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TECHNISCHES GEBIET
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Diese
Erfindung betrifft Schlingenvorrichtungen und insbesondere endovaskuläre Schlingeninstrumente.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
Gerinnsel im Blutgefäß eines
Patienten bringt große
Risiken für
die Teile der Anatomie des Patienten mit sich, die sich stromabwärts des
Gerinnsels befinden. Da ein Gerinnsel den Blutfluss hemmen kann,
können
Zellen, die für
ihren Nahrungsbezug auf Blut angewiesen sind, das durch das versperrte
Gefäß fließt, absterben.
Wenn diese Zellen besonders lebensnotwendig sind, wie zum Gehirn oder
zum Herzen gehörende
Zellen, kann auch der Patient sterben.
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Wenn
ein Blutgerinnsel im Verhältnis
zum Blutgefäß klein
ist, oder wenn das Gerinnsel ein relativ kleines Blutgefäß versperrt,
ist der Patient im Allgemeinen nicht unmittelbar bedroht. Trotzdem
besteht die heimtückischere
Gefahr, dass sich das Blutgerinnsel ablöst und wieder in einem anderen
Blutgefäß zum Liegen
kommt, in dem seine versperrende Wirkung weniger gutartig ist. Außerdem besteht
die Gefahr, dass sich kleine Blutgerinnsel, die durch das Kreislaufsystem
wandern, mit einem stationären
Gerinnsel vereinigen und dadurch dessen Vergrößerung durch ein Anwachsen bewirken.
Wenn dies vorkommt, kann ein Gerinnsel von vernachlässigbarer Größe zu einer
bedeutenden Behinderung anwachsen. Dieses Wachstum kann schnell
auftreten, da das Gerinnsel, wenn es wächst, mehr Turbulenzen in den
Blutfluss einbringt. Diese Turbulenz neigt dazu, Blutplättchen aufzubrechen,
wenn sie durch den turbulenten Bereich fließen, wodurch eine zusätzliche Gerinnung
verursacht wird.
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Herkömmliche
Verfahren zum Entfernen eines Blutgerinnsels beruhen auf der Einführung von Medikamenten,
wie Enzymen, die Blutgerinnsel auflösen. Da die Enzyme, wie Streptokinase,
in die Blutbahn eingeführt
werden, sind ihre Wirkungen eher systemisch als lokal. Außerdem ist
das Verfahren der Auflösung
eines Gerinnsels ein zeitaufwändiges
Verfahren, während
dem sich der Patient weiterhin in einer gewissen Gefahr befindet.
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Mechanische
Verfahren zum Entfernen eines Blutgerinnsels waren im Allgemeinen
wegen der Zerbrechlichkeit des Gerinnsels nicht erfolgreich. Wenn
ein Gerinnsel durch eine herkömmliche
mechanische Vorrichtung gestört
wird, kann es leicht in kleinere Gerinnsel zerfallen, von denen
dann jedes beginnt, durch die Blutbahn zu wandern, bevor es sich
an einem unvorhersehbaren Ort absetzt.
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Die
internationale Patentanmeldung
WO 98/25656 offenbart
eine Wicklungsaufnahmevorrichtung, die eine super-elastische Wicklung
aufweist, die ohne Notwendigkeit von chirurgischen Eingriffen Plaquen
und Gerinnsel aus Blutgefäßen perkutan entfernen
kann. Ein strahlenundurchlässiges
Element wird sicher über
der Wicklung angebracht, um die Visualisierung der Wicklungsaufnahmevorrichtung
zu verbessern. Eine hohle Einführhülse ist
auch vorgesehen, um es zu erleichtern, die Wicklungsaufnahmevorrichtung
zu dem Gerinnselbereich innerhalb des Gefäßsystems des Patienten zu bringen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird in dem beigefügten
Satz von Ansprüchen
definiert und beruht auf der Erkenntnis, dass, wenn an einem Draht
gezogen wird, verschiedene Abschnitte des Drahtes dazu gebracht werden
können,
sich um verschiedene Beträge
zu strecken. Dieses Phänomen
wird vorteilhafterweise in einem chirurgischen Element angewandt,
das ein distales Ende aufweist, das ohne weiteres von einem ausgestreckten
Zustand in einen gewendelten Zustand übergeht. In dem ausgestreckten
Zustand kann das Instrument in einen äußerst kleinen Zwischenraum
geschoben werden, wie den Zwischenraum zwischen einem Blutgerinnsel
und der Wand eines Gefäßes, ohne
das Gerinnsel zu stören.
Im gewendelten Zustand kann das Instrument das Gerinnsel umschlingen.
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Im
Allgemeinen weist die Erfindung chirurgische und andere In strumente
auf, die ein sich in Längsrichtung
erstreckendes Trägerelement,
das eine Achse bildet, einschließen. Das Trägerelement weist einen flexiblen,
distalen Abschnitt mit einem ausgeglichenen zusammengedrückten Zustand
und einem nicht ausgeglichenen nicht-zusammengedrückten Zustand
auf. In seinem zusammengedrückten
Zustand bildet der flexible, distale Abschnitt einen ersten Weg
mit Bezug auf die Achse.
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Die
Instrumente weisen ferner einen Kerndraht auf, der sich entlang
der Achse erstreckt, die durch das Trägerelement gebildet ist. Der
Kerndraht hat einen entspannten Zustand und einen gespannten Zustand.
In seinem entspannten Zustand bildet der Kerndraht einen zweiten
Weg mit Bezug auf die Achse. Ein mit dem Kerndraht gekoppeltes Betätigungselement
ermöglicht
es einem Benutzer, wie einem Chirurg, eine Zugkraft aufzubringen,
die an dem Kerndraht zieht. Diese Zugkraft setzt den Kerndraht unter
Spannung und bewirkt dadurch, dass er von seinem entspannten Zustand,
in dem sich der flexible, distale Abschnitt in seinem nicht-zusammengedrückten Zustand
befindet, in seinen gespannten Zustand übergeht, in dem sich der flexible,
distale Abschnitt in seinem ausgeglichenen zusammengedrückten Zustand
befindet.
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Der
distale Abschnitt des Trägerelements umfasst
eine Befestigung, an der der Kerndraht angebracht ist. Diese Befestigung,
die sich an jedem Punkt entlang des distalen Abschnitts des Trägerelements befinden
kann, schafft eine mechanische Kopplung, die es dem flexiblen, distalen
Abschnitt des Trägerelements
ermöglicht,
einem der Wege des ersten Weges, wie er durch den flexiblen, distalen Abschnitt
in seinem zusammengedrückten
Zustand gebildet wird, und des zweiten Weges, wie er durch den Kerndraht
in seinem entspannten Zustand gebildet wird, zu folgen.
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Der
Kerndraht hat einen distalen Abschnitt mit einer ersten Fließkraft und
einen proximalen Abschnitt mit einer wesentlich höheren Fließkraft.
In einer Ausführungsform
ist der Kerndraht aus einem super-elastischen Formgedächtnismetall
gefertigt. In dieser Ausführungsform
werden die unterschiedlichen Fließkräfte erreicht, indem ein proximaler
Abschnitt mit einer ersten Querschnittfläche und ein distaler Abschnitt
mit einer zweiten Querschnittfläche, die
kleiner ist als die erste Querschnittfläche, vorgesehen werden. Der
distale Abschnitt des Kerndrahtes ist so gefertigt, dass er einen
entspannten Zustand aufweist, in dem er einem im Wesentlichen schraubenförmigen oder
gewendelten Weg folgt. Der flexible, distale Abschnitt des Trägerelements
ist so gefertigt, dass er einen zusammengedrückten Zustand aufweist, in
dem er einem Weg folgt, der im Wesentlichen parallel zur Achse des
Trägerelements
ist.
