DE19742669A1

DE19742669A1 - Catheter

Info

Publication number: DE19742669A1
Application number: DE1997142669
Authority: DE
Inventors: Raimund Prof Dr Erbel; Dietrich Prof Dr Groenemeyer; Gerald Dr Holtmann; Gerhard Prof Dr Jakse; Liselotte Prof Dr Mettler; Carlo Bark; Gerald Voegele; Stefan Wallstein; Thomas Dr Weisener; Mark Widmann
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-22

Abstract

The catheter has a housing (3) with a flushing/drive channel (4) to take a fluid-powered micro-motor (2) working on the gerotor principle. At its body side, a rotating tool (1) is mounted to the motor shaft, and is driven by it. An inner rotor meshes with an outer wheel, assembled in a sleeve. The axis of the inner rotor is offset in parallel to the sleeve axis. The drive fluid passes in through an axial entry (2a) to the meshed wheels and on to an outlet (2b).

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Medizintechnik und betrifft insbesondere solche Systeme, mit denen Invasiv-Mikrochirurgie wie beispielsweise die Entfernung von Steinen aus Blase oder Galle bzw. die Behandlung von Gefäßsystemen (z. B. die Entfernung von Gewebe, Embolien, Thrombosen und weichen Stenosen) durchgeführt werden kann. Dabei handelt es sich um Kathetersysteme, die allein oder eingesetzt in ein endoskopisches Instrument verwendet werden können.The present invention is in the field of Medical technology and particularly affects such systems with invasive microsurgery such as removal of stones from bladder or bile or the treatment of Vascular systems (e.g. removal of tissue, emboli, Thrombosis and soft stenosis) can be performed. Here These are catheter systems that are used alone or can be used in an endoscopic instrument.

Im Bereich der Kardiologie und der Angioplastie existieren verschiedene Verfahren zur Beseitigung von Stenosen und Läsionen, wobei der Ballondilatation die größte Bedeutung zukommt. Als alternative Techniken zum Entfernen von weichen Gefäßablagerungen werden unterschiedlichste Systeme verwendet, die sich in Aufbau und Funktion zum Teil stark unterscheiden.In the field of cardiology and angioplasty exist various procedures for the removal of stenoses and Lesions, with balloon dilation being of the greatest importance comes to. As alternative techniques for removing soft Vascular deposits use a wide variety of systems, some of which differ greatly in structure and function.

Aus dem Bereich der Urologie kennt man verschiedene Systeme zur Steinzerstörung. Dabei ist das häufigste Verfahren die extrakorporale Lithotripsie. Eine weitere Möglichkeit der Steinzerstörung ist die chemische Urolitholyse. Auch mechanisch Verfahren zur Steinzerstörung sind bekannt. Dabei werden die Steine entweder zerdrückt oder mittels einer Drahtschlinge unter ständigem Zug langsam hinausgezogen. Ein Absaugen des zertrümmerten Materials ist dabei nicht möglich.Various systems are known from the field of urology Stone destruction. The most common method is extracorporeal lithotripsy. Another way of Stone destruction is chemical urolitholysis. Also mechanically Methods for stone destruction are known. The Stones either crushed or with a wire loop underneath constant train slowly pulled out. Sucking off the smashed material is not possible.

Aus der DE OS 36 26 684 A1 ist ein Endoskop bekannt, das zum Wegschleifen von Steinen im urologischen Bereich und Abtragen von Narbengeweben und Zerkleinern von Fremdkörpern in Hohlorganen und dergleichen geeignet ist. Es besteht aus einem röhrenförmigen Schaft mit Optik, der ein rotierendes Abtragewerkzeug aufweist, das mit einem Antrieb direkt oder indirekt in Verbindung steht. Das rotierende Werkzeug kann von einer Turbine angetrieben werden, wobei sich die Turbine auf der das Werkzeug tragenden Welle befindet und Spülflüssigkeit entlang der Turbine und nach deren Verlassen weiter zum Werkzeugbereich geführt wird. Hierdurch kann der Antrieb des Werkzeugs elastisch gestaltet werden; gleichzeitig wird der Behandlungsort ausreichend gespült, so daß der Operateur gute Sicht hat.From DE OS 36 26 684 A1 an endoscope is known which for Grinding away stones in the urological area and removing them of scar tissue and crushing of foreign bodies in Hollow organs and the like is suitable. It consists of one tubular shaft with optics, which is a rotating Removal tool that directly or with a drive indirectly connected. The rotating tool can be from a turbine are driven, the turbine on the the shaft carrying the tool is located and flushing liquid along the turbine and after leaving it to the Tool area is guided. This can drive the Tool can be made elastic; at the same time the Treatment site rinsed sufficiently so that the surgeon good Has visibility.

Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist der geringe Wirkungsgrad einer derartigen Vorrichtung. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Turbinenwelle mit einem vom Spülfluid verschiedenen Schmiermittel geschmiert werden muß, so daß ein hoher Aufwand für das Abdichten der Welle getrieben werden muß. Außerdem besteht die Gefahr einer Intoxikation bei unentdeckter Leckage.The disadvantage of this configuration is the low efficiency such a device. Another disadvantage is that the turbine shaft with a different from the flushing fluid Lubricant must be lubricated, so that a high cost for sealing the shaft must be driven. There is also the risk of intoxication with undetected leakage.

Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, ein Instrument für die invasive Mikrochirurgie oder die Gefäßbehandlung bereitzustellen, in welchem ein Bearbeitungs- oder Abtragewerkzeug zum Entfernen von Steinen oder Behandeln von Gefäßsystemen oder dergleichen über einen in das Werkzeug integrierten miniaturisierten Motor angetrieben wird, wobei die oben geschilderten Nachteile nicht auftreten können.The object of the present invention is to provide an instrument for invasive microsurgery or vascular treatment to provide in which a machining or Removal tool for stone removal or treatment Vascular systems or the like via one in the tool integrated miniaturized motor is driven, the disadvantages described above can not occur.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, umfassend einen Katheter, in dessen körperseitigem Endabschnitt ein Bearbeitungswerkzeug angeordnet ist, welches starr über die Welle eines davor liegenden, fluidisch angetriebenen Motors mit diesem verbunden ist. Der Ausdruck "körperseitig" soll dabei die Richtung angeben, die nach intrakorporal weist. Der Ausdruck "davor" in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug (und weiter unten auch auf den Motor) ist mit Blickrichtung auf das intrakorporale Ende der Vorrichtung angegeben. Der Motor ist in einen Spülkanal eingebettet und fördert Flüssigkeit nach intrakorporal in den Bereich, in dem der mikrochirurgische Eingriff stattfindet. Das Wort "eingebettet" soll dabei ausdrücken, daß die zylindrische Außenform des Motors im wesentlichen dichtend im Spülkanal angeordnet ist, um die gesamte Spülflüssigkeit durch den Motor zu leiten. Die Spülflüssigkeit treibt den Motor an, tritt körperseitig aus ihm aus und gelangt entweder durch eine Arbeits- und Spülöffnung, in deren Bereich das Bearbeitungswerkzeug angeordnet ist, oder seitlich durch Öffnungen im (Katheter-)Gehäuse oder auf ähnliche Weise in den Operationsbereich.This object is achieved by a device comprising a catheter in the body end portion Machining tool is arranged, which is rigid over the Shaft of a fluid-driven motor in front of it this is connected. The expression "body side" is intended to Specify the direction that points intracorporeally. The expression "before" in relation to the editing tool (and below also on the motor) is facing the intracorporeal End of the device indicated. The engine is in a flushing channel embedded and promotes intracorporeal fluid in the Area in which the microsurgical intervention takes place. The The word "embedded" is intended to express that the cylindrical External shape of the motor essentially sealing in the flushing channel is arranged to drain all of the flushing fluid through the engine to lead. The rinsing liquid drives the motor, occurs body out of it and either passes through a Working and flushing opening, in the area of which Machining tool is arranged, or laterally through Openings in the (catheter) housing or similar in the Operating area.

Der Motor ist ein Mikromotor, der nach dem Gerotorprinzip arbeitet. Bevorzugt handelt es sich um einen Motor mit innenverzahnten Zahnrädern. Ein solcher ist beispielsweise aus der EP 769 621 bekannt. Die Spülflüssigkeit wird durch die kämmenden Räder (Innenrad und Außenrad) gedrückt und körperseitig aus dem Motor entlassen, der über eine Welle das körperseitig im selben Spülkanal angeordnete Abtragewerkzeug antreibt. Ein derartiger Motor ist in Fig. 3 dargestellt. Das Spülfluid strömt unter Druck in den sich vergrößernden Arbeitsraum und bewirkt durch die Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslaß ein Drehmoment auf die Räder 20, 30, da die Kraft, die auf die Zahnflanken wirkt, größer ist als die Gegenkraft auf der Auslaßseite, auf der ein geringerer Druck herrscht. Das resultierende Drehmoment treibt den Motor an. Das Antriebsmedium (Spülflüssigkeit) tritt frei in den Einlaß 2a ein, da der Motor in den Spülkanal eingebettet ist, und tritt aus dem Auslaß 2b in die Arbeitsumgebung, also den Kanal, bzw. dessen körperseitiges Ende, wieder aus. Die Hülse 60 des Mikromotors 2 stützt sich dabei über die Lagerung, bestehend aus Basisteil 41 und Deckel 42, ab. Da das System frei in den Spülkanal eingebettet ist, können gegebenenfalls auftretende Leckageverluste (an den Lagerstellen) ebenfalls wieder in die Arbeitsumgebung gelangen, was jedoch keinerlei Nachteile mit sich bringt, da das Antriebsmedium, das "Schmiermedium" und die Spülflüssigkeit identisch sind.The motor is a micromotor that works on the gerotor principle. It is preferably a motor with internally toothed gears. Such is known for example from EP 769 621. The flushing liquid is pressed through the meshing wheels (inner wheel and outer wheel) and released on the body side from the motor, which drives the removal tool arranged on the body side in the same flushing channel. Such a motor is shown in Fig. 3. The flushing fluid flows under pressure into the enlarging work space and, due to the pressure difference between the inlet and outlet, produces a torque on the wheels 20 , 30 , since the force acting on the tooth flanks is greater than the counterforce on the outlet side on the there is less pressure. The resulting torque drives the motor. The drive medium (rinse liquid) enters freely into the inlet 2 a a, as the motor is embedded in the flushing channel, and exits from the outlet 2b into the working environment, so the channel, or its body-side end, again. The sleeve 60 of the micromotor 2 is supported by the bearing, consisting of the base part 41 and cover 42 . Since the system is freely embedded in the flushing channel, any leakage losses (at the bearing points) can also get back into the working environment, but this does not entail any disadvantages, since the drive medium, the "lubricating medium" and the flushing liquid are identical.

Die Abmessungen des Motors liegen je nach Anwendung üblicherweise unter 10 mm Durchmesser und 10 mm Länge und können z. B. 3 mm Durchmesser und Länge oder noch weniger betragen. Hergestellt werden kann er beispielsweise mittels Draht- oder Senkerosion, da jedes der nur sechs zwingend erforderlichen Teile über eine Bearbeitung eines Werkstücks in nur zwei Dimensionen (2-D-Verfahren) herstellbar ist. Er kann aus jeweils geeigneten Materialien gefertigt sein, beispielsweise Keramik, Metall, Kunststoff. The dimensions of the motor depend on the application usually less than 10 mm in diameter and 10 mm in length and can e.g. B. 3 mm in diameter and length or less. It can be manufactured using wire or Die sinking as each of the only six imperative Split into one piece in just two Dimensions (2-D process) can be produced. He can from each suitable materials, for example ceramics, Metal, plastic.

Die Drehzahlregelung erfolgt über den Druck des Spül- und Antriebsfluids, das üblicherweise eine körperverträgliche Flüssigkeit, z. B. physiologische Kochsalzlösung, sein wird.The speed control takes place via the pressure of the flushing and Driving fluids, which is usually a body-friendly Liquid, e.g. B. physiological saline.

