DE69919851T2

DE69919851T2 - Fernsteuerbare katheterisierung

Info

Publication number: DE69919851T2
Application number: DE69919851T
Authority: DE
Inventors: Dalia Beyar
Original assignee: Navicath Ltd
Current assignee: Corindus Inc
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: WO1999045994A1; EP1061990B1; EP1061990A1; EP1061990A4; US6726675B1; IL123646A0; IL123646A; ATE274970T1; DE69919851D1; AU3271799A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf invasive medizinische Sonden und Verfahren und insbesondere auf intravaskuläre Katheterisierung und Katheterisierungsverfahren. Ein System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird durch die EP-A-0 753 231 offenbart.
Stand der Technik
Katheterisierungsverfahren werden sehr häufig zur Diagnose und Behandlung von Krankheiten des Herzens und des Gefäßsystems durchgeführt. Das Katheterisierungsverfahren wird gewöhnlich dadurch eingeleitet, dass ein Führungsdraht in ein Blutgefäß im Körper des Patienten eingeführt wird. Der Führungsdraht wird dann an die gewünschte Stelle geführt, am häufigsten in eines der Herzgefäße oder an eine andere Stelle im Gefäßsystem. Dann wird der Katheter über den Führungsdraht in das Blutgefäß und/oder das Herz geschoben. Befindet sich der Katheter einmal an der gewünschten Stelle, kann der Führungsdraht entfernt werden, wobei der Katheter an seiner Position belassen wird. Alternativ wird bei einigen Verfahren der Katheter ohne Verwendung eines Führungsdrahts eingeführt. Man kann z. B. den Katheter verwenden, um zusätzliche Geräte, wie z. B. einen Angioplastieballon, in den Körper einzuführen, oder um andere diagnostische oder therapeutische Verfahren durchzuführen.
Um die Einführung des Führungsdrahts und die anschließende Katheterapplikation zu erleichtern, führt der Arzt das Verfahren gewöhnlich mit Hilfe eines Röntgenapparats durch, was aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist. Der Röntgenapparat liefert ein Echtzeitbild, welches das kontinuierliche Vordringen des Führungsdrahts oder des Katheters durch den Körper des Patienten zeigt.
Wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, erzeugt der Röntgenapparat eine intensive Röntgenstrahlung, die eine wesentliche Gefahr für das der Strahlung ausgesetzte medizinische Personal darstellt. Um sich vor der Strahlenbelastung zu schützen, trägt das behandelnde medizinische Personal gewöhnlich eine schwere, hinderliche Schutzbekleidung aus Blei, die den gesamten Körper und Hals bedeckt, oder benutzt verschiedene Schutzplatten aus Blei, einschließlich Gesichts- und Augenmasken aus durchsichtigem Glas.
Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung, Katheterisierungsvorrichtungen und -verfahren zur Verfügung zu stellen, die es dem medizinischen Personal ermöglichen, Abstand zur Umgebung des Röntgenapparats und der von ihm erzeugten Strahlung zu wahren, wodurch die Strahlenbelastung des Personals vermindert wird.
Eine weitere Aufgabe einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung ist es, einen Mechanismus zur ferngesteuerten Durchführung von Katheterisierungsverfahren zur Verfügung zu stellen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führt ein Fernbedienungskatheterisierungssystem einen intravaskulären Katheter in den Körper eines Patienten ein. Man verwendet das System vorzugsweise zur Durchführung von im Wesentlichen allen Aspekten eines Katheterisierungsverfahrens, einschließlich Einführung eines Führungsdrahts zur Vorbereitung der Kathetereinführung und therapeutischen und/oder diagnostischen Behandlungen mittels des Katheters. Das System wird von einem Arzt bedient, der ein Röntgenbild des Verfahrens auf einem entfernt aufgestellten Röntgenbildschirm betrachtet, vorzugsweise außerhalb des Zimmers, in dem der Patient sich befindet, und das Verfahren mit einer Fernbedienungskonsole steuert.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führt der Arzt eine Kanüle in das Blutgefäß des Patienten ein und führt auf eine aus dem Stand der Technik bekannte Art einen Führungsdraht durch die Kanüle in den Körper ein. Der proximate Abschnitt des Führungsdrahts wird durch ein Antriebsgerät geführt, das den Führungsdraht in das Gefäß einführt, während es für eine Lenk- und Geschwindigkeitskontrolle sorgt. Das Antriebsgerät wird mittels der Fernbedienungskonsole vom Arzt betätigt.
