabwärts zu fließen, und
das Blut in den vaskulären
Shunt-Gang umgeleitet wird.
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US-A-5,662,711
offenbart einen Shunt zur Verbindung des Bluts aus dem arteriellen
System eines Patienten mit dem pulmonalen System des Patienten.
Der Shunt enthält
eine einstellbare Flußdrossel,
die die effektive Querschnittsfläche
des Shunts als Reaktion auf Änderungen
des Sauerstoffsättigungspegels
im Blut einstellt.
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Eine
Veröffentlichung
des Journal of Cardiac Surgery betrifft die Sicherheit einer gleichzeitigen
arteriellen und Koronarsinus-Perfusion: Experimenteller Hintergrund
und anfängliche
klinische Ergebnisse. Sie stellt fest, daß diese Studie experimentell
die Sicherheit einer gleichzeitigen arteriellen und Koronarsinus-Perfusion
bestätigt
und berichtet die anfängliche
klinische Anwendung dieser kombinierten Strategie bei 155 aufeinanderfolgenden
Patienten.
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Für eine große Anzahl
von Patienten in den späteren
Phasen einer ischämischen
Herzerkrankung, und insbesondere eines atherosklerotischen Erkrankung,
bietet die gegenwärtige
Technologie wenig Entlastung oder Hoffnung. Unter solchen Umständen kann
eine humane Verlängerung
des Lebens des Patienten um zusätzliche
Monate signifikant körperliche
und emotionale Vorteile für
den Patienten bringen.
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In
Hinblick auf das vorhergehende wäre
es wünschenswert,
eine Vorrichtung zur Behandlung einer ischämischen Herzerkrankung in einem
weiteren Bereich offener chirurgischer und invasiver Kardiologieprozeduren
bereitzustellen.
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Es
wäre auch
wünschenswert,
eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer transvenösen Myokardperfusion
bereitzustellen, die die Gefahr eines Ödems im Venensystem reduziert.
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Es
wäre ferner
wünschenswert,
eine Vorrichtung bereitzustellen, die es einem Patienten ermöglicht,
der an den späteren
Phasen einer diffusen ischämischen
Herzerkrankung leidet, eine erneuerte Vitalität, verminderte Beschwerden
und ein verbessertes emotionales Wohlbefinden während der letzten Monate oder
Jahre seines Lebens zu erleben.
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In
Hinblick auf das vorhergehende ist es eine Aufgabe dieser Erfindung,
eine Vorrichtung zur Behandlung einer ischämischen Herzerkrankung in einem
weiteren Bereich offener chirurgischer und invasiver Kardiologieprozeduren
bereitzustellen.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Bereitstellung einer transvenösen Myokardperfusion bereitzustellen,
die die Gefahr eines Ödems
im Venensystem reduziert.
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Es
ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen,
die es einem Patienten ermöglicht,
der an den späteren
Phasen einer diffusen ischämischen
Herzerkrankung leidet, eine erneuerte Vitalität, verminderte Beschwerden
und ein verbessertes emotionales Wohlbefinden während der letzten Monate oder
Jahre seines Lebens zu erleben, oder die die entscheidende Zeit
liefert, während
der zum Beispiel ein Spenderherz zur Transplantation gefunden werden
kann.
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Erfindungsgemäß wird eine
Vorrichtung zur Bildung eines oder mehrerer Gänge oder Röhren zwischen dem linken Ventrikel
und dem Koronarvenengefäßsystem
bereitgestellt (die im folgenden als „venoventrikuläre Gänge" bezeichnet werden),
wodurch eine retrograde Langzeit-Perfusion des Myokards zugeführt wird.
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Eine
erste Ausführungsform
der Vorrichtung, die zur Verwendung in perkutanen Anwendungen geeignet
ist, wird durch das Koronarostium (in den rechten Vorhof) vorgeschoben
und in einem ausgewählten
Abschnitt des Venengefäßsystems
angeordnet. Ein Zugang zum rechten Vorhof kann entweder unter Verwendung
der Schlüsselbeinvenen
und der oberen Hohlvene oder durch einen Zugang durch eine Oberschenkelvene
hergestellt werden. Einmal werden ein oder mehrere Gänge mit
geeigneter Größe zwischen dem
linken Ventrikel und ausgewählten
Abschnitten des Venensystems unter Verwendung der Vorrichtung der
vorliegenden Erfindung gebildet. Das Koronarostium wird dann mit
einem erfindungsgemäß aufgebauten
Stopfen oder Ventil teilweise oder vollständig verschlossen.
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Der
Grad des Verschlusses des Koronarostiums wird so ausgewählt, daß ein adäquater Gegendruck
im Venensystem bereitge stellt wird, so daß Blut, das aus dem linken
Ventrikel in das Venensystem fließt, in eine retrograde Richtung
fließt,
um das Myokard zu durchbluten. Alternativ oder zusätzlich kann
ein Stopfen eingesetzt werden, um einen Abschnitt einer Vene stromaufwärts vom
Auslaß eines venoventrikulären Gangs
zu verschließen,
um zum Gang benachbarte Kollateralen oder beide zu verschließen.
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Ferner
stellt die Vorrichtung erfindungsgemäß einen Durchmesser des Gangs,
oder eine Anzahl von venoventrikulären Gängen bereit, so daß ein Parameter,
der mit dem Druck verbunden ist, der im Venensystem erreicht wird,
einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.
Alternativ oder zusätzlich kann
ein flußeinschränkender
Stent oder ein Ventil optional in den venoventrikulären Gang
eingesetzt werden, um einen Überdruck
im Venensystem zu verhindern.
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Eine
zweite Ausführungsform
der Vorrichtung sorgt für
die Bildung der venoventrikulären
Gänge und
die Implantation von Stützvorrichtungen
in diese Gänge,
wobei intraoperative Techniken verwendet werden.
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Weitere
alternative Ausführungsformen
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung weisen Röhren auf,
die entweder transseptal oder extrakorporal implantiert werden können. Eine
dritte Ausführungsform
der Vorrichtung weist eine Röhre
auf, die ein erstens Ende, das über
den posterioren Pyramidenraum transseptal durch den rechten Vorhof
und schräg
in das posteriore Septumendokard des linken Ventrikels eingeführt wird,
und ein zweites Ende umfaßt,
das über
das Koronarostium im rechten Vorhof in den Koronarsinus eingeführt wird.
Die Röhre
kann optional eine Einrichtung aufweisen, um einen Parameter, der
mit dem Druck verbunden ist, der in der Röhre und dem Koronarvenengefäßsystem
erreicht wird, unter einem vorbestimmten Wert zu halten, wie ein
Einwegventil, das einen Rückfluß vom Koronarsinus
zum linken Ventrikel während
der späten
Phasen der Herzdiastole verhindert.
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Eine
vierte Ausführungsform
der Erfindung, die zur Verwendung bei einer intraoperativen Prozedur
geeignet ist, weist eine Röhre
mit einem ersten Ende, das in Verbindung mit dem linken Ventrikel nahe
seiner Spitze befestigt wird, und einem zweiten Ende auf, das einen
Stopfen aufweist, der in das Koronarostium über eine Öffnung durch die Wand des rechten
Vorhofs oder die Hohlvenen eingeführt wird. In dieser Ausführungsform
ist der Mittelbereich der Röhre
im Perikard angeordnet und kann ein elastisches Material aufweisen,
das bei der Regelung des Drucks des Blutflusses hilft, der in den
Koronarsinus eintritt. Die Röhre
kann außerdem
einen verjüngten Einlaß aufweisen,
der bei der Regelung des Flusses hilft.
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Weitere
Merkmale der Erfindung, ihr Beschaffenheit und verschiedenen Vorteile
werden aus den beigefügten
Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
deutlicher werden.
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1A und 1B sind
sternokoastale und diaphragmale Oberflächenansichten eines menschlichen
Herzens, die das Koronarvenengefäßsystem darstellen;
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2 ist
eine Schnittansicht des Myokards, die bestimmte Komponenten des
Herzvenensystems zeigt;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht von innerhalb des linken Ventrikels,
die die räumlichen
Beziehungen zwischen den Abschnitten des Koronarvenengefäßsystems
zeigt, die über
dem linken Ventrikel liegen;
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4 ist
eine Ansicht eines menschlichen Herzen, teilweise im Schnitt, das
unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung behandelt wird;
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5A bis 5E sind
veranschaulichende Ausführungsformen
von Stopfen zum teilweisen oder vollständigen Verschließen des
Koronarostiums oder von Abschnitten des koronaren Gefäßsystems;
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6 ist
eine Schnittansicht des distalen Endes einer Vorrichtung zum Anordnen
eines Führungsdrahts
zwischen einem Abschnitt des Koronarvenengefäßsystems und dem linken Ventrikel;
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7 ist
eine Schnittansicht einer veranschaulichenden Vorrichtung zum Schneiden
eines venoventrikulären
Gangs;
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8 ist
eine Schnittansicht des distalen Endes einer Vorrichtung zur Messung
des Drucks im Venensystem und Verschließen des Koronarostiums;
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9A und 38 sind Schnittansichten von veranschaulichenden
Stents zur Regelung des Blutflusses durch einen venoventrikulären Gang,
während 9C eine
Schnittansicht der Abgabevorrichtung zum Implantieren der Stents
der 9A und 9B ist;
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10A–10C stellen die Schritte einer transluminalen
Bereitstellung einer venösen
Retroperfusion bei der Verwendung der erfindungsgemäß aufgebauten
Vorrichtung dar;
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11 ist
eine Schnittansicht eines menschlichen Herzens, die die Anordnung
einer zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäß aufgebauten Vorrichtung
zeigt;
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12A, 12B bzw. 12C sind eine veranschaulichende venoventrikuläre Röhre, eine Schneidvorrichtung
und eine erfindungsgemäß aufgebaute
Röhrenabgabevorrichtung;
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13 ist
eine veranschaulichende Ausführungsform
einer Vorrichtung zur selektiven und einstellbaren Einengung des
Koronarsinus;
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14A bis 14C stellen
die Abfolge des Einsetzens der Vorrichtung der 12A und 13 dar,
während 14D die Ansicht zeigt, die längs der Sichtlinie 14D-14D
der 14C aufgenommen ist;
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15 ist
eine Schnittansicht eines menschlichen Herzens, die die Anordnung
der Vorrichtung zeigt, die gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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16 ist
eine Schnittansicht der Vorrichtung der 15 zur
Bildung einer Röhre
zwischen dem linken Ventrikel und dem Koronarsinus;
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17A bzw. 17B sind
eine veranschaulichende Schnittansicht der Vorrichtung zum Implantieren
der Röhre
der 15 und eine Seitenansicht eines Schrittes des
perkutanen Implantierens der Vorrichtung der 16;
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18 ist
eine Teilperspektive eines Katheters zum Implantieren eines zweiten
Endes der Röhre
der 16;
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19 ist
eine Schnittansicht eines menschlichen Herzens, die die Anordnung
einer vierten Ausführungsform
der erfindungsgemäß aufgebauten Vorrichtung
zeigt; und
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20 ist
eine Schnittansicht der Vorrichtung, die in 19 dargestellt
wird, zur Bildung einer Röhre
zwischen dem linken Ventrikel und dem Koronarsinus.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Vorrichtung zur
Verwendung bei perkutanen und intraoperativen Prozeduren zur Bereitstellung
einer transvenösen
Myokardperfusion für
Patienten, die an diffusen Formen einer ischämischen Herzerkrankung wie
Arteriosklerose leiden. Erfindungsgemäß bildet die Vorrichtung einen
Gang oder eine Röhre
zwischen den linken Ventrikel und dem Koronarvenengefäßsystem
(d.h. dem Koronarsinus und den verbundenen Herzvenen), um es zu
ermöglichen,
daß Blut,
das aus dem linken Ventrikel ausgestoßen wird, in das Venensystem
eintritt und das Myokard durchblutet. Im folgenden werden solche
Gänge oder
Röhren
als „venoventrikuläre Gänge" bezeichnet.
