WO1994019048A1

WO1994019048A1 - Katheter für medizinische anwendungen

Info

Publication number: WO1994019048A1
Application number: PCT/EP1994/000525
Authority: WO
Inventors: Michael Lieke
Original assignee: Albert Ludwigs Universitaet Freiburg; Universitaetsklinikum Freiburg
Current assignee: Albert Ludwigs Universitaet Freiburg; Universitaetsklinikum Freiburg
Priority date: 1993-02-27
Filing date: 1994-02-23
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 1995-08-27
Also published as: DE4306136A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Katheter für medizinische Anwendungen, insbesondere zum Einführen in Blutgefässe, Hohlorgane und dergleichen Hohlkörper, mit distalen Öffnungen, die Strömungsaustritte für ein Antriebsmedium bilden. Die Positionierung solcher Katheter im Körperinneren eines Patienten gestaltet sich oft schwierig und ist, da die Lokalisation des Katheters nur mittels einer Röntgendurchleuchtung erfolgen kann, mit einer entsprechenden Strahlenbelastung für alle Beteiligten verbunden. Um die Strahlenbelastung möglichst gering zu halten und den Katheter auf einfache Weise möglichst schnell in die gewünschte Position bewegen zu können, ist die Ausströmung des Antriebsmediums bei den einzelnen Strömungsaustritten des erfindungsgemässen Katheters unabhängig voneinander steuerbar.

Description

Katheter für medizinische Anwendungen

Die Erfindung betrifft ein Katheter für medizinische Anwendungen, insbesondere zum Einführen in Blutgefäße, Hohlorgane und dergleichen Hohlkörper, mit distalen Öffnungen, die Strömungsaustritte für ein Antriebsmedium bilden.

Zur medizinischen Diagnostik und Therapie sind bereits verschiedene Katheter bekannt. Dabei ist insbesondere bei der angiographischen Darstellung der im Kopf eines Patienten befindlichen Blutgefäße eine superselektive Plazierung der jeweiligen Katheter erforderlich. Hierzu werden bedarfsweise auch sehr dünne Katheter benutzt, die zumindest in ihrem, dem Patienten zugewandten distalen Endbereich sehr weich sind und ähnlich wie ein Faden lediglich durch den Blutstrom in das Zielgebiet geschwemmt werden. Unterstützend können unterschiedliche Führungsdrähte eingesetzt werden, die

ORIGINALUNTERLAGEN zuweilen die Plazierung erleichtern beziehungsweise erst ermöglichen. Die betreffenden Katheter sind in ihrem distalen Endbereich so dünn und so weich, daß ein kraftvoller Vorschub und eine sichere Steuerung durch den Untersucher kaum oder gar nicht möglich ist.

Insbesondere bei stark geschlängelten Blutgefäßen sind längsgerichtete Schubkräfte sowie Torsionskräfte im Katheterspitzenbereich kaum noch oder gar nicht mehr wirksam, da sie sich nicht mehr gezielt und definiert übertragen lassen, so daß eine gewollte Steuerung und gezielte Plazierung nur eingeschränkt oder gar nicht möglich ist.

Zur gezielten Plazierung des Katheters sind eine große Handfertigkeit des Operateurs, viel Erfahrung und viele Manipulationen erforderlich. Der Katheter und/oder der Draht im Spitzenbereich kann beispielsweise etwas gekrümmt werden, um den Katheter in eine Vorzugsrichtung zu steuern, wobei der Katheter häufig hin- und hergeschoben oder gezogen werden muß und in Einzelfällen mittels gezielter Halsgefäß-Kompressionen eine Blutumverteilung mit einer Blutstromverstärkung im gewählten Gefäßabschnitt provoziert wird, um so den Katheter in das gewählte Gefäß einschwemmen zu lassen.

Man kennt bereits weitgehend torsionsstabile Katheter mit unterschiedlich gekrümmten Spitzen, welche teilweise über bestimmte Teilbereiche ihrer Längserstreckung eine unterschiedliche Konsistenz und Steifigkeit aufweisen. Die vorbekannten Katheter werden unter Röntgenkontrolle und bedarfsweise in Verbindung mit entsprechenden Kontrastmittelapplikationen sowie häufig auch unter Zuhilfenahme diverser Führungsdrähte solange um ihre Längsachse gedreht und in ihrer Längsrichtung verschoben, bis entweder der Führungsdraht oder die Katheterspitze in ein passendes abgehendes Blutgefäß hineinrutscht. Durch weitere Manipulationen kann dann der Katheter weiter vorangeschoben werden.