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Da
die beiden Abschnitte des Kerndrahtes zwei verschiedene Querschnittflächen aufweisen, führt eine
gegebene, von dem Be nutzer ausgeübte Kraft
in dem distalen Abschnitt des Kerndrahtes zu einer höheren Belastung
als in dem proximalen Abschnitt des Kerndrahtes. Dies führt dazu,
dass der distale Abschnitt mehr Beanspruchung, und dadurch eine
stärkere
Verlängerung,
erfährt,
als der proximale Abschnitt. Da der distale Abschnitt des Kerndrahtes an
dem distalen Abschnitt des Trägerelements
befestigt ist, ermöglicht
es die zusätzliche
Länge des
Kerndrahtes dem flexiblen, distalen Abschnitt des Trägerelements,
in seinen ausgeglichenen zusammengedrückten Zustand zurückzukehren,
in dem er sich in eine Richtung im Wesentlichen parallel zur Achse des
Trägerelements
erstreckt.
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Es
gibt andere Verfahren zum Schaffen eines Kerndrahtes mit Abschnitten
mit unterschiedlichen Fließgrenzen.
Zum Beispiel kann ein Kerndraht aus zwei unähnlichen Materialien mit unterschiedlichen
Fließgrenzen
gefertigt werden. Oder ein Kerndraht kann lokal wärmebehandelt
werden, um die Fließgrenze
in dem wärmebehandelten
Bereich zu verändern.
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Um
ein Blutgerinnsel, einen Nierenstein oder ein anderes Objekt zu
umschlingen, zieht der Chirurg zunächst an dem Kerndraht. Dadurch
wird der distale Abschnitt des Kerndrahtes verlängert, und es wird dadurch
ermöglicht,
dass der flexible, distale Abschnitt des Trägerelements in seinen zusammengedrückten Zustand
zurückkehrt.
In diesem zusammengedrückten
Zustand bildet der flexible, distale Abschnitt des Trägerelements
eine Linie, die im Wesentlichen parallel zur Achse des Trägerelements
ist. Der Chirurg schiebt dann den distalen Abschnitt zwischen das
Gerinnsel und die Wand des Blutgefäßes, so dass der distale Abschnitt
des Trägerelements
neben dem Gerinnsel liegt.
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Sobald
sich der distale Abschnitt des Trägerelements neben dem Gerinnsel
befindet, gibt der Chirurg den Kerndraht frei, wodurch der Kerndraht wieder
seinen gewendelten Zustand annimmt. Dadurch nimmt der distale Abschnitt
des Trägerelements
auch einen gewendelten Zustand an, und dadurch wird das Gerinnsel
entlang von diesem umschlungen.
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Die
chirurgischen Instrumente der Erfindung ermöglichen es dem Chirurg, ein
Gerinnsel zu fassen und aus dem Blutgefäß zu entfernen. In seinem entspannten
Zustand wiegt der flexible, distale Abschnitt das Gerinnsel sanft
innerhalb seiner Wicklungen. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit,
dass das Gerinnsel beim Entfernen zerfällt, trotz dessen Zerbrechlichkeit gering.
Die chirurgischen Instrumente der Erfindung schaffen somit eine
zuverlässige
Alternative zur Verwendung von systemischen Medikamenten, die ein Gerinnsel
langsam auflösen.
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Instrumente,
die die Grundlagen der Erfindung verkörpern, können in anderen Anwendungen verwendet
werden, als für
die Entfernung eines Gerinnsels. Zum Beispiel können derartige Instrumente verwendet
werden, um Gallensteine zu umschlingen und zu entfernen. Außerdem können derartige
Instrumente an einem Nierenstein vorbei geschoben und zu einem Korb
oder Knotenfänger
zwischen dem Nierenstein und der Niere geformt werden. Dieser Korb kann
dann verwendet werden, um Fragmente des Nierensteins während der
Lithotripsie zu fassen und zu entfernen. Chirurgische Instrumente
gemäß der Erfindung
können
auch als vorübergehende
Spannvorrichtungen in einem Blutgefäß entfaltet werden, das auf
Grund von Vasospasmus zusammengeschnürt ist. Bei dieser Anwendung
bringt der Chirurg das distale Ende des Trägerelements in seinen ausgestreckten
Zustand und schiebt es durch den zusammengeschnürten Abschnitt des Blutgefäßes. Der Chirurg
bringt dann das distale Ende wieder in seinen gewendelten Zustand
zurück,
in dem die Wicklungen des distalen Endes das Blutgefäß aufweiten
und den Blutfluss wieder herstellen.
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Instrumente,
die die Erfindung verkörpern, können auch
in nicht-chirurgischen Anwendungen verwendet werden. Insbesondere
können
derartige Instrumente in jeder Anwendung verwendet werden, in der
es notwendig ist, ein Objekt zu umschlingen und herauszuholen, das
in einem unzugänglichen Zwischenraum
hängen
geblieben ist. Zum Beispiel können
derartige Instrumente so gestaltet sein, dass sie Verstopfungen
aus Sanitäreinrichtungen
oder Fremdkörper
aus Rohren entfernen, wie zum Beispiel in einer Nahrungsmittel verarbeitenden
Anlage, ohne dass die Rohre auseinander genommen werden müssen.
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In
anderen Ausführungsformen
können
Paare von Instrumenten zusammen verwendet werden, um Aufgaben zu
erledigen, die mit nur einem einzelnen Instrument schwer zu erledigen
wären.
Um zum Beispiel ein Blutgerinnsel zu entfernen, das sich auf der
anderen Seite eines zusammengeschnürten Abschnitts eines Blutgefäßes befindet,
kann ein erstes Instrument als eine vorübergehende Spannvorrichtung
entfaltet werden, während
ein zweites Instrument das Blutgerinnsel herausholt, nachdem es durch
die von den Wicklungen des ersten Instruments gebildete Schraubenlinie
gegangen ist. Ein erstes Instrument kann auch als ein Korb zwischen einem
besonders empfindlichen Blutgerinnsel und dem Herzen entfaltet werden,
während
ein zweites Instrument das Blutgerinnsel umschlingt und entfernt.
Jegliche Fragmente des Blutgerinnsels werden dann von dem ersten
Instrument erfasst und entfernt.
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Wie
er hier verwendet wird, bedeutet der Begriff "steif" so wenig zusammendrückbar, dass die Form beibehalten
wird, wenn es Zug- und Druckkräften
ausgesetzt ist, aber es trotzdem in der Lage ist, sich ausreichend
zu biegen, um Verbiegungen und Drehungen in dem Gefäßsystem
oder einem anderen Flusssystem, in dem es entfaltet werden soll,
zu überwinden.
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Wenn
es nicht anders angegeben ist, haben alle technischen und wissenschaftlichen
Begriffe, die hier verwendet werden, die gleiche Bedeutung, wie sie üblicherweise
von einem Fachmann mit durchschnittlichem Fachwissen in Bezug auf
diese Erfindung verstanden werden. Obwohl Verfahren und Materialien,
die den hier beschriebenen ähnlich
oder gleich sind, bei der Durchführung
oder dem Testen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden
nachstehend geeignete Verfahren und Materialien beschrieben. Im
Fall einer Streitigkeit ist die vorliegende Beschreibung einschließlich der
Definitionen maßgebend.
