DE102011121964B4

DE102011121964B4 - Katheter mit steuerbarer Katheterspitze

Info

Publication number: DE102011121964B4
Application number: DE102011121964.5A
Authority: DE
Inventors: Axel Böse
Original assignee: Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Current assignee: Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: DE102011121964A1

Abstract

Steuerbarer Katheter (1) für diagnostische und therapeutische Zwecke, vorwiegend zum Einsatz in Gefäßsystemen, umfassend zumindest- ein erstes Rohrelement (2) mit einem ersten distalen Ende (2') und einem ersten proximalen Ende (2''),- ein zweites Rohrelement (3)- einen distalen Bereich (6) mit einer distalen Öffnung (6'),- einen Zwischenbereich (7) und- einen proximalen Bereich (8),- zumindest ein erstes flexibles Element (12), mit einem distalen Ende (12a) und einem lateralen Ende (12b), wobei das erste flexible Element (12) im distalen Bereich (6) des Katheters (1) angeordnet ist und wobei das erste Rohrelement (2) und das zweite Rohrelement (3) koaxial zueinander angeordnet sind undwobei der distale Bereich (6) durch Relativbewegung der Rohrelemente (3) und (2) zueinander entlang einer Achse (x) und Aufbringen einer Kraft (F) auf das distale Ende des ersten flexiblen Elementes (12) verformbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Katheter mit einer steuerbaren Katheterspitze für diagnostische und therapeutische Zwecke, vorwiegend zum Einsatz in Gefäßsystemen, wie er beispielsweise bei endovaskulären Interventionen eingesetzt wird.
Für die Behandlung von Gefäßerkrankungen oder Behandlungen von Erkrankungen im nahen Umfeld von Blutgefäßen werden Katheter über das Gefäßsystem zum Ort der Erkrankung vorgeschoben. Diese Gefäßerkrankungen können z.B. Gefäßaussackungen, so genannte Aneurysmen, sein. Hierbei kann die Struktur des Gefäßsystems sehr komplex sein.
Katheter werden derzeit durch eine Kombination mit einem Führungsdraht im abwechselnden Vorschieben platziert. Hierbei können sowohl Katheter als auch Führungsdraht vorgeformt werden. Durch den Vorschub eines steifen Führungsdrahtes können sich gebogenen Katheterspitzen wieder aufrichten.
Für größere Kaliber gibt es auch Steuerungsmechanismen, z.B. Elektrophysiologie-Katheter, die ein Biegen der Spitze ermöglichen.
In der DE 698 37 652 T2 wird ein lenkbarer Katheter offenbart, der ein Rohrelement mit einem proximalem und einem distalen Ende, einen distalen Bereich mit einer distalen Öffnung, einen Zwischenbereich und einen proximalen Bereich aufweist. Des Weiteren wird ein Zugdraht offenbart, der im distalen Bereich angeordnet ist und der durch Aufbringen einer Kraft auf sein distales Ende den distalen Bereich des Katheters verformt.
Weiterhin wird in der WO 01/ 13 812 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ablation von erkranktem Gewebe offenbart. Das Verfahren umfasst das Einführen eines flexiblen länglichen Elements in eine vorbestimmte Gewebestelle, wobei ein flexibles längliches Element ein proximales Ende, ein distales Ende und ein sich dazwischen erstreckendes erstes Längslumen aufweist. Ein Ablenkungselement ist fest an dem distalen Ende des länglichen Elements angebracht und wird in Längsrichtung relativ zu dem länglichen Element manipuliert, wodurch sich das distale Ende des länglichen Elements biegt. Ein verschiebbarer Leiter wird durch das Lumen in der Nähe der Gewebestelle positioniert, und Energie wird durch den Leiter zum distalen Ende des länglichen Elements übertragen, um das Zielgewebe abzutragen, zu koagulieren oder photochemisch zu modulieren, ohne umgebendes Gewebe zu beschädigen.
In der US 5 842 984 A wird ein Ablationskatheterverfahren sowie ein System zur Erzeugung linearer Läsionen in einem Vorhof oder einer anderen Kammer eines Herzens offenbart. Dieses System umfasst eine Anordnung leicht steuerbarer, mit Elektroden versehener, bogenförmiger distaler Katheterformen, die leicht eingesetzt werden können, um die Innenwandoberfläche des rechten Vorhofs zu kontaktieren. Somit wird ein einfaches Aufzeichnen und Abbilden von Impulsen ermöglicht und danach einen anhaltenden Kontakt erleichtert.
Des Weiteren wird in der US 4 920 980 A ein Katheter offenbart, der einen röhrenförmigen Körper mit einer Bohrung umfasst, in dem ein Drahtelement lose in der Bohrung positioniert ist. Das Drahtelement ist am Katheter an einer Position neben dem distalen Ende befestigt, wobei diese Position radial von der Achse des Katheters beabstandet ist. Das Drahtelement erstreckt sich durch die Bohrung und aus dem proximalen Ende des Katheters heraus, so dass das distale Ende des Katheters durch Ziehen des Drahtelements gebogen werden kann. Das Drahtelement kann auch am distalen Ende des Katheters mit einer Elektrode verbunden sein, so dass das Drahtelement sowohl als Biegesteuerelement als auch als Mittel zur elektrischen Verbindung mit der Elektrode dient.
Die Katheter mit Steuermechanismus sind im Durchmesser sehr groß und nicht für den Einsatz in kleinen Arterien z.B. im Kopf geeignet. Es werden nur große Biegeradien erreicht.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Katheter mit geringem Durchmesser zur Verfügung zu stellen, der mit einfachen Mitteln die Steuerung der Katheterspitze erleichtert.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Katheter gemäß Anspruch 1 sowie den weiteren vorteilhaften Ausführungsformen gemäß den Unteransprüchen.
Vorgeschlagen wird ein lenkbarer Katheter, welcher für diagnostische und therapeutische Zwecke, vorwiegend zum Einsatz in Gefäßsystemen geeignet ist.
Dieser umfasst zumindest,

