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    公开号:WO1989005609A1
    申请号:PCT/DE1988/000769
    申请日:1988-12-19
    公开日:1989-06-29
    发明作者:Andreas Zeiher
    申请人:Andreas Zeiher；
    IPC主号:A61M25-00
    专利说明:
    [0001] Ballonkatheter zum Rekanalisieren von Stenosen in Körperkanälen
    [0002] Die Erfindung betrifft einen Ballonkatheter zum Re¬ kanalisieren von Stenosen in Körperkanälen, insbeson¬ dere Koronargefäßen und peripheren arteriellen Gefäßen, mit einem Ballon, durch den sich ein mittels eines Führungsdrahtes geführter Führungsschlauch erstreckt und der über einen in den Balloninnenraum mündenden Inflationstubus mit Hilfe eines Gases oder einer Flüs¬ sigkeit aufweitbar ist.
    [0003] Ballonkatheter zum Rekanalisieren von Stenosen in Koronargefäßen werden bereits seit einiger Zeit von Kardiologen eingesetzt, wobei die Restenosierung mit bis zu 35 % der Anwendungen als wichtigste Spätkompli¬ kation der klinisch außerordentlich bewährten Methode problematisch ist. Aus diesem Grunde wurde vorgeschla- gen, mit Hilfe eines Lichtwellenleiters Laserlicht zur thermischen Nachbehandlung einer Ballondilatation zu verwenden (The American Journal of Cardiology, Vol. 56, Seite 953).
    [0004] In der EP- A2 182 689 ist ein Ballonkatheter beschrie¬ ben, bei dem das den Ballon umgebende Gewebe mit Hilfe von in den Ballon eingespeistem Laserlicht erwärmt wird. Aus dieser Druckschrift ist es ebenfalls bekannt, ein elektrisches Heizelement in der Nähe des distalen Endes des Führungsdrahtes vorzusehen, das von dem Ballon umgeben ist und die im Ballon vorhandene Flüs¬ sigkeit aufheizt. Der sich durch den Ballon erstrecken¬ de Führungsschlauch hat einen Durchmesser, der nur geringfügig größer als der Durchmesser des Führungs- drahtes ist, um die Gefahr der Koagulation von in den Führungsschlauch eindringendem Blut zu vermeiden. Aus Biomedizinische Technik Band 32, Ergänzungsband September 1987, Seiten 33 bis 36 ist es bekannt, Hochfrequenzenergie zur Stützung der Balloπdilatation einzusetzen. Dabei wird vorgeschlagen, den Ballonkathe- ter mit einer bipolaren Elektrodenkonfiguration aus zwei Streifenelektroden zu versehen. Die Streifenelek¬ troden werden an einem Generator mit einer Frequenz von 0,5 bis 1 MHz für eine Dauer von bis zu 38 Sekunden und eine Ausgangsenergie von maximal 50 Watt angeschlossen. Durch Hoch requen∑koagulation im Bereich der Streifen¬ elektroden soll bei Tierversuchen geklärt wrerden, ob eine stabilisierte Dilatation erreicht werden kann.
    [0005] Eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung des Körper"- höhlen umgebenden Gewebes mit Temperatursteuereinrich.- tungen ist auch in der US-A 4 658 836 beschrieben, wobei eine direkte Erwärmung des Körpergewebes durch elektromagnetische Strahlung im Frequenzbereich von Radiowellen oder Mikrowellen erfolgt.
    [0006] Der DE- C2 30 11 322 ist eine Strahlungssonde für eine Einrichtung zur Mikrowellenbehandlung von Körpergewebe zu entnehmen, die gleichzeitig die Anwendung einer Hyperthermie und einer Radiotherapiebehandlung ge- stattet, wobei das Gewebe mit Mikrowrellenenergie be¬ strahlt ward. Zur Konzentration der Mikrowellenstrah¬ lung auf den gewünschten Gewebebereich ist die in eine Körperhöhle einführbare Strahlungssonde mit einem Koaxialkabel ausgestattet, dessen unabgeschirmtes Ende in der Strahlungssonde unsymmetrisch von einem kolben¬ förmigen Körper umgeben ist.