Außerdem
sind die Materialien, Verfahren und Beispiele nur als Veranschaulichung
angegeben und sollen nicht einschränkend sein.
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Die
vorliegende Erfindung bietet somit den Vorteil, dass eine sichere
und schnelle Entfernung von Hindernissen, die sich in schwierig
zu erreichenden Bereichen befinden, möglich ist. Durch Umschlingen
solcher Hindernisse ermöglicht
die Erfindung ein Entfernen selbst von zerbrechlichen Hindernissen
ohne eine wesentliche Gefahr des Zerbrechens dieser Hindernisse.
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Die
Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung
sind in den beigefügten
Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung angegeben. Andere
Merkmale, Gegenstände und
Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen
und aus den Ansprüchen ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Gleiche
Bezugssymbole in den verschiedenen Zeichnungen zeigen gleiche Elemente
an.
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1 ist
eine Veranschaulichung einer zuziehbaren Schlinge gemäß der Erfindung
in ihrem ausgestreckten Zustand.
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2 ist
eine Veranschaulichung der zuziehbaren Schlinge in 1 in
ihrem gewendelten Zustand.
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3 ist
eine zuziehbare Schlinge, bei der der flexible distale Abschnitt
direkt an dem Betätigungselement
angebracht ist.
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4 ist
eine weggeschnittene Ansicht der zuziehbaren Schlinge aus 1.
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5 ist
ein Querschnitt des Wicklungsabschnitts der zuziehbaren Schlinge
aus 1.
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6 ist
ein Querschnitt des Wicklungsabschnitts aus 4, wobei
sich der Kerndraht in seinem ausgestreckten Zustand befindet.
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7 ist
ein Querschnitt eines Teils eines Wicklungsabschnitts mit einem
vorübergehend
verzogenen Wicklungsabschnittsegment.
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8 ist ein Querschnitt eines Teils eines Wicklungsabschnitts
mit einem dauerhaft verzogenen Wicklungsabschnittsegment.
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9 ist
ein Querschnitt einer zuziehbaren Schlinge mit einer Abstandswicklung.
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10 ist
ein Querschnitt einer zuziehbaren Schlinge, in der ein Wicklungsabschnittsegment
in eine Lücke
zwischen Abstandswicklungssegmenten vorsteht.
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11 ist
eine Draufsicht, die die relativen Steigungswinkel für Wicklungsabschnittsegmente und
Abstandswicklungssegmente zeigt.
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12 ist
ein Querschnitt eines Wicklungsabschnitts mit einem anderen Übergang
der proximalen und distalen Abschnitte des Kerndrahtes.
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13 ist
ein distaler Abschnitt der Wicklung, in der der Kerndraht proximal
von dem distalen Ende befestigt ist, um eine atraumatische Spitze
zu bilden.
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14 ist
eine Veranschaulichung eines Katheters zum Unterstützen eines
Chirurgen beim Führen
einer zuziehbaren Schlinge in die Nähe eines Blutgerinnsels.
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15 ist
eine Veranschaulichung der zuziehbaren Schlinge der Erfindung, die
sich durch den Katheter aus 13 erstreckt.
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16 ist
eine Veranschaulichung der zuziehbaren Schlinge aus 15,
nachdem sie ein Gerinnsel umschlungen hat.
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Die 17A und 17B sind
Veranschaulichungen von Schritten bei der Verwendung der zuziehbaren
Schlinge als ein Knotenfänger,
um das Wandern von Nierensteinfragmenten zu verhindern.
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Die 18A und 18B sind
Veranschaulichungen von Schritten bei der Verwendung der zuziehbaren
Schlinge, um Gallensteine zu fassen.
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Die 19A und 19B sind
Veranschaulichungen von Schritten bei der Verwendung der zuziehbaren
Schlinge als vorübergehende
Spannvorrichtung.
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20 ist
eine alternative Trägerstruktur
für eine
zuziehbare Schlinge nach der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Chirurgische
Instrumente, die hier beschrieben werden, verwenden einen inhomogenen
Kerndraht, der sich, wenn er einer Zugkraft ausgesetzt ist, an verschiedenen
Stellen um verschiedene Beträge dehnt.
Zumindest ein Teil des Drahtes hat einen entspannten Zustand, in
dem er die Form einer Wicklung annimmt, und einen gespannten Zustand,
in dem er gerade wird. Dieser Teil des Drahtes ist an der Form eines
flexiblen Teils des Instruments angebracht und steuert diese. Die
Spannung an dem Kerndraht wird durch einen Chirurg gesteuert, der
den Draht selektiv zieht und freigibt.
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Bezugnehmend
auf 1 weist ein chirurgisches Instrument 10,
das die Grundlagen der Erfindung umfasst, eine mögliche Kanüle 12 auf, die sich entlang
einer Achse zwischen einem distalen Ende 14 und einem proximalen
Ende 16 erstreckt. Ein flexibler Wicklungsabschnitt 18 ist
an dem distalen Ende der Kanüle 12 angebracht.
Der Wicklungsabschnitt 18 ist an seinem distalen Ende von
einem Enddeckel 20 bedeckt. An dem proximalen Ende 16 der
Kanüle 12 ist
ein Betätigungselement 24 angebracht,
das von einem Chirurg bedienbar ist, um den Wicklungsabschnitt 18 zwischen
einem ausgestreckten Zustand, der in 1 gezeigt
ist, und einem gewendelten Zustand, der in 2 gezeigt
ist, zu schalten.
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Die
Kanüle 12 ist
in der dargestellten Ausführungsform
rohrförmig.
Dies ist jedoch nicht erforderlich. Die Funktion der Kanüle 12 besteht
darin, den Wicklungsabschnitt 18 zu tragen, wenn der Chirurg eine
Kraft aufbringt, die ausreicht, um den Wicklungs abschnitt 18 in
seinen ausgestreckten Zustand zu bringen. In einer alternativen
Ausgestaltung ist der flexible Wicklungsabschnitt 18 direkt
mit dem Betätigungselement 24 verbunden,
wie in 3 gezeigt ist. In diesem Fall ist keine Kanüle 12 notwendig.
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Die
Kanüle 12 kann
ein Metall, wie eine der verschiedenen Legierungen, die unter dem
Handelsnamen NitinolTM verkauft werden,
Edelstahl oder eine Kobaltlegierung, wie sie unter der Marke "MP35N®" verkauft wird, sein.
Die Kanüle 12 kann
auch aus einem Polymer, das aus Polyimid gefertigt ist, einem der
verschiedenen Nylonarten und Polytetrafluorethylenen, wie sie unter
der Handelsbezeichnung TEFLON® verkauft werden, hergestellt
sein; oder sie kann ein Verbundstoffröhrchen sein, das aus einer beliebigen
Zahl von Polymeren hergestellt ist. Außerdem kann die Kanüle 12 eine
Metallfeder, ein Metallgeflecht oder eine ähnliche Struktur umschließen.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, ist der Wicklungsabschnitt 18 eine
mehrteilige Struktur, die zwischen ihren die Struktur bildenden
Segmenten 19 gelenkig sein kann. Der Wicklungsabschnitt 18 kann
jedoch auch irgendein flexibler Abschnitt sein, der den erforderlichen Übergang
zwischen dem gewendelten Zustand aus 2 und dem
ausgestreckten Zustand aus 1 frei vollziehen
kann. Ein bevorzugter Wicklungsabschnitt 18 hat einen ausgeglichenen
zusammengedrückten
Zustand, in dem er einen Weg entsprechend demjenigen, der in 1 gezeigt
ist, bildet. In der veranschaulichten Ausführungsform sind der Wicklungsabschnitt 18 und
die Kanüle 12 rohrförmige Strukturen,
die mit einem hydrophilen und biologisch verträglichen Verbundstoffmaterial,
wie PVP, beschichtet sein können.
