DE4428967C1 - Medical catheter for guiding laser fibre - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Katheter zur Steuerung einer La serfaser für medizinische Laseranwendungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a catheter for controlling a La ser fiber for medical laser applications which in the preamble of Claim 1 specified type.
Laserstrahlung, die endoskopisch zu Schneidzwecken eingesetzt werden soll, wird über dünne, flexible Glasfasern zum Anwen dungsort geleitet, wo sie im Kontakt mit dem Gewebe die ge wünschte Gewebedestruktion hervorruft.Laser radiation used endoscopically for cutting purposes is to be used via thin, flexible glass fibers directed to where it is in contact with the tissue desired tissue destruction.
Die Führung der Faser selbst erfolgt dabei durch den Arbeitskanal der Endoskope.The fiber itself is guided through the working channel the endoscope.
Da der Arbeitskanal starrer Endoskope parallel zum Sichtkanal verläuft, ist insbesondere bei extrem engen Operationsverhält nissen das Handling des distalen Faserendes innerhalb des Sicht bereichs des Endoskops problematisch. Die Streckungstendenz der Laserfaser hat zur Folge, daß ohne richtungsändernde Modifizie rungen des Arbeitskanals das distale Faserende nicht an die ge wünschte Stelle im Blickfeld manipuliert werden kann.Because the working channel of rigid endoscopes is parallel to the viewing channel runs, is especially in extremely narrow operating relationships nisse the handling of the distal fiber end within the view problematic area of the endoscope. The tendency to stretch the Laser fiber has the consequence that without direction-changing modifications the distal end of the fiber to the ge desired position in the field of vision can be manipulated.
Selbst wenn derartige, den Eintrittswinkel der Faser in das Blickfeld verändernde Maßnahmen ohne Zerstörung des Instruments durchgeführt werden können, bewirken sie zumeist eine Quer schnittsverengung des auch zu Spülzwecken genutzten Arbeitska nals. Fast immer aber werden diese Endoskope damit zu Spezialin strumenten für die Laseranwendung und für andere Standardein griffe nur noch begrenzt nutzbar.Even if such, the entry angle of the fiber in the Measures that change the field of vision without destroying the instrument can usually be carried out, they cause a cross narrowing of the section of the workska, which is also used for washing nals. However, these endoscopes almost always become specialists instruments for laser application and for other standards handles can only be used to a limited extent.
Es ist bekannt, daß eine mögliche Alternative in der Anwendung von flexiblen Mikroendoskopen mit entsprechendem Arbeitskanal bestehen könnte, in dem durch distale Abwinklung des Endoskops auch eine gleichgerichtete Abwinklung des distalen Faserendes erfolgt.It is known to be a possible alternative in use of flexible microendoscopes with a corresponding working channel could consist of distal bending of the endoscope also a rectified angling of the distal fiber end he follows.
Aus der Vielzahl solcher Lösungen, bei denen das Endoskoprohr als Ganzes oder zumindest Teile davon flexibel ausgeführt sind, sol len nur drei genannt werden.From the multitude of such solutions in which the endoscope tube as All or at least parts of it are designed to be flexible, sol len only three are mentioned.
Das Endoskop nach DE 38 14 324 A1 besitzt einen Steuerkopf und einen Objektivkopf sowie ein zwischen diesen angeordnetes fle xibles Rohr. Das Rohr hat einen flexiblen Kern mit mindestens einem Kanal. Eine Ablenkeinrichtung mit einem Zugspannungselement und einem Druckelement am äußeren Endbereich des Rohres dienen zur Ablenkung und zur gesteuerten Rückführung des äußeren Endbe reichs des Rohres in eine unabgelenkte Stellung.The endoscope according to DE 38 14 324 A1 has a control head and a lens head and a fle arranged between them xibles tube. The tube has a flexible core with at least a channel. A deflection device with a tension element and serve a pressure element at the outer end region of the tube for distraction and controlled return of the outer end empire of the tube in an undeflected position.
Das in DE 42 33 230 A1 beschriebene Endoskop umfaßt einen bieg baren Abschnitt, der mit dem distalen Ende eines einen Teil des Endoskops bildenden flexiblen Einführungsrohres verbunden ist.The endoscope described in DE 42 33 230 A1 includes a bend baren section, which with the distal end of a part of the Endoscope forming flexible insertion tube is connected.