    [0007] Die US-A 4 662 385 beschreibt einen Bεllonkεtheter für die Hyperthermie von Tumoren, der über eine Zuführlei- tung mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagt wird, die- über eine Abflußleitung aus dem Balloninnern abfließen kann. Im Innern des Ballons ist eine Mikrowellenantenne vorgesehen, die einen bis in das umgebende Gewebe hineinreichenden Strahlungsbereich hat. Als Kühlflüs- sigkeit sind Flüssigkeiten mit einem niedrigen Ab¬ sorptionskoeffizienten für Mikrowellen vorgesehen, um das Eindringen der Mikrowellen in das Gewebe nicht zu behindern .
    [0008] Ausgehend vom oben erörterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ballonkathe¬ ter zu schaffen, der eine schonende homogene Wärmebe¬ handlung mit einer variablen und gut steuerbaren ther¬ mischen Eindringtiefe gestattet.
    [0009] Diese Aufgabe wird bei einem Ballonkatheter der ein¬ gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Mikrowellenantenne im Balloninnern angeordnet ist, die über ein Koaxialkabel mit einem Mikrowellengenera- tor verbindbar ist.
    [0010] Die Mikrowellenantenne im Balloninnern dient zunächst dazu, die zum Dilatieren der Ballonhülle verwendete Flüssigkeit aufzuheizen, bei der es sich um eine Mikro- wellen gut absorbierende Flüssigkeit, beispielsweise ein Gemisch aus einer Kochsalzlösung und einem jodhal¬ tigen Kontrastmittel handelt, dem gegebenenfalls andere Substanzen zur Erhöhung der Mikrowellenabsorption beigefügt sein können, wie beispielsweise Metallparti- kel , die in der Flüssigkeit schweben. Die radial-sym¬ metrische Ausbreitung der Mikrowellen führt zu einer homogenen radial-symmetrischen Erwärmung der Flüssig¬ keit .
    [0011] Um ein direktes Eindringen von Mikrowellen i das den Ballonkatheter umgebende Gewebe zu verhindern, ist die Ballonhülle vorzugs eise mit eine Metallbeschichtun i versehen. Um zu verhindern, daß in dem. die .Ballonhülle durchquerenden Führungsschlauch vorhandenes Blut beim Einschalten des Mikrowellengenerators koaguliert, ist der Führungsschlauch durch den Druck der zum Dilatieren verwendeten Flüssigkeit zusammenquetschbar , so daß bei einer derartigen Ausführung darauf verzichtet werden kann, den Führungsschlauch mit einer abschirmenden. Metallisierung zu umgeben, die im Innern des Ballons eine gleichmäßige Verteilung der Mikrowrellenenergie stören würde .
    [0012] Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung besteht die Mikrowellenantenne aus dem vorderen, von seiner Abschirmung, befreiten Ende eines Koaxial- kabeis. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß sich der metallische Innenleiter entlang "der Mittellängs¬ achse des aufgeweiteten Ballons erstreckt, um einen gleichmäßigen Abstand von der Ballonwand und somit eine gleichmäßige thermische Behandlung zu gestatten.
    [0013] Zweckmäßige Ausgestaltungen und Kelterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprücheπ .
    [0014] Kachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    [0015] Fig. 1 einen Ballonkatheter gemäß der Erfindung im Längsschnitt ,
    [0016] Fig. 2 einen Ballonkatheter gemäß der Erfindung im aufgeweiteten Zustand, teilweise im Schnitt und teilweise in perspektivischer aufge¬ schnittener Darstellung und
    [0017] Fig. 5 einen Querschnitt durch den mittleren Bereich der auf eweiteten Ballonhülle de.. Bεllon- kathεteri . In Fig. 1 ist der Ballonkatheter zum Rekanalisieren von Stenosen in Koronargefäßen im Längsschnitt dargestellt. Der Ballonkatheter verfügt über einen Ballon aus einer Ballonhülle 1 , die aus einem flexiblen hitzebeständigen Kunststoff besteht. Die Ballonhülle 1 ist außen und/oder innen mit einer in der Zeichnung nicht erkenn¬ baren Metallbeschichtung versehen. Die metallische Ballonbeschichtung besteht vorzugsweise aus einem Gold-, Silber-, Chrom-, Chromnickel- oder Kupferfilm. Dabei kann die Beschichtung durchgehend gleich dick oder ein feines Netzwerk sein, das Unterbrechungen, beispielsweise in Form von Streifen aufweist. Die Beschichtung dient zum Abschirmen von in der Ballon¬ hülle 1 erzeugten Mikrowellen nach außen sowie als durch die Mikrowellenabsorption aufgewärmte Heizfläche.
