WO1996029942A1 - Katheter zum ablösen von abnormalen ablagerungen in menschlichen blutgefässen - Google Patents

Katheter zum ablösen von abnormalen ablagerungen in menschlichen blutgefässen Download PDF

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Abstract

Der mit einem Drehantrieb (20) verbundene Katheter (12) weist an seinem vorderen Ende (12a) ein aus Stator (14) und Rotor (16) bestehendes Schneidwerkzeug auf. Umfangsseitig angeordnete Schneiden von Rotor (16) und Stator (14) wirken scherenartig zusammen. Die abgelösten Ablagerungen werden durch eine schlauchförmige Hülle (22) über eine Abfuhrkammer (18) in einen Auffangbehälter (28) gefördert. Zur Förderung dient eine als Förderschraube ausgebildete Antriebswelle, die innerhalb der schlauchförmigen Hülle (22) angeordnet ist und welche den Drehantrieb (20) mit dem Rotor (16) verbindet. Ein solcher Rotationskatheter dient zum schonenden Entfernen und Abführen von Thromben und Stenosen in verengten Blutgefässen wie Arterien und Venen.

Description

KATHETER ZUM ABLÖSEN VON ABNORMALEN ABLAGERUNGEN IN MENSCHLICHEN BLUTGEFÄSSEN
Die Erfindung bezieht sich auf einen Katheter der im Ober¬ begriff des Anspruchs 1 genannten Art, welcher auch unter der Bezeichnung Rotationskatheter bekannt ist.
Ein solcher Katheter dient insbesondere zum Behandeln von arteriellen Verschlusserkrankungen durch Abtragen von Ste¬ nosen und Zerkleinern von Thromben. Er wird in die Arterie eingeführt und bis zu der verengten Stelle vorgeschoben, die zu behandeln ist. An seinem vorderen oder vorlaufenden Ende ist ein rotierend antreibbares Schneidwerkzeug angeordnet.
Ein beispielsweise aus der EP-B1-0 267 539 bekannter Katheter weist als Schneidwerkzeug einen im wesentlichen ellipsenförmigen Schneidfräser auf, dessen Oberfläche mit abrasive Material versehen ist und der mit einer Drehzahl bis zu 160'000/min angetrieben wird. Der Schneidfräser ist über eine biegsame Antriebswelle mit einem am anderen Ende des Katheters angeordneten Drehantrieb verbunden. Die Antriebswelle läuft in einer als Katheterschlauch dienenden schlauchförmigen Hülle. Durch die Antriebswelle hindurch erstreckt sich ein Führungsdraht, der vor dem Einführen des Katheters in die Arterie eingeführt und bis durch die Verengung hindurch vorgeschoben wird.
Bei diesem bekannten Rotationskatheter werden die durch den
Schneidfräser abgetragenen Partikel nicht aus dem Körper entfernt, da sie normalerweise kleiner als die roten Blut¬ zellen mit ca. 7 μ sein sollten. Falls einzelne abgetra- gene Partikel jedoch grösser als rote Blutzellen sind, ist das Risiko gross, daεs sie die Blutbahn an anderer Stelle verstopfen und somit zu einer Embolie führen können.
Ferner ist es aus der Literatur bekannt, die abgetragenen Partikel durch den Katheter abzusaugen. Dabei besteht jedoch das Risiko, dass zu viele Partikel nicht erfasst werden, so dass diese in die Blutbahn gelangen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Katheter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die abgetragenen Partikel nahezu vollständig aus dem Blutkreislauf entfernt werden.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Der erfindungsgemasse Katheter gewährleistet einen soforti- gen und stetigen Wegtransport der abgetragenen bzw. abgelö¬ sten Partikel, um mit Sicherheit zu vermeiden, dass diese in den Blutkreislauf gelangen können.
Durch eine Ausführungsform nach Anspruch 2 wird der Wirkungsgrad der Förderschraube erheblich verbessert.
Eine Ausführungsform nach Anspruch 3 stellt konstruktiv eine besonders einfache Lösung dar.
Durch eine Ausführungsform nach Anspruch 4 lässt sich der Wirkungsgrad noch weiter steigern, da die Fläche eines Vierkantquerschnitts eine höhere Förderleistung erbringt als beispielsweise ein runder Drahtquerschnitt. Eine Ausführungsform nach Anspruch 5 ermöglicht einerseits die freie Auswahl eines bezüglich Festigkeit besonders geeigneten Werkstoffes und andererseits einen geeigneten Schutz vor Korrosion sowie die Erfüllung entsprechender Forderungen in hygienischer und tribologischer Hinsicht.