- ein erstes Rohrelement mit einem ersten distalen Ende und einem ersten proximalen Ende,
- ein zweites Rohrelement,
- einen distalen Bereich (6) mit einer distalen Öffnung, einen Zwischenbereich und
- einen proximalen Bereich,
- zumindest ein erstes flexibles Element, mit einem distalen Ende und einem lateralen Ende, wobei das erste flexible Element im distalen Bereich des Katheters angeordnet ist und

Vorzugsweise ist ein Zugmittel zum Aufbringen einer Kraft F auf das distale Ende des ersten flexiblen Elementes vorgesehen, wodurch der distale Bereich verformbar ist.
Durch Aufbringen der Kraft F auf das Zugmittel ist der distale Bereich des Katheters vorzugsweise biegbar. Dies kann zum einen dadurch erreicht werden, dass die flexible Spitze Bereiche mit unterschiedlicher Steifigkeit aufweist, und/oder dadurch, dass das Zugmittel nur an Teilen der Katheterspitze befestigt ist und somit eine außermittige Kraftwirkung auf die Spitze ausgeübt wird.
Durch das Verformen der Spitze wird ein leichteres Abbiegen des Katheters und hierbei insbesondere der Katheterspitze in eine Gefäßabzweigung ermöglicht.
Wirkt die Kraft F, vorzugsweise die Zugkraft F gleichmäßig auf die Katheterspitze, wird eine Verkürzung des distalen Bereichs bzw. der Katheterspitze durch ein Zusammendrücken bzw. Zusammenziehen des ersten flexiblen Elements erreicht. Dadurch wird eine gezielte Versteifung der Katheterspitze möglich.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein zweites flexibles Element im distalen Bereich des Katheters angeordnet ist und das zweite flexible Element mit dem ersten flexiblen Element verbunden ist. Dieses zweite Federelement wird durch das Aufbringen einer Zugkraft gebogen.
Verkürzt sich nun beim Aufbringen der maximalen Zugkraft das erste flexible Element, wird das Katheterrohrelement über das gebogene zweite flexible Element hinausgeschoben. Hierdurch kann die Katheterspitze zudem über das gebogene Katheterstück hinaus in ein abzweigendes Gefäß vorgeschoben werden.
Durch die Biegung und den gleichzeitigen Vorschub des Katheters über die Biegung wird ein schnelleres und einfacheres platzieren des Katheters in Gefäßabzweigungen ermöglicht. Darüber hinaus wird durch das Vorschieben des Katheters über die gebogene Katheterspitze hinaus der Katheter im abzweigenden Gefäß gesichert und ein Herausrutschen des Katheters aus dem Gefäß verhindert.
Als flexible Elemente können Federelemente, Gitterelemente, Geflechtelemente, Gewebeelemente oder eine Kombination von Materialeigenschaften z.B. von weicheren und härteren Materialien und/oder unterschiedliche Materialgeometrien aber auch Kombinationen aus diesen zum Einsatz kommen. Beispielsweise können durch Variation der Wandstärke des flexiblen Elements härtere und weichere Bereiche eingestellt werden.
Das Zugmittel zum Aufbringen der Zugkraft F am distalen Ende der Katheterspitze kann ein Schlauch oder die Rohrelemente sein. Vorzugsweise steht das Zugmittel mit dem distalen Ende des flexiblen Elementes zumindest teilweise in Verbindung.
Das Zugmittel das zum Aufbringen der Zugkraft F vorgesehen ist, kann in dem ersten Lumen angeordnet sein, kann aber auch in einem zweiten Lumen, welches zusätzlich in dem Rohrelement angeordnet ist, geführt werden. Diese Anordnung des Zugmittels in einem separaten Lumen hat den Vorteil, dass das erste Lumen zur Durchführung von Therapien genutzt werden kann.