Ist der Führungsdraht einmal an die gewünschte Stelle geführt, zum Beispiel ins Innere einer Herzkranzarterie, führt der Arzt einen Katheter über das proximale Ende des Führungsdrahts. Ebenfalls unter Steuerung durch den Arzt mittels der Konsole wird der proximate Abschnitt des Katheters dann in das Antriebsgerät gegeben, das den Katheter über den Draht führt. Die Zuführungsvorrichtung kann dann in gleicher Weise dazu verwendet werden, den Katheter im Inneren des Körpers zu steuern und Zusatzgeräte, wie z. B. einen Angioplastieballon, durch den Katheter zu führen.
Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst das Antriebsgerät einen oder mehrere Antriebsmechanismen, vorzugsweise drei solche Mechanismen, je einen für den Führungsdraht, den Katheter und das Zusatzgerät. Gemäß einer solchen bevorzugten Ausführungsform umfasst jeder der Antriebsmechanismen zwei Räder, die vorzugsweise aus einem harten nicht korrodierenden Werkstoff, wie z. B. PVC, hergestellt sind. Der Abstand zwischen den Rädern ist verstellbar, um ihn der Breite des Führungsdrahts, des Katheters bzw. des Zusatzgeräts anzupassen. Die Räder werden, wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, von einem kleinen Motor angetrieben, der vom Arzt mittels der Fernbedienungskonsole betätigt wird.
Obwohl die Verwendung von drei separaten Antriebsmechanismen äußerst praktisch ist, umfasst das Antriebsgerät gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nur einen Antriebsmechanismus. Dieser einzige Antriebsmechanismus umfasst, wie oben beschrieben, zwei verstellbare Räder, einen Motor und passende Messgeräte. Ist der Führungsdraht einmal zu einer gewünschten Stelle im Inneren des Körpers geführt, wird der Führungsdraht von seiner Position zwischen den Rädern des Antriebsmechanismus entfernt und der Katheter bzw. das Zusatzgerät wird in den Antriebsmechanismus eingefädelt.
In anderen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Antriebsmechanismus einen Roboterarm oder jeden anderen aus dem Stand der Technik bekannten geeigneten Bedienungsmechanismus umfassen.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhält der Arzt eine Rückmeldung, vorzugsweise eine sowohl fühlbare wie auch sichtbare Rückmeldung, welche die zum Einführen des Führungsdrahts, des Katheters oder des Zusatzgeräts benötigte Kraft anzeigt. Diese Rückmeldung warnt den Arzt, wenn auf eine Blockierung oder ein anderes Hindernis getroffen wird. Gemäß der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform werden zum Messen der auf den Führungsdraht, den Katheter oder das Zusatzgerät ausgeübten Gegenkraft während des Einführens Drehmomentmesser vorzugsweise mit dem Motor verbunden und sorgen auf diese Weise für die Rückmeldung. Zusätzlich wird ein Rotormesser vorzugsweise mit dem Führungsdraht, dem Katheter oder dem Zusatzgerät verbunden, um deren Vorschubgeschwindigkeit zu messen und zu verifizieren.
Vorzugsweise werden die Drehmomentmesser oder andere kraftmessende Geräte mit einem Sicherheitsmechanismus gekoppelt, der das Einführen stoppt, wenn das Messgerät einen vorgegebenen Grenzwert der Kraft erreicht.