Nachdem das vorbekannte Katheter in dieser Weise plaziert wurde, kann bei sehr dünnen Gefäßen dann durch den Arbeitskanal dieses Katheters ein sogenanntes Mikrokatheter vorgeschoben werden, welcher ebenfalls einen Führungsdraht aufweist. Die genaue Plazierung dieses Mikrokatheters wird jedoch mit zunehmender Distanz vom Operateur immer schwerer, da die von ihm ausgeübten und auf die Katheterspitze noch einwirkenden Restkräfte, vor allem Torsions- und Schubkräfte, nur noch sehr klein sind. Ein solcher Mikrokatheter wird daher vor allem durch den Blutstrom vorangetrieben.

Die superselektive Plazierung dieser Katheter ist zeitaufwendig und - da die Plazierung unter Röntgenkontrolle erfolgen muß - mit einer relativ hohen Strahlenbelastung für den Patienten und den Operateur verbunden. In Einzelfällen kann die genaue Plazierung des Katheters auch dem erfahrensten Operateur mißlingen.

Man hat auch bereits eine Vorrichtung zum Einführen von medizinischen Instrumenten geschaffen, die an ihrem distalen Endbereich einen pilz- oder hülsenförmigen Düsenkörper aufweist (vgl. DE-PS 31 11 497). Dieser Düsenkörper weist in einer oder mehrere seiner Querebenen Einziehungen auf, in denen Düsen für den Vortrieb des Instrumentes in Körperorganen angeordnet sind. Diese Düsen bilden Strömungsaustritte für ein Antriebsmedium, welches beispielsweise aus einer physiologischen Kochsalzlösung bestehen kann. Dabei wird das Antriebsmedium durch den einzigen Hohlkanal des Katheters zu den Düsen gepreßt, um durch diese Strömungsaustritte nach außen auszuströmen, so daß sich das distale Katheterende entgegen der Strömungsrichtung fortbewegt. Bei diesem vorbekannten Katheter ist zwar bereits eine Vorschubkraft auf das distale Katheterende übertragbar, eine Steuerung dieses Katheterendes ist jedoch auch hier nicht vorgesehen. Die Plazierung des distalen Endbereiches kann sich daher insbesondere bei stark geschlängelten Blutgefäßen auch bei diesem vorbekannten Katheter gemäß der DE-PS 31 11 497 sehr schwierig und zeitaufwendig gestalten.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Katheter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das auf einfache Weise aktiv an die gewünschte Stelle im Blutgefäß oder dergleichen Hohlkörper bewegt und gelenkt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Katheter der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß die Ausströmung des Antriebsmediums bei den einzelnen Strömungsaustritten unabhängig voneinander steuerbar ist. Durch die unabhängig voneinander ansteuerbaren Strömungsaustritte können auf dem distalen Endbereich des erfindungsgemäßen Katheters aktiv steuerbare Kräfte aufgebracht werden. Diese Kräfte sind groß genug, um den erfindungsgemäßen Katheter in die gewünschte Richtung zu lenken, wobei Vorschubbewegungen in und quer zur Längsrichtung ohne weiteres möglich sind. Durch das durch die einzeln ansteuerbaren Strömungsaustritte ausströmende Antriebsmedium kommt es gemäß den physikalischen Strömungsgesetzen zu einer Rückstoßwirkung, welche den Katheter entgegen der Strömungsrichtung vorantreibt. Dabei werden die Strömungsaustritte entsprechend der gewünschten Fortbewegungsrichtung angesteuert. Durch die einfache Positionierbarkeit des erfindungsgemäßen Katheters kann dieser in kürzerer Zeit und mit einer geringeren Strahlenbelastung für alle Beteiligten an der gewünschten Stelle positioniert werden. Dabei sieht eine Ausfuhrungs orm gemäß der Erfindung vor, daß die einzelnen Strömungsaustritte mit separaten Kanälen für das Antriebsmedium verbunden sind. Bei einer solchen Ausfuhrungsform wird das Antriebsmedium über die separaten Kanäle speziell dem Strömungsaustritt oder den Strömungsaustritten zugeführt, über die das Antriebsmedium in die der gewünschten Fortbewegungsrichtung entgegengesetzte Strömungsrichtung ausströmen kann.

Demgegenüber sieht eine andere vorteilhafte Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung vor, daß die einzelnen Strömungsaustritte unabhängig voneinander hinsichtlich ihres Öffnungsquerschnittes verstellbar sind und vorzugsweise mit einem gemeinsamen Kanal für das Antriebsmedium verbunden sind. Bei einer solchen Ausfuhrungsform kann auch der eventuell einzige Hauptkanal des Katheters zum Zuführen des Antriebsmediums zu den Strömungsaustritten verwendet werden. Bei dieser Ausfuhrungsform werden nämlich die einzelnen Strömungsaustritte bedarfsweise angesteuert und getrennt voneinander in ihre Öffnungs- oder Schließstellung gebracht. Durch Öffnen einzelner Strömungsaustritte und Schließen der übrigen Strömungsaustritte kann das über den gegebenenfalls einzigen Hauptkanal zufließende Antriebsmedium so eingesetzt werden, daß der erfindungsgemäße Katheter entgegen der Strömuhgsrichtung in die gewünschte Fortbewegungsrichtung vorangetrieben wird.