Ein Rohr oder Schlauch könnte z.B. koaxial zum ersten Rohrelement geführt werden. Dadurch könnte das Rohr oder der Schlauch an sich als Zugmittel eingesetzt werden oder ein Zwischenlumen oder Hilfslumen zum Abgrenzen des Zugmittels vom Arbeitslumen bilden.
In dem ersten Lumen sind im Bereich der Katheterspitze vorzugsweise zwei flexible Elemente, bevorzugt zwei Federelemente angeordnet. Diese können beweglich gegenüber der Innenwand ersten Rohrelements des Katheters angeordnet sein. Die Federelemente weisen ein distales und ein laterales Ende auf, wobei das laterale Ende des ersten Federelementes an der Katheterinnenwand, vorzugsweise der Innenwand ersten Rohrelements des Katheters befestigt ist.
Am distalen Ende der Federelemente befindet sich ein Element zur Übertragung einer Zugkraft an das laterale Ende des Katheters, welches beispielsweise mit dem Zugmittel in Verbindung steht.
Durch das Aufbringen einer Zugkraft Fzug 1 mittels des Zugmittels auf dieses Element kommt es zu einer Verformung der Spitze des Katheters in der Art, dass sich das distale Federelement durch die Zugkraft F krümmt und anschließend das laterale Federelement durch eine maximale Zugkraft F_max zusammenpresst. Dadurch wird sowohl eine Biegung als auch ein Vorschub des Katheters bzw. der Katheterspitze über diese Biegung erreicht.
Die Federelemente können sowohl durch zusätzlich integrierte Bauelemente realisiert werden, als auch durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien oder Materialgeometrien und -anordnungen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Lumen als ein Arbeitslumen für zumindest einen Führungsdraht oder ein Kontrastmittel ausgebildet ist. Letzteres ermöglicht beispielsweise eine Kontrastmittelinjektion.
Erfindungsgemäß ist der Katheter nach einem sogenannten „Rohr-in-Rohr-Prinzip“ ausgestaltet.
Hierbei umfasst der Katheter zumindest ein erstes und ein zweites Rohrelement, wobei das erste Rohrelement und das zweite Rohrelement koaxial zueinander angeordnet sind und die Rohrelemente axial zueinander verschiebbar sind.
Bei diesen Ausführungsformen der Erfindung bildet das erste Rohrelement ein Außenrohrelement und das zweite Rohrelement ein Innenrohrelement, in welchem ein erstes Lumen ausgebildet ist, welches beispielsweise zur Aufnahme eines oder mehrerer flexibler Elemente, vorzugsweise Federelemente, dient.
Zudem kann dieses Lumen auch als Arbeitslumen zur Aufnahme eines Führungsdrahts für diagnostische und therapeutische Behandlungen dienen.
Daneben kann in dem ersten Lumen ein Zugmittel vorgesehen sein, das in Verbindung mit zumindest einem flexiblen Element steht und durch Aufbringung einer Kraft und Übertragung dieser auf zumindest ein flexibles Element eine Verformung, vorzugsweise Biegung, Verkürzung oder Verlängerung der Katheterspitze bewirken kann.
Das flexible Element kann als Federelement, insbesondere als eine Druckfeder, Geflecht oder ein Gitterelement ausgebildet sein und ist vorzugsweise im vorderen Bereich des Katheters, das heißt in seiner Spitze, die den distalen Bereich bildet, angeordnet.