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Ferner
begrenzt erfindungsgemäß die erfindungsgemäß aufgebaute
Vorrichtung einen Parameter, der mit dem Druck verbunden ist, der
im Venensystem erreicht wird, vorzugsweise auf einen Wert, der kleiner
als ein vorbestimmter Wert ist. Zum Beispiel kann der Spitzendruck,
der im Venensystem erreicht wird, auf einen Wert begrenzt werden,
der kleiner als jener ist, von dem angenommen wird, daß er zu
einem Ödem
führt,
im allgemeinen etwa 60 mm Hg.
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Diese
Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist wie folgt organisiert:
Zuerst wir die Anatomie des Herzens und des Koronarvenensystems
beschrieben, die für
die vorliegenden Erfindung relevant ist. Es wird dann ein Herz beschrieben,
das veranschaulichend mit der erfindungsgemäß aufgebauten Vorrichtung behandelt
wird. Dem schließt
sich eine Beschreibung der Komponenten einer ersten Ausführungsform
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung und deren Arbeitsweise
an. Es wird eine exemplarische Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Schließlich
werden alternative Ausführungsformen
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zusammen mit exemplarischen
Verfahren zum Einsetzen der Vorrichtung beschrieben.
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Bezugnehmend
auf die 1A, 1B und 2 werden
das Koronarvenengefäßsystem
des menschlichen Herzens H bzw. ein Modell der Myokardvenen beschrieben.
Das Venensystem umfaßt den
Koronarsinus CS, der eine Ableitung für die große Herzvene GV bereitstellt,
die linke anteriore absteigende Herzvene LADV, die mittlere Herzvene
MV, die schräge
Vene des linken Vorhofs OV, die posteriore Vene des linken Ventrikels
PV und die kleine Herzvene SC. Sauerstoffarmes Blut, das in den
Koronarsinus CS fließt,
tritt über
das Koronarostium CO in den rechten Vorhof aus. Das Venensystem
umfaßt ferner
die anterioren Herzvenen AV, die direkt in den rechten Vorhof ableiten.
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In
bezug auf 2 enthält das Myokard M ein Netz von
Kapillaren C, die sauerstoffarmes Blut in die intramyokardialen
Venen IV ableiten. Aus den intramyokardialen Venen IV fließt ein Bruchteil
des Blutes über
die subepikardialen Venen SE in die Herzvenen ab, während der
Rest durch die Thebesius-Venen TE direkt in die Vorhof- und Ventrikelhohlräume abfließt. Es ist
berichtet worden, daß in
gesunden menschlichen Herzen annähernd
70% des sauerstoffarmen Bluts durch den Koronarsinus abgeleitet werden,
während
die restlichen 30% in etwa gleichen Anteilen über das Lymphgefäßsystem
und die Thebesius-Venen in die linken und rechten Vorhöfe und Ventrikel
abgeleitet werden. Es ist ebenfalls berichtet worden, daß wenn einzelne
Komponenten des Venensystems (d.h. der Koronarsinus, das Lymphgefäßsystem
und die Thebesius-Venen) verschlossen werden, sich der Fluß durch
die verbleibenden nicht verschlossenen Kanäle neu verteilt.
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Die
Koronararterien bestehen aus elastischen Gewebefasern, die den Drücken standhalten können, die
typischerweise im linken Ventrikel während der Herzsystole erzeugt
werden, im allgemeinen bis zu einem Spitzendruck von 120 mm Hg.
Im Gegensatz dazu sind die Gewebefasern des Herzvenensystems sehr
viel weniger elastisch als jene des koronaren arteriellen Systems,
wobei die Drücke
im Koronarsinus im allgemeinen 6–10 mm Hg nicht überschreiten.
Folglich kann, wie im obenerwähnten Artikel
von Mohl berichtet, eine Langzeitretroperfusion über den Koronarsinus zu einem Ödem der
Herzvenen führen,
von denen im allgemeinen angenommen wird, daß sie nicht imstande sind, Langzeitdrücke über etwa
60 mm Hg auszuhalten. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
ist dazu bestimmt, sich dem deutlichen Nachteil der Langzeitretroperfusion über das
Koronarvenensystem zuzuwenden.
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In 3 werden
die relativen Positionen der Abschnitte des Koronarvenengefäßsystems
bezüglich
des linken Ventrikels gezeigt, d.h. jene Gefäße, die auf dem Epikard angeordnet
sind, die direkt über dem
linken Ventrikel liegen. Insbesondere liegen Abschnitte des Koronarsinus
CS, der großen
Herzvene GV, der linken anterioren absteigenden Herzvene LADV, und
der posterioren Vene des linken Ventrikels PV über dem linken Ventrikel. Die
räumlichen
Beziehungen des Koronarsinus und der Venen, die in 3 dargestellt
werden, sind dazu bestimmt, lediglich veranschaulichend zu sein,
da normale Herzen einen beträchtlichen
Variationsgrad zeigen können.
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird eingesetzt, um einen
oder mehrere venoventrikuläre
Gänge durch
das Myokard zwischen dem linken Ventrikel und den darunterliegenden
Abschnitten des Venengefäßsystems
zu bilden, das in 3 dargestellt wird. Die Gänge werden
durch eine Vorrichtung geschnitten, die vorzugsweise einen Gewebekern
entfernt, so daß der
Gang durch den Fluß durchgängig gehalten
wird, der dort hindurch geht. Alternativ kann der Gang mit einem
Stent ausgekleidet werden. In jedem Fall kann der Durchmesser des
Gangs oder die Anzahl der Gänge
so ausgewählt
werden, daß sichergestellt
wird, daß ein
bestimmtes Kriterium (z.B. ein Druckparameter), das im Venensystem
erreicht wird, kleiner als ein gewisser vorbestimmter Wert ist.
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Bei
der Vollendung der Bildung der venoventrikulären Gänge kann ein Stopfen im Koronarsinus angeordnet
werden, um das Koronarostium teilweise oder vollständig zu
verschließen.
Dieser Stopfen ist dazu bestimmt, einen ausreichenden Gegendruck
im Venensystem zu erzugen, damit sauerstoffreiches Blut, das durch
das linke Ventrikel in das Venensystem ausgestoßen wird, in eine retrograde
Richtung fließt,
wodurch es einen Abschnitt des Myokards durchblutet. Alternativ
oder zusätzlich
kann eine Segmentretroperfusion bereitgestellt werden, indem die Herzvene
genau proximal vom venoventrikulären Gang
verschlossen wird (im Kontext der Herzvenen liegt die proximale
Richtung dem Koronarostium am nächsten).
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Nun
auf 4 bezugnehmend, wird eine veranschaulichende Anwendung
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben. 4 stellt
ein menschliches Herz H teilweise im Querschnitt dar, in das die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß der exemplarischen Verfahren
eingesetzt worden ist, die im folgenden beschrieben werden. Das menschliche
Herz H umfaßt
eine obere Hohlvene SVC und eine untere Hohlvene IVC, die mit einem rechten
Vorhof RA in Verbindung steht, ein rechtes Ventrikel PM, einen linken
Vorhof LA, ein linkes Ventrikel LV und eine Aorta A (zur Klarheit
ist die Pulmonalarterie weggelassen worden). Aus den posterioren
bis anterioren Bereichen des Herzens H tritt der Koronarsinus CS
in den rechten Vorhof RA über
das Koronarostium GO ein, verläuft
hinter dem Herzen H (was in einem gepunkteten Umriß gezeigt
wird), und ist mit der großen
Herzvene GV und der linken anterioren absteigenden Vene LADV verbunden.
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In 4 wird
das Herz H nach der Vollendung der Behandlung unter Verwendung der
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Herz H enthält einen
venoventrikulären
Gang 14, der zwischen dem linken Ventrikel LV und der linken
anterioren absteigenden Herzvene LADV ausgebildet ist, und einen
venoventrikulären
Gang 14',
der zwischen dem linken Ventrikel und dem Koronarsinus CS ausgebildet
ist. Es ist ein Stopfen 16 eingelegt und verschließt entweder
teilweise, schrittweise oder vollständig das Koronarostium CO.
Während
der Herzsystole und den frühen
Phasen der Herzdiastole wird Blut durch die Gänge 14 und 14' und in die
jeweiligen Abschnitte des Venengefäßsystems ausgestoßen, wo
es einen Bereich des Myokards durchblutet. Der Gang 14' ist mit einem
optionalen Flußbegrenzungsstent 17 ausgestattet,
während
die linke anteriore absteigende Herzvene LADV einen Stopfen 18 enthält, der
genau proximal vom Auslaß des
Gangs 14 angeordnet ist, um diesen Abschnitt der Vene von
der große
Herzvene GV zu trennen.
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Es
werden nun bezüglich
der 5 bis 9 die Komponenten
der ersten Ausführungsform
der Vorrichtung beschrieben. Diese Vorrichtung umfaßt im allgemeinen:
einen Stopfen zum teilweisen oder vollständigen Verschließen des
Koronarostiums oder eines Segments des Venengefäßsystems (5A–5E);
eine Vorrichtung zum Anordnen eines Führungsdrahts zwischen dem Venensystem und
dem linken Ventrikel (6); eine Reihe von Vorrichtungen
zum Schneiden eines Gewebekerns vorbestimmter Größe, um die venoventrikulären Gänge (7)
zu bilden; eine Vorrichtung zur optionalen Überwachung eines mit dem Druck
in Beziehung stehenden Parameters im Venensystem (8);
und einen optionalen Stent und ein Abgabesystem zum Bemessen und
Aufrechterhalten der Durchgängigkeit des
venoventrikulären
Gangs (9A, 9B und 9C).