Ein geeigneter Außendurchmesser
für eine
allgemeine intravaskuläre
Verwendung beträgt
etwa 0,35 mm (0,014 Inch).
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Um
es einem Chirurgen zu ermöglichen,
die Position des Instruments 10 innerhalb des Körpers zu verfolgen,
kann der Wicklungsabschnitt 18 aus einem strahlenundurchlässigen Material,
wie Pt, W, Ir, Tn, Au, Ag oder einer Legierung davon gefertigt sein oder
einen Abschnitt einschließen,
der daraus gefertigt ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Wicklung
aus einem wickelbaren Polymer, Edelstahl, MP35N® oder
einer ähnlichen
Substanz gefertigt sein, in welchem Fall der Wicklungsabschnitt 18 mit einer
strahlenundurchlässigen
Beschichtung beschichtet ist. Der Wicklungsabschnitt 18 kann
eine eng gewundene Wicklung sein, mit oder ohne Vorspannung, oder
er kann eine offen gewundene Wicklung sein. Der Wicklungsabschnitt 18 kann
durch Klappen, einen Faltenbalg oder andere derartige flexible und
zusammendrückbare
Elemente ersetzt werden.
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Eine
weggeschnittene Ansicht des chirurgischen Instruments 10,
die in 4 gezeigt ist, legt einen Teil der Struktur frei,
der es dem Chirurgen ermöglicht,
den Wicklungsabschnitt 18 zwischen seinem gewendelten Zustand
und seinem ausgestreckten Zustand zu wechseln. Wie in 4 gezeigt
ist, geht ein Kerndraht 26, der sich von dem Betätigungselement 24 zum
Enddeckel 20 erstreckt, durch ein Kanülenlumen 28 und ein
Wicklungsabschnittslumen 30 hindurch. Der Kerndraht 26 hat
ein proximales Ende 32, das bedienbar mit dem Betätigungselement 24 verbunden
ist, und ein distales Ende 36, das an dem Wicklungsabschnitt 18 befestigt
ist. In einer Ausführungsform
dient ein Enddeckel 20 als ein Befestigungselement auf
dem Wicklungsabschnitt 18, und das distale Ende 36 ist
an dem Enddeckel 20 befestigt, wie in den 5 und 6 gezeigt
ist.
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Der
Kerndraht 26 ist vorzugsweise aus einer super-elastischen
Formgedächtnislegierung
gefertigt. Ein derartiges Metall hat die Eigenschaft, dass es, wenn
es verformt ist und über
eine kritische Temperatur hinaus erwärmt wird, sich an seine verformte Form "erinnert". Wenn es abgekühlt und
einer weiteren Verformung unterworfen wird, springt ein derartiger
Draht zurück
in seine erinnerte Form. Ein geeignetes super-elastisches Metall,
aus dem der Kerndraht hergestellt werden kann, ist eine Nickel-Titan-Legierung,
die unter der Handelsbezeichnung NitinolTM verkauft
wird. Im Fall einer Nickel-Titan-Legierung liegt die kritische Temperatur
im Bereich von 370°C
(700° Fahrenheit).
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Da
der Kerndraht 26 sowohl an dem Enddeckel 20 des
Wicklungsabschnitts 18 als auch an dem Betätigungselement 24 befestigt
ist, und da der Wicklungsabschnitt 18 flexibel ist, folgen
der Kerndraht 26 und der Wicklungsabschnitt 18 dem
gleichen Weg mit Bezug auf die Achse. Wenn sich der Kerndraht 26 in
seinem gewendelten Zustand befindet, wie in den 2 und 5 gezeigt
ist, befindet sich der Wicklungsabschnitt 18 in einem nicht-zusammengedrückten Zustand,
in dem er dem gewendelten Weg folgt, der von dem Kerndraht 26 gebildet
wird. Wenn sich der Kerndraht 26 in seinem ausgestreckten
Zustand befindet, wie er in den 1 und 6 gezeigt
ist, kehrt der Wicklungsabschnitt 18 in einen zusammengedrückten Zustand
zurück,
in dem er sich entlang der Achse erstreckt.
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Der
Kerndraht 26 muss nicht an dem Enddeckel 20 befestigt
sein. Stattdessen kann der Kerndraht an einem Befestigungselement 31 befestigt sein,
das sich auf dem Wicklungsabschnitt 18 an einem Zwischenpunkt
befindet, wie in 13 gezeigt ist. Ein Sicherheitsdraht 33 erstreckt
sich distal von dem Befestigungselement 31 zum Enddeckel 20,
um zu verhindern, dass sich der Wicklungsabschnitt 18 auftrennt.
Dadurch wird jegliche Zugkraft, die an dem Kerndraht 26 aufgebracht
wird, auf Punkte isoliert, die proximal zum Zwischenpunkt sind,
und dadurch ergibt sich ein Wicklungsabschnitt 18 mit einer
lappigen und atraumatischen distalen Spitze, wie in 13 gezeigt
ist. Eine atraumatische Spitze, wie diejenige, die in 13 gezeigt
ist, ist vorteilhaft, da sie es ermöglicht, dass das Instrument
in zusammengeschnürten
Bereichen manövriert
werden kann, ohne dass ein wesentliches Risiko besteht, dass umgebende
Strukturen durchstoßen
oder anderweitig beschädigt
werden.
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Wie
in den 5 und 6 gezeigt ist, weist der Kerndraht 26 zwei
Abschnitte auf: einen proximalen Abschnitt 36, der sich
durch das Kanülenlumen 28 erstreckt
und an dem Betätigungselement 24 befestigt
ist; und einen super-elastischen distalen Abschnitt 38,
der sich durch das Wicklungsabschnittslumen 30 erstreckt
und an dem Enddeckel 20 des Wicklungsabschnitts 18 angebracht
ist. Der proximale Abschnitt 36 hat eine Fließkraft,
die größer ist
als diejenige des distalen Abschnitts 38. Dadurch kann der
distale Abschnitt 38 eine größere Beanspruchung für eine gegebene
Zugkraft auf den Kerndraht 26 erfahren, als der proximale
Abschnitt 36.
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Für eine gegebene
Zugkraft hängt
das Ausmaß,
bis zu dem ein Material gestreckt wird, von seiner Querschnittfläche ab.
Dieses Phänomen
kennt jeder, der an einem Stück
Toffee gezogen und beobachtet hat, dass der dünne Abschnitt viel leichter
zu dehnen ist als der dicke Abschnitt. Das Ausmaß, bis zu dem das Material
gestreckt wird, wird als "Beanspruchung" bezeichnet. Die
Ursache von Beanspruchung ist "Belastung", eine Größe die,
wie Druck, eine Kraft pro Flächeneinheit
ist. Belastung kann man sich als einen Druck denken, der in die
entgegengesetzte Richtung wirkt. Während ein aufge brachter Druck
dazu neigt, ein Material zusammenzudrücken, neigt eine aufgebrachte
Belastung dazu, ein Material zu strecken.