    [0018] Die Ballonhülle 1 umgibt einen flexibel zusammendrück¬ baren Führungsschlauch 2, der je nach der Ausführungs¬ form des Ballonkatheters nur geringfügig länger als die Ballonhülle ist. Der Führungsschlauch 2 dient dazu, den Ballonkatheter entlang einem in den Operationsbereich vorgeschobenen Führungsdraht 3 zu führen.
    [0019] Zum Aufweiten der Ballonhülle 1 mit Hilfe einer in den Innenraum 4 der Ballonhülle 1 eingepreßten Flüssigkeit ist ein Inflationstubus 5 vorgesehen, der in Fig. 1 gestrichelt und in Fig. 2 teilweise perspektivisch dargestellt ist. Der Inflationstubus 5 weist an seinem vorderen Ende Öffnungen 6 auf, durch die eine Verbin¬ dung des Innenlumens des Inflationstubus 5 mit dem Innenraum 4 der Ballonhülle 1 geschaffen ist, so dal die Flüssigkeit entlang den Pfeilen 7 in den Innenrauπ. 4 der Ballonhülle 1 eingedrückt werder. kann. Wenn die Ballonhülle 1 des Ballonkatheters im Bereich der zu rekanalisierenden Stenose in einem Koronargefäß des Patienten liegt, wird der Führungsdraht 3 bis etwa in die in Fig. 2 erkennbare Stellung zurückgezogen.
    [0020] Wie man in Fig. 2 erkennt, ist der Führungsschlauch an dem in den Fig. 1 und 2 linken Ende ausreichend lang bemessen, um zu verhindern, daß der Führungsdraht 3 beim Zurückziehen aus dem Eingriff des Führungsschlau- ches 2 gerät.
    [0021] Wenn der Innenraum 4 der Ballonhülle 1 in der in Fig. 2 und Fig . 3 dargestellten Weise unter Druck mit der Flüssigkeit beaufschlagt wird, wird der Führungs- schlauch 2 durch den Innendruck in der in der Ballon¬ hülle 1 in den Fig. 2 und 3 dargestellten Weise zu¬ sammengequetscht, wodurch erreicht wird, daß kein "durch Wärme koagulierendes Blut den Führungsschlauch 2 in Richtung zum zurückgezogenen Führungsdraht 3 durch- strömt.
    [0022] In den Fig. 1 , 2 und 3 erkennt man oberhalb dem Füh¬ rungsschlauch 2 und dem Inflationstubus 5 ein Koaxial¬ kabel S . Der metallische Innenleiter 9 des Koaxialka- bels 8 erstreckt sich entlang der in den Fig. 1 und 2 eingezeichneten Mittellinie 10 bis in die Nähe der Ballonhülle 1, wobei jedoch zwischen dem in den Fig. 1 und 2 rechts dargestellten vorderen Ende des Innenlei¬ ters 9 und der auf eweiteten Ballonhülle 1 ein Abstand besteht.
    [0023] Der Innenleiter 9 des Koaxialkabels δ ist von einer
    [0024] Isolierung 11 umgeben, die das vordere Ende 12 des
    [0025] Innenleiters 9 ebenfalls elektrisch von der im Innen- räum 4 beispielsweise vorhandenen Flüssigkeit isoliert. Die Abschirmung 13 des Koaxialkabels 8 erstreckt sich um eine in etwa dem Abstand des vorderen Endes 12 des metallischen Innenleiters 9 von der Ballonhülle 1 entsprechenden Weg in den Innenraum 4 der Ballonhülle 1. In der bei Koaxialkabeln üblichen Weise ist die Abschirmung 13 des Koaxialkabels 8 von einem Außen- schutzmantel 14 umgeben. Das Koaxialkabel 8 erstreckt sich gemeinsam mit dem Führungsdraht 3 und dem Infla¬ tionstubus 5 durch einen in der Zeichnung nicht dar- gestellten Führungskatheter, der beispielsweise im Leistenbereich des Patienten endet, bis zu einem Mikro¬ wellengenerator mit einer Frequenz im Bereich von 400 MHz bis 10 GHz. Die Ausgangsleistung sowie die Ein¬ schaltdauern des Mikrowellengenerators sind vorein- stellbar, wobei vorzugsweise ein in der Zeichnung nicht dargestellter Druckschalter den Innendruck in der Ballonhülle 1 erfaßt, um das Einschalten des Mikro¬ wellengenerators nur bei einem Dilatationsdruck zu gestatten, bei dem der Führungsschlauch 2 abgequetscht ist und somit sicher eine Blutkoagulation durch die Mikrowellen im Führungsschlauch 2 vermieden wird. Insbesondere kann der Mikrowellengenerator so ausgebil¬ det sein, daß die Hochfrequenzleistung impulsweise zur Verfügung gestellt wird und das Impulsprobenverhältnis sowie die Dauer eines Impulszugs den jeweiligen Opera¬ tionsbedingungen entsprechend voreingestellt werden können .