Der innerhalb des biegbaren Abschnitts liegende Teil des flexib len Schlauches ist von einem geflochtenem Schlauch umschlossen. The part of the flexible lying within the bendable section len hose is enclosed by a braided hose.
Bei der Führungseinrichtung für eine Laserfaser nach DE 38 02 307 A1 ist eine von der Laserfaser mit ihrem distalen Ende durchlau fene Ablenkführung einerseits mit einem Lenker und andererseits mit einem Triebrohr gelenkig verbunden. Am Ende des Triebrohres tritt die Laserfaser frei aus und verläuft zur Ablenkführung, wobei das Triebrohr durch einen Handhebel axial verstellbar ist. Des weiteren ist eine Schubeinrichtung für die Laserfaser vorge sehen, deren axial bewegbarer Vorschubteil mit einer Klemmvor richtung für die Laserfaser versehen ist.In the guide device for a laser fiber according to DE 38 02 307 A1 is one of the laser fibers with its distal end transparent fene deflection guide on the one hand with a handlebar and on the other articulated with a drive tube. At the end of the drive tube the laser fiber emerges freely and runs to the deflection guide, the drive tube is axially adjustable by a hand lever. Furthermore, a thrust device for the laser fiber is pre-selected see whose axially movable feed part with a clamp direction for the laser fiber is provided.
Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Führbarkeit flexibler Mikroendoskope selbst überall dort schwierig ist, wo durch die Anatomie des Patienten keine hinreichende Führungslänge gegeben ist und deshalb mit starren Endoskopen gearbeitet werden muß.The disadvantage of this solution is that the manageability is more flexible Microendoscopes is difficult wherever through the Anatomy of the patient is not given a sufficient lead length is and therefore must be worked with rigid endoscopes.
Des weiteren sind die Bildauflösung und die Bildhelligkeit von flexiblen Mikroendoskopen durch die begrenzte Anzahl von Bild bzw. Lichtleitfasern wesentlich schlechter als bei starren En doskopen.Furthermore, the image resolution and the image brightness of flexible micro endoscopes due to the limited number of images or optical fibers much worse than with rigid En doskopen.
Letztendlich stellt der Einsatz von flexiblen Mikroendoskopen an Stelle bisher verwendeter starrer Endoskope, wenn überhaupt mög lich, einen schwachen Kompromiss zwischen guter Manipulierbarkeit einer laserstrahlübertragenden Faser und relativ schlechter Bildqualität dar.Ultimately, the use of flexible microendoscopes begins Place previously used rigid endoscopes, if at all possible a weak compromise between good manipulability a laser beam transmitting fiber and relatively poor Image quality.
Bekannt sind weiterhin Laserkatheter, die, zur intraluminalen Lasertherapie eingesetzt, distale Ablenkmöglichkeiten der Laser faser durch Zugdrähte ermöglichen, wobei Laserfaser, Katheter und Zugdrähte eine unlösbare Einheit bilden, die distal durch eine optisch transparente Kappe abgeschlossen ist.Laser catheters for intraluminal are also known Laser therapy used, distal deflection options for the laser enable fiber by pulling wires, whereby laser fiber, catheter and Pull wires form an inseparable unit that is distal through one optically transparent cap is completed.
Derartige Lösungen, bei denen zur Ablenkung des distalen Endes eines Endoskops Steuerseile vorgesehen sind, werden u. a. in DE 37 29 131 C1, DE 39 20 707 A1, DE 42 01 280 C1 und DE 42 18 706 A1 beschrieben.Such solutions in which to deflect the distal end an endoscope control cables are provided, u. a. in the 37 29 131 C1, DE 39 20 707 A1, DE 42 01 280 C1 and DE 42 18 706 A1 described.
Nach DE 39 29 131 C1 umfaßt die Steuereinrichtung einen einhändig bedienbaren, als kombinierten Brems- und Steuerhebel dienenden, Schwenkhebel.According to DE 39 29 131 C1, the control device comprises one-handed operated as a combined brake and control lever, Swivel lever.