Durch den körperseitigen Austritt des Spül- und Antriebsmediums, das in den Bereich des Bearbeitungswerkzeugs geleitet wird, wird dann, wenn die Welle des Motors in Rotation versetzt wird, mit ein und demselben Antrieb auch Spülflüssigkeit in das Operationsgebiet gefördert, so daß nur eine einzige Fluidleitung zum Antrieb des Bearbeitungswerkzeugs und zum Spülen erforderlich ist.Due to the discharge of the flushing and drive medium on the body side, which is directed into the area of the processing tool when the shaft of the motor is set in rotation with one and the same drive also flushing liquid into that Operation area promoted so that only a single fluid line to drive the processing tool and for rinsing is required.

In einer Ausgestaltung der Erfindung, die auf die Entfernung von harten Gegenständen wie Steinen in der Urologie und der inneren Medizin gerichtet ist, ist zusätzlich ein Haltemechanismus vorgesehen, mit dem der Stein oder dergleichen während des Eingriffs gehalten wird. Vorteilhaft ist dabei, daß mit dem Haltemechanismus der Stein während des Eingriffs sicher vor dem Bearbeitungskopf, bei dem es sich hier in vorteilhafter Weise um einen Schleifkopf handelt, gehalten und zentriert werden kann. Gleichzeitig kann mit dem Bearbeitungskopf der Stein vollkommen abgetragen werden, so daß keine Fragmente zurückbleiben. Um den Haltemechanismus sicher zu befestigen, ist in bevorzugter Weise ein äußeres Kathetergehäuse vorgesehen, in dessen Innerem konzentrisch oder exzentrisch zumindest teilweise der innere Katheter angeordnet ist. In dem zwischen den beiden Kathetergehäusen entstehenden, bevorzugt rohrförmigen Volumen ist der Haltemechanismus untergebracht. Einzelne Ausgestaltungen des Haltemechanismus sind weiter unten detailliert erläutert.In one embodiment of the invention, the removal of hard objects like stones in urology and internal Medicine is also a holding mechanism provided with which the stone or the like during the Intervention is held. It is advantageous that with the Mechanism of holding the stone safely before the procedure Machining head, which is here advantageously a grinding head, can be held and centered. At the same time, the stone can be completely finished with the processing head be removed so that no fragments remain. To the Securing the holding mechanism securely is preferred an outer catheter housing is provided inside concentric or eccentric at least partially the inner one Catheter is arranged. In the one between the two Catheter housings, preferably tubular volumes the holding mechanism is housed. Individual configurations of the holding mechanism are explained in detail below.

Die Greifeinrichtung der vorliegenden Erfindung, die insbesondere in Ausgestaltungen zur Entfernung von harten Substanzen benötigt wird, ist häufig wie Klemmsysteme in der Elektrotechnik (Hirschmann-Klemmen) aufgebaut. Beispielsweise können drei Greifarme vorgesehen sein. Werden sie aus dem Katheter hinausgeschoben, spreizen sie sich auseinander, so daß sie den Stein umgreifen und halten können. Da die Steine aber oft mit dem umgebenden Gewebe verwachsen sind, sollten in bevorzugter Weise die nach innen gebogenen Enden der Drähte so gestaltet sein, daß sie z. B. durch kleine Drahtbügel gestreckt werden können, da sonst ein Greifen des Steins nicht möglich ist. Alternative Haltesysteme nutzen beispielsweise Bi metall- oder Shape-Memory-Drähte. Auch andere Formen eines Greifers wie ein Seilzug oder das sogenannte "Dormia-Körbchen" sind möglich. Ist der Stein gegriffen, wird er bevorzugt durch einen extrakorporalen Federmechanismus festgehalten und automatisch vor dem Schleifkopf zentriert. Anstelle von Greifarmen können auch alternative Haltesysteme verwendet werden. Beispielhaft sei hier die Drahtführung außen um den Stein herum angeführt. Hierbei kann durch unterschiedlichen Zug an den Draht enden die Lage des Steins verändert werden. Die Zerstörung des Steins erfolgt durch Zerbohren.The gripping device of the present invention, the especially in configurations for the removal of hard Substances needed is often like clamping systems in the Electrical engineering (Hirschmann terminals) built. For example three gripping arms can be provided. Are they from the When the catheters are pushed out, they spread apart so that they can grip and hold the stone. Since the stones often grown together with the surrounding tissue should preferably the inwardly bent ends of the wires so be designed that z. B. stretched through small wire brackets otherwise the stone cannot be gripped is. Alternative holding systems use, for example, Bi metal or shape memory wires. Other forms of a gripper such as a cable pull or the so-called "Dormia basket" are possible. If the stone is gripped, it is preferred by one extracorporeal spring mechanism held and automatic centered in front of the grinding head. Instead of gripping arms alternative holding systems can also be used. Be exemplary here the wire guide is listed outside around the stone. The wire can end by pulling differently The position of the stone can be changed. The destruction of the stone is done by drilling.

Das hier voranstehend beschriebene System kann wie alle erfindungsgemäßen Systeme auch in einem - bevorzugt flexiblen - Endoskop angeordnet sein. Hierdurch ist eine optische Kontrolle möglich, so daß ggf. korrigierend eingegriffen werden kann. Dadurch werden die Erfolgschancen deutlich erhöht und die Gefahren einer eventuellen Schädigung des Gewebes minimiert. Besonders geeignet ist der Einsatz eines flexiblen Endoskops für die Entfernung von Steinen in der Galle und der Bauchspeicheldrüse. Wird ohne Endoskop gearbeitet, ist eine Verfolgung des Fortgangs des Eingriffs selbstverständlich mit Hilfe von Ultraschall- oder Röntgenbild möglich.The system described above can, like all of them systems according to the invention also in a - preferably flexible - Endoscope can be arranged. This is an optical control possible so that corrective action can be taken if necessary. This significantly increases the chances of success and the Danger of possible damage to the tissue is minimized. The use of a flexible endoscope is particularly suitable for the removal of stones in the bile and the Pancreas. If you work without an endoscope, one is Tracking the progress of the procedure with, of course Ultrasound or X-ray image possible.