Bei einer variablen Verstellbarkeit des Öffnungsquerschnittes der Strömungsaustritte ist neben der Strömungsrichtung auch die ausströmende Menge des Antriebsmediums pro Zeiteinheit und damit die in Strömungsrichtung wirkende Kraftkomponente veränderbar.

Zweckmäßig ist es, wenn in den Strömungsführungen zu den einzelnen Austrittsöffnungen Stellorgane, vorzugsweise Ventile, vorgesehen sind. Soll das Antriebsmedium den Strömungsaustritten über einen einzigen Hauptkanal zugeführt werden, so ist es vorteilhaft, wenn die Stellorgane im Bereich der Strömungsaustritte oder -Öffnungen angeordnet sind.

Dabei können die Ventile hydraulisch oder elektrisch, gegebenenfalls mechanisch betätigbar sein.

Um den erfindungsgemäßen Katheter in und quer zur Längsrichtung vorantreiben zu können, ist es zweckmäßig, wenn mehrere, in unterschiedliche Richtungen weisende Strömungsaustritte vorgesehen sind.

Um das distale Katheterende auch mit Hilfe möglichst weniger Strömungsaustritte in die gewünschte Fortbewegungsrichtung vorantreiben zu können, sieht eine andere vorteilhafte Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung demgegenüber vor,^" daß die Strömungsaustritte in ihrer Austrittsrichtung verstellbar sind. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Strömungsaustritte an den Enden von lageverstellbaren, insbesondere verschwenkbaren Strömungsführungen vorgesehen sind, die mit Schwenkgelenken verbunden sind, wobei sich bei den Schwenkgelenken Schwenkantriebe befinden. Durch Verschwenken der lageverstellbaren Strömungsführungen mittels der Schwenkantriebe kann der entsprechende Strömungsaustritt in die gewünschte Richtung verschwenkt werden.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn als Schwenkantriebe hydromotorische oder elektromotorische Antriebe, gegebenenfalls mechanisch betätigbare Antriebe, vorgesehen sind.

Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, daß ein insbesondere zentraler Arbeitskanal für Hilfsinstrumente oder dergleichen vorgesehen ist, der vorzugsweise gleichzeitig zum Zuführen des Antriebsmediums zu den distalen Strömungsaustritten dient. Zum Durchführen eines medizinischen Instrumentes kann dieser zentrale Arbeitskanal am distalen Katheterende eine verschließbare Arbeitsöffnung aufweisen. Zum Öffnen und Schließen dieser Arbeitsöffnung ist es zweckmäßig, wenn am distalen Austrittsende des Arbeitskanales ebenfalls ein Ventil vorgesehen ist.

Zum Ansteuern der den Ventilen und/oder den Schwenkantrieben zugeordneten Stellglieder ist es zweckmäßig, wenn elektrische Steuerverbindungen der Ventile, Schwenkantriebe und dergleichen nach außen zu einer Steuereinrichtung vorgesehen sind. Dabei sieht eine bevorzugte Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung vor, daß diesen Stellgliedern eine am distalen Endbereich des Katheters im Bereich der Stellglieder angeordnete Steuerelektronik zugeordnet ist, die über codierte Steuersignale ansteuerbar ist. Eine solche, über codierte Steuersignale ansteuerbare Steuerelektronik kann auch über vergleichsweise wenige Steuerverbindungen mit der Steuereinrichtung in Steuerverbindung stehen.

Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung sieht vor, daß die Ventile, Schwenkantriebe und dergleichen in Mikrosystemtechnik ausgebildet sind. Mit Hilfe solcher, in Mikrosystemtechnik ausgebildeter Ventile, Schwenkantriebe und dergleichen können die Außenabmessungen des erfindungsgemäßen Katheters immer noch sehr klein gehalten werden.

Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung sieht beispielsweise vor, daß der Katheter einen Außendurchmesser von weniger als 1 mm hat und daß der distale Katheterkopf vorzugsweise kolbenförmig und/oder gerundet ausgebildet ist. Ein solch dünner und an seinem Katheterkopf gerundeter Katheter läßt sich besonders gut auch in enge Blutgefäße oder dergleichen Hohlkörper einführen. Zusätzlich zu den oder statt der verschwenkbaren Strömungsführungen kann es vorteilhaft sein, wenn mehrere Strömungsaustritte am Unfang des Katheter-Kopfes oder dergleichen verteilt und gegebenenfalls in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Sind diese verschiedenen Strömungsaustritte insbesondere an einem gerundeten Katheterkopf vorgesehen, so weisen diese derart in verschiedene Strömungsrichtungen, daß das distale Katheterende durch Ansteuern der einzelnen Strömungsaustritte in die gewünschte Fortbewegungsrichtung vorangetrieben werden kann.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung verwirklicht sein.