Die in DE 39 20 707 A1 beschriebene Kathetervorrichtung besitzt ein biegbares, auslenkbares Spitzenstück, an dem ein Steuerdraht von außen befestigt ist.The catheter device described in DE 39 20 707 A1 has a bendable, deflectable tip piece on which a control wire is attached from the outside.
Das steuerbare, distale Endstück des Endoskops nach DE 42 01 280 C1 ist an der beim Biegen auf dem größeren Biegeradius liegenden Seite als Rückstellfeder ausgebildet.The controllable, distal end piece of the endoscope according to DE 42 01 280 C1 is on the larger bending radius when bending Side designed as a return spring.
In DE 42 18 706 A1 wird ein Endoskop mit flexiblem Schaft vorge stellt, bei dem das proximale Ende des Betätigungsdrahtes mit einer Aufnahme der u. a. aus Verstellhebel und Federelement be stehenden Steuerung verbunden ist.In DE 42 18 706 A1, an endoscope with a flexible shaft is provided provides the proximal end of the actuating wire with a recording of the u. a. from adjustment lever and spring element control is connected.
Für endoskopische in-touch-Techniken sind derartige Konstruk tionen ungeeignet. Such constructions are for endoscopic in-touch techniques unsuitable.
Gegenstand der US 5,217,454 ist ein Laser-Führungs katheter, der die gemeinsame Führung einer Laserfaser und einer Beobachtungseinrichtung übernimmt. Die Laserfaser verfügt über eine steuerbare Ablenkung am distalen Ende und ist auf diese Weise im Blickfeld eines Endoskops mani pulierbar.The subject of US 5,217,454 is a laser guide catheter that guides the joint of a laser fiber and an observation device. The laser fiber has a controllable deflection at the distal end and is thus in the field of view of an endoscope mani pulatable.
Die Auslenkung des distalen Katheters erfolgt u. a. durch eine am proximalen Katheterende fixierte Zugvorrichtung, die über einen Draht und ein Befestigungselement am di stalen Katheter die Bewegungskräfte überträgt.The distal catheter is deflected u. a. by a pulling device fixed at the proximal end of the catheter, which are connected to the di stalen catheter transmits the movement forces.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katheter eingangs genannten Art und ohne die o.g. Nachteile anzugeben, mit dem die Nutzung starrer Endoskope und ihrer exzellenten Bildqualität ohne Veränderungen an deren Arbeitskanal möglich ist.The invention has for its object a catheter mentioned type and without the above Disadvantages with which the Use of rigid endoscopes and their excellent image quality without Changes to their working channel is possible.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An spruchs 1 gelöst.This task is carried out with the characteristic features of the contractor spell 1 solved.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die vorteilhaften optischen Eigenschaften starrer Endoskope mit den Steuerungsmög lichkeiten flexibler Endoskope dadurch zu verknüpfen sind, daß ein im Arbeitskanal eines starren Endoskops führbarer Katheter mit einer für flexible Endoskope bekannten Steuerung seines di stalen Endes versehen wird, so daß eine Laserfaser in gewünschter Weise im Blickfeld des starren Endoskops manipuliert werden kann.The invention is based on the knowledge that the advantageous optical properties of rigid endoscopes with the control poss flexible endoscopes are to be linked in that a catheter that can be guided in the working channel of a rigid endoscope with a control of its di known for flexible endoscopes Stalen end is provided so that a laser fiber in the desired Way in the field of view of the rigid endoscope can be manipulated.
Da starre Endoskope, insbesondere solche für mikroendoskopische Zwecke, im Vergleich zur laserstrahlübertragenden Faser kurze Baulängen aufweisen, ist auch der erforderliche Katheter zur Steuerung der Faser nur geringfügig länger, wodurch die erfor derlichen Steuerungskräfte klein bleiben und damit auch die me chanischen Abmessungen der Steuerungselemente entsprechend gering dimensioniert werden können.Since rigid endoscopes, especially those for microendoscopic Purposes, short compared to the laser beam transmitting fiber Have lengths, is also the required catheter Control of the fiber only slightly longer, which means that the requ steering forces remain small and therefore also me mechanical dimensions of the control elements correspondingly small can be dimensioned.