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Bei
vielen Materialien tritt keine wesentliche Beanspruchung auf, bis
eine Schwelle der Zugkraft erreicht ist. Sobald diese Schwelle erreicht
ist, spricht das Material leicht auf eine zusätzliche Kraft an. Diese Schwelle,
bei der ein Material beginnt, auf eine aufgebrachte Zugkraft anzusprechen,
wird als die "Fließkraft" des Materials bezeichnet.
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Wie
vorstehend angegeben, geht der Kerndraht 26 in Reaktion
auf eine Zugkraft von einem gewendelten Zustand in einen ausgestreckten
Zustand über,
da der distale Abschnitt 38 des Kerndrahtes 26 und
der proximale Abschnitt 36 des Kerndrahtes verschiedene
Fließkräfte aufweisen.
Dieser Unterschied der Fließkräfte kann
durch einen Kerndraht 26 erreicht werden, bei dem der distale
Abschnitt 38 eine kleinere Querschnittfläche aufweist
als der proximale Abschnitt 36. Eine unterschiedliche Fließkraft im Kerndraht 26 kann
auch dadurch erreicht werden, dass der distale und der proximale
Abschnitt 38, 36 des Kerndrahtes 26 aus
verschiedenen Materialien gefertigt sind. In einer derartigen Ausführungsform wäre der proximale
Abschnitt 36 aus einem ersten Material gefertigt, das einen
vernachlässigbaren
Betrag an Beanspruchung bei einer gegebenen aufgebrachten Belastung
erfährt.
Der distale Abschnitt 38 könnte dann aus einem super-elastischen Material gefertigt
werden, dass sich leicht in Reaktion auf die gleiche aufgebrachte
Belastung streckt. Der proximale und der distale Abschnitt 36, 38 des
Kerndrahtes 26 könnten
dann die gleiche Querschnittfläche
aufweisen, würden
aber trotzdem verschiedene Beanspruchungen erfahren, wenn eine Zugkraft
auf den Kerndraht 26 aufgebracht wird.
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Wenn
ein Chirurg eine proximal gerichtete Zugkraft entlang des Kerndrahtes 26 aufbringt,
bewirkt diese Kraft eine Belastung an jedem Punkt auf dem Kerndraht 26.
Da der distale Abschnitt 38 des Kerndrahtes 26 einen
kleineren Querschnitt aufweist als der proximale Abschnitt 36 des
Kerndrahtes 26, ist die von diesen Punkten in dem distalen
Abschnitt 38 erfahrene Belastung größer als diejenige, die von den
Punkten in dem proximalen Abschnitt 36 erfahren werden.
Da die Beanspruchung von der Belastung abhängt, ist der distale Abschnitt 38 des
Kerndrahtes 26 einer größeren Beanspruchung
unterworfen als der proximale Abschnitt 36 des Kerndrahtes 26 und
wird somit wesentlich länger.
Dadurch wird der distale Abschnitt 38 des Kerndrahtes 26 verlängert. In
diesem ausgestreckten Zustand zwingt der Kerndraht 26 den
Wicklungsabschnitt 18 nicht mehr, einem gewendelten Weg
zu folgen. Der Wicklungsabschnitt 18 ist somit frei, in
seinen ausgeglichenen zusammengedrückten Zustand zurückzukehren,
in dem er sich entlang der Achse erstreckt, wie in 6 gezeigt
ist.
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Wenn
der Chirurg die proximal gerichtete Kraft in Längsrichtung, die nachstehend
als "Zugkraft" bezeichnet wird,
vom Kerndraht 26 entfernt, kehrt der distale Abschnitt 38 des
Kerndrahtes 26 in seinen entspannten Zustand zurück, in dem
er einen gewendelten Weg bildet. Da der Kerndraht 26 an dem
Wicklungsabschnitt 18 befestigt ist, zwingt er den Wicklungsabschnitt 18,
dem gewendelten Weg zu folgen, wie in 5 gezeigt
ist.
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Nun
bezugnehmend auf 7 kann, während der Wicklungsabschnitt 18 von
seinem gewendelten Zustand in seinen nicht gewendelten Zustand übergeht,
ein besonderes Wicklungsabschnittsegment 19a wechselnde
Radialkräfte
erfahren. Diese Kräfte
bewirken, dass das besondere Wicklungsabschnittsegment 19a mit
Bezug auf den Kerndraht 26 radial verschoben wird. Wenn
die radiale Verschiebung nicht zu groß ist, wie in 7 gezeigt
ist, berührt
der Wicklungsabschnitt 18 den Kerndraht 56 nicht,
und die Spannung innerhalb des Wicklungsabschnitts 18 bringt
das besondere Segment 19a wieder in seine ausgeglichene
ausgerichtete Position zurück,
sobald die Radialkraft entfernt wird. Wenn die radiale Verschiebung
jedoch zu groß ist,
wie es in 8 gezeigt ist, berührt der
Kerndraht 56 den Wicklungsabschnitt 18. Außerdem bewirkt
die Spannung innerhalb des Wicklungsabschnitts 18 stattdessen, dass
das erste und das zweite angrenzende Wicklungsabschnittsegment 19b, 19c nebeneinander zum
Liegen kommen, wodurch das besondere Wicklungsabschnittsegment 19a dauerhaft
schlecht ausgerichtet ist.
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Ein
besonderes Wicklungsabschnittsegment 19a, das schlecht
ausgerichtet wurde (was als ein "verzogenes
Wicklungsabschnittsegment" bezeichnet
wird), ragt in das Lumen 30 des Wicklungsabschnitts vor,
wie in 8 gezeigt ist. In dem Maß, in dem
das verzogene Wicklungsabschnittsegment 19a weit genug
in das Lumen 30 des Wicklungsabschnitts ragt, um den Kerndraht 26 während der
Bedienung des Instruments 10 zu berühren, ist der Kerndraht 26 nicht
in der Lage, um einen wesentlichen Betrag nachzugeben, wenn er einer
Beanspruchung unterworfen wird.
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Um
diese Schwierigkeit anzugehen, sieht eine Ausführungsform des Instruments 10 ein
Wicklungsabschnittslumen 30 mit einem radialen Ausmaß vor, das
klein genug ist, um zu verhindern, dass ein besonderes Wicklungsabschnittsegment 19a dermaßen radial
verschoben wird, dass das erste und das zweite angrenzende Wicklungsabschnittsegment 19b, 19c miteinander
in Berührung
kommen, wodurch das besondere Wicklungsabschnittsegment 19a dauerhaft
schlecht ausgerichtet ist. Das radiale Ausmaß des Wicklungsabschnittslumen 30 wird
jedoch auch so gewählt,
dass es groß genug
ist, dass sich der Kerndraht 26 und der Wicklungsabschnitt 18 nicht
miteinander verbinden, wenn das Instrument 10 in Gebrauch
ist. Vorzugsweise ist das radiale Ausmaß des Wicklungsabschnittslumen 30 etwas
kleiner als der Radius der Windungen, die den Wick lungsabschnitt 18 ausmachen.