Zusätzlich
zum vorhergehenden können bestimmte
zusätzliche
Komponenten, wie vorher bekannte Ballonkatheter, vorteilhaft in
Verbindung mit der Vorrichtung der Erfindung eingesetzt werden,
wie im folgenden beschrieben wird.
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Nun
auf die 5A bis 5D bezugnehmend,
werden vier alternative Ausführungsformen des
Stopfens 12 beschrieben, die erfindungsgemäß aufgebaut
sind. 5A stellt den Stent 20 des
Typs dar, der im US-Patent Nr. 4,655,771 beschrieben wird, der kommerziell
als Wallstent® vertrieben
wird, der von Schneider (U.S.A.) Inc., Plymouth, Minnesota erhältlich ist.
Der Stent 20 weist eine gewebte Netzstruktur 21 auf,
die mit einem Polyurethanüberzug 22 bedeckt
ist. Der Stent 20 nimmt einen reduzierten Durchmesser an,
wenn er longitudinal gestreckt wird, und kehrt zu seinem ausgedehnten Durchmesser
zurück,
wenn die longitudinale Einspannung entfernt wird.
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Im
Kontext der vorliegenden Erfindung wird der Stent 20 modifiziert,
indem der Mittelbereich 23 mit einem geeigneten hochfesten
Draht 24 aus z.B. rostfreien Stahl umwickelt wird, um eine
Einschnürung 25 zu
bilden. Wenn der Stent 20 folglich in den Koronarsinus
oder eine Herzvene zugeführt
wird und die longitudinale Einspannung entfernt wird, dehnen sich
die Enden des Stents in einen Eingriff mit den Wänden des Gefäßes aus
(wie im oben einbezogenen US-Patent Nr. 4,655,771 beschrieben),
während der
Mittelbereich 23 eingeschnürt bleibt. Abhängig davon,
wie eng der Mittelbereich 23 des Stents 20 eingeschürt ist,
kann der Stent verwendet werden, um ein Gefäß entweder teilweise oder vollständig zu verschließen.
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In 5B weist
eine alternative Ausführungsform
des Stopfens einen Zylinder 26 aus offenzelligem Schaum
mit hoher Durometerhärte
auf. Der Schaum kann komprimiert und in eine (nicht gezeigte) Hülle zur
Abgabe in den Koronarsinus oder eine Herzvene eingeführt werden.
Sobald sie im Gefäß angeordnet
ist, wird die Hülle
zurückgezogen,
und es wird dem Schaum ermöglicht,
wieder seine ausgedehnte Form anzunehmen. Da der Schaum eine offenzellige
Struktur aufweist, wird erwartet, daß anfänglich etwas Blut durch die
Struktur gehen wird. Es wird ferner erwartet, daß jedoch über eine Zeitspanne, z.B. wenige
Stunden, Tage, Wochen oder länger, der
offenzellige Schaum verstopfen und Klumpen bilden wird, wodurch
schrittweise das Gefäß verschlossen
wird. Es wird erwartet, daß dies
dadurch einen günstigen
Effekt bereitstellt, daß das
Herz eine Zeitspanne erhält, über das
es sich der Umverteilung des Flusses anpassen kann, zum Beispiel
durch das Lymphgefäßsystem
und die Thebesius-Venen.
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In 5C wird
eine andere alternative Ausführungsform
des Stopfens beschrieben, in dem eine Schicht aus offenzelligen
Schaum 27 mit einer hohen Durometerhärte am Äußeren eines vorher bekannten Stents 28 befestigt
ist, wie jenem, der im US- Patent 4,733,665 von Palmaz oder dem
US-Patent Nr. 5,443,500 von Sigwart u.a. beschrieben wird. Der Stent 28 der 5C wird
vorzugsweise im Koronarsinus oder einer Herzvene angeordnet, und
dann durch eine (nicht gezeigte) herkömmliche Dilatationsvorrichtung
augedehnt, so daß der
offenzellige Schaum 27 mit der Wand des Gefäßes in Eingriff
tritt. Das Lumen 29 durch die Mitte des Stents 28 kann dann
eingestellt werden (entweder durch eine dauerhafte Verformung im
Palmaz-Stent, oder
einen Sperreffekt der Zähne
im Sigwart-Stent), um den Fluß durch
den Stent zu regeln. Wie bei der Ausführungsform der 53 wird
erwartet, daß der Schaumabschnitt 27 des
Stopfens der 5C nach einer Zeitspanne Klumpen
bildet, wodurch eine allmähliche
Zunahme des Gegendrucks bereitgestellt wird, der im Venensystem
wahrgenommen wird.
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In 5D weist
der Stopfen 30 ein elastisches biokompatibles Material
auf, z.B. Silikon oder weichen Kunststoff, das zu einem geringfügig verjüngten röhrenförmigen Glied 31 ge formt
ist. Das röhrenförmige Glied 31 enthält eine
Bohrung 32 und ein druckgesteuertes Ventil 33,
das in der Bohrung 32 angeordnet ist. Das röhrenförmige Glied 31 umfaßt ferner
einen proximalen Flansch 34, der gegen das rechte Vorhofendokard
stößt, und
mehrere elastische Widerhaken oder Rippen 35, die in die
Innenwand des Koronarsinus eingreifen, wenn der Stopfen 30 im Koronarsinus
CS durch das Koronarostium CO angeordnet wird, wodurch der Stopfen 30 an
Ort und Stelle gehalten wird. Der Stopfen 30 kann außerdem röntgendichte
Markierungsringe 36, z.B. Goldreifen enthalten, die in
die Dicke des röhrenförmigen Glieds 31 eingebettet
sind, um die Stelle und Orientierung des Stopfens 30 bei
einer Durchleuchtung zu bestimmen.
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Das
druckgesteuerte Ventil 33 kann zum Beispiel so gestaltet
sein, daß es
geschlossen bleibt, bis der Druck im Koronarsinus etwa 60 mm Hg
erreicht, und dann öffnet,
um alles zusätzliche
Blut abzulassen, das in das Venensystem über den venoventrikulären Gang
ausgestoßen
wird, um es in den rechten Vorhof BA abzulassen. Das druckgesteuerte
Ventil 33 kann unter Einsatz von Kenntnissen aufgebaut werden,
die an sich in der Technik zum Aufbau von künstlichen Ventilen bekannt
sind. Alternativ kann, wie in 5E gezeigt,
ein Stopfen 30' eine
Membran 37 enthalten. Die Membran 37 verschließt das Lumen 32 vollständig, oder
kann eine (nicht gezeigte) Öffnung
mit reduziertem Durchmesser aufweisen, wobei die Öffnung ausreichende
Mengen Blut kontinuierlich in den rechten Vorhof abläßt, um den
Druck im Venensystem zu regeln.
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Nun
auf 6 bezugnehmend, wird das distale Ende der Vorrichtung 40 beschrieben,
das zum Legen eines Führungsdrahts
vom Venensystem zum linken Ventrikel geeignet ist. Die Vorrichtung 40 weist einen
Katheter 41 mit Lumen 42 und 43 auf.
Das Lumen 42 erstreckt sich vom proximalen Ende (d.h. außerhalb
des Patienten) zum distalen Ende des Katheters, und enthält einen
Auslaß 44 in
der distalen Endfläche
des Katheters 41. Das Lumen 42 nimmt einen Führungsdraht 101 auf,
längs dessen
der Katheter 41 vorgeschoben werden kann. Das Lumen 43 erstreckt sich
vom proximalen Ende zum distalen Ende des Katheters und tritt durch
die Öffnung 45 in
der lateralen Wand des Katheters 41 aus.
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Die
Vorrichtung 40 wird wie folgt eingesetzt: Sobald der Katheter 41 an
einer erwünschten
Stelle im Venensystem (d.h. am Koronarsinus, der großen Herzvene
oder anderen Vene) angeordnet ist, wird der Führungsdraht 46, der
eine geschärfte
Spitze 47 aufweist, durch das Lumen 43 vorgeschoben,
so daß die
Spitze 47 durch die Öffnung 45 austritt,
das Myokard punktiert und in das linke Ventrikel eintritt. Der Führungsdraht 46 wird
dann in das linke Ventrikel vorgeschoben, um ein Schneidwerkzeug
zu führen, das
im folgenden beschrieben wird, um einen venoventrikulären Gang
auszukernen, als eine Führung zu
dienen, oder kann mit einer Schlinge im linken Ventrikel gefaßt werden
und über
die Aorta und Oberschenkelarterie herausgebracht werden. Der Führungsdraht 46 wird
dann an Ort und Stelle gelassen, während der Katheter 41 zurückgezogen
wird. Die Vorrichtung 40 ist vorzugsweise aus biokompatiblen Materialien
aufgebaut, die typischerweise beim Katheteraufbau eingesetzt werden,
z.B. Polyvinylchlorid oder Polyethylen.
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In 7 wird
das distale Ende der veranschaulichenden Vorrichtung 50 zum
Schneiden eines Gangs zwischen dem linken Ventrikel und dem Koronarsinus
oder der Herzvene beschrieben. Die Vorrichtung 50 weist
einen Katheter 51 mit einem geschärften röhrenförmigen Glied 52 mit
einem ausgewählten
Durchmesser auf, das am distalen Ende 53 befestigt ist.
Die Vorrichtung 50 wird längs des Führungsdrahts 46 vorgeschoben,
der vorher durch die Vorrichtung 40 (entweder von der Ventrikelseite
oder der venösen
Seite) angeordnet wird, so daß das
geschärfte
röhrenförmige Glied 52 im
wesentlichen quer zur longitudinalen Orientierung des Katheters 51 gegen
das Gewebe gedrückt
wird. Die Vorrichtung 50 kann dann distal, mit oder ohne
eine manuelle Rotation geschoben werden, um einen Gang mit einer vorbestimmten
Größe zwischen
den Ventrikel und dem Koronarsinus oder der Herzvene auszukernen.
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Es
wird erwartet, daß ein
Parameter, der mit dem Druck verbunden ist, der im Venensystem erreicht
wird, der durch den Fluß durch
den venoventrikulären
Gang verursacht wird, als eine Funktion des Durchmessers des Gangs
oder der Anzahl der Gänge
gesteuert werden kann. Dieser Parameter kann zum Beispiel den Spitzendruck,
den mittleren Druck oder die Ände rungsgeschwindigkeit
des Drucks bezüglich
der Zeit (dP/dt) umfassen. Folglich stehen dem Krankenhausarzt vorzugsweise
eine Vielfalt von Vorrichtungen 50 zur Verfügung, die
jeweils ein geschärftes
röhrenförmiges Glied
mit einem anderen Durchmesser aufweisen, um den Gang mit einer gewünschten
Größe zu schneiden,
wie im folgenden beschrieben wird. Alternativ kann eine Reihe von
benachbarten Gängen
gebildet werden, und der Fluß folglich
als eine Funktion der Querschnittsfläche der Gänge gesteuert werden.
