DE19504260A1

DE19504260A1 - Catheter for enlarging narrowed arteries

Info

Publication number: DE19504260A1
Application number: DE1995104260
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Doernhoefer; Burkard Dipl Ing Huslein; Christian Dipl Ing Meyer; Erhard Prof Dr Med Starck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-02-09
Filing date: 1995-02-09
Publication date: 1996-09-12

Abstract

The catheter has a flexible catheter shaft (1) in which an inner flexible shaft (2) is located which at its end has an ultrasonic device to produce vibration. This consists of two cylinders (3,4) held separate from each other by a spring (5). One cylinder (3) is fixed to the inner shaft whilst the other can slide axially. The two cylinders are joined by highly flexible fibres (6) which carry a fixed or movable ball shaped mass (7) in their centres. The whole arrangement is covered by a highly flexible sleeve (8). When the ball shaped masses are rotated they fly outwards and if they hit a hard mass they bounce off it and back again producing a hammer effect at a controlled frequency in the ultrasound area.

Description

Die Erfindung betrifft einen Katheter - zur perkutanen transluminalen Angioplastie PTA - der mittels endogen erzeugten Vibrationen, vornehmlich im Ultraschallbereich, zum Er weitern und/oder Eröffnen von krankhaft verengten oder verschlossenen Blutgefäßen dient.The invention relates to a catheter percutaneous transluminal angioplasty PTA the vibrations generated by endogenous, mainly in the ultrasound range, for Er continue and / or open up morbidly narrowed or closed blood vessels serves.

Ziel der Erfindung ist eine möglichst einfache Behandlungsmethode, mit möglichst langfris tigen Behandlungserfolgen, durch geringe Traumatisierung zu erreichen. Dieses Ziel soll durch ein rotierendes Werkzeug ohne scharfe Kanten erreicht werden. Dabei sollen vom rotierenden Werkzeug Vibrationen erzeugt werden, die auf das abzutragende Material einwirken.The aim of the invention is as simple as possible Treatment method with the longest possible treatment success through low To achieve traumatization. This goal is supposed to through a rotating tool without sharp Edges are reached. Thereby from rotating tool generates vibrations be on the material to be removed act.

Die in der Medizintechnik bekannten rota tionsmechanischen Verfahren zur Erweite rung oder Rekanalisation von krankhaft ver änderten Arterien sind zumeist stark invasiv. Von den rotationsmechanischen Abtrage verfahren besitzt die Mehrheit der Werkzeuge Schneiden wie z. B. Simpson, Kaliman, TEC und Rotablator. Andere Verfahren dienen nur zur englumigen Rekanalisation von sogenan nten weichen Verschlüssen und müssen kombiniert mit einer anschließenden Ballon dilatation angewendet werden, z. B. Rotacs. Das dadurch entstehende Trauma ist Keim zelle für einen erneuten Verschluß. Daraus resultiert eine hohe Rezitivrate. Mit einer Ultraschalltherapie können diese Traumata minimiert und somit die Rezitivrate stark ge senkt werden.The rota known in medical technology tion mechanical process for expansion re-canalization or recanalization altered arteries are mostly highly invasive. From the rotational mechanical removals The majority of the tools have a method Cutting such. B. Simpson, Kaliman, TEC and rotablator. Other procedures only serve for narrow channel recanalization soft closures and must combined with a subsequent balloon dilation can be applied, e.g. B. Rotacs. The resulting trauma is germ cell for a new closure. Out of it results in a high recurrence rate. With a Ultrasound therapy can help these traumas minimized and thus the recurrence rate strongly ge be lowered.