Anspruch 6 beschreibt eine besonders bevorzugte Ausfüh- rungsform, bei der die Partikel unmittelbar nach dem Ablösen durch das Fenster auf die Förderschraube gelangen. Dadurch wird weitgehend vermieden, dass abgelöste Partikel in die Blutbahn gelangen können.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 7 wird im Gegensatz zu frei schneidenden Messern durch die Scherwirkung ein besser kontrollierbares Abtrennen der Ablagerungen erzielt und dabei auch die Gefahr von Verletzungen der Blutgefäss- wandungen reduziert. Insbesondere ist durch eine solche Ausführungsform auch besser kontrollierbar, dass die abge¬ trennten Partikel mit grösser Wahrscheinlichkeit durch das oder die Fenster in den Bereich der Forderschraube gelangen und somit vom Eintritt in die Blutbahn ferngehalten werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 8 greift der Rotor radial an den Ablagerungen an. Dadurch wird verhindert, dass beispielsweise im Bereich von
Krümmungen geradeaus in die Gefäεswand gebohrt werden kann.
Die weiteren abhängigen Ansprüche kennzeichnen weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeiεpiel der Er¬ findung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Einen Rotationskatheter in Gesamtansicht, mit An¬ trieb, Führungsdraht und Auffangbehalter für die aus dem Blutgefäss abgelösten Ablagerungsteile,
Fig. 2 den Kopfteil des Rotationskatheters nach Fig. 1, jedoch in einem grösseren Massstab, im Grundriss,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Kopfteil des Rotationskatheters gemäss Fig. 2 und
Fig. 4 Führungsdraht und Förderschraube in einem noch grösseren Massstab.
Der in Fig. 1 dargestellte Katheter 12, weist an seinem vorderen Ende 12a ein aus Stator 14 und Rotor 16 bestehen¬ des Schneidwerkzeug auf. An seinem hinteren Ende 12b ist der Katheter 12 über eine Abfuhrkammer 18 mit einem Dreh¬ antrieb 20 verbunden. In einer als Katheterschlauch dienen¬ den schlauchförmigen Hülle 22 ist eine flexible Antriebs- welle gelagert, die den Rotor 16 mit dem Drehantrieb 20 verbindet. Durch die gesamte Länge des Katheters 12 hin¬ durch erstreckt sich ein Führungsdraht 24, dessen vorderes Ende 24a aus dem Rotor 16 und dessen hinteres Ende 24b aus dem Drehantrieb 20 herausragt. Der Führungsdraht 24 weist an seinem vorderen Ende 24a eine Federspitze 24c auf. An die Abfuhrkammer 18 ist in radialer Richtung über einen Schlauch oder ein Rohr 26 ein Auffangbehalter 28 ange¬ schlossen.
Bei der Anwendung des Katheters 12 wird der Führungsdraht
24 mit seinem vorderen Ende 24a voraus in die zu behandeln¬ de Arterie oder Vene eingeführt und anschliessend unter Röntgenkontrolle bis an die verengte Stelle und durch diese hindurch manövriert. Hierauf wird der Katheter 12 auf dem Führungsdraht 24 nachgeführt. Sobald das vordere Ende 12a die zu behandelnde Stelle erreicht hat, wird der Dreh¬ antrieb 20 eingeschaltet, um die unerwünschten Ablagerungen mittels des Schneidwerkzeuges 14, 16 abzulösen und aus der Blutbahn herauszufordern. Die Drehzahl des Rotors 16 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 30*000 und 40'000/min. Während des Betriebes wird der Katheter 12 langsam vorge¬ schoben. Die abgetrennten und zerkleinerten Ablagerungen werden durch die schlauchförmige Hülle 22 bis zur Abfuhr¬ kammer 18 weggefördert und gelangen von dort in den Auffangbehalter 28.
Die Figuren 2 und 3 zeigen das vordere Ende 12a des Katheters 12 mit seinem Stator 14, seinem als Aussenläufer ausgebildetem Rotor 16, seiner schlauchförmigen Hülle 22 sowie dem vorderen Ende 24a des Führungsdrahtes 24. Die durch den Schnitt 30 unterbrochen dargestellte schlauch¬ förmige Hülle 22 lässt die flexible Antriebswelle 32 erkennen, deren vorderes Ende 32a mit dem Rotor 16 dreh- und zugfest verbunden ist. Innerhalb der Antriebswelle 32 erstreckt sich der Führungsdraht 24. Die Antriebswelle 32 ist als Förderschraube ausgebildet, um die durch das Schneidwerkzeug 14, 16 abgetragenen Ablagerungen durch die schlauchförmige Hülle 22 zur Abfuhrkammer 18 (Fig. 1) zu fördern.
Ein Abschnitt 14a des Stators 14 erstreckt sich in den Rotor 16 hinein. Es ist ersichtlich, dass der Stator- abschnitt 14a und der Rotor 16 hülsenförmig ineinander¬ greifen. Der Statorabschnitt 14a weist zwei umfangsseitig um 180° zueinander versetzte Scherfenster 14b, 14c auf. Der Rotor 16 weist ebenfalls zwei umfangsseitig um 180° zueinander versetzte Scherfenster 16b, 16c auf.
Das Fenster 14b des Statorabschnitts 14a ist in Umfangs- richtung schmäler als dasjenige 16b des Rotors 16. Die eine Kante des Rotorfensters 16b ist als Schneide I6d ausgebil¬ det. Die entgegengerichtete Kante des Statorfensters 14b ist als Gegenschneide 14d ausgebildet. Diese Gegenschneide 14d verläuft in axialer Richtung mindestens annähernd wellenförmig, bezogen auf eine zylindrische Fläche.