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Die
Vorrichtung 50 ist lediglich für die Art der Vorrichtung veranschaulichend,
die vorteilhaft eingesetzt werden kann, um die venoventrikulären Gänge zu bilden,
und es können
andere Instrumente, einschließlich
eines Effektors am distalen Ende, der zum Durchdringen der Herzwand
imstande ist, verwendet werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 50 alternativ
eine Laserschneidspitze, wie zum Beispiel im US-Patent 5,104,393
beschrieben, das hierin als Verweis aufgenommen ist, oder ein mechanisches Schneidelement,
wie eine rotierende Klinge (die für gewöhnlich bei der Atherektomie
verwendet wird), oder eine HF- Abtragungsanordnung aufweisen. Der Katheter 51 weist
vorzugsweise ein biokompatibles Material auf, das typischerweise
beim Katheteraufbau eingesetzt wird, während das geschärfte röhrenförmige Glied
ein Metall oder eine Metall-Legierung, z.B. rostfreien Stahl aufweist.
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In 8 wird
das distale Ende der Vorrichtung 60 beschrieben, die bei
der Überwachung
eines Parameters verwendet wird, der mit dem Druck in Beziehung
steht, der im Venensystem in der Umgebung des venoventrikulären Gang
erreicht wird. Die Vorrichtung 60 umfaßt einen Außenkatheter 61, der
einen aufblasbaren Ballon 62 trägt. Ein Innenkatheter 63 ist
im Lumen 64 des Außenkatheters 61 zur
Hin- und Herbewegung dort hindurch angeordnet, und umfaßt ein Drucküberwachungslumen 65 und
einen Anschluß 66.
Das Drucküberwachungslumen 65 ist an
seinem proximalen Ende mit einem Druckmeßwandler und Drucküberwachungssystem
verbunden, wie sie herkömmlicherweise
in der Herzbypass- Chirurgie verwendet werden. Das Drucküberwachungssystem
ist vorzugsweise so programmiert, daß es einen Parame ter wie einen
Spitzendruck, mittleren Druck oder dP/dt berechnet und anzeigt.
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Die
Arbeitsweise der Vorrichtung 60 ist wie folgt: Die Vorrichtung 60 wird
längs des
Führungsdrahts 101 von
der venösen
Seite (d.h. durch das Koronarostium) vorgeschoben, so daß der Ballon 62 in der
Koronarsinus benachbart an das Koronarostium angeordnet wird. Der
Ballon 62 wird dann aufgeblasen, um den Außenkatheter 61 an
Ort und Stelle zu halten und das Koronarostium zu verschließen. Der Innenkatheter 63 wird
dann durch den Außenkatheter 61 und
längs des
Führungsdrahts 101 vorgeschoben,
bis der Drucküberwachungsanschluß 66 genau angrenzend
an den venoventrikulären
Gang angeordnet ist. Die Vorrichtung 60 kann daher eingesetzt werden,
um den Druck im Venensystem genau angrenzend an den venoventrikulären Gang
zu überwachen,
und dadurch sicherzustellen, daß der
Gang nicht auf einen (oder viele) Durchmesser geschnitten wird,
bei dem der Spitzendruck (oder ein gewisses anderes relevantes Kriterium)
einen vorbestimmten Wert (z.B. 60 mm Hg) überschreitet.
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Nun
auf die 9A bis 9C bezugnehmend,
wird ein optionaler Stent 70 zur Verwendung bei der Bemessung
des Durchmessers eines venoventrikulären Gangs oder Aufrechterhaltung
des Durchgängigkeit
des Gangs beschrieben. In einer Ausführungsform ist der Stent 70 vorzugsweise
in seiner Gestaltung ähnlich
zum Stopfen 30, und umfaßt ein röhrenförmiges Glied 71 mit
einem proximalen Flansch 72, einer Bohrung 73 und
elastischen Widerhaken oder Rippen 74, die um seinen Umfang
angeordnet sind. Der Stent 70 weist vorzugsweise ein nachgiebiges
Material auf, das zur Biegung längs
seiner Länge
imstande ist, wie Silikon oder einen elastischen Kunststoff, was
es folglich ermöglicht,
daß der Stent
transluminal durch gewundene Durchgänge transportiert wird. Innerhalb
des röhrenförmigen Glieds 71 des
Stents 70 können
Umfangsreifen 75 eingebettet sein, die aus einem verhältnismäßig steifen
Material, z.B. rostfreien Stahl bestehen. Die Reifen 75,
falls sie vorgesehen sind, ermöglichen
es, daß der
Stent einer radialen Kompression standhält, wodurch es ermöglicht wird,
daß der
Stent 70 die Durchgängigkeit
der Bohrung 73 gegen eine Kontraktion des linken ventrikulären Myokards
aufrechterhält.
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Erfindungsgemäß kann der
Stent 70 ein Ventil 76 enthalten, das verhindert,
daß während der
späteren
Phasen der Herzdiastole Blut aus dem Venensystem in das linke Ventrikel
gesogen wird. Bestimmte der Reifen 75 können außerdem mit einem röntgendichten
Material überzogen
sein, das bei einer Durchleuchtung sichtbar ist. Der proximale Flansch 72 stößt gegen
die Innenwand des Koronarsinus oder der Herzvene, wenn der Stent 70 in
den venoventrikulären
Gang implantiert wird. Widerhaken oder Rippen 74 sichern
den Stent davor, in das Venensystem zurückgezogen zu werden, während der proximale
Flansch 72 verhindert, daß der Stent in das linke Ventrikel
gezogen wird.
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In
einer alternativen Ausführungsform
des Stents 70',
die in 9B gezeigt wird, ist das Ventil 76 durch
den Dichtungsring 77 ersetzt, der eine mittlere Öffnung 78 aufweist.
Der Dichtungsring 77 ist vorzugsweise mit einer Vielfalt
von Öffnungen 78 mit unterschiedlichen
Durchmessern erhältlich.
Gemäß eines
Aspekts der Erfindung kann die Größe der Öffnung 78 eingesetzt
werden, um den Parameter zu regeln, der mit dem Druck verbunden
ist, der im Venensystem erreicht wird. Insbesondere erwarten die
Anmelder, daß durch
Steuerung des Durchmessers der Öffnung
das Volumen des Blutes, das in das Venensystem ausgestoßen wird,
geregelt wird, und so der mit dem Druck in Beziehung stehende Parameter
für den
Druck, der im Venensystem erreicht wird, unter einem vorbestimmten
Wert gehalten werden kann.
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In 9C wird
eine veranschaulichende Vorrichtung 80 zum Zuführen und
Implantieren des Stopfens 30 und des Stents 70 beschrieben.
Die Vorrichtung 80 umfaßt eine äußere Hülle 81, ein Schiebeglied 82,
das angeordnet ist, um sich in der äußeren Hülle 81 hin und her
zu bewegen, und einen Kolben 83, der am distalen Ende des
Schiebeglieds 82 befestigt ist. Das Schiebeglied 82 und
der Kolben 83 enthalten Mittenbohrungen 84 bzw. 85,
durch die sich verschiebbar der Führungsdraht 46 erstreckt.
Das distale Ende des Kolbens 83 umfaßt eine Stufe 87, die
so dimensioniert ist, daß sie
lose an die Bohrung 73 des Stents 70 angreift.
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Der
Stent 70 wird in das distale Ende des Katheters 80 innerhalb
der äußeren Hülle 81 geladen, so
daß der
Flansch 72 des Stents flexibel longitudinal zwischen dem
Kolben 83 und der äußeren Hülle 81 gebogen
wird, und die Stufe 87 mit dem proximalen Ende der Bohrung 73 in
Eingriff kommt. Die Vorrichtung 80 wird längs des
Führungsdrahts 46 vorgeschoben,
bis sie gegen die Wand des Koronarsinus oder der Herzvene stößt. Das
Schiebeglied 82 wird dann in der äußeren Hülle 81 vorgeschoben,
so daß der
Kolben 83 den Stent 70 aus der Hülle 81,
und geführt
durch den Führungsdraht 46,
in einen Eingriff im venoventrikulären Gang schiebt, der durch
die Vorrichtung 50 gebildet wird.
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Der
Stent 70 ist dazu bestimmt, lediglich für die Arten von Vorrichtungen
veranschaulichend zu sein, die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden können.
Andere Arten von Stents, wie der aufgewickelte Blech-Stent, der
im US- Patent Nr. 5,443,500 von Sigwart beschrieben wird, können ebenfalls
vorteilhaft verwendet werden, um den venoventrikulären Gang
sowohl zu bemessen als auch durchgängig zu halten. Der aufgewickelte Blech-Stent,
der im obenerwähnten
Sigwart-Patent beschrieben wird, umfaßt mehrere Verriegelungszähne, die
es ermöglichen,
daß der
Stent durch selektives Aufblasen mit einer Ballondilatationsvorrichtung
zu einer Anzahl von Ausdehnungsdurchmessern ausgedehnt wird. Zusätzlich wird
erwartet, das solche Stents aus einem elastischen Material bestehen,
so daß sie
Druckkräften
standhalten, die während
der Kontraktion des Myokards ausgeübt werden.
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Wie
vorhergehend in bezug auf den Stopfen für das Koronarostium (oder die
Herzvene) erläutert, erwarten
die Anmelder, daß der
eine oder die mehreren venoventrikulären Gänge, die zum Beispiel durch die
Vorrichtung 50 gebildet werden, durchgängig bleiben werden, ohne die
Notwendigkeit eines Stents 70 oder einer anderen Einrichtung
zur Auskleidung des Gangs. Folglich wird erwartet, daß durch
Steuerung der Größe, zu der
der Gang geschnitten wird, ein Parameter, der mit dem Druck im Venensystem
verbunden ist, unter einem vorbestimmten Wert gehalten werden kann.
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Alternativ
können
die venoventrikulären Gänge zu einer
einzigen vorbestimmten Größe geschnitten
werden, die zur Aufnahme des Stents 70 oder einer ähnlichen
Vorrichtung geeignet ist. In diesem Fall kann der Fluß durch
den Gang ferner kontrolliert werden, indem die Öffnung im Dichtungsring ausgewählt wird,
der im Stent 70 eingesetzt wird, oder indem der Grad der
radialen Ausdehnung des aufgewickelten Blech-Stents unter Verwendung
einer Dilatationsvorrichtung eingestellt wird. Folglich kann der
Fluß des
Blutes aus dem linken Ventrikel in den Koronarsinus oder die Herzvene
(oder Venen), und folglich das Druckprofil, das im Venensystem entwickelt
wird, entweder durch die Größe oder
die Anzahl der venoventrikulären
Gänge kontrolliert
werden.