Es zeigt in sche atischer Darstellung:

Fig. 1 den distalen Endbereich eines Katheters in einem Längsschnitt, wobei der Katheter einen Seitenkanal mit einem Strömungsaustritt für ein Antriebsmedium aufweist,

Fig. 2 einen Katheter in einem Längsschnitt mit zwei seitlichen Strömungsaustritten, wobei diese Strömungsaustritte in unterschiedliche Richtungen weisen,

Fig. 3 einen Katheter in einem Längsschnitt, bei dem aus einem seiner seitlichen Strömungaustritte ein Antriebsmedium nach außen strömt, Fig. 4 einen Katheter, bei dem durch mehrere seiner Strömungsaustritte ein Antriebsmedium derart nach außen ausströmt, daß das distale Katheterende seitwärts nach vorn vorangetrieben wird,

Fig.5-7 drei verschiedene Katheter, jeweils in einem

Querschnitt, wobei die Katheter neben einem zentralen

Haupt- oder Arbeitskanal zusätzlich vier, sechs oder acht Steuerkanäle aufweisen, welche zu Strömungaustritten führen,

Fig. 8 den distalen Katheterkopf eines Katheters in einem

Längsschnitt, wobei der Katheterkopf einen kolbenförmig gerundeten Außenumriß mit mehreren, in unterschiedliche Richtungen weisenden

Strömungsaustritten hat,

Fig. 9 einen Katheterkopf, ähnlich dem aus Fig. 8, wobei die

Strömungsaustritte am Ende von Strömungsführungen vorgesehen sind, welche jeweils mittels eines

Schwenkantriebes über Schwenkgelenke verschwenkbar sind,

Fig. 10 einen Katheterkopf, bei dem die zu den Strömungsaustritten führenden verschwenkbaren

Strömungsführungen von dem einzigen Arbeits- oder Hauptkanal abzweigen,

Fig. 11 einen Katheterkopf mit drei versc wenkbaren Strömungsführungen in einem Querschnitt,

Fig. 12 einen Katheterkopf, bei dem den verschiedenen Strömungsaustritten jeweils ein einzelnes, separat ansteuerbares Steuerventil zugeordnet ist, Fig. 13 einen Katheterkopf, ähnlich dem aus Figur 12, wobei die den Strömungsaustritten zugeordneten und vom einzigen Hauptkanal abzweigenden Strömungsführungen verschwenkbar ausgebildet sind,

Fig. 14 einen Katheterkopf, bei dem die Strömungsführungen über Mikropumpen verschwenkt werden können, welche die an die Strömungsführungen angrenzenden

Kammerinhalte derart umverteilen, daß die entsprechende Strömungsführung in die gewünschte

Richtung verschwenkt wird, und

Fig. 15 einen Katheterkopf, bei dem sich durch ein wahlweises

Zusammenspielen eines Pumpen- und Ventilsystemes mittels dem Antriebsmedium eine definierte

Vorschubkomponente erzeugen läßt.

In den Figuren 1 bis 15 sind in unterschiedlichen Längs- und Querschnitten verschiedene Katheter dargestellt, die in der Medizin zur Diagnose und Therapie angewendet werden können. Die Katheter weisen an ihrem dem Patienten zugewandten distalen Endbereich einen gegebenenfalls auch einschwämmbaren Katheterkopf auf, der über ein oder mehrere Mittelteile mit dem proximalen Katheterende verbunden ist, an dem ein vorzugsweise starrer und weitgehend torsionsstabiler

Manipulator angebracht oder anbringbar ist. Die Katheter gemäß den Figuren 1 bis 15 sind in ihrem Katheterinneren hohl ausgebildet und weisen zumindest einen Arbeits- oder Hauptkanal auf. Zur Lageorientierung haben diese Katheter an definierten Teilbereichen, vorzugsweise im Bereich ihres

Katheterkopfes, röntgenpositive oder röntgendichte Markierungen.