Die Drehmomentmessung wird, zusammen mit der gemessenen Geschwindigkeit, zur Fernkonsole, die sich außerhalb des Katheterisierungsraums befindet, weitergeleitet. Damit stehen dem Arzt an der Konsole im Wesentlichen alle Informationen zur Verfügung, die er braucht, um das Verfahren zu steuern: der Röntgenbildschirm, die Gegenkraftmessung und die Messung der Vorschubgeschwindigkeit. Durch diese Informationen wird es dem Arzt ermöglicht, via Fernbedienung das Einführen des Führungsdrahts, ebenso wie das Einführen des Katheters und andere diagnostische oder therapeutische Maßnahmen durchzuführen, im Wesentlichen ohne der Röntgenstrahlung ausgesetzt zu sein.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst die Fernbedienungskonsole ein Steuerungsgerät, vorzugsweise einen Joystick. Die Geschwindigkeit und die Richtung der Bewegung des Antriebsgeräts werden durch die Richtung und das Ausmaß gesteuert, mit denen der Arzt den Joystick von seinem Zentrum, der "Null"-Stellung, verschoben hat. Vorzugsweise wird die Gegenkraftmessung an den Joystick zurückgemeldet, so dass die zum Verschieben des Joysticks benötigte Kraft umso größer wird, je größer der vom Führungsdraht, dem Katheter oder dem Zusatzgerät angetroffene Widerstand ist.
Zwar werden hier bevorzugte Ausführungsformen in Bezug auf Herz-Katheterisierungsverfahren beschrieben, doch versteht es sich, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung ebenso bei anderen mittels Röntgenvisualisierung durchgeführten medizinischen Verfahren angewandt werden können, zum Beispiel bei nicht am Herzen stattfindender Katheterisierung oder Angioplastie und anderen radiologischen Verfahren, die den Einsatz von Kathetern unter Röntgendurchleuchtung mit sich bringen.
Es wird daher ein Fernbedienungs-Katheterisierungssystem gemäß Anspruch 1 zur Verfügung gestellt.
Vorzugsweise umfasst das Antriebsgerät Räder, die in die eine Richtung auf der länglichen Sonde rollen, um die längliche Sonde vorwärts zu bewegen und in die umgekehrte Richtung, um die längliche Sonde zurückzuholen. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Antriebsgerät einen Arm, der die Sonde ergreift und schiebt, um sie vorwärts zu bewegen, und die Sonde ergreift und zieht, um sie zurückzuholen.
Vorzugsweise umfasst das Antriebsgerät einen Drehmechanismus, der die Sonde um ihre Längsachse dreht. Vorzugsweise umfasst der Drehmechanismus Rollen, die auf der länglichen Sonde rollen.
Vorzugsweise umfasst das Antriebsgerät einen Motor, der das Einführen der Sonde antreibt.
Vorzugsweise umfasst das Antriebsgerät einen Kraftsensor, der eine während des Einführens der länglichen Sonde aufgewandte Kraft misst, wobei das Antriebsgerät besonders bevorzugt einen Drehmomentmesser umfasst, der ein zum Bewegen der länglichen Sonde benötigtes Drehmoment misst.
Vorzugsweise erhält die Bedienungskonsole Kraftmessungen vom Kraftsensor und liefert dem Benutzer in Erwiderung darauf fühlbare Rückmeldungen.
Vorzugsweise umfasst das Antriebsgerät einen Bewegungssensor zur Messung einer linearen Vorschubbewegung der länglichen Sonde.
Vorzugsweise umfasst das System einen Röntgenapparat, der ein Echtzeitbild erzeugt, welches das Vorankommen der länglichen Sonde im Körper des Patienten zeigt und auf der Bedienungskonsole angezeigt wird. Besonders bevorzugt umfasst die Konsole einen Bildschirm, welcher das Antriebsgerät betreffende Daten empfängt und anzeigt.
Vorzugsweise umfassen die Benutzereingabegeräte einen Joystick zur taktilen Betätigung des Antriebsgeräts.
Vorzugsweise umfasst das Einführen der länglichen Sonde das Einführen eines Führungsdrahts und das Einführen der länglichen Sonde über den Führungsdraht. Zusätzlich oder alternativ umfasst es das Einführen eines Zusatzgeräts durch die längliche Sonde.