Die Ultraschalltherapie ist ein schonendes Verfahren zur Behandlung von krankhaften Arterienveränderungen, mit geringer Trau matisierung der Gefäßwand und geringer Gefahr der Embolisierung. Dies wird in der Literatur durch Versuche in vivo und in vitro belegt. Ein bekanntes System der Fa. Baxter führt den exogen erzeugten Ultraschall über eine Titansonde ummantelt von einem Schutzkatheter intraarteriell der Stenose oder dem Verschluß zu. Der relativ unflexible und schwer steuerbare Titandraht kann nur in wenigen Gefäßbereichen eingesetzt werden.Ultrasound therapy is gentle Procedure for the treatment of pathological Arterial changes, with little mourning matatisation of the vessel wall and less Risk of embolization. This is in the Literature through experiments in vivo and in vitro busy. A well-known system from Baxter conducts the exogenously generated ultrasound a titanium probe encased by one Protective catheter intraarterially of the stenosis or the closure. The relatively inflexible and difficult to control titanium wire can only be in few vessel areas are used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vibrationen endogen zu erzeugen. Dadurch ist eine kontrollierte Energieplazierung möglich und der Katheterschaft kann dadurch flexibler gestaltet werden. Durch diese Maßnahmen können die Nachteile bekannter Systeme um gangen werden.The invention is based on the object To generate vibrations endogenously. This is controlled energy placement possible and the catheter shaft can be more flexible be designed. Through these measures can overcome the disadvantages of known systems be gone.

Um die Schallwellen endogen erzeugen zu können befindet sich am Katheter eine Vor richtung, die die Rotationsbewegung einer Antriebswelle in radial wirkende Vibrationen an der Katheterspitze umsetzt. Die Rota tionsbewegung wird von einem außerhalb des Körpers befindlichen Antrieb erzeugt. Der Antrieb ist so ausgelegt, daß er eine sehr hohe Drehzahl und ein ausreichendes Dreh moment erzeugen kann. Beispielsweise kann dazu eine druckluftbetriebene Turbine verwen det werden.To generate the sound waves endogenously can be located on the catheter direction that the rotational movement of a Drive shaft in radially acting vibrations at the tip of the catheter. The Rota movement is outside of the Body located drive generated. Of the Drive is designed so that it is a very high speed and sufficient rotation moment. For example use a compressed air powered turbine be det.

Eine flexible Welle führt die Rotationsenergie, durch ein im Katheterschaft dafür vorgese henes Lumen, der am Katheter befindlichen Vorrichtung zur Erzeugung der Vibrationen zu. Die Vorrichtung befindet sich vorzugsweise am proximalen Ende des Katheters.A flexible wave carries the rotational energy, provided for this in the catheter shaft henes lumen, the one on the catheter Device for generating the vibrations. The device is preferably located at the proximal end of the catheter.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung, genannt Bolaanordnung, befindet sich am pro ximalen Ende der Welle ein zentrisch befestig ter Zylinder, an dem wenigstens zwei gleich lange, gleichmäßig auf dem Zylinderumfang verteilte Arme, senkrecht zur Katheterachse befestigt sind. Am äußeren Ende der Arme befinden sich zwei kugelförmige Massen. Die Arme bestehen aus einem hochflexiblen, reiß festen Material.In one embodiment of the device, called bola arrangement, is located on the pro Fix the ximal end of the shaft centrally third cylinder on which at least two are alike long, even on the cylinder circumference distributed arms, perpendicular to the catheter axis are attached. At the outer end of the arms there are two spherical masses. The Arms consist of a highly flexible, tear solid material.

In einer anderen Ausführungsform der Vor richtung, genannt Körbchenanordnung, befin den sich am proximalen Ende der Welle zwei Zylinder, die durch eine Druckfeder auf Ab stand gehalten werden. Ein Zylinder ist fest mit der Welle verbunden, der andere ist axial in Richtung des ersten verschiebbar, aber mit drehend befestigt. Beide Zylinder sind un tereinander mit wenigstens zwei, gleichmäßig auf den Zylinderumfang verteilten hochflexib len Fasern verbunden, die jeweils wenigstens eine kugelförmige Masse tragen. In dieser Ausführungsform können die Massen entwe der fest, oder verschiebbar auf den Fasern angeordnet sein.In another embodiment of the front direction, called cup arrangement the two at the proximal end of the shaft Cylinder by a compression spring on Ab withstand. A cylinder is fixed connected to the shaft, the other is axial slidable towards the first, but with attached rotating. Both cylinders are un one another with at least two, evenly distributed on the cylinder circumference highly flexible len fibers connected, each at least carry a spherical mass. In this Embodiment can either mass the fixed, or slidable on the fibers be arranged.

Durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit und die daraus resultierende Fliehkraft, werden die auf dem Zylinderumfang gleichmäßig verteil ten kugelförmigen Massen nach außen ge drückt. Treffen die Kugeln auf ein hartes Hindernis, z. B. ein exzentrischer Plaque, werden sie zurückgeschleudert und kehren durch die Fliehkraft wieder auf den größt möglichen Rotationsradius zurück und so wei ter. Es entsteht ein hämmernder Effekt auf das harte Material. Die gesunde und elasti sche Gefäßwand wird dagegen verdrängt. In Abhängigkeit der Konsistenz der Stenose, oder des Verschlusses ist es vorteilhaft, die Frequenz dieses hämmernden Effekts verän dern zu können.Due to the high rotation speed and the resulting centrifugal force, the Spread evenly around the cylinder circumference spherical masses outwards presses. Hit the bullets on a hard one Obstacle, e.g. B. an eccentric plaque, they are thrown back and sweep by centrifugal force again on the largest possible rotation radius back and so white ter. There is a hammering effect the hard material. The healthy and elastic The vessel wall, on the other hand, is displaced. In Dependence on the consistency of the stenosis, or the closure, it is advantageous that Change the frequency of this hammering effect to be able to.

Der Katheterschaft besitzt wenigstens ein Lumen, zur Aufnahme der flexiblen Welle. Zur Kühlung bzw. Schmierung der Welle ist es vorteilhaft, daß durch dieses Lumen zusätz lich abgelöste Teilchen und überschüssige Flüssigkeiten abgesaugt werden. Es ist eben falls vorteilhaft, daß der Katheter wenigstens ein weiteres, vom distalen zum proximalen Ende durchgängiges Lumen besitzt, durch das eine Spülflüssigkeit eingespritzt werden kann.The catheter shaft has at least one Lumens, to accommodate the flexible shaft. For It is cooling or lubrication of the shaft advantageous that additional through this lumen Detached particles and excess Liquids are sucked off. It is just if advantageous, that the catheter at least another, from distal to proximal End has a continuous lumen through which a rinsing liquid can be injected.

Um dem behandelnden Arzt den Einsatz eines Führungsdrahtes zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, daß die flexible Welle als Hohl welle ausgeführt ist. Im Innenlumen der Hohl welle wird der Führungsdraht aufgenommen. Der Katheter kann mit Hilfe dieses Lumens über den vorher plazierten Führungsdraht zur Behandlungsstelle intraarteriell vorgeschoben werden. Zusätzlich kann durch das Innen lumen der flexiblen Hohlwelle eine Spülflüs sigkeit injiziert werden, die gleichzeitig zur Kühlung und Schmierung der Welle dient.To the attending doctor the use of a It is to enable the guide wire expedient that the flexible shaft as a hollow wave is executed. The hollow in the inner lumen the guide wire is received. The catheter can use this lumen over the previously placed guide wire to Treatment site advanced intra-arterially will. In addition, through the inside lumen of the flexible hollow shaft be injected at the same time as Cooling and lubrication of the shaft is used.

Am distalen Ende des Katheters befinden sich die nötigen Anschlüsse nach dem Stand der Technik, zum Einspritzen der Spülflüssigkeit, zum Absaugen abgelöster Teilchen und überschüssiger Flüssigkeiten, sowie zum Einführen des Führungsdrahts und die Kupp lung von der flexiblen Welle zum Antrieb, sofern der Antrieb nicht als Einmalartikel ausgeführt und fest mit der flexiblen Welle verbunden ist. Der Antrieb selbst kann als Stand der Technik bezeichnet werden.At the distal end of the catheter are the necessary connections according to the state of the Technology, for injecting the rinsing liquid, for suction of detached particles and excess liquids, as well as Insert the guidewire and the dome from the flexible shaft to the drive, provided the drive is not a disposable item executed and fixed with the flexible shaft connected is. The drive itself can be used as State of the art.