Um die Katheter aktiv und superselektiv zu bestimmten Positionen im Körperinneren eines Patienten bewegen zu können, weisen die in den Figuren 1 bis 15 dargestellten Katheter distale Öffnungen auf, die Strömungsaustritte für ein Antriebsmedium bilden. Dabei kann als Antriebsmedium beispielsweise eine physiologische Kochsalzlösung dienen. Um den Katheterkopf auch in stark geschlängelten Gefäßen oder dergleichen Hohlkörpern gut in und quer zur Längsrichtung des Katheters bewegen zu können, ist bei dem in den Figuren 1 bis 15 dargestellten Katheter die Ausströmung des Antriebsmediums bei den einzelnen Strömungsaustritten unabhängig voneinander steuerbar. Durch das aus den Strömungsaustritten ausströmende Antriebsmedium können im Bereich des Katheterkopfes Kräfte aufgebaut werden, welche groß genug sind, den Katheter voranzutreiben und in die gewünschte Richtung zu lenken. Dabei wird mittels dem Antriebsmedium ein Rückstoß erzeugt, welcher den Katheter entgegen der Strömungsrichtung des Antriebsmediums vorantreibt. Je nachdem, in welche -Richtung der angesteuerte Strömungsaustritt weist, kann auch der Katheterkopf in die entsprechende Gegenrichtung vorangetrieben werden. Da die hier dargestellten Katheter auf einfache Weise an die gewünschte Stelle bewegt werden können, läßt sich der Zeit- und Arbeitsaufwand des Operateurs sowie die für alle Beteiligten damit verbundene Röntgenbelastung wesentlich reduzieren.

In den Figuren 1 und 2 sind die Katheterköpfe zweier Katheter in einem Längsschnitt dargestellt, die beide einen zentralen Arbeits- oder Hauptkanal A aufweisen. Durch diesen Arbeits- oder Hauptkanal A kann beispielsweise ein medizinisches Instrument durchgeführt werden, wenn sich der Katheter in der gewünschten Position befindet.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Katheter weisen zumindest einen Seitenkanal S-C auf, welcher im Bereich des

Katheterkopfes in einer nach außen führenden Seitenöffnung 0-1 beziehungsweise 0-2 mündet. Dabei ist bei dem in Figur 2 dargestellten Katheter der Strömungsaustritt 0-2 am Ende einer schlauchartigen Verlängerung vorgesehen, die vom distalen Endbereich des Katheters weg in Richtung zu dessen proximalen Ende weist. Diese schlauchartige Verlängerung ist relativ weich ausgestaltet, so daß beim Zurückziehen des in Figur 2 dargestellten Katheters kein Widerhakeneffekt auftritt.

Bei Injektion zum Beispiel einer physiologischen Kochsalzlösung in einen der Seitenkanäle S-C wird dieses Antriebsmedium aus dem den Seitenkanal S-C zugeordneten Strömungsaustritt 0-1 beziehungsweise 0-2 gepreßt, so daß eine SteuerStrömung J-S entsteht. Diese Steuerströmung bewirkt einen Rückstoßeffekt, welche den Katheterkopf entgegen der Strömungsrichtung vorantreibt. Da die Strömungsaustritte 0-1 und 0-2 bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Katheter mit separaten Kanälen S-C für das Antriebsmedium verbunden sind, kann die Ausströmung des Antriebsmediums bei den einzelnen Strömungsaustritten 0-1 und 0-2 unabhängig voneinander gesteuert werden. Die durch das Ausströmen des Antriebsmediums erzeugten Ruckstoßkräfte werden durch den Operateur unter Röntgendurchleuchtung so in Katheterbewegungen umgesetzt, daß dadurch gewollte und gezielte Katheterpositionierungen erfolgen.

Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, weisen die Katheter an ihrem distalen Katheterkopf mehrere Strömungsaustritte auf, denen jeweils ein separater Seitenkanal S-C zugeordnet ist. Diese Seitenkanäle S-C weisen an ihrem proximalen Ende eine Anschlußmöglichkeit zum Einspritzen oder Einbringen des Antriebsmediums auf. Dabei sind die Seitenkanäle S-C unabhängig voneinander und unabhängig vom Arbeitskanal A ansteuerbar.

Der in Figur 4 dargestellte Katheter weist zumindest zwei Strömungsaustritte auf, die in entgegengesetzte Richtungen rechtwinklig zur Katheter-Längsachse weisen. Zusätzlich sind mindestens zwei weitere Strömungsaustritte vorgesehen, die das Ende der schlauchartigen Verlängerungen S bilden. Diese schlauchartigen Verlängerungen sind mit ihren Strömungsaustritten zum proximalen Katheterende gerichtet. Der in Figur 4 dargestellte Katheter weist somit mehrere Strömungsaustritte auf, die in unterschiedlichen Winkelpositionen zur Katheter-Längsachse am vorderen Katheter- Endbereich angeordnet sind. Bei gleichzeitiger Ausströmung des Antriebsmediums aus den Strömungsaustritten der zum proximalen Katheterende weisenden schlauchartigen Verlängerungen S und aus einer der beiden vorderen Strömungsaustritte wird der Katheter mit seinem in Figur 4 dargestellten Katheterkopf seitwärts nach vorne vorangetrieben.