Vorzugsweise umfasst das Einführen der länglichen Sonde das Einführen eines Katheters in ein Blutgefäß.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bedienen des Antriebsgeräts das Bedienen des Geräts, das das Vorschieben des Katheters zum Herzen steuert.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 eine vereinfachte bildliche Darstellung eines Systems zur Fernbedienungskatheterisierung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines Katheterantriebsgeräts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in dem System von 1;
3 eine schematische Darstellung von Einzelheiten eines Katheterantriebsmechanismus gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in dem Antriebsgerät von 2;
4 eine schematische Darstellung von Einzelheiten eines Katheterantriebsmechanismus nach einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Nachfolgend wird auf die 1 Bezug genommen, die eine vereinfachte bildliche Darstellung eines Fernbedienungskatheterisierungssystems 20 nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das System 20 umfasst einen Führungskatheter 26, der durch eine Kanüle 42 in ein Blutgefäß 44 geführt wird, das zu der gewünschten Position in einem Gefäß oder dem Herzen 24 eines Patienten 22 führt. Vorzugsweise wird der Katheter über einen Führungsdraht geführt, der in 1 der Einfachheit halber weggelassen aber in der 2 unten ausführlich gezeigt wird.
Der Katheter 26 wird durch ein Katheterantriebsgerät 28 geführt und dann mit einer Katheterschnittstelle 30 proximal verbunden. Wie in 1 gezeigt, kann das Gerät 28 zum Einführen des Katheters und anderer Elemente sowie optional für eine manuelle Bedienung des Geräts geöffnet werden, was weiter unten beschrieben wird. Die Schnittstelle 30 kann zur Durchführung verschiedener therapeutischer und/oder diagnostischer Katheterverfahren eingesetzt werden, wie z. B. dem Füllen eines Ballons oder dem Spritzen von Kontrastmitteln oder jeder anderen solchen aus dem Stand der Technik bekannten kathetergestützten Behandlung. Ein Röntgenapparat 32 wird zum Erfassen von Bildern eingesetzt, die die Position des Katheters 26 im Körper des Patienten wiedergeben. (Der Einfachheit halber wird die Röntgenröhre des Röntgenapparats in der Abbildung nicht gezeigt).
Das Antriebsgerät 28, die Schnittstelle 30 und der Röntgenapparat 32 kommunizieren alle mit einer Bedienungskonsole 34. Die verschiedenen Elemente des Systems 20 leiten Betriebsinformationen an die Konsole 34 weiter und empfangen Betriebsanweisungen von der Konsole. Vorzugsweise leitet das Gerät 28 die Kraftmessungen bezüglich des Einführens des Katheters und eine Anzeige über die Entfernung, die der Katheter zurückgelegt hat, an die Konsole 34 weiter; die Schnittstelle 30 leitet maßgebliche Daten vom Katheter bezüglich der durchgeführten therapeutischen und/oder diagnostischen Verfahren weiter; und der Röntgenapparat 32 überträgt Röntgenbilder.
Die Daten werden vorzugsweise über ein Bildschirmpaar, den Monitoren 36, auf der Konsole 34 angezeigt. Vorzugsweise zeigt einer der Monitoren 36 Röntgenbilder an, und der andere Monitor zeigt vom Antriebsgerät 28 und von der Schnittstelle 30 empfangene Daten an. Alternativ können die Daten durch Skalen, Zählwerke oder jedes andere aus dem Stand der Technik bekannte und verwendete Mittel angezeigt werden.
Die Konsole 34 umfasst auch ein Peripheriegerät mit Benutzeroberfläche 38 und eine taktile Bedienungseinheit 40. Medizinisches Personal, das das System 20 bedient, verwendet das Gerät 38, vorzugsweise eine Tastatur, um Richtungsbefehle zu senden, zum Beispiel zum Steuern von Bewegungen des Tisches und des Röntgenapparats und zum Bedienen der Schnittstelle 30 und des Röntgenapparats 32. Die Bedienungseinheit 40, vorzugsweise ein Joystick mit einer fühlbaren Rück meldung und einer Geschwindigkeitsrückmeldung, wie unten beschrieben, sendet Richtungs- und Geschwindigkeitsanweisungen an das Antriebsgerät 28.