Nachstehend ist die Erfindung in zwei Aus führungsbeispielen anhand von Zeichnungen noch näher beschrieben.The following is the invention in two management examples based on drawings described in more detail.

Fig. 1a-1d Arbeitsende des Katheters mit der Vorrichtung zur Erzeugung der Vibrationen, nach einer Ausführungsform der Erfindung in Körbchenanordnung Fig. 1a-1d working end of the catheter with the device for generating the vibrations, according to an embodiment of the invention in a cup arrangement

Fig. 2 Arbeitsende der Katheters mit der Vorrichtung zur Erzeugung der Vibrationen, nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung - in Bolaanordnung. Fig. 2 working end of the catheter with the device for generating the vibrations, according to another embodiment of the invention - in a bola arrangement.

Die Fig. 1a-1d und 2a-2c zeigen jeweils das Arbeitsende eines nur teilweise dargestellten Katheters nach zwei Ausführungsformen der Erfindung. Der Katheter besteht aus einem flexiblen Katheterschaft (1), einer flexiblen Welle (2), die vorzugsweise durch ein zen trales Lumen (1a) im Katheterschaft (1) ver läuft und einer Vorrichtung zum Erzeugen von Vibrationen, die sich am proximalen Ende der flexiblen Welle (2) befindet. FIGS. 1a-1d and 2a-2c respectively show the working end of a catheter is shown only partially in accordance with two embodiments of the invention. The catheter consists of a flexible catheter shaft ( 1 ), a flexible shaft ( 2 ), which preferably runs through a central lumen ( 1 a) in the catheter shaft ( 1 ) and a device for generating vibrations, which are located at the proximal end of the flexible shaft ( 2 ).

Die Vorrichtung in der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 besteht aus zwei Zylindern (3 und 4), die durch eine Druck feder (5) auf Abstand gehalten werden. Ein Zylinder (3) ist fest mit der flexiblen Welle (2) verbunden, der andere Zylinder (4) ist axial in Richtung des ersten verschiebbar, aber mitdrehend befestigt. Beide Zylinder sind un tereinander mit wenigstens zwei, gleichmäßig auf den Zylinderumfang verteilten hoch flexiblen Fasern (6) verbunden, die jeweils wenigstens eine kugelförmige Masse (7) tra gen. In dieser Ausführungsform können die kugelförmigen Massen (7) entweder fest, oder verschiebbar auf den hochflexiblen Fa sern (6) angeordnet sein. Die Vorrichtung ist in dieser Ausführungsform von einer hoch flexiblen Hülle (8) umschlossen, die ein Ein tauchen der Massen in abzweigende Blutge fäße verhindern soll.The device in the embodiment of the invention according to FIG. 1 consists of two cylinders ( 3 and 4 ), which are kept at a distance by a compression spring ( 5 ). One cylinder ( 3 ) is fixedly connected to the flexible shaft ( 2 ), the other cylinder ( 4 ) is axially displaceable in the direction of the first, but is attached in a rotating manner. Both cylinders are connected to one another with at least two, highly flexible fibers ( 6 ) distributed evenly over the cylinder circumference, each carrying at least one spherical mass ( 7 ). In this embodiment, the spherical masses ( 7 ) can either be fixed or displaceable the highly flexible fibers ( 6 ) can be arranged. The device is enclosed in this embodiment by a highly flexible sleeve ( 8 ), which is intended to prevent the masses from being immersed in branching blood vessels.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 shows the device according to another embodiment of the invention.