    [0026] Wenn die Ballonhülle 1 die in den Fig. 2 und 3 darge- stellte etwa zylindrische Form angenommen hat und der Innenleiter 9 sich entlang der Mittelachse des aufzu¬ weitenden Gefäßes befindet , wird durch Einschalten des Mikrowellengenerators die Flüssigkeit als Wärmereser¬ voir um den als Antenne wirksamen Innenleiter 9 und anschließend durch Wärmeleitung die Ge äßinnenwand erhitzt, um eine thermische Nachbehandlung der echε- nisch auf eweiteten Gefäßwand, insbesondere eine Ge¬ fäßwandkoagulation durchzuführen und auf diese Weise die in die Gefäßwand eingebrachten Spannungen zu redu¬ zieren, bzw. entstandene Lesionen zu koagulieren. Das. Aufheizen der Flüssigkeit erfolgt aufgrund einer .Ab¬ sorption der Mikrowellenenergie. Um die Absorption zu erhöhen, ist es zweckmäßig als Flüssigkeit eine Koch¬ salzlösung zu verwenden, die mit einem jodhaltigen Röntgenkontrastmittel gemischt sein kann. Zusätzlich können auch Metallpartikel oder andere Mikrowellen absorbierende Stoffe beigemischt sein.
    [0027] Die Wärmeeinflußzone läßt sich durch die Wahl der Flüssigkeit sowrie durch die Frequenz der Mikrowellen, deren Leistung und Impulsform den jeweiligen Verhält¬ nissen anpassen. Eine Anpassung ist auch durch die bereits erwähnte metallische Beschichtung auf der Ballonhülle 1 möglich. Je nach der Wahl der Flüssigkeit und der Ausgestaltung der Beschichtung kann diese die Ballonhülle 1 nur abschirmen oder aber selbst auch aufgeheizt werden und die eigene oder aus der Flüssig¬ keit übertragene Wärme durch Wärmeleitung an die Um¬ gebung abgeben.
    [0028] Nach der Wärmebehandlung wrird die Ballonhülle 1 dekom¬ primiert und der Ballonkatheter zusammen mit dem Füh¬ rungsdraht 3 zurückgezogen.
    [0029] Durch das Zurückziehen des Führungsdrahtes 3 vor dem Einschalten des Mikrowellengenerators wird auch er¬ reicht, daß die im nicht abgeschirmten Bereich des Innenleiters 9 austretende Mikrowellenleistung niciit durch den Führungsdraht 5 abgeschirmt wird und insbe¬ sondere den Führungsdraht 5 nicht erwärmt. Die Ballonhülle 1 ist an dem in Fig. 1 und 2 rechts dargestellten Ende mit dem Führungsschlauch 2 ver¬ schweißt. Am hinteren, in den Fig. 1 und 2 rechts dargestellten Ende ist die Ballonhülle 1 gemeinsam mit dem Führungsschlauch 2 und dem Außenschutz antel 14 des Koaxialkabels 8 dicht verschweißt.
    [0030] Bei dem oben beschriebenen mit Mikrowellen heizbaren Ballonkatheter wird Energie in den Ballon eingebracht und dort in der Flüssigkeit und/oder der Ballonhüllen- beschichtung in Wärme umgesetzt, ohne daß der Patient von einem Strom durchflössen wird und ohne daß ein galvanisch geschlossener Stromkreis vorliegt.