Die Schneide 16d und die Gegenschneide 14d wirken scheren¬ artig zusammen. Derartige Schneiden sind jeweils in beiden, auch als Scherfenster zu bezeichnenden Fenstern 14c, 16c, umfangsseitig um 180° zueinander versetzt angeordnet.
Der Rotor 16 weist in Richtung seiner Spitze ein im Durch¬ messer abnehmendes vorderes Ende 16a auf. Dadurch wird die verengte und zu behandelnde Stelle der Arterie oder Vene beim Einführen des Katheters 12 aufgeweitet.
Rotor 16 und Stator 14 bestehen vorzugsweise aus Metall. Der Führungsdraht 24 mit der Federspitze 24c ist ein Stahldraht. Die als Förderschraube dienende Antriebswelle 32 besteht aus einem beispielsweise beschichteten Stahl- draht. Die schlauchförmige Hülle 22 besteht aus Kunststoff.
Zur drehfesten Verbindung des Stators 14 mit der schlauch¬ förmigen Hülle 22 wird deren Ende 22a in den Stator 14 ein- gepresst. Zur Fixierung sind in der Mantelfläche des Sta- tors 14 Löcher 14e angeordnet, in welche das eingepresste Schlauchmaterial 22b formschlüssig hineinquillt.
Die Fig. 3 zeigt insbesondere, dass sich die Antriebswelle 32 bis in das vordere Ende 16a des Rotors 16 hinein- erstreckt und deren vorderes Ende 32a mit dem Rotor 16 dreh- und zugfest verbunden, beispielsweise in diesen eingepresεt ist. Ebenfalls ersichtlich ist, wie die - schlauchförmige Hülle 22 im Stator 14 durch die Löcher 14e formschlüsεig gesichert ist.
Die Fig. 4 zeigt den rechteckigen Querschnitt des Drahtes 32c der als Förderschraube dienenden, wendeiförmigen Antriebswelle 32. Durch die Anordnung des Fuhrungsdrahtes 24 koaxial innerhalb der Antriebswelle 32 ergibt sich ein besonders hoher Wirkungsgrad als Förderschraube. Die Förderung der abgetragenen Teile der Ablagerungen erfolgt innerhalb des Katheterschlauches 22 nahezu linear.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Katheter zum Ablösen von abnormalen Ablagerungen in menschlichen Blutgefäεsen, wie Arterien oder Venen, mit einem an seinem vorderen Ende (12a) angeordneten, einen Rotor (16) aufweisenden Schneidwerkzeug (14, 16), wel¬ ches über eine in einer schlauchförmigen Hülle (22) angeordneten flexiblen Antriebswelle (32) mit einem am hinteren Ende (12b) des Katheters (12) anschliessbaren Drehantrieb (20) verbindbar ist, dadurch gekennzeich¬ net, dasε die flexible Antriebswelle als Förderschraube (32) auεgebildet und derart gewendelt iεt, daεε εie in angetriebenem Zustand die abgetrennten Ablagerungen in Richtung des Drehantriebs (20) fördert.
2. Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Führungsdraht (24) koaxial durch die als Förderschraube ausgebildete flexible Antriebswelle (32) hindurcherstreckt.
3. Katheter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass die als Förderschraube ausgebildete Antriebs- welle (32) aus einem gewendelten Draht (32c) besteht.
4. Katheter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dasε der Draht (32c) im Querschnitt im wesentlichen recht¬ eckig ist.
5. Katheter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (32c) beschichtet ist
6. Katheter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (14, 16) mindestens ein Fenster (14b, 14c, 16b, 16c) aufweist, durch welches die Ablagerungen beim Abtrennen inε Innere des Schneidwerkzeuges (14, 16) gefördert werden und dasε εich die Antriebswelle (32) bis in das Innere des Schneidwerkzeuges (14, 16) hineinerstreckt.
7. Katheter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daεs das Schneidwerkzeug (14, 16) einen Stator (14) mit einem Statorabschnitt (14a) aufweist und dasε am Statorabschnitt (14a) und am Rotor (16) scherenartig zusammenwirkende Schneiden (14d, 16d) angeordnet sind.
8. Katheter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorabschnitt (14a) und der Rotor (16) wenigstens im Bereich der Schneiden (14d, 16d) zumindest annähernd zylinderförmig ausgebildet sind, dass der Rotor (16) den Statorabschnitt (14a) als Ausεenläufer umgibt und daεs die Schneiden (14d, 16d) in den Mantelflächen des Rotors (16) und des Statorabschnitts (14a) angeordnet sind.
9. Katheter nach Anεpruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster (14b, 14c, 16b, 16c) in den Mantelflächen des Statorabschnitts (14a) und des Rotors (16) angeord¬ nete Scherfenεter εind, deren Kanten alε die Schneiden (14d, 16d) auεgebildet sind.
10. Katheter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Statorabschnitt (14a) und/oder im Rotor (16) gleich- massig über den Umfang verteilt mindestens zwei Scher¬ fenster (14b, 14c, 16b, 16c) angeordnet sind.
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