In einer derartigen Ausgestaltung der Erfindung kann am Katheter ein Ultraschallsensor angebracht werden. Hierdurch kann die Zugabe von Kontrastmittel zum Röntgen, beispielsweise während einer Angiographie, vermieden werden. Gleichzeitig wird es möglich, den Zustand des Arbeitsraumes während der Behandlung zu beurteilen.In such an embodiment of the invention, the catheter an ultrasonic sensor can be attached. This allows the Adding contrast agent to the x-ray, for example during angiography can be avoided. At the same time it will possible to check the condition of the work space during treatment judge.

Besonders bevorzugt ist in den Systemen der vorliegenden Erfindung zusätzlich ein Absaugkanal angeordnet, der am körperseitigen Ende oder in einem diesem Ende relativ nahen Bereich der Vorrichtung eine Absaugöffnung bildet, durch die die abgetragenen Partikel zusammen mit eventuell getrübter Spülflüssigkeit aus dem Körper abgesaugt werden. Die Pumpe hierfür kann als Mikropumpe (z. B. in Form einer innenverzahnten Zahnradpumpe) ausgestaltet sein, die ebenfalls innerhalb des oder eines der Kathetergehäuse oder des Endoskops oder aber extrakorporal angeordnet ist; bevorzugt ist jedoch mindestens eine Venturidüsen im Absauglumen angeordnet, deren Saugwirkung die Aspiration und Förderung der abgetragenen Partikel bewirkt. In derartigen Ausgestaltungen der Erfindung ist der Katheter bevorzugt als mehrlumiger Schlauch ausgebildet, der einen Infusionskanal und darin angeordnet den Mikromotor und im Bereich einer am körperseitigen Ende des Infusionskanals befindlichen Arbeits- und Spülöffnung das Bearbeitungs- bzw. Abtragewerkzeug sowie einen Absaugkanal beinhaltet, der bevorzugt in einem nahe dem oder am körperseitigen Ende der Vorrichtung befindlichen Bereich eine Absaugöffnung bildet. Der Absaugkanal kann beispielsweise vor und bis zum Mikromotor ringförmig um ein inneres Lumen herumgelegt sein, das als Infusionskanal ausgestaltet ist. Bevorzugt besitzt er auf Höhe des Mikromotors mindestens ein bevorzugt im Durchmesser kreisförmig gestaltetes Lumen, das einen geringeren Durchmesser aufweist als das, welches sich vor dem Mikromotor befindet. In dem oder in jedem dieser Kanäle ist bevorzugt eine der genannten Venturidüsen am Übergang dieser Kanäle in den ringförmigen oder ggf. auch anders gestalteten Absaugkanal angeordnet. Letzterer sollte möglichst einen größeren Querschnitt als die Summe der Querschnitte der engeren Kanäle aufweisen.Is particularly preferred in the systems of the present Invention additionally arranged a suction channel on body end or in a relatively close to this end Area of the device forms a suction opening through which the removed particles together with any clouded Rinsing liquid can be sucked out of the body. The pump this can be done as a micropump (e.g. in the form of an internally toothed Gear pump) can be designed, which is also within the or one of the catheter housings or the endoscope or is arranged extracorporeally; however, at least is preferred a Venturi nozzle arranged in the suction lumen, the suction effect the aspiration and promotion of the removed particles. In such configurations of the invention, the catheter is preferably designed as a multi-lumen tube, the one Infusion channel and arranged in the micromotor and in Area one at the body end of the infusion channel located working and rinsing opening the processing or Removal tool and a suction channel that includes preferably in a near or at the end of the body Device located area forms a suction opening. Of the Suction channel can, for example, in front of and up to the micromotor be placed in a ring around an inner lumen, which as Infusion channel is designed. He preferably has height of the micromotor at least one preferably in diameter circular lumen that has a smaller diameter has than that which is in front of the micromotor. In the or in each of these channels is preferably one of the named Venturi nozzles at the transition of these channels in the annular or if necessary also arranged differently designed suction channel. The latter should have a larger cross section than the sum of the Have cross sections of the narrower channels.

Hinter dem Mikromotor und rund um das auf seiner Welle aufsitzende Bearbeitungswerkzeug kann sich das Infusionslumen zum körperseitigen Ende der Vorrichtung hin öffnen, so daß der Austritt der Spülflüssigkeit direkt um das zentral sich drehende Abtragewerkzeug herum erfolgt. Die abzusaugende Flüssigkeit wird ggf. weiter nach außen hin um diesen Bereich herum ebenfalls vom körperseitigen Ende oder Endbereich her abgesaugt. Durch den erreichbaren schnellen Austausch von Flüssigkeit im Operationsgebiet wird für klare Sicht und guten Abtransport der entstehenden Schleifpartikel gesorgt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Abtragewerkzeug eine Gestalt auf, die bei der Drehbewegung im Arbeitszustand eine Saugwirkung erzeugt, beispielsweise eine propellerartige Gestalt, wobei der Propeller weitere Funktionen besitzen kann, beispielsweise auf seiner zum Körper hin gerichteten Seite eine Schneidfunktion ausüben kann. Statt Absaugöffnungen zum körperseitigen Ende hin können diese auch seitlich hinter dem Bearbeitungswerkzeug vorgesehen sein, das in diesem Fall bevorzugt am Katheterende das Lumen des Infusionskanals verschließt. In diesem Fall kann man trotz hoher Motordrehzahl eine zu hohe Geschwindigkeit der Spülflüssigkeit am Operationsort und eine gegebenenfalls dadurch bewirkte Verwirbelungsgefahr mit der Folge schlechter Sicht vermeiden.Behind the micromotor and around that on its shaft The processing tool can sit on the infusion lumen open towards the body end of the device so that the The flushing liquid escapes directly around the centrally rotating one Removal tool is done around. The liquid to be suctioned off possibly further outwards around this area also from sucked body end or end area forth. By the achievable rapid exchange of liquid in the Operation area is for clear view and good removal of the created grinding particles. In one particularly preferred embodiment, the removal tool has a shape on, which has a suction effect when rotating in the working state generates, for example a propeller-like shape, the Propeller can have other functions, for example a cutting function on its side facing the body can exercise. Instead of suction openings towards the body end you can also do this laterally behind the processing tool be provided, in this case preferably at the end of the catheter closes the lumen of the infusion channel. In this case despite the high engine speed, the speed is too high Flushing liquid at the surgical site and, if necessary, thereby caused a risk of turbulence, resulting in poor visibility avoid.