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Nun
auf die 10A bis 10C bezugnehmend,
wird ein exemplarisches Verfahren zur Behandlung eines ischämischen
Herzens unter Verwendung der ersten Ausführungsform der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bezugnehmend auf 10A, wird eine Vorrichtung 100 gezeigt,
die vorzugsweise einen vorher bekannten Katheter aufweist, der distal
angeordnete piezoelektrische Ultraschallelemente zur Abbildung des
Koronarvenengefäßsystem
und der Anatomie des benachbarten linken Ventrikels aufweist. Die
Vorrichtung 100 wird längs
des Führungsdrahts 101 durch die
(nicht gezeigten) Achselvene und Schlüsselbeinvene und in den rechten
Vorhof BA über
die obere Hohlvene SCV vorgeschoben. Die Vorrichtung 100 wird
dann durch das Koronarostium CO, durch den Koronarsinus CS und in
eine gewünschte
Herzvene, z.B. die posteriore Vene des linken Ventrikels PV vorgeschoben.
Die Signale, die durch die Vorrichtung 100 erzeugt werden,
werden vorzugsweise eingesetzt, um die Anatomie aller Venen zu entschlüsseln, die
an das linke Ventrikel angrenzen. Die präzisen räumlichen Beziehungen zwischen
dem Koronarsinus, den Herzvenen und innerhalb des linken Ventrikels
können
bestimmt werden, wie zum Beispiel in 3 dargestellt.
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Sobald
der Krankenhausarzt die sachdienlichen Merkmale des Herzens abgebildet
hat, wird die Vorrichtung 100 zurückgezogen (wobei der Führungsdraht 101 an
Ort und Stelle gelassen wird), und die Vorrichtung 40 der 6 wird
längs des
Führungsdrahts
durch das Koronarostium und in einen ausgewählten Abschnitt des Venensystems
vorgeschoben. Wenn mehrere venoventrikuläre Gänge gebildet werden sollen,
wie in 4, wird die Vorrichtung 40 vorzugsweise
zuerst in den am weitesten distal liegenden Abschnitt des Venengefäßsystems
(d.h. am weitesten weg vom Koronarostium) eingeführt.
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Wenn
die Vorrichtung 40 an einer gewünschten Stelle angeordnet ist,
zum Beispiel unter Verwendung einer Durchleuchtung, wird der Führungsdraht 46 durch
das Lumen 43 des Katheters 41 vorgeschoben, bis
die geschärfte
Spitze 47 durch die Öffnung 45 austritt
und die Wand des Gefäßes und
das Myokard punktiert und in das linke Ventrikel eintritt. Der Führungsdraht 46 kann
dann weiter vorgeschoben werden, um eine Wicklung im linken Ventrikel
zu bilden, oder geschlungen werden und durch die Aorta und eine
Oberschenkelarterie heraus gebracht werden. Die Vorrichtung 40 wird
entfernt, wobei die Führungsdrähte 46 und 101 an
Ort und stelle gelassen werden.
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Wie
in 10B dargestellt, wird die Vorrichtung 50 längs des
Führungsdrahts 46 vorgeschoben, bis
das geschärfte
röhrenförmige Glied 52 gegen
die Wand des Venensystems gedrückt
wird. Die Vorrichtung 60 kann dann längs des Führungsdrahts 101 vorgeschoben
werden, so daß der
Ballon 62 im Koronarsinus angeordnet wird. Der (in 10B nicht sichtbare) Ballon 62 wird aufgeblasen,
um das Koronarostium teilweise oder vollständig zu verschließen, und
der Innenkatheter 63, der den Drucküberwachungsanschluß 66 enthält, wird
zu einer Position genau proximal vom distalen Ende der Vorrichtung 50 vorgeschoben.
Die Vorrichtung 50 wird dann längs des Führungsdrahts 46 geschoben,
entweder mit oder ohne eine gewisse Rotationsbewegung, um einen
Kern des Myokardgewebes zu schneiden, wodurch der venoventrikuläre Gang 90 gebildet
wird.
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Wenn
der Kern, der durch die Vorrichtung 50 geschnitten wird,
zurückgezogen
wird, wird die Vorrichtung 60 eingesetzt, um die Zunahme
des Drucks im Venensystem zu messen, die von dem Blut herrührt, das
durch den venoventrikulären
Gang geht. Wenn der Durchmesser des Gangs so gestaltet ist, daß ein mit
dem Druck in Beziehung stehendes Maß weit unter einem vorbestimmten
Pegel liegt, kann die Vorrichtung 50 längs des Führungsdrahts 46 zurückgezogen
werden, und es kann eine andere Vorrichtung 50, die zum
Schneiden eines Kerns mit größerem Durchmesser
imstande ist, verwendet werden, um den venoventri kulären Gang
zu erweitern. Wenn das Venensystemdruckmaß einen annehmbaren Pegel erreicht
(z.B. einen Spitzendruck von 50 mm Hg), können die Vorrichtung 50 und
der Führungsdraht 46 zurückgezogen
werden. Der Ballon 62 wird dann entleert und ebenfalls
zurückgezogen.
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Alternativ
können
anstelle einer Erweiterung des venoventrikulären Gangs, der durch die Vorrichtung 50 gebildet
wird, Vorrichtungen 40 und 50 wiederholt verwendet
werden, um mehreren benachbarte Löcher im selben Abschnitt des
Venengefäßsystems
zu erzeugen. Auf diese Weise kann die kumulierte Flußfläche in das
Venengefäßsystem
stufenweise erhöht
werden, so das der gewünschte,
mit dem Druck in Beziehung stehende Parameter den vorbestimmten
Pegel erreicht, jedoch nicht überschreitet.
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Wenn
der Krankenhausarzt eine Retroperfusion in einer Segmentform einsetzen
möchte,
d.h. durch Aufbrechen des venösen
Flußweges
in Segmente, kann ein Stopfen, wie er in den 5A bis 5C gezeigt
wird, in die Herzvene genau proximal vom venoventrikulären Gang
eingesetzt werden, um die Vene teilweise oder vollständig zu
verschließen (siehe
den Stopfen 18 der 4). Auf
diese Wiese kann der Krankenhausarzt sicherstellen, daß sich der Blutfluß in die
Vene durch den venoventrikulären Gang
in einer retrograden Weise durch dieses Segment der Vene bewegen
wird. Um den Verlust des retrograden Flusses durch die kollateralen
Venen zusätzlich
zu reduzieren, wie im folgenden beschrieben wird, kann auch das
Koronarostium entweder teilweise oder vollständig verschlossen werden, oder schrittweise
verschlossen werden, wobei die Stopfen verwendet werden, die in
bezug auf die 5B und 5C beschrieben
werden.
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An
diesem Punkt der Prozedur, wo ein erster venoventrikulärer Gang
gebildet worden ist, kann ein Stopfen in die Herzvene eingesetzt
werden, um einen Abschnitt der Vene zu trennen. Alternativ kann
kein Stopfen eingesetzt werden, wobei in diesem Fall ein zweiter
venoventrikulärer
Gang gebildet werden kann, der einen Auslaß in dieselbe Herzvene aufweist.
Die Vorrichtung 40 wird daher wieder längs des Führungsdrahts 101 zu
einer Stelle in derselben oder einer anderen Herzvene (oder einen
Abschnitt des Koronarsinus) proximal vom ersten Gang eingeführt, und
der Führungsdraht 46 wird
wieder eingesetzt, um die Gefäßwand zu
punktieren und in das linke Ventrikel einzutreten. Die Vorrichtung 40 wird
zurückgezogen,
und die Vorrichtung 60 und eine oder mehrere Vorrichtungen 50 werden
eingesetzt, um einen venoventrikulären Gang mit geeigneten Abmessungen
zu schneiden. Bei der Vollendung dieses Schrittes sind eine Anzahl
von Gängen
zwischen dem linken Ventrikel und dem darüberliegenden Abschnitt des
Koronarsinus und der Herzvenen gebildet.
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In
dem Fall, daß der
Krankenhausarzt den Fluß durch
einen oder mehrere der venoventrikulären Gänge weiter regeln möchte, kann
der Stent 70 oder 70' (oder der oben beschriebene aufgewickelte Blech-Stent)
in den Gang eingesetzt werden (siehe den Stent 17 in 4).
Wie vorhergehend beschrieben, kann die Öffnung 78 so ausgewählt werden,
daß sie
den Fluß durch
den Stent 70' begrenzt,
wodurch sichergestellt wird, daß der
ausgewählte,
mit dem Druck in Beziehung stehende Parameter den vorbestimmten
Pegel nicht überschreitet.
Wenn alternativ ein aufgewickelter Blech-Stent eingesetzt wird,
kann der Stent ausgedehnt werden, wobei ein Ballondilatationskatheter
verwendet wird, der längs
des Führungsdrahts 46 translatiert
wird, so daß der
Fluß durch
den Gang durch den Grad der radialen Ausdehnung des Stents geregelt
wird.
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Nun
auf 10C bezugnehmend, wird nachdem
ein oder mehrere Gänge
zwischen dem Koronarsinus oder den Herzvenen und dem linken Ventrikel
gebildet worden sind, ein Stopfen 92, wie in bezug auf
die 5A bis 5E beschrieben,
in den Koronarsinus angrenzend an das Koronarostium eingesetzt,
um das Koronarostium teilweise oder vollständig zu verschließen. Die
Anmelder erwarten, daß die
Bildung dieser Blockierung den Gesamtdruck im Venensystem ausreichend
erhöhen
wird, so daß das Blut,
das in das Venensystem durch die venoventrikulären Gänge eintritt, in eine retrograde
Richtung fließen
wird. Wenn alternativ die Herzvenen durch die Anordnung mehrerer
Stopfen längs
der Länge
der Vene segmentiert werden, erwarten die Anmelder, daß eine kleine
oder keine Blockierung des Koronarostiums erforderlich sein kann.
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In 10C wird der Einsatz des Stopfens 92 (der ähnlich zum
Stopfen 30 der 5D ist)
unter Verwendung der Vorrichtung 80 der 9C beschrieben.
Die Vorrichtung 80 wird mit dem Stopfen 92 beladen
und längs
des Führungsdrahts 101 vorgeschoben,
so daß der
Stopfen durch das Koronarostium eintritt und mit der Innenwand des
Koronarsinus in Eingriff tritt. Das Schiebeglied 82 wird
vorgeschoben, um den Stopfen 92 in den Koronarsinus durch
das Koronarostium zu implantieren, so daß der Flansch des Stopfens
das Endokard des rechten Vorhofs RA berührt. Der Führungsdraht 101 und
die Vorrichtung 80 werden dann zurückgezogen, was die Prozedur
abschließt.