    [0031] Der Ballonkatheter läßt sich besonders gut bei Koronar- gefäßen einsetzen. Es ist aber auch möglich, ihn bei entsprechend vergrößertem Durchmesser zum Aufweiten anderer arterieller Gefäße sowie beliebiger Körperka¬ näle und Körperhöhlen zu verwenden.
    权利要求:
    ClaimsPATENTA SPRÜCHE
    1. Ballonkatheter zum Rekanalisieren von Stenosen in Körperkanälen, insbesondere Koronargefäßen und 5 peripheren arteriellen Gefäßen, mit einem Ballon, durch den sich ein mittels eines Führungsdrahtes geführter Führungsschlauch erstreckt und der. über einen in den Balloninnenraum mündenden Inflations¬ tubus mit Hilfe eines Gases oder einer Flüssigkeit
    10 aufwei bar ist, dadurch gekennzei ch¬ net , daß eine Mikrowellenantenne (9) im Ballon¬ innern (4) angeordnet ist, die über ein Koaxial¬ kabel (8) mit einem Mikrowellengenerator ver¬ bindbar ist.
    T5
    2. Ballonkatheter nach Anspruch 1, dadurch ge ¬ kennzeichnet , daß die Mikrowellenantenne durch ein Koaxialkabel (8) gebildet ist, dessen Abschirmung (13) am im Balloninnern (4) liegenden
    20 vorderen Ende (9) entfernt ist und daß der metal¬ lische Innenleiter (9) des Koaxialkabels (8) im Innern (4) des Ballons (1) allseitig von einer Isolierung (11) umgeben ist.
    25 3. Ballonkatheter nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, dadurch gekenn zeichnet , daß der nicht abgeschirmte Bereich des Innenleiters (9) gegenüber den beiden Enden des Ballons (I) zurückversetzt angeordnet ist.
    30
    4. Ballonkatheter nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Isolierung (II) des Koaxialkabels (8) am vorderen Ende in Richtung auf den Führungsschlauch
    35 (2) verjüngt ist. Ballonkatheter nach einem der vorstehenden An¬ sprüche , d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß der Führungsschlauch (2) aus einem leicht ver¬ formbaren Material besteht und dadurch bei dem zur Dilatation erforderlichen Balloninnendruck ab¬ dichtend abquetschbar ist.
    Ballonkatheter nach einem der vorstehenden An¬ sprüche , d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß die Ballonhülle (1 ) auf ihrer Innenseite und/oder Außenseite mit einer Mikrowellen absorbierenden und/oder abschirmenden Beschichtung versehen ist.
    Ballonkatheter nach Anspruch 6, d a du r ch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Beschichtung eine Metallbeschichtung aus einem Gold-, Silber-, Chrom-, Chromnickel- oder Kupferfilm ist.
    Ballonkatheter nach einem der vorstehenden An¬ sprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Leistung sowie die Einschaltdauer und Impuls¬ form des Mikrowellengenerators einer Frequenz von 0,4 bis 10 GHz voreinstellbar sind.
    Ballonkatheter nach einem der vorstehenden An¬ sprüche , d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß ein den Balloninnendruck erfassender Drucksensor vorgesehen ist, durch den der Mikrowellengenerator so steuerbar ist, daß ein Einschalten nur bei einem für ein Abquetschen des Führungsschlauches (2) ausreichenden Druck erfolgt.
    10. Ballonkatheter nach einem der vorstehenden An¬ sprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeit zum Dilatieren der Ballonhülle (1 ) eine Mikrowellen gut absorbierende Flüssigkeit, insbesondere eine Kochsalz und/oder Jod enthal¬ tende Lösung ist.
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DEP3743578.7||1987-12-22||
    DE19873743578|DE3743578C2|1987-12-22|1987-12-22||
    CA 593410|CA1329748C|1987-12-22|1989-03-10|Balloon catheter suitable for use in recanalising stenoses in body canals, more particularly coronary blood vessels and peripheral arterial vessels|AT89900572T| AT73312T|1987-12-22|1988-12-19|Ballonkatheter zum rekanalisieren von stenosen in koerperkanaelen.|
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