Um zu verhindern, dass medizinisches Personal der hohen Strahlungsintensität des Röntgenapparats ausgesetzt wird, befindet sich die Konsole 34 vorzugsweise außerhalb des Katheterisierungsraums oder in einem Bereich des Raums, der vor der von der Röntgenröhre erzeugten Strahlung geschützt ist. Durch die Fernbedienungskommunikation mit Hilfe der Konsole 34 stellt die vorliegende Erfindung dem medizinischen Personal sämtliche Informationen und alle maßgeblichen Fernbedienungsmittel zur Verfügung, wodurch der Katheterisierungsvorgang ohne die Gefahr einer Strahlenbelastung durchgeführt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann sich die Konsole 34 oder bestimmte Elemente der Konsole an einem entfernt gelegenen Ort befinden, ja sogar in einer anderen Stadt als dem Aufenthaltsort des Patienten, und mit den anderen Elementen des Systems 20 auf fernmeldetechnischem Wege kommunizieren. Zum Beispiel können, zusätzlich zu der Anzeige der Bilder für das Operationsteam in einem Raum benachbart zu dem Raum, in dem der Katheterisierungsvorgang durchgeführt wird, dieselben Bilder gleichzeitig zu Ärztekollegen oder Auszubildenden übertragen werden, die sich an Orten weiter weg vom Katheterisierungsraum befinden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ermöglicht es die vorliegende Erfindung, dass der gesamte Katheterisierungsvorgang, einschließlich der vom medizinischen Personal getroffenen Maßnahmen bei der Durchführung des Katheterisierungsvorgangs, mit Hilfe eines Videoaufnahmegeräts für eine postoperative Betrachtung oder Analyse aufgezeichnet wird.
2 ist eine schematische Darstellung von Einzelheiten des Katheterantriebsgeräts 28 zum Einsatz in dem System von 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie oben in Bezug auf 1 bereits bemerkt, wird die Kanüle 42 in das Blutgefäß 44 eingeführt. Vorzugsweise wird ein Führungsdraht 46 durch die Kanüle 42 in das Gefäß 44 gefädelt. Befindet sich der Führungsdraht 46 einmal an der gewünschten Stelle, wird der Katheter 26 über den Führungsdraht 46 geschoben und an eine gewünschte Stelle, zum Beispiel in eine der Kammern des Herzens 24 oder in eine der Herzkranzarterien, geführt. Befindet sich der Katheter 26 in Position, kann der Führungsdraht 46, falls gewünscht, zurückgezogen werden. Ein Zusatzinstrument 48, wie z. B. ein Angioplastieballon, kann durch den Katheter in das Herz oder die Arterien geführt werden. Der Führungsdraht, der Katheter und das Zusatzinstrument selbst ähneln im Wesentlichen den aus dem Stand der Technik bekannten Geräten dieser Art. Die vorliegende Erfindung stellt neue Vorrichtungen und Verfahren zum Einführen dieser Geräte wie auch anderer invasiver Sonden und aus dem Stand der Technik bekannten Instrumente zur Verfügung.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das Antriebsgerät 28 einen oder mehrere Antriebsmechanismen, vorzugsweise drei solche Mechanismen 50, 52 und 54. Der Antriebsmechanismus 50 stellt die Zuführungskraft bereit, die den Katheter 26 durch das Gefäß 44 vorwärts bewegt. Der Antriebsmechanismus 52 stellt die Zuführungskraft für das Instrument 48 und der Antriebsmechanismus 54 die Zuführungskraft für den Führungsdraht 46 bereit. Die Funktion dieser Mechanismen wird unten in Bezug auf 3 ausführlicher beschrieben.