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Die
Anmelder erwarten, daß ein
Herz, das wie vorhergehend beschrieben behandelt wird, eine retrograde
Langzeit-Perfusion des Myokards unter Verwendung des Herzvenensystems
aufrechterhalten kann. Zusätzlich
wird erwartet, daß die
Blockierungen in den Venen und/oder der Koronarsinus eine Umverteilung
des Flusses im Venensystem bewirken werden, so daß ein größerer Bruchteil
des sauerstoffarmen Blutes über
das Lymphgefäßsystem
und die Thebesius-Venen vorhanden ist. Und weil die Größen der
venoventrikulären
Gänge abgemessen
sind, und der Grad des Verschlusses des Koronarostiums ausgewählt ist,
so daß ein
Parameter, der mit dem Druck im Venensystem verbunden ist, einen
vorbestimmten Wert nicht überschreitet,
wird erwartet, daß die
Probleme, die mit einem Ödem
der Herzvenen verbunden sind, das in den obenerwähnten historischen Versuchen
bei einer koronaren venösen
Bypass-Transplantation beobachtet wurden, überwunden werden.
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Die
Anmelder merken ferner an, daß während das
Venensystem nicht mit den Koronararterien (insbesondere bezüglich des
rechten Ventrikels) koextensiv ist, es nichtsdestoweniger erwartet
wird, daß die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wenn sie gemäß der vorhergehend
beschriebenen exemplarischen Verfahren verwendet wird, in der Mehrzahl
der Fälle
ein Entlastung bringen wird, da rechte ventrikuläre Infarkte weniger häufig sind.
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Wie
einem Fachmann auf dem Gebiet der Kardiologie klar sein wird, kann
die oben beschriebene Vorrichtung in Verbindung mit anderen Instrumenten
und Techniken eingesetzt werden, die an sich bekannt sind. Zum Beispiel
können
herkömmliche
angiographische Verfahren eingesetzt werden, um die arteriellen
und venösen
Systeme und die Anatomie des linken Ventrikels abzubilden. Zusätzlich kann über die
Oberschenkelvenen Zugang zum Koronarsinus erlangt werden. Überdies
können
Gänge zwischen dem
linken Ventrikel und dem Koronarsinus oder Herzvenen geschaffen
werden, indem die Vorrichtung 50 (oder ein anderes geeignetes
Schneidinstrument) durch Einführung
durch eine Oberschenkelarterie, die Aorta und durch die Aortenklappe
aus dem Inneren des linken Ventrikels längs des Abschnitts des Führungsdrahts 46 vorgeschoben
wird, der unter Verwendung zum Beispiel einer Schlinge herausgebracht
wird.
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Nun
auf 11 bezugnehmend, wird ein Herz beschrieben, das
die Verwendung und den Einsatz einer zweiten Ausführungsform
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die
zum intraoperativen Einsatz geeignet ist. Das Herz H umfaßt einen
venoventrikulären
Gang 110, der zwischen dem linken Ventrikel und dem Koronarsinus
CS ausgebildet ist, und einen Gang 110', der zwischen dem linken Ventrikel
und der linken anterioren absteigenden Vene LADV ausgebildet ist.
Jeder der Gänge 110 und 110' ist mit einem
röhrenförmigen Glied 111 ausgestattet,
das die Durchgängigkeit
seines jeweiligen venoventrikulären
Gangs aufrechterhält.
Am Herzen H ist außerdem
ein Flußregler 112 befestigt,
der eine Manschette 113 aufweist, die durch das Lumen 114 an
den Anschluß 115 gekoppelt
ist. Die Manschette 113 ist so angeordnet, daß sie den
Koronarsinus in der Umgebung des Koronarostiums umgibt, während der
Anschluß 115 subkutan
im Bereich des Brustbeins angeordnet ist. Die Manschette 113 umfaßt ein aufblasbares
Glied 116. Das aufblasbare Glied wird durch das Einspritzen
eines Aufblasmediums in den Anschluß 115 betätigt, und
schnürt
lokal den Koronarsinus ein, wodurch das Blutvolumen geregelt wird,
das aus dem Koronarsinus in den rechten Vorhof fließt.
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Wie
in 12A gezeigt, weist das röhrenförmige Glied 111 ein
Stück eines
biokompatiblen flexiblen Schlauches auf, z.B. einen Polyethylenschlauch, der
ein mittleres Lumen 120, einen distalen Flansch 121,
einen Bereich mit Rippen oder Widerhaken 122, die mit dem
Myokard in Eingriff treten, und einen ver jüngten proximalen Bereich 123 aufweist.
Wenn er in das Herz eingesetzt wird, wird der Bereich 124 in
einem Gang angeordnet, der durch das Myokard geschnitten wird, so
daß der
Flansch 121 gegen das linke ventrikuläre Endokard stößt und die
Widerhaken oder Rippen 122 in das Myokard eingreifen. Der
proximale Bereich 125 erstreckt sich durch das Epikard und
wird um einen Winkel von annähernd
90° gebogen,
um in ein Stück
einer Herzvene zu passen. Folglich geht Blut, das aus dem linken
Ventrikel ausgestoßen
wird, durch das mittlere Lumen 120 des röhrenförmigen Glieds 111 und
wird so geleitet, daß es
in einer retrograden Weise durch die Herzvene fließt, in der
das röhrenförmige Glied
angeordnet ist. Der distale Bereich 124 des röhrenförmigen Glieds
weist vorzugsweise eine adäquate
Durchmesserfestigkeit auf, um ein Zusammendrücken während der Kontraktion des Myokards
zu verhindern, während
er eine ausreichende longitudinale Flexibilität aufweist, um es zu ermöglichen,
daß sich
der proximale Bereich biegt, um sich der Herzvene anzupassen.
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Bezugnehmend
auf die 12B und 12C,
wird die erfindungsgemäß aufgebaute
Vorrichtung zur intraoperativen Bildung eines venoventrikulären Gangs
und Einsetzen des röhrenförmigen Glieds 111 der 12A beschrieben. In 12B weist
eine ahlenförmige
Vorrichtung 130 einen Handgriff 131 auf, der einen
steifen länglichen
Schaft 132 und eine geschärfte Spitze 133 aufweist.
Die Vorrichtung 130 wird während einer intraoperativen
Prozedur eingesetzt, wie der exemplarischen Prozedur, die im folgenden
beschrieben wird, um die proximalen und distalen Wände einer
Herzvene und das darunterliegende Myokard zu punktieren, um einen
venoventrikulären
Gang zu bilden. Alternativ kann die Vorrichtung 130 die
Form einer Schneidkanüle
annehmen, die einen Kern des Myokards schneidet und extrahiert,
um den venoventrikulären
Gang zu schaffen.
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Bezüglich der 12B wird eine Spritzenvorrichtung 135 zum
Einsetzen des röhrenförmigen Glieds 111 beschrieben.
Die Vorrichtung 135 umfaßt eine Kammer 136,
die das röhrenförmige Glied 111 aufnimmt,
und einen Kolben 137, der in der Kammer 136 angeordnet
ist. Das röhrenförmige Glied 111 ist so
in der Kammer 136 angeordnet, daß der Flansch 121 annähernd mit
der Längsachse
der Kammer ausgerichtet ist. Der Kolben 137 ist zur Hin-
und Herbewegung durch die Kammer 136 eingerichtet, um das röhrenförmige Glied
in den venoventrikulären
Gang auszustoßen,
der durch die Vorrichtung 130 gebildet wird.
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Bezugnehmend
auf 13, wird der Flußregler 112 detaillierter
beschrieben. Die Manschette 113 weist vorzugsweise ein
steifes Material auf, wie einen biokompatiblen Kunststoff, und umschließt das aufblasbare
Glied 116, das zum Beispiel aus Polyvinylchlorid oder Polyethylen
besteht. Das aufblasbare Glied 116 steht über das
Lumen 114 mit dem Anschluß 115 in Fluidverbindung.
Das Lumen 114 weist vorzugsweise ein Material mit einer
niedrigen Nachgiebigkeit auf, so daß wenn das Aufblasmedium in den
Anschluß 115 eingespritzt
wird, das zusätzliche Aufblasmedium
hauptsächlich
eine Ausdehnung des aufblasbaren Glieds verursacht. Der Anschluß 115 umfaßt eine
Kammer, die eine selbstdichtende Membran 117, zum Beispiel
Silikon, aufweist, die es ermöglicht,
daß ein
Aufblasmedium unter Verwendung einer herkömmlichen Non-Coring-Nadel in
den Anschluß eingespritzt
wird. Der Anschluß 115 umfaßt außerdem vorzugsweise
einen Nähring
zur Befestigung des Anschlusses an einer erwünschten Stelle, z.B. nahe des
Brustbeins. Der Flußregler 112 ist
in seiner Gestaltung und seiner Funktion ähnlich zu den Vorrichtungen,
die in den US-Patenten Nr. 3,730,186 und 3,831,583, beide von Edmunds
u.a., beschrieben werden.
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Nun
auf die 14A–14D bezugnehmend,
wird ein exemplarisches Verfahren zum Einsetzen der Vorrichtung
der 12A–C und 13 beschrieben.
Zuerst wird eine Thorakotomie durchgeführt, um das Mediastinum und
das Herz freizulegen. Der Chirurg lokalisiert dann eine Herzvene
CV, durch die ein retrograder Fluß hergestellt werden soll. Wie
in 14A gezeigt, verwendet der Chirurg dann die Vorrichtung 130,
um einen Gang durch die proximalen und distalen Wände der
Herzvene CV, durch das Myokard und in das linke Ventrikel zu punktieren. Die
Vorrichtung 130 wird dann zurückgezogen. Es kann eine Winkelzange
oder ein ähnlicher
Typ Instrument eingesetzt werden, um Druck auszuüben, um einen Abschnitt des
schlagenden Herzens während der
vorhergehenden und nachfolgenden Schritte zu stabilisieren. Alternativ
kann das Herz des Patienten an gehalten werden und der Patient an
einen kardiopulmonaren Bypass angeschlossen werden.
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Unter
Verwendung der Vorrichtung 135, in die ein röhrenförmiges Glied 111 geladen
worden ist, führt
der Chirurg das distale Ende der Vorrichtung 135 in den
Gang ein, der durch die Vorrichtung 130 gebildet wird.
Der Kolben 137 wird betätigt,
um den Flansch 121 des röhrenförmiges Glieds 111 in
das linke Ventrikel auszustoßen.
Die Vorrichtung 135 wird dann zurückgezogen, wobei das röhrenförmige Glied 111 in
Eingriff mit dem Myokard zurückgelassen
wird, wobei der proximale Bereich 125 durch die Punktion in
der proximalen Wand der Herzvene vorsteht, wie in 14B dargestellt.