Je nach Bedarf kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit durch Fluid aufblasbaren Ballons versehen sein, wie sie aus Dilatationskathetern bekannt sind. Derartige Ausgestaltungen eignen sich insbesondere für die Verwendung zur Behandlung von Gefäßsystemen. Der oder die Ballons werden in bekannter Weise über einen zusätzlichen, mit Fluid beschickbaren Kanal im Katheter aufgebläht. Die Anbringung der Ballons am Umfang des Katheters ermöglicht ein Abstützen des Systems beim Schneiden oder sonstigen Abtragen sowie eine definierte Richtungsänderung bei der Behandlung. Dadurch ist die direktionale Entfernung exzentrisch liegender Ablagerungen möglich.Depending on requirements, the device according to the invention can also be used be provided with fluid inflatable balloons as they are made from Dilatation catheters are known. Such configurations are particularly suitable for use in the treatment of Vascular systems. The balloon or balloons are made in a known manner via an additional channel that can be filled with fluid in the Inflated catheter. Attaching the balloons to the circumference of the Catheters allow the system to be supported when cutting or other abrasion as well as a defined change of direction in treatment. This is the directional distance eccentric deposits possible.

Wenn harte Substanzen entfernt werden sollen, ist es bevorzugt, den Katheter nicht als (flexibleren) Schlauch sondern als (steifere) Hülse, z. B. als Metallhülse, auszugestalten oder den Katheter aus flexiblem oder flexiblerem Material zu versteifen, z. B. durch eine Metall- oder Kunststoffhülse.If hard substances are to be removed, it is preferred the catheter not as a (more flexible) tube but as (stiffer) sleeve, e.g. B. as a metal sleeve to design or Stiffening catheters made of flexible or more flexible material, e.g. B. by a metal or plastic sleeve.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Drehzahl der Infusionspumpe und der Druck vor Ort fortlaufend registriert. Extrakorporal befindet sich eine Rechnereinheit, die den sich daraus ergebenden Zulauf der Spülflüssigkeit bzw. die Leistung des Motors berechnet und regelt. Eine Überwachung der Zuflußmenge an Spülflüssigkeit ist insbesondere dann notwendig, wenn harte Substanzen im Harnleiter oder der Niere entfernt werden sollen, da gerade Ureter und Nieren ziemlich druckempfindlich sind. Außerdem sollte dafür gesorgt werden, daß genügend Flüssigkeit zuströmt, um eine ausreichende Sicht zu ermöglichen.In a further embodiment of the invention, the Infusion pump speed and local pressure continuously registered. A computing unit is located extracorporeally, the resulting inflow of the rinsing liquid or calculates and regulates the power of the engine. A surveillance the inflow amount of rinsing liquid is particularly then necessary if hard substances in the ureter or kidney should be removed as ureters and kidneys in particular are sensitive to pressure. It should also be ensured that enough fluid flows in to provide adequate visibility enable.

Durch die Modifikation der Werkzeuggeometrie lassen sich unterschiedlichste Effekte erzielen. Beispielsweise kann neben der Schleif- oder Zerteilwirkung auch eine Saugwirkung erzielt werden, wie bereits weiter oben ausgeführt wurde. Fig. 4 zeigt schematisch eine Liste elf verschiedener Ausführungen von Bearbeitungswerkzeugen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, und zwar bevorzugt im Hinblick auf die Entfernung von weichen Gewebeteilen oder dergleichen, zur Behandlung in Gefäßen oder zur Absaugung von Körperflüssigkeiten wie z. B. geronnenem Blut. Fig. 5 zeigt eine Übersicht über verschiedene Schleifköpfe, die insbesondere für das Abtragen von harten Substanzen geeignet sind. Da jedes System unterschiedliche Vorteile bzw. Nachteile aufweist, sind je nach Einsatzgebiet unterschiedliche Varianten am besten geeignet. Die in den Fig. 4 und 5 tabellarisch aufgeführten Bearbeitungswerkzeuge sind selbstverständlich nur beispielhaft für die vorliegende Erfindung, die hierauf nicht beschränkt ist.A wide variety of effects can be achieved by modifying the tool geometry. For example, in addition to the grinding or dividing effect, a suction effect can also be achieved, as has already been explained above. Fig. 4 shows schematically a list of eleven different versions of processing tools that can be used according to the invention, preferably with regard to the removal of soft tissue parts or the like, for treatment in vessels or for the suction of body fluids such as. B. coagulated blood. FIG. 5 shows an overview of various grinding heads which are particularly suitable for removing hard substances. Since each system has different advantages and disadvantages, different variants are best suited depending on the area of application. The processing tools listed in tabular form in FIGS. 4 and 5 are of course only examples of the present invention, which is not limited to this.

Bevorzugt werden die einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung in modularer Bauweise zusammengesetzt. Dadurch ist es möglich, verschiedene Komponenten auch während des Betriebs auszuwechseln. So kann z. B. der Schleifkatheter jederzeit ausgetauscht werden, auch kann das gesamte System ggf. durch das Endoskop entfernt und durch ein neues ersetzt werden. Dies ist von Vorteil, z. B. beim Versuch, einen fast eingewachsenen Stein abzutragen: Wird während des Eingriffs festgestellt, daß ein Umgreifen mit Greifer oder Zange nicht möglich ist, kann versucht werden, den Stein (nur) mit einem Schleifwerkzeug zu zerstören. The individual components of the Device according to the invention in a modular design composed. This makes it possible to have different Replace components even during operation. So can e.g. B. the grinding catheter can be replaced at any time, too the entire system can be removed through the endoscope if necessary be replaced by a new one. This is an advantage, e.g. B. at Try to remove an almost ingrown stone: Will found during the procedure that reaching around with Gripper or pliers is not possible, you can try the Destroy stone (only) with a grinding tool.