Ein Steuergerät 56 stellt Antriebssignale und Richtungssignale für die Mechanismen 50, 52 und 54 zur Verfügung. Zusätzlich empfängt das Steuergerät 56 Rückmeldungen der Mechanismen in Bezug auf Einführkraft und Geschwindigkeit von Katheter 26, Draht 46 oder Instrument 48, was nachfolgend noch ausführlicher beschrieben wird. Das Steuergerät 56 ist in einer geschlossenen Schleife mit der Konsole 34 verbunden, übermittelt die Kraft- und Geschwindigkeitsrückmeldung an die Konsole 34 und empfängt von der Konsole 34 Anweisungen, die an die Mechanismen 50, 52 und 54 weitergegeben werden.
Zwar wird das Gerät 28 vorzugsweise von dem Steuergerät 56 angetrieben, doch kann das medizinische Personal die Fernbedienung des Geräts 28 durch das Steuergerät 56 anhalten und die Funktion der Mechanismen 50, 52 und 54 von Hand außer Kraft setzen, um den Katheter 26, den Draht 46 oder das Instrument 48 einzuführen.
3 ist eine schematische Darstellung von Einzelheiten des in 2 gezeigten Mechanismus 50 nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Mechanismus 50 wird hier beispielhaft beschrieben und es versteht sich, dass die Mechanismen 52 und 54 im Wesentlichen genauso funktionieren. Ferner wird zwar das Antriebsgerät 28 in 2 als die drei Mechanismen 50, 52 und 54 für Katheter 26, Zusatzgerät 48 beziehungsweise Führungsdraht 46 umfassend gezeigt, doch könnte auch ein einzelner Mechanismus , wie z. B. der Mechanismus 50, verwendet werden, wenn auch in nicht so geeigneter Weise, um den Führungsdraht, den Katheter und das Zusatzgerät der Reihe nach vorwärts zu bewegen.
Der Mechanismus 50 umfasst zwei Räder 62 und 66, die den Katheter 26 in Eingriff halten und sich entweder in Vorwärtsrichtung drehen, um den Katheter durch das Gefäß 44 vorwärts zu bewegen, wie durch die Richtungspfeile in der Abbildung ersichtlich, oder sich nach rückwärts drehen, um den Katheter 26 zurückzuholen. Zusätzlich umfasst der Mechanismus 50 vorzugsweise zwei Rollen 63 und 67, die sich auf einer um 90° gegenüber der Achse der Räder 62 und 66 gedrehten Achse befinden und die den Katheter 26 in Eingriff halten und ihn um seine Längsachse drehen, vorzugsweise um mindestens ±180° wie durch die Richtungspfeile in der Abbildung ersichtlich. Der Abstand zwischen den Rädern 62 und 66 und der Abstand zwischen den Rädern 63 und 67 ist vorzugsweise verstellbar, um ihn der Breite des Katheters 26, des Drahts 46 oder des Zusatzgeräts 48 anzupassen.
Ein Drehmotor 60, vorzugsweise ein umschaltbarer Schrittmotor oder Servomotor, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird vorzugsweise über einen Riemen 64 mit dem Antriebsrad 62 verbunden. Der Riemen wird vorzugsweise über eine Nabe ohne Schlupf mit dem Motor 60 verbunden. Das sich auf der gegenüberliegenden Seite von Katheter 26 befindende Rad 66 ist vorzugsweise frei drehend und dreht sich in der Art wie es durch die Bewegung des Katheters angetrieben wird. Ein Drehmotor 61 wird in ähnlicher Weise über einen Riemen 65 mit der Antriebsrolle 63 verbunden. Die Rolle 67, die sich auf der gegenüberliegenden Seite von Katheter 26 befindet, funktioniert ähnlich wie das Rad 66.
Nach Abschluss des Katheterisierungsverfahrens, oder wann immer es nötig ist, den Katheter während des Verfahrens proximal zurückzuziehen, wird die Drehung des Motors 60 umgekehrt, wobei eine Drehung im Uhrzeigersinn von Rad 62 und Riemen 64 verursacht wird, wodurch der Katheter 26 zurückgeholt wird.