Die Fig. 2a und 2c zeigen einen Längsschnitt durch das Arbeitsende des Katheters, Fig. 2b und 2d die Draufsicht. Die Vorrichtung nach dieser Ausführungsform besteht aus einem, am proximalen Ende der flexiblen Welle (2) zentrisch befestigten Zylinder (3). An diesem sind wenigstens zwei, gleichmäßig auf den Zylinderumfang verteilte Arme (6) befestigt. An deren äußerem Ende befinden sich kugel förmige Massen (7). Die Arme (6) bestehen aus einem hochflexiblen, reißfesten Material. In Fig. 2c und 2d ist die Vorrichtung von einer hochflexiblen Hülle (8) umschlossen, die ein Eintauchen der Massen in Abzweigungen der Blutgefäße verhindern soll. FIGS. 2a and 2c show a longitudinal section through the working end of the catheter, Fig. 2b and 2d, the top view. The device according to this embodiment consists of a cylinder ( 3 ) centrally attached to the proximal end of the flexible shaft ( 2 ). At least two arms ( 6 ) distributed uniformly over the cylinder circumference are attached to this. At its outer end there are spherical masses ( 7 ). The arms ( 6 ) are made of a highly flexible, tear-resistant material. In FIG. 2c and 2d, the device is enclosed by a highly flexible envelope (8) which is intended to prevent immersion of the masses in branches of the blood vessels.

Claims

1. Catheter for expanding and / or opening from - pathologically narrowed or locked senes - blood vessels, marked there by having one on the catheter Device that has vibrations in the ultrasound range, he endogenously testifies.

2. Catheter according to claim 1, characterized ge indicates that the device consists of one rotating tool that does not exist has sharp edges and its main direction of action is radial.

3. Catheter according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the frequency of the generate ten vibrations is preferably variable.

4. Catheter according to claim 1 to 3, characterized in that the energy from the outside via a flexible shaft ( 2 ) through the catheter shaft ( 1 ) to the device preferably located at the tip of the catheter Vorrich device is supplied.

5. Catheter according to claim 1 to 4, characterized in that a cylinder ( 3 ) is centrally attached to the proximal end of the flexible shaft ( 2 ). Attached to this are at least two equally long, highly flexible arms ( 6 ) distributed uniformly over the circumference, at the outer end of which there are spherical masses ( 7 ). (Bola arrangement).

6. Catheter according to claim 1 to 4, characterized in that there are two cylinders at the proximal end of the shaft, which are kept at a distance by a compression spring ( 5 ). One cylinder ( 3 ) is fixedly connected to the flexible shaft ( 2 ), the other cylinder ( 4 ) is axially displaceable in the direction of the first, but is fastened in a rotating manner. Both cylinders are connected to each other with several fibers ( 6 ) distributed uniformly over the cylinder circumference, each of which carries at least one spherical mass ( 7 ). (Cup arrangement).

7. Catheter according to claim 1 to 6, characterized in that the device can be enclosed with a highly flexible sheath ( 8 ).

8. Catheter according to claim 1 to 7, characterized in that the catheter shaft ( 1 ) has sufficient slopes to ge in traarterial to the site to be treated long.

9. Catheter according to claim 1 to 8, characterized in that the catheter shaft ( 1 ) has at least one continuous from the distal to the proximal end lumen ( 1 a) for receiving the flexible shaft ( 2 ).

10. Catheter according to claim 1 to 9, characterized in that it preferably contains a further lumen ( 2 a) which is continuous from the distal to the proximal end for the passage of the guide wire ( 9 ).

11. Catheter according to claim 1 to 10, characterized in that it vorzugwei se contains at least one further from the distal to the proximal end continuous lumen for injecting a rinsing liquid, unless the rinsing liquid by a flexible shaft ( 2 ) encasing lumen ( 1 a ), or the inner lumen ( 2 a) of a shaft designed as a hollow shaft is injected.

12. Catheter according to claim 1 to 11, characterized in that it preferably has at least one further lumen from the distal to the proximal end for aspirating the detached particles and excess liquids, unless by an enlarged, the flexible Wel le ( 2 ) encasing Lumen ( 1 a), or the inner lumen ( 2 a) of a shaft designed as a hollow shaft is suctioned off.

13. Catheter according to claim 1 to 12, characterized in that the flexible shaft ( 2 ) is coupled to a drive which he can testify sufficient torque and a very high, preferably variable and by suitable controls controllable speed.

14. Catheter according to claim 1 to 13, there characterized in that the drive located at the distal end of the catheter.