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In
einer anderen Ausführungsform,
die diese Schwierigkeit angeht und in 9 gezeigt
ist, umschließt
eine Abstandswicklung 60 den Kerndraht 26. Die
Abstandswicklung 60 hat ein proximales Ende, das an einem
proximalen Abstandhalter 62 angebracht ist, der an dem
proximalen Ende des Wicklungsabschnitts 18 befestigt ist,
und ein distales Ende, das an einem distalen Abstandhalter 64 an
oder nahe dem distalen Ende des Wicklungsabschnitts 18 angebracht
ist. Die Abstandswicklung 60 kann aus einem strahlenundurchlässigen Material,
wie Platin, gefertigt sein, oder ein Teil von dieser kann daraus gefertigt
sein. Andere Zusammensetzungen können jedoch
verwendet werden, abhängig
von der speziellen Anwendung des Instruments 10. Andere
Rohrstrukturen können
an Stelle der Abstandswicklung 60 verwendet werden, um
den Kerndraht einzuschließen.
Zum Beispiel können
auch Klappen, ein Faltenbalg oder irgendwelche derartigen flexiblen
und zusammendrückbaren
Röhrchen
verwendet werden, die Abmessungen haben, wie sie unten beschrieben werden,
um zu verhindern, dass Wicklungsabschnittsegmente 19 den
Kerndraht 26 berühren.
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Die
Abstandswicklung 60 kann entweder mit dem Kerndraht 26 in
Berührung
sein oder von diesem durch einen Zwischenraum getrennt sein, der
klein genug ist, um zu verhindern, dass gelenkige Abstandswicklungssegmente 66 der
Abstandswicklung 60 radial mit Bezug auf den Kerndraht 26 verschoben werden.
Dieser Zwischenraum wird durch die Abmessungen der Abstandswicklung 60 bestimmt.
In einer Ausführungsform
wird der Zwischenraum so gewählt,
dass er kleiner ist als der Radius der Windungen, die die Abstandswicklung 60 bilden.
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Das
radiale Ausmaß des
Wicklungsabschnittslumen 30 wird so ausgewählt, dass
es klein genug ist, zu verhindern, dass ein besonderes Wicklungsabschnittsegment 19a radial
in einem Ausmaß verschoben
wird, das ausreicht, es zu ermöglichen, dass
sich das erste und das zweite angrenzende Wicklungsabschnittsegment 19b, 19c berühren, wodurch
das besondere Wicklungsabschnittsegment 19a dauerhaft verzogen
und schlecht ausgerichtet ist. Der Abstand wird jedoch auch so gewählt, dass
er groß genug
ist, dass sich die Abstandswicklung 60 und der Wicklungsabschnitt 18 nicht
miteinander verbinden, wenn das Instrument 10 in Gebrauch
ist. In einer Ausführungsform
ist das radiale Ausmaß des Wicklungsabschnittslumen 30 etwas
kleiner als der Radius der Windungen, die den Wicklungsabschnitt bilden.
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Wenn
sich der Kerndraht 26 verformt, bilden sich unweigerlich
Zwischenräume
zwischen den gelenkigen Abstandswicklungssegmenten 66,
die die Abstandswicklung 60 bilden. Unter manchen Umständen kann
ein Wicklungssegment 19a von dem Wicklungsabschnitt 18 weit
genug in einen dieser Zwischenräume
eindringen, dass sich das erste und das zweite angrenzende Wicklungsabschnittsegment 19b, 19c berühren, wie
in 10 gezeigt ist.
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Sowohl
der Wicklungsabschnitt 18 als auch die Abstandswicklung 60 sind
normalerweise schraubenförmige
Strukturen, in denen die die Struktur bildenden gelenkigen Segmente 19, 66 auf
einen Steigungswinkel eingestellt sind, wie in 11 gezeigt ist.
Um sicherzustellen, dass Wicklungsabschnittsegmente 19 nicht
in Öffnungen
ragen, die zwischen Abstandswicklungssegmenten 66 gebildet
sind, wird der Steigungswinkel der Abstandswicklungssegmente 66 so
ausgewählt,
dass er sich von dem Steigungswinkel der Wicklungsabschnittsegmente 19 unterscheidet.
Ein derartiger Unterschied kann erreicht werden, indem das Abstandswicklungssegment
und das Wicklungssegment in entgegengesetzte Richtungen gewunden
werden. In einer Ausführungsform
liegen diese beiden Steigungswinkel in einem rechten Winkel zueinander.
Jeder Unterschied des Steigungswinkels wird jedoch die Wahrscheinlichkeit
eines Durchdringens verringern.
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Das
Betätigungselement 24 kann
ein Griff mit einem Auslöser 27 sein,
wie in 1 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform ist der Auslöser mechanisch
mit dem Kerndraht 26 verbunden, so dass, wenn der Chirurg
an dem Auslöser
zieht, eine Zugkraft entlang des Kerndrahtes 26 aufgebracht
wird. Andere Arten von Betätigungselementen
können
jedoch verwendet werden, solange sie auch eine Zugkraft entlang
des Kerndrahtes 26 aufbringen. Zum Beispiel kann der Kerndraht 26 einen
Griff aufweisen, der an seinem proximalen Ende 32 angebracht
ist, in welchem Fall der Chirurg an dem Griff zieht und eine Zugkraft
unmittelbar, ohne eine dazwischenliegende mechanische Verbindung,
auf den Kerndraht 26 aufbringt.
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Vorzugsweise
bringt das Betätigungselement 24 nur
eine Zugkraft und keine Drehkraft auf. Eine Drehkraft führt nicht
zu einer Belastung, die zu einer Verlängerung des Kerndrahtes 26 führt. Folglich
ist jede Energie, die verwendet wird, um eine Drehkraft aufzubringen,
verschwendete Energie, die man hätte
verwenden können,
um stattdessen eine Zugkraft aufzubringen. Außerdem führt eine Drehkraft, die von
dem Betätigungselement 24 aufgebracht
wird, zu einem unerwünschten
Verdrehen des Kerndrahtes 26.
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In
den Ausführungsformen,
in denen der Kerndraht 26 ein Draht aus einem einzigen
Material ist, variiert der Durchmesser des Drahtes entlang seiner
Länge.
Das Verhältnis
der Querschnittflächen des
proximalen und des distalen Abschnitts 36, 38 des
Kerndrahtes 26 hängt
von den Materialeigenschaften des Kerndrahtes 26 ab. Das
Verhältnis
wird so gewählt,
dass eine geeignete unterschiedliche Beanspruchung mit einem nur
geringen Kraftaufwand durch den Chirurgen erreicht werden kann.
Die Durchmesser der beiden Abschnitte des Kerndrahtes 26 sind
derart, dass die von dem Chirurgen aufgebrachte Zugkraft nicht ausreicht,
dass der Kerndraht 26 das Gedächtnis an seine erinnerte Form
verliert. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass die Zugkraft derart
sein muss, dass der distale Abschnitt 38 um weniger als
8% seiner entspannten Länge
verlängert
wird, und vorzugsweise innerhalb von 2% bis 7% seiner entspannten
Länge.
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Es
gibt eine Vielfalt von Verfahren zur Herstellung eines Kerndrahtes 26 mit
zwei oder mehr Abschnitten, die sich in Bezug auf ihre Fließkräfte unterscheiden.
In einem Verfahren wird ein kontinuierlicher Draht aus einem Formgedächtnismetall
auf einen kleineren Durchmesser geschliffen, um den distalen Abschnitt 38 zu
bilden. Der distale Abschnitt 38 wird dann zu der gewünschten
Form heißfixiert.
Um eine Betätigung
des Kerndrahtes 26 zu erreichen, muss ein ausreichender
Unterschied der Fließkraft des
proximalen Abschnitts 36 und der Fließkraft des distalen Abschnitts 38 bestehen.