Die zum Vorwärtsbewegen oder Drehen des Katheters 26 benötigte Kraft wird von einem mit dem Motor 60 verbundenen Drehmomentmesser 68 beziehungsweise von einem mit dem Motor 61 verbundenen Drehmomentmesser 69 aufgezeichnet. Zum Beispiel kann das Messgerät 68 den von Motor 60 zum Vorwärtsbewegen des Katheters 26 benötigten elektrischen Strom messen und diesen Strom in eine Messung der Kraft übertragen. Die Kraftmesswertanzeigen der Messgeräte 68 und 69 werden zu dem Steuergerät 56 und von dort vorzugsweise an die Konsole 34 weitergeleitet. Alternativ können auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Arten von Kraft- und Drehmomentsensoren verwendet werden. Trifft der Katheter 26 im Gefäß 44 auf eine Blockierung, wird der Motor 60 oder der Motor 61 gewöhnlich mehr Strom benötigen, um eine Vorwärtsbewegung beziehungsweise eine Drehung zu erreichen. Vorzugsweise stellt das Steuergerät 56 den Motor 60 oder 61 automatisch ab, wenn der vom Messgerät 68 beziehungsweise 69 empfangene Stromwert oder eine andere Anzeige für das Drehmoment eine vorgegebene Höchstgrenze erreicht.
Zwar werden in der in 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform das Rad 62 und die Rolle 63 von separaten Motoren bzw. Steuergeräten angetrieben bzw. überwacht, doch können das Rad 62 und die Rolle 63 alternativ auch von einem gemeinsamen Motor mit entsprechenden Getriebe angetrieben und von einem einzigen Kraftmessgerät überwacht werden.
Der Mechanismus 50 sorgt durch den Einsatz vorzugsweise eines Bewegungssensors, wie z. B. eines Rotormessers 70, für einen zusätzlichen Grad an Sicherheit. Der Rotormesser 70 wird mit einem Rad 72 verbunden, welches sich in Kontakt mit dem Katheter 26 befindet. Vorzugsweise misst der Rotormesser 70 die Anzahl der Umdrehungen des Rads 72 und bestimmt dabei die tatsächliche Geschwindigkeit der Bewegung und/oder die kumulative Vorwärtsbewegung des Katheters 26 unabhängig vom Motor 60. Diese Information wird dann an das Steuergerät 56 weitergeleitet, das die Information an die Konsole 34 weitergibt.
Wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben, kann das medizinische Personal an der Konsole 34 das Antriebsgerät 28 durch das Steuergerät 56 unter Verwendung des Peripheriegeräts 38 und der taktilen Bedienungseinheit 40 fernsteuern. Nachdem das Steuergerät 56 die Richtung von der Konsole 34 erhalten hat, ändert es den dem Motor 60 oder 61 zugeführten Strompegel und damit die Geschwindigkeit des Motors soweit erforderlich. Vorzugsweise werden die Drehmomentmessungen vom Drehmomentsensor 68 als fühlbare Rückmeldung zur Einheit 40 zurückgeleitet. Nimmt man zum Beispiel an, dass die Einheit 40 wie in 1 gezeigt einen Joystick umfasst, wird es, je mehr Kraft zum Vorwärtsbewegen des Katheters benötigt wird, umso schwerer, den Joystick nach vorn zu schieben, um eine Vorwärtsbewegung des Katheters zu bewirken. Außerdem werden, wie oben beschrieben, die Drehmoment- und Umdrehungsmesswertanzeigen, ebenso wie andere Systemparameter, vorzugsweise auf einem der Bildschirme 36 angezeigt.
4 ist eine schematische Darstellung von Einzelheiten des Katheterantriebsmechanismus 50 gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall bewegt ein von einer Motoreinheit 82 angetriebener Arm 80 den Katheter 26 mittels einer von ihm verursachten Schiebebewegung vorwärts und dreht ihn mittels einer Drehbewegung. Alle durch die Drehmomentmesser 68 und 69 und dem Rotormesser 70 zur Verfügung gestellten Sicherheitsvorkehrungen sind auch auf diese alternative Ausführungsform anwendbar. Die Bewegung des Arms 80 gleicht der Bewegung des Arztes beim Einführen eines Katheters von Hand. Die taktile Steuereinheit 40 kann in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel auch so ausgelegt sein, dass die Manipulationen der Steuereinheit durch den Arzt den Bewegungen ähnelt, die normalerweise beim Vorwärtsbewegen eines Katheters mit der Hand gemacht werden.