Die Strömungsaustritte des Katheters können auch unter jeweils gleichen Winkelabständen um den Umfang des Katheterkopfes angeordnet sein. Möglich ist auch, daß zumindest die in gleichen Winkelpositionen angeordneten Strömungsaustritte etwa in derselben Querschnittsebene des Katheters angeordnet sind. Um den Katheter vorantreiben zu können, ist es zweckmäßig, wenn zumindest eine Öffnung so angebracht ist, daß das ausströmende Antriebsmedium eine axiale Strömungskomponente erzeugt. Dazu kann der entsprechende Strömungsaustritt vom distalen Katheterende weg in Richtung zum proximalen Katheterende gerichtet sein. Die Strömungsaustritte können durch eine winklig zur Katheter-Längsachse angebrachte Bohrung, eine Ausparung oder einen Einschnitt gebildet sein. Möglich ist aber auch, diese Strömungaustritte an den Enden kurzer, flexibler Schlauchabschnitte S vorzusehen, wie dies beispielsweise in den Figuren 2 und 4 dargestellt ist.

In den Figuren 5 bis 7 sind verschiedene Katheter in einem

Querschnitt dargestellt. Dabei sind die voneinander getrennten und separat ansteuerbaren Seitenkanäle S-C deutlich zu erkennen, denen jeweils ein - hier nicht dargestellter Strömungsaustritt zugeordnet ist. Die Seitenkanäle S-C sind getrennt vom Arbeitskanal A und gleichmäßig über den Katheterumfang verteilt angeordnet. Die Figuren 5 bis 7 zeigen die Katheter mit ihren symmetrisch angeordneten Seitenkanälen S-C, wobei die Katheter vier (Figur 5), sechs (Figur 6) beziehungsweise acht Seitenkanäle S-C (Figur 7) aufweisen.

In Figur 8 ist der Katheterkopf eines Katheters dargestellt, der ebenfalls über mehrere, in unterschiedlichen

Querschnittsebenen angeordnete Strömungsaustritte verfügt.

Diese Strömungsaustritte der einzelnen Querschnittsebenen weisen in unterschiedliche Strömungsrichtungen. Die einzelnen

Strömungsaustritte sind jeweils über einen separaten Seitenkanal ansteuerbar. Dabei läßt sich das über die

Seitenkanäle den Strömungsaustritten zugeführte Antriebsmedium zum Vorschub und zur Steuerung des Katheters ausnutzen.

Während die nach unten gerichteten Steuerstromungen J-S für den Vorschub des Katheterkopfes sorgen, werden die seitwärts gerichteten Steuerströmungen J-S für die seitliche Steuerung des Katheters genutzt.

Der in Figur 8 dargestellte Katheterkopf weist im Bereich seiner . Strömungsaustritte eine kolbenförmige gerundete Querschnittserweiterung auf. Durch diesen gerundeten Außenumriß des in Figur 8 dargestellten Katheterkopfes wird sowohl ein Vorschieben und Mitschwimmen des Katheterkopfes als auch dessen Zurückziehen erleichtert.

Bei dem in Figur 9 dargestellten Katheterkopf sind die Strömungsaustritte in ihrer Austrittsrichtung verstellbar. Die Strömungsaustritte sind dazu an den Enden von verschwenkbaren Strömungsführungen vorgesehen, die über Schwenkgelenke Rot. jeweils mit einem separaten Seitenkanal verbunden sind. Diese Schwenkgelenke Rot. sind jeweils über einen hier nicht dargestellten Schwenkantrieb bewegbar. Mittels der Schwenkgelenke Rot. können die als Schwenkarme S-A ausgebildeten Stromungsführungen etwa um 180° verschwenkt werden. Dabei sind die Schwenkarme S-A selektiv und definiert getrennt voneinander ansteuerbar, so daß beim Ausströmen des Antriebsmediums aus der Öffnung nur eines Schwenkarmes S-A der Katheter seitwärts abgedrängt wird. Bei einer entsprechenden Stellung der Schwenkarme S-A kann zusätzlich oder stattdessen auch eine Vorschubbewegung erfolgen.

Bei dem in Figur 10 dargestellten Katheterkopf ist zusätzlich ein distales Ventil VI vorgesehen, das in den Haupt- oder Arbeitskanal A zwischengeschaltet ist. Während in der Offenstellung des Ventils VI ein medizinisches Instrument oder dergleichen durch den Arbeitskanal A durchgeführt werden kann, bewirkt das Ventil VI in seiner Schließstellung eine Strömungsumleitung des Antriebsmediums, das nun allein durch die vom Arbeitskanal A abgezweigten und in den Strömungsaustritten mündenden Stromungsführungen ausströmen kann. Über die mit den Schwenkarmen verbundenen Schwenkgelenke Rot. kann die Ausströmung des Antriebsmediums bei den einzelnen Strömungsaustritten derart unabhängig voneinander gesteuert werden, daß der Katheterkopf in die gewünschte Fortbewegungsrichtung vorangetrieben wird.

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung sieht vor, daß in den Stromungsführungen zu den einzelnen Strömungsaustritten oder Austrittsöffnungen Stellorgane, vorzugsweise Ventile, vorgesehen sind. Diese Ventile können hydraulisch oder elektrisch, gegebenenfalls auch mechanisch, betätigbar sein.