Damit ist es möglich, Zugvorrichtungen zur Steuerung einzusetzen, die die nur erforderlichen geringen Zugkräfte aufbringen und zur Auslösung lediglich Fingerbewegungen erfordern, die der Operateur auch gleichzeitig mit anderen Manipulationen verknüpfen kann.This makes it possible to use pulling devices for control, which apply the only low tensile forces and to Triggering only requires finger movements that the surgeon can also be linked to other manipulations at the same time.
Ein solcher Vorgang kann z. B. in einer Druckbewegung zweier Fin ger bestehen, die gleichzeitig die Führung des Instruments in axialer Richtung vornehmen.Such an operation can e.g. B. in a pushing motion of two fin ger exist, which at the same time the leadership of the instrument in in the axial direction.
Wesensmerkmal des neuen Katheters ist, daß die Auslenkung der Laserfaser am distalen Ende durch eine am proximalen Katheterende fixierte Zugvorrichtung erfolgt, die ein Zugelement betätigt, das distal mit einem Ringelement verbunden ist, durch das die Laserfaser geführt ist.The essential feature of the new catheter is that the deflection of the Laser fiber at the distal end through one at the proximal end of the catheter fixed traction device that actuates a traction element, which is connected distally to a ring element through which the Laser fiber is guided.
Die Zugvorrichtung besteht aus einem um den Katheter angeordne ten, langgestreckten, bis auf die proximale Stirnseite formsta bilen, mit einem Medium gefüllten Ballon, bei dem durch Finger druck eine Volumenverschiebung bewirkt wird, die einen auf der proximalen Stirnfläche des Ballons aufliegenden Kolben in axialer Richtung verschiebt. Der Kolben ist dabei mit dem Zugelement verbunden.The traction device consists of a arranged around the catheter elongated, except for the proximal face bilen, filled with a medium balloon, with the fingers pressure causes a volume shift that hits one on the proximal face of the balloon resting in the axial piston Shifts direction. The piston is with the tension element connected.
Als Zugelement kann beispielsweise ein Metalldraht hoher Zug festigkeit vorgesehen werden.A metal wire, for example, can be used as a high tensile element strength should be provided.
Weiterhin ist es möglich, die Zugvorrichtung mit einer einstell baren Klemmung zu versehen, die anstelle des Fingerdrucks die Auslenkung in gewünschtem Maße und dauerhaft bewirkt. It is also possible to adjust the pulling device with a to provide clear clamping, which instead of finger pressure Deflection to the desired extent and permanently.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform besteht der dop pellumig extrudierte Katheter aus einem biokompatiblen Kunst stoff, dessen mechanische Eigenschaften sich bei Bestrahlung, beispielsweise mit ultraviolettem Licht, so verändern, daß eine erhöhte Rigidität auftritt.In a first advantageous embodiment, the dop pellum extruded catheter from a biocompatible art material whose mechanical properties change when exposed to radiation, for example with ultraviolet light, so change that a increased rigidity occurs.
Durch Ausnehmen des distalen Katheterteils von der Bestrahlung bleibt dessen Flexibilität erhalten, während die übrige Kathe terlänge eine höhere Steifigkeit annimmt.By excluding the distal part of the catheter from the radiation its flexibility is retained, while the rest of Kathe length assumes a higher rigidity.
Bei Betätigung der Kathetersteuerung erfährt dadurch zuerst der distale Teil des Katheters eine Krümmung, wodurch die gewünschte Auslenkung der im Katheter geführten Faser erreicht wird.When the catheter control is actuated, the first one experiences distal part of the catheter has a curvature, creating the desired Deflection of the fiber guided in the catheter is achieved.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Patentan sprüche verwiesen.To further explain the invention reference is made to the patent sayings.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei spiels. In der zugehörigen Zeichnung zeigtDetails, features and advantages of the invention emerge also from the following description of an embodiment play. In the accompanying drawing shows
Fig. 1a den prinzipiellen Aufbau eines steuerbaren Faserfüh rungskatheters im Grundzustand in vergrößerter Seitenansicht, Fig. 1a the principle structure of a controllable Faserfüh catheter approximately in the ground state in an enlarged side view,
Fig. 1b den steuerbaren Faserführungskatheter im ausgelenkten Zustand. Fig. 1b the controllable fiber guide catheter in the deflected state.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Katheter für medizinische Laseranwendungen aus einem doppellumig extrudierten, biokompatiblen Kunststoffschlauch (1), auf dessen proximalem Ende eine Zugvorrichtung, und an dessen distalem Ende als Ringelement (2) ein Metallring angebracht sind, die beide durch einen als Zugelement (3) fungierenden Zugdraht, der in ei nem der beiden Kanäle verläuft, miteinander verbunden sind.In the embodiment shown in Fig. 1, the catheter for medical laser applications consists of a double-lumen extruded, biocompatible plastic tube ( 1 ), on the proximal end of a pulling device, and on the distal end as a ring element ( 2 ) a metal ring, both of which are attached a pulling wire which acts as a pulling element ( 3 ) and runs in one of the two channels are connected to one another.