Zwar werden in 3 und 4 zwei bevorzugte Mechanismen zum Antreiben des Katheters 26 (oder zum Antreiben des Führungsdrahts 46 oder des Zusatzgeräts 48) vorgestellt, doch können andere Antriebsmechanismen ebenso verwendet werden. Es versteht sich allgemein, dass die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft angeführt sind und der volle Umfang der Erfindung nur durch die Ansprüche begrenzt wird.

Claims

Fernbedienungskatheterisierungssystem (20) zum koaxialen Einführen zumindest einer ersten biegsamen länglichen Sonde (26) und einer zweiten biegsamen länglichen Sonde (46) in das Gefäßsystem eines Patienten (22), wobei das System umfasst: ein Antriebsgerät (28) zum steuerbaren Einführen der länglichen Sonden, eine Bedienungskonsole (34), die in Kommunikation mit dem Antriebsgerät steht und Benutzereingabegeräte (38, 40) umfasst, welche von einem vom Patienten räumlich entfernten Benutzer des Systems bedient werden, um das Einführen der länglichen Sonden durch das Antriebsgerät in das Gefäßsystem zu steuern; dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgerät zumindest einen ersten Mechanismus (50) zum Antreiben der ersten länglichen Sonde und einen zweiten Mechanismus (52) zum Antreiben der zweiten länglichen Sonde umfasst, wobei die Antriebsmechanismen die Sonden koaxial bewegen.
System nach Anspruch 1, wobei das Antriebsgerät Räder (62, 66) umfasst, die auf den länglichen Sonden in die eine Richtung rollen, um die länglichen Sonden vorwärts zu bewegen, und in die umgekehrte Richtung, um die länglichen -Sonden zurückzuholen.
System nach Anspruch 1, wobei das Antriebsgerät einen Arm (80) umfasst, der die längliche Sonde ergreift und schiebt, um sie vorwärts zu bewegen, und die längliche Sonde ergreift und zieht, um sie zurückzuholen.
System nach Anspruch 1, wobei das Antriebsgerät einen Drehmechanismus (63, 67) umfasst, der die längliche Sonde um ihre Längsachse dreht.
System nach Anspruch 4, wobei der Drehmechanismus Rollen (63, 67) umfasst, die auf der länglichen Sonde rollen.
System nach Anspruch 1, wobei das Antriebsgerät einen Motor (61) umfasst, der das Einführen der länglichen Sonde antreibt.
System nach Anspruch 1, wobei das Antriebsgerät einen Kraftsensor umfasst, der eine während des Einführens der länglichen Sonde aufgewandte Kraft misst.
System nach Anspruch 7, wobei der Kraftsensor einen Drehmomentmesser (69) umfasst, der ein zum Bewegen der länglichen Sonde benötigtes Drehmoment misst.
System nach Anspruch 7, wobei die Bedienungskonsole Kraftmessungen von dem Kraftsensor empfängt und dem Anwender in Erwiderung dazu eine fühlbare Rückmeldung liefert.
System nach Anspruch 1, wobei das Antriebsgerät einen Bewegungssensor (70) zum Messen einer linearen Vorschubbewegung der länglichen Sonde umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei das System einen Röntgenapparat (32) umfasst, der ein Echtzeitbild erzeugt, welches das Vorankommen jeder der länglichen Sonden im Körper des Patienten zeigt.
System nach Anspruch 1, wobei die Bedienungskonsole einen Bildschirm (36) umfasst, der Daten in Zusammenhang mit dem Antriebsgerät empfängt und anzeigt.
System nach Anspruch 1, wobei die Benutzereingabegeräte einen Joystick (40) zur taktilen Betätigung des Antriebsgeräts umfassen.