So sind bei dem in Figur 11 im Querschnitt dargestellten

Katheter die Stromungsführungen zu den Schwenkarmen S-Al und S-A2 geschlossen, während die Zufuhr zum Schwenkarm S-A3 geöffnet ist. Das hier nicht dargestellte distale Ventil VI ist ebenfalls geschlossen, so daß das über den Arbeitskanal A zuströmende Antriebsmedium nur am Schwenkarm S-A3 zu einer Steuerströmung J-S führt. Durch den Rückstoßeffekt erhält der Katheter, je nach Winkelstellung des durch das Schwenkgelenk oder dergleichen Rotationselement Rot. verstellbaren Schwenkarm S-Al eine seitliche Rückstoßkomponente und/oder eine Vorschubkraft.

Die Schwenkarme sind über den Katheter-U fang gleichmäßig verteilt angeordnet und können einzeln angesteuert werden. Den Schwenkarmen S-A können Ventile vor- oder nachgeschaltet sein, gegebenenfalls sind diese Ventile auch in die Schwenkarme S-A integriert.

Der in Figur 12 dargestellte Katheterkopf weist zusätzlich zu dem im Hauptkanal A zwischengeschalteten Ventil VI weitere Ventile V2 und V3 auf, die jeweils einem Strömungsaustritt zugeordnet sind. Dabei sind die Ventile V2 und V3 in Stromungsführungen zwischengeschaltet, die vom Haupt- oder Arbeitskanal A abzweigen. Die Ventile VI, V2 und V3 sind getrennt voneinander ansteuerbar. Durch das Zusammenspiel der einzeln ansteuerbaren Ventile und die Winkelstellung der einzelnen Strömungsaustritte beziehungsweise Stromungsführungen zur Katheter-Längsachse läßt sich der Katheter in Längsrichtung und/oder seitwärts vorantreiben.

Der in Figur 13 dargestellte Katheterkopf ähnelt im wesentlichen dem in Figur 12 gezeigten Katheter. Jedoch sind bei dem Katheterkopf gemäß Figur 13 die Strömungsaustritte an verschwenkbaren Stromungsführungen vorgesehen, die mit den Schwenkgelenken Rot. verbunden sind. Diese Schwenkgelenke Rot. sind in Strömungsrichtung vor den Ventilen V2 beziehungsweise V3 angeordnet. Auch die Stromungsführungen des in Figur 13 dargestellten Katheterkopfes zweigen vom Haupt- oder Arbeitskanal A ab. Die Ventile V2 oder V3 können auch vor den Schwenkgelenken in die Stromungsführungen zwischengeschaltet oder unmittelbar in die Schwenkgelenke Rot. integriert sein.

Bei dem in Figur 14 dargestellten Katheterkopf sind Mikropu pen Pl, P2 und P3 vorgesehen, die gegebenenfalls auch als Ventil ausgeführt sein können. Mit Hilfe dieser Mikropumpen Pl bis P3 sollen die einzelnen, an die Schwenkarme S-A angrenzenden Kammerinhalte der voneinander separierten Kammern Kl bis K4 umverteilt werden, so daß dadurch die Ξchwenkarme S-A in die gewünschte Richtung gedrängt werden und die Stromungsrichtung des dem entsprechenden Schwenkarm zugeordneten Strömungsaustritts selektiv und definiert vorwählbar ist. Bei dieser in Figur 14 dargestellten Ausfuhrungsform ist der die Kammern Kl bis K4 aufweisende Katheterkopf entsprechend elastisch ausgestaltet. Durch Schließen des distalen Ventils VI, selektives Verschwenken der Schwenkarme S-Al und S-A2 im Schwenkbereich Sl, S2 und durch Betätigen, d.h. beispielsweise selektives Öffnen oder Schließen der Mikropumpen oder Ventile P2 und P3, kann der für die Vorschubbewegung des Katheters erforderliche Rückstoßeffekt erzeugt werden. Dabei wird das Antriebsmedium dem entsprechenden Schwenkarm S-Al oder S-A2 einzig über den Arbeits- oder Hauptkanal A zugeführt.

Wie in Figur 15 dargestellt ist, kann bei einem ausgewählten Zusammenspiel des Pump- und Ventilsystems P und V das Antriebsmedium aus einer vorwählbaren Strömungsöffnung austreten, so daß aufgrund der physikalischen Strömungsgesetze der Katheter eine seitliche Kraftkomponente erfährt. Je nach Stellung des Schwenkarmes läßt sich damit erforderlichenfalls auch eine Vorschubkomponente erzielen. Dabei entspricht der in Figur 15 dargestellte Katheter im wesentlichen dem Katheterkopf aus Figur 14. Um den Katheter auch im Bereich seines Katheterkopfes möglichst klein ausgestalten zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Katheterkopf der in den Figuren 8 bis 15 gezeigten Katheter mit den entsprechenden Ventilen, Schwenkantrieben, Mikropumpen und dergleichen in Mikrosystemtechnik ausgebildet ist. Dabei können die erforderlichen Strukturen im Lithographie- oder Ätzverfahren, mittels Röntgentiefenlithographie über Synchrotronstrahlung oder über Galvanoformung und Kunststoff bformung hergestellt werden.