Dies wird dadurch erreicht, dass gewährleistet wird, dass das Verhältnis des
Durchmessers des proximalen Abschnitts 36 zu dem des distalen
Abschnitts 38 etwa 1,35 oder größer ist. Für einen Kerndraht 26 mit
einem nicht kreisförmigen
Querschnitt wird dies erreicht, indem gewährleistet wird, dass das Verhältnis der
Fläche
des proximalen Abschnitts 36 zu derjenigen des distalen Abschnitts 38 etwa
1,8 oder größer ist.
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Der
tatsächliche Übergang
von einem Zustand in einen anderen kann als eine Welle gesehen werden,
die entlang des Kerndrahtes 26 wandert. Die Richtung, in
der diese Welle wandert, kann gesteuert werden, indem die Verjüngung des Übergangs
zwischen dem proximalen Abschnitt 36 und dem distalen Abschnitt 38 gesteuert
wird. Im Fall einer Verjüngung, wie
sie in den 5 und 6 gezeigt
ist, wandert die Welle von dem proximalen Abschnitt 36 zu
dem distalen Abschnitt 38, wenn der Chirurg an dem Kerndraht 26 zieht.
Wenn der Chirurg umgekehrt den Kerndraht 26 freigibt, wandert
die Welle wieder von dem proximalen Abschnitt 36 zum distalen
Abschnitt 38.
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12 zeigt
eine alternative Verjüngung,
in der der Durchmesser des Kerndrahtes 26 auf ein Minimum
abnimmt, wenn man distal entlang des Kerndrahtes 26 fortschreitet,
der aber dann auf ein Maximum zunimmt, wenn sich der distale Abschnitt 38 zu einer
maximalen Querschnittfläche
an seiner distalen Spitze aufweitet. Im Fall der in 7 gezeigten
alternativen Verjüngung
wandert die Welle von dem proximalen Abschnitt 36 zu dem
distalen Abschnitt 38, wenn der Chirurg an dem Kerndraht 26 zieht.
Wenn umgekehrt der Chirurg den Kerndraht 26 freigibt, wandert
die Welle von dem distalen Abschnitt 38 zum proximalen
Abschnitt 36. Das Verhältnis
der Fläche des
proximalen Abschnitts 36 zu derjenigen des distalen Abschnitts 38 an
seiner Spitze beträgt
etwa 1,8 oder mehr.
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In
einem weiteren Verfahren zur Herstellung des Kerndrahtes 26 kann
die Fließkraft
in dem distalen Abschnitt 38 verringert werden, indem lokal
an diesem Abschnitt Wärme
aufgebracht wird, während die
Wärme von
dem proximalen Abschnitt abgeschirmt wird. In manchen Fällen kann
die Aufbringung von lokalisierter Wärme, um den distalen Abschnitt
zu bilden, das Schleifen des Kerndrahtes 26 überflüssig machen.
In anderen Fällen
verringert die Anwendung von lokalisierter Wärme das Verhältnis des
Durchmessers des proximalen Abschnitts zu dem Durchmesser des distalen
Abschnitts.
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Ein
weiteres Verfahren zur Herstellung des Kerndrahtes besteht darin,
einen super-elastischen distalen Abschnitt 38 mit einem
proximalen Abschnitt 36 zu verbinden. Dies kann durch Schweißen oder andere
Mittel erreicht werden. Der proximale Abschnitt 36 kann
in diesem Fall aus der gleichen super-elastischen Legierung wie
der distale Abschnitt 38 gefertigt werden. In einer anderen
Ausführungsform
kann der proximale Abschnitt 36 aus einem anderen Metall
oder einer anderen Legierung gefertigt werden, wie Edelstahl oder
MP35N®.
In jedem Fall ist es notwendig, dass ein ausreichender Unterschied der
Fließkräfte zwischen
den beiden Abschnitten vorliegt, um die Betätigung des Kerndrahtes 26 zu
ermöglichen.
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Sobald
der distale Abschnitt 38 gebildet ist, wird er dann um
einen Dorn gewickelt und bis über die
kritische Temperatur des Formgedächtnismetalls erwärmt. Der
Kerndraht 26 wird dann gekühlt und von dem Dorn entfernt.
Der resultierende Kerndraht 26 hat einen ausgeglichenen
Zustand, in dem er gewendelt ist, als wenn er auf dem Dorn wäre.
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Um
Gerinnsel mit verschiedenen Größen gerecht
zu werden, können
verschiedene Dorne verwendet werden. Die Steigung und die Anzahl
an Windungen der Wicklung können
durch die Art gesteuert werden, in der der distale Abschnitt 38 um
den Dorn gewickelt wird. Die Anzahl an Windungen in einer Wicklung
und die Steigung zwischen den Windungen hängt von der speziellen Anwendung
ab. Wenn er zum Beispiel als ein Korb für die Lithotripsie fungiert, wie
unten beschrieben, ist der Steigungswinkel derart, dass der distale
Abschnitt sehr eng gewickelt ist, um das Fassen der meisten Nierensteinfragmente
zu gewährleisten.
Zur Verwendung als eine Spannvorrichtung hängt die Anzahl der Wicklungen
von der Länge
des Abschnitts eines aufzuweitenden Blutgefäßes ab. Zur allgemeinen Verwendung
zur Entfernung von Gerinnseln ergeben Steigungswinkel von 15-25
Grad normalerweise gute Ergebnisse. In der Praxis kann ein Chirurg
eine Reihe von Kerndrähten mit
verschiedenen Größen und
Formen haben. Der Chirurg, der vermutlich in etwa weiß, wie groß das Gerinnsel
ist, wählt
einen Kerndraht 26 mit einem distalen Abschnitt 38,
der in seinem gewendelten Zustand ein Volumen einschließt, das
nur leicht größer ist
als das erwartete Volumen des Gerinnsels.
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Die
Form des distalen Abschnitts 38 kann maßgeschneidert sein, um eine
Reihe von Pathologien zu behandeln oder es zu ermöglichen, zu
schwer zu erreichenden Stellen im Körper zu gelangen. Zum Beispiel
kann, abhängig
von der Form des Dorns und der Art, in der der distale Abschnitt 38 um
den Dorn gewunden ist, der distale Abschnitt 38 eine Schraubenlinie
mit entweder einem geschlossenen oder einem offenen Ende, einem
Kegel, einer Doppelkegelform oder einer anderen Form, die bei einer
besonderen klinischen Anwendung nützlich wäre, aufweisen. Die klinische
Bedeutung der Vorrichtung leitet sich auch von den Kräften in
dem distalen Abschnitt 38 ab. Die Kraft, die notwendig
ist, um in den entspannten Zustand zurückzukehren, muss für die besondere klinische
Anwendung optimiert werden. Dies kann durch Verwendung einer der
vorstehend beschriebenen Kerndrahtvarianten erreicht werden.
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Die 14–16 veranschaulichen
die Verwendung des chirurgischen Instruments 10, um ein
Blutgerinnsel 40 aus einem Blutgefäß 42 zu entfernen.
Wie in 14 gezeigt ist, positioniert
der Chirurg den Katheter 43 nahe eines Blutgerinnsels 40 innerhalb
eines Blutgefäßes 42.
Der Chirurg gibt dann das chirurgische Instrument 10 durch
den Katheter 43 und bewegt dieses auf das Blutgerinnsel 40 zu.