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Der
Chirurg manipuliert dann den proximalen Bereich 125 des
röhrenförmigen Glieds 111,
entweder mit der Hand oder durch die Verwendung einer Zange, um
das röhrenförmige Glied
zu biegen, um den Auslaß in
die Herzvene zu leiten, um einen retrograden Fluß zu induzieren. Es wird erwogen,
daß ein lateraler
Schnitt erforderlich sein kann, um es zu ermöglichen, daß die Herzvene den proximalen
Bereich des röhrenförmigen Glieds 111 aufnimmt.
Bei der Vollendung dieses Schrittes, was in 14C gezeigt
wird, wird die Eintrittwunde in der proximalen Wand der Herzvene
und alle lateralen Schnitte, die benötigt werden, um den proximalen
Bereich 125 in die Herzvene zu biegen, unter Verwendung
herkömmlicher
Techniken durch Nähte 138 geschlossen.
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Der
Chirurg implantiert dann die Manschette 113 des Flußreglers 112 der 13 an
der Koronarsinus in der Umgebung des Koronarostiums, und implantiert
den Anschluß 115 der
Vorrichtung subkutan im Bereich des Brustbeins. Sobald die Implantation des
Flußreglers 112 abgeschlossen
ist, wird das aufblasbare Glied 116 des Flußreglers
aufgeblasen, um einen Anfangsgrad der Abschnürung des Koronarsinus zu schaffen.
Im Verlauf der Zeit, z.B. über
mehrere Stunden, Tage oder länger
kann der Grad der Abschnürung
des Koronarsinus über
ein schrittweises Aufblasen des aufblasbaren Glieds 116 erhöht werden,
wodurch der Blutfluß aus
dem Koronarsinus in den rechten Vorhof reduziert wird. Der Koronarsinus
kann daher allmählich
teilweise oder vollständig verschlossen
werden. Dies wird wiederum bewirken, daß das Blut, das durch die röhrenförmigen Glieder 111 ausgestoßen wird,
einen retrograden Fluß durch einen
schrittweise größeren Abschnitt
des Koronarvenensystems induziert, was es dem Venensystem ermöglicht,
sich dem retrograden Fluß allmählich anzupassen.
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Alternativ
kann anstelle des Implantierens des Flußreglers 112 irgendeine
der vorhergehend in bezug auf die 5A–5E beschriebenen
Vorrichtungen in das Koronarostium implantiert werden, um einen
vorgewählten
Grad des Verschlusses des Koronarostiums zu erzielen.
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Nun
auf 15 bezugnehmend, wird eine dritte Ausführungsform
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben, in der gleiche
Teile des Herzens mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet werden.
In 15 ist ein erstes Ende 141 der Röhre 140 in
einem Gang 145 angeordnet, der zwischen dem rechten Vorhof
BA und dem posterioren Septumendokard des linken Ventrikels LV geschaffen
wird, während
sich ein zweites Ende 142 der Röhre 140 durch das
Koronarostium CO erstreckt und an die Innenwand des Koronarsinus
CS angreift.
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Die
in 16 gezeigte Röhre 140 weist
ein erstes Ende 141, ein zweites Ende 142 und
einen Mittelbereich 143 auf, der optional ein Ventil 144 enthalten
kann. Die Röhre 140 kann
aus einem flexiblen und nachgiebigen Material, wie einem Silikonschlauch,
oder einem geeigneten künstlichen
Transplantatmaterial, wie zum Beispiel einem Polyestergewebe wie
Dacron®,
einem eingetragenen Warenzeichen von E.I. DuPont de Nemours, Wilmington,
Delaware, bestehen. Das für
die Röhre 140 ausgewählte Material
kann abhängig
vom beabsichtigten Verfahren zur Implantation der Röhre variieren.
Wenn zum Beispiel die Röhre 140 chirurgisch
implantiert werden soll, kann es Vorteile geben, ein Material wie
einen Silikonschlauch für
die Röhre
einzusetzen. Wenn die Röhre 140 alternativ
perkutan implantiert werden soll, kann es vorteilhaft sein, ein
Material wie ein biokompatibles Gewebe einzusetzen, das auf einen
kleineren Durchmesser komprimiert werden kann, um durch einen Katheter
zu gehen.
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Vom
ersten Ende 141 der Röhre
ist ein röhrenförmiges Glied 150 angeordnet,
das in seinem Aufbau ähnlich
zum Stent 70 der 9A ist.
Das röhrenförmige Glied 150,
das ein nachgiebiges Material aufweisen kann, wie vorhergehend bezüglich des Stents 70 beschrieben,
umfaßt
einen proximalen Flansch 151 und mehrere Rippen oder Widerhaken 152,
die in das Myokard eingreifen und eine Bewegung des ersten Endes 141 verhindern,
wenn es implantiert ist. Das röhrenförmige Glied 150 kann
optional ein (nicht gezeigtes) Einwegventil aufweisen, um das Ansaugen
von Blut aus der Röhre 140 in
das linke Ventrikel zu verhindern.
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Das
zweite Ende 142 der Röhre 140 umfaßt ein röhrenförmiges Glied 154,
das einen proximalen Flansch 155, mehrere sich nach außen erstreckende Widerhaken
oder Rippen 156 und einen verjüngten distalen Abschnitt 157 aufweist.
Wenn es im Herzen implantiert wird, erstreckt sich der verjüngte Abschnitt 157 des
röhrenförmigen Glieds 154 durch
das Koronarostium in den Koronarsinus, während der Flansch 155 gegen
das rechte Vorhofendokard stößt.
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Noch
auf 16 bezugnehmend, kann die Röhre 140 ein Ventil 144 enthalten,
das zwischen den ersten und zweiten Enden 141 und 142 der
Röhre 140 angeordnet
ist, so daß es
eine Implantation entweder des röhrenförmigen Gliedes 150 oder 154 nicht
stört.
Das Ventil 144 erfüllt
in der vorliegenden Ausführungsform
dieselbe Funktion wie sie das Ventil 76 und die Öffnung 78 in
den Ausführungsformen der 9A und 9B erfüllen. Zum
Beispiel kann das Ventil 144 so aufgebaut sein, daß es sich öffnet, wenn
der Druck in der Röhre 140 einen
vorbestimmten Wert überschreitet,
wie z.B. 50 mm Hg. Alternativ kann der Druck in der Röhre 140 durch
die Größe und Verjüngung des
Einlasses und der Auslässe
der röhrenförmigen Glieder 150 und 154 gesteuert
werden.
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Wie
aus der Gestaltung der Röhre 140 und der
vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, stellt die Röhre 140 eine
Retroperfusion des Myokards über
den Koronarsinus bereit, wenn sie implantiert ist. Während der
Kontraktion des linken Ventrikels wird über den Auslaß im röhrenförmigen Glied 154 Blut
im linken Ventrikel durch das röhrenförmige Glied 150,
durch die Röhre 140 und
in den Koronarsinus CS ausgestoßen.
Das Ventil 144, falls vorhanden, kann so aufgebaut sein,
daß es
sich bei einem vorbestimmten Druck öffnet, um Blut aus dem linken Ventrikel
in den rechten Vorhof abzulassen, oder kann eine Öffnung mit
festem Durchmesser bereitstellen, die den Druckanstieg im Koronarsinus
reduziert. Die Anmelder erwarten, daß dieser Aspekt der vorliegenden
Erfindung eine verbesserte Myokardperfusion bereitstellen wird,
ohne die Probleme, die bei früheren
Versuchen angetroffen wurden, eine transvenöse Myokardperfusion bereitzustellen.
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Die
Röhre 140 der 15 und 16 kann chirurgisch
in das Herz implantiert werden, wobei das exemplarische Verfahren
verwendet wird, das im folgenden als eine Variation einer herkömmlichen
chirurgischen Technik beschrieben wird. Insbesondere kann anschließend an
eine herkömmliche
Thorakotomie, um das Herz freizulegen, ein Schnitt durch die Außenwand
des rechten Vorhofs RA gemacht werden. Es wird über den posterioren Pyramidenraum ein
Gang zwischen dem rechten Vorhof RA und dem posterioren Septumendokard
des linken Ventrikels LV gebildet, wobei eine Kanülierungsnadel
verwendet wird. Das röhrenförmige Glied 150 wird
dann in den Gang implantiert. Das zweite Ende 154 der Röhre wird
in das Koronarostium CD implantiert, so daß sich das verjüngte Ende 157 in
den Koronarsinus erstreckt und der Flansch 155 gegen das
rechte Vorhofendokard stößt.
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Alternativ
kann die Röhre 140 unter
Verwendung eines perkutanen Verfahrens implantiert werden, das eine
Variation des Brockenbrough-Verfahrens zum Katheterisieren des linken
Ventrikels ist. Die herkömmliche
Brockenbrough-Technik wird in HEART CATHETERIZATION UND ANGIOGRAPHY, N.
Grossman, Hrsg., auf den Seiten 63–69 beschrieben, veröffentlicht
durch Lea & Febiger,
Philadelphia (1980). In der herkömmlichen
Brockenbrough-Technik
werden eine Katheter- und Nadelkombination durch die rechte Oberschenkelarterie
und in den rechten Vorhof vorgeschoben. Die Nadel wird dann verwendet,
um das Septum zwischen den rechten und linken Vorhöfen zu punktieren,
wonach der Katheter durch die Mitralklappe und in das linke Ventrikel
vorgeschoben wird.
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Es
wird nun ein exemplarisches Verfahren zum Implantieren der Vorrichtung
der 16 beschrieben, wobei ein Brockenbrough-Nadelsatz
verwendet wird, der von United States Catheter and Instrument Corp.,
Billerica, Massachusetts erhältlich ist.
Insbesondere wird eine Brockenbrough-Nadel über einen Führungsdraht über die
rechte innere Jugularvene in den rechten Vorhof vorgeschoben, wobei
eine Standard-Seldinger-Technik verwendet wird. Die Brockenbrough-Nadel
wird dann durch das rechte Vorhofendokard, den posterioren Pyramidenraum und
durch das Septumendokard des linken Ventrikels vorgeschoben, um
einen Gang zwischen dem rechten Vorhof und dem Septumendokard des
linken Ventrikels zu bilden. Die anfängliche transseptale Punktion,
die mit der Brockenbrough-Nadel vorgenommen wurde, wird erweitert,
wobei zum Beispiel schrittweise größere Katheter verwendet werden,
die dann zurückgezogen
werden, wobei der Führungsdraht
an Ort und Stelle gelassen wird.
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Nun
auf 17A bezugnehmend, wird die Röhre 140 auf
das proximale Ende eines Führungsdrahtes 160 gefädelt, das
im transseptalen Gang angeordnet ist. Die Röhre 140 ist auf dem
Führungsdraht 160 so
angeordnet, daß der
Führungsdraht durch
das Ventil 144 (oder wenn kein Ventil vorgesehen ist, durch
eine selbstdichtende Silikonmembran) in die Röhre eintritt und sich durch
das röhrenförmige Glied 150 erstreckt.