Nachstehend soll die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert werden, worinThe invention will be explained in more detail below with reference to figures be explained in what

Fig. 1 einen Katheter mit Mikromotor, Propeller als Abtragewerkzeug und Venturidüsen im Absaugkanal zeigt, Fig. 1 a catheter having micro-engine, propeller and Abtragewerkzeug shows as venturi nozzles in the suction channel,

Fig. 2 den vorderen Teil einer Vorrichtung gemäß Anspruch 9 mit Bearbeitungswerkzeug, Kathetergehäuse mit seitlichen Austrittsöffnungen für die Spülflüssigkeit und Mikromotor zeigt, Fig. 2 shows the front part of an apparatus according to claim 9 with machining tool, catheter housing with lateral outlet openings for the rinsing liquid and micro-motor,

Fig. 3 den Aufbau eines Mikromotors mit kämmenden, innenverzahnten Zahnrädern zeigt, der sich für den Einbau in die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet, und Fig. 3 shows the structure of a micromotor with meshing, internally toothed gears, which is suitable for installation in the device according to the invention, and

Fig. 4 und Fig. 5 tabellarische Auflistungen von Bearbeitungswerkzeugen sind, die sich für die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen. FIGS. 4 and Fig. 5 tabular listings of machining tools are suitable for the inventive device.

In Fig. 1 ist ein mikrochirurgisches Gerät mit den folgenden Komponenten dargestellt:
In Fig. 1 a microsurgical device is illustrated with the following components:

1. The catheter system consists of a multi-lumen tube 3 , which contains a centrally arranged infusion channel ("flushing lumen") 4 with an infusion opening 5 as a flushing system and a suction channel ("aspiration lumen") 11 for conveying the removed particles. The arrows show the respective liquid direction. At the end of the catheter system on the body side, an internally toothed micromotor 2 , which works according to the displacement principle, is arranged in the infusion channel. With 2 a the inlet in its insert part 41 , with 2 b the outlet from the insert part 42 is designated. The path and the direction of the drive fluid are marked with the arrow 17 . The micromotor 2 is connected to a machining tool 1 via the shaft 6 . The aspiration lumen in the area of the motor consists of several channels with a small diameter, of which only one ( 33 ) can be seen. Venturi nozzles 14 are arranged at the transition of the lumen with a small diameter to the ring-shaped suction channel 36 , which is located in front of the engine. Their suction effect is indicated by arrow 13 . At the outer end of the hose are - extracorporeally - a container for receiving the conveyed particles, a container for the flushing liquid and a device for pressurizing the flushing line (all not shown).
2. The machining tool in FIG. 1 is an ablation tool, namely a propeller 1 with a cutting action. The shape of the propeller creates a suction effect and liquid is conveyed out of the operating area in the direction of arrow 34 . Since the machining tool is seated on the motor shaft, the drive of the machining tool results in a conveying of rinsing liquid corresponding to the rotational speed to the end region of the device on the body side. The higher the speed of the removal tool, the higher the flushing performance.
3. A light becomes at the exit end of the catheter deformable, stiffer in the axial direction (or slidable) guide wire attached to the movement and centering of the catheter facilitated (not shown).

Fig. 2 zeigt den vorderen Teil einer Vorrichtung mit Bearbeitungswerkzeug 1, Kathetergehäuse 3 mit seitlichen Austrittsöffnungen 28 und Motor 2. Der Schleifkopf 1 besteht aus einem mit einem Schleifmittel 21 beschichteten Gummizylinder oder einem verformbaren, massiven Schleifkörper 21a, der an seinem körperseitigen Ende eine konische Platte 22 trägt, die mit Schleifmittel beschichtet ist. An seinem katheterseitigen Ende befindet sich eine kleine konische Platte 23, die den Druck, der beim Schleifen entsteht, über eine Gleitscheibe 23a auf den Katheter überträgt. An der Frontplatte 22 ist ein Zugdraht 24 befestigt, über den durch Ziehen von außen der Gummizylinder zusammengedrückt werden kann. Da das Volumen des Gummis konstant bleibt, wölbt er sich beim Ziehen nach außen auf, wodurch der Durchmesser des Schleifkopfes vergrößert wird. Durch die konischen Endplatten wird ein Einklemmen des Drahtes verhindert. Wird keine Kraft mehr auf den Zugdraht ausgeübt, geht der Gummizylinder durch seine Elastizität in seine ursprüngliche Form zurück. Im Betrieb rotiert der Zugdraht üblicherweise zusammen mit dem Schleifkopf und dem Motor. FIG. 2 shows the front part of a device with processing tool 1 , catheter housing 3 with lateral outlet openings 28 and motor 2 . The grinding head 1 consists of a rubber cylinder coated with an abrasive 21 or a deformable, solid abrasive body 21 a, which carries a conical plate 22 at its body end, which is coated with abrasive. At its catheter-side end there is a small conical plate 23 , which transmits the pressure that arises during grinding via a sliding disk 23 a to the catheter. A pull wire 24 is fastened to the front plate 22 , by means of which the rubber cylinder can be compressed by pulling from the outside. Since the volume of the rubber remains constant, it bulges outwards when it is pulled, which increases the diameter of the grinding head. The conical end plates prevent the wire from getting caught. If no more force is exerted on the pull wire, the rubber cylinder returns to its original shape due to its elasticity. In operation, the pull wire usually rotates together with the grinding head and the motor.