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Dann
bringt der Chirurg eine Zugkraft auf den Kerndraht 26 auf
und schiebt den nun ausgestreckten Wicklungsabschnitt 18 zwischen
das Blutgerinnsel 40 und die Wand des Blutgefäßes 42,
wie in 15 gezeigt ist. Wenn sich der
ausgestreckte Wicklungsabschnitt 18 neben dem Gerinnsel 40 befindet,
gibt der Chirurg die Spannung frei, um den Kerndraht 26 wieder
in seinen gewendelten Zustand zu bringen, wie es in 16 gezeigt
ist. Wenn der Kerndraht 26 in seinen gewendelten Zustand
zurückkehrt,
bewirkt er, dass sich der Wicklungsabschnitt 18 um das
Gerinnsel 40 wickelt. Wenn das Gerinnsel 40 nun
durch den Wicklungsabschnitt 18 umschlungen ist, entfernt
der Chirurg vorsichtig die Kanüle 12 und das
umschlungene Gerinnsel 40 aus dem Blutgefäß 42.
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Das
chirurgische Instrument 10 kann in anderen Anwendungen
verwendet werden, als für
das Entfernen von Blutgerinnseln. Zum Beispiel zeigt 17A den ausgestreckten Wicklungsabschnitt, der
zwischen einen Nierenstein 44 und die Wand von harnausscheidenden
Organen 46 geschoben wird. In seinem gewendelten und nicht-zusammengedrückten Zustand,
der in 17B gezeigt ist, bildet der Wicklungsabschnitt 18 einen
Knotenfänger 46 zwischen
dem Nierenstein 44 und der Niere (nicht gezeigt). Dieser
Knotenfänger 46 fasst
alle gestreuten Nierensteinfragmente und verhindert, dass sie während der
Bedienung einer Lithotripsievorrichtung 47 in die Niere
wandern.
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In
einer anderen Anwendung, die in den 18A–B gezeigt
ist, wird die Kanüle 12 durch
den Magen 48 und in die Gallenblase 50 geschoben.
In seinem nicht-zusammengedrückten
und gewendelten Zustand kann der Wicklungsabschnitt 18 verwendet
werden, um eine oder mehrere Gallensteine 52 zu umschlingen,
wie in 18B gezeigt ist.
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In
noch einer weiteren Anwendung, die in den 19A–B gezeigt
ist, wird der Wicklungsabschnitt 18 durch ein Blutgefäß 42 geschoben,
das einen Vasospasmus erlitten hat. In seinem ausgestreckten Zustand
kann der Wicklungsabschnitt 18 durch den zusammengeschnürten Abschnitt 54 des Blutgefäßes gehen,
wie in 19A gezeigt ist. Sobald das
distale Ende des Wicklungsabschnitts 18 den zusammengeschnürten Abschnitt 54 durchquert hat,
gibt der Chirurg die Zugkraft an dem Kerndraht 26 frei
und bringt den Wicklungsabschnitt 18 wieder in seinen gewendelten
Zustand zurück.
Dies führt
zur Bildung einer vorübergehenden
Spannvorrichtung 56, die das Blutgefäß im Bereich des Vasospasmus aufweitet.
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Die
Kanüle 12 und
der flexible Wicklungsabschnitt 18 müssen keine rohrförmigen Strukturen
haben, sondern können
stattdessen offene Strukturen haben, wie in 20 gezeigt
ist. Wichtig ist, dass der proximale Abschnitt des Trägerelementes,
das in 20 gezeigt ist, ausreichend
steif ist, um der auf den Kerndraht 26 ausgeübten Kraft
zu widerstehen.
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Die
Kanüle 12,
der flexible Wicklungsabschnitt 18 und der Kerndraht 26 können mit
einer schmierenden Beschichtung beschichtet sein, wie PTFE oder
einer der verschiedenen hydrophilen Beschichtungen.
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Es
können
auch andere Beschichtungsarten verwendet werden. Diese umfassen
eine Thrombose verhindernde Beschichtungen, bildverbessernde Beschichtungen
oder irgendeine andere, das Verfahren verbessernde Beschichtung.
Die Reibung zwischen dem Kerndraht 26 und der Innenwand
des Wicklungsabschnitts 18 während dem Einfahren des Kerndrahtes 26 kann
auch verringert werden, indem ein schmierendes, flexibles Röhrchen vorgesehen wird,
das in dem Wicklungsabschnitt 18 sitzt.
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Ein
chirurgisches Instrument 10, das wie hier beschrieben konstruiert
ist, kann für
zahlreiche klinische Zwecke verwendet werden, wie für das Umschlingen
und Entfernen von Gerinnseln, Embolien oder Implantaten aus den
zerebralen, koronaren und peripheren Arterien und Venen. Der Oberflächenbereich
der Wicklung kann auch zum Fördern
der Verfestigung und Haftung von losen, nicht geronnenen Blutgerinnseln
nützlich
sein. Ähnlich
kann die Vorrichtung in Verfahren verwendet werden, wie dem Spannen,
wobei ein distaler Schutz erforderlich ist, um entwichene Embolien
zu fassen. Die Vorrichtung kann beim Eindringen in chronische, völlige Verstopfungen
und dann beim Aufweiten der Verstopfung nützlich sein. Ein Beispiel für diese
Anwendung, die bereits vorstehend beschrieben wurde, ist die Verwendung
des chirurgischen Instruments 10 zum Öffnen eines Blutgefäßes, das
auf Grund eines Spasmus oder einer Dissektion zusammengefallen ist, während der
Fluss von Blut durch ein erweitertes Blutgefäß ermöglicht wird.
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Das
chirurgische Instrument 10 kann auch als ein Führungsdraht
verwendet werden, um Läsionen
zu queren und/oder durch kurvige Gefäßsysteme zu lenken und navigieren.
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ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
zuziehbare Schlinge, die entsprechend der vorstehenden Offenbarung
gestaltet ist, hat zahlreiche andere Anwendungen als die bisher
offenbarten klinischen Anwendungen. Zum Beispiel kann eine derartige
zuziehbare Schlinge verwendet werden, um ein Objekt herauszuziehen,
das in einen Abfluss gefallen ist, oder um Fremdkörper aus
Rohren zu entfernen, zum Beispiel in einer Verarbeitungsanlage.
Eine zuziehbare Schlinge gemäß der Erfindung kann
auch verwendet werden, um Objekte aus jeder Art von beengten oder
ansonsten unzugänglichen Zwischenräumen zu
holen oder zu entfernen. In derartigen Anwendungen können die
Abmessungen der Vorrichtung wie erforderlich modifiziert werden.
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Die
Instrumente können
auch so gestaltet sein, dass sie Tierproben aus beengten Zwischenräumen fangen
und herausholen. Zum Beispiel könnte
man unter Verwendung des Instruments leicht durch die Tunnel einer
Ameisenkolonie manövrieren, um
eine besondere Ameise herauszuholen. Eine größere zuziehbare Schlinge gemäß der Erfindung
kann mit einem Köder
versehen und im Untergrund in einem Tunnel entfaltet werden, um
Maulwürfe
oder andere grabende Schädlinge
zu fangen.
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Es
versteht sich, dass, während
die Erfindung im Zusammenhang mit der ausführlichen Beschreibung von dieser
beschrieben wurde, die vorstehende Beschreibung veranschaulichend
sein soll und nicht den Rahmen der Erfindung beschränken soll,
der durch den Rahmen der beigefügten
Ansprüche
definiert ist. Andere Aspekte, Vorteile und Modifikationen liegen
im Rahmen der folgenden Ansprüche.