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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zum Freimachen
von blockierten natürlichen
und synthetischen Gefäßen und
insbesondere Verfahren und Einrichtungen zum perkutanen Entfernen
von Material aus Gefäßen durch
eine rotierende Vorrichtung und Absaugen.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Eine
Anzahl von Verfahren und Instrumenten wurde zum Einsatz beim Entfernen
oder Wiederherstellen von obstruktiven Material in Blutgefäßen oder anderen
Körperkanälen entwickelt.
Derartige Materialien sind zum Beispiel Atherome, Thromben oder Emboli.
Ein Atherom ist eine Plaquemasse aus degenerierten, verdickten Arterienintima,
die bei einer Atherosklerose entsteht. Ein Thrombus ist eine Aggregation
von Blutfaktoren, in erster Linie Blutplättchen und Fibrin, in denen
sich Zellelemente verfangen haben, was häufig am Entstehungsort zu einer vaskulären Obstruktion
führt.
Ein Embolus ist ein Blutgerinnsel oder ein anderer Pfropfen, das
beziehungsweise der durch das Blut aus einem anderen Blutgefäß transportiert
und in ein kleineres Blutgefäß getrieben
wurde, wodurch die Blutzirkulation behindert wird.
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Es
gibt derzeit viele kathetermontierte Vorrichtungen zum Entfernen
von Material aus Gefäßen. Manche
dieser Vorrichtungen weisen drehbare, abrasive Elemente an der distalen
Spitze eines flexiblen Katheters auf, die üblicherweise verhärtete atherosklerotische
Materialien entfernen, ohne das normale elastische weiche Gewebe
der Gefäßwand zu
beschädigen.
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US-A-5,423,799,
auf dem der zweiteilige Aufbau des Anspruchs 1 basiert, offenbart
eine Vorrichtung zur perkutanen Materialentfernung aus einem Körperlumen
mit einer Materialentfernungsspitze für eine kathetermontierte Vorrichtung,
die über ein
drehbares Element verfügt,
das einen Körper
und ein distales erstes Scherelement in Gestalt eines Schraubgewindes
und ein im Wesentlichen röhrenförmiges Gehäuse aufweist,
das so bemessen ist, dass das Element zur Rotation darin aufgenommen ist,
wobei das Element Material schneidet und Material in das Gehäuse einträgt.
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WO-A-98/24372
offenbart eine Vorrichtung zur perkutanen Materialentfernung aus
einem Körperlumen
mit einem drehbaren Schneidkopf, der über proximale Öffnungen
und eine zweite feste Klinge an dem Gehäuse verfügt.
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Trotz
Fortschritten bei kathetermontierten Vorrichtungen zur Materialentfernung
sind viele von ihnen weiterhin in ihrer Einsatzfähigkeit beschränkt und
neigen zu relativ schnellen Verstopfen. Deswegen ist es notwendig,
dass der Chirurg sich sehr langsam durch den Materialverschluss
vorarbeitet, was die Operationsdauer sehr verlängert. Im schlimmsten Fall
wird die Vorrichtung unwiderruflich verstopft und muss entfernt
werden, und es muss eine neue Vorrichtung beschafft und stattdessen
eingesetzt werden. Deswegen besteht weiterhin ein Bedarf für eine leistungsfähigere,
kathetermontierte Vorrichtung zur Materialentfernung, die sich schnell
durch eine Masse von blockierenden Material durchschneiden kann, ohne
dabei zu verstopfen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung schafft eine Vorrichtung zur perkutanen Materialentfernung
aus einem Körperlumen
mit einer Materialentfernungsspitze für eine kathetermontierte Vorrichtung,
die über
ein drehbares Element verfügt,
das einen Körper
und ein distales erstes Scherelement in Gestalt eines Schraubgewindes
und ein im Wesentlichen röhrenförmiges Gehäuse aufweist,
das so bemessen ist, dass das Element zur Rotation darin aufgenommen
ist, wobei das Element Material schneidet und Material in das Gehäuse einträgt, die
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung weiterhin ein zweites
Scherelement aufweist, das an dem Gehäuse axial im Bereich einer oder
mehrerer Scherflanken montiert ist, die am proximalen Ende des drehbaren
Elements angebracht sind, wobei das zweite Scherelement mit einer
oder mehreren Scherflanken zusammenarbeitet, um das Material noch
kleiner zu schneiden. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den
beigefügten
Ansprüchen
beansprucht.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht eines handgeführten Materialentfernungssystems,
in das die Vorrichtung zur Materialentfernung gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgenommen ist.
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2a ist
eine Längsschnittansicht
durch ein Ausführungsbeispiel
einer Materialentfernungsspitze gemäß der vorliegenden Erfindung
mit einem zweiteiligen Gehäuse.
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2b ist
eine Endaufrissansicht der Materialentfernungsspitze mit einem zweiteiligen
Gehäuse
entlang der Linie 2b-2b von 2a.
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2c ist
eine Schnittansicht eines festen Scherelements des proximalen Gehäuseabschnitts entlang
der Linie 2c-2c von 2b im Betrieb.
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2d ist
eine Schnittansicht eines festen Scherelements des distalen Gehäuseabschnitts
entlang der Linie 2d-2d von 2b im
Betrieb.
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3a ist
eine Längsschnittansicht
durch einen proximalen Gehäuseabschnitt
der Materialentfernungsspitze von 2a.
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3b ist
eine endseitige Aufrissansicht des proximalen Gehäuseabschnitts
entlang der Linie 3b-3b von 3a.
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4a ist
eine Längsschnittansicht
durch einen distalen Gehäuseabschnitt
der Materialentfernungsspitze von 2a.
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4b ist
eine endseitige Aufrissansicht des distalen Gehäuseabschnitts entlang der Linie
4b-4b von 4a.
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5a ist
eine Längsschnittansicht
durch ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Materialentfernungsspitze gemäß der vorliegenden Erfindung
mit einem einteiligen Gehäuse.
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5b ist
eine Endaufrissansicht der Materialentfernungsspitze mit einem einteiligen
Gehäuse entlang
der Linie 5b-5b von 5a.
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6a ist
eine Längsschnittansicht
durch das einteilige Gehäuse
der Materialentfernungsspitze von 5a.
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6b ist
eine Endaufrissansicht des einteiligen Gehäuses entlang der Linie 6b-6b
von 6a.
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7a ist
eine Längsschnittansicht
durch ein alternatives einteiliges Gehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung.
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7b ist
eine Endaufrissansicht des alternativen einteiligen Gehäuses entlang
der Linie 7b-7b von 7a.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Mit
Bezug auf 1 weist ein zum Einsatz mit
der vorliegenden Erfindung eingerichtetes Materialentfernungssystem 10 ein
längliches,
flexibles Rohr 12 mit einem proximalen Ende 14 und
einem distalen Ende 16 auf. Eine handgeführte, an
dem proximalen Ende 14 des Rohres 12 angebrachte
Steuerung 18 ermöglicht
eine Manipulation des Systems. Die Steuerung 18 weist elektronische
Schaltkreise, Steuerungs- und Anzeigeteile auf. Eine Vakuumquelle 20 steht
mit der handgeführten
Steuerung 18 in Verbindung, die wiederum Verbindungen aufweist,
die im Inneren des Rohrs 12 einen Unterdruck erzeugen. Zusätzlich ist
innerhalb der handgeführten
Steuerung 18 ein Antriebsmotor (nicht dargestellt) angebracht, um
einen flexiblen, sich durch das längliche Rohr 12 erstreckenden
Antriebsschaft 22 (2a) in
eine Drehbewegung zu versetzen. Auf diese Weise wird ein rohrartiger
Entfernungsdurchgang 24 in dem Raum außerhalb des Antriebsschafts 22 und
innerhalb des flexiblen Rohrs 12 geschaffen. Der Antriebsschaft 22 ist
vorzugsweise hohl, um das Durchführen eines
Führungsdrahts 28 zu
ermöglichen.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte distale Materialentfernungsspitze 30,
die detailliert in 2, 3 und 4 dargestellt ist. Die Entfernungsspitze 30 verfügt über ein äußeres Gehäuse 32 und
ein darin aufgenommenes Element 34 zur Rotation um eine
Achse 37. Das äußere Gehäuse 32 weist
eine im Wesentlichen hohle, rohrartige Gestalt auf und ist mit einem distalen
Abschnitt 36 und einem proximalen Abschnitt 38 ausgestattet,
durch die sich ein durchgehendes Lumen 40 erstreckt. Das
Lumen 40 ist durch ein distales Lumen 42 in dem
distalen Abschnitt 36, durch ein proximales Lumen 44 in
dem proximalen Abschnitt 38 und durch eine sich zwischen
dem distalen und dem proximalen Abschnitt befindliche, annuläre Nut 46 gebildet,
die alle axial angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
verfügt
die Nut 46 über
einen größeren Durchmesser
als das distale Lumen 42, das wiederum einen größeren Durchmesser
als das proximale Lumen 44 hat. Das drehbare Element 34 ist
in dem distalen Gehäuseabschnitt 36 aufgenommen,
wobei sich, wie noch beschrieben werden wird, ein gewisser Abschnitt
in der Nut 46 befindet.
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Das
oben genannte flexible Rohr 12 ist durchsichtig koaxial über einen
rohrartigen Körper 50 auf
dem proximalen Gehäuseabschnitt 38 aufgenommen
dargestellt. Der Antriebsschaft 22 ist ebenso durchsichtig
dargestellt, wie er sich durch das flexible Rohr 12 und
durch das proximale Lumen 44 erstreckt, um mit dem drehbaren
Element 34 in Eingriff zu kommen. Auf diese Weise drehen
sich der Antriebsschaft 22 und das Element 34 zusammen
innerhalb des Gehäuses 32.
Eine Anzahl von verschiedenen Antriebsschaftausgestaltungen kann
gemäß der Erfindung
verwendet werden, wobei keine als beschränkend anzusehen ist. Sowohl
das längliche Rohr 12 als
auch der Antriebsschaft 22 sind in 2a durchsichtig
dargestellt, und beide sind in der Endansicht von 2b nicht
zu sehen.
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Wie
erwähnt
ist das drehbare Element 34 teilweise in der Nut 46 aufgenommen.
Insbesondere verfügt
das drehbare Element 34 über einen im Allgemeinen zylinderartigen
oder rohrartigen Körper 56, von
dem aus sich ein durchgehendes, spiralartiges Schraubengewinde 58 radial
nach außen
erstreckt. Das Schraubengewinde 58 beginnt an einer distalen Fläche 60 des Elements 34 und
setzt sich um den Körper 56 über etwa
zwei Drittel seiner Länge
fort. Eine Anzahl von durch die länglichen Schlitze 64 ausgebildeten,
einseitig festgelegten Fingerteilen 62 ist an dem proximalen
Ende des Elements 34 vorgesehen. Jedes der Fingerteile 62 trägt einen
sich nach außen
erstreckenden Schneider oder eine Flanke 66, von denen
jede wie in 2b dargestellt in axialer Projektion
eine im Allgemeinen abgeschnittene, dreieckige Gestalt aufweist.
Es gibt vorzugsweise drei derartige Flanken 66, die gleichmäßig umfänglich beabstandet
angeordnet sind und eine in gewisser Weise propellerartige Anordnung
um das drehbare Element 34 bilden. Die Flanken 66 enden
in äußeren Spitzen,
die zusammen einen Kreis bilden, dessen Durchmesser größer als
der Durchmesser des distalen Lumens 42, aber kleiner als
der Durchmesser der Nut 46 ist.
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Mit
Bezug auf 3a und 3b weist
der proximale Gehäuseabschnitt 38 einen
rohrartigen Körper 50 auf,
der an seinem distalen Ende in eine sich radial nach außen erstreckende,
annuläre Schulter 70 mündet, die über einen
Durchmesser verfügt,
der bei einer Stufe 72 auf eine zylinderartige Fase 74 reduziert
ist, die an einer distalen Fläche 76 endet.
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Wie
in 4a und 4b zu
sehen ist, weist der distale Gehäuseabschnitt 36 auch
einen röhrenartigen
Körper 80 auf,
der sich von einer distalen Mündung 82 zu
einem proximalen Ende 84 erstreckt. Das Lumen 42 erstreckt
sich in proximale Richtung von der Mündung 82, bis eine
Stufe 86 den Durchmesser auf den einer gestuften Bohrung 88 vergrößert.
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Die
Fase 74 des proximalen Gehäuseabschnitts 38 weist
einen in etwa gleichen Durchmesser wie der Durchmesser der Bohrung 88 auf.
Folglich ist das distale Ende des proximalen Gehäuseabschnitts 38 fest
in der Bohrung 88 aufgenommen, bis das proximate Ende 84 mit
der Stufe 72 in Kontakt kommt. Durch Zu sammenwirken zwischen
dem distalen Abschnitt 36 und dem proximalen Abschnitt 38 wird
die Nut 46 an ihrer Außenseite
durch die Bohrung 88 und auf den jeweiligen axialen Seiten
durch die distale Fläche 76 des
proximalen Gehäuseabschnitts 38 und durch
die Stufe 86 des distalen Gehäuseabschnitts 36 gebildet.
Das drehbare Element 34 wird in der Stellung von 2a durch
Zusammenwirken der nach außen
vorstehenden Flanken 66 und der Nut 46 gehalten.
Die einseitig festgelegten Fingerteile 62 ermöglichen
eine Ablenkung der Flanken 66 nach innen, so dass sie durch
das distale Lumen 42 des Gehäuses 32 hindurchtreten
und nach außen
in die Nut 46 einschnappen können. Der Abstand zwischen
den Flanschen 66 und der Nut 46 ist in den Zeichnungen etwas übertrieben
dargestellt, und in einer betriebsfähigen Ausführung der Vorrichtung wird
das axiale Ausmaß der
Flanken 66 etwas kleiner als der Abstand zwischen der Stufe 86 und
der distalen Fläche 76 sein.
Auf diese Weise wird sogar eine kleine axiale Bewegung der Flanken 66 in
der Nut 46 verhindert.
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Die
vorliegende Erfindung sieht wenigstens ein Scherelement vor, das
axial im Bereich der Flanken 66 angeordnet ist. In dem
Ausführungsbeispiel von 2–4 gibt es zwei derartige Scherelemente, ein
distales Element 100 und ein proximales Element 102.
Das distale Scherelement 100 steht in Bezug auf das distale
Lumen 42 des distalen Gehäuseabschnitts 36 radial
nach innen vor. Entsprechend steht das proximale Scherelement 102 in
Bezug auf das proximale Lumen 44 des proximalen Gehäuseabschnitts 38 radial
nach innen vor. Wie am besten in 4a zu
erkennen ist, weist das distale Scherelement 100 eine proximale
Fläche 104 auf,
die zusammen mit der Stufe 86 verlängerbar ist. Die proximate Fläche 104 ist
auf diese Weise an dem Rand der Nut 46 eng benachbart der
sich drehenden Flanken 66 angeordnet. Entsprechend weist,
wie in 3a dargestellt, das proximate
Scherelement 102 eine distale Fläche 106 auf, die zusammen mit
der distalen Fläche 76 des
proximalen Gehäuseabschnitts 38 verlängerbar
ist. Die distale Fläche 106 ist
daher auf diese Weise an dem Rand der Nut 46 unmittelbar
im Bereich der sich drehenden Flanken 66 angeordnet.
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Mit
Bezug auf die detaillierten Ansichten von 3–4 ähneln
die Scherelemente 100, 102 in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
Zähnen.
Insbesondere verfügt
das distale Scherelement 100 über eine kreisbogenförmige innere
Fläche 110 mit einem
relativ kleinen, eingeschlossenen Winkel 112 und Übergangsoberflächen 114 auf
jeder Seite, die mit der inneren Fläche des distalen Lumens 42 zusammenkommen.
Das proximate Scherelement 102 verfügt über eine kreisbogenförmige innere
Fläche 120 mit
einem eingeschlossenen Winkel 122 und Übergangsoberflächen 124 auf
jeder Seite, die mit der inneren Fläche des proximalen Lumens 44 zusammenkommen.
Die kleinen eingeschlossenen Winkel 112, 122 und
die im Allgemeinen in radialer Richtung ausgerichteten Übergangsoberflächen 114, 124 bilden
Scherelemente 100, 102 mit einer relativ kleinen
Winkelgröße aus.
Die Winkelgröße muss
natürlich
ausreichend sein, um, wie noch beschrieben wird, im Einsatz eine
gewisse Scherfestigkeit zu schaffen, sollte aber möglichst
klein gehalten werden, um eine Behinderung des Materialdurchflusses durch
das Gehäuse 32 zu
reduzieren.
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Wie
in 2a dargestellt ist, weist jedes der Scherelemente 100, 102 eine
ausreichende radiale Größe auf,
um seine jeweilige innere Fläche 110, 120 in
unmittelbare Nähe
zu einem benachbarten Drehteil zu bringen. Das heißt, die
innere Fläche 110 des distalen
Scherelements 100 ist über
einen Zwischenraum 130 von dem Körper 56 des drehbaren
Teiles 34 beabstandet. Die innere Fläche 120 des proximalen
Scherelements 102 ist entsprechend über einen Zwischenraum 132 von
dem Antriebsschaft 22 beabstandet. Die Zwischenräume 130 und 132 sind
vor zugsweise möglichst
klein gehalten, ohne dass jedoch das jeweilige drehbare Teil und
Scherelement in Kontakt kommen. Insbesondere sind die Zwischenräume 130 und 132 vorzugsweise
größer als
Null aber kleiner als 0,0508 mm (0,002 inches). Es ist noch besser,
wenn jeder der Zwischenräume 130 und 132 kleiner
als 0,0254 mm (0,001 inches) ist, und am besten, wenn jeder der
Zwischenräume
kleiner als 0,0127 mm (0,0005 inches) ist.
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Jede
der inneren Flächen 110, 120 der Scherelemente 100, 102 weist
vorzugsweise eine kreisbogenförmige
Oberfläche
auf, die mit der Drehachse des benachbarten Drehelements konzentrisch ist.
Zusätzlich
verfügen
die inneren Flächen 110, 120 vorzugsweise über einen
Krümmungsradius,
der den benachbarten Drehelementen entspricht. Das distale Scherelement 100 verfügt nämlich über eine
innere Fläche 110 mit
demselben Krümmungsradius
wie der Körper 56 des
drehbaren Elements 34, und die innere Fläche 120 des
proximalen Scherelements 102 weist eine Krümmung wie
der äußere Durchmesser des
Antriebsschafts 22 auf. Bei einem Ausführungsbeispiel liegt der Krümmungsradius
der inneren Fläche 110 bei
etwa 1,194 mm (0,047 inches) und der Krümmungsradius der inneren Fläche 120 bei
etwa 0,991 mm (0,039 inches).
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Wie
in 2b dargestellt ist das distale Scherelement 100 in
Bezug auf das proximale Scherelement 102 um 180 Grad um
das Gehäuse 32 ausgerichtet.
In der Praxis wird die relative Ausrichtung der Scherelemente 100, 102 um
das Gehäuse 32 als nicht
besonders bedeutsam erachtet. Deswegen können die Scherelemente 100, 102 axial
angeordnet oder in Bezug aufeinander um den Umfang des Gehäuses 32 in
jeder relativen Ausrichtung versetzt sein.
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Die
axialen und umfänglichen
Dimensionen jedes der Scherelemente 100, 102 müssen ausreichend
sein, um eine adäquate Festigkeit
zu schaffen, ohne das Lumen 40 durch das Gehäuse 32 unmäßig zu blockieren.
Bei einem Ausführungsbeispiel
weist das distale Lumen 42 einen Durchmesser von etwa 1,75
mm (0,069 inches) auf, und das distale Scherelement 100 verfügt über eine
axiale Dimension von etwa 0,279 mm (0,011 inches) sowie über einen
eingeschlossenen Winkel von etwa 25 Grad. Bei demselben Ausführungsbeispiel
weist das proximate Lumen 44 einen Durchmesser von etwa
1,42 mm (0,056 inches) auf, und das proximale Scherelement 102 verfügt über eine
axiale Abmessung von etwa 0,318 mm (0,0125 inches) sowie über einen
eingeschlossenen Winkel von etwa 25 Grad.
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Beim
Einsatz wird die Materialentfernungsspitze 30 mittels des
zuvor erwähnten
Führungsdrahtes 28 und
nicht näher
beschriebenen, konventionellen Kathetereinführungsverfahren in ein Blutgefäß oder einen
anderen Hohlraum eingeführt.
Die distale Spitze 30 wird in die Nähe des Zielverschlusses oder der
Materialablagerung gebracht, der Antriebsschaft 22 wird
gedreht, und die Vakuumquelle 20 wird aktiviert. Wenn die
distale Spitze 30 in Richtung des zu entfernenden Materials
bewegt wird, führt
das an der Öffnung 82 entstehende
Ansaugen dazu, Material mit dem drehbaren Element 34 und
dem Schraubgewinde 58 in Kontakt zu ziehen. Die Kombination
des Ansaugens und des „Archimedischen
Schrauben"-Effekts
des Schraubgewindes 58 zieht Material in den distalen Gehäuseabschnitt 36 und
letztlich in Kontakt mit den Drehflanken 66. Wenn das Material
durch den distalen Gehäuseabschnitt 36 gezogen
wird, zerkleinert das Schraubgewinde 58 es grob, wodurch die
größten Materialansammlungen
von der Größe her reduziert
werden. Anschließend
schneiden die Drehflanken 66 das Material noch kleiner,
um ein Verstopfen des rohrartigen Durchgangs zwischen dem Antriebsschaft 22 und
zunächst
dem proximalen Lumen 44 und dann der inneren Oberfläche des
länglichen
Rohrs 12 zu reduzieren.
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Es
wurde festgestellt, dass ohne ein wie durch die distalen und proximalen
Elemente 100, 102 geschaffenes Scherelement Material
dazu neigt, sich an den in axiale Richtung ausgerichteten Oberflächen der
Flanken 66 abzulagern. Letztlich verschließt die Anhäufung von
Material die umfänglichen
Bereiche zwischen den Flanken 66, wodurch die Materialentfernungskapazität erheblich
verringert und in manchen Fällen
die Vorrichtung unwiderruflich verstopft wird. Folglich schafft
die vorliegende Erfindung ein oder mehrere Scherelemente, um Material zu
schneiden oder anders von den in axialer Richtung ausgerichteten
Oberflächen
der Drehflanken 66 zu entfernen. Aufgrund der relativen
Bewegung der Flanken 66 und der Scherelemente 100, 102,
dem unregelmäßigen umfänglichen
Vorstehen der Scherelemente und der geringen radialen Beabstandung zwischen
diesen sich relativ zueinander bewegenden Oberflächen wird das Material merklich
von den in axialer Richtung ausgerichteten Oberflächen der Flanken 66 geschnitten.
Alles von den Flanken 66 geschnittene Material wird dann
in proximaler Richtung durch den ringförmigen Durchgang 24 in
dem länglichen
Rohr 12 ausgestoßen.
Die Flanken 66 werden auf diese Weise frei von Material
gehalten, und ihre Ecken bleiben unbehindert und wirksam beim Kleinschneiden
des sie erreichenden Materials.
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Mit
Bezug auf 3 und 4 sind
die proximale Fläche 104 des
distalen Scherelements 100 und die distale Fläche 106 des
proximalen Scherelements 102 vorzugsweise normal in Richtung
der Drehachse 37 des Elementes 34 ausgerichtet.
Zusätzlich
sind die Übergangsoberflächen 114, 124 vorzugsweise
in axialer Richtung ausgerichtet. Wie in 2c und 2d zu
sehen ist, sind die Querschnitte (umfänglich genommen) der Scherelemente 100, 102 deswegen
rechteckig, und die Scherkanten 116, 126 werden
durch rechtwinklige Ecken ausgebildet, die den Führungskanten der einlaufenden
Flanken 66 gegenüber
liegen. Die Führungskanten
jeder der Flanken 66 sind ebenfalls durch rechtwinklige
Ecken 68 ausgebildet, so dass der Durchgang der Flanken 66 an den
Scherelementen 100, 102 vorbei eine scherenähnliche
Wirkung schafft, die nicht nur dazu dient, Material von den axialen
Oberflächen
der Flansche 66 zu entfernen, sondern auch faserige, in
dem dazwischen gefangenen Material vorhandene Stoffe zu zerteilen.
Alternativ können
eine oder beide zusammenwirkende Kanten auf den Flanken 66 und
den Scherelementen 100, 102 zu Messerschneiden
geschärft
werden, um das Zerteilen weiter zu vereinfachen, auch wenn es aus
Festigkeitsüberlegungen eine
Grenze für
eine derartige Schärfung
gibt. 2c zeigt eine Flanke 66 mit
daran anhaftendem Material, die sich auf das proximate Scherelement 102 zu
bewegt, während 2d eine
andere Flanke 66 darstellt, die gerade an dem distalen
Scherelement 100 vorbei gelaufen ist und von Material gesäubert wurde.
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Um
die beiden Funktionen der Scherelemente 100, 102 (nämlich Entfernen
des Materials von den axialen Oberflächen der Flanken 66 wie
auch Zerteilen von faserigem Material) weiter zu vereinfachen, verfügen die Übergangsoberflächen 114, 124 jeweils über einen
radialen Bereich, der nach und nach in die Grundlumenwand übergeht,
wie in 3b und 4b dargestellt
ist. Das heißt,
die Übergangsoberfläche 114 krümmt sich
nach und nach tangential zu der Wand des distalen Lumens 42,
und die Übergangsoberfläche 124 krümmt sich
nach und nach tangential zu der Wand des proximalen Lumens 44. Die
gekrümmten Übergangsoberflächen 114, 124 stellen
auf diese Weise eine radiale Scherkomponente zwischen den jeweiligen
Scherkanten 116, 126 und den Führungskanten 68 der
Drehflanken 66 bereit. Deswegen ist es klar, dass das Schneiden
scherenähnlich
erfolgt (im Gegensatz zum Schneiden aus einer Richtung), wenn die
einlaufende Führungskante 68 jeder
Flanke 66 zuerst den radial am weitesten außen liegenden
Abschnitt jeder Scherkante 116 oder 126 und dann
nach und nach den Rest der Scherkante erreicht. Dies wird einer
Situation vorgezogen, in der die Flankenführungskante 68 gleichzeitig
die gesamte Scherkante erreicht, was der Fall wäre, wenn die Oberflächen 114, 124 vollständig radial angeordnet
wären.
Natürlich
ist die letztgenannte Anordnung nicht ausgeschlossen, da immer noch
die meisten Vorteile der vorliegenden Erfindung gegeben sind.
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Wie
oben erwähnt
sind verschiedene andere Ausgestaltungen der Materialentfernungsspitze 30 in Betracht
zu ziehen. 5–6 stellen
zum Beispiel eine Materialentfernungsspitze 150 mit einem
einstückigen
Gehäuse 152 und
einem einzigen Scherelement 154 dar. Wie zuvor weist das
Gehäuse 152 einen
distalen Abschnitt 160, einen proximalen Abschnitt 162,
ein distales Lumen 164, ein proximales Lumen 166 und
eine dazwischen liegende Nut 168 auf. Entsprechend verfügt das Drehelement 170,
das mit dem zuvor beschriebenen Element 34 identisch ist, über nach
außen
vorstehende Flanken 172, die axial in der Nut 168 zurückgehalten
werden. Das längliche
Rohr und der Antriebsschaft sind aus Gründen der Klarheit nicht in 5a dargestellt.
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Wie
am besten in 6a und 6b zu
sehen ist, ist das Scherelement 154 genau benachbart der
Nut 168 angeordnet und entspricht auf diese Weise dem proximalen
Scherelement 102, das bei dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
gibt es kein distales Scherelement. In allen anderen Aspekten ist
das Scherelement 154 mit dem oben beschriebenen proximalen Scherelement 102 identisch
und weist eine kreisbogenförmige
innere Fläche 174,
die einen eingeschlossenen Winkel 176 umfasst, Übergangsoberflächen 178 und
eine distale Fläche 180 auf,
die mit dem proximalen Rand der Nut 168 zusammenfällt. Die
distale Fläche 180 ist
auf diese Weise axial benachbart der Drehflanken 172 angeordnet
und dazu eingerichtet, Material von den proximalen Flächen der
Flanken zu entfernen.
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Auch
wenn lediglich ein Scherelement entweder distal oder proximal in
Bezug auf die Nut angeordnet dargestellt ist, wird der Fachmann
erkennen, dass auch zwei oder mehr Scherelemente auf jeder Seite
vorgesehen sein können.
Es wurde festgestellt, dass ein einziges Scherelement ausreicht,
um Material von den in axialer Richtung ausgerichteten Oberflächen der
Flansche zu entfernen, was vorgezogen wird, da es den Materialdurchfluss
von den distalen zu den proximalen Abschnitten des Gehäuses möglichst
wenig behindert. Entsprechend wird wie oben erwähnt angenommen, dass ein lediglich
auf einer Seite der Drehflanken vorgesehenes Scherelement die Leistung
der Vorrichtung wesentlich verbessert. Auf diese Weise ist, wie
in 5–6 zu
sehen ist, ein einziges Scherelement 154 proximal zu den
Drehflanken 172 vorgesehen, wobei eine andere nicht dargestellte
Alternative ein einziges Scherelement ist, das in Bezug auf die
Flanken distal angeordnet ist.
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Noch
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 7a und 7b dargestellt.
In diesen Ansichten ist ein alternatives einstückiges Gehäuse 200 zum Einsatz
mit einem Drehelement wie den zuvor beschriebenen Elementen 34 oder 170 dargestellt.
Das Gehäuse 200 verfügt auch
hier über
einen distalen Abschnitt 202, einen proximalen Abschnitt 204,
ein distales Lumen 206, ein proximales Lumen 208 und
eine dazwischenliegende Nut 210. Ein distales Scherelement 220 und ein
proximales Scherelement 222 sind auf einander gegenüberliegenden
Seiten und benachbart der Nut 210 angeordnet. Die Scherelemente 220 und 222 sind
wie in der Endansicht von 7b dargestellt umfänglich fluchtend
ausgerichtet.
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Die
Entscheidung, ein ein- oder zweistückiges Gehäuse zu verwenden, hängt von
den verfügbaren
Herstellungsmöglichkeiten
ab. Ein einstückiges
Gehäuse
wird bevorzugt, wenn die Werkzeugeinrichtung zum Ausbilden der Scherelemente 220, 222 auf
der inneren Oberfläche
tatsächlich
verfügbar ist.
Andererseits ist das Ausbilden der inneren Scherelemente auf den
aufeinander angepassten Enden jedes Abschnittes eines zweistückigen Gehäuses etwas
einfacher, und die zwei Bereiche können dann miteinander verbunden
und verschweißt
oder anders miteinander verbunden werden.
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Eine
Anzahl von verschiedenen Materialien wie zum Beispiel Edelstahl,
Titan, Acryl oder andere geeignete biokompatible und steife Materialien
sind für
die Materialentfernungsvorrichtung geeignet. Die Auswahl des Materials
kann durch das jeweilige verwendete Herstellungsverfahren vorgegeben
sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das Materialentfernungsvorrichtungsgehäuse aus zwei Abschnitten aus
Edelstahl gebildet und mit einem einzigen Scherelement auf jeder
Seite der Drehflanken ausgestattet. Die zwei Abschnitte sind vorzugsweise durch
Laserschweißen
miteinander verbunden.
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Die
vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Formen ausgestaltet
sein, ohne den Bereich der Ansprüche
zu verlassen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen in jeder
Beziehung lediglich der Veranschaulichung dienen und nicht einschränkend verstanden
werden. Der Bereich der Erfindung ist deswegen eher durch die beigefügten Ansprüche als
durch die vorangegangene Beschreibung definiert.