Der Katheter 3, der mit einer Metallverstärkung 25 versehen ist, wird durch das Bearbeitungswerkzeug 1 an seinem körperseitigen Ende verschlossen. Im Inneren des Katheters 3 ist im Infusionskanal 4 der Motor eingebettet. Er besitzt eine biegsame Welle 6, die vom Motor 2, dargestellt mit Innenrad 26, Außenrad 27 und den Endstücken 41 und 42, angetrieben wird. Die Drehachse 100 des Motors liegt nicht genau zentrisch (die zentrische Achse ist mit 101 dargestellt). Infolge ihrer Biegsamkeit und daher seitlichen Beweglichkeit läßt sich die Achse der Welle 6 zentrisch mit dem Bearbeitungswerkzeug verbinden. Der Ausdruck "starr" für die Verbindung zwischen der Welle der Pumpe und dem Bearbeitungswerkzeug schließt also solche Ausgestaltungen nicht aus, in denen die Welle selbst eine gewisse Flexibilität besitzt.The catheter 3 , which is provided with a metal reinforcement 25 , is closed by the processing tool 1 at its end on the body side. The motor is embedded in the infusion channel 4 inside the catheter 3 . It has a flexible shaft 6 which is driven by the motor 2 , shown with the inner wheel 26 , outer wheel 27 and the end pieces 41 and 42 . The axis of rotation 100 of the motor is not exactly centered (the center axis is shown at 101 ). As a result of its flexibility and therefore lateral mobility, the axis of the shaft 6 can be connected centrally to the machining tool. The expression "rigid" for the connection between the shaft of the pump and the machining tool does not preclude those configurations in which the shaft itself has a certain flexibility.

Zwischen Motor und Schleifwerkzeug erkennt man in der Katheterwand Löcher 28 für den Ausstrom von Spülflüssigkeit.Holes 28 for the outflow of rinsing liquid can be seen in the catheter wall between the motor and grinding tool.

Fig. 3 zeigt einen Mikromotor 2, wie er in der EP 769 621 A1 offenbart ist. Ein Innenrotor 26 steht in kämmendem Eingriff mit einem Außenrad 27, die beide stirnseitig von Einsetzteilen 41,42 gefaßt in einer längeren Hülse 60 angeordnet sind, wobei die Achse 100 des Innenrotors 26 und die Achse der Hülse 101 parallel versetzt sind, wobei ein Antriebsfluid V durch eine axiale Einlaßöffnung 2a eines der Einsetzteile 41 zu den kämmenden Rädern 26, 27 und durch einen Auslaß 2b des anderen der Einsetzteile 42 wieder herausgeführt wird. FIG. 3 shows a micromotor 2 as disclosed in EP 769 621 A1. An inner rotor 26 is in meshing engagement with an outer wheel 27 , both of which are arranged on the end face by insert parts 41 , 42 in a longer sleeve 60 , the axis 100 of the inner rotor 26 and the axis of the sleeve 101 being offset in parallel, a drive fluid V through an axial inlet opening 2 a of one of the insert parts 41 to the meshing wheels 26 , 27 and through an outlet 2 b of the other of the insert parts 42 is led out again.

Examples of the course of treatment 1. Treatment in vessels

Bei der Behandlung wird eine Kathetereinheit, z. B. wie in Fig. 1 dargestellt, im Blutgefäß vor dem Thrombus bzw. der weichen Stenose plaziert. Der Druck auf den Infusionskanal wird entsprechend dem Behandlungsprinzip langsam angehoben. Dadurch wird das Bearbeitungswerkzeug mit dem gewünschten Drehmoment und der entsprechenden Drehzahl in Bewegung gesetzt und das Operationsgebiet mit der gewünschten Menge an Spülflüssigkeit versorgt. Zum Abtragen wird das Kathetersystem extrakorporal nach vorne geschoben. Das Abtragwerkzeug bewirkt aufgrund seiner geometrischen Gestalt und der durch seine Rotation erzeugten Saugwirkung eine Fixierung des Thrombus. Die Schneiden des Werkzeugs tragen Thrombuspartikel ab und zerkleinern sie. Durch die Saugwirkung werden die Thrombuspartikel dem Aspirationslumen des Kathetersystems zugeführt und nach extrakorporal gefördert. Das Antriebs- und Spülmedium kühlt und schmiert das Werkzeug, desweiteren wird für ein Wegspülen der Partikel gesorgt.In the treatment, a catheter unit, e.g. B. as shown in Fig. 1, placed in the blood vessel in front of the thrombus or soft stenosis. The pressure on the infusion channel is slowly increased according to the treatment principle. As a result, the processing tool is set in motion with the desired torque and the corresponding speed and the operation area is supplied with the desired amount of flushing liquid. For removal, the catheter system is pushed forward extracorporeally. The removal tool fixes the thrombus due to its geometric shape and the suction created by its rotation. The cutting edges of the tool remove thrombus particles and shred them. Due to the suction effect, the thrombus particles are fed to the aspiration lumen of the catheter system and conveyed extracorporeally. The drive and flushing medium cools and lubricates the tool, furthermore the particles are washed away.

2. Removal of tissue parts

Der Katheter kann weiterhin zum Abtragen von weichem, gewebeartigem Material (oder etwa Knorpel) eingesetzt werden. Dazu wird das Kathetersystem minimalinvasiv an die entsprechende Stelle eingeführt. Beim Abtragen, z. B. des geleeartigen Materials bei einer Bandscheibenbehandlung, muß ausreichend Spülflüssigkeit zugeführt werden, um die Menge an Material im Absauglumen ohne Verstopfung abtransportieren zu können.The catheter can also be used to remove soft, tissue-like material (or about cartilage) can be used. For this, the catheter system is minimally invasive to the corresponding one Body introduced. When removing, e.g. B. the jelly-like Material for a spinal disc treatment must be sufficient Flushing liquid can be added to the amount of material in the To be able to remove suction lumens without clogging.

3. Shredding of tissue (Morcellator) 4. Crushing hard substances

Beispielhaft beschrieben wird der Ablauf im Fall der Zerstörung eines Harnleitersteins.The procedure in the event of destruction is described as an example a ureteral stone.

Ein Kathetersystem mit Greifeinrichtung wird im Ureter so plaziert, daß der Stein im Sichtbereich und in Greifweite des Haltesystems liegt. A catheter system with a gripping device becomes like this in the ureter placed that the stone in the field of vision and within reach of the Holding system lies.