Die Feder ist beispielsweise im Ausgangszustand gestreckt, so dass die Windungen nicht aufeinanderliegen; durch das Ausüben eines Zugs auf die Feder, beispielsweise mittels des Zugmittels, das mit einem distalen Ende der Feder verbunden ist, wird diese Feder zusammengedrückt und damit gestaucht, so dass die Federelemente aufeinanderliegen. Das sorgt dafür, je nachdem wie die Form der Feder ausgestaltet ist, dass die Form der Feder auf den Katheter übertragen wird.
Ein oder mehrere Federelemente können zwischen den beiden Rohrelementen angeordnet sein. Im Ausgangszustand, das heißt vor dem Aufbringen einer Kraft auf die Federelemente, liegen diese Federelemente weit auseinander, wodurch die Feder sehr weich sein kann. Bei Aufbringung einer Kraft und dem Zusammendrücken der Feder liegen nun die Windungen der Feder aufeinander und die Feder ist hierdurch versteift.
Je nach der Form der Feder im Ausgangszustand, der beispielsweise ein vorgespannter Zustand sein kann, lässt sich die Feder beispielsweise durch Zusammendrücken bei Zugeinwirkung mittels eines Zugmittels in ihrer Form verändern. Beispielsweise kann eine im vorgespannten Zustand gewölbte oder gebogene Feder durch Zugeinwirkung auf das Zugmittel wieder in eine gerade Form überführt werden. Damit kann die Katheterspitze gesteuert werden.
Ein Katheter, welcher eine geformte, vorzugsweise gekrümmte Spitze aufweist, kann durch Zug- bzw. Druckeinwirkung wieder aufgerichtet werden, so lange, bis die Windungen der Feder aufeinanderliegen und die Katheterspitze steif und gerade ist. Erfindungsgemäß kann also die Verformung oder Biegung oder Verkürzung der Katheterspitze durch Zug- bzw. Druckeinwirkung auf zumindest das erste flexible Element, vorzugsweise die Feder, entweder durch das Rohr-in-Rohr-Prinzip oder durch das Zugmittel erzeugt werden.
Bei dem Rohr-in-Rohr-Prinzip kann die Feder beispielsweise innerhalb des Katheters im distalen Bereich auf dem Innenrohrelement aufliegen und an dem Außenrohrelement an einem distalen Ende an zumindest einer diskreten Stelle befestigt sein. Wird an dem Außenrohr gezogen, wird die Feder beispielsweise einseitig gekrümmt, d.h. sie wird um die Ebene gebogen, in der sie im Innenrohr aufsitzt, beispielsweise um die zweite Ebene, durch die der distale Bereich des Katheters begrenzt wird.
Das erste Rohrelement und/oder das zweite Rohrelement und/oder die Verstärkungslage können ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Hierbei können ein oder mehrere Gewebe, Gewirke, Geflechte, Gitter, Netze, Vliese, Faserstranggebilde zu Einsatz kommen. Ebenfalls können eine Feder, eine durchgehende oder perforierte Folie oder ein durchgehender oder perforierter Schlauch und dergleichen, sowie Kombinationen daraus vorgesehen sein.
Insbesondere durch Materialkombinationen, bei denen ein steiferes und ein flexibleres Material miteinander in Verbindung stehen, lassen sich hervorragende Eigenschaften für den Katheter insbesondere im distalen Bereich und hierbei insbesondere hinsichtlich seiner gezielten Verformbarkeit, wie beispielsweise Biegbarkeit und Lenkbarkeit, wobei ungewollte Verletzungen im Bereich von Gefäßwänden vermieden werden können.
Es ist vorgesehen, dass das erste Rohrelement und/oder das zweite Rohrelement und/oder die Verstärkungslage zumindest ein Material umfassen, welches der folgenden Gruppe angehört:

- Kunststoffe, beispielsweise TPU, Silikon, Kautschuk, PE, PP, PA, vorzugsweise Nylon oder Darcon, Biopolymere, sowie deren Mischungen und Copolymere und Kombinationen daraus, vorzugsweise Füllstoffe beinhaltend, besonders bevorzugt Calciumcarbonat oder anorganische Faserstoffe beinhaltend,
- Metall, beispielsweise Titan, Edelstahl oder sonstige körperverträgliche Metalllegierungen,
- keramische Materialien,
- natürliche Faserstoffe, beispielsweise Hanf, Baumwolle und dergleichen.

Durch eine derart breitgefächerte Materialkombination kann der Katheter in definierten Teilbereichen funktional auf den jeweiligen Anwendungszweck eingestellt werden.
Das Außenrohrelement kann ein anderes Material umfassen als das Innenrohrelement. Hierdurch können Katheter mit variierbaren Eigenschaften hergestellt werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest das erste Rohrelement ein anderes Material umfasst als das zweite Rohrelement. Hierdurch können Katheter mit variierbaren Eigenschaften hergestellt werden.
Für das Zug- oder Druckmittel zum Aufbringen der Kraft F und/oder das flexible Element können folgende Materialien allein oder in Kombination untereinander eingesetzt werden:

- Metall, vorzugsweise auf Basis von Titan, Edelstahl, Edelmetall und dergleichen,
- Kunststoffe, vorzugsweise verstärkte und/oder gefüllte Kunststoffe, besonders bevorzugt faserverstärkte Kunststoffe auf Basis von Polyolefinen, Polyamid, Polyester und dergleichen,
- kunststoffummantelte Drähte.

Der erfindungsgemäße Katheter kann bedingt durch seinen Aufbau sehr unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Beispielsweise können für das Innenrohrelement und/oder das Außenrohrelement und/oder die Verstärkungslage Außendurchmesser zwischen 0,2 mm bis 20 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 mm bis 10 mm. Die Wanddickenbereiche können zwischen 0,001 mm bis 2 mm vorgesehen sein.
Bei Anwendungen im Bereich einer Aorta oder großen Vene können Katheter mit einem Außendurchmesser bis zu 8 mm zum Einsatz kommen. Bei sehr kleinen Gefäßen können Mikrokatheter mit Außendurchmessern von etwa 0,4 mm vorgesehen sein.
Der gesamte Katheter oder auch Teile davon die nachträglich zusammengebaut werden wie das Innenrohrelement und/oder das Außenrohrelement und/oder die Verstärkungslage können beispielsweise durch Extrusion, Coextrusion oder Spritzgießen hergestellt werden.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Innenrohrelement mit dem Außenrohrelement und/oder die Verstärkungslage mit dem Innenrohrelement und/oder dem Außenrohrelement während des Fertigungsprozesses, beispielsweise Extrusion, Coextrusion oder Spritzgießen oder einen anschließenden Fügeprozess, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Lasern und dergleichen in Verbindung gebracht werden.
Verwendungsmöglichkeiten für den erfindungsgemäßen Katheter werden insbesondere für folgende Bereiche gesehen:

1. Therapie von Gefäßerkrankungen
2. Interventionelle Radiologie.

Beispielhaft werden Ausführungsformen der Erfindung in den nachfolgenden Figuren dargestellt und näher beschrieben.