Erwähnt sei noch, daß zur Bildung mehrerer, zu Strömungsaustritten führender Kanäle, ein den Arbeitskanal konzentrisch umschließender, in Umfangsrichtung gekammerter Außenschlauch vorgesehen sein kann, der über abdichtende, die Kammern begrenzende Längsstege mit der Außenwand des Arbeitskanales verbunden ist. Die Ringkanalabschnitte zwischen benachbarten Längsstegen bilden dabei die Steuerkanäle. Bevorzugt sind drei Steuerkanäle, gebildet durch drei Längsstege, vorgesehen. Bedarfsweise können auch mehr als drei Steuerkanäle vorgesehen sein.

Der Arbeitskanal zusammen mit den Steuerkanälen kann als einstückiges Teil, insbesondere durch Extrudieren hergestellt werden. Ein solches Teil weist auch bei geringen Außenabmessungen eine ausreichende Stabilität auf und kann auch insgesamt den Katheterschaft bilden.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Katheter für medizinische Anwendungen insbesondere zum Einführen in Blutgefäße, Hohlorgane und dergleichen Hohlkörper, mit distalen Öffnungen, die Strömungsaustritte für ein Antriebsmedium bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmung des Antriebsmediums bei den einzelnen Strömungsaustritten (0-1, 0-2) unabhängig voneinander steuerbar ist.

2. Katheter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Strömungsaustritte (0-1, 0-2) mit separaten Kanälen (S-C) verbunden sind.

3. Katheter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Strömungsaustritte unabhängig voneinander hinsichtlich ihres Öffnungsquerschnittes verstellbar sind und vorzugsweise mit einem gemeinsamen Kanal (A) für das Antriebsmedium verbunden sind.

4. Katheter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromungsführungen zu den einzelnen Austrittsoffnungen Stellorgane, vorzugsweise Ventile (V2, V3) vorgesehen sind.

5. Katheter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (VI, V2, V3) hydraulisch oder elektrisch, gegebenenfalls mechanisch, betätigbar sind.

6. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, in unterschiedliche Richtungen weisende Strömungsaustritte vorgesehen sind.

7. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsaustritte in ihrer Austrittsrichtung verstellbar sind.

8. Katheter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsaustritte an den Enden von lageverstellbaren, insbesondere verschwenkbaren Stromungsführungen (S-A) vorgesehen sind, die mit Schwenkgelenken (Rot.) verbunden sind und daß sich bei den^' Schwenkgelenken (Rot.) Schwenkantriebe befinden.

9. Katheter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwenkantriebe hydromotorische oder elektromotorische Antriebe, gegebenenfalls mechanisch betätigbare Antriebe, vorgesehen sind.

10. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein insbesondere zentraler Arbeitskanal (A) für Hilfsinstrumente oder dergleichen vorgesehen ist, der vorzugsweise gleichzeitig zum Zuführen des Antriebsmediums zu den distalen Strömungsaustritten dient.

11. Katheter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am distalen Austrittsende des Arbeitskanales (A) ein Ventil

(VI) vorgesehen ist.

12. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Steuerverbindungen der Ventile, Schwenkantriebe und dergleichen nach außen zu einer Steuereinrichtung vorgesehen sind.

13. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (VI, V2, V3) , Schwenkantriebe, Mikropumpen (Pl, P2, P3) und dergleichen in Mikrosystemtechnik ausgebildet sind.

14. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Außendurchmesser von weniger als 1 mm hat und daß der distale Katheterkopf vorzugsweise kolbenförmig und/oder gerundet ausgebildet ist.

15. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strömungsaustritte am Umfang des Katheterkopfes oder dergleichen verteilt und gegebenenfalls in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.

16. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Katheterkopf auswechselbar mit dem Katheterschaft verbindbar ist.

17. Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung mehrerer, zu

Strömungsaustritten führender Kanäle, vorzugsweise konzentrisch zu dem Arbeitskanal beziehungsweise diesen umschließend, ein über abdichtende Längsstege mit der Außenwand des Arbeitskanales verbundener Außenschlauch oder dergleichen vorgesehen ist und daß die Ringkanalabschnitte zwischen benachbarten Längsstegen Steuerkanäle bilden.

18. Katheter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskanal zusammen mit den Steuerkanälen ein einstückiges Teil, insbesondere ein Extrusionsteil bilden.