Der Stein wird mit dem Haltesystem gegriffen und der Katheter mit dem Schleifkopf (z. B. wie in Fig. 2 dargestellt) bis zum Stein vorgeschoben. Das Halterungssystem wird extrakorporal fixiert. Kann der Stein nicht mit dem Halterungssystem gegriffen werden, kann dieses entfernt und eine Steinzerstörung nur mit dem Schleifkopf versucht werden.The stone is gripped with the holding system and the catheter with the grinding head (e.g. as shown in FIG. 2) is advanced to the stone. The bracket system is fixed extracorporeally. If the stone cannot be gripped with the mounting system, it can be removed and stone destruction can only be attempted with the grinding head.

Durch Beaufschlagen des Infusionskanals mit unter Druck stehender Infusionslösung werden der Motor und der Schleifkopf in Rotation versetzt. Der Motor beginnt Spülflüssigkeit durch den Katheter zu dessen körperseitigem Endbereich zu pumpen, wodurch für optimale Spülung und freie Sicht gesorgt ist. Katheter und Schleifkopf werden langsam vorgeschoben. Dadurch wird der Stein langsam abgetragen. Die Steinfragmente werden über eine Absaugleitung abgesaugt.By pressurizing the infusion channel The motor and the grinding head become a standing infusion solution set in rotation. The engine starts flushing fluid through pump the catheter to its end region on the body side, which ensures optimal flushing and a clear view. The catheter and grinding head are slowly advanced. Thereby the stone is slowly removed. The stone fragments are sucked off via a suction line.

Ist der Stein durchbohrt, wird über eine Stellschraube der Durchmesser des Schleifkopfes vergrößert und anschließend der Katheter mit dem Schleifkopf zurückgezogen. Dadurch wird der Stein mit einem größeren Durchmesser noch einmal durchbohrt. Bei kleinen Steinen kann auch versucht werden, den Stein durch Vergrößern des Kopfdurchmessers zu sprengen.Once the stone has been drilled through, use a set screw Diameter of the grinding head increased and then the Catheter withdrawn with the grinding head. This will make the Stone with a larger diameter pierced again. At small stones can also be tried through the stone To blow up the head diameter.

Oben genannter Vorgang wird so oft wiederholt, bis der Stein entweder vollständig abgetragen oder soweit ausgehöhlt ist, daß er problemlos zerdrückt und entfernt werden kann.The above process is repeated until the stone either completely removed or hollowed out to the extent that it can be easily crushed and removed.

Der extrakorporale Motor wird abgeschaltet und das gesamte System entfernt.The extracorporeal motor is switched off and the whole System removed.

Claims

1. Device for invasive microsurgery and vascular treatment, comprising a catheter housing ( 3 ) with a flushing and drive channel ( 4 ), in which a fluidically driven micromotor ( 2 ) based on the gerotor principle and a rotatable machining tool ( 1 ) is arranged, which is rigidly connected to a shaft of the motor ( 2 ) and is driven by this.

2. Apparatus according to claim 1, wherein the micromotor ( 2 ) is a micromotor with internally toothed gears.

3. Apparatus according to claim 2, wherein the micromotor is one in which an inner rotor ( 26 ) is in meshing engagement with an outer wheel ( 27 ), both end faces of insert parts ( 41 , 42 ) in a longer sleeve ( 60 ) are arranged, the axis ( 100 ) of the inner rotor ( 26 ) and the axis of the sleeve ( 101 ) being offset in parallel, a drive fluid (V) through an axial inlet opening ( 2 a) of one of the insert parts to the meshing wheels ( 26 , 27 ) and is led out again through an outlet ( 2 b) of the other of the insert parts ( 42 ).

4. Device according to one of the preceding claims, additionally comprising a suction channel ( 11 ) with a suction opening ( 12 ) in the body-side end region of the device.

5. The device according to claim 4, wherein the machining tool ( 1 ) has a shape which generates a suction effect in the extracorporeal direction when rotating.

6. The device according to claim 5, wherein the machining tool ( 1 ) has the shape of a propeller.

7. Device according to one of claims 4 to 6, wherein the flushing channel ( 4 ) is arranged centrally and the suction channel ( 11 ) in front of the micromotor ( 2 ) an annular lumen ( 36 ) and / or in the region of the micromotor ( 2 ) at least one preferably has a smaller diameter circular lumen ( 33 ) in which a Venturi nozzle is arranged (in each case).

8. Device according to one of the preceding claims, wherein at the body end of the housing ( 3 ) a working and flushing opening ( 5 ) of the flushing and drive channel ( 4 ) is formed, in the region of which the processing tool ( 1 ) is arranged.

9. Device according to one of claims 1 to 7, wherein in the catheter housing ( 3 ) near the removal tool ( 1 ) lateral outlet openings ( 28 ) of the flushing and drive channel ( 4 ) are provided for the flushing liquid and the removal tool ( 1 ) on the body side End of the catheter.

10. Device according to one of the preceding claims, additionally comprising an outer catheter housing, in the interior of which at least partially the catheter housing ( 3 ) is located, wherein between the inner and outer catheter housing there is a preferably annular volume with a body-side opening in which a gripping device for Gripping the object to be processed is attached and / or guided.

11. Device according to one of the preceding claims, wherein the catheter housing ( 3 ) or the outer catheter housing is arranged in an endoscopic device.

12. The device according to one of claims 1 to 9, additionally comprising at least one fluid-inflatable balloon ( 16 ) on the outside of the housing of the device.

13. Device according to one of the preceding claims, wherein the machining tool ( 1 ) is a removal tool.

14. The apparatus of claim 13, wherein the removal tool has a propeller-like shape.

15. The apparatus of claim 13, wherein the removal tool a milling tool, a grinding tool, a drill or a Knife is.

16. The apparatus of claim 10, wherein the gripping device ( 10 ) is a stone holder for holding bladder, kidney or gallstones.

17. The apparatus of claim 16, wherein the stone holder Clamping system with three arms.

18. The device according to one of claims 4 to 17, further comprehensive flow meter for infusion and Suction liquid.

19. The apparatus of claim 18, additionally comprising a Control unit for regulating the infusion and Aspiration amount of liquid.