1a: schematisch den Aufbau eines axial aufgeschnittenen Katheters mit einem ersten und zweiten Rohrelement und dazwischen liegendem flexiblen Element in Ausgangsstellung,
1b: schematisch den Katheter aus 1a im verkürzten Zustand,
1 c: schematisch die Katheterspitze aus 1a im gebogenen Zustand,
2a: schematisch einen Katheter mit einem ersten und einem zweiten Lumen,
2b: den schematischen Aufbau des Katheters aus 2a in einer Schnittdarstellung,
3a: den schematischen Aufbau eines Katheters mit einem ersten und einem zweiten flexiblen Element in Ausgangsstellung in einer Schnittdarstellung,
3b: schematisch den Katheter aus 3a im gebogen Zustand durch eine außermittig angeordnete Zugkraft,
3c: schematisch den Katheter aus 3a im gebogen und über die Biegung hinausgeschobenen Zustand durch eine erhöhte Zugkraft,
4a: schematisch einen Katheter mit einem Geflechtelement in der Katheterspitze im Ausgangszustand und
4b: schematisch den Katheter aus 4a im belasteten bzw. versteiften Zustand.

Die Erfindung ist nicht auf die aufgezeigten Verwendungsmöglichkeiten und Materialien sowie Kombinationen dieser beschränkt, sondern kann auch für andere Anwendungen zum Tragen kommen, zum Beispiel zur Inspektion von Hohlräumen, Schläuchen und Rohren aller Art eingesetzt werden.
1a zeigt schematisch den Aufbau eines Katheters 1 mit einem ersten Rohrelement 2 und zweiten Rohrelement 3 nach einem Rohr-in-Rohr-Prinzip in einer Draufsicht und als Schnittdarstellung A - A. Der Katheter befindet sich in Ausgangsstellung, d.h. auf den Katheter wird noch keine Kraft Fzug ausgeübt, um diesen insbesondere im Bereich seiner Spitze bzw. in seinem distalen Bereich 6 zu verformen, vorzugsweise zu biegen oder zu verkürzen oder zu verlängern.
Ein flexibles Element in Form eines Federelements 12 ist in einem Zwischenraum 5 angeordnet, der durch die zueinander koaxiale Anordnung des ersten Rohrelements 2 und des zweiten Rohrelements 3 entsteht.
Der distale Bereich 6 mit einer distalen Öffnung 6' erstreckt sich von einer ersten fiktiven Ebene 6a zu einer zweiten fiktiven Ebene 6b und bildet ein Lumen 4. Das Federelement 12 steht in dem Zwischenraum 5 an diskreten Stellen mit dem Rohrelement 2 in Verbindung und kann beispielsweise zusätzlich auf dem Rohrelement 2 oder dem Rohrelement 3 aufliegen, was in dieser Figur nicht dargestellt ist.
Durch Relativbewegung der Rohrelemente 3 und 2 zueinander entlang einer Achse x, beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Luer-Connectors kann beispielsweise auf das Rohrelement 3 eine Zugkraft Fzug ausgeübt werden, wie in der Schnittdarstellung A-A gemäß 1b dargestellt. Hierdurch wird die Katheterspitze verkürzt und durch das gleichzeitige Zusammendrücken des Federelements 12, dessen Windungen nunmehr aufeinander liegen, versteift. Die Kraft Fzug kann ebenfalls auf das Rohrelement 2 ausgeübt werden, was nicht in 1b dargestellt ist.
In 1c ist ein Katheter 1 in Schnittdarstellung A-A dargestellt, der im Wesentlichen den Aufbau des Katheters aus 1a aufweist. Zudem ist im distalen Bereich 6, vorzugsweise in der Nähe der distalen Öffnung 6' ein Mittel 11, wie beispielsweise ein Zugdraht oder ein nur partiell fixiertes Innenrohr vorgesehen, über den eine in Bezug auf die Achse x einseitig wirkende Kraft F_zug auf das Federelement 12 ausgeübt wird, wodurch eine Biegung der Katheterspitze ermöglicht wird.
In 2a wird schematisch ein Katheter 1 in einer Draufsicht und in 2b in einer Schnittdarstellung gezeigt. Der Katheter umfasst ein Rohrelement 2, in welchem ein erstes Lumen 4 und ein zweites Lumen 14 ausgebildet sind. In dem zweiten Lumen 14 ist ein Draht 11 angeordnet. Dieser Draht 11 steht über ein Verbindungselement 11 a mit einem distalen Ende 12a eines ersten flexiblen Elementes 12 zumindest teilweise in Verbindung, um in diesem Bereich des Rohrelements 2 eine Kraft F_zug auf das Rohrelement 2 aufbringen zu können. Alternativ und nicht in der 2b dargestellt, kann der Draht 11 direkt mit dem distalen Ende 12a des flexiblen Elements 12 in Verbindung stehen.