Die Zugvorrichtung besteht aus einem langgestreckten, um den Kunststoffschlauch (1) fest angeordneten, mit Flüssigkeit ge füllten Ballon (4), der bei Einwirkung von äußerem Druck diesen auf einen zweiteiligen Kolben (5), der mit dem Zugelement (3) verbunden ist, axial in proximaler Richtung weiterleitet und da mit über das Zugelement (3) eine Auslenkung des distalen Kathe terendes und somit der Laserfaser (6), bewirkt.The pulling device consists of an elongated, around the plastic tube ( 1 ) fixedly arranged, filled with liquid ge balloon ( 4 ), which upon the action of external pressure on a two-part piston ( 5 ) which is connected to the pulling element ( 3 ), axially in the proximal direction and with the tensile element ( 3 ) a deflection of the distal Kathe terends and thus the laser fiber ( 6 ) causes.
Die Aufnahme des proximalen Teils des Ballons (4), die Führung des zweiteiligen Kolbens (5) und die zur Fixierung der Faser er forderliche Klemmung (7) erfolgen in einem Kunststoffgehäuse (8).The inclusion of the proximal part of the balloon ( 4 ), the leadership of the two-part piston ( 5 ) and the necessary for fixing the fiber he clamp ( 7 ) take place in a plastic housing ( 8 ).
Die einen Austausch der Faser (6) ermöglichende Klemmung (7) ist vorzugsweise als schiebbare Quetschdichtung ausgeführt und dient gleichzeitig der Abdichtung der Faser (6) gegenüber flüssig keitsgegefüllten Räumen. The exchange of the fiber ( 6 ) enabling clamping ( 7 ) is preferably designed as a sliding pinch seal and at the same time serves to seal the fiber ( 6 ) against liquid-filled spaces.
Die Wandung des Ballons (4) besteht aus einem flüssigkeitsdich ten, dehnbaren Kunststoff, z. B. Latex, der mit einem formstabilen Kunststoff, z. B. Polyurethan, beschichtet ist, wobei die proxi male, dem zweiteiligen Kolben (5) zugewandte, Stirnseite des Ballons (4) von dieser Beschichtung ausgenommen ist.The wall of the balloon ( 4 ) consists of a liquid-tight, stretchable plastic, for. B. latex with a dimensionally stable plastic, for. B. polyurethane, is coated, the proxi male, the two-part piston ( 5 ) facing, end face of the balloon ( 4 ) is excluded from this coating.
Bei Druckeinwirkung auf den Ballon (4) wird die Volumenverschie bung die nicht beschichtete, proximale Stirnseite des Ballons (4) ausdehnen, wodurch Kraft auf den zweiteiligen Kolben (5) ausgeübt wird, die dann als Zugkraft über das Zugelement (3) die Auslen kung des distalen Katheterendes bewirkt.When pressure is exerted on the balloon ( 4 ), the volume shift will expand the uncoated, proximal end face of the balloon ( 4 ), whereby force is exerted on the two-part piston ( 5 ), which then acts as a tensile force via the tension element ( 3 ) of the distal end of the catheter.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von der dargestellten Lö sung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Ge brauch machen.The invention is not limited in its implementation to that preferred embodiment specified above. Rather is a number of variants conceivable, from the represented Lö solution also for fundamentally different types of construction Ge make use of.
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