Die Röhre 140 wird
umgelegt, so daß sich
ein zweiter Führungsdraht 161 durch
das Ventil 144 (oder die Membran) und das röhrenförmige Glied 154 erstreckt.
Das Schiebeglied 162 wird um die Röhre 140 angeordnet,
so daß es
die proximale Fläche
des Flansches 151 berührt,
wobei der Rest der Röhre 140,
einschließlich
des röhrenförmigen Gliedes 154 und
des Ventils 144 (oder Membran), in ein Lumen des Schiebeglieds 162 eingeführt wird.
Das Schiebeglied 162 und die Röhre 140 werden dann
in die äußere Hülle 163 geladen.
Unter Verwendung dieser Anordnung wird das Schiebeglied 162 so
angeordnet, daß es
das röhrenförmige Glied 150 (und
die damit verbundene Röhre 140)
in die distale Richtung längs
des Führungsdrahts 160 schiebt.
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Die
Röhre 140,
das Schiebeglied 162 und die äußere Hülle 163 werden dann
längs des
Führungsdrahts 160 vorgeschoben,
bis das distale Ende der äußeren Hülle 163 angrenzend
an den transseptalen Gang gegen das rechte Vorhofseptum stößt. Das Schiebeglied 162 wird
in der äußeren Hülle 163 vorgeschoben,
um das röhrenförmige Glied 150 in
den transseptalen Gang zu treiben. Die mehreren Widerhaken oder
Rippen 152 greifen da durch in das Septummyokard M ein,
während
die distale Fläche
des Flansches 151 gegen das rechte Vorhofendokard stößt, wie
in 17B gezeigt. Die äußere Hülle 163 und das Schiebeglied 162 werden
längs des
Führungsdrahts 160 zurückgezogen,
wobei die Führungsdrähte 160 und 161 an
Ort und Stelle gelassen werden. Wenn das Schiebeglied 162 zurückgezogen wird,
werden die Röhre 140 und
röhrenförmige Glied 154 eingesetzt,
wobei sich der Führungsdraht 161 schon
vom distalen Ende des röhrenförmigen Gliedes 154 erstreckt.
Der Führungsdraht 160 wird
dann zurückgezogen.
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Nun
auf 18 bezugnehmend, wird ein Katheter 165 mit
einem Schlitz 166 in seinem distalen Ende eingesetzt, wie
nun beschrieben wird. Nach dem Einsatz der Röhre 140 und des röhrenförmigen Gliedes 154 aus
dem Inneren des Schiebegliedes 162 heraus, wird der Führungsdraht 161 so
betätigt, daß er durch
das Koronarostium in den Koronarsinus eintritt. Der Katheter 165 wird
dann längs
des Führungsdrahts 161 vorgeschoben.
Der Schlitz 166 im Katheter 165 ist so bemessen,
daß es
der Röhre 140 ermöglicht wird,
im Katheter 165 durch den Schlitz 166 zu gleiten,
so daß die
distale Endfläche 167 direkt
gegen die proximale Fläche
des Flansches 155 stößt. Sobald
der Katheter 165 den Flansch 155 des röhrenförmigen Gliedes 154 berührt, wird
der Katheter 165 längs
des Führungsdrahts 161 weiter
vorgeschoben, so daß er
das verjüngte
Ende des röhrenförmigen Glieds 154 durch
das Koronarostium und in einen Eingriff mit der Innenwand des Koronarsinus treibt.
Der Katheter 165 und der Führungsdraht 161 werden
dann zurückgezogen,
was die Implantation der Röhre 140 vollendet.
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Wie
einem Fachmann natürlich
klar sein wird, ist das obige Verfahren nur beispielhaft, und es können andere
Verfahren verwendet werden, um die Röhre 140 perkutan zu
implantieren. Zum Beispiel können
anstelle des Katheters 165 die Greifzähne eines Myokardbiopsiekatheters
verwendet werden, um das röhrenförmige Glied 154 zu
greifen und das röhrenförmiges Glied
in einen Eingriff mit dem Koronarostium zu steuern. Zusätzlich könnte ein
zweiter Biopsiekatheter über
die rechte Oberschenkelarterie in den rechten Vorhof gebracht werden,
falls er wünscht, um
die Implantation von einem oder beiden Enden der Röhre 140 zu
unterstützen.
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Nun
auf die 19 und 20 bezugnehmend,
wird eine vierte Ausführungsform
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie die
Ausführungsform
der 16 weist die Röhre 170 ein
Stück Schlauch
auf (z.B. einen Polyethylenschlauch oder Transplantatgewebe), der
wenn er implantiert ist, sauerstoffreiches Blut vom linken Ventrikel
und in das Koronarvenengefäßsystem
leitet. Die Röhre 170 umfaßt ein Lumen 171,
ein Einlaßende 172 und
ein Auslaßende 173.
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Das
Einlaßende 172 umfaßt vorzugsweise eine
verjüngte
röhrenförmige Bohrung 174 und
einen Nähring 175.
Die röhrenförmige Bohrung 174 umfaßt ein Stück L, das
sich in das Myokard erstreckt, wenn es nahe der Spitze des linken
Ventrikels implantiert ist. Der Nähring 175 stellt eine
Einrichtung zur Befestigung der Röhre 170 am Epikard
bereit, wobei zum Beispiel Nähte 181 verwendet
werden, wie in 19 gezeigt. Die verjüngte Bohrung 174 ist
vorzugsweise so dimensioniert, daß sie den Strom des Blutes
aus dem linken Ventrikel in das Lumen 171 regelt. Es wird erwartet,
daß das
Volumen des Blutes, das in die Röhre 170 fließt, durch
den Grad der Abschnürung beeinflußt werden
kann, der durch die Verjüngung auferlegt
wird.
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Das
Auslaßende 173 umfaßt ein röhrenförmiges Glied 176,
das ähnlich
zu jenem der Ausführungsform
der 16 ist, und umfaßt einen Flansch 177 und
Rippen oder Widerhaken 178, die mit dem Koronarostium in
Eingriff treten. Das Auslaßende 173 wird
(wobei zum Beispiel eine Zange verwendet wird) in das Koronarostium
durch einen Schnitt im rechten Vorhof oder in der oberen Hohlvene
implantiert. Das Auslaßende 173 der
Röhre 170 erzielt
dadurch einen vorgewählten
Verschlußgrad
des Koronarostiums CO, indem entweder teilweise oder vollständig der Auslaß des Koronarsinus
in den rechten Vorhof blockiert wird. Alternativ kann das röhrenförmige Glied 176 am
Auslaßende 173 weggelassen
werden und das Auslaßende
direkt an den Koronarsinus CS oder die große Herzvene GCV implantiert
werden, wobei eine herkömmliche
Tabaksbeutel-Verbindung verwendet wird. In dieser alternativen Ausführungsform kann
das Koronarostium teilweise oder vollständig verschlossen werden, wobei
irgend eine der Vorrichtungen der 5A bis 5E oder 13 verwendet
wird.
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Gemäß des Druckregelungsaspekts
der Erfindung kann der Zwischenbereich 179 der Röhre 170 optional
einen elastisch ausdehnbaren oder nachgiebigen Abschnitt 180 aufweisen,
der z.B. Latex oder ein ähnliches
Elastomermaterial aufweist. Der nachgiebige Abschnitt 180 unterstützt die
Regelung der Drücke,
die in der Röhre 170 erreicht
werden, durch elastisches Anschwellen und Kontrahieren mit dem Blutstrom.
Der nachgiebige Abschnitt 180 schwillt und kontrahiert
sich vorzugsweise infolge des Anstiegs des Blutdrucks während des
Herzzyklus, und kann bei der Reduzierung des Spitzendrucks des Blutes
wirksam sein, das in das Koronarvenengefäßsystem abgegeben wird. Alternativ
kann die Röhre 170 ein
Ventil enthalten, das angrenzend an das Auslaßende 173 angeordnet
ist (ähnlich
zum Ventil 144 der Ausführungsform
der 16), um überschüssiges Blut
in den rechten Vorhof abzulassen.
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Als
eine weitere alternative Ausführungsform kann
die Röhre 170 einen
Verteiler aufweisen, der das Einlaßende 172 mit mehreren
Auslaßenden
verbindet. Jedes Auslaßende
kann dann mit einem anderen Segment des Herzvenengefäßsystems
verbunden sein. In dieser alternativen Ausführungsform ist das Koronarostium
wieder vorzugsweise vollständig
oder teilweise verschlossen, wobei irgendeine der Vorrichtungen
verwendet wird, die im vorhergehenden in bezug auf die 5A bis 5E oder 13 erläutert werden.
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Es
wird nun ein exemplarisches Verfahren zum Implantieren der Röhre der 20 beschrieben. Zuerst
wird eine Schneidkanüle
mit einer Bohrung, die geringfügig
kleiner als der Durchmesser des Stückes L des Einlaßendes 172 der
Röhre 170 ist,
eingesetzt, um einen transmuralen Gang im linken Ventrikel nahe
der Herzspitze zu schaffen (der sich durch das Myokard vom Endokard
zum Epikard erstreckt). Das Einlaßende 70 wird dann
in den Gang eingeführt,
und es werden Nähte
auf den Nähring 175 angebracht,
um das Einlaßende
der Röhre 170 mit
dem Herzen zu verbinden. Es können
Verschlußzangen angewendet
werden, um die Röhre
zusammenzudrücken
und einen Blutverlust zu verhindern, während das Auslaßende 173 implantiert
wird. Zusätzlich kann
ein biokompatibles Hydrogel zwischen dem Nähring und dem Epikard angeordnet
werden, um den Blutverlust während
des Nähvorgangs
zu reduzieren.
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Es
wird dann ein Schnitt in die obere Hohlvene oder den rechten Vorhof
gemacht, und das röhrenförmige Glied 176 des
Auslaßendes 173 wird
in das Koronarostium implantiert. Es wird eine Tabaksbeutelnaht 190 angebracht,
wo die Röhre 170 in
die obere Hohlvene oder den rechten Vorhof eintritt, um die Eintrittswunde
zu verschließen.
Folglich wird Blut, das in die Röhre 170 ausgestoßen wird,
durch das Einlaßende 172,
das im transmuralen Gang angeordnet ist, über die Röhre 170 in das Koronarvenensystem
gleitet, um eine retrograde Perfusion des Myokards bereitzustellen.
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Wie
es einem Fachmann natürlich
klar sein wird, sind die oben beschriebenen exemplarischen Anwendungen
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung nur veranschaulichend,
und verschiedene der oben beschriebenen Vorrichtungen können vorteilhaft
in anderen Kombinationen als den oben aufgeführten verwendet werden.
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Während oben
bevorzugte veranschaulichende Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben werden, wird es für
einen Fachmann offensichtlich sein, daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der beigefügten Ansprüche zu verlassen.