Durch Aufbringung dieser Zugkraft auf den Draht 11 kann das Federelement 12 zusammen mit dem Rohrelement 2 in diesem Bereich einseitig zusammengedrückt werden, wodurch eine Biegung der Katheterspitze verursacht wird, was in den 2a und 2b nicht dargestellt ist.
In 3a wird schematisch der Aufbau eines Katheters 1 gezeigt, der sich in einer Ausgangsstellung befindet.
Der Katheter 1 umfassend dabei zumindest, ein erstes Rohrelement 2 mit einem ersten distalen Ende 2' und einem ersten proximalen Ende 2", einen distalen Bereich 6 mit einer distalen Öffnung 6', wobei sich der distale Bereich 6 von einer ersten fiktiven Ebene 6a zu einer zweiten fiktiven Ebene 6b erstreckt. Im Bereich der zweiten Ebene 6b weist das Rohrelement 2 eine sprunghafte Verkleinerung des Durchmessers des Lumens 4, bezogen auf eine Achse x auf, wodurch an der Innenwand des Rohrelements 2 eine umlaufende Stufe 2a gebildet wird.
Zudem umfasst der Katheter 1 einen Zwischenbereich 7 und einen proximalen Bereich 8, an welchem ein Anschlussstück, was in der Figur nicht dargestellt ist, beispielsweise ein Luer-Connector, vorgesehen sein kann, der mit einem Draht 11 in Verbindung steht und zur Aufbringung der Kraft F geeignet ist.
Weiterhin vorgesehen ist ein erstes flexibles Element 12, mit einem distalen Ende 12a und einem proximalen Ende 12b, wobei das erste flexible Element 12 im distalen Bereich 6 des Katheters 1 auf der Stufe 2a angeordnet ist.
Zudem ist ein zweites flexibles Element 13, umfassend ein distales Ende 13a und ein proximales Ende 13b, im distalen Bereich 6 des Katheters 1 angeordnet, welches dem ersten flexiblen Element 12 an dessen distalen Ende 12a nachgeschaltet ist, wobei das zweite flexible Element 13 mit dem ersten flexiblen Element 12 an dessen distalem Ende 12a verbunden ist. Der Draht 11 ist mit dem distalen Ende 13a des zweiten flexiblen Elements 13 verbunden.
Durch Aufbringen einer Kraft auf den Draht 11 ist der distale Bereich 6 des Katheters biegbar oder verkürzbar.
3b zeigt schematisch den Aufbau des Katheters aus 3a im verformten, d.h. um seine Achse x gebogenen Zustand. Auf den Zugdraht 11, welcher in dem Lumen 4 angeordnet ist, ist eine Zugkraft F_zug1 aufgebracht worden, die durch die außermittige Anordnung des Zugdrahts in Bezug auf die Achse x zu einer Biegung der Feder führt.
In 3c wird schematisch der Katheter 1 aus 3a im um die Achse x gebogen Zustand gezeigt, wobei das Rohrelement 2 durch eine erhöhte Zugkraft F_zugmax über das gebogene Federelement 13 hinaus vorgeschoben werden kann, beispielsweise in ein abzweigendes Gefäß hinein, wie in der Figur nicht gezeigt.
4a ist schematisch ein Katheter 1 mit einem flexiblen Element, in Form eines Geflechtelements 12 in der Katheterspitze 6 im Ausgangszustand dargestellt. Das Geflechtelement 12 steht in diskreten Bereichen 6d in Verbindung mit dem distalen Ende 2' des Rohrelements 2. In diesem unbelasteten Zustand ist das Geflechtelement als ein relativ weiches und flexibles Element ausgebildet.
Durch Aufbringen einer Kraft F auf zumindest ein Zugmittel, bevorzugt einen Draht 11, der in der 4a nicht dargestellt ist, wird die Katheterspitze zusammen mit dem Geflechtelement zusammengezogen und hierdurch verkürzt und gleichzeitig versteift, wie in 4b schematisch dargestellt.
Ebenso und nicht dargestellt in den 4a und 4b kann das flexible Element mehrteilig ausgebildet sein und ein Federelement und/oder ein Gitterelement und/oder ein Geflechtelement und/oder ein Gewebeelement sein. Somit kann eine Kombination von Materialeigenschaften und/oder Materialgeometrien erzeugt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die bisher aufgezeigten Verwendungsmöglichkeiten und Materialien sowie Kombinationen dieser beschränkt, sondern kann auch für zur Untersuchung anderer Körperorgane und auch technischen Geräten angewandt werden, zum Beispiel Inspektion von Hohlräumen Schläuchen und Rohren aller Art eingesetzt werden.

