DE102011109069A1 - Medical catheter system for clearing stone in e.g. kidney of patient, has controllable catheter comprising working channels, and imaging system arranged outside catheter and connected with control device for robotic control of catheter - Google Patents

Medical catheter system for clearing stone in e.g. kidney of patient, has controllable catheter comprising working channels, and imaging system arranged outside catheter and connected with control device for robotic control of catheter Download PDF

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Abstract

The system has a controllable catheter (2) comprising two working channels and a laser fiber. The catheter is designed without optical elements for imaging. A separate imaging system (16) is arranged outside the catheter and connected with a control device (22) for robotic control of the catheter. The laser fiber is arranged in one of the working channels. A laser system is arranged with the laser fiber. The control device is designed such that the control device controls the catheter based on picture signals produced by the imaging system. The imaging system is designed as a computed tomography system, magnetic resonance therapy system or ultrasound system.

Description

Die Erfindung betrifft ein medizinisches Kathetersystem zur Steinsanierung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a medical catheter system for stone restoration with the features specified in the preamble of claim 1.

Es sind medizinische Endoskopsysteme bekannt, welche flexible Instrumente aufweisen, welche zur Steinsanierung beispielsweise der Niere eingesetzt werden können. Diese Instrumente besitzen alle im Prinzip zumindest einen Arbeitskanal sowie eine Optik in Form einer Fiberoptik oder einer Videooptik. Darüber hinaus weisen die Instrumente eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere in Form von Lichtleitfasern auf. Ferner sind Elemente zur Steuerung, d. h. zur Auslenkung des flexiblen Instrumentes vorhanden. Über den einen Arbeitskanal wird zum einen gespült. Zum anderen können durch den Arbeitskanal Hilfsinstrumente, insbesondere eine Laserfaser zum Zerstören bzw. zum Zerkleinern von Steinen ins Operationsgebiet eingeführt werden. Auch werden durch den Arbeitskanal Steinkörbchen eingebracht, um die Steinfragmente zu entfernen. Die einzelnen Instrumente können in dem Arbeitskanal allerdings nur im Wechsel eingesetzt werden.There are medical endoscope systems are known which have flexible instruments that can be used for stone restoration, for example, the kidney. These instruments all have, in principle, at least one working channel and optics in the form of a fiber optic or a video optic. In addition, the instruments have a lighting device, in particular in the form of optical fibers. Furthermore, elements for the control, i. H. for deflection of the flexible instrument available. About the one working channel is flushed on the one hand. On the other hand, auxiliary instruments, in particular a laser fiber for destroying or for crushing stones into the operating area, can be introduced through the working channel. Also, through the working channel stone baskets are introduced to remove the stone fragments. However, the individual instruments can only be used alternately in the working channel.

Neue Instrumente zur Steinsanierung weisen zwei Arbeitskanäle auf, wobei bei diesen eine Laserfaser in einem der Kanäle verbleiben kann und gleichzeitig über die zwei Kanäle eine Dauerspülung durchgeführt werden kann, indem der Kanal, in dem die Laserfaser angeordnet ist, zusätzlich als Spülkanal genutzt wird. Durch den zweiten Kanal können darüber hinaus weitere Hilfsinstrumente, wie beispielsweise auch Steinkörbchen eingebracht werden. Die Anordnung von zwei Arbeitskanälen hat jedoch den Nachteil, dass diese durch den begrenzten Instrumentenquerschnitt kleiner ausgebildet werden müssen, als es bei Instrumenten mit nur einem Arbeitskanal der Fall ist. So lassen sich größere Steinfragmente durch diese Kanäle nicht entfernen. Aus diesem Grunde müssen die Steinfragmente entweder soweit zerkleinert werden, dass sie durch die relativ kleinen Kanäle entfernt werden können oder müssen gemeinsam mit dem gesamten Instrument aus der Körperöffnung entfernt werden.New instruments for stone remediation have two working channels, whereby a laser fiber can remain in one of the channels and at the same time through the two channels a continuous flushing can be performed by the channel in which the laser fiber is arranged, additionally used as a flushing channel. In addition, through the second channel further auxiliary instruments, such as stone baskets can be introduced. However, the arrangement of two working channels has the disadvantage that they must be made smaller by the limited instrument cross-section than is the case with instruments with only one working channel. Thus, larger fragments of stone can not be removed through these channels. For this reason, the stone fragments must either be crushed so far that they can be removed by the relatively small channels or must be removed together with the entire instrument from the body opening.

Im Hinblick auf diese Problematik ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes medizinisches Instrument zur Steinsanierung bereitzustellen, welches eine verbesserte Entfernung von Steinfragmenten ermöglicht.In view of this problem, it is an object of the invention to provide an improved stone restoration medical instrument which enables improved removal of stone fragments.

Diese Aufgabe wird durch ein medizinisches Kathetersystem mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a medical catheter system having the features specified in claim 1. Preferred embodiments will become apparent from the subclaims, the following description and the accompanying figures.

Das medizinische Kathetersystem, welches zur Steinsanierung, beispielsweise in den Harnwegen und der Niere ausgebildet ist, weist einen steuerbaren Katheter auf. D. h. der Katheter ist flexibel ausgebildet, sodass er in eine Körperöffnung einschiebbar und in dieser vorschiebbar ist. Insbesondere ist der Katheter so ausgebildet, dass er durch die Harnröhre und Harnleiter vorschiebbar ist. Der Katheter weist vorzugsweise Steuerelemente zur gezielten Auslenkung des Katheters in verschiedene Richtung auf. Dies können Steuerdrähte oder andere geeignete Aktoren sein.The medical catheter system, which is designed for stone remediation, for example in the urinary tract and the kidney, has a controllable catheter. Ie. The catheter has a flexible design so that it can be pushed into a body opening and pushed forward into it. In particular, the catheter is adapted to be advanced through the urethra and ureter. The catheter preferably has controls for targeted deflection of the catheter in different directions. These may be control wires or other suitable actuators.

Im Inneren des Katheters ist zumindest ein Arbeitskanal ausgebildet und zumindest eine Laserfaser angeordnet. Der Arbeitskanal dient der Spülung und zum Abtransport von Steinfragmenten und der Zufuhr von Hilfsinstrumenten in das Operationsgebiet. Die Laserfaser zur Übertragung von Laserstrahlung zum distalen Ende des Katheters, welche der Zerkleinerung bzw. Zerstörung von Steinen dient.At least one working channel is formed in the interior of the catheter and at least one laser fiber is arranged. The working channel is used for flushing and removing stone fragments and supplying auxiliary instruments to the operating area. The laser fiber for transmitting laser radiation to the distal end of the catheter, which is used for the crushing or destruction of stones.

Erfindungsgemäß ist der Katheter ohne optische Elemente zur Bildgebung ausgebildet. D. h. es ist im Unterschied zu einem Endoskop keine Optik, wie eine Faseroptik oder Videooptik vorhanden. Dies bedingt, dass auch keine Beleuchtungseinrichtung vorhanden sein muss. Auf diese Weise kann der zumindest eine Arbeitskanal im Querschnitt größer ausgebildet werden, da die Querschnittsfläche des Katheters, welche bei herkömmlichen Instrumenten von der Optik und der Beleuchtungseinrichtung beansprucht wird, bei dem erfindungsgemäßen Kathetersystem zusätzlich für die Arbeitskanäle im Katheter zur Verfügung steht. So kann der Arbeitskanal oder können die Arbeitskanäle bei gleichem Außenquerschnitt des Katheters größer als bei herkömmlichen Instrumenten ausgebildet werden. Dies ermöglicht, auch größere Steinfragmente leichter abzutransportieren.According to the invention, the catheter is designed without optical elements for imaging. Ie. unlike an endoscope, there is no optic such as a fiber optic or video optics. This requires that no lighting device must be present. In this way, the at least one working channel can be made larger in cross-section, since the cross-sectional area of the catheter, which is claimed by the optics and the illumination device in conventional instruments, is additionally available for the working channels in the catheter in the catheter system according to the invention. Thus, the working channel or the working channels with the same outer cross-section of the catheter can be made larger than in conventional instruments. This makes it possible to transport even larger stone fragments easier.

Um eine visuelle Kontrolle auch ohne eine in dem Katheter angeordnete Optik zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß ein separates, außerhalb des Katheters angeordnetes Bildgebungssystem Bestandteil des medizinischen Kathetersystems. Damit wird es möglich, den Vorschub und die Position des Katheters im Körper von außen visuell zu kontrollieren. Ein solches Bildgebungssystem kann beispielsweise ein Röntgen-, CT-, ein MRT- oder ein Ultraschallsystem sein, mittels welchem von außen die Position des Katheters, insbesondere die Position des distalen Endes des Katheters im Körper sichtbar gemacht werden kann. So kann durch äußere visuelle Kontrolle der Vorschub des Katheters gesteuert werden und das distale Ende des Katheters gegebenenfalls zu im Bildgebungssystem erkannten Steinen bewegt werden, um diese dann zu zertrümmern und die Steinfragmente durch den Katheter abzutransportieren.In order to enable a visual control even without an optic arranged in the catheter, according to the invention a separate imaging system arranged outside the catheter is part of the medical catheter system. This makes it possible to visually control the advance and position of the catheter in the body from the outside. Such an imaging system can be, for example, an X-ray, CT, MRI or ultrasound system, by means of which the position of the catheter, in particular the position of the distal end of the catheter in the body, can be made visible from outside. Thus, by external visual control, the advancement of the catheter can be controlled and the distal end of the catheter optionally moved to stones detected in the imaging system to then crush them and transport the fragments of stone through the catheter.

Das Bildgebungssystem ist mit einer Steuereinrichtung zur robotischen Steuerung des Katheters verbunden. Dies ermöglicht es, über die robotische Steuerung den Katheter, insbesondere dessen distales Ende, gezielt zu im Bildgebungssystem erkannten Positionen zu bewegen, insbesondere zu dort erkannten Steinen. Dies kann manuell oder weiter bevorzugt automatisch erfolgen, sodass im Idealfall das Prozedere der Steinzertrümmerung nach der Platzierung des Katheters im Behandlungsgebiet quasi vollautomatisch ablaufen kann. The imaging system is connected to a controller for robotic control of the catheter. This makes it possible, via the robotic control, to move the catheter, in particular its distal end, in a targeted manner to positions recognized in the imaging system, in particular to stones identified there. This can be done manually or more preferably automatically, so that, ideally, the procedure of stone fragmentation can proceed quasi-automatically after placement of the catheter in the treatment area.

Bevorzugt weist der Katheter zumindest zwei Arbeitskanäle auf, wobei dann vorzugsweise in einem der Arbeitskanäle die Laserfaser angeordnet ist. Über die zwei Arbeitskanäle kann eine Dauerspülung erreicht werden. Da das Instrument jedoch ohne bildgebende Optik ausgebildet ist, ist es auch möglich, auf eine Dauerspülung zu verzichten, da das erfindungsgemäße Kathetersystem keine klare Sicht vor dem distalen Ende des Katheters sicherstellen muss, sondern vielmehr quasi blind gearbeitet werden kann. So ist es auch möglich, lediglich einen großen Arbeitskanal vorzusehen, welcher dann den Abtransport größerer Steinfragmente begünstigt. Die Laserfaser könnte dann ebenfalls in diesem Arbeitskanal oder aber in einem kleineren separaten Kanal für die Laserfaser angeordnet werden. Dadurch kann gleichzeitig eine verbesserte Führung der Laserfaser im Inneren des Katheters erreicht werden, da der Kanal für die Laserfaser in seiner Querschnittsgröße an den Außendurchmesser der Laserfaser so angepasst werden kann, sodass diese in Querrichtung zumindest im distalen Endbereich des Instrumentes möglichst spielfrei geführt wird.Preferably, the catheter has at least two working channels, in which case the laser fiber is preferably arranged in one of the working channels. Continuous flushing can be achieved via the two working channels. However, since the instrument is formed without imaging optics, it is also possible to dispense with continuous flushing, since the catheter system according to the invention does not have to ensure a clear view of the distal end of the catheter, but rather can be operated virtually blind. So it is also possible to provide only a large working channel, which then favors the removal of larger stone fragments. The laser fiber could then also be placed in this working channel or in a smaller separate channel for the laser fiber. As a result, at the same time an improved guidance of the laser fiber inside the catheter can be achieved, since the channel for the laser fiber can be adapted in its cross-sectional size to the outer diameter of the laser fiber so that it is guided in the transverse direction at least in the distal end of the instrument as possible without play.

Der Katheter kann vorzugsweise manuell oder robotisch steuerbar sein. Dazu können Steuerdrähte oder andere geeignete Aktoren in dem Katheter angeordnet sein, um diesen gezielt auslenken zu können. Dies kann entweder manuell durch geeignete Stellelemente am proximalen Ende des Instrumentes oder aber robotisch, beispielsweise über elektrische, insbesondere motorische Antriebe erfolgen. Diese Antriebe können dann ebenfalls manuell oder aber von einer Steuereinrichtung automatisch betätigt werden, sodass der Katheter über eine robotische Steuerung automatisch ausgelenkt und gegebenenfalls vorgeschoben werden kann, wodurch eine automatisierte Steinsanierung möglich wird.The catheter may preferably be controllable manually or robotically. For this purpose, control wires or other suitable actuators can be arranged in the catheter in order to be able to deflect it in a targeted manner. This can be done either manually by suitable adjusting elements at the proximal end of the instrument or robotically, for example via electrical, in particular motor drives. These drives can then also be operated manually or by a control device automatically, so that the catheter can be automatically deflected via a robotic control and possibly advanced, whereby an automated stone restoration is possible.

Dazu ist weiter bevorzugt ein Lasersystem in dem Kathetersystem vorgesehen, von welchem die Laserfaser einen Bestandteil bildet. Dieses Lasersystem ist weiter bevorzugt mit einem System zur automatischen Steinerkennung ausgerüstet. Die Steine können in bekannter Weise beispielsweise über die Wellenlänge des von den Steinen reflektierten Lichtes erkannt werden. Dazu kann über die Laserfaser zusätzlich oder im Wechsel mit der zur Steinzertrümmerung erforderlichen Laserstrahlung eine Detektionsstrahlung ausgesandt werden, um Steine zu detektieren und zu erfassen.For this purpose, a laser system is further preferably provided in the catheter system, of which the laser fiber forms an integral part. This laser system is further preferably equipped with a system for automatic stone detection. The stones can be detected in a known manner, for example, over the wavelength of the light reflected from the stones. For this purpose, in addition to or in exchange with the laser radiation required for the fragmentation of the stone, a detection radiation can be emitted via the laser fiber in order to detect and detect stones.

Zusammen mit der robotischen Steuerung des Katheters und der automatischen Steinerkennung wird es möglich, den Katheter automatisch so zu steuern, dass ein Operationsgebiet beispielsweise systematisch abgetastet bzw. abgescannt wird und dann, wenn Steine erfasst werden, diese mittels Laserstrahlung zerkleinert bzw. zerstört werden können.Together with the robotic control of the catheter and the automatic stone detection, it is possible to automatically control the catheter so that a surgical area, for example, scanned systematically or scanned and then when stones are detected, they can be crushed or destroyed by laser radiation.

Die Steuereinrichtung ist bevorzugt derart ausgebildet sein, dass sie den Katheter in Abhängigkeit der von dem Bildgebungssystem erzeugten Bildsignale steuert. So kann die Steuereinrichtung so ausgebildet sein, dass sie in dem von dem Bildgebungssystem erzeugten Bildsignal Steine selbsttätig erkennt und das distale Ende des Katheters zu den Steinen so positioniert, dass diese mittels Laserstrahlung, welche von der Laserfaser übertragen wird, zerstört bzw. zerkleinert werden können.The control device is preferably designed such that it controls the catheter as a function of the image signals generated by the imaging system. Thus, the control device can be designed such that it automatically detects stones in the image signal generated by the imaging system and positions the distal end of the catheter to the stones so that they can be destroyed or shredded by means of laser radiation which is transmitted by the laser fiber ,

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung mit einem Lasersystem, dessen Bestandteil die Laserfaser ist, derart verbunden, dass die Steuereinrichtung das Lasersystem in Abhängigkeit der von dem Bilderzeugungssystem erzeugten Bildsignale steuert. D. h. die Steuereinrichtung kann vorzugsweise die Laserstrahlung, welche von der Laserfaser zur Steinzertrümmerung übertragen wird, aktivieren und deaktivieren. So kann die Steuereinrichtung über die robotische Steuereinrichtung des Katheters den Katheter zum einen automatisch relativ zu einem zu zerstörenden Stein positionieren und dann auch automatisch die erforderliche Laserstrahlung über das Zusammenwirkung mit dem Lasersystem aktivieren. Die Steinposition kann entweder durch das separate externe Bildgebungssystem erfasst werden und/oder mithilfe einer automatischen Steinerkennung, welche in das Lasersystem integriert ist, erfolgen. So kann der Katheter in dem Behandlungsgebiet, nachdem der Katheter dort gegebenenfalls manuell platziert worden ist, das Behandlungsgebiet automatisch abscannen und die Steuereinrichtung aktiviert immer dann die Lasestrahlung, wenn ein Stein erkannt wird. Auf diese Weise wird die quasi vollautomatische Steinzerkleinerung ermöglicht. Dies kann alternativ oder zusätzlich zur Steinerkennung über das Bildgebungssystem erfolgen.The control device is preferably connected to a laser system, of which the laser fiber is a part, in such a way that the control device controls the laser system as a function of the image signals generated by the image generation system. Ie. the control means may preferably activate and deactivate the laser radiation transmitted from the laser fiber to the stone fragmentation. Thus, the control device via the robotic control device of the catheter on the one hand automatically position relative to a stone to be destroyed and then automatically activate the required laser radiation through the interaction with the laser system. The stone position can be detected either by the separate external imaging system and / or by using an automatic stone detector integrated into the laser system. Thus, in the treatment area, after the catheter has been manually placed there, the catheter can automatically scan the treatment area and the control device activates the laser radiation whenever a stone is detected. In this way, the quasi-fully automatic stone crushing is possible. This can be done alternatively or in addition to stone detection via the imaging system.

Die Ausgestaltung des Katheters ohne optische Elemente zur Bildgebung hat darüber hinaus den Vorteil, dass der Katheter selbst relativ einfach aufgebaut ist, sodass er auch als Einmalprodukt ausgeführt werden kann, welches nach der Behandlung entsorgt und nicht gereinigt wird. Auf diese Weise wird die Handhabung weiter vereinfacht und es kann gleichzeitig sichergestellt werden, dass stets ein sauberes, steriles, nämlich ein neues Instrument zum Einsatz kommt.The design of the catheter without optical elements for imaging also has the advantage that the catheter itself is relatively simple, so that it can be run as a disposable product, which is disposed of after treatment and not cleaned. In this way, the handling is further simplified and it can be ensured at the same time that always one clean, sterile, namely a new instrument is used.

Das erfindungsgemäße Kathetersystem ermöglicht ein neuartiges erfinderisches Verfahren zur Steinsanierung, bei welchem die Steine nicht durch ein Bildgebungssystem bzw. eine Optik in dem Katheter aufgefunden werden, sondern der Katheter entweder mittels eines Lasersystems zur automatischen Steinerkennung das Behandlungs- bzw. Operationsgebiet quasi automatisch abscannt und dann, wenn ein Stein von der Steinerkennung erfasst wird, manuell oder automatisch die Laserstrahlung zur Steinzerkleinerung aktiviert wird. Oder es kann alternativ oder zusätzlich bei diesem Verfahren eine visuelle Kontrolle mittels eines externen, d. h. außerhalb des Katheters angeordneten Bildgebungssystems erfolgen, wie es oben beschrieben wurde. Durch ein solches Bildgebungssystem kann ein zu zerstörender Stein entweder manuell durch den Operateur ausgemacht und dann der Katheter entsprechend manuell positioniert werden oder aber eine automatische Steuereinrichtung kann durch Auswertung der Bildsignale des externen Bildgebungssystems die Steinposition erkennen und automatisch den Katheter bzw. dessen distales Ende so gegenüber dem erkannten Stein positionieren, dass dieser mithilfe von Laserstrahlung zerkleinert werden kann. Die Laserstrahlung kann dann entsprechend ebenfalls von der Steuereinrichtung automatisch aktiviert werden. Dadurch entfällt ein zeitaufwendiges systematisches Abscannen des Operationsgebietes und es kann dennoch eine vollautomatische Steinsanierung durchgeführt werden. Das Verfahren kann unter Dauerspülung ausgeführt werden. Alternativ kann auf die Spülung verzichtet werden und die Steinfragmente können erst nach Zerstörung durch einen Arbeitskanal in dem Katheter abgesaugt werden. Eine Dauerspülung ist, wie oben beschrieben, nicht unbedingt erforderlich, da aufgrund des Fehlens einer Optik in dem Katheter auf klare Sicht im Operationsgebiet verzichtet werden kann.The catheter system according to the invention enables a novel inventive method for stone restoration, in which the stones are not detected by an imaging system or optics in the catheter, but the catheter either by means of a laser system for automatic stone recognition the treatment or surgical area quasi automatically scanned and then When a stone is detected by stone detection, the laser radiation for stone crushing is activated manually or automatically. Or it may alternatively or additionally in this method, a visual control by means of an external, d. H. Off-catheter imaging system as described above. Such an imaging system can either manually identify a stone to be destroyed by the surgeon and then manually position the catheter or an automatic control device can detect the stone position by evaluating the image signals of the external imaging system and automatically position the catheter or its distal end opposite position the detected stone so that it can be crushed using laser radiation. The laser radiation can then also be activated automatically by the control device accordingly. This eliminates a time-consuming systematic scanning of the operating area and it can still be carried out a fully automatic stone restoration. The process can be carried out under continuous flushing. Alternatively, can be dispensed with the rinse and the stone fragments can be sucked only after destruction by a working channel in the catheter. Continuous flushing, as described above, is not necessarily required, as due to the lack of optics in the catheter clear vision in the surgical field can be dispensed with.

Nachfolgend wir die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. In these shows:

1 schematisch ein medizinisches Kathetersystem gemäß der Erfindung und 1 schematically a medical catheter system according to the invention and

2 schematisch einen Querschnitt eines Katheters eines erfindungsgemäßen Kathetersystems. 2 schematically a cross section of a catheter of a catheter system according to the invention.

Das erfindungsgemäße Kathetersystem weist, wie in 1 gezeigt, einen Katheter 2 auf, welcher in ein Hohlorgan eines Patienten 4, wie beispielsweise den Harnleiter einführbar ist, um dort einen Stein 6, wie beispielsweise einen Nierenstein zu entfernen. Der Katheter 2 ist flexibel und steuerbar ausgebildet und weist, wie schematisch im Querschnitt von 2 zu sehen ist, einen Arbeitskanal 8 und eine Laserfaser 10 auf. Zusätzlich können Steuerdrähte 12 oder andere Aktoren vorgesehen sein, um den Katheter in der gewünschten Weise lenken zu können. Zu erkennen ist, dass erfindungsgemäß der Katheter keine bildgebende Optik und keine Beleuchtungseinrichtung aufweist. Dadurch dass diese Elemente fehlen, wird im Querschnitt bei gleichbleibendem Außendurchmesser Platz geschaffen, um den zumindest einen Arbeitskanal 8 oder im Falle, dass mehrere Arbeitskanäle vorgesehen sein sollten, diese mehreren Arbeitskanäle im Querschnitt vergrößern zu können. Der größere Querschnitt der Arbeitskanäle hat den Vorteil, dass größere Steinfragmente abgeführt bzw. abgesaugt werden können, ohne das Instrument aus dem Hohlorgan entnehmen zu müssen. Die Laserfaser 10 ist am proximalen Ende mit einem Steinlaser 14 verbunden, welcher die erforderliche Laserstrahlung zum Zerstören bzw. Zerkleinern der Steine 6 aufweist. Der Steinlaser 14 ist darüber hinaus bevorzugt ein Lasersystem, welches zur automatischen Steinerkennung ausgebildet ist. Dazu kann der Steinlaser 14 eine Detektionsstrahlung über die Laserfaser 10 auf den Stein 6 aussenden und anhand der reflektieren Strahlung erkennen, ob es sich um einen Stein oder umgebendes Gewebe handelt. Die Arbeitsstrahlung, welche zum Zerstören des Steins genutzt wird, kann dann von dem Steinlaser 14 abhängig nur dann aktiviert werden, wenn die Laserfaser 10 auf einen Stein 6 gerichtet ist, um eine Beeinträchtigung der umgebenden Gewebes zu vermeiden.The catheter system according to the invention has, as in 1 shown a catheter 2 which is in a hollow organ of a patient 4 , such as the ureter is insertable, there to a stone 6 such as removing a kidney stone. The catheter 2 is flexible and controllable and has, as shown schematically in cross-section of 2 you can see a working channel 8th and a laser fiber 10 on. In addition, control wires 12 or other actuators may be provided to direct the catheter in the desired manner. It can be seen that according to the invention the catheter has no imaging optics and no illumination device. Due to the fact that these elements are missing, space is created in the cross-section with a constant outside diameter, around the at least one working channel 8th or in the case that several working channels should be provided to be able to increase these multiple working channels in cross section. The larger cross section of the working channels has the advantage that larger stone fragments can be removed or sucked off, without having to remove the instrument from the hollow organ. The laser fiber 10 is at the proximal end with a stone laser 14 connected, which the required laser radiation for destroying or crushing the stones 6 having. The stone laser 14 is also preferred a laser system, which is designed for automatic stone detection. This can be done by the stone laser 14 a detection radiation over the laser fiber 10 on the stone 6 and detect from the reflected radiation whether it is a stone or surrounding tissue. The working radiation, which is used to destroy the stone, can then from the stone laser 14 be activated only if the laser fiber 10 on a stone 6 is directed to avoid impairment of the surrounding tissue.

Das erfindungsgemäße Kathetersystem weist darüber hinaus ein externes von dem Katheter 2 unabhängiges Bildgebungssystem 16 auf, welches mit einem extrakorporal angeordneten Sensorelement 18 ein Bild des Untersuchungsgebietes, in welchem der Stein 6 und das distale Ende 20 des Katheters 2 gelegen sind, erfasst. Das Bildgebungssystem 16 und das Sensorelement 18 können beispielsweise ein Ultraschallsystem sein, wobei das Sensorelement 18 dann ein Schallkopf ist. Alternativ könnten Röntgensysteme, CT-Systeme oder MRT-Systeme mit entsprechenden Sensorelementen zum Einsatz kommen, um das Operations- bzw. Therapiegebiet im Inneren des Patienten von außen visuell darzustellen. Die von dem Bildgebungssystem 16 erzeugten Signale werden einer zentralen Steuereinrichtung 22 zugeführt, welche beispielsweise ein mit entsprechender Software versehenes Computersystem sein kann. Ausgehend von der Steuereinrichtung 22 werden die Bildsignale einem Bildausgabegerät 24, insbesondere einem Monitor zugeführt. Das Bildausgabegerät 24 könnte auch alternativ direkt mit dem Bildgebungssystem 16 verbunden sein. Ferner kann das Bildausgabegerät 24, wenn es mit der zentralen Steuereinrichtung 22 verbunden ist, auch noch weitere Informationen, welche z. B. die Bedienung und Steuerung des Kathetersystems betreffen, zur Anzeige bringen. Darüber hinaus kann das Bildausgabegerät gleichzeitig als Eingabegerät dienen, beispielsweise als berührungsempfindlicher Bildschirm. Alternativ oder zusätzlich können weitere Bedien- oder Eingabeelemente mit der Steuereinrichtung 22 verbunden sein, welche hier nicht näher gezeigt sind.The catheter system of the invention also has an external one from the catheter 2 independent imaging system 16 on, which with an extracorporeally arranged sensor element 18 a picture of the study area in which the stone 6 and the distal end 20 of the catheter 2 are located. The imaging system 16 and the sensor element 18 For example, may be an ultrasound system, wherein the sensor element 18 then a transducer is. Alternatively, X-ray systems, CT systems or MRT systems with corresponding sensor elements could be used to visually represent the surgical or therapeutic area inside the patient from the outside. The of the imaging system 16 generated signals are a central control device 22 supplied, which may be, for example, provided with a corresponding software computer system. Starting from the control device 22 the image signals become an image output device 24 , in particular fed to a monitor. The image output device 24 could also be used directly with the imaging system 16 be connected. Furthermore, the image output device 24 if it is with the central control device 22 is connected, even more information, which z. As the operation and control of the catheter system, bring to the display. In addition, the image output device can simultaneously serve as an input device, for example as a touch-sensitive screen. Alternatively or additionally, further control or input elements with the control device 22 be connected, which are not shown here in detail.

Die zentrale Steuereinrichtung 22 ist darüber hinaus mit einem Steuersystem 26 signalverbunden, welches der automatischen Steuerung bzw. Auslenkung des Katheters 2 dient. D. h. der Katheter 2 kann von der Steuereinrichtung 22 über das Steuersystem 26 gelenkt werden. Dieses Steuersystem 26 bewegt Aktoren oder Steuerdrähte im Katheter 2 zu dessen Auslenkung. So ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 22 den Katheter 2, insbesondere dessen distales Ende 20 automatisiert so positioniert, dass das distale Ende der Laserfaser 10 einem zu zerstörenden Stein 6 gegenüberliegt. Nach der Zerstörung des Steins kann das distale Ende 20 des Katheters 2 dann ebenfalls so positioniert werden, dass die erzeugten Steinfragmente abgeführt werden können.The central control device 22 is beyond that with a tax system 26 signal connected, which is the automatic control or deflection of the catheter 2 serves. Ie. the catheter 2 can from the controller 22 about the tax system 26 be steered. This tax system 26 Moves actuators or control wires in the catheter 2 for its deflection. So it is possible that the control device 22 the catheter 2 , in particular its distal end 20 automated so positioned that the distal end of the laser fiber 10 a stone to be destroyed 6 opposite. After the destruction of the stone may be the distal end 20 of the catheter 2 then also be positioned so that the generated stone fragments can be removed.

Die Steuereinrichtung 22 kann die Auslenkung bzw. Positionierung des Katheters 2 erfindungsgemäß auf zwei Arten ausführen. Zum einen ist es möglich, mittels der zuvor beschriebenen automatischen Steinerkennung des Steinlasers 14 die Positionierung vorzunehmen. Dabei wird durch systematische Auslenkung des distalen Endes 20 des Katheters 2 das Therapiegebiet abgescannt bis der zu zerstörende Stein 6 über das Lasersystem, d. h. den Steinlaser 14 und dessen Steinerkennung erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, zur Steinerkennung das Bildgebungssystem 16 zu verwenden. Durch Auswertung der Bildsignale des Bildgebungssystems 16 in der Steuereinrichtung 22 kann in dem erzeugten Bild automatisiert ein zu zerstörender Stein erkannt werden und dann von der Steuereinrichtung 22 über das Steuersystem 26 das distale Ende des Katheters 2 automatisiert so ausgelenkt werden, dass der Stein 6 dem distalen Ende der Laserfaser 10 gegenüberliegt, woraufhin dann die Steuereinrichtung 22, welche ebenfalls mit dem Steinlaser 14 verbunden ist, diesen zur Aussendung der Arbeitsstrahlung aktiviert, woraufhin dann der Stein zerstört wird.The control device 22 can the deflection or positioning of the catheter 2 According to the invention perform in two ways. On the one hand, it is possible by means of the above-described automatic stone recognition of the stone laser 14 to perform the positioning. It is characterized by systematic deflection of the distal end 20 of the catheter 2 scanned the therapy area to the stone to be destroyed 6 about the laser system, ie the stone laser 14 and whose stone recognition is detected. Alternatively or additionally, it is possible for stone detection, the imaging system 16 to use. By evaluation of the image signals of the imaging system 16 in the control device 22 In the generated image, a stone to be destroyed can be detected automatically and then by the control device 22 about the tax system 26 the distal end of the catheter 2 be automatically deflected so that the stone 6 the distal end of the laser fiber 10 opposite, whereupon then the control device 22 , which also with the stone laser 14 is connected, this activated to send out the working radiation, whereupon the stone is destroyed.

Anstelle der beschriebenen automatischen Steuerung des Katheters 2 kann alternativ oder zusätzlich eine manuelle Steuerung vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Operateur das distale Ende 20 des Katheters 2 manuell so bewegen, dass er es in eine zum Stein 6 ausgerichtete Position bewegt. Dazu kann eine visuelle Kontrolle über das Bildausgabegerät 24 erfolgen, welches den Stein 6 und das distale Ende 20 des Katheters 2 zur Anzeige bringt.Instead of the described automatic control of the catheter 2 Alternatively or additionally, a manual control may be provided. For example, the surgeon may have the distal end 20 of the catheter 2 Manually move it so that it turns it into a stone 6 moved aligned position. This can be a visual control of the image output device 24 done, which is the stone 6 and the distal end 20 of the catheter 2 brings to the display.

Es ist zu verstehen, dass die einzelnen Komponenten, welche vorangehend beschrieben wurden, als separate Bausteine ausgebildet sein können, aber auch lediglich Programmbausteine darstellen können, welche auf einem gemeinsamen Computersystem ablaufen, oder in ein System integriert sein können. So können insbesondere das Bildgebungssystem 16 und auch das Steuersystem 26 mit der Steuereinrichtung 22 ein integriertes System darstellen.It should be understood that the individual components described above may be embodied as separate building blocks, but may also merely represent program building blocks that run on a common computer system or may be integrated into a system. Thus, in particular, the imaging system 16 and also the tax system 26 with the control device 22 represent an integrated system.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Kathetercatheter
44
Patientpatient
66
Steinstone
88th
Arbeitskanalworking channel
1010
Laserfaserlaser fiber
1212
Steuerdrähtecontrol wires
1414
Steinlaserstone laser
1616
Bildgebungssystemimaging system
1818
Sensorelementsensor element
2020
distale Endedistal end
2222
Steuereinrichtungcontrol device
2424
BildausgabegerätImage output device
2626
Steuersystemcontrol system

Claims (7)

Medizinisches Kathetersystem zur Steinsanierung mit einem steuerbaren Katheter (2), welcher zumindest einen Arbeitskanal (8) und eine Laserfaser (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Katheter (2) ohne optische Elemente zur Bildgebung ausgebildet ist, das Kathetersystem ein separates, außerhalb des Katheters (2) angeordnetes Bildgebungssystem (16) aufweist und dass das Bildgebungssystem (16) mit einer Steuereinrichtung (22) zur robotischen Steuerung des Katheters (2) verbunden ist.Medical catheter system for stone restoration with a controllable catheter ( 2 ), which has at least one working channel ( 8th ) and a laser fiber ( 10 ), characterized in that the catheter ( 2 ) is formed without optical imaging elements, the catheter system is a separate, outside the catheter ( 2 ) ( 16 ) and that the imaging system ( 16 ) with a control device ( 22 ) for robotic control of the catheter ( 2 ) connected is. Kathetersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katheder (2) zumindest zwei Arbeitskanäle aufweist, wobei die Laserfaser (10) vorzugsweise in einem der Arbeitskanäle angeordnet ist.Catheter system according to claim 1, characterized in that the catheter ( 2 ) has at least two working channels, the laser fiber ( 10 ) is preferably arranged in one of the working channels. Kathetersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katheter (2) manuell oder robotisch steuerbar ist.Catheter system according to claim 1 or 2, characterized in that the catheter ( 2 ) is manually or robotically controllable. Kathetersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Lasersystem (14) mit der Laserfaser (10), welches mit einer automatischen Steinerkennung ausgerüstet ist.Catheter system according to one of the preceding claims, characterized by a laser system ( 14 ) with the laser fiber ( 10 ), which is equipped with an automatic stone detection. Kathetersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildgebungssystem (16) ein CT-, MRT- oder Ultraschallsystem ist.Catheter system according to one of the preceding claims, characterized in that the imaging system ( 16 ) is a CT, MRI or ultrasound system. Kathetersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (22) derart ausgebildet ist, dass sie den Katheter (2) in Abhängigkeit der von dem Bildgebungssystem (16) erzeugten Bildsignale steuert. Catheter system according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 22 ) is designed such that the catheter ( 2 ) depending on the imaging system ( 16 ) controls generated image signals. Kathetersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (22) mit einem Lasersystem (14), dessen Bestandteil die Laserfaser (10) ist, derart verbunden ist, dass die Steuereinrichtung (22) das Lasersystem (14) in Abhängigkeit der von dem Bilderzeugungssystem (16) erzeugten Bildsignale steuert.Catheter system according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 22 ) with a laser system ( 14 ), of which the laser fiber ( 10 ) is connected in such a way that the control device ( 22 ) the laser system ( 14 ) depending on the imaging system ( 16 ) controls generated image signals.
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