Claims

Steuerbarer Katheter (1) für diagnostische und therapeutische Zwecke, vorwiegend zum Einsatz in Gefäßsystemen, umfassend zumindest - ein erstes Rohrelement (2) mit einem ersten distalen Ende (2') und einem ersten proximalen Ende (2''), - ein zweites Rohrelement (3) - einen distalen Bereich (6) mit einer distalen Öffnung (6'), - einen Zwischenbereich (7) und - einen proximalen Bereich (8), - zumindest ein erstes flexibles Element (12), mit einem distalen Ende (12a) und einem lateralen Ende (12b), wobei das erste flexible Element (12) im distalen Bereich (6) des Katheters (1) angeordnet ist und wobei das erste Rohrelement (2) und das zweite Rohrelement (3) koaxial zueinander angeordnet sind und wobei der distale Bereich (6) durch Relativbewegung der Rohrelemente (3) und (2) zueinander entlang einer Achse (x) und Aufbringen einer Kraft (F) auf das distale Ende des ersten flexiblen Elementes (12) verformbar ist.
Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der distale Bereich (6) durch Aufbringen der Kraft (F) auf das distale Ende (12a) des ersten flexiblen Elementes (12) biegbar ist.
Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der distale Bereich (6) durch Aufbringen einer Kraft (F) auf das distale Ende (12a) des ersten flexiblen Elementes (12) verkürzbar ist.
Katheter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites flexibles Element (13) im distalen Bereich (6) des Katheters (1) angeordnet ist und das zweite flexible Element (13) mit dem ersten flexiblen Element (12) verbunden ist.
Katheter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft (F) mittels eines Zugmittels (11) erzeugbar ist.
Katheter nach Anspruch 5, wobei das Zugmittel (F) - ein Schlauch oder - die Rohrelemente (2) oder (3) sind.
Katheter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (11) mit dem distalen Ende (12a) des ersten flexiblen Elementes (12) zumindest teilweise in Verbindung steht.
Katheter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (11) mit einem distalen Ende (13a) des zweiten flexiblen Elementes (13) zumindest teilweise in Verbindung steht.
Katheter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement (2) beim Aufbringen einer maximalen Kraft (F_zugmax) auf das Zugmittel (11) über das zweite flexible Element (13) hinausschiebbar ist.
Katheter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste oder zweite flexible Element (12, 13) ein Federelement, ein Gitterelement, ein Geflechtelement, ein Gewebeelement oder eine Kombination davon ist.
Katheter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Lumen (14) zur Aufnahme des Zugmittels (11) vorgesehen ist, welches in dem ersten Rohrelement (